机械手系统和医疗系统的制作方法

本发明涉及能够在外科手术等中插入到患者内进行观察、处置等的机械手系统和医疗系统。

背景技术：

广泛使用如下的医疗设备：将处置器械插入到患者的体腔内，利用线等牵引处置器械前端，由此对体腔内脏器进行观察并进行治疗。近年来，在这种医疗设备中，由于需要进行各种处置，所以，构造复杂化和高级化。并且，伴随构造的复杂化和高级化，操作也复杂化和高级化。

在专利文献1中记载了使用操纵杆型操作装置、臂型操作装置、触摸垫型操作装置和脚踏开关等来提高操作性的机械手系统。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-262291号公报

技术实现要素：

发明要解决的课题

但是，当操作装置增多时，需要用于配置这些操作装置的较大空间，很难确保该空间。并且，例如，在进行医疗行为时，由于防止感染等理由而佩戴橡胶制的手套等，但是，在佩戴着手套等的状态下对操作装置进行操作的使用便利性较差。

本发明是着眼于上述课题而完成的，提供能够在较小空间内实现多种操作的机械手系统和医疗系统。

用于解决课题的手段

本发明的一个实施方式的机械手系统的特征在于，所述机械手系统具有：操作部，其由操作者进行操作；机械手，其被所述操作部操作；系统控制部，其根据所述操作部的操作对所述机械手进行控制；以及点击操作检测部，其检测所述操作者的点击操作，所述系统控制部根据所述点击操作检测部检测到的信息来切换控制。

在本发明的一个实施方式的机械手系统中，所述点击操作检测部检测的信息包括点击操作的方向、强度或次数，所述系统控制部根据所述点击操作检测部检测的信息进行按照每个所述信息设定的控制。

在本发明的一个实施方式的机械手系统中，所述操作部具有使所述机械手联动的主臂，所述点击操作检测部设置在所述主臂上。

在本发明的一个实施方式的机械手系统中，所述系统控制部包括根据所述点击操作检测部检测的信息对所述机械手的工作进行断开接通的断接控制。

使用本发明的一个实施方式的机械手系统的医疗系统的特征在于，所述医疗系统具有：主输入部，其用于发出操作指令，具有所述操作部；以及从机械手，其包含从臂和所述机械手，对所述从臂进行远程控制，以使其追随于所述主臂的操作。

在本发明的一个实施方式的医疗系统中，所述机械手具有处置器械和内窥镜，所述主输入部具有显示所述内窥镜拍摄到的影像的显示部，所述系统控制部根据所述点击操作检测部检测的信息，至少切换所述处置器械、所述内窥镜和所述显示部的控制。

发明效果

根据该方式的机械手系统和医疗系统，能够在较小空间内实现多种操作。

附图说明

图1示出本实施方式的机械手系统。

图2示出作为本实施方式的点击操作检测部的一例而使用的三轴加速度传感器。

图3示出本实施方式的机械手系统的操作部的操作的一例。

图4示出本实施方式的机械手系统的操作部的操作的另一例。

图5示出使用本实施方式的机械手系统1的医疗系统10。

图6示出本实施方式的外套管33的前端的机械手3的结构。

图7示出本实施方式的医疗系统的控制流程图。

图8示出本实施方式的医疗系统的点击操作模式的控制流程图的一例。

图9示出断接模式的控制流程图的一例。

图10示出断接模式的模式转变的一例。

具体实施方式

下面，对实施方式进行说明。

图1示出本实施方式的机械手系统1。图2示出作为本实施方式的点击操作检测部22的一例而使用的三轴加速度传感器。

本实施方式的机械手系统1具有由操作者操作的操作部2、通过操作部2进行操作的机械手3、根据操作部2的操作对机械手3进行控制的系统控制部4。

操作部2具有由操作者操作的主臂21、检测振动或运动的点击操作检测部22、检测冲击等的冲击检测部23。机械手3具有机械手主体31、驱动部32。

主臂21是与机械手主体31对应的形状，指示机械手主体31的操作和驱动部32的驱动。操作者移动主臂21，由此，系统控制部4对驱动部32进行控制，使得机械手主体31进行与主臂21相同的运动。

