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JP2003127076A - Medical instrument - Google Patents

Medical instrument

Info

Publication number
JP2003127076A
JP2003127076A JP2002176291A JP2002176291A JP2003127076A JP 2003127076 A JP2003127076 A JP 2003127076A JP 2002176291 A JP2002176291 A JP 2002176291A JP 2002176291 A JP2002176291 A JP 2002176291A JP 2003127076 A JP2003127076 A JP 2003127076A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
treatment
scope
robot
treatment tool
arm
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002176291A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hitoshi Mizuno
均 水野
Shuichi Takayama
修一 高山
Akio Nakada
明雄 中田
Naoki Uchiyama
直樹 内山
Tatsuya Kubota
達也 久保田
Tatsuya Yamaguchi
達也 山口
Yasuhiro Ueda
康弘 植田
Toshimasa Kawai
利昌 河合
Masahiro Kudo
正宏 工藤
Yutaka Fujisawa
豊 藤澤
Sakae Takehata
栄 竹端
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
Priority to JP2002176291A priority Critical patent/JP2003127076A/en
Publication of JP2003127076A publication Critical patent/JP2003127076A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00147Holding or positioning arrangements
    • A61B1/00149Holding or positioning arrangements using articulated arms

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Surgical Instruments (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Endoscopes (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a medical instrument capable of moving a scope to follow the movement of a treatment tool so that person holding the scope is not required. SOLUTION: The scope 281 is attached to the arm of a vertical multi-joint robot 285 with 6 degrees of freedom, and the treatment tool 282 is approached to a treatment object from a position different from the scope 281. The position and attitude of the tool 282 to the scope 281 and the top edge position of the tool 282 are calculated and the robot 285 is controlled so that the top edge of the tool 282 passes in the axial center of the scope 281.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はロボティックエンド
サージェリー等の様にロボットに装着されて診断・処置
を行なう医療器具に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a medical instrument, such as a robotic endosurgery, which is attached to a robot for diagnosis and treatment.

【0002】[0002]

【従来の技術】近時、手術の操作性を高め、機能を拡張
するために、例えばロボティックエンドサージェリー等
のようにロボットに医療器具を装着し、患者の診断・処
置を行うものが考えられている。
2. Description of the Related Art Recently, in order to improve the operability of surgery and expand its function, it is possible to attach a medical instrument to a robot such as a robotic endosurgery to diagnose and treat a patient. Has been.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】この種のものでは体腔
内に挿入される医療器具本体の挿入部、例えば処置具の
先端で組織を把持する把持部に触覚センサを設け、組織
を把持する時に組織の損傷を防止するようにしている。
しかしながら、触覚センサのセンサ自体、または触覚セ
ンサの配線が壊れる等の事態が発生した場合には安全性
を確保できないおそれがある。
With this type of device, a tactile sensor is provided at the insertion portion of the main body of the medical instrument to be inserted into the body cavity, for example, the grasping portion for grasping the tissue at the tip of the treatment tool, and when grasping the tissue. It is designed to prevent tissue damage.
However, there is a possibility that safety cannot be ensured in the case where the sensor itself of the tactile sensor or the wiring of the tactile sensor is broken.

【0004】本発明は上記事情に着目してなされたもの
で、その目的は、センサが単一故障を起こしても、安全
性を確保できる医療器具を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a medical device capable of ensuring safety even if a sensor has a single failure.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、ロボ
ットのアームに取り付けたスコープと、このスコープと
は別の位置から処置対象に接近される処置具と、前記ス
コープに対する前記処置具の位置姿勢、および前記処置
具の先端部の位置を求めて前記スコープの軸心上に前記
処置具の先端部が通るように前記ロボットを制御する制
御部とを具備したことを特徴とする医療器具である。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a scope attached to an arm of a robot, a treatment instrument which is brought closer to a treatment target from a position different from the scope, and a treatment instrument for the scope. A medical instrument comprising: a control unit that controls the robot so as to determine the position and orientation and the position of the distal end of the treatment instrument so that the distal end of the treatment instrument passes on the axis of the scope. Is.

【0006】本請求項1の発明では、ロボットに取り付
けたスコープに対する処置具の位置姿勢、処置具先端の
位置を求めて、スコープの軸心上に処置具の先端部が通
るようにロボットを制御することにより、処置具の動き
に追従してスコープを移動させるようにしたものであ
る。
According to the first aspect of the present invention, the robot is controlled so that the position and orientation of the treatment tool with respect to the scope attached to the robot and the position of the tip of the treatment tool are obtained, and the tip of the treatment tool passes along the axis of the scope. By doing so, the scope is moved in accordance with the movement of the treatment tool.

【0007】請求項2の発明は、前記処置具は、位置・
姿勢検出用の可動コイルが取り付けられ、前記ロボット
との相対位置関係が定められた場所に前記処置具の位置
・姿勢検出の基準となる固定発信器が設けられるととも
に、前記制御部は、前記ロボットの各軸の回転角算出部
と、前記ロボットの各関節の角度から前記スコープの位
置及び姿勢を検出するスコープ検出手段と、前記処置具
の位置・姿勢検出装置と、前記処置具の先端部の処置部
の位置を算出する先端部位置算出部と、前記スコープの
軸心の延長上の直線上に前記処置具の先端部が通るよう
に前記ロボットの各軸の回転角を制御することによって
前記スコープの画像中央に常に前記処置具の先端を捉え
るスコープ画像調整部とを具備することを特徴とする請
求項1に記載の医療器具である。
According to a second aspect of the present invention, the treatment tool is
A movable coil for posture detection is attached, and a fixed transmitter serving as a reference for position / posture detection of the treatment instrument is provided at a place where a relative positional relationship with the robot is determined, and the control unit controls the robot. A rotation angle calculation unit for each axis, scope detection means for detecting the position and orientation of the scope from the angle of each joint of the robot, the position / orientation detection device for the treatment instrument, and the tip of the treatment instrument. By controlling the rotation angle of each axis of the robot so that the tip of the treatment instrument passes on a straight line on the extension of the axial center of the scope, the tip position calculating section calculates the position of the treatment section. The medical instrument according to claim 1, further comprising: a scope image adjusting unit that always captures a distal end of the treatment tool in the center of the scope image.

【0008】本請求項2の発明では、ロボットとの相対
位置関係が定められた場所に配置された固定発信器に対
する可動コイルの相対的な位置および姿勢を求めること
により、処置具の位置・姿勢を検出する。さらに、ロボ
ットの各軸の回転角算出部と、ロボットの各関節の角度
からスコープの位置及び姿勢を検出するスコープ検出手
段と、処置具の位置・姿勢検出装置と、処置具の先端部
の処置部の位置を算出する先端部位置算出部との各出力
信号からスコープ画像調整部によってスコープの軸心の
延長上の直線上に処置具の先端部が通るようにロボット
の各軸の回転角を制御することによってスコープの画像
中央に常に処置具の先端を捉えるようにしたものであ
る。
According to the second aspect of the present invention, the position / orientation of the treatment tool is obtained by determining the relative position and attitude of the movable coil with respect to the fixed oscillator arranged at the position where the relative positional relationship with the robot is determined. To detect. Furthermore, a rotation angle calculation unit for each axis of the robot, a scope detection unit that detects the position and orientation of the scope from the angle of each joint of the robot, a position / orientation detection device for the treatment instrument, and a treatment for the distal end of the treatment instrument. The rotation angle of each axis of the robot is adjusted so that the tip of the treatment instrument passes along a straight line on the extension of the axis of the scope from the output signals from the tip position calculator that calculates the position of the part. The tip of the treatment tool is always caught in the center of the scope image by controlling.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】図1(A)乃至図3は医療器具の
一例を示すものである。図2は内視鏡下外科手術用の医
療器具のシステム全体の概略構成を示すものである。図
2中で、1は外部装置の本体である。この外部装置本体
1には支持台2上に光源装置3、カメラコントロールユ
ニット(CCU)4、触覚検出制御部5、駆動制御部
6、吸引・気腹部7がそれぞれ配設されている。ここ
で、駆動制御部6には複数の外部操作部8a,8b,8
cが接続されている。さらに、CCU4にはTVモニタ
9が接続されている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION FIGS. 1A to 3 show an example of a medical device. FIG. 2 shows a schematic configuration of the entire system of a medical instrument for endoscopic surgery. In FIG. 2, reference numeral 1 is a main body of the external device. A light source device 3, a camera control unit (CCU) 4, a tactile sense detection control unit 5, a drive control unit 6, and a suction / pneumoperitoneum 7 are provided on a support base 2 of the external device body 1. Here, the drive control unit 6 includes a plurality of external operation units 8a, 8b, 8
c is connected. Further, a TV monitor 9 is connected to the CCU 4.

【0010】また、10は例えば手術室内のベッド11
に装着される医療器具取付け台である。この取付け台1
0には内視鏡12、第1の処置具13、第2の処置具1
4等の各種の医療器具が着脱可能に装着される端子部1
5a,15b,15cが設けられている。
Further, 10 is a bed 11 in the operating room, for example.
It is a medical equipment mounting base to be attached to. This mount 1
Reference numeral 0 indicates an endoscope 12, a first treatment tool 13, and a second treatment tool 1.
Terminal part 1 to which various medical instruments such as 4 are detachably mounted
5a, 15b, 15c are provided.

【0011】また、内視鏡12には体内に挿入される挿
入部16と、基端部に連結され、体外に配置される体外
配置部17とが設けられている。さらに、体外配置部1
7にはケーブル18の一端部が連結されている。このケ
ーブル18の他端部はコネクタ19を介して取付け台1
0のコネクタ受けに着脱可能に連結されている。
Further, the endoscope 12 is provided with an insertion portion 16 to be inserted into the body and an extracorporeal arrangement portion 17 connected to the base end portion and arranged outside the body. Furthermore, the external placement unit 1
One end of a cable 18 is connected to 7. The other end of the cable 18 is attached to the mount 1 via the connector 19.
It is detachably connected to the 0 connector receiver.

【0012】また、第1の処置具13には体内に挿入さ
れる挿入部20と、基端部に連結され、体外に配置され
る体外配置部21とが設けられており、体外配置部21
にはケーブル22の一端部が連結され、このケーブル2
2の他端部はコネクタ23を介して取付け台10のコネ
クタ受けに着脱可能に連結されている。
Further, the first treatment tool 13 is provided with an insertion portion 20 to be inserted into the body and an extracorporeal arrangement portion 21 connected to the base end portion and arranged outside the body.
One end of a cable 22 is connected to the cable 2
The other end of 2 is detachably connected to a connector receiver of the mount 10 via a connector 23.

【0013】さらに、第2の処置具14も第1の処置具
13と同様に体内に挿入される挿入部24と、体外に配
置される体外配置部25とが設けられ、体外配置部25
にはケーブル26の一端部が連結され、このケーブル2
6の他端部はコネクタ27を介して取付け台10のコネ
クタ受けに着脱可能に連結される構成になっている。
Further, similarly to the first treatment tool 13, the second treatment tool 14 is also provided with an insertion portion 24 to be inserted into the body and an extracorporeal arrangement portion 25 arranged outside the body.
One end of the cable 26 is connected to the cable 2
The other end of 6 is detachably connected to a connector receiver of the mount 10 via a connector 27.

【0014】また、取付け台10の端末部には外部接続
部28,29が設けられている。これらの外部接続部2
8,29には外部装置本体1側の接続ケーブル30,3
1がそれぞれコネクタ30a,31aを介して着脱可能
に接続されている。
Further, external terminals 28 and 29 are provided at the end of the mount 10. These external connections 2
8 and 29 are connection cables 30 and 3 on the external device main body 1 side.
1 is detachably connected via connectors 30a and 31a, respectively.

【0015】そして、内視鏡12、第1の処置具13、
第2の処置具14は取付け台10の内部配線および接続
ケーブル30,31を介して外部装置本体1側に接続さ
れており、例えば外部操作部8aによって内視鏡12の
動作が制御され、外部操作部8bによって第1の処置具
13の動作が制御され、外部操作部8cによって第2の
処置具14の動作が制御されるようになっている。さら
に、内視鏡12によって撮影される観察画像はTVモニ
タ9に表示されるようになっている。
Then, the endoscope 12, the first treatment tool 13,
The second treatment tool 14 is connected to the external device main body 1 side via the internal wiring of the mounting base 10 and the connection cables 30 and 31, and the operation of the endoscope 12 is controlled by, for example, the external operation unit 8a. The operation section 8b controls the operation of the first treatment tool 13, and the external operation section 8c controls the operation of the second treatment tool 14. Further, the observation image taken by the endoscope 12 is displayed on the TV monitor 9.

【0016】また、図1(A)は第1の処置具13の挿
入部20の先端部を示すものである。この挿入部20に
はシース32と、このシース32の先端開口部から外部
に突出可能に収容される把持具33とが設けられてい
る。この把持具33の先端部には開閉可能な一対の把持
部材34a,34bが設けられている。
Further, FIG. 1 (A) shows the distal end portion of the insertion portion 20 of the first treatment tool 13. The insertion portion 20 is provided with a sheath 32 and a gripping tool 33 that is housed so as to be able to project to the outside from the distal end opening portion of the sheath 32. A pair of gripping members 34a and 34b that can be opened and closed are provided at the tip of the gripping tool 33.

【0017】ここで、少なくとも一方の把持部材34a
の内面にはロバスト性を有する触覚センサ35が装着さ
れている。この触覚センサ35には図1(B)に示すセ
ンサアレイである分布型センサユニット36によって形
成されている。このセンサユニット36内には複数のセ
ンサ37が略マトリックス状に縦方向および横方向にそ
れぞれ並設されている。
Here, at least one gripping member 34a
A tactile sensor 35 having robustness is attached to the inner surface of the. The tactile sensor 35 is formed by a distributed sensor unit 36 which is a sensor array shown in FIG. In this sensor unit 36, a plurality of sensors 37 are arranged side by side in the vertical and horizontal directions in a substantially matrix shape.

