(57)【要約】  ロボットアームは、ベースと、複数のジョイントによって接続される複数の可動要素と、複数のジョイントのそれぞれに割り当てられ複数の可動要素を駆動する複数のアクチュエータと、複数のアクチュエータの駆動を制御する制御装置と、複数の可動要素の位置を検出する複数の位置検出器を含み、先端において載置対象物が載置されるテーブルを支持するロボットアームであって、制御装置の制御により、ＭＲＩ撮影位置またはＭＲＩ撮影準備位置と治療位置の間で、テーブルを移動させることが可能なことを特徴とする。
2017098543.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースと、複数のジョイントによって接続される複数の可動要素と、前記複数のジョイントのそれぞれに割り当てられ前記複数の可動要素を駆動する複数のアクチュエータと、前記複数のアクチュエータの駆動を制御する制御装置と、前記複数の可動要素の位置を検出する複数の位置検出器を含み、先端において載置対象物が載置されるテーブルを支持するロボットアームであって、
前記制御装置の制御により、前記テーブルの少なくとも一部がＭＲＩ装置の撮影空間とオーバーラップするＭＲＩ撮影位置または前記テーブルが撮影空間とオーバーラップしない位置であって前記撮影空間と一定距離以内に位置するＭＲＩ撮影準備位置と前記テーブルが前記撮影空間より一定距離以上離れた治療位置の間で、前記テーブルを移動させることが可能なことを特徴とするロボットアーム。
【請求項２】
前記複数のアクチュエータへの駆動電流が供給されないときにブレーキ機能をオンにし、前記駆動電流が供給されたときに前記ブレーキ機能をオフにする複数の電磁ブレーキを備えることを特徴とする請求項１に記載のロボットアーム。
【請求項３】
前記制御装置は、前記テーブルが前記ＭＲＩ撮影位置又は前記ＭＲＩ撮影準備位置に到達した後、前記ＭＲＩ装置による前記撮影対象物の撮影が開始されるまでの間に前記複数のアクチュエータへの前記駆動電流の供給を停止するとともに前記ブレーキ機能をオンとするように前記複数のアクチュエータのうち少なくともひとつを制御することを特徴とする請求項２に記載のロボットアーム。
【請求項４】
前記複数の電磁ブレーキのうち、垂直直進ジョイント及び垂直回転ジョイント以外のジョイントに対応する少なくとも１つの電磁ブレーキは、前記駆動電流が供給されないときに手動で前記ブレーキ機能をオフとすることが可能なように構成された請求項２又は３に記載のロボットアーム。
【請求項５】
前記制御装置は、前記テーブルを前記ＭＲＩ撮影位置又は前記ＭＲＩ撮影準備位置に移動させる際、予め定められた前記ＭＲＩ撮影位置又は前記ＭＲＩ撮影準備位置に移動するように前記複数のアクチュエータのうち少なくともひとつを制御することを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のロボットアーム。
【請求項６】
前記制御装置は、前記テーブルを前記ＭＲＩ撮影位置又は前記ＭＲＩ撮影準備位置から前記治療位置に移動させる際、予め定められた前記治療位置に移動するように制御することを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載のロボットアーム。
【請求項７】
前記治療位置は、前記ＭＲＩ装置の５ガウスラインよりも離れた位置であることを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載のロボットアーム。
【請求項８】
前記制御装置は、前記テーブルが前記ＭＲＩ撮影位置又は前記ＭＲＩ撮影準備位置に移動する際、前記テーブルが前記撮影空間と一定距離以下となった場合に減速するように前記複数のアクチュエータのうち少なくともひとつを制御することを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載のロボットアーム。
【請求項９】
前記ロボットアーム及び前記テーブルの可動範囲を走査する距離センサを備え、
前記制御装置は、前記距離センサにより前記可動範囲内に物体を検出した場合には、前記複数のアクチュエータの動作を停止または禁止することを特徴とする請求項１乃至８の何れかに記載のロボットアーム。
【請求項１０】
前記制御装置は、目標点の位置を定める設定手段と、当該目標点をトラッキングするトラッキング手段を含み、
前記トラッキングする目標点の位置が前記設定手段によって定められた位置より変化した場合、前記制御装置は、前記目標点の位置を前記設定手段によって定められた位置に戻すように前記複数のアクチュエータの少なくとも１つを制御することを特徴とする請求項１乃至９の何れかに記載のロボットアーム。
【請求項１１】
前記テーブルの高さを検出する高さセンサを備え、
前記制御装置は、前記テーブルを前記ＭＲＩ撮影位置へ移動する前に、前記高さセンサにより検出される前記テーブルの高さが所定範囲内にあるか否かを判定し、前記所定範囲内にない場合には、前記テーブルを前記ＭＲＩ撮影位置へ移動しないことを特徴とする請求項１乃至１０の何れかに記載のロボットアーム。
【請求項１２】
請求項１乃至１１の何れかに記載のロボットアームと、当該ロボットアームにより支持され請求項１乃至１１の何れかに記載のテーブルとして用いられるベッドを有するロボティックベッド。
【請求項１３】
前記ベッドは特定方向に延びる形状であり、
前記ロボットアームの先端は、前記テーブルの一端を支持していることを特徴とする請求項１２に記載のロボティックベッド。
【請求項１４】
前記ベッドは本体及び当該本体上を前記特定方向でスライドするスライド構造を有することを特徴とする請求項１３に記載のロボティックベッド。
【請求項１５】
前記載置対象物に付随するチューブ類、又は周囲のコード類を固定するための固定具を、前記ベッド、前記可動要素、または前記ベースのうち少なくとも１つに設けたことを特徴とする請求項１２乃至１４の何れかに記載のロボティックベッド。
【請求項１６】
請求項１２乃至１５の何れかに記載のロボティックベッドと、当該ロボティックベッドに載置された載置対象物を撮影するのに用いられるＭＲＩ装置が同一空間内に配置されることを特徴とする術中ＭＲＩシステム。
【請求項１７】
前記ベースは、前記ＭＲＩ装置の５ガウスラインより外側に設置されていることを特徴とする請求項１６に記載の術中ＭＲＩシステム。
【請求項１８】
前記治療位置は、前記ＭＲＩ装置の５ガウスラインより外側に位置していることを特徴とする請求項１６又は１７に記載の術中ＭＲＩシステム。
【請求項１９】
前記ＭＲＩ装置は、前方および側方に開口するオープン型であることを特徴とする請求項１６乃至１８の何れかに記載の術中ＭＲＩシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、術中ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）用のロボットアーム、ロボティックベッド、及び術中ＭＲＩシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、手術室内にＭＲＩ装置を配置し、そのＭＲＩ装置で生体情報を撮影した直後に同室内で治療を行う術中ＭＲＩのニーズが増えつつある。典型的には、脳腫瘍を摘出するための脳神経外科手術において術中ＭＲＩが用いられてきた（非特許文献１参照）。【０００３】
術中ＭＲＩを行う方式のひとつとして、旋回スライド式のベッド（患者が載置されるテーブルの下方に旋回機構およびスライド機構が設けられたもの）を用いて、オープン型またはドーナツ型のＭＲＩ装置内に患者を頭部側から搬送する方式が用いられている（例えば、特許文献１参照）。この方式では、ＭＲＩ装置から前方に離れた位置に基点が設定されるとともに、その基点から９０度の角度方向に手術スペースが設定されている。そして、旋回スライド式のベッドはキャスター付のベースを含み、このベースが前記基点に固定されたピン回りに旋回されることによって、ベッドが手術スペースとＭＲＩ装置の正面との間で移動される。ベッドがＭＲＩ装置の正面に移動されると、スライド機構によりテーブルがＭＲＩ装置内に挿入され、患者の搬送が完了する。【０００４】
他に、回転スライド式のベッド（患者が載置されるテーブルの下方に回転機構およびスライド機構が設けられたもの）を用いて、患者の頭部がＭＲＩ装置から最も離れた状態（ＭＲＩ装置から５ガウスラインの外側）で開頭術を行い、その後にベッドを１８０度回転させるとともにオープン型のＭＲＩ装置に向かってスライドさせて、ＭＲＩ装置内に患者の頭部を搬送する方式もとられていた（例えば、非特許文献２参照）。【０００５】
一方、放射線治療においては、ロボティックベッド（患者が載置されるテーブルがロボットアームにより移動させられるもの）を用いてテーブルの位置及び配向の調整を可能とし、自動患者位置合わせ及び再位置合わせを行って正確な放射線照射位置を決定することが行われている（例えば、特許文献２参照）。また、足の付け根、肘、手首などの動脈からカテーテルという細い管を目的の臓器に誘導し、Ｘ線が透過しない造影剤（ヨード造影剤）を血管内に注入した後、蛍光透視法のようなＸ線を用いた画像処理を行う血管造影法においても、放射線治療と同じような用途でロボティックベッドが用いられている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−９４２９１号公報
【特許文献２】特開２００９−１３１７１８号公報
【特許文献３】米国特許第８５４８６２９号明細書
【特許文献４】特表２００７−５０３２３７号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】「術中ＭＲＩガイドライン」、術中ＭＲＩガイドライン作成委員会、日本術中画像情報学会、2014年7月
【非特許文献２】梶田泰一、外１名、「Brain THEATER：ＭＲＩ誘導・ニューロナビゲーション一体型脳神経外科手術室と手術支援情報ネットワークシステム」、ＭＥＤＩＸ、株式会社日立メディコ、2006年9月、vol. 45、p. 4-9
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献４や非特許文献１に記載しているように、ＭＲＩ装置は通常強い静磁場を有するため、はさみやメスといった手術器具が影響を受けて（例えば浮揚して）患者を傷つけるといったことがないように５ガウスライン外での手術位置の確保が推奨されるなど、安全面での配慮が必須となっている。また、ＭＲＩ装置において撮影時に形成される磁界が外部環境によって影響を受け、ＭＲＩ撮影画像の劣化に繋がらないようにという配慮も必要であった。そのため、術中ＭＲＩを行うための手術室を設計するには制限事項が多く、慎重な検討が必要であった。【０００９】
この点において、従来用いられていた旋回スライド式のベッドでは、手術スペースをＭＲＩ装置から遠くに設定できるものであったが、ベッドを手術スペースとＭＲＩ装置の正面との間で移動する際に、ベッドを人力で押して旋回させなければならず、テーブルの移動に時間を要していた。また、人手で移動させるため搬送時の振動がさけられず、搬送位置の正確性も人が担保する必要があった。【００１０】
一方、回転スライド式のベッドでは、手術スペースをＭＲＩ装置から十分に離すことができず、用いる手術器具等に制限があるという問題があった。【００１１】
さらに、患者を動かす必要がなく、ＭＲＩ装置の静磁場対策も可能なように、ＭＲＩ装置を移動させて術中ＭＲＩを行うＭＲＩ移動式（例えば、非特許文献１参照）も存在するが、大型のＭＲＩ装置を移動させる仕組みや大きな空間が必要という点、移動速度、コスト等の点で問題があった。【００１２】
なお、特許文献２，３に開示されたロボティックベッドは、放射線やＸ線の照射位置を位置決めするものであり、術中ＭＲＩ等他の用途に特有の要求を満たすようには設計されていない。【００１３】
そして、医療現場においては、術中ＭＲＩの症例増加とともに、効率的かつ正確なＭＲＩ撮影−手術間の患者の移送を実現することが求められている。【００１４】
そこで、本発明は、効率的かつ正確なＭＲＩ撮影−手術間の患者の移送を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記課題を解決するために、本発明は、ベースと、複数のジョイントによって接続される複数の可動要素と、複数のジョイントのそれぞれに割り当てられ複数の可動要素を駆動する複数のアクチュエータと、複数のアクチュエータの駆動を制御する制御装置と、複数の可動要素の位置を検出する複数の位置検出器を含み、先端において載置対象物が載置されるテーブルを支持するロボットアームであって、制御装置の制御により、ＭＲＩ撮影位置またはＭＲＩ撮影準備位置と治療位置の間で、テーブルを移動させることが可能なことを特徴とするロボットアームを提供する。【００１６】
上記の構成によれば、ロボットアームの駆動によってテーブルを治療位置とＭＲＩ撮影位置またはＭＲＩ撮影準備位置との間を移動させることができるので、効率的かつ正確なＭＲＩ撮影−手術間の患者の移送を実現できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、効率的かつ正確なＭＲＩ撮影−手術間の患者の移送を実現することができる。その結果、手術成績向上という際立って優れた効果を促進するのに貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】ロボットアームの第１の構成例の側面図である。
【図２】アクチュエータ、位置決め装置、ブレーキ機構を１ユニットした場合の概念図である。
【図３】ロボットアームの第１の構成例において最少自由度を有する構成の例を示す側面図である。
【図４】ロボットアームの第１の構成例が配置された医療室の平面図であり、テーブルが載置位置にある状態を示す。
【図５】ロボットアームの第１の構成例が配置された医療室の平面図であり、テーブルが検査準備位置にある状態を示す。
【図６】ロボットアームの第１の構成例が配置された医療室の平面図であり、テーブルが検査位置にある状態を示す。
【図７】ロボットアームの第２の構成例の側面図である。
【図８】ロボットアームの第２の構成例を、ＭＲＩ撮影位置にある状態を示した斜視図である。
【図９】ロボットアームの第３の構成例の斜視図である。
【図１０】ロボットアームの第３の構成例の側面図である。
【図１１】ロボットアームの第３の構成例の変形例の側面図である。
【図１２】ロボットアームの第３の構成例の最少自由度を有する構成の例を示す側面図である。
【図１３】ロボットアームの第３の構成例が配置された医療室の平面図であり、テーブルが載置位置にある状態を示す。
【図１４】ロボットアームの第３の構成例が配置された医療室の平面図であり、テーブルが検査位置へ移動している途中の状態を示す。
【図１５】ロボットアームの第３の構成例が配置された医療室の平面図であり、テーブルが検査位置にある状態を示す。
【図１６】ロボットアームの第４の構成例の斜視図である。
【図１７】ロボットアームの第４の構成例の側面図である。
【図１８】ロボットアームの第４の構成例の最少自由度を有する構成の例を示す側面図である。
【図１９】ロボットアームの第４の構成例が配置された医療室の平面図であり、テーブルが載置位置にある状態を示す。
【図２０】ロボットアームの第４の構成例が配置された医療室の平面図であり、テーブルが検査位置へ移動している途中の状態を示す。
【図２１】ロボットアームの第４の構成例が配置された医療室の平面図であり、テーブルが検査位置にある状態を示す。
【図２２】ロボットアームの第５の構成例に用いられるスライド機構の例を示す図である。
【図２３】ロボットアームの第５の構成例に用いられる、アクチュエータの駆動によりスライドされるように制御可能なスライド機構の例を示す図である。
【図２４】ロボットアームの第５の構成例が配置された医療室の平面図であり、テーブルが載置位置にある状態を示す。
【図２５】ロボットアームの第５の構成例が配置された医療室の平面図であり、テーブルが検査準備位置にある状態を示す。
【図２６】ロボットアームの第５の構成例が配置された医療室の平面図であり、スライド板が検査位置にある状態を示す。
【図２７】ロボットアームの第５の構成例の他の例の側面図である。
【図２８】ロボットアームの第５の構成例の他の例が配置された医療室の平面図であり、テーブルが載置位置にある状態を示す。
【図２９】ロボットアームの第５の構成例の他の例が配置された医療室の平面図であり、テーブルが検査準備位置に移動している途中の状態を示す。
【図３０】ロボットアームの第５の構成例の他の例が配置された医療室の平面図であり、テーブルが検査準備位置に到達した後、スライド機構により検査位置にスライドして到達した状態を示す。
【図３１】撓み補正機能によりロボットアームを制御する例を示す図である。
【図３２】撓み補正機能によりロボットアームを制御する他の例を示す図である。
【図３３】ＭＲＩ装置の斜視図である。
【図３４】ロボットアームの第５の構成例の他の例が術中ＭＲＩに適用された場合の斜視図でありテーブルが治療位置にある状態を示す。
【図３５】ロボットアームの第５の構成例の他の例が術中ＭＲＩに適用された場合の斜視図であり、テーブルがＭＲＩ撮影準備位置にある状態を示す。
【図３６】ロボットアームの第５の構成例の他の例が術中ＭＲＩに適用された場合の斜視図であり、テーブルがＭＲＩ撮影位置にある状態を示す。
【図３７】ロボットアームの第４の構成例がアンギオ装置と組み合わされた場合の斜視図であり、テーブルがアンギオ装置のＣ型アーム内に挿入される前の状態を示す。
【図３８】ロボットアームの第４の構成例がアンギオ装置と組み合わされた場合の斜視図であり、テーブルがアンギオ装置のＣ型アーム内に挿入された後の状態を示す。
【図３９】ロボットアームの第４の構成例が手術支援ロボットと組み合わされた場合の斜視図である。
