JP5646186B2 - Organ contactor and medical master / slave system - Google Patents
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Description
本発明は、臓器に接触する臓器接触具及び該臓器接触具を具備する医療用マスタ・スレーブシステムに関する。 The present invention relates to an organ contact tool that contacts an organ and a medical master / slave system including the organ contact tool.
従来の心臓外科手術においては、胸腔内へのアクセスは、胸骨を切開して(正中胸骨切開術)行なわれている。そして、胸腔内へのアクセスが前記のようにして行なわれる場合、開創器が胸の切開位置に配置され、該開創器によって胸骨及び組織が広げられ、大きな開口が形成される。そして、外科用器具がその開口を通して配置され、心臓外科手術が行われる。 In conventional cardiac surgery, access to the thoracic cavity is performed by incising the sternum (median sternotomy). When access to the thoracic cavity is performed as described above, the retractor is placed at the incision position of the chest, and the sternum and tissue are expanded by the retractor to form a large opening. A surgical instrument is then placed through the opening and a cardiac surgery is performed.
ところで、最も一般的な心臓外科手術の1つは、冠動脈バイパス手術(Coronary Artery Bypass Grafting:以下、CABGと称する)である。このCABGでは、1つ又は複数の冠動脈内の閉塞が、その閉塞の下流側の冠動脈に移植血管(以下、グラフトと称する)を接続することによってバイパスされる。 By the way, one of the most common cardiac surgery is coronary artery bypass grafting (hereinafter referred to as CABG). In this CABG, an occlusion in one or more coronary arteries is bypassed by connecting a graft vessel (hereinafter referred to as a graft) to the coronary artery downstream of the occlusion.
このように冠動脈にグラフトを接続する技術は、吻合術として知られている。前記グラフトとしては、例えば、胸の壁から切開された内胸動脈が用いられる。この場合、内胸動脈の上流側の端部は無傷のまま残され、内胸動脈の下流側の端部が冠動脈に接続される。 This technique of connecting a graft to a coronary artery is known as anastomosis. As the graft, for example, an internal thoracic artery incised from the chest wall is used. In this case, the upstream end of the internal thoracic artery is left intact, and the downstream end of the internal thoracic artery is connected to the coronary artery.
また、前記グラフトとしては、患者の体の何れの部分からの動脈又は静脈を用いても良い。更には、前記グラフトとして、人工血管移植片を用いることもできる。この場合には、移植片の上流側の端部は大動脈などの動脈に接続され、下流側の端部が冠動脈に接続される。上述のようにして、心臓の正面、側面及び背面の様々な位置の複数の冠動脈の閉塞が、複数のグラフトを用いてバイパスされる。 Further, as the graft, an artery or vein from any part of the patient's body may be used. Furthermore, an artificial blood vessel graft can also be used as the graft. In this case, the upstream end of the graft is connected to an artery such as the aorta, and the downstream end is connected to the coronary artery. As described above, occlusion of multiple coronary arteries at various locations on the front, side and back of the heart is bypassed using multiple grafts.
なお、CABGは、患者の心臓を停止して行われる。したがって、当該患者の血液は、人工心肺装置を用いて循環される。しかしながら、CABGは、「オフポンプ(Off−pump)冠動脈バイパス(以下、OPCABと称する)」として知られている技術を用いて、心臓を鼓動させながら行なうこともできる。つまり、OPCABによって、人工心肺装置の使用を避けることができる。 CABG is performed with the patient's heart stopped. Thus, the patient's blood is circulated using an oxygenator. However, CABG can also be performed while the heart is beating using a technique known as “off-pump coronary artery bypass (hereinafter referred to as OPCAB)”. That is, OPCAB can avoid the use of an oxygenator.
このOPCABにおいては、心臓を拍動させながら、冠動脈の吻合部位に近い心臓の表面が、スタビライザと称されている器具を用いて固定される。このスタビライザによる局部的な心臓表面(冠動脈の吻合部位に近い心臓の表面)の固定によって、当該部位における心臓の拍動を抑制することができる。つまり、スタビライザを用いることで、グラフトが冠動脈に接続される間、吻合部位ができるだけ動かないように保たれ、精密な処置を行なうことが可能となる。 In this OPCAB, the surface of the heart near the anastomosis site of the coronary artery is fixed using an instrument called a stabilizer while the heart is beating. By fixing the local heart surface (the surface of the heart near the anastomosis site of the coronary artery) by this stabilizer, the pulsation of the heart at the site can be suppressed. In other words, by using the stabilizer, the anastomosis site is kept from moving as much as possible while the graft is connected to the coronary artery, and a precise treatment can be performed.
このようなスタビライザに関連する技術として、例えば特許文献1に次のような技術が開示されている。すなわち、特許文献1には、臓器に対して所定の処置を施すときの術野を確保する術野確保装置であって、前記臓器に接触する接触部と、前記臓器と前記臓器に対して所定の処置を施すマニピュレータ部との相対的位置を固定して前記マニピュレータ部を保持するマニピュレータ保持部と、を具備する術野確保装置が開示されている。
As a technique related to such a stabilizer, for example,
ところで、特許文献1に開示されている術野確保装置では、臓器に対して接触する接触部とマニピュレータ部とを、マニピュレータ保持部によって固定する構造を採る。このように臓器に対して接触する部材と術具とを固定する構造は、処置の自由度(処置容易性)を高める構造ではない。
By the way, the surgical field securing device disclosed in
本発明は、前記の事情に鑑みて為されたものであり、処置の自由度(処置容易性)を向上させた臓器接触具及び医療用マスタ・スレーブシステムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide an organ contact tool and a medical master / slave system in which the degree of freedom of treatment (treatment ease) is improved.
前記の目的を達成するために、本発明の第1の態様による臓器接触具は、
臓器に接触する複数の接触部と、
前記臓器に処置を施す術具と、
前記接触部を支持する接触部支持部と、
少なくとも1自由度の可動性を有するように前記複数の接触部上にそれぞれ配設され、かつ前記複数の接触部に対して回転可能に配設された一つ以上の部材から成り、前記臓器に対する処置に用いられる一つ以上の前記術具を保持するマニピュレータ保持部と、
前記術具により処置される前記臓器を観察する観察部と、
前記接触部支持部に設けられ、前記観察部を保持する観察保持部と、
を具備し、
前記マニピュレータ保持部及び前記観察部保持部により前記臓器に対して前記術具を回転させて処置を施すことを特徴とする。
In order to achieve the above object, an organ contact device according to the first aspect of the present invention comprises:
A plurality of contact portions that contact the organ;
A surgical instrument for treating the organ;
A contact part support part for supporting the contact part;
It is composed of one or more members respectively disposed on the plurality of contact portions so as to have at least one degree of freedom of movement, and rotatably disposed with respect to the plurality of contact portions. A manipulator holding part for holding one or more of the surgical tools used in the treatment;
An observation unit for observing the organ treated by the surgical instrument;
An observation holding unit that is provided in the contact part support unit and holds the observation unit;
Comprising
The manipulator holding portion and against the organ by the observation unit holder by rotating the surgical instrument and said applying treated.
