医疗用机械手和医疗用机械手的控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种在插入体腔中时使用的医疗用机械手，以及一种控制所述医疗用 机械手的控制方法。要求2013年1月28日递交的美国临时专利申请第61/757, 427号的 优先权，该申请的全部内容通过援引并入本文中。
【背景技术】
[0002] 近年来，为了使医生容易地执行手术，已经对使用机械手治疗进行了研宄，该机械 手可以以诸如弯曲动作、移动动作等各种形式变形。为了在手术期间减少患者的负担，已经 考虑在将插入部从形成在体壁中的开口导入体腔等之后执行手术。
[0003] 例如，在特许文献1中公开的内窥镜外科手术器械由用于内窥镜手术的套管针、 处理器、显示器和处置工具（treatment tool)构成。
[0004] 所述套管针是具有穿过体壁的中空轴的引导构件。连接构件由连接销附接至中空 轴的远端部。连接构件具有伸缩式结构，该伸缩式结构包括位于连接销附近的主体部以及 以可滑动的方式插入主体部中的滑动器。随着滑动器关于主体部的突出量被控制，连接构 件的长度可以变化。成像装置（成像部）由连接销以可转动的方式附接至滑动器的远端部。 成像装置的输出信号输入到处理器中。
[0005] 由马达使连接构件围绕连接销转动，连接构件的膨胀/收缩量被控制，并且使成 像装置围绕连接销转动。处理器包括：信号处理器，该信号处理器被配置成处理来自成像装 置的信号；控制电路，该控制电路被配置成计算连接构件的突出量等；以及驱动电路，该驱 动电路被配置成驱动所述马达。信号处理器具有倾斜检测器，该倾斜检测器被配置成计算 中空轴围绕其穿过体壁的部分的大致中心（作为支撑点）倾斜时中空轴的倾斜量。使用由 倾斜检测器计算出的倾斜量，控制电路计算连接构件的转动量和膨胀/收缩量，使得在使 中空轴倾斜之前和之后将成像装置布置在大致相同的位置。驱动电路使连接构件旋转并膨 胀/收缩，并且使成像装置旋转。
[0006] 在处置工具中，刚性的处置工具插入部从由诸如医生等的操作者操作的操作单元 延伸，并且以可交换的方式插入套管针中。诸如一对夹持镊子的处置部被设置在处置工具 插入部的远端处。配置成开闭这一对夹持镊子的手柄和配置成操作上述马达的操作装置 (诸如按钮等）被设置在操作单元处。
[0007] 具有上述配置的内窥镜外科手术器械的效果如下。操作者操作操作装置，以将中 空轴、连接构件和成像装置布置在同一轴线上。这些器件经由套管针被插入体腔中。当操 作者操作该操作单元并且使用体壁作为支撑点使中空轴倾斜时，上述的控制电路和驱动电 路使成像装置旋转。为此原因，成像装置可以维持这样的状态，即：观察图像被大致匹配于 显示器的显示屏幕上，由于中空轴的倾斜而受到的影响不大。
[0008] 引用列表
[0009] 专利文献
[0010] 特许文献I :PCT国际公布WO 2007/097034
【发明内容】
[0011] 本发明要解决的问题
[0012] 在上述的常规内窥镜外科手术器械中，每当所述处置工具与所述中空轴倾斜时， 使所述成像装置旋转。虽然通过控制所述处理器而显示在所述显示器上的观察图像（图 像）被控制成不移动，但也限制了控制的精度。也就是说，经由上述控制使显示在显示器上 的观察图像移动而产生微小的振动，操作者无法容易地识别观察图像。
[0013] 本发明旨在提供一种能够抑制显示在显示器上的图像在处置工具移动时移动的 医疗用机械手以及一种所述医疗用机械手的控制方法。
[0014] 解决尚题的手段
[0015] 根据本发明的第一方面，一种医疗用机械手包括：插入部，所述插入部被配置成用 于插入身体中，所述插入部具有被配置成能移动的主可动部和设置成比所述主可动部更接 近所述插入部的远端的远端刚性部；机械手，所述机械手具有远端部，在所述远端部处设置 有处置部；辅助可动部，所述辅助可动部被配置成以至少一个自由度相对于所述远端刚性 部移动所述处置部；成像部，所述成像部被配置成能相对于所述远端刚性部移动，所述成像 部被配置成获取视野范围中的图像；操作单元，所述操作单元被配置成输出指令，所述指令 指定了所述处置部要移动到的位置；显示器，所述显示器被配置成显示所述图像；确定单 元，所述确定单元被配置成确定条件是部分移动条件还是全体移动条件，在所述部分移动 条件下仅需要移动所述辅助可动部，在所述全体移动条件下需要移动所述辅助可动部和所 述主可动部二者，以当所述确定单元接收到所述指令时将所述处置部移动到在所述指令中 指定的位置；以及驱动单元，所述驱动单元被配置成基于由所述确定单元确定的所述部分 移动条件或所述全体移动条件来驱动所述辅助可动部、所述主可动部和所述成像部。所述 驱动单元具有视野固定模式，在所述视野固定模式下，当所述确定单元确定了所述条件为 所述全体移动条件时，所述驱动单元移动所述辅助可动部和所述主可动部，以将所述处置 部移动到在所述指令中指定的位置，并且所述驱动单元移动所述成像部使得测试对象的目 标区域投影在基准区域中，所述基准区域形成所述图像的一部分。
