JP2023018313A - 手術支援システムおよびピボット位置設定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ピボット位置を適切な位置に設定することが可能な手術支援システムを提供する。【解決手段】この医療用マニピュレータ１は、先端に医療器具４が取り付けられるアーム６０と、アーム６０に取り付けられた医療器具４の移動の支点となるピボット位置ＰＰを教示するためのピボットボタン８５と、記憶部３２と、制御部３１と、を備える。そして、制御部３１は、ピボットボタン８５により教示されたことに基づいて仮ピボット位置ＰＰ１を設定し、仮ピボット位置ＰＰ１から所定の長さＬ１分調整された位置をピボット位置ＰＰとして記憶部３２に記憶する。【選択図】図１４

Description

この開示は、手術支援システムおよびピボット位置設定方法に関する。

従来、ピボット位置を支点としてアームに取り付けられた医療器具が移動される手術支援ロボットが知られている。特許文献１には、ロボットと、エンドエフェクタと、エンドエフェクタに保持される手術器具と、ロボットコントローラとを備えるロボット手術システムが開示されている。このロボット手術システムでは、患者に形成された小さな開口を介して手術器具が患者の体内に挿入される。そして、ロボットは、手術器具を所定の支点を中心として回転させるようにロボットコントローラにより制御される。

また、特許文献１では、ロボットのエンドエフェクタにポテンシオメータが取り付けられている。ロボットのエンドエフェクタにポテンシオメータが取り付けられた後、ポテンシオメータのケーブルが手術器具に沿って伸長される。また、ケーブルは、手術器具が挿入される患者の開口まで伸長される。そして、エンドエフェクタと患者の開口との間の距離がポテンシオメータによって検出される。ロボットコントローラは、検出した距離に基づいて、手術器具の回転の支点を設定する。

特表２０１５－５２４３０９号公報

しかしながら、特許文献１では、ポテンシオメータのケーブルは、患者の開口まで伸長されている。このため、ポテンシオメータは、エンドエフェクタと患者の体表面との間の距離を計測している。この場合、手術器具の回転の支点は、患者の体表面上に設定される。ここで、患者の腹壁は、厚みを有しているとともに、手術器具の回転に起因する患者への影響は、小さい方が望ましい。このため、手術器具の回転の中心は、患者の体表面よりも腹壁の中心側に設定されることが望ましい。そこで、手術器具の回転の支点となるピボット位置を適切な位置に設定することが望まれている。

この開示は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この開示の１つの目的は、ピボット位置を適切な位置に設定することが可能な手術支援システムおよびピボット位置設定方法を提供することである。

上記目的を達成するために、この開示の第１の局面による手術支援システムは、先端に医療器具が取り付けられるアームと、
アームに取り付けられた医療器具の移動の支点となるピボット位置を教示するためのピボット位置教示部と、記憶部と、制御部と、を備え、制御部は、ピボット位置教示部により教示されたことに基づいて仮ピボット位置を設定し、仮ピボット位置から所定の長さ分調整された位置をピボット位置として記憶部に記憶する。

この開示の第１の局面による手術支援システムでは、上記のように、制御部は、ピボット位置教示部により教示されたことに基づいて仮ピボット位置を設定し、仮ピボット位置から所定の長さ分調整された位置をピボット位置として記憶部に記憶する。これにより、患者の体表面において設定された仮ピボット位置から所定の長さ分調整された位置をピボット位置とすることができる。たとえば、患者の体表面よりも腹壁の中心側にピボット位置を設定することができる。このため、ピボット位置を適切に設定することができる。

この開示の第２の局面によるピボット位置設定方法は、アームに取り付けられた医療器具の移動の支点となるピボット位置を教示するためのピボット位置教示部の操作を受け付けるステップと、ピボット位置教示部により教示されたことに基づいて仮ピボット位置を設定するステップと、設定された仮ピボット位置から所定の長さ分調整された位置をピボット位置として記憶部に記憶するステップとを備える。

この開示の第２の局面によるピボット位置設定方法は、上記のように、ピボット位置教示部により教示されたことに基づいて仮ピボット位置を設定するステップと、設定された仮ピボット位置から所定の長さ分調整された位置をピボット位置として記憶部に記憶するステップとを備える。これにより、患者の体表面において設定された仮ピボット位置から所定の長さ分調整された位置をピボット位置とすることができる。たとえば、患者の体表面よりも腹壁の中心側にピボット位置を設定することができる。このため、ピボット位置を適切な位置に設定することが可能なピボット位置設定方法を提供することができる。

本開示によれば、上記のように、ピボット位置を適切な位置に設定することができる。

第１実施形態による外科手術システムの構成を示す図である。 第１実施形態による医療用マニピュレータの構成を示す図である。 第１実施形態による医療用マニピュレータのアームの構成を示す図である。 第１実施形態による医療用マニピュレータの操作部の構成を示す斜視図である。 第１実施形態による医療用マニピュレータの操作部の構成を示す側面図である。 第１実施形態による医療用マニピュレータの操作部を操作者が把持した状態を示す図である。 内視鏡を示す図である。 ピボット位置教示器具を示す図である。 内視鏡の先端をトロカールの外表面と体表面とが接する位置まで移動させた状態を示す図である。 表示部の表示画面を示す図である。 アームの並進移動を説明するための図である。 アームの回転移動を説明するための図である。 医療用マニピュレータの制御部の構成を示すブロック図である。 第１実施形態によるピボット位置の調整を説明するための図である。 ピボット位置の調整量を入力するためのタッチパネルを示す図である。 ピボット位置の調整量の問い合わせ画面を示す図である。 ピボット位置の変更を説明するための図である。 第１実施形態によるピボット位置設定方法を説明するためのフロー図である。 第２実施形態によるピボット位置設定方法を説明するためのフロー図である。 第２実施形態による第１の仮ピボット位置の設定を説明するための図である。 第２実施形態によるピボット位置の調整を説明するための図である。 目盛付きトロカールを示す図である。

以下、本開示を具体化した本開示の一実施形態を図面に基づいて説明する。

［第１実施形態］
図１～図１８を参照して、第１実施形態による外科手術システム１００の構成について説明する。外科手術システム１００は、患者Ｐ側装置である医療用マニピュレータ１と、医療用マニピュレータ１を操作するための操作者側装置である遠隔操作装置２とを備えている。医療用マニピュレータ１は医療用台車３を備えており、移動可能に構成されている。遠隔操作装置２は、医療用マニピュレータ１から離間した位置に配置されており、医療用マニピュレータ１は、遠隔操作装置２により遠隔操作されるように構成されている。術者は、医療用マニピュレータ１に所望の動作を行わせるための指令を遠隔操作装置２に入力する。遠隔操作装置２は、入力された指令を医療用マニピュレータ１に送信する。医療用マニピュレータ１は、受信した指令に基づいて動作する。また、医療用マニピュレータ１は、滅菌された滅菌野である手術室内に配置されている。なお、医療用マニピュレータ１は、手術支援システムの一例である。

遠隔操作装置２は、たとえば、手術室の中または手術室の外に配置されている。遠隔操作装置２は、操作用マニピュレータアーム２１と、操作ペダル２２と、タッチパネル２３と、モニタ２４と、支持アーム２５と、支持バー２６とを含む。操作用マニピュレータアーム２１は、術者が指令を入力するための操作用のハンドルを構成する。モニタ２４は、内視鏡６により撮影された画像を表示するスコープ型表示装置である。支持アーム２５は、モニタ２４の高さを術者の顔の高さに合わせるようにモニタ２４を支持する。タッチパネル２３は、支持バー２６に配置されている。モニタ２４近傍に設けられたセンサにより術者の頭部を検知することにより医療用マニピュレータ１は遠隔操作装置２による操作が可能になる。術者は、モニタ２４により患部を視認しながら、操作用マニピュレータアーム２１および操作ペダル２２を操作する。これにより、遠隔操作装置２に指令が入力される。遠隔操作装置２に入力された指令は、医療用マニピュレータ１に送信される。なお、操作用マニピュレータアーム２１は、操作ハンドルの一例である。また、タッチパネル２３は、は、入力部および受付部の一例である。