【0018】また、図3に示すように各センサ37の奇
数行と偶数行をそれぞれ独立の検出回路38によって独
立して検出し、その検出値から、1つセンサ出力を出す
信号処理回路39が設けられている。なお、図3中で、
40は比較回路、41は演算回路である。
Further, as shown in FIG. 3, a signal processing circuit 39 which independently detects an odd row and an even row of each sensor 37 by an independent detection circuit 38 and outputs one sensor output from the detected value. It is provided. In addition, in FIG.
Reference numeral 40 is a comparison circuit, and 41 is an arithmetic circuit.

【0019】ここで、各センサ37毎の信号はマトリッ
クス状になった各センサ37を順次スイッチングして読
み出すことにより、図1(C)に示す様な時系列で出力
される。
Here, the signals of the respective sensors 37 are output in a time series as shown in FIG. 1C by sequentially switching and reading the respective sensors 37 in a matrix.

【0020】そして、信号処理回路39では例えば、そ
れぞれ隣り合う2つのセンサ37、例えばC11とC21
ほぼ同じ値であれば、加算して平均を計算する。また、
一方が断線して出力が適正値より外れていた場合には他
方の出力をセンサ出力とする。これらの判断は比較回路
40及び演算回路41によって行なわれる。
Then, in the signal processing circuit 39, for example, when two adjacent sensors 37, for example, C 11 and C 21 have substantially the same value, they are added and the average is calculated. Also,
When one of them is disconnected and the output is out of the proper value, the other output is used as the sensor output. These judgments are made by the comparison circuit 40 and the arithmetic circuit 41.

【0021】次に、上記構成の作用について説明する。
まず、内視鏡下外科手術時にはTVモニタ9に表示され
る内視鏡12からの観察画像を目視しながら第1の処置
具13、第2の処置具14が操作される。そして、第1
の処置具13の挿入部20の先端部および第2の処置具
14の挿入部24の先端部が患者の体腔内の患部等の目
的部位の近くまで導かれる。ここで、第1の処置具13
および第2の処置具14がそれぞれ独立に操作され、患
部に対する適正な処置が行なわれる。
Next, the operation of the above configuration will be described.
First, during endoscopic surgery, the first treatment tool 13 and the second treatment tool 14 are operated while visually observing an observation image from the endoscope 12 displayed on the TV monitor 9. And the first
The distal end portion of the insertion portion 20 of the treatment instrument 13 and the distal end portion of the insertion portion 24 of the second treatment instrument 14 are guided to the vicinity of the target site such as the affected area in the body cavity of the patient. Here, the first treatment tool 13
The second treatment tool 14 and the second treatment tool 14 are independently operated, and an appropriate treatment is performed on the affected area.

【0022】また、第1の処置具13の使用時には外部
操作部8bの操作によって把持具33がシース32の先
端開口部から外部側に突出され、この把持具33の先端
部の把持部材34a,34bが開閉操作される。
When the first treatment tool 13 is used, the gripping tool 33 is projected to the outside from the distal end opening of the sheath 32 by the operation of the external operating portion 8b, and the gripping member 34a at the tip part of the gripping tool 33, 34b is opened and closed.

【0023】さらに、把持部材34a,34bの閉動作
の途中で、患部等の把持対象組織が把持されると把持部
材34aの内面の触覚センサ35によってその感触がた
だちに検出される。この触覚センサ35の動作時には信
号処理回路39によって1つセンサ出力が出される。す
なわち、触覚センサ35のセンサユニット36内の各セ
ンサ37の奇数行と偶数行がそれぞれ独立の検出回路3
8によって独立して検出され、その検出値から、1つセ
ンサ出力が出される。
Furthermore, when a target tissue such as an affected area is grasped during the closing operation of the grasping members 34a and 34b, the tactile sensor 35 on the inner surface of the grasping member 34a immediately detects the touch. When the tactile sensor 35 operates, the signal processing circuit 39 outputs one sensor output. That is, the odd-numbered row and the even-numbered row of each sensor 37 in the sensor unit 36 of the tactile sensor 35 are independent detection circuits 3 respectively.
8 is independently detected, and one sensor output is output from the detected value.

【0024】そこで、上記構成のものにあっては触覚セ
ンサ35のセンサユニット36内に複数のセンサ37を
略マトリックス状に縦方向および横方向にそれぞれ並設
し、センサ配線及び検出回路38をそれぞれ独立に設け
るようにしたので、センサユニット36内の複数のセン
サ37の中のどこか1ヶ所が断線、センサ破壊等の故障
を起こしても、確実にセンサ出力が得られる。
Therefore, in the above-described structure, a plurality of sensors 37 are arranged in a matrix in the sensor unit 36 of the tactile sensor 35 in the vertical and horizontal directions, and the sensor wiring and the detection circuit 38 are respectively provided. Since they are provided independently of each other, even if one of the plurality of sensors 37 in the sensor unit 36 has a failure such as a disconnection or a sensor breakage, the sensor output can be reliably obtained.

【0025】なお、上記例では触覚センサ35のセンサ
ユニット36内の2つのセンサセルより、センサ出力を
得たが、更に多くのセルから1つのセンサ出力を得る構
成にしてもよい。
Although the sensor output is obtained from the two sensor cells in the sensor unit 36 of the tactile sensor 35 in the above example, one sensor output may be obtained from more cells.

【0026】また、図4および図5は図1(A)乃至図
3の医療器具の第1の変形例を示すものである。これ
は、図4に示すようにセンサユニット36内に複数のセ
ンサ37をまとめて1つのブロックとしたセンサブロッ
ク51を複数設け、各センサブロック51内のセルとな
る各センサ37の出力を加算して、1つの出力を出す構
成にしたものである。
FIGS. 4 and 5 show a first modification of the medical device shown in FIGS. 1 (A) to 3. As shown in FIG. 4, the sensor unit 36 is provided with a plurality of sensor blocks 51, which are integrated into one sensor block 36, and the outputs of the sensors 37 serving as cells in each sensor block 51 are added. In this configuration, one output is output.

【0027】図5はその信号処理回路52を示すもので
ある。ここで、53は各センサブロック51内の各セン
サ37の出力を加算して、1つの出力を出す加算回路、
54はこの加算回路53からの出力信号を検出する検出
回路である。
FIG. 5 shows the signal processing circuit 52. Here, 53 is an adder circuit that adds the outputs of the respective sensors 37 in the respective sensor blocks 51 and outputs one output,
Reference numeral 54 is a detection circuit for detecting the output signal from the addition circuit 53.

【0028】そこで、上記構成のものにあっては各セン
サブロック51内のセンサ37の数が多ければ、たと
え、1つのセンサ37がこわれても、出力への影響は最
小限に抑えられる。
Therefore, in the above configuration, if the number of the sensors 37 in each sensor block 51 is large, even if one sensor 37 is broken, the influence on the output is minimized.

【0029】また、図6は図1(A)乃至図3の医療器
具の第2の変形例を示すものである。これは、図1
(A)乃至図3の内視鏡下外科手術用の医療器具のシス
テムにおける第1の処置具13のシース32の外表面に
3つのロバスト性を有する分布型の触覚センサ61、6
2、63を設けたものである。
FIG. 6 shows a second modification of the medical device of FIGS. 1 (A) to 3. This is
(A) thru | or the distributed type tactile sensor 61,6 which has three robustness on the outer surface of the sheath 32 of the 1st treatment tool 13 in the system of the medical device for endoscopic surgery.
2, 63 are provided.

【0030】ここで、第1の触覚センサ61はTVモニ
タ9上に写し出されている範囲に配置されている。ま
た、第2の触覚センサ62は端子部15bより先端側に
配置され、第3の触覚センサ62は端子部15bより根
元側に配置されている。
Here, the first tactile sensor 61 is arranged in the range projected on the TV monitor 9. Further, the second tactile sensor 62 is arranged on the tip side of the terminal portion 15b, and the third tactile sensor 62 is arranged on the base side of the terminal portion 15b.

【0031】そこで、上記構成のものにあっては第2の
触覚センサ62にものが当り、出力が出た場合にはTV
モニタ9上に写し出されていない部分、すなわち観察で
きていない組織または、処置具が第1の処置具13のシ
ース32の外表面に当っていることが検出されるので、
外科手術の操作が中止される。
Therefore, in the case of the above structure, when the second tactile sensor 62 hits and an output is produced, the TV is set.
Since it is detected that the portion not projected on the monitor 9, that is, the tissue that cannot be observed, or the treatment tool hits the outer surface of the sheath 32 of the first treatment tool 13,
The surgical operation is discontinued.

【0032】また、第3の触覚センサ62に出力が出た
場合には、第1の処置具13のシース32の外表面にお
ける端子部15bより根元側の部分に不潔物が当ったこ
とが考えられることや、他の術者が触ってしまったこと
が考えられる為、やはり操作が中止される。
Further, when the output is output to the third tactile sensor 62, it is considered that the portion of the outer surface of the sheath 32 of the first treatment instrument 13 on the base side of the terminal portion 15b is hit with a contaminant. Because it is thought that it was touched or touched by another operator, the operation was also stopped.

【0033】また、図6中で、第2の処置具14には挿
入部24の先端側に生体組織を持ち上げる湾曲部64が
配設されている。そして、この湾曲部64の先端側には
第4の触覚センサ65、中間側には第5の触覚センサ6
6、根元側には第6の触覚センサ67がそれぞれ設けら
れている。
Further, in FIG. 6, the second treatment tool 14 is provided with a bending portion 64 for lifting the living tissue on the distal end side of the insertion portion 24. A fourth tactile sensor 65 is provided on the tip side of the curved portion 64, and a fifth tactile sensor 6 is provided on the middle side.
6, and a sixth tactile sensor 67 is provided on the root side.

【0034】そして、第4〜第6の各触覚センサ65〜
67からの出力状態にもとづいて生体組織の持ち上げ状
況が判断される。ここで、判断の基準となる第4〜第6
の各触覚センサ65〜67からの出力の組合せ状態は次
の表1の通りである。
The fourth to sixth tactile sensors 65 to 65 are provided.
The state of lifting the living tissue is determined based on the output state from 67. Here, the fourth to the sixth, which are the criteria for judgment
Table 1 below shows the combined states of the outputs from the tactile sensors 65 to 67.

【0035】[0035]

【表1】 [Table 1]

【0036】ここで、(1)の場合には湾曲部64で持
ち上げる生体組織が大きくて、持ち上げられていない状
態と判断される。また、(2)の場合には第2の処置具
14の挿入部24の先端が持ち上げる生体組織の反対側
まで突出できていない状態と判断される。(3)の場合
には第2の処置具14の挿入部24の先端の押込みが不
足状態と判断される。(4)の場合には生体組織の持ち
上げがうまくできている状態と判断される。そして、こ
の判断結果により、第1の処置具13の動作が制御され
る。
In the case of (1), it is judged that the living tissue to be lifted by the bending portion 64 is large and is not lifted. Further, in the case of (2), it is determined that the distal end of the insertion portion 24 of the second treatment tool 14 cannot project to the opposite side of the living tissue to be lifted. In the case of (3), it is determined that the pushing of the distal end of the insertion portion 24 of the second treatment tool 14 is insufficient. In the case of (4), it is determined that the living tissue has been successfully lifted. Then, the operation of the first treatment tool 13 is controlled based on this determination result.

【0037】なお、これは、第2の処置具14の挿入部
24の湾曲部64で生体組織を持ち上げる場合の例を示
したが、エンドGIA等に設けて、確実にクリップでき
るかどうかの判断に用いても良い。
Although this shows an example in which the living tissue is lifted by the bending portion 64 of the insertion portion 24 of the second treatment tool 14, it is provided in the end GIA or the like to judge whether or not the clip can be reliably clipped. May be used for.

【0038】また、図7は手術システム全体の概略構成
を示すものである。この手術システムには術中生体画像
3次元シミュレーションシステムと、画面表示による器
具入力システムとが設けられており、これらをリンクさ
せ、同一システム内で作動させるようになっている。
FIG. 7 shows a schematic structure of the entire surgical system. This surgical system is provided with an intraoperative three-dimensional bio-image simulation system and an instrument input system by screen display, and these are linked to operate in the same system.

【0039】ここで、術中生体画像3次元シミュレーシ
ョンシステムには術前の生体画像情報を3次元で蓄積
し、モニタ71に表示する手段と、術中の内視鏡画像、
超音波画像を蓄積する手段と、該術前の3次元情報を基
礎として、術中の画像情報をとり込み、生体の弾性係数
を、演算しながら、術中画像情報で得られた部位の情報
と得られていない部分の情報とを該術前に3次元情報で
修正し、これを蓄積し、表示する手段とが設けられてい
る。
Here, the intraoperative three-dimensional biomedical image simulation system accumulates three-dimensional preoperative biometric image information and displays it on the monitor 71, an intraoperative endoscopic image,
Based on the means for accumulating ultrasonic images and the preoperative three-dimensional information, the intraoperative image information is taken in, and the elastic coefficient of the living body is calculated while obtaining the information of the site obtained by the intraoperative image information. And means for accumulating and displaying the information of the part which is not recorded and the three-dimensional information before the operation.

【0040】また、画面表示による器具入力システムは
内視鏡画像上、又は、術中生体画像3次元シミュレーシ
ョンシステムに於て、どちらか一方の画像上の臓器を把
持又は圧排している鉗子に対し、モニタ72の画像上
で、別位置に指示すると、鉗子を支えるマニピュレータ
が、自動的に該位置に移動するように臓器を痛めない上
限力量内で、作動する構成になっている。
Further, the instrument input system by the screen display is a forceps which grasps or excludes an organ on either one of the images on the endoscopic image or the intraoperative three-dimensional image of the living body image, When an instruction is given to another position on the image of the monitor 72, the manipulator that supports the forceps operates so as to automatically move to that position within the upper limit of the force that does not damage the organ.