【図４０】制御装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
医療現場においては様々な場面において安全性を保ちながら、効率的かつ精度の高い治療・検査・測定などのために医療現場の改善の試みがなされている。本発明においては、載置対象物を載置するテーブルを、多自由度（３自由度以上）を有するロボットアームによって支持したロボティックベッドを医療現場に導入することにより、これらを促進することを提案する。
【００２０】
［ロボティックベッドの構成］
（第１の構成例）
図１に、本発明の第１の構成例に係るロボティックベッドの側面図を示す。ロボティックベッドに用いられるロボットアーム１０１は、多自由度（３自由度以上）を有し、その先端で載置対象物が載置されるテーブル１０８を支持する。テーブル１０８およびロボットアーム１０１は、ロボティックベッドを構成する。
【００２１】
図１に示すように、ロボットアーム１０１は、ベース１２１と、複数の可動要素（本構成例では、第１〜第４可動要素１２２〜１２５）と、複数のジョイント（本構成例では、第１〜第６ジョイント１３１〜１３６）を含む。
【００２２】
ベース１２１と第１可動要素１２２の一端部は鉛直直進ジョイントである第１ジョイント１３１によって連結されており、可動要素１２２は第１軸方向（鉛直方向）に移動することができる。第１可動要素１２２の他端部と第２可動要素１２３の一端部は水平回転ジョイントで連結されており、第２軸（鉛直方向）まわりに可動要素１２３が回転することができる。第２可動要素１２３の他端部と第３可動要素１２４の一端部は水平回転ジョイントで連結されており、第３軸（鉛直方向）まわりに第３可動要素１２４が回転することができる。第３可動要素１２４と第４可動要素１２５の間の第４〜第６ジョイント１３４〜１３６は、それぞれ、第４〜第６軸回りの回転ジョイントである。第４軸は第３可動要素１２４の延びる方向であり、第５軸は第４ジョイント１３４によって回転される、第４軸と直交する方向であり、第６軸は、第５ジョイント１３５によって回転される、第５軸と直交する方向である。なお、図１では、第１〜第６ジョイント１３１〜１３６の作動方向を矢印ＪＴ１〜ＪＴ６で表している。
【００２３】
第２可動要素１２３と第３可動要素１２４は特定方向に延びる棒状となっており、長さはロボットアーム１０１の必要な可動範囲に応じて適宜設計される。特定方向に延びる可動要素の「一端部」とは、可動要素を特定方向（長手方向）に三等分したときの両側２つの領域のどちらかをいい、特定方向に延びる可動要素の「他端部」とは、可動要素を特定方向（長手方向）に三等分したときの両側２つの領域の他端部とは反対側の端部をいう。単に「端部」という場合には、一端部又は他端部のどちらかをいう。両端部の間にある部分は「中央部」という。
【００２４】
第４可動要素１２５は、ロボットアーム１０１の先端に位置している。本構成例では、ロボットアーム１０１の先端が、特定方向に延びるテーブル１０８の一端部の下面に固定されている。
【００２５】
ロボットアーム１Ａは、第１〜第６ジョイント１３１〜１３６に対応して、第１〜第４可動要素１２２〜１２５を移動又は回転させる複数のアクチュエータ（本構成例では、第１〜第６アクチュエータ１４１〜１４６）と、それぞれのジョイントに組み込まれそれぞれの可動要素の位置を検出する複数の位置検出器（本構成例では、第１〜第６位置検出器１５１〜１５６）と、それぞれのアクチュエータの駆動を制御する制御装置１０７（図１参照）を含む。制御装置１０７はベース１２１内に位置しているが、例えば外部の独立した装置としてもよい。
【００２６】
第１〜第６アクチュエータ１４１〜１４６は、例えばサーボモータである。位置検出器としてはモータの回転角や方向を検出するエンコーダを用いるのが一般的であるが、レゾルバやポテンショメータを用いても構わない。
【００２７】
ロボットアーム１０１はまた、第１〜第６ジョイント１３１〜１３６に対応して、それぞれ、第１〜第６電磁ブレーキ１６１〜１６６を含むことが望ましい。電磁ブレーキを備えていない場合は、複数のアクチュエータ１４１〜１４６の駆動によりロボットアーム１０１の姿勢を一定に保つことになるが、電磁ブレーキを含んでいると、ある部分のアクチュエータの駆動をオフにしても電磁ブレーキ機能をオンとすることにより、ロボットアーム１Ａの姿勢を一定に保つことができる。
【００２８】
電磁ブレーキが設けられる場合の第１〜第６電磁ブレーキ１６１〜１６６それぞれは、アクチュエータへ駆動電流が供給されないときにブレーキ機能をオンにし、アクチュエータへ駆動電流が供給されたときにブレーキ機能をオフにするように構成されている。
【００２９】
アクチュエータとしてのモータ、位置検出器としてのエンコーダ、及びブレーキは、図２に示すように一体化したユニットとして構成されることが多い。さらに、第１〜第６アクチュエータ１４１〜１４６のそれぞれには、動力伝達用の減速機構およびカップリングなどが設けられる。
【００３０】
以上、図１に示したロボットアーム１０１は、自由度が６であるが、本発明のロボットアームの自由度は、必ずしも６である必要はなく、５以下であってもよいし７以上であってもよい。しかしながら、ロボットアームの自由度は、テーブル１０８を少なくとも空間内で直線的に移動できるように３以上であることが望ましい。図３に自由度が３であるロボティックベッドの例を示す。図３において、ロボットアーム３０１はベース３２１と２つの可動要素３２２及び３２３から構成され、ベース３２１と第１可動要素３２２の一端部は鉛直直進ジョイントである第１ジョイント３３１によって連結されており、第１可動要素３２２は第１軸方向（鉛直方向）に移動することができる。第１可動要素３２２の他端部と第２可動要素３２３の一端部は水平回転ジョイントで連結されており、第２軸（鉛直方向）まわりに第２可動要素３２３が回転することができる。第２可動要素３２３の他端部がロボットアーム３０１の先端を構成し、テーブル３０８の一端部と水平回転ジョイントで連結されている。
【００３１】
以上のように構成されたロボティックベッドを用いれば、テーブル上に載置対象物を載置した後、テーブルを検査位置や治療位置といった目的とする位置に正確かつ迅速に移動させることができ、医療現場における検査や治療の効率を格段に向上させることができる。例えば、キャスター付きのテーブルにより患者を移動させるのと比較して、患者に大きな振動を与えることなくテーブルをスムーズに移動させることができる他、医療室の床上に多数存在する医療機器に付随するコード類や医療器具に付随するチューブ類との絡まりやこれらを跨ぐことによるテーブルのがたつき回避することができ、安全性と移動効率を高めることができる。
【００３２】
ロボティックベッドが目標とすべき位置としては、人体や動物などの載置対象を載置するための載置位置、特定の検査機器や測定機器によって検査を行うための検査位置、ＣＴ／ＭＲＩ／血管造影などで載置対象物の特定部位を撮影する撮影位置、看護師などが治療前に手当てを施すための治療準備位置、医師や助手が治療（手術を含む）を行う治療位置（手術位置を含む）などである。例えば、異なる治療を複数か所で行う場合など、同じ目的でも異なる位置に移動させることもありえる。具体的には、テーブルをＭＲＩ撮影位置に移動させる前にＭＲＩ撮影に影響を与えるインプラントなどが載置対象物に含まれていないかを検査装置により検査するための検査位置に移動させたり、載置対象となる患者を手術位置に移動させる前に、放射線物質の付着量を検出装置により検出するための検査位置にテーブルを移動させたり、載置対象である患者に皮膚手術を行うために手術位置に移動させる前に、皮膚状態を検査するために検査位置に移動させたり、脳腫瘍摘出手術のために手術位置に移動させる前に、脳の断層撮影を行うためにＭＲＩ装置による撮影位置にテーブルを移動させたり、といった用途が考えられる。
【００３３】
本実施例に係るロボットアーム１０１に支持されたテーブル１０８を複数の位置の間で移動させる動作を図４〜図６に説明する。
【００３４】
図４は、ある載置対象である被験者を、載置位置からある検査装置により検査を行う検査位置へ移動させる際に、テーブル１０８が載置位置に位置している様子を示している。図５は、制御装置１０７によって第２可動要素１２３及び第３可動要素１２４が矢印の如く動いて、また第６軸まわりの回転によりテーブル１０８が矢印の如く動いて（場合によっては、第１可動要素１２２も鉛直方向に動いて高さが調節され、また第４軸又は／及び第５軸まわりの回転によりテーブルの傾きが微調整され）被験者の頭部が検査装置４１４の方向に向けられた様子を示している。図６はテーブル１０８が検査装置４１４の内部に挿入され、被験者が検査位置に到達した様子を示している。なお、図４におけるテーブル１０８の位置は治療位置でもあり得、テーブル１０８が図６の検査位置から図４の位置まで各可動要素が逆方向に動いて元の位置に戻り、検査直後に検査結果を判断して医師４１２が治療を行うことができる。
【００３５】
ロボットアーム１０１による各位置間でのテーブル１０８の移動は、例えばティーチペンダントによって制御装置１０７に指令を与え、ロボットアーム１０１の可動要素を動かすことによって行うことができる。しかしながら、治療位置および検査位置などの各位置を予め制御装置１０７に記憶させておけば、例えば前進指令を制御装置に与えるだけで目標とする位置に最短で移動するように可動要素が動作するので、目標とする位置へのテーブル１０８の移動をより早くかつスムーズに行うことができる。さらに、目標位置と移動させたい経路上のいくつかの位置を指定しておくと、例えば制御装置１０７に移動開始指令を与えるだけで、自動的に望む経路を辿って目標位置に到達することができる。各位置を記録させるには、ティーチペンダントによってロボットアーム１０１を実際に目標とする位置に移動させることによって直接的に記憶させてもよいし、ｘ，ｙ，ｚ座標を入力することによって指定してもよい。
【００３６】
（第２の構成例）
図７に、本発明の第２の構成例に係るロボティックベッドの側面図を示す。ロボティックベッドに用いられるロボットアーム７０１はいわゆる垂直多関節のロボットアームで、多自由度（３自由度以上）を有し、その先端で載置対象物が載置されるテーブル７０８を支持する。テーブル７０８およびロボットアーム７０１は、ロボティックベッドを構成する。
【００３７】
図７に示すように、ロボットアーム７０１は、複数の可動要素（本実施形態では、第１〜第３可動要素７２２〜７２４）と、複数のジョイント（本実施形態では、第１〜第６ジョイント７３１〜７３６）を含む。
【００３８】
ベース７２１は第１軸（鉛直方向）まわりに回転する水平回転ジョイントを有する。ベース７２１と第１可動要素７２２の一端部は、第１軸と直交する第２軸まわりに回転する垂直回転ジョイント７３２によって連結されている。第１可動要素７２２の他端部と第２可動要素７２３の一端部は、第２軸によって回転され第２軸と平行な第３軸まわりに回転する垂直回転ジョイントによって連結されている。第２可動要素７２３は特定方向に延びる棒状であり、第３軸によって回転され当該特定方向を軸とする第４軸まわりに回転可能な回転ジョイント７３４を有する。第２可動要素７２３の他端部は第３可動要素７２４の一端部と第４軸によって回転され第４軸と直交する第５軸まわりに回転する垂直回転ジョイント７３５によって連結されている。第３可動要素７２４はさらに第５軸によって回転され第５軸と直交する第６軸まわりに回転可能な回転ジョイント９３６を有する。
【００３９】
第１可動要素７２２も第２可動要素７２３と同様に、特定方向に延びる棒状となっており、これら可動要素の長さはロボットアーム７０１の必要な可動範囲に応じて適宜設計される。
【００４０】
第３可動要素７２４は、ロボットアーム７０１の先端に位置している。本構成例では、ロボットアーム７０１の先端が、特定方向に延びるテーブル７０８の一端部の下面に固定されている。ロボットアームの先端がテーブル７０８を支える位置は、テーブル７０８の端部でもよいし、中央部でもよい。「一端部」「他端部」「端部」「中央部」の定義は第１の構成例と同様である。
【００４１】
ロボットアーム７０１は、第１〜第６ジョイント７３１〜７３６に対応して、第１〜第３可動要素７２２〜７２４を移動又は回転させる複数のアクチュエータ（本構成例では、第１〜第６アクチュエータ７４１〜７４６）と、それぞれのジョイントに組み込まれそれぞれの可動要素の位置を検出する複数の位置検出器（本構成例では、第１〜第６位置検出器７５１〜７５６）と、それぞれのアクチュエータの駆動を制御する制御装置７０７（図７参照）を含む。制御装置７０７はベース７２１内に位置しているが、例えば外部の独立した装置としてもよい。
【００４２】
第１〜第６アクチュエータ７４１〜７４６は、例えばサーボモータである。第１の構成例と同様、位置検出器としてはエンコーダやレゾルバ、ポテンショメータを用いることができる。
【００４３】
ロボットアーム７０１はまた、第１〜第６ジョイント７３１〜７３６に対応して、それぞれ、第１〜第６電磁ブレーキ７６１〜７６６を含むことが望ましい。電磁ブレーキを備えていない場合は、複数のアクチュエータ７４１〜７４６の駆動によりロボットアーム７０１の姿勢を一定に保つことになるが、電磁ブレーキを含んでいると、ある部分のアクチュエータの駆動をオフにしても電磁ブレーキ機能をオンとすることにより、ロボットアーム７０１の姿勢を一定に保つことができる。
【００４４】
電磁ブレーキが設けられる場合、第１〜第６電磁ブレーキ７６１〜７６６それぞれは、アクチュエータへ駆動電流が供給されないときにブレーキ機能をオンにし、アクチュエータへ駆動電流が供給されたときにブレーキ機能をオフにするように構成されている。
【００４５】
第１の構成例と同様、アクチュエータとしてのモータ、位置検出器としてのエンコーダ、及びブレーキは、図２に示すように一体化したユニットとして構成されることが多い。さらに、第１〜第６アクチュエータ７４１〜７４６のそれぞれには、動力伝達用の減速機構およびカップリングなどが設けられる。
【００４６】
図７に示したロボットアーム７０１は、自由度が６であるが、本発明のロボットアームの自由度は、必ずしも６である必要はなく、５以下であってもよいし７以上であってもよい。しかしながら、ロボットアームの自由度は、テーブル７０８を少なくとも空間内を直線的に移動できるように３以上であることが望ましい。
【００４７】
以上のように構成されたロボティックベッドを用いれば、テーブル上に載置対象物を載置した後、テーブルを検査位置や治療位置といった目的とする位置に正確かつ迅速に移動させることができ、医療現場における検査や治療の効率を格段に向上させることができる。例えば、キャスター付きのテーブルにより載置対象としての患者を移動させるのと比較して、患者に大きな振動を与えることなくテーブル７０８をスムーズに移動させることができる他、医療室の床上に多数存在する医療機器に付随するコード類や医療器具に付随するチューブ類との絡まりやこれらを跨ぐことによるテーブルのがたつき回避することができ、安全性と移動効率を高めることができる。
【００４８】
ロボティックベッドが目標とすべき位置の例に関しては、第１の構成例と同様なのでここでは説明を省略する。
【００４９】
本構成例に係るロボットアーム７０１によっても可動範囲であればテーブルを複数の位置の間を自由なルートで移動させることができるので、テーブルを第１の構成例で説明した図４〜図６と同じ軌跡で検査装置等に移動させることができる。参考までに、載置対象として被撮影者、目標移動位置としてＭＲＩ撮影位置とした場合にテーブルが載置位置から移動してＭＲＩ撮影位置に到達した場合の斜視図を図８に示す。
【００５０】
（第３の構成例）
本発明の第３の構成例に係るロボティックベッドの外観図を図９に、側面図を図１０に示す。ロボティックベッドに用いられるロボットアーム１００１は、多自由度（３自由度以上）を有し、その先端で載置対象物が載置されるテーブル１００８を支持する。テーブル１００８およびロボットアーム１００１は、ロボティックベッドを構成する。
【００５１】
図１０に示すように、ロボットアーム１００１は、ベース１０２１と、複数の可動要素（本構成例では、第１〜第３可動要素１０２２〜１０２４）と、複数のジョイント（本構成例では、第１〜第５ジョイント１０３１〜１０３５）を含む。
【００５２】
ベース１０２１と第１可動要素１０２２の一端部は鉛直直進ジョイントである第１ジョイント１０３１によって連結されており、第１可動要素１０２２は第１軸方向（鉛直方向）に移動することができる。第１可動要素１０２２の他端部と第２可動要素１０２３の一端部は水平回転ジョイントで連結されており、第２軸（鉛直方向）まわりに第２可動要素１０２３が回転することができる。第２可動要素１０２３と第３可動要素１０２４の間の第３〜第５ジョイント１０３３〜１０３５は、それぞれ、第３〜第５軸回りの回転ジョイントである。第３軸は第２可動要素１０２３の延びる方向であり、第４軸は第３ジョイント１０３３によって回転される、第３軸と直交する方向であり、第５軸は、第４ジョイント１０３４によって回転される、第４軸と直交する方向である。
【００５３】
第１可動要素１０２２と第２可動要素１０２３は特定方向に延びる棒状となっており、長さはロボットアーム１００１の必要な可動範囲に応じて適宜設計される。そして、第１可動要素１０２２は水平面に平行な状態を維持して上下移動し、第２可動要素１０２３は第１可動要素１０２２と平行な状態を維持して第２軸まわりに回転する構成となっている。このような構成であれば、第２アクチュエータ１０４２において鉛直方向の重力補償を行う必要がないためモータを小さくすることができる。これは、ロボットアーム１００１の小型化に有利な構成であり、限られたスペースしか確保できない医療現場に導入する場合や、治療や手術により多くのスペースを充てるのに有利な構成である。
【００５４】
