医疗系统和医疗用器具控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及使用能够在外科手术中插入到患者的体内并进行患者体内的处置、观察等的医疗用器具的医疗系统和医疗用器具的控制方法。
【背景技术】
[0002]当前进行如下的腹腔镜手术:在患者的体表中插入贯穿插入体表和体内的套针，从套针插入各种医疗器具，在患者的体内进行各种手术、检查诊断。在该腹腔镜手术中，由于患者的体表的切开部较小即可，所以，针对患者的负担较少，另一方面，由于需要一边利用内窥镜观察患者的体内一边进行手术，所以，需要提高内窥镜中的视觉辨认性、医疗用器具的操作性。
[0003]在专利文献1中公开了如下技术:使处置部和操作部的自由度配置一致，通过以使处置部中的姿势与操作部的姿势相同的方式驱动处置部的驱动部，实现医疗用器具的操作性的提尚。
[0004]在专利文献2中公开了如下的手术机器人:设置切换为能够使医疗用器具的关节自由进行动作的自由状态和使医疗用器具的关节固定的锁定状态的动作切换单元，并且在套针的外周壁面设置压力检测单元，根据其检测结果对动作切换单元进行控制。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:特许第4014792号公报
[0008]专利文献2:特许第3683554号公报
【发明内容】
[0009]本发明的医疗系统具有:医疗用器具，其具有与使用者把持的把持部连结的轴、配设在所述轴的前端处的末端执行器、调整所述末端执行器相对于所述轴的角度的可动关节、驱动所述可动关节的驱动部；套针，其具有供所述医疗用器具插入的贯穿插入孔；传感器，其输出至少包含所述轴在基准坐标系中的角度在内的传感器信号；以及控制器，其能够执行如下的追踪处理:根据所述传感器输出的传感器信号对所述驱动部进行驱动，使得所述末端执彳丁器的角度追踪所述基准坐标系中的追踪基准。
[0010]进而，在本发明的医疗系统中，所述追踪基准是针对所述基准坐标系设定的基准面，在所述追踪处理中，对所述驱动部进行驱动，使得所述末端执行器相对于所述基准面成为规定的配置关系。
[0011]进而，在本发明的医疗系统中，所述传感器是配设在所述套针或所述医疗用器具上的倾斜角检测传感器。
[0012]进而，在本发明的医疗系统中，所述传感器输出能够确定末端执行器在所述基准坐标系中的位置的传感器信号，所述追踪基准是针对所述基准坐标系设定的基准点，在所述追踪处理中，对所述驱动部进行驱动，使得所述末端执行器相对于所述基准点成为规定的配置关系。
[0013]进而，在本发明的医疗系统中，所述传感器包括进退量检测传感器，该进退量检测传感器检测所述医疗用器具相对于所述套针在直进方向上的移动量。
[0014]进而，在本发明的医疗系统中，所述传感器包括旋转量检测传感器，该旋转量检测传感器检测所述医疗用器具相对于所述套针的旋转量。
[0015]进而，在本发明的医疗系统中，所述医疗系统具有输出基于操作的操作信号的方向操作部，所述控制器能够执行如下的操作处理:根据来自所述方向输入部的操作信号对所述驱动部进行驱动，调整所述末端执行器的角度。
[0016]进而，在本发明的医疗系统中，所述医疗系统具有输出基于操作的切换信号的模式输入部，所述控制器能够执行根据来自所述模式输入部的模式信号对所述追踪处理和所述操作处理进行切换的切换处理。
[0017]进而，在本发明的医疗系统中，在所述切换处理中，当从所述操作处理切换为所述追踪处理时，所述控制器能够执行设定所述追踪基准的设定处理。
[0018]进而，在本发明的医疗系统中，所述控制器能够执行根据所述传感器输出的传感器信号对所述追踪处理和所述操作处理进行切换的自动切换处理。
[0019]进而，在本发明的医疗系统中，所述医疗系统具有设定输入部，该设定输入部输出基于操作的设定信号，所述控制器能够执行根据来自所述设定输入部的设定信号设定所述追踪基准的设定处理。
