主从系统的制作方法_2

文档序号:9381971阅读:来源:国知局
置的立体图。
[0043]图11是分别示出图1的主从系统的另一变形例中的(a)主装置和(b)从装置的立体图。
【具体实施方式】
[0044]以下,参照附图对本发明的一个实施方式的主从系统I进行说明。
[0045]如图1所示,本实施方式的主从系统I是一种内窥镜系统,其具有:由操作者O操作的主装置2、作为从装置的内窥镜4、驱动该内窥镜4的驱动部5、控制驱动部5的控制部6、以及显示内窥镜4所取得的图像的显示部(监视器)7。
[0046]内窥镜4具有插入到患者P的体内、例如大肠等柔软脏器中的软性的插入部3。
[0047]如图2所示,插入部3的前端面3a安装有观察光学系统的物镜8,并且设置有从前端面3a朝向前方突出的2个处置器具(处置部)9。处置器具9分别具有多关节结构。另夕卜,插入部3的前端附近设置有多个弯曲部(省略图示)。通过组合各弯曲部的弯曲,能够使插入部3的前端面3a向任意的方向移动。
[0048]驱动部5在插入部3的基端侧进行如下动作的驱动:内窥镜4的插入部3的插入动作、插入部3的弯曲动作以及插入部3的扭转动作等。
[0049]如图1和图3所示,本实施方式的主装置2具有:安装在固定于地面的操作台21上的手柄(操作部)22、设置于该手柄22的左右且由操作者O双手把持前端部进行操作的与处置器具9 一致的多关节结构的处置操作部(操作部)23、以及配置于地面上的脚踏开关24。操作台21和手柄22之间设置有在6轴方向上检测施加到手柄22的力的力传感器25。
[0050]如图1所示,辅助人员(未图示)使患者P躺在配置于主装置2侧的手术台30上,进行消毒、麻醉等适当的处理。
[0051]操作者O指示辅助人员将内窥镜4的插入部3从患者P的肛门导入大肠内。操作者O操作主装置2使插入部3的弯曲部适当弯曲并使内窥镜4的前端进行动作。
[0052]控制部6在主装置2的手柄22上使绕水平轴X施加的力的方向和绕插入部3的前端面3a的长度轴Y的旋转方向相对应,并且,使所施加的力的持续时间和旋转角度相对应。
[0053]另外,控制部6使主装置2的处置操作部23的操作与处置器具9的动作相对应。这里,使操作与动作相对应的意思是,通过主装置2侧的操作使内窥镜4的对应部分进行动作。
[0054]具体而言,控制部6生成与施加到手柄22的力对应的绕插入部3的长度轴Y旋转的旋转指令信号并将该信号输出到驱动部5。另外,控制部6生成与通过操作处置操作部
23而形成的处置操作部23的各关节的旋转角度对应的处置器具9的对应的各关节的旋转指令信号并将该信号输出到驱动部5。
[0055]另外,在本实施方式中,例如,当通过踩踏脚踏开关24而选择了处置器具的动作模式时,控制部6根据操作者O进行的操作使处置操作部23的各关节自由摆动,并使与处置操作部23的各关节的旋转角度对应的处置器具9的对应的各关节进行动作。另一方面,当通过踩踏脚踏开关24而选择了内窥镜的动作模式时,控制部6通过未图示的电机或制动器来固定处置操作部23的各关节的动作,控制部6使操作者O在把持处置操作部23的状态下施加的力直接传递给手柄22。
[0056]以下,对上述那样构成的本实施方式的主从系统I的作用进行说明。
[0057]要想使用本实施方式的主从系统I进行患者P的体内观察和处置,需要在将内窥镜4的插入部3插入到体腔内的状态下,操作者O —边经由内窥镜4的物镜8通过监视器7观察由观察光学系统拍摄的体腔内的状态,一边把持主装置2的处置操作部23对手柄22和处置操作部23进行操作。
[0058]由此,使作为从装置的内窥镜4的插入部3和处置器具9移动。
[0059]要想使用处置器具9对患部等进行处置,需要通过踩踏脚踏开关24,如图6所示,选择处置器具操作模式(步骤SI),通过对双手把持的2个处置操作部23进行操作(步骤S2),由控制部6使处置器具9进行动作(步骤S3),从而进行处置。