また、本構成例のロボティックベッドは、鉛直方向上側から見下ろした場合に端部同士が水平回転ジョイントで連結された第１可動要素１０２２と第２可動要素１０２３を特定方向（長手方向）が平行となる状態において、テーブル１００８を水平面に平行な状態を維持しながらどのように回転させても（例えば３６０度回転させても）、テーブル１００８がロボットアーム１００１と接触することがないように構成されている。具体的には、端部同士が水平回転ジョイントで連結された第１可動要素１０２２と第２可動要素１０２３とテーブル１００８を水平面に平行な状態とした場合、テーブル１００８が他の可動要素と高さが被らずに最も上方に位置するように構成している。つまり、ロボットアーム１００１の先端が取りうる位置のうちで最も低い位置をとり、テーブル１００８が水平面に平行な姿勢とした場合において、ロボットアーム１００１の第１〜第２可動要素がテーブル１００８の下面よりも低い位置となるようにしている。そして、本構成例においてはテーブル１００８の高さ方向の調整幅を大きくとるため、ベース１０２１については、ロボットアーム１００１の先端が取りうる位置のうちで最も低い位置をとり、テーブル１００８が水平面に平行な姿勢とした場合においてもテーブル１００８の下面よりも高くしている。以上のような構成とすれば、ロボットアーム１００１の各可動要素がテーブル１００８の下方に位置して収納される形となり、鉛直方向の移動幅を確保しながらも医療現場の限られたスペースを有効活用するのに有効である。
【００５５】
このメリットは第３の構成例に係るロボティックベッドの動作を示した図１３〜図１５を参照すれば明らかである。図１３から理解できる通り、本構成例におけるロボティックベッドはそれぞれの可動要素とテーブル１００８を垂直方向上側から見下ろした場合に重ね合わさるような位置をとることができるのに対して、第１の構成例や第２の構成例において例えば治療スペースを確保するためにテーブルをできるだけベースに近くに位置する図１３と同様なポジションとしようとすると、第１の構成例では図４のように第２可動要素１２３及び第３可動要素１２４がテーブル１０８の下に位置させることができず邪魔となり、第２の構成例ではテーブル７０８の位置をとても高くするとテーブル７０８の位置を各可動要素よりも上方に位置させることが理論的には可能であるが、治療や検査、載置対象物の載置においてそれほど高い位置にテーブル７０８を位置させることは不便であり現実的にはあり得ない。上述した通り、垂直多関節ロボットアームの場合は重力補償が必要であるため、大きなアクチュエータが必要となり、図８の概念図からも分かるように、テーブル７０８を下の方で支えながらテーブル７０８の下方に各可動要素を位置させるようにすることは困難である。
【００５６】
そして、テーブル１００８の幅はロボットアーム１００１の各可動要素の幅よりも大きい方が好ましい。例えば、鉛直方向上側から見下ろした場合に端部同士が水平回転ジョイントで連結された第１可動要素１０２２と第２可動要素１０２３の特定方向（長手方向）及びテーブル１００８の特定方向（長手方向）が平行となる状態において、鉛直方向上側から見下ろした場合にテーブル１００８が特定方向（長手方向）で第１可動要素１０２２と第２可動要素１０２３と被る部分において、特定方向（第１可動要素１０２２、第２可動要素１０２３、及びテーブル１００８が延びている長手方向を平行とした方向）と直交する方向において第１可動要素１０２２と第２可動要素１０２３がテーブル１００８に隠れることが望ましい。このような構成であれば、少なくともテーブル１００８の幅方向（延びている特定方向と直交する方向）においてテーブル１００８の長さ方向で被っているロボットアーム１００１の部分（図１０の例では、第１可動要素１０２２の一端部以外と、第２可動要素１０２３及び第３可動要素１０２４の全体）はテーブル１００８の下に収納されることになる（例えば、図１３を参照）。
【００５７】
図９及び図１０の例では互いの端部同士が水平回転ジョイントで接続された２つの可動要素（第１可動要素１０２２と第２可動要素１０２３）のひとつ（第１可動要素１０２２）がベース１０２１に直接連結されているが、例えばさらなる水平回転ジョイントや垂直回転ジョイントを介して間接的にベースに連結されていてもよく、この場合でも上述の位置関係が担保されて複数の可動要素がテーブル１００８の下に収納される限りスペース確保及びコンパクトという効果を得ることができる。
【００５８】
第３可動要素１０２４は、ロボットアーム１００１の先端に位置している。本構成例では、ロボットアーム１００１の先端が、特定方向に延びるテーブル１００８の一端部の下面に固定されている。このような構成であれば、テーブル１００８の他端部をベース１０２１よりできるだけ遠くに位置させるように動作させることができる。テーブル１００８を一端部で支持する方がテーブル１００８の移動範囲が広くなるが、支持強度を優先する場合にはテーブル１００８を中央部で支えてもよい。
【００５９】
なお、上記説明における「一端部」「他端部」「端部」「中央部」の定義については、第１及び第２の構成例と同様である。
【００６０】
ロボットアーム１００１は、第１〜第５ジョイント１０３１〜１０３５に対応して、第１〜第３可動要素１０２２〜１０２４を移動又は回転させる複数のアクチュエータ（本構成例では、第１〜第５アクチュエータ１０４１〜１０４５）と、それぞれのジョイントに組み込まれそれぞれの可動要素の位置を検出する複数の位置検出器（本構成例では第１〜第５位置検出器１０５１〜１０５５）と、それぞれのアクチュエータの駆動を制御する制御装置１００７（図１０参照）を含む。制御装置１００７はベース１０２１内に位置しているが、例えば外部の独立した装置としてもよい。
【００６１】
第１〜第５アクチュエータ１０４１〜１０４５は、例えばサーボモータである。位置検出器としては第１及び第２の構成例と同様、エンコーダやレゾルバ、ポテンショメータを用いることができる。
【００６２】
ロボットアーム１００１はまた、第１〜第５ジョイント１０３１〜１０３５に対応して、それぞれ、第１〜第５電磁ブレーキ１０６１〜１０６５を含むことが望ましい。電磁ブレーキを備えていない場合は、複数のアクチュエータ１０４１〜１０４５の駆動によりロボットアーム１００１の姿勢を一定に保つことになるが、電磁ブレーキを含んでいると、ある部分のアクチュエータの駆動をオフにしても電磁ブレーキ機能をオンとすることにより、ロボットアーム１００１の姿勢を一定に保つことができる。
【００６３】
電磁ブレーキが設けられる場合の第１〜第５電磁ブレーキ１０６１〜１０６５それぞれは、アクチュエータへ駆動電流が供給されないときにブレーキ機能をオンにし、アクチュエータへ駆動電流が供給されたときにブレーキ機能をオフにするように構成されている。
【００６４】
第１及び第２の構成例と同様、アクチュエータとしてのモータ、位置検出器としてのエンコーダ、及びブレーキは、図２に示すように一体化したユニットとして構成されることが多い。さらに、第１〜第５アクチュエータ１０４１〜１０４５のそれぞれには、動力伝達用の減速機構およびカップリングなどが設けられる。
【００６５】
図１０に示した例では、第１可動要素１０２２が第２可動要素１０２３の上側に位置するように水平回転ジョイント１０３２によって連結されているが、本構成例の変形例として、第１可動要素１１２２が第２可動要素１１２３の下方に位置するように水平回転ジョイント１１３２によって連結したロボットアーム１１０１を図１１に示す。
【００６６】
本変形例は、ベース１１２１と第１可動要素１１２２の一端部は鉛直直進ジョイントである第１ジョイント１１３１によって連結されており、第１可動要素１１２２は第１軸方向（鉛直方向）に移動することができる。第１可動要素１１２２の他端部と第２可動要素１１２３の一端部は水平回転ジョイントで連結されており、第２可動要素１１２３が第１可動要素１１２２の上方で第２軸（鉛直方向）まわりに回転することができる。第２可動要素１１２３と第３可動要素１１２４の間の第３〜第５ジョイント１１３３〜１１３５は、それぞれ、第３〜第５軸回りの回転ジョイントである。第３軸は第２可動要素１１２３の延びる方向であり、第４軸は第３ジョイント１１３３によって回転される、第３軸と直交する方向であり、第５軸は、第４ジョイント１１３４によって回転される、第４軸と直交する方向である。
【００６７】
第３可動要素１１２４は、ロボットアーム１１０１の先端に位置している。本構成例では、ロボットアーム１１０１の先端が、特定方向に延びるテーブル１１０８の下面に中央部で固定されている。このような構成であれば、支持強度を優先してテーブル１１０８を支持することができる。もちろん、テーブル１１０８の移動範囲を優先してテーブル１１０８を一端部で支持してもよい。ただし、その場合は、テーブル１１０８を水平面に平行な状態を維持しながら自由に回転させてもロボットアーム１１０１と接触しないように、各可動要素１１２２〜１１２４やテーブル１１０８の長さを適宜設計することが必要である。
【００６８】
以上、図１０及び１１に示したロボットアーム１００１・１１０１は、自由度が５であるが、本発明のロボットアームの自由度は、必ずしも５である必要はなく、４以下であってもよいし６以上であってもよい。しかしながら、ロボットアームの自由度は、テーブル１００８・１１０８を少なくとも空間内を直線的に移動できるように３以上であることが望ましい。図１２に自由度が３であるロボティックベッドの例を示す。図１２において、ロボットアーム１２０１はベース１２２１と２つの可動要素１２２２及び１２２３から構成され、ベース１２２１と第１可動要素１２２２の一端部は鉛直直進ジョイントである第１ジョイント１２３１によって連結されており、可動要素１２２２は第１軸方向（鉛直方向）に移動することができる。第１可動要素１２２２の他端部と第２可動要素１２２３の一端部は水平回転ジョイントである第２ジョイント１２３２で連結されており、第２軸（鉛直方向）まわりに可動要素１２２３が回転することができる。第２可動要素１２２３の他端部がロボットアーム１２０１の先端を構成し、テーブル１２０８の一端部と水平回転ジョイントである第３ジョイント１２３３で連結されている。
【００６９】
以上のように構成されたロボティックベッドを用いれば、テーブル上に載置対象物を載置した後、テーブル１００８・１１０８・１２０８を検査位置や治療位置といった目的とする位置に正確かつ迅速に移動させることができ、医療現場における検査や治療の効率を格段に向上させることができる。例えば、キャスター付きのテーブルにより患者を移動させるのと比較して、患者に大きな振動を与えることなくテーブル１００８・１１０８・１２０８をスムーズに移動させることができる他、医療室の床上に多数存在する医療機器に付随するコード類や医療器具に付随するチューブ類との絡まりやこれらを跨ぐことによるテーブルのがたつき回避することができ、安全性と移動効率を高めることができる。
【００７０】
また、本構成例に係るロボティックベッドは、参照符号１０３２・１１３２・１２３２・１２３３で示されるジョイントが、参照符号１０２３、１１２３、１２２３で示される可動要素、及び参照符号１２０８で示されるテーブルを常に水平面と平行な状態で回転することを可能とする水平回転ジョイントによって連結されているため、これを垂直回転ジョイントで連結されているのと比べて剛性を高くすることができる。すなわち、垂直回転ジョイントで連結されている場合は、テーブルの移動中、又はある姿勢の維持中、載置対象物の重量などが原因でアクチュエータの制御だけでは姿勢を完全に維持しきれず、撓みを生じさせることがあるが、水平回転ジョイントの場合は垂直方向に回転することがないため、そのような事態はほとんど生じない。さらに、常に水平面と平行な状態で回転することを可能とする水平回転ジョイントが設けられている個所では垂直方向の回転を考えなくてよいので、電源をオフしたときのことを想定したとしても電磁ブレーキを省略することができる。なお、これは第１の構成例にかかるロボティックベッドにおける、参照符号１３２、１３３、３３２、３３３で表されている水平回転ジョイントに関しても同じことが言えるが、本構成例は、剛性を高めながら、さらに治療スペース確保にも貢献する構成となっており、より医療室に導入するのに適したデザインとなっている。
【００７１】
ロボティックベッドが目標とすべき位置の例に関しては、第１及び第２の構成例と同様なのでここでは説明を省略する。
【００７２】
本構成例に係るロボットアーム１００１に支持されたテーブル１００８を複数の位置の間で移動させる動作を図１３〜図１５に説明する。
【００７３】
図１３は、ある載置対象である被験者を載置位置からある検査位置へ移動させる際に、テーブル１００８が載置位置に位置している様子を示している。図１４は、制御装置１００７による制御によって第２可動要素１０２３及びテーブル１００８が矢印の如く動いて（場合によっては、第１可動要素も鉛直方向に動いて高さが調節され、またテーブル１００８が第３軸又は／及び第４軸まわりの回転により傾きが微調整され）被験者の頭部が検査装置１３１４に対して斜めから移動してゆく様子を示している。図１５はテーブル１００８が検査装置１３１４の内部に挿入され、被験者が検査位置に到達した様子を示している。なお、図１３におけるテーブル１００８の位置は治療位置でもあり得、テーブル１００８が図１５の検査位置から図１３の位置まで各可動要素が逆方向に動いて元の位置に戻り、検査直後に検査結果を判断して医師１３１２が治療を行うことができる。
【００７４】
図１２に示したロボットアーム１２０１でも同じような軌跡を辿ってテーブル１２０８が移動することができる。図１１に示したロボットアーム１１０１は、第２可動要素１１２３とテーブル１１０８が図１４に示した矢印とは逆回転しながら移動して（場合によっては第１可動要素１１２２も鉛直方向に動いて高さが調節され）、検査位置まで到達することができる。
【００７５】
ロボットアームを動作させる指令の与え方、及びテーブルを移動させる目標位置の設定方法については、第１及び第２の構成例と同様である。
【００７６】
（第４の構成例）
本発明の第４の構成例に係るロボティックベッドの斜視図を図１６に、側面図を図１７に示す。ロボティックベッドに用いられるロボットアーム１７０１は、多自由度（３自由度以上）を有し、その先端で載置対象物が載置されるテーブル１７０８を支持する。テーブル１７０８およびロボットアーム１７０１は、ロボティックベッドを構成する。
【００７７】
図１７に示すように、ロボットアーム１７０１は、ベース１７２１と、複数の可動要素（本構成例では、第１〜第４可動要素１７２２〜１７２５）と、複数のジョイント（本構成例では、第１〜第６ジョイント１７３１〜１７３６）を含む。
【００７８】
ベース１７２１と第１可動要素１７２２の一端部は鉛直直進ジョイントである第１ジョイント１７３１によって連結されており、第１可動要素１７２２は第１軸方向（鉛直方向）に移動することができる。第１可動要素１７２２の他端部と第２可動要素１７２３の一端部は水平回転ジョイントで連結されており、第２可動要素１７２３は第２軸（鉛直方向）まわりに回転することができる。第２可動要素１７２３の他端部と第３可動要素１７２４の一端部は水平回転ジョイントで連結されており、第２軸によって回転され、第２軸と平行な第３軸（鉛直方向）まわりに第３可動要素１７２４が回転することができる。第３可動要素と第４可動要素の間の第４〜第６ジョイント１７３４〜１７３６は、それぞれ、第４〜第６軸回りの回転ジョイントである。第４軸は第３可動要素１７２４の延びる方向であり、第５軸は第４ジョイント１７３４によって回転される、第４軸と直交する方向であり、第６軸は、第５ジョイント１７３５によって回転される、第５軸と直交する方向である。
【００７９】
第２可動要素１７２３と第３可動要素１７２４は特定方向に延びる棒状となっており、これらの可動要素の長さはロボットアーム１７０１の必要な可動範囲に応じて適宜設計される。そして、第１可動要素１７２２は水平面に平行な状態を維持して上下移動し、第２可動要素１７２３及び第３可動要素１７２４は第１可動要素１７２２と平行な状態を維持して回転する構成となっている。このような構成であれば、第２及び第３のアクチュエータ１７４２、１７４３において鉛直方向の重力補償を行う必要がないためモータを小さくすることができる。これは、ロボットアーム１７０１の小型化に有利な構成であり、限られたスペースしか確保できない医療現場に導入する場合や、治療や手術でより多くのスペースを確保するのに有利である。
【００８０】
また、本構成例のロボティックベッドは、第１のジョイントによる第１可動要素１７２２の鉛直方向への移動量を制限する代わりに、ベース１７２１の高さを低くすることにより、テーブル１７０８が水平面に平行な状態を保ったまま第１可動要素１７２２を上下に（鉛直方向に）移動させても、またテーブル１７０８をどのように回転させても（例えば、３６０度回転させても）ロボットアーム１７０１に接触しないように構成されている。よって、本構成例においては、ロボットアームがどのような任意の姿勢をとっても、テーブル１７０８が水平面に平行な状態にあることが維持されていれば、テーブル１７０８をどのように回転させても、テーブルとロボットアームとが接触することはない。具体的には、端部同士が水平回転ジョイントで連結された第２可動要素１７２３と第３可動要素１７２４とテーブル１７０８が水平面に平行な状態とした場合に第１可動要素１７２２を一番下まで移動させても、さらにロボットアームの先端が最も低い位置をとったとしても、テーブル１７０８が他の可動要素ともベース１７２１とも高さで被らずに最も上方に位置するように構成している。このような構成とすれば、ロボットアーム１７０１の可動要素及びベース１７２１がテーブル１７０８の下方に位置して収納される形となり、医療現場の限られたスペースを活用するのに有効である。
【００８１】
