(57)【要約】本願において、医療処置の際、ターゲットゾーン内の所望の場所に既存の医療器具を操作するためのロボットマニュピレータシステムが提供される。前記ロボットマニュピレータシステムは、オペレータ入力を受信可能である少なくとも１つの制御ユニット（２）と、前記制御ユニット（２）と通信し、前記オペレータ入力に応答する少なくとも１つのロボットマニュピレータ（１）とを備え、  前記ロボットマニュピレータ（１）は、少なくとも１つのコントローラと、前記少なくとも１つのコントローラと通信し、第１軸周りに回転する回転機構と、前記少なくとも１つのコントローラと通信し、第１経路に沿って変位する水平移動ユニット（８）と、既存の器具の一部を受け入れ可能である偏向アクチュエータ（６）とを含み、  前記偏向アクチュエータ（６）は、前記少なくとも１つのコントローラと通信し、第２経路に沿って変位するものであり、  前記第２経路に沿った前記偏向機構の変位は、既存の医療器具の遠位端の偏向を生じさせる。
2016520334.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
医療処置の際、ターゲットゾーン内の所望の場所に既存の医療器具の、患者の身体に挿入される挿入チューブを操作するためのロボットマニュピレータシステムであって、
・オペレータ入力を受信可能である少なくとも１つの制御ユニット（２）と、
・前記制御ユニット（２）と通信し、前記オペレータ入力に応答する少なくとも１つのロボットマニュピレータ（１）とを備え  、
前記ロボットマニュピレータ（１）は、
ｉ）少なくとも１つのコントローラと、
ｉｉ）前記入力によって前記少なくとも１つのコントローラと通信し、挿入チューブの長手軸周りに回転する回転機構と、
ｉｉｉ）前記入力によって前記少なくとも１つのコントローラと通信し、チューブの長手軸と平行または一致する第１経路に沿って変位する水平移動ユニット（８）と、
ｉｖ）既存の器具の一部を受け入れ可能である偏向アクチュエータ（６）であって、前記入力によって前記少なくとも１つのコントローラと通信し、第２経路に沿って変位する偏向アクチュエータ（６）とを含み、
前記第２経路に沿った前記偏向機構の変位は、既存の医療器具の遠位端の偏向を生じさせる、ロボットマニュピレータシステム。
【請求項２】
前記制御ユニット（２）は、ロボットマニュピレータ（１）の運動を制御するための少なくとも１つの制御手段（１４）を備える請求項１記載のロボットマニュピレータシステム。
【請求項３】
前記医療器具は、可撓性の内視鏡（３）である請求項１記載のロボットマニュピレータシステム。
【請求項４】
前記医療器具は、可撓性のウレテロ・レノスコープである請求項１記載のロボットマニュピレータシステム。
【請求項５】
前記ロボットマニュピレータは、回転運動を生じさせ、前記医療器具と接続される少なくとも１つのロボットアーム（５）を備える請求項１記載のロボットマニュピレータシステム。
【請求項６】
前記ロボットアーム（５）は、前記医療器具を前記ロボットアーム（５）に固定する
少なくとも１つの接続ユニット（４）を備える請求項５記載のロボットマニュピレータシステム。
【請求項７】
前記水平移動ユニット（８）は、ロボットマニュピレータ（１）に設置され、ロボットアーム（５）を水平に移動させる請求項１記載のロボットマニュピレータシステム。
【請求項８】
前記水平移動ユニット（８）は、ロボットマニュピレータ（１）に設置され、ロボットマニュピレータ（１）を患者に対して水平に移動させる請求項１記載のロボットマニュピレータシステム。
【請求項９】
水平移動ユニット（８）は、患者の側に設置され、患者をロボットマニュピレータ（１）に対して移動させる請求項１記載のロボットマニュピレータシステム。
【請求項１０】
水平移動ユニット（８）は、前記制御ユニット（２）と通信し、手術台に設置される請求項９記載のロボットマニュピレータシステム。
【請求項１１】
前記制御手段（１４）は、少なくとも１つの偏向ハンドル（１４ａ）と、少なくとも１つの回転および挿入ハンドル（１４ｂ）とを備える請求項２記載のロボットマニュピレータシステム。
【請求項１２】
前記偏向ハンドル（１４ａ）は、偏向運動を実施するための少なくとも１つのハンドルレバー（１４ｃ）を備える請求項１１記載のロボットマニュピレータシステム。
【請求項１３】
前記回転および挿入ハンドル（１４ｂ）は、回転し、前後に移動するスティックの形態である請求項１１記載のロボットマニュピレータシステム。
【請求項１４】
前記接続ユニット（４）は、医療器具の偏向レバー（１８）を把持するための少なくとも１つの偏向レバーカプラ（１５）を備える請求項６記載のロボットマニュピレータシステム。
【請求項１５】
医療器具の作業チャネルを通じて挿入される少なくとも１つの手段をさらに備える請求項１記載のロボットマニュピレータシステム。
