(57)【要約】【課題】手術が行われる患者が載置されるテーブルを移動させる多関節ロボットアームの垂直関節の負荷に対する耐性を確保しつつ、多関節ロボットアームの小型化を図ること。【解決手段】このロボット手術台１００は、患者載置用のテーブル１と、一方端が床に固定されるベース２１に支持され、他方端がテーブル１を支持する多関節ロボットアーム２と、を備える。多関節ロボットアーム２は、垂直関節２３１、２３２および２３３を含み、垂直関節２３１、２３２および２３３の回動軸線は、水平方向で、かつ、テーブル１の長手方向と略平行な方向に配置されている。【選択図】図１
2018108342.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者載置用のテーブルと、
一方端が床に固定されるベースに支持され、他方端が前記テーブルを支持する多関節ロボットアームと、を備え、
前記多関節ロボットアームは、少なくとも１つの垂直関節を含み、
前記垂直関節の回動軸線は、水平方向で、かつ、前記テーブルの長手方向と略平行な方向に配置されている、ロボット手術台。
【請求項２】
前記多関節ロボットアームは、前記テーブルの長手方向の一端近傍を支持するように構成されている、請求項１に記載のロボット手術台。
【請求項３】
前記多関節ロボットアームは、複数の前記垂直関節を含み、
複数の前記垂直関節の各々の回動軸線は、水平方向で、かつ、前記テーブルの長手方向と略平行な方向に配置される、請求項１または２に記載のロボット手術台。
【請求項４】
前記多関節ロボットアームは、前記垂直関節を駆動させる駆動機構をさらに含み、
前記駆動機構は、モータと、前記モータの回転を減速して出力する減速機とを含み、
前記垂直関節の前記回動軸線は、前記減速機の出力回転軸線と一致するように配置されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載のロボット手術台。
【請求項５】
前記多関節ロボットアームは、前記垂直関節を駆動させる駆動機構をさらに含み、
前記駆動機構は、モータと、前記モータの回転を減速して出力する第１減速機と、前記第１減速機の回転を減速して出力する第２減速機とを含み、
前記垂直関節の前記回動軸線は、前記第２減速機の出力回転軸線と一致するように配置されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載のロボット手術台。
【請求項６】
前記多関節ロボットアームは、複数の水平関節を有する水平多関節アセンブリと、複数の前記垂直関節を有する垂直多関節アセンブリとを含み、
前記水平多関節アセンブリは、一方端が前記ベースに支持され、他方端が前記垂直多関節アセンブリの一方端を支持し、
前記垂直多関節アセンブリの他方端は、前記テーブルを支持している、請求項１〜５のいずれか１項に記載のロボット手術台。
【請求項７】
前記水平多関節アセンブリは３つの前記水平関節を有し、前記垂直多関節アセンブリは３つの前記垂直関節を有する、請求項６に記載のロボット手術台。
【請求項８】
前記多関節ロボットアームは、少なくとも１つの前記水平関節により、前記テーブルを鉛直方向の軸線回りにヨー回転させるように構成されている、請求項６または７に記載のロボット手術台。
【請求項９】
前記多関節ロボットアームは、少なくとも１つの前記垂直関節により、前記テーブルを長手方向の軸線回りにロール回動させるように構成されている、請求項１〜８のいずれか１項に記載のロボット手術台。
【請求項１０】
前記多関節ロボットアームは、前記テーブルを支持するとともに前記テーブルを短手方向の軸線回りにピッチ回動させるピッチ回動機構を含み、
前記ピッチ回動機構は、軸心が鉛直方向に延びるように配置された第１ボールネジと、軸心が鉛直方向に延びるように配置された第２ボールネジと、前記第１ボールネジによって鉛直方向に移動され前記テーブルを支持する第１支持部材と、前記第２ボールネジによって鉛直方向に移動され前記テーブルを支持する第２支持部材と、を有し、
前記第１支持部材および前記第２支持部材は、前記テーブルの長手方向と平行な方向に所定の距離を隔てて配置されている、請求項１〜９のいずれか１項に記載のロボット手術台。
【請求項１１】
前記ピッチ回動機構は、前記第１ボールネジが延びる方向と平行な方向に延びるように配置された第１リニアガイドと、前記第２ボールネジが延びる方向と平行な方向に延びるように配置された第２リニアガイドと、をさらに有し、
前記第１支持部材は、前記第１リニアガイドにスライド移動可能に取り付けられ、
前記第２支持部材は、前記第２リニアガイドにスライド移動可能に取り付けられている、請求項１０に記載のロボット手術台。
【請求項１２】
前記多関節ロボットアームは、前記テーブルを支持するとともに前記テーブルを短手方向の軸線回りにピッチ回動させるピッチ回動機構を含み、
前記ピッチ回動機構は、前記テーブルの一端をピッチ回動の回動軸線回りに回動可能に支持するピッチ回動支持部材を有する、請求項１〜９のいずれか１項に記載のロボット手術台。
【請求項１３】
前記多関節ロボットアームは、複数の水平関節を有する水平多関節アセンブリと、複数の前記垂直関節を有する垂直多関節アセンブリとを含み、
前記水平多関節アセンブリは、一方端が前記ベースに支持され、他方端が前記垂直多関節アセンブリの一方端を支持し、
前記ピッチ回動機構は、前記垂直多関節アセンブリの他方端に支持されている、請求項１０〜１２のいずれか１項に記載のロボット手術台。
【請求項１４】
前記テーブルは、Ｘ線透過部と、前記Ｘ線透過部を支持する支持部とを含み、
前記多関節ロボットアームの他方端は、前記テーブルの一端近傍の前記支持部を支持している、請求項１〜１３のいずれか１項に記載のロボット手術台。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか１項に記載のロボット手術台と、患者のＸ線投影画像を撮像するＸ線撮像装置、および、患者の磁気共鳴画像を撮像する磁気共鳴イメージング装置のうち少なくとも一方と、を備える、ハイブリッド手術室システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ロボット手術台およびハイブリッド手術室システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ロボットアームによって患者を載置したテーブルを移動させるとともに、治療のための放射線源に対して患者の位置を位置決めする患者位置決めアセンブリが知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、従来では、手術室において、患者が載置されたテーブルを、周辺機器との干渉を抑制しつつ、容易に移動させることが可能な手術台が望まれている。そこで、上記特許文献１の患者位置決めアセンブリを、手術室における手術台に適用して、患者が載置されたテーブルをロボットアームを用いて移動させることが考えられる。これにより、キャスタを用いて手術台を移動させる場合と異なり、患者が載置されたテーブルを、周辺機器との干渉を抑制しつつ、容易に移動させることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１３１７１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１のような患者位置決めアセンブリでは、治療のための放射線を照射することを目的としているため、患者が載置されたテーブルの周囲に複数の作業者が長時間作業をすることを考慮する必要がなく、大型のロボットアームが用いられているのが一般的である。このため、特許文献１のロボットアームを手術台に適用した場合、手術台周りのスペースが狭くなり、手術を行う際の医療従事者の妨げとなる。手術の邪魔にならないように複数の関節を含むロボットアームを小型化した場合、関節の大きさも小さくなるため、負荷に対する関節の耐性が低下するという不都合がある。特に、大きな体重を有する患者を載置した状態でテーブルを上下方向に移動させる場合、テーブルを上下に移動させる垂直関節にかかるモーメント負荷が大きくなる場合がある。このため、手術の邪魔にならないようにロボットアームを小型化することが困難であるという問題点がある。
【０００６】
この発明は、手術が行われる患者が載置されるテーブルを移動させる多関節ロボットアームの垂直関節の負荷に対する耐性を確保しつつ、多関節ロボットアームの小型化を図ることが可能なロボット手術台を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の第１の局面によるロボット手術台は、患者載置用のテーブルと、一方端が床に固定されるベースに支持され、他方端がテーブルを支持する多関節ロボットアームと、を備え、多関節ロボットアームは、少なくとも１つの垂直関節を含み、垂直関節の回動軸線は、水平方向で、かつ、テーブルの長手方向と略平行な方向に配置されている。
