操纵器系统及其控制方法与流程

文档序号:15731089发布日期:2018-10-23 20:41阅读:176来源:国知局
操纵器系统及其控制方法与流程

本发明涉及操纵器系统及其控制方法。



背景技术:

现有技术中已知具有多关节的处置器具的主从方式的操纵器系统(例如参考专利文献1)。在该操纵器系统中,检测从设置在插入部中的钳子通道的前端伸出的操纵器的位置,以使得操纵器的处于钳子通道内的部分与钳子通道的形状一致的方式决定关节角度。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2008-212349号公报



技术实现要素:

在专利文献1的操纵器系统中,用配置在钳子通道的根端侧的编码器检测操纵器的进退量,从而检测从钳子通道的前端伸出的操纵器的位置。

但是,在插入部是软性的情况下,因插入部弯曲而使得通路长度在钳子通道的弯曲部的内周侧和外周侧发生变化,因此难以用配置在钳子通道的根端侧的编码器高精度地检测从钳子通道的前端伸出的操纵器的位置。

本发明是鉴于上述问题而完成的,目的在于提供一种操纵器系统及其控制方法,其能够高精度地检测操纵器从插入部的前端伸出的位置,保护操纵器以使其不会在保持弯曲形状的状态下被抽回通道内,且收纳在通道内的操纵器不会发生误动作。

本发明的一个技术方案是一种操纵器系统,其包括:操纵器,其具有长形的软性部、设置在该软性部的前端的可动部和设置在所述软性部的根端的用于驱动所述可动部的驱动部;具有柔性的插入部,其具有可供该操纵器贯通其中的通道;进退部,其使所述驱动部在所述软性部的长度方向上进退,从而使所述可动部从所述通道的前端出没;伸出状态确认部,其确认所述可动部整体是否处于从所述通道的前端伸出的伸出状态;和限制部,其在由该伸出状态确认部确认为所述可动部整体处于所述伸出状态时,限制所述进退部以不使所述驱动部从此时的位置后退。

依照本技术方案,使具有柔性的插入部例如在弯曲的方式插入患者的体内,从而将插入部插入以使其前端配置在与患部相对的位置,之后通过使安装有驱动部的进退部前进,来使操纵器经插入部的通道前进,使设置在其前端的可动部从通道的前端伸出。当由伸出状态确认部确认可动部全体处于从通道的前端伸出的状态时,利用限制部的动作对进退部进行限制,以使得驱动部不会从此时的位置后退。

即,在被限制部限制后,能够防止可动部被部分地抽回通道内,因此操作者能够不受限制地、自由地操作整体处于从通道的前端伸出的状态的可动部。通过采用这样的技术方案,能够防止可动部在弯曲的状态下被抽回通道内,并且能够防止可动部被部分地抽回通道内而导致操作者无意间限制了可动部自身的动作。

上述技术方案也可以采用这样的方式,所述伸出状态确认部包括:供操作者识别所述可动部整体是否处于所述伸出状态的状态识别部;和在通过该状态识别部识别为所述可动部整体处于所述伸出状态的情况下输入这样的信息的输入部。

通过采用这样的方式,操作者在通过状态识别部认识到可动部整体处于从通道的前端伸出的状态时,通过输入部输入这样的信息,从而利用限制部对驱动部进行限制,使其不会从此时的位置后退。

上述技术方案也可以包括:摄像部,其对所述插入部的前端侧进行拍摄;和显示部,其显示用该摄像部拍摄得到的图像,所述状态识别部是设置在操纵器上的、所述可动部成为所述伸出状态时位于所述摄像部的视场范围内的标记。

通过采用这样的结构,在使操纵器经通道前进而使可动部整体从通道的前端伸出时,在摄像部的视场范围内出现设置在操纵器上的标记,由摄像部取得的图像显示在显示部上。这样,操作者能够根据显示部上显示的图像,在视觉上容易地识别操纵器的整个可动部已从通道的前端伸出。

上述技术方案也可以是,所述状态识别部包括:设置在所述通道内的凹部或凸部;和设置在所述操纵器的外表面的卡合部,在所述可动部成为所述伸出状态时所述卡合部可解除地与所述凹部或凸部卡合。