【請求項１６】
前記手段は、レーザファイバである請求項１５記載のロボットマニュピレータシステム。
【請求項１７】
前記ロボットアーム（５）はさらに、前記レーザファイバを作動させるための少なくとも１つのレーザファイバ・アクチュエータ（７）を備える請求項１６記載のロボットマニュピレータシステム。
【請求項１８】
前記ファイバ・アクチュエータ（７）は、レーザファイバ・接続アダプタ（１７）を保持するための少なくとも１つのレーザファイバ・ホルダ（１６）と、
前記レーザファイバ・ホルダ（１６）を可撓性内視鏡（３）に対して移動させるための少なくとも１つの移動ユニットとを備える、請求項１７記載のロボットマニュピレータシステム。
【請求項１９】
前記手段は、バスケットカテーテルである請求項１５記載のロボットマニュピレータシステム。
【請求項２０】
前記手段は、鉗子である請求項１５記載のロボットマニュピレータシステム。
【請求項２１】
前記手段は、把持装置である請求項１５記載のロボットマニュピレータシステム。
【請求項２２】
前記手段は、生検カテーテルである請求項１５記載のロボットマニュピレータシステム。
【請求項２３】
前記手段は、電極カテーテルである請求項１５記載のロボットマニュピレータシステム。
【請求項２４】
前記制御ユニット（２）は、少なくとも１つの制御コンソール（１０）を備える請求項１記載のロボットマニュピレータシステム。
【請求項２５】
前記制御コンソール（１０）は、システムパラメータを表示するための少なくとも１つのディスプレイ装置（２０）を備える請求項２４記載のロボットマニュピレータシステム。
【請求項２６】
制御コンソール（１０）はさらに、システムパラメータを制御するための少なくとも１つの制御パネルを備える請求項２４または２５記載のロボットマニュピレータシステム。
【請求項２７】
前記制御パネルはキーパネルである請求項２６記載のロボットマニュピレータシステム。
【請求項２８】
前記ディスプレイ装置（２０）は、制御パネルとして動作するようなタッチデバイスを備える請求項２６記載のロボットマニュピレータシステム。
【請求項２９】
蛍光透視法または内視鏡カメラユニットからの画像を表示するための少なくとも１つのモニタ（１２）を備える請求項１記載のロボットマニュピレータシステム。
【請求項３０】
前記ハンドルレバー（１４ｃ）の運動反応が、異なる規格を有する医療器具に適合するために、制御ユニット（２）によって制御される請求項１２記載のロボットマニュピレータシステム。
【請求項３１】
前記制御ユニット（２）は、少なくとも１つの座席（１１）を備える請求項１記載のロボットマニュピレータシステム。
【請求項３２】
前記制御ユニット（２）は、少なくとも１つのフットペダル（１３）を備える請求項１記載のロボットマニュピレータシステム。
【請求項３３】
前記ロボットアーム（５）は、湾曲した形状を有する請求項５記載のロボットマニュピレータシステム。
【請求項３４】
前記ロボットアーム（５）は、ロボットアーム（５）の高さを調整するための少なくとも１つの垂直移動ユニット（９）を備える請求項５記載のロボットマニュピレータシステム。
【請求項３５】
前記ロボットマニピュレータ（１）は、少なくとも１つの内視鏡ホルダ（２４）を備え、該内視鏡ホルダ（２４）は、前記接続ユニット（４）を備え、前記ロボットアーム（５）に装着可能またはロボットアーム（５）から取り外し可能である、請求項６記載のロボットマニュピレータシステム。
【請求項３６】
前記内視鏡ホルダ（２４）は、少なくとも１つのリニアスライド（３９）を備え、
前記ロボットアーム（５）は、前記リニアスライド（３９）を受けるための少なくとも１つのリニアスライドベアリング（３８）を備える請求項３５記載のロボットマニュピレータシステム。
【請求項３７】
前記ロボットアーム（５）はさらに、リニアスライド接続による信号コネクタ（４０）を備える請求項３６記載のロボットマニュピレータシステム。
【請求項３８】
前記内視鏡ホルダ（２４）は、異なるブランドまたはモデルの医療器具ごとに異なる請求項３５記載のロボットマニュピレータシステム。
【請求項３９】
少なくとも１つの洗浄ポンプ（４６）をさらに備える請求項１記載のロボットマニュピレータシステム。
【請求項４０】
前記ハンドルレバー（１４ｃ）は、偏向レバー（１８）の抵抗を反映するための少なくとも１つのタイミングベルト（４４）を備える請求項１２記載のロボットマニュピレータシステム。
【請求項４１】
前記ロボットマニピュレータ（１）は、少なくとも１つの制御センサ（４２）を備え、該制御センサ（４２）に、タイミングベルト（４４）およびロボットマニピュレータ（１）の運動についてハンドルレバー（１４ｃ）によって与えられた使用者入力が送信される請求項４０記載のロボットマニュピレータシステム。
【請求項４２】