医療用台車３には、医療用マニピュレータ１の動作を制御する制御部３１と、医療用マニピュレータ１の動作を制御するためのプログラムなどが記憶される記憶部３２とが設けられている。そして、遠隔操作装置２に入力された指令に基づいて、医療用台車３の制御部３１は、医療用マニピュレータ１の動作を制御する。

また、医療用台車３には、入力装置３３が設けられている。入力装置３３は、主に施術前に手術の準備を行うために、ポジショナ４０、アームベース５０、および、複数のアーム６０の移動や姿勢の変更の操作を受け付けるように構成されている。

図１および図２に示す医療用マニピュレータ１は、手術室内に配置されている。医療用マニピュレータ１は、医療用台車３と、ポジショナ４０と、アームベース５０と、複数のアーム６０とを備えている。アームベース５０は、ポジショナ４０の先端に取り付けられている。アームベース５０は、比較的長い棒形状を有する。また、複数のアーム６０は、各々のアーム６０の根元部が、アームベース５０に取り付けられている。複数のアーム６０は、折り畳まれた収納姿勢をとることが可能に構成されている。アームベース５０と、複数のアーム６０とは、滅菌ドレープにより覆われて使用される。

ポジショナ４０は、たとえば、７軸多関節ロボットにより構成されている。また、ポジショナ４０は、医療用台車３上に配置されている。ポジショナ４０は、アームベース５０を移動させる。具体的には、ポジショナ４０は、アームベース５０の位置を３次元に移動させるように構成されている。

また、ポジショナ４０は、ベース部４１と、ベース部４１に連結された複数のリンク部４２とを含む。複数のリンク部４２同士は、関節部４３により連結されている。

図１に示すように、複数のアーム６０の各々の先端には、医療器具４が取り付けられている。医療器具４は、たとえば、取り換え可能なインストゥルメント、図７に示す内視鏡６などを含む。

図３に示すように、医療器具４としてのインストゥルメントには、アーム６０のホルダ７１に設けられたサーボモータＭ２によって駆動される被駆動ユニット４ａが設けられている。また、インストゥルメントの先端には、エンドエフェクタ４ｂが設けられている。エンドエフェクタ４ｂは、関節を有する器具として、鉗子、ハサミ、グラスパー、ニードルホルダ、マイクロジセクター、ステーブルアプライヤー、タッカー、吸引洗浄ツール、スネアワイヤ、および、クリップアプライヤーなどを含む。また、エンドエフェクタ４ｂは、関節を有しない器具として、切断刃、焼灼プローブ、洗浄器、カテーテル、および、吸引オリフィスなどを含む。また、医療器具４は、被駆動ユニット４ａとエンドエフェクタ４ｂとを接続するシャフト４ｃを含む。被駆動ユニット４ａと、シャフト４ｃと、エンドエフェクタ４ｂとは、Ｚ方向に沿って配置されている。

次に、アーム６０の構成について詳細に説明する。図３に示すように、アーム６０は、アーム部６１と、アーム部６１の先端に設けられる並進移動機構部７０とを含む。アーム６０は、ベース部６２、リンク部６３、関節部６４を含む。アーム６０は、アーム６０の根元側のアームベース５０に対して先端側を３次元に移動させるように構成されている。なお、複数のアーム６０は、互いに同様の構成を有する。

並進移動機構部７０は、アーム部６１の先端に設けられるとともに医療器具４が取り付けられている。また、並進移動機構部７０は、医療器具４を患者Ｐに挿入する方向に並進移動させる。また、並進移動機構部７０は、医療器具４をアーム部６１に対して相対的に並進移動させるように構成されている。具体的には、並進移動機構部７０には、医療器具４を保持するホルダ７１が設けられている。ホルダ７１には、図１３に示すサーボモータＭ２が収容されている。サーボモータＭ２は、医療器具４の被駆動ユニット４ａに設けられた回転体を回転させるように構成されている。被駆動ユニット４ａの回転体が回転されることにより、エンドエフェクタ４ｂが動作される。

アーム６０は、アームベース５０に対して着脱可能に構成されている。アーム部６１および並進移動機構部７０は、トロカールＴを保持するための機構や器具は備えていない。その結果、複数のトロカールＴが配置された患者Ｐの体表面Ｓ近傍の空間が広くなり、複数のトロカールＴが配置された患者Ｐの体表面Ｓ近傍での作業を容易に行うことが可能になる。

アーム部６１は、７軸多関節ロボットアームから構成されている。また、アーム部６１は、アーム部６１をアームベース５０に取り付けるためのベース部６２と、ベース部６２に連結された複数のリンク部６３とを含む。複数のリンク部６３同士は、関節部６４により連結されている。

並進移動機構部７０は、ホルダ７１をＺ方向に沿って並進移動させることにより、ホルダ７１に取り付けられた医療器具４をシャフト４ｃが延びる方向であるＺ方向に沿って並進移動させるように構成されている。具体的には、並進移動機構部７０は、アーム部６１の先端に接続される基端側リンク部７２と、先端側リンク部７３と、基端側リンク部７２と先端側リンク部７３との間に設けられる連結リンク部７４とを含む。また、ホルダ７１は、先端側リンク部７３に設けられている。

そして、並進移動機構部７０の連結リンク部７４は、基端側リンク部７２に対して、先端側リンク部７３を、Ｚ方向に沿って相対的に移動させる倍速機構として構成されている。また、基端側リンク部７２に対して先端側リンク部７３がＺ方向に沿って相対的に移動されることにより、ホルダ７１に設けられた医療器具４が、Ｚ方向に沿って並進移動するように構成されている。また、アーム部６１の先端は、基端側リンク部７２を、Ｚ方向に直交するＹ方向を軸として回動させるように基端側リンク部７２に接続されている。

また、図４に示すように、医療用マニピュレータ１は、アーム６０に取り付けられ、アーム６０を操作する操作部８０を備えている。操作部８０は、イネーブルスイッチ８１と、ジョイスティック８２とスイッチ部８３とを含む。イネーブルスイッチ８１は、ジョイスティック８２およびスイッチ部８３によるアーム６０の移動を許可または不許可とする。また、イネーブルスイッチ８１は、看護師、助手などの操作者が操作部８０を把持して押下されることによりアーム６０による医療器具４の移動を許可する状態となる。

具体的には、イネーブルスイッチ８１は、操作者の指により押下される押しボタンスイッチにより構成されている。イネーブルスイッチ８１が押下されることにより、サーボモータＭ１～Ｍ３に通電する制御を行うことが可能になる。つまり、イネーブルスイッチ８１が押下されることにより、サーボモータＭ１～Ｍ３を駆動させる制御を行うことが可能になる。すなわち、イネーブルスイッチ８１が押下されている間のみ、アーム６０を移動させる制御が可能になる。

また、図６に示すように、ジョイスティック８２は、操作者の指により倒されることにより操作されるように構成されている。また、ジョイスティック８２が倒された方向および倒された角度に応じて、アーム６０の移動方向および移動速度が変化しながら移動されるように制御される。また、操作者は、ジョイスティック８２の先端８２ａに操作者の指を当接させるとともに、指を動かすことによりジョイスティック８２を倒すように操作する。また、イネーブルスイッチ８１が押下されている間のみ、ジョイスティック８２が操作されることによる信号の入力が受け付けられる。すなわち、イネーブルスイッチ８１が押下されていない状態では、ジョイスティック８２を操作してもアーム６０は移動されない。

また、イネーブルスイッチ８１は、操作部８０の外周面８０ａに設けられており、操作者が操作部８０の外周面８０ａを把持してイネーブルスイッチ８１を押下することによりアーム６０による医療器具４の移動を許可する状態となるように構成されている。また、図５に示すように、イネーブルスイッチ８１は、操作部８０の外周面８０ａの両側に一対設けられている。イネーブルスイッチ８１は、スイッチ部８３が設けられている操作部８０の外周面８０ａの両側に設けられている。具体的には、操作部８０の断面は、略矩形形状を有しており、イネーブルスイッチ８１およびスイッチ部８３は、操作部８０の互いに対向する面８０ｂに各々設けられている。詳細には、操作部８０は、略角柱形状を有しており、略角柱形状の操作部８０の長手方向に沿った面８０ｂに、イネーブルスイッチ８１およびスイッチ部８３が設けられている。そして、操作者が操作部８０の外周面８０ａを把持して、操作部８０の外周面８０ａの両側に設けられているイネーブルスイッチ８１のうちの少なくとも一方を押下することによりアーム６０の移動が許可される状態となる。

