[发明专利]医疗用机械手和手术支援装置

说明书

技术领域

本发明涉及医疗用机械手和手术支援装置。

本申请根据2011年8月4日在美国提交的临时申请61/515,203主张优先权，将其内容引用于此。

背景技术

以往，为了通过远程操作来进行手术，研究了各种医疗用机械手。作为这种医疗用机械手，例如公开了专利文献1和2所记载的医疗用机械手。

通过使用该医疗用机械手，当在操作桌上对输入装置（输入部）进行操作时，一般地，作为外科医生的使用者能够对患者进行低侵袭的外科手术。通过使用配置在患者侧的手推车系统，能够通过操作桌的计算机对经内窥镜的手术器械的运动进行控制。

典型的手推车系统具有在对组织进行处置时外形不变的基部、以及根据操作桌的操作而进行基于关节的动作的驱动部。典型的驱动部至少具有3个通过关节来连接多个轴状部件而得到的机器人这样的从机械手。3个从机械手中的中央的从机械手支承内窥镜，两侧的从机械手支承对组织进行处置的手术器械。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利第6246200号说明书

专利文献2：美国专利第6441577号说明书

发明内容

发明要解决的课题

在专利文献1和2所记载的医疗用机械手的从机械手中，一般地，在各关节上配置有制动系统和角度传感器，并且，在从机械手上设有能够装卸手术器械的装卸部。而且，根据各关节的角度信息来计算从机械手的装卸部的位置和姿势（朝向）、以及手术器械的前端部的位置和姿势。

该情况下，为了求出手术器械的前端部（处置部）的绝对位置和姿势，需要从机械手的关节数的角度传感器，存在装置大型化、且成本升高的问题。

本发明是鉴于这种问题而完成的，其目的在于，提供能够减少对手术器械的前端部的位置和姿势进行检测所需要的传感器的数量的医疗用机械手和具有该医疗用机械手的手术支援装置

用于解决课题的手段

为了解决上述课题，本发明提出以下手段。

本发明的医疗用机械手的特征在于，该医疗用机械手具有：保持部，其基端部固定在基体上；定位部，其具有固定部，该固定部固定在所述保持部的前端部，所述定位部构成为使手术器械的处置部能够相对于所述固定部移动；基准姿势检测部，其检测所述定位部中的基准位置的姿势；驱动部，其用于使所述处置部相对于所述固定部移动；以及位移检测部，其检测所述处置部相对于所述基准位置的包含角度位移的移动量，计算从所述基准姿势检测部检测到的所述基准位置的姿势起移动自身检测到的角度位移后的姿势，作为所述处置部的姿势。

并且，在上述医疗用机械手中，更加优选所述定位部具有能够装卸所述手术器械的装卸部，所述驱动部由以下部分构成：装卸部驱动部，其使所述装卸部相对于所述固定部移动；以及处置部驱动部，其使所述处置部相对于所述装卸部移动，所述位移检测部具有：装卸位置检测部，其检测所述装卸部相对于所述固定部的包含角度位移的移动量；以及处置部位置检测部，其检测所述处置部相对于所述装卸部的包含角度位移的移动量。

并且，在上述医疗用机械手中，更加优选所述保持部能够在调节模式和固定模式之间进行切换，所述调节模式是能够调节所述前端部相对于所述基端部的位置的模式，所述固定模式是固定了所述前端部相对于所述基端部的位置的模式。

并且，在上述医疗用机械手中，更加优选所述基准位置设置在所述固定部中。

并且，在上述医疗用机械手中，更加优选所述基准姿势检测部通过无线通信将检测到的所述基准位置的姿势发送到所述处置部初始位置检测部。

并且，本发明的手术支援装置具有：上述任意一项所述的医疗用机械手；输入部，其根据来自使用者的输入而发出操作指令；以及驱动部控制部，其根据所述操作指令对所述驱动部进行控制，所述手术支援装置的特征在于，所述位移检测部检测所述处置部相对于所述基准位置的每单位时间的位置变化量，所述驱动部控制部成组地反复进行以下步骤：目标变化量计算步骤，计算所述操作指令所表示的所述处置部的每所述单位时间的目标位置变化量；以及移动步骤，对所述驱动部进行控制，以使得所述处置部在每所述单位时间内移动所述目标位置变化量。

并且，在上述手术支援装置中，更加优选所述位移检测部检测所述处置部相对于所述基准位置的每单位时间的姿势变化量，在所述目标变化量计算步骤中，所述驱动部控制部计算所述操作指令所表示的所述处置部的每所述单位时间的目标姿势变化量，在所述移动步骤中，所述驱动部控制部对所述驱动部进行控制，以使得所述处置部在每所述单位时间内移动所述目标姿势变化量。