点击操作检测部22由检测三轴运动的三轴加速度传感器或通过对运动状况进行摄像来检测有无振动的摄像传感器等构成。例如，在三轴加速度传感器的情况下，如图2所示，能够检测±x方向、±y方向和±z方向的振动。

冲击检测部23配置在与操作者的肘部对应的位置，操作者利用肘部叩击，由此检测输入。例如，可以是单轴加速度传感器或检测接触的传感器等。

图3示出本实施方式的机械手系统1的操作部2的操作的一例。图4示出本实施方式的机械手系统1的操作部2的操作的另一例。

操作者对操作部2的主臂21进行握持操作。操作者移动主臂21，由此，机械手主体31进行与主臂21相同的运动。

在本实施方式的操作部2中，不同于该操作，操作者通过点击主臂21而对点击操作检测部22赋予振动，由此能够进行机械手主体31的设定变更和模式转换等。

如图3所示，在操作者从上方利用食指等点击了主臂21的情况下，点击操作检测部22检测来自-y方向的输入。并且，在操作者利用左手或食指等从正面点击了主臂21的情况下，检测来自-x方向的输入。进而，在操作者利用拇指等从左侧面点击了主臂21的情况下，检测来自+z方向的输入。

同样，如图4所示，在操作者从右侧面利用食指等点击了主臂21的情况下，点击操作检测部22检测来自-z方向的输入。并且，在操作者从下方利用中指等点击了主臂21的情况下，检测来自+y方向的输入。另外，在+x方向那样操作者很难点击主臂21的方向的情况下，将图1所示的冲击检测部23分配给+x方向的输入即可。

另外，不仅是点击操作的方向，还可以通过点击操作的强度、次数或间隔等来进行机械手主体31的设定变更和模式转换等。

接着，对使用本实施方式的机械手系统1的医疗系统10进行说明。

图5示出使用本实施方式的机械手系统1的医疗系统10。图6示出本实施方式的外套管33的前端的机械手3的结构。

本实施方式的医疗系统10优选为主从方式。医疗系统10具有：主输入部5，其用于发出操作指令，其操作部2具有主臂21；以及从机械手6，其具有从臂61，对从臂61和机械手3进行远程控制，以使其追随于操作者op对主臂21的操作。经由主臂21的操作指令被发送到系统控制部4的主控制部41，根据需要实施了适当转换处理后，输入到从臂控制部43和机械手控制部42。然后，从机械手控制部42向从机械手6发送动作信号，从臂61和机械手3进行动作。并且，电刀控制部44进行电刀的输出设定等的控制，显示部控制部45进行内窥镜31c和显示部51的设定变更等的控制。这些控制部可以集中在一个壳体内，也可以组合现有产品等来构成。

如图5所示，从机械手6设置在载置有患者p的手术台11上。从臂61构成为具有多个多自由度关节，能够进行多轴动作。各多自由度关节通过未图示的动力部单独被驱动。作为动力部，例如可以使用具有增量编码器和减速器等的伺服马达等。

在从臂61的前端部安装有插入到患者p的体内进行手术的机械手3。如图6所示，机械手3具有处置器械31a、31b和内窥镜31c，插入到外套管33中。外套管33的前端插入到患者p的体内。根据手术而区分使用处置器械31a、31b，所以，准备前端侧的处置部的构造和形状不同的多种处置器械，通过相对于从臂61的前端部拆装该处置器械来进行更换，或者通过在设置在外套管33上的通道内插入/拔去该处置器械来进行更换，进行各种手术。内窥镜31c取得手术视野的影像，该手术视野包含患者p的体内被处置器械31a、31b进行手术的手术对象部位。

主输入部5具有由操作者op操作的多个主臂21和显示由内窥镜31c取得的影像的显示部51。各主臂21具有能够进行多轴动作的公知结构，在接近操作者op的前端侧，手术医生进行把持并发出操作指令。