ロボットマニピュレータ（１）は、偏向アクチュエータ（６）から、可撓性内視鏡（３）の遠位端での摩擦および過剰な張力の感触を検出する、少なくとも１つの検知機構を備える請求項１記載のロボットマニュピレータシステム。
【請求項４３】
前記制御ユニット（２）は、前記可撓性先端を正確に制御するための少なくとも１つの精密ホイール（４１）を備える請求項１記載のロボットマニュピレータシステム。
【請求項４４】
偏向アクチュエータ（６）は、トルク制御およびリミッタを有する請求項１記載のロボットマニュピレータシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、市販されている可撓性の内視鏡(endoscope)を操作するために使用されるロボットマニュピレータシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、最小侵襲手術（ＭＩＳ）処置を実施する試みがなされている。こうしたＭＩＳ手法は、診断または外科手術の際に損傷を受ける無関係組織の量を低減することを目的としており、これにより患者の回復時間、不快感、有害な副作用を減少させる。こうした処置の一般形態が内視鏡であり、これは、例えば、患者身体内で最小侵襲検査および手術のために使用される。こうしたＭＩＳ処置を実施するために、執刀医は、特別な医療器具（例えば、内視鏡）を必要とする。執刀医は、これらの器具を体壁の小さな切開を介して手術部位まで通し、体壁を介して医療器具をスライドさせて出し入れし、体壁に対して医療器具を回転、旋回させることによって、この医療器具を体壁外部から操作する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、こうした医療器具を正確に制御するためには、ハイレベルの器用さが必要になることが判る。執刀医は、ツール交換の柔軟性がない。さらに、執刀医は、切開を介して手術部位に接近する際の困難さを経験する。異なる医療器具の長さおよび構成は、手術部位によって医療器具に作用する力を感じる執刀医の能力を減少させる。さらに、人間の手は、典型的には少なくとも最小の振戦(tremor)量を有する。振戦は、最小侵襲手術処置を実施する困難さをさらに増加させる。そのため、医療器具、技術および手術トレーニングの限界に起因して比較的少ない数の手術が実施されているだけである。
【０００４】
特許出願ＵＳ２０１２００４６６８Ａ１は、マスター入力装置を備えたコントローラを含むロボットカテーテルシステムを開示する。器具ドライバが、コントローラと通信し、マスター入力装置によって少なくとも部分的に発生した制御信号に応答する複数のガイド器具駆動エレメントを含むガイド器具インタフェースを有する。細長いガイド器具が、ベースと、遠位端と、作業ルーメン（管腔）とを有し、ガイド器具ベースは、ガイド器具インタフェースと動作可能に連結される。ガイド器具は、個々のガイド駆動エレメントと動作可能に連結され、ガイド器具の遠位端に取り付けられた複数のガイド器具制御エレメントを含む。ガイド器具制御エレメントは、ガイド器具に対して軸方向に移動可能であり、そのためガイド器具の遠位端の運動がマスター入力装置によって制御可能になる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願において、医療処置の際、ターゲットゾーン内の所望の場所に既存の医療器具を操作するためのロボットマニュピレータシステムが提供される。前記ロボットマニュピレータシステムは、オペレータ入力を受信可能である少なくとも１つの制御ユニットと、前記制御ユニットと通信し、前記オペレータ入力に応答する少なくとも１つのロボットマニュピレータとを備え、
前記ロボットマニュピレータは、少なくとも１つのコントローラと、前記少なくとも１つのコントローラと通信し、第１軸周りに回転する回転機構と、前記少なくとも１つのコントローラと通信し、第１経路に沿って変位する水平移動ユニットと、既存の器具の一部を受け入れ可能である偏向アクチュエータとを含み、
前記偏向アクチュエータは、前記少なくとも１つのコントローラと通信し、第２経路に沿って変位するものであり、
前記第２経路に沿った前記偏向機構の変位は、既存の医療器具の遠位端の偏向を生じさせる。
【０００６】
（発明の目的）
本発明の目的は、可撓性の内視鏡(endoscope)を操作するためのロボットマニュピレータシステムを提供することである。
【０００７】
本発明の他の目的は、手術中にマニュピレータを保持するという執刀医の要件を除外するロボットマニュピレータシステムを提供することである。
【０００８】
本発明の他の目的は、執刀医をＸ線放射エリアから遠ざけるロボットマニュピレータシステムを提供することである。
【０００９】
本発明の他の目的は、手術時間を低減するロボットマニュピレータシステムを提供することである。
