(57)【要約】【課題】作業部の使用回数を適切にカウントすることができるとともに、使用回数が設定回数に達したら作業部を強制的に使用不能とすることが可能な医療用マニピュレータシステムを提供する。【解決手段】医療用マニピュレータシステム１０は、グリップハンドル２６及び複合入力部２４を含む操作部１４と、操作部１４に着脱可能に装着され、エンドエフェクタ１９を有する作業部１６と、操作部１４を制御するコントローラ２９と、作業部１６毎の使用履歴データを保持する使用履歴保持部３８とを備える。コントローラ２９は、操作部１４に装着された作業部１６の使用履歴データを参照し、作業部１６の使用回数が設定回数を超えている場合には、操作入力部２４からの指示を無効とみなす。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業を行うエンドエフェクタを先端に設けた作業部と、入力操作される操作入力部及び前記エンドエフェクタを駆動するために前記操作入力部の操作内容に応じて動作する駆動源を含み前記作業部が着脱自在に装着される操作部とを有するマニピュレータと、
前記操作部が接続可能であり、少なくとも前記駆動源を制御するコントローラと、
前記作業部毎の使用履歴データを保持する使用履歴保持部と、を備え、
前記作業部には、前記作業部の個体識別情報を保持するＩＤ保持部が設けられ、
前記操作部には、前記ＩＤ保持部の前記個体識別情報を検出するＩＤ検出部が設けられ、
前記コントローラは、前記操作部に装着された前記作業部の前記使用履歴データを参照し、前記作業部の使用回数が設定回数を超えている場合には、前記操作入力部からの指示を無効とみなす、
ことを特徴とする医療用マニピュレータシステム。
【請求項２】
請求項１記載の医療用マニピュレータシステムにおいて、
前記ＩＤ保持部は、前記個体識別情報に対応した画像パターンを表示する表示手段であり、
前記ＩＤ検出部は、前記表示手段を撮像する撮像手段であり、
前記コントローラは、前記使用履歴保持部を内蔵し、前記使用履歴データの収集・更新・保管を行う、
ことを特徴とする医療用マニピュレータシステム。
【請求項３】
請求項１記載の医療用マニピュレータシステムにおいて、
前記ＩＤ保持部は、前記個体識別情報に対応した画像パターンを表示する表示手段であり、
前記ＩＤ検出部は、前記表示手段を撮像する撮像手段であり、
前記コントローラは複数設けられ、
前記マニピュレータは、前記複数のコントローラに接続可能であり、
前記複数のコントローラのうち、１つは前記使用履歴データの収集・更新・保管を行うマスターコントローラであり、残りはスレーブコントローラであり、
前記マスターコントローラ及び前記スレーブコントローラには、前記使用履歴保持部として機能するメモリーキーを接続可能であり、
前記マスターコントローラは、接続された前記メモリーキーに最新の使用履歴データをコピーし、
前記スレーブコントローラは、前記マスターコントローラによりコピーされた前記使用履歴データを、接続された前記メモリーキーから読み出し、接続された前記マニピュレータの前記作業部の個体識別情報と、前記使用履歴データとを参照し、前記作業部の使用回数が前記設定回数以内である場合には、前記メモリーキーの前記使用履歴データを更新し、前記作業部の使用回数が前記設定回数を超えている場合には、前記操作入力部からの指示を無効とみなす、
ことを特徴とする医療用マニピュレータシステム。
【請求項４】
請求項３記載の医療用マニピュレータシステムにおいて、
前記マスターコントローラから前記メモリーキーへ使用履歴データをコピーしてから所定の有効期限の経過後に前記メモリーキーが前記スレーブコントローラに接続された場合、前記スレーブコントローラは、前記使用履歴データを無効とみなして、前記操作入力部からの指示を無効とみなす、
ことを特徴とする医療用マニピュレータシステム。
【請求項５】
請求項１記載の医療用マニピュレータシステムにおいて、
前記使用履歴データの収集・更新・保管を行う使用履歴管理手段をさらに備え、
前記ＩＤ保持部は、前記個体識別情報を画像情報として保持する表示手段であり、
前記ＩＤ検出部は、前記表示手段を撮像する撮像手段であり、
前記コントローラは複数設けられ、
前記マニピュレータは、前記複数のコントローラに接続可能であり、
前記使用履歴管理手段及び前記コントローラには、前記使用履歴保持部として機能するメモリーキーを接続可能であり、
前記使用履歴管理手段は、接続された前記メモリーキーに最新の使用履歴データをコピーし、
前記コントローラは、接続された前記メモリーキーから前記使用履歴データを読み出し、接続された前記マニピュレータの前記作業部の個体識別情報と、前記使用履歴データとを参照し、前記作業部の使用回数が前記設定回数以内である場合には、前記メモリーキーの前記使用履歴データを更新し、前記作業部の使用回数が前記設定回数を超えている場合には、前記操作入力部からの指示を無効とする、
ことを特徴とする医療用マニピュレータシステム。
【請求項６】
請求項５記載の医療用マニピュレータシステムにおいて、
前記使用履歴管理手段から前記メモリーキーへ使用履歴データをコピーしてから所定の有効期限の経過後に前記メモリーキーが前記コントローラに接続された場合、前記コントローラは、前記使用履歴データを無効とみなす、
ことを特徴とする医療用マニピュレータシステム。
【請求項７】
請求項１記載の医療用マニピュレータシステムにおいて、
前記作業部には、少なくとも前記使用履歴データを記憶し、接触または非接触で読出し書込みが可能な記憶素子が設けられ、
前記操作部には、前記記憶素子に対して接触または非接触でデータの読出し及び書込みが可能なリーダライタが設けられ、
前記リーダライタは、前記コントローラの制御作用下に、前記記憶素子から前記使用履歴データを読み出して前記コントローラに送信し、
前記コントローラは、前記記憶素子から読み出した前記使用履歴データを参照し、前記作業部の使用回数が前記設定回数以内である場合には、前記記憶素子の前記使用履歴データを更新し、前記作業部の使用回数が前記設定回数を超えている場合には、前記操作入力部からの指示を無効とみなす、
ことを特徴とする医療用マニピュレータシステム。
【請求項８】
請求項７記載の医療用マニピュレータシステムにおいて、
前記ＩＤ保持部は、前記個体識別情報に対応した画像パターンを表示する表示手段であり、
前記ＩＤ検出部は、前記表示手段を撮像する撮像手段である、
ことを特徴とする医療用マニピュレータシステム。
【請求項９】
請求項８記載の医療用マニピュレータシステムにおいて、
前記記憶素子には、前記個体識別情報が記録され、
前記コントローラは、前記撮像手段により前記表示手段を撮像して、接続された前記マニピュレータの個体識別情報を取得し、前記表示手段から取得した個体識別情報と前記記憶素子から取得した個体識別情報とを照合して、両者が一致するか否かを判断し、一致しない場合には、前記操作入力部からの指示を無効とみなす、
ことを特徴とする医療用マニピュレータシステム。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の医療用マニピュレータシステムにおいて、
前記コントローラは、前記作業部の着脱の状況及びその時間に基づいて、症例の切り替わりの有無を判断し、症例が切り替わったと判断した場合には、前記作業部の使用回数をカウントアップし、前記作業部の使用回数が設定回数を超えている場合には、前記操作入力部からの指示を無効とみなす、
ことを特徴とする医療用マニピュレータシステム。
【請求項１１】
請求項１０記載の医療用マニピュレータシステムにおいて、
前記コントローラは、前記ルールが適用されていない状態で前記操作部に前記作業部が装着されて前記個体識別情報を認識したとき、新たな症例が開始したと判断し、個体識別情報を認識してから設定時間を超えて装着される前記作業部については、前記設定時間を超える毎に症例が切り替わったと判断する、
ことを特徴とする医療用マニピュレータシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力操作される入力部が設けられた操作部と、グリッパ等のエンドエフェクタをシャフトの先端に有し、操作部に対して着脱可能な作業部とを備えた医療用マニピュレータシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
