(57)【要約】【課題】処置の正確性を増大させることが可能な内視鏡手術装置を提供する。【解決手段】内視鏡手術装置は、内視鏡１０１のチャンネルに挿通され、処置機能を備える処置部２０２を有し、移動機能を備える処置用処置具２０１と、処置用処置具２０１による処置の基準となる基準位置Ｏ及び基準位置Ｏに対する基準方向Ｄを設定する設定手段と、基準位置Ｏに対する基準方向Ｄへの処置用処置具２０１の移動状態を検出する検出手段と、移動状態に基づいて移動機能あるいは処置機能を制御する制御手段と、を有する。【選択図】      図４
2008188109.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内視鏡のチャンネルに挿通され、処置機能を備える処置部を有し、移動機能を備える処置用処置具と、
前記処置用処置具による処置の基準となる基準位置及び前記基準位置に対する基準方向を設定する設定手段と、
前記基準位置に対する前記基準方向への前記処置用処置具の移動状態を検出する検出手段と、
前記移動状態に基づいて前記移動機能あるいは前記処置機能を制御する制御手段と、
を具備することを特徴とする内視鏡手術装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記移動状態に応じて、前記基準位置に対する前記基準方向への前記処置用処置具の移動状態あるいは前記処置部の処置能力を変化させる、
ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡手術装置。
【請求項３】
前記設定手段は、複数の基準方向を設定し、
前記移動状態に対する前記移動状態の変化あるいは前記処置能力の変化が、前記複数の基準方向について夫々異なる、
ことを特徴とする請求項２に記載の内視鏡手術装置。
【請求項４】
内視鏡のチャンネルに挿通され、処置機能を備える処置部を有し、移動機能を備える処置用処置具と、
前記処置用処置具による処置の基準となる基準位置及び前記基準位置に対する基準方向を設定する設定手段と、
前記基準位置に対する前記基準方向への前記処置用処置具の移動状態を検出する検出手段と、
警告を発生する警告手段と、
前記移動状態に基づいて前記警告手段に警告を発生させる制御手段と、
を具備することを特徴とする内視鏡手術装置。
【請求項５】
内視鏡のチャンネルに挿通され、処置機能を備える処置部を有し、移動機能を備える処置用処置具と、
前記処置用処置具による処置の基準となる基準位置及び前記基準位置に対する基準方向を設定する設定手段と、
前記基準位置に対する前記基準方向への前記処置用処置具の移動状態を検出する検出手段と、
前記処置用処置具の移動機能あるいは処置機能を操作するための操作手段と、
前記検出手段によって検出された前記処置用処置具の移動状態に基づいて前記操作手段の機能を制御する制御手段と、
を具備することを特徴とする内視鏡手術装置。
【請求項６】
内視鏡のチャンネルに挿通され、処置機能を備える処置部を有し、移動機能を備える処置用処置具と、
前記処置用処置具による処置の基準となる基準位置及び前記基準位置に対する前記処置用処置具の追従条件を設定する設定手段と、
前記基準位置と前記追従条件とに基づいて前記移動機能を制御する制御手段と、
を具備することを特徴とする内視鏡手術装置。
【請求項７】
内視鏡のチャンネルに挿通され、処置機能を備える処置部を有し、移動機能を備える処置用処置具と、
前記処置用処置具による処置の基準となる基準位置を設定する設定手段と、
前記処置用処置具が前記基準位置に向かって移動するように前記移動機能を制御する制御手段と、
を具備することを特徴とする内視鏡手術装置。
【請求項８】
前記設定手段は、前記基準位置を設定するための設定部を備える設定用処置具を有し、前記設定部が配置された位置を基準位置に設定可能である、
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の内視鏡手術装置。
【請求項９】
前記処置用処置具は、エネルギ処置具であり、前記処置能力は、出力あるいはモードである、
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の内視鏡手術装置。
【請求項１０】
前記処置用処置具は、複数のアームと、前記複数のアームを相対的に移動可能に接続している関節部と、前記関節部を作動させて前記アームを駆動する駆動機構と、を有するロボティクス処置具である、
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の内視鏡手術装置。
【請求項１１】
前記設定手段は、前記内視鏡により得られた観察画像を処理して設定を行う、
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の内視鏡手術装置。
【請求項１２】
前記検出手段は、前記ロボティクス処置具の前記関節部の作動を直接的あるいは間接的に検出することにより検出を行う、
ことを特徴とする請求項１０に記載の内視鏡手術装置。
【請求項１３】
前記検出手段は、前記内視鏡により得られた観察画像を処理して検出を行う、
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の内視鏡手術装置。
【請求項１４】
チャンネルを有する内視鏡と、請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の内視鏡手術装置と、を具備することを特徴とする内視鏡手術システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡のチャンネルを介して体腔内に挿入された処置具を用いて、内視鏡観察下、体腔内で処置を行う内視鏡手術装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１の内視鏡手術システムでは、内視鏡のチャンネルを介して体腔内に処置具を挿入し、内視鏡観察下、体腔内で処置具を用いて病変部位の切除等の処置を行っている。このような処置具では、先端部を操作する際の自由度が少なく、主に内視鏡本体を操作することにより処置具の先端部を移動させている。このため、術者の意図したとおりに処置具の先端部を移動させることができるように、処置具を多関節化し、さらに電動制御するようにすることで、処置具の操作性を改善することが検討されている。
【０００３】
一方、内視鏡を用いる内視鏡手術システム以外でも、様々な電動制御が行われている。特許文献２のマスタ・スレーブ型ロボット手術システムでは、マスターマニピュレータへの操作に追従させてスレーブマニピュレータを駆動させて、スレーブマニピュレータの先端部の医療器具によって処置を行っている。そして、医療器具が設定された動作範囲の境界に所定の警戒量よりも近づいた場合に、マスターマニピュレータへの操作入力に必要な力の最小値を増大させることで、医療器具が動作範囲内にあるか否か確認できるようにしている。また、特許文献３のレーザメス治療システムでは、レーザ光を治療部位に照射することにより治療を行っている。そして、患者の外部に配置されたＣＣＤカメラにより治療部位の観察画像を取得し、観察画像上でレーザ光の照射範囲を設定して、レーザ光の照射位置が当該範囲外となった場合には、レーザ光の照射を強制的に停止するようにしている。
【特許文献１】特開平５−４２１６７号公報
【特許文献２】特開２００４−２２３１２８号公報
【特許文献３】特開平９−１３１３５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
内視鏡手術システムによって体腔内で処置を行う際には、参照可能な情報は内視鏡により得られる観察画像だけであり、例えば、病変部位と処置具との三次元的な位置関係を瞬時に把握することや、病変部と処置具との間で作用する力を充分に把握することが困難であり、熟練した術者でなければ正確に処置を行うことが難しい。
【０００５】
本発明は、上記課題に着目してなされたもので、その目的とするところは、処置の正確性を増大させることが可能な内視鏡手術装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１実施態様の内視鏡手術装置は、内視鏡のチャンネルに挿通され、処置機能を備える処置部を有し、移動機能を備える処置用処置具と、前記処置用処置具による処置の基準となる基準位置及び前記基準位置に対する基準方向を設定する設定手段と、前記基準位置に対する前記基準方向への前記処置用処置具の移動状態を検出する検出手段と、前記移動状態に基づいて前記移動機能あるいは前記処置機能を制御する制御手段と、を具備することを特徴とする。
【０００７】
本発明の第２実施態様の内視鏡手術装置は、前記制御手段が、前記移動状態に応じて、前記基準位置に対する前記基準方向への前記処置用処置具の移動状態あるいは前記処置部の処置能力を変化させる、ことを特徴とする。
【０００８】
本発明の第３実施態様の内視鏡手術装置は、第２実施態様の内視鏡手術装置において、前記設定手段が、複数の基準方向を設定し、前記移動状態に対する前記移動状態の変化あるいは前記処置能力の変化が、前記複数の基準方向について夫々異なる、ことを特徴とする。
【０００９】
本発明の第４実施態様の内視鏡手術装置は、内視鏡のチャンネルに挿通され、処置機能を備える処置部を有し、移動機能を備える処置用処置具と、前記処置用処置具による処置の基準となる基準位置及び前記基準位置に対する基準方向を設定する設定手段と、前記基準位置に対する前記基準方向への前記処置用処置具の移動状態を検出する検出手段と、警告を発生する警告手段と、前記移動状態に基づいて前記警告手段に警告を発生させる制御手段と、を具備することを特徴とする。
【００１０】
本発明の第５実施態様の内視鏡手術装置は、内視鏡のチャンネルに挿通され、処置機能を備える処置部を有し、移動機能を備える処置用処置具と、前記処置用処置具による処置の基準となる基準位置及び前記基準位置に対する基準方向を設定する設定手段と、前記基準位置に対する前記基準方向への前記処置用処置具の移動状態を検出する検出手段と、前記処置用処置具の移動機能あるいは処置機能を操作するための操作手段と、前記検出手段によって検出された前記処置用処置具の移動状態に基づいて前記操作手段の機能を制御する制御手段と、を具備することを特徴とする。
【００１１】
本発明の第６実施態様の内視鏡手術装置は、内視鏡のチャンネルに挿通され、処置機能を備える処置部を有し、移動機能を備える処置用処置具と、前記処置用処置具による処置の基準となる基準位置及び前記基準位置に対する前記処置用処置具の追従条件を設定する設定手段と、前記基準位置と前記追従条件とに基づいて前記移動機能を制御する制御手段と、を具備することを特徴とする。
【００１２】
本発明の第７実施態様の内視鏡手術装置は、内視鏡のチャンネルに挿通され、処置機能を備える処置部を有し、移動機能を備える処置用処置具と、前記処置用処置具による処置の基準となる基準位置を設定する設定手段と、前記処置用処置具が前記基準位置に向かって移動するように前記移動機能を制御する制御手段と、を具備することを特徴とする。
【００１３】