そして、テーブル１７０８の幅はロボットアーム１７０１の各可動要素の幅よりも大きい方が好ましい。例えば、鉛直方向上側から見下ろした場合に端部同士が水平回転ジョイントで連結された第２可動要素１７２３と第３可動要素１７２４の特定方向を平行となる状態において、鉛直方向上側から見下ろした場合に全ての可動要素がテーブル１７０８に隠れることが可能であることが望ましい。さらに、本構成例においては、テーブル１７０８の長さもロボットアーム１７０１の各可動要素の長さよりも大きい方が好ましい。例えば、鉛直方向上側から見下ろした場合に端部同士が水平回転ジョイントで連結された第２可動要素１７２３と第３可動要素１２２４を特定方向が平行で第２可動要素と第３可動要素の中央部が被る状態において、鉛直方向上側から見下ろした場合にベース１７２１がテーブル１７０８に隠れることが望ましい。
【００８２】
図１６及び図１７の例では互いの端部同士が水平回転ジョイントで接続された２つの可動要素（第２可動要素１７２３と第３可動要素１７２４）のひとつ（第２可動要素１７２３）がベース１７２１に間接的に（第１可動要素１７３１を介して）連結されているが、例えば第２可動要素１７２３を直接鉛直直進ジョイントである第１ジョイント１７３１に連結されるようにしてもよい。また、さらなる水平回転ジョイントや垂直回転ジョイントを介してさらに間接的にベースに連結されていてもよい。この場合でも上述した位置関係が担保されている限り、スペース確保及びコンパクトという効果を得ることができる。
【００８３】
第４可動要素１７２５は、ロボットアーム１７０１の先端に位置している。本構成例では、ロボットアーム１７０１の先端が、特定方向に延びるテーブル１７０８の中央部の下面に固定されている。このような構成であれば、大きな支持強度でテーブル１７０８を支持することができ、また、テーブル１７０８の下にロボットアーム１７０１の可動要素及びベースを収納しやすくなる。ただし、例えば第３可動要素１７２４の長さを短くし、テーブル１７０８の支持位置を一端部とするようにしてもよく、この場合であってもスペース確保及びコンパクト化という効果を得られることに違いはない。
【００８４】
なお、上記説明における「一端部」「他端部」「端部」「中央部」の定義については、第１及び第２の構成例と同様である。
【００８５】
ロボットアーム１７０１は、第１〜第６ジョイント１７３１〜１７３６に対応して、第１〜第４可動要素１７２２〜１７２５を移動又は回転させる複数のアクチュエータ（本構成例では、第１〜第６アクチュエータ１７４１〜１７４６）と、それぞれのジョイントに組み込まれそれぞれの可動要素の位置を検出する複数の位置検出器（本構成例では第１〜第６位置検出器１７５１〜１７５６）と、それぞれのアクチュエータの駆動を制御する制御装置１７０７（図１７参照）を含む。制御装置１７０７はベース１７２１内に位置しているが、例えば外部の独立した装置としてもよい。
【００８６】
第１〜第６アクチュエータ１７４１〜１７４６は、例えばサーボモータである。位置検出器としては第１及び第２の構成例と同様、エンコーダを用いてもよいしレゾルバやポテンショメータを用いても構わない。
【００８７】
ロボットアーム１７０１はまた、第１〜第６ジョイント１７３１〜１７３６に対応して、それぞれ、第１〜第６電磁ブレーキ１７６１〜１７６６を含むことが望ましい。電磁ブレーキを備えていない場合は、複数のアクチュエータ１７４１〜１７４６の駆動によりロボットアーム１７０１の姿勢を一定に保つことになるが、電磁ブレーキを含んでいると、ある部分のアクチュエータの駆動をオフにしても電磁ブレーキ機能をオンとすることにより、ロボットアーム１７０１の姿勢を一定に保つことができる。
【００８８】
電磁ブレーキが設けられる場合の第１〜第６電磁ブレーキ１７６１〜１７６６それぞれは、アクチュエータへ駆動電流が供給されないときにブレーキ機能をオンにし、アクチュエータへ駆動電流が供給されたときにブレーキ機能をオフにするように構成されている。
【００８９】
第１〜第３の構成例と同様、アクチュエータとしてのモータ、位置検出器としてのエンコーダ、及びブレーキは、図２に示すように一体化したユニットとして構成されることが多い。さらに、第１〜第６アクチュエータ１７４１〜１７４６のそれぞれには、動力伝達用の減速機構およびカップリングなどが設けられる。
【００９０】
図１７に示した例では、第１可動要素１７２２が第２可動要素１７２３の上側に位置するように水平回転ジョイント１７３２によって連結されているが、第１可動要素１７２２が第２可動要素１７２３の下側に位置するように水平回転ジョイント１７３２によって連結されるように構成してもよい。このようにすれば、ベース１７２１を低くしたことによる高さの補償をすることができる。
【００９１】
以上、図１６及び１７に示したロボットアーム１７０１は、自由度が６であるが、本発明のロボットアームの自由度は、必ずしも６である必要はなく、５以下であってもよいし７以上であってもよい。しかしながら、ロボットアームの自由度は、テーブル１７０８を少なくとも空間内で直線的に移動できるように３以上であることが望ましい。図１８に自由度が３である本構成に係るロボティックベッドの例を示す。図１８において、ロボットアーム１８０１はベース１８２１と２つの可動要素１８２２及び１８２３から構成され、ベース１８２１と第１可動要素１８２２の一端部は鉛直直進ジョイントである第１ジョイント１８３１によって連結されており、第１可動要素１８２２は第１軸方向（鉛直方向）に移動することができる。第１可動要素１８２２の他端部と第２可動要素１８２３の一端部は水平回転ジョイントである第２ジョイント１８３２で連結されており、第２軸（鉛直方向）まわりに第２可動要素１８２３が回転することができる。第２可動要素１８２３の他端部がロボットアーム１８０１の先端を構成し、テーブル１８０８の中央部の下面と水平回転ジョイントである第３ジョイント１８３３で連結されている。
【００９２】
以上のように構成されたロボティックベッドを用いれば、テーブル上に載置対象物を載置した後、テーブル１７０８・１８０８を検査位置や治療位置といった目的とする位置に正確かつ迅速に移動させることができ、医療現場における検査や治療の効率を格段に向上させることができる。例えば、キャスター付きのテーブルにより載置対象としての患者を移動させるのと比較して、患者に大きな振動を与えることなくテーブル１７０８・１８０８をスムーズに移動させることができる他、医療室の床上に多数存在する医療機器に付随するコード類や医療器具に付随するチューブ類との絡まりやこれらを跨ぐことによるテーブルのがたつき回避することができ、安全性と移動効率を高めることができる。
【００９３】
ロボティックベッドが目標とすべき位置の例に関しては、第１〜第３の構成例と同様なのでここでは説明を省略する。
【００９４】
本構成例に係るロボットアームに支持されたテーブルを複数の位置の間で移動させる動作を、図１７に示した６自由度のロボットアーム１７０１を用いた場合を例にして、図１９〜図２１に説明する。
【００９５】
図１９は、ある載置対象である被験者を載置位置からある検査位置へ移動させる際に、テーブル１７０８が載置位置に位置している様子を示している。図２０は、制御装置１７０７による制御によって第２可動要素１７２３及び第３可動要素１７２４が矢印の如く動き、またテーブル１７０８が第６軸まわりに回転して矢印の如く動いて（場合によっては、第１可動要素１７２２も鉛直方向に動いて高さが調節され、また第４軸又は／及び第５軸まわりにテーブル１７０８が回転して傾きが微調整され）被験者の頭部が検査装置１９１４に対して斜めから移動してゆく様子を示している。図２１はテーブル１７０８が検査装置１９１４の内部に挿入され、被験者が検査位置に到達した様子を示している。なお、図１９におけるテーブル１７０８の位置は治療位置でもあり得、テーブル１７０８が図２１の検査位置から図１９の位置まで各可動要素が逆方向に動いて元の位置に戻り、検査直後に検査結果を判断して医師１９１２が治療を行うことができる。
【００９６】
図１８に示したロボットアーム１８０１でも同じような軌跡を辿ってテーブル１８０８が移動することができる。
【００９７】
なお、被験者の頭の向きはテーブル１７０８・１８０８の長手方向において反対側でもよく、その場合はテーブル１７０８・１８０８の回転方向が図２０に示したテーブルの移動方向とは逆に回りながら検査装置１９１４に移動することになる。このように、ベース１７２１・１８２１がテーブル１７０８・１８０８の下に収納されると、載置対象物の向きがどちらであってもよく、図１９のテーブル１７０８・１８０８の位置が治療位置だとすると、術者１９１２はテーブル１７０８・１８０８のどちら側からでも手術を行うことができ、助手も含めてテーブルを取り囲んで手術にあたることができるという優れたメリットがある。ベース１７２１・１８２１が邪魔となることもないので、医師１９１２は座った状態で治療にあたることができる。
【００９８】
（第５の構成例）
本構成例に係るロボティックベッドは、第１〜第４の構成例のロボティックベッドにおけるテーブルにおいて、スライド機構を備えていることを特徴としている。
【００９９】
図２２は、テーブル２２０８がレールを有する本体２２８１とレールの溝に嵌まり込むスライド板２２８２から構成されていることを示す図である。ロボティックベッドにおけるテーブルがこのような構成を備えていると、例えばロボティックアームによりテーブルを検査準備位置まで移動させた後、スライド板２２８２を人手でスライドさせることにより、載置対象物をさらに遠くの検査位置まで移動させることができる。
【０１００】
図２３は、テーブル２３０８の下面にはスライド機構２３０９が嵌まり込む溝２３８３が形成されており、溝２３８３の両側には、複数の歯を有するラック２３８４が設けられていることを示す図である。スライド機構２３０９はロボットアームの先端と連結される本体２３９１と、本体２３９１に回転可能に支持された、ラック２３８４と噛み合う一対のピニオン２３９２と、ピニオン２３９２を回転させるアクチュエータ（図示せず）を含む。ロボティックベッドにおけるテーブル２３０８がこのような構成を備えていると、例えばロボティックアームによりテーブルを検査準備位置まで移動させた後、テーブル２３０８をアクチュエータの駆動によってスライドさせることにより、載置対象物をさらに遠くまで移動させることができる。アクチュエータは例えばサーボモータである。
【０１０１】
なお、スライド機構を備えると、各構成例における自由度は１つ増えることになる。また、アクチュエータにより駆動可能な構成であれば、各構成例に係るロボットアームの複数のアクチュエータと同時に駆動させることにより、ロボットアームの可動要素とスライド機構が同時に動作して効率的に目的位置にテーブルを搬送することができる。
【０１０２】
図２４〜図２６に、第１の構成例に係るロボティックベッドにおいて、手動のスライド機構を採用した場合に載置対象を移動させる例を示す。
【０１０３】
図２４に示す載置対象物の載置位置は図４の位置と同じであり、図２５に示す検査装置に頭が向けられた位置（検査準備位置）は図５の位置と同じである。第１の構成例ではそのままロボットアーム１０１の可動要素を動かしてテーブル１０８を検査装置４１４内に搬送したが、本構成例においてスライド板を手動操作によりスライドさせることにより、検査装置４１４内へと移動させている。
【０１０４】
このような構成によればロボットアームを検査準備位置までしか延長する必要がないため、ロボットアームの可動範囲が小さくて済み、各可動要素を小さくできるというメリットがある。それに伴い、医療現場の限られたスペースを有効活用することができる。例えば、図５から図６への移行では、第２可動要素１２３及び第３可動要素１２４をそれぞれ検査装置４１４側へ移動させているが、図２５から図２６への移行ではロボットアームを動かしておらず、従ってその分第１可動要素１２３と第３可動要素１２４は短くて済むことになる。
【０１０５】
次に、第３の構成例に係るロボティックベッドおいてアクチュエータ駆動のスライド機構を採用した場合に載置対象を移動させる例を説明する。
【０１０６】
図２７に第３の構成例においてスライド機構を設けたロボティックベッドの側面図を示す。
ロボティックベッドに用いられるロボットアーム２７０１は、多自由度（３自由度以上）を有し、その先端で載置対象物が載置されるテーブル２７０８を支持する。テーブル２７０８およびロボットアーム２７０１は、ロボティックベッドを構成する。
【０１０７】
ロボットアーム２７０１は、ベース２７２１と、複数の可動要素（本構成例では、第１〜第３可動要素２７２２〜２７２４）と、複数のジョイント（本構成例では、第１〜第５ジョイント２７３１〜２７３５）を含む。
【０１０８】
ベース２７２１と第１可動要素２７２２の一端部は鉛直直進ジョイントである第１ジョイント２７３１によって連結されており、第１可動要素２７２２は第１軸方向（鉛直方向）に移動することができる。第１可動要素２７２２の他端部と第２可動要素２７２３の一端部は水平回転ジョイントで連結されており、第２軸（鉛直方向）まわりに第２可動要素２７２３が回転することができる。第２可動要素２７２３と第３可動要素２７２４の間の第３〜第５ジョイント２７３３〜２７３５は、それぞれ、第３〜第５軸回りの回転ジョイントである。第３軸は第２可動要素２７２３の延びる方向であり、第４軸は第３ジョイント２７３３によって回転される、第３軸と直交する方向であり、第５軸は、第４ジョイント２７３４によって回転される、第４軸と直交する方向である。
【０１０９】
第１可動要素２７２２と第２可動要素２７２３は特定方向に延びる棒状となっており、長さはロボットアーム２７０１の必要な可動範囲に応じて適宜設計される。そして、第１可動要素２７２２は水平面に平行な状態を維持して上下移動し、第２可動要素２７２３は第１可動要素と平行な状態を維持して第２軸まわりに回転する構成となっている。このような構成であれば、第２のアクチュエータ２７４２において鉛直方向の重力補償を行う必要がないためモータを小さくすることができる。これは、ロボットアーム２７０１の小型化に有利な構成であり、限られたスペースしか確保できない医療現場に導入する場合や、治療や手術でより多くのスペースを確保するのに有利である。
【０１１０】
第３可動要素２７２４は、ロボットアーム２７０１の先端に位置している。本構成例では、ロボットアーム２７０１の先端が、テーブル２７０８のスライド機構２７０９に連結されている。
【０１１１】
ロボットアーム２７０１は、第１〜第５ジョイント２７３１〜２７３５及びスライド機構２７０９に対応して、第１〜第３可動要素２７２２〜２７２４及びスライド機構２７０９を移動又は回転させる複数のアクチュエータ（本構成例では、第１〜第５アクチュエータ２７４１〜２７４５及びスライド機構用アクチュエータ２７４９）と、それぞれのジョイントに組み込まれそれぞれの可動要素の位置を検出する複数の位置検出器（本構成例では第１〜第５位置検出器２７５１〜２７５５及びスライド機構用位置検出器２７５９）と、それぞれのアクチュエータの駆動を制御する制御装置２７０７を含む。制御装置２７０７はベース２７２１内に位置しているが、例えば外部の独立した装置としてもよい。
【０１１２】
第１〜第５アクチュエータ２７４１〜２７４５及びスライド機構用アクチュエータ２７４９は、例えばサーボモータである。位置検出器としては第１及び第２の構成例と同様、エンコーダやレゾルバ、ポテンショメータを用いることができる。
【０１１３】
ロボットアーム２７０１はまた、第１〜第５ジョイント２７３１〜２７３５及びスライド機構２７０９に対応して、それぞれ、第１〜第５電磁ブレーキ２７６１〜２７６５及びスライド機構用電磁ブレーキ２７６９を含むことが望ましい。電磁ブレーキを備えていない場合は、複数のアクチュエータ２７４１〜２７４５及びスライド機構用アクチュエータ２７４９の駆動によりロボットアーム２７０１の姿勢を一定に保つことになるが、電磁ブレーキを含んでいると、ある部分のアクチュエータの駆動をオフにしても電磁ブレーキ機能をオンとすることにより、ロボットアーム２７０１の姿勢を一定に保つことができる。
【０１１４】
電磁ブレーキが設けられる場合の第１〜第５電磁ブレーキ２７６１〜２７６５それぞれは、アクチュエータへ駆動電流が供給されないときにブレーキ機能をオンにし、アクチュエータへ駆動電流が供給されたときにブレーキ機能をオフにするように構成されている。
【０１１５】
図２８に示す載置対象物の載置位置は図１３と同じである。しかし、スライド機構を有するロボティックベッドにおいて検査装置２８１４へ挿入するテーブル２７０８方向は逆である。すなわち、図１３〜図１５においてテーブル１００８を検査装置１３１４にテーブル１００８の一端側から挿入していると表現すると、図２８〜３０においては検査装置２８１４へテーブル２７０８の他端側から挿入する構成となる。
【０１１６】
図１５に示す検査装置１３１４に頭から挿入された位置（検査位置）は図３０の位置と同じである。第１の構成例ではそのままロボットアーム１００１の可動要素を動かしてテーブル１００８を斜めから検査装置１３１４内に搬送したが、本構成例においてはテーブル２７０８が一旦検査装置２８１４に向くように配置したあと、テーブル２７０８をアクチュエータ駆動によりスライドさせることにより、検査装置２８１４内へと移動させている。
【０１１７】
以上のように、スライド機構を設けると、ロボットアームのサイズを小型化できるというメリットがある他、図１０に示すような（ロボットアーム１００１がテーブル１００８の一端部を支持している）第３の構成例においては、載置位置において載置対象をどちらの方向に向けるかを変更できるという効果がある。後者については、例えば載置位置が脳や歯の手術を行う手術位置である場合、図１０のように患者が検査装置１３１４より戻ってきた場合に頭部がベース１０２１の方を向いていると、術者１３１２はベース１０２１が邪魔となって手術がしにくいが、図２７のように患者が検査装置２８１４より戻ってきた場合に頭部がベース２７２１と逆の方を向いていると、頭部側の手術がしやすいといった効果がある。ベース２７２１が邪魔となることもないので、医師２８１２は座った状態で治療にあたることができる。