前記の目的を達成するために、本発明の第2の態様による医療用マスタ・スレーブシステムは、
医療用マスタ・スレーブシステムであって、
操作情報を位置・姿勢情報に変換して出力するマスタ装置と、
前記マスタ装置の出力に基づいて、前記スレーブ装置の動作制御を行なう制御装置と、
を具備し、
前記スレーブ装置は、
臓器に接触する複数の接触部と、
前記臓器に処置を施す術具と、
前記接触部を支持する接触部支持部と、
少なくとも1自由度の可動性を有するように前記複数の接触部上にそれぞれ配設され、かつ前記複数の接触部に対して回転可能に配設された一つ以上の部材から成り、前記臓器に対する処置に用いられる一つ以上の前記術具を保持するマニピュレータ保持部と、
前記術具により処置される前記臓器を観察する観察部と、
前記接触部支持部に設けられ、前記観察部を保持する観察保持部と、
を具備し、
前記マニピュレータ保持部及び前記観察部保持部により前記臓器に対して前記術具を回転させて処置を施す、
ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a medical master-slave system according to the second aspect of the present invention comprises:
A medical master / slave system,
A master device that converts operation information into position / posture information and outputs it;
A control device for controlling the operation of the slave device based on the output of the master device;
Comprising
The slave device is
A plurality of contact portions that contact the organ;
A surgical instrument for treating the organ;
A contact part support part for supporting the contact part;
It is composed of one or more members respectively disposed on the plurality of contact portions so as to have at least one degree of freedom of movement, and rotatably disposed with respect to the plurality of contact portions. A manipulator holding part for holding one or more of the surgical tools used in the treatment;
An observation unit for observing the organ treated by the surgical instrument;
An observation holding unit that is provided in the contact part support unit and holds the observation unit;
Comprising
The manipulator holding portion and against the organ by the observation unit holding portion subjected to treatment by rotating the surgical instrument,
It is characterized by that.
本発明によれば、処置の自由度(処置容易性)を向上させた臓器接触具及び医療用マスタ・スレーブシステムを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the organ contact tool and medical master / slave system which improved the freedom degree (procedure ease) of treatment can be provided.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る臓器接触具及び医療用マスタ・スレーブシステムについて説明する。
[第1実施形態]
図1は、本発明の第1実施形態に係る臓器接触具が適用された医療用マスタ・スレーブシステムの一構成例を示す図である。図2は、図1に示す医療用マスタ・スレーブシステムの制御システム構成を示すブロック図である。
Hereinafter, an organ contact device and a medical master / slave system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First embodiment]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a medical master / slave system to which an organ contact tool according to a first embodiment of the present invention is applied. FIG. 2 is a block diagram showing a control system configuration of the medical master / slave system shown in FIG.
図1及び図2に示すように、本一実施形態に係る臓器接触具が適用された医療用マスタ・スレーブシステムは、制御ユニット2と、マスタ部4と、カメラ表示部6と、臓器接触具を備えるスレーブ本体8と、を具備する。
前記制御ユニット2は、ユーザによるマスタ部4の操作に基づいて、スレーブ本体8における後述する各部の動作制御を行なう為の演算をする演算部2Aと、この演算部2Aによる演算結果に基づいてスレーブ本体8の動作制御を行なうスレーブ本体制御部2Bと、当該制御ユニット2、マスタ部4、カメラ表示部6、及びスレーブ本体8の各々に電源を供給する為の電源部2Cと、後述する観察部10B5及び観察カメラ部14を制御し且つ該それらによって取得した画像のカメラ表示部6への表示制御を行なうカメラ制御部2Dと、を有する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the medical master / slave system to which the organ contact device according to the present embodiment is applied includes a
The
前記マスタ部4は、ユーザによる当該マスタ部4における操作を位置・姿勢情報に変換し、制御ユニット2の演算部2Aに出力する。
前記カメラ表示部6は、観察部10B5及び観察カメラ部14による撮像で取得した画像を出力表示する。
前記スレーブ本体8は、本第1実施形態に係る臓器接触具10Bを含む臓器接触具スレーブ部10と、臓器等に対して各種処置を行なう為のマニピュレータスレーブ部12と、このマニピュレータスレーブ部12により処置される部位等の画像を撮像して取得する観察カメラ部14と、を有する。
The master unit 4 converts an operation performed by the user on the master unit 4 into position / posture information and outputs the position / posture information to the
The
The
前記臓器接触具スレーブ部10は、臓器接触具10Bを支持し且つスレーブ本体制御部2Bによる制御で臓器接触具10Bをユーザの所望の位置へ移動させる為の臓器接触具支持アーム部10Aと、この臓器接触具支持アーム部10Aを駆動するモータ11Aと、後述する臓器接触具10Bと、スレーブ本体制御部2Bによる制御で臓器接触具10Bを動作させる為のモータ11Bと、を有するスレーブ装置である。
The organ contact
なお、図1においては、臓器接触具10Bの寸法を、当該臓器接触具10Bが通過する体壁通過部の寸法よりも大きく描画しているが、これは本第1実施形態に係る臓器接触具10Bについての理解を容易にする為の便宜的な配慮によるものである。従って、実際には、当該臓器接触具10Bの寸法は、前記体壁通過部を通過可能な寸法であることは言うまでも無い。
In FIG. 1, the dimension of the
前記臓器接触具10Bは、図2に示すように、接触部10B1と、マニピュレータ部10B2と、臓器接触具支持部10B3と、マニピュレータ保持部10B4と、観察部10B5と、観察部保持部10B6と、を備える。
図3は、臓器接触具10Bの一構成例を示す斜視図である。図4は、臓器接触具10Bのうち接触部10B1の側面図である。
As shown in FIG. 2, the
FIG. 3 is a perspective view showing a configuration example of the
前記接触部10B1は、図4に示すように臓器50(例えば心臓)に対して接触する接触基部10B1aと、各種術具等を保持する術具保持部10B1bと、を備える。なお、図4に示す側面図では、説明の便宜上、接触基部10B1aと術具保持部10B1bとの係合部位については断面を示している。 As shown in FIG. 4, the contact portion 10B1 includes a contact base portion 10B1a that comes into contact with an organ 50 (for example, the heart), and a surgical instrument holding portion 10B1b that holds various surgical tools. In the side view shown in FIG. 4, for convenience of explanation, a cross-section is shown with respect to an engagement portion between the contact base portion 10B1a and the surgical instrument holding portion 10B1b.
前記接触基部10B1aは、略環状の部材であり、臓器50に対して接触する面に設けられた一つ以上の吸引口10b1と、後述する術具保持部10B1bの凹部10b3と係合して臓器50表面に対して略水平方向に回転可能に術具保持部10B1bを保持する凸部10b2と、を備えている。この接触基部10B1aによる臓器50への接触により、接触基部10B1aは、臓器50の拍動と同期して拍動するようになる。
The contact base portion 10B1a is a substantially ring-shaped member that engages with one or more suction ports 10b1 provided on a surface that comes into contact with the
なお、詳細は後述するが、接触基部10B1aと係合している術具保持部10B1b、この術具保持部10B1bにより保持されているマニピュレータ部10B2及び観察部10B5も、当然ながら臓器50と同期拍動する。これにより、マニピュレータ部10B2及び観察部10B5と臓器50との相対的位置関係は、臓器50の拍動に関わらず常に固定される。従って、臓器50の拍動を完全に抑制できなくとも、臓器50の拍動により阻害されずに、マニピュレータ部10B2によって所望の処置を臓器50に施すことが可能となる。
Although details will be described later, the surgical instrument holding part 10B1b engaged with the contact base part 10B1a, the manipulator part 10B2 and the observation part 10B5 held by the surgical instrument holding part 10B1b are naturally synchronized with the
前記術具保持部10B1bは、接触基部10B1aの外形に沿った略環状の部材であり、接触基部10B1a上において接触基部10B1aの凸部10b2と係合する凹部10b3と、径方向に周壁部10wを貫通する貫通孔部10b4と、貫通孔部10b4に挿入された術具等を臓器50表面に対して垂直な方向に押圧して固定する術具固定螺子106が螺合される螺子孔部10b5と、を備える。
The surgical instrument holding portion 10B1b is a substantially annular member that follows the outer shape of the contact base portion 10B1a, and has a concave portion 10b3 that engages with the convex portion 10b2 of the contact base portion 10B1a on the contact base portion 10B1a, and a
前記吸引口10b1に吸引管T1が接続されている。この吸引口10b1は、接続された吸引管T1を介して負圧を掛けられることで、当該接触基部10B1aを臓器50に対して吸着固定する。つまり、この吸引口10b1は、当該臓器接触具10Bを臓器50に対して強固に固定する為の構成要件である。なお、当該臓器接触具10Bと臓器50とが同期は拍動する程度に安定して接触している状態であれば、当然ながら吸引口10b1は不要である。
A suction tube T1 is connected to the suction port 10b1. The suction port 10b1 is adsorbed and fixed to the
前記臓器50が例えば心臓のように拍動する臓器の場合、臓器50と接触部10B1とが同期拍動することで、術具保持部10B1bによって支持された術具等による処置を、あたかも臓器50の拍動が無いかのような状態で行うことができる。
前記凸部10b2と前記凹部10b3とが係合することで、術具保持部10B1bは、接触基部10B1a上で臓器50表面に対して略水平方向に回転可能に保持される。換言すれば、術具保持部10B1bは、臓器50表面に対する可動が1自由度を有するように、接触基部10B1aに保持されている。
In the case where the
As the convex portion 10b2 and the concave portion 10b3 are engaged, the surgical instrument holding portion 10B1b is held on the contact base portion 10B1a so as to be rotatable in a substantially horizontal direction with respect to the
なお、接触基部10B1aに凹部10b3を設け、術具保持部10B1bに凸部10b2を設けることで、接触基部10B1aと術具保持部10B1bとを係合させても勿論よい。つまり、凹凸構造による接触基部10B1aと術具保持部10B1bとの係合においては、凸部10b2/凹部10b3を設ける部材は限定されない。また前記凹凸構造の形成部位としては、例えば略環状の部材(接触基部10B1a、術具保持部10B1b)の径方向内側、径方向外側、及び径方向内外両側を挙げることができる。 Of course, the contact base portion 10B1a and the surgical instrument holding portion 10B1b may be engaged by providing the contact base portion 10B1a with the concave portion 10b3 and providing the surgical instrument holding portion 10B1b with the convex portion 10b2. That is, in the engagement between the contact base portion 10B1a and the surgical instrument holding portion 10B1b with the concavo-convex structure, the member provided with the convex portion 10b2 / concave portion 10b3 is not limited. Moreover, as a formation site | part of the said uneven | corrugated structure, the radial direction inner side, radial direction outer side, and radial inner side outer side of a substantially cyclic | annular member (contact base 10B1a, surgical-tool holding | maintenance part 10B1b) can be mentioned, for example.