なお、操作部８０は、操作部８０の外周面８０ａの両側に設けられているイネーブルスイッチ８１のうちの一方のみを押下すれば、アーム６０の移動が許可される状態となるように構成されている。これにより、操作部８０の外周面８０ａの両側に設けられているイネーブルスイッチ８１の両方を押下する必要がない分、操作者の負担を低減することができるとともに操作者の利便性が向上される。

また、図４に示すように、ジョイスティック８２は、操作部８０の外周面８０ａに交差する端面８０ｃに設けられている。そして、操作者がアーム６０の移動を許可する状態となるように操作部８０の外周面８０ａを把持してイネーブルスイッチ８１を押下した状態で、操作者の指により操作可能に構成されている。たとえば、図６に示すように、操作部８０の外周面８０ａに設けられている一対のイネーブルスイッチ８１を、操作者の親指と中指などとで押下した状態で、操作部８０の端面８０ｃに設けられているジョイスティック８２を、操作者の人差し指などで操作する。これにより、操作者の操作部８０を把持する親指および中指と、ジョイスティック８２を操作する人差し指との間隔を容易に略一定に保持することが可能になる。なお、イネーブルスイッチ８１とジョイスティック８２とをいずれの指で操作するのかは、上記の例に限られない。

また、ジョイスティック８２は、図３に示す医療器具４の先端４ｄが所定の平面上を移動するようにアーム６０による医療器具４の移動を操作するように構成されている。また、操作部８０は、所定の平面に直交する医療器具４の長手方向に沿って医療器具４の先端４ｄが移動するようにアーム６０による医療器具４の移動を操作するためのスイッチ部８３を含む。医療器具４の先端４ｄが移動する所定の平面は、操作部８０の端面８０ｃに平行な図１１に示すＸ－Ｙ平面である。また、所定の平面に直交する医療器具４の長手方向は、図１１のＸ－Ｙ平面に直交するＺ方向である。図１１のＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸によって表される座標は、ツール座標系、または、ベース座標系と呼ばれる。また、スイッチ部８３が、イネーブルスイッチ８１が押下されて、アーム６０による医療器具４の移動を許可する状態で、押下されることにより、医療器具４の長手方向に沿って医療器具４の先端４ｄが移動される。

また、スイッチ部８３は、医療器具４の長手方向に沿った医療器具４を患者Ｐに挿入する方向側に医療器具４の先端４ｄを移動させるスイッチ部８３ａと、医療器具４を患者Ｐに挿入する方向と反対側に医療器具４の先端４ｄを移動させるスイッチ部８３ｂとを含む。スイッチ部８３ａとスイッチ部８３ｂとは、共に、押しボタンスイッチから構成されている。

また、図５に示すように、スイッチ部８３は、操作部８０の外周面８０ａの両側に設けられている。具体的には、スイッチ部８３は、略角柱形状の操作部８０の長手方向に沿った面８０ｂに各々設けられている。つまり、スイッチ部８３ａとスイッチ部８３ｂとは、共に、操作部８０の両側面に一対ずつ設けられている。

また、スイッチ部８３が操作されることにより、医療器具４の先端４ｄが図１２に示すピボット位置ＰＰの近傍に移動するまでは、アーム部６１が移動されることにより医療器具４の先端４ｄが並進移動され、医療器具４の先端４ｄがピボット位置ＰＰの近傍に移動した後は、並進移動機構部７０が移動されることにより医療器具４の先端４ｄが並進移動される。具体的には、スイッチ部８３が操作されることにより、医療器具４の先端４ｄがピボット位置ＰＰから一定の距離分移動するまでは、アーム部６１が移動されることにより医療器具４の先端４ｄが並進移動される。そして、医療器具４の先端４ｄがピボット位置ＰＰから一定の距離分移動した後は、並進移動機構部７０が移動されることにより医療器具４の先端４ｄが並進移動される。つまり、医療器具４の先端４ｄがピボット位置ＰＰから一定の距離分移動した後は、アーム部６１は移動されずに並進移動機構部７０のみが移動される。なお、ピボット位置ＰＰについての説明は、後述する。

また、第１実施形態では、図４に示すように、操作部８０は、図１２に示すアーム６０に取り付けられた医療器具４の移動の支点となるピボット位置ＰＰを教示するピボットボタン８５を含む。また、ピボットボタン８５は、操作部８０の面８０ｂに、イネーブルスイッチ８１に隣り合うように設けられている。

なお、図７に示すように、ピボット位置ＰＰを記憶する際にアーム６０の先端に取り付けられる内視鏡６は、実際に手術の際に使用される内視鏡６である。一方、図８に示すように、ピボット位置ＰＰを記憶する際にアーム６０の先端に取り付けられるピボット位置教示器具７は、実際に手術の際に使用される鉗子などの医療器具４を模倣したダミーである。ピボット位置教示器具７は、被駆動ユニット４ａを模倣した部分７ａと、シャフト４ｃを模倣した部分７ｂとを含む。また、ピボット位置教示器具７の部分７ｂの先端は、尖った形状を有していない。

また、第１実施形態では、図９に示すように、アーム６０の先端に取り付けられた内視鏡６またはピボット位置教示器具７の先端が、患者Ｐの体表面Ｓに挿入されたトロカールＴの外表面ＴＳと体表面Ｓとが接する位置まで移動された状態で、ピボットボタン８５が押下されると仮ピボット位置ＰＰ１が記憶部３２に記憶される。すなわち、内視鏡６またはピボット位置教示器具７がトロカールＴに挿入されずに、トロカールＴの外表面ＴＳの側方でかつ体表面Ｓの近傍に内視鏡６またはピボット位置教示器具７の先端が配置された状態で、ピボットボタン８５が押下され、仮ピボット位置ＰＰ１が記憶部３２に記憶される。また、体表面Ｓの近傍とは、体表面Ｓそのものと、体表面Ｓの周りを含む概念である。なお、仮ピボット位置ＰＰ１に基づくピボット位置ＰＰの設定についての説明は、後述する。

また、ジョイスティック８２が操作されることにより、アーム６０の先端に取り付けられた内視鏡６またはピボット位置教示器具７の先端が、患者Ｐの体表面Ｓに挿入されたトロカールＴの挿入位置に対応する位置まで移動されるように構成されている。具体的には、イネーブルスイッチ８１が押下された状態で、ジョイスティック８２およびスイッチ部８３が操作されることにより、内視鏡６またはピボット位置教示器具７の先端が移動される。

また、図１に示すように、複数のアーム６０のうちの一つのアーム６０の、たとえば、アーム６０ｃには内視鏡６が取り付けられ、残りのアーム６０の、たとえば、アーム６０ａ、６０ｂおよび６０ｄには、内視鏡６以外の医療器具４が取り付けられる。具体的には、手術において、４つのアーム６０のうちの１つのアーム６０に内視鏡６が取り付けられ、３つのアーム６０に内視鏡６以外の鉗子などの医療器具４が取り付けられる。そして、内視鏡６が取り付けられているアーム６０に対して、内視鏡６が取り付けられた状態でピボット位置ＰＰが記憶部３２に記憶される。また、内視鏡６以外の医療器具４が取り付けられるアーム６０に対して、ピボット位置教示器具７が取り付けられた状態でピボット位置ＰＰが記憶部３２に記憶される。なお、内視鏡６は、互いに隣り合うように配置されている４つのアーム６０のうちの、中央に配置される２つのアーム６０ｂおよび６０ｃのうちのいずれかに取り付けられる。