【０００８】
この発明の第１の局面によるロボット手術台では、上記のように、多関節ロボットアームの垂直関節の回動軸線を、水平方向で、かつ、テーブルの長手方向と略平行な方向に配置する。ここで、多関節ロボットアームが医療従事者や他の装置と干渉するのを抑制するために、テーブルの長手方向の一端近傍を支持するように構成した場合、支持位置から患者が載置された状態のテーブルの重心位置までの距離は、テーブルの長手方向における距離の方が、テーブルの短手方向における距離よりも大きくなる。その結果、多関節ロボットアームのテーブルの支持位置におけるモーメントは、テーブルの長手方向の回動軸線回りのモーメントに比べて、テーブルの短手方向の回動軸線回りのモーメントの方が大きくなる。これにより、多関節ロボットアームの垂直関節の回動軸線を、水平方向で、かつ、テーブルの長手方向と略平行な方向に配置することによって、垂直関節を回動させる方向においてテーブルを支えるモーメント負荷が大きくなるのを抑制することができる。言い換えると、テーブルの長手方向におけるモーメント負荷を垂直関節の回動軸線の方向において支えることができるので、垂直関節を駆動させる駆動機構の出力を大きくする必要がない。また、駆動機構の出力トルクを大きくするために、大きな減速機を設ける必要がない。これらの結果、垂直関節が大きくなるのを抑制することができる。これにより、手術が行われる患者が載置されるテーブルを移動させる多関節ロボットアームの垂直関節の負荷に対する耐性を確保しつつ、多関節ロボットアームの小型化を図ることができる。
【０００９】
上記第１の局面によるロボット手術台において、好ましくは、多関節ロボットアームは、テーブルの長手方向の一端近傍を支持するように構成されている。このように構成すれば、多関節ロボットアームに支持されるテーブルの一端側と反対側のテーブルの下方に空間を確保することができるので、患者載置用のテーブルの周辺に十分な空間を確保することができる。これにより、多関節ロボットアームが医療従事者や他の装置と干渉するのを抑制することができる。
【００１０】
上記第１の局面によるロボット手術台において、好ましくは、多関節ロボットアームは、複数の垂直関節を含み、複数の垂直関節の各々の回動軸線は、水平方向で、かつ、テーブルの長手方向と略平行な方向に配置される。このように構成すれば、複数の垂直関節の負荷に対する耐性を確保しつつ、複数の垂直関節の小型化を図ることができる。
【００１１】
上記第１の局面によるロボット手術台において、好ましくは、多関節ロボットアームは、垂直関節を駆動させる駆動機構をさらに含み、駆動機構は、モータと、モータの回転を減速して出力する減速機とを含み、垂直関節の回動軸線は、減速機の出力回転軸線と一致するように配置されている。このように構成すれば、減速機によりモータの出力トルクを増大させることができるので、モータの出力を大きくする必要がない。また、減速機の出力回転軸を、水平方向で、かつ、テーブルの長手方向と略平行な方向に配置することができるので、減速機に対するモーメント負荷が大きくなるのを抑制することができる。
【００１２】
上記第１の局面によるロボット手術台において、好ましくは、多関節ロボットアームは、垂直関節を駆動させる駆動機構をさらに含み、駆動機構は、モータと、モータの回転を減速して出力する第１減速機と、第１減速機の回転を減速して出力する第２減速機とを含み、垂直関節の回動軸線は、第２減速機の出力回転軸線と一致するように配置されている。このように構成すれば、第１減速機および第２減速機により２段階で減速を行うことができるので、垂直関節のモータの出力トルクを効果的に増大させることができる。その結果、モータの最大出力を小さくすることができるので、垂直関節のモータを小さくすることができる。
【００１３】
上記第１の局面によるロボット手術台において、好ましくは、多関節ロボットアームは、複数の水平関節を有する水平多関節アセンブリと、複数の垂直関節を有する垂直多関節アセンブリとを含み、水平多関節アセンブリは、一方端がベースに支持され、他方端が垂直多関節アセンブリの一方端を支持し、垂直多関節アセンブリの他方端は、テーブルを支持している。このように構成すれば、垂直多関節アセンブリと、テーブルとの間において、テーブルが水平方向に回転されることがないので、垂直関節の回動軸線の延びる方向と、テーブルの長手方向との関係を維持したまま、テーブルを上下方向および水平方向に移動させることができる。また、複数の水平関節を有する水平多関節アセンブリにより、テーブルを所望の水平方向の位置に容易に移動させることができる。また、複数の垂直関節を有する垂直多関節アセンブリにより、テーブルを所望の上下方向の位置に容易に移動させることができる。また、ベース側に複数の水平関節をまとめて配置するとともに、テーブル側に複数の垂直関節をまとめて配置することができるので、水平方向の移動については、ベース側の複数の水平関節の駆動により行い、上下方向の移動については、テーブル側の複数の垂直関節の駆動により行うことができる。これにより、水平方向および鉛直方向の移動を、それぞれ、水平関節と垂直関節とを連動させながら駆動する必要がないので、垂直関節と水平関節とが交互に配置されている場合に比べて、多関節ロボットアームの駆動制御が複雑になるのを抑制することができる。
【００１４】
この場合、好ましくは、水平多関節アセンブリは３つの水平関節を有し、垂直多関節アセンブリは３つの垂直関節を有する。このように構成すれば、水平多関節アセンブリを最大に伸ばした場合の長さを確保することを考慮すると、２つ以下の水平関節を設ける場合に比べて、関節間の距離を小さくすることができるので、水平多関節アセンブリを畳んで縮めた場合に、よりコンパクトにすることができる。また、４つ以上の水平関節を設ける場合に比べて、装置構成を簡素化することができる。垂直多関節アセンブリを最大に伸ばした場合の長さを確保することを考慮すると、２つ以下の垂直関節を設ける場合に比べて、関節間の距離を小さくすることができるので、垂直多関節アセンブリを畳んで縮めた場合に、よりコンパクトにすることができる。また、４つ以上の垂直関節を設ける場合に比べて、装置構成を簡素化することができる。
【００１５】
上記多関節ロボットアームが水平多関節アセンブリと垂直多関節アセンブリとを含む構成において、好ましくは、多関節ロボットアームは、少なくとも１つの水平関節により、テーブルを鉛直方向の軸線回りにヨー回転させるように構成されている。このように構成すれば、多関節ロボットアームの１つ以上の水平関節により、テーブルを所望の位置に容易にヨー回転移動させることができる。
【００１６】
上記第１の局面によるロボット手術台において、好ましくは、多関節ロボットアームは、少なくとも１つの垂直関節により、テーブルを長手方向の軸線回りにロール回動させるように構成されている。このように構成すれば、多関節ロボットアームの１つ以上の垂直関節により、テーブルを所望の回動角度位置に容易にロール回動移動させることができる。
【００１７】
上記第１の局面によるロボット手術台において、好ましくは、多関節ロボットアームは、テーブルを支持するとともにテーブルを短手方向の軸線回りにピッチ回動させるピッチ回動機構を含み、ピッチ回動機構は、軸心が鉛直方向に延びるように配置された第１ボールネジと、軸心が鉛直方向に延びるように配置された第２ボールネジと、第１ボールネジによって鉛直方向に移動されテーブルを支持する第１支持部材と、第２ボールネジによって鉛直方向に移動されテーブルを支持する第２支持部材と、を有し、第１支持部材および第２支持部材は、テーブルの長手方向と平行な方向に所定の距離を隔てて配置されている。このように構成すれば、第１ボールネジおよび第２ボールネジを連動して駆動することにより、テーブルを所望の回動角度位置に容易にピッチ回動移動させることができる。
【００１８】
この場合、好ましくは、ピッチ回動機構は、第１ボールネジが延びる方向と平行な方向に延びるように配置された第１リニアガイドと、第２ボールネジが延びる方向と平行な方向に延びるように配置された第２リニアガイドと、をさらに有し、第１支持部材は、第１リニアガイドにスライド移動可能に取り付けられ、第２支持部材は、第２リニアガイドにスライド移動可能に取り付けられている。このように構成すれば、第１リニアガイドにより第１支持部材を精度よく直線移動させることができるとともに、第２リニアガイドにより第２支持部材を精度よく直線移動させることができるので、テーブルを精度よくピッチ回動移動させることができる。
【００１９】
上記第１の局面によるロボット手術台において、好ましくは、多関節ロボットアームは、テーブルを支持するとともにテーブルを短手方向の軸線回りにピッチ回動させるピッチ回動機構を含み、ピッチ回動機構は、テーブルの一端をピッチ回動の回動軸線回りに回動可能に支持するピッチ回動支持部材を有する。このように構成すれば、ピッチ回動支持部材により、テーブルを支持しつつ、ピッチ回動機構により、テーブルを所望の回動角度位置に容易にピッチ回動移動させることができる。
