(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠隔操作によって駆動され、生体内部位の観察及び／または処置を行うための複数の軸を有し、各軸には駆動手段が設けられた医療用マニピュレータと、
遠隔操作を行なうための複数の軸を有し、各軸には変位検出手段と制動手段とが設けられた遠隔操作装置と、
この遠隔操作装置からの操作情報に基づいて、前記医療用マニピュレータの動作を制御する制御装置と、を具備し、
前記制御装置は、前記遠隔操作装置の各軸の変位検出手段からの変位信号を所定の倍率で変換して前記医療用マニピュレータの対応する軸の駆動手段に伝達する信号変換手段と、前記変位信号の変換倍率に応じた制動力を生成するための制御信号を前記遠隔操作装置の制動手段に伝達する制御信号発生手段と、を備える医療用マニピュレータであって、
前記医療用マニピュレータの自由度は、前記遠隔操作装置の自由度よりも大きく設定され、前記医療用マニピュレータと前記遠隔操作装置はそれぞれ複数であり、前記複数の医療用マニピュレータと前記複数の遠隔操作装置の各対に対応してそれぞれ制御装置が設けられ、各制御装置間には各マニピュレータ同士が干渉しないように動作を制御する制御手段が設けられていることを特徴とする医療用マニピュレータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、遠隔操作によって駆動されて生体内部位の観察や処置を行う医療用マニピュレータ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば腹腔等の体壁に孔を開け、この孔を通じて内視鏡や処置具を経皮的に体腔内に挿入する事により、体腔内で様々な処置を行う内視鏡下手術が従来から行われており、こうした術式は大きな切開を要しない低侵襲なものとして胆嚢摘出手術や肺の一部を摘出する手術で多く行われている。
【０００３】
このような内視鏡下手術にあっては、体腔内に挿入される内視鏡や処置具が体腔内の極力広い範囲で動作出来る事が望まれていた。そこで、特開平７−１３６１７３号や特開平８−１１７２３８号において、自由度の大きい多関節構造の挿入部を備えた医療用マニピュレータ装置が提案された。
【０００４】
これらの従来技術はいずれも、多関節構造の医療用マニピュレータを遠隔的に操作するために用いられる遠隔操作装置についても医療用マニピュレータと同じ自由度を持つ多関節構造を採用している。しかも、術者の操作を容易にするため、遠隔操作装置の構造は出来るだけ医療用マニピュレータと似せてあるのが一般的である。構造が同じであると、遠隔操作装置の各軸がとる動作形状をそのままマニピュレータに投影させることができるので感覚的に操作が容易となる。ところが、将来的に広く医療用マニピュレータが普及すると、目的の術式に合った様々な形態の医療用マニピュレータが出現するものと考えられる。
【０００５】
その際、遠隔操作装置をそれぞれのマニピュレータに対応する専用機とすると、保管のスペースや操作法の習得などの問題が生じる。そこで、遠隔操作装置は出来るだけ汎用に使用し、どのマニピュレータにも簡便に合わせ得るものが実現すると有用である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記した医療用マニピュレータ装置においては、基本的には、遠隔操作装置の自由度がマニピュレータの自由度と等しいか、それよりも多くなればマニピュレータの操作は可能になる。しかしながら、汎用の遠隔操作装置においては、自由度の条件を満たしたとしてもその動作形状が全く異なる場合があるので、これによって遠隔操作性を損ない、手術の安全性や効率が低下してしまうという問題があった。
【０００７】