通过采用这样的结构,在使操纵器经通道前进而使可动部整体从通道的前端伸出时,设置在操纵器的外表面的卡合部与设置在通道内的凹部或凸部卡合。这样,操作者能够在力感上容易地识别操纵器的可动部整体已从通道的前端伸出。并且,在由限制部限制了驱动部的后退之后,通过解除凹部或凸部与卡合部的卡合状态,能够进行驱动部的前进动作和可动部的自由的动作。

上述技术方案也可以是,所述伸出状态确认部包括包括形状推算部和进退量计算部,其中,所述形状推算部推算所述插入部的弯曲形状,所述进退量计算部根据该形状推算部推算得到的弯曲形状,计算所述进退部使所述可动部成为所述伸出状态所需的所述驱动部的进退量。

通过采用这样的技术方案,只要通过形状推算部预先推算得到插入部的弯曲形状,就能够通过进退量计算部计算用于使可动部整体从通道的前端伸出的驱动部的进退量,进而能够基于计算结果确认伸出状态并实施限制部的限制。

上述技术方案也可以是,所述形状推算部包括设置在所述插入部的传感器。

通过采用这样的结构,能够利用设置在插入部的传感器容易地推算出插入部的弯曲形状。

上述技术方案也可以是,所述形状推算部包括:将体腔内的部位的标识信息与所述插入部被插入至该部位的状态下的弯曲形状关联地存储的存储部;和供输入所述标识信息的标识信息输入部。

通过采用这样的结构,当操作者经标识信息输入部输入要处置的体腔内的部位的标识信息时,通过读取存储部中关联地存储的插入部的弯曲形状,能够容易地推算插入部的弯曲形状。

本发明的另一技术方案是一种操纵器系统的控制方法,所述操纵器系统的操纵器在长形的软性部的前端设置有可动部且在软性部的根端设置有用于驱动所述可动部的驱动部,所述控制方法包括:状态确认步骤,在将操纵器插入到被设定为弯曲形状且具有柔性的插入部的通道内的状态下,确认可动部整体是否处于从所述通道的前端伸出的伸出状态;和限制步骤,在该状态确认步骤中确认所述可动部整体处于所述伸出状态时,限制所述驱动部从此时的位置的后退。

发明的效果

利用本发明,能发挥这样的效果,即,能够高精度地检测操纵器从插入部的前端伸出的位置,保护操纵器以使其不会在保持弯曲形状的状态下被抽回通道内收纳在通道内的操纵器不会发生误动作。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式的操纵器系统的整体结构图。