前記貫通孔部10b4には、例えば内視鏡等の観察部10B5やマニピュレータ部10B2(或いはマニピュレータ部10B2等が挿通された管状部材である案内管105)等の術具が、それら術具の先端が当該接触部10B1の中空部位に位置して臓器50に対して露出するように、挿入される。
In the through-hole portion 10b4, for example, a surgical instrument such as an observation unit 10B5 such as an endoscope or a manipulator unit 10B2 (or a
この貫通孔部10b4は、環状の術具保持部10B1bの周壁部10wに複数設けられているので、複数の術具を同時に利用することができる。
なお、図3に示すように、貫通孔部10b4に案内管105を挿入し、この案内管105を介してマニピュレータ部10B2等の術具を挿入するように構成することで、術具保持部10B1bへの術具の抜き差しが容易になる。すなわち、案内管105によって術具が案内されるので、容易に術具を術具保持部10B1bの中空部まで到達させることができ、術具交換も容易になる。
Since this through-hole part 10b4 is provided with two or more by the surrounding
As shown in FIG. 3, the surgical instrument holding portion 10B1b is configured by inserting the
前記螺子孔部10b5は、貫通孔部10b4に対して垂直に(略環状の術具保持部10B1bの径方向に対して垂直に)形成されている。この螺子孔部10b5に螺合された術具固定螺子106が、当該貫通孔部10b4に挿入された観察部10B5やマニピュレータ部10B2等の術具(或いはそれらが挿通された案内管105)を、臓器50表面に対して略垂直な方向に押圧して固定する。この構成により、術具(及びそれらが挿通された案内管105)は抜き差し不能に固定される。
The screw hole portion 10b5 is formed perpendicular to the through hole portion 10b4 (perpendicular to the radial direction of the substantially annular surgical instrument holding portion 10B1b). The surgical
なお、この固定は必要に応じて行えばよく、完全な固定が不要な場合には、多少の抜き差しが可能な程度に固定しても勿論よい。このように多少の抜き差しが可能な程度に固定することで、より柔軟な術具の扱いが可能となる。
以下、術具保持部10B1bを接触基部10B1a上で回転操作させる為の機構(以降、回転操作機構と称する)の一例について説明する。図5は、回転操作機構の一例を示す上面図である。なお、説明の便宜上、同図においては術具保持部10B1b以外の部材については、図示を省略している。
Note that this fixing may be performed as necessary, and when complete fixing is not necessary, it may of course be fixed to such an extent that it can be slightly inserted and removed. By fixing to such an extent that it can be slightly inserted and removed, it is possible to handle the surgical instrument more flexibly.
Hereinafter, an example of a mechanism for rotating the surgical instrument holding unit 10B1b on the contact base 10B1a (hereinafter referred to as a rotation operation mechanism) will be described. FIG. 5 is a top view showing an example of the rotation operation mechanism. For convenience of explanation, illustration of members other than the surgical instrument holding portion 10B1b is omitted in FIG.
図5に示すように、回転操作機構は、一対の駆動ケーブル10c1,10c2と、これら駆動ケーブル10c1,10c2がそれぞれ挿通されているケーブル管10d1,10d2と、を備える。
前記駆動ケーブル10c1,10c2は、一端が術具保持部10B1bの外周壁面10woに固定され、且つ、他端が操作部(不図示)に連結された細径ワイヤである。なお、駆動ケーブル10c1と術具保持部10B1bの外周壁面10woとの固定点10s1と、駆動ケーブル10c2と術具保持部10B1bの外周壁面10woとの固定点10s2とは、図5に示す直線L(外周壁面10woを円周とする円の中心を通る直線)に対して略対称に設けられていることが好ましい。
As shown in FIG. 5, the rotation operation mechanism includes a pair of drive cables 10c1 and 10c2 and cable pipes 10d1 and 10d2 through which the drive cables 10c1 and 10c2 are inserted.
The drive cables 10c1 and 10c2 are small-diameter wires having one end fixed to the outer peripheral wall surface 10wo of the surgical instrument holding unit 10B1b and the other end connected to an operation unit (not shown). The fixing point 10s1 between the drive cable 10c1 and the outer peripheral wall surface 10wo of the surgical instrument holding portion 10B1b and the fixing point 10s2 between the drive cable 10c2 and the outer peripheral wall surface 10wo of the surgical instrument holding portion 10B1b are a straight line L ( It is preferable that they are provided substantially symmetrically with respect to a straight line passing through the center of the circle having the outer peripheral wall surface 10wo as a circumference.
前記ケーブル管10d1,10d2は、それぞれ駆動ケーブル10c1,10c2を収納する管状部材である。なお、このケーブル管10d1,10d2は、例えば前記吸引管T1に対して固定して設けてもよいし、前記吸引管T1とは別個独立に設けても勿論よい。 The cable pipes 10d1 and 10d2 are tubular members that house the drive cables 10c1 and 10c2, respectively. The cable pipes 10d1 and 10d2 may be provided fixed to the suction pipe T1, for example, or may be provided separately from the suction pipe T1.
回転操作方法としては、前記操作部(不図示)により、駆動ケーブル10c1,10c2の張力を適宜調整することで、前記固定点10s1,10s2を介して術具保持部10B1bに力を印加する。これにより、術具保持部10B1bが接触基部10B1a上で回転動作する。詳細な動作手段は後に説明する。 As a rotation operation method, a force is applied to the surgical instrument holding part 10B1b via the fixing points 10s1 and 10s2 by appropriately adjusting the tension of the drive cables 10c1 and 10c2 by the operation part (not shown). As a result, the surgical instrument holder 10B1b rotates on the contact base 10B1a. Detailed operation means will be described later.