本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、その目的とするところは、遠隔操作性を損うことなしに手術の安全性及び効率を高めることができる医療用マニピュレータ装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明の一実施形態に係る医療用マニピュレータは、遠隔操作によって駆動され、生体内部位の観察及び／または処置を行うための複数の軸を有し、各軸には駆動手段が設けられた医療用マニピュレータと、遠隔操作を行なうための複数の軸を有し、各軸には変位検出手段と制動手段とが設けられた遠隔操作装置と、この遠隔操作装置からの操作情報に基づいて、前記医療用マニピュレータの動作を制御する制御装置と、を具備し、前記制御装置は、前記遠隔操作装置の各軸の変位検出手段からの変位信号を所定の倍率で変換して前記医療用マニピュレータの対応する軸の駆動手段に伝達する信号変換手段と、前記変位信号の変換倍率に応じた制動力を生成するための制御信号を前記遠隔操作装置の制動手段に伝達する制御信号発生手段と、を備える医療用マニピュレータであって、前記医療用マニピュレータの自由度は、前記遠隔操作装置の自由度よりも大きく設定され、前記医療用マニピュレータと前記遠隔操作装置はそれぞれ複数であり、前記複数の医療用マニピュレータと前記複数の遠隔操作装置の各対に対応してそれぞれ制御装置が設けられ、各制御装置間には各マニピュレータ同士が干渉しないように動作を制御する制御手段が設けられている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１０】
（第１実施形態）
図１乃至図４は本発明の第１実施形態を説明するための図である。図１は本実施形態に係る医療用マニピュレータ（以下、単にマニピュレータと呼ぶ）１の構成を示す図であり、マニピュレータ本体３と、生体壁７０に穿設された挿入孔８を通じて体腔内に挿入可能なストレート形状の細径挿入部２とからなる。マニピュレータ本体３は細径挿入部２の位置決めを行う手段としてのリンク機構及び調整機構を備えたアーム機構になっており、このマニピュレータ本体３には、細径挿入部２が進退自在に連結されている。上記したリンク機構及び調整機構、挿入部の連結機構については特開平７−１３６１７３号に詳細に開示されている。
【００１１】
また、細径挿入部２の先端には、作業部としてのエンドエフェクタが屈曲自在に接続されている。このエンドエフェクタはマニピュレータ１の作業目的によって異なっており、図１には把持鉗子５が示されている。把持鉗子５は、生体組織の把持や剥離、縫合のための針の把持などを行うための開閉機構を有している。
【００１２】
このマニピュレータ１での処置は、図示しない別の挿入孔から挿入される内視鏡観察下で行われる。
【００１３】
把持鉗子５と細径挿入部２との間には、図示の如く、屈曲部が一ヶ所しか設けられていない。そして、把持鉗子５の長さは細径挿入部２の長さに比べて十分に小さい。
【００１４】
ところで、マニピュレータ１の軸数はエンドエフェクタの位置及びオリエンテーションに関する自由度と挿入孔８の位置に関する拘束条件とから決定される。前者について、体腔内の任意位置にある臓器等を任意のオリエンテーションで処置を行うためには一般に６自由度が必要である。また、後者については、体腔壁７０に無理な力がかからないためには、３自由度が必要である。
【００１５】
両者を加えると、９自由度が必要であるが、ポイントロック機構によって６自由度で実現出来る。詳細は特開平７−１３６１７３号に開示されている。
【００１６】
また、マニピュレータの６軸の各々には、駆動機構とエンコーダが設置されている。駆動機構はモータや伝達機構から構成される。これらの詳細についても特開平７−１３６１７３号に開示されている。
【００１７】
図２は上記したマニピュレータ１を動作させるための動作指令を与える遠隔操作装置としてのマスターアーム１４の構成を示す図である。本実施形態では、操作者がマスターアームを直接手で動作させてマニピュレータの動作を決める、いわゆるマスタースレーブ方式を採用している。
【００１８】
マスターアーム１４はパンタグラフ機構１７を複数組み合わせて構成された多自由度マニピュレータである。出力節１２には、３つのパンタグラフ１７と３つの回転対偶軸１８が取り付けられ、出力節１２上面には、鋏状の開閉機構１９が取り付けられている。各パンダグラフ１７、対偶軸１８、開閉機構１９の軸には、エンコーダ２０が接続されている。また、上記各軸には図３に示すようなディスク３１が一体に設けられ、このディスク３１の表面にはブレーキ３２が動作可能に設けられている。以上より、マスターアーム１４は、合計７自由度を有している。