内視鏡下外科手術（または腹腔鏡下手術とも呼ばれる。）においては、患者の腹部等に複数の孔を開け、これらの孔にトラカール（筒状の器具）を挿入した後、各トラカールを通して、腹腔鏡（カメラ）と複数の鉗子を体腔内に挿入する。鉗子の先端部には、エンドエフェクタとして、生体組織を把持するためのグリッパや、鋏、電気メスのブレード等が取り付けられている。腹腔鏡と鉗子を体腔内に挿入したら、腹腔鏡に接続されたモニタに映る腹腔内の様子を見ながら鉗子を操作して手術を行う。このような手術方法は、開腹を必要としないため、患者への負担が少なく、術後の回復や退院までの日数が大幅に低減される。このため、このような手術方法は、適用分野の拡大が期待されている。
【０００３】
トラカールから挿入される鉗子として、先端部に関節を持たない一般的な鉗子に加えて、先端部に複数の関節を有して先端部の姿勢を変更できる鉗子、いわゆる医療用マニピュレータの開発が行われている（例えば、特許文献１参照）。このような医療用マニピュレータによれば、体腔内で自由度の高い動作が可能であり、手技が容易となり、適用可能な症例が多くなる。
【０００４】
特許文献１にて提案された医療用マニピュレータは、エンドエフェクタ及び関節を有する先端動作部を含む作業部と、先端動作部を動作させるための駆動源を有する操作部とを備えている。作業部は、操作部に対して着脱可能であり、作業部を操作部に装着した状態で駆動源の駆動力が作業部の先端動作部に伝達されて先端動作部が動作するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１０４８５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述した作業部には、動力伝達部材として例えばワイヤが設けられており、このワイヤには使用に伴って伸び等の劣化が生じ、先端動作部の動作に支障をきたす可能性がある。このため、作業部の使用回数に上限を設け、設定された使用上限回数（使用制限回数）だけ使用したら、それ以上の使用を強制的に不可能とすることが考えられる。これに関連し、上記の特許文献１では、作業部の使用回数を使用履歴管理テーブルで記憶・管理することが提案されている。
【０００７】
しかしながら、特許文献１では、使用回数が設定回数を超えた作業部の使用を強制的に制限する手段については、提案がなされていない。
【０００８】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、使用回数が設定回数に達したら作業部を強制的に使用不能とすることが可能な医療用マニピュレータシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の医療用マニピュレータシステムは、作業を行うエンドエフェクタを先端に設けた作業部と、入力操作される操作入力部及び前記エンドエフェクタを駆動するために前記操作入力部の操作内容に応じて動作する駆動源を含み前記作業部が着脱自在に装着される操作部とを有するマニピュレータと、前記操作部が接続可能であり、少なくとも前記駆動源を制御するコントローラと、前記作業部毎の使用履歴データを保持する使用履歴保持部と、を備え、前記作業部には、前記作業部の個体識別情報を保持するＩＤ保持部が設けられ、前記操作部には、前記ＩＤ保持部の前記個体識別情報を検出するＩＤ検出部が設けられ、前記コントローラは、前記操作部に装着された前記作業部の前記使用履歴データを参照し、前記作業部の使用回数が設定回数を超えている場合には、前記操作入力部からの指示を無効とみなす、ことを特徴とする。
【００１０】
上記の本発明の構成によれば、作業部の使用回数が設定回数を越えている場合には、コントローラが作業部を使用不可と判断し、複合入力部からの指示を無効とみなすので、操作者が複合入力部を操作しても駆動源が動作せず、この結果、先端動作部が動作しない。したがって、使用回数が設定回数に達したら作業部を強制的に使用不能とすることができる。
【００１１】
前記ＩＤ保持部は、前記個体識別情報に対応した画像パターンを表示する表示手段であり、前記ＩＤ検出部は、前記表示手段を撮像する撮像手段であり、前記コントローラは、前記使用履歴保持部を内蔵し、前記使用履歴データの収集・更新・保管を行うとよい。
【００１２】
上記の構成は、１つの医療施設にコントローラが１台設置されている場合の使用に好適である。
【００１３】
前記ＩＤ保持部は、前記個体識別情報に対応した画像パターンを表示する表示手段であり、前記ＩＤ検出部は、前記表示手段を撮像する撮像手段であり、前記コントローラは複数設けられ、前記マニピュレータは、前記複数のコントローラに接続可能であり、前記複数のコントローラのうち、１つは前記使用履歴データの収集・更新・保管を行うマスターコントローラであり、残りはスレーブコントローラであり、前記マスターコントローラ及び前記スレーブコントローラには、前記使用履歴保持部として機能するメモリーキーを接続可能であり、前記マスターコントローラは、接続された前記メモリーキーに最新の使用履歴データをコピーし、前記スレーブコントローラは、前記マスターコントローラによりコピーされた前記使用履歴データを、接続された前記メモリーキーから読み出し、接続された前記マニピュレータの前記作業部の個体識別情報と、前記使用履歴データとを参照し、前記作業部の使用回数が前記設定回数以内である場合には、前記メモリーキーの前記使用履歴データを更新し、前記作業部の使用回数が前記設定回数を超えている場合には、前記操作入力部からの指示を無効とみなすとよい。
【００１４】
上記の構成は、１つの医療施設に複数台のコントローラがある場合の使用に好適である。すなわち、メモリーキーを介してマスターコントローラに使用履歴データが収集・更新されるので、マスターコントローラには最新の使用履歴データが保管される。一方、スレーブコントローラ側で作業部を使用するには、マスターコントローラからコピーした使用履歴データを記憶したメモリーキーをスレーブコントローラに接続する必要があるので、スレーブコントローラでは、マスターコントローラがもつ最新の使用履歴データを使用することになる。これにより、１つの医療施設にコントローラが複数台ある場合でも、使用回数の収集・更新・保管を確実に行うことができ、使用回数を適切にカウントすることが可能となる。
【００１５】
前記マスターコントローラから前記メモリーキーへ使用履歴データをコピーしてから所定の有効期限の経過後に前記メモリーキーが前記スレーブコントローラに接続された場合、前記スレーブコントローラは、前記使用履歴データを無効とみなして、前記操作入力部からの指示を無効とみなすとよい。
【００１６】
上記の構成によれば、メモリーキーに有効期限を設定するので、メモリーキーが複数ある場合でも、使用回数の誤差を軽減することができる。
【００１７】
前記使用履歴データの収集・更新・保管を行う使用履歴管理手段をさらに備え、前記ＩＤ保持部は、前記個体識別情報を画像情報として保持する表示手段であり、前記ＩＤ検出部は、前記表示手段を撮像する撮像手段であり、前記コントローラは複数設けられ、前記マニピュレータは、前記複数のコントローラに接続可能であり、前記使用履歴管理手段及び前記コントローラには、前記使用履歴保持部として機能するメモリーキーを接続可能であり、前記使用履歴管理手段は、接続された前記メモリーキーに最新の使用履歴データをコピーし、前記コントローラは、接続された前記メモリーキーから前記使用履歴データを読み出し、接続された前記マニピュレータの前記作業部の個体識別情報と、前記使用履歴データとを参照し、前記作業部の使用回数が前記設定回数以内である場合には、前記メモリーキーの前記使用履歴データを更新し、前記作業部の使用回数が前記設定回数を超えている場合には、前記操作入力部からの指示を無効とみなすとよい。
【００１８】