【００２０】
上記多関節ロボットアームがピッチ回動機構を含む構成において、好ましくは、多関節ロボットアームは、複数の水平関節を有する水平多関節アセンブリと、複数の垂直関節を有する垂直多関節アセンブリとを含み、水平多関節アセンブリは、一方端がベースに支持され、他方端が垂直多関節アセンブリの一方端を支持し、ピッチ回動機構は、垂直多関節アセンブリの他方端に支持されている。このように構成すれば、ベース側に複数の水平関節をまとめて配置するとともに、テーブル側に複数の垂直関節をまとめて配置することができるので、水平方向の移動については、ベース側の複数の水平関節の駆動により行い、上下方向の移動については、テーブル側の複数の垂直関節の駆動により行うことができる。これにより、水平方向および鉛直方向の移動を、それぞれ、水平関節と垂直関節とを連動させながら駆動する必要がないので、垂直関節と水平関節とが交互に配置されている場合に比べて、多関節ロボットアームの駆動制御が複雑になるのを抑制することができる。また、ピッチ回動機構を、垂直多関節アセンブリのテーブル側に設けることができるので、垂直多関節アセンブリとは独立して、ピッチ回動機構により、テーブルを容易にピッチ回動移動させることができる。
【００２１】
上記第１の局面によるロボット手術台において、好ましくは、テーブルは、Ｘ線透過部と、Ｘ線透過部を支持する支持部とを含み、多関節ロボットアームの他方端は、テーブルの一端近傍の支持部を支持している。このように構成すれば、多関節ロボットアームを支持部側に配置して、Ｘ線透過部の下方に十分な空間を確保すれば、Ｘ線透過部の下方にＸ線撮像のための装置を入れることができるので、テーブルに載置された状態の患者に対してＸ線撮像を行うことができる。
【００２２】
この発明の第２の局面によるハイブリッド手術室システムは、第１の局面によるロボット手術台と、患者のＸ線投影画像を撮像するＸ線撮像装置、および、患者の磁気共鳴画像を撮像する磁気共鳴イメージング装置のうち少なくとも一方と、を備える。
【００２３】
この発明の第２の局面によるハイブリッド手術室システムでは、上記のように、ロボット手術台の患者載置用のテーブルの周辺に十分な空間を確保することができるので、Ｘ線撮像装置または磁気共鳴イメージング装置を、テーブルの周辺の空間に容易に配置することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、手術が行われる患者が載置されるテーブルを移動させるロボットアームの垂直関節の負荷に対する耐性を確保しつつ、ロボットアームの小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】第１実施形態によるロボット手術台を備えたハイブリッド手術室システムの概略を示した図である。
【図２】第１実施形態によるロボット手術台を示した平面図である。
【図３】第１実施形態によるロボット手術台の多関節ロボットアームの駆動機構を示した模式図である。
【図４】第１実施形態によるロボット手術台の最大撮像可能範囲を説明するための側面図である。
【図５】第１実施形態によるロボット手術台の最小撮像可能範囲を説明するための側面図である。
【図６】第１実施形態によるロボット手術台のロール回動を説明するための正面図である。
【図７】第１実施形態によるロボット手術台のピッチ回動機構を示した側面図である。
【図８】第１実施形態によるロボット手術台のピッチ回動を説明するための斜視図である。
【図９】第１実施形態によるロボット手術台のピッチ回動を説明するための側面図である。
【図１０】第２実施形態によるロボット手術台を示した斜視図である。
【図１１】第２実施形態によるロボット手術台のピッチ回動機構を説明するための図である。
【図１２】第３実施形態によるロボット手術台を示した平面図である。
【図１３】第３実施形態によるロボット手術台を示した側面図である。
【図１４】第３実施形態によるロボット手術台の多関節ロボットアームの駆動機構を示した模式図である。
【図１５】第３実施形態によるロボット手術台のピッチ回動機構を説明するための第１図である。
【図１６】第３実施形態によるロボット手術台のピッチ回動機構を説明するための第２図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２７】
［第１実施形態］
（ロボット手術台の構成）
図１〜図９を参照して、第１実施形態によるロボット手術台１００の概要について説明する。
【００２８】
図１に示すように、ロボット手術台１００は、ハイブリッド手術室２００に設けられている。ハイブリッド手術室２００には、患者１０のＸ線投影画像を撮像するＸ線撮像装置３００が設けられている。ハイブリッド手術室２００に設けられたハイブリッド手術室システムは、ロボット手術台１００と、Ｘ線撮像装置３００とを備えている。ロボット手術台１００は、たとえば、外科、内科などで行われる手術台として用いられる。ロボット手術台１００は、テーブル１に患者１０を載置する載置位置に移動するとともに、テーブル１に患者１０を載置した状態で、麻酔位置、手術位置、検査位置、処置位置、Ｘ線撮像位置などに患者１０を移動させることが可能である。また、ロボット手術台１００は、テーブル１に患者１０を載置した状態で、患者１０を傾けることが可能である。
【００２９】
ロボット手術台１００は、患者載置用のテーブル１と、多関節ロボットアーム２と、制御部３とを備えている。テーブル１は、Ｘ線透過部１１と、支持部１２とを含んでいる。多関節ロボットアーム２は、ベース２１と、水平多関節アセンブリ２２と、垂直多関節アセンブリ２３と、ピッチ回動機構２４とを備えている。水平多関節アセンブリ２２は、水平関節２２１、２２２および２２３を含んでいる。垂直多関節アセンブリ２３は、垂直関節２３１、２３２および２３３を含んでいる。Ｘ線撮像装置３００は、Ｘ線照射部３０１と、Ｘ線検出部３０２と、Ｃアーム３０３とを含んでいる。
【００３０】
テーブル１は、図１に示すように、略矩形形状の平板状に形成されている。また、テーブル１の上面は、略平坦に形成されている。テーブル１は、Ｘ方向に長手方向を有し、Ｙ方向に短手方向を有している。なお、テーブル１は、上下方向（Ｚ方向）の軸線回りに回転可能であるが、ここでは、テーブル１の長手方向に沿った水平方向をＸ方向とし、テーブル１の短手方向に沿った水平方向をＹ方向とする。つまり、Ｘ方向およびＹ方向は、テーブル１を基準とした方向を示している。
【００３１】
図１に示すように、テーブル１のＸ線透過部１１には、患者１０が載置される。Ｘ線透過部１１は、Ｘ１方向に配置されている。Ｘ線透過部１１は、略矩形形状に形成されている。Ｘ線透過部１１は、Ｘ線を透過しやすい材料により形成されている。Ｘ線透過部１１は、たとえば、カーボン材料（グラファイト）により形成されている。Ｘ線透過部１１は、たとえば、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）により形成されている。これにより、Ｘ線透過部１１に患者１０を載置した状態で、患者１０のＸ線画像を撮像することが可能である。
【００３２】
テーブル１の支持部１２は、多関節ロボットアーム２に接続されている。支持部１２は、Ｘ２方向に配置されている。支持部１２は、略矩形形状に形成されている。支持部１２は、Ｘ線透過部１１を支持している。支持部１２は、Ｘ線透過部１１よりもＸ線の透過率が小さい材料により形成されている。支持部１２は、たとえば、金属により形成されている。支持部１２は、たとえば、鉄材やアルミニウム材により形成されている。
【００３３】
テーブル１は、多関節ロボットアーム２により、移動されるように構成されている。具体的には、テーブル１は、水平方向のＸ方向、Ｘ方向と直交する水平方向のＹ方向、および、Ｘ方向およびＹ方向に直交し、上下方向であるＺ方向に移動可能に構成されている。また、テーブル１は、Ｘ方向の軸線回りに回動（ロール）可能に構成されている。また、テーブル１は、Ｙ方向の軸線回りに回動（ピッチ）可能に構成されている。また、テーブル１は、Ｚ方向の軸線回りに回転（ヨー）可能に構成されている。
【００３４】
多関節ロボットアーム２は、テーブル１を移動させるように構成されている。図１に示すように、多関節ロボットアーム２は、一方端が床に固定されたベース２１に支持され、他方端がテーブル１を移動可能に支持している。具体的には、多関節ロボットアーム２は、ベース２１に、鉛直方向（Ｚ方向）の軸線回りに回転可能に支持されている。また、多関節ロボットアーム２は、テーブル１の長手方向（Ｘ方向）のＸ２方向側の一端近傍を支持するように構成されている。言い換えると、多関節ロボットアーム２の他方端は、テーブル１の一端近傍の支持部１２を支持している。
【００３５】
