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公開番号2025133133
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-11
出願番号2024030882
出願日2024-03-01
発明の名称手術支援システムおよび手術支援システムの制御方法
出願人川崎重工業株式会社
代理人個人,個人
主分類A61B 34/35 20160101AFI20250904BHJP(医学または獣医学;衛生学)
要約【課題】内視鏡の視野が大きく移動するのを抑制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】手術支援システム500では、第1制御装置310は、操作部110によって内視鏡3を所定の距離ΔX移動させる操作を受け付けた場合、内視鏡3の軸線方向において内視鏡3の先端よりも先にオフセットされた仮想的な位置P0に設定された制御点を、所定の距離ΔXに対応する距離移動させる処理を実行する。
【選択図】図23
特許請求の範囲【請求項１】
内視鏡を支持する第１ロボットアームを含む手術装置と、
前記内視鏡に対する操作を受け付ける操作部を含む操作装置と、
前記操作部によって前記内視鏡を所定の距離移動させる操作を受け付けた場合、前記内視鏡の軸線方向において前記内視鏡の先端よりも先にオフセットされた仮想的な位置に設定された制御点を、前記所定の距離に対応する距離移動させる処理を実行する、制御装置と、を備える、手術支援システム。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
前記制御装置は、前記操作部によって前記内視鏡を前記所定の距離移動させる操作を受け付けた場合、前記内視鏡の移動の支点となるピボット位置を支点として、前記仮想的な位置に設定された制御点を、前記所定の距離に対応する距離移動させる処理を実行する、請求項１に記載の手術支援システム。
【請求項３】
前記第１ロボットアームは、前記内視鏡を前記内視鏡長手軸周りに回転可能であり、
前記仮想的な位置に設定された制御点は、前記長手軸上に設定される、請求項２に記載の手術支援システム。
【請求項４】
前記制御装置は、
前記操作部によって前記内視鏡を前記所定の距離移動させる操作を受け付けた場合、前記所定の距離をΔＸとし、前記所定の距離に対応する距離をΔＸ１とし、前記ピボット位置から前記内視鏡の先端までの距離をＬ１とし、前記内視鏡の先端から前記仮想的な位置までの距離をＬ２とし、ΔＸ１＝ΔＸ×Ｌ１／（Ｌ１＋Ｌ２）の関係式に基づいて、前記所定の距離に対応する距離ΔＸ１移動させる処理を実行する、請求項２に記載の手術支援システム。
【請求項５】
前記手術装置は、インストゥルメントを支持する第２ロボットアームを含み、
前記操作部は、前記インストゥルメントに対する操作を受け付け、
前記制御装置は、前記操作部によって前記インストゥルメントを前記所定の距離移動させる操作を受け付けた場合、前記インストゥルメントの先端部に設定された制御点を前記所定の距離に対応する距離移動させる処理を実行する、請求項１に記載の手術支援システム。
【請求項６】
前記制御装置は、
前記操作部によって前記インストゥルメントを前記所定の距離させる操作を受け付けた場合、前記インストゥルメントの移動の支点となるピボット位置を支点として、前記制御点を前記所定の距離に対応する距離移動させる処理を実行する、請求項５に記載の手術支援システム。
【請求項７】
前記インストゥルメントは、エンドエフェクタと、前記エンドエフェクタを第１回転軸周りに回転可能に支持する第１支持部材と、前記第１支持部材を第２回転軸周りに回転可能に支持する第２支持部材と、前記第２支持部材を支持するシャフトと、を含み、
前記制御点は、前記エンドエフェクタの先端、前記シャフトの長手軸と前記第１回転軸との交点、または、前記シャフトの長手軸と前記第２回転軸との交点に設定される、請求項５に記載の手術支援システム。
【請求項８】
前記制御装置は、
前記操作部によって前記インストゥルメントを移動させる操作を受け付けた場合、受け付けられた操作量をスケーリングして実際に前記インストゥルメントを移動させる処理を実行し、
前記操作部によって前記内視鏡を移動させる操作を受け付けた場合、受け付けられた操作量に対して前記インストゥルメントを移動させる場合と同じ量スケーリングして実際に前記内視鏡を移動させる処理を実行する、請求項５に記載の手術支援システム。
【請求項９】
前記仮想的な位置の前記内視鏡の先端からの距離は、前記インストゥルメントの前記制御点と前記内視鏡の先端との間の距離に基づいて設定されている、請求項５に記載の手術支援システム。
【請求項１０】
前記操作部は、
操作者の右手により操作される右手用操作部と、
前記操作者の左手により操作される左手用操作部と、を含み、
前記インストゥルメントを移動させる操作は、前記右手用操作部および前記左手用操作部のうちの一方によって受け付けられ、
