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JP7412259B2 - 医療支援ロボット及び医療ロボットシステム - Google Patents

医療支援ロボット及び医療ロボットシステム Download PDF

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JP7412259B2 JP2020071344A JP2020071344A JP7412259B2 JP 7412259 B2 JP7412259 B2 JP 7412259B2 JP 2020071344 A JP2020071344 A JP 2020071344A JP 2020071344 A JP2020071344 A JP 2020071344A JP 7412259 B2 JP7412259 B2 JP 7412259B2
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Description

本開示は、医療支援ロボット及び医療ロボットシステムに関する。
近年、医療現場へのロボットの導入が検討されている。例えば、特許文献１は、ロボットＸ線撮像装置を開示する。ロボットＸ線撮像装置は、ロボットアームと、ロボットアームによって支えられる支持アームと、支持アームに取り付けられたＸ線源と、支持アームに取り付けられた放射線検出器とを備える。ロボットＸ線撮像装置は、医療処置中に、ロボットアームを用いて、複数の異なる投影方向からＸ線を患者の心臓弁を含む領域に照射し、放射検出器によって、異なる投影方向において患者によって減弱されたＸ線を検出し、投影方向に関するそれぞれの投影データセットを送出する。さらに、投影データセットから３Ｄ画像が構成され、ディスプレイに表示される。
特開２００９－２１３８９２号公報
近年、様々な新たな感染症が発生し、そのような感染症の感染者は、自身が発する飛沫等に含まれる感染症源により、感染症を他人に感染させる可能性がある。特に、感染者の診察及び治療に従事する医療従事者は、感染するリスクが高い。さらに、感染者への処置に用いられた医療器具は感染症源に汚染される。このため、処置後の医療器具を扱うような医療行為の支援に従事する人も、感染するリスクが高い。
本開示は、医療行為を支援する作業を行うことができる医療支援ロボット及び医療ロボットシステムを提供することを目的とする。
本開示の一態様に係る医療支援ロボットは、医療デバイスを収容可能である収容部と、前記医療デバイスを扱うことが可能であるエンドエフェクタを先端に有する少なくとも１つのロボットアームと、前記収容部及び前記少なくとも１つのロボットアームを支持し且つ走行可能である走行装置と、制御装置とを備え、前記制御装置は、前記走行装置に、医療行為を行うロボットである医療ロボットまで移動させる制御を行う。
本開示の技術によれば、ロボットを用いて医療行為を支援することが可能となる。
実施の形態に係る医療ロボットシステムの構成の一例を示す平面図 実施の形態に係る医療支援ロボットの構成の一例を示す側面図 実施の形態に係る医療支援ロボットの構成の一例を示す平面図 実施の形態に係る医療支援ロボットの機能的な構成の一例を示すブロック図 実施の形態に係る医療支援ロボットの動作の一例を示す平面図
以下において、本開示の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的又は具体的な例を示すものである。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、添付の図面における各図は、模式的な図であり、必ずしも厳密に図示されたものでない。さらに、各図において、実質的に同一の構成要素に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化される場合がある。
＜医療ロボットシステムの構成＞
図１は、実施の形態に係る医療ロボットシステム１の構成の一例を示す平面図である。図１に示すように、医療ロボットシステム１は、ロボットを用いて医療行為を行うシステムである。医療ロボットシステム１は、医療ロボット１０と、医療支援ロボット１００と、操作入力装置２０及び３０とを備える。医療ロボット１０は、被診察者、被検査者及び患者等の医療行為対象者Ｐに医療行為を行うロボットであり、図１では、医療ロボット１０Ａ及び１０Ｂが配置されている。医療支援ロボット１００は、医療ロボット１０Ａ及び１０Ｂの医療行為を支援するロボットである。操作入力装置２０は、医療ロボット１０Ａ又は１０Ｂを操作するための装置であり、図１では、医療ロボット１０Ａ及び１０Ｂそれぞれに操作入力装置２０Ａ及び２０Ｂが配置されている。操作入力装置３０は、医療支援ロボット１００を操作するための装置である。医療行為は、医療行為対象者への処置を行ういかなる行為であってもよく、例えば、診察、診断、検査、手当、治療、内科的手術及び外科的手術等の行為を含み得る。
以下において、医療ロボット１０は、医療ロボット１０Ａ及び１０Ｂに区別して表される場合には、「医療ロボット１０Ａ」及び「医療ロボット１０Ｂ」と表され、区別されない場合には、「医療ロボット１０」と表される場合がある。操作入力装置２０は、操作入力装置２０Ａ及び２０Ｂに区別して表される場合には、「操作入力装置２０Ａ」及び「操作入力装置２０Ｂ」と表され、区別されない場合には、「操作入力装置２０」と表される場合がある。
これに限定されないが、本実施の形態では、医療ロボット１０Ａは、移動可能な産業用ロボット等の汎用ロボットを利用し、これをベースとするロボットであり、本開示の発明者が考案した新規なロボットである。医療ロボット１０Ａは、ロボットアーム１１Ａと、ロボットアーム１１Ａの先端のエンドエフェクタ１２Ａと、ロボットアーム１１Ａを支持し且つ走行させる走行装置１３Ａと、インタフェース装置（図示略）とを備える。医療ロボット１０Ａは、外部の商用電源から電力の供給を受ける構成を有してもよく、電力源として蓄電池を備える構成を有してもよく、両方の構成を有してもよい。
エンドエフェクタ１２Ａは、医療行為に適した構成を有し、ロボットアーム１１Ａの先端に着脱可能であるように構成される。例えば、エンドエフェクタ１２Ａは、検査行為、検体採取、検温、医療行為対象者への医療器具の着脱、医療行為対象者に取り付けられている医療器具同士の接続及び接続解除、把持、並びに、吸引等の様々な医療行為に対応して構成されてもよい。ロボットアーム１１Ａは、多自由度である多関節ロボットアームである。走行装置１３Ａは、ロボットアーム１１Ａを移動させることができる構成を有すればよく、例えば、車輪を備える。例えば、走行装置１３Ａは、ＡＧＶ（無人搬送車：Automated Guided Vehicle）であってもよい。インタフェース装置は、カメラ、マイク、モニタ及びスピーカ等を含む。カメラ及びマイクは、医療行為対象者Ｐ等の画像及び音声を取得して操作入力装置２０Ａに送信し、モニタ及びスピーカは、操作入力装置２０Ａから受信する、操作者である医師Ｄ等の画像及び音声を出力する。
これに限定されないが、本実施の形態では、医療ロボット１０Ｂは、手術ロボットを利用し、これをベースとするロボットであり、本開示の発明者が考案した新規なロボットである。医療ロボット１０Ｂは、アーム１１Ｂと、アーム１１Ｂの先端のベース１２Ｂと、ベース１２Ｂによって支持される複数のマニピュレータ１３Ｂと、エンドエフェクタ１４Ｂと、走行装置１５Ｂと、インタフェース装置（図示略）とを備える。医療ロボット１０Ｂは、各マニピュレータ１３Ｂの先端に、手術器具の代わりに、エンドエフェクタ１４Ｂを備える。医療ロボット１０Ｂは、外部の商用電源から電力の供給を受ける構成を有してもよく、電力源として蓄電池を備える構成を有してもよく、両方の構成を有してもよい。
エンドエフェクタ１４Ｂは、医療ロボット１０Ａのエンドエフェクタ１２Ａと同様に、医療行為に適した構成を有し、マニピュレータ１３Ｂの先端に着脱可能であるように構成される。走行装置１５Ｂは、医療ロボット１０Ｂを移動させることができる構成を有すればよく、例えば、手術ロボットに備えられる走行装置であってもよい。インタフェース装置は、カメラ、マイク、モニタ及びスピーカ等を含む。カメラ及びマイクは、医療行為対象者Ｐ等の画像及び音声を取得して操作入力装置２０Ｂに送信し、モニタ及びスピーカは、操作入力装置２０Ｂから受信する医師Ｄ等の画像及び音声を出力する。