[0020]并且，在本发明的医疗用器具控制方法中，在将具有与使用者把持的把持部连结的轴、配设在所述轴的前端处的末端执行器、调整所述末端执行器相对于所述轴的角度的可动关节、驱动所述可动关节的驱动部的医疗用器具插入到套针的贯穿插入孔中进行操作时，根据至少包含所述轴在基准坐标系中的角度在内的传感器信号，对所述驱动部进行驱动，使得所述末端执行器的角度追踪所述基准坐标系中的追踪基准。
【附图说明】
[0021]图1是示出使用了医疗用器具(钳子)的腹腔镜手术的状况的图。
[0022]图2是示出本发明的实施方式的套针的外观的图。
[0023]图3是示出本发明的实施方式的套针的内部结构的图。
[0024]图4是示出本发明的实施方式的套针传感器的结构的示意图。
[0025]图5是示出本发明的实施方式的医疗用器具(钳子)的结构、控制形式的图。
[0026]图6是示出本发明的实施方式的医疗系统的控制结构的框图。
[0027]图7是示出本发明的实施方式的医疗用器具的控制形式(实施例1)的图。
[0028]图8是本发明的实施方式的医疗系统的控制流程图。
[0029]图9是示出本发明的实施方式的医疗用器具(内窥镜)的结构、控制形式的图。
[0030]图10是示出本发明的实施方式的医疗用器具的控制形式(实施例2)的图。
【具体实施方式】
[0031]图1示出使用了钳子2的腹腔镜手术的状况。在腹腔镜手术中，在患者的腹部等开设多个孔，插入摄像部、钳子、(电)刀这样的各种医疗用器具，通过确认由摄像部进行摄像而得到的影像，进行患部的观察、手术。在该腹腔镜手术中，由于切开区域较少即可，所以，能够减轻针对患者的负担。
[0032]在腹腔镜手术中，在患者的体壁开设的孔中插入被称为套针(通道)la?Id的管，经由该套针la?Id在患者的体内插入各种医疗用器具。示出在图示的套针Id中插入了钳子2 (医疗用器具)的状态。在经由套针Id插入到患者的体内的钳子2的前端部分设置有作为末端执行器的前端把持部26，手术医生(使用者)通过操作钳子2，对该前端把持部26进行开闭，对患部进行手术。
[0033]以往，在医疗用器具中，前端把持部26等末端执行器能够在患者的体内进行角度调整，以实现手术医生的操作性提高。通过手术医生的操作来进行末端执行器的角度调整。在患者体内进行的腹腔镜手术中，手术医生需要利用内窥镜等视觉辨认患者体内的状况并进行医疗用器具的操作，但是，包含内窥镜的医疗用器具中的末端执行器的角度调整操作是很困难的，需要熟练的技术。本发明的目的在于，实现医疗用器具的角度调整的改善。在医疗用器具(括弧内是医疗用器具的末端执行器)中，除了图1所示的钳子2(前端把持部26)以外，还可以采用内窥镜(摄像部)、电刀(激光头)等各种形式。
[0034]图2示出本发明的实施方式的医疗系统中使用的套针1的外观。本实施方式的套针1构成为具有上部壳体111、下部壳体112、筒部113。在上部壳体111中设置有用于插入各种医疗用器具的贯穿插入孔115。筒部113是插入到患者的体内的部分。从贯穿插入孔115插入的医疗用器具穿过下部壳体112、筒部113的内部而从筒部113的下端插入到患者体内，进行患者体内的观察或患者体内的处置。
[0035]在上部壳体111内部配置有用于检测套针1的状态、以及从贯穿插入孔115插入的医疗用器具的状态的各种传感器。来自各种传感器的输出信号经由缆线114发送到控制器3。另外，缆线114还具有针对各种传感器的电源供给功能。各种传感器与控制器3的通信可以是这种有线通信，但是，通过采用无线通信和电池驱动，能够从套针1中排除缆线114。
[0036]图3是示出本发明的实施方式的套针1的内部结构的剖视图。在图2中，说明了在上部壳体111中设置有贯穿插入孔115的情况，但是，在该剖视图中，从贯穿插入孔115到筒部113的下端所示的褐色部分是连通的部分，是供各种医疗用器具插入的部分。上部壳体111和下部壳体112能够利用夹钳状的结合部件116R、116L进行连结、取下。在套针1的使用时，如图3(A)所示，在连结了上部壳体111和下部壳体112的状态下进行使用，