上記の構成は、１つの医療施設に複数台のコントローラがある場合に好適である。すなわち、メモリーキーを介して使用履歴管理手段に使用履歴データが収集・更新されるので、使用履歴管理手段には最新の使用履歴データが保管される。一方、コントローラ側で作業部を使用するには、使用履歴管理手段からコピーした使用履歴データを記憶したメモリーキーをコントローラに接続する必要があるので、コントローラでは、使用履歴管理手段がもつ最新の使用履歴データを使用することになる。これにより、１つの医療施設にコントローラが複数台ある場合でも、使用回数の収集・更新・保管を確実に行うことができ、使用回数を適切にカウントすることが可能となる。
【００１９】
前記使用履歴管理手段から前記メモリーキーへ使用履歴データをコピーしてから所定の有効期限の経過後に前記メモリーキーが前記コントローラに接続された場合、前記コントローラは、前記使用履歴データを無効とみなすとよい。
【００２０】
上記の構成によれば、メモリーキーに有効期限を設定するので、メモリーキーが複数ある場合でも、使用回数の誤差を軽減することができる。
【００２１】
前記作業部には、少なくとも前記使用履歴データを記憶し、接触または非接触で読出し書込みが可能な記憶素子が設けられ、前記操作部には、前記記憶素子に対して接触または非接触でデータの読出し及び書込みが可能なリーダライタが設けられ、前記リーダライタは、前記コントローラの制御作用下に、前記記憶素子から前記使用履歴データを読み出して前記コントローラに送信し、前記コントローラは、前記記憶素子から読み出した前記使用履歴データを参照し、前記作業部の使用回数が前記設定回数以内である場合には、前記記憶素子の前記使用履歴データを更新し、前記作業部の使用回数が前記設定回数を超えている場合には、前記操作入力部からの指示を無効とみなすとよい。
【００２２】
上記の構成は、接触または非接触で読出し書込みが可能な記憶素子を作業部に設置できる場合に好適である。すなわち、記憶素子には、少なくとも使用履歴データを記憶させることが可能であるので、作業部自体で最新の使用履歴データを保持しておくことができる。このため、１つの医療施設にコントローラが複数台ある場合でも、いずれか１つのコントローラをマスターコントローラとして用いたり、使用履歴管理手段として別途のコンピュータを用いたりする必要が無く、使用履歴データの収集・更新・保管を簡便且つ確実に行うことができる。
【００２３】
前記ＩＤ保持部は、前記個体識別情報に対応した画像パターンを表示する表示手段であり、前記ＩＤ検出部は、前記表示手段を撮像する撮像手段であるとよい。また、前記記憶素子には、前記個体識別情報が記録され、前記コントローラは、前記撮像手段により前記表示手段を撮像して、接続された前記マニピュレータの個体識別情報を取得し、前記表示手段から取得した個体識別情報と前記記憶素子から取得した個体識別情報とを照合して、両者が一致するか否かを判断し、一致しない場合には、前記操作入力部からの指示を無効とみなすとよい。
【００２４】
上記の構成によれば、表示手段から取得した個体識別情報と記憶素子から取得した個体識別情報とを照合して、両者が一致するか否かを判断し、一致しない場合には、操作入力部からの指示を無効とするので、表示手段または記憶素子を不正に改変された場合には、作業部が強制的に使用不能となる。これにより、使用回数の制限が不正に回避されることを防止することができる。
【００２５】
前記コントローラは、前記作業部の着脱の状況及びその時間に基づいて、症例の切り替わりの有無を判断し、症例が切り替わったと判断した場合には、前記作業部の使用回数をカウントアップし、前記作業部の使用回数が設定回数を超えている場合には、前記操作入力部からの指示を無効とみなすとよい。
【００２６】
上記の構成によれば、作業部の着脱の状況及びその時間に基づいて、症例の切り替わりの有無を判断するので、作業部の着脱の状況及びその時間に関して所定の条件設定を行うことで、１症例を適切に定義し、結果として、作業部の使用回数を適切にカウントすることができる。また、作業部の使用回数が設定回数（使用制限回数）を超えている場合には、操作入力部からの指示を無効とするので、操作者が操作入力部を操作しても駆動源が駆動せず、従って、エンドエフェクタを含む先端動作部が動作しない。これにより、使用制限回数に達した作業部を強制的に使用不能とすることができる。
【００２７】
前記コントローラは、前記ルールが適用されていない状態で前記操作部に前記作業部が装着されて前記個体識別情報を認識したとき、新たな症例が開始したと判断し、個体識別情報を認識してから設定時間を超えて装着される前記作業部については、前記設定時間を超える毎に症例が切り替わったと判断するとよい。
【００２８】
上記の構成によれば、１つの症例（手術）とみなす最大時間に対応させて第１設定時間を設定することにより、第１設定時間以内の使用を１回の使用としてみなして使用回数をカウントする。また、上記の構成では、作業部の使用時間が第１設定時間を超える毎に症例が切り替わったと判断するので、手術時間が相当に長い症例の場合には、複数回の使用とみなしてカウントすることになる。従って、使用回数に基づく使用制限の時期の適正化を図ることができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の医療用マニピュレータシステムによれば、作業部の使用回数を適切にカウントすることができるとともに、使用回数が設定回数に達したら作業部を強制的に使用不能とすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施形態に係る医療用マニピュレータシステムの斜視図である。
【図２】操作部と作業部とが分離した状態のマニピュレータを示す一部省略側面図である。
【図３】複合入力部及びその周辺部を示す一部省略斜視図である。
【図４】第１構成例に係る医療用マニピュレータシステムの概略構成図である。
【図５】第２構成例に係る医療用マニピュレータシステムの概略構成図である。
【図６】第３構成例に係る医療用マニピュレータシステムの概略構成図である。
【図７】第４構成例に係る医療用マニピュレータシステムの概略構成図である。
【図８】時間ルールを説明するための図である。
【図９】手術用ロボットシステムの概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明に係る医療用マニピュレータシステム（以下、マニピュレータシステムという。）について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。
【００３２】
まず、図１を参照し、本発明の一実施形態に係るマニピュレータシステム１０の全体構成について説明する。マニピュレータシステム１０は、先端に設けられた先端動作部１２で生体の一部を把持しまたは生体に触れて、所定の処置を行うための医療用の器具であるマニピュレータ１１と、マニピュレータ１１にケーブル２８を介して接続されたコントローラ２９とを備える。マニピュレータ１１は、ボディ２１と、ボディ２１から延出するシャフト１８と、シャフトの先端に設けられた先端動作部１２とを有する。
【００３３】
以下の説明では、シャフト１８の延在方向をＺ方向と規定し、さらに、シャフト１８の前方（先端側）をＺ１方向、後方（根元側）をＺ２方向と規定する。また、Ｚ方向に直角な方向であって、マニピュレータ１１を図１の姿勢にしたときのマニピュレータ１１を基準とした左右方向をＸ方向とし、特に、マニピュレータ１１の左側方向をＸ１方向、右側方向をＸ２方向と規定する。また、Ｚ方向に直角な方向であって、マニピュレータ１１を図１の姿勢にしたときのマニピュレータ１１の上下方向をＹ方向とし、特に、上方向をＹ１方向、下方向をＹ２方向と規定する。
【００３４】
なお、特に断りのない限り、これらの方向の記載はマニピュレータ１１が基準姿勢（中立姿勢）である場合を基準として表すものとする。これらの方向は説明の便宜上のものであり、マニピュレータ１１は任意の向きで（例えば、上下を反転させて）使用可能であることは勿論である。
【００３５】
マニピュレータ１１は、人手によって把持及び操作される操作部１４と、該操作部１４に対して着脱自在な作業部１６とを有する。操作部１４は、上述したボディ２１の一部を構成し、筐体を構成しＺ１方向及びＹ２方向に略Ｌ字状に延在する左右一対の上部カバー２５ａ、２５ｂと、上部カバー２５ａ、２５ｂ内に収容された駆動部３０と、人手によって操作される複合入力部２４（操作入力部）とを有する。
【００３６】