【００１０】
本発明の他の目的は、自動的に動作し、精度および感覚能力を確保するロボットマニュピレータシステムを提供することである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】制御ユニットの例示の実施形態を示す。
【図２】ロボットマニュピレータの例示の実施形態を示す。
【図３】制御ユニットの例示の実施形態を別の視点から示す。
【図４】ロボットマニュピレータの例示の実施形態を別の視点から示す。
【図５】ロボットマニュピレータの内視鏡接続を示す。
【図６】ロボットマニュピレータのロボットアームを示す。
【図７】制御ユニットのモニタおよびコントローラを示す。
【図８】ロボットマニュピレータの内視鏡接続およびロボットアームの接続の詳細を示す。
【図９】ロボットマニュピレータの内視鏡接続およびロボットアームの接続の詳細を示す。
【図１０】ロボットマニュピレータの例示の他の実施形態を示す。
【００１２】
図で用いた参照番号は、下記の意味を有する。
ロボットマニピュレータ（１）
制御ユニット（２）
可撓性内視鏡（３）
接続ユニット（４）
ロボットアーム（５）
偏向アクチュエータ（６）
レーザファイバ・アクチュエータ（７）
水平移動ユニット（８）
垂直移動ユニット（９）
制御コンソール（１０）
座席（１１）
モニタ（１２）
ペダル（１３）
制御手段（１４）
偏向ハンドル（１４ａ）
回転および挿入ハンドル（１４ｂ）
ハンドルレバー（１４ｃ）
偏向レバーカプラ（１５）
レーザファイバ・ホルダ（１６）
レーザファイバ・接続アダプタ（１７）
偏向レバー（１８）
接続ロッド（１９）
ディスプレイ装置（２０）
上部プレート（２１）
キャリアプレート（２２）
リニアベアリング（２３）
内視鏡ホルダ（２４）
アームフランジ（２５）
ベアリングシステム（２６）
減速機（２７）
モータフランジ（２８）
回転モータ（２９）
ベアリングアセンブリ（３０）
ボールねじナット・フランジ（３１）
回転フィードバックセンサ（３２）
ボールねじナット（３３）
ベルトとプーリ（３４）
水平移動モータ（３５）
下部プレート（３６）
カバー（３７）
スライドリニアベアリング（３８）
リニアスライド（３９）
信号コネクタ（４０）
精密ホイール（４１）
偏向制御センサ（４２）
電磁ブレーキ（４３）
タイミングベルト（４４）
アームレスト（４５）
洗浄(irrigation)ポンプ（４６）
【発明を実施するための形態】
【００１３】
腎臓結石の治療では、幾つかの異なる方法が用いられる。前記方法の１つは、可撓性の内視鏡が治療に使用される。可撓性内視鏡（フレキシブル・ウレテロ・レノスコープまたはｆＵＲＳ）は、尿管を通って患者の身体に挿入される長く比較的細い挿入チューブと、可撓性内視鏡を制御するための少なくとも１つの手段とを備える。前記チューブは、その先端に可撓性部分を備え、前記可撓性部分は、偏向することが可能である。可撓性先端の偏向は、ハンドルに設置された偏向レバーによって制御される。前記偏向レバーを上下に移動させることによって、内視鏡の可撓性先端が一方向または反対方向に偏向する。
【００１４】
腎臓結石を治療するための外科手術において、前記挿入チューブは、可撓性先端が腎臓に至るまで、尿管を通って患者の身体に挿入される。先端が腎臓に入ると、可撓性先端は腎臓結石に到達し、前記腎臓結石は破砕されまたは粉々になる（例えば、レーザを使用して）。腎臓結石に到達するには、例えば、可撓性内視鏡を回転したり、挿入チューブを患者の中に挿入したり、先端を偏向させたりなど、多くの操作が可撓性内視鏡に加わる。前記外科手術は４５〜６０分を必要とするため、前記操作および不変に留まる要求がオペレータにとって面倒である。従って、本発明によれば、可撓性内視鏡を操作するためのロボットマニュピレータシステムが提供される。
【００１５】
本発明のロボットマニュピレータシステムの例示の実施形態を図１〜９に示す。前記ロボットマニュピレータシステムは、オペレータ入力を受信可能である少なくとも１つの制御ユニット（２）と、前記制御ユニット（２）と通信し、前記オペレータ入力に応答する少なくとも１つのロボットマニュピレータ（１）とを備える。前記ロボットマニュピレータ（１）は、少なくとも１つのコントローラと、前記入力によって前記少なくとも１つのコントローラと通信し、挿入チューブの長手軸周りに回転する回転機構と、前記入力によって前記少なくとも１つのコントローラと通信し、チューブの長手軸と平行または一致する第１経路に沿って変位する水平移動ユニット（８）と、既存の器具の一部を受け入れ可能である偏向アクチュエータ（６）とを含み、前記偏向アクチュエータ（６）は、前記入力によって前記少なくとも１つのコントローラと通信し、第２経路に沿って変位する。前記第２経路に沿った前記偏向機構の変位は、既存の医療器具の遠位端の偏向を生じさせる。前記医療器具は、可撓性の内視鏡（３）またはウレテロ・レノスコープでもよい。前記ロボットマニュピレータ（１）および制御ユニット（２）は、ケーブル（例えば、イーサネットケーブル、ＵＳＢケーブル）または無線接続によって相互に接続可能である。