【０１１８】
なお、ここで紹介した２つの例ではロボットアームの先端がテーブルの端部を支持しているが、ロボットアームの先端がテーブルの中央部を支持している構成において手動スライド機構を採用してもよい。また、アクチュエータ駆動のスライド機構２７０９が嵌まり込むテーブルの溝２７８３の長さを中央部分だけに制限してもよく、この場合はスライド幅が短くなるが、スライド幅が大きい場合と比べて、テーブルの撓みは発生しにくくなる。
【０１１９】
また、上述の例では、第１の構成例及び第３の構成例に対し、手動操作のスライド機構及びアクチュエータ駆動のスライド機構をそれぞれ適用する例を示したが、各構成例においてどちらのスライド機構を適用してもよい。
【０１２０】
そして、スライド機構を新たに設けることで、第３の構成例と第４の構成例におけるコンパクトサイズのロボティックベッドの設計も見直しておく必要がある。第４構成例についてはスライド機構によりテーブルの位置がどれだけ変更していようと、テーブルが水平面に平行な状態を維持していれば、テーブルをどのように回転してもテーブルとロボットアームが接触しないように構成していればよい。第３の構成例については、鉛直方向上側から見下ろした場合に、端部同士が水平回転ジョイントによって連結された２つの可動要素の特定方向が平行となる状態において、テーブル位置がスライド方向で移動することなくスライド機構を有するテーブルが最もベースに近づいた状態からテーブルを水平面に平行な状態でどのように回転させても（例えば３６０度回転させても）ロボットアームと接触しないように設計する。このような設計により、第３の構成例及び第４の構成例におけるロボティックベッドのメリットを維持しつつ、スライド機構を付加したメリットも得ることができる。
【０１２１】
［各構成例に係るロボットアームに共通する特徴］
以下には、第１〜第５の構成例全てに適用可能な追加の特徴を記す。
【０１２２】
（チューブ類／コード類の固定具）
各構成例におけるテーブルへの載置対象が患者である場合、その患者が生命維持装置や点滴、その他治療に必要な装置を装着していることがある。
【０１２３】
上述の通り、キャスター付きのテーブルを移動させることと比較すると、上記第１〜第５の構成例に係るロボティックテーブルを導入することにより、載置対象の移動時にこのようなチューブ類（チューブおよび／またはケーブル）との絡まりやこれを跨ぐことによるがたつきを回避することができるが、さらに安全性を確保するために、本発明に係るロボティックベッドにおいては、テーブル、ロボットアームのベース、または可動要素の少なくとも１つには、これらの装置から延びているチューブ類を結束するための固定具１７１・３７１・７７１・１０７１・１１７１・１２７１・１７７１・１８７１・２７７１が取り付けられていることが望ましい。これにより、ロボットアームの動作時にチューブ類が絡まってしまうといった事態をさらに確実に回避することができる。医師や助手がチューブ類に足を引っ掛けてしまうということも予防し、さらに安全性を高めることができる。絡まり防止の対策が必要なチューブ類としては生命時装置などに接続されているものに限らず、医療機器やディスプレイなどの電気系コードなど（コード類）も同様の固定具で固定することが望ましい。また、テーブルを移動させる位置が決まっていれば、ロボットアームのだいたいの動きを予測して、余らせるチューブ類／コード類の長さとチューブ類／コード類側の固定具に嵌められる位置を決めておくことが望ましい。
【０１２４】
（手動ブレーキオフ機能）
水平回転ジョイントに対応する電磁ブレーキが設けられている場合、アクチュエータへ駆動電流が供給されていないときに手動でブレーキ機能をオフとするスイッチやレバーが設けられていてもよい。図１に示すロボットアーム１０１の場合、第１〜第６の電磁ブレーキ１６１〜１６６のうちの、水平回転ジョイントである第２、第３、及び第６ジョイント１３２、１３３、及び１３６に対応する第２、第３、及び第６の電磁ブレーキ１６２、１６３、及び１６６が手動でブレーキ機能をオフすることができる構成としてもよい。図３に示すロボットアーム３０１の場合、第１〜第３の電磁ブレーキ３６１〜３６３のうちの、水平回転ジョイントである第２、第３ジョイント３３２、３３３に対応する第２、第３の電磁ブレーキ３６２、３６３が手動でブレーキ機能をオフすることができる構成としてもよい。図７に示すロボットアーム７０１の場合、第１〜第６の電磁ブレーキ７６１〜７６６のうちの、水平回転ジョイントである第１ジョイント７３１に対応する第１の電磁ブレーキ７６１が手動でブレーキ機能をオフすることができる構成としてもよい。図１０に示すロボットアーム１００１の場合、第１〜第５の電磁ブレーキ１０６１〜１０６５のうちの、水平回転ジョイントである第２、及び第５ジョイント１０３２、及び１０３５に対応する第２、及び第５の電磁ブレーキ１０６２、及び１０６５が手動でブレーキ機能をオフすることができる構成としてもよい。図１１に示すロボットアーム１１０１の場合、第１〜第５の電磁ブレーキ１１６１〜１１６５のうちの、水平回転ジョイントである第２、及び第５ジョイント１１３２、及び１１３５に対応する第２、及び第５の電磁ブレーキ１１６２、及び１１６５が手動でブレーキ機能をオフすることができる構成としてもよい。図１２に示すロボットアーム１２０１の場合、第１〜第３の電磁ブレーキ１２６１〜１２６３のうちの、水平回転ジョイントである第２、第３ジョイント１２３２、１２３３に対応する第２、第３の電磁ブレーキ１２６２、１２６３が手動でブレーキ機能をオフすることができる構成としてもよい。図１７に示すロボットアーム１７０１の場合、第１〜第６の電磁ブレーキ１７６１〜１７６６のうちの、水平回転ジョイントである第２、第３、及び第６ジョイント１７３２、１７３３、及び１７３６に対応する第２、第３、及び第６の電磁ブレーキ１７６２、１７６３、及び１７６６が手動でブレーキ機能をオフすることができる構成としてもよい。図１８に示すロボットアーム１８０１の場合、第１〜第３の電磁ブレーキ１８６１〜１８６３のうちの、水平回転ジョイントである第２、第３ジョイント１８３２、１８３３に対応する第２、第３の電磁ブレーキ１８６２、１８６３が手動でブレーキ機能をオフすることができる構成としてもよい。さらに、図２７のようにモータで駆動されるスライド機構を有するロボティックベッドの場合、スライド機構を駆動するモータにも電磁ブレーキを設け、当該電磁ブレーキのブレーキ機能を手動でオフとする構成としてもよい。
【０１２５】
この構成によれば、万が一停電の場合でも、ブレーキ機能をオフしてロボットアームの可動要素を動かすことにより、医療従事者が例えば載置対象である患者を安全な場所に移動することができる。
【０１２６】
なお、上記列挙した手動ブレーキオフ機能の適用個所全てに適用する必要はなく、少なくとも一部に設けたり、水平面に平行な状態にしか動くことがない個所に限定して適用したりしてもよいことはもちろんである。
【０１２７】
（距離センサ）
各構成例におけるロボットアームには、ロボティックベッドの可動範囲を走査する距離センサ１７３・３７３・７７３・１０７３・１１７３・１２７３・１７７３・１８７３・２７７３が設けられていることが望ましい。図１において、ロボットアーム１０１の可動範囲は、第２ジョイント１３２の回転中心である第２軸を中心とする、ロボットアーム１０１とテーブル１０８を最大に伸長させたときのテーブル１０８の末端までを半径とする扇状の範囲である。図３において、ロボットアーム３０１の可動範囲は、第２ジョイント３３２の回転中心である第２軸を中心とする、ロボットアーム３０１とテーブル３０８を最大に伸長させたときのテーブル３０８の末端までを半径とする扇状の範囲である。図７において、ロボットアーム７０１の可動範囲は、第１ジョイント７３１の回転中心である第１軸を中心とする、ロボットアーム７０１とテーブル７０８を最大に伸長させたときのテーブル７０８の末端までを半径とする扇状の範囲である。図１０において、ロボットアーム１００１の可動範囲は、第２ジョイント１０３２の回転中心である第２軸を中心とする、ロボットアーム１００１とテーブル１００８を最大に伸長させたときのテーブル１００８の末端までを半径とする扇状の範囲である。図１１において、ロボットアーム１１０１の可動範囲は、第２ジョイント１１３２の回転中心である第２軸を中心とする、ロボットアーム１１０１とテーブル１１０８を最大に伸長させたときのテーブル１１０８の末端までを半径とする扇状の範囲である。図１２において、ロボットアーム１２０１の可動範囲は、第２ジョイント１２３２の回転中心である第２軸を中心とする、ロボットアーム１２０１とテーブル１２０８を最大に伸長させたときのテーブル１２０８の末端までを半径とする扇状の範囲である。図１７において、ロボットアーム１７０１の可動範囲は、第２ジョイント１７３２の回転中心である第２軸を中心とする、ロボットアーム１７０１とテーブル１７０８を最大に伸長させたときのテーブル１７０８の末端までを半径とする扇状の範囲である。図１８において、ロボットアーム１８０１の可動範囲は、第２ジョイント１８３２の回転中心である第２軸を中心とする、ロボットアーム１８０１とテーブル１８０８を最大に伸長させたときのテーブル１８０８の末端までを半径とする扇状の範囲である。図２７において、ロボットアーム２７０１の可動範囲は、第２ジョイント２７３２の回転中心である第２軸を中心とする、ロボットアーム２７０１とスライド機構でテーブル２７０８一端側に寄せて最大に伸長させたときのテーブル１８０８の末端までを半径とする扇状の範囲である。
【０１２８】
以上のような距離センサ１７３・３７３・７７３・１０７３・１１７３・１２７３・１７７３・１８７３・２７７３を設けていると、制御装置１０７・３０７・７０７・１００７・１１０７・１２０７・１７０７・１８０７・２７０７は、距離センサによりロボットアームの可動範囲内に異物（人や物体）が検出された場合には、全てのアクチュエータの作動を停止または禁止する。この構成によれば、医療従事者のようなロボットの操作に熟達しておらず、ロボットアームの動作の予測が困難な人がロボティックベッドの近傍にいる場合であっても、人のロボットアームまたはテーブルへの接触および衝突などの危険が回避される。また、ロボットアームの医療機器への接触および衝突などの危険も回避される。
【０１２９】
なお、例えばテーブルが治療位置に到達した場合には、治療にあたる医師や助手がテーブルを取り囲んでも反応しないように、テーブルの位置に応じて距離センサをアクティブとするか非アクティブとするかを制御するようにしておくことが好ましい。ただし、距離センサのアクティブ／非アクティブを手動で切り替える切り替えスイッチなどの手段を設けておくべきである。あるいは、距離センサのアクティブ／非アクティブの切り替えは、制御装置により行われてもよい。
【０１３０】
（高さセンサ）
テーブルまたはロボットアームには、テーブル１０８・３０８・７０８・１００８・１１０８・１２０８・１７０８・１８０８・２７０８の高さを検出する高さセンサ１７４・３７４・７７４・１０７４・１１７４・１２７４・１７７４・１８７４・２７７４が設けられていることが望ましい。この場合、制御装置１０７・３０７・７０７・１００７・１１０７・１２０７・１７０７・１８０７・２７０７は、テーブル１０８・３０８・７０８・１００８・１１０８・１２０８・１７０８・１８０８・２７０８を検査装置内へ移動する前に、高さセンサ１７４・３７４・７７４・１０７４・１１７４・１２７４・１７７４・１８７４・２７７４により検出されるテーブル１０８・３０８・７０８・１００８・１１０８・１２０８・１７０８・１８０８・２７０８の高さが所定範囲内にあるか否かを判定し、所定範囲内にない場合には、テーブル１０８・３０８・７０８・１００８・１１０８・１２０８・１７０８・１８０８・２７０８を検査装置内へ移動しないように制御する。この構成によれば、テーブルまたは被験者の検査装置との接触や衝突の危険が回避される。なお、上記においては移動目標位置として検査位置を例に挙げたが、これが測定装置による測定位置、撮影装置による撮影位置など、医療に関連する装置内に挿入される場合であっても同様である。
【０１３１】
（撓み補償）
また、各構成例におけるロボットアームは、テーブルやロボットアームの撓みに応じて制御装置によってロボットアームを制御することによりこれを補償する機能を有している。載置対象物の重量などが原因でテーブル３１０８が撓んだ場合にこれを補正する例を図３１に示す。例えば載置対象としての患者の頭部の１点をトラッキングのための目標点と定める場合、ロボットアーム３１０１の先端（テーブル３１０８の固定部分）からのｘ、ｙ、ｚ座標を指定する等により目標点３１９０を記憶させることができる（図３１（ａ））。そして、図３１（ｂ）のようにテーブルが撓んだ場合、目標点３１９０が例えば右下の方へ移動するため、座標値のズレをロボットアームの制御装置で検知し、制御装置はこのズレを補正するために予め記憶させた目標点３１９０に戻すようにアクチュエータの少なくともひとつを制御する。図３１（ｃ）の例では、ロボットアームのある可動要素を左側へ移動させるとともに、垂直回転ジョイントを時計回りに回転させて補正している。
【０１３２】
図３２に撓み補償の他の例を示す。例えば図３１の場合と同様に、載置対象としての患者の頭部の１点をトラッキングのための目標点と定める場合、ロボットアーム３２０１の先端（テーブル３２０８の固定部分）からのｘ、ｙ、ｚ座標を指定する等により目標点３２９０を記憶させることができる（図３２（ａ））。そして、図３２（ｂ）のようにテーブルが撓んで目標点３１９０が例えば下方へ移動する場合、座標値のズレをロボットアームの制御装置で検知し、制御装置はこのズレを補正するために予め記憶させた目標点３２９０に戻すようにアクチュエータの少なくともひとつを制御する。図３２（ｃ）の例では、ロボットアームのある垂直回転ジョイントを時計回りに回転させて補正している。
【０１３３】
このような構成によれば、目標とする点の正確な位置合わせが常に可能となる。従って、例えば載置対象物の正確な移送が達成されるとともに、テーブルまたは載置対象物の検査装置、測定装置、撮影装置等への接触および衝突などの危険も回避される。
【０１３４】
（重量センサ）
また、テーブルまたはロボットアームには、載置対象物の重量を計測する重量センサ１７５・３７５・７７５・１０７５・１１７５・１２７５・１７７５・１８７５・２７７５が設けられていることが望ましい。これは、例えば載置対象としての患者の体重を常に監視することを可能とする。この構成によれば、載置対象としての患者を体重面からモニタすることができ、例えば手術開始前の体重を記憶しつつ、出血により減った重量をモニタし、手術時の対応、方針変更の参考とすることができる。そのため、重量センサで検出した数値を表示するための表示部（例えば、表示窓、ディスプレイ）をテーブル又はロボットアームに設けておくことが好ましい。そして、この表示部には複数個の記録した値（例えば手術前と出血を伴う手術を行った直後）や記憶した値と現在の値の差（例えば手術前の値と現在の値の差）を表示できるようにしておくことが好ましい。そのために、メモリなどの記憶手段を設け、この記憶手段にある時点での載置対象物の重量を記憶するようにし、重量センサによって検出した載置対象物の現在の重量と記憶された重量との差を計算するＣＰＵなどの計算部を備えておくことが好ましい。さらに、このような管理を載置対象としての患者ごとにするために、記憶手段は患者ＩＤと対応付けて患者を選択できるようにし、患者ごとにある時点の重量を記憶し、現在の重量との差を計算して表示部に表示できるようにしておくことが好ましい。
【０１３５】
（温度センサ）
また、テーブルには、載置対象物の温度を計測する温度センサ１７２・３７２・７７２・１０７２・１１７２・１２７２・１７７２・１８８２・２７７２が設けられていることが望ましい。これは、例えば載置対象としての患者の温度を常に監視することを可能とする。この構成によれば、載置対象としての患者を体温面からモニタすることができ、例えば手術開始前、手術開始待機中、手術中、手術後の体温をモニタすることができる。そのため、温度センサで検出した数値を表示するための表示部をテーブル又はロボットアームに設けておくことが好ましい。
【０１３６】
そして、患者の体温が低くなりすぎている、若しくは高くなりすぎている場合には、テーブル１０８・３０８・７０８・１００８・１１０８・１２０８・１７０８・１８０８・２７０８の表面温度を上昇させるための昇温手段（ヒーターなど）、若しくは下降させるための降温手段（冷却装置など）を設けておくことが好ましい。これにより、患者を望ましい体温に保つことができる。
【０１３７】
なお、図１、図３、図７、図１０、図１１、図１２、図１７、図１８、図２７において各温度センサはテーブル１０８・３０８・７０８・１００８・１１０８・１２０８・１７０８・１８０８・２７０８の側面に配置されているが、埋め込まれていてもよい。
【０１３８】
また、テーブルの周囲の温度を検出する別の温度センサを設け、手術開始待機中や手術後安静中において患者の体温を望ましい状態に保つために、周囲温度が高い場合にはテーブルの位置を温度が低いエリア（例えば低い位置や冷房装置の近く）に移動させたり、周囲温度が低い場合にはテーブルの位置を温度が高いエリア（例えば高い位置や暖房装置の近く）に移動させるようにロボットアームを制御するようにしてもよい。これらを自動的な移動を行うのは、手術後に患者が安静にしている場合や、治療前の待機中である場合が考えられ、テーブルの移動は載置されている者が移動を感じないくらいゆっくりと移動することが好ましい。ただし、手術中などにロボットアームが自動的に動いてしまうことは好ましくないため、テーブルの位置が治療位置にある場合は非アクティブとなるように設定したり、テーブルの位置するエリアに応じてセンサのアクティブ／非アクティブを切り替えるようにしてもよい。