【0041】そこで、上記構成のものにあっては術中生
体画像3次元シミュレーションシステムによって術前の
生体画像情報(CT、NMR、US断層像)を蓄積し、
術中の対象物からの画像、内視鏡画像を合成して、3次
元のシミュレーション画像を形成し、これをモニタ71
に表示することができる。
Therefore, in the case of the above-mentioned configuration, the preoperative biological image information (CT, NMR, US tomographic image) is accumulated by the intraoperative three-dimensional biological image simulation system,
The image from the intraoperative object and the endoscopic image are combined to form a three-dimensional simulation image, which is monitored 71
Can be displayed on.

【0042】そのため、術前のCT、NMR、又は超音
波診断情報を得て、これをガイドに、術中の穿刺等に用
いる従来技術のように対象臓器が脳のように比較的動か
ないものであれば有効であるが、腹部臓器など、術中の
操作により、動くものについては、不適となるおそれが
なく、術中の操作により、動くものについても良好な処
置を行なうことができる。
Therefore, the target organ is relatively immovable like the brain as in the prior art which is used for intraoperative puncture or the like by obtaining preoperative CT, NMR or ultrasonic diagnostic information. It is effective if there is any, but there is no possibility of becoming unsuitable for those that move due to intra-operative operations such as abdominal organs, and good treatment can be performed for those that move due to intra-operative operations.

【0043】また、内視鏡画像上、又は、シミュレーシ
ョン画像で鉗子等で臓器をある位置から別の位置に圧排
したい時、画像上で圧排後の臓器位置を指示すると、自
動的に圧排することができる。そのため、体腔内の一部
を手術している途中で、体腔内の器具の位置や、臓器の
位置を確認する等の必要が生じた際に、現状の内視鏡外
科手術のように内視鏡の位置を変えて、視野を変換する
等の措置が不要となり、内視鏡下の手術の能率化を図る
ことができる。
When it is desired to exclude an organ from one position to another position with forceps or the like on an endoscopic image or a simulation image, if the organ position after the exclusion is indicated on the image, the organ is automatically excluded. You can Therefore, when it becomes necessary to confirm the position of the instrument or the position of an organ in the body cavity during the operation of a part of the body cavity, endoscopy is performed as in the current endoscopic surgery. It is not necessary to change the position of the mirror to change the field of view, and it is possible to improve the efficiency of surgery under the endoscope.

【0044】また、図8(A)は体腔内手術を遠隔操作
で行う体腔内手術用マニピュレータである多関節マニピ
ュレータ81を示すものである。この多関節マニピュレ
ータ81には体内に挿入される挿入部82の先端部には
先端側に配置された第1の湾曲部83と、この第1の湾
曲部83の後端部に連結された第2の湾曲部84とが設
けられている。
Further, FIG. 8A shows a multi-joint manipulator 81 which is a manipulator for intracavity surgery for performing intracorporeal surgery by remote control. The multi-joint manipulator 81 has a first bending portion 83 arranged on the front end side at the tip of an insertion portion 82 inserted into the body, and a first bending portion 83 connected to the rear end of the first bending portion 83. Two curved portions 84 are provided.

【0045】さらに、挿入部82の基端部85には第1
の湾曲部83および第2の湾曲部84の駆動装置86が
設けられている。なお、第1の湾曲部83および第2の
湾曲部84の駆動装置86は略同一構成であるので、図
8(A)には第2の湾曲部84の駆動装置86のみを示
す。
Further, the base end portion 85 of the insertion portion 82 has a first
A drive device 86 for the bending portion 83 and the second bending portion 84 is provided. Since the drive devices 86 for the first bending portion 83 and the second bending portion 84 have substantially the same configuration, only the drive device 86 for the second bending portion 84 is shown in FIG. 8A.

【0046】この駆動装置86には第2の湾曲部84の
一対のアングルワイヤ87,88を牽引操作する牽引機
構89の駆動モータ90が設けられている。さらに、ア
ングルワイヤ87,88の途中にはコンプライアンス設
定部91がそれぞれ設けられている。
The drive device 86 is provided with a drive motor 90 for a pulling mechanism 89 for pulling and operating the pair of angle wires 87, 88 of the second bending portion 84. Further, compliance setting sections 91 are provided in the middle of the angle wires 87 and 88, respectively.

【0047】図8(B)はこのコンプライアンス設定部
91の概略構成を示すものである。このコンプライアン
ス設定部91にはシリンダ92と、このシリンダ92内
に配設されたピストン93とが設けられている。そし
て、このピストン93のピストンロッド94が各アング
ルワイヤ87,88の途中に介設されている。
FIG. 8B shows a schematic configuration of the compliance setting section 91. The compliance setting section 91 is provided with a cylinder 92 and a piston 93 arranged in the cylinder 92. The piston rod 94 of the piston 93 is interposed between the angle wires 87 and 88.

【0048】さらに、シリンダ92内にはコイルばね9
5が配設されている。また、シリンダ92の一端部側外
周面に突設された管路連結部96には連結管路97の一
端部が連結されている。この連結管路97の他端部はポ
ンプ98に連結されている。
Further, the coil spring 9 is provided in the cylinder 92.
5 are provided. Further, one end of a connecting pipe 97 is connected to a pipe connecting portion 96 provided on the outer peripheral surface of the cylinder 92 on the one end side. The other end of the connecting pipe 97 is connected to the pump 98.

【0049】そして、ポンプ98によってコンプライア
ンス設定部91のシリンダ92内の液圧を変えることで
ワイヤ87,88牽引時のコンプライアンスをコントロ
ールできる。
By changing the hydraulic pressure in the cylinder 92 of the compliance setting section 91 by the pump 98, the compliance at the time of pulling the wires 87, 88 can be controlled.

【0050】例えば、第2の湾曲部84の湾曲操作時に
挿入部82の先端部が体腔壁に接触した場合のようにワ
イヤ87,88の牽引時に過度の力を与えたくない場合
には、あらかじめシリンダ92内の圧を下げ、コイルば
ね95のばね弾性でワイヤ87,88の張力を逃がす。
For example, when it is not desired to apply an excessive force when pulling the wires 87 and 88, as in the case where the distal end portion of the insertion portion 82 contacts the body cavity wall during the bending operation of the second bending portion 84, The pressure in the cylinder 92 is reduced, and the spring elasticity of the coil spring 95 releases the tension of the wires 87 and 88.

【0051】また、逆に、ワイヤ87,88の牽引時に
力を与えたい場合は、シリンダ92内の圧を上げる。な
お、図8(B)ではピストン93の左側にのみコイルば
ね95を配設しているが両側に配設してもよい。
On the contrary, when it is desired to apply a force when pulling the wires 87 and 88, the pressure in the cylinder 92 is increased. Although the coil spring 95 is disposed only on the left side of the piston 93 in FIG. 8B, it may be disposed on both sides.

【0052】そこで、上記構成のものにあってはポンプ
98によってコンプライアンス設定部91のシリンダ9
2内の液圧を変えることでワイヤ87,88牽引時のコ
ンプライアンスをコントロールできるので、マニピュレ
ータ81に格別に触覚センサを設けることなく生体への
安全性の向上を図ることができる。
Therefore, in the above configuration, the cylinder 9 of the compliance setting section 91 is driven by the pump 98.
Since the compliance when the wires 87, 88 are pulled can be controlled by changing the hydraulic pressure in the valve 2, it is possible to improve the safety to the living body without providing the manipulator 81 with a tactile sensor.

【0053】また、図9(A),(B)は上記ワイヤ駆
動式の駆動装置86を屈曲型マニピュレータ101に適
用した例を示すものである。ここで、屈曲型マニピュレ
ータ101を患部組織Hまでアプローチする時には図9
(A)に示すように各関節用のアングルワイヤ87,8
8に弾性をもたせ柔軟とする。そして、患部組織Hの処
置作業時には図9(B)に示すように屈曲型マニピュレ
ータ101の手元側の関節部分101aの弾性を下げて
硬度を上げ、先端作業用関節101bは弾性を上げてお
くようにしている。
Further, FIGS. 9A and 9B show an example in which the wire driving type driving device 86 is applied to the bending type manipulator 101. Here, when approaching the bendable manipulator 101 to the affected tissue H, FIG.
Angle wires 87, 8 for each joint as shown in FIG.
Make 8 flexible and flexible. When the affected tissue H is being treated, as shown in FIG. 9B, the elasticity of the joint portion 101a on the proximal side of the bending manipulator 101 is lowered to increase the hardness, and the tip working joint 101b is increased in elasticity. I have to.

【0054】さらに、図10は図8(B)とは異なる構
成のコンプライアンス設定部102を示すものである。
このコンプライアンス設定部102には各アングルワイ
ヤ87,88の途中に介設されたSMAコイル103の
温度変化により、ばね弾性をコントロールする通電制御
部104が設けられている。
Further, FIG. 10 shows a compliance setting unit 102 having a configuration different from that of FIG. 8 (B).
The compliance setting unit 102 is provided with an energization control unit 104 that controls the spring elasticity according to the temperature change of the SMA coil 103 interposed between the angle wires 87 and 88.

【0055】また、図11は図10はとは異なる構成の
コンプライアンス設定部111を示すものである。これ
は、各アングルワイヤ87,88の途中に大径プーリ1
12および2つの小径プーリ113,114を介設し、
小径プーリ113,114間に配設された大径プーリ1
12の支軸部にSMAコイル115の一端を連結し、こ
のSMAコイル115の他端を適宜の固定部に固定した
ものである。この場合もSMAコイル115の温度変化
により、ばね弾性をコントロールする通電制御部116
が設けられている。
Further, FIG. 11 shows a compliance setting section 111 having a configuration different from that of FIG. This is because the large-diameter pulley 1 is inserted in the middle of each angle wire 87, 88.
12 and two small-diameter pulleys 113 and 114 are provided,
Large-diameter pulley 1 arranged between small-diameter pulleys 113 and 114
One end of the SMA coil 115 is connected to the support shaft portion of 12, and the other end of the SMA coil 115 is fixed to an appropriate fixing portion. Also in this case, the energization control unit 116 that controls the spring elasticity by the temperature change of the SMA coil 115.
Is provided.

【0056】また、図12は図11のコンプライアンス
設定部111の変形例を示すものである。これは、図1
1のSMAコイル115をコイルばね121によって形
成するとともに、大径プーリ112を接離可能に吸着す
る電磁チャック122を設けたものである。
FIG. 12 shows a modification of the compliance setting section 111 shown in FIG. This is
The SMA coil 115 of No. 1 is formed by the coil spring 121, and the electromagnetic chuck 122 for adsorbing the large-diameter pulley 112 so that it can be contacted and separated is provided.

【0057】ここで、電磁チャック122のOFF時に
はプーリ112に接続したばね121の弾性によりアン
グルワイヤ87,88の張力がゆるめられる。また、電
磁チャック122のON時にはプーリ112が吸着固定
され、アングルワイヤ87,88の張力が直接かかる。
When the electromagnetic chuck 122 is turned off, the elasticity of the spring 121 connected to the pulley 112 loosens the tension of the angle wires 87 and 88. Further, when the electromagnetic chuck 122 is turned on, the pulley 112 is attracted and fixed, and the tension of the angle wires 87 and 88 is directly applied.

【0058】また、図14および図15は安全機構付き
処置ロボット131を示すものである。この処置ロボッ
ト131には多関節型マニピュレータ132が設けられ
ている。このマニピュレータ132には複数のアーム部
133がそれぞれ関節部134を介して回動可能に連結
されている。
14 and 15 show a treatment robot 131 with a safety mechanism. The treatment robot 131 is provided with an articulated manipulator 132. A plurality of arm portions 133 are rotatably connected to the manipulator 132 via joint portions 134, respectively.

【0059】この場合、アーム部133の関節部134
の内部には関節回転用モータ135が配置されている。
さらに、各アーム部133のモータ135はケーブル1
36を介してコントローラ137に接続されている。
In this case, the joint portion 134 of the arm portion 133
A joint rotation motor 135 is arranged inside the.
Further, the motor 135 of each arm 133 is connected to the cable 1
It is connected to the controller 137 via 36.

【0060】また、最先端のアーム部133の先端部に
は処置具支持部材138が配設されている。この処置具
支持部材138はアーム部133の先端部に固定された
電磁石139によって離脱可能に吸着されている。この
電磁石139はケーブル140を介してコントローラ1
37に接続されている。
Further, a treatment tool support member 138 is arranged at the tip of the most advanced arm 133. The treatment tool support member 138 is removably adsorbed by an electromagnet 139 fixed to the tip of the arm 133. This electromagnet 139 is connected to the controller 1 via a cable 140.
Connected to 37.

【0061】さらに、処置具支持部材138にはねじ部
材によって処置具141が着脱可能に取付けられてい
る。この処置具141の駆動装置142はケーブル14
3を介してコントローラ137に接続されている。
Further, the treatment instrument 141 is detachably attached to the treatment instrument support member 138 by a screw member. The drive device 142 of the treatment instrument 141 is the cable 14
3 to the controller 137.

【0062】また、処置具141はトラカール144を
通じて体内へ挿入されている。このトラカール144の
基端部には図15に示すように略箱型の処置具受け部材
145が固定されている。この処置具受け部材145の
軸心部にはトラカール144に連通する処置具141の
挿通孔が形成されている。
The treatment instrument 141 is inserted into the body through the trocar 144. A substantially box-shaped treatment tool receiving member 145 is fixed to the base end of the trocar 144 as shown in FIG. An insertion hole for the treatment instrument 141 communicating with the trocar 144 is formed in the axial center of the treatment instrument receiving member 145.

【0063】さらに、この処置具受け部材145の内部
には内箱146が図15中で上下方向に摺動可能に装着
されている。この場合、処置具受け部材145の内底部
には内箱146を図15中で上方向に押圧する状態に付
勢するばね部材147が配設されている。なお、内箱1
46の軸心部には処置具141の挿通孔が形成されてい
る。
Further, an inner box 146 is mounted inside the treatment instrument receiving member 145 so as to be vertically slidable in FIG. In this case, a spring member 147 for urging the inner box 146 to press the inner box 146 upward in FIG. 15 is provided on the inner bottom portion of the treatment instrument receiving member 145. In addition, inner box 1
An insertion hole for the treatment instrument 141 is formed in the axial center portion of 46.