また、図５に示すように、ピボットボタン８５は、操作部８０の外周面８０ａの両側に設けられている。具体的には、操作部８０の断面は、略矩形形状を有しており、ピボットボタン８５は、操作部８０の互いに対向する面８０ｂに各々設けられている。

また、図１０に示すように、複数のアーム６０のピボット位置ＰＰが記憶されたことを表示する表示部３３ａが設けられている。表示部３３ａは、医療用台車３の入力装置３３に設けられている。表示部３３ａは、たとえば、液晶パネルから構成されている。表示部３３ａには、複数のアーム６０ａ、６０ｂ、６０ｃおよび６０ｄにそれぞれ対応する番号１、２、３および４が表示されている。また、表示部３３ａには、複数のアーム６０の各々に取り付けられている医療器具４の種類である内視鏡６、鉗子などが表示される。そして、ピボット位置ＰＰが記憶された場合、複数のアーム６０の各々において、チェックマークＣＭが表示される。

また、図４に示すように、操作部８０の面８０ｂには、アーム６０の位置を最適化するためのアジャストメントボタン８６が設けられている。内視鏡６が取り付けられたアーム６０に対するピボット位置ＰＰの記憶後、アジャストメントボタン８６が押下されることにより、他のアーム６０およびアームベース５０の位置が最適化される。

また、図４に示すように、操作部８０は、アーム６０に取り付けられた医療器具４を図１１に示す並進移動させるモードと、図１２に示す回転移動させるモードとを切り替えるモード切替ボタン８４を含む。操作部８０において、モード切替ボタン８４は、ジョイスティック８２の近傍に配置されている。具体的には、操作部８０の端面８０ｃにおいて、モード切替ボタン８４は、ジョイスティック８２と隣り合うように設けられている。また、モード切替ボタン８４は、押しボタンスイッチからなる。また、モード切替ボタン８４の近傍には、モードインジケータ８４ａが設けられている。モードインジケータ８４ａは、切り替えられたモードを表示する。具体的には、モードインジケータ８４ａの点灯は、回転移動モードを表し、消灯は、並進移動モードを表す。

また、モードインジケータ８４ａは、ピボット位置ＰＰが記憶されたことを表示するピボット位置インジケータを兼ねている。具体的には、ピボット位置ＰＰが記憶された際に、モードインジケータ８４ａが点灯し続け、モード切替ボタン８４を押下しても消灯しない。これにより、アーム６０に取り付けられた医療器具４は回転移動モードのみが可能となり、記憶されていることを示す。また、ピボット位置ＰＰのリセットは、リセットしたいアーム６０に取り付けられた医療器具４を取り外し、ピボットボタン８５を長押しする。

図１１に示すように、アーム６０を並進移動させるモードでは、医療器具４の先端４ｄが、Ｘ－Ｙ平面上において移動するように、アーム６０が移動される。また、図１２に示すように、アーム６０を回転移動させるモードでは、ピボット位置ＰＰが記憶されていない時は、エンドエフェクタ４ｂを中心に回転移動し、ピボット位置ＰＰが記憶されている時は、ピボット位置ＰＰを支点として医療器具４が回転移動するように、アーム６０が移動される。なお、医療器具４のシャフト４ｃがトロカールＴに挿入された状態で、医療器具４が回転移動される。

また、図３に示すように、操作部８０は、並進移動機構部７０に設けられている。また、操作部８０は、並進移動機構部７０に取り付けられた医療器具４に隣り合うように並進移動機構部７０に取り付けられている。具体的には、操作部８０は、並進移動機構部７０の先端側リンク部７３に取り付けられている。また、操作部８０は、医療器具４の被駆動ユニット４ａに隣り合うように配置されている。

また、図１３に示すように、アーム６０には、アーム部６１の複数の関節部６４に対応するように、複数のサーボモータＭ１と、エンコーダＥ１と、減速機とが設けられている。エンコーダＥ１は、サーボモータＭ１の回転角を検出するように構成されている。減速機は、サーボモータＭ１の回転を減速させてトルクを増大させるように構成されている。

また、図１３に示すように、並進移動機構部７０には、医療器具４の被駆動ユニット４ａに設けられた回転体を回転させるための複数のサーボモータＭ２と、医療器具４を並進移動させるためのサーボモータＭ３と、複数のエンコーダＥ２およびエンコーダＥ３と、複数の減速機とが設けられている。エンコーダＥ２およびエンコーダＥ３は、それぞれ、サーボモータＭ２およびサーボモータＭ３の回転角を検出するように構成されている。減速機は、サーボモータＭ２およびサーボモータＭ３の回転を減速させてトルクを増大させるように構成されている。

また、ポジショナ４０には、ポジショナ４０の複数の関節部４３に対応するように、複数のサーボモータＭ４と、エンコーダＥ４と、減速機とが設けられている。エンコーダＥ４は、サーボモータＭ４の回転角を検出するように構成されている。減速機は、サーボモータＭ４の回転を減速させてトルクを増大させるように構成されている。

また、医療用台車３には、医療用台車３の複数の前輪の各々を駆動するサーボモータＭ５と、エンコーダＥ５と、減速機とが設けられている。エンコーダＥ５は、サーボモータＭ５の回転角を検出するように構成されている。減速機は、サーボモータＭ５の回転を減速させてトルクを増大させるように構成されている。

医療用台車３の制御部３１は、指令に基づいて複数のアーム６０の移動を制御するアーム制御部３１ａと、指令に基づいてポジショナ４０の移動および医療用台車３の前輪の駆動を制御するポジショナ制御部３１ｂとを含む。アーム制御部３１ａには、アーム６０を駆動するためのサーボモータＭ１を制御するためのサーボ制御部Ｃ１が電気的に接続されている。また、サーボ制御部Ｃ１には、サーボモータＭ１の回転角を検出するためのエンコーダＥ１が電気的に接続されている。

また、アーム制御部３１ａには、医療器具４を駆動するためのサーボモータＭ２を制御するためのサーボ制御部Ｃ２が電気的に接続されている。また、サーボ制御部Ｃ２には、サーボモータＭ２の回転角を検出するためのエンコーダＥ２が電気的に接続されている。また、アーム制御部３１ａには、並進移動機構部７０を並進移動するためのサーボモータＭ３を制御するためのサーボ制御部Ｃ３が電気的に接続されている。また、サーボ制御部Ｃ３には、サーボモータＭ３の回転角を検出するためのエンコーダＥ３が電気的に接続されている。

そして、遠隔操作装置２に入力された動作指令が、アーム制御部３１ａに入力される。アーム制御部３１ａは、入力された動作指令と、エンコーダＥ１、Ｅ２、または、Ｅ３により検出された回転角とに基づいて位置指令を生成するとともに、位置指令をサーボ制御部Ｃ１、Ｃ２、または、Ｃ３に出力する。サーボ制御部Ｃ１、Ｃ２、または、Ｃ３は、アーム制御部３１ａから入力された位置指令と、エンコーダＥ１、Ｅ２、または、Ｅ３により検出された回転角とに基づいて、電流指令を生成するとともに、電流指令をサーボモータＭ１、Ｍ２または、Ｍ３に出力する。これにより、遠隔操作装置２に入力された動作指令に沿うように、アーム６０が移動される。

また、制御部３１のアーム制御部３１ａは、操作部８０のジョイスティック８２からの入力信号に基づいてアーム６０を操作するように構成されている。具体的には、アーム制御部３１ａは、ジョイスティック８２から入力された入力信号と、エンコーダＥ１により検出された回転角とに基づいて位置指令を生成するとともに、位置指令をサーボ制御部Ｃ１に出力する。サーボ制御部Ｃ１は、アーム制御部３１ａから入力された位置指令と、エンコーダＥ１により検出された回転角とに基づいて、電流指令を生成するとともに、電流指令をサーボモータＭ１に出力する。これにより、ジョイスティック８２に入力された動作指令に沿うように、アーム６０が移動される。