【０１３９】
なお、温度センサ／周囲温度センサについても、当該センサ機能のアクティブ／非アクティブを手動で切り替えられるようにしておくことが好ましい。
【０１４０】
（物体センサ）
また、テーブルには、テーブルの周囲の物体を検出するための物体センサを１つ以上設け、ロボットアームの動作中に物体センサにより物体を検知した場合には、ロボットアームを駆動するアクチュエータの動作を停止又は禁止することが好ましい。第１〜第５の構成例で示したようなロボティックベッドを医療室に導入するに際しては、安全性の確保が極めて重要な位置づけを占めることから、このような手段により患者及び医療従事者の安全を確保することが好ましい。
【０１４１】
なお、テーブルの位置が治療位置にある場合は非アクティブとなるように設定したり、載置対象物の載置位置から検査位置までの間だけでアクティブとなるようにしたり、テーブルの位置するエリアに応じて物体センサのアクティブ／非アクティブを切り替えるようにしてもよい。物体センサのアクティブ／非アクティブの切り替えは、制御装置により行われても良いし、物体センサに設けられた手動用の切り替え手段によって行われてもよい。
【０１４２】
なお、温度センサ／周囲温度センサについても、当該センサ機能のアクティブ／非アクティブを手動で切り替えられるようにしておくことが好ましい。
【０１４３】
（制御装置の構成）
制御装置１０７・３０７・７０７・１００７・１１０７・１２０７・１７０７・１８０７・２７０７は、図４０に示すように、ロボットアーム１０１、３０１、７０１、１００１、１１０１、１２０１、１７０１、１８０１、２７０１のアクチュエータ、電磁ブレーキおよび位置検出器と接続される。また、制御装置１０７・３０７・７０７・１００７・１１０７・１２０７・１７０７・１８０７・２７０７は、上述した距離センサ１７３・３７３・７７３・１０７３・１１７３・１２７３・１７７３・１８７３・２７７３、高さセンサ１７４・３７４・７７４・１０７４・１１７４・１２７４・１７７４・１８７４・２７７４、重量センサ１７５・３７５・７７５・１０７５・１１７５・１２７５・１７７５・１８７５・２７７５、および温度センサ１７２・３７２・７７２・１０７２・１１７２・１２７２・１７７２・１８８２・２７７２と接続され得る。また、制御装置１０７・３０７・７０７・１００７・１１０７・１２０７・１７０７・１８０７・２７０７は、記憶手段を含むとともに、上述した撓み補償を実現するための構成として、目標点の位置を定める設定手段と、当該目標点をトラッキングするトラッキング手段を含んでもよい。
【０１４４】
また、制御装置１０７・３０７・７０７・１００７・１１０７・１２０７・１７０７・１８０７・２７０７は、上述した記憶手段および計算部を含んでもよいし、上述した表示部と接続されてもよい。表示部は、ロボットアームのベースに組み込まれていてもよいし、ロボットアームとは独立したものであってもよい。また、制御装置の記憶手段に複数の異なる載置対象物の重量が記憶される場合には、制御装置が、図４０に示すように、特定の載置対象物を選択する選択手段を含んでもよい。
【０１４５】
また、制御装置１０７・３０７・７０７・１００７・１１０７・１２０７・１７０７・１８０７・２７０７は、上述した昇温手段および降温手段と接続され得る。さらに、制御装置１０７・３０７・７０７・１００７・１１０７・１２０７・１７０７・１８０７・２７０７は、上述した物体センサと接続され得る。
【０１４６】
［術中ＭＲＩへの適用］
以上説明したロボティックベッドは、術中ＭＲＩにおいて用いることにより大きな効果を発揮することが期待できる。脳腫瘍摘出の術中ＭＲＩの場合、患者を移動させてＭＲＩ装置で脳を撮影する回数は２〜４回、平均３回とされており（「最先端の脳腫瘍完全摘出システムが可能にする生存率向上と術後ＱＯＬ確保」、日立メディコ、月刊インナービジョン  ２０１２年９月号参照）、手術中に患者を正確かつ迅速にＭＲＩ装置による撮影位置と治療位置を往復させる必要性が高い。
【０１４７】
以下では、第１〜第５の構成例で示したようなロボティックベッド（場合によっては上述の共通の特徴を付加したロボティックベッド）を、ＭＲＩ装置で載置対象である患者の特定部位を撮影し、その後治療位置（手術位置を含む）に移動させて直ちに手術に移行する術中ＭＲＩに適用する手法を説明する。
【０１４８】
以下では、ロボットアーム１０１、３０１、７０１、１００１、１１０１、１２０１、１７０１、１８０１、２７０１を駆動することにより、テーブル１０８、３０８、７０８、１００８、１１０８、１２０８、１７０８、１８０８、２７０８を治療位置とＭＲＩ撮影位置との間で移動させる様子を、図面を参照しながら説明する。
【０１４９】
各構成例のロボティックベッドを術中ＭＲＩに適用する場合、各構成例のテーブルの移動の説明において医療室に置かれた装置４１４、１３１４、１９１４、２８１４はＭＲＩ装置である。
【０１５０】
図３３にオープン型ＭＲＩ装置３３１４を示す。当該オープン型ＭＲＩ装置３３１４は、前方および側方に開口するオープン型である。具体的には、中央部が前方に張り出すような略Ｔ字状の上側検査部（上部磁石）３３１５および下側検査部（下部磁石）３３１６を含み、これらの検査部３３１５，３３１６の間に患者が載置されたテーブルが挿入される空間が形成されている。上側検査部３３１５および下側検査部３３１６の両端部同士は、一対の支柱３３１７によって連結されている。ＭＲＩ装置３３１４はドーナツ型であってもよいが、患者を斜めからＭＲＩ装置に挿入しやすいようなケース（図１４のような場合）に適用する場合には、ドーナツ内側の空洞の正面にテーブルを位置させてから空洞内部へ挿入することとなるため、ロボットアームの動きが少し窮屈になる場合がある。
【０１５１】
上側検査部（上部磁石）３３１５および下側検査部（下部磁石）３３１６で挟まれる空間で形成される部分が撮影空間である。テーブル１０８、３０８、７０８、１００８、１１０８、１２０８、１７０８、１８０８、２７０８の少なくとも一部が当該撮影空間とオーバーラップする場合において、テーブル１０８、３０８、７０８、１００８、１１０８、１２０８、１７０８、１８０８、２７０８がＭＲＩ撮影位置にあるということができる。撮影空間内でのテーブル１０８、３０８、７０８、１００８、１１０８、１２０８、１７０８、１８０８、２７０８の位置は、患者の撮影部位や患者の身長・大きさによって異なるため、常に一定であるとは限らない。
【０１５２】
図４は、第１の構成例に係るロボティックベッドを用いて載置対象である患者を載置位置からＭＲＩ撮影位置へ移動させる場合の、テーブル１０８が載置位置に位置している様子を示している。図５は、制御装置１０７による制御によって第２可動要素１２３及び第３可動要素１２４が矢印の如く動いて、また第６軸の回転によりテーブル１０８が矢印の如く動いて（場合によっては、第１可動要素１２２も鉛直方向に動いて高さが調節され、また第４軸又は／及び第５軸まわりの回転によりテーブルの傾きが微調整され）患者の頭部がＭＲＩ装置４１４の方向に向けられた様子（ＭＲＩ撮影準備位置に位置している様子）を示している。図６はテーブル１０８がＭＲＩ装置４１４の内部に挿入され、テーブル１０８がＭＲＩ撮影位置に到達した様子を示している。ＭＲＩ装置４１４による撮影後、術者４１２が患者に手術を施すためにテーブル１０８を治療位置に位置させる場合には、テーブル１０８が図６のＭＲＩ撮影位置から図４の位置まで各可動要素及びテーブルが逆方向に動いて元の位置に戻り、ＭＲＩ撮影画像を見ながら術者４１２が直ちに手術に移行することができる。
【０１５３】
図１３は、第３の構成例に係るロボティックベッドを用いてある載置対象である患者を載置位置からＭＲＩ撮影位置へ移動させる際に、テーブル１００８が載置位置に位置している様子を示している。図１４は、制御装置１００７による制御によって第２可動要素１０２３及びテーブル１００８が矢印の如く動いて（場合によっては、第１可動要素も鉛直方向に動いて高さが調節され、またテーブル１００８が第３軸又は／及び第４軸まわりの回転により傾きが微調整され）患者の頭部がＭＲＩ装置１３１４に対して斜めから移動してゆく様子を示している。図１５はテーブル１００８がＭＲＩ装置１３１４の内部に挿入され、患者が検査位置に到達した様子を示している。ＭＲＩ装置１３１４による撮影後、術者１３１２が患者に手術を施すためにテーブル１００８を治療位置に位置させる場合には、テーブル１００８が図１５のＭＲＩ撮影位置から図１３の位置まで各可動要素及びテーブルが逆方向に動いて元の位置に戻り、ＭＲＩ撮影画像を見ながら術者１３１２が直ちに手術に移行することができる。
【０１５４】
図１９は、第４の構成例に係るロボティックベッドを用いてある載置対象である患者を載置位置からＭＲＩ撮影位置へ移動させる際に、テーブル１７０８が載置位置に位置している様子を示している。図２０は、制御装置１７０７によって第２可動要素１７２３及び第３可動要素１７２４が矢印の如く動き、またテーブル１７０８が第６軸まわりに回転して矢印の如く動いて（場合によっては、第１可動要素１７２２も鉛直方向に動いて高さが調節され、また第４軸又は／及び第５軸まわりにテーブル１７０８が回転して傾きが微調整され）患者の頭部がＭＲＩ撮影装置１９１４に対して斜めから移動してゆく様子を示している。図２１はテーブル１７０８がＭＲＩ装置１９１４の内部に挿入され、テーブル１７０８がＭＲＩ撮影位置に到達した様子を示している。ＭＲＩ装置１９１４による撮影後、術者１９１２が患者に手術を施すためにテーブル１７０８を治療位置に位置させる場合には、テーブル１７０８が図２１のＭＲＩ撮影位置から図１９の位置まで各可動要素及びテーブルが逆方向に動いて元の位置に戻り、ＭＲＩ撮影画像を見ながら術者１９１２が直ちに手術に移行することができる。
【０１５５】
図２４〜図２６に、第１の構成例に係るロボティックベッドにおいて手動のスライド機構を採用した場合の第５の構成例を術中ＭＲＩに適用した例を示す。
【０１５６】
図２４に示す載置対象物の載置位置は図４の位置と同じであり、図２５に示すＭＲＩ装置４１４に頭が向けられた位置（ＭＲＩ撮影準備位置）は図５の位置と同じである。第１の構成例に係るロボティックベッドを用いた場合はそのままロボットアーム１０１の各可動要素を動かしてテーブル１０８をＭＲＩ装置４１４内に搬送したが、第５の構成例に係るロボティックベッドを用いた場合においては、ＭＲＩ撮影準備位置においてスライド板２４８１を手動操作によりスライドさせることにより、ＭＲＩ装置４１４内へと移動させている。
【０１５７】
図２８〜図３０に、第３の構成例に係るロボティックベッドにおいて、アクチュエータ駆動のスライド機構を採用した場合の第５の構成例を術中ＭＲＩに適用した例を示す。
【０１５８】
図２８に示す患者の載置位置は図１３と同じである。しかし、スライド機構を有するロボティックベッドにおいてＭＲＩ装置２８１４へ挿入するテーブル２７０８の回転方向は逆である。すなわち、図１３〜図１５においてテーブル１００８を検査装置１３１４にテーブル１００８の一端側から挿入していると表現すると、図２８〜３０においてはＭＲＩ装置２８１４へテーブル２７０８の他端側から挿入する構成となる。
【０１５９】
図１５に示すＭＲＩ装置１３１４に頭から挿入された位置（ＭＲＩ撮影位置）は図３０の位置と同じである。第３の構成例に係るロボティックベッドを用いた場合はそのままロボットアーム１００１の可動要素を動かしてテーブル１００８を斜めからＭＲＩ撮影装置１３１４内に搬送したが、第５の構成例に係るロボティックベッドを用いた場合においてはテーブル２７０８が一旦ＭＲＩ装置２８１４に向くように配置したあと、テーブル２７０８をアクチュエータ駆動によりスライドさせることにより、ＭＲＩ装置２８１４内へと移動させている。
【０１６０】
図３４〜３６に、第３の構成例に係るロボティックベッドにおいて、アクチュエータ駆動のスライド機構を採用した場合の第５の構成例を術中ＭＲＩに適用した場合のロボティックベッドの動きを斜視図を用いて示す。図３４は患者の載置位置及び手術位置であり、第２の可動要素２７２３が水平回転し、同時にテーブル２７０８が第５軸まわりに軸回転して、図３５に示すＭＲＩ撮影準備位置に移動する。そして、テーブル２７０８がアクチュエータ駆動によりＭＲＩ装置の撮影空間とオーバーラップする位置までスライドし、テーブル２７０８のＭＲＩ撮影位置への移動が完了する。
【０１６１】
なお、図３５のＭＲＩ撮影準備位置における第２可動要素２７２３は、図２９から図３０に遷移する間のＭＲＩ撮影準備位置にある場合とは向きが異なっている（図２９と図３０の間の場合は、第２可動要素２７２３がＭＲＩ装置２８１４に垂直に向いているが、図３５の場合は第２可動要素２７２３がＭＲＩ装置２８１４に対して斜めを向いている）が、ＭＲＩ装置の配置位置や各可動要素の寸法によってロボットアームの動きは異なる。
【０１６２】
第５の構成例に係るロボティックベッドを用いた場合、スライド機構が設けられているので、ロボットアームのサイズを小型化できるというメリットがある他、図１０に示すような（ロボットアーム１００１がテーブル１００８の一端部を支持している）第３の構成例に係るロボティックベッドおいては、治療位置において患者の頭部をどちらの方向に向けるかを変更できるという効果がある。後者のメリットについては、例えば術中ＭＲＩを用いる目的が脳主要摘出手術や歯の手術である場合、図１０のように患者がＭＲＩ装置１３１４より戻ってきた場合に頭部がベース１０２１の方を向いていると、術者１３１２はベース１０２１が邪魔となって手術がしにくいが、図２７のように患者がＭＲＩ撮影位置より戻ってきた場合に頭部がベース２７２１と逆の方を向いていると、頭部側の手術がしやすいといった効果がある。手術時に頭部側においてベース２７２１が邪魔となることもないので、術者２８１２は座った状態で治療にあたることもできる。
【０１６３】
なお、図５及び図２５で示したＭＲＩ撮影準備位置とは、テーブル１０８・２４０８がＭＲＩ装置の撮影空間とオーバーラップしない位置であって、当該撮影空間の近辺（撮影空間との距離が一定距離以下）に位置する場合である。この位置において一旦移動を止め、例えば助手がＭＲＩ撮影のための準備（金属物がないことの確認や患者の位置・姿勢の修正）をし、その後ＭＲＩ装置にテーブル１０８・２４０８を搬送するようにしてもよい。もちろん、ＭＲＩ撮影準備位置は単なる経由で、テーブルをこの位置で一旦止めることなくスムーズにＭＲＩ撮影位置に移動させるようにしてもよい。また、ＭＲＩ撮影準備位置は必ずしも患者の頭部がＭＲＩ装置の方を直接向いている必要はなく、例えば撮影空間近辺に位置する図１４のテーブル１００８の位置をＭＲＩ撮影準備位置としてもよい。
【０１６４】
また、上記説明では患者を載置位置からＭＲＩ撮影位置へ移動させて治療位置として載置位置と同じ場所に戻ってくる例を示したが、治療位置を患者の載置位置は異なるとなるようにしてもよい。
【０１６５】
なお、術中ＭＲＩにおける治療位置とは、テーブルが撮影空間の近辺にない、すなわち撮影空間と一定距離以上離れた位置である。そして、上記の例において、治療位置の近傍には、術者４１２・１３１２・１９１２・２８１２が使用する手術器具を置くための手術器具台４１３・１３１３・１９１３・２８１３が設置されており、これら手術器具がＭＲＩ装置の近くに配置されていると、ＭＲＩ装置の永久磁石の影響を受けて（例えば浮揚して）患者や取り扱う者を傷つける恐れがあるため、治療位置はＭＲＩ装置より十分離れた位置に確保し、５ガウスラインＬよりも離れていることが望ましい。
【０１６６】
さらに、ロボットアームのベース１２１、３２１、７２１、１０２１、１１２１、１２２１、１７２１、１８２１、２７２１は、５ガウスラインＬの外側に配置されていることが好ましい。ロボットアームのベース１２１、３２１、７２１、１０２１、１１２１、１２２１、１７２１、１８２１、２７２１には大きなモータが設けられており、これがＭＲＩ装置の近くに位置していると、ＭＲＩ装置の撮影空間に形成された磁界が歪められ、撮影画像の劣化に繋がるためである。
【０１６７】
なお、第１〜第５の構成例に係るロボットアームを用いれば、ロボットアーム１０１、３０１、７０１、１００１、１１０１、１２０１、１７０１、１８０１、２７０１の長さ分だけ、テーブル１０８、３０８、７０８、１００８、１１０８、１２０８、１７０８、１８０８、２７０８をＭＲＩ装置４１４・１３１４・１９１４・２８１４から離すことができる。これにより、治療位置は、最大でＭＲＩ装置４１４・１３１４・１９１４・２８１４からロボットアーム１０１、３０１、７０１、１００１、１１０１、１２０１、１７０１、１８０１、２７０１の長さの２倍分だけ離すことができる。つまり、ロボットアーム１０１、３０１、７０１、１００１、１１０１、１２０１、１７０１、１８０１、２７０１を用いることによって、治療位置を５ガウスラインＬの外側に容易に設定することができる。その結果、術者４１２・１３１２・１９１２・２８１２への磁場の影響による負担を少なくすることができる。また、術者１２が思い通りの立ち位置をとることができる。
【０１６８】
以上説明したように、第１乃至第５の構成例で示したロボティックベッドを術中ＭＲＩに導入することにより、ロボットアームの駆動によりテーブルに載置された患者を治療位置とＭＲＩ撮影位置との間で迅速かつ正確に移動させることができる。これにより、手術成績向上という際立って優れた効果を促進するのに貢献することができる。前出の文献（「最先端の脳腫瘍完全摘出システムが可能にする生存率向上と術後ＱＯＬ確保」、日立メディコ、月刊インナービジョン  ２０１２年９月号）によれば、これまで別室でＭＲＩ撮影と手術を別室で行っていた脳腫瘍適用手術に対し、同室内でＭＲＩ撮影と手術を行う術中ＭＲＩを適用し（さらに情報誘導手術を適用し）たところ、別室手術では５年生存率がグレード３で約２５％、グレード４で約７％であったのが、グレード３で７８％、グレード４で１９％と従来平均の約３倍の生存率が達成されている。第１乃至第５の構成例で示したロボティックベッドを術中ＭＲＩに導入することにより、これまで説明したような患者をテーブルの搬送を迅速かつ正確に行い、ＭＲＩ撮影と脳適用手術とを効率的に行うことができ、生存率のさらなる向上にも貢献することが大いに期待できる。特に、先に説明した通り、脳適用手術については、ＭＲＩ撮影と脳適用手術は一度きりではなく、何度か往復させることになるので、患者を治療位置とＭＲＩ撮影位置との間で迅速かつ正確に移動させることへの期待は大きい。