多関節ロボットアーム２は、７の自由度によりテーブル１を移動させるように構成されている。具体的には、多関節ロボットアーム２は、水平多関節アセンブリ２２により、鉛直方向の回動軸線Ａ１回りの回動、鉛直方向の回動軸線Ａ２回りの回動、および、鉛直方向の回動軸線Ａ３回りの回動の３の自由度を有している。また、多関節ロボットアーム２は、垂直多関節アセンブリ２３により、水平方向の回動軸線Ｂ１回りの回動、水平方向の回動軸線Ｂ２回りの回動、および、水平方向の回動軸線Ｂ３回りの回動の３の自由度を有している。また、多関節ロボットアーム２は、ピッチ回動機構２４により、テーブル１を短手方向（Ｙ方向）の回動軸線回りにピッチ回動（図８および図９参照）させる１の自由度を有している。
【００３６】
ベース２１は、図１に示すように、床に埋設されて固定されている。ベース２１は、平面視（Ｚ方向に見て）において、テーブル１の移動範囲の略中央近傍に設けられている。
【００３７】
水平多関節アセンブリ２２は、図１および図２に示すように、一方端がベース２１に支持されている。また、水平多関節アセンブリ２２は、他方端が垂直多関節アセンブリ２３の一方端を支持している。水平多関節アセンブリ２２の水平関節２２１は、Ｚ方向の回動軸線Ａ１回りに回転するように構成されている。水平多関節アセンブリ２２の水平関節２２２は、Ｚ方向の回動軸線Ａ２回りに回転するように構成されている。水平多関節アセンブリ２２の水平関節２２３は、Ｚ方向の回動軸線Ａ３回りに回転するように構成されている。
【００３８】
垂直多関節アセンブリ２３は、図１および図２に示すように、一方端が水平多関節アセンブリ２２に支持されている。また、垂直多関節アセンブリ２３は、他方端がテーブル１を支持している。具体的には、垂直多関節アセンブリ２３は、他方端がピッチ回動機構２４を介してテーブル１を支持している。垂直多関節アセンブリ２３の垂直関節２３１は、Ｘ方向の回動軸線Ｂ１回りに回動するように構成されている。垂直多関節アセンブリ２３の垂直関節２３２は、Ｘ方向の回動軸線Ｂ２回りに回動するように構成されている。垂直多関節アセンブリ２３の垂直関節２３３は、Ｘ方向の回動軸線Ｂ３回りに回動するように構成されている。
【００３９】
隣接する関節同士の間隔は、それぞれ、テーブル１の短手方向（Ｙ方向）の長さよりも小さい長さを有している。つまり、回動軸線Ａ１および回動軸線Ａ２の間隔と、回動軸線Ａ２および回動軸線Ａ３の間隔と、回動軸線Ａ３および回動軸線Ｂ１の間隔と、回動軸線Ｂ１および回動軸線Ｂ２の間隔と、回動軸線Ｂ２および回動軸線Ｂ３の間隔とは、それぞれ、テーブル１の短手方向の長さＬ３よりも小さい長さを有している。
【００４０】
図３に示すように、水平関節２２１〜２２３および垂直関節２３１〜２３３は、それぞれ、駆動機構２５により駆動されるように構成されている。駆動機構２５は、モータ２５１と、モータ２５１の回転を減速して伝達する減速機２５２と、電磁ブレーキ２５３とを有している。水平関節２２１〜２２３および垂直関節２３１〜２３３は、各々のモータ２５１の駆動により、回動軸線回りに回動される。また、水平関節２２１〜２２３の回動軸線は、減速機２５２の出力回転軸線と一致するように配置されている。垂直関節２３１〜２３３の回動軸線は、減速機２５２の出力回転軸線と一致するように配置されている。
【００４１】
モータ２５１は、サーボモータを含んでいる。モータ２５１は、制御部３の制御により駆動されるように構成されている。減速機２５２は、たとえば、波動歯車減速機や、偏心揺動型遊星歯車減速機などの減速機により構成されている。これにより、モータ２５１の回転を小型の減速機２５２により効率よく減速することが可能である。電磁ブレーキ２５３は、関節の駆動を制動させるように構成されている。
【００４２】
ここで、第１実施形態では、垂直関節２３１の回動軸線Ｂ１は、水平方向で、かつ、テーブル１の長手方向と略平行な方向（Ｘ方向）に配置されている。また、垂直関節２３２の回動軸線Ｂ２は、水平方向で、かつ、テーブル１の長手方向と略平行な方向（Ｘ方向）に配置されている。また、垂直関節２３３の回動軸線Ｂ３は、水平方向で、かつ、テーブル１の長手方向と略平行な方向（Ｘ方向）に配置されている。つまり、垂直多関節アセンブリ２３の複数の垂直関節２３１〜２３３の各々の回動軸線Ｂ１〜Ｂ３は、水平方向で、かつ、テーブル１の長手方向と略平行な方向（Ｘ方向）に配置されている。
【００４３】
垂直多関節アセンブリ２３は、テーブル１に対して鉛直方向（Ｚ方向）の回転軸線に対して回転しないように構成されている。つまり、垂直多関節アセンブリ２３の垂直関節２３１〜２３３の回動軸線と、テーブル１の長手方向に沿った水平方向とは、常に略平行となる。
【００４４】
図４に示すように、第１実施形態では、多関節ロボットアーム２を、テーブル１のＸ２側に寄せて配置した場合、最大撮像可能範囲としてＸ方向において距離Ｄ１分だけ、Ｘ線撮像装置３００により撮像が可能である。つまり、多関節ロボットアーム２を、テーブル１のＸ２側に寄せて配置した場合、Ｘ方向において、テーブル１の下方に距離Ｄ１分空間が確保される。距離Ｄ１は、たとえば、Ｘ線透過部１１のＸ方向の長さと略等しい。つまり、第１実施形態のロボット手術台１００では、患者１０の略全身をＸ線撮像装置３００により撮像することが可能である。
【００４５】
図５に示すように、第１実施形態では、多関節ロボットアーム２を、水平方向のＸ２方向に最大限伸ばした場合、最少撮像可能範囲としてＸ方向において距離Ｄ２分だけ、Ｘ線撮像装置３００により撮像が可能である。つまり、多関節ロボットアーム２を、水平方向のＸ２方向に最大限伸ばした場合、Ｘ方向において、テーブル１の下方に距離Ｄ２分空間が確保される。距離Ｄ２は、たとえば、Ｘ線透過部１１のＸ方向の長さの１／２以上である。つまり、第１実施形態のロボット手術台１００では、最少でも患者１０の全身の半分以上をＸ線撮像装置３００により撮像することが可能である。
【００４６】
図２に示すように、多関節ロボットアーム２は、平面視（Ｚ方向に見て）において、テーブル１の下方に全て隠れるように配置されている。たとえば、多関節ロボットアーム２は、テーブル１が手術位置に位置している場合に、テーブル１の下の空間である収容空間内に収容されるように構成されている。つまり、多関節ロボットアーム２は、テーブル１に載置された患者１０に対して手術や処置を行う位置にテーブル１を移動させた場合に、折り畳まれて、平面視において（Ｚ方向に見て）、テーブル１の下方に完全に隠れるように構成されている。また、折り畳まれた姿勢の多関節ロボットアーム２は、テーブル１の長手方向と平行な方向における長さがテーブル１の長手方向の長さの１／２以下である。
【００４７】
本実施形態の多関節ロボットアーム２は、たとえば、テーブル１の高さを５００ｍｍまで下げることができる。これにより椅子に座って行う手術に対応することが可能である。また、多関節ロボットアーム２は、テーブル１の高さを１１００ｍｍまで上げることができる。
【００４８】
また、第１実施形態では、多関節ロボットアーム２は、少なくとも１つの水平関節（２２１、２２２および２２３のうち少なくとも１つ）により、テーブル１を鉛直方向（Ｚ方向）の軸線回りにヨー回転させるように構成されている。たとえば、多関節ロボットアーム２は、一番下の水平関節２２１、または、一番上の水平関節２２３により、テーブル１をヨー回転させるように構成されている。あるいは、多関節ロボットアーム２は、複数の水平関節を連動して駆動して、テーブル１をヨー回転させるように構成されている。
【００４９】
また、図６に示すように、多関節ロボットアーム２は、少なくとも１つの垂直関節（２３１、２３２および２３３のうち少なくとも１つ）により、テーブル１を長手方向（Ｘ方向）の軸線回りにロール回動させるように構成されている。たとえば、多関節ロボットアーム２は、一番下の垂直関節２３１、または、一番上の垂直関節２３３により、テーブル１をロール回動させるように構成されている。あるいは、多関節ロボットアーム２は、複数の垂直関節を連動して駆動して、テーブル１をロール回動させるように構成されている。多関節ロボットアーム２は、テーブル１をＸ方向に見て、水平方向に対して時計回りに角度θ１の範囲でロール回動可能であるとともに、水平方向に対して反時計回りに角度θ１の範囲でロール回動可能である。たとえば、θ１は、３０度である。
【００５０】
また、多関節ロボットアーム２は、図８および図９に示すように、ピッチ回動機構２４により、テーブル１を短手方向（Ｙ方向）の軸線回りにピッチ回動させるように構成されている。ピッチ回動機構２４は、図７に示すように、第１支持部材２４１と、第２支持部材２４２と、第１ボールネジ２４３と、第２ボールネジ２４４と、第１リニアガイド２４５と、第２リニアガイド２４６と、を含んでいる。第１支持部材２４１は、連結部２４１ａと、回動軸２４１ｂと、スライダ２４１ｃとを含んでいる。第２支持部材２４２は、連結部２４２ａおよび２４２ｂと、回動軸２４２ｃおよび２４２ｄと、スライダ２４２ｅとを含んでいる。第１ボールネジ２４３は、減速機２４３ｂを介してモータ２４３ａに接続されている。第２ボールネジ２４４は、減速機２４４ｂを介してモータ２４４ａに接続されている。
【００５１】