駆動部３０は、先端動作部１２の姿勢を変更させるための駆動源５０として２つのモータ５０ａ、５０ｂを有し、駆動源５０の駆動力が先端動作部１２に機械的に伝達されることで、エンドエフェクタ１９の姿勢を変更できるように構成されている。
【００３７】
操作部１４のＹ１方向頂部近傍には、上部カバー２５ａ、２５ｂから露出してマスタスイッチ３４が設けられ、マスタスイッチ３４のＺ１方向で視認しやすい箇所にＬＥＤ３５が設けられている。
【００３８】
操作部１４の基端側でＹ２方向に延びた部分は、人手によって把持されるグリップハンドル２６として構成されている。複合入力部２４は、グリップハンドル２６の上部の傾斜面に設けられており、左右方向への回動操作及び傾動操作を単独または複合的に行うことで、その操作に応じた信号がコントローラ２９に送信され、コントローラ２９が駆動部３０の駆動を制御することにより、エンドエフェクタ１９の姿勢変更が行われる。
【００３９】
作業部１６は、Ｚ方向で略対称に分割された一対の下部カバー３７ａ、３７ｂを筐体としており、上記の先端動作部１２と、この先端動作部１２を先端に設けた長尺且つ中空のシャフト１８と、このシャフト１８の基端側が固定され、下部カバー３７ａ、３７ｂ内に収容されたプーリボックス３２と、プーリボックス３２の後方に設けられ、トリガ軸３９を支点としてＸ方向の軸心を中心に回動可能に軸支されたトリガレバー３６とを有する。下部カバー３７ａ、３７ｂ、プーリボックス３２及びトリガレバー３６は、上述したボディ２１の一部を構成する。
【００４０】
作業部１６は、操作部１４に設けられた左右一対の着脱レバー４０、４０によって当該操作部１４と連結・固定されると共に、着脱レバー４０の開放操作によって操作部１４から分離可能であり、特別な器具を用いることなく、手術現場で容易に交換作業等を行うことができる。
【００４１】
先端動作部１２は、トリガレバー３６の操作に基づいて開閉動作するエンドエフェクタ１９と、複合入力部２４の操作に基づいてエンドエフェクタ１９の姿勢を変化させる姿勢変更機構１３とを有する。エンドエフェクタ１９は、例えば、生体の一部や縫合用の針を把持するグリッパ、生体の一部を切断するハサミ等として、所定の開閉動作軸を基準に開閉動作可能に構成される。
【００４２】
先端動作部１２及びシャフト１８は細径に構成されており、患者の腹部等に装着された円筒形状のトラカール２０を通して体腔２２内に挿入可能であり、複合入力部２４及びトリガレバー３６の操作によって体腔２２内で患部切除、把持、縫合及び結紮等の様々な手技を行うことができる。
【００４３】
トリガレバー３６は、下部カバー３７ａ、３７ｂ内のＺ２方向側の端部に設けられたトリガ軸３９に軸支されたアーム部３６ａと、このアーム部３６ａのＹ２側に設けられたトリガ操作子３６ｂとを有する。トリガ操作子３６ｂは、指輪部３６ｃと、この指輪部３６ｃのＹ２側に設けられた略円弧状の指掛け突起３６ｄとを有する。
【００４４】
エンドエフェクタ１９の開閉動作は、人手によるトリガレバー３６の操作（押し引き操作）に基づく力が機械的に伝達されることで行われる。具体的には、作業部１６の内部には、ロッド、ワイヤ（動力伝達部材）、プーリ等から構成される伝達機構が設けられており、トリガレバー３６の押し引き操作が、伝達機構によりエンドエフェクタ１９の開閉動作に変換されるようになっている。
【００４５】
姿勢変更機構１３は、先端を指向するロール軸（中立姿勢時にはＺ軸）を基準に回転するロール動作と、Ｙ方向のヨー軸を基準に傾動するヨー動作（傾動動作）とが可能であり、ロール動作と傾動動作とを選択的にまたは複合的に行うことが可能である。従って、先端動作部１２は、エンドエフェクタ１９の開閉動作、ロール動作及びヨー動作からなる３軸の動作が可能である。
【００４６】
本実施形態の場合、エンドエフェクタ１９の姿勢変更の動作（ロール動作及びヨー動作）は、複合入力部２４の操作に基づいて駆動源５０が駆動し、この駆動源５０の駆動力が先端動作部１２に機械的に伝達されることで行われる。
【００４７】
図２に示すように、駆動部３０は、上述したモータ５０ａ、５０ｂと、モータ５０ａ、５０ｂの各出力軸５６ａ、５６ｂに対して固定された駆動傘歯車５８ａ、５８ｂと、駆動傘歯車５８ａ、５８ｂと噛み合う２つの従動傘歯車６２ａ、６２ｂと、従動傘歯車６２ａ、６２ｂが固定された駆動軸６０ａ、６０ｂとを有する。駆動軸６０ａ、６０ｂの下端部には、例えば断面波形状の係合凸部６４ａ、６４ｂが設けられている。この構成により、モータ５０ａ（５０ｂ）の回転駆動力が、駆動傘歯車５８ａ（５８ｂ）、従動傘歯車６２ａ（６２ｂ）、駆動軸６０ａ（６０ｂ）及び係合凸部６４ａ（６４ｂ）へと伝達される。
【００４８】
プーリボックス３２には、プーリ７０ａ、７０ｂが設けられている。このプーリ７０ａ、７０ｂは、作業部１６が操作部１４に装着された状態で、駆動軸６０ａ、６０ｂに対して同軸である。プーリ７０ａ、７０ｂの上端には、プーリボックス３２の上面から露出した、例えば断面波形状の係合凹部７４ａ、７４ｂが設けられている。従って、操作部１４と作業部１６との装着時、係合凸部６４ａ、６４ｂと係合凹部７４ａ、７４ｂとが係合し、これにより、駆動軸６０ａ、６０ｂからの回転駆動力をプーリ７０ａ、７０ｂへと伝達することができる。なお、係合凸部６４ａや係合凹部７４ａの係合構造は他の構造であってもよい。
【００４９】
プーリ７０ａ、７０ｂには、それぞれ、動力伝達部材として、図示しないワイヤが巻き掛けられている。これらのワイヤは、シャフト１８内に挿通されており、先端動作部１２（図１参照）に設けられた姿勢変更機構１３に駆動力を伝達する。これにより、駆動軸６０ａ、６０ｂからの回転駆動力が、プーリ７０ａ、７０ｂ、前記ワイヤを介して姿勢変更機構１３に伝達され、エンドエフェクタ１９の姿勢変更が行われる。
【００５０】
なお、トリガレバー３６の操作をエンドエフェクタ１９の開閉動作に変換する機構、及び、駆動源５０の駆動をエンドエフェクタ１９の姿勢変更の動作に変換する機構としては、例えば、特開２００８−１０４８５５号公報や特開２００９−１０６６０６号公報に記載された構成と同様の構成を採用してよい。
【００５１】
操作部１４には、操作部１４と作業部１６の着脱を検出する着脱検出機構４２が設けられている。この着脱検出機構４２は、センサドグとして機能する検出シャフト４３と、検出シャフト４３の一端部（上端部）を検出する検出部４４とを有する。検出シャフト４３は、操作部１４内でＹ方向に移動自在に支持され、図示しないコイルバネによってＹ２方向（図２で下方）に弾性的に付勢されるとともに、図示しないスナップリングによって抜け止めがなされている。
【００５２】
検出部４４は、例えば、対向配置された投光器及び受光器からなるフォトセンサで構成することができ、このようなフォトセンサでは、投光器と受光器との間に検出シャフト４３が進入して光路を遮断することで、検出シャフト４３の存在が検出される。着脱検出機構４２は上記のように構成されているため、作業部１６が操作部１４に装着されると、検出シャフト４３が作業部１６によりＹ１方向に押圧されて移動し、検出部４４により検出シャフト４３の上端が検出される。コントローラ２９は、検出部４４からの信号に基づいて、作業部１６が操作部１４に装着されたことを認識する。
【００５３】
プーリボックス３２とアーム部３６ａとの間の位置には、トリガ軸３９の両端を支持する一対の支持プレート４５、４５間にＩＤ表示プレート４６が架設して固定され、ＩＤ表示プレート４６の表面に、作業部１６に係る各種情報を保持するＩＤ保持部４８として、作業部１６に係る各種情報の内容に対応した画像パターンを表示するバーコード（表示手段）４８Ａが設けられている。バーコード４８Ａは、下部カバーの上面に形成された切欠き部５２を通して、作業部１６の上方に露出している。
【００５４】
バーコード４８Ａとしては、幅の異なる白色及び黒色の線が交互に配列して印刷された一次元バーコード、または桝目に従って白色部及び黒色部が印刷されたＱＲコードのようなマトリクス型二次元コードを採用し得る。バーコード４８Ａには、作業部１６の個体識別情報（ＩＤ）、仕様、タイムスタンプ（製造日等）やシリアルナンバー、使用回数、使用制限回数等の情報が含まれている。バーコード４８Ａが保持している個体識別情報は、作業部１６毎に識別が可能なように異なる値が付与されている。