【０１６９】
そして、第１乃至第５の構成例で示したロボティックベッドを術中ＭＲＩに導入する際には、テーブル１０８、３０８、７０８、１００８、１１０８、１２０８、１７０８、１８０８、２７０８がＭＲＩ撮影位置に到達した後、テーブルに載置した撮影対象物の撮影を開始するまでに、ロボットアーム１０１、３０１、７０１、１００１、１１０１、１２０１、１７０１、１８０１、２７０１に搭載された複数のアクチュエータへの駆動電流の供給を停止するとともに、アクチュエータに対応して設けられた複数の電磁ブレーキの機能をオンとするように、制御装置１０７・３０７・７０７・１００７・１１０７・１２０７・１７０７・１８０７・２７０７により制御することが好ましい。これは、ＭＲＩ装置が静磁場を作用させて画像撮影することから、アクチュエータ駆動時に生じている磁界の影響によりＭＲＩ撮影画像が劣化することを防止するためである。この制御はテーブルがＭＲＩ撮影位置に到達して一定時間静止したことを検知して自動的に行われても、手動で指令を与えてもよいが、ＭＲＩ撮影の開始時（例えばＭＲＩ装置に主電源を投入したり、アクティブ状態とした時点）でロボットアームのアクチュエータの動作状態をチェックするように連動させ、アクチュエータが動作していれば強制的にオフしてブレーキ機能オンに切り替えるように制御することが好ましい。このため、制御装置１０７・３０７・７０７・１００７・１１０７・１２０７・１７０７・１８０７・２７０７は、ＭＲＩ稼動監視手段を備えるようにし、ＭＲＩ装置に主電源が投入されたか、アクティブ状態にあるか、などを監視することが望ましい。
【０１７０】
なお、第５の構成例に係るロボットアームでは、手動のスライド機構を備えることがあるため、テーブル１０８、３０８、７０８、１００８、１１０８、１２０８、１７０８、１８０８、２７０８がＭＲＩ撮影準備位置に到達した時点で、ロボットアーム１０１、３０１、７０１、１００１、１１０１、１２０１、１７０１、１８０１、２７０１に搭載された複数のアクチュエータへの駆動電流の供給を停止するとともに、アクチュエータに対応して設けられた複数の電磁ブレーキの機能をオンとするように、制御装置１０７・３０７・７０７・１００７・１１０７・１２０７・１７０７・１８０７・２７０７により制御することもできる。アクチュエータの駆動をオフとし、電磁ブレーキの機能をオンとした後は、スライド板をスライドさせることにより、患者をＭＲＩ撮影位置に移動させる。
【０１７１】
ロボットアームによる手術位置とＭＲＩ撮影位置との間でのテーブルの移動は、ティーチペンダントによってロボットアーム１０１、３０１、７０１、１００１、１１０１、１２０１、１７０１、１８０１、２７０１を操作することによって行ってもよい。しかしながら、手術位置およびＭＲＩ撮影位置を予め制御装置１０７・３０７・７０７・１００７・１１０７・１２０７・１７０７・１８０７・２７０７に記憶させておけば、手術位置とＭＲＩ撮影位置との間でのテーブル１０８、３０８、７０８、１００８、１１０８、１２０８、１７０８、１８０８、２７０８の移動をより素早くかつスムーズに行うことができる。
【０１７２】
ロボットアームがテーブルを手術位置とＭＲＩ撮影位置との間で自動的に移動する場合は、ロボットアームの位置決めの正確さによって、ＭＲＩ撮影後も確実に術野が同じ場所に戻される。また、ロボットアームを用いることの利点としては、手術中にロボットアームを操作して患者の位置および姿勢を変更すれば手術中の術野を広く確保することができる点もある。
【０１７３】
［他の治療等への適用］
第１〜第５の構成例で示したロボティックベッド（場合によっては上述の共通の特徴を付加したロボティックベッド）は、術中ＭＲＩのみならず、他の治療等にも適用することができる。
【０１７４】
例えば、各構成例においてテーブルの移動の説明において参照した図４−図６、図２４−図２６の装置４１４、図１３−図１５の装置１３１４、図１９−図２１の装置１９１４、図２８−図３０の装置２８１４はレントゲン撮影装置であり、テーブル１０８、３０８、７０８、１００８、１１０８、１２０８、１７０８、１８０８、２７０８に患者を載置した後、撮影位置に移動させて患者の歯をレントゲン撮影し、続けて治療位置に移動させて、歯の治療を行うことに用いられる。
【０１７５】
あるいは、各構成例においてテーブルの移動の説明において参照した図４−図６、図２４−図２６の装置４１４、図１３−図１５の装置１３１４、図１９−図２１の装置１９１４、図２８−図３０の装置２８１４はアンギオ装置であり、テーブル１０８、３０８、７０８、１００８、１１０８、１２０８、１７０８、１８０８、２７０８に患者を載置した後、撮影位置に移動して、アンギオ装置１５により目的部位をＸ線透視撮影し、その後治療位置に移動させて、カテーテル治療などを行うことに用いられる。この場合、アンギオ装置１５が固定されていて、ロボットアーム１７０１の駆動によってテーブル１７０８がＣ型アーム内に挿入されるような構成であるが、図３７及び図３８の外観図示すように、テーブル１７０８が撮影位置に移動した後、アンギオ装置１５がテーブル１７０８側に移動することによって、アンギオ装置１５のＣ型アーム内にテーブル１７０８が挿入される構成でもよい。
【０１７６】
その他、各構成例においてテーブルの移動の説明において参照した図４−図６、図１３−図１５、図１９−図２１、図２４−図２６、図２８−図３０の治療位置において手術ロボットを配置するようにし、治療準備位置でカニューラなどを患者に挿入して腹腔鏡手術の準備を整えた後、治療位置に移動させて手術ロボットにより遠隔操作で手術ロボットのマニピュレータを操作して腹腔鏡手術を行うことに用いられる。図３９は、ロボティックベッドの第４の構成例のテーブル１７０８が、手術ロボットが配置される治療位置に移動した様子を示す。
【０１７７】
これらのケースにおいても、上述した共通の特徴を付加することができ、例えば、第１〜第５の構成例で示したロボティックベッドがアンギオ装置１５による撮影位置への移動に用いられる場合、上述の高さセンサ１７４・３７４・７７４・１０７４・１１７４・１２７４・１７７４・１８７４・２７７４を備えるようにし、当該高さセンサにより検出したテーブル１０８、３０８、７０８、１００８、１１０８、１２０８、１７０８、１８０８、２７０８の高さがＣ型アームの開口範囲内にない場合には、アンギオ装置の移動またはロボットアームによるテーブルの移動を停止してもよい。
【０１７８】
以上の通り、第１〜第５の構成例に係るロボティックベッドを医療現場における様々なシーンに適用する例を示したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、ロボットアームのベース１２１、３２１、７２１、１０２１、１１２１、１２２１、１７２１、１８２１、２７２１は、全て固定されていることを前提に説明をしたが、医療室の設計によっては回転する床にベースを設置し、ベースが床の回転に応じて移動するような構成としてもよい。また、医療室にベースが移動できるレールを設け、当該レールに従ってベースが移動できるような構成としてもよい。このようにベース自体が動く構成としても、ロボットアームの制御と組み合わせてテーブルを移動させることにより、上述したそれぞれの位置への移動が可能となる。
【０１７９】
なお、上記説明において用いたベッドとテーブルという用語は同義であり、引用する個所を明確にする目的で、異なる用語を用いている場合がある。
【符号の説明】
【０１８０】
１０１，３０１，７０１，１００１，１１０１，１２０１，１７０１，１８０１，２７０１，３１０１，３２０１：ロボットアーム
４１４，１３１４，１９１４，２８１４，３３１４：ＭＲＩ装置
１２１，３２1，７２１，１０２１，１１２１，１２２１，１７２１，１８２１，２７２１：ベース
１２２〜１２５，３２２〜３２３，７２２〜７２４，１０２２〜１０２４，１１２２〜１１２４，１２２２〜１２２３，１７２２〜１７２５，１８２２〜１８２３，２７２２〜２７２４：可動要素
１３１〜１３６，３３１〜３３３，７３１〜７３６，１０３１〜１０３５，１１３１〜１１３５，１２３１〜１２３３，１７３１〜１７３６，１８３１〜１８３３，２７３１〜２７３５：ジョイント
１４１〜１４６，３４１〜３４３，７４１〜７４６，１０４１〜１０４５，１１４１〜１１４５，１２４１〜１２４３，１７４１〜１７４６，１８４１〜１８４３，２７４１〜２７４５：アクチュエータ
１５１〜１５６，３５１〜３５３，７５１〜７５６，１０５１〜１０５５，１１５１〜１１５５，１２５１〜１２５３，１７５１〜１７５６，１８５１〜１８５３，２７５１〜２７５５：位置検出器
１６１〜１６６，３６１〜３６３，７６１〜７６６，１０６１〜１０６５，１１６１〜１１６５，１２６１〜１２６３，１７６１〜１７６６，１８６１〜１８６３，２７６１〜２７６５：電磁ブレーキ
１７１，３７１，７７１，１０７１，１１７１，１２７１，１７７１，１８７１，２７７１：固定具
１７２，３７２，７７２，１０７２，１１７２，１２７２，１７７２，１８７２，２７７２：温度センサ
１７３，３７３，７７３，１０７３，１１７３，１２７３，１７７３，１８７３，２７７３：距離センサ
１７４，３７４，７７４，１０７４，１１７４，１２７４，１７７４，１８７４，２７７４：高さセンサ
１７５，３７５，７７５，１０７５，１１７５，１２７５，１７７５，１８７５，２７７５：重量センサ
１０７，３０７，７０７，１００７，１１０７，１２０７，１７０７，１８０７，２７０７：制御装置
１０８，３０８，７０８，１００８，１１０８，１２０８，１７０８，１８０８，２３０８，２４０８，２７０８，３１０８，３２０８：テーブル
【図１】
2017098543.tif 000003
【図２】
2017098543.tif 000004
【図３】
2017098543.tif 000005
【図４】
2017098543.tif 000006
【図５】
2017098543.tif 000007
【図６】
2017098543.tif 000008
【図７】
2017098543.tif 000009
【図８】
2017098543.tif 000010
【図９】
2017098543.tif 000011
【図１０】
2017098543.tif 000012
【図１１】
2017098543.tif 000013
【図１２】
2017098543.tif 000014
【図１３】
2017098543.tif 000015
【図１４】
2017098543.tif 000016
【図１５】
2017098543.tif 000017
【図１６】
2017098543.tif 000018
【図１７】
2017098543.tif 000019
【図１８】
2017098543.tif 000020
【図１９】
2017098543.tif 000021
【図２０】
2017098543.tif 000022
【図２１】
2017098543.tif 000023
【図２２】
2017098543.tif 000024
【図２３】
2017098543.tif 000025
【図２４】
2017098543.tif 000026
【図２５】
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【図２６】
2017098543.tif 000028
【図２７】
2017098543.tif 000029
【図２８】
2017098543.tif 000030
【図２９】
2017098543.tif 000031
【図３０】
2017098543.tif 000032
【図３１】
2017098543.tif 000033
【図３２】
2017098543.tif 000034
【図３３】
2017098543.tif 000035
【図３４】
2017098543.tif 000036
【図３５】
2017098543.tif 000037
【図３６】
2017098543.tif 000038
【図３７】
2017098543.tif 000039
【図３８】
2017098543.tif 000040
【図３９】
2017098543.tif 000041
【図４０】
2017098543.tif 000042
【手続補正書】
【提出日】平成30年5月16日(2018.5.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者を載置するためのテーブルと、
前記テーブルを支持するとともに前記テーブルを移動させるように構成されたロボットアームと、を備えており、
前記ロボットアームは、ベースと、複数のジョイントによって接続される複数の可動要素と、前記複数のジョイントのそれぞれに割り当てられ前記複数の可動要素を駆動する複数のアクチュエータと、前記複数の可動要素の位置を検出する複数の位置検出器と、を含み、
前記ロボットアームは、患者をＭＲＩ装置で撮影するためのＭＲＩ撮影位置または前記ＭＲＩ撮影位置から離れた位置にあるＭＲＩ撮影準備位置と、術者が患者を治療するための治療位置との間で、前記テーブルを移動させるように構成されており、
前記治療位置は、前記ＭＲＩ装置から所定距離以上離れた位置であることを特徴とするロボティックベッド。
【請求項２】
前記ロボットアームが、前記複数のアクチュエータへの駆動電流が供給されないときにブレーキ機能をオンにし、前記駆動電流が供給されたときに前記ブレーキ機能をオフにする複数の電磁ブレーキを備えることを特徴とする請求項１に記載のロボティックベッド。
【請求項３】
前記ロボットアームは、前記テーブルが前記ＭＲＩ撮影位置又は前記ＭＲＩ撮影準備位置に到達した後、前記ＭＲＩ装置による患者の撮影が開始されるまでの間に前記複数のアクチュエータへの前記駆動電流の供給を停止するとともに前記複数の電磁ブレーキの前記ブレーキ機能をオンとするように構成されていることを特徴とする請求項２に記載のロボティックベッド。
【請求項４】
前記複数のジョイントが垂直回転ジョイントと水平回転ジョイントを含んでおり、前記複数の電磁ブレーキのうち、前記水平回転ジョイントに対応する少なくとも１つの電磁ブレーキは、前記駆動電流が供給されないときに手動で前記ブレーキ機能をオフとすることが可能なように構成された請求項２又は３に記載のロボティックベッド。
【請求項５】
前記ＭＲＩ撮影位置又は前記ＭＲＩ撮影準備位置は、予め定められたＭＲＩ撮影位置又は予め定められたＭＲＩ撮影準備位置であり、前記治療位置は、予め定められた前記治療位置であることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のロボティックベッド。
【請求項６】
前記治療位置は、前記ＭＲＩ装置の５ガウスラインよりも離れた位置であることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載のロボティックベッド。
【請求項７】
前記ロボットアームは、前記テーブルを前記ＭＲＩ撮影位置または前記ＭＲＩ撮影準備位置に移動させる際、前記テーブルと前記ＭＲＩ撮影位置または前記ＭＲＩ撮影準備位置とが一定距離以下となった場合に減速するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載のロボティックベッド。
【請求項８】
前記テーブルの可動範囲を走査する距離センサを備え、
前記ロボットアームは、前記距離センサにより前記可動範囲内に物体を検出した場合には、前記複数のアクチュエータの動作を停止するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載のロボティックベッド。
【請求項９】
前記テーブルの位置を目標点に対してトラッキングするトラッキング手段を含み、
前記目標点に対して前記位置が変化した場合、前記ロボットアームは、前記目標点に前記位置が合うように前記複数のアクチュエータの少なくとも一つを駆動することを特徴とする請求項１乃至８の何れかに記載のロボティックベッド。
【請求項１０】
前記テーブルの高さを検出する高さセンサを備え、
前記ロボットアームは、前記テーブルを前記ＭＲＩ撮影位置へ移動する前に、前記高さセンサにより検出される前記テーブルの高さが所定範囲内にあるか否かを判定し、前記所定範囲内にない場合には、前記テーブルを前記ＭＲＩ撮影位置へ移動しないように構成されていることを特徴とする請求項１乃至９の何れかに記載のロボティックベッド。
【請求項１１】
前記ロボットアームが、患者を前記テーブルに載置する載置位置に前記テーブルを移動させるように構成されていることを特徴とする請求項１乃至１０の何れかに記載のロボティックベッド。
【請求項１２】
前記ロボットアームの先端は、前記テーブルの長手方向の一端側を支持していることを特徴とする請求項１乃至１１の何れかに記載のロボティックベッド。
【請求項１３】
患者を載置するためのテーブルと、
ベースと、複数のジョイントによって接続される複数の可動要素と、前記複数のジョイントのそれぞれに割り当てられ前記複数の可動要素を駆動する複数のアクチュエータと、前記複数の可動要素の位置を検出する複数の位置検出器と、を含み、前記テーブルを移動させるように構成されたロボットアームと、
前記テーブルをスライドさせるためのスライド機構と、を備えており、