图2是表示图1的操纵器系统的一部分的立体图。

图3是表示图1的操纵器系统中使用的操纵器、操作输入部和控制部的图。

图4是说明图1的操纵器系统的操作输入部的第二操作部、指令传递部和进退机构的俯视图。

图5A是表示图1的操纵器系统的操纵器的可动部整体从外套管的前端伸出的状态的侧视图。

图5B是表示在图1的操纵器系统中,用插通在外套管中的内窥镜取得的显示有标记的内窥镜图像之一例的图。

图6是表示图1的操纵器系统的可动部整体收纳在外套管的操纵器用通道内的收纳状态的图。

图7是表示图1的操纵器系统中的限制部之一例的图。

图8A是表示将内窥镜插入到图1的操纵器系统的外套管的内窥镜用通道中的状态的图。

图8B是表示将操纵器插入到图1的操纵器系统的外套管的操纵器用通道中的状态的图。

图8C是表示将图8B的操纵器的驱动部与电动机单元连接的状态的图。

图9是用于说明图1的操纵器系统的控制方法的流程图。

图10A是表示图1的操纵器系统的状态识别部的变形例的局部纵截面图。

图10B是表示图10A的操纵器系统的状态识别部的变形例的局部纵截面图。

图10C是表示如下状态的局部纵截面图,在该状态下,通过图10B的状态识别部识别到可动部整体处于从外套管的前端伸出的伸出状态。

图11A是表示图1的操纵器系统的作为状态识别部的标记的变形例的图。

图11B是表示使操纵器从图11A的状态起绕软性部的长度方向轴旋转而将标记配置在中央的状态的图。

图12是表示用于使用户实施图11B的旋转动作的GUI的画面之一例的图。

图13是说明基于外套管的弯曲形状来计算驱动部的进退量的计算方法的图,其中,该驱动部的进退量用于使可动部整体成为从操纵器用通道的前端伸出的状态。

图14是表示图9的操纵器系统的控制方法的变形例的流程图。

图15是表示图9的操纵器系统的控制方法的另一变形例的流程图。

具体实施方式

下面,参考附图,对本发明的一个实施方式的操纵器系统1及其控制方法进行说明。

本实施方式的操纵器系统1如图1和图2所示,包括:供操作者O操作的操作输入部2;可插入患者P的体腔内的外套管(插入部)6;可被分别插入该外套管6的通道8内的操纵器3和内窥镜(摄像部)7;基于操作输入部2的操作来控制操纵器3的控制部4;和监视器(显示部)5。在图2所示的例子中,操纵器3设置有2个且被分别插入外套管6的2个通道8内,但下面仅对一个操纵器3进行说明。

操纵器3如图3所示,包括:可经外套管6的通道8插入患者P的体内的长形的软性部9;设置在该软性部9的前端的可动部10;和配置在插入部6的根端侧的驱动部11,该驱动部11利用未图示的操作线等动力传递部件对可动部10进行驱动。

可动部10包括:配置在最前端的、对体内的患部作用来对其进行处理的处理部12;和使该处理部12的前端位置和姿态变化的多个关节13、14、15。处理部12例如是握持钳子或高频刀等。

操纵器3如图3所示,还包括电动机单元16和使该电动机单元16平移的进退机构(进退部)17,其中,电动机单元16以可拆装的方式与驱动部11连接,内置有对驱动部11提供动力的电动机等电驱动源(省略图示)。

进退机构17包括底座18和以可相对于该底座18平移的方式支承电动机单元16的滑动件19。

外套管6是由具有柔性的材料形成的管,如图2和图3所示,包括前端侧管状部21和根端侧管状部22,其中,前端侧管状部21具有供操纵器3贯通其中的操纵器用通道(通道)8和供内窥镜7贯通其中的内窥镜用通道20,根端侧管状部从该前端侧管状部21的根端起以使操纵器用通道8向根端侧延长的方式延伸。

操作输入部2如图3所示,包括:可被操作者O的手握持并操作的第一操作部23;可被操作者O的手腕或手臂操作的第二操作部24;和将通过这些操作部23、24输入的操作指令传递至操纵器3的指令传递部25。

第一操作部23构成为与操纵器3的可动部10相似的形状,其具有前端部29,该前端部29由与可动部10相同数量的关节26、27、28支承,该前端部29由操作者O的手握持并通过手掌或手指的操作而移动。在第一操作部23,设置有对构成该第一操作部23的各关节26、27、28的角度进行检测的未图示的传感器。不过,第一操作部23并不限定于具有与可动部10相似的形状,也可以不相似。

传感器产生与各关节26、27、28的角度相应的电信号。通过采用这样的结构,各第一操作部23可被操作者O的手掌或手指操作而输入操作指令,产生由电信号构成的动作指令。

在第一操作部23的前端部29设置有输入部(省略图示),其如后所述,用于供操作者O确认并输入可动部10整体已从操纵器用通道8的前端伸出。

第二操作部24包括:固定在第一操作部23的根部的手臂放置台30;以可使该手臂放置台30与第一操作部23一体地移动的方式支承该手臂放置台30和第一操作部23的平移机构31。手臂放置台30配置成,在操作者O握持住第一操作部23的前端部29时,正好位于可托住握持着前端部29的手的手腕附近的手臂的位置。

平移机构31包括滑动件32和直线引导件33,其中,滑动件32固定手臂放置台30和第一操作部23,直线引导件33支承该滑动件32使其可如图3和图4中的实心箭头所示在水平方向上移动。通过用搁在手臂放置台30上的手臂使滑动件32在水平方向上移动,能够在保持第一操作部23的握持姿态的状态下移动第一操作部23的位置。通过采用这样的结构,第二操作部24能够通过操作者O的手腕或手臂输入操作指令,将通过手腕或手臂输入的力作为2个滑动件32的机械驱动力来产生动作指令。除了滑动件32产生机械驱动力作为动作指令的情况之外,也可以采用产生电驱动力作为动作指令的方式。