アーム制御部３１ａは、操作部８０のスイッチ部８３からの入力信号に基づいてアーム６０を操作するように構成されている。具体的には、アーム制御部３１ａは、スイッチ部８３から入力された入力信号と、エンコーダＥ１またはＥ３により検出された回転角とに基づいて位置指令を生成するとともに、位置指令をサーボ制御部Ｃ１またはＣ３に出力する。サーボ制御部Ｃ１またはＣ３は、アーム制御部３１ａから入力された位置指令と、エンコーダＥ１またはＥ３により検出された回転角とに基づいて、電流指令を生成するとともに、電流指令をサーボモータＭ１またはＭ３に出力する。これにより、スイッチ部８３に入力された動作指令に沿うように、アーム６０が移動される。

また、制御部３１のアーム制御部３１ａは、ジョイスティック８２からの入力信号に上限値を設けることと、ジョイスティック８２からの入力信号を平滑化することとのうちの少なくとも一方を行うことにより、アーム６０の移動速度の変化を低減する制御を行うように構成されている。具体的には、制御部３１は、ジョイスティック８２からの入力信号に上限値を設けて、上限値を超える入力信号が入力された際には、上限値を入力信号として、アーム６０の移動を制御する。また、制御部３１は、ジョイスティック８２からの入力信号を、たとえば、ＬＰＦ（Ｌｏｗ－ｐａｓｓ ｆｉｌｔｅｒ）により平滑化する。なお、第１実施形態では、制御部３１は、ジョイスティック８２からの入力信号に上限値を設けることと、ジョイスティック８２からの入力信号を平滑化することとの両方を行っている。

また、図１３に示すように、ポジショナ制御部３１ｂには、ポジショナ４０を移動するサーボモータＭ４を制御するためのサーボ制御部Ｃ４が電気的に接続されている。また、サーボ制御部Ｃ４には、サーボモータＭ４の回転角を検出するためのエンコーダＥ４が電気的に接続されている。また、ポジショナ制御部３１ｂには、医療用台車３の前輪を駆動するサーボモータＭ５を制御するためのサーボ制御部Ｃ５が電気的に接続されている。また、サーボ制御部Ｃ５には、サーボモータＭ５の回転角を検出するためのエンコーダＥ５が電気的に接続されている。

また、入力装置３３から準備位置の設定などに関する動作指令が、ポジショナ制御部３１ｂに入力される。ポジショナ制御部３１ｂは、入力装置３３から入力された動作指令と、エンコーダＥ４により検出された回転角とに基づいて位置指令を生成するとともに、位置指令をサーボ制御部Ｃ４に出力する。サーボ制御部Ｃ４は、ポジショナ制御部３１ｂから入力された位置指令と、エンコーダＥ４により検出された回転角とに基づいて、電流指令を生成するとともに、電流指令をサーボモータＭ４に出力する。これにより、入力装置３３に入力された動作指令に沿うように、ポジショナ４０が移動される。同様に、入力装置３３からの動作指令に基づいて、ポジショナ制御部３１ｂは、医療用台車３を移動させる。

次に、ピボット位置ＰＰの設定について説明する。

第１実施形態では、図１４に示すように、制御部３１は、ピボットボタン８５により教示されたことに基づいて仮ピボット位置ＰＰ１を設定して記憶部３２に記憶し、仮ピボット位置ＰＰ１から所定の長さＬ１分調整された位置をピボット位置ＰＰとして記憶部３２に記憶する。なお、ピボットボタン８５は、ピボット位置教示部の一例である。

具体的には、図９に示すように、アーム６０の先端に取り付けられた医療器具４としての図７に示す内視鏡６または図８に示すピボット位置教示器具７の先端が、操作部８０により、患者Ｐの体表面Ｓに挿入されたトロカールＴの挿入位置に対応する位置まで移動される。そして、ピボットボタン８５が押下される。これにより、仮ピボット位置ＰＰ１が設定される。そして、仮ピボット位置ＰＰ１から所定の長さＬ１分調整された位置がピボット位置ＰＰとして記憶部３２に記憶される。なお、ピボット位置ＰＰは、１つの点として設定され、ピボット位置ＰＰの設定は、医療器具４の方向を設定するものではない。

また、第１実施形態では、図１４に示すように、制御部３１は、仮ピボット位置ＰＰ１に対して、医療器具４が延びる方向に沿って所定の長さＬ１分調整された位置をピボット位置ＰＰとして記憶部３２に記憶する。なお、医療器具４が延びる方向とは、Ｚ方向である。また、ピボット位置ＰＰは、仮ピボット位置ＰＰ１に対して医療器具４の先端側であるＺ１方向、または、医療器具４の基端側であるＺ２方向に、所定の長さＬ１分移動された点である。

また、第１実施形態では、図１５に示すように、医療用マニピュレータ１は、所定の長さＬ１を予め入力するためのタッチパネル２３を備えている。そして、制御部３１は、仮ピボット位置ＰＰ１に対して、予め入力された所定の長さＬ１分調整された位置をピボット位置ＰＰとして記憶部３２に記憶する。なお、予めとは、ピボット位置ＰＰが設定される前を意味する。

具体的には、第１実施形態では、タッチパネル２３は、遠隔操作装置２に配置されている。タッチパネル２３は、アーム６０の番号を選択する選択部２３ａを含む。アーム６０の番号として、１、２、３または４のいずれかが選択される。また、アーム６０の番号１～４は、それぞれ、アーム６０ａ～６０ｄに対応する。また、タッチパネル２３は、調整量を入力するための調整量入力部２３ｂを含む。なお、調整量とは、所定の長さＬ１を意味する。調整量入力部２３ｂは、予め定められた限度までの長さを入力することが可能である。予め定められた限度は、たとえば、－１０ｍｍ以上＋３０ｍｍ以下である。また、タッチパネル２３は、登録ボタン２３ｃを含む。操作者により、アーム６０の番号が選択され、かつ、調整量が入力された状態で、操作者は、登録ボタン２３ｃを押下する。

そして、図１６に示すように、登録ボタン２３ｃが押下されることにより、問い合わせ画面２３ｄが遠隔操作装置２のタッチパネル２３に表示される。問い合わせ画面２３ｄは、ピボット位置ＰＰの変更を許可するか否かを操作者に問い合わせるための画面である。問い合わせ画面２３ｄには、ピボット位置ＰＰの変更するアーム６０の番号、および、調整量が表示される。また、調整量がアーム６０毎に表示される。また、問い合わせ画面２３ｄには、はい、いいえ、全アームに適用のボタンが表示されている。はい、のボタンが押下されることにより、調整量が記憶部３２に記憶される。いいえ、ボタンが押下された場合には、調整量は記憶部３２に記憶されない。全アームに適用のボタンが押下された場合には、登録ボタン２３ｃが押下された際の調整量が全てのアーム６０の調整量として記憶部３２に記憶される。

このように、第１実施形態では、制御部３１は、アーム６０ａ～６０ｄに対して、それぞれ、仮ピボット位置ＰＰ１から所定の長さＬ１分調整された位置をピボット位置ＰＰとして記憶部３２に記憶する。

また、図１４に示すように、ピボット位置ＰＰは、患者Ｐの腹壁Ｆの厚み方向の中央部に設定されることが好ましい。なお、患者Ｐの腹壁Ｆは、たとえば、腹壁である。そこで、操作者は、ピボット位置ＰＰが患者Ｐの腹壁Ｆの厚み方向の中央部に設定されるように、調整量を入力する。たとえば、腹壁Ｆの厚みが小さい患者Ｐに対しては、操作者は、比較的小さい調整量を設定する。また、腹壁Ｆの厚みが大きい患者Ｐに対しては、操作者は、比較的大きい調整量を設定する。これにより、制御部３１は、患者Ｐの腹壁Ｆの厚み方向の中央部にピボット位置ＰＰが位置するように仮ピボット位置ＰＰ１を調整する。そして、調整されたピボット位置ＰＰを記憶部３２に記憶する。なお、中央部とは、中央そのものと、中央の近傍を含む概念である。