前記ロボットアームは、術者が患者を治療するための治療位置と患者をＭＲＩ装置で撮影するためのＭＲＩ撮影位置から離れた位置にあるＭＲＩ撮影準備位置との間で、前記テーブルを移動させるように構成されており、
前記スライド機構は、前記ＭＲＩ撮影準備位置と前記ＭＲＩ撮影位置との間で、前記テーブルを移動させるように構成されている、ことを特徴とするロボティックベッド。
【請求項１４】
前記治療位置は、前記ＭＲＩ撮影準備位置よりも前記ＭＲＩ撮影位置から離れていることを特徴とする請求項１３に記載のロボティックベッド。
【請求項１５】
前記治療位置は、前記ＭＲＩ装置の５ガウスラインよりも離れた位置であることを特徴とする請求項１３又は１４に記載のロボティックベッド。
【請求項１６】
請求項１乃至１５の何れかに記載のロボティックベッドと、当該ロボティックベッドの前記テーブルに載置された患者を撮影するのに用いられるＭＲＩ装置と、を備えることを特徴とする術中ＭＲＩシステム。
【請求項１７】
前記ベースは、前記ＭＲＩ装置の５ガウスラインより外側に設置されていることを特徴とする請求項１６に記載の術中ＭＲＩシステム。
【請求項１８】
前記治療位置は、前記ＭＲＩ装置の５ガウスラインより外側に位置していることを特徴とする請求項１６又は１７に記載の術中ＭＲＩシステム。
【請求項１９】
前記ＭＲＩ装置は、前方および側方に開口するオープン型であることを特徴とする請求項１６乃至１８の何れかに記載の術中ＭＲＩシステム。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、術中ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）用のロボティックベッド、及び術中ＭＲＩシステムに関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
前記課題を解決するために、本発明は、患者を載置するためのテーブルと、前記テーブルを支持するとともに前記テーブルを移動させるように構成されたロボットアームと、を備えており、前記ロボットアームは、ベースと、複数のジョイントによって接続される複数の可動要素と、複数のジョイントのそれぞれに割り当てられ複数の可動要素を駆動する複数のアクチュエータと、複数の可動要素の位置を検出する複数の位置検出器と、を含み、ロボットアームは、患者をＭＲＩ装置で撮影するためのＭＲＩ撮影位置またはＭＲＩ撮影位置から離れた位置にあるＭＲＩ撮影準備位置と、術者が患者を治療するための治療位置との間で、テーブルを移動させるように構成されており、治療位置は、ＭＲＩ装置から所定距離以上離れた位置であることを特徴とするロボットアームを提供する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
【図１】ロボットアームの第１の構成例の側面図である。
【図２】アクチュエータ、位置決め装置、ブレーキ機構を１ユニット化した場合の概念図である。
【図３】ロボットアームの第１の構成例において最少自由度を有する構成の例を示す側面図である。
【図４】ロボットアームの第１の構成例が配置された医療室の平面図であり、テーブルが載置位置にある状態を示す。
【図５】ロボットアームの第１の構成例が配置された医療室の平面図であり、テーブルが検査準備位置にある状態を示す。
【図６】ロボットアームの第１の構成例が配置された医療室の平面図であり、テーブルが検査位置にある状態を示す。
【図７】ロボットアームの第２の構成例の側面図である。
【図８】ロボットアームの第２の構成例で、テーブルがＭＲＩ撮影位置にある状態を示した斜視図である。
【図９】ロボットアームの第３の構成例の斜視図である。
【図１０】ロボットアームの第３の構成例の側面図である。
【図１１】ロボットアームの第３の構成例の変形例の側面図である。
【図１２】ロボットアームの第３の構成例の最少自由度を有する構成の例を示す側面図である。
【図１３】ロボットアームの第３の構成例が配置された医療室の平面図であり、テーブルが載置位置にある状態を示す。
【図１４】ロボットアームの第３の構成例が配置された医療室の平面図であり、テーブルが検査位置へ移動している途中の状態を示す。
【図１５】ロボットアームの第３の構成例が配置された医療室の平面図であり、テーブルが検査位置にある状態を示す。
【図１６】ロボットアームの第４の構成例の斜視図である。
【図１７】ロボットアームの第４の構成例の側面図である。
【図１８】ロボットアームの第４の構成例の最少自由度を有する構成の例を示す側面図である。
【図１９】ロボットアームの第４の構成例が配置された医療室の平面図であり、テーブルが載置位置にある状態を示す。
【図２０】ロボットアームの第４の構成例が配置された医療室の平面図であり、テーブルが検査位置へ移動している途中の状態を示す。
【図２１】ロボットアームの第４の構成例が配置された医療室の平面図であり、テーブルが検査位置にある状態を示す。
【図２２】ロボットアームの第５の構成例に用いられるスライド機構の例を示す図である。
【図２３】ロボットアームの第５の構成例に用いられる、アクチュエータの駆動によりスライドされるように制御可能なスライド機構の例を示す図である。
【図２４】ロボットアームの第５の構成例が配置された医療室の平面図であり、テーブルが載置位置にある状態を示す。
【図２５】ロボットアームの第５の構成例が配置された医療室の平面図であり、テーブルが検査準備位置にある状態を示す。
【図２６】ロボットアームの第５の構成例が配置された医療室の平面図であり、スライド板が検査位置にある状態を示す。
【図２７】ロボットアームの第５の構成例の他の例の側面図である。
【図２８】ロボットアームの第５の構成例の他の例が配置された医療室の平面図であり、テーブルが載置位置にある状態を示す。
【図２９】ロボットアームの第５の構成例の他の例が配置された医療室の平面図であり、テーブルが検査準備位置に移動している途中の状態を示す。
【図３０】ロボットアームの第５の構成例の他の例が配置された医療室の平面図であり、テーブルが検査準備位置に到達した後、スライド機構により検査位置にスライドして到達した状態を示す。
【図３１】撓み補正機能によりロボットアームを制御する例を示す図である。
【図３２】撓み補正機能によりロボットアームを制御する他の例を示す図である。
【図３３】ＭＲＩ装置の斜視図である。
【図３４】ロボットアームの第５の構成例の他の例が術中ＭＲＩに適用された場合の斜視図でありテーブルが治療位置にある状態を示す。
【図３５】ロボットアームの第５の構成例の他の例が術中ＭＲＩに適用された場合の斜視図であり、テーブルがＭＲＩ撮影準備位置にある状態を示す。
【図３６】ロボットアームの第５の構成例の他の例が術中ＭＲＩに適用された場合の斜視図であり、テーブルがＭＲＩ撮影位置にある状態を示す。
【図３７】ロボットアームの第４の構成例がアンギオ装置と組み合わされた場合の斜視図であり、テーブルがアンギオ装置のＣ型アーム内に挿入される前の状態を示す。
【図３８】ロボットアームの第４の構成例がアンギオ装置と組み合わされた場合の斜視図であり、テーブルがアンギオ装置のＣ型アーム内に挿入された後の状態を示す。
【図３９】ロボットアームの第４の構成例が手術支援ロボットと組み合わされた場合の斜視図である。
【図４０】制御装置の構成を示すブロック図である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
第２可動要素１２３と第３可動要素１２４は特定方向に延びる棒状となっており、長さはロボットアーム１０１の必要な可動範囲に応じて適宜設計される。特定方向に延びる可動要素の「一端部」とは、可動要素を特定方向（長手方向）に三等分したときの両側２つの領域のどちらかをいい、特定方向に延びる可動要素の「他端部」とは、可動要素を特定方向（長手方向）に三等分したときの両側２つの領域の一端部とは反対側の端部をいう。単に「端部」という場合には、一端部又は他端部のどちらかをいう。両端部の間にある部分は「中央部」という。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
ロボットアーム１０１は、第１〜第６ジョイント１３１〜１３６に対応して、第１〜第４可動要素１２２〜１２５を移動又は回転させる複数のアクチュエータ（本構成例では、第１〜第６アクチュエータ１４１〜１４６）と、それぞれのジョイントに組み込まれそれぞれの可動要素の位置を検出する複数の位置検出器（本構成例では、第１〜第６位置検出器１５１〜１５６）と、それぞれのアクチュエータの駆動を制御する制御装置１０７（図１参照）を含む。制御装置１０７はベース１２１内に位置しているが、例えば外部の独立した装置としてもよい。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
ロボットアーム１０１はまた、第１〜第６ジョイント１３１〜１３６に対応して、それぞれ、第１〜第６電磁ブレーキ１６１〜１６６を含むことが望ましい。電磁ブレーキを備えていない場合は、複数のアクチュエータ１４１〜１４６の駆動によりロボットアーム１０１の姿勢を一定に保つことになるが、電磁ブレーキを含んでいると、ある部分のアクチュエータの駆動をオフにしても電磁ブレーキ機能をオンとすることにより、ロボットアーム１０１の姿勢を一定に保つことができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
ロボットアーム１０１による各位置間でのテーブル１０８の移動は、例えばティーチペンダントによって制御装置１０７に指令を与え、ロボットアーム１０１の可動要素を動かすことによって行うことができる。また、治療位置および検査位置などの各位置を予め制御装置１０７に記憶させておけば、例えば前進指令を制御装置に与えるだけで目標とする位置に最短で移動するように可動要素が動作するので、目標とする位置へのテーブル１０８の移動をより早くかつスムーズに行うことができる。さらに、目標位置と移動させたい経路上のいくつかの位置を指定しておくと、例えば制御装置１０７に移動開始指令を与えるだけで、自動的に望む経路を辿って目標位置に到達することができる。各位置を記録させるには、ティーチペンダントによってロボットアーム１０１を実際に目標とする位置に移動させることによって直接的に記憶させてもよいし、ｘ，ｙ，ｚ座標を入力することによって指定してもよい。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
ベース７２１は第１軸（鉛直方向）まわりに回転する水平回転ジョイントを有する。ベース７２１と第１可動要素７２２の一端部は、第１軸と直交する第２軸まわりに回転する垂直回転ジョイント７３２によって連結されている。第１可動要素７２２の他端部と第２可動要素７２３の一端部は、第２軸によって回転され第２軸と平行な第３軸まわりに回転する垂直回転ジョイントによって連結されている。第２可動要素７２３は特定方向に延びる棒状であり、第３軸によって回転され当該特定方向を軸とする第４軸まわりに回転可能な回転ジョイント７３４を有する。第２可動要素７２３の他端部は第３可動要素７２４の一端部と第４軸によって回転され第４軸と直交する第５軸まわりに回転する垂直回転ジョイント７３５によって連結されている。第３可動要素７２４はさらに第５軸によって回転され第５軸と直交する第６軸まわりに回転可能な回転ジョイント７３６を有する。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８１】
そして、テーブル１７０８の幅はロボットアーム１７０１の各可動要素の幅よりも大きい方が好ましい。例えば、鉛直方向上側から見下ろした場合に端部同士が水平回転ジョイントで連結された第２可動要素１７２３と第３可動要素１７２４の特定方向を平行となる状態において、鉛直方向上側から見下ろした場合に全ての可動要素がテーブル１７０８に隠れることが可能であることが望ましい。さらに、本構成例においては、テーブル１７０８の長さもロボットアーム１７０１の各可動要素の長さよりも大きい方が好ましい。例えば、鉛直方向上側から見下ろした場合に端部同士が水平回転ジョイントで連結された第２可動要素１７２３と第３可動要素１７２４を特定方向が平行で第２可動要素と第３可動要素の中央部が被る状態において、鉛直方向上側から見下ろした場合にベース１７２１がテーブル１７０８に隠れることが望ましい。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２７】
（距離センサ）
各構成例におけるロボットアームには、ロボティックベッドの可動範囲を走査する距離センサ１７３・３７３・７７３・１０７３・１１７３・１２７３・１７７３・１８７３・２７７３が設けられていることが望ましい。図１において、ロボットアーム１０１の可動範囲は、第２ジョイント１３２の回転中心である第２軸を中心とする、ロボットアーム１０１とテーブル１０８を最大に伸長させたときのテーブル１０８の末端までを半径とする扇状の範囲である。図３において、ロボットアーム３０１の可動範囲は、第２ジョイント３３２の回転中心である第２軸を中心とする、ロボットアーム３０１とテーブル３０８を最大に伸長させたときのテーブル３０８の末端までを半径とする扇状の範囲である。図７において、ロボットアーム７０１の可動範囲は、第１ジョイント７３１の回転中心である第１軸を中心とする、ロボットアーム７０１とテーブル７０８を最大に伸長させたときのテーブル７０８の末端までを半径とする扇状の範囲である。図１０において、ロボットアーム１００１の可動範囲は、第２ジョイント１０３２の回転中心である第２軸を中心とする、ロボットアーム１００１とテーブル１００８を最大に伸長させたときのテーブル１００８の末端までを半径とする扇状の範囲である。図１１において、ロボットアーム１１０１の可動範囲は、第２ジョイント１１３２の回転中心である第２軸を中心とする、ロボットアーム１１０１とテーブル１１０８を最大に伸長させたときのテーブル１１０８の末端までを半径とする扇状の範囲である。図１２において、ロボットアーム１２０１の可動範囲は、第２ジョイント１２３２の回転中心である第２軸を中心とする、ロボットアーム１２０１とテーブル１２０８を最大に伸長させたときのテーブル１２０８の末端までを半径とする扇状の範囲である。図１７において、ロボットアーム１７０１の可動範囲は、第２ジョイント１７３２の回転中心である第２軸を中心とする、ロボットアーム１７０１とテーブル１７０８を最大に伸長させたときのテーブル１７０８の末端までを半径とする扇状の範囲である。図１８において、ロボットアーム１８０１の可動範囲は、第２ジョイント１８３２の回転中心である第２軸を中心とする、ロボットアーム１８０１とテーブル１８０８を最大に伸長させたときのテーブル１８０８の末端までを半径とする扇状の範囲である。図２７において、ロボットアーム２７０１の可動範囲は、第２ジョイント２７３２の回転中心である第２軸を中心とする、ロボットアーム２７０１とスライド機構でテーブル２７０８を一端側に寄せて最大に伸長させたときのテーブル２７０８の末端までを半径とする扇状の範囲である。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１６２】
第５の構成例に係るロボティックベッドを用いた場合、スライド機構が設けられているので、ロボットアームのサイズを小型化できるというメリットがある他、図１０に示すような（ロボットアーム１００１がテーブル１００８の一端部を支持している）第３の構成例に係るロボティックベッドおいては、治療位置において患者の頭部をどちらの方向に向けるかを変更できるという効果がある。後者のメリットについては、例えば術中ＭＲＩを用いる目的が脳腫瘍摘出手術や歯の手術である場合、図１０のように患者がＭＲＩ装置１３１４より戻ってきた場合に頭部がベース１０２１の方を向いていると、術者１３１２はベース１０２１が邪魔となって手術がしにくいが、図２７のように患者がＭＲＩ撮影位置より戻ってきた場合に頭部がベース２７２１と逆の方を向いていると、頭部側の手術がしやすいといった効果がある。手術時に頭部側においてベース２７２１が邪魔となることもないので、術者２８１２は座った状態で治療にあたることもできる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１６８】
以上説明したように、第１乃至第５の構成例で示したロボティックベッドを術中ＭＲＩに導入することにより、ロボットアームの駆動によりテーブルに載置された患者を治療位置とＭＲＩ撮影位置との間で迅速かつ正確に移動させることができる。これにより、手術成績向上という際立って優れた効果を促進するのに貢献することができる。前出の文献（「最先端の脳腫瘍完全摘出システムが可能にする生存率向上と術後ＱＯＬ確保」、日立メディコ、月刊インナービジョン  ２０１２年９月号）によれば、これまで別室でＭＲＩ撮影と手術を別室で行っていた脳腫瘍摘出手術に対し、同室内でＭＲＩ撮影と手術を行う術中ＭＲＩを適用し（さらに情報誘導手術を適用し）たところ、別室手術では５年生存率がグレード３で約２５％、グレード４で約７％であったのが、グレード３で７８％、グレード４で１９％と従来平均の約３倍の生存率が達成されている。第１乃至第５の構成例で示したロボティックベッドを術中ＭＲＩに導入することにより、これまで説明したような患者を載置したテーブルの搬送を迅速かつ正確に行い、ＭＲＩ撮影と脳腫瘍摘出手術とを効率的に行うことができ、生存率のさらなる向上にも貢献することが大いに期待できる。特に、先に説明した通り、脳腫瘍摘出手術については、ＭＲＩ撮影と脳腫瘍摘出手術は一度きりではなく、何度か往復させることになるので、患者を治療位置とＭＲＩ撮影位置との間で迅速かつ正確に移動させることへの期待は大きい。
【国際調査報告】
2017098543.tif 000043
2017098543.tif 000044