[0016] 根据本发明的第二方面，在根据第一方面所述的医疗用机械手中，所述辅助可动 部可设置成比所述处置部更接近所述机械手的近端。所述机械手的近端部可附接至所述远 端刚性部。
[0017] 根据本发明的第三方面，在根据第一方面所述的医疗用机械手中，所述辅助可动 部可设置在所述插入部处。所述机械手可插入所述远端刚性部中形成的通道以前进和后 退。
[0018] 根据本发明的第四方面，在根据第一方面至第三方面中的任一方面所述的医疗用 机械手中，所述驱动单元可基于一移动量来移动所述成像部，当所述确定单元确定了所述 条件为所述全体移动条件时，所述主可动部以所述移动量移动。
[0019] 根据本发明的第五方面，在根据第一方面至第四方面中的任一方面所述的医疗用 机械手中，所述基准区域的尺寸可以是能够变化的。
[0020] 根据本发明的第六方面，在根据第一方面至第五方面中的任一方面所述的医疗用 机械手中，所述测试对象的所述目标区域可以能够由操作者设定。
[0021] 根据本发明的第七方面，在根据第一方面至第六方面中的任一方面所述的医疗用 机械手中，所述测试对象的所述目标区域可设定到当由操作者输入确认指令时使所述测试 对象投影到所述图像的中心的部分。
[0022] 根据本发明的第八方面，在根据第一方面至第七方面中的任一方面所述的医疗用 机械手中，所述驱动单元可具有视野非固定模式，在所述视野非固定模式下，当所述确定单 元确定了所述条件为所述全体移动条件时，所述驱动单元移动所述辅助可动部和所述主可 动部，以将所述处置部移动到在所述指令中指定的位置，并且所述驱动单元不会自动地移 动所述成像部。所述驱动单元可配置成设定到所述视野固定模式和所述视野非固定模式中 的一者，并且可配置成能够从所述视野固定模式和所述视野非固定模式中的一者切换到所 述视野固定模式和所述视野非固定模式中的另一者。
[0023] 根据本发明的第九方面，在根据第一方面至第八方面中的任一方面所述的医疗用 机械手中，当所述确定单元确定了所述条件为所述全体移动条件时，所述驱动单元可基于 所述图像来移动所述成像部。
[0024] 根据本发明的第十方面，在根据第一方面至第九方面中的任一方面所述的医疗用 机械手中，从所述操作单元输出的所述指令可指定所述处置部要移动到的位置和取向。通 过将所述处置部移动到在所述指令中指定的位置和所述取向，所述确定单元可确定所述条 件是所述部分移动条件还是所述全体移动条件。所述驱动单元可将所述处置部移动到在所 述指令中指定的位置和取向。
[0025] 根据本发明的第十一方面，一种控制医疗用机械手的控制方法，该医疗用机械手 包括：插入部，所述插入部被配置成用于插入身体中，并且具有被配置成可移动的主可动部 和设置成比所述主可动部更接近所述插入部的远端的远端刚性部；机械手，所述机械手具 有远端部，在所述远端部处设置有处置部；辅助可动部，所述辅助可动部被配置成以至少一 个自由度相对于所述远端刚性部移动所述处置部；成像部，所述成像部被配置成能相对于 所述远端刚性部移动并且被配置成获取视野范围中的图像；以及操作单元，所述操作单元 被配置成输出指令，所述指令指定了所述处置部要移动到的位置，所述控制方法包括：当接 收到所述指令时，确定条件是部分移动条件还是全体移动条件，在所述部分移动条件下，仅 需要移动所述辅助可动部，在所述全体移动条件下，需要移动所述辅助可动部和所述主可 动部二者，以便将所述处置部移动到在所述指令中指定的位置；当所述条件确定为所述部 分移动条件时，移动所述辅助可动部而无需移动所述主可动部，并且将所述处置部移动到 在所述指令中指定的位置；并且当所述条件确定为所述全体移动条件时，移动所述辅助可 动部和所述主可动部，并且将所述处置部移动到在所述指令中指定的位置，移动所述成像 部使得测试对象的目标区域被投影在基准区域中，所述基准区域形成所述图像的一部分。
[0026] 根据本发明的第十二方面，控制根据第^^一方面所述的医疗用机械手的控制方法 可进一步包括：当所述条件确定为所述全体移动条件时，基于使所述主可动部移动的移动 量来移动所述成像部。
[0027] 本发明的有益效果
[0028] 根据上述医疗用机械手，可以抑制所述操作者操作所述操作单元以移动所述处置 工具时显示在所述显示器上的图像的移动。
【附图说明】
[0029] 图1是示出根据本发明的第一实施方式的医疗用机械手的总体图。
[0030] 图2是根据本发明的第一实施方式的医疗用机械手的框图。
[0031] 图3是根据本发明的第一实施方式的医疗用机械手的套管（overtube)的远端部 的立体图。
[0032] 图4是示出套管的远端表面与目标组织相对的状态的视图。
[0033] 图5是示出当套管的远端表面与目标组织相对时显示在显示器上的图像的示例 的视图。
[0034] 图6是示出根据本发明的第一实施方式的医疗用机械手的处置工具的接头部被 弯曲的状态的视图。
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