前記内視鏡を移動させる操作は、前記右手用操作部および前記左手用操作部の両方によって受け付けられる、請求項５に記載の手術支援システム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この開示は、手術支援システムおよび手術支援システムの制御方法に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、手術器具を支持するロボットアームを備える手術支援システムが知られている。特許文献１には、手術器具や内視鏡を支持するマニピュレータと、マニピュレータを操作するマスターコントロール装置と、マニピュレータの動作を制御する制御装置と、を備える手術支援システムが開示されている。特許文献１では、制御装置は、マスターコントロール装置の操作入力を受け付けて、受け付けた操作に基づいてマニピュレータに支持された手術器具や内視鏡がピボット位置を中心に動作するように制御する。ピボット位置は、患者の切開部である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
米国特許第８００４２２９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のように内視鏡がピボット位置を支点として回転するようにマニピュレータの動作が制御される場合、ピボット位置によってはマニピュレータの少しの移動によって内視鏡の視野が大きく変更される場合がある。また、ピボット位置が患者の切開部に設定されており、内視鏡が切開部を支点に回転する。そして、特に、内視鏡の先端と切開部との間の距離が短い場合では、内視鏡の先端を少し移動させる際にも切開部を支点とする内視鏡の回転角度が大きくなり、内視鏡の視野が急激に大きく移動してしまう。そこで、内視鏡の視野が大きく移動するのを抑制することが望まれている。
【０００５】
この開示は、内視鏡の視野が大きく移動するのを抑制することが可能な手術支援システムおよび手術支援システムの制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の第１の局面による手術支援システムは、内視鏡を支持する第１ロボットアームを含む手術装置と、内視鏡に対する操作を受け付ける操作部を含む操作装置と、操作部によって内視鏡を所定の距離移動させる操作を受け付けた場合、内視鏡の軸線方向において内視鏡の先端よりも先にオフセットされた仮想的な位置に設定された制御点を、所定の距離に対応する距離移動させる処理を実行する、制御装置と、を備える。なお、内視鏡の先端とは、内視鏡の先端自体と、先端の近傍の位置を含む広い概念である。
【０００７】
本開示の第１の局面による手術支援システムでは、制御装置は、操作部によって内視鏡を所定の距離移動させる操作を受け付けた場合、内視鏡の軸線方向において内視鏡の先端よりも先にオフセットされた仮想的な位置に設定された制御点を、所定の距離に対応する距離移動させる処理を実行する。これにより、たとえば、基準となる点を支点として内視鏡の先端が円弧状に移動される場合などでは、内視鏡の先端を所定の距離に対応する距離移動させる場合よりも、内視鏡の先端よりも先にオフセットされた仮想的な位置に設定された制御点を所定の距離に対応する距離移動させる場合の方が、内視鏡の先端の移動量は小さくなる。その結果、内視鏡の視野が大きく移動するのを抑制できる。
【０００８】
本開示の第２の局面による手術支援システムの制御方法は、ロボットアームに支持される内視鏡に対する操作を受け付ける操作部によって、内視鏡を所定の距離移動させる操作を受け付けることと、内視鏡の軸線方向において内視鏡の先端よりも先にオフセットされた仮想的な位置に設定された制御点を、所定の距離に対応する距離移動させることと、を備える。なお、内視鏡の先端とは、内視鏡の先端自体と、先端の近傍の位置を含む広い概念である。
【０００９】
本開示の第２の局面による手術支援システムの制御方法は、上記のように、内視鏡の軸線方向において内視鏡の先端よりも先にオフセットされた仮想的な位置に設定された制御点を、所定の距離に対応する距離移動させることを備える。これにより、たとえば、基準となる点を支点として内視鏡の先端が円弧状に移動される場合などでは、内視鏡の先端を所定の距離に対応する距離移動させる場合よりも、内視鏡の先端よりも先にオフセットされた仮想的な位置に設定された制御点を所定の距離に対応する距離移動させる場合の方が、内視鏡の先端の移動量は小さくなる。その結果、内視鏡の視野が大きく移動するのを抑制することが可能な手術支援システムの制御方法を提供できる。
【発明の効果】
【００１０】
本開示によれば、内視鏡の視野が大きく移動するのを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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