【００１９】
図４は上記した医療用マニピュレータ装置のブロック構成図である。制御装置２１は、伝達倍率可変回路２２と、モータ駆動信号発生回路２４と、位置検出回路２５と、ブレーキ駆動信号発生回路２３とから構成される。伝達倍率可変回路２２は、マスターアーム１４の変位検出手段としてのエンコーダ１５（１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ、…）からの信号を受けて任意の倍率に変換する。この任意の倍率は、制御装置２１の外部に配置された設定入力装置２６から術者により入力される。モータ駆動信号発生回路２４は、倍率変換された信号を受けて、マニピュレータ１の駆動手段としての駆動モータ１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、…）を駆動する。位置検出回路２５は、マニピュレータ１の各エンコーダ１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、…）からの出力信号を受けてマニピュレータ１の姿勢を検出して、モータ駆動信号発生回路２４にフィードバックする。ブレーキ駆動信号発生回路２３は、伝達倍率可変回路２２からの信号を受けて、マスターアーム１４の制動手段としての各ブレーキ１６（１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、…）を駆動する。
【００２０】
以下に上記した構成の動作を説明する。マニピュレータ１の各軸の動作範囲と、マスターアーム１４の各軸の動作範囲とは一致していない。そこで、術者は、各軸毎にマスターアーム１４の変位を何倍でマニピュレータ１に伝えるのかを予め設定入力手段２６を用いて制御装置２１に入力する。モータ駆動信号発生回路２４は、このようにして設定された倍率に応じてマニピュレータ１側の駆動モータ１１をそれぞれ駆動させる。
【００２１】
また、ブレーキ駆動信号発生回路２３は、設定された倍率に応じてマスターアーム１４側のブレーキ１６をそれぞれ駆動させる。例えば、ある軸の設定倍率が大きいと、マスターアーム１４を僅かに変位させただけで、マニピュレータ１は大きく変位する事が出来る。また、ある軸の設定倍率が小さいと、マスターアーム１４を大きく変位させても、マニピュレータ１側では僅かにしか動かない。
【００２２】
更に、設定倍率が大きい場合にはブレーキ１６の発生力も大きくなるので、術者は強い抵抗力を感じる事になる。逆に、設定倍率が小さいとブレーキ１６の発生力が小さくなるので、術者は僅かな力でアームを操作出来る。
【００２３】
上記した第１実施形態によれば、マスターアームがマニピュレータと異なる動作範囲を持つ汎用の装置であっても、術者が予め両者の動きを対応づける設定を行う事が出来るので、遠隔操作性を損なう事のない医療用マニピュレータ装置を実現出来る。
【００２４】
特に、伝達倍率に応じた力をブレーキ装置で発生させる構成にした事により、術者が誤ってマスターアームを必要以上に動作させようとしても、強い制動力が働くので、マスターアームが動く事がない。従って、マニピュレータ側の生体に対して安全な動作範囲を保証する事が出来る。
【００２５】
また、汎用のマスターアームであるので、自由度がマニピュレータより高い場合は、マスターアームの任意の軸のブレーキに十分な力を働かせる事によってその軸をロックさせる事が出来る。このようにして、マスターアームとマニピュレータの自由度を合わせる事も可能である。
【００２６】
（第２実施形態）
図５乃至図８は、本発明の第２実施形態を説明するための図である。図５（Ａ）は、第２実施形態に係る医療用マニピュレータ装置の構成を示す図である。図５（Ｂ）は内視鏡３８周辺の構成を示す図である。
【００２７】
