医疗用机械手和医疗用机械手控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种通过被插入到身体中而使用的医疗用机械手以及控制该医疗用机械手的医疗用机械手控制方法。
[0002]要求了于2013年2月25日临时申请的美国专利临时申请N0.61/768，720的优先权，该美国专利临时申请的内容通过引用被并入到本文中。
【背景技术】
[0003]近年来，为了节省医疗设施中的人力，已考虑使用机器人的医学治疗(treatment)。特别是，在外科领域，已提出了各种医疗用机械手系统，通过这些医疗用机械手系统，使用多自由度(多关节)机械手来治疗患者。
[0004]例如，在专利文件I中公开的外科治疗装置中，在导向管的远端(distal end)(插入部)布置有摄像系统的相机头。第一工作仪器和第二工作仪器(治疗部)在摄像系统的视野内从导向管的远端延伸。所允许的容积被确定为与视野的边界相对应。外科治疗装置的控制系统阻止两个工作仪器的所有部件移动超出所允许的容积。因此，由于外科医生可以看到工作仪器的所有移动部件，因此外科医生可以移动两个工作仪器而不接触周围组织。由工作仪器正移动的边界来确定仪器容积。控制系统在仪器容积内允许的容积的区域中移动两个工作仪器。
[0005]当朝关于导向管的远端侧插入摄像系统时，摄像系统的视野的边界(即，所允许的容积)也移动到远端侧，并且两个工作仪器的一部分被放置在摄像系统的视野的外面。
[0006]现有技术文件
[0007]专利文件
[0008][专利文件I]美国专利申请，公开号:2008/0065109
【发明内容】
[0009]技术问题
[0010]然而，在相关技术中的外科治疗装置中，治疗部被布置成从插入部的远端延伸。因此，如果插入部的远端侧以旋转(swiveling)运动方式移动，则治疗部可能与在该治疗部的附近的组织等接触。
[0011]为了解决上述问题，本发明的目的在于提供能够在通过被插入到身体中来使用医疗用机械手时抑制与周围组织的接触的医疗用机械手、以及医疗用机械手控制方法。
[0012]为了解决所述问题，本发明提出了下面的解决方案。
[0013]根据本发明的第一方面，提供了一种医疗用机械手，该医疗用机械手包括:插入部，其被构造成插入到身体中；治疗部，其设置在所述插入部的远端部上；操作部，其操作所述插入部；以及控制部，其包括缩回模式，在所述缩回模式下，当所述控制部从所述操作部接收到用于使所述插入部移动的指令时，使所述治疗部缩回到近端(proximal end)侦!|。
[0014]根据本发明的第二方面，在根据本发明的第一方面的医疗用机械手中，仅当所述控制部从所述操作部接收到用于使所述插入部在与所述插入部的轴线交叉的方向上移动的指令时，所述控制部可以使所述治疗部移动到所述近端侧。
[0015]根据本发明的第三方面，在根据本发明的第一方面或第二方面的医疗用机械手中，当所述治疗部移动到所述近端侧时，所述控制部可以使所述治疗部的远端部移动到与距离在所述控制部接收到指令时的所述治疗部的所述远端部的位置相比更靠近所述近端侧。
[0016]根据本发明的第四方面，在根据本发明的第三方面的医疗用机械手中，当所述控制部接收到指令时，所述控制部可以存储沿着所述治疗部的纵向方向限定的所述治疗部的布置基准线的位置，并且在保持将所述治疗部布置在所述布置基准线上的状态的同时，所述控制部可以使所述治疗部移动到所述近端侧。
[0017]根据本发明的第五方面，在根据本发明的第一方面至第三方面中的任一方面的医疗用机械手中，当所述控制部接收到指令时，在使所述治疗部移动到所述近端侧之前，所述控制部可以使所述治疗部变形成延伸到所述治疗部的远端侧的直线形状。
[0018]根据本发明的第六方面，在根据本发明的第三方面的医疗用机械手中，可以在所述插入部中形成有通道，所述通道在所述插入部的远端表面处具有开口，所述治疗部可以插入到所述通道中，能够向前和缩回移动，并且当所述控制部接收到指令时，所述控制部可以使所述治疗部移动，以使整个所述治疗部容纳在所述通道内部。
[0019]根据本发明的第七方面，在根据本发明的第一方面至第六方面中的任一方面的医疗用机械手中，在完成所述治疗部的缩回操作之后，所述控制部可以使所述插入部移动。
[0020]根据本发明的第八方面，在根据本发明的第一方面至第六方面中的任一方面的医疗用机械手中，在接收到指令之后并且在完成所述治疗部的缩回操作之前，所述控制部可以使所述插入部移动。
[0021]根据本发明的第九方面，在根据本发明的第一方面至第八方面中的任一方面的医疗用机械手中，所述控制部可以执行控制，使得当由指令指示的所述插入部的移动量增加时，所述治疗部朝所述近端侧的移动量增加。