本発明の第８実施態様の内視鏡手術装置は、第１乃至第７実施態様のいずれか１の実施態様の内視鏡手術装置において、前記設定手段が、前記基準位置を設定するための設定部を備える設定用処置具を有し、前記設定部が配置された位置を基準位置に設定可能である、ことを特徴とする。
【００１４】
本発明の第９実施態様の内視鏡手術装置は、第２又は第３実施態様の内視鏡手術装置において、前記処置用処置具が、エネルギ処置具であり、前記処置能力が、出力あるいはモードである、ことを特徴とする。
【００１５】
本発明の第１０実施態様の内視鏡手術装置は、第１乃至第７実施態様のいずれか１の実施態様の内視鏡手術装置において、前記処置用処置具は、複数のアームと、前記複数のアームを相対的に移動可能に接続している関節部と、前記関節部を作動させて前記アームを駆動する駆動機構と、を有するロボティクス処置具である、ことを特徴とする。
【００１６】
本発明の第１１実施態様の内視鏡手術装置は、第１乃至第７実施態様のいずれか１の実施態様の内視鏡手術装置において、前記設定手段が、前記内視鏡により得られた観察画像を処理して設定を行う、ことを特徴とする。
【００１７】
本発明の第１２実施態様の内視鏡手術装置は、第１０実施態様の内視鏡手術装置において、前記検出手段が、前記ロボティクス処置具の前記関節部の作動を直接的あるいは間接的に検出することにより検出を行う、ことを特徴とする。
【００１８】
本発明の第１３実施態様の内視鏡手術装置は、第１乃至第７実施態様のいずれか１の実施態様において、前記検出手段が、前記内視鏡により得られた観察画像を処理して検出を行う、ことを特徴とする。
【００１９】
本発明の第１４実施態様の内視鏡手術システムは、チャンネルを有する内視鏡と、第１乃至第１３実施態様のいずれか１の実施態様の内視鏡手術装置と、を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の第１実施態様の内視鏡手術装置では、基準位置に対する基準方向への処置用処置具の移動状態に基づいて、処置用処置具の移動機能あるいは処置部の処置機能を制御している。このため、処置の正確性を増大させることが可能となっている。
【００２１】
本発明の第２実施態様の内視鏡手術装置では、上記移動状態に基づいて、基準位置に対する基準方向への処置用処置具の移動状態あるいは処置部の処置能力を変化させて、不要な処置が防止されるようにすることができる。このため、処置の正確性をさらに増大させることが可能となっていると共に、術者が安心して処置を行うことができるため、処置のスピードを増大することが可能となっている。
【００２２】
本発明の第３実施態様の内視鏡手術装置では、基準位置に対する基準方向に応じて、上記移動状態に対する上記移動状態の変化あるいは上記処置能力の変化を異なるものとしている。このため、処置具をさらに適切に制御することができ、処置の正確性、スピードをさらに増大させることが可能となっている。
【００２３】
本発明の第４実施態様の内視鏡手術装置では、基準位置に対する基準方向への処置用処置具の移動状態に基づいて、警告を発生するようにしている。このため、処置の正確性を増大させることが可能となっていると共に、処置用処置具の作動を直接妨げるわけではないので、処置のスピードを増大させることが可能となっている。
【００２４】
本発明の第５実施態様の内視鏡手術装置では、基準位置に対する基準方向への処置用処置具の移動状態に基づいて、処置用処置具の移動機能あるいは処置機能を操作するための操作手段の機能を制御している。このため、処置の正確性を増大させることが可能となっている。
【００２５】
本発明の第６実施態様の内視鏡手術装置では、基準位置と、基準位置に対する処置用処置具の追従条件とに基づいて、処置用処置具の移動機能を制御している。このため、特に内視鏡によって処置用処置具が観察できないような場合について、処置の正確性、スピードを増大させることが可能となっている。
【００２６】
本発明の第７実施態様の内視鏡手術装置では、処置用処置具が基準位置に向かって移動するように処置用処置具の移動機能を制御している。このため、特に内視鏡によって処置用処置具が観察できないような場合について、処置の正確性、スピードを増大させることが可能となっている。
【００２７】
本発明の第８実施態様の内視鏡装置では、設定用処置具の設定部が配置された位置を基準位置に設定している。このため、基準位置を正確かつ迅速に設定することができ、処置の正確性、スピードをさらに増大させることが可能となっている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の各実施形態を図面を参照して説明する。
【００２９】
図１乃至図１１は、本発明の第１実施形態を示す。
【００３０】
図１を参照し、本実施形態の内視鏡手術装置は、移動機能及び処置機能を備える処置用処置具としてのロボティクス処置具２０１を有する。このロボティクス処置具２０１の移動機能及び処置機能は、通常モードでは術者の操作に基づいて制御され、移動機能制御モードあるいは処置機能制御モードでは、術者の操作及び設定された制御パラメータに基づいて制御される。また、ロボティクス処置具２０１は、制御パラメータの１つである基準位置としての基準点を設定するための設定用処置具としても機能し、設定部としてのロボティクス処置具２０１の先端が配置された位置に基準点を設定することが可能である。
【００３１】
ロボティクス処置具２０１の移動機能に関する構成について、ロボティクス処置具２０１は、ジョイスティック２２５への操作に追従して作動するマスタースレーブ型の多関節電動処置具である。
【００３２】
即ち、ロボティクス処置具２０１の移動の目標位置及び目標姿勢を入力するためのジョイスティック２２５が、制御手段としてのロボティクス処置具制御装置２２０に接続されている。なお、ロボティクス処置具２０１の移動を操作するための移動指示入力手段としては、ジョイスティック２２５の他、ハプティックデバイス、タッチパネル、音声認識等を用いることが可能である。ロボティクス処置具制御装置２２０は、各種演算処理を行うＣＰＵ２４５、通信、演算、入力等によって得られた各種データを保存するメモリ２４６、及び、モータボックス２０５を制御するモータドライバ２４７を有する。ロボティクス処置具制御装置２２０の対モータボックス通信部２４２は、モータボックス２０５のモータボックス通信部２２２と接続され、ロボティクス処置具制御装置２２０とモータボックス２０５との間で通信が行われる。
【００３３】
モータボックス２０５には、ロボティクス処置具２０１の移動機能を作動させる各種モータが配設されている。モータとして、各ワイヤ２０８を伸張するための各モータ２１９、ロボティクス処置具２０１をその長手軸を中心として回転させるための図示しないモータ、ロボティクス処置具２０１をその長手軸方向に進退させるための図示しないモータが用いられる。また、各モータには、各モータの回転角度を測定する図示しないエンコーダが配設されている。ワイヤ伸張用のモータ２１９にはモータ２１９により回転されるプーリ２２４が接続されており、プーリ２２４にはプーリ２２４の回転により伸張されるようにワイヤ２０８が巻回されている。ワイヤ２０８は、ワイヤ連結部２２３を介して、ロボティクス処置具２０１へと連結されている。
【００３４】
モータボックス２０５から導出された各ワイヤ２０８は、外部接続部２０４を介して、ロボティクス処置具２０１のシース部２０６へと導入されている。このシース部２０６は長尺で可撓性を有し、シース部２０６の先端部はアーム部２０７の基端部に連結されている。このアーム部２０７では複数のアームが関節部２０３を介して順次連結されており、各ワイヤ２０８は、シース部２０６及びアーム部２０７を挿通されて各関節部２０３に接続されている。そして、ワイヤ２０８の伸張によって、関節部２０３が回転作動されて、関節部２０３に連結されているアームが駆動され、ロボティクス処置具２０１の位置及び姿勢が変化される。
【００３５】
なお、ロボティクス処置具２０１を駆動させる駆動機構としては、ワイヤ２０８及びモータボックス２０５の他、空気圧アクチュエータ、人工筋肉等、ロボティクス処置具２０１を駆動可能なものであればどのようなものでもかまわない。
【００３６】
ロボティクス処置具２０１の処置機能に関する構成について、エネルギ処置具として、高周波電気メス電源装置２１１によって制御される高周波電気メス２０２が用いられる。
【００３７】
即ち、高周波電気メス電源装置２１１には、手術される患者の体表面に貼られる対極板２１６、及び、術者の足によって押下され、高周波電気メス２０２の出力をＯＮ／ＯＦＦ操作するためのフットスイッチ２１７が接続されている。なお、高周波電気メス２０２の出力を操作するための出力指示入力手段としては、フットスイッチ２１７の他、ハンドスイッチ、音声認識スイッチ等を用いることが可能である。高周波電気メス電源装置２１１には、高周波電気メス２０２への出力ワット数を入力する出力ワット数入力パネル２１４ａ、高周波電気メス２０２の出力モード（切開剥離に適する切開モード、止血に適する凝固モード等）を選択する出力モード選択パネル２１４ｂ、及び、設定、出力等についての情報を表示する表示ディスプレイ２１３を有する。高周波電気メス電源装置２１１の電力出力部２１５は、高周波電気メス用コード２１２を介して、ロボティクス処置具２０１の外部接続部２０４に接続されている。そして、高周波電気メス電源装置２１１から、ロボティクス処置具２０１のアーム部２０７の先端部に配設されている高周波電気メス２０２へと電力が供給され、高周波電気メス２０２が作動される。
【００３８】
なお、高周波電気メス電源装置２１１の高周波電気メス電源装置通信部２１８は、ロボティクス処置具制御装置２２０の対高周波電気メス電源装置通信部２４１に接続され、高周波電気メス電源装置２１１とロボティクス処置具制御装置２２０との間で通信が行われる。高周波電気メス電源装置２１１の出力のＯＮ／ＯＦＦ、出力ワット数及び出力モードは、通常モードにおいては、フットスイッチ２１７、出力ワット数入力パネル２１４ａ及び出力モード選択パネル２１４ｂへの入力のみに基づいて制御されるが、処置機能制御モードにおいては、さらにロボティクス処置具制御装置２２０によっても制御される。
【００３９】
ロボティクス処置具２０１の機能制御に関する構成について、ロボティクス処置具制御装置２２０は、機能制御の制御パラメータを入力するための機能制御入力装置２３３を有する。即ち、機能制御入力装置２３３は、移動機能制御を作動／停止するための移動機能制御パネル２３０ａ、処置機能制御を作動／停止するための処置機能制御パネル２３０ｂを有する。さらに、機能制御入力装置２３３は、ロボティクス処置具２０１の処置の基準となる基準点の設定のタイミングを指示する基準点入力タイミングパネル２３０ｃ、基準点に対する基準方向を設定する基準方向入力パネル２３０ｅ、基準点に対する基準方向への基準距離を設定する基準距離入力パネル２３０ｄ、上記各設定を表示する表示ディスプレイ２３１を有する。
【００４０】
図２を参照して、ロボティクス処置具２０１の移動機能及び処置機能の制御について説明する。
【００４１】