指令传递部25包括:连接第一操作部23与驱动部11的电信号传递部34;和连接第二操作部24与进退机构17的机械动力传递部35。

电信号传递部34将第一操作部23产生的由电信号构成的动作指令传递至控制部4,并将控制部4生成的指令信号供给至电动机单元16的各个电动机。控制部4基于第一操作部23产生的动作指令,计算电动机单元16的各个电动机的旋转移动量和转速,控制各个电动机。

如图3所示,机械动力传递部35包括:将用于使操作输入部2的各个滑动件32前后行进的直线动作转换为进退机构17的直线动作的传递部36。

如图4所示,传递部36包括:将操作输入部2的滑动件32的平移量转换为旋转角度的第一齿条齿轮机构37;将旋转动作转换为进退机构17的滑动件19的平移量的第二齿条齿轮机构38;分别固定在这些齿条齿轮机构37、38的小齿轮上的滑轮39、40;和挂设在该滑轮39、40上的传动带41。

在本实施方式中,平移机构31的滑动件32的动作范围,与使操纵器3相对于外套管6在软性部9的长度方向上移动的进退机构17的滑动件32的动作范围对应。即,当使滑动件32在最前端位置与最后端位置之间移动时,能够使操纵器3在图5A所示的处置状态与图6所示的收纳状态之间移动,其中,所述处置状态是,设置在操纵器3的前端的可动部10整体从外套管6的操纵器用通道8伸出到前方的状态,所述收纳状态是可动部10整体收纳在外套管6的操纵器用通道8内的状态。

在本实施方式中,设置有用于限制进退机构17的滑动件19的移动的限制部42,限制部42构成为能够进行限制,以使得滑动件19不能从其动作范围的中途位置进一步后退。

限制部42例如如图7所示,包括检测第二齿条齿轮机构38的齿条的进退位置的编码器43,和在该编码器43检测出规定位置时限制小齿轮旋转的制动器44。

在本实施方式中,如图5A和图5B所示,在处置部12的前端侧设置有标记(伸出状态确认部,状态识别部)45。标记45可以通过涂层、橡胶盖、印刷字符或可动部10的特征性形状(特定的关节、logo标记等)构成。

在本实施方式中,操作者O在监视器5上显示的内窥镜图像中确认到处置部12的标记45时,在设置于操作输入部2的第一操作部23上的输入部(省略图示)进行确认输入,从而控制部4将编码器43和处置部12的旋转角度初始化并使滑动件19前进预先设定的长度,该预先设定的长度是从标记45可显示在监视器5上的位置至可动部10整体成为从通道8伸出到前端侧的状态的位置的长度。之后,在滑动件19配置在前进了预先设定的长度的位置的时刻,控制部4使制动器44动作,限制齿条的后退(限制模式)。

并且,如图6所示,操作者O操作第一操作部23使构成该第一操作部23的所有关节26、27、28成为可收纳的形状(例如笔直地伸展的形状),从而控制部4在操纵器3的可动部10成为沿着软性部9的长度方向的形状时,解除制动器44的限制(可抽回模式)。

下面,对这样构成的本实施方式的操纵器系统1的控制方法进行说明。

为了使用本实施方式的操纵器系统1对患者P体内的患部进行处置,如图8A所示,在内窥镜7插入到外套管6的内窥镜用通道20内的状态下,将内窥镜7和外套管6插入到患者P的体腔内,在监视器5上显示通过内窥镜7取得的图像。

如图9所示,控制部4解除了限制部42的限制,成为可抽回模式(步骤S1)。

接着,如图8B所示,使进退机构17的滑动件19后退到尽头而将其配置在该尽头的位置,利用制动器44限制该滑动件19,并将操纵器3的可动部10和软性部9经操纵器用通道8插入到患者P的体内。

在滑动件19没有位于后退到尽头的位置的情况下,通过监视器5和/或声音通知操作者O使其将滑动件19移动至该位置。这时,利用设置在进退机构17上的、仅在滑动件19后退至尽头的位置的情况下输出信号的传感器等检测部(省略图示)进行检测并进行判断。