本实施方式的插入部分具备具有挠性的长条的外套管33、插入到外套管33的机械手插入孔中的处置器械31a、31b和内窥镜31c。另外，处置器械31a、31b和内窥镜31c是能够应用于本实施方式的机械手系统1的构造。

本实施方式的机械手3具有第1处置器械31a和第2处置器械31b，作为末端执行器，第1处置器械31a具有电刀，第2处置器械31b具有把持部。机械手3的前端侧能够从外套管33突出，由在轴线方向上分别并列配置多个节轮的弯曲部构成。在最前端侧的节轮上固定有用于驱动弯曲部的操作线的两端部，通过驱动操作线，能够使弯曲部弯曲。并且，还能够在轴向上旋转。同样，优选外套管33自身也能够弯曲并在轴向上旋转。

本实施方式的医疗系统10能够通过操作部2的主臂21对从臂61和机械手3等进行控制。在本实施方式的主臂21上设置有图1所记载的点击操作检测部22，操作者op点击主臂21，由此，能够分别切换为对从臂61、机械手3、第1处置器械31a的电刀或显示部51等进行控制的控制模式。例如，在+y方向上进行了点击的情况下，切换为对从臂61进行控制的模式，在-y方向上进行了点击的情况下，切换为对机械手3进行控制的模式等。优选在显示部51中显示与模式对应的信息。另外，点击操作检测部22可以设置在从臂61等上，也可以由第2操作者oa来操作。

图7示出本实施方式的医疗系统的点击控制流程图。

首先，在步骤1中，判定是否是点击操作模式(st1)。

在步骤1中是点击操作模式的情况下，在步骤2中，进入点击操作模式的子进程(st2)。点击操作模式的子进程在后面叙述。在步骤1中不是点击操作模式的情况下，进入步骤3。

接着，在步骤3中，判定机械手系统1是否处于动作中(st3)。在步骤3中机械手系统1未处于动作中的情况下，返回步骤1。在步骤3中机械手系统1处于动作中的情况下，在步骤4中，进行主从操作(st4)。

图8示出本实施方式的医疗系统的点击操作模式的控制流程图的一例。

在图7所示的步骤2中进入点击操作模式的子进程后，首先，在步骤11中，判定点击的方向是否是±z方向(st11)。在步骤11中点击的方向是-z方向的情况下，在步骤12中，转移到进行处置器械的断开接通的处置用断接模式(st12)，然后返回步骤11。在步骤11中点击的方向是+z方向的情况下，在步骤13中，转移到进行内窥镜的变焦操作的观察用变焦模式(st13)，然后返回步骤11。

在步骤11中点击的方向不是±z方向的情况下，在步骤14中，判定点击的方向是否是±x方向(st14)。在步骤14中点击的方向是-x方向的情况下，在步骤15中，转移到选定定标功能的处置用定标模式，该定标功能对主臂与从臂的动作比率进行变更(st15)，然后返回步骤11。在步骤14中点击的方向是+x方向的情况下，在步骤16中，转移到选定照明光的观察用特殊光模式(st16)，然后返回步骤11。

在步骤14中点击的方向不是±x方向的情况下，在步骤17中，判定点击的方向是否是±y方向(st17)。在步骤17中点击的方向是-y方向的情况下，在步骤18中，转移到设定电刀等能量处置器械用的输出等的烧灼/切开模式(st18)，然后返回步骤11。在步骤17中点击的方向是+y方向的情况下，在步骤19中，进行模式解除(st19)，返回图7所示的控制流程。在步骤17中点击的方向不是±y方向的情况下，返回步骤11。

另外，图8所示的本实施方式的医疗系统的各模式不限于该例子，也可以使用其他模式。

这样，在本实施方式的医疗系统中，能够通过点击操作而容易地转移到各模式。

接着，对模式内的控制进行说明。在本实施方式中，作为一例，对断接模式进行说明。

图9示出断接模式的控制流程图的一例。

在断接模式中，首先，在步骤21中，判定点击的方向是否是±x方向(st21)。在步骤21中点击的方向是-x方向的情况下，在步骤22中，移动到前一个选择项目(st22)，然后返回步骤21。在步骤21中点击的方向是+x方向的情况下，在步骤23中，移动到下一个选择项目(st23)，然后返回步骤21。