通常モードにおける移動機能の制御について、術者によるジョイスティック２２５への操作により、ロボティクス処置具２０１の先端部の目標位置データ及び目標姿勢データＤ１００がロボティクス処置具制御装置２２０に入力される。一方、モータボックス２０５から、各エンコーダにより測定された各モータの回転角度データＤ１０１がロボティクス処置具制御装置２２０に入力される。そして、ロボティクス処置具制御装置２２０のＣＰＵ２４５によって、各モータの回転角度データＤ１０１からロボティクス処置具２０１の先端部の位置データ及び姿勢データが算出され、ジョイスティック２２５から入力されたロボティクス処置具２０１の目標位置データ及び目標姿勢データＤ１００と実際の位置データ及び姿勢データとが比較される。続いて、目標データと実際のデータとの間の差を小さくするようなモータ制御信号Ｄ１０５が、ロボティクス処置具制御装置２２０のモータドライバ２４７からモータボックス２０５の各モータへと入力される。各モータの回転により、ワイヤ２０８の伸張、ロボティクス処置具２０１の回転、進退等を行うことで、ロボティクス処置具２０１の先端部をジョイスティック２２５によって入力された目標位置及び目標姿勢へと移動させる。以上の工程を繰り返すことで、ロボティクス処置具２０１の先端部の位置及び姿勢が目標位置及び目標姿勢に一致するようにする。
【００４２】
なお、ロボティクス処置具２０１の関節部２０３にポテンショメータ等を配設し、ポテンショメータ等により測定された関節部２０３の回転角度を直接用いて、ロボティクス処置具２０１の位置及び姿勢を検出するようにしてもよい。
【００４３】
通常モードにおける処置機能の制御について、高周波電気メス電源装置２１１の出力ワット数入力パネル２１４ａ、出力モード選択パネル２１４ｂによって出力ワット数、出力モードを設定しておく。術者によるフットスイッチ２１７の押下により、高周波電気メス電源装置２１１から、設定された出力ワット数、出力モードの高周波電流Ｄ１０８が高周波電気メス２０２へと出力され、高周波電気メス２０２が作動される。
【００４４】
移動機能制御モードあるいは処置機能制御モードにおける移動機能あるいは処置機能の制御について、機能制御入力装置２３３の移動機能制御パネル２３０ａあるいは処置機能制御パネル２３０ｂへの入力により、ロボティクス処置具制御装置２２０が移動機能制御モードあるいは処置機能制御モードに移行する。
【００４５】
機能制御入力装置２３３の基準点入力タイミングパネル２３０ｃ、基準方向入力パネル２３０ｅ、基準距離入力パネル２３０ｄへの入力により、タイミングデータ、基準方向データ、基準距離データＤ１０４がロボティクス処置具制御装置２２０に入力される。ロボティクス処置具制御装置２２０のＣＰＵ２４５は、タイミングデータＤ１０４が入力されたときのロボティクス処置具２０１の先端の位置を基準点として設定し、基準点データを算出する。このように、ロボティクス処置具２０１、モータボックス２０５、機能制御入力装置２３３、及び、ロボティクス処置具制御装置２２０によって、基準位置としての基準点、基準方向を設定する設定手段が形成されている。
【００４６】
ロボティクス処置具制御装置２２０のＣＰＵ２４５によって、各モータの回転角度データＤ１０１、算出された基準点データ、基準方向データＤ１０４に基づいて、基準点に対する基準方向へのロボティクス処置具２０１の先端部の距離データ、速度データ、加速度データを算出する。このように、ロボティクス処置具２０１、モータボックス２０５、ロボティクス処置具制御装置２２０によって、基準位置としての基準点に対する基準方向への処置用処置具としてのロボティクス処置具２０１の移動状態を検出する検出手段が形成されている。
【００４７】
移動機能制御モードでは、後に詳述するように、基準点に対する基準方向へのロボティクス処置具２０１の先端の距離データ、速度データあるいは加速度データに基づいて、ロボティクス処置具制御装置２２０のモータドライバ２４７からモータボックス２０５の各モータへと入力されるモータ制御信号Ｄ１０５が変更される。
【００４８】
また、処置機能制御モードでは、高周波電気メス電源装置２１１から、出力のＯＮ／ＯＦＦデータ、出力ワット数データ及び出力モードデータＤ１０９がロボティクス処置具制御装置２２０へと出力される。そして、後に詳述するように、ロボティクス処置具制御装置２２０から高周波電気メス電源装置２１１へと、基準点に対する基準方向へのロボティクス処置具２０１の先端の距離データ、速度データあるいは加速度データに基づいて、出力のＯＮ／ＯＦＦ、出力ワット数及び出力モードを制御するための出力制御信号Ｄ１０６が出力される。この出力制御信号Ｄ１０６は、フットスイッチ２１７、出力ワット数入力パネル２１４ａ及び出力モード選択パネル２１４ｂによる入力に優先する。
【００４９】
次に、本実施形態の内視鏡手術装置の使用方法について説明する。
【００５０】
以下では、本実施形態の内視鏡手術装置を内視鏡的粘膜下層剥離術（ｅｎｄｏｓｃｐｉｃ  ｓｕｂｍｕｃｏｓａｌ  ｄｉｓｓｅｃｔｉｏｎ、以下ＥＳＤと略記する）に適用した場合について説明する。ＥＳＤとは、内視鏡観察下、胃や腸内にある病変部位を一括切除する手技である。
【００５１】
図３及び図４を参照し、内視鏡１０１をトロリー１０３に搭載されたビデオシステムセンター、光源装置等に接続しておく。そして、内視鏡１０１を経口的に胃内部へと挿入していく。光源装置から供給された照明光は内視鏡１０１の先端部から照射され、内視鏡１０１の先端部の撮像素子により撮像された観察画像の画像信号はビデオシステムセンターへと入力されて信号処理され、表示装置１０４によって観察画像が表示される。内視鏡１０１の先端部を胃内部の病変部位の近傍に配置した後、内視鏡１０１のチャンネルを介して各種処置具を挿入し、病変部位１５２を含む粘膜組織１５１と固有筋層との間に生理食塩水１５０を局中して患部３を膨隆させる。
【００５２】
続いて、内視鏡１０１のチャンネルにロボティクス処置具２０１を挿入し、ロボティクス処置具２０１のアーム部２０７を内視鏡１０１の先端部から突出させる。ロボティクス処置具２０１のシース部２０６はチャンネルに収容される。続いて、内視鏡１０１を操作して、ロボティクス処置具２０１が患部３に届く位置に配置する。
【００５３】
通常モードでは、術者が表示装置の観察画像を観察しながらジョイスティック２２５を操作することにより、ジョイスティック２２５への操作に追従してロボティクス処置具２０１が移動される。また、フットスイッチ２１７を押下することにより、高周波電気メス電源装置２１１において設定された出力ワット数、出力モードで、高周波電気メス２０２が作動される。
【００５４】
図５を参照して、移動機能制御モードにおける移動機能の制御を説明する。
【００５５】
ステップ１（Ｓ１）
機能制御入力装置２３３の移動機能制御パネル２３０ａを操作して、移動機能制御を選択し、ロボティクス処置具制御装置２２０を通常モードから移動機能制御モードへと移行させる。
【００５６】
ステップ２（Ｓ２）
ジョイスティック２２５を操作して、ロボティクス処置具２０１の先端２を基準点として設定したい位置まで移動させる。本実施形態では、図４中点線で示されるように、患部３の膨隆開始部の近傍の平面部の粘膜組織１５１の表面に接触する位置を基準点Ｏとするため、この位置にロボティクス処置具２０１の先端２を移動させる。この状態で、基準点入力タイミングパネル２３０ｃを操作して、基準点Ｏの位置を設定し保存する。基準点Ｏの再設定がされない限り、この基準点Ｏが用いられる。
【００５７】
ステップ３（Ｓ３）
機能制御入力装置２３３の基準方向入力パネル２３０ｅ及び基準距離入力パネル２３０ｄによって、基準方向及び基準距離を設定する。本実施形態では、図４に示されるように、基準方向Ｄとして、基準点Ｏを中心とする径方向外向きであって体壁側に向く方向を選択し、基準距離Ｌとして、基準点Ｏから基準方向Ｄへとロボティクス処置具２０１の先端を移動する際に、許容できる移動距離を選択する。基準方向Ｄあるいは基準距離Ｌの再設定がなされない限り、この基準方向Ｄあるいは基準距離Ｌが用いられる。
【００５８】
基準方向及び基準距離は予め設定しておいてもよい。
【００５９】
ステップ４（Ｓ４）
基準点からの基準方向への距離が基準距離Ｌ以下である領域によって、ロボティクス処置具２０１の先端の移動機能制御が行われる制御範囲が設定される。そして、基準点からの基準方向への距離が基準距離以下である領域が制御範囲の内側となり、基準距離より大きい領域が基準範囲の外側となる。従って、基準方向は制御範囲の外側に向かう方向となる。本実施形態では、図４に示されるように、基準点Ｏを中心とする半径Ｌの体壁側の半球状の範囲が制御範囲Ｒとして設定され、この半球状の範囲の内部が制御範囲Ｒの内側、外部が制御範囲Ｒの外側となる。
【００６０】
ステップ５（Ｓ５）
図４中実線で示されるように、ジョイスティック２２５を操作してロボティクス処置具２０１の先端２を移動させる。
【００６１】
ステップ６（Ｓ６）
ロボティクス処置具制御装置２２０によって、ロボティクス処置具２０１の先端が制御範囲Ｒの外側に向かって移動しているか否かを検出する。
【００６２】
ステップ７（Ｓ７）
ロボティクス処置具２０１の先端が制御範囲Ｒの外側に向かって移動している場合には、ジョイスティック２２５による操作に加えて、後に詳述するように、制御範囲Ｒの外側に向かうロボティクス処置具２０１の先端の移動の速度を低下させ、又は、移動を停止させる制御を行う。
【００６３】
ステップ８（Ｓ８）
基準方向あるいは基準距離の再設定が選択された場合には、ステップ３（Ｓ３）に戻り、再設定された基準方向あるいは基準距離に基づいて移動機能制御を行う。
【００６４】
ステップ９（Ｓ９）
基準点の再設定が選択された場合には、ステップ２（Ｓ２）に戻り、再設定された基準点Ｏに基づいて移動機能制御を行う。
【００６５】
ステップ１０及びステップ１１（Ｓ１０及びＳ１１）
移動機能制御の解除が選択されない場合には、ステップ５（Ｓ５）に戻り、同様な移動機能制御を継続する。  
移動機能制御の解除が選択された場合には、移動機能制御の行われない状態に戻る。
【００６６】
続いて、ロボティクス処置具２０１の先端が制御範囲Ｒの外側へ向かって移動している場合に、ロボティクス処置具２０１の先端の移動の速度を低下させ、又は、移動を停止させる制御について詳細に説明する。
【００６７】
ここで、基準点に対する基準方向へのロボティクス処置具２０１の先端の距離をＬｓ、速度をＶｓとする。
【００６８】
距離Ｌｓの増加に応じて、速度Ｖｓを低下させる制御について説明する。
【００６９】
式（１）に示されるように、速度Ｖｓに、距離Ｌｓの増加に応じて減少する変数α（Ｌｓ）(０≦α（Ｌｓ）≦１）を掛けることによって新たな速度Ｖｓｎｅｗを算出する。図７に変数α（Ｌｓ）の例を示す。そして、ロボティクス処置具２０１の先端の速度が新たな速度Ｖｓｎｅｗとなるように、ロボティクス処置具２０１を制御する。
【数１】
2008188109.tif 000003
【００７０】
例えば、基準点Ｏからの距離ＬｓがＺであり、α（Ｌｓ）の値が０．３となる場合には、式（１）に代入すると、
【数２】
2008188109.tif 000004
【００７１】
となり、新たな速度は元の速度の３割の速度となる。
【００７２】
上の制御では、元の速度Ｖｓに０以上１以下の変数α（Ｌｓ）を掛けることで新たな速度Ｖｓｎｅｗを算出しているが、距離Ｌｓの増加に応じて、元の速度Ｖｓに比べて新たな速度Ｖｓｎｅｗが小さくなるような様々な変数を用いることが可能である。