ピッチ回動機構２４は、垂直多関節アセンブリ２３の他方端に支持されている。ピッチ回動機構２４は、テーブル１に接続され、テーブル１をピッチ回動可能に支持している。具体的には、ピッチ回動機構２４は、第１支持部材２４１および第２支持部材２４２により、テーブル１をピッチ回動可能に支持している。第１支持部材２４１および第２支持部材２４２は、テーブル１の長手方向と平行な方向（Ｘ方向）に沿って所定の距離を隔てて配置されている。第１支持部材２４１は、Ｘ１方向側に配置されている。第２支持部材２４２は、Ｘ２方向側に配置されている。また、ピッチ回動機構２４は、テーブル１の短手方向（Ｙ方向）の片方側近傍に配置されている。具体的には、ピッチ回動機構２４は、テーブル１のＹ１方向の端部近傍に配置されている。
【００５２】
第１支持部材２４１の連結部２４１ａは、テーブル１に固定されるとともに、回動軸２４１ｂにより、回動可能に支持されている。第１支持部材２４１は、第１ボールネジ２４３の駆動により鉛直方向（Ｚ方向）に移動されるように構成されている。また、第１支持部材２４１は、第１リニアガイド２４５にスライド移動可能に取り付けられている。具体的には、第１支持部材２４１は、第１支持部材２４１に固定されたスライダ２４１ｃが第１リニアガイド２４５に係合することにより、鉛直方向の移動がガイドされる。
【００５３】
第２支持部材２４２の連結部２４２ａは、テーブル１に固定されるとともに、回動軸２４２ｃにより、回動可能に支持されている。連結部２４２ｂは、回動軸２４２ｃおよび２４２ｄに回動可能に取り付けられている。第２支持部材２４２は、第２ボールネジ２４４の駆動により鉛直方向（Ｚ方向）に移動されるように構成されている。また、第２支持部材２４２は、第２リニアガイド２４６にスライド移動可能に取り付けられている。具体的には、第２支持部材２４２は、第２支持部材２４２に固定されたスライダ２４２ｅが第２リニアガイド２４６に係合することにより、鉛直方向の移動がガイドされる。
【００５４】
第１ボールネジ２４３は、軸心が鉛直方向（Ｚ方向）に延びるように配置されている。第１ボールネジ２４３は、第１支持部材２４１に係合している。第１ボールネジ２４３は、モータ２４３ａの駆動により回転され、第１支持部材２４１を鉛直方向に移動させる。
【００５５】
第２ボールネジ２４４は、軸心が鉛直方向（Ｚ方向）に延びるように配置されている。第２ボールネジ２４４は、第２支持部材２４２に係合している。第２ボールネジ２４４は、モータ２４４ａの駆動により回転され、第２支持部材２４２を鉛直方向に移動させる。
【００５６】
第１リニアガイド２４５は、第１ボールネジ２４３が延びる方向と略平行な方向に延びるように配置されている。つまり、第１リニアガイド２４５は、鉛直方向（Ｚ方向）に延びるように配置されている。第１リニアガイド２４５は、スライダ２４１ｃを介して第１支持部材２４１の鉛直方向の移動をガイドするように構成されている。
【００５７】
第２リニアガイド２４６は、第２ボールネジ２４４が延びる方向と略平行な方向に延びるように配置されている。つまり、第２リニアガイド２４６は、鉛直方向（Ｚ方向）に延びるように配置されている。第２リニアガイド２４６は、スライダ２４２ｅを介して第２支持部材２４２の鉛直方向の移動をガイドするように構成されている。
【００５８】
第１支持部材２４１が第２支持部材２４２よりも低い位置に移動されると、テーブル１は、Ｘ１側が低くなるようにピッチ回動される。一方、第１支持部材２４１が第２支持部材２４２よりも高い位置に移動されると、テーブル１は、Ｘ１側が高くなるようにピッチ回動される。また、第１支持部材２４１および第２支持部材２４２が同じ高さ位置に移動されると、テーブル１は、ピッチ回動において水平となる。
【００５９】
多関節ロボットアーム２は、図９に示すように、テーブル１をＹ方向に見て、水平方向に対して時計回りに角度θ２の範囲でピッチ回動可能であるとともに、水平方向に対して反時計回りに角度θ２の範囲でピッチ回動可能である。たとえば、θ２は、１５度である。
【００６０】
制御部３は、ベース２１内に設置され、多関節ロボットアーム２によるテーブル１の移動を制御するように構成されている。具体的には、制御部３は、医療従事者（操作者）による操作に基づいて、多関節ロボットアーム２の駆動を制御して、テーブル１を移動させるように構成されている。
【００６１】
Ｘ線撮像装置３００は、テーブル１に載置された患者１０のＸ線投影画像を撮像可能に構成されている。Ｘ線照射部３０１およびＸ線検出部３０２は、Ｃアーム３０３により支持されている。Ｘ線照射部３０１およびＸ線検出部３０２は、Ｃアーム３０３の移動に伴って移動され、Ｘ線撮像時に、患者１０の撮像位置を挟み込むように対向して配置される。たとえば、Ｘ線照射部３０１およびＸ線検出部３０２のうち一方がテーブル１の上方の空間に配置され、他方がテーブル１の下方の空間に配置される。また、Ｘ線撮像時には、Ｘ線照射部３０１およびＸ線検出部３０２を支持するＣアーム３０３もテーブル１の上方および下方の空間に配置される。
【００６２】
Ｘ線照射部３０１は、図１に示すように、Ｘ線検出部３０２と対向するように配置されている。また、Ｘ線照射部３０１は、Ｘ線検出部３０２に向けてＸ線を照射可能に構成されている。Ｘ線検出部３０２は、Ｘ線照射部３０１により照射されたＸ線を検出するように構成されている。Ｘ線検出部３０２は、フラットパネルディテクタ（ＦＰＤ）を含んでいる。Ｘ線検出部３０２は、検出したＸ線に基づいてＸ線画像を撮像するように構成されている。具体的には、Ｘ線検出部３０２は、検出したＸ線を電気信号に変換し、画像処理部（図示せず）に送信する。
【００６３】
Ｃアーム３０３は、一方端にＸ線照射部３０１が接続され、他方端にＸ線検出部３０２が接続されている。Ｃアーム３０３は、略Ｃ字形状を有している。これにより、Ｘ線撮像時に、テーブル１や患者１０に干渉しないように回り込んで、Ｘ線照射部３０１およびＸ線検出部３０２を支持することが可能である。Ｃアーム３０３は、テーブル１に対して相対移動可能に構成されている。具体的には、Ｃアーム３０３は、Ｘ線照射部３０１およびＸ線検出部３０２を、テーブル１に載置された患者１０に対して所望の位置に配置するように、水平方向、鉛直方向に移動可能であるとともに、水平方向の回動軸線および鉛直方向の回動軸線を中心に回動可能に構成されている。Ｃアーム３０３は、医療従事者（操作者）による操作に基づいて、駆動部（図示せず）により、移動される。また、Ｃアーム３０３は、医療従事者（操作者）の手動により移動可能に構成されている。
【００６４】
（第１実施形態の効果）
第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【００６５】
第１実施形態では、上記のように、多関節ロボットアーム２の垂直関節２３１、２３２および２３３の回動軸線を、水平方向で、かつ、テーブル１の長手方向と略平行な方向（Ｘ方向）に配置する。ここで、多関節ロボットアーム２が医療従事者や他の装置と干渉するのを抑制するために、テーブル１の長手方向の一端近傍を支持するように構成しているため、支持位置から患者１０が載置された状態のテーブル１の重心位置までの距離は、テーブル１の長手方向（Ｘ方向）における距離の方が、テーブル１の短手方向（Ｙ方向）における距離よりも大きくなる。その結果、多関節ロボットアーム２のテーブル１の支持位置におけるモーメントは、テーブル１の長手方向の回動軸線回りのモーメントに比べて、テーブル１の短手方向の回動軸線回りのモーメントの方が大きくなる。これにより、多関節ロボットアーム２の垂直関節２３１、２３２および２３３の回動軸線を、水平方向で、かつ、テーブル１の長手方向と略平行な方向に配置することによって、垂直関節２３１、２３２および２３３を回動させる方向においてテーブル１を支えるモーメント負荷が大きくなるのを抑制することができる。言い換えると、テーブル１の長手方向におけるモーメント負荷を垂直関節２３１、２３２および２３３の回動軸線の方向において支えることができるので、垂直関節２３１、２３２および２３３を駆動させる駆動機構２５の出力を大きくする必要がない。また、駆動機構２５の出力トルクを大きくするために、大きな減速機を設ける必要がない。これらの結果、垂直関節２３１、２３２および２３３が大きくなるのを抑制することができる。これにより、手術が行われる患者１０が載置されるテーブル１を移動させる多関節ロボットアーム２の垂直関節２３１、２３２および２３３の負荷に対する耐性を確保しつつ、多関節ロボットアーム２の小型化を図ることができる。
【００６６】
また、第１実施形態では、上記のように、多関節ロボットアーム２を、テーブル１の長手方向（Ｘ方向）の一端近傍を支持するように構成する。これにより、多関節ロボットアーム２に支持されるテーブル１の一端側と反対側のテーブル１の下方に空間を確保することができるので、患者載置用のテーブル１の周辺に十分な空間を確保することができる。その結果、多関節ロボットアーム２が医療従事者や他の装置と干渉するのを抑制することができる。