この回転動作により、例えば内視鏡等の観察部10B5と、処置具であるマニピュレータ部10B2と、の相対的位置関係を維持したまま、術具保持部10B1bを、臓器50表面に対して略水平方向に回転させることができる。
つまり、あたかも臓器50自体を回転させているかのようにして処置を行うことが可能になる。従って、処置の自由度(処置容易性)は従来技術に比べて飛躍的に向上している。
By this rotation operation, for example, the surgical instrument holding part 10B1b is substantially horizontal with respect to the surface of the
That is, the treatment can be performed as if the
ところで、前記マニピュレータ部10B2は、臓器50に対して処置等を行なう為の処置具を成す器具である。なお、このマニピュレータ部10B2は、処置の自由度を向上させる観点からは、後述する屈曲部を備えた、いわゆる軟性の材料で構成することが好ましい。しかしながら、屈曲部を備えない、いわゆる硬性の材料でマニピュレータ部10B2を構成しても勿論よい。
By the way, the manipulator unit 10B2 is an instrument that constitutes a treatment instrument for performing a treatment or the like on the
前記臓器接触具支持部10B3は、臓器接触具10Bと支持アーム10Aとを連結する部材である。
前記マニピュレータ保持部10B4は、マニピュレータ部10B2を臓器接触具支持部10B3に連結して保持する部材である。
前記観察部10B5は、マニピュレータ部10B2によって処置等が施される部位を撮像する撮像装置である。
The organ contact tool support 10B3 is a member that connects the
The manipulator holding part 10B4 is a member that connects and holds the manipulator part 10B2 to the organ contact tool support part 10B3.
The observation unit 10B5 is an image pickup device that picks up an image of a part to be treated by the manipulator unit 10B2.
前記観察部保持部10B6は、観察部10B5を臓器接触具支持部10B3に連結して保持する部材である。
ところで、前記マニピュレータスレーブ部12は、マニピュレータ機構部12Bを支持し且つスレーブ本体制御部2Bによる制御でマニピュレータ機構部12Bをユーザの所望の位置へ移動させる為のマニピュレータ支持アーム部12Aと、マニピュレータ支持アーム部12Aを駆動するモータ13Aと、臓器50に対して所望の処置を行なう為のマニピュレータ機構部12Bと、スレーブ本体制御部2Bによる制御で前記マニピュレータ機構部12Bを動作させる為のモータ13Bと、を備える。
The observation part holding part 10B6 is a member that connects and holds the observation part 10B5 to the organ contact tool support part 10B3.
By the way, the
なお、前記マニピュレータスレーブ部12に関しては、本発明の特徴部ではないので、詳細な説明は省略する。
前記観察カメラ部14は、観察カメラ14Bを支持し且つスレーブ本体制御部2Bによる制御で観察カメラ14Bをユーザの所望の位置へ移動させる為の観察カメラ支持アーム部14Aと、観察カメラ支持アーム部14Aを駆動するモータ15と、臓器接触具スレーブ部10により臓器50を押圧する部位やマニピュレータスレーブ部12にて臓器50を処置する部位等を観察する為の画像を撮像して取得する観察カメラ14Bと、を備える。
The
The
なお、前記観察カメラ部14に関しては、本発明の特徴部ではないので、詳細な説明は省略する。
ところで、上述した接触基部10B1a上での術具保持部10B1bの回転動作は、主として次の2つの手段により実現することができる。
《動作手段1》術者の手動による動作
・ 術者が操作する術具の動きに伴って、術具保持部10B1bが接触基部10B1a上で回転動作する。
・ 術者が直接的に、術具保持部10B1bを接触基部10B1a上で回転動作させる。
《動作手段2》駆動部材(例えばモータ及びワイヤ等)を利用した動作
・ 接触基部10B1a上で術具保持部10B1bを回転させる為の駆動部材を設け、例えば前記マスタ部4を用いて当該駆動部材を操作することで、術具保持部10B1bを接触基部10B1a上で回転動作させる。
The
By the way, the rotation operation of the surgical instrument holding portion 10B1b on the contact base portion 10B1a described above can be realized mainly by the following two means.
<< Operation means 1 >> Manual operation of the surgeon ・ With the movement of the surgical instrument operated by the surgeon, the surgical instrument holder 10B1b rotates on the contact base 10B1a.
The surgeon directly rotates the surgical instrument holder 10B1b on the contact base 10B1a.
<< Operation means 2 >> Operation using a drive member (for example, a motor and a wire)-A drive member for rotating the surgical instrument holder 10B1b on the contact base 10B1a is provided. For example, the drive member using the master unit 4 is provided. Is operated to rotate the surgical instrument holder 10B1b on the contact base 10B1a.
以上説明したように、本第1実施形態によれば、処置の自由度(処置容易性)を向上させた臓器接触具及び医療用マスタ・スレーブシステムを提供することができる。
具体的には、マニピュレータ部10B2と観察部10B5とを保持して臓器50表面に固定される接触部10B1を、接触基部10B1aと術具保持部10B1bとにより構成する。そして、術具保持部10B1bを接触基部10B1a上で回転可能なように、術具保持部10B1bと接触基部10B1aとを係合させる。このような構成を採ることにより、臓器50に対して安定して載置された状態を維持しつつ、且つ、マニピュレータ部10B2と観察部10B5との相対的位置関係を変化させずに、あたかも臓器50自体を回転させているかのような状態を創り出して処置等を行うことができる。
As described above, according to the first embodiment, it is possible to provide an organ contact tool and a medical master / slave system with improved treatment flexibility (treatment ease).
Specifically, the contact portion 10B1 that holds the manipulator portion 10B2 and the observation portion 10B5 and is fixed to the surface of the
さらには、術具保持部10B1bにより支持されているマニピュレータ部10B2と観察部10B5との相対的位置関係を維持した状態で、術具保持部10B1bが接触基部10B1aに対して少なくとも1自由度を有するように構成されている。従って、術具保持部10B1bがどのように動こうとも、観察部10B5による視野に対するマニピュレータ部10B2の位置は変化しない。このことは、処置の容易性を格段に向上させた。 Furthermore, the surgical instrument holding part 10B1b has at least one degree of freedom with respect to the contact base part 10B1a while maintaining the relative positional relationship between the manipulator part 10B2 and the observation part 10B5 supported by the surgical instrument holding part 10B1b. It is configured as follows. Therefore, no matter how the surgical instrument holding unit 10B1b moves, the position of the manipulator unit 10B2 with respect to the visual field by the observation unit 10B5 does not change. This markedly improved the ease of treatment.
また、臓器50の拍動を完全に抑制できなくとも、臓器接触具10Bが臓器50の拍動と同期拍動することで、前記マニピュレータ部10B2によって所望の処置を臓器50に施すことができる。
また、上述したように臓器50と同期拍動する観察部10B5によって撮像された画像が、カメラ表示部6に再生出力されるので、マニピュレータ部10B2によって臓器50に施される処置の様子を、臓器50の拍動に起因するブレ等に悩まされること無く観察することができる。
Even if the pulsation of the
Further, as described above, since the image captured by the observation unit 10B5 that beats synchronously with the
さらには、術具等の器具を交換する際には、貫通孔部10b4に対する器具の抜き差し動作のみで器具交換可能な為、利便性が高い。前記案内管105を利用すると、更に抜き差し動作は容易となる。
また、本第1実施形態においては、術具等を保持する術具保持部10B1bを、臓器50に対して相対変位可能に構成する。この相対変位を実現する関節構造は、最低限1自由度を有する構造であればよい。
Furthermore, when exchanging an instrument such as a surgical instrument, the instrument can be exchanged only by inserting / removing the instrument with respect to the through hole 10b4. When the
In the first embodiment, the surgical instrument holder 10B1b that holds a surgical instrument or the like is configured to be relatively displaceable with respect to the
なお、術具保持部10B1bを、接触基部10B1aに対して上下方向(図3に示す矢印C方向)に移動可能に構成してもよい。これにより、臓器50表面に対する観察部10B5とマニピュレータ部10B2との可動範囲が拡大し、2自由度を有する構成となる。
In addition, you may comprise the surgical instrument holding | maintenance part 10B1b so that a movement to an up-down direction (arrow C direction shown in FIG. 3) is possible with respect to contact base 10B1a. As a result, the movable range of the observation unit 10B5 and the manipulator unit 10B2 with respect to the surface of the
ところで、本第1実施形態は上述の態様に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で、例えば次のような変形及び応用が可能なことは勿論である。
<変形例1>
以下、説明の重複を避ける為、第1実施形態との相違点を説明する。図6は、本変形例1に係る臓器接触具及び医療用マスタ・スレーブシステムにおける臓器接触具10Bの接触部10B1の側面図である。なお、図6に示す側面図においては、説明の便宜上、接触基部10B1aと術具保持部10B1bとの係合部位については断面を示している。
By the way, this 1st Embodiment is not limited to the above-mentioned aspect, Of course, for example, the following deformation | transformation and application are possible within the range of the summary of this invention.