【００７３】
式（３）に示されるように、元の速度Ｖｓから、距離Ｌｓの増加に応じて増加する変数Ｋ（Ｌｓ）(０≦Ｋ（Ｌｓ）≦｜Ｖｓ｜)を引くことにより新たな速度Ｖｓｎｅｗを算出するようにしてもよい。ここで、元の速度Ｖｓと新たな速度Ｖｓｎｅｗの符号は同じとなるようにする。
【数３】
2008188109.tif 000005
【００７４】
速度Ｖｓの増加に応じて、速度Ｖｓを低下させる制御について説明する。
【００７５】
式（４）に示されるように、元の速度Ｖｓに、元の速度Ｖｓの増加に応じて減少する変数β（Ｖｓ）(０≦β（Ｖｓ）≦１)を掛けることによって、新たな速度Ｖｓｎｅｗを算出する。図８に変数β（Ｖｓ）の例を示す。そして、ロボティクス処置具２０１の先端の速度が新たな速度Ｖｓｎｅｗとなるように、ロボティクス処置具２０１を制御する。
【数４】
2008188109.tif 000006
【００７６】
上の制御では、元の速度Ｖｓに０以上１以下の変数β（Ｖｓ）を掛けることで、新たな速度Ｖｓｎｅｗを算出しているが、元の速度Ｖｓの増加に応じて、元の速度Ｖｓに比べて新たな速度Ｖｓｎｅｗが小さくなるような様々な変数を用いることが可能である。例えば、元の速度Ｖｓから、元の速度Ｖｓの増加に応じて増加する変数を引くことによって、新たな速度Ｖｓｎｅｗを算出するようにしてもよい。但し、元の速度Ｖｓと新たな速度Ｖｓｎｅｗとの符号が同じとなるようにする。
【００７７】
上述した制御では、元の速度Ｖｓを新たな速度Ｖｓｎｅｗに直接変換している。さらに、ロボティクス処置具２０１の先端について、基準点に対する基準方向への距離あるいは加速度に基づいて、元の距離あるいは元の加速度を、速度の場合と同様な対応関係により、新たな距離あるいは新たな加速度に変換するようにしてもよい。また、基準点に対する基準方向への加速度の増大に応じて、加速度を減少させるようにしてもよい。以上述べた移動機能の各種制御を併用して用いてもよい。
【００７８】
図６を参照して、処置機能制御モードにおける処置機能の制御を説明する。
【００７９】
ステップ２１（Ｓ２１）
機能制御入力装置２３３の処置機能制御パネル２３０ｂを操作して、処置機能制御を選択し、ロボティクス処置具制御装置２２０を通常モードから処置機能制御モードへと移行させる。
【００８０】
ステップ２２乃至ステップ２６（Ｓ２２乃至Ｓ２６）
移動機能制御の場合と同様に、基準点、基準方向及び基準距離を設定し、ロボティクス処置具２０１の先端の処置機能制御が行われる制御範囲を設定する。そして、ロボティクス処置具２０１を移動させる際には、ロボティクス処置具２０１の先端が制御範囲の外側に向かって移動しているか否かを検出する。
【００８１】
ステップ２７（Ｓ２７）
ロボティクス処置具２０１の先端が制御範囲の外側に向かって移動している場合には、フットスイッチ２１７、出力ワット数入力パネル２１４ａによる入力に優先して、後に詳述するように、高周波電気メス電源装置２１１の高周波電気メス２０２への出力ワット数を減少させ又は出力を停止して、高周波電気メス２０２の出力を減少させ又は停止する。
【００８２】
ステップ２７乃至ステップ２９（Ｓ２７乃至Ｓ２９）
移動機能制御の場合と同様に、基準方向あるいは基準距離、基準点の再設定が選択された場合には、ステップ２３（Ｓ２３）、ステップ２２（Ｓ２２）に戻り、再設定された基準方向あるいは基準距離、基準点に基づいて処置機能の制御を行う。
【００８３】
ステップ３０及びステップ３１（Ｓ３０及びＳ３１）
処置機能制御の解除が選択されない場合には、ステップ２５（Ｓ２５）に戻り、同様な処置機能制御を継続する。  
処置機能制御の解除が選択された場合には、ロボティクス処置具２０１は処置機能制御の行われない状態に戻る。
【００８４】
続いて、ロボティクス処置具２０１の先端が制御範囲Ｒの外側へ向かって移動している場合に、高周波電気メス電源装置２１１の出力ワット数を減少させ又は出力を停止させ、高周波電気メス２０２の出力を減少させ又は停止させる制御について詳細に説明する。
【００８５】
出力ワット数を減少させるには、アナログ方式で出力ワット数を減少させるようにしてもよいし、ロボティクス処置具２０１の先端の移動の速度に対して充分に高速に高周波電気メス電源装置２１１のＯＮ／ＯＦＦを切り替えて、ＯＮ時間とＯＦＦ時間との比率を変更することにより、平均的な出力ワット数を減少させるようにしてもよい。
【００８６】
ここで、高周波電気メス電源装置２１１の出力ワット数をＷとし、基準点Ｏに対する基準方向Ｄへのロボティクス処置具２０１の先端の加速度をＡｓとする。
【００８７】
基準点Ｏからの基準方向Ｄへのロボティクス処置具２０１の先端の距離Ｌｓの増加に応じて、高周波電気メス電源装置２１１の出力ワット数Ｗを減少させる制御について説明する。
【００８８】
式（５）に示されるように、高周波電気メス電源装置２１１で設定された元の出力ワット数Ｗに、距離Ｌｓの増加に応じて減少する変数γ（Ｌｓ）(０≦γ（Ｌｓ）≦１）を掛けることによって新たな出力ワット数Ｗｎｅｗを算出する。そして、高周波電気メス電源装置２１１から高周波電気メス２０２への出力は、新たな出力ワット数Ｗｎｅｗによりなされる。図９に変数γ（Ｌｓ）の例を示す。
【数５】
2008188109.tif 000007
【００８９】
上の制御では、元の出力ワット数Ｗに変数γ（Ｌｓ）を掛けることで新たな出力ワット数Ｗｎｅｗを算出しているが、距離Ｌｓの増加に応じて、元のＷに比べて新たなＷｎｅｗが小さくなるような様々な関数を用いることが可能である。
【００９０】
式（６）に示されるように、元の出力ワット数Ｗから、距離Ｌｓの増加に応じて増加する変数Ｊ（Ｌｓ）(０≦Ｊ（Ｌｓ）≦Ｗ)を引くことにより、新たな出力ワット数Ｗｎｅｗを算出するようにしてもよい。但し、新たな出力ワット数Ｗｎｅｗは０以上となるようにする。
【数６】
2008188109.tif 000008
【００９１】
基準点Ｏに対する基準方向Ｄへのロボティクス処置具２０１の先端の速度Ｖｓの増加に応じて、高周波電気メス電源装置２１１の出力ワット数Ｗを減少させる制御について説明する。
【００９２】
式（７）に示されるように、高周波電気メス電源装置２１１で設定された元の出力ワット数Ｗに、速度Ｖｓの増加に応じて減少する変数σ（Ｖｓ）(０≦σ（Ｖｓ）≦１)を掛けることによって、新たな出力ワット数Ｗｎｅｗを算出する。そして、高周波電気メス電源装置２１１から高周波電気メス２０２への出力は、新たな出力ワット数Ｗｎｅｗによりなされる。図１０に変数σ（Ｖｓ）の例を示す。
【数７】
2008188109.tif 000009
【００９３】
上の制御では、元の出力ワット数Ｗに変数σ（Ｖｓ）を掛けることで新たな出力ワット数Ｗｎｅｗを算出しているが、速度Ｖｓの増加に応じて、元の出力ワット数Ｗに比べて新たな出力ワット数Ｗｎｅｗが小さくなるような様々な変数を用いることが可能である。元の出力ワット数Ｗから、速度Ｖｓの増加に応じて増加する変数を引くことにより、新たな出力ワット数Ｗｎｅｗを算出するようにしてもよい。但し、新たな出力ワット数Ｗｎｅｗは０以上となるようにする。
【００９４】
基準点Ｏに対する基準方向Ｄへのロボティクス処置具２０１の先端の加速度Ａｓの増加に応じて、高周波電気メス電源装置２１１の出力ワット数Ｗを減少させる制御について説明する。
【００９５】
式（８）に示されるように、高周波電気メス電源装置２１１で設定された元の出力ワット数Ｗに、加速度Ａｓの増加に応じて減少する変数ω（Ａｓ）(０≦ω（Ａｓ）≦１)を掛けることによって、新たな出力ワット数Ｗｎｅｗを算出する。そして、高周波電気メス電源装置２１１から高周波電気メス２０２への出力は、新たな出力ワット数Ｗｎｅｗによりなされる。図１１に変数ω（Ａｓ）の例を示す。
【数８】
2008188109.tif 000010
【００９６】
上の制御では、元の出力ワット数Ｗに変数ω（Ｖｓ）を掛けることで新たな出力ワット数Ｗｎｅｗを算出しているが、加速度Ａｓの増加に応じて、元の出力ワット数Ｗに比べて新たな出力ワット数Ｗｎｅｗが小さくなるような様々な変数を用いることが可能である。元の出力ワット数Ｗから、加速度Ａｓの増加に応じて増加する変数を引くことにより、新たな出力ワット数Ｗｎｅｗを算出するようにしてもよい。但し、Ｗｎｅｗは０以上となるようにする。
【００９７】
上述した制御では、高周波電気メス電源装置２１１の出力ワット数を変化させているが、高周波電気メス電源装置２１１で設定された出力モードに優先して、出力モードを変化させるようにしてもよい。即ち、高周波電気メス２０２では、切開剥離に適した切開波と、止血に適した凝固波とが一定の割合で組み合わせて用いられるが、高周波電気メス電源装置２１１において、基準点Ｏに対する基準方向Ｄへのロボティクス処置具２０１の先端の距離、速度、加速度の増加に応じて、切開波の割合を減少させ、切開能を低下させるようにしてもよい。
【００９８】
従って、本実施形態の内視鏡手術装置は次の効果を奏する。
【００９９】
本実施形態の内視鏡手術装置では、移動機能制御あるいは処置機能制御を用いることで、術者の不注意、思い違いによるロボティクス処置具２０１の移動、高周波電気メス２０２による過剰な切開を防ぐことが可能となり、正確な処置を行うことが可能となっている。また、術者が安心して処置できるようになるため、処置のスピードが上がり、術者の精神的な負担を減らすことが可能となっている。
【０１００】
また、ロボティクス処置具２０１の先端が配置された位置を基準点として設定することができるため、粘膜組織１５１の表面にロボティクス処置具２０１の先端が接触した状態で基準点を設定するようにすれば、粘膜組織１５１の表面の位置を把握することが可能となる。
【０１０１】
なお、移動機能制御については、処置具の移動機能を制御するものであるから、先端が高周波電気メス、高周波スネア等であるエネルギ処置具に限らず、先端がナイフ状、針状のメス、鉗子等であるロボティクス処置具にも適用可能である。一方、処置機能制御については、処置具の処置機能を制御するものであるから、ロボティクス処置具に限らず、先端を移動可能で、その移動状態を検出することが可能な様々なエネルギ処置具に適用可能である。
【０１０２】
また、基準点の設定のタイミングは、基準点入力タイミングパネル２３０ｃへの操作の他、ロボティクス処置具２０１の先端に感圧センサを配設し、ロボティクス処置具２０１の先端が粘膜組織１５１の表面等に接触した瞬間を検知して、この瞬間のロボティクス処置具２０１の先端の位置に基準点を設定するようにしてもよい。
【０１０３】
図１２乃至図１６は、本発明の第２実施形態を示す。
【０１０４】
第１実施形態では、１つの基準方向を用い、例えば、式（１）のα（Ｌｓ）、式（５）のγ（Ｌｓ）として、図７、図９に示されるような線形の変数を用いている。しかしながら、変数は必ずしも線形である必要はなく、また、基準方向として複数の方向を用いて、各基準方向について夫々異なる変数を用いるようにしてもよい。例えば、ＥＳＤ等の処置の場合、固有筋層の穿孔を防ぐことが最も重要であり、粘膜組織１５１の深さ方向に対しては、特に機能制御の効果を大きくすることが必要である。
【０１０５】