また、第１実施形態では、図１４に示すように、タッチパネル２３は、ピボット位置ＰＰの変更を受け付ける。そして、制御部３１は、ピボット位置ＰＰを記憶部３２に記憶した後、タッチパネル２３によりピボット位置ＰＰの変更が受け付けられた場合、受け付けた変更後のピボット位置ＰＰを記憶部３２に記憶する。具体的には、タッチパネル２３は、現在のピボット位置ＰＰからの変更量を受け付ける。そして、制御部３１は、医療器具４が延びるＺ方向に沿って変更量の分移動された位置を変更後のピボット位置ＰＰとして記憶部３２に記憶する。

具体的には、ピボット位置ＰＰが一旦設定された後、手術中などにピボット位置ＰＰの変更が行われる。タッチパネル２３には、ピボット位置ＰＰの設定前と同様に、選択部２３ａ、調整量入力部２３ｂ、および、登録ボタン２３ｃが表示されている。操作者は、選択部２３ａにより、ピボット位置ＰＰを変更するアーム６０の番号を選択する。また、操作者は、調整量入力部２３ｂにより、ピボット位置ＰＰの変更量を入力する。そして、操作者は、登録ボタン２３ｃを押下する。そして、登録ボタン２３ｃが押下されることにより、図１６に示す問い合わせ画面２３ｄが遠隔操作装置２のタッチパネル２３に表示される。

たとえば、図１７に示すように、ピボット位置ＰＰをＸＹ方向（図１１参照）に変更させる際には、操作者によってジョイスティック８２がピボット位置ＰＰを移動させたい方向に操作される。このときピボット位置ＰＰは、仮ピボット位置ＰＰ１から＋２０ｍｍ、医療器具４の先端側に移動した点が設定されている。その後、タッチパネル２３により、ピボット位置ＰＰを０ｍｍにする変更が受け付けられる。これにより、－２０ｍｍ、医療器具４の基端側に移動した点にピボット位置ＰＰが変更される。また、現在の医療器具４の姿勢でのシャフト４ｃが延びる方向に沿ってピボット位置ＰＰが移動される。その後、医療器具４の長手方向が所望のピボット位置ＰＰと平行になるように操作者は医療器具４の姿勢を変更する。さらに、タッチパネル２３により、ピボット位置ＰＰを＋１０ｍｍにする変更が受け付けられる。これにより、ＸＹ方向に移動し、且つ、＋１０ｍｍ、医療器具４の先端側に移動した点にピボット位置ＰＰが変更される。

なお、ピボット位置ＰＰの変更は、操作者がモニタ２４を覗いている時には受け付けられず、操作者の頭がモニタ２４から離間された状態のときに受け付けられる。操作者がモニタ２４を覗いているか否かは、図１に示されるセンサ２４１によって検知される。また、ピボット位置ＰＰが変更されたことを、モニタ２４に表示してもよい。

なお、問い合わせ画面２３ｄの、はい、のボタンが押下された後に操作者がモニタ２４を覗いた場合に、制御部３１によってピボット位置ＰＰの変更が終了していれば、ピボット位置ＰＰが変更されてもよい。また、問い合わせ画面２３ｄの、はい、のボタンが押下された後に操作者が覗いた場合に、制御部３１によってピボット位置ＰＰの変更が終了していなければ、ピボット位置ＰＰは変更されなくてもよい。

また、問い合わせ画面２３ｄの、はい、のボタンが押下された後に操作者が操作用マニピュレータアーム２１を操作した場合に、制御部３１によってピボット位置ＰＰの変更が終了していれば、ピボット位置ＰＰが変更されてもよい。また、問い合わせ画面２３ｄの、はい、のボタンが押下された後に操作者が操作用マニピュレータアーム２１を操作した場合に、制御部３１によってピボット位置ＰＰの変更が終了していなければ、ピボット位置ＰＰは変更されなくてもよい。

次に、医療用マニピュレータ１によるピボット位置設定方法について説明する。なお、４つのアーム６０のうちの１つのアーム６０には、内視鏡６が取り付けられ、他のアーム６０には、ピボット位置教示器具７が取り付けられている。また、患者Ｐの体表面Ｓには、トロカールＴが挿入されている。

まず、図１８に示すように、ステップＳ１において、タッチパネル２３により、各アーム６０に対する調整量の入力が受け付けられる。

次に、ステップＳ２において、図９に示すように、操作部８０は、アーム６０の先端に取り付けられた内視鏡６の先端を、患者Ｐの体表面Ｓに挿入されたトロカールＴの挿入位置に対応する位置まで移動させる。具体的には、内視鏡６の先端が、患者Ｐの体表面Ｓに挿入されたトロカールＴの外表面ＴＳと体表面Ｓとが接する位置まで移動される。

次に、ステップＳ３において、内視鏡６の先端をトロカールＴの挿入位置に対応する位置まで移動させた状態で、ピボットボタン８５が押下される。これにより、制御部３１は、ピボットボタン８５の操作を受け付ける。

次に、ステップＳ４において、第１実施形態では、図１４に示すように、制御部３１は、ピボットボタン８５により教示されたことに基づいて仮ピボット位置ＰＰ１を設定して記憶部３２に記憶する。

次に、ステップＳ５において、第１実施形態では、制御部３１は、設定された仮ピボット位置ＰＰ１から所定の長さＬ１分調整された位置をピボット位置ＰＰとして記憶部３２に記憶する。

次に、ステップＳ６において、表示部３３ａは、アーム６０のピボット位置ＰＰが記憶されたことを表示する。具体的には、内視鏡６が取り付けられたアーム６０に対応する番号の下方に、チェックマークＣＭが表示される。

次に、ステップＳ７において、操作部８０のモードインジケータ８４ａは、ピボット位置ＰＰが記憶されたことを表示する。具体的には、内視鏡６が取り付けられたアーム６０に取り付けられた操作部８０のモードインジケータ８４ａが点灯する。

このように、最初に、内視鏡６が取り付けられた一つのアーム６０に対してピボット位置ＰＰが設定される。その後、上記のステップＳ２～Ｓ７が繰り返されることにより、ピボット位置教示器具７が取り付けられた残りのアーム６０に対してピボット位置ＰＰが設定される。

次に、医療用マニピュレータ１を用いた施術の手順について説明する。医療用マニピュレータ１を用いた施術においては、最初に、医療用台車３が操作者によって、手術室内の所定の位置に移動される。次に、操作者は、入力装置３３に含まれるタッチパネルを操作することにより、アームベース５０と、手術台５または患者Ｐとが所望の位置関係になるように、ポジショナ４０を動作させることによりアームベース５０を移動させる。また、患者Ｐの体表に配置されたトロカールＴと医療器具４とが、所定の位置関係になるようにアーム６０が移動される。トロカールＴは、手術器具等を体腔に挿入するための作業用チャンネルとなる。また、操作者によってジョイスティック８２およびスイッチ部８３が操作されることにより、複数のアーム６０が所望の位置に移動される。そして、上記のようにピボット位置ＰＰが設定される。そして、ポジショナ４０を静止させた状態で、遠隔操作装置２からの指令に基づいて、複数のアーム６０および医療器具４が動作される。これにより、医療用マニピュレータ１による施術が行われる。