【００１６】
好ましくは、前記ロボットマニュピレータは、少なくとも１つのロボットアーム（５）を備え、これは回転運動を生じさせ、前記医療器具と接続される。前記ロボットアーム（５）は、少なくとも１つの接続ユニット（４）を備え、これは前記医療器具を前記ロボットアーム（５）に固定する。
【００１７】
例示の実施形態において、水平移動ユニット（８）が、ロボットマニュピレータ（１）に設置され、ロボットアーム（５）を移動させるユニットとすることができる（図に示すように）。例示の他の実施形態において、前記水平移動ユニット（８）は、ロボットマニュピレータ（１）に設置され、ロボットマニュピレータ（１）を患者に対して移動させる。例示の他の実施形態において、水平移動ユニット（８）は、患者の側に設置され（例えば、手術台）、患者をロボットマニュピレータ（１）に対して移動させる。
【００１８】
本発明の好ましい実施形態において、前記制御ユニット（２）は、ロボットマニュピレータ（１）の運動を制御するための少なくとも１つの制御手段（１４）を備える。前記制御手段（１４）は、少なくとも１つの偏向ハンドル（１４ａ）と、少なくとも１つの回転および挿入ハンドル（１４ｂ）とを備える。前記偏向ハンドル（１４ａ）は、偏向運動を実施するための少なくとも１つのハンドルレバー（１４ｃ）を備える。前記ハンドルレバー（１４ｃ）は、可撓性内視鏡（３）の偏向レバー（１８）と類似している。従って、可撓性内視鏡（３）に慣れている執刀医は、偏向ハンドル（１４ａ）を使用することが容易に可能である。前記回転および挿入ハンドル（１４ｂ）は、好ましくは回転し、前後に移動するスティックの形態である。回転および挿入ハンドル（１４ｂ）を回転することによって、前記ロボットアーム（５）は回転する。回転および挿入ハンドル（１４ｂ）を前後に移動させることによって、前記水平移動ユニット（８）は、可撓性内視鏡（３）を患者に対して移動させる。
【００１９】
本発明の他の好ましい実施形態において、前記接続ユニット（４）は、偏向レバー（１８）を把持するための少なくとも１つの偏向レバーカプラ（１５）を備える。従って、偏向レバー（１８）の精密な運動が確保される。
【００２０】
レーザによる腎臓結石の治療の際、少なくとも１つのレーザファイバが、可撓性内視鏡（３）の挿入チューブを通して挿入される。従って、本発明の他の好ましい実施形態において、前記ロボットアーム（５）はさらに、前記レーザファイバを作動させるための少なくとも１つのレーザファイバ・アクチュエータ（７）を備える。前記ファイバ・アクチュエータ（７）は、レーザファイバ・接続アダプタ（１７）を保持するための少なくとも１つのレーザファイバ・ホルダ（１６）と、前記レーザファイバ・ホルダ（１６）を可撓性内視鏡（３）に近づける（または遠ざける）ための少なくとも１つの移動ユニット（不図示）とを備える。代替として、バスケットカテーテル、鉗子、把持装置、生検カテーテル、電極カテーテルが、本願のロボットマニュピレータシステムとともに使用できる。
【００２１】
本発明の他の好ましい実施形態において、前記制御ユニット（２）は、少なくとも１つの制御コンソール（１０）を備える。前記制御コンソール（１０）は、システムパラメータ（例えば、移動する部品の速度、可撓性先端の偏向角など）を表示するための少なくとも１つのディスプレイ装置（２０）を備える。制御コンソール（１０）はさらに、前記システムパラメータを制御するための少なくとも１つの制御パネルを備える。使用者は、制御パネルを用いてシステムパラメータを変えることができる。例示の実施形態において、前記制御パネルはキーパネルでもよい。代替として、前記ディスプレイ装置（２０）は、制御パネルとして動作するようなタッチデバイスを備えてもよい。
【００２２】
欧州タイプおよび米国タイプの可撓性内視鏡は相違している。例えば、米国タイプでは、偏向レバー（１８）を持ち上げると、可撓性内視鏡の可撓性先端は上方向に偏向し、一方、欧州タイプでは、偏向レバー（１８）を持ち上げると、可撓性内視鏡の可撓性先端は下方向に偏向する。従って、本発明によれば、ハンドルレバー（１４ｃ）の運動反応が制御ユニット（２）によって、好ましくは前記制御パネルによって制御される。
【００２３】
本発明の他の好ましい実施形態において、前記制御ユニット（２）は、少なくとも１つの座席（１１）を備える。前記座席（１１）の高さが、好ましくは使用者によって調整することができる。従って、ロボットマニュピレータ（１）の制御の際、オペレータは、快適な座席（１１）に座ることができる。こうして外科手術がオペレータにとってより容易になる。