[0060]另一方面,当使内窥镜4的插入部3移动时,选择内窥镜操作模式(步骤SI),在该位置上固定处置操作部23的各关节。由此,把持处置操作部23的操作者O的手施加的力直接被传递到手柄22。
[0061]例如,从如图4(a)?(C)所示那样未对手柄22和处置器具9施加力的状态起,如图5(a)所示向手柄22施加任意时间的力F(步骤S5)。施加给手柄22的力由手柄22和操作台21之间设置的6轴的力传感器25进行检测。
[0062]控制部6根据力传感器25检测出的力的方向和施加力的时间使内窥镜4的插入部3的各弯曲部进行工作(步骤S6)。尤其是,如图5(a)所示,当力传感器5检测出针对手柄22产生绕水平轴X的力矩这样的力的成分的情况下,如图5 (b)所示,插入部3的前端面3a在与检测出的力矩的方向对应的方向上,绕其长度轴Y旋转与施加力的时间对应的角度。
[0063]前端面3a旋转后,设置于该前端面3a的物镜8和处置器具9同时向同一方向旋转。
[0064]物镜8旋转后,由于视野旋转,所以如图5(c)所示,取得的图像内的被摄体A向与视野的旋转方向相反的方向以相同的旋转角度旋转。由于配置于相同前端面3a的物镜8和处置器具9的相对位置不变化,因此,取得的图像上局部拍摄的处置器具9的位置不变化。在希望任意切换内窥镜操作模式和处置器具操作模式的情况下,只要在步骤S1、S8中通过踩踏脚踏开关24切换即可。
[0065]这样,根据本实施方式的主从系统1,当使插入部3的前端面3a旋转而改变处置器具9相对于被摄体A的方向时,不旋转手柄22,根据施加到手柄22的力的方向使前端面3a进行旋转,因此,操作者O把持的处置操作部23的位置和监视器7上显示的处置器具9的位置不移动,始终维持在相同位置。
[0066]也就是说,在本实施方式中,操作者O在手柄22上施加逆时针的力矩后,在监视器7上被摄体A顺时针旋转。这时,手柄22的位置和监视器7上的处置器具9的位置不变化,因此具有如下优点:一边观察监视器7 —边进行处置的操作者O能够直观地进行操作。另夕卜,由于手柄22的位置和监视器7上的处置部9的位置始终是一致的,因此具有如下优点:即使在操作者O进行操作后暂时离开该位置而隔段时间再次操作的情况下,操作者也能够容易地识别手柄22和处置部9的对应关系。
[0067]另外,在本实施方式中,由于在手柄22和操作台21之间设置有6轴的力传感器25,因此,操作者O施加的力经由操作者O把持的处置操作部23以及与之连接的手柄22由力传感器25检测,但是也可以取而代之,将力传感器25设置在处置操作部23的前端的关节部。这样,可以更加直接地检测操作者O施加的力。在这种情况下,需要根据处置操作部23的前端的关节部朝向哪个方向来判断是否是使手柄22旋转的力成分。这种情况下,只要获得前端的关节部的姿势并更换坐标即可。
[0068]另外,除了作为从装置的内窥镜4的插入部3的旋转操作以外,例如,也可以根据主装置2的X轴方向的力输入使插入部3在Y轴方向的进退方向进行动作,或者,使左右上下方向的力输入与插入部3的前端弯曲角度的动作相对应。在这种情况下,也能够通过主装置2使内窥镜4进行动作而不会使主装置2的处置操作部23和监视器7显示的处置器具9的位置关系发生偏移。
[0069]另外,如图7所示,也可以在由左右双手把持的2个处置操作部23上分别设置力传感器25。
[0070]这种情况下,当由2个力传感器25检测出同一方向的力的情况下,可以将检测出的力的平均值用作操作量。这样,能够进行更加稳定的操作。另外,当通过2个力传感器25检测出的力有很大不同的情况下,可以判定为存
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