本実施形態では、図１２に示されるように、患部３の膨隆開始部の近傍の平面部の粘膜組織１５１の表面に沿う水平方向を０度方向として第１の基準方向Ｄ１に設定し、粘膜組織１５１の表面に垂直な深さ方向を９０度方向として第２の基準方向Ｄ２に設定する。そして、基準点からの０度方向、９０度方向へのロボティクス処置具２０１の先端２の距離をＬ１ｓ、Ｌ２ｓ、速度をＶ１ｓ、Ｖ２ｓとする。
【０１０６】
式（１）を参照し、０度方向について、Ｖ１ｓｎｅｗ＝α１（Ｌ１ｓ）×Ｖ１ｓ、９０度方向について、Ｖ２ｓｎｅｗ＝α２（Ｌ２ｓ）×Ｖ２ｓとする。ロボティクス処置具２０１の先端の０度方向への移動について、図１３に示されるように、α１（Ｌ１ｓ）は、基準距離Ｌ、即ち、制御範囲Ｒの外側に近づくまでは緩やかな減少カーブをなす。一方、ロボティクス処置具２０１の先端の９０度方向への移動について、図１４に示されるように、α２（Ｌ２ｓ）は、基準点Ｏから少しでも離れると急激に減少する減少カーブをなす。このような変数α１（Ｌ１ｓ）、α２（Ｌ１ｓ）を用いることで、０度方向には移動しやすく、９０度方向には移動しにくい移動機能制御特性を実現することができる。式（４）で示されるβ（Ｖｓ）についても、０度方向と９０度方向とについてα（Ｌｓ）と同様な異なる変数とすることで、同様の効果を得ることができる。
【０１０７】
また、式（５）を参照し、Ｗｎｅｗ＝γ１（Ｌ１ｓ）×γ２（Ｌ２ｓ）×Ｗとする。ロボティクス処置具２０１の先端の０度方向への移動について、図１５に示されるように、γ１（Ｌ１ｓ）は、基準距離Ｌ、即ち、制御範囲Ｒの外側に近づくまでは緩やかな減少カーブをなす。一方、ロボティクス処置具２０１の先端の９０度方向への移動について、図１６に示されるように、γ２（Ｌ２ｓ）は、基準点Ｏから少しでも離れると急激に減少する減少カーブをなす。このような変数γ１（Ｌ１ｓ）、γ２（Ｌ１ｓ）を用いることで、０度方向には切開しやすく、９０度方向には切開しにくい処置機能制御特性を実現することができる。式（７）（８）で示されるσ（Ｖｓ）、ω（Ａｓ）についても、０度方向と９０度方向とについてγ（Ｌｓ）と同様な異なる変数とすることで、同様の効果を得ることができる。
【０１０８】
図１７乃至図２０は、本発明の第３実施形態を示す。
【０１０９】
図１７及び図１８を参照し、本実施形態の内視鏡手術装置は、第１実施形態と同様な第１のロボティクス処置具２０１、第１のモータボックス２０５、第１のジョイスティック２２５に加えて、これらと同様な構成の第２のロボティクス処置具３０１、第２のモータボックス３０５、第２のジョイスティック３２５を有する。但し、第２のロボティクス処置具３０１の先端部には、高周波電気メスは配設されていない。そして、第１のロボティクス処置具２０１を処置を行うための処置用処置具として用い、第２のロボティクス処置具３０１を基準点を設定するための設定用処置具として用いる。
【０１１０】
ここで、第２のロボティクス処置具３０１、第２のモータボックス３０５、第２のジョイスティック３２５について、第１のロボティクス処置具２０１、第１のモータボックス２０５、第１のジョイスティック２２５の構成要素２ＸＸと同様な機能を有する構成要素については、参照符号３ＸＸを付して説明を省略する。
【０１１１】
第１のロボティクス処置具２０１と同様に、第２のジョイスティック３２５からロボティクス処置具制御装置２２０へと、第２のロボティクス処置具３０１の先端の目標位置データ及び目標姿勢データＤ１１１が入力される。一方、第２のモータボックス３０５からロボティクス処置具制御装置２２０へと、各エンコーダにより測定された各モータの回転角度データＤ１１３が入力される。そして、ロボティクス処置具制御装置２２０のモータドライバ２４７から第２のモータボックス３０５の各モータへと、モータ制御信号Ｄ１１２が入力される。
【０１１２】
本実施形態では、ロボティクス処置具制御装置２２０のＣＰＵ２４５は、基準点入力タイミングパネル２３０ｃによってタイミングデータＤ１０４が入力されたときの第２のロボティクス処置具３０１の先端１２の位置を基準点として設定し、基準点データを算出する。即ち、本実施形態では、第２のロボティクス処置具３０１、第２のモータボックス３０５、機能制御入力装置２３３、及び、ロボティクス処置具制御装置２２０によって、設定手段が形成されている。
【０１１３】
次に、本実施形態の内視鏡手術装置の使用方法について、ＥＳＤを例として説明する。
【０１１４】
図１９を参照し、第１実施形態と同様に、内視鏡１０１を患部３の観察に適した位置まで挿入する。そして、内視鏡１０１の第１及び第２のチャンネルに夫々第１及び第２のロボティクス処置具２０１，３０１を挿入して、内視鏡１０１の先端部から突出させる。
【０１１５】
図２０を参照して、移動機能制御モードにおける移動機能の制御を説明する。
【０１１６】
ステップ４１（Ｓ４１）
第１実施形態と同様に、移動機能制御を選択する。
【０１１７】
ステップ４２（Ｓ４２）
第２のジョイスティック３２５を操作して、第２のロボティクス処置具３０１の先端１２を基準点として設定したい位置まで移動させる。本実施形態では、図１９に示されるように、患部３の膨隆開始部の付近の位置を基準点Ｏとするため、この位置に第２のロボティクス処置具３０１の先端１２を移動させる。この状態で、基準点入力タイミングパネル２３０ｃを操作して、基準点の位置を設定し保存する。基準点の再設定がなされない限り、この基準点が用いられる。
【０１１８】
ステップ４３（Ｓ４３）
機能制御入力装置２３３の基準方向入力パネル２３０ｅ及び基準距離入力パネル２３０ｄによって、基準方向及び基準距離を設定する。本実施形態では、図１９に示されるように、膨隆開始部の近傍の平面部の粘膜組織１５１の表面に平行な方向を第１の基準方向に設定し、粘膜組織１５１の表面に垂直な体壁側に向かう方向を第２の基準方向に設定する。そして、第１及び第２の基準方向について、ロボティクス処置具２０１の先端の移動が許容できる移動距離を夫々第１及び第２の基準距離Ｌ１、Ｌ２として設定する。基準方向あるいは基準距離の再設定がなされない限り、これら基準方向あるいは基準距離が用いられる。
【０１１９】
基準方向及び基準距離は予め設定しておいてもよい。
【０１２０】
ステップ４４（Ｓ４４）
第１実施形態と同様に、基準点、基準方向、基準距離によって、移動機能制御が行われる、第１のロボティクス処置具２０１の先端２の制御範囲、並びに、制御範囲の内側及び外側が設定される。本実施形態の制御範囲Ｒは、図１９に示されるように、上記粘膜組織１５１の表面に垂直で基準点Ｏを通る軸を中心軸とし、径をＬ１とし、基準点Ｏから粘膜組織１５１の表面に垂直な方向に体壁側へと距離Ｌ２だけ延びる円柱形状をなし、円柱形状の内側及び外側が夫々制御範囲Ｒの内側及び外側となる。
【０１２１】
ステップ４５乃至ステップ４８（Ｓ４５乃至Ｓ４８）
第１実施形態と同様に、設定された制御範囲に基づき、第１のロボティクス処置具２０１の移動機能を制御する。
【０１２２】
また、基準方向あるいは基準距離の再設定が選択された場合には、ステップ４３（Ｓ４３）に戻る。
【０１２３】
ステップ４９（Ｓ４９）
基準点の再設定を選択した場合には、ステップ４２（Ｓ４２）に戻り、再び第２のジョイスティック３２５を操作して、第２のロボティクス処置具３０１の先端１２を基準点として設定したい位置まで移動させ、基準点入力タイミングパネル２３０ｃを操作して設定を行う。そして、再設定された基準点に基づいて移動機能制御を行う。
【０１２４】
ステップ５０及びステップ５１（Ｓ５０及びＳ５１）
第１実施形態と同様に、移動機能制御の解除が選択されない場合には、ステップ４５（Ｓ４５）に戻り、同様な移動機能制御を継続し、移動機能制御の解除が選択された場合には、移動機能制御の行われない状態に戻る。
【０１２５】
本実施形態では、第２実施形態と同様な処置機能制御を行うことができる。即ち、第１のロボティクス処置具２０１の先端２が制御範囲の外側に向かって移動するほど、第１のロボティクス処置具２０１の高周波電気メス２０２の出力を減少させ若しくは停止させ、又は、凝固波と切開波との割合を変化させて切開能を低下させる。但し、上述した移動機能制御の場合と同様に、第２のロボティクス処置具３０１の先端１２により基準点を設定する。
【０１２６】
従って、本実施形態の内視鏡手術装置は第１実施形態の効果に加えて次の効果を奏する。  
本実施形態では、第１のロボティクス処置具２０１によって処置を行い、第２のロボティクス処置具３０１によって処置の基準点、制御範囲を設定しているため、処置を行いながら、処置の基準点、制御範囲を頻繁に変更することが可能となっている。従って、処置の確実性及びスピードのさらなる増大、また、術者の精神的な負担のさらなる減少が可能となっている。
【０１２７】
本実施形態では、基準点入力タイミングパネル２３０ｃによって入力されたタイミングで基準点が設定されるが、第２のロボティクス処置具３０１の先端１２の位置に常に基準点を自動的に設定するようにしてもよい。この場合には、第２のロボティクス処置具３０１の先端１２を移動させるだけで、基準点入力タイミングパネル２３０ｃを操作することなく基準点を自動的に設定することができ、基準点、制御範囲の変更をさらに容易かつ頻繁に行うことが可能となる。
【０１２８】
また、第２のロボティクス処置具３０１を基準点の設定のみに用いているが、例えば、第２のロボティクス処置具３０１の先端に把持鉗子、あるいは、高周波電気メス、超音波メスを配設することで、第２のロボティクス処置具３０１を把持用処置具、あるいは、エネルギ処置具としても用いるようにしてもよい。
【０１２９】
さらに、第２のロボティクス処置具３０１の先端１２に加えて、第１のロボティクス処置具２０１の先端２によって基準点を設定するようにしてもよい。第２のロボティクス処置具３０１が処置用処置具としても用いられる場合には、第１のロボティクス処置具２０１の先端２によって設定される基準点、制御範囲を第２のロボティクス処置具３０１の基準点、制御範囲としてもよく、第２のロボティクス処置具３０１の先端１２によって設定される基準点、制御範囲を第１又は第２のロボティクス処置具２０１，３０１の基準点、制御範囲としてもよい。また、第１又は第２のロボティクス処置具２０１，３０１について共通の基準点、制御範囲を用いるようにしてもよい。
【０１３０】
さらに、３つ以上のロボティクス処置具、例えば、第１、第２のロボティクス処置具と同様な構成を有する第３、第４のロボティクス処置具を用いてよい。これら複数のロボティクス処置具のいずれのロボティクス処置具を用いて、いずれのロボティクス処置具についての基準点、制御範囲を設定するかは、適宜選択することが可能である。
【０１３１】
図２１は、本発明の第３実施形態の変形例を示す。
【０１３２】
本変形例の第２のロボティクス処置具３０１の先端には、把持鉗子２６１が配設されている。そして、把持鉗子２６１によって患部３の膨隆部中心付近を把持し、この状態で基準点入力タイミングパネル２３０ｃを操作して基準点Ｏを設定することで、把持鉗子２６１による把持位置に基準点Ｏを設定する。そして、第３実施形態と同様に第１及び第２の基準方向を設定し、粘膜組織１５１の表面に平行な第１の基準方向について、膨隆部の半径と同程度の大きさの基準距離Ｌ１を設定する。このように制御範囲を設定することで、第１のロボティクス処置具２０１による円形状の切開剥離が可能となる。