【００６７】
また、第１実施形態では、上記のように、複数の垂直関節２３１、２３２および２３３の各々の回動軸線を、水平方向で、かつ、テーブル１の長手方向と略平行な方向（Ｘ方向）に配置する。これにより、複数の垂直関節２３１、２３２および２３３の負荷に対する耐性を確保しつつ、複数の垂直関節２３１、２３２および２３３の小型化を図ることができる。
【００６８】
また、第１実施形態では、上記のように、垂直関節２３１、２３２および２３３を駆動させる駆動機構２５に、モータ２５１と、モータ２５１の回転を減速して出力する減速機２５２とを設け、垂直関節２３１、２３２および２３３の回動軸線を、減速機２５２の出力回転軸線と一致するように配置する。これにより、減速機２５２によりモータ２５１の出力トルクを増大させることができるので、モータ２５１の出力を大きくする必要がない。また、減速機２５２の出力回転軸を、水平方向で、かつ、テーブル１の長手方向と略平行な方向に配置することができるので、減速機２５２に対するモーメント負荷が大きくなるのを抑制することができる。
【００６９】
また、第１実施形態では、上記のように、多関節ロボットアーム２に、複数の水平関節２２１、２２２および２２３を有する水平多関節アセンブリ２２と、複数の垂直関節２３１、２３２および２３３を有する垂直多関節アセンブリ２３とを設け、水平多関節アセンブリ２２は、一方端がベース２１に支持され、他方端が垂直多関節アセンブリ２３の一方端を支持し、垂直多関節アセンブリ２３の他方端は、テーブル１を支持するように構成する。これにより、垂直多関節アセンブリ２３と、テーブル１との間において、テーブル１が水平方向に回転されることがないので、垂直関節２３１、２３２および２３３の回動軸線の延びる方向と、テーブル１の長手方向との関係を維持したまま、テーブル１を上下方向および水平方向に移動させることができる。また、複数の水平関節２２１、２２２および２２３を有する水平多関節アセンブリ２２により、テーブル１を所望の水平方向の位置に容易に移動させることができる。また、複数の垂直関節２３１、２３２および２３３を有する垂直多関節アセンブリ２３により、テーブル１を所望の上下方向の位置に容易に移動させることができる。また、ベース２１側に複数の水平関節２２１、２２２および２２３をまとめて配置するとともに、テーブル１側に複数の垂直関節２３１、２３２および２３３をまとめて配置することができるので、水平方向の移動については、ベース２１側の複数の水平関節２２１、２２２および２２３の駆動により行い、上下方向の移動については、テーブル１側の複数の垂直関節２３１、２３２および２３３の駆動により行うことができる。これにより、水平方向および鉛直方向の移動を、それぞれ、水平関節２２１、２２２および２２３と垂直関節２３１、２３２および２３３とを連動させながら駆動する必要がないので、垂直関節２３１、２３２および２３３と水平関節２２１、２２２および２２３とが交互に配置されている場合に比べて、多関節ロボットアーム２の駆動制御が複雑になるのを抑制することができる。
【００７０】
また、第１実施形態では、上記のように、水平多関節アセンブリ２２に３つの水平関節２２１、２２２および２２３を設け、垂直多関節アセンブリ２３に３つの垂直関節２３１、２３２および２３３を設ける。これにより、水平多関節アセンブリ２２を最大に伸ばした場合の長さを確保することを考慮すると、２つ以下の水平関節を設ける場合に比べて、関節間の距離を小さくすることができるので、水平多関節アセンブリ２２を畳んで縮めた場合に、よりコンパクトにすることができる。また、４つ以上の水平関節を設ける場合に比べて、装置構成を簡素化することができる。垂直多関節アセンブリ２３を最大に伸ばした場合の長さを確保することを考慮すると、２つ以下の垂直関節を設ける場合に比べて、関節間の距離を小さくすることができるので、垂直多関節アセンブリ２３を畳んで縮めた場合に、よりコンパクトにすることができる。また、４つ以上の垂直関節を設ける場合に比べて、装置構成を簡素化することができる。
【００７１】
また、第１実施形態では、上記のように、多関節ロボットアーム２を、少なくとも１つの水平関節（２２１、２２２および２２３のうち少なくとも１つ）により、テーブル１を鉛直方向（Ｚ方向）の軸線回りにヨー回転させるように構成する。これにより、多関節ロボットアーム２の１つ以上の水平関節（２２１、２２２および２２３のうち少なくとも１つ）により、テーブル１を所望の位置に容易にヨー回転移動させることができる。
【００７２】
また、第１実施形態では、上記のように、多関節ロボットアーム２を、少なくとも１つの垂直関節（２３１、２３２および２３３のうち少なくとも１つ）により、テーブル１を長手方向（Ｘ方向）の軸線回りにロール回動させるように構成する。これにより、多関節ロボットアーム２の１つ以上の垂直関節（２３１、２３２および２３３のうち少なくとも１つ）により、テーブル１を所望の回動角度位置に容易にロール回動移動させることができる。
【００７３】
また、第１実施形態では、上記のように、多関節ロボットアーム２に、テーブル１を支持するとともにテーブル１を短手方向（Ｙ方向）の軸線回りにピッチ回動させるピッチ回動機構２４を設ける。また、ピッチ回動機構２４に、軸心が鉛直方向に延びるように配置された第１ボールネジ２４３と、軸心が鉛直方向に延びるように配置された第２ボールネジ２４４と、第１ボールネジ２４３によって鉛直方向（Ｚ方向）に移動されテーブル１を支持する第１支持部材２４１と、第２ボールネジ２４４によって鉛直方向（Ｚ方向）に移動されテーブル１を支持する第２支持部材２４２と、を設ける。そして、第１支持部材２４１および第２支持部材２４２を、テーブル１の長手方向と平行な方向（Ｘ方向）に所定の距離を隔てて配置する。これにより、第１ボールネジ２４３および第２ボールネジ２４４を連動して駆動することにより、テーブル１を所望の回動角度位置に容易にピッチ回動移動させることができる。
【００７４】
また、第１実施形態では、上記のように、ピッチ回動機構２４に、第１ボールネジ２４３が延びる方向と平行な方向に延びるように配置された第１リニアガイド２４５と、第２ボールネジ２４４が延びる方向と平行な方向に延びるように配置された第２リニアガイド２４６と、を設け、第１支持部材２４１を、第１リニアガイド２４５にスライド移動可能に取り付け、第２支持部材２４２を、第２リニアガイド２４６にスライド移動可能に取り付ける。これにより、第１リニアガイド２４５により第１支持部材２４１を精度よく直線移動させることができるとともに、第２リニアガイド２４６により第２支持部材２４２を精度よく直線移動させることができるので、テーブル１を精度よくピッチ回動移動させることができる。
【００７５】
また、第１実施形態では、上記のように、水平多関節アセンブリ２２は、一方端がベース２１に支持され、他方端が垂直多関節アセンブリ２３の一方端を支持し、ピッチ回動機構２４は、垂直多関節アセンブリ２３の他方端に支持されるように構成する。これにより、ベース２１側に複数の水平関節２２１、２２２および２２３をまとめて配置するとともに、テーブル１側に複数の垂直関節２３１、２３２および２３３をまとめて配置することができるので、水平方向の移動については、ベース２１側の複数の水平関節２２１、２２２および２２３の駆動により行い、上下方向の移動については、テーブル１側の複数の垂直関節の駆動により行うことができる。これにより、水平方向および鉛直方向の移動を、それぞれ、水平関節２２１、２２２および２２３と垂直関節２３１、２３２および２３３とを連動させながら駆動する必要がないので、垂直関節と水平関節とが交互に配置されている場合に比べて、多関節ロボットアーム２の駆動制御が複雑になるのを抑制することができる。また、ピッチ回動機構２４を、垂直多関節アセンブリ２３のテーブル１側に設けることができるので、垂直多関節アセンブリ２３とは独立して、ピッチ回動機構２４により、テーブル１を容易にピッチ回動移動させることができる。
【００７６】
また、第１実施形態では、上記のように、テーブル１に、Ｘ線透過部１１と、Ｘ線透過部１１を支持する支持部１２とを設け、多関節ロボットアーム２の他方端は、テーブル１の一端近傍の支持部１２を支持するように構成する。これにより、多関節ロボットアーム２を支持部１２側に配置して、Ｘ線透過部１１の下方に十分な空間を確保すれば、Ｘ線透過部１１の下方にＸ線撮像装置３００を入れることができるので、テーブル１に載置された状態の患者１０に対してＸ線撮像を行うことができる。
【００７７】
［第２実施形態］
次に、図１０および図１１を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。この第２実施形態では、多関節ロボットアームが第１支持部材および第２支持部材を有するピッチ回動機構を含む上記第１実施形態とは異なり、多関節ロボットアームがピッチ回動支持部材を有するピッチ回動機構を含む構成の例について説明する。なお、第１実施形態と同様の箇所には同様の符号を付している。