【００５５】
操作部１４の内部には、バーコード４８Ａを検出するためのＩＤ検出部５４として、バーコード４８Ａを撮像するためのカメラ５４Ａが配設されている。また、操作部１４において、作業部１６が操作部１４に装着された状態でバーコード４８Ａに対向する位置に、光を透過する部材からなる撮影窓５６が設けられ、さらに、撮影窓５６を介してバーコード４８Ａからの光（像）をカメラ５４Ａに向けて反射させるミラー５５が設けられている。このため、バーコード４８Ａは、鏡像となってカメラ５４Ａにより撮像される。なお、カメラ５４Ａの近傍には、図示しないＬＥＤが設けられており、バーコード４８Ａは、ミラーを介してＬＥＤにより照明される。このようなＬＥＤは、十分な光量が得られるように複数設けられるとよい。
【００５６】
このようなバーコード４８Ａを作業部１６に設けたことにより、操作部１４及びコントローラ２９では、カメラ５４Ａを用いて作業部１６の個体識別情報を認識することができ、作業部１６の種類（例えば、グリッパやはさみ、電気メス）に応じて、適切に且つ正確にモータ５０ａ、５０ｂ等を駆動制御することができる。
【００５７】
図３に示すように、先端動作部１２を電気的に駆動する複合入力部２４は、Ｚ軸（Ｙ軸）を中心としてＸ１及びＸ２方向に対称な構造であり、先端動作部１２に対してロール方向（軸回転方向）及びヨー方向（左右方向）の回転指令を与える複合的な入力部である。
【００５８】
複合入力部２４は、傾斜面２６ａに配置されたセンサホルダ８８によって支持されており、傾斜面２６ａのＺ１側（Ｙ１側）の回転操作部９０と、そのＺ２側（Ｙ２側）に設けられた傾動操作部９２と、傾動操作部９２の下部側面にそれぞれ配設された３つのスイッチ操作子９４ａ〜９４ｃとを有する。これら回転操作部９０等への入力は、センサホルダ８８内に設けられたスイッチ基板（図示せず）等によってその操作量が検出され、モータ５０ａ、５０ｂがコントローラ２９の制御下に適宜駆動制御される。
【００５９】
図１に示すように、コントローラ２９は、グリップハンドル２６の下端部から延在するケーブル２８と接続される。コントローラ２９は、マニピュレータ１１を総合的に制御する制御部であって、コントローラ２９の機能の一部または全部は、例えば操作部１４に一体的に搭載することもできる。コントローラ２９には電源ケーブル３１を介して外部電源（ＡＣ電源）から電力が供給されるようになっている。電源ケーブル３１は、コントローラ２９に対して接続及び取外しが可能となっている。コントローラ２９は、例えば、第１ポート２７ａ、第２ポート２７ｂ及び第３ポート２７ｃを備えており、３台のマニピュレータ１１を独立的に同時に制御することができる。
【００６０】
コントローラ２９では、着脱検出機構４２による作業部１６の装着の検出を、カメラ５４Ａ及びＬＥＤを起動制御してバーコード４８Ａから個体識別情報を取得するためのトリガ信号とすることもできる。すなわち、コントローラ２９は、作業部１６が操作部１４に装着されたと略同時に、カメラ５４Ａ及びＬＥＤを駆動制御してバーコード４８Ａから個体識別情報を取得する。コントローラ２９では、少なくとも作業部１６が操作部１４に装着されたときにカメラ５４Ａ及びＬＥＤを駆動制御してバーコード４８Ａから個体識別情報を取得し、それ以外のときにはカメラ５４Ａ及びＬＥＤの動作を停止しておくことで、処理負荷が低減すると共に省電力化を図ることができる。
【００６１】
コントローラ２９には、作業部１６毎の使用履歴データを保持する使用履歴保持部３８が設けられている。使用履歴保持部３８は、不揮発性記憶媒体で構成され、作業部毎の使用履歴データとして、使用回数、滅菌日時等を記憶している。また、コントローラ２９は、作業部１６の使用回数をカウントする機能を有する。使用回数のカウント方法の詳細については後述する。
【００６２】
次に、上述した作業部１６の使用履歴データの収集・更新・保管を好適に行うことが可能なシステム構成として、マニピュレータシステム１０のいくつかの構成例を説明する。
【００６３】
図４は、第１構成例に係るマニピュレータシステム１０ａの概略構成図である。このマニピュレータシステム１０ａは、マニピュレータ１１と、ケーブル２８を介してマニピュレータ１１と接続されたコントローラ２９とから構成されるものであり、１つの医療施設にコントローラ２９が１台設置されている場合の使用に適している。マニピュレータ１１及びコントローラ２９は、図１〜３に示したマニピュレータ１１及びコントローラ２９と同様の構成である。
【００６４】
このマニピュレータシステム１０ａにおいて、電源が入ってシステムが稼動しているコントローラ２９に操作部１４を接続するとともに、操作部１４に作業部１６を装着すると、コントローラ２９が作業部１６の装着を認識してカメラ５４Ａに対して固体識別情報を取得するための制御指令をする。すると、カメラ５４Ａがバーコード４８Ａから作業部１６の個体識別情報を取得、解析し、解析結果をコントローラ２９に転送する。
【００６５】
作業部１６の個体識別情報に基づき、コントローラ２９は、得られた個体識別情報と、コントローラ２９に設けられた記憶部（使用履歴保持部３８）の使用履歴データを参照し、作業部１６が使用可能であるか否かを判断する。すなわち、作業部１６の使用回数が使用制限回数以内である場合には、使用可能と判断し、作業部１６の使用回数が使用制限回数を超える場合には、使用不可と判断する。
【００６６】
コントローラ２９は、作業部１６を使用可能と判断した場合には、使用回数をカウントアップするとともに使用履歴データを更新する。このようにして使用可能と判断された作業部１６を装着したマニピュレータ１１の複合入力部２４を操作すると、コントローラ２９が複合入力部２４の操作内容に応じてモータ５０ａ、５０ｂを駆動制御し、これにより先端動作部１２が動作する。なお、コントローラ２９は、作業部１６の使用回数のカウントを行うに際し、後述する時間ルールを適用してもよい。
【００６７】
コントローラ２９は、作業部１６を使用不可と判断した場合には、複合入力部２４からの指示を無効とみなす。このため、操作者が複合入力部２４を操作してもモータ５０ａ、５０ｂが駆動せず、先端動作部１２が動作しない。
【００６８】
図５は、第２構成例に係るマニピュレータシステム１０ｂの概略構成図である。このマニピュレータシステム１０ｂは、少なくとも１つのマニピュレータ１１と、ケーブルを介してマニピュレータ１１と接続可能な複数（図示例では２つ）のコントローラ２９とから構成されるものであり、１つの医療施設に複数台のコントローラ２９がある場合の使用に好適である。
【００６９】
マニピュレータ１１の構成は、図１〜３に示したマニピュレータ１１の構成と同じである。複数のコントローラ２９は、基本的には、図１に示したコントローラ２９と同様の構成であるが、そのうち１つ（コントローラ２９Ａ）は、作業部１６の使用履歴データの収集・更新・保管を行うマスターコントローラとして設定され、残り（コントローラ２９Ｂ）はスレーブコントローラとして設定されている。なお、コントローラ２９は、設定の切り替えにより、マスターコントローラとスレーブコントローラとを切り替えることができるように構成されている。以下、説明の便宜上、コントローラ２９Ａをマスターコントローラと言い、コントローラ２９Ｂをスレーブコントローラと言う。
【００７０】
マスターコントローラ２９Ａ及びスレーブコントローラ２９Ｂには、作業部１６毎の使用履歴データを保持するメモリーキー４１を接続可能に構成されている。メモリーキー４１は、不揮発性記憶媒体であり、例えば、ＵＳＢメモリの形態を採用できる。
【００７１】
このマニピュレータシステム１０ｂにおいて、スレーブコントローラ２９Ｂ側でマニピュレータ１１を使用するには、まず、メモリーキー４１をマスターコントローラ２９Ａに接続する。すると、マスターコントローラ２９Ａは、内部に設けられた記憶部（使用履歴保持部３８）に使用履歴データをコピーする。
【００７２】
次に、メモリーキー４１をマスターコントローラ２９Ａから取り外して、スレーブコントローラ２９Ｂに接続する。次に、スレーブコントローラ２９Ｂに接続された操作部１４に作業部１６を装着する。すると、スレーブコントローラ２９Ｂが作業部１６の装着を認識してカメラ５４Ａに対して個体識別情報を取得するための制御指令を出す。すると、カメラ５４Ａがバーコード４８Ａを撮像して作業部１６の個体識別情報を取得、解析し、解析結果をスレーブコントローラ２９Ｂに転送する。
