[发明专利]手术机器人系统、外力推定装置以及程序

说明书

本公开提供一种用于受检体的手术的手术机器人系统，其设置有：臂部；检测部，检测纵长方向的扭矩的值、第1交叉方向的扭矩的值、第2交叉方向的力的值以及绕第2交叉方向作用的第2交叉方向的扭矩的值；以及运算部，基于纵长方向的力的值、第1交叉方向的力的值、第2交叉方向的力的值、纵长方向的扭矩的值、第1交叉方向的扭矩的值、第2交叉方向的扭矩的值、以及作用在穿刺器与轴部之间的阻力的值，来计算手术工具受到的来自穿刺器的第1外力的值、以及手术工具受到的来自除穿刺器以外的物体的第2外力的值。

相关申请的交叉引用

本国际申请要求2019年10月17在日本专利局提交的日本发明专利申请第2019-190341号的优先权，并且日本发明专利申请第2019-190341号的全部内容通过引用而并入本文。

技术领域

本公开涉及手术机器人系统、外力推定装置以及程序。

背景技术

近年来，使用手术机器人系统的内窥镜外科手术逐渐普及。内窥镜外科手术中，使用在手术机器人系统的臂装置上安装的腹腔镜、内窥镜、钳子等(以下表记为“手术工具”)(例如参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2009-522016号公报

发明内容

发明要解决的问题

在内窥镜外科手术的对象即受检体(例如腹壁)配置有供手术工具插通的穿刺器(或通口)。希望在专利文献1所记载的手术机器人系统等中能够减轻手术时由手术工具施加给受检体的负荷，具体而言，能够减小由手术工具施加给受检体的力。

作为施加的力，可以例示经由穿刺器而施加给受检体的腹壁的力、从手术工具的除与穿刺器相对应的位置以外的部分(例如手术工具的前端部或轴部等)直接施加给受检体的力等。

作为检测由手术工具前端部所施加的力的方法，换言之，作为检测施加给手术工具前端部的力的方法，已知利用配置在前端部附近的传感器进行测量的方法、根据驱动力来推定对前端部关节施加的外力的方法。

但是，利用配置在前端部附近的传感器进行测量的方法需要将用于测量的传感器直接安装在手术工具前端部附近。因该传感器的配置位置而会产生难以实现手术工具前端部的小型化的问题、难以实施手术工具的杀菌·清洗处理的问题。从而会产生诸如使制造或使用的成本增多的问题等各种问题。

推定对前端部关节施加的外力的方法存在诸如外力的推定精度受到手术工具等机构内部的摩擦等影响而容易产生变化的问题、由于自由度的配置而存在无法检测到的力的方向的问题等。

此外，利用配置在前端部附近的传感器进行测量的方法和推定对前端部关节施加的外力的方法无法对施加给中间部的轴的力进行测量或者推定。因此，外力的推定值有可能被估算成小于实际的外力值。

本公开的一个方面优选提供一种能够易于实现手术工具前端的小型化，以及易于提高对作用在手术工具的外力测量的精度，并且能够易于实现安全性提高的手术机器人系统、外力推定装置、以及程序。

解决问题的技术方案