然后,在由检测部检测到滑动件19已被配置于后退到尽头的位置的情况下,如图8C所示,等待操纵器3的驱动部11与固定在进退机构17的滑动件19上的电动机单元16连接(步骤S2)。因为在驱动部11与电动机16连接的时刻滑动件19被配置于后退到尽头的位置,所以如图8C所示,操纵器3的可动部10整体被完全收纳在操纵器用通道8内。

接着,控制部4在监视器5上通知利用进退机构17的滑动件19调节操纵器3的进退位置,并解除制动器44的限制。

相应地,操作者O在使固定有第二操作部24的手臂放置台30的滑动件32前进的方向上施力。滑动件32在被施力的方向上移动,其平移量通过第一齿条齿轮机构37被转换为旋转角度。

已被转换为第一齿条齿轮机构37的旋转角度的平移量,经滑轮39和传动带41被传递至第二齿条齿轮机构38,被转换为进退机构17的滑动件19的平移量。因为电动机单元16固定于进退机构17的滑动件19,所以与电动机单元16连接的驱动部11、软性部9和可动部10一体地沿软性部9的长度方向移动。通过采用这样的结构,能够通过手动使位于可动部10的前端的处置部12前进。

当操作者O持续使操纵器3移动时,设置在操纵器3的前端的可动部10会从外套管6的操纵器用通道8的前端伸出。操作者O一边通过监视器5确认内窥镜7取得的图像,一边持续使第二操作部24的滑动件32前进。

当处置部12如图5A所示从操纵器用通道8的前端伸出时,如图5B所示,设置在操纵器3上的标记45会显示在监视器5上。由此,操作者O能够识别到处置部12已从操纵器用通道8的前端伸出(状态确认步骤S3)。

接着,判断位置调节是否已完成(步骤S4)。在判断为调节未完成的情况下,在监视器5上通知操作者O再次执行位置调节。在操作者O通过第一操作部23的输入部输入了已识别到标记45的信息,判断为位置调节已完成的情况下,将编码器43初始化。在此时刻,因为可动部10位于外套管6内,所以不能使可动部10动作。

当操作者O输入已识别到标记45的信息时,控制部4使滑动件19前进预先设定的长度(也可以由操作者O使滑动件19前进),其中,该预先设定的长度是从标记45可显示在监视器5上的位置至可动部10整体成为从通道8伸出到前端侧的状态的位置的长度。当检测到滑动件19被配置在使其前进了预先设定的长度的位置时,进入限制模式(限制步骤S5),在该限制模式下,制动器44限制操纵器3相比限制模式的初始位置向后退方向移动。在此时刻,控制部4开始使操作输入部2与操纵器3联动的主从控制(步骤S6)。

关于主从控制的开始,也可以在操纵器系统1检测到滑动件19被配置在相对于初始位置前进了的位置时自动开始。或者也可以是,操纵器系统1待机至操作者O进行了操作(例如,操作输入部2的开关被按下或画面中的按钮被按下等),当操纵器系统1检测到该操作时自动地开始主从控制。

在此状态下,为了对操作输入部2进行操作,操作者O如图4所示用双手握持第一操作部23的前端部29,并将手臂搁置在第二操作部24的手臂放置台30上。

当操作者O用手掌或手指的力使握持的第一操作部23的前端部29移动时,其移动量被设置在各关节26、27、28上的传感器检测到,并作为电信号被传递至控制部4。在控制部4中,计算使可动部10的各关节13、14、15以与传感器检测出的各关节26、27、28的角度一致的方式动作的电动作指令,并将其供给至与各关节13、14、15连接的电动机单元16的电动机。由此,设置在可动部10的前端的处置部12的前端位置按照手掌或手指所指示的那样以电动的方式精密地移动。

采用本实施方式的操纵器系统1,从可动部10被收纳在外套管6的操纵器用通道8内的收纳状态起,使第二操作部24的滑动件32前进以驱动成可动部10从操纵器用通道8内伸出的处置状态时,制动器44不动作,操作者O能够在移动不受限的情况下使手臂放置台30前进后退。