［第１実施形態の効果］
第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第１実施形態では、上記のように、制御部３１は、ピボットボタン８５により教示されたことに基づいて仮ピボット位置ＰＰ１を設定し、仮ピボット位置ＰＰ１から所定の長さＬ１分調整された位置をピボット位置ＰＰとして記憶部３２に記憶する。これにより、患者Ｐの体表面Ｓにおいて設定された仮ピボット位置ＰＰ１から所定の長さＬ１分調整された位置をピボット位置ＰＰとすることができる。たとえば、患者Ｐの体表面Ｓよりも腹壁Ｆの中心側にピボット位置ＰＰを設定することができる。このため、ピボット位置ＰＰを適切な位置に設定することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、制御部３１は、仮ピボット位置ＰＰ１に対して、医療器具４が延びる方向に沿って所定の長さＬ１分調整された位置をピボット位置ＰＰとして記憶部３２に記憶する。これにより、仮ピボット位置ＰＰ１に対して医療器具４が延びる方向に沿って所定の長さＬ１分調整することにより、容易に、患者Ｐの体表面Ｓよりも腹壁Ｆの中心側にピボット位置ＰＰを設定することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、制御部３１は、仮ピボット位置ＰＰ１に対して、予め入力された所定の長さＬ１分調整された位置をピボット位置ＰＰとして記憶部３２に記憶する。これにより、操作者によりピボットボタン８５の１回の操作のみで、仮ピボット位置ＰＰ１の設定と、ピボット位置ＰＰの記憶とが行われる。このため、ピボット位置ＰＰの設定作業が複雑化するのを抑制することができるので、操作者の負担を軽減することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、タッチパネル２３は、遠隔操作装置２に配置されている。これにより、タッチパネル２３が遠隔操作装置２を操作する医師などの近傍に配置される。このため、医師などが、容易に、所定の長さＬ１を予め入力することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、制御部３１は、複数のアーム６０に対して、それぞれ、仮ピボット位置ＰＰ１から所定の長さＬ１分調整された位置をピボット位置ＰＰとして記憶部３２に記憶する。これにより、複数のアーム６０毎に、適切にピボット位置ＰＰを設定することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、制御部３１は、ピボット位置ＰＰを記憶部３２に記憶した後、タッチパネル２３によりピボット位置ＰＰの変更が受け付けられた場合、受け付けた変更後のピボット位置ＰＰを記憶部３２に記憶する。これにより、一旦ピボット位置ＰＰが設定された後でも、医師などの操作者がピボット位置ＰＰの変更を行うことができる。このため、一旦ピボット位置ＰＰが設定された後に、患者Ｐが動いた場合などでも、適切なピボット位置ＰＰを設定することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、タッチパネル２３は、ピボット位置ＰＰからの変更量を受け付け、制御部３１は、医療器具４が延びる方向に沿って変更量の分移動された位置を変更後のピボット位置ＰＰとして記憶部３２に記憶する。これにより、受け付けた変更量の分ピボット位置ＰＰを移動させるだけでピボット位置ＰＰが変更できる。このため、制御部３１の制御負担を軽減することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、制御部３１は、患者Ｐの腹壁Ｆの厚み方向の中央部をピボット位置ＰＰとする。これにより、医療器具４がピボット位置ＰＰを支点として回転することに起因する、患者Ｐの腹壁Ｆに対する影響を効果的に低減することができる。

［第２実施形態］
第２実施形態のピボット位置設定方法について説明する。

第２実施形態では、図１９に示すように、上記第１実施形態のステップＳ１は行われない。また、ステップＳ２およびＳ３の動作は、上記第１実施形態と同様である。

第２実施形態では、ステップＳ４ａにおいて、図２０に示すように、制御部３１は、アーム６０の先端に取り付けられた医療器具４の先端が、患者Ｐの体表面Ｓに挿入されたトロカールＴの挿入位置に対応する位置まで移動された状態で、ピボットボタン８５が操作されることにより第１の仮ピボット位置ＰＰ１１を設定する。

次に、ステップＳ４ｂにおいて、図２１に示すように、医療器具４の先端が患者Ｐの体内に位置するトロカールＴの先端に対応する位置に移動された状態で、ピボットボタン８５が操作されることにより、制御部３１は第２の仮ピボット位置ＰＰ１２を設定する。なお、予め患者Ｐの体表面Ｓから内視鏡６が挿入されている。操作者は、内視鏡６によって撮像された画像から、医療器具４の先端がトロカールＴの先端に対応する位置に移動されたことを確認する。

次に、ステップＳ５ａにおいて、制御部３１は、第１の仮ピボット位置ＰＰ１１および第２の仮ピボット位置ＰＰ１２に基づいて調整された位置をピボット位置ＰＰとして記憶部３２に記憶する。具体的には、制御部３１は、第１の仮ピボット位置ＰＰ１１と第２の仮ピボット位置ＰＰ１２との間の距離Ｌ１１から、トロカールＴの先端の患者Ｐの腹壁Ｆから体内側への突出量Ｌ１２を差分して差分値Ｌ１３を算出する。そして、制御部３１は、差分値Ｌ１３の１／２の分だけ第１の仮ピボット位置ＰＰ１１から患者Ｐの体内側に移動された位置をピボット位置ＰＰとして記憶部３２に記憶する。トロカールＴの突出量Ｌ１２は、予め定められた規定値である。また、図２２に示すように、トロカールＴには目盛が付されている。操作者は、内視鏡６によって撮像された画像から突出量Ｌ１２が規定値となるようにトロカールＴの目盛を参照しながら、トロカールＴの挿入量を調整する。なお、差分値Ｌ１３は、所定の長さの一例である。

なお、ステップＳ６およびＳ７の動作は、上記第１実施形態と同様である。

［第２実施形態の効果］
第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第２実施形態では、上記のように、制御部３１は、第１の仮ピボット位置ＰＰ１１および第２の仮ピボット位置ＰＰ１２に基づいて調整された位置をピボット位置ＰＰとして記憶部３２に記憶する。これにより、患者Ｐの腹壁Ｆの厚みが分からない場合でも、第１の仮ピボット位置ＰＰ１１および第２の仮ピボット位置ＰＰ１２に基づいて、患者Ｐの腹壁Ｆの厚みに応じて適切にピボット位置ＰＰを設定することができる。

また、第２実施形態では、上記のように、制御部３１は、差分値Ｌ１３の１／２の分だけ第１の仮ピボット位置ＰＰ１１から患者Ｐの体内側に移動された位置をピボット位置ＰＰとして記憶部３２に記憶する。ここで、差分値Ｌ１３の１／２の分だけ第１の仮ピボット位置ＰＰ１１から患者Ｐの体内側に移動した位置が、患者Ｐの腹壁Ｆの厚み方向の中央に相当する。このため、患者Ｐの腹壁Ｆの厚み方向の中央にピボット位置ＰＰを設定することができる。

［変形例］
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。

たとえば、上記第１および第２実施形態では、仮ピボット位置ＰＰ１に対して、医療器具４が延びる方向に沿って所定の長さＬ１分調整された位置がピボット位置ＰＰとされる例を示したが、本開示はこれに限られない。たとえば、所定の長さＬ１分調整する方向を、鉛直方向などに設定してもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、医療用台車３の制御部３１によりピボット位置ＰＰが設定される例を示したが、本開示はこれに限られない。たとえば、医療用台車３の制御部３１以外の制御装置によりピボット位置ＰＰが設定されてもよい。

また、上記第１実施形態では、タッチパネル２３が遠隔操作装置２に配置されている例を示したが、本開示はこれに限られない。たとえば、タッチパネル２３を遠隔操作装置２以外の部分に配置してもよい。

また、上記第１実施形態では、ピボットボタン８５の押下によりピボット位置ＰＰが記憶される例を示したが、本開示はこれに限られない。たとえば、押下以外の操作によってピボット位置ＰＰが記憶されてもよい。

また、上記第１実施形態では、操作者が所定の長さＬ１を予めタッチパネル２３に入力する例を示したが、本開示はこれに限られない。たとえば、制御部３１は、事前に撮影された患者Ｐの画像から作成された３次元モデルに基づいて、患者Ｐの腹壁Ｆの厚みを算出する。そして、制御部３１は、仮ピボット位置ＰＰ１に対して、厚みの１／２の長さ分調整された位置をピボット位置ＰＰとして記憶部３２に記憶してもよい。具体的には、制御部３１は、ＣＴ装置などによって撮影された患者Ｐの画像から生成された３次元モデルを取得する。そして、３次元モデルに基づいて、患者Ｐの腹壁Ｆの厚みを算出する。このように３次元モデルに基づいてピボット位置ＰＰを設定することにより、患者Ｐの腹壁Ｆの厚みに個人差がある場合でも、個々の患者Ｐの腹壁Ｆの厚みに応じて適切にピボット位置ＰＰを設定することができる。

また、上記第２実施形態では、第１の仮ピボット位置ＰＰ１１と第２の仮ピボット位置ＰＰ１２との間の距離Ｌ１１から、トロカールＴの先端の突出量Ｌ１２を差分して差分値Ｌ１３の１／２の分だけ第１の仮ピボット位置ＰＰ１１から移動された位置がピボット位置ＰＰとされる例を示したが、本開示はこれに限られない。たとえば、差分値Ｌ１３の１／２とは異なる大きさの分だけ第１の仮ピボット位置ＰＰ１１から移動された位置をピボット位置ＰＰとしてもよい。