【0064】次に、上記構成の作用について説明する。
まず、マニピュレータ132の各アーム部133の動作
時にはこのアーム部133の動きに連動して処置具支持
部材138および処置具141が動作する。このとき、
あらかじめコントローラ137に設定しておいた値の電
流が電磁石139に通電され、処置具支持部材138は
所定の吸着力でアーム部133の電磁石139に吸着さ
れている。
Next, the operation of the above configuration will be described.
First, during operation of each arm 133 of the manipulator 132, the treatment instrument support member 138 and the treatment instrument 141 operate in conjunction with the movement of the arm 133. At this time,
A current having a value preset in the controller 137 is applied to the electromagnet 139, and the treatment tool support member 138 is attracted to the electromagnet 139 of the arm 133 with a predetermined attraction force.

【0065】そして、処置具141が体内へ深く挿入さ
れてゆく場合には、処置具141の挿入動作にともない
処置具受け部材145の内部の内箱146がばね部材1
47のばね力に抗して処置具受け部材145の内底部側
に押し込み操作される。
When the treatment instrument 141 is deeply inserted into the body, the inner box 146 inside the treatment instrument receiving member 145 is inserted into the spring member 1 as the treatment instrument 141 is inserted.
It is pushed against the inner bottom side of the treatment instrument receiving member 145 against the spring force of 47.

【0066】ここで、処置具141が生体組織Hに接触
した際に、処置具141が組織Hから受ける反力がしき
い値を超え、処置具支持部材138のアーム部133に
対するすべり力が上記電磁石139の電磁力を上回る場
合には処置具支持部材138とアーム部133との間が
分離する。このとき、処置具141を体内に挿入したこ
とにより縮んでいたばね部材147の復元力により、処
置具受け部材145の内部の内箱146が上方へ押出さ
れる。そのため、処置具141も上へ押出されるので、
生体組織Hに過大な力がかかることが防止される。
Here, when the treatment instrument 141 comes into contact with the living tissue H, the reaction force received from the tissue H by the treatment instrument 141 exceeds the threshold value, and the sliding force of the treatment instrument support member 138 with respect to the arm portion 133 is as described above. When the electromagnetic force of the electromagnet 139 is exceeded, the treatment tool support member 138 and the arm 133 are separated. At this time, the inner box 146 inside the treatment instrument receiving member 145 is pushed upward by the restoring force of the spring member 147 contracted by inserting the treatment instrument 141 into the body. Therefore, since the treatment tool 141 is also pushed upward,
It is possible to prevent an excessive force from being applied to the living tissue H.

【0067】そこで、上記構成のものにあっては生体組
織Hと処置具141との間に働く圧力値が異常に高くな
ると、処置具支持部材138とアーム部133との間が
分離したのち、ばね部材147の復元力により、処置具
受け部材145の内部の内箱146が上方へ押出され、
処置具141も上へ押出されて生体組織から離脱するの
で、術者が誤って、処置具141から生体組織Hに強い
力を与えるおそれがなく、処置の安全性を高めることが
できる。
Therefore, in the above-mentioned structure, when the pressure value acting between the living tissue H and the treatment instrument 141 becomes abnormally high, the treatment instrument support member 138 and the arm portion 133 are separated from each other. Due to the restoring force of the spring member 147, the inner box 146 inside the treatment instrument receiving member 145 is pushed upward,
Since the treatment tool 141 is also pushed upward and separated from the living tissue, there is no risk of the operator accidentally applying a strong force to the living tissue H from the treatment tool 141, and the safety of the treatment can be improved.

【0068】また、使用後は、ねじ部材を取外すことに
より、処置具支持部材138から処置具141を簡単に
分離することができるので、処置具141のみを消毒・
減菌することができ、処置具141の消毒・減菌が容易
となる。
After use, the treatment tool 141 can be easily separated from the treatment tool support member 138 by removing the screw member, so that only the treatment tool 141 is disinfected.
It is possible to sterilize, and it becomes easy to disinfect and sterilize the treatment tool 141.

【0069】また、図16は図14の処置ロボットの変
形例を示すものである。これは、処置具支持部材138
とアーム部133との間を固定状態で接続するととも
に、処置具支持部材138における処置具受け部材14
5の内箱146と接触する下面と側面に圧力センサ15
1を接着し、かつこの圧力センサ151のセンサ出力線
をアーム部133の内部を通り、定電流回路152と接
続し、さらにそのセンサ出力をコントローラ137に入
力させるようにしたものである。
FIG. 16 shows a modification of the treatment robot shown in FIG. This is the treatment tool support member 138.
And the arm portion 133 are fixedly connected to each other, and the treatment tool receiving member 14 in the treatment tool supporting member 138 is connected.
The pressure sensor 15 is provided on the lower surface and the side surface which are in contact with the inner box 146 of
1, the sensor output line of the pressure sensor 151 passes through the inside of the arm portion 133, is connected to the constant current circuit 152, and the sensor output thereof is input to the controller 137.

【0070】そこで、上記構成のものにあってはマニピ
ュレータ132の動作によって処置具141が、生体内
へ深く挿入されていく動作中に、処置具支持部材138
の下面と側面の圧力センサ151が処置具受け部材14
5の内部の内箱146に接触することにより、上記セン
サ出力がコントローラ137へ送られる。
Therefore, in the above-described structure, the treatment instrument 141 is inserted deeply into the living body by the operation of the manipulator 132 while the treatment instrument support member 138 is being inserted.
The pressure sensors 151 on the lower surface and the side surface of the treatment tool receiving member 14
The sensor output is sent to the controller 137 by coming into contact with the inner box 146 inside 5.

【0071】ここで、あらかじめ、コントローラ137
にセンサ出力の上限値を設定しておくことにより、上記
センサ出力値が上限値を超えるような、強い圧力が、処
置具141から生体へ加えられた場合、コントローラ1
37によって駆動装置142の電源がOFFになり、ア
ーム部133の動きが止まるので、縮んだばね部材14
7が自然長に復元する力が内箱146に働き、この内箱
146が上へ押出されることにより、処置具141も上
へ押出され、生体組織Hに過大な圧力がかかることを防
止できる。
Here, in advance, the controller 137
By setting an upper limit value of the sensor output in the controller 1, when a strong pressure such that the sensor output value exceeds the upper limit is applied from the treatment tool 141 to the living body, the controller 1
The power of the drive device 142 is turned off by 37, and the movement of the arm 133 is stopped, so that the compressed spring member 14
The force to restore the natural length of 7 acts on the inner box 146, and by pushing the inner box 146 upward, the treatment tool 141 is also pushed upward, and it is possible to prevent excessive pressure on the living tissue H. .

【0072】また、処置具141から生体組織Hへ、水
平方向の過大な圧力が加わる状態も処置具支持部材13
8の側面の圧力センサ151により、検出される。その
ため、この場合も水平方向の過大な圧力が加わる状態が
圧力センサ151により、検出された時点で、駆動装置
142の電源がOFFになり、アーム部133の動きが
止まるので、同様に処置具141も上へ押出され、生体
組織Hに過大な圧力がかかることを防止できる。したが
って、水平方向に過大な圧力が加わることで起こる生体
組織Hの挫滅・穿孔などの危険性も回避できる。
In addition, the treatment tool support member 13 is in a state in which an excessive horizontal pressure is applied to the living tissue H from the treatment tool 141.
It is detected by the pressure sensor 151 on the eight side surfaces. Therefore, also in this case, when the pressure sensor 151 detects a state in which an excessive horizontal pressure is applied, the power supply of the drive device 142 is turned off and the movement of the arm 133 is stopped. It is possible to prevent the living tissue H from being excessively pressed because it is extruded upward. Therefore, it is possible to avoid the risk of crushing and perforating the living tissue H caused by applying excessive pressure in the horizontal direction.

【0073】また、図17(A)は糸の張力を検出する
ことで、生体組織へのダメージを防止するようにマニピ
ュレータを制御する手段を有する張力検出機構付き手術
装置161の全体の概略構成を示すものである。
FIG. 17 (A) shows a schematic structure of the entire surgical operating apparatus 161 with a tension detecting mechanism, which has means for controlling the manipulator so as to prevent damage to the living tissue by detecting the tension of the thread. It is shown.

【0074】この手術装置161には多関節型マニピュ
レータ162が設けられている。このマニピュレータ1
62には複数のアーム部163が設けられている。各ア
ーム部163には関節と、その回転機構とが設けられて
いる。
The surgical apparatus 161 is provided with an articulated manipulator 162. This manipulator 1
62 includes a plurality of arm portions 163. Each arm 163 is provided with a joint and a rotation mechanism for the joint.

【0075】また、最先端のアーム部163の先端部に
は一対の処置具164の基端部が連結されている。各処
置具164の先端部には生体組織または医用器具を把持
する開閉可能な把持部165が設けられている。この場
合、アーム部163の先端部には図示しない処置具回転
機構が設けられているとともに、各処置具164の先端
部には図示しない把持部開閉機構が設けられている。さ
らに、マニピュレータ162には各アーム部163と処
置具164の動きを制御するロボット駆動制御装置16
6が接続されている。
Further, the base end portions of a pair of treatment tools 164 are connected to the tip end portion of the most distal arm portion 163. An openable / closable grip portion 165 for gripping a living tissue or a medical instrument is provided at the tip of each treatment tool 164. In this case, a treatment tool rotating mechanism (not shown) is provided at the tip of the arm portion 163, and a gripper opening / closing mechanism (not shown) is provided at the tip of each treatment tool 164. Further, the manipulator 162 includes a robot drive control device 16 for controlling the movement of each arm portion 163 and the treatment tool 164.
6 is connected.

【0076】また、一方の把持部165の内面には先端
部側に糸挿通口165aが形成され、この把持部165
の内部には糸挿通口165aに連通させた糸挿通路16
5bが処置具164との連結部側に向けて延設されてい
る。この処置具164の内部には図17(B)に示すよ
うに軸心方向に沿って延出される糸挿通用の空洞167
aが設けられている。この空洞167aの基端部には糸
巻き収納室167bが形成されている。
A thread insertion port 165a is formed on the inner surface of the one grip portion 165 on the tip end side.
The thread insertion passage 16 communicated with the thread insertion port 165a
5b is extended toward the connection part side with the treatment tool 164. Inside the treatment tool 164, as shown in FIG. 17B, a thread insertion cavity 167 extending along the axial direction.
a is provided. A spool storage chamber 167b is formed at the base end of the cavity 167a.

【0077】さらに、処置具164の把持部165が縫
合針176を把持した状態で、把持部165の糸挿通口
165aから糸挿通路165bを通り、処置具164の
空洞167aに縫合針176から導かれる糸177が収
納される。また、糸巻き収納室167b内にはこの糸1
77を巻くための糸巻き168が配設されている。
Further, with the grasping portion 165 of the treatment instrument 164 grasping the suture needle 176, the suture needle 176 is guided from the suture needle 176 into the cavity 167a of the treatment instrument 164 through the thread insertion port 165a of the grasping portion 165. The thread 177 to be broken is stored. In addition, the yarn 1 is stored in the spool storage chamber 167b.
A bobbin 168 for winding 77 is provided.

【0078】この糸巻き168は中心の棒169と、そ
のまわりの筒170とによって構成されている。さら
に、アーム部163の先端部には糸巻き収納室167b
内に連通する凹陥部171が形成されている。
The spool 168 is composed of a central rod 169 and a cylinder 170 around the rod. Further, the bobbin winding storage chamber 167b is provided at the tip of the arm portion 163.
A recessed portion 171 communicating with the inside is formed.

【0079】この凹陥部171の内底部の隔壁172外
面にはフック173が取り付けられている。そして、こ
のフック173と、糸巻き168の中心の棒169との
間は張り糸174によって接続されている。
A hook 173 is attached to the outer surface of the partition 172 at the inner bottom of the recess 171. The hook 173 and the bar 169 at the center of the spool 168 are connected by a tension thread 174.

【0080】さらに、隔壁172の内面には歪みゲージ
175が接着されている。このゲージ175からのゲー
ジ出力線はアーム部163の内部を通って定電流回路1
79に接続されている。この回路179には糸巻きロッ
クスイッチ178が接続され、このスイッチ178は糸
巻き168の中心棒169に取り付けられた糸巻きロッ
ク機構180と接続されている。
Further, a strain gauge 175 is adhered to the inner surface of the partition wall 172. The gauge output line from the gauge 175 passes through the inside of the arm portion 163 and the constant current circuit 1
It is connected to 79. A bobbin lock switch 178 is connected to the circuit 179, and the switch 178 is connected to a bobbin lock mechanism 180 attached to a center rod 169 of the bobbin 168.

【0081】次に、上記構成の作用について説明する。
まず、処置具164の把持部165が針176を把持し
て縫合を始める時、糸巻きロックスイッチ178がOF
Fになっている。そのため、糸巻き168は回転し、糸
177が組織中の縫合部位へ到達するまで糸177が伸
びてゆく。
Next, the operation of the above configuration will be described.
First, when the grasping portion 165 of the treatment tool 164 grasps the needle 176 and starts suturing, the spool lock switch 178 is turned off.
It is F. Therefore, the thread winding 168 rotates and the thread 177 extends until it reaches the sutured site in the tissue.

【0082】また、縫い目を締めて、糸を結び、縫合作
業を終える時は糸巻きロックスイッチ178をONに
し、糸177にテンションをかけることによって縫合が
終了する。
When the stitches are tightened to tie the threads and the sewing operation is finished, the thread winding lock switch 178 is turned on and tension is applied to the thread 177 to complete the sewing.