例えば、医療ロボット１０Ａ及び１０Ｂは、医療行為対象者Ｐへの医療処置を行うための医療処置室ＭＴＲ内に配置され、医療処置室ＭＴＲの外部の操作室ＯＲ内に配置される操作入力装置２０Ａ及び２０Ｂと通信する。医療処置室ＭＴＲと操作室ＯＲとは、例えば、感染症源等の病原体が互いの間を移動できないように、隔離されている。医療ロボット１０Ａ及び１０Ｂはそれぞれ、操作入力装置２０Ａ及び２０Ｂと、情報、指令及びデータ等を送受信し、操作入力装置２０Ａ及び２０Ｂから受け取る情報及び指令等に従って動作する。つまり、医療ロボット１０Ａ及び１０Ｂは、これらから隔離された空間に配置された操作入力装置２０Ａ及び２０Ｂによって遠隔操作される。
例えば、医療ロボット１０Ａの操作入力装置２０Ａとして、産業用ロボットに用いられる操作入力装置と同様の装置が用いられてもよく、医療ロボット１０Ａのために考案された新規な操作入力装置が用いられてもよい。医療ロボット１０Ｂの操作入力装置２０Ｂとして、コンソール等の手術用ロボットに用いられる操作入力装置と同様の装置が用いられてもよい。医療ロボット１０Ａ及び１０Ｂと操作入力装置２０Ａ及び２０Ｂとの間の通信は、いかなる有線通信及び無線通信であってもよい。
操作入力装置２０Ａ及び２０Ｂは、操作者である医師Ｄからの入力を受け付ける入力装置２１と、インタフェース装置２２とを備える。インタフェース装置２２は、カメラ、マイク、モニタ及びスピーカ等を含む。カメラ及びマイクは、医師Ｄ等の画像及び音声を取得して医療ロボット１０Ａ及び１０Ｂに送信し、モニタ及びスピーカは、医療ロボット１０Ａ及び１０Ｂから受信する医療行為対象者Ｐ等の画像及び音声を出力する。よって、医師Ｄは、医療行為対象者Ｐから隔離された操作室ＯＲ内で、医療行為対象者Ｐとコミュニケーションを取りつつ、医療ロボット１０Ａ及び１０Ｂを用いて医療行為を行うことができる。
＜医療支援ロボットの構成＞
医療支援ロボット１００の構成を説明する。図２は、実施の形態に係る医療支援ロボット１００の構成の一例を示す側面図である。図３は、実施の形態に係る医療支援ロボット１００の構成の一例を示す平面図である。図２及び図３に示すように、医療支援ロボット１００は、ベース１０１と、ロボットアーム１０２と、エンドエフェクタ１０３と、走行装置１０４と、収容部１０５と、制御装置１０６とを備える。ロボットアーム１０２及び収容部１０５は、ベース１０１の上面１０１ａ上に配置され、ベース１０１によって支持される。エンドエフェクタ１０３は、ロボットアーム１０２の先端に着脱可能に取り付けられ、医療支援動作に適した構成を有する。走行装置１０４はベース１０１の下部に配置され、ベース１０１を移動させる。つまり、走行装置１０４は、ロボットアーム１０２及び収容部１０５を支持し且つ走行可能である。制御装置１０６は、ロボットアーム１０２、エンドエフェクタ１０３及び走行装置１０４等の動作を制御する。
ロボットアーム１０２は、その先端のエンドエフェクタ１０３の位置及び姿勢を自在に変えることができる。ロボットアーム１０２は、多自由度のロボットアームであり、複数の関節を有する。本実施の形態では、ロボットアーム１０２は、６つの回転関節を有する６軸の垂直多関節型のロボットアームであるが、ロボットアーム１０２の形式はこれに限定されない。ロボットアーム１０２は、６つの関節のそれぞれに、当該関節を回転駆動するアーム駆動装置ＡＭ１～ＡＭ６を備える。アーム駆動装置ＡＭ１～ＡＭ６はそれぞれ、電力を動力源とし、例えば、電気モータとしてサーボモータを有する。アーム駆動装置ＡＭ１～ＡＭ６の動作は、制御装置１０６によって制御される。
エンドエフェクタ１０３は、医療デバイスＭＤを扱うことができるように構成される。エンドエフェクタ１０３の駆動装置であるツール駆動装置１０３ａの動力源は特に限定されないが、例えば、電力、空気圧及び液圧等であってもよい。電力を動力源とするツール駆動装置１０３ａは、例えば、電気モータとしてサーボモータを有する。ツール駆動装置１０３ａの動作は、制御装置１０６によって制御される。
医療デバイスＭＤは、医療に用いられるいかなるデバイスであってもよい。例えば、医療デバイスＭＤは、医療器具、医療用具、検査器具、検査用具、検体、薬品類、医療行為対象者を載せる積載デバイス、及び、医療ロボット１０Ａ及び１０Ｂのエンドエフェクタ１２Ａ及び１４Ｂ等を含み得るが、これに限定されない。例えば、薬品類は、薬品だけでなく、輸血用血液及び培養液等の医療行為対象者の体内に導入される物品も含む。例えば、積載デバイスは、ベッド、診察台、手術台、ストレッチャ及び車椅子等を含み得るが、これに限定されない。
収容部１０５は、医療デバイスＭＤを収容可能である。これに限定されないが、本実施の形態では、収容部１０５は、収容部１０５Ａ～１０５Ｄを含む。第１収容部１０５Ａは、医療行為対象者の処置への未使用又は消毒済みのエンドエフェクタ１２Ａ及び１４Ｂを収容する。例えば、第１収容部１０５Ａは、医療ロボット１０Ａ及び１０Ｂが様々な処置に対応して使用し得るエンドエフェクタ１２Ａ及び１４Ｂを収容する。第２収容部１０５Ｂは、医療行為対象者の処置への使用済みのエンドエフェクタ１２Ａ及び１４Ｂを収容する。例えば、第２収容部１０５Ｂは、医療ロボット１０Ａ及び１０Ｂから取り外されたエンドエフェクタ１２Ａ及び１４Ｂを収容する。
第３収容部１０５Ｃは、医療ロボット１０Ａ及び１０Ｂのエンドエフェクタ１２Ａ及び１４Ｂが扱う医療デバイスＭＤのうち、医療行為対象者の処置への未使用の医療デバイスＭＤを収容する。例えば、第３収容部１０５Ｃは、医療器具、医療用具、検査器具、検査用具、検体及び薬品類等を収容してもよい。例えば、第３収容部１０５Ｃは、医療行為対象者から検体を採取するための検査用具及び検査キット等を収容してもよい。
第４収容部１０５Ｄは、エンドエフェクタ１２Ａ及び１４Ｂが扱う医療デバイスＭＤのうち、医療行為対象者の処置への使用済みの医療デバイスＭＤを収容する。例えば、第４収容部１０５Ｄは、医療器具、医療用具、検査器具、検査用具、検体及び薬品類等を収容してもよい。例えば、第４収容部１０５Ｄは、医療行為対象者から検体を採取した後の検査用具及び検査キット等を収容してもよい。
また、エンドエフェクタ１０３は、収容部１０５の医療デバイスＭＤを保持し取り出すこと、及び、保持している医療デバイスＭＤを収容部１０５内に収容することができるように構成される。さらに、エンドエフェクタ１０３は、収容部１０５から取り出された医療デバイスＭＤを、医療ロボット１０Ａ及び１０Ｂに保持させる保持動作と、医療ロボット１０Ａ及び１０Ｂに保持されている医療デバイスＭＤを医療ロボット１０Ａ及び１０Ｂに保持解除させる保持解除動作とのうちの少なくとも１つの動作をできるように構成される。
具体的には、エンドエフェクタ１０３は、エンドエフェクタ１２Ａ及び１４Ｂをそれぞれ、ロボットアーム１１Ａ及びマニピュレータ１３Ｂに取り付けることができるように構成され得る。エンドエフェクタ１０３は、ロボットアーム１１Ａ及びマニピュレータ１３Ｂに取り付けられているエンドエフェクタ１２Ａ及び１４Ｂを取り外すことができるように構成され得る。エンドエフェクタ１０３は、エンドエフェクタ１２Ａ及び１４Ｂ以外の医療デバイスＭＤをエンドエフェクタ１２Ａ及び１４Ｂに取り付ける又は渡すことができるように構成され得る。エンドエフェクタ１０３は、エンドエフェクタ１２Ａ及び１４Ｂに保持されている医療デバイスＭＤをエンドエフェクタ１２Ａ及び１４Ｂから取り外す又は受け取ることができるように構成され得る。
走行装置１０４は、ベース１０１を支持し且つ移動させることができる複数の車輪１０４ａと、走行駆動装置１０４ｂとを備える。走行駆動装置１０４ｂは、少なくとも１つの車輪１０４ａを駆動することができ且つ車輪１０４ａの向きを変えることができる。これにより、走行駆動装置１０４ｂは、ベース１０１を任意の方向に移動させることができる。なお、走行装置１０４は、動力を用いてベース１０１を移動させることができればよい。これに限定されないが、本実施の形態では、走行駆動装置１０４ｂは、電力を動力源とし、例えば、電気モータとしてサーボモータを有する。例えば、走行装置１０４はＡＧＶであってもよい。走行駆動装置１０４ｂの動作は、制御装置１０６によって制御される。