【００７３】
作業部１６の個体識別情報に基づき、スレーブコントローラ２９Ｂは、得られた個体識別情報と、メモリーキー４１の使用履歴データを参照し、作業部１６が使用可能であるか否かを判断する。すなわち、作業部１６の使用回数が使用制限回数以内である場合には、使用可能と判断し、作業部１６の使用回数が使用制限回数を超える場合には、使用不可と判断する。
【００７４】
スレーブコントローラ２９Ｂは、作業部１６を使用可能と判断した場合には、使用回数をカウントアップするとともにメモリーキー４１の使用履歴データを更新する。このようにして使用可能と判断された作業部１６を装着したマニピュレータ１１の複合入力部２４を操作すると、スレーブコントローラ２９Ｂが複合入力部２４の操作に応じてモータ５０ａ、５０ｂを駆動制御し、これにより先端動作部１２が動作する。なお、スレーブコントローラ２９Ｂは、作業部１６の使用回数のカウントを行うに際し、後述する時間ルールを適用してもよい。
【００７５】
スレーブコントローラ２９Ｂは、作業部１６を使用不可と判断した場合には、複合入力部２４からの指示を無効とみなす。このため、操作者が操作入力部２４を操作してもモータ５０ａ、５０ｂが駆動せず、先端動作部１２が動作しない。
【００７６】
このように、第２構成例に係るマニピュレータシステム１０ｂでは、メモリーキー４１を介してマスターコントローラ２９Ａに使用履歴データが収集・更新されるので、マスターコントローラ２９Ａには最新の使用履歴データが保管される。一方、スレーブコントローラ２９Ｂ側で作業部１６を使用するには、マスターコントローラ２９Ａからコピーした使用履歴データを記憶したメモリーキー４１をスレーブコントローラ２９Ｂに接続する必要があるので、スレーブコントローラ２９Ｂでは、マスターコントローラ２９Ａがもつ最新の使用履歴データを使用することになる。これにより、１つの医療施設にコントローラ２９が複数台ある場合でも、使用回数の収集・更新・保管を確実に行うことができ、使用回数を適切にカウントすることが可能となる。
【００７７】
症例が終了後は、使用した作業部１６の使用履歴が更新され、メモリーキー４１に記録されている。したがって、メモリーキー４１がマスターコントローラ２９Ａに接続されたとき、または、メモリーキー４１のデータを更新する際には、マスターコントローラ２９Ａ内部の使用履歴データとメモリーキー４１の使用履歴データが比較され、メモリーキーの使用履歴データの方が使用回数が多い作業部１６のデータについては、マスターコントローラの使用履歴データを更新する。そうすることにより、マスターコントローラ２９Ａの使用履歴データを適切に最新のデータとすることができる。
【００７８】
スレーブコントローラ２９Ｂは、スレーブコントローラ２９Ｂに接続されている操作部１４に作業部１６が装着される毎に、装着された作業部１６の使用履歴データを参照し、必要に応じて更新を行う必要がある。また、作業部１６の使用履歴データは、直ちにメモリーキー４１に記録することが望ましいため、メモリーキー４１がコントローラ２９に接続されていない状態では、操作部１４が接続され、作業部１６が装着されても使用ができないようにすることが望ましい。
【００７９】
メモリーキー４１が複数ある場合には、メモリーキー４１の使用履歴データに、有効期限を設定しておくことが好ましい。すなわち、マスターコントローラ２９Ａからメモリーキー４１へ使用履歴データをコピーしてから所定の有効期限の経過後にメモリーキー４１がスレーブコントローラ２９Ｂに接続された場合、スレーブコントローラ２９Ｂは、使用履歴データを無効とみなして、複合入力部２４からの指示を無効とみなすのがよい。上記の有効期限は、例えば、３時間、６時間、１２時間、２４時間、または１症例分の時間とすることができる。このように、メモリーキー４１に有効期限を設定することにより、メモリーキー４１が複数ある場合でも、使用回数の誤差を軽減することができる。
【００８０】
なお、マニピュレータシステム１０ｂにおいて、マニピュレータ１１をマスターコントローラ２９Ａに接続して使用してもよい。この場合の使用方法は、第１構成例に係るマニピュレータシステム１０ａと同様となる。
【００８１】
図６は、第３構成例に係るマニピュレータシステム１０ｃの概略構成図である。このマニピュレータシステム１０ｃは、第２構成例に係るマニピュレータシステム１０ｂにおいて、マスターコントローラ２９Ａを使用履歴管理手段４７に置き換えた構成である。すなわち、マニピュレータシステム１０ｃは、少なくとも１つのマニピュレータ１１と、ケーブル２８を介してマニピュレータ１１と接続可能な複数（図示例では２つ）のコントローラ２９と、作業部１６の使用履歴データの収集・更新・保管を行う使用履歴管理手段４７とから構成されるものであり、１つの医療施設に複数台のコントローラ２９がある場合の使用に適している。
【００８２】
マニピュレータ１１の構成は、図１〜３に示したマニピュレータ１１の構成と同じである。複数のコントローラ２９は、基本的には、図１に示したコントローラ２９と同様の構成であるが、コントローラ２９には、作業部１６毎の使用履歴データを保持するメモリーキー４１が接続できるように構成されている。使用履歴管理手段４７には、メモリーキー４１を接続可能な接続ポート４７ａが設けられている。このような使用履歴管理手段４７としては、例えば、汎用コンピュータを用いることができる。
【００８３】
このマニピュレータシステム１０ｃにおいて、複数のコントローラ２９の１つ（これをコントローラ２９Ｃとする）を用いてマニピュレータ１１を使用するには、まず、メモリーキー４１を使用履歴管理手段４７に接続する。すると、使用履歴管理手段４７は、メモリーキー４１に使用履歴データをコピーする。
【００８４】
次に、メモリーキー４１を使用履歴管理手段４７から取り外して、コントローラ２９Ｃに接続する。次に、コントローラ２９Ｃに接続された操作部１４に作業部１６を装着する。すると、コントローラ２９Ｃが作業部１６の装着を認識してカメラ５４Ａに対して個体識別情報を取得するための制御指令をする。すると、カメラ５４Ａがバーコード４８Ａを撮像して作業部１６の個体識別情報を取得、解析し、解析結果をコントローラ２９Ｃに転送する。
【００８５】
作業部１６の個体識別情報に基づき、コントローラ２９Ｃは、得られた個体識別情報と、メモリーキー４１の使用履歴データを参照し、作業部１６が使用可能であるか否かを判断する。すなわち、作業部１６の使用回数が使用制限回数以内である場合には、使用可能と判断し、作業部１６の使用回数が使用制限回数を超える場合には、使用不可と判断する。
【００８６】
コントローラ２９Ｃは、作業部１６を使用可能と判断した場合には、使用回数をカウントアップするとともにメモリーキー４１の使用履歴データを更新する。このようにして使用可能と判断された作業部１６を装着したマニピュレータ１１の複合入力部２４を操作すると、コントローラ２９Ｃが複合入力部２４の操作に応じてモータ５０ａ、５０ｂを駆動制御し、これにより先端動作部１２が動作する。なお、コントローラ２９Ｃは、作業部１６の使用回数のカウントを行うに際し、後述する時間ルールを適用してもよい。
【００８７】
コントローラ２９Ｃは、作業部１６を使用不可と判断した場合には、複合入力部２４からの指示を無効とみなす。このため、操作者が複合入力部２４を操作してもモータ５０ａ、５０ｂが駆動せず、先端動作部１２が動作しない。
【００８８】
このように、第３構成例に係るマニピュレータシステム１０ｃでは、メモリーキー４１を介して使用履歴管理手段４７に使用履歴データが収集・更新されるので、使用履歴管理手段４７には最新の使用履歴データが保管される。一方、コントローラ２９側で作業部１６を使用するには、使用履歴管理手段４７からコピーした使用履歴データを記憶したメモリーキー４１をコントローラ２９に接続する必要があるので、コントローラ２９では、使用履歴管理手段４７がもつ最新の使用履歴データを使用することになる。これにより、１つの医療施設にコントローラ２９が複数台ある場合でも、使用回数の収集・更新・保管を確実に行うことができ、使用回数を適切にカウントすることが可能となる。