<
Hereinafter, in order to avoid duplication of description, differences from the first embodiment will be described. FIG. 6 is a side view of the contact portion 10B1 of the
本変形例1においては、接触基部10B1aには、凸部10b2を術具保持部10B1bの径方向に貫通して形成された螺子孔と、該螺子孔に螺合された回転抑止螺子10b6と、が設けられている。
他方、術具保持部10B1bには、凸部10b2に形成された螺子孔に螺合されて凸部10b2を貫通した回転抑止螺子10b6の先端が挿入される係合孔部10b7が、所定の間隔で(例えば、図6に示すように前記螺子孔部10b5に対応して)設けられている。
In the first modification, the contact base portion 10B1a has a screw hole formed through the convex portion 10b2 in the radial direction of the surgical instrument holding portion 10B1b, and a rotation restraining screw 10b6 screwed into the screw hole. Is provided.
On the other hand, the surgical instrument holding portion 10B1b has an engagement hole portion 10b7 into which a distal end of the rotation restraining screw 10b6 inserted into the screw hole formed in the convex portion 10b2 and inserted through the convex portion 10b2 is inserted at a predetermined interval. (For example, corresponding to the screw hole 10b5 as shown in FIG. 6).
上述の構成を採ることで、術具保持部10B1bが保持する術具等を所望の方向に向けた状態で、当該術具保持部10B1bの回転を止めて固定することができる。すなわち、術者は、接触基部10B1aと術具保持部10B1bとを所望の相対位置関係に設定した後(術具保持部10B1bが保持する術具等を所望の方向に向けた後)、回転抑止螺子10b6を係合孔部10b7に挿入して係合させて、術具保持部10B1bを固定する。 By adopting the above-described configuration, rotation of the surgical instrument holding portion 10B1b can be stopped and fixed in a state where the surgical instrument held by the surgical instrument holding portion 10B1b is directed in a desired direction. That is, the surgeon sets the contact base 10B1a and the surgical instrument holder 10B1b in a desired relative positional relationship (after turning the surgical instrument or the like held by the surgical instrument holder 10B1b in a desired direction), and then prevents rotation. The screw 10b6 is inserted into the engagement hole 10b7 and engaged to fix the surgical instrument holding unit 10B1b.
換言すれば、本変形例1においては、回転抑止螺子10b6と係合孔部10b7とにより、所謂“ロックフリー機構”と称される一時固定機構を構成している。この一時固定機構は、《動作手段1》を採用する場合には特に有用となる。
[第2実施形態]
以下、本発明の第2実施形態に係る臓器接触具及び医療用マスタ・スレーブシステムについて説明する。説明の重複を避ける為、第1実施形態との相違点について説明する。
In other words, in the first modification, the rotation restraining screw 10b6 and the engagement hole portion 10b7 constitute a temporary fixing mechanism called a so-called “lock free mechanism”. This temporary fixing mechanism is particularly useful when the “operation means 1” is employed.
[Second Embodiment]
Hereinafter, an organ contact device and a medical master / slave system according to a second embodiment of the present invention will be described. In order to avoid duplication of explanation, differences from the first embodiment will be described.
図7は、本第2実施形態に係る臓器接触具の一構成例を示す図である。同図に示すように、本第2実施形態に係る臓器接触具10Bは、接触部10B1と、マニピュレータ部10B2と、臓器接触具支持部10B3と、マニピュレータ保持部10B4と、観察部10B5と、観察部保持部10B6と、接触部支持部10B7と、を備える。
FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration example of an organ contact tool according to the second embodiment. As shown in the figure, an
第1実施形態に係る臓器接触具との相違点は、各構成部材の態様である。第1実施形態においては、処置の自由度を接触部10B1の構造により実現しているが、本第2実施形態においては、処置の自由度を“マニピュレータ保持部10B4及び観察部保持部10B6”等により実現する。 A difference from the organ contact tool according to the first embodiment is an aspect of each component. In the first embodiment, the degree of freedom of treatment is realized by the structure of the contact portion 10B1, but in the second embodiment, the degree of freedom of treatment is “manipulator holding portion 10B4 and observation portion holding portion 10B6” or the like. To achieve.
前記接触部10B1は、2本の板状部材から成り、接触部支持部10B7と共に略“コ”字状を呈する部材であり、臓器50に対して接触してその拍動を抑制する。なお、この接触部10B1に、臓器50に対して吸着する機能を有する吸着部(不図示)を設けることで、臓器50への固定力を向上させることができる。
The contact portion 10B1 is composed of two plate-like members and is a member having a substantially “U” shape together with the contact portion support portion 10B7. The contact portion 10B1 contacts the
前記接触部支持部10B7は、上述の形態で接触部10B1を支持し、図7においては不図示である前記臓器接触具支持部10B3に連結されている。
前記マニピュレータ部10B2は、複数の接合体10B22が所謂“節輪構造”を構成するように連結して成る屈曲部10B222と、先端に設けられた把持部10B23と、から成る。
The contact part support part 10B7 supports the contact part 10B1 in the above-described form, and is connected to the organ contact tool support part 10B3 (not shown in FIG. 7).
The manipulator portion 10B2 includes a bent portion 10B222 formed by connecting a plurality of joined bodies 10B22 so as to form a so-called “node ring structure”, and a grip portion 10B23 provided at the tip.
詳細には、前記屈曲部10B222を構成する接合体10B22の内部には、ワイヤ等の細径長尺のケーブル10B25が挿通されている。図8は、節輪構造を模式的に示す図である。複数の接合体10B22の各連結部が、図8に示すように関節部として所定の自由度を有するように構成されることで、屈曲部10B222全体として屈曲形状を呈することが可能となる。具体的には、前記ケーブル10B25の張力を適宜調整することで、屈曲部10B222を所望の形状に屈曲させることができる。 Specifically, a long cable 10B25 having a small diameter such as a wire is inserted into the joined body 10B22 constituting the bent portion 10B222. FIG. 8 is a diagram schematically showing a node ring structure. Each connecting portion of the plurality of joined bodies 10B22 is configured to have a predetermined degree of freedom as a joint portion as shown in FIG. 8, so that the entire bent portion 10B222 can have a bent shape. Specifically, the bent portion 10B222 can be bent into a desired shape by appropriately adjusting the tension of the cable 10B25.