また、医療支援ロボット１００は、ベース１０１内に、蓄電池１０７と、通信装置１０８と、位置検出装置１０９と、消毒装置１１０の消毒剤収容部１１０ａとを備える。蓄電池１０７は、医療支援ロボット１００の電気機器の電力源として機能する。蓄電池１０７は、電力の充放電が可能である二次電池である。二次電池の例は、鉛蓄電池、リチウムイオン二次電池、ニッケル・水素蓄電池、ニッケル・カドミウム蓄電池等である。蓄電池１０７は、ベース１０１に配置された電源コネクタ１１４と電気的に接続されている。蓄電池１０７は、電源コネクタ１１４と接続された外部の商用電源等から電力の供給を受け、供給された電力を蓄積し、蓄積した電力を医療支援ロボット１００の電気機器に供給する。なお、医療支援ロボット１００は、電源コネクタ１１４と接続された外部の商用電源等から供給される電力を医療支援ロボット１００の電気機器に供給するように構成されてもよく、蓄電池１０７の電力と商用電源等の電力とを選択的に用いる又は併用するように構成されてもよい。
通信装置１０８は、第１通信装置１０８ａと第２通信装置１０８ｂとを含む。第１通信装置１０８ａは、医療支援ロボット１００の操作入力装置３０と無線通信又は有線通信するように構成される。第１通信装置１０８ａは、制御装置１０６と操作入力装置３０との間の情報、指令及びデータ等の送受信を仲介する。第２通信装置１０８ｂは、医療ロボット１０Ａ及び１０Ｂと無線通信又は有線通信するように構成される。第２通信装置１０８ｂは、制御装置１０６と医療ロボット１０Ａ及び１０Ｂとの間の情報、指令及びデータ等の送受信を仲介する。これに限定されないが、本実施の形態では、通信装置１０８ａ及び１０８ｂは、無線通信するように構成される。通信装置１０８ａ及び１０８ｂは通信回路等を含んでもよい。通信装置１０８ａ及び１０８ｂに適用される無線通信及び有線通信は、いかなる無線通信及び有線通信であってもよい。なお、通信装置１０８ａ及び１０８ｂのうち、第１通信装置１０８ａのみが設けられてもよい。
例えば、医療支援ロボット１００は、医療ロボット１０Ａ及び１０Ｂと同様に医療処置室ＭＴＲ内に配置され、操作入力装置３０は、医療ロボット１０Ａ及び１０Ｂの操作入力装置２０Ａ及び２０Ｂと同様に操作室ＯＲ内に配置される。よって、医療支援ロボット１００は、医療ロボット１０Ａ及び１０Ｂ並びに医療支援ロボット１００から隔離された空間に配置された操作入力装置３０によって遠隔操作される。
位置検出装置１０９は、ベース１０１の位置を検出し、さらに、ベース１０１の姿勢を検出するように構成されてもよい。位置検出装置１０９は、検出結果を制御装置１０６に出力する。位置検出装置１０９の構成は特に限定されず、ベース１０１の位置及び姿勢の少なくとも位置を検出できればよい。
例えば、位置検出装置１０９は、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信機及びＩＭＵ（慣性計測装置：Inertial Measurement Unit）等の位置計測装置を含んでもよい。位置検出装置１０９は、ＧＰＳ受信機の受信信号及び／又はＩＭＵによって計測された加速度及び角速度等を用いて、ベース１０１の位置及び姿勢を検出してもよい。例えば、位置検出装置１０９は、周囲に配置されたセンサから受け取る信号に基づき、ベース１０１の位置及び姿勢を検出するように構成されてもよい。例えば、位置検出装置１０９は、周囲に、赤外線、光波及び超音波等を放射し、その反射波を受信することで、ベース１０１の位置及び姿勢を検出するように構成されてもよい。例えば、位置検出装置１０９は、カメラで撮像した周囲の画像に基づき、ベース１０１の位置及び姿勢を検出するように構成されてもよい。例えば、位置検出装置１０９は、床面に埋設された電線から微弱な誘導電流を検出し、この検出値に基づきベース１０１の位置及び姿勢を検出するように構成されてもよい。
消毒装置１１０は、消毒剤収容部１１０ａと放出部１１０ｂとを備える。消毒剤収容部１１０ａは、消毒剤を収容する容器であり、例えば、アルコール等の消毒液を収容する。放出部１１０ｂは、消毒剤収容部１１０ａと配管等を介して接続され、消毒剤収容部１１０ａ内の消毒剤を外部に放出する。例えば、放出部１１０ｂは、消毒液又は消毒粉体を噴射する装置であってもよく、放出ノズル１１０ｂａと消毒剤を圧送するポンプ１１０ｂｂとを備える。放出ノズル１１０ｂａは、ロボットアーム１０２又はエンドエフェクタ１０３に配置され、ロボットアーム１０２及びエンドエフェクタ１０３によって任意の位置で任意の向きに消毒剤を放出することができる。本実施の形態では、放出ノズル１１０ｂａは、ロボットアーム１０２の先端に配置される。ポンプ１１０ｂｂはベース１０１内に配置される。
また、医療支援ロボット１００は、少なくとも１つの撮像装置１２１～１２３と、音声入力装置１３１と、表示装置１４１と、音声出力装置１５１とを備える。これに限定されないが、本実施の形態では、３つの撮像装置１２１～１２３が配置される。第１撮像装置１２１は、ロボットアーム１０２の先端に配置される。しかしながら、第１撮像装置１２１は、エンドエフェクタ１０３又はロボットアーム１０２の他の部位に配置されてもよい。第１撮像装置１２１は、ロボットアーム１０２によって任意の位置及び任意の向きに配置されることができ、例えば、エンドエフェクタ１０３が作用を与える対象を撮像し、画像の信号の一例である画像データを制御装置１０６等に出力する。第１撮像装置１２１は、デジタル画像の静止画及び／又は動画を撮像するカメラであり、さらに、画像内の被写体の位置情報を含む３次元画像を撮像できる３次元カメラであってもよい。
第２撮像装置１２２は、ベース１０１の側面１０１ｂに配置される。側面１０１ｂは、走行装置１０４によるベース１０１の前進方向である前方向ＦＤの側面であり、側面１０１ｂの近傍にロボットアーム１０２が配置される。例えば、第２撮像装置１２２は、デジタル画像の静止画及び／又は動画を撮像する広角カメラであり、側面１０１ｂから前方向ＦＤ及びその放射方向の広範囲にわたる画像を撮像するように構成されてもよい。第２撮像装置１２２は、撮像した画像データを制御装置１０６に出力する。
第３撮像装置１２３は、ベース１０１の側面１０１ｃに配置される。側面１０１ｃは、走行装置１０４によるベース１０１の後進方向である後方向ＢＤの側面であり、側面１０１ｃの近傍に収容部１０５が配置される。例えば、第３撮像装置１２３は、第２撮像装置１２２と同様に広角カメラであり、側面１０１ｃから後方向ＢＤ及びその放射方向の広範囲にわたる画像を撮像するように構成されてもよい。第３撮像装置１２３は、撮像した画像データを制御装置１０６に出力する。
なお、撮像装置１２１～１２３の全てが必須の構成要素ではない。例えば、位置及び向きを変えることができる第１撮像装置１２１が、撮像装置１２２及び１２３の少なくとも１つの代わりに用いられてもよい。
音声入力装置１３１は、ベース１０１の側面１０１ｂに配置される。音声入力装置１３１は、音声の入力を受け付け、当該音声を音声信号に変換し制御装置１０６に出力する。音声入力装置１３１は、音声入力の受け付け及び音声信号への変換が可能であればいかなる装置であってもよく、例えば、マイクである。例えば、音声入力装置１３１は、医療行為対象者等の音声信号を取得することができる。
表示装置１４１は、画像を出力する装置である。例えば、表示装置１４１は、液晶ディスプレイ（Liquid Crystal Display）及び有機又は無機ＥＬディスプレイ（Electro-Luminescence Display）等であるが、これらに限定されない。例えば、表示装置１４１は、操作入力装置３０に配置された撮像装置３３（図１参照）によって撮像される操作者等の画像データを、画像として表示することができる。
音声出力装置１５１は、音声を出力する装置である。音声出力装置１５１は、音声信号を音声に変換し出力する。音声出力装置１５１は、音声信号から音声への変換が可能であればいかなる装置であってもよく、例えば、スピーカである。例えば、音声出力装置１５１は、操作入力装置３０に配置された音声入力装置３４（図１参照）によって出力される操作者の音声信号を、音声に変換し出力することができる。
このように、医療支援ロボット１００は、医療ロボット１０Ａ及び１０Ｂへの医療デバイスＭＤの受け渡しと、医療ロボット１０Ａ及び１０Ｂの近傍の人と操作入力装置３０の操作者との間のコミュニケーションとを可能にする。医療支援ロボット１００は、医療行為対象者への直接的な医療行為を行う必要がないため、操作入力装置３０の操作者は、医療従事者に限定されない。