【０１３３】
図２２及び図２３は、本発明の第４実施形態を示す。
【０１３４】
図２２を参照し、本実施形態の第２のロボティクス処置具３０１の先端には、平板上の設定部２５２が配設されている。そして、この設定部２５２の一面の位置に、基準位置としての基準面が設定される。図２３を参照し、ＥＳＤにおいては、設定部２５２を膨隆した患部３に押圧して、膨隆開始部の近傍の平面部の粘膜組織１５１の表面に平行となるように配置する。そして、設定部２５２の一面が配置されている位置に基準面Ｐを設定し、粘膜組織１５１の表面に垂直な体壁側に向かう方向を基準方向として設定することにより、直方体の制御範囲Ｒが設定される。このため、患部３の膨隆部からの深さ方向への制御範囲の設定を容易に行うことが可能となっている。
【０１３５】
図２４は、本発明の第４実施形態の変形例を示す。
【０１３６】
図２４を参照し、本変形例の第２のロボティクス処置具３０１の先端部には、棒状の設定部２８１が配設されており、この棒状の設定部２８１によって基準位置としての基準線を設定することが可能となっている。
【０１３７】
上述したように、基準位置としては、点状の基準点の他、線状、平面状の基準線、基準面を用いることが可能である。基準線、基準面の設定は、上述したような棒状、平板状の設定部２８１，２５２によって行う他、２つの基準点を設定することにより基準線を設定し、３つの基準点を設定することにより基準面を設定するようにしてもよい。
【０１３８】
図２５及び図２６は、本発明の第５実施形態を示す。
【０１３９】
図２５を参照し、本実施形態の内視鏡手術システムは、第１実施形態の内視鏡手術システムと同様な構成に加えて、ロボティクス処置具制御装置２２０に、警告を発生する警告手段としてのスピーカ２５３が配設されている。さらに、機能制御入力装置２３３には、警告制御を作動／停止するための警告制御パネル２５４が配設されている。
【０１４０】
図２６を参照して、警告制御モードにおける警告制御について説明する。
【０１４１】
ステップ６１（Ｓ６１）
機能制御入力装置２３３の警告制御パネル２５４を操作して、警告制御を選択し、ロボティクス処置具制御装置２２０を通常モードから警告制御モードへと移行させる。
【０１４２】
ステップ６２乃至ステップ６６（Ｓ６２乃至Ｓ６６）
第１実施形態と同様に、基準点、基準方向、基準距離を設定し、制御範囲を設定する。
【０１４３】
そして、ロボティクス処置具２０１の先端が制御範囲の外側に向かって移動しているか否か検出する。
【０１４４】
ステップ６７（Ｓ６７）
ロボティクス処置具２０１の先端が制御範囲の外側に向かって移動している場合には、スピーカから警告音を発生させる。さらに、ロボティクス処置具２０１の先端が制御範囲の外側に向かって移動するほど、警告音の音量を大きくする。
【０１４５】
ステップ６８及びステップ６９（Ｓ６８及びＳ６９）
第１実施形態と同様に、基準方向あるいは基準距離、基準点の再設定が選択された場合には、ステップ６３（Ｓ６３）、ステップ６２（Ｓ６２）に戻り、再設定された基準方向あるいは基準距離、基準点に基づいて警告制御を行う。
【０１４６】
ステップ７０及びステップ７１（Ｓ７０及びＳ７１）
警告制御の解除が選択されない場合には、ステップ６５（Ｓ６５）に戻り、同様な警告制御を継続する。  
警告制御の解除が選択された場合には、警告制御の行われない状態に戻る。
【０１４７】
従って、本実施形態の内視鏡手術装置は次の効果を奏する。
【０１４８】
本実施形態では、警告制御を用いることで、第１実施形態と同様に、術者の不注意、思い違いによるロボティクス処置具２０１の移動、高周波電気メス２０２による過剰な切開を防ぐことが可能となり、正確な処置を行うことが可能となっている。また、術者が安心して処置できるようになるため、処置のスピードが上がり、術者の精神的な負担を減らすことが可能となっている。
【０１４９】
また、ロボティクス処置具２０１が制御範囲の外側に向かって移動している場合に、ロボティクス処置具２０１の移動機能を直接制御せず、警告音を発して移動に対する注意を喚起しているだけであるため、ロボティクス処置具２０１の移動が妨げられず、熟練した術者であれば処置のスピードを充分に増大させることが可能となる。
【０１５０】
なお、警告制御については、エネルギ処置具に限らず、先端がナイフ状、針状のメス、鉗子等であるロボティクス処置具にも適用可能であり、また、ロボティクス処置具に限らず、先端を移動可能で、その移動状態を検出することが可能な様々な処置具に適用可能である。
【０１５１】
本実施形態では、警告音の音量を変化させているが、音程、音量と音程との組み合わせ、メロディー等を変化させるようにしてもよい。また、警告手段としては、スピーカを用いているが、ライト等を発光させ、光の明るさ、色等を変化させるようにしてもよいし、振動機構によって振動を発生させ、振動の大きさ、周波数を変化させるようにしてもよく、ディスプレイに警告メッセージを表示するようにしてもよい。また、内視鏡の観察画像を表示する表示装置１０４にロボティクス処置具制御装置２２０を接続して互いに通信可能とし、表示装置１０４に、ロボティクス処置具２０１の先端の移動状態に応じて変化する警告を表示するようにしてもよい。
【０１５２】
図２７乃至図２９は、本発明の第６実施形態を示す。
【０１５３】
図２７及び図２８を参照し、本実施形態の内視鏡手術装置では、操作手段としての能動ジョイスティック４２５を用いている。即ち、能動ジョイスティック４２５からワイヤ２７２が導出されており、これらワイヤ２７２はモータボックス２５６内へと導入されて、各モータ２５７のプーリ２５８に巻回されている。能動ジョイスティック４２５を操作することで、各ワイヤ２７２が伸張され、各プーリ２５８を介してモータ２５７が回転される。一方で、各モータ２５７によりプーリ２５８を回転させ、ワイヤ２７２を伸張することで、能動ジョイスティック４２５への操作に対する反力を変化させ、又は、能動ジョイスティック４２５の操作可能範囲を制限することが可能である。各モータ２５７には、各モータ２５７の回転角度を測定する図示しないエンコーダが配設されている。モータボックス２５６のモータボックス通信部２５９はロボティクス処置具制御装置２２０の対モータドライブ通信部２６０に接続されており、モータボックス２５６とロボティクス処置具制御装置２２０との間で通信が可能である。ロボティクス処置具制御装置２２０は、モータボックス２５６のモータ２５７を制御するためのモータドライバ２７３を有している。また、機能制御入力装置２３３には、能動制御を作動／停止するための能動制御パネル２７０が配設されている。
【０１５４】
図２８を参照して、能動ジョイスティック４２５の制御について説明する。
【０１５５】
通常モードでは、能動ジョイスティック４２５を操作することで、各ワイヤ２７２が伸張され、各プーリ２５８を介してモータ２５７が回転される。各モータ２５７のエンコーダにより測定された回転角度データＤ１１５は、モータボックス２５６からロボティクス処置具制御装置２２０へと入力される。ロボティクス処置具制御装置２２０のＣＰＵ２４５によって、回転角度データＤ１１５からロボティクス処置具２０１の先端部の目標位置データ及び目標姿勢データが算出される。以下、第１実施形態と同様に、ロボティクス処置具２０１を目標位置及び目標姿勢まで移動させる。
【０１５６】
機能制御入力装置２３３の能動制御パネル２７０への入力により、ロボティクス処置具制御装置２２０が能動制御モードに移行する。能動制御モードでは、第１実施形態と同様に、ロボティクス処置具制御装置２２０のＣＰＵ２４５によって、基準点に対する基準方向へのロボティクス処置具２０１の先端の距離データ、速度データが算出される。算出された距離データ、速度データに基づいて、ロボティクス処置具制御装置２２０のモータドライバ２７３からモータボックス２５６へとモータ制御信号Ｄ１１６が入力される。後に詳述するように、モータ制御信号Ｄ１１６に基づいて各モータ２５７が制御され、プーリ２５８及びワイヤ２７２を介して、能動ジョイスティック４２５への操作に対する反力が変化され、又は、能動ジョイスティック４２５の操作可能範囲が制限される。
【０１５７】
次に、本実施形態の内視鏡手術装置の使用方法を説明する。
【０１５８】
ステップ８１（Ｓ８１）
機能制御入力装置２３３の能動制御パネル２７０を操作して、能動制御を選択し、ロボティクス処置具制御装置２２０を通常モードから能動制御モードへと移行させる。
【０１５９】
ステップ８２乃至ステップ８６（Ｓ８２乃至Ｓ８６）
第１実施形態と同様に、基準点、基準方向、基準距離を設定し、制御範囲を設定する。
【０１６０】
そして、ロボティクス処置具２０１の先端が制御範囲の外側に向かって移動しているか否か検出する。
【０１６１】
ステップ８７（Ｓ８７）
ロボティクス処置具２０１の先端が制御範囲の外側に向かって移動している場合には、能動ジョイスティック４２５の操作をしにくく、又は、できないようにするために、能動ジョイスティック４２５の操作に必要な操作力量を増加させ、又は、能動ジョイスティック４２５を強制的に停止させる。
【０１６２】
ステップ８８及びステップ８９（Ｓ８８及びＳ８９）
第１実施形態と同様に、基準方向あるいは基準距離、基準点の再設定が選択された場合には、ステップ８３（Ｓ８３）、ステップ８２（Ｓ８２）に戻り、再設定された基準方向あるいは基準距離、基準点に基づいて能動制御を行う。
【０１６３】
ステップ９０及びステップ９１（Ｓ９０及びＳ９１）
能動制御の解除が選択されない場合には、ステップ８５（Ｓ８５）に戻り、同様な能動制御を継続する。  
能動制御の解除が選択された場合には、能動制御の行われない状態に戻る。
【０１６４】
従って、本実施形態の内視鏡手術装置は次の効果を奏する。  
本実施形態では、能動制御を用いることで、第１実施形態と同様に、術者の不注意、思い違いによるロボティクス処置具２０１の移動、高周波電気メス２０２による過剰な切開を防ぐことが可能となり、正確な処置を行うことが可能となっている。また、術者が安心して処置できるようになるため、処置のスピードが上がり、術者の精神的な負担を減らすことが可能となっている。
【０１６５】
なお、能動制御については、エネルギ処置具に限らず、先端がナイフ状、針状のメス、鉗子等であるロボティクス処置具にも適用可能である。
【０１６６】
本発明の第６実施形態の変形例を説明する。
【０１６７】
本変形例では、フットスイッチ２１７に、フットスイッチ２１７の押下に応じて回転されるモータを配設している。処置機能制御モードでは、ロボティクス処置具２０１の先端が制御範囲の外側に向かって移動している場合には、ロボティクス処置具制御装置２２０によってモータを制御して、フットスイッチ２１７の押下をしにくく、又は、できないようにするために、フットスイッチ２１７の押下に必要な操作力量を増加させる、又は、押下を強制的に停止させる。
【０１６８】
図３０乃至図３２は、本発明の第７実施形態を示す。
【０１６９】