なお、前記ケーブル10B25は、屈曲部10B222に接続されている案内管10B25´内を挿通され、その一端は、上述の張力調整の為の操作部(不図示)或いは前記制御ユニット2に連結されている。
さらに、前記マニピュレータ部10B2の先端部には、例えば把持部10B23が設けられている。この把持部10B23は、接合体10B22の内部に挿通されたケーブル10B25の張力を適宜調整することで、動作される。すなわち、ケーブル10B25の張力を適宜調整することで、前記マニピュレータ部10B2によって所望の処置を臓器50に施すことができる。
The cable 10B25 is inserted through the guide tube 10B25 ′ connected to the bent portion 10B222, and one end of the cable 10B25 is connected to the operation unit (not shown) for adjusting the tension described above or the
Furthermore, for example, a gripping part 10B23 is provided at the tip of the manipulator part 10B2. This grip 10B23 is operated by appropriately adjusting the tension of the cable 10B25 inserted into the joined body 10B22. That is, a desired treatment can be performed on the
前記マニピュレータ保持部10B4は、マニピュレータ部10B2を保持し、且つ、接触部10B1に対して1自由度を有する関節部を成すように連結された円筒形状の部材である。具体的には、マニピュレータ保持部10B4は、マニピュレータ部10B2を保持する円筒形状の部材が、その外周面において接触部10B1上に配設されて成る。詳細には、この円筒形状の部材は、接触部10B1上において臓器50表面に対して水平方向に回転可能に配設されている。
The manipulator holding portion 10B4 is a cylindrical member that holds the manipulator portion 10B2 and is connected so as to form a joint portion having one degree of freedom with respect to the contact portion 10B1. Specifically, the manipulator holding portion 10B4 is formed by arranging a cylindrical member holding the manipulator portion 10B2 on the contact portion 10B1 on the outer peripheral surface thereof. Specifically, the cylindrical member is disposed on the contact portion 10B1 so as to be rotatable in the horizontal direction with respect to the surface of the
このマニピュレータ保持部10B4には、径方向に貫通する貫通孔が形成されている。この貫通孔に、複数の接合体10B22で構成される屈曲部10B222が挿入されて、マニピュレータ部10B2が保持されている。
前記観察部保持部10B6は、観察部10B5を保持し、且つ、接触部支持部10B7に対して1自由度を有する関節部を成すように連結された円筒形状の部材である。具体的には、観察部保持部10B6は、観察部10B5を保持する円筒形状の部材が、その外周面において接触部支持部10B7上に配設されて成る。詳細には、この円筒形状の部材は、接触部支持部10B7上において臓器50表面に対して水平方向に回転可能に配設されている。
The manipulator holding portion 10B4 is formed with a through hole penetrating in the radial direction. A bent portion 10B222 including a plurality of joined bodies 10B22 is inserted into the through hole, and the manipulator portion 10B2 is held.
The observation part holding part 10B6 is a cylindrical member that holds the observation part 10B5 and is connected so as to form a joint part having one degree of freedom with respect to the contact part support part 10B7. Specifically, the observation unit holding unit 10B6 includes a cylindrical member that holds the observation unit 10B5 disposed on the contact unit support unit 10B7 on the outer peripheral surface thereof. Specifically, the cylindrical member is disposed on the contact portion support portion 10B7 so as to be rotatable in the horizontal direction with respect to the
以上説明したように、前記マニピュレータ部10B2及び前記観察部10B5は、各々が別個に臓器50表面に対して水平方向に回転可能な1自由度を有するように構成されている。
ところで、前記接触部10B1は、拍動する臓器50に対して同期拍動する程度に安定して臓器50に接触している。従って、前記接触部10B1を支持する接触部支持部10B7も臓器50に対して同期拍動するので、観察部保持部10B6により接触部支持部10B7に対して固定されている観察部10B5、及びマニピュレータ保持部10B4により接触部10B1に固定されているマニピュレータ部10B2も、臓器50に対して同期拍動する。
As described above, the manipulator unit 10B2 and the observation unit 10B5 are configured so as to have one degree of freedom that can be individually rotated in the horizontal direction with respect to the surface of the
By the way, the contact portion 10B1 is in contact with the
なお、前記観察部10B5には、各種操作・動作の為の電気信号を伝達する細径長尺のケーブル10B51が接続されており、該ケーブル10B51は、案内管10B51´内に挿通され、その一端は操作部(不図示)或いは前記制御ユニット2に接続されている。
The observation unit 10B5 is connected to a thin and long cable 10B51 for transmitting electrical signals for various operations and operations. The cable 10B51 is inserted into the guide tube 10B51 ′ and has one end thereof. Is connected to an operation unit (not shown) or the
以上説明したように、本第2実施形態によれば、前記第1実施形態に係る臓器接触具及び医療用マスタ・スレーブシステムと同様の効果を奏する上に、各術具の回転操作を独立して行うことが可能な臓器接触具及び医療用マスタ・スレーブシステムを提供することができる。 As described above, according to the second embodiment, the same effects as those of the organ contact tool and the medical master / slave system according to the first embodiment can be obtained, and the rotation operation of each surgical tool can be performed independently. It is possible to provide an organ contactor and a medical master / slave system that can be performed in this manner.
具体的には、マニピュレータ保持部10B4及び観察部保持部10B6は、臓器50表面に対して水平方向に回転可能な1自由度を成す為、マニピュレータ部10B2及び観察部10B5自体の方向転換を容易にすることができる。
ここで、この回転動作を実現する具体的な動作手段としては、第1実施形態における《動作手段1》すなわち術者の手動による動作、及び《動作手段2》すなわち駆動部材を利用した動作の両方を適用できる。
Specifically, since the manipulator holding unit 10B4 and the observation unit holding unit 10B6 have one degree of freedom that can rotate in the horizontal direction with respect to the surface of the
Here, as specific operation means for realizing the rotation operation, both << operation means 1 >> in the first embodiment, that is, manual operation by the operator, and << operation means 2 >>, that is, operation using the driving member. Can be applied.
なお、マニピュレータ保持部10B4を構成する円筒形状の部材を、接触部10B1の長手方向(図7に示す矢印A方向)に移動可能に配設し、臓器50表面に対してマニピュレータ部10B2自体を前後方向に進退可能な1自由度に構成しても良い。
さらには、マニピュレータ保持部10B4を構成する円筒形状の部材を、接触部10B1に対して上下方向(図7に示す矢印B方向)に移動可能に配設し、臓器50表面に対してマニピュレータ部10B2自体を上下方向に移動可能な1自由度に構成しても良い。
A cylindrical member constituting the manipulator holding portion 10B4 is disposed so as to be movable in the longitudinal direction of the contact portion 10B1 (arrow A direction shown in FIG. 7), and the manipulator portion 10B2 itself is moved back and forth with respect to the
Furthermore, a cylindrical member constituting the manipulator holding portion 10B4 is disposed so as to be movable in the vertical direction (direction of arrow B shown in FIG. 7) with respect to the contact portion 10B1, and the manipulator portion 10B2 with respect to the
ところで、本第2実施形態は上述した態様に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で、例えば次のような変形及び応用が可能なことは勿論である。例えば、以下説明するように臓器接触具10Bを構成することで、各術具の可動の自由度を更に向上させることができる。
[変形例2]
以下、本変形例2に係る臓器接触具及び医療用マスタ・スレーブシステムについて説明する。説明の重複を避ける為、第2実施形態との相違点について説明する。
By the way, this 2nd Embodiment is not limited to the aspect mentioned above, Of course, the following deformation | transformation and application are possible within the range of the summary of this invention, for example. For example, by configuring the
[Modification 2]
Hereinafter, an organ contact tool and a medical master / slave system according to
図9は、本変形例2に係る臓器接触具の一構成例を示す図である。なお、同図においては、図面の煩雑化を防ぐ為、観察部10B5及び観察部保持部10B6を不図示としているが、臓器接触具10Bにそれらを具備させてもよいことは勿論である。
同図に示すように、本第2実施形態に係る臓器接触具10Bでは、マニピュレータ保持部10B4は、第1関節部10B41と、第2関節部10B42と、第3関節部10B43と、第4関節部10B44と、から成る。
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration example of an organ contact tool according to the second modification. In the figure, the observation unit 10B5 and the observation unit holding unit 10B6 are not shown in order to prevent complication of the drawing, but it is needless to say that the
As shown in the figure, in the