【0083】ここで、縫合作業の途中に目的以外の組織
などに糸177がからまってしまった場合、糸177に
テンションをかけると、糸177に異常な張力が加わる
ことになる。このとき、糸巻き168の中心の棒169
が糸177に引っ張られるため、この棒169に接続さ
れている張り糸174によってフック173が引っ張ら
れる。そのため、隔壁172がたわむので、これに接着
されている歪ゲージ175の変形から、定電流回路17
9によりゲージ出力がとり出される。
Here, when the thread 177 is entangled in a tissue other than the target during the suturing operation, when the thread 177 is tensioned, an abnormal tension is applied to the thread 177. At this time, the rod 169 at the center of the spool 168
Is pulled by the thread 177, so that the hook 173 is pulled by the tension thread 174 connected to the rod 169. Therefore, since the partition wall 172 is bent, the constant current circuit 17 is deformed due to the deformation of the strain gauge 175 bonded thereto.
The gauge output is taken out by 9.

【0084】ここで、あからじめ糸巻きロックスイッチ
178にゲージ出力の上限値を設定しておけば、この上
限値を超えるような異常に強い張力が糸177に加わ
り、生体組織へのダメージを与える危険性のある時に
は、このスイッチ178がOFFとなり、糸巻き168
が回転するので、糸177はフリーの状態に戻る。
Here, if the upper limit value of the gauge output is set to the karajimeji thread winding lock switch 178, an abnormally strong tension exceeding the upper limit value is applied to the yarn 177, and the living tissue is damaged. When there is a risk of giving it, this switch 178 turns off and the spool 168
Is rotated, the thread 177 returns to the free state.

【0085】そこで、上記構成のものにあっては内部に
糸177を収納する空洞167aを有する処置具164
を設けたので、糸177のからみつきが少なくなる。さ
らに、この糸177の張力を歪みゲージ175によって
検出するとともに、この検出値からマニピュレータ16
2の動きを制御するようにしたので、糸177の張力に
よる生体組織のダメージ発生の危険性が防止できる。
Therefore, in the case of the above construction, the treatment tool 164 having the cavity 167a for accommodating the thread 177 therein.
Since the thread 177 is provided, the thread 177 is less entangled. Further, the tension of the thread 177 is detected by the strain gauge 175, and the manipulator 16 is detected from the detected value.
Since the movement of No. 2 is controlled, it is possible to prevent the risk of the occurrence of damage to the biological tissue due to the tension of the thread 177.

【0086】また、図18(A)は図17(A)の手術
装置の変形例を示すものである。ここでは、図18
(B)に示すように一方の把持部165の内面における
基端部側に第2の開口部181が形成され、処置具16
4の内部に形成された空洞167aの先端部がこの第2
の開口部181に連通されている。さらに、他方の把持
部165の内面には第2の開口部181と対応する位置
に刃182が突設されている。
FIG. 18A shows a modification of the surgical operating apparatus shown in FIG. 17A. Here, FIG.
As shown in (B), the second opening 181 is formed in the inner surface of the one gripping portion 165 on the proximal end side, and the treatment tool 16
The tip of the cavity 167a formed inside
Is communicated with the opening 181. Further, a blade 182 is projectingly provided on the inner surface of the other grip portion 165 at a position corresponding to the second opening 181.

【0087】次に、上記構成の作用について説明する。
血管等の結紮の際、図18(A)に示すように片方の処
置具164の内部の糸巻き168でロックされた糸17
7を、他方の処置具164の把持部165で把持して、
糸177にテンションをかけながら、結紮動作を行う。
Next, the operation of the above configuration will be described.
When ligating a blood vessel or the like, a thread 17 locked by a thread winding 168 inside one treatment tool 164 as shown in FIG. 18 (A).
7 is grasped by the grasping portion 165 of the other treatment tool 164,
The ligation operation is performed while applying tension to the thread 177.

【0088】そして、最後、結紮が終わると、糸177
を切る必要があるので、あらかじめロボット駆動制御装
置166に歪みゲージ出力値を設定しておき、この値を
超えるような強い張力を糸177に加えると、ロボット
駆動制御装置166が、把持部165を閉じるように作
動し、刃182が把持部165と一緒に下へ動く。この
とき、糸177は強いテンションがかけられているの
で、第2の開口部181の上面に位置している。そのた
め、把持部165が全閉された状態で刃182が第2の
開口部181を通って糸177に接触するので、糸17
7が切れる。
Finally, when the ligation is finished, the thread 177 is
Since it is necessary to cut the strain gauge output value in advance in the robot drive control device 166 and apply a strong tension exceeding the value to the thread 177, the robot drive control device 166 causes the grip portion 165 to move. Acting to close, the blade 182 moves down with the grip 165. At this time, the thread 177 is located on the upper surface of the second opening 181 because the thread 177 is strongly tensioned. Therefore, the blade 182 contacts the thread 177 through the second opening 181 with the grip 165 fully closed, so that the thread 17
7 is cut.

【0089】また、目的外の組織などに糸177がから
みつき、糸177の張力が異常に強くなった場合には、
図17(A)の場合と同様に、ゲージ出力を取り出し、
ロボット駆動制御装置166に上限値を設定しておけ
ば、上記の機構により、糸177が切れ、組織へのダメ
ージを防止できる。
When the thread 177 is entangled with an unintended tissue and the tension of the thread 177 becomes abnormally high,
As in the case of FIG. 17A, take out the gauge output,
If the upper limit value is set in the robot drive control device 166, the thread 177 is cut by the above mechanism and damage to the tissue can be prevented.

【0090】したがって、上記構成のものにあっては、
把持部165が全閉された状態で刃182によって糸1
77を切ることができるので、糸177がからみついた
場合の縫い直しが容易にできる。
Therefore, in the above configuration,
With the gripping portion 165 fully closed, the thread 1 is cut by the blade 182.
Since 77 can be cut, re-sewing can be easily performed when the thread 177 is entangled.

【0091】また、図19は患者の体位変換を検知する
ことで、生体組織への危険を防止させる機構を有する体
位変換検知手段付き手術装置191を示すものである。
この手術装置191には複数の関節を備えたマニピュレ
ータ192が設けられている。このマニピュレータ19
2には複数のアーム部193が設けられている。このア
ーム部193には関節と、その関節の内部に回転用もし
くは処置具把持部の開閉用のモータ194とが設けられ
ている。
FIG. 19 shows a surgical apparatus 191 with a body position change detecting means having a mechanism for preventing a danger to living tissue by detecting a body position change of a patient.
The surgical apparatus 191 is provided with a manipulator 192 having a plurality of joints. This manipulator 19
2 has a plurality of arm portions 193. The arm portion 193 is provided with a joint and a motor 194 for rotating or opening / closing the treatment tool gripping portion inside the joint.

【0092】また、最先端のアーム部193の先端部に
は処置具195の基端部が取付けられている。この処置
具195は患者の皮膚に穴をあけてはめ込まれたトラカ
ール196の中に挿入されている。このトラカール19
6の外周壁面には圧電フィルム197が一周巻き付けら
れて接着されている。
The base end of the treatment tool 195 is attached to the tip of the most advanced arm 193. The treatment instrument 195 is inserted into a trocar 196 that is fitted with a hole in the patient's skin. This trocar 19
A piezoelectric film 197 is wound around and bonded to the outer peripheral wall surface of 6.

【0093】このフィルム197は増幅回路198を介
して手術装置191の制御回路199に接続されてい
る。この制御回路199にはモータ194および駆動装
置200が接続されている。
The film 197 is connected to the control circuit 199 of the surgical apparatus 191 via the amplifier circuit 198. The motor 194 and the drive device 200 are connected to the control circuit 199.

【0094】次に、上記構成の作用について説明する。
まず、手術中、術者が患者の体位を変換させる時には、
初めの一瞬、トラカール196に生体の皮膚からの圧力
が加わる。このとき、トラカール196の外周壁面の皮
膚と接触する部分の圧電フィルム197により上記圧力
が検出されると、図20に示すようなパルス電圧が発生
する。
Next, the operation of the above configuration will be described.
First, during surgery, when the surgeon changes the patient's position,
At the first moment, the pressure from the skin of the living body is applied to the trocar 196. At this time, when the above-mentioned pressure is detected by the piezoelectric film 197 on the portion of the outer wall surface of the trocar 196 that comes into contact with the skin, a pulse voltage as shown in FIG. 20 is generated.

【0095】このパルス電圧は増幅回路198により増
幅された状態で、制御回路199に送信される。このパ
ルス電圧の入力時には制御回路199からモータ194
の電源をOFFにする信号がモータ194に送られ、ア
ーム部193の関節がフリー状態に切換えられる。
This pulse voltage is transmitted to the control circuit 199 while being amplified by the amplifier circuit 198. When this pulse voltage is input, the control circuit 199 causes the motor 194 to
Is sent to the motor 194, and the joint of the arm 193 is switched to the free state.

【0096】これにより、患者の体位を変えている最中
ではアーム部193は関節がフリー状態で保持され、ト
ラカール196の動きと連動して動くので、生体へのダ
メージがない。
As a result, the joints of the arm portion 193 are held in a free state during movement of the patient's body position, and move in conjunction with the movement of the trocar 196, so there is no damage to the living body.

【0097】また、患者が所望の体位に変えられて、体
位の変換動作を終える時には、またトラカール196に
患者の皮膚からの圧力が加わるので、このときの圧電フ
ィルム197からの出力パルスを上記と同様にして、制
御回路199に送信するとモータ194の電源をONに
する信号がモータ194に送られる。そのため、一旦フ
リーになったアーム部193を再度固定することができ
るので、術者は再度所望の位置で手術を行なうことがで
きる。
When the patient is changed to a desired posture and the posture changing operation is completed, pressure from the skin of the patient is applied to the trocar 196 again. Therefore, the output pulse from the piezoelectric film 197 at this time is as described above. Similarly, when transmitted to the control circuit 199, a signal for turning on the power source of the motor 194 is sent to the motor 194. Therefore, the arm portion 193 that has once become free can be fixed again, and the operator can perform surgery again at a desired position.

【0098】そこで、上記構成のものにあっては患者の
体に挿入されるトラカール196に設けられた圧電フィ
ルム197で検知された出力を利用して、マニピュレー
タ192の状態を制御することができるので、患者の体
位変えながら行う手術が、スピーディーに行なえ、ま
た、生体組織のダメージを防止できる。そのため、患者
の体位を変換しても、トラカールの圧力による生体への
ダメージを防止することができる。
Therefore, in the above structure, the state of the manipulator 192 can be controlled by utilizing the output detected by the piezoelectric film 197 provided on the trocar 196 inserted into the patient's body. The operation performed while changing the position of the patient can be performed speedily, and damage to the living tissue can be prevented. Therefore, even if the posture of the patient is changed, it is possible to prevent damage to the living body due to the pressure of the trocar.

【0099】また、図21は図19の手術装置191の
変形例を示すものである。これは、トラカール196の
外周壁面に巻きつけられて接着された圧電フィルム19
7に増幅回路198、ブザースイッチ201を介してブ
ザー200を接続したものである。
FIG. 21 shows a modification of the surgical operating apparatus 191 shown in FIG. This is a piezoelectric film 19 wound around and bonded to the outer peripheral wall surface of the trocar 196.
7, a buzzer 200 is connected via an amplifier circuit 198 and a buzzer switch 201.

【0100】そして、この場合には術者が患者の体位を
変換させずに、一定の位置で手術を行っている最中に、
万一患者の体が僅かに動いたり、または、術者が誤って
患者の体に接触したり、マニピュレータ192のアーム
部193が誤動作をしたとき、圧電フィルム197には
患者の皮膚から僅かな圧力が働くので、このフィルム1
97の電圧出力パルスを増幅回路198により増幅し、
ブザースイッチ201に送ると、パルスの発生時間だけ
ONになり、ブザー202の音が鳴り、術者に警告を促
すことができる。なお、上記パルスの大きさによってこ
のブザー202の音量も上下する。
In this case, while the surgeon is performing surgery at a fixed position without changing the posture of the patient,
In the unlikely event that the patient's body slightly moves, the operator accidentally touches the patient's body, or the arm portion 193 of the manipulator 192 malfunctions, the piezoelectric film 197 receives a slight pressure from the patient's skin. Works, so this film 1
The voltage output pulse of 97 is amplified by the amplification circuit 198,
When it is sent to the buzzer switch 201, it is turned on only during the pulse generation time, the buzzer 202 sounds, and the operator can be warned. The volume of the buzzer 202 also rises and falls depending on the magnitude of the pulse.

【0101】そこで、上記構成のものにあってはブザー
202によって発生させた音を聞き取ることにより、患
者の体位が僅かでも変化したことが術者にすぐわかる。
また、その音の大きさにより、急激な変化かどうかを判
別でき、生体組織へのダメージを防止せさる一つの目安
となる。
Therefore, in the case of the above structure, the operator can immediately recognize that the position of the patient has changed even by listening to the sound generated by the buzzer 202.
In addition, it is possible to determine whether or not the change is abrupt by the loudness of the sound, which is one measure for preventing damage to the living tissue.

【0102】また、図22は故障時に生体組織に対する
接触状態を容易に解除することが可能な手術用マニピュ
レータ211を示すものである。この手術用マニピュレ
ータ211には多関節からなるアーム212が設けられ
ている。
FIG. 22 shows a surgical manipulator 211 capable of easily releasing a contact state with a living tissue when a failure occurs. The manipulator 211 for surgery is provided with an arm 212 having multiple joints.

【0103】このアーム212の先端部には処置具駆動
ユニット213が取付けられている。この処置具駆動ユ
ニット213には体内に挿入される挿入部214が連結
されている。この挿入部214の先端部には湾曲部21
5を介して処置部216が連結されている。この処置部
216には例えば持針器、生体組織を採取する生検鉗
子、あるいは生体組織の把持を行う把持鉗子等がある。
A treatment instrument drive unit 213 is attached to the tip of the arm 212. An insertion portion 214 to be inserted into the body is connected to the treatment instrument drive unit 213. The bending portion 21 is provided at the tip of the insertion portion 214.
The treatment portion 216 is connected via the connector 5. The treatment section 216 includes, for example, a needle holder, a biopsy forceps for collecting living tissue, or a grasping forceps for grasping living tissue.