本実施形態の内視鏡手術装置は、図１７及び図１８に示される第３実施形態の内視鏡手術装置と同様の構成を有するが、第１のロボティクス処置具２０１を第２のロボティクス処置具３０１に追従させて自動的に移動させることが可能である。即ち、機能制御入力装置２３３には、追従制御を作動／停止させる追従制御パネル、追従条件を設定するための追従条件入力パネルが配設されている。本実施形態では、第２のロボティクス処置具３０１の位置及び姿勢が処置のための基準位置及び基準姿勢となり、追従条件として、第２のロボティクス処置具３０１に対する第１のロボティクス処置具２０１の方向、距離、姿勢が用いられる。ロボティクス処置具制御装置２２０は、追従制御モードでは、第３実施形態と同様に第２のロボティクス処置具３０１の位置データ及び姿勢データを算出すると共に、算出された位置データ及び姿勢データと設定された追従条件とに基づいて、第１のモータボックス２０５にモータ制御信号を出力して、第１のロボティクス処置具２０１を駆動させる。
【０１７０】
次に、本実施形態の内視鏡手術装置の使用方法について、ＥＳＤを例として説明する。
【０１７１】
ステップ１００（Ｓ１００）
機能制御入力装置２３３の追従制御パネルを操作して、追従制御を選択し、ロボティクス処置具制御装置２２０を通常モードから追従制御モードへと移行させる。
【０１７２】
本実施形態では、図３０に示されるように、第２のロボティクス処置具３０１の設定部３０２を患部３の膨隆部の周縁部の表面に押圧し、また、第１のロボティクス処置具２０１の高周波電気メス２０２により患部３の膨隆部の周縁部から内部への切開を開始した状態で、通常モードから追従制御モードへの移行を行う。
【０１７３】
ステップ１０１（Ｓ１０１）
機能制御入力装置２３３の追従条件入力パネルを操作して、追従条件として、第２のロボティクス処置具３０１に対する第１のロボティクス処置具２０１の方向、距離、姿勢を設定する。本実施形態では、図３０に示されるように、患部３の膨隆部の周縁部の表面に押圧された第２のロボティクス処置具３０１の設定部３０２に対して、患部３の内部へと向かう方向を追従の方向Ｄ、粘膜組織１５１の厚みを追従の距離Ｌとして設定し、追従の姿勢としては、第１のロボティクス処置具２０１の高周波電気メス２０２が第２のロボティクス処置具３０１の設定部３０２と同様な姿勢となるようにする。
【０１７４】
なお、追従の方向及び距離については、追従制御の開始時の第２のロボティクス処置具３０１に対する第１のロボティクス処置具２０１の相対位置を用いてもよい。また、追従の姿勢については、追従制御の開始時の第１のロボティクス処置具２０１の姿勢をそのまま用いてもよいし、姿勢を考慮する必要がない場合には設定しなくてもよい。また、追従条件については、予め設定しておいてもよい。
【０１７５】
ステップ１０２（Ｓ１０２）
第２のジョイスティック３２５を操作して、第２のロボティクス処置具３０１を移動させる。本実施形態では、第２のロボティクス処置具３０１の設定部３０２を患部３の膨隆部の表面に沿って移動させる。
【０１７６】
ステップ１０３（Ｓ１０３）
第２のロボティクス処置具３０１の移動に応じて、設定された追従条件に従って、第１のロボティクス処置具２０１が移動される。本実施形態では、図３１に示されるように、第２のロボティクス処置具３０１の設定部３０２に対して、病変部位の厚さだけ離れて、同じ姿勢で、第１のロボティクス処置具２０１の高周波電気メス２０２が追従する。この結果、高周波電気メス２０２によって、患部３の内部が切開され、粘膜組織１５１のみが切開剥離される。
【０１７７】
ステップ１０４（Ｓ１０４）
追従条件の再設定が選択された場合には、ステップ１０１（Ｓ１０１）に戻り、再設定された追従条件に従って追従制御を行う。
【０１７８】
ステップ１０５及びステップ１０６（Ｓ１０５及びＳ１０６）
追従制御の解除が選択されない場合には、ステップ１０２（Ｓ１０２）に戻り、同様の追従制御を行う。
【０１７９】
追従制御の解除が選択された場合には、追従制御の行われない状態に戻る。
【０１８０】
従って、本実施形態の内視鏡手術装置は次の効果を奏する。
【０１８１】
本実施形態の内視鏡手術装置では、追従制御を用いることで、内視鏡１０１によって観察可能な状態にある第２のロボティクス処置具３０１の設定部３０２を操作することにより、内視鏡１０１によって観察不能な状態にある第１のロボティクス処置具２０１の高周波電気メス２０２を操作することが可能となっている。
【０１８２】
特に本実施形態では、患部３の内部へと向かう方向を追従の方向、粘膜組織１５１の厚みを追従の距離に設定し、第２のロボティクス処置具３０１の設定部３０２を患部３の膨隆部に押圧させながら沿わせて移動させることで、第１のロボティクス処置具２０１の高周波電気メス２０２によって粘膜組織１５１を切開するので、病変部位を含む粘膜組織１５１のみを切開可能である。このため、術者の不注意、思い違いによって固有筋層に向かって高周波電気メス２０２を移動させてしまうことがなく、患部３の膨隆量を減らして切開することが可能となっている。
【０１８３】
なお、第２のロボティクス処置具３０１に対して第１のロボティクス処置具２０１を同じ速度で追従させる必要はなく、ゆっくりと追従させるようにしてもよい。ゆっくりと追従させた場合には、術者が切開状況をより確実に確認することが可能となる。
【０１８４】
また、第２のロボティクス処置具３０１の設定部３０２として、図２２に示されるような平板状の設定部２５２を用いてもよい。このような平板状の設定部２５２は、患部３に押圧された際に、患部３の膨隆部の形状に対して平行に配置しやすく、患部３の内部へと向かう方向を正確に把握することが可能となる。
【０１８５】
図３３乃至図３４は、本発明の第８実施形態を示す。
【０１８６】
本実施形態の内視鏡手術装置は、図１７及び図１８に示される第３実施形態の内視鏡手術装置と同様の構成を有するが、第１のロボティクス処置具２０１の先端を基準点に向かって自動的に移動させることが可能である。
【０１８７】
即ち、機能制御入力装置２３３には、自動移動制御を作動／停止させる自動移動制御パネル、第１のロボティクス処置具２０１の自動移動を作動させる自動移動開始パネルを有する。ロボティクス処置具制御装置２２０は、自動移動制御モードでは、第１のジョイスティック２２５への操作に優先して、第１のロボティクス処置具２０１の先端を設定された基準点に向かって移動させる。なお、本実施形態では、第１のロボティクス処置具２０１の先端の自動移動における速度、加速度等の移動条件は、予め設定された条件を用いるが、機能制御入力装置２３３に移動条件入力パネルを配設して、移動条件を適宜設定できるようにしてもよい。
【０１８８】
次に、本実施形態の内視鏡手術装置の使用方法について、処置具によって管腔壁を貫通する手技を例として説明する。
【０１８９】
図３３を参照し、第１のロボティクス処置具２０１の先端を自動移動開始位置まで移動しておく。本実施形態では、第１のロボティクス処置具２０１を管腔内に挿入し、第１のロボティクス処置具２０１の先端を管腔側Ｓ１の貫通開始位置まで移動させておく。
【０１９０】
ステップ１２０（Ｓ１２０）
自動移動制御パネルを操作して、自動移動制御を選択し、ロボティクス処置具制御装置２２０を通常モードから自動移動制御モードへと移行させる。
【０１９１】
ステップ１２１（Ｓ１２１）
第２のジョイスティック３２５を操作して、第２のロボティクス処置具３０１の先端を基準点として設定したい位置まで移動させる。この基準点が、第１のロボティクス処置具２０１の先端の自動移動終了位置となる。本実施形態では、図３３に示されるように、第２のロボティクス処置具３０１の先端を、腹腔側Ｓ２における第１のロボティクス処置具２０１の先端の貫通終了位置まで移動させる。この状態で、基準点入力タイミングパネル２３０ｃを操作して、基準点の位置を設定し保存する。基準点の再設定がされない限り、この基準点が用いられる。
【０１９２】
基準点の設定の後、必要ならば、第２のロボティクス処置具３０１を基準点から退避させる。
【０１９３】
ステップ１２２（Ｓ１２２）
自動移動開始パネルを操作して、第１のロボティクス処置具２０１の先端の自動移動を開始させる。
【０１９４】
ステップ１２３（Ｓ１２３）
第１のロボティクス処置具２０１の先端が基準点に向かって自動的に移動される。本実施形態では、第１のロボティクス処置具２０１の高周波電気メス２０２が、貫通開始位置から貫通終了位置へと管腔壁４５０を切開しながら移動することになる。
【０１９５】
ステップ１２４（Ｓ１２４）
第１のロボティクス処置具２０１の先端の移動の途中で、自動移動制御パネルを操作して自動移動制御の解除を選択した場合には、第１のロボティクス処置具２０１の先端の移動が停止され、ステップ１２６（Ｓ１２６）に進み、自動移動制御の行われない状態に戻る。
【０１９６】
ステップ１２５（Ｓ１２５）
第１のロボティクス処置具２０１の先端が基準点まで移動されたら、自動移動が停止される。本実施形態では、管腔壁４５０に貫通孔が形成されることになる。
【０１９７】
ステップ１２６（Ｓ１２６）
自動移動制御の行われない状態に戻る。
【０１９８】
従って、本実施形態の内視鏡手術装置は次の効果を奏する。
【０１９９】
本実施形態の内視鏡手術装置では、自動移動制御を用いることで、管腔壁４５０の腹腔側及び管腔側の両面の状態を考慮した、処置具による管腔壁４５０の貫通が可能となる。例えば、管腔壁４５０において、腹腔側に血管がある場合、血管から充分に離れた位置を基準点とすることで、処置具により血管を避けて管腔壁４５０を貫通することが可能となる。また、管腔壁４５０の両側を同時に観察できず、貫通終了位置が観察できないような場合であっても、第１のロボティクス処置具２０１の先端を目的とする貫通終了位置に正確に移動させることができ、処置具による貫通時の安全性を増大することが可能である。また、切開機能のある処置部を粘膜組織１５１等に近づける前に、切開機能のない処置部を粘膜組織１５１等に近づけて基準点を設定できるため、切開機能のある処置部によって不必要な部分が切開されることを防止することが可能となっている。
【０２００】
なお、ロボティクス処置具の先端の基準点への移動は、管腔壁４５０の貫通の他、粘膜組織１５１の切開、剥離等の様々な用途に適用可能である。
【０２０１】
上述した各実施形態について、以下のような様々な変形が可能である。
【０２０２】
基準位置の設定には、ロボティクス処置具の先端の位置の他、ロボティクス処置具の関節の位置、ロボティクス処置具に配置されたマーカの位置等、ロボティクス処置具の様々な特定の位置を用いることが可能である。基準位置の設定のための専用の処置具を用いてもよい。また、ディスプレイに表示された仮想のロボティクス処置具、仮想のレーザーマーカを用いてもよい。さらに、内視鏡の観察画像から三次元的な位置情報を生成する位置情報生成装置をトロリーに搭載し、表示装置の観察画像上で位置を指定することで、生成された三次元情報に基づき基準位置を設定するようにしてもよい。このような位置情報生成装置により、ロボティクス処置具の三次元的な位置及び姿勢を算出するようにしてもよい。
【０２０３】
移動機能制御、処置機能制御、警告制御、能動制御、自動移動制御のいずれの制御も、制御範囲に対するロボティクス処置具の先端の位置に基づいて制御を行っているが、ロボティクス処置具の先端の他、ロボティクス処置具の関節の位置、ロボティクス処置具に配置されたマーカの位置等、ロボティクス処置具の様々な特定の位置に基づいて制御を行うことが可能である。