図１に示すように、操作入力装置３０は、操作者Ｏからの入力を受け付ける入力装置３１と、インタフェース装置３２とを備える。インタフェース装置３２は、撮像装置３３と、音声入力装置３４と、表示装置３５と、音声出力装置３６とを含む。撮像装置３３、音声入力装置３４、表示装置３５及び音声出力装置３６の構成は、医療支援ロボット１００と同様である。撮像装置３３は、操作者Ｏ等の画像を撮像し、当該画像の画像データは、操作入力装置３０によって医療支援ロボット１００に送信される。音声入力装置３４は、操作者Ｏ等の音声を受け付け、当該音声の音声信号は、操作入力装置３０によって医療支援ロボット１００に送信される。表示装置３５は、操作入力装置３０が医療支援ロボット１００から受信する画像データに対応する画像を表示する。音声出力装置３６は、操作入力装置３０が医療支援ロボット１００から受信する音声信号に対応する音声を出力する。
制御装置１０６の構成を説明する。制御装置１０６は、医療支援ロボット１００の各構成要素の動作を制御する。例えば、制御装置１０６は、コンピュータ装置を含む。例えば、制御装置１０６は、プロセッサ及びメモリ等を有する演算器で構成される。演算器は、他の装置との情報、データ、情報及び指令等の送受信を行う。演算器は、各種機器からの信号の入力及び各制御対象への制御信号の出力を行う。メモリは、揮発性メモリ及び不揮発性メモリなどの半導体メモリ、ハードディスク及びＳＳＤ（Solid State Drive）等の記憶装置で構成される。例えば、メモリは、演算器が実行するプログラム、及び各種固定データ等を記憶する。
演算器の機能は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサ、ＲＡＭ（Random Access Memory）などの揮発性メモリ及びＲＯＭ（Read-Only Memory）などの不揮発性メモリ等からなるコンピュータシステム（図示略）により実現されてもよい。コンピュータシステムは、ＣＰＵがＲＡＭをワークエリアとして用いてＲＯＭに記録されたプログラムを実行することによって、演算器の機能を実現してもよい。なお、演算器の機能の一部又は全部は、上記コンピュータシステムにより実現されてもよく、電子回路又は集積回路等の専用のハードウェア回路により実現されてもよく、上記コンピュータシステム及びハードウェア回路の組み合わせにより実現されてもよい。制御装置１０６は、単一のコンピュータ装置による集中制御により各処理を実行してもよく、複数のコンピュータ装置の協働による分散制御により各処理を実行してもよい。
例えば、制御装置１０６の各機能は、ＬＳＩ（Large Scale Integration：大規模集積回路）、システムＬＳＩ等の回路によって実現されてもよい。制御装置１０６の複数の機能は、個別に１チップ化されてもよく、一部又は全てを含むように１チップ化されてもよい。また、回路は、それぞれ、汎用的な回路でもよく、専用の回路でもよい。ＬＳＩとして、ＬＳＩ製造後にプログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＬＳＩ内部の回路セルの接続及び／又は設定を再構成可能なリコンフィギュラブルプロセッサ、又は、特定用途向けに複数の機能の回路が１つにまとめられたＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等が利用されてもよい。
制御装置１０６の機能的な構成を説明する。図４は、実施の形態に係る医療支援ロボット１００の機能的な構成の一例を示すブロック図である。図４に示すように、制御装置１０６は、モード決定部１６０１、自動操作指令部１６０２、手動操作指令部１６０３、走行指令部１６０４、アーム駆動制御部１６０５、ツール駆動制御部１６０６、走行駆動制御部１６０７、情報処理部１６０８、経路決定部１６０９、位置検出部１６１０、第１画像処理部１６１１、第２画像処理部１６１２、第３画像処理部１６１３、第１音声処理部１６１４、第２音声処理部１６１５、放出制御部１６１６及び記憶部１６２０を機能的に構成要素として含む。記憶部１６２０の機能は、メモリによって実現される。記憶部１６２０以外の機能は、プロセッサ等によって実現される。上記構成要素の全てが必須ではない。
記憶部１６２０は、種々の情報を記憶し、記憶された情報の読出しを可能にする。例えば、記憶部１６２０は、プログラム及び各種固定データ等を記憶してもよい。記憶部１６２０は、医療処置室ＭＴＲの地図データ、及び医療処置室ＭＴＲを含む建物等の構造物内の地図データ等を記憶し、地図データ内の情報に変更があると、地図データの更新を受けるように構成されてもよい。記憶部１６２０は、医療ロボット１０Ａ及び１０Ｂから制御装置１０６が受信した医療ロボット１０Ａ及び１０Ｂの情報を記憶してもよい。記憶部１６２０は、各撮像装置から制御装置１０６に送られる画像データ、及び、各音声出力装置から制御装置１０６に送られる音声信号を記憶してもよい。
モード決定部１６０１は、操作入力装置３０から受信する指令に従って、医療支援ロボット１００の操縦モードを決定する。動作モードは、プログラムに従って医療支援ロボット１００に自動で所定の動作をさせる自動操縦モードと、操作入力装置３０から受信する操作指令に従って医療支援ロボット１００に当該操作指令に対応する動作をさせる手動操縦モードとを含む。操作指令は、医療支援ロボット１００をマニュアル操作するために操作入力装置３０に入力される操作に対応する指令である。
自動操作指令部１６０２は、自動操縦モードにおいて機能し、プログラムに設定される所定の動作をロボットアーム１０２及びエンドエフェクタ１０３に自動で実行させるための動作指令を、アーム駆動制御部１６０５及びツール駆動制御部１６０６に出力する。動作指令は、ロボットアーム１０２のアーム駆動装置ＡＭ１～ＡＭ６及びエンドエフェクタ１０３のツール駆動装置１０３ａを動作させるための指令である。
手動操作指令部１６０３は、手動操縦モードにおいて機能し、操作指令に対応する動作をロボットアーム１０２及びエンドエフェクタ１０３に実行させるための動作指令を、アーム駆動制御部１６０５及びツール駆動制御部１６０６に出力する。
走行指令部１６０４は、走行装置１０４の走行駆動装置１０４ｂを動作させるための動作指令を、走行駆動制御部１６０７に出力する。走行指令部１６０４は、自動操縦モードでは、プログラムに設定される経路に沿って走行装置１０４に自動で走行させるための動作指令を出力する。例えば、プログラムに設定される経路は、経路決定部１６０９によって決定される経路であってもよい。走行指令部１６０４は、位置検出部１６１０によって検出されるベース１０１の位置及び姿勢と、経路の情報とを用いて、ベース１０１の移動方向、向き、速度及び加速度等を含む動作指令を出力する。走行指令部１６０４は、手動操縦モードでは、操作指令に対応するベース１０１の移動方向、向き、速度及び加速度等で走行装置１０４に走行させるための動作指令を出力する。
アーム駆動制御部１６０５は、各操作指令部から受け取る動作指令に従って動作するようにアーム駆動装置ＡＭ１～ＡＭ６を制御する。アーム駆動制御部１６０５は、アーム駆動装置ＡＭ１～ＡＭ６の各サーボモータの回転量等をフィードバック情報として用いて、各サーボモータの回転量及び回転速度等を制御し、各サーボモータの電流値をフィードバック情報として用いて、各サーボモータの回転トルクを制御する。
ツール駆動制御部１６０６は、各操作指令部から受け取る動作指令に従って動作するようにツール駆動装置１０３ａを制御する。ツール駆動制御部１６０６は、ツール駆動装置１０３ａのサーボモータの回転量及び電流値等をフィードバック情報として用いて、サーボモータの駆動を制御する。
走行駆動制御部１６０７は、走行指令部１６０４から受け取る動作指令に従って動作するように走行駆動装置１０４ｂを制御する。走行駆動制御部１６０７は、走行駆動装置１０４ｂのサーボモータの回転量及び電流値等をフィードバック情報として用いて、サーボモータの駆動を制御する。
情報処理部１６０８は、医療ロボット１０Ａ及び１０Ｂから受信する医療ロボット１０Ａ及び１０Ｂの情報であるロボット情報を処理し、当該ロボット情報に対応する構成要素に出力する。さらに、情報処理部１６０８は、ロボット情報の一部又は全部を記憶部１６２０に記憶させる。例えば、ロボット情報は、医療ロボット１０Ａ及び１０ＢのＩＤ等の識別情報、医療ロボット１０Ａ及び１０Ｂからの指令、医療ロボット１０Ａ及び１０Ｂの型式等の種類、装着されているエンドエフェクタ１２Ａ及び１４Ｂの型式等の種類、並びに、医療ロボット１０Ａ及び１０Ｂの位置及び向き等の情報を含んでもよい。例えば、指令は、医療ロボット１０Ａ及び１０Ｂのエンドエフェクタ１２Ａ及び１４Ｂの要求又は交換の指令、医療ロボット１０Ａ及び１０Ｂのエンドエフェクタ１２Ａ及び１４Ｂ用の医療デバイスＭＤの要求、回収又は交換の指令、医療ロボット１０Ａ及び１０Ｂへの積載デバイスの搬送の指令、医療ロボット１０Ａ及び１０Ｂからの積載デバイスＭＤＡの搬送の指令等を含んでもよい。また、情報処理部１６０８は、ロボット情報の一部又は全部を操作入力装置３０に送信する。