また、上記第１実施形態では、タッチパネル２３が、所定の長さＬ１と、ピボット位置ＰＰの変更量との両方を受け付ける例を示したが、本開示はこれに限られない。たとえば、所定の長さＬ１を予め入力するためのタッチパネル２３とは別個にピボット位置ＰＰの変更を受け付ける受付部を配置してもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、患者Ｐの腹壁Ｆの厚み方向の中央部にピボット位置ＰＰが設定される例を示したが、本開示はこれに限られない。たとえば、患者Ｐの腹壁Ｆの厚み方向の中央部よりも体表面Ｓに近い側、または、患者Ｐの腹壁Ｆの厚み方向の中央部よりも体表面Ｓに遠い側にピボット位置ＰＰが設定されてもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、アーム６０にピボット位置教示器具７が取り付けられた状態で、ピボット位置ＰＰが設定される例を示したが本開示はこれに限られない。本開示では、アーム６０に実際に使用する鉗子などが取り付けられた状態で、ピボット位置ＰＰが設定されてもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、アーム６０が４つ設けられている例を示したが、本開示はこれに限られない。本開示では、アーム６０の数は、少なくとも１つ以上設けられていれば他の任意の数であってもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、アーム部６１およびポジショナ４０が７軸多関節ロボットから構成されている例を示したが、本開示はこれに限られない。たとえば、アーム部６１およびポジショナ４０が７軸多関節ロボット以外の軸構成の多関節ロボットなどから構成されていてもよい。７軸多関節ロボット以外の軸構成とは、例えば、６軸や８軸である。

また、上記第１および第２実施形態では、医療用マニピュレータ１が、医療用台車３と、ポジショナ４０と、アームベース５０とを備えている例を示したが、本開示はこれに限らない。たとえば、医療用台車３と、ポジショナ４０と、アームベース５０は必ずしも必要なく、医療用マニピュレータ１が、アーム６０だけで構成されてもよい。

本明細書で開示する要素の機能は、開示された機能を実行するよう構成またはプログラムされた汎用プロセッサ、専用プロセッサ、集積回路、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）、従来の回路、および／または、それらの組み合わせ、を含む回路または処理回路を使用して実行できる。プロセッサは、トランジスタやその他の回路を含むため、処理回路または回路と見なされる。本開示において、回路、ユニット、または手段は、列挙された機能を実行するハードウェアであるか、または、列挙された機能を実行するようにプログラムされたハードウェアである。ハードウェアは、本明細書に開示されているハードウェアであってもよいし、あるいは、列挙された機能を実行するようにプログラムまたは構成されているその他の既知のハードウェアであってもよい。ハードウェアが回路の一種と考えられるプロセッサである場合、回路、手段、またはユニットはハードウェアとソフトウェアの組み合わせであり、ソフトウェアはハードウェアおよび／またはプロセッサの構成に使用される。

１ 医療用マニピュレータ（手術支援システム）
２ 遠隔操作装置
４ 医療器具
２１ 操作用マニピュレータアーム（操作ハンドル）
２３ タッチパネル（入力部、受付部）
３１ 制御部
３２ 記憶部
６０ アーム
８５ ピボットボタン（ピボット位置教示部）
Ｆ 腹壁
Ｌ１ 所定の長さ
Ｌ１１ 第１の仮ピボット位置と第２の仮ピボット位置との間の距離
Ｌ１２ 突出量
Ｌ１３ 差分値（所定の長さ）
Ｐ 患者
ＰＰ ピボット位置
ＰＰ１ 仮ピボット位置
ＰＰ１１ 第１の仮ピボット位置
ＰＰ１２ 第２の仮ピボット位置
Ｓ 体表面
Ｔ トロカール

Claims (12)

1. 先端に医療器具が取り付けられるアームと、
   前記アームに取り付けられた前記医療器具の移動の支点となるピボット位置を教示するためのピボット位置教示部と、
   記憶部と、
   制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記ピボット位置教示部により教示されたことに基づいて仮ピボット位置を設定し、
   前記仮ピボット位置から所定の長さ分調整された位置を前記ピボット位置として前記記憶部に記憶する、手術支援システム。
2. 前記制御部は、前記仮ピボット位置に対して、前記医療器具が延びる方向に沿って前記所定の長さ分調整された位置を前記ピボット位置として前記記憶部に記憶する、請求項１に記載の手術支援システム。
3. 前記所定の長さを予め入力するための入力部をさらに備え、
   前記制御部は、前記仮ピボット位置に対して、予め入力された前記所定の長さ分調整された位置を前記ピボット位置として前記記憶部に記憶する、請求項１または２に記載の手術支援システム。
4. 前記医療器具を操作するための操作ハンドルを含む遠隔操作装置をさらに備え、
   前記入力部は、前記遠隔操作装置に配置されている、請求項３に記載の手術支援システム。
5. 前記制御部は、
   事前に撮影された患者の画像から作成された３次元モデルに基づいて、前記患者の腹壁の厚みを算出し、
   前記仮ピボット位置に対して、前記厚みの１／２の長さ分調整された位置を前記ピボット位置として前記記憶部に記憶する、請求項１または２に記載の手術支援システム。
6. 前記制御部は、
   前記アームの先端に取り付けられた前記医療器具の先端が、患者の体表面に挿入されたトロカールの挿入位置に対応する位置まで移動された状態で、前記ピボット位置教示部が操作されることにより第１の前記仮ピボット位置を設定し、
   前記医療器具の先端が前記患者の体内に位置する前記トロカールの先端に対応する位置に移動された状態で、前記ピボット位置教示部が操作されることにより第２の前記仮ピボット位置を設定し、
   前記第１の仮ピボット位置および前記第２の仮ピボット位置に基づいて調整された位置を前記ピボット位置として前記記憶部に記憶する、請求項１または２に記載の手術支援システム。
7. 前記制御部は、
   前記第１の仮ピボット位置と前記第２の仮ピボット位置との間の距離から、前記トロカールの先端の前記患者の腹壁から体内側への突出量を差分して差分値を算出し、
   前記差分値の１／２の分だけ前記第１の仮ピボット位置から前記患者の体内側に移動された位置を前記ピボット位置として前記記憶部に記憶する、請求項６に記載の手術支援システム。
8. 前記アームは、複数備えられており、
   前記制御部は、前記複数のアームに対して、それぞれ、前記仮ピボット位置から前記所定の長さ分調整された位置を前記ピボット位置として前記記憶部に記憶する、請求項１～７のいずれか１項に記載の手術支援システム。
9. 前記ピボット位置の変更を受け付ける受付部をさらに備え、
   前記制御部は、前記ピボット位置を前記記憶部に記憶した後、前記受付部により前記ピボット位置の変更が受け付けられた場合、受け付けた変更後の前記ピボット位置を前記記憶部に記憶する、請求項１～８のいずれか１項に記載の手術支援システム。
10. 前記受付部は、前記ピボット位置からの変更量を受け付け、
    前記制御部は、前記医療器具が延びる方向に沿って前記変更量の分移動された位置を変更後の前記ピボット位置として前記記憶部に記憶する、請求項９に記載の手術支援システム。
11. 前記制御部は、患者の腹壁の厚み方向の中央部に前記ピボット位置が位置するように、前記仮ピボット位置に対して、前記所定の長さ分調整された位置を前記ピボット位置として前記記憶部に記憶する、請求項１～１０のいずれか１項に記載の手術支援システム。
12. アームに取り付けられた医療器具の移動の支点となるピボット位置を教示するためのピボット位置教示部の操作を受け付けるステップと、
    前記ピボット位置教示部により教示されたことに基づいて仮ピボット位置を設定するステップと、
    設定された前記仮ピボット位置から所定の長さ分調整された位置を前記ピボット位置として記憶部に記憶するステップとを備える、ピボット位置設定方法。
    
    
    

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