【００８９】
また、第２構成例に係るマニピュレータシステム１０ｂと同様に、第３構成例に係るマニピュレータシステム１０ｃにおいても、メモリーキー４１に有効期限を設定するとよい。メモリーキー４１に有効期限を設定することにより、メモリーキー４１が複数ある場合でも、使用回数の誤差を軽減することができる。
【００９０】
図７は、第４構成例に係るマニピュレータシステム１０ｄの概略構成図である。このマニピュレータシステム１０ｄは、少なくとも１つのマニピュレータ１１ａと、ケーブル２８を介してマニピュレータ１１ａと接続可能なコントローラ２９ａとから構成されるものであり、接触または非接触で読出し書込みが可能な記憶素子５７（不揮発性記憶媒体）を作業部１６ａに設置できる場合の使用に適している。
【００９１】
マニピュレータ１１ａは、図１〜図３に示したマニピュレータ１１に対して、記憶素子５７及びリーダライタ５９を追加した構成である。記憶素子５７は、作業部１６ａに設けられている。すなわち、作業部１６ａは、図１及び図２に示した作業部１６に対して、記憶素子５７を追加した構成である。記憶素子５７は、図示例では、内部に記憶された情報の読出し及び書込みを無線通信により行うことが可能なＩＣタグ５７Ａとして構成されている。なお、記憶素子５７は、ＩＣタグ５７Ａに限られず、接触により読出し書込みが可能な他の不揮発性記憶媒体であってもよい。
【００９２】
記憶素子５７は、少なくとも作業部１６の使用履歴データを記憶している。このほか、記憶素子５７には、個体識別情報、鉗子種別、作動範囲、動作速度、制御パラメータ、個体誤差情報などの情報を記録してもよい。もちろん、書き換えの必要の無いデータ（使用履歴データ以外）については、バーコード４８Ａ（ＱＲコード）に記録してもよい。また、バーコード４８Ａを無くして記憶素子５７のみにし、個体識別情報を記憶素子５７に記録してもよい。
【００９３】
なお、書き換えの必要な使用履歴データのみを記憶素子５７に記録しておけば、書き換えの必要の無いデータを、何らかの理由（電気的外乱など）で不用意に書き換えられることによる誤認識、誤作動、読み取り不能などを避けることができる。
【００９４】
リーダライタ５９は、記憶素子５７に対して接触または非接触でデータの読出し及び書込みが可能に構成されおり、操作部１４ａに設けられている。すなわち、操作部１４ａは、図１及び図２に示した操作部１４に対して、リーダライタ５９を追加した構成である。図示例の記憶素子５７はＩＣタグ５７Ａとして構成されているため、図示例のリーダライタ５９は、ＩＣタグ５７Ａに対して電磁波を利用して非接触でデータの読出し書込みが可能な送受信器５９Ａとして構成されている。コントローラ２９ａは、図１に示したコントローラ２９に対して、リーダライタ５９に対する制御、及び以下に説明する記憶素子５７に係る情報処理を実行する機能を付加したものである。
【００９５】
このマニピュレータシステム１０ｄにおいて、電源が入ってシステムが稼動しているコントローラ２９ａに操作部１４ａを接続するとともに、操作部１４ａに作業部１６ａを装着すると、コントローラ２９ａが作業部１６ａの装着を認識して、バーコード４８Ａから個体識別情報を取得するようにカメラ５４Ａを制御するとともに、記憶素子５７からの個体識別情報を取得するようにリーダライタ５９を制御する。
【００９６】
すると、カメラ５４Ａがバーコード４８Ａから個体識別情報を取得、解析するとともに、リーダライタ５９が記憶素子５７から個体識別情報及び使用履歴データを取得、解析して、それぞれ解析結果をコントローラ２９ａに転送する。
【００９７】
コントローラ２９ａは、バーコード４８Ａから取得した個体識別情報と記憶素子５７から取得した個体識別情報とを照合して、両者が一致するか否かを判断する。このとき、両者が一致しない場合には、使用不可と判断する。
【００９８】
一方、バーコード４８Ａから取得した個体識別情報と記憶素子５７から取得した個体識別情報とを照合した結果、両者が一致すると判断した場合には、コントローラ２９ａは、記憶素子５７から読み出した使用履歴データを参照する。この結果、作業部１６ａの使用回数が使用制限回数以内である場合には、使用可能と判断し、作業部１６ａの使用回数が使用制限回数を超える場合には、使用不可と判断する。
【００９９】
コントローラ２９ａは、作業部１６ａを使用可能と判断した場合には、使用回数をカウントアップするとともに使用履歴データを更新する。このようにして使用可能と判断された作業部１６ａを装着したマニピュレータ１１ａの複合入力部２４を操作すると、コントローラ２９ａが複合入力部２４の操作に応じてモータ５０ａ、５０ｂを駆動制御し、これにより先端動作部１２が動作する。なお、コントローラ２９ａは、作業部１６の使用回数のカウントを行うに際し、後述する時間ルールを適用してもよい。
【０１００】
コントローラ２９ａは、作業部１６ａを使用不可と判断した場合には、複合入力部２４からの指示を無効とみなす。このため、操作者が複合入力部２４を操作してもモータ５０ａ、５０ｂが駆動せず、先端動作部１２が動作しない。
【０１０１】
このように、第４構成例に係るマニピュレータシステム１０ｄでは、記憶素子５７には、個体識別情報及び使用履歴データを記憶させることが可能であるので、作業部１６ａ自体で最新の使用履歴データを保持しておくことができる。このため、１つの医療施設にコントローラ２９ａが複数台ある場合でも、いずれか１つのコントローラ２９ａをマスターコントローラとして用いたり、使用履歴管理手段として別途のコンピュータを用いたりする必要が無く、使用履歴データの収集・更新・保管を簡便且つ確実に行うことができる。
【０１０２】
第４構成例に係るマニピュレータシステム１０ｄでは、バーコード４８Ａから取得した個体識別情報と記憶素子５７から取得した個体識別情報とを照合して、両者が一致するか否かを判断し、一致しない場合には、複合入力部２４からの指示を無効とするので、バーコード４８Ａまたは記憶素子５７を不正に改変された場合には、作業部１６ａが強制的に使用不能となる。これにより、使用回数の制限が不正に回避されることを防止することができる。
【０１０３】
上述したコントローラ２９は、作業部１６の使用回数をカウントするに際して、以下に説明する所定の時間ルールに基づいて１症例を定義することで、使用回数をカウントしてもよい。ここで、本明細書において「１症例」とは、マニピュレータ１１を用いて治療的処置である外科的手術を行う１単位、すなわち１回の手術を意味する。
【０１０４】
具体的には、コントローラ２９は、１症例毎に作業部１６の使用回数をカウントし、作業部１６の使用回数が使用制限回数（設定回数）を超えている場合には、操作入力部である複合入力部２４からの指示を無効とみなす。すなわち、作業部１６の使用回数が使用制限回数を超えている場合には、コントローラ２９は、複合入力部２４が操作されても、モータ５０ａ、５０ｂを駆動する制御を行わない。
【０１０５】
時間ルールは、１症例を定義するためのルールである。実際の手術が長時間に及ぶ症例に作業部１６を使用する場合に、これを１回の使用とみなしたのでは作業部１６の耐久性に問題が生じる可能性がある。そこで、時間ルールでは、１症例の最大時間（例えば、５時間）をカウントアップの基準時間として考え、この基準時間をコントローラ２９に設定しておき、コントローラ２９は、作業部１６の使用回数を設定時間（基準時間）でカウントアップする。
【０１０６】
具体的には、時間ルールでは、時間ルールが適用されていない状態で操作部１４に作業部１６が装着されてコントローラ２９が個体識別情報を認識したとき、作業部１６の使用回数をカウントアップし、個体識別情報を認識してから設定時間を超えて装着される作業部１６については、設定時間を超える毎に症例が切り替わったと判断する。
【０１０７】
図８において、横軸は時間であり、操作部１４（Ａ２、Ｂ２とする）のコントローラ２９に対する接続状態と、操作部Ａ２、Ｂ２に装着される作業部１６（それぞれ、Ａ１、Ｂ１とする）の装着状態とを横軸方向に延びるバーの有無で表現している。すなわち、白抜きのバーが存在する部分は、作業部Ａ１（Ｂ１）が操作部Ａ２（Ｂ２）に装着されている期間を示し、ハッチング付きのバーが存在する部分は、操作部Ａ２（Ｂ２）がコントローラ２９に接続されている期間を示す。