图10示出断接模式的模式转变的一例。

在断接模式中，例如，通过在±x方向上点击主臂21，依次切换要断开接通的部分的选择。作为一例，如图10所示，每当进行点击时，能够选择处置器械和内窥镜的断开接通。在现阶段内窥镜被选择为能够控制的“接通”的情况下，当在主臂21的+x方向上检测到点击时，右臂用和左臂用处置器械被选择为能够控制的“接通”。并且，当在主臂21的-x方向上检测到点击时，左臂用处置器械被选择为能够控制的“接通”。

在步骤21中点击的方向不是±x方向的情况下，在步骤24中，判定点击的方向是否是±y方向(st24)。

在步骤24中点击的方向是-y方向的情况下，在步骤25中，确定所选择的项目(st25)。然后，返回图8所示的步骤11。在步骤24中点击的方向是+y方向的情况下，在步骤26中，取消所选择的项目(st26)。然后，返回图8所示的步骤11。

另外，即使是其他模式，只要按照图9所示的流程进行控制即可。此时，点击操作的判定基准也可以不同。例如，在本实施方式中，利用点击操作的方向进行判定，但是，也可以是点击操作的次数或强度等。并且，在各个模式中设定图10的模式内的转变即可。

这样，在本实施方式的医疗系统中，能够通过操作者的点击操作而容易地进行各模式内的选择操作。

以上，根据本实施方式的机械手系统1，其具有：操作部2，其由操作者进行操作；机械手3，其被操作部2操作；系统控制部4，其根据操作部2的操作对机械手3进行控制；以及点击操作检测部22、23，其检测操作者的点击操作，系统控制部4根据点击操作检测部22检测的信息来切换控制，所以，能够在较小空间内实现多种操作。

并且，根据本实施方式的机械手系统1，点击操作检测部22检测的信息包括点击操作的方向、强度或次数，系统控制部4根据点击操作检测部22、23检测的信息进行按照每个信息设定的控制，所以，能够通过操作者的点击操作而容易地进行控制，能够提高操作性。

并且，根据本实施方式的机械手系统1，操作部2具有使机械手3联动的主臂21，点击操作检测部22设置在主臂21上，所以，能够进一步提高操作性。

并且，根据本实施方式的机械手系统1，系统控制部4包括根据点击操作检测部22检测的信息对机械手3的工作进行断开接通的断接控制，所以，能够在紧急时迅速停止机械手3的工作。

进而，根据使用本实施方式的机械手系统1的医疗系统10，其具有：主输入部5，其用于发出操作指令，具有操作部2；以及从机械手6，其包含从臂61和机械手3，对从臂61进行远程控制，以使其追随于主臂21的操作，所以，能够实现更多种操作。第2操作者oa能够对从臂61的定位时的速度设定等进行点击操作，手术前的设置定位、伴随手术中的患者体位转换的设置位置变更等也变得容易。

并且，根据本实施方式的医疗系统10，机械手3具有处置器械31a、31b和内窥镜31c，主输入部5具有显示内窥镜31c拍摄到的影像的显示部51，系统控制部4根据点击操作检测部22、23检测的信息，至少切换处置器械31a、31b、内窥镜31c和显示部51的控制，所以，能够通过操作者的点击操作而容易地进行选择操作。

另外，本发明不由该实施方式限定。即，在实施方式的说明时，为了进行例示而包含大量特定的详细内容，但是，如果是本领域技术人员，则能够理解即使对这些详细内容施加各种变化和变更也不会超出本发明的范围。因此，以不使权利要求的发明丧失一般性、并且不进行任何限定的方式来叙述本发明的例示的实施方式。

标号说明

1：机械手系统；10：医疗系统；2：操作部；21：主臂；22：点击操作检测部；23：冲击检测部(点击操作检测部)；3：机械手；31：机械手主体；32：驱动部；4：系统控制部；5：主输入部；6：从机械手；61：从臂。