【００２４】
例示の実施形態において、可撓性内視鏡（３）の患者への挿入後、可撓性内視鏡（３）は、ロボットマニュピレータ（１）に装着される。そして、執刀医は、制御コンソール（２）の高さ調整可能で快適な座席（１１）に座る。制御コンソール（１０）の執刀医の膝までの高さおよび距離は、コンソールのディスプレイ装置（２０）からの人間工学のために調整可能である。執刀医に係る位置設定は、将来の使用のためにメモリに保存できる。執刀医は、ロボットマニュピレータ（１）の全ての機能および可撓性内視鏡（３）の全ての運動を、制御コンソール（１０）からディスプレイ装置（２０）または制御手段（１４）によって制御できる。執刀医は、２つのフットペダル（１３）を押すことによって、蛍光透視法およびレーザの両方を制御できる。執刀医の前方に、蛍光透視法または内視鏡カメラユニットからの画像を示す任意のビデオモニタ（１２）が設置される。通常は、内視鏡カメラのビデオを示しており、蛍光透視法用のフットペダル（１３）を押すと、蛍光透視画像に切り替わる。
【００２５】
他の好ましい実施形態において、内視鏡をマニュピレータに装着した場合、偏向レバー（１８）は、カプラの内側に設置され、正確に作動される。偏向アクチュエータ（６）は、トルク制御および、偏向機構のワイヤの破損を防止するリミッタを有する。
【００２６】
他の好ましい実施形態において、ロボットアーム（５）が湾曲した形状を有し、そのためロボットアーム（５）が可撓性内視鏡（３）の中心軸（回転軸）で回転することができる。従って、回転運動の際、可撓性内視鏡（３）は上／下／左／右の位置を動かない。
【００２７】
他の好ましい実施形態において、ロボットアーム（５）の高さが、少なくとも１つの垂直移動ユニット（９）によって調整可能である。垂直移動ユニット（９）は、ロボットアーム（５）の高さが患者の位置に従って調整されるのを可能にする。
【００２８】
他の例示の実施形態において、レーザファイバの前進距離は、レーザファイバ・アクチュエータ（７）の移動の際、ディスプレイ装置（２０）上に、可撓性内視鏡（３）の遠位端からレーザファイバの先端までの距離として示される。ロボットマニピュレータ（１）のソフトウエアは、フットペダル（１３）を制御することによって、レーザの発光を制御する。執刀医がレーザ発射のためにフットペダル（１３）を押しているが、レーザファイバの先端が可撓性内視鏡（３）の遠位端に近い場合、内視鏡の損傷を回避するために、ロボットは、レーザを許可しない。
【００２９】
他の好ましい実施形態において、ロボットマニピュレータ（１）は、少なくとも１つの内視鏡ホルダ（２４）を備え、これは、前記接続ユニット（４）を備え、前記ロボットアーム（５）に装着可能またはロボットアーム（５）から取り外し可能である。従って、この実施形態によれば、異なるブランドおよびモデルの可撓性内視鏡（３）が、本ロボットマニュピレータシステムとともに使用できる。装着／取り外しの特徴を提供するために、前記内視鏡ホルダ（２４）は、少なくとも１つのリニアスライド（３９）を備え、前記ロボットアーム（５）は、前記リニアスライド（３９）を受けるための少なくとも１つのリニアスライドベアリング（３８）を備える。制御ユニット（２）から到来する制御信号をロボットアーム（５）を経由して内視鏡ホルダ（２４）に送るために、前記ロボットアーム（５）はさらに、リニアスライド接続による信号コネクタ（４０）を備える。
【００３０】
他の例示の実施形態において、回転および水平（挿入）運動が下記のように達成される。水平運動の下部プレート（３６）は、垂直移動ユニット（９）の上部に固定される。高精密な水平運動が、下部プレート（３６）と上部プレート（２１）との間に設置された４つのリニアベアリング（２３）によって達成される。可変速度を持つ水平な動きが、正確に制御された水平移動モータ（３５）によって達成され、ベアリングアセンブリ（３０）がベルトとプーリ（３４）によって移送される。ボールねじナット（３３）が、下部プレート（３６）に固定されたボールねじナット・フランジ（３１）に接続され、上部プレート（２１）を水平に移動する。回転運動が、回転モータ（２９）によって正確に駆動され、これはキャリアプレート（２２）によって搬送され、モータフランジ（２８）を介して減速機（２７）（例えば、バックラッシュゼロのサイクロ(Cyclo)減速機）に接続される。回転速度は、回転ハンドル（１４ｂ）の速度に従って変化する（オペレータの動作に従って）。回転の角度は、回転フィードバックセンサ（３２）によって測定される。減速機（２７）の出力軸は、ベアリングシステム（２６）およびアームフランジ（２５）を介してロボットアーム（５）に接続される。前記移動機構は、カバー（３７）によって外部環境から保護される。
【００３１】