【０２０４】
移動機能制御、処置機能制御、警告制御、能動制御、自動移動制御の各制御は、いくつかの制御を組み合わせて同時に行うようにしてもよい。その際、各制御について夫々異なる制御範囲を用いてもよいし、共通の制御範囲を用いるようにしてもよい。また、制御範囲としては、球形状、円柱等の柱形状、三角錐等の錐形状等、どのような形状であってもよく、閉空間に限らず開空間であってもよい。各制御について、基準点に対して複数組の基準方向及び基準距離を設定するようにしてもよい。
【０２０５】
次に、上記各実施形態の特徴的な技術事項を下記の通り付記する。  
記  
（付記項１）内視鏡と、内視鏡のチャンネルに通されたロボティクス処置具と、ロボティクス処置具の位置と姿勢の少なくとも一方の情報を取得するためのセンサと、を有する内視鏡手術システムにおいて、処置を行う基準点の位置、基準点からの距離と方向の少なくとも一方を入力する手段を持ち、前記入力内容の結果に基づいて、ロボティクス処置具の移動機能と、ロボティクス処置具先端に取り付けられたエネルギ処置具の処置機能、の少なくとも1つの機能を制御する制御手段を有する事を特徴とする内視鏡手術システム。
【０２０６】
（付記項２）付記項１に記載の内視鏡手術システムは、付記項１に記載のロボティクス処置具を第１のロボティクス処置具とし、さらに組み合わせて使用する第２第３のロボティクス処置具を有し、第２第３のロボティクス処置具と第１のロボティクス処置具との距離や方向によって、第１のロボティクス処置具の移動機能とロボティクス処置具先端に取り付けられたエネルギ処置具の処置機能の少なくとも１つの機能を制御する事を特徴とする付記項１に記載の内視鏡手術システム。
【０２０７】
（付記項３）ロボティクス処置具とは、マスタースレーブ型の多関節マニピュレータであり、先端に処置をするための手段を有することを特徴とする付記項１または２に記載の内視鏡手術システム。
【０２０８】
（付記項４）処置をするための手段とは、エネルギ処置具、ナイフ状のメス、針状のメス、スネア、鉗子または基準点入力用処置具であることを特徴とする付記項１、２または３記載の内視鏡手術システム。
【０２０９】
（付記項５）エネルギ処置具の処置機能を制御するとは、ロボティクス処置具先端位置が基準点から特定の方向に特定の距離離れた場合に、離れた距離と離れる速度の少なくとも一方に対応してロボティクス処置具のエネルギ処置具の出力を変化させる、または出力を止める制御を行うことを特徴とする付記項１、２、３または４記載の内視鏡手術システム。
【０２１０】
（付記項６）移動機能を制御するとは、ロボティクス処置具先端位置が基準点から特定の方向に特定の距離離れた場合に、離れた距離と離れる速度の少なくとも一方に対応してロボティクス処置具先端の移動速度を変化させる、または止める制御を行うことを特徴とする付記項１、２、３または４記載の内視鏡手術システム。
【０２１１】
（付記項７）付記項１、２、３、４、５または６に記載の内視鏡手術システムは、警告提示手段をさらに有し、ロボティクス処置具先端位置が基準点から特定の方向に特定の距離離れた場合に、離れた距離と離れる速度の少なくとも一方に対応して、警告提示手段により音、光を発生またはメッセージを表示させて警告することを特徴とする内視鏡手術システム。
【０２１２】
（付記項８）ロボティクス処置具の位置と姿勢の、少なくとも一方の情報を取得するためのセンサとは、ロボティクス処置具の回転、直動、関節の動きを直接、または間接的に取得するセンサであることを特徴とする付記項１、２、３、４、５、６または７記載の内視鏡手術システム。
【０２１３】
（付記項９）ロボティクス処置具の位置と姿勢の、少なくとも一方の情報を取得するためのセンサとは、内視鏡の撮像装置から得られた画像に対する処理を行う画像センサであることを特徴とする付記項１、２、３、４、５、６、７または８記載の内視鏡手術システム。
【０２１４】
（付記項１０）基準点を入力する手段とは、ロボティクス処置具自体の特定の部位の位置による指定手段であることを特徴とする付記項１、２、３、４、５、６、７、８または９記載の内視鏡手術システム。
【０２１５】
（付記項１１）基準点を入力する手段とは、内視鏡の撮像装置から得られた画像を元に位置を指定する手段であることを特徴とする付記項１、２、３、４、５、６、７、８または９記載の内視鏡手術システム。
【０２１６】
（付記項１２）付記項２の内視鏡手術システムにおいて、第１のロボティクス処置具を、第２のロボティクス処置具の位置から特定の距離と方向離れた位置を特定の姿勢で追従させる制御手段を有することを特徴とする、付記項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０または１１記載の手術システム。
【０２１７】
（付記項１３）付記項２の内視鏡手術システムにおいて、第１のロボティクス処置具を第２のロボティクス処置具の指定した位置へ向かって移動させる制御手段を有することを特徴とする、付記項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１または１２記載の手術システム。
【図面の簡単な説明】
【０２１８】
【図１】本発明の第１実施形態の内視鏡手術装置を示す概略図。
【図２】本発明の第１実施形態の内視鏡手術装置を示すブロック図。
【図３】本発明の第１実施形態の内視鏡システムを示す概略図。
【図４】本発明の第１実施形態の内視鏡手術装置の使用方法を説明するための図。
【図５】本発明の第１実施形態の内視鏡手術装置の移動機能制御のフローチャートを示す図。
【図６】本発明の第１実施形態の内視鏡手術装置の処置機能制御のフローチャートを示す図。
【図７】本発明の第１実施形態の内視鏡手術装置の移動機能制御における速度変換変数αのグラフを示す図。
【図８】本発明の第１実施形態の内視鏡手術装置の移動機能制御における速度変換変数βのグラフを示す図。
【図９】本発明の第１実施形態の内視鏡手術装置の処置機能制御における出力変換変数γのグラフを示す図。
【図１０】本発明の第１実施形態の内視鏡手術装置の処置機能制御における出力変換変数σのグラフを示す図。
【図１１】本発明の第１実施形態の内視鏡手術装置の処置機能制御における出力変換変数ωのグラフを示す図。
【図１２】本発明の第２実施形態の内視鏡手術装置の機能制御における、複数の基準方向を示す模式図。
【図１３】本発明の第２実施形態の内視鏡手術装置の移動機能制御における、第１の基準方向についての第１の速度変換変数α１のグラフを示す図。
【図１４】本発明の第２実施形態の内視鏡手術装置の移動機能制御における、第２の基準方向についての第２の速度変換変数α２のグラフを示す図。
【図１５】本発明の第２実施形態の内視鏡手術装置の処置機能制御における、第１の基準方向についての第１の出力変換変数γ１のグラフを示す図。
【図１６】本発明の第２実施形態の内視鏡手術装置の処置機能制御における、第２の基準方向についての第２の出力変換変数γ２のグラフを示す図。
【図１７】本発明の第３実施形態の内視鏡システムを示す概略図。
【図１８】本発明の第３実施形態の内視鏡手術装置を示すブロック図。
【図１９】本発明の第３実施形態の内視鏡手術装置の使用方法を説明するための図。
【図２０】本発明の第３実施形態の内視鏡手術装置の移動機能制御のフローチャートを示す図。
【図２１】本発明の第３実施形態の変形例の内視鏡手術装置の使用方法を説明するための図。
【図２２】本発明の第４実施形態のロボティクス処置具の設定部を示す斜視図。
【図２３】本発明の第４実施形態の内視鏡手術装置の使用方法を説明するための図。
【図２４】本発明の第４実施形態の変形例のロボティクス処置具の設定部を示す斜視図。
【図２５】本発明の第５実施形態の内視鏡システムを示す概略図。
【図２６】本発明の第５実施形態の内視鏡手術装置の警告制御のフローチャートを示す図。
【図２７】本発明の第６実施形態の内視鏡システムを示す概略図。
【図２８】本発明の第６実施形態の内視鏡手術装置を示すブロック図。
【図２９】本発明の第６実施形態の内視鏡手術装置の能動制御のフローチャートを示す図。
【図３０】本発明の第７実施形態の内視鏡手術装置の使用方法を説明するための、追従制御の開始時を示す図。
【図３１】本発明の第７実施形態の内視鏡手術装置の使用方法を説明するための、追従制御を示す図。
【図３２】本発明の第７実施形態の内視鏡手術装置の追従制御のフローチャートを示す図。
【図３３】本発明の第８実施形態の内視鏡手術装置の使用方法を説明するための図。
【図３４】本発明の第８実施形態の内視鏡手術装置の自動移動制御のフローチャートを示す図。
【符号の説明】
【０２１９】
１０１…内視鏡、２０２…処置部（２０２…高周波電気メス）、２０１…処置用処置具（２０１…第１のロボティクス処置具）、２０１，２０５，２２０，２３３；２２０，２３３，３０１，３０５…設定手段（２０１…ロボティクス処置具、２０５…モータボックス、２２０…ロボティクス処置具制御装置、２３３…機能制御入力装置、３０１…ロボティクス処置具、３０５…モータボックス）、２０１，２０５，２２０…検出手段（２０１…ロボティクス処置具、２０５…モータボックス、２２０…ロボティクス処置具制御装置）、２２０…制御手段（２２０…ロボティクス処置具制御装置）、２５３…警告手段（２５３…スピーカ）、３０１…設定用処置具（３０１…ロボティクス処置具）、２０３…関節部、…駆動機構（２０５…モータボックス、２０８…ワイヤ）、Ｏ；Ｐ…基準位置（Ｏ…基準点、Ｐ…基準面）、Ｄ；Ｄ１，Ｄ２…基準方向。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年10月29日(2007.10.29)
【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】請求項９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項９】
前記処置用処置具は、エネルギ処置具であり、前記処置能力は、出力の大きさあるいは出力のモードである、
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の内視鏡手術装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１３】
前記検出手段は、前記内視鏡により得られた観察画像を処理して検出を行う、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の内視鏡手術装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
本発明の第９実施態様の内視鏡手術装置は、第２又は第３実施態様の内視鏡手術装置において、前記処置用処置具が、エネルギ処置具であり、前記処置能力が、出力の大きさあるいは出力のモードである、ことを特徴とする。
【手続補正４】
【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】
本発明の第１３実施態様の内視鏡手術装置は、第１乃至第５実施態様のいずれか１の実施態様において、前記検出手段が、前記内視鏡により得られた観察画像を処理して検出を行う、ことを特徴とする。