【００７８】
（ロボット手術台の構成）
図１０に示すように、ロボット手術台４００は、患者載置用のテーブル１と、多関節ロボットアーム２ａと、制御部３とを備えている。多関節ロボットアーム２ａは、ベース２１と、水平多関節アセンブリ２２と、垂直多関節アセンブリ２３と、ピッチ回動機構２６とを備えている。水平多関節アセンブリ２２は、水平関節２２１、２２２および２２３を含んでいる。垂直多関節アセンブリ２３は、垂直関節２３１、２３２および２３３を含んでいる。ピッチ回動機構２６は、ピッチ回動支持部材２６１を含んでいる。
【００７９】
ここで、第２実施形態では、垂直関節２３１の回動軸線Ｂ１は、水平方向で、かつ、テーブル１の長手方向と略平行な方向（Ｘ方向）に配置されている。また、垂直関節２３２の回動軸線Ｂ２は、水平方向で、かつ、テーブル１の長手方向と略平行な方向（Ｘ方向）に配置されている。また、垂直関節２３３の回動軸線Ｂ３は、水平方向で、かつ、テーブル１の長手方向と略平行な方向（Ｘ方向）に配置されている。つまり、垂直多関節アセンブリ２３の複数の垂直関節２３１〜２３３の各々の回動軸線Ｂ１〜Ｂ３は、水平方向で、かつ、テーブル１の長手方向と略平行な方向（Ｘ方向）に配置されている。
【００８０】
また、第２実施形態では、多関節ロボットアーム２は、ピッチ回動機構２６により、テーブル１を短手方向（Ｙ方向）の軸線回りにピッチ回動させるように構成されている。ピッチ回動機構２６は、垂直多関節アセンブリ２３により支持されている。また、ピッチ回動機構２６は、テーブル１を支持している。具体的には、ピッチ回動機構２６は、テーブル１のＸ２方向側の端部近傍を支持している。
【００８１】
ピッチ回動機構２６のピッチ回動支持部材２６１は、テーブル１の一端をピッチ回動の回動軸線回りに回動可能に支持している。また、ピッチ回動機構２６は、第１ピッチ回動支持部材２６１ａと、第２ピッチ回動支持部材２６１ｂとを含んでいる。
【００８２】
第１ピッチ回動支持部材２６１ａは、テーブル１の一端を、テーブル１の短手方向と平行な回動軸線Ｃ１回りに回動可能に支持している。第１ピッチ回動支持部材２６１ａには、テーブル１をピッチ回動させるために、モータと、モータの回転を減速して伝達する減速機と、電磁ブレーキとが設けられている。第２ピッチ回動支持部材２６１ｂは、第１ピッチ回動支持部材２６１ａをテーブル１の短手方向と平行な回動軸線Ｃ２回りに回動可能に支持している。第２ピッチ回動支持部材２６１ｂには、第１ピッチ回動支持部材２６１ａをピッチ回動させるために、モータと、モータの回転を減速して伝達する減速機と、電磁ブレーキとが設けられている。
【００８３】
図１１に示すように、ピッチ回動機構２６は、第１ピッチ回動支持部材２６１ａおよび第２ピッチ回動支持部材２６１ｂを連動して移動させることにより、テーブル１を鉛直方向の下方向（Ｚ２方向）に移動させるように構成されている。
【００８４】
なお、第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
【００８５】
（第２実施形態の効果）
第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【００８６】
上記のように、第２実施形態では、第１実施形態と同様に、多関節ロボットアーム２ａの垂直関節２３１、２３２および２３３の回動軸線を、水平方向で、かつ、テーブル１の長手方向と略平行な方向（Ｘ方向）に配置する。これにより、手術が行われる患者１０が載置されるテーブル１を移動させる多関節ロボットアーム２ａの垂直関節２３１、２３２および２３３の負荷に対する耐性を確保しつつ、多関節ロボットアーム２ａの小型化を図ることができる。
【００８７】
また、第２実施形態では、上記のように、多関節ロボットアーム２ａに、テーブル１を支持するとともにテーブル１を短手方向（Ｙ方向）の軸線回りにピッチ回動させるピッチ回動機構２６を設け、ピッチ回動機構２６に、テーブル１の一端をピッチ回動の回動軸線回りに回動可能に支持するピッチ回動支持部材２６１を設ける。これにより、ピッチ回動支持部材２６１により、テーブル１を支持しつつ、ピッチ回動機構２６により、テーブル１を所望の回動角度位置に容易にピッチ回動移動させることができる。
【００８８】
また、第２実施形態では、上記のように、ピッチ回動機構２６のピッチ回動支持部材２６１は、テーブル１の一端をテーブル１の短手方向と平行な回動軸線回りに回動可能に支持する第１ピッチ回動支持部材２６１ａと、第１ピッチ回動支持部材２６１ａをテーブル１の短手方向と平行な回動軸線回りに回動可能に支持する第２ピッチ回動支持部材２６１ｂと含むように構成する。これにより、第１ピッチ回動支持部材２６１ａによるピッチ回動と、第２ピッチ回動支持部材２６１ｂによるピッチ回動との２段階によりテーブル１をピッチ回動させることができるので、テーブル１のピッチ回動可能角度を容易に大きくすることができる。
【００８９】
なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００９０】
［第３実施形態］
次に、図１２〜図１６を参照して、本発明の第３実施形態について説明する。この第３実施形態では、多関節ロボットアームが第１支持部材および第２支持部材を有するピッチ回動機構を含む上記第１実施形態とは異なり、多関節ロボットアームがリンク機構を有するピッチ回動機構を含む構成の例について説明する。なお、第１実施形態と同様の箇所には同様の符号を付している。
【００９１】
（ロボット手術台の構成）
図１２に示すように、ロボット手術台５００は、患者載置用のテーブル１と、多関節ロボットアーム５１０と、制御部３（図１３参照）とを備えている。多関節ロボットアーム５１０は、ベース５１１と、水平関節５１２、５１３および５１４を含む水平多関節アセンブリと、垂直関節５１５、５１６および５１７を含む垂直多関節アセンブリと、ピッチ回動機構５１８とを備えている。
【００９２】
多関節ロボットアーム５１０は、７の自由度によりテーブル１を移動させるように構成されている。具体的には、多関節ロボットアーム５１０は、水平多関節アセンブリにより、鉛直方向の回動軸線Ｅ１回りの回動、鉛直方向の回動軸線Ｅ２回りの回動、および、鉛直方向の回動軸線Ｅ３回りの回動の３の自由度を有している。また、多関節ロボットアーム５１０は、垂直多関節アセンブリにより、水平方向の回動軸線Ｆ１回りの回動、水平方向の回動軸線Ｆ２回りの回動、および、水平方向の回動軸線Ｆ３回りの回動の３の自由度を有している。また、多関節ロボットアーム５１０は、ピッチ回動機構５１８により、テーブル１を短手方向（Ｙ方向）の回動軸線回りにピッチ回動（図１３参照）させる１の自由度を有している。
【００９３】
ここで、第３実施形態では、垂直関節５１５の回動軸線Ｆ１は、水平方向で、かつ、テーブル１の長手方向と略平行な方向（Ｘ方向）に配置されている。また、垂直関節５１６の回動軸線Ｆ２は、水平方向で、かつ、テーブル１の長手方向と略平行な方向（Ｘ方向）に配置されている。また、垂直関節５１７の回動軸線Ｆ３は、水平方向で、かつ、テーブル１の長手方向と略平行な方向（Ｘ方向）に配置されている。つまり、垂直多関節アセンブリの複数の垂直関節５１５〜５１７の各々の回動軸線Ｆ１〜Ｆ３は、水平方向で、かつ、テーブル１の長手方向と略平行な方向（Ｘ方向）に配置されている。
【００９４】
また、第３実施形態では、多関節ロボットアーム５１０は、ピッチ回動機構５１８により、テーブル１を短手方向（Ｙ方向）の軸線回りにピッチ回動させるように構成されている。ピッチ回動機構５１８は、垂直多関節アセンブリにより支持されている。また、ピッチ回動機構５１８は、テーブル１を支持している。具体的には、ピッチ回動機構５１８は、テーブル１のＸ２方向側の端部近傍を支持している。
【００９５】
図１４に示すように、水平関節５１２〜５１４、垂直関節５１５〜５１７およびピッチ回動機構５１８は、それぞれ、駆動機構２７により駆動されるように構成されている。駆動機構２７は、モータ２７１と、モータ２７１の回転を減速して出力する第１減速機２７２と、第１減速機２７２の回転を減速して出力する第２減速機２７５とを含む。また、駆動機構２７は、ギア部２７３と、電磁ブレーキ２７４とを含む。
【００９６】
また、モータ２７１は、エンコーダ２７１ａと、内蔵の電磁ブレーキ２７１ｂとを有している。また、第２減速機２７５の回転軸には、電磁ブレーキ２７４が取り付けられている。電磁ブレーキ２７１ｂおよび２７４は、関節を制動させるように構成されている。エンコーダ２７１ａは、モータ２７１の駆動量を検知して、検知結果を制御部３に送信するように構成されている。水平関節５１２〜５１４の回動軸線は、第２減速機２７５の出力回転軸線と一致するように配置されている。垂直関節５１５〜５１７の回動軸線は、第２減速機２７５の出力回転軸線と一致するように配置されている。
【００９７】