另一方面,在根据监视器5上显示的内窥镜图像识别到可动部10整体已从操纵器用通道8伸出,并通过输入部输入了这样的信息之后,编码器43和处置部12的旋转角度被初始化,当编码器43成为初始位置时制动器44动作,不再能够使手臂放置台30进一步向根端侧后退。

当手臂放置台30的移动受到限制时,操作者O由于无法使滑动件32进一步后退,因此能够认识到其正要将可动部10从伸出状态驱动至收纳状态。从而,能够防止操作者O无意识地使手臂放置台30过于后退而导致将可动部10抽回操纵器用通道8内。

即,在限制模式下,除了在使手臂放置台30的滑动件32后退至初始位置时利用制动器44限制其进一步的后退动作之外,能够使可动部10不受限制地自由地动作来进行处置。因此具有这样的优点,即,能够防止可动部10的关节13、14、15在保持弯曲的状态下被强行抽回操纵器用通道8内,防止可动部10的前端在不希望的方向上移动,并且能够防止对关节13、14、15施加要强迫使可动部10的弯曲的关节13、14、15变得笔直的过大的负载。

操作者O在有意要将可动部10驱动至收纳状态时,如图6所示,使构成第一操作部23的各关节26、27、28成为可收纳的形状。例如使它们变得笔直(步骤S7)。通过采用这样的结构,因为构成可动部10的各关节13、14、15成为沿着软性部9的长度方向的形状,所以控制部4停止制动器44的工作(步骤S8,可抽回模式)。从而,操作者O能够使滑动件32后退来将可动部10顺利地收纳在操纵器用通道8内。

在本实施方式的操纵器系统1中,采用了在处置部12的前端侧设置标记45的结构,但也可以改为采用图10A所示的结构,即,在比可动部10靠根端侧的位置设置标记45,在可动部10整体从通道8伸出到了前端侧的状态下标记45位于内窥镜7的视场范围内。

通过采用如上所述的结构,操作者O能够根据监视器5上显示的内窥镜图像内的标记45,从视觉上识别到可动部10整体已从操纵器用通道8的前端伸出,无需操作者O操作进退机构17,控制部4就能够开始使操作输入部2与操纵器3联动的主从控制。

关于主从控制的开始,也可以在操纵器系统1检测到滑动件19被配置在相对于初始位置前进了的位置时自动地开始主从控制。或者也可以是,操纵器系统1待机至操作者O进行了操作(例如,操作输入部2的开关被按下或画面的按钮被按下等),当操纵器系统1检测到该操作时自动地开始主从控制。

也可以如图10B所示,在操纵器用通道8的内表面设置环形槽形状的凹部(状态识别部)46,并在操纵器3的外表面设置凸部(卡合部,状态识别部)47,该凸部47在可动部10整体从操纵器用通道8的前端伸出的时刻与凹部46卡合。凸部47例如是橡胶等可弹性变形的环。

由于操纵器3的移动,当如图10C所示,凸部47与凹部46的位置一致时,凸部47恢复成扩大的形状而与凹部46卡合。通过采用这样的结构,操作者O能够从力感(咔哒感)上识别可动部10整体已从操纵器用通道8的前端。

也可以在操纵器用通道8的内表面设置凸部47,并在操纵器3的外表面设置与凸部47卡合的凹部(卡合部)46。

也可以代替利用设置在操作输入部2的前端部29的输入部来输入操作者O已在内窥镜图像上识别到标记45,而是通过操作监视器5上的GUI显示的按钮来进行输入。

在本实施方式中,利用内窥镜图像中出现的标记45使操作者O认识到可动部10整体已从操纵器用通道8的前端伸出,但也可以在这样的方式的基础上,对于可动部10绕软性部9的长度方向轴的旋转也使用标记45进行初始化。例如也可以采用这样的方式,如图11A和图11B所示,作为标记45,根据可标识周向位置的、例如仅在周向的一部分存在的标记45,来调节可动部10的旋转位置,使得如图11B所示,标记45在内窥镜图像中出现在正面。

在操纵器3在比可动部10靠根端侧的位置具有旋转关节的情况下,也可以通过GUI显示图12所示的按钮,使操作者O实施旋转操作和确认操作。此时的确认操作也可以与用于进行编码器43的初始化的确认操作共用。