他の好ましい実施形態において、ロボットマニュピレータシステムは、少なくとも１つの洗浄(irrigation)ポンプ（４６）を付属品として備える。このポンプは、洗浄生理食塩水を可撓性内視鏡（３）の作業チャネルにポンプ送給するための、速度制御された蠕動(peristaltic)ポンプである。これは、視野およびレーザ砕石術の動作を改善するために使用できる。フローレートの速度は、オペレータ制御のためのタッチデバイスインタフェースで調整される。オペレータは、タッチデバイスからポンプをオン／オフできる。
【００３２】
他の好ましい実施形態において、リアルな感触を使用者に与えるために、偏向レバー（１８）の軸上の運動が、ハンドルレバー（１４ｃ）の使用者制御に従って、偏向アクチュエータ（６）によって作動され、その動きは、タイミングベルト（４４）および該タイミングベルト（４４）のプーリのスピンによって制御センサ（４２）に移送される。その力は、偏向アクチュエータ（６）から検出され、その信号はコントローラに伝送され、タイミングベルト（４４）およびそのプーリは、電磁ブレーキ（４３）によって力を受けて、可撓性内視鏡（３）の遠位端での摩擦および過剰な張力の感触を供与する。前記タイミングベルト（４４）は、ハンドルレバー（１４ｃ）と接続され、偏向レバー（１８）の抵抗を反映する。さらに、偏向の正確な制御は、好ましくは制御コンソール（１０）の中央に設置された精密ホイール（４１）によって可能になる。可撓性内視鏡（３）がロボットマニュピレータ（１）に装着された場合、偏向レバー（１８）は、カプラの内側に設置され、正確に作動される。偏向アクチュエータ（６）は、トルク制御および、偏向機構の腱ワイヤの破損を防止するリミッタを有する。
【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８−９】
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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年2月17日(2016.2.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
医療処置の際、ターゲットゾーン内の所望の場所に既存の可撓性医療器具の、患者の身体に挿入される挿入チューブを操作するためのロボットマニュピレータシステムであって、
・オペレータ入力を受信可能である少なくとも１つの制御ユニット（２）と、
・前記制御ユニット（２）と通信し、前記オペレータ入力に応答する少なくとも１つのロボットマニュピレータ（１）とを備え  、
前記ロボットマニュピレータ（１）は、
ｉ）少なくとも１つのコントローラと、
ｉｉ）前記入力によって前記少なくとも１つのコントローラと通信し、挿入チューブの長手軸周りに回転する回転機構と、
ｉｉｉ）前記入力によって前記少なくとも１つのコントローラと通信し、チューブの長手軸と平行または一致する第１経路に沿って変位する水平移動ユニット（８）と、
ｉｖ）既存の器具の一部を受け入れ可能である偏向アクチュエータ（６）であって、前記入力によって前記少なくとも１つのコントローラと通信し、第２経路に沿って変位する偏向アクチュエータ（６）とを含み、
前記第２経路に沿った前記偏向機構の変位は、既存の可撓性医療器具の遠位端の偏向を生じさせる、ロボットマニュピレータシステム。
【請求項２】
前記制御ユニット（２）は、ロボットマニュピレータ（１）の運動を制御するための少なくとも１つの制御手段（１４）を備える請求項１記載のロボットマニュピレータシステム。
【請求項３】
前記医療器具は、可撓性の内視鏡（３）である請求項１記載のロボットマニュピレータシステム。
【請求項４】
前記医療器具は、可撓性のウレテロ・レノスコープである請求項１記載のロボットマニュピレータシステム。
【請求項５】
前記ロボットマニュピレータは、回転運動を生じさせ、前記医療器具と接続される少なくとも１つのロボットアーム（５）を備える請求項１記載のロボットマニュピレータシステム。
【請求項６】
前記ロボットアーム（５）は、前記医療器具を前記ロボットアーム（５）に固定する
少なくとも１つの接続ユニット（４）を備える請求項５記載のロボットマニュピレータシステム。
【請求項７】
前記水平移動ユニット（８）は、ロボットマニュピレータ（１）に設置され、ロボットアーム（５）を水平に移動させる請求項１記載のロボットマニュピレータシステム。
【請求項８】
前記水平移動ユニット（８）は、ロボットマニュピレータ（１）に設置され、ロボットマニュピレータ（１）を患者に対して水平に移動させる、あるいは、水平移動ユニット（８）は、患者の側に設置され、患者をロボットマニュピレータ（１）に対して移動させる請求項１記載のロボットマニュピレータシステム。
【請求項９】