モータ２７１は、サーボモータを含んでいる。モータ２７１は、制御部３の制御により駆動されるように構成されている。第１減速機２７２および第２減速機２７５は、たとえば、波動歯車減速機や、偏心揺動型遊星歯車減速機などの減速機により構成されている。なお、水平関節５１２〜５１４は、図３に示すように、１つの減速機を含む構成でもよい。
【００９８】
ピッチ回動機構５１８は、図１５に示すように、テーブル１の一端をピッチ回動の回動軸線回りに回動可能に支持している。また、ピッチ回動機構５１８は、回動部５２１と、ピボット５２２と、リンク５２３と、ピボット５２４と、スライダ５２５と、レール５２６とを有するリンク機構を含んでいる。ピッチ回動機構５１８は、図１５および図１６に示すように、テーブル１をＹ方向に見て、水平方向に対して角度θ３の範囲でピッチ回動可能である。
【００９９】
回動部５２１は、駆動機構２７の第２減速機２７５の出力回転軸に接続されて、回動軸線回りに回動するように構成されている。回動部５２１には、ピボット５２２を介して、リンク５２３が接続されている。ピボット５２２は、回動部５２１の回動中心線から所定の間隔を隔てて回動部５２１に接続している。つまり、回動部５２１が回動することにより、ピボット５２２が回動部５２１の周方向に沿って移動する。
【０１００】
また、リンク５２３のテーブル１側は、ピボット５２４を介して、スライダ５２５が接続されている。スライダ５２５は、レール５２６に沿って、水平方向に移動可能に構成されている。また、リンク５２３は、テーブル１の一端を支持するようにテーブル１に接続されている。つまり、リンク５２３が水平方向に対して傾斜することにより、テーブル１がピッチ回動されるように構成されている。
【０１０１】
図１６に示すように、回動部５２１が時計回りに回動すると、ピボット５２２が回動され、リンク５２３のピボット５２２側の端部が下方に移動する。これにより、ピボット５２４に接続されているスライダ５２５がテーブル１側に移動されるとともに、リンク５２３のテーブル１側の端部が上方に移動する。その結果、図１６に示すように、リンク５２３に接続されたテーブル１が時計回りにピッチ回動される。また、同様にして、回動部５２１が反時計回りに回動することにより、テーブル１が反時計回りにピッチ回動される。
【０１０２】
なお、第３実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
【０１０３】
（第３実施形態の効果）
第３実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【０１０４】
上記のように、第３実施形態では、第１実施形態と同様に、多関節ロボットアーム５１０の垂直関節５１５、５１６および５１７の回動軸線を、水平方向で、かつ、テーブル１の長手方向と略平行な方向（Ｘ方向）に配置する。これにより、手術が行われる患者１０が載置されるテーブル１を移動させる多関節ロボットアーム５１０の垂直関節５１５、５１６および５１７の負荷に対する耐性を確保しつつ、多関節ロボットアーム５１０の小型化を図ることができる。
【０１０５】
また、第３実施形態では、上記のように、駆動機構２７に、モータ２７１と、モータ２７１の回転を減速して出力する第１減速機２７２と、第１減速機２７２の回転を減速して出力する第２減速機２７５とを設け、垂直関節５１５、５１６および５１７の回動軸線を、第２減速機２７５の出力回転軸線と一致するように配置する。これにより、第１減速機２７２および第２減速機２７５により２段階で減速を行うことができるので、垂直関節５１５、５１６および５１７のモータ２７１の出力トルクを効果的に増大させることができる。その結果、モータ２７１の最大出力を小さくすることができるので、垂直関節５１５、５１６および５１７のモータ２７１を小さくすることができる。
【０１０６】
なお、第３実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
（変形例）
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【０１０７】
たとえば、上記第１〜第３実施形態では、ハイブリッド手術室にロボット手術台とともにＸ線撮像装置が設けられているハイブリッド手術室システムの例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ハイブリッド手術室にロボット手術台とともに患者の磁気共鳴画像を撮像する磁気共鳴イメージング装置が設けられていてもよい。なお、ハイブリッド手術室に、ロボット手術台とともにＸ線撮像装置および磁気共鳴イメージング装置の両方が設けられていてもよい。
【０１０８】
また、上記第１〜第３実施形態では、ハイブリッド手術室に１台のＸ線撮像装置が設けられている構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ハイブリッド手術室に、複数のＸ線撮像装置が設けられていてもよい。
【０１０９】
また、上記第１〜第３実施形態では、水平多関節アセンブリが３つの水平関節を有する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、水平多関節アセンブリが２つ以下の水平関節を有していてもよいし、４つ以上の水平関節を有していてもよい。
【０１１０】
また、上記第１〜第３実施形態では、垂直多関節アセンブリが３つの垂直関節を有する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、垂直多関節アセンブリが２つ以下の垂直関節を有していてもよいし、４つ以上の垂直関節を有していてもよい。
【０１１１】
また、上記第１および第２実施形態では、水平関節および垂直関節が、それぞれ、サーボモータと、減速機と、電磁ブレーキとを有している構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、それぞれの関節が、第１電磁ブレーキを内蔵したサーボモータと、第１減速機と、第２減速機と、第２減速機の回転軸に取り付けられた第２電磁ブレーキと、を有していてもよい。そして、水平関節および垂直関節は、各々のサーボモータの駆動により、回動軸線回りに回動される。このような構成により、各関節の駆動トルクを大きくすることができるとともに、各関節の安全性を向上することができる。
【０１１２】
また、水平関節は１つの減速機を介して駆動し、垂直関節は複数の減速機を介して駆動するようにしてもよい。
【０１１３】
また、上記第１〜第３実施形態では、多関節ロボットアームが７の自由度を有する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ロボットアームが６以下の自由度を有していてもよいし、８以上の自由度を有していてもよい。
【０１１４】
また、上記第１〜第３実施形態では、Ｘ線照射部とＸ線検出部とがＣアームにより支持されているＣアーム型のＸ線撮像装置の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、Ｘ線撮像装置は、たとえば、Ｘ線照射部およびＸ線検出部が上下方向に対向して配置されて支持されていてもよい。
【符号の説明】
【０１１５】
１：テーブル、２、２ａ、５１０：多関節ロボットアーム、１１：Ｘ線透過部、１２：支持部、２１、５１１：ベース、２２：水平多関節アセンブリ、２３：垂直多関節アセンブリ、２４、２６、５１８：ピッチ回動機構、２５、２７：駆動機構、１００、４００、５００：ロボット手術台、２００：ハイブリッド手術室、２２１、２２２、２２３、５１２、５１３、５１４：水平関節、２３１、２３２、２３３、５１５、５１６、５１７：垂直関節、２４１：第１支持部材、２４２：第２支持部材、２４３：第１ボールネジ、２４４：第２ボールネジ、２４５：第１リニアガイド、２４６：第２リニアガイド、２５１、２７１：モータ、２５２：減速機、２６１：ピッチ回動支持部材、２６１ａ：第１ピッチ回動支持部材、２６１ｂ：第２ピッチ回動支持部材、２７２：第１減速機、２７５：第２減速機、３００：Ｘ線撮像装置
【図１】
2018108342.tif 000003
【図２】
2018108342.tif 000004
【図３】
2018108342.tif 000005
【図４】
2018108342.tif 000006
【図５】
2018108342.tif 000007
【図６】
2018108342.tif 000008
【図７】
2018108342.tif 000009
【図８】
2018108342.tif 000010
【図９】
2018108342.tif 000011
【図１０】
2018108342.tif 000012
【図１１】
2018108342.tif 000013
【図１２】
2018108342.tif 000014
【図１３】
2018108342.tif 000015
【図１４】
2018108342.tif 000016
【図１５】
2018108342.tif 000017
【図１６】
2018108342.tif 000018