【0104】また、駆動ユニット213には処置部21
6および湾曲部215を動作させるアクチュエータが内
蔵されている。このアクチュエータの動作は、例えばワ
イヤ、ロッド等の機械的伝達要素218により、処置部
216および湾曲部215に伝達されるが、固定ねじ2
17をゆるめると、図23(A)のように挿入部214
と一緒に機械的伝達要素218も分離される構造となっ
ている。なお、アーム212及び処置部216はアーム
212内に内蔵されたアクチュエータにより駆動され、
その位置、速度がコンピュータにより制御される。
In addition, the drive unit 213 includes a treatment section 21.
6 and an actuator for operating the bending portion 215 are built in. The movement of this actuator is transmitted to the treatment portion 216 and the bending portion 215 by a mechanical transmission element 218 such as a wire or a rod.
When 17 is loosened, as shown in FIG.
The mechanical transmission element 218 is also separated together therewith. The arm 212 and the treatment section 216 are driven by an actuator built in the arm 212,
The position and speed are controlled by the computer.

【0105】そこで、上記構成のものにあっては、手術
用マニピュレータ211に挿入部216とアーム212
側の処置具駆動ユニット213とを機械的に分離する固
定ねじ217を設けたので、コンピュータ、アクチュエ
ータの故障あるいは、停電等により、手術中に、マニピ
ュレータ211が動作しなくなった場合には、固定ねじ
217をゆるめることにより、挿入部214を分離し、
図23(B)に示すように挿入部214を体外へ、取り
出すことが可能である。
Therefore, in the case of the above structure, the insertion portion 216 and the arm 212 are added to the surgical manipulator 211.
Since the fixing screw 217 that mechanically separates the treatment tool drive unit 213 on the side is provided, when the manipulator 211 does not operate during surgery due to a computer or actuator failure or a power failure, the fixing screw 217 is provided. By loosening 217, the insertion part 214 is separated,
As shown in FIG. 23B, the insertion portion 214 can be taken out of the body.

【0106】この際、処置部216及び湾曲部215は
アクチュエータから分離されているため、機械的に動作
自由の状態となり、取り出すのに都合の良い、一直線の
形状にすることができる。
At this time, since the treatment portion 216 and the bending portion 215 are separated from the actuator, they are in a mechanically free state and can be formed in a straight line shape which is convenient for taking out.

【0107】また、図24(A)は図22の手術用マニ
ピュレータ211の変形例を示すものである。これは、
マニピュレータ211のアーム212の先端部に駆動ユ
ニット取付け部221を設け、この駆動ユニット取付け
部221に処置具駆動ユニット213を着脱可能に連結
したものである。
Further, FIG. 24A shows a modification of the manipulator 211 for surgery of FIG. this is,
A drive unit mounting portion 221 is provided at the tip of the arm 212 of the manipulator 211, and a treatment instrument drive unit 213 is detachably connected to the drive unit mounting portion 221.

【0108】この場合、駆動ユニット取付け部221に
おける駆動ユニット213の結合部222にはアクチュ
エータの電気信号を接続するコネクタ部223と、一対
のねじ挿通孔224と、一対の位置決めのピン225と
が設けられている。
In this case, the connecting portion 222 of the drive unit 213 in the drive unit mounting portion 221 is provided with a connector portion 223 for connecting an electric signal of the actuator, a pair of screw insertion holes 224, and a pair of positioning pins 225. Has been.

【0109】さらに、処置具駆動ユニット213におけ
るアーム212との結合部213aにはアーム212側
のコネクタ部223に着脱可能に連結されるコネクタ部
227と、アーム212側の位置決めピン225が挿入
される一対のピン挿通孔226と、一対のねじ穴228
とが設けられている。
Further, a connector portion 227 removably connected to a connector portion 223 on the arm 212 side and a positioning pin 225 on the arm 212 side are inserted into a joint portion 213a of the treatment instrument drive unit 213 with the arm 212. A pair of pin insertion holes 226 and a pair of screw holes 228
And are provided.

【0110】そして、処置具駆動ユニット213の結合
部213aとアーム212側の結合部222との間の連
結時にはアーム212側のコネクタ部223と駆動ユニ
ット213側のコネクタ部227との間が連結されると
ともに、位置決めピン225がピン挿通孔226に挿入
された状態で、固定ねじ229がねじ挿通孔224を介
してねじ穴228に螺着されるようになっている。
When the connecting portion 213a of the treatment instrument drive unit 213 and the connecting portion 222 on the arm 212 side are connected, the connector portion 223 on the arm 212 side and the connector portion 227 on the drive unit 213 side are connected. In addition, with the positioning pin 225 inserted in the pin insertion hole 226, the fixing screw 229 is screwed into the screw hole 228 via the screw insertion hole 224.

【0111】また、駆動ユニット213は固定ねじ22
9を外すと、アーム212側から分離されるので、故障
等でマニピュレータ211が動作しなくなった場合には
アーム212側から駆動ユニット213を分離させるこ
とにより、挿入部214を体外へ取り出すことが可能で
ある。
Further, the drive unit 213 has a fixing screw 22.
When 9 is removed, it is separated from the arm 212 side. Therefore, when the manipulator 211 does not operate due to a failure or the like, the insertion unit 214 can be taken out of the body by separating the drive unit 213 from the arm 212 side. Is.

【0112】また、図25(A)〜(D)および図26
(A),(B)はマニピュレータ211のアーム212
の先端部に対し、少なくとも2種類以上の処置ユニット
231,232を交換可能に連結させたものである。
Further, FIGS. 25A to 25D and FIG.
(A) and (B) are arms 212 of the manipulator 211.
At least two types of treatment units 231 and 232 are exchangeably connected to the distal end portion of the.

【0113】ここで、処置ユニットは処置の目的に応じ
て図25(B)に示す持針器231、図25(C)に示
す把持鉗子232等の形状の異なるものがあるが、結合
部213aが共通なため、アーム212に対し、交換可
能となっている。なお、把持鉗子232には挿入部23
3の先端部に開閉可能な把持部234が設けられてい
る。
Here, there are some treatment units having different shapes such as the needle holder 231 shown in FIG. 25 (B) and the grasping forceps 232 shown in FIG. 25 (C) according to the purpose of treatment, but the connecting portion 213a. However, the arm 212 can be replaced. The grasping forceps 232 has an insertion portion 23.
A grip portion 234 that can be opened and closed is provided at the tip of the No. 3.

【0114】さらに、コネクタ部223,227にはモ
ータ242の駆動制御回路243の接続ライン用端子2
44,245と、処置ユニット231,232の種別の
判別ラインの端子246がある。
Further, the connector portions 223 and 227 have connection line terminals 2 of the drive control circuit 243 of the motor 242.
44 and 245, and a terminal 246 of the discrimination line of the type of the treatment units 231 and 232.

【0115】ここで、処置ユニット231,232側の
判別端子246はVCCと、AD1〜nのどれかと短絡
されており、短絡する組み合わせを処置ユニット23
1,232の種別ごとに割り当てられている。また、マ
ニピュレータ211の制御部241には短絡された判別
ラインを検出するフォトカプラ247などからなる検出
回路248が設けられている。
Here, the discrimination terminal 246 on the side of the treatment units 231 and 232 is short-circuited to VCC and one of AD1 to AD, and the combination that short-circuits is treated.
It is assigned for each type of 1 and 232. In addition, the control unit 241 of the manipulator 211 is provided with a detection circuit 248 including a photocoupler 247 that detects a short-circuited discrimination line.

【0116】このため、処置ユニット231または23
2のコネクタ部227をマニピュレータ211側のコネ
クタ部223に接続すると、処置ユニット231または
232の種別が認識できる。
Therefore, the treatment unit 231 or 23
When the second connector unit 227 is connected to the connector unit 223 on the manipulator 211 side, the type of the treatment unit 231 or 232 can be recognized.

【0117】そこで、上記構成のものにあっては処置ユ
ニット231,232の種別を認識することができるの
で、各処置ユニット231,232の関節数、長さ、関
節のストローク、最大速度、駆動機構の速比等の制御に
要する情報を予めマニピュレータ制御装置241内で記
憶されたデータの中から選び出すことが可能となる。そ
のため、手術を1台のマニピュレータ211によって行
う場合に、処置の内容に応じてマニピュレータ211の
先端の処置ユニット231,232を適宜交換できるの
で、複数の処置を1台で行うことができる。
Therefore, in the above-described structure, the types of the treatment units 231 and 232 can be recognized, and therefore the number of joints, length, joint stroke, maximum speed, drive mechanism of each treatment unit 231 and 232 can be recognized. It is possible to select information required for control such as the speed ratio of the above from data stored in advance in the manipulator control device 241. Therefore, when the surgery is performed by one manipulator 211, the treatment units 231 and 232 at the tip of the manipulator 211 can be appropriately exchanged according to the content of the treatment, so that a plurality of treatments can be performed by one.

【0118】また、図27は医療用ロボットマニピュレ
ータ251を示すものである。このマニピュレータ25
1には電気駆動要素が内蔵され、患者体腔内で観察・処
置を行う為のエンドエフェクタ252が着脱可能に取付
けられている。このエンドエフェクタ252には患者体
腔内に挿入される挿入部254が設けられており、この
挿入部254の先端部には湾曲部255が設けられてい
る。そして、このエンドエフェクタ252の内部には図
29に示す駆動要素としてのサーボモータ253が内蔵
されており、このサーボモータ253を駆動する事によ
って図27中に点線で示す様に先端の湾曲部255が湾
曲する様になっている。
FIG. 27 shows a medical robot manipulator 251. This manipulator 25
1, an electric drive element is built in, and an end effector 252 for performing observation and treatment in a body cavity of a patient is detachably attached. The end effector 252 is provided with an insertion portion 254 to be inserted into the body cavity of a patient, and a curved portion 255 is provided at the tip of the insertion portion 254. A servo motor 253 as a drive element shown in FIG. 29 is built in the end effector 252. By driving the servo motor 253, a curved portion 255 at the tip end as shown by a dotted line in FIG. Is curved.

【0119】また、マニピュレータ251には空間的
に、エンドエフェクタ252を所望の位置に位置決めす
る為のアーム256が設けられている。このアーム25
6の先端部には図28に示すようにエンドエフェクタ2
52の取付け台256aが設けられている。そして、ア
ーム256の取付け台256aにエンドエフェクタ25
2が取り外し可能に取付けられている。
Further, the manipulator 251 is provided with an arm 256 for spatially positioning the end effector 252 at a desired position. This arm 25
As shown in FIG. 28, the end effector 2 is attached to the tip of the end effector 6.
A mount 256a for 52 is provided. Then, the end effector 25 is attached to the mount 256a of the arm 256.
2 is removably attached.

【0120】このアーム256には各関節に図示しない
駆動用のサーボモータが内蔵されている。これらのサー
ボモータはエンドエフェクタ252、アーム256の駆
動用モータを制御する為の制御装置257に接続されて
いる。そして、この制御装置257によって、所望のア
ーム256の動作、エンドエフェクタ252の動作を行
う事ができる。
The arm 256 has a built-in driving servo motor (not shown) for each joint. These servomotors are connected to a control device 257 for controlling the end effector 252 and the drive motor of the arm 256. Then, the control device 257 can perform the desired operation of the arm 256 and the desired operation of the end effector 252.

【0121】また、258は入力手段であり、操作者の
入力情報を制御装置257に伝達し、それによって、先
端エンドエフェクタ252、アーム256を操作者によ
って所望の動作をさせる事ができる。なお、この入力装
置については、例えば、ジョイスティックや産業用ロボ
ットで利用されているティーチングペンダント等でも構
わない。
Further, reference numeral 258 denotes an input means, which transmits the input information of the operator to the control device 257, whereby the tip end effector 252 and the arm 256 can be operated by the operator as desired. Note that this input device may be, for example, a joystick or a teaching pendant used in an industrial robot.

【0122】また、図29はエンドエフェクタ252と
アーム256との間の駆動用電力供給部を示すものであ
る。この場合、アーム256のエンドエフェクタ取付け
台256aには駆動用電力供給コイル259が配設さ
れ、エンドエフェクタ252にはサーボモータ253に
接続されたコイル260がコイル259と対応する位置
に配置されている。
FIG. 29 shows a drive power supply section between the end effector 252 and the arm 256. In this case, the driving power supply coil 259 is arranged on the end effector mount 256a of the arm 256, and the coil 260 connected to the servo motor 253 is arranged on the end effector 252 at a position corresponding to the coil 259. .

【0123】そして、制御装置257から出力されるサ
ーボモータ253駆動用電力を、アーム256からエン
ドエフェクタ252に電磁結合によって供給することが
できるようになっている。
The electric power for driving the servo motor 253 output from the controller 257 can be supplied from the arm 256 to the end effector 252 by electromagnetic coupling.

【0124】ところで、医療用ロボットを使用し、体腔
内観察、処置を行った後、エンドエフェクタ252は体
腔内に挿入される事から、減菌・消毒を行わなければな
らない事がある。そこで、上記構成によって、先端エン
ドエフェクタ252を取り外し可能になっている為、そ
の部分が減菌可能となる。
By the way, since the end effector 252 is inserted into the body cavity after the inside of the body cavity is observed and treated by using the medical robot, it may be necessary to perform sterilization / disinfection. Therefore, with the above configuration, the tip end effector 252 can be removed, so that the portion can be sterilized.

【0125】しかも、コイル259,260による電磁
結合でエネルギーを先端エンドエフェクタ252内のサ
ーボモータ253に供給し、これを駆動する構造になっ
ている為、取り外しの為にエネルギー供給手段としての
導線及びそれを接続するコネクタ等が不要となり、接続
部の減菌時の保護対策を行う必要がなくなる。
Moreover, since the energy is supplied to the servomotor 253 in the tip end effector 252 by electromagnetic coupling by the coils 259 and 260 and is driven, the lead wire and the energy supply means for removing the servomotor 253 are provided. A connector or the like for connecting it is unnecessary, and it is not necessary to take protective measures against sterilization of the connection part.