医療用マニピュレータ３５は、マニピュレータ本体３６と細径挿入部３７からなる。細径挿入部３７の先端部には図５（Ｂ）に示すように、湾曲可能な内視鏡３８と、その両側に取り付けられたスレーブマニピュレータ４１，４２とが搭載されている（この詳細は特開平８−１１７２３８号に記載されている）。また、２つのマスターアーム４４，４５が回転型のコンソール４７上に設けられ、術者により操作される。各マスターアーム４４（４５）の構成は第１実施形態と同じである。マスターアーム４４、４５はそれぞれ、スレーブマニピュレータに対応している。更に、術者は、内視鏡３８の湾曲操作手段としての図示せぬ３次元位置センサが搭載されたヘッドマウントディスプレイ４６を頭部に装着している。医療用マニピュレータ３５と上記各操作手段は複合制御装置４３を介して接続されている。
【００２８】
図６は、上記した医療用マニピュレータ装置のブロック構成図である。複合制御装置４３は、モータ駆動信号発生回路５０と、Ａ制御装置５２と、協調回路５４と、Ｂ制御装置５３と、Ｃ制御装置５５とから構成される。モータ駆動信号発生回路５０にはコンソール用モータ５１が接続されるとともに、画像処理回路４９を介して内視鏡画像４８が入力される。Ａ制御装置５２にはａスレーブマニピュレータ４１、Ａマスターアーム４４、Ａ設定入力装置５７が接続されている。さらに、Ｂ制御装置５３にはｂスレーブマニピュレータ４２、Ｂマスターアーム４５、Ｂ設定入力装置５８が接続されている。Ｃ制御装置５５には手術用マニピュレータ本体３６、３次元位置センサ５６、Ｃ設定入力装置５９が接続されている。協調制御手段としての協調回路５４はＡ制御装置５２とＢ制御装置５３とを接続するための装置であるが、これについては後述する。上記の構成において、２つのマスターアーム４４、４５に対応して設けられたＡ制御装置５２、Ｂ制御装置５３は第１実施形態で説明した制御装置２１と同じ構成のものである。
【００２９】
３次元位置センサ５６からの信号は、Ｃ制御装置５５に入力され、マニピュレータ本体３６の駆動制御を行なうが、ここでの詳細な説明は省略する。画像処理回路４９は変位検出手段としての機能を有し、内視鏡画像４８内での内視鏡の位置を演算して位置情報をモータ駆動信号発生回路５０に送る。モータ駆動信号発生回路５０はこのときの位置情報に基づいて、コンソール４７を回転駆動するためのコンソール用モータ５１を駆動制御する。
【００３０】
以下に上記した構成の動作を図７を参照して説明する。図７の左上図では、マニピュレータ４１，４２が内視鏡画像４８の左右から突出している。この時、コンソール４７上のマスターアーム４４，４５は術者に対して平行な位置にある。
【００３１】
次に、内視鏡３８に湾曲をかけたり、マニピュレータ４１，４２が複雑に動いた場合には、右上図のように、内視鏡画像４８上には、例えば、マニピュレータが上下から突出する場合がある。すると、画像処理回路４９で演算された位置情報に基づいてコンソール４７が９０°回転するのでマスターアーム４４，４５は術者に対して直列な位置になる。このようにして、術者は内視鏡画像で見えているマニピュレータと同じ位置関係で２つのマスターアームを操作する事が出来る。
【００３２】
各マスターアーム４４，４５がマニピュレータ４１，４２を操作する部分の説明は第１実施形態と同様である。
【００３３】
図８は第２実施形態の第２の動作として、協調回路５４の動作アルゴリズムを示すフローチャートである。協調回路５４は、マスターアーム４４，４５の動きが互いに干渉することを防止する回路である。ここでは各マニピュレータ４１，４２は、マスターアームより多い自由度を持っているものとする。
【００３４】
まず、エンコーダよりＡマスターアーム４４の位置を検出（ステップＳ１）するとともに、Ｂマスターアーム４５の位置を検出する（ステップＳ３）。次に、検出した信号に基づいて、スレーブマニピュレータ４１，４２の動作をシミュレーションする。ステップＳ２、Ｓ４では、マニピュレータの任意の軸を固定した状態でのマニピュレータ形状を演算する。ステップＳ６では、得られた演算結果から２つのマニピュレータ形状が干渉を起こすかどうか判断する。干渉する場合はステップＳ７に進んで、固定する軸を順次ずらしてステップＳ２、Ｓ４を繰り返す。この場合、スレーブ先端の位置、方向が変わらないようにスレーブアームの他の自由度部分も動作する。
【００３５】
