示例的图。
[0054]图27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又一个示例的图。
【具体实施方式】
[0055]在下文中，将参照图1至图9描述根据本发明的医疗用机械手I的第一实施方式。
[0056]如图1至图3所示，根据本实施方式的医疗用机械手I包括插入到身体中的内窥镜插入部(插入部)10、可伸缩地插入到形成在内窥镜插入部10的通道11中能够向前和缩回移动的夹持钳(治疗部)30、由给出操作指令(指令)的操作员0(诸如，执业医生)操作的操作部50、以及根据操作指令来控制内窥镜插入部10的控制设备70。
[0057]内窥镜插入部10是具有柔性的所谓柔性插入部。内窥镜插入部10包括设置在其远端处的刚性远端部12、设置在刚性远端部12的近端侧的可弯曲的弯曲部13、以及设置在弯曲部13的近端侧并具有柔性的柔性管部件14。
[0058]在刚性远端部12的远端表面12a中，在暴露于外面的状态下设置了具有LED的照明部17 (见图2)以及具有摄像单元18a (诸如CCD)的摄像部18。通道11在远端表面12a处具有开口 11a。通道11被形成为在内窥镜插入部10的轴线Cl的方向上延伸。
[0059]照明部17被供应有来自待稍后描述的电源74的电力，并且照亮远端表面12a的前侧。摄像单元18a通过对从目标组织(对象)在预定的视野范围(viewing range) Rl内反射在光接收表面(未示出)上的光进行摄像来获得该目标组织的图像(图片)。然后，将该图像转换成信号并输出到控制设备70。
[0060]作为弯曲部13，可以使用具有已知构造的弯曲部。在如下的状态下设置弯曲部13:在轴线Cl的方向上布置有彼此可旋转地连接的多个关节环(未示出)。将所述多个关节环当中的远端侧的关节环围绕轴线Cl以相等的角度间隔连接到四条操作线的远端部。将相应操作线的近端部连接到设置在内窥镜插入部10的近端部中的弯曲电机19 (见图2)。通过使用弯曲电机19来拖曳操作线的近端部，可以在期望的方向上使弯曲部13弯曲(移动)，因此改变了弯曲的角度(弯曲角度)。
[0061]在内窥镜插入部10的近端部中，设置有图2中所示的治疗部往复电机20，该治疗部往复电机20用于使插入到通道11中的夹持钳30相对于通道11前进和缩回。当治疗部往复电机20的旋转轴(未示出)在与夹持钳30的外表面接触的状态下旋转时，能够使夹持钳30相对于通道11前进和缩回。
[0062]在内窥镜插入部10中，设置有治疗部检测传感器21，该治疗部检测传感器21检测插入到通道11中的夹持钳30的在轴线Cl的方向上的位置。
[0063]将内窥镜插入部10的近端部附接到操作部50。
[0064]在本实施方式中，作为夹持钳30，如图3中所示，使用了在纵向方向上延伸的所谓多关节杆状治疗仪器。夹持钳30包括布置在夹持钳30的轴线C2的方向上的多个管状体31，并且具有在轴线C2的方向上彼此相邻的管状体31通过关节部32连接的构造。也就是说，夹持钳30的设置有管状体31的部分是刚性的，而夹持钳30的设置有关节部32的部分是可旋转的。此外，夹持钳30的一部分是刚性的治疗部。
[0065]在关节部32中，如图2中所示，设置有用于检测由相邻的管状体31形成的角度的角度检测传感器33(诸如编码器或电位计)以及用于调整该角度的关节驱动电机34。
[0066]通过驱动相应的关节驱动电机34，能够使夹持钳30以各种形状弯曲。
[0067]每个角度检测传感器33将所检测的角度转换成信号，并且将该信号输出到控制设备70。由控制设备70来驱动关节驱动电机34。
[0068]如图3中所示，具有一对夹持件(piece) 37a的夹持部37被固定到布置在多个管状体31当中的最远端侧的管状体31A。操作线(未示出)的远端部连接到每个夹持件37a的近端部。操作线被插入到每个管状体31或关节部32中，并且延伸到夹持钳30的近端侧。操作线的近端部连接到设置在夹持钳30的近端部中的打开/关闭电机38 (见图2)。通过由打开/关闭电机38来使操作线的近端部缩回或前进，能够执行该对夹持件37a的远端侧彼此分离或靠近的打开/关闭操作。
[0069]如图1或图2中所示，操作部50包括附接到操作台51的一对操作臂52和53、以及布置在地面F上的脚踏开关54。
[0070]操作臂52和操作臂53具有多关节结构，并且操作以使内窥镜插入部10的弯曲部13和夹持钳30弯曲。在本实施方式中，当操作操作臂52时，夹持钳30向近端侧的移动量恒定，这将接下来进行描述。也就是说，无论操作者O操作操作臂52的远端部的移动量如何，夹持钳30向近端侧的移动量都是恒定的。
[0071 ] 在操作臂52的远端部中，设置有往复杆52a (见图2)，该往复杆52a用于通过驱动治疗部往复电机20来使夹持钳30相对于通道11前进和缩回。在操作臂53的远端部中，设置有用于打开和关闭这一对夹持钳37a的打开/关闭杆53a。