【0126】また、電磁結合によるエネルギ供給方式で
あるので、絶縁トランスと同様の機能をするため、患者
漏れ電流による電撃の恐れもなくなる。そのため、減菌
対策および電撃対策が可能となり、衛生的にも電気的に
も安全な医療用ロボットが実現できる。
Further, since the energy supply method is based on electromagnetic coupling, it has the same function as the insulating transformer, and therefore there is no fear of electric shock due to patient leakage current. As a result, sterilization measures and electric shock measures can be taken, and a medical robot that is both hygienic and electrically safe can be realized.

【0127】また、図30はエンドエフェクタ252と
アーム256との間の駆動用電力供給部の変形例を示す
ものである。これは、アーム256のエンドエフェクタ
取付け台256aの内部に一対の電極261、262を
配設するとともに、エンドエフェクタ252の内部にこ
れらの電極261、262にそれぞれ対向配置させた一
対の電極263、264を配設したものである。
FIG. 30 shows a modification of the driving power supply section between the end effector 252 and the arm 256. This is because the pair of electrodes 261 and 262 are arranged inside the end effector mounting base 256a of the arm 256, and the pair of electrodes 263 and 264 arranged inside the end effector 252 so as to face the electrodes 261 and 262, respectively. Is provided.

【0128】これによって、そこの部分で、電気的容量
結合が実現され、その部分に交流を流す事によって、エ
ンドエフェクタ252の内部のサーボモータ253に電
力を供給する事が可能となる。
As a result, electric capacitive coupling is realized in that portion, and it is possible to supply electric power to the servo motor 253 inside the end effector 252 by causing an alternating current to flow in that portion.

【0129】そこで、上記構成のものにあってもエンド
エフェクタ252とアーム256との間の接続部の減菌
保護対策を不要として、かつ、人体に流れやすい直流分
の電力をカットする構成になっているため、電撃の恐れ
が少なくなる。これによって、減菌対策および電撃対策
が可能となり、衛生的にも電気的にも安全な医療用ロボ
ットが実現できる。
Therefore, even in the case of the above-mentioned structure, it is unnecessary to take a sterilization protection measure for the connecting portion between the end effector 252 and the arm 256 and to cut the electric power of the direct current component which easily flows into the human body. Therefore, the risk of electric shock is reduced. As a result, sterilization countermeasures and electric shock countermeasures are possible, and a medical robot that is both hygienic and electrically safe can be realized.

【0130】また、図31は術中に停電になっても、診
断処置を続行する事を可能にする医療用ロボットマニピ
ュレータ256のシステムを示すものである。これは、
制御装置257内にバッテリ部272を内蔵させ、制御
装置257が通常の電源コンセント(以下メイン電源と
する)271からの供給電力によって作動している時に
は、機能しないが、ひとたび、メイン電源271が供給
されなくなると、バッテリ部272が機能する様にした
ものである。
Further, FIG. 31 shows a system of the medical robot manipulator 256 which enables the diagnostic treatment to be continued even if a power failure occurs during the operation. this is,
The battery unit 272 is built in the control device 257, and when the control device 257 is operated by the power supplied from a normal power outlet (hereinafter referred to as the main power supply) 271, it does not function, but once the main power supply 271 is supplied. The battery section 272 is made to function when it is no longer operated.

【0131】また、図32はメイン電源271とバッテ
リ部272との接続回路を示すものである。ここで、2
73は電位差検出回路からなる電源検出手段であり、メ
イン電源271から電力が供給されているかどうかを検
知する為のものである。また、274は電源検出手段2
73からの検知情報によって予め充電されているバッテ
リ部272からの電源によってマニピュレータ256を
制御するかを判断する為の制御回路である。さらに、2
75は制御回路274の指令によってメイン電源271
とバッテリ部272との切り換えを行う為の切り換え手
段である。
FIG. 32 shows a connection circuit between the main power source 271 and the battery section 272. Where 2
Reference numeral 73 denotes a power supply detection means including a potential difference detection circuit, which is for detecting whether or not power is supplied from the main power supply 271. Further, 274 is the power source detection means 2
It is a control circuit for determining whether to control the manipulator 256 by the power source from the battery unit 272, which is charged in advance, based on the detection information from 73. Furthermore, 2
75 is a main power source 271 according to a command from the control circuit 274.
And a battery unit 272.

【0132】上記構成において、術中にメイン電源27
1からの電源が停電により供給されなくなった時、バッ
テリ部272内の電源検出手段273から制御回路27
4に停電である事を知らせる電気信号が出力され、それ
によって制御回路274は切り換え手段275に切り換
え信号を送り、それによってマニピュレータ制御装置2
57にバッテリ部272からの電源が供給される様にな
る。
In the above structure, the main power source 27 is operated during the operation.
When the power from the power supply unit 1 is no longer supplied due to a power failure, the power supply detecting means 273 in the battery unit 272 controls the control circuit 27.
4 outputs an electric signal indicating that there is a power failure, which causes the control circuit 274 to send a switching signal to the switching means 275, whereby the manipulator controller 2
Power is supplied from the battery unit 272 to 57.

【0133】また、メイン電源271が停電から回復し
た時は、バッテリ部272内の電源検出手段273から
回復信号が制御回路274に出力され、制御回路274
から電源切り換え手段275がメイン電源271に切り
替わる。
When the main power supply 271 recovers from a power failure, the power supply detecting means 273 in the battery section 272 outputs a recovery signal to the control circuit 274, and the control circuit 274.
From the power supply switching means 275 to the main power supply 271.

【0134】これによって、停電が回復したら、すぐに
バッテリ部272の駆動を止め、バッテリ部272のエ
ネルギを無駄なく利用することができる。そのため、術
中の停電が生じても電力を供給する事が可能となり、手
術を継続的に行う事が可能となる。
As a result, when the power failure is restored, the driving of the battery unit 272 can be stopped immediately and the energy of the battery unit 272 can be used without waste. Therefore, it becomes possible to supply electric power even if a power failure occurs during the operation, and it is possible to continuously perform the operation.

【0135】また、図33(A),(B)は本発明の第
1の実施の形態を示すものである。図33(A)は術者
にとって重要な視野の自動的な提供およびスコープ保持
の省力化が可能な処置具追従型スコープ281を示すも
のである。ここで、282は処置具、283はこの処置
具282の先端部の処置部である。さらに、この処置具
282には位置・姿勢検出用の可動コイル284が取り
付けられている。
Further, FIGS. 33A and 33B show the first embodiment of the present invention. FIG. 33 (A) shows a treatment instrument follow-up type scope 281 capable of automatically providing a visual field important for an operator and saving labor of holding the scope. Here, 282 is a treatment tool, and 283 is a treatment section at the tip of this treatment tool 282. Further, a movable coil 284 for position / orientation detection is attached to the treatment instrument 282.

【0136】また、285は垂直多関節型6自由度ロボ
ットである。この垂直多関節型6自由度ロボット285
のアームの先端にはスコープ292および撮像部293
が取り付けられている。
Reference numeral 285 is a vertical multi-joint type 6-DOF robot. This vertical articulated 6-DOF robot 285
At the tip of the arm of the
Is attached.

【0137】さらに、垂直多関節型6自由度ロボット2
85のアームには6つの関節286〜291が設けられ
ている。そして、スコープ292の位置及び姿勢は、ロ
ボット285の各関節286〜291の角度から得られ
る。また、処置具282の位置・姿勢検出の基準となる
固定発信器294はロボット285との相対位置関係が
定められた場所に設けられている。
Further, the vertical articulated 6-DOF robot 2
The 85 arm is provided with six joints 286-291. The position and orientation of the scope 292 are obtained from the angles of the joints 286 to 291 of the robot 285. A fixed transmitter 294, which serves as a reference for detecting the position / orientation of the treatment instrument 282, is provided at a position where the relative positional relationship with the robot 285 is determined.

【0138】また、図33(B)は処置具追従型スコー
プ281の処理回路を示すものである。ここで、295
は処置具282の位置・姿勢検出装置、296は先端部
の処置部283の位置を算出する先端部位置算出部、2
97はロボットの各軸の回転角算出部、298はモニタ
ドライバーである。この場合、位置・姿勢検出装置29
5には可動コイル284、固定発信器294がそれぞれ
接続されている。
FIG. 33B shows the processing circuit of the treatment instrument follow-up type scope 281. Where 295
Is a position / orientation detecting device for the treatment instrument 282, and 296 is a distal end position calculation unit for calculating the position of the distal treatment unit 283.
Reference numeral 97 is a rotation angle calculation unit for each axis of the robot, and 298 is a monitor driver. In this case, the position / orientation detection device 29
A movable coil 284 and a fixed oscillator 294 are connected to the switch 5.

【0139】次に、上記構成の作用について説明する。
3個のコイルからなる可動コイル284と、同じく3個
のコイルからなる固定発信器294を用いて、電磁誘導
を用いて固定発信器294に対する可動コイル284の
相対的な位置および姿勢を求める方法は、特願平3−2
35019号に開示されているように公知である。この
方法を用いて、固定発信器294に対する可動コイル2
84の相対的な位置関係を求められる。
Next, the operation of the above configuration will be described.
A method of determining the relative position and orientation of the movable coil 284 with respect to the fixed oscillator 294 using electromagnetic induction using the movable coil 284 including three coils and the fixed oscillator 294 also including three coils is described below. , Japanese Patent Application No. 3-2
It is known as disclosed in 35019. Using this method, the moving coil 2 with respect to the fixed oscillator 294
The relative positional relationship of 84 can be obtained.

【0140】また、可動コイル284の処置具282へ
の取り付け位置・方向は既知であるから、可動コイル2
84から処置具282の先端の処置部283への長さL
を用いれば、処置具282の先端部の位置が求められ
る。
Further, since the mounting position / direction of the movable coil 284 to the treatment instrument 282 is known, the movable coil 2
Length L from 84 to the treatment portion 283 at the tip of the treatment instrument 282
Is used, the position of the distal end portion of the treatment instrument 282 can be obtained.

【0141】さらに、ロボット285と、固定発信器2
94の関係も既知であるから、ロボット285に対する
処置具282の先端の位置および処置具282の方向が
求められる。
Further, the robot 285 and the fixed oscillator 2
Since the relationship of 94 is also known, the position of the tip of the treatment instrument 282 with respect to the robot 285 and the direction of the treatment instrument 282 are obtained.

【0142】そのため、スコープ292の軸心の延長上
の直線上に処置具282の先端部が通るように、ロボッ
ト285の各軸の回転角を制御することによってスコー
プ292の画像中央に常に処置具282の先端を捉える
ことができる。
Therefore, by controlling the rotation angle of each axis of the robot 285 so that the distal end of the treatment instrument 282 passes on a straight line extending from the axis of the scope 292, the treatment instrument is always positioned at the center of the image of the scope 292. The tip of 282 can be captured.

【0143】そこで、上記構成のものにあってはロボッ
ト285の各軸の回転角を、処置具282の先端とスコ
ープ292の先端の距離が一定であるという拘束条件を
付加して決定すると、倍率が常に一定の画像が得られ
る。また、スコープ292の軸が指定された空間上の一
点を常に通るような拘束条件を付加することによって、
内視鏡下手術におけるトラカールの使用時にトラカール
部位を余り動かさないようにできる。
Therefore, in the case of the above configuration, when the rotation angle of each axis of the robot 285 is determined by adding a constraint condition that the distance between the distal end of the treatment instrument 282 and the distal end of the scope 292 is fixed, the magnification is increased. However, a constant image is always obtained. Further, by adding a constraint condition such that the axis of the scope 292 always passes through one point in the designated space,
When using the trocar in endoscopic surgery, it is possible to prevent the trocar site from moving too much.

【0144】なお、本発明は上記実施の形態に限定され
るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々
変形実施できることは勿論である。
The present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

【0145】[0145]

【発明の効果】本発明によれば複数のセンサを備えた分
布型センサユニットを体腔内に挿入される医療器具本体
の挿入部に設け、このセンサユニットから出力される複
数のセンサ出力に基づいて医療器具本体を制御する制御
手段を設けたので、センサが単一故障を起こしても、安
全性を確保することができる。
According to the present invention, a distributed sensor unit having a plurality of sensors is provided in the insertion portion of the medical instrument main body to be inserted into the body cavity, and based on the plurality of sensor outputs output from the sensor unit. Since the control means for controlling the main body of the medical device is provided, the safety can be secured even if the sensor has a single failure.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 (A)は処置具の把持部を示す斜視図、
(B)は触覚センサのセンサユニットを示す平面図、
(C)はセンサユニットからの信号出力を示す図。
FIG. 1A is a perspective view showing a grip portion of a treatment instrument,
(B) is a plan view showing the sensor unit of the tactile sensor,
FIG. 6C is a diagram showing a signal output from the sensor unit.

【図2】 内視鏡下外科手術用の医療器具のシステム全
体の概略構成図。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the entire system of a medical instrument for endoscopic surgery.

【図3】 信号処理回路を示すブロック図。FIG. 3 is a block diagram showing a signal processing circuit.

【図4】 図1(A)乃至図3の医療器具の第1の変形
例の要部構成を示す触覚センサのセンサユニットの平面
図。
FIG. 4 is a plan view of a sensor unit of a tactile sensor showing a main configuration of a first modification of the medical device of FIGS. 1 (A) to 3;

【図5】 信号処理回路を示すブロック図。FIG. 5 is a block diagram showing a signal processing circuit.

【図6】 図1(A)乃至図3の医療器具の第2の変形
例のシステム全体の概略構成図。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of the entire system of a second modified example of the medical device of FIGS.

【図7】 術中生体画像3次元シミュレーションシステ
ムを示す概略構成図。
FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing an intraoperative three-dimensional biological image simulation system.

【図8】 (A)は体腔内手術用マニピュレータの概略
構成図、(B)は多関節マニピュレータのコンプライア
ンス設定部を示す縦断面図。
FIG. 8A is a schematic configuration diagram of a manipulator for intracorporeal surgery, and FIG. 8B is a vertical cross-sectional view showing a compliance setting unit of an articulated manipulator.