此外,也可以代替使操作者O识别可动部10已整体从操纵器用通道8的前端伸出并使其经输入部输入这样的信息的方式,而是在控制部4中设置形状推算部(省略图示)和进退量计算部(省略图示),其中,形状推算部推算外套管6的弯曲形状,进退量计算部基于推算得到的弯曲形状计算用于使可动部10整体成为从操纵器用通道8的前端伸出的伸出状态的驱动部11的进退量和长度方向的旋转量。

基于弯曲形状的计算方法可用图13和下式说明。

Δd=π×(Rout-Rin)×θ/180

这里,Δd是2个操纵器用通道8以在弯曲形状的半径方向上排列的方式配置的情况下的2个操纵器用通道8的路径差,θ是弯曲部分的角度(图13所示的例子中为θ=180°)。

在本例中,对于2个操纵器用通道8的内外圈之差示出了计算例。除此之外,因操纵器用通道8与插入部6的中心轴的距离,使得路径长度随弯曲方向而变化。关于其变化量,设与插入部6的弯曲方向对应的、插入部6的中心轴与操纵器用通道8的中心轴的距离为Δr时,该变化量是:

Δd'=π×Δr×θ/180。

在插入部6的前端存在弯曲部分的情况下,通过对其弯曲方向和角度也进行同样的计算,能够计算出从软性部6(操纵器用通道8)的根端到前端的路径长度。

在本实施方式也可以采用这样的方式,即,控制部4将要进行处置的部位的标识信息与弯曲形状关联地存储在存储部(省略图示)中,操作者O在进行处置前通过标识信息输入部(省略图示)输入要进行处置的部位的标识信息,从而基于从存储部读出的弯曲形状计算驱动部11的进退量和长度方向的旋转量。

此外,本实施方式也可以采用这样的方式,即,在外套管6中设置应变计、光纤传感器或磁传感器等形状传感器,基于形状传感器检测出的外套管6的弯曲形状来计算用于使可动部10整体从操纵器用通道8的前端伸出的驱动部11的进退量和长度方向的旋转量。

在本实施方式中,在可动部10成为可收纳的形状时,控制部4解除制动器44的限制,但也可以代替这样的方式,改为如图14所示那样,在可动部10成为可收纳的形状时,控制部4通知可解除限制(步骤S9),在已收到通知的状态下,通过由操作者O输入允许抽回的触发(步骤S10),来解除制动器44的限制。

也可以采用这样的方式,即,如图15所示,在用制动器44限制相比初始位置向根端侧抽回可动部的限制模式下,通过由操作者O输入抽回触发(步骤S11),控制部4控制可动部10来自动地将其驱动成可抽回的形状(步骤S12),并转移至可抽回模式。接着,在将可动部10驱动成可抽回的形状之后,控制部4也可以使进退机构17的滑动件19移动至最靠根端侧的位置。

此外,也可以采用这样的方式,即,仅在操作者O长按抽回触发器的期间,控制部4控制可动部10来自动地将其驱动成可抽回的形状。在此情况下,如果操作者O的手离开抽回触发器,则控制部4控制的可动部10的动作停止。

此外,也可以在检测到操作者O断开了电动机单元16与驱动部11的连接的情况下,解除制动器44的限制。通过解除电动机单元16与驱动部11的连接,可动部10成为响应外力而发生位移的状态,因此如果制动器44被解除,就能够将可动部10从外套管6的通道8拔出。

此外,也可以代替利用抽回触发来转移至可抽回模式的方式,改为在检测到外套管6的位置调节请求的情况下转移至可抽回模式。

在本实施方式中,说明了供操纵器3插入的通道8设置在外套管6中的情况,但也可以应用于经设置在内窥镜7的插入部中的通道导入操纵器3的情况。

附图标记的说明

1 操纵器系统

3 操纵器

6 外套管(插入部)

7 内窥镜(摄像部)

8 通道

9 软性部

10 可动部

11 驱动部

17 进退机构(进退部)

42 限制部

45 标记(伸出状态确认部,状态识别部)

46 凹部(状态识别部,卡合部)

47 凸部(状态识别部,卡合部)

S3 状态确认步骤

S5 限制步骤

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