また、干渉を起こさないと判断された場合にはステップＳ６に進んで、その軸を固定した状態で実際にマニピュレータを駆動させる。
【００３６】
上記した第２実施形態によれば、内視鏡画像上のマニピュレータの位置に合わせてマスターアームが同じ位置関係になるようにコンソールが回転するので、術者はマスターの動きとマニピュレータの動きを同じ位置関係で把握出来、作業性が向上する。
【００３７】
また、図８に示すようなアルゴリズムを持つ協調回路５４を組み入れた事により、マニピュレータ同士の動作干渉を防ぐ事が出来るので、複数のマニピュレータを同時に動作させて行う複雑な処置を安全に実施する事が出来る。
【００３８】
なお、上記した実施形態では、２対のマニピュレータ、マスターアームの例を示したが、それ以上の対の構成でも良い。
【００３９】
（第３実施形態）
図９は本発明の第３実施形態の構成を示す図である。ここでは第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。マニピュレータ６３の表面には多数の受光型光センサ６４が設けられている。この光センサ６４の出力は、光量計測装置６５に入力されて光量がある設定値を下まわるかどうかが判断される。ある設定値を下回るとブザー／ランプ等からなる警告手段６６が作動する。
【００４０】
以下に上記した構成の動作を説明する。マニピュレータ６３は、内視鏡６１の視野内で処置を行う。内視鏡６１先端からはライトガイド６２より供給される光がある照明範囲で照射されている。照明範囲内にあるマニピュレータ６３の部分は光センサが照明光に反応するので、光センサをモニターする事によってマニピュレータが視野内にある事を識別出来る。もし、マニピュレータが視野から外れると、光センサの出力が低下するので、光量計測装置６５より警告手段６６に信号が出力され、術者に警告を行う。
【００４１】
上記した第３実施形態によれば、マニピュレータが視野外に出ると、警告が信号が発っせられるので、術者は安全に術式を進める事が出来る。
【００４２】
（第４実施形態）
図１０は本発明の第４実施形態の構成を示す図である。第４実施形態の構成は、第３実施形態において、警告手段の代わりに制御装置２１に危険信号を入力する構成である。光量計測装置６５からの信号は制御装置２１内のブレーキ駆動信号発生回路２３に優先的に入力される。ブレーキ駆動信号発生回路２３は、マスターアームの各ブレーキを動作させるものである。
【００４３】
上記した構成において、マニピュレータが照明範囲から外れた事を光量計測装置によって検出した時、マスターアームのエンコーダの出力を無視してマスターアームの各ブレーキに十分な制動力を発生させるようにする。
【００４４】
上記した第４実施形態によれば、安全性が向上するという効果を奏する。
【００４５】
（第５実施形態）
図１１〜図１３は、本発明の第５実施形態を説明するための図である。図１１は第５実施形態に係る挿入部３７先端の構成を示す図である。ここでは図１１に示すように、細径挿入部３７の先端に、スレーブマニピュレータ４１，４２を囲むように組織・臓器７３を圧排するための組織圧排フード７２が設けられている。組織圧排フード７２には図１３に示すように、円筒状の透明な樹脂シート７５に適当な間隔で形状記憶合金線７４からなる骨が埋め込まれている。形状記憶合金線７４は体温より少し高い温度でアーチ状に変形する。
【００４６】
上記した構成において、図１２に示すように、組織圧排フード７２を処置したい組織・臓器７３に押し当てて内視鏡の送気チャンネルより温風を送気すると、形状記憶合金線７４が変形して組織圧排フード７２は周囲組織を圧排し、手術視野を確保する。また、空間を確保した事により、マニピュレータ４１，４２が動作中に意図しない組織を損傷させる事を防止することができる。
【００４７】
なお、上記した具体的実施形態から以下の構成を有する発明が抽出される。
【００４８】
１．  遠隔操作によって駆動され、生体内部位の観察及び／または処置を行うための多軸を有する医療用マニピュレータと、
遠隔操作を行なうための多軸を有する遠隔操作装置と、
この遠隔操作装置からの操作情報に基づいて、前記医療用マニピュレータの動作を制御する制御装置とを具備し、