【０１０８】
ここで、設定時間を５時間と設定し、使用制限回数（設定回数）を２０回とした場合を例に、時間ルールに係る使用回数のカウントの具体例を説明する。図８に示すように、例えば、時刻ａにおいて操作部Ａ２がコントローラ２９に接続されるとともに、その操作部Ａ２に作業部Ａ１が装着されると、コントローラ２９において作業部Ａ１の個体識別情報が認識される。時刻ａより以前に操作部Ａ２のみがコントローラ２９に接続され、時刻ａにおいて操作部Ａ２に作業部Ａ１が装着された場合でも、同様に作業部Ａ１の個体識別情報が認識される。すると、コントローラ２９は、症例１が始まったと判断し、作業部Ａ１の使用回数をカウントアップするとともに、タイマ機能を利用して、第１ルールのカウントダウンを開始する。このとき、作業部Ａ１の使用回数は、１回目（残り１９回）となったものとする。
【０１０９】
また、時刻ａより後に、操作部Ｂ２がコントローラ２９に接続されるとともに、その操作部Ｂ２に作業部Ｂ１が装着されると、コントローラ２９において作業部Ｂ１の個体識別情報が認識され、作業部Ｂ１の使用回数がカウントアップされる。このとき、作業部Ｂ１の使用回数は、２０回目（残り０回）となったものとする。
【０１１０】
時刻ｂより少し前に操作部Ｂ２及び作業部Ｂ１が取り外され、その後、時刻ｂに再接続された場合、作業部Ｂ１は同じ症例内ですでに使用回数がカウントされているため、作業部Ｂ１の使用回数はカウントアップされない。
【０１１１】
時刻ｃにおいて、第１ルールでの使用が５時間（設定時間）に達したため、コントローラ２９は、症例２（次の症例）が開始したとみなし、作業部Ａ１、Ｂ１の使用回数をカウントアップする。この場合、作業部Ｂ１については、使用制限回数を超えているため、使用不能となる。すなわち、時刻ｃ以降に複合入力部２４が操作されても、コントローラ２９は複合入力部２４からの指示を無効とみなし、モータ５０ａ、５０ｂの駆動制御を行わない。
【０１１２】
このように、本発明に係るマニピュレータシステム１０では、作業部１６の着脱の状況及びその時間に基づいて、症例の切り替わりの有無を判断するので、作業部１６の着脱の状況及びその時間に関して所定の条件設定を行うことで、１症例を適切に定義し、結果として、作業部１６の使用回数を適切にカウントすることができる。すなわち、１つの症例（手術）とみなす最大時間に対応させて第１設定時間を設定することにより、第１設定時間以内の使用を１回の使用としてみなして使用回数をカウントする。
【０１１３】
また、上記の構成では、作業部１６の使用時間が設定時間（基準時間）を超える毎に症例が切り替わったと判断するので、手術時間が相当に長い症例の場合には、複数回の使用とみなしてカウントすることになる。従って、使用回数に基づく使用制限の時期の適正化を図ることができる。
【０１１４】
また、作業部１６の使用回数が使用制限回数（設定回数）を超えている場合には、操作入力部からの指示を無効とするので、操作者が複合入力部２４を操作しても駆動源が駆動せず、従って、エンドエフェクタ１９を含む先端動作部１２が動作しない。これにより、使用制限回数に達した作業部１６を強制的に使用不能とすることができる。
【０１１５】
症例の開始は、必ずしも上述の判断基準である必要はない。メモリーキー４１のデータの更新時、コントローラ２９に電源が投入された時、操作部１４が接続された時、作業部１６が接続され操作が開始された時などを１症例の開始時間としてもよい。
【０１１６】
また、必ずしも上述のように、統一の症例開始時刻ではなく、操作部１４が接続された時、作業部１６が接続され操作が開始された時などを基準に、個々の作業部１６毎に１症例の開始時間を設定してもよい。これにより、設定時間を越えるような長時間の症例に対して、症例の後半のみに使用する作業部１６について、過剰にカウントすることを避けることができる。
【０１１７】
本発明は、例えば、図９に示すような手術用ロボットシステム５００に適用することもできる。
【０１１８】
手術用ロボットシステム５００は、多関節型のロボットアーム５０２と、ロボットアームを制御するコンソール５０４とを有し、ロボットアーム５０２の先端には前記のマニピュレータ本体１１と同じ機構が設けられている。ロボットアーム５０２の先端部５０８には、操作部１４に代えて、内部に駆動部３０を収納した基部１４ｂが固定され、該基部１４ｂに対して、先端動作部１２が設けられた作業部１６が着脱可能に取り付けられる。
【０１１９】
ロボットアーム５０２は、作業部１６を移動させる手段であればよく、据置型に限らず、例えば自律移動型でもよい。ロボットアーム５０２は、独立的な６以上の関節（回転軸やスライド軸等）を有すると、作業部１６の位置及び向きを任意に設定できて好適である。基部１４ｂは、ロボットアーム５０２の先端部５０８と一体化している。
【０１２０】
コンソール５０４には、操作指令部としての２つのジョイスティック５０６と、モニタ５１０が設けられている。コンソール５０４は、テーブル型、制御盤型等の構成を採り得る。ロボットアーム５０２は、コンソール５０４の作用下によって動作し、プログラムによる自動動作や、コンソール５０４に設けられたジョイスティック５０６に倣った操作、及びこれらの複合的な動作をする構成にしてもよい。コンソール５０４は、前記のコントローラ２９の機能を含んでいる。
【０１２１】
２つのジョイスティック５０６により、２台のロボットアーム５０２を個別に操作することが可能である。なお、図９では、ロボットアーム５０２を１台だけ図示している。２つのジョイスティック５０６は、両手で操作し易い位置に設けられている。ジョイスティック５０６は、上下動作、左右動作、捻り動作、及び傾動動作が可能であり、これらの動作に応じてロボットアーム５０２を動かすことができる。ジョイスティック５０６はマスターアームであってもよい。
【０１２２】
ジョイスティック５０６には、グリップハンドル２６Ａと、押し引き操作されるトリガレバー３６Ａと、回動操作及び傾動操作される複合操作部２４Ａとが設けられている。トリガレバー３６Ａは、前記のトリガレバー３６に代わるものであり、トリガレバー３６Ａを操作することにより、図示しないモータ（人手によって操作する入力部に連動するアクチュエータ）が駆動し、エンドエフェクタ３００が開閉動作する。
【０１２３】
複合入力部２４Ａは、前記の複合入力部２４に代わるものであり、複合入力部２４Ａを操作することにより、その操作内容に応じて、コンソール５０４により駆動部３０が制御され、先端動作部１２のロール動作、傾動動作またはこれらの複合動作が行われる。
【０１２４】
ロボットアーム５０２とコンソール５０４との間の通信手段は、有線、無線、ネットワークまたはこれらの組合せでよい。モニタ５１０には、軟性鏡による画像等の情報が表示される。
【０１２５】
上記において、本発明について好適な実施の形態を挙げて説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改変が可能なことは言うまでもない。
【符号の説明】
【０１２６】
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ…医療用マニピュレータシステム
１１、１１ａ…マニピュレータ              １４、１４ａ、１４ｂ…操作部
１６、１６ａ…作業部                      １９…エンドエフェクタ
２９、２９ａ、２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃ…コントローラ
３８…使用履歴保持部                      ４１…メモリーキー
４８…ＩＤ保持部                          ４８Ａ…バーコード（表示手段）
５０…駆動源                              ５４…ＩＤ検出部
５４Ａ…カメラ                            ５７…記憶素子
５９…リーダライタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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