前記第1関節部10B41は、接触部10B1と第2関節部10B42とに連結された円筒形状の部材であり、1自由度を有する関節部を成す。詳細には、第1関節部10B41は、接触部10B1に対して縦に配置され、臓器50表面に対して水平方向に回転可能に構成されている。
The first joint part 10B41 is a cylindrical member connected to the contact part 10B1 and the second joint part 10B42, and forms a joint part having one degree of freedom. Specifically, the first joint portion 10B41 is arranged vertically with respect to the contact portion 10B1, and is configured to be rotatable in the horizontal direction with respect to the surface of the
前記第2関節部10B42は、第1関節部10B41と第3関節部10B43とに連結された円筒形状の部材であり、1自由度を有する関節部を成す。詳細には、第2関節部10B42は、接触部10B1に対して横に配置され、臓器50表面に対して交差方向に回転可能に構成されている。
The second joint portion 10B42 is a cylindrical member connected to the first joint portion 10B41 and the third joint portion 10B43, and forms a joint portion having one degree of freedom. Specifically, the second joint portion 10B42 is disposed laterally with respect to the contact portion 10B1, and is configured to be rotatable in the intersecting direction with respect to the surface of the
前記第3関節部10B43は、第2関節部10B42と第4関節部10B44とに連結された円筒形状の部材であり、1自由度を有する関節部を成す。詳細には、第3関節部10B43は、接触部10B1に対して縦に配置され、臓器50表面に対して水平方向に回転可能に構成されている。
The third joint portion 10B43 is a cylindrical member connected to the second joint portion 10B42 and the fourth joint portion 10B44, and forms a joint portion having one degree of freedom. Specifically, the third joint portion 10B43 is arranged vertically with respect to the contact portion 10B1, and is configured to be rotatable in the horizontal direction with respect to the
前記第4関節部10B44は、第3関節部10B43とマニピュレータ部10B2とに連結された円筒形状の部材であり、1自由度を有する関節部を成す。詳細には、第4関節部10B44は、接触部10B1に対して横に配置され、臓器50表面に対して交差方向に回転可能に構成されている。このマニピュレータ保持部10B4の最上に配置された第4関節部10B44には、径方向に貫通する貫通孔が形成されている。この貫通孔には、複数の接合体10B22で構成される屈曲部10B222が挿通されて支持されている。
The fourth joint portion 10B44 is a cylindrical member connected to the third joint portion 10B43 and the manipulator portion 10B2, and forms a joint portion having one degree of freedom. Specifically, the fourth joint portion 10B44 is disposed laterally with respect to the contact portion 10B1, and is configured to be rotatable in the crossing direction with respect to the surface of the
ここで、第1関節部10B41〜第4関節部10B44には、駆動の為の動力伝達部材として細径長尺の駆動ケーブル(不図示)が挿通されており、この各駆動ケーブル(不図示)の張力を適宜調整することで、各関節部が動作される。
上述の構成を採ることで、マニピュレータ保持部10B4は、接触部10B1に対して4自由度を成すこととなる。
Here, through the first joint portion 10B41 to the fourth joint portion 10B44, a thin and long drive cable (not shown) is inserted as a power transmission member for driving, and each of these drive cables (not shown). By appropriately adjusting the tension of each joint, each joint is operated.
By adopting the above configuration, the manipulator holding unit 10B4 has four degrees of freedom with respect to the contact unit 10B1.
ところで、このようなマニピュレータ保持部10B4の構造を、観察部保持部10B6について適用しても勿論よい。つまり、観察部保持部10B6を、例えば円筒形状の部材を用いた複数の関節部で構成することで、観察部10B5を、接触部10B1に対して多自由度を成すように構成してもよい。 Incidentally, the structure of the manipulator holding unit 10B4 may be applied to the observation unit holding unit 10B6. In other words, the observation unit holding unit 10B6 may be configured with a plurality of joints using, for example, a cylindrical member, and the observation unit 10B5 may be configured to have multiple degrees of freedom with respect to the contact unit 10B1. .
ここで、各関節部の動作を実現する具体的な動作手段としては、第1実施形態における《動作手段1》すなわち術者の手動による動作、及び《動作手段2》すなわち駆動部材を利用した動作の両方を適用できる。
以上説明したように、本変形例2によれば、第2実施形態に係る臓器接触具及び医療用マスタ・スレーブシステムと同様の効果を奏する上に、臓器接触具10Bにより保持された各術具の可動の自由度を更に向上させた臓器接触具及び医療用マスタ・スレーブシステムを提供することができる。
Here, as specific operation means for realizing the operation of each joint, << operation means 1 >> in the first embodiment, that is, manual operation by the operator, and << operation means 2 >>, that is, operation using a drive member Both can be applied.
As described above, according to the second modification, in addition to the same effects as the organ contact tool and the medical master / slave system according to the second embodiment, each surgical tool held by the
具体的には、マニピュレータ保持部10B4は、接触部10B1に対して能動的に4自由度を有する。そして、マスタ部4によりマニピュレータ保持部10B4の各関節部の回転動作を遠隔操作することで、遠隔操作においても処置の際の操作性が向上する。 Specifically, the manipulator holding part 10B4 has four degrees of freedom actively with respect to the contact part 10B1. And the operability at the time of treatment improves also in remote operation by remotely operating the rotation operation of each joint part of manipulator holding part 10B4 by master part 4.
なお、前記マニピュレータ保持部10B4は、接触部10B1にではなく、接触部支持部10B7上に設けても勿論よい。
[変形例3]
以下、本変形例3に係る臓器接触具及び医療用マスタ・スレーブシステムについて説明する。説明の重複を避ける為、第2実施形態との相違点について説明する。
Of course, the manipulator holding portion 10B4 may be provided not on the contact portion 10B1 but on the contact portion support portion 10B7.
[Modification 3]
Hereinafter, an organ contact tool and a medical master / slave system according to
図10は、本変形例3に係る臓器接触具の一構成例を示す図である。なお、同図においては、図面の煩雑化を防ぐ為、本変形例3の特徴部に大きく関わらない構成要素については図示を省略している。
本変形例3においては、マニピュレータ部10B2を、接触部支持部10B7に連結されているマニピュレータ保持部10B4に対して“相対移動可能に”固定する。すなわち、図10に示すように、マニピュレータ部10B2とマニピュレータ保持部10B4との固定部位10BS自体を、同図に示す両矢印Aで示す方向に移動可能に構成する。具体的には、例えばマニピュレータ保持部10B4内にマニピュレータ部10B2を挿通し且つ移動可能な固定点10BSによって当該マニピュレータ保持部10B4とマニピュレータ部10B2とを連結すればよい。
FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration example of an organ contact tool according to the third modification. In the figure, in order to prevent complication of the drawing, the components that are not largely related to the characteristic part of the third modification are not shown.
In the third modification, the manipulator part 10B2 is fixed “relatively movable” to the manipulator holding part 10B4 coupled to the contact part support part 10B7. That is, as shown in FIG. 10, the fixing part 10BS itself between the manipulator part 10B2 and the manipulator holding part 10B4 is configured to be movable in the direction indicated by the double arrow A shown in FIG. Specifically, for example, the manipulator holding part 10B4 and the manipulator part 10B2 may be connected by a fixed point 10BS that is inserted and movable in the manipulator holding part 10B4.
同様に、観察部10B5を、接触部支持部10B7に連結されている観察部保持部10B6に対して“相対移動可能に”固定する。すなわち、図10に示すように、観察部10B5と観察部保持部10B6との固定部位10BS自体を、同図に示す両矢印Aで示す方向に移動可能に構成する。具体的には、例えば観察部保持部10B6内に観察部10B5を挿通し且つ移動可能な固定点10BSによって当該観察部保持部10B6と観察部10B5とを連結すればよい。 Similarly, the observation unit 10B5 is fixed so as to be “relatively movable” with respect to the observation unit holding unit 10B6 connected to the contact unit support unit 10B7. That is, as shown in FIG. 10, the fixing part 10BS itself between the observation unit 10B5 and the observation unit holding unit 10B6 is configured to be movable in the direction indicated by the double arrow A shown in FIG. Specifically, for example, the observation unit holding unit 10B5 and the observation unit 10B5 may be connected by a fixed point 10BS that is inserted and movable in the observation unit holding unit 10B6.