前記医療用マニピュレータの各軸に駆動手段を設けるとともに、前記遠隔操作装置の各軸に変位検出手段と制動手段を設け、
前記制御装置は、前記遠隔操作装置の各軸の変位検出手段からの変位信号を予め設定された倍率で変換して前記医療用マニピュレータの対応する軸の駆動手段に伝達するとともに、前記変位信号の倍率に応じた制動力を生成するための制御信号を前記遠隔操作装置の制動手段に伝達することを特徴とする医療用マニピュレータ装置。
【００４９】
２．構成１において、医療用マニピュレータの自由度を遠隔操作装置の自由度より多く設定した事を特徴とする医療用マニピュレータ装置。
【００５０】
３．構成１において、前記制動手段は機械的摩擦力を発生する手段であることを特徴とする医療用マニピュレータ装置。
【００５１】
４．構成１において、前記変位検出手段はエンコーダ装置であることを特徴とする医療用マニピュレータ装置。
【００５２】
５．構成１において、前記変位検出手段は内視鏡画像側での画像処理装置よりなることを特徴とする医療用マニピュレータ装置。
【００５３】
６．構成２において、前記医療用マニピュレータは医療マニピュレータ装置の一部を構成することを特徴とする医療用マニピュレータ装置。
【００５４】
７．構成６において、複数の医療用マニピュレータと、対応する複数の遠隔操作装置及びそれぞれの対に対応する制御装置を有することを特徴とする医療用マニピュレータ装置。
【００５５】
８．構成７において、各制御装置間に各マニピュレータの動作の干渉を避ける協調制御手段を設け、この協調制御手段は順次軸拘束をした場合の演算を行い、各マニピュレータが自動的に干渉しない形状をとるよう制御することを特徴とする医療用マニピュレータ装置。
【００５６】
９．構成１において、上記医療用マニピュレータの先端動作各部には、光センサを複数配置し、光センサで受光した光量を計測する装置を備え、計測した光量からマニピュレータの動作各部が内視鏡視野内にあるか否かを判断し、前記制動手段にフィードバックする手段を有したことを特徴とする医療用マニピュレータ装置。
【００５７】
１０．構成９において、計測した光量からマニピュレータの動作各部が内視鏡視野内にあるか否かを判断し、術者に警告する手段を有したことを特徴とする医療用マニピュレータ装置。
【００５８】
１１．構成５において、遠隔操作装置は移動機構を備えた台上に配置され、内視鏡視野内でのマニピュレータの向き情報により移動機構を制御することを特徴とする医療用マニピュレータ装置。
【００５９】
１２．構成１において、マニピュレータの先端部に当該先端部を覆う組織圧排フードを設けたことを特徴とする医療用マニピュレータ装置。
【００６０】
上記構成によれば、遠隔操作装置と医療用マニピュレータの各軸の動作の伝達倍率を予め任意に設定する事が出来るので、生体へ接触して無理な力がかからないように微妙な操作を要する軸については伝達倍率を低く設定し、手技上大きな動作が必要な軸については伝達倍率を高く設定する事で、手術の安全性、効率を高める事が出来る。
【００６１】
また、伝達倍率に応じた制動力が遠隔操作装置の各軸に働くので、予期しない外力が遠隔操作装置に加わった場合でも、高い伝達倍率の軸には大きな制動力が加わり、遠隔操作装置の軸が大きく動く事はない。その結果、マニピュレータが予期せぬ大きな動きをしないので、安全に使用出来る。更に、色々な形態、軸数を持つ各種の医療用マニピュレータに対してそれぞれ専用の遠隔操作装置を製作する必要がない。
【００６２】
さらに、本構成の遠隔操作装置では、組み合わせるマニピュレータの軸数に合わせて使用しない軸には制動力を無限大にしておき、使用する軸においては、対応するマニピュレータの軸の可動範囲に合わせて予め伝達倍率を設定しておく事で違和感なく感覚的に使用する事が出来る。
【００６３】
【発明の効果】
本発明によれば、遠隔操作装置がマニピュレータと異なる動作範囲を持つ汎用の装置であっても、術者が予め両者の動きを対応づける設定を行う事が出来るので、遠隔操作性を損なう事のない医療用マニピュレータ装置を実現出来る。
【００６４】