なお、本明細書及び特許請求の範囲において、「位置の情報」及び「位置情報」は、「位置の情報のみ」、「位置及び向きの情報」並びに「位置及び姿勢の情報」のいずれも含み得る。
経路決定部１６０９は、自動操縦モードにおいて機能し、ロボット情報において指令を受けた医療ロボット１０Ａ又は１０Ｂまで医療支援ロボット１００を移動させるための経路を決定する。経路決定部１６０９は、医療ロボット１０Ａ又は１０Ｂの位置及び向きの情報と、医療支援ロボット１００のベース１０１の位置及び向きの情報と、医療処置室ＭＴＲの地図データとを用いて、経路を決定する。
例えば、図１に示すように、医療支援ロボット１００は、ロボット情報の指令に従って、収容部１０５に収容された医療デバイスＭＤを医療ロボット１０Ａ又は１０Ｂに搬送する場合がある。この場合、経路決定部１６０９は、医療支援ロボット１００から医療ロボット１０Ａ又は１０Ｂまでに至る経路を決定する。
例えば、図５に示すように、医療支援ロボット１００は、ロボット情報の指令に従って、医療デバイスＭＤとしての積載デバイスの一例である医療行為対象者Ｐを載せたベッドＭＤＡを、医療ロボット１０Ａ又は１０Ｂに搬送する場合がある。図５は、実施の形態に係る医療支援ロボット１００の動作の一例を示す平面図である。この場合、経路決定部１６０９は、医療支援ロボット１００からベッドＭＤＡを経由して医療ロボット１０Ａ又は１０Ｂまでに至る経路を決定する。この場合、ロボット情報には、搬送対象のベッドＭＤＡの識別情報及び位置情報等の情報が含まれる。
位置検出部１６１０は、位置検出装置１０９から受け取る検出結果を用いて、医療支援ロボット１００のベース１０１の位置及び姿勢を検出する。位置検出部１６１０は、ベース１０１の位置及び姿勢の情報を操作入力装置３０に送信してもよい。これにより、当該情報が、操作入力装置３０での走行装置１０４の操作に用いられ得る。
第１画像処理部１６１１は、医療支援ロボット１００の第１撮像装置１２１によって撮像された画像データを処理し、操作入力装置３０に送信する。
第２画像処理部１６１２は、医療支援ロボット１００の第２撮像装置１２２及び第３撮像装置１２３よって撮像された画像データを処理し、操作入力装置３０に送信する。例えば、第２画像処理部１６１２は、第２撮像装置１２２及び第３撮像装置１２３の画像データが同期して表示されるように、合成等の処理を行ってもよい。
第３画像処理部１６１３は、操作入力装置３０から受信する画像データを処理して表示装置１４１に表示させる。例えば、第３画像処理部１６１３は、操作入力装置３０の撮像装置３３によって撮像された画像データを受信し、当該画像データを処理して表示装置１４１に表示させる。
第１音声処理部１６１４は、医療支援ロボット１００の音声入力装置１３１によって取得された音声信号を処理し、操作入力装置３０に送信する。
第２音声処理部１６１５は、操作入力装置３０から受信する音声信号を処理して音声出力装置１５１に出力させる。例えば、第２音声処理部１６１５は、操作入力装置３０の音声入力装置３４によって取得された音声信号を受信し、当該音声信号を処理して音声出力装置１５１に出力させる。
放出制御部１６１６は、消毒装置１１０の放出部１１０ｂの動作を制御する。例えば、放出制御部１６１６は、医療ロボット１０Ａ及び１０Ｂのロボットアーム１１Ａ及びマニピュレータ１３Ｂ、並びに、エンドエフェクタ１２Ａ及び１４Ｂへの消毒剤の放出を放出部１１０ｂに実行させる。放出制御部１６１６は、ロボット情報の指令に従って自動で放出部１１０ｂに放出動作をさせてもよく、操作入力装置３０の指令に従って放出部１１０ｂに放出動作をさせてもよい。例えば、エンドエフェクタ１２Ａ及び１４Ｂの交換、及び、エンドエフェクタ１２Ａ及び１４Ｂにおける医療デバイスＭＤの交換のタイミング等で、放出制御部１６１６は放出部１１０ｂに放出動作をさせてもよい。
上述のような制御装置１０６は、ロボットアーム１０２、エンドエフェクタ１０３及び走行装置１０４を制御することで、医療ロボット１０Ａ及び１０Ｂの医療行為を支援するための様々な動作を医療支援ロボット１００に実行させることができる
例えば、制御装置１０６は、走行装置１０４に医療ロボット１０Ａ及び１０Ｂまで移動させる制御を行うことができる。この場合、制御装置１０６は、自動操縦モード及び手動操縦モードのいずれでも制御することができる。
また、制御装置１０６は、医療支援ロボット１００の収容部１０５内の医療デバイスＭＤを医療ロボット１０Ａ又は１０Ｂに保持させる保持動作、及び、医療ロボット１０Ａ又は１０Ｂに保持されている医療デバイスＭＤを医療ロボット１０Ａ又は１０Ｂに保持解除させる保持解除動作を、ロボットアーム１０２及びエンドエフェクタ１０３に実行させる制御を行うことができる。例えば、医療デバイスＭＤの交換も可能である。このような場合、制御装置１０６は、自動操縦モード及び手動操縦モードのいずれでも制御することができる。例えば、制御装置１０６は、医療ロボット１０Ａ又は１０Ｂまでの走行装置１０４の走行制御を自動操縦モードで実行し、保持動作及び保持解除動作の制御を手動操縦モードで実行してもよい。これにより、保持動作及び保持解除動作が複雑な動作を含む場合でも、確実な実行が可能になる。
例えば、保持動作及び保持解除動作を行う場合、まず、制御装置１０６は、エンドエフェクタ１０３又はエンドエフェクタ１０３が保持している医療デバイスＭＤを、医療ロボット１０Ａ又は１０Ｂに近けるように、ロボットアーム１０２及びエンドエフェクタ１０３を自動で動作させてもよい。
次いで、制御装置１０６は、操作入力装置３０の操作指令に従ってロボットアーム１０２及びエンドエフェクタ１０３に動作させることで、手動操縦により保持動作又は保持解除動作を実行してもよい。この場合、制御装置１０６は、操作入力装置３０の操作指令に従ったロボットアーム１０２及びエンドエフェクタ１０３の動作指令及び／又は動作情報を記憶部１６２０に記憶させてもよい。
又は、制御装置１０６は、記憶部１６２０に記憶されている動作指令及び／又は動作情報に基づき、アーム１０２及びエンドエフェクタ１０３に動作させることで、自動操縦により保持動作又は保持解除動作を実行してもよい。
さらに、制御装置１０６は、保持動作及び保持解除動作を学習するように構成されてもよい。例えば、制御装置１０６は、自動操縦により保持動作又は保持解除動作を実行している際中、操作者Ｏによる操作入力装置３０の操作を受け付け、入力された操作に対応して、ロボットアーム１０２及び／又はエンドエフェクタ１０３の実行中の動作を修正するように構成されてもよい。この場合、制御装置１０６は、ロボットアーム１０２及び／又はエンドエフェクタ１０３の修正された動作に対応する動作指令及び／又は動作情報を用いて、記憶部１６２０に記憶されている動作指令及び／又は動作情報を更新してもよい。
その後、制御装置１０６は、自動操縦で保持動作及び保持解除動作を実行する場合、記憶部１６２０に記憶されている更新後の動作指令及び／又は動作情報に基づき、アーム１０２及びエンドエフェクタ１０３に動作させてもよい。さらに、実行中、再度、操作者Ｏによる操作入力装置３０を用いた動作の修正が行われた場合、制御装置１０６は、ロボットアーム１０２及び／又はエンドエフェクタ１０３の修正された動作に対応する動作指令及び／又は動作情報を用いて、記憶部１６２０に記憶されている動作指令及び／又は動作情報を再度更新してもよい。このように、動作指令及び／又は動作情報の更新が繰り返されることで、より精度が高い又は熟練した保持動作及び保持解除動作を可能にする動作指令及び／又は動作情報が、記憶部１６２０に記憶される。つまり、制御装置１０６は、保持動作及び保持解除動作を学習することができる。制御装置１０６は、医療支援ロボット１００の他の動作の制御についても、上記のような保持動作及び保持解除動作の制御と同様の制御を行ってもよい。