【図9】 屈曲型マニピュレータを示すもので、(A)
は屈曲型マニピュレータを患部組織までアプローチする
状態を示す側面図、(B)は患部組織の処置作業状態を
示す側面図。
FIG. 9 shows a bending type manipulator, (A)
Is a side view showing a state in which a bending manipulator is approached to the affected tissue, and (B) is a side view showing a treatment operation state of the affected tissue.

【図10】 コンプライアンス設定部の変形例を示す概
略構成図。
FIG. 10 is a schematic configuration diagram showing a modified example of the compliance setting unit.

【図11】 コンプライアンス設定部の第2の変形例を
示す概略構成図。
FIG. 11 is a schematic configuration diagram showing a second modification of the compliance setting unit.

【図12】 コンプライアンス設定部の第3の変形例を
示す概略構成図。
FIG. 12 is a schematic configuration diagram showing a third modification of the compliance setting unit.

【図13】 コンプライアンス設定部の電磁チャックを
示す概略構成図。
FIG. 13 is a schematic configuration diagram showing an electromagnetic chuck of a compliance setting unit.

【図14】 安全機構付き処置ロボットの全体の概略構
成を示す斜視図。
FIG. 14 is a perspective view showing an overall schematic configuration of a treatment robot with a safety mechanism.

【図15】 トラカールの上部構造を示す概略構成図。FIG. 15 is a schematic configuration diagram showing an upper structure of a trocar.

【図16】 図14の処置ロボットの変形例を示す概略
構成図。
16 is a schematic configuration diagram showing a modified example of the treatment robot of FIG.

【図17】 (A)は張力検出機構付き手術装置の全体
の概略構成図、(B)は処置具の概略構成図。
FIG. 17A is a schematic configuration diagram of an entire surgical apparatus with a tension detection mechanism, and FIG. 17B is a schematic configuration diagram of a treatment tool.

【図18】 (A)は図17(A)の手術装置の変形例
を示す概略構成図、(B)は処置具の概略構成図。
18A is a schematic configuration diagram showing a modified example of the surgical operating apparatus of FIG. 17A, and FIG. 18B is a schematic configuration diagram of a treatment tool.

【図19】 体位変換検知手段付き手術装置を示す概略
構成図。
FIG. 19 is a schematic configuration diagram showing a surgical apparatus with a body posture change detection means.

【図20】 圧電フィルムにより圧力が検出された際に
発生するパルス電圧を示す特性図。
FIG. 20 is a characteristic diagram showing a pulse voltage generated when pressure is detected by the piezoelectric film.

【図21】 図19の手術装置の変形例を示す概略構成
図。
21 is a schematic configuration diagram showing a modified example of the surgical operating apparatus in FIG.

【図22】 手術用マニピュレータを示す概略構成図。FIG. 22 is a schematic configuration diagram showing a surgical manipulator.

【図23】 (A)は挿入部と一緒に機械的伝達要素も
分離された状態を示す斜視図、(B)はアクチュエータ
から分離された処置部216及び湾曲部215が一直線
の形状に伸ばされた状態を示す斜視図。
FIG. 23 (A) is a perspective view showing a state in which the mechanical transmission element is separated together with the insertion portion, and FIG. 23 (B) is a view in which the treatment portion 216 and the bending portion 215 separated from the actuator are extended in a straight line shape. FIG.

【図24】 (A)は図23の手術用マニピュレータの
変形例を示す概略構成図、(B)は駆動ユニット側の結
合部を示す平面図。
24A is a schematic configuration diagram showing a modified example of the surgical manipulator of FIG. 23, and FIG. 24B is a plan view showing a coupling portion on the drive unit side.

【図25】 (A)は手術用マニピュレータのアームを
示す斜視図、(B)は持針器からなる処置ユニットを示
す斜視図、(C)は把持鉗子からなる処置ユニットを示
す斜視図、(D)は処置ユニット側の結合部を示す平面
図。
25A is a perspective view showing an arm of a surgical manipulator, FIG. 25B is a perspective view showing a treatment unit including a needle holder, and FIG. 25C is a perspective view showing a treatment unit including grasping forceps. FIG. 6D is a plan view showing the coupling portion on the treatment unit side.

【図26】 (A)は手術用マニピュレータ全体の概略
構成図、(B)はマニピュレータの制御部の概略構成
図。
FIG. 26A is a schematic configuration diagram of the entire manipulator for surgery, and FIG. 26B is a schematic configuration diagram of a control unit of the manipulator.

【図27】 医療用ロボットマニピュレータ全体の概略
構成図。
FIG. 27 is a schematic configuration diagram of the entire medical robot manipulator.

【図28】 エンドエフェクタとアームとの連結部を示
す概略構成図。
FIG. 28 is a schematic configuration diagram showing a connecting portion between an end effector and an arm.

【図29】 エンドエフェクタとアームとの間の駆動用
電力供給部を示す概略構成図。
FIG. 29 is a schematic configuration diagram showing a driving power supply section between the end effector and the arm.

【図30】 エンドエフェクタとアームとの間の駆動用
電力供給部の変形例を示す概略構成図。
FIG. 30 is a schematic configuration diagram showing a modified example of the drive power supply section between the end effector and the arm.

【図31】 医療用ロボットマニピュレータ全体の概略
構成図。
FIG. 31 is a schematic configuration diagram of the entire medical robot manipulator.

【図32】 電源検出回路を示す概略構成図。FIG. 32 is a schematic configuration diagram showing a power supply detection circuit.

【図33】 本発明の第1の実施の形態を示すもので、
(A)は処置具追従型スコープ全体の概略構成図、
(B)は処理回路を示す概略構成図。
FIG. 33 shows a first embodiment of the present invention,
(A) is a schematic configuration diagram of the entire treatment instrument following type scope,
FIG. 3B is a schematic configuration diagram showing a processing circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

281 アームにスコープ 282 処置具 285 垂直多関節型6自由度ロボット 281 Scope on the arm 282 treatment tool 285 Vertical articulated 6-DOF robot

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成14年7月17日(2002.7.1
7)
[Submission date] July 17, 2002 (2002.7.1)
7)

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0002[Name of item to be corrected] 0002

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0002】[0002]

【従来の技術】近時、手術の操作性を高め、機能を拡張
するために、例えばロボティックエンドサージェリー等
のようにロボットに医療器具を装着し、患者の診断・処
置を行うものが考えられている。また、内視鏡(スコー
プ)を使用した外科手術の1つの技法として患者の腹壁
部に複数の穴が穿設され、1つの内視鏡と、1つまたは
複数の処置具とがそれぞれ別の穴から体内に挿入される
ことが行なわれる。そして、内視鏡の視野内に体内の治
療対象組織と、処置具の先端部などを一緒に表示させる
ことにより、処置具による治療対象組織の治療状態を内
視鏡画像で目視しながら、安全に処置を行なうことが行
なわれている。
2. Description of the Related Art Recently, in order to improve the operability of surgery and expand its function, it is possible to attach a medical instrument to a robot such as a robotic endosurgery to diagnose and treat a patient. Has been. In addition, the endoscope
Abdominal wall of a patient as one of the surgical techniques using
With a plurality of holes in the section, one endoscope and one or
Multiple treatment tools are inserted into the body through different holes
Is done. Then, within the field of view of the endoscope
Display the tissue to be treated and the tip of the treatment tool together
By doing so, the treatment state of the target tissue to be treated by the treatment instrument
It is possible to perform safe treatment while visually checking with an endoscopic image.
It has been made.

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0003[Name of item to be corrected] 0003

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】この種のものでは体腔
内に挿入される医療器具本体の挿入部、例えば処置具の
先端で組織を把持する把持部に触覚センサを設け、組織
を把持する時に組織の損傷を防止するようにしている。
ところで、外科手術中、患者の腹壁部内に挿入された処
置具や、内視鏡は外科手術の進行に応じて適宜、移動さ
れる。しかしながら、従来の装置では内視鏡と処置具と
はそれぞれ別個に独立に動くので、処置具や、内視鏡の
移動によって処置具が内視鏡の視野から外れてしまうお
それがある。そのため、処置具に追従して内視鏡を動か
すように内視鏡の移動を操作する助手などの内視鏡保持
者が必要になる問題がある。
With this type of device, a tactile sensor is provided at the insertion portion of the main body of the medical instrument to be inserted into the body cavity, for example, the grasping portion for grasping the tissue at the tip of the treatment tool, and when grasping the tissue. It is designed to prevent tissue damage.
By the way, during the surgical procedure, the treatment performed during insertion into the patient's abdominal wall
The placement tool and endoscope should be moved as appropriate according to the progress of the surgical operation.
Be done. However, in the conventional device, the endoscope and the treatment tool
Since they move independently of each other, treatment instruments and endoscope
The movement may cause the treatment tool to move out of the field of view of the endoscope.
It has Therefore, move the endoscope following the treatment tool.
Hold the endoscope such as an assistant who operates the movement of the endoscope
There is a problem that the person needs.

【手続補正3】[Procedure 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0004[Correction target item name] 0004

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0004】本発明は上記事情に着目してなされたもの
で、その目的は、処置具に追従してスコープを動かすこ
とができ、スコープ保持者が不要となる医療器具を提供
することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to move the scope following the treatment tool.
Bets can be, in the scope holder to provide unnecessary and Do that medical device.

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0143[Correction target item name] 0143

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0143】[0143]

【発明の効果】本発明によれば処置具に追従してスコー
プを動かすことができ、スコープ保持者が不要となる医
療器具を提供することができる。
EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, a squat follows a treatment tool.
The doctor who can move the scope and does not need a scope holder
A medical treatment instrument can be provided .

【手続補正5】[Procedure Amendment 5]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】符号の説明[Correction target item name] Explanation of code

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【符号の説明】 281 処置具追従型スコープ 282 処置具 285 垂直多関節型6自由度ロボット[Explanation of reference numerals] 281 Treatment instrument following type scope 282 Treatment instrument 285 Vertical multi-joint type 6-DOF robot

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) B25J 13/00 B25J 13/00 Z G05D 3/12 G05D 3/12 E K (72)発明者 中田 明雄 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 内山 直樹 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 久保田 達也 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 山口 達也 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 植田 康弘 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 河合 利昌 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 工藤 正宏 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 藤澤 豊 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 竹端 栄 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 Fターム(参考) 3C007 AS35 BS12 KS03 KS04 KS17 KS20 KS36 KT01 KT05 KT15 KV08 KV09 KW06 KX19 LT00 LV04 LV05 MS27 4C060 GG22 GG28 GG40 4C061 HH51 HH60 NN10 YY20 5H303 AA10 CC10 GG07 GG14 QQ06 QQ08 QQ09 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) B25J 13/00 B25J 13/00 Z G05D 3/12 G05D 3/12 E K (72) Inventor Akio Nakata Tokyo 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Within Olympus Optical Co., Ltd. (72) Inventor Naoki Uchiyama 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Olympus Optical Co., Ltd. (72) Inventor Tatsuya Kubota Tokyo 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Olympus Optical Co., Ltd. (72) Inventor Tatsuya Yamaguchi 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Olympus Optical Co., Ltd. (72) Inventor Yasuhiro Ueda Tokyo 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Olympus Optical Co., Ltd. (72) Inventor Toshimasa Kawai 2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Eye 43-2 Olympus Optical Co., Ltd. (72) Inventor Masahiro Kudo 2-4-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Inside 43 Olympus Optical Co., Ltd. (72) Yutaka Fujisawa 2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Olympus Optical Industry Co., Ltd. 43-72 (72) Inventor Sakae Takehata 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo F-Term of Olympus Optical Co., Ltd. (reference) 3C007 AS35 BS12 KS03 KS04 KS17 KS20 KS36 KT01 KT05 KT15 KV08 KV09 KW06 KX19 LT00 LV04 LV05 MS27 4C060 GG22 GG28 GG40 4C061 HH51 HH60 NN10 YY20 5H303 AA10 CC10 GG07 GG14 QQ06 QQ08 QQ09

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ロボットのアームに取り付けたスコープ
と、 このスコープとは別の位置から処置対象に接近される処
置具と、 前記スコープに対する前記処置具の位置姿勢、および前
記処置具の先端部の位置を求めて前記スコープの軸心上
に前記処置具の先端部が通るように前記ロボットを制御
する制御部とを具備したことを特徴とする医療器具。
1. A scope attached to an arm of a robot, a treatment tool that approaches a treatment target from a position different from the scope, a position and orientation of the treatment tool with respect to the scope, and a tip portion of the treatment tool. A medical device comprising: a control unit that controls the robot so that a distal end portion of the treatment instrument passes through the axial center of the scope by determining a position.
【請求項2】 前記処置具は、位置・姿勢検出用の可動
コイルが取り付けられ、 前記ロボットとの相対位置関係が定められた場所に前記
処置具の位置・姿勢検出の基準となる固定発信器が設け
られるとともに、 前記制御部は、前記ロボットの各軸の回転角算出部と、 前記ロボットの各関節の角度から前記スコープの位置及
び姿勢を検出するスコープ検出手段と、 前記処置具の位置・姿勢検出装置と、 前記処置具の先端部の処置部の位置を算出する先端部位
置算出部と、 前記スコープの軸心の延長上の直線上に前記処置具の先
端部が通るように前記ロボットの各軸の回転角を制御す
ることによって前記スコープの画像中央に常に前記処置
具の先端を捉えるスコープ画像調整部とを具備すること
を特徴とする請求項1に記載の医療器具。
2. A fixed oscillator to which a movable coil for position / posture detection is attached, and which serves as a reference for position / posture detection of the treatment tool at a location where a relative positional relationship with the robot is determined. Is provided, the control unit, a rotation angle calculation unit of each axis of the robot, a scope detection means for detecting the position and orientation of the scope from the angle of each joint of the robot, the position of the treatment instrument A posture detection device, a distal end position calculation unit that calculates the position of the treatment unit at the distal end of the treatment instrument, and the robot so that the distal end of the treatment instrument passes on a straight line extending from the axis of the scope. The medical instrument according to claim 1, further comprising: a scope image adjusting unit that always captures the tip of the treatment tool at the center of the image of the scope by controlling the rotation angle of each axis.
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