特に、伝達倍率に応じた力を制動手段で発生させる構成にした事により、術者が誤って遠隔操作装置を必要以上に動作させようとしても、強い制動力が働くので、遠隔操作装置が動く事がない。従って、マニピュレータ側の生体に対して安全な動作範囲を保証する事が出来る。
【００６５】
汎用の遠隔操作装置であるので、自由度がマニピュレータより高い場合は、遠隔操作装置の任意の軸の制動に十分な力を働かせる事によってその軸をロックさせる事が出来る。このようにして、遠隔操作装置とマニピュレータの自由度を合わせる事が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る医療用マニピュレータの構成を示す図である。
【図２】マスターアームの構成を示す図である。
【図３】マスターアームの各軸の周辺の構成を示す図である。
【図４】第１実施形態に係る医療用マニピュレータ装置のブロック構成図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る医療用マニピュレータ装置の構成を示す図である。
【図６】第２実施形態に係る医療用マニピュレータ装置のブロック構成図である。
【図７】第２実施形態の構成の動作を説明するための図である。
【図８】第２実施形態の第２の動作として、協調回路の動作アルゴリズムを示すフローチャートである。
【図９】本発明の第３実施形態の構成を示す図である。
【図１０】本発明の第４実施形態の構成を示す図である。
【図１１】本発明の第５実施形態の構成を示す図である。
【図１２】細径挿入部の先端に、組織・臓器を圧排するためのフードを設けたようすを示す図である。
【図１３】組織圧排フードに形状記憶合金線を設けたようすを示す図である。
【符号の説明】
１    医療用マニピュレータ
２    細径挿入部
３    マニピュレータ本体
５    把持鉗子
８    挿入孔
９    駆動機構
１０    エンコーダ（１０ａ，１０ｂ，１０ｃ…）
１１    モータ（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ…）
１２    出力節
１４    マスターアーム
１５    エンコーダ（１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ…）
１６    ブレーキ（１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ…）
１７    パンタグラフ機構
１８    回転対偶軸
１９    開閉機構
２０    エンコーダ
２１    制御装置
２２    伝達倍率可変回路
２３    ブレーキ駆動信号発生回路
２４    モータ駆動信号発生回路
２５    位置検出回路
２６    設定入力装置
３０    回転軸
３１    ディスク
３２    ブレーキ
３５    医療用マニピュレータ
３６    マニピュレータ本体
３７    細径挿入部
３８    内視鏡
４１    ａスレーブマニピュレータ
４２    ｂスレーブマニピュレータ
４３    複合制御装置
４４    Ａマスターアーム
４５    Ｂマスターアーム
４６    ヘッドマウントディスプレイ
４７    コンソール
４８    内視鏡画像
４９    画像処理回路
５０    モータ駆動信号発生回路
５１    コンソール用モータ
５２    Ａ制御装置
５３    Ｂ制御装置
５４    協調回路
５５    Ｃ制御装置
５６    ３次元位置センサ
５７    Ａ設定入力装置
５８    Ｂ設定入力装置
５９    Ｃ設定入力装置
６１    内視鏡
６２    ライトガイド
６３    マニピュレータ
６４    光センサ
６５    光量計測装置
６６    警告手段
７０    生体壁
７２    組織圧排フード
７３    組織・臓器
７４    形状記憶合金線
７５    樹脂シート
【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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