[0022]根据本发明的第十方面，在根据本发明的第一方面至第九方面中的任一方面的医疗用机械手中，所述控制部可以具有非缩回模式，在所述非缩回模式下，即使从所述操作部接收到用于使所述插入部移动的指令，也不使所述治疗部移动到所述近端侧，并且所述控制部可以能够切换所述缩回模式和所述非缩回模式。
[0023]根据本发明的第十一方面，在根据本发明的第一方面至第十方面中的任一方面的医疗用机械手中，可以在所述插入部的所述远端部上设置有摄像部，所述摄像部具有能够获得在视野范围内的对象(subject)的图像的摄像单元，当所述控制部接收到指令时，可以将所述治疗部的远端布置在所述摄像单元的所述视野范围内，当接收到指令时，所述控制部可以存储作为所述摄像单元的所述视野范围的初始视野范围，所述控制部可以开始所述插入部的移动，并且当所述治疗部的所述远端到达所述初始视野范围的边缘部分时，所述控制部可以停止所述插入部的移动。
[0024]根据本发明的第十二方面，在根据本发明的第七方面的医疗用机械手中，所述医疗用机械手还可以包括摄像部，所述摄像部包括:摄像部主体，其设置成从所述插入部的远端表面伸出；以及摄像单元，其设置在所述摄像部主体的远端部中并且能够获得对象的图像，并且当所述治疗部移动到所述近端侧，使得所述治疗部的远端到达所述摄像部的在所述插入部的轴线的方向上的远端的位置时，所述控制部可以停止所述治疗部的所述缩回操作。
[0025]根据本发明的第十三方面，提供了一种控制医疗用机械手的医疗用机械手控制方法，该医疗用机械手包括:插入部，其被构造成插入到身体中；治疗部，其设置在所述插入部的远端部上；以及操作部，其操作所述插入部，该方法包括以下处理:当从所述操作部接收到用于使所述插入部移动的指令时，使所述治疗部移动到近端侧。
[0026]根据本发明的第十四方面，在根据本发明的第十三方面的医疗用机械手中，仅当从所述操作部接收到用于使所述插入部在与所述插入部的轴线交叉的方向上移动的指令时，可以使所述治疗部移动到所述近端侧。
[0027]依照根据相应方面的医疗用机械手和医疗用机械手控制方法，当接收到用于使内窥镜插入部弯曲的操作指令时，内窥镜控制部使夹持(grasping)钳移动到近端侧。因此，当内窥镜插入部的远端侧弯曲时，夹持钳的旋转范围变窄。因此，能够阻止夹持钳与周围组织等接触。
【附图说明】
[0028]图1是例示了根据本发明的第一实施方式的医疗用机械手的总图。
[0029]图2是例示了医疗用机械手的框图。
[0030]图3是医疗用机械手的内窥镜插入部的一部分断裂的侧视图。
[0031]图4是例示了在医疗用机械手的控制方法中，输出用来改变弯曲部的角度的操作指令的情况的过程的流程图。
[0032]图5是例示了医疗用机械手的控制方法的图，其示出了夹持钳随时间的远端位置以及内窥镜插入部的弯曲角度。
[0033]图6是例示了医疗用机械手的控制方法的图。
[0034]图7是例示了医疗用机械手的控制方法的图。
[0035]图8是例示了根据本发明的第一实施方式的修改示例的医疗用机械手的控制方法的图。
[0036]图9是例示了医疗用机械手的控制方法的图，其示出了夹持钳随时间的远端位置以及内窥镜插入部的弯曲角度。
[0037]图10是例示了根据本发明的第二实施方式的医疗用机械手的内窥镜插入部的一部分断裂的侧视图。
[0038]图11是例示了在医疗用机械手的控制方法中，输出用于改变弯曲部的角度的操作指令的情况的过程的流程图。
[0039]图12是例示了医疗用机械手的控制方法的图。
[0040]图13是例示了在根据本发明的第三实施方式的医疗用机械手的控制方法中，输出用于改变弯曲部的角度的操作指令的情况的过程的流程图。
[0041]图14是例示了医疗用机械手的控制方法的图。
[0042]图15是例示了医疗用机械手的控制方法的图。
[0043]图16是例示了根据本发明的第四实施方式的医疗用机械手的内窥镜插入部的一部分断裂的侧视图。
[0044]图17是例示了通过医疗用机械手的摄像单元获得图像的示例的图。
[0045]图18是例示了医疗用机械手的控制方法的图，其示出了夹持钳随时间的远端位置以及内窥镜插入部的弯曲角度。
[0046]图19是例示了根据本发明的第五实施方式的医疗用机械手的内窥镜插入部的一部分断裂的侧视图。
[0047]图20是例示了医疗用机械手的框图。
[0048]图21是例示了医疗用机械手的控制方法的图。
[0049]图22是例示了医疗用机械手的控制方法的图。
[0050]图23是例示了根据本发明的修改示例的实施方式的医疗用机械手的操作的图。
[0051]图24是例示了根据本发明的修改示例的实施方式的医疗用机械手的操作的图。
[0052]图25是例示了根据本发明的修改示例的实施方式的操作臂的移动量与夹持钳到近端侧的移动量之间的关系的示例的图。
[0053]图26是例示了根据本发明的修改示例的实施方式的操作臂的移动量与夹持钳到近端侧的移动量之间的关系的另一个