水平移動ユニット（８）は、前記制御ユニット（２）と通信し、手術台に設置される請求項８記載のロボットマニュピレータシステム。
【請求項１０】
前記制御手段（１４）は、少なくとも１つの偏向ハンドル（１４ａ）と、少なくとも１つの回転および挿入ハンドル（１４ｂ）とを備える請求項２記載のロボットマニュピレータシステム。
【請求項１１】
前記偏向ハンドル（１４ａ）は、偏向運動を実施するための少なくとも１つのハンドルレバー（１４ｃ）を備える請求項１０記載のロボットマニュピレータシステム。
【請求項１２】
前記回転および挿入ハンドル（１４ｂ）は、回転し、前後に移動するスティックの形態である請求項１０記載のロボットマニュピレータシステム。
【請求項１３】
前記接続ユニット（４）は、医療器具の偏向レバー（１８）を把持するための少なくとも１つの偏向レバーカプラ（１５）を備える請求項６記載のロボットマニュピレータシステム。
【請求項１４】
医療器具の作業チャネルを通じて挿入される少なくとも１つの手段をさらに備える請求項１記載のロボットマニュピレータシステム。
【請求項１５】
前記手段は、レーザファイバである請求項１４記載のロボットマニュピレータシステム。
【請求項１６】
前記ロボットアーム（５）はさらに、前記レーザファイバを作動させるための少なくとも１つのレーザファイバ・アクチュエータ（７）を備える請求項１５記載のロボットマニュピレータシステム。
【請求項１７】
前記ファイバ・アクチュエータ（７）は、レーザファイバ・接続アダプタ（１７）を保持するための少なくとも１つのレーザファイバ・ホルダ（１６）と、
前記レーザファイバ・ホルダ（１６）を可撓性内視鏡（３）に対して移動させるための少なくとも１つの移動ユニットとを備える、請求項１６記載のロボットマニュピレータシステム。
【請求項１８】
前記制御ユニット（２）は、少なくとも１つの制御コンソール（１０）を備える請求項１記載のロボットマニュピレータシステム。
【請求項１９】
前記制御コンソール（１０）は、システムパラメータを表示するための少なくとも１つのディスプレイ装置（２０）を備える請求項１８記載のロボットマニュピレータシステム。
【請求項２０】
制御コンソール（１０）はさらに、システムパラメータを制御するための少なくとも１つの制御パネルを備える請求項１８または１９記載のロボットマニュピレータシステム。
【請求項２１】
前記制御パネルはキーパネルである、あるいは、ディスプレイ装置（２０）は、制御パネルとして動作するようなタッチパネルを備える請求項２０記載のロボットマニュピレータシステム。
【請求項２２】
蛍光透視法または内視鏡カメラユニットからの画像を表示するための少なくとも１つのモニタ（１２）を備える請求項１記載のロボットマニュピレータシステム。
【請求項２３】
前記ハンドルレバー（１４ｃ）の運動反応が、異なる規格を有する医療器具に適合するために、制御ユニット（２）によって制御される請求項１１記載のロボットマニュピレータシステム。
【請求項２４】
前記制御ユニット（２）は、少なくとも１つのフットペダル（１３）を備える請求項１記載のロボットマニュピレータシステム。
【請求項２５】
前記ロボットアーム（５）は、ロボットアーム（５）の高さを調整するための少なくとも１つの垂直移動ユニット（９）を備える請求項５記載のロボットマニュピレータシステム。
【請求項２６】
前記ロボットマニピュレータ（１）は、少なくとも１つの内視鏡ホルダ（２４）を備え、該内視鏡ホルダ（２４）は、前記接続ユニット（４）を備え、前記ロボットアーム（５）に装着可能またはロボットアーム（５）から取り外し可能である、請求項６記載のロボットマニュピレータシステム。
【請求項２７】
前記内視鏡ホルダ（２４）は、異なるブランドまたはモデルの医療器具ごとに異なる請求項２６記載のロボットマニュピレータシステム。
【請求項２８】
前記ハンドルレバー（１４ｃ）は、偏向レバー（１８）の抵抗を反映するための少なくとも１つのタイミングベルト（４４）を備える請求項１１記載のロボットマニュピレータシステム。
【請求項２９】
前記ロボットマニピュレータ（１）は、少なくとも１つの制御センサ（４２）を備え、該制御センサ（４２）に、タイミングベルト（４４）およびロボットマニピュレータ（１）の運動についてハンドルレバー（１４ｃ）によって与えられた使用者入力が送信される請求項２８記載のロボットマニュピレータシステム。
【請求項３０】
ロボットマニピュレータ（１）は、偏向アクチュエータ（６）から、可撓性内視鏡（３）の遠位端での摩擦および過剰な張力の感触を検出する、少なくとも１つの検知機構を備える請求項１記載のロボットマニュピレータシステム。
【国際調査報告】
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2016520334.tif 000013
2016520334.tif 000014