さらに、制御装置１０６は、指定された医療ロボット１０Ａ又は１０Ｂの情報を受け取るように構成され、医療ロボット１０Ａ又は１０Ｂのロボット情報に基づき、上記の保持動作及び保持解除動作の少なくとも１つの動作を実行する制御を行うことができる。つまり、制御装置１０６は、自動操縦モードで実行することができる。
また、制御装置１０６は、医療行為対象者を載せているベッド等の積載デバイスＭＤＡをエンドエフェクタ１０３に保持させ、走行装置１０４に医療ロボット１０Ａ又は１０Ｂまで移動させる制御を行うことができる。この場合、制御装置１０６は、自動操縦モード及び手動操縦モードのいずれでも制御することができる。
例えば、制御装置１０６は、指定された積載デバイスＭＤＡの情報と指定された医療ロボット１０Ａ又は１０Ｂのロボット情報とを受け取るように構成され、積載デバイスＭＤＡの情報及びロボット情報に基づき、走行装置１０４に積載デバイスＭＤＡまで移動させ、積載デバイスＭＤＡをエンドエフェクタ１０３に保持させ、走行装置１０４に積載デバイスＭＤＡを医療ロボット１０Ａ又は１０Ｂまで移動させる制御を行うことができる。
また、制御装置１０６は、医療支援ロボット１００の操作入力装置３０から、音声信号を受け取り、当該音声信号に対応する音声を医療支援ロボット１００の音声出力装置１５１に出力させる制御を行うことができる。
また、制御装置１０６は、医療支援ロボット１００の音声入力装置１３１によって受け付けられた音声に対応する音声信号を、医療支援ロボット１００の操作入力装置３０に出力する制御を行うことができる。
また、制御装置１０６は、医療支援ロボット１００の操作入力装置３０から、画像信号を受け取り、当該画像信号に対応する画像を医療支援ロボット１００の表示装置１４１に出力させる制御を行うことができる。
また、制御装置１０６は、撮像装置１２１～１２３によって撮像された画像の信号を、医療支援ロボット１００の操作入力装置３０に出力する制御を行うことができる。
また、制御装置１０６は、医療支援ロボット１００の位置検出装置１０９によって検出された医療支援ロボット１００の位置及び姿勢の情報を、医療支援ロボット１００の操作入力装置３０に出力する制御を行うことができる。
さらに、制御装置１０６は、医療ロボット１０Ａ又は１０Ｂのロボット情報と、位置検出装置１０９によって検出された医療支援ロボット１００の位置及び姿勢の情報とに基づき、走行装置１０４に医療ロボット１０Ａ又は１０Ｂまで自動で移動させる制御を行うことができる。
また、制御装置１０６は、医療支援ロボット１００の消毒装置１１０の放出部１１０ｂに医療ロボット１０Ａ又は１０Ｂへ消毒剤を放出させる制御を行うことができる。この場合、制御装置１０６は、自動操縦モード及び手動操縦モードのいずれでも制御することができる。例えば、制御装置１０６は、医療ロボット１０Ａ又は１０Ｂのロボット情報に基づき、放出部１１０ｂに医療ロボット１０Ａ又は１０Ｂへ消毒剤を自動で放出させる制御を行うことができる。
＜その他の実施の形態＞
以上、本発明の実施の形態の例について説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されない。すなわち、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。例えば、各種変形を実施の形態に施したもの、及び、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。
例えば、実施の形態において、医療支援ロボット１００と医療ロボット１０Ａ及び１０Ｂとが、有線通信又は無線通信するように構成されるが、これに限定されない。例えば、医療支援ロボット１００は、医療ロボット１０Ａ及び１０Ｂの操作入力装置２０Ａ及び２０Ｂと有線通信又は無線通信するように構成されてもよい。医療ロボット１０Ａ及び１０Ｂが、医療支援ロボット１００の操作入力装置３０と有線通信又は無線通信するように構成されてもよい。操作入力装置３０と操作入力装置２０Ａ及び２０Ｂとが有線通信又は無線通信するように構成されてもよい。また、医療支援ロボット１００と医療ロボット１０Ａ及び１０Ｂとの間の通信手段として、光、音又はこれらの組み合わせが用いられてもよい。
また、実施の形態において、医療支援ロボット１００の位置は、医療支援ロボット１００に搭載された位置検出装置１０９を用いて検出されるように構成されるが、これに限定されない。医療支援ロボット１００の外部に配置された装置を用いて、医療支援ロボット１００の位置が検出されるように構成されてもよい。例えば、医療支援ロボット１００を外部から撮像するカメラの画像を解析することで医療支援ロボット１００の位置が検出されてもよい。医療支援ロボット１００の外部にレーザセンサ、レーザライダ（Lidar）及び超音波センサ等の測距センサが設けられ、その計測値を用いて、医療支援ロボット１００の位置が検出されてもよい。
また、実施の形態において、医療支援ロボット１００は、１つのロボットアーム１０２を備えるが、２つ以上のロボットアームを備えてもよい。この場合、２つ以上のロボットアームは、医療行為対象者の処置への未使用の医療デバイスＭＤを扱うロボットアームと、医療行為対象者の処置への使用済みの医療デバイスＭＤを扱うロボットアームとに区分されて用いられてもよい。これにより、未使用の医療デバイスＭＤが、医療行為対象者の処置への使用済みの医療デバイスＭＤを扱ったロボットアーム及びエンドエフェクタによって汚染されることが防がれる。
また、実施の形態において、医療支援ロボット１００は、収容部１０５を閉鎖及び開放可能な構造を備えてもよい。例えば、医療支援ロボット１００は、収容部１０５を開閉する扉等を備えてもよい。これにより、収容部１０５内の汚染されていない医療デバイスＭＤが汚染されること、及び、汚染されている医療デバイスＭＤの汚染源が拡散することが抑制される。
また、実施の形態において、医療支援ロボット１００は、消毒装置１１０の放出部１１０ｂを用いて、医療支援ロボット１００以外の対象物を消毒することができるように構成されるが、これに限定されない。例えば、医療支援ロボット１００は、放出部１１０ｂを用いて、当該医療支援ロボット１００を消毒するように構成されてもよい。
また、実施の形態において、医療支援ロボット１００は、消毒装置１１０の放出部１１０ｂをロボットアーム１０２又はエンドエフェクタ１０３に備えるが、これに限定されない。例えば、医療支援ロボット１００は、ロボットアーム１０２及びエンドエフェクタ１０３のそれぞれに、放出部１１０ｂを備えてもよい。医療支援ロボット１００は、ロボットアーム１０２又はエンドエフェクタ１０３の放出部１１０ｂの代わりに、又は、当該放出部１１０ｂに追加して、ロボットアーム１０２及びエンドエフェクタ１０３以外の場所に放出部１１０ｂを備えてもよい。これにより、医療支援ロボット１００は、当該放出部１１０ｂを用いてロボットアーム１０２及びエンドエフェクタ１０３を消毒することができる。
また、実施の形態に係る医療支援ロボット１００は、着脱可能な防護カバーを備えるように構成されてもよい。防護カバーは、医療支援ロボット１００の一部又は全体を覆うように構成されてもよい。例えば、一部を覆う防護カバーは、医療支援ロボット１００の各部位のうちの消毒に手間及び時間を要する又は消毒困難な部位を覆ってもよい。これにより、医療支援ロボット１００に汚染物がした場合でも、防護カバーを交換することで、医療支援ロボット１００の消毒と同様の効果が得られる。よって、消毒のための手間が低減される。
また、実施の形態に係る医療ロボットシステム１は、医療支援ロボット１００並びに医療ロボット１０Ａ及び１０Ｂが配置される医療処置室ＭＴＲ等の空間の外部に、消毒設備を備えてもよい。例えば、医療ロボットシステム１は、医療処置室ＭＴＲに隣接して、消毒設備を備える消毒室を備えてもよい。さらに、医療支援ロボット１００は、外部から医療処置室ＭＴＲに入室する際の医療処置室ＭＴＲの入室直前と、医療処置室ＭＴＲから外部に退室する際の医療処置室ＭＴＲの退室直後とに消毒室を通過し、消毒室において消毒を受けるように構成されてもよい。これにより、医療支援ロボット１００に付着した汚染物が、医療処置室ＭＴＲ内に持ち込まれること及び医療処置室ＭＴＲ外に持ち出されることが、抑制される、
また、実施の形態に係る医療ロボットシステム１は、医療支援ロボット１００が医療デバイスＭＤを医療ロボット１０Ａ及び１０Ｂに搬送するように構成されるが、これに限定されない。例えば、医療支援ロボット１００が、医師及び看護師等の医療従事者に医療デバイスＭＤを搬送するように構成されてもよい。