以上説明したように、本変形例3によれば、第2実施形態に係る臓器接触具及び医療用マスタ・スレーブシステムと同様の効果を奏する上に、臓器接触具10Bにより保持された各術具の可動の自由度を更に向上させた臓器接触具及び医療用マスタ・スレーブシステムを提供することができる。
As described above, according to the third modification, in addition to the same effects as the organ contact tool and the medical master / slave system according to the second embodiment, each surgical tool held by the
なお、前記マニピュレータ保持部10B4と前記観察部保持部10B6とを一体的に構成した術具保持部10B46(図11参照)を用いることで、構成を簡略化することができる。
すなわち、図11に示すように、接触部10B1に対して所定の自由度を有するように術具保持部10B46を接触部支持部10B7に連結する。具体的には、この術具保持部10B46は、例えば単一の円筒形状の部材で構成する。
The configuration can be simplified by using the surgical instrument holding unit 10B46 (see FIG. 11) in which the manipulator holding unit 10B4 and the observation unit holding unit 10B6 are integrally configured.
That is, as shown in FIG. 11, the surgical instrument holding part 10B46 is connected to the contact part support part 10B7 so as to have a predetermined degree of freedom with respect to the contact part 10B1. Specifically, the surgical instrument holding portion 10B46 is configured by, for example, a single cylindrical member.
そして、マニピュレータ部10B2及び観察部10B5と、術具保持部10B46との固定部位10BSを、術具保持部10B46に対して相対移動可能に構成する。
以上説明したように、図11に示す構成を採用することで、製造の容易性が更に向上する。
And the fixed part 10BS of manipulator part 10B2, observation part 10B5, and surgical instrument holding | maintenance part 10B46 is comprised so that relative movement with respect to surgical instrument holding | maintenance part 10B46 is possible.
As described above, the ease of manufacturing is further improved by employing the configuration shown in FIG.
さらに、上述した各実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示した複数の構成要件の適当な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、各実施形態に示す全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成も発明として抽出され得る。 Furthermore, the above-described embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements. For example, even if some constituent elements are deleted from all the constituent elements shown in each embodiment, the problem described in the column of the problem to be solved by the invention can be solved, and the effect described in the column of the effect of the invention Can be extracted as an invention.
2…制御ユニット、 2A…演算部、 2B…スレーブ本体制御部、 2C…電源部、 2D…カメラ制御部、 4…マスタ部、 6…カメラ表示部、 8…スレーブ本体、 10B…臓器接触具、 10…臓器接触具スレーブ部、 10A…臓器接触具支持アーム部、 10B1…接触部、 10B2…マニピュレータ部、 10B3…臓器接触具支持部、 10B4…マニピュレータ保持部、 10B5…観察部、 10B6…観察部保持部、 10B1b…術具保持部、 10b1…吸引口、 10b2…凸部、 10b3…凹部、 10w…周壁部、 10b4…貫通孔部、 10b5…螺子孔部、 10c1,10c2…駆動ケーブル、 10d1,10d2…ケーブル管、 10wo…外周壁面、 10s1,10s2…固定点、 10B23…把持部、 10A…支持アーム、 10B1a…接触基部、 10b6…回転抑止螺子、 10b7…係合孔部、 10B7…接触部支持部、 10B22…接合体、 10B222…屈曲部、 10B25…ケーブル、 10B25´…案内管、 10B51…ケーブル、 10B51´…案内管、 10B41…第1関節部、 10B42…第2関節部、 10B43…第3関節部、 10B44…第4関節部、 10BS…固定部位、 10B46…術具保持部、 11A…モータ、 11B…モータ、 12…マニピュレータスレーブ部、 12B…マニピュレータ機構部、 12A…マニピュレータ支持アーム部、 13A…モータ、 13B…モータ、 14…観察カメラ部、 14B…観察カメラ、 14A…観察カメラ支持アーム部、 15…モータ、 50…臓器、 105…案内管、 106…術具固定螺子。
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記臓器に処置を施す術具と、
前記接触部を支持する接触部支持部と、
少なくとも1自由度の可動性を有するように前記複数の接触部上にそれぞれ配設され、かつ前記複数の接触部に対して回転可能に配設された一つ以上の部材から成り、前記臓器に対する処置に用いられる一つ以上の前記術具を保持するマニピュレータ保持部と、
前記術具により処置される前記臓器を観察する観察部と、
前記接触部支持部に設けられ、前記観察部を保持する観察保持部と、
を具備し、
前記マニピュレータ保持部及び前記観察部保持部により前記臓器に対して前記術具を回転させて処置を施すことを特徴とする臓器接触具。 A plurality of contact portions that contact the organ;
A surgical instrument for treating the organ;
A contact part support part for supporting the contact part;
It is composed of one or more members respectively disposed on the plurality of contact portions so as to have at least one degree of freedom of movement, and rotatably disposed with respect to the plurality of contact portions. A manipulator holding part for holding one or more of the surgical tools used in the treatment;
An observation unit for observing the organ treated by the surgical instrument;
An observation holding unit that is provided in the contact part support unit and holds the observation unit;
Comprising
Organ contact device, characterized in that subjecting the treated rotates the surgical instrument in pairs in the organ by the manipulator holding portion and the observation portion holding portion.
前記マニピュレータ保持部は、前記接触部に対して回転可能に配設された一つ以上の円筒形状の部材から成り、前記接触部上に複数設けられている
ことを特徴とする請求項1に記載の臓器接触具。 The contact portion is a substantially U-shaped plate member,
The said manipulator holding | maintenance part consists of one or more cylindrical members arrange | positioned rotatably with respect to the said contact part, and it is provided with two or more on the said contact part. Organ contactor.
前記術具は、前記孔部に挿入されることで前記マニピュレータ保持部により保持される、
ことを特徴とする請求項5に記載の臓器接触具。 The cylindrical member is provided with a hole penetrating in the radial direction,
The surgical instrument is held by the manipulator holding part by being inserted into the hole part,
The organ contact tool according to claim 5.
操作情報を位置・姿勢情報に変換して出力するマスタ装置と、
前記マスタ装置の出力に基づいて、前記スレーブ装置の動作制御を行なう制御装置と、
を具備し、
前記スレーブ装置は、
臓器に接触する複数の接触部と、
前記臓器に処置を施す術具と、
前記接触部を支持する接触部支持部と、
少なくとも1自由度の可動性を有するように前記複数の接触部上にそれぞれ配設され、かつ前記複数の接触部に対して回転可能に配設された一つ以上の部材から成り、前記臓器に対する処置に用いられる一つ以上の前記術具を保持するマニピュレータ保持部と、
前記術具により処置される前記臓器を観察する観察部と、
前記接触部支持部に設けられ、前記観察部を保持する観察保持部と、
を具備し、
前記マニピュレータ保持部及び前記観察部保持部により前記臓器に対して前記術具を回転させて処置を施す、
ことを特徴とする医療用マスタ・スレーブシステム。 A medical master / slave system,
A master device that converts operation information into position / posture information and outputs it;
A control device for controlling the operation of the slave device based on the output of the master device;
Comprising
The slave device is
A plurality of contact portions that contact the organ;
A surgical instrument for treating the organ;
A contact part support part for supporting the contact part;
It is composed of one or more members respectively disposed on the plurality of contact portions so as to have at least one degree of freedom of movement, and rotatably disposed with respect to the plurality of contact portions. A manipulator holding part for holding one or more of the surgical tools used in the treatment;
An observation unit for observing the organ treated by the surgical instrument;
An observation holding unit that is provided in the contact part support unit and holds the observation unit;
Comprising
The manipulator holding portion and against the organ by the observation unit holding portion subjected to treatment by rotating the surgical instrument,
A medical master / slave system.
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