[0072]如稍后描述的，脚踏开关54执行内窥镜控制部72的控制模式的切换。
[0073]当操作时，操作臂52和53、往复杆52a、打开/关闭杆53a以及脚踏开关54向控制设备70输出操作指令。
[0074]如图1中所示，在面对使用双手把握操作臂52和53的操作者O的位置处，设置有用于显示由内窥镜插入部10的摄像单元18a获得的图像等的显示部60。将显示部60连接到控制设备70。
[0075]如图2中所示，控制设备70包括连接到总线71的内窥镜控制部(控制部)72、图像处理部73和电源74。
[0076]内窥镜插入部10的摄像部18、弯曲电机19、治疗部往复电机20和治疗部检测传感器21、夹持钳30的角度检测传感器33、关节驱动电机34和打开/关闭电机38、操作部50的操作臂52和53、往复杆52a、打开/关闭杆53a和脚踏开关54、以及显示部60均连接到总线71。
[0077]内窥镜控制部72和图像处理部73由运算单元、存储器、控制程序等构成。
[0078]内窥镜控制部72根据从操作臂52输出的、针对内窥镜插入部10的弯曲部13的操作指令来驱动弯曲电机19，以拖曳适当的操作线并且使弯曲部13弯曲。内窥镜控制部72根据从操作臂53输出的、针对夹持钳30的操作指令来驱动每个关节驱动电机34，并且使夹持钳30弯曲。
[0079]在内窥镜控制部72的存储器中，存储了管状体31和夹持部37等的长度。内窥镜控制部72的运算单元可以基于夹持钳30相对于通道11的在轴线Cl的方向上的位置、由角度检测传感器33检测的角度以及存储在存储器中的相应值来计算夹持钳30的形状、夹持钳30的夹持部37相对于内窥镜插入部10的远端表面12a的位置等。这里，夹持钳30的形状包括直线形状、弯曲形状等。
[0080]内窥镜控制部72具有两个控制模式。具体地，一个控制模式是当接收到用来使弯曲部13弯曲的操作指令时，使夹持钳30自动地缩回到近端侧的缩回模式。另一个控制模式是即使接收到操作指令，也不使夹持钳30自动地移动到近端侧的非缩回模式。
[0081]内窥镜控制部72可以根据来自脚踏开关54的操作指令来在缩回模式和非缩回模式之间切换控制模式。
[0082]图像处理部73适当地转换从摄像单元18a输出的图像信号，并且将结果输出到显示部60。
[0083]电源74将从外部输入的电力供应到内窥镜插入部10、夹持钳30、操作部50、内窥镜控制部72等。
[0084]接下来，将描述使用本实施方式的如上所述构造的医疗用机械手I的技术。在下文中，将主要地描述医疗用机械手的控制方法，当夹持钳30从内窥镜插入部10的远端表面12a伸出时，该医疗用机械手改变内窥镜插入部10的弯曲部13的角度。在下文中，将描述治疗形成在大肠的壁中的目标组织的情况，但是目标部分不局限于此，并且例如，可以使用中空的器官(诸如，食道、胃、十二指肠、小肠、子宫或膀胱)。
[0085]如图1中所示，护理者(未示出)将患者P放到手术台81上的床上，并且执行适当的治疗(诸如消毒或麻醉)。将手术台81放置在操作部50旁边。当启动医疗用机械手I时，从电源74将电力供应到内窥镜插入部10、夹持钳30、操作部50、内窥镜控制部72等。
[0086]当从电源74将电力供应到照明部17时，照亮内窥镜插入部10的前侧。当抓住操作臂52和53时，操作者O通过显示部60来确认由摄像单元18a获得的内窥镜插入部10的前侧的图像。
[0087]操作者O操作往复杆52a，以使夹持钳30不从通道11的远端部伸出。操作者O通过操作脚踏开关54来将内窥镜控制部72的控制模式设置成缩回模式。
[0088]如图3中所示，操作者O指导护理者将内窥镜插入部10通过患者P的肛门引入到大肠Pl中。操作者O操作操作臂52以输出针对内窥镜插入部10的弯曲部13的操作指令，由此适当地改变弯曲部13的角度。因此，操作者O使内窥镜插入部10的远端表面12a面对形成在大肠Pl的壁中的目标组织P2。通过改变弯曲部13的角度，执行了针对图4中所示的角度改变指令的流程。也就是说，在步骤SlO中，确定夹持钳30是否从通道11的远端部伸出。由于夹持钳30不从通道11伸出(否)，因此针对角度改变指令的流程结束。
[0089]这里，在内窥镜插入部10面对目标组织P2的状态下，操作者O指导护理者停止将内窥镜插入部10引入到大肠Pl中。
[0090]操作者O操作往复杆52a，以使夹持钳30从通道11的远端部伸出。这里，通过操作操作臂53，使夹持钳30适当地弯曲。操作者O操作打开/关闭杆53a，以适当地治疗目标组织P2。在下文中，将描述以直线形状放置夹持钳30的情况(S卩，在治疗目标组织P2之后，如图3中所示，沿着通道11放置夹持钳30)。
[0091]为了观察目标组织P2的周边，操作者O改变弯曲部13的角度。特别地，如果弯曲部13的弯曲角度增加，则执行如图4中所示的针对角度改变指令的流程。如图5中所