また、実施の形態に係る医療ロボットシステム１は、いかなる場所に配置されてもよい。例えば、医療ロボットシステム１は、病院等の建物、テント及びプレハブ等の仮設構造物、並びに、移動体等の内部に配置されてもよく、屋外に配置されてもよい。例えば、移動体は、病院船及び鉄道車両等の医療用移動体であってもよい。
また、実施の形態において、医療支援ロボット１００のロボットアーム１０２は、垂直多関節型のロボットアームとして構成されるが、これに限定されない。例えば、ロボットアーム１０２は、水平多関節型、極座標型、円筒座標型、直角座標型又はその他の形式のロボットアームとして構成されてもよい。
また、本開示の技術の各態様例は、以下のように挙げられる。本開示の一態様に係る医療支援ロボットは、医療デバイスを収容可能である収容部と、前記医療デバイスを扱うことが可能であるエンドエフェクタを先端に有する少なくとも１つのロボットアームと、前記収容部及び前記少なくとも１つのロボットアームを支持し且つ走行可能である走行装置と、制御装置とを備え、前記制御装置は、前記走行装置に、医療行為を行うロボットである医療ロボットまで移動させる制御を行う。
上記態様によると、医療支援ロボットは、医療ロボットに医療デバイスを搬送することができる。医療支援ロボットは、医療ロボットの医療行為を支援する作業を行うことができる。例えば、医療ロボットは、医療行為対象者への処置を行うため、感染症源に汚染されやすい。このような医療ロボットが、医療デバイスを取得するために移動する場合、その都度、医療ロボットの消毒が必要になる可能性がある。又は、医療デバイスを保持した人が、医療ロボットに接近すると、感染症源に汚染されるリスクが高い。医療支援ロボットは、医療ロボットの移動の頻度の低減、及び、医療従事者の感染リスクの低減を可能にする。
本開示の一態様に係る医療支援ロボットにおいて、前記制御装置は、前記収容部内の前記医療デバイスを前記医療ロボットに保持させる保持動作、及び、前記医療ロボットに保持されている前記医療デバイスを前記医療ロボットに保持解除させる保持解除動作の少なくとも１つの動作を、前記ロボットアーム及び前記エンドエフェクタに実行させる制御を行ってもよい。
上記態様によると、例えば、医療ロボットが、単独で医療デバイスを保持及び保持解除する構造、並びに、保持及び保持解除を実行する機能を備えていない場合でも、医療支援ロボットが医療ロボットへの医療デバイスの保持及び保持解除を可能にする。さらに、感染症源に汚染されている医療ロボットが、収容部内の非汚染の医療デバイスと接触し、当該医療デバイスを汚染することが抑えられる。
本開示の一態様に係る医療支援ロボットにおいて、前記制御装置は、指定された前記医療ロボットの情報を受け取るように構成され、前記医療ロボットの情報に基づき、前記保持動作及び前記保持解除動作の少なくとも１つの動作を実行する制御を行ってもよい。
上記態様によると、医療支援ロボットは、指定された医療ロボットへの医療デバイスの搬送、保持動作及び保持解除動作を自動で実行することができる。
本開示の一態様に係る医療支援ロボットにおいて、前記エンドエフェクタは、医療行為対象者を載せる積載デバイスを保持することが可能であるように構成され、前記制御装置は、前記医療行為対象者を載せている積載デバイスを前記エンドエフェクタに保持させ、前記走行装置に前記医療ロボットまで移動させる制御を行ってもよい。
上記態様によると、医療ロボットが積載デバイスまで移動する必要がない。医療ロボットの移動に起因する感染症源の拡散のリスクが低減される。また、比較的大型である医療ロボットに各積載デバイス間を移動させるためのスペースが不要であり、スペースの効率的な利用が可能になる。
本開示の一態様に係る医療支援ロボットにおいて、前記制御装置は、指定された前記積載デバイスの情報と指定された前記医療ロボットの情報とを受け取るように構成され、前記積載デバイスの情報及び前記医療ロボットの情報に基づき、前記走行装置に前記積載デバイスまで移動させ、前記積載デバイスを前記エンドエフェクタに保持させ、前記走行装置に前記医療ロボットまで移動させる制御を行ってもよい。
上記態様によると、医療支援ロボットは、指定された医療ロボットへ、指定された積載デバイスを自動で搬送することができる。
本開示の一態様に係る医療支援ロボットは、前記医療支援ロボットの操作入力装置と無線通信する無線通信装置をさらに備えてもよい。
上記態様によると、医療支援ロボットは、遠隔の操作入力装置によって操作され得る。これにより、操作入力装置の操作者の感染リスクの低減が可能になる。
本開示の一態様に係る医療支援ロボットは、前記医療支援ロボットの操作入力装置と無線通信する第１無線通信装置と、前記医療ロボットと無線通信する第２無線通信装置とをさらに備えてもよい。
上記態様によると、医療支援ロボットは、遠隔の操作入力装置によって操作され得る。さらに、医療支援ロボットは、医療ロボットと有線で接続されないため、移動の制限を低減し、自在に移動することができる。
本開示の一態様に係る医療支援ロボットは、音声を出力する音声出力装置をさらに備え、前記制御装置は、前記医療支援ロボットの操作入力装置から、音声信号を受け取り、前記音声信号に対応する音声を前記音声出力装置に出力させる制御を行ってもよい。
上記態様によると、医療支援ロボットは、操作入力装置から出力される音声信号に対応する音声を医療行為対象者等に出力することができる。医療支援ロボットは、操作入力装置の操作者と医療行為対象者との間などの医療行為対象者とのコミュニケーションを可能にする。
本開示の一態様に係る医療支援ロボットは、音声の入力を受け付ける音声入力装置をさらに備え、前記制御装置は、前記音声入力装置によって受け付けられた音声に対応する音声信号を、前記医療支援ロボットの操作入力装置に出力する制御を行ってもよい。
上記態様によると、操作入力装置の操作者は、医療支援ロボットを直接視認できないような医療支援ロボットから遠隔の場所において、音声入力装置によって取得された医療対象者等の音声を確認しつつ、操作入力装置を用いて医療支援ロボットを操作することができる。
本開示の一態様に係る医療支援ロボットは、画像を出力する表示装置をさらに備え、前記制御装置は、前記医療支援ロボットの操作入力装置から、画像信号を受け取り、前記画像信号に対応する画像を前記表示装置に出力させる制御を行ってもよい。
上記態様によると、医療支援ロボットは、操作入力装置から出力される画像信号に対応する画像を医療行為対象者等に表示することができる。医療支援ロボットは、操作入力装置の操作者と医療行為対象者との間などの医療行為対象者とのコミュニケーションを可能にする。例えば、表示される画像は、操作者の画像であってもよい。
本開示の一態様に係る医療支援ロボットは、撮像装置をさらに備え、前記制御装置は、前記撮像装置によって撮像された画像の信号を、前記医療支援ロボットの操作入力装置に出力する制御を行ってもよい。
上記態様によると、操作入力装置の操作者は、医療支援ロボットを直接視認できないような医療支援ロボットから遠隔の場所において、撮像装置によって撮像された画像を視認しつつ、操作入力装置を用いて医療支援ロボットを操作することができる。
本開示の一態様に係る医療支援ロボットは、前記医療支援ロボットの位置を検出する位置検出装置をさらに備え、前記制御装置は、前記位置検出装置によって検出された前記医療支援ロボットの位置の情報を、前記医療支援ロボットの操作入力装置に出力する制御を行ってもよい。
上記態様によると、操作入力装置の操作者は、医療支援ロボットの位置を確認しつつ、操作入力装置を用いて医療支援ロボットの移動等の操作をすることができる。
本開示の一態様に係る医療支援ロボットは、前記医療支援ロボットの位置を検出する位置検出装置をさらに備え、前記制御装置は、指定された前記医療ロボットの情報を受け取るように構成され、前記医療ロボットの情報と、前記位置検出装置によって検出された前記医療支援ロボットの位置の情報とに基づき、前記走行装置に前記医療ロボットまで移動させる制御を行ってもよい。
上記態様によると、医療支援ロボットは、医療ロボットの情報と医療支援ロボットの位置とに基づき、当該医療ロボットへ自動で移動することができる。
本開示の一態様に係る医療支援ロボットは、消毒剤を収容する消毒剤収容部と、前記エンドエフェクタ又は前記ロボットアームに配置され且つ前記消毒剤を放出する放出部とをさらに備え、前記制御装置は、前記放出部に前記医療ロボットへ前記消毒剤を放出させる制御を行ってもよい。
上記態様によると、医療支援ロボットは、医療ロボットを消毒することができる。例えば、医療支援ロボットは、医療ロボットに医療デバイスを保持させる前に、医療ロボットを消毒することで、医療デバイスが医療ロボットに汚染されることを抑制することができる。
本開示の一態様に係る医療支援ロボットにおいて、前記制御装置は、指定された前記医療ロボットの情報を受け取るように構成され、前記医療ロボットの情報に基づき、前記放出部に前記医療ロボットへ前記消毒剤を放出させる制御を行ってもよい。
上記態様によると、医療支援ロボットは、指定された医療ロボットを自動で消毒することができる。
本開示の一態様に係る医療ロボットシステムは、本開示の一態様に係る医療支援ロボットと、前記医療支援ロボットの操作入力装置と、前記医療ロボットとを備える。
上記態様によると、本開示の一態様に係る医療支援ロボットと同様の効果が得られる。
本開示の一態様に係る医療ロボットシステムにおいて、前記医療支援ロボットの操作入力装置は、前記医療支援ロボット及び前記医療ロボットが配置される空間から隔離された空間に配置されてもよい。
上記態様によると、医療支援ロボット及び医療ロボットが配置される空間内に、感染症源等の汚染源が存在する場合でも、操作入力装置の操作者と汚染源との接触が防がれる。よって、操作者の汚染が防がれる。
本開示の一態様に係る医療ロボットシステムにおいて、前記医療ロボットは、手術ロボットをベースとするロボット、又は、前記手術用ロボット以外の汎用ロボットをベースとするロボットであってもよい。
上記態様によると、医療ロボットとして、既存の手術ロボット、及び、手術用ロボット以外の汎用ロボットを利用することができる。これにより、医療ロボットシステムの配備が必要な場合、新たなロボットの製造が必要でない。よって、医療ロボットシステムの迅速且つ簡易な配備が可能になる。
また、上記で用いた序数、数量等の数字は、全て本開示の技術を具体的に説明するために例示するものであり、本開示は例示された数字に制限されない。また、構成要素間の接続関係は、本開示の技術を具体的に説明するために例示するものであり、本開示の機能を実現する接続関係はこれに限定されない。
１ 医療ロボットシステム
１０，１０Ａ，１０Ｂ 医療ロボット
１００ 医療支援ロボット
１０２ ロボットアーム
１０３ エンドエフェクタ
１０４ 走行装置
１０５，１０５Ａ～１０５Ｄ 収容部
１０６ 制御装置
１０８，１０８ａ，１０８ｂ 通信装置
１０９ 位置検出装置
１１０ 消毒装置
１１０ａ 消毒剤収容部
１１０ｂ 放出部
１２１～１２３ 撮像装置
１３１ 音声入力装置
１４１ 表示装置
１５１ 音声出力装置
ＭＤ医療デバイス
ＭＤＡ 積載デバイス

Claims (18)

  1. 医療デバイスを収容可能である収容部と、
    前記医療デバイスを扱うことが可能であるエンドエフェクタを先端に有する少なくとも１つのロボットアームと、
    前記収容部及び前記少なくとも１つのロボットアームを支持し且つ走行可能である走行装置と、
    制御装置とを備え、
    前記制御装置は、前記走行装置に、医療行為を行うロボットである医療ロボットまで移動させる制御を行う
    医療支援ロボット。
  2. 前記制御装置は、前記収容部内の前記医療デバイスを前記医療ロボットに保持させる保持動作、及び、前記医療ロボットに保持されている前記医療デバイスを前記医療ロボットに保持解除させる保持解除動作の少なくとも１つの動作を、前記ロボットアーム及び前記エンドエフェクタに実行させる制御を行う
    請求項１に記載の医療支援ロボット。
  3. 前記制御装置は、指定された前記医療ロボットの情報を受け取るように構成され、前記医療ロボットの情報に基づき、前記保持動作及び前記保持解除動作の少なくとも１つの動作を実行する制御を行う
    請求項２に記載の医療支援ロボット。
  4. 前記エンドエフェクタは、医療行為対象者を載せる積載デバイスを保持することが可能であるように構成され、
    前記制御装置は、前記医療行為対象者を載せている積載デバイスを前記エンドエフェクタに保持させ、前記走行装置に前記医療ロボットまで移動させる制御を行う
    請求項１～３のいずれか一項に記載の医療支援ロボット。
  5. 前記制御装置は、指定された前記積載デバイスの情報と指定された前記医療ロボットの情報とを受け取るように構成され、前記積載デバイスの情報及び前記医療ロボットの情報に基づき、前記走行装置に前記積載デバイスまで移動させ、前記積載デバイスを前記エンドエフェクタに保持させ、前記走行装置に前記医療ロボットまで移動させる制御を行う
    請求項４に記載の医療支援ロボット。
  6. 前記医療支援ロボットの操作入力装置と無線通信する無線通信装置をさらに備える
    請求項１～５のいずれか一項に記載の医療支援ロボット。
  7. 前記医療支援ロボットの操作入力装置と無線通信する第１無線通信装置と、
    前記医療ロボットと無線通信する第２無線通信装置とをさらに備える
    請求項１～５のいずれか一項に記載の医療支援ロボット。
  8. 音声を出力する音声出力装置をさらに備え、
    前記制御装置は、前記医療支援ロボットの操作入力装置から、音声信号を受け取り、前記音声信号に対応する音声を前記音声出力装置に出力させる制御を行う
    請求項１～７のいずれか一項に記載の医療支援ロボット。
  9. 音声の入力を受け付ける音声入力装置をさらに備え、
    前記制御装置は、前記音声入力装置によって受け付けられた音声に対応する音声信号を、前記医療支援ロボットの操作入力装置に出力する制御を行う
    請求項１～８のいずれか一項に記載の医療支援ロボット。
  10. 画像を出力する表示装置をさらに備え、
    前記制御装置は、前記医療支援ロボットの操作入力装置から、画像信号を受け取り、前記画像信号に対応する画像を前記表示装置に出力させる制御を行う
    請求項１～９のいずれか一項に記載の医療支援ロボット。
  11. 撮像装置をさらに備え、
    前記制御装置は、前記撮像装置によって撮像された画像の信号を、前記医療支援ロボットの操作入力装置に出力する制御を行う
    請求項１～１０のいずれか一項に記載の医療支援ロボット。
  12. 前記医療支援ロボットの位置を検出する位置検出装置をさらに備え、
    前記制御装置は、前記位置検出装置によって検出された前記医療支援ロボットの位置の情報を、前記医療支援ロボットの操作入力装置に出力する制御を行う
    請求項１～１１のいずれか一項に記載の医療支援ロボット。
  13. 前記医療支援ロボットの位置を検出する位置検出装置をさらに備え、
    前記制御装置は、指定された前記医療ロボットの情報を受け取るように構成され、前記医療ロボットの情報と、前記位置検出装置によって検出された前記医療支援ロボットの位置の情報とに基づき、前記走行装置に前記医療ロボットまで移動させる制御を行う
    請求項１～１２のいずれか一項に記載の医療支援ロボット。
  14. 消毒剤を収容する消毒剤収容部と、
    前記エンドエフェクタ又は前記ロボットアームに配置され且つ前記消毒剤を放出する放出部とをさらに備え、
    前記制御装置は、前記放出部に前記医療ロボットへ前記消毒剤を放出させる制御を行う
    請求項１～１３のいずれか一項に記載の医療支援ロボット。
  15. 前記制御装置は、指定された前記医療ロボットの情報を受け取るように構成され、前記医療ロボットの情報に基づき、前記放出部に前記医療ロボットへ前記消毒剤を放出させる制御を行う
    請求項１４に記載の医療支援ロボット。
  16. 請求項１～１５のいずれか一項に記載の医療支援ロボットと、
    前記医療支援ロボットの操作入力装置と、
    前記医療ロボットとを備える
    医療ロボットシステム。
  17. 前記医療支援ロボットの操作入力装置は、前記医療支援ロボット及び前記医療ロボットが配置される空間から隔離された空間に配置される
    請求項１６に記載の医療ロボットシステム。
  18. 前記医療ロボットは、手術ロボットをベースとするロボット、又は、前記手術ロボット以外の汎用ロボットをベースとするロボットである
    請求項１６又は１７に記載の医療ロボットシステム。
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