035] 圖7是示出當處置工具的接頭部被彎曲時顯示在顯示器上的圖像的示例的視圖。
[0036] 圖8是示出位于由根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的醫(yī)療用機械手獲取的圖像中的 基準區(qū)域與目標區(qū)域之間的位置關(guān)系的視圖。
[0037] 圖9是示出處置工具的接頭部以及內(nèi)窺鏡被彎曲的狀態(tài)的視圖。
[0038] 圖10是根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的醫(yī)療用機械手的內(nèi)窺鏡等被建模的視圖。
[0039] 圖11是描述當根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的醫(yī)療用機械手的內(nèi)窺鏡等建模時的 內(nèi)窺鏡的彎曲角度的視圖。
[0040] 圖12是示出關(guān)于位于由根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的醫(yī)療用機械手獲取的圖像 中的基準區(qū)域來移動目標區(qū)域的狀態(tài)的視圖。
[0041] 圖13是示出當處置工具和內(nèi)窺鏡被彎曲時顯示在顯示器上的圖像的示例的視 圖。
[0042] 圖14是根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的醫(yī)療用機械手的框圖。
[0043] 圖15是示出由根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的醫(yī)療用機械手的變型例中的醫(yī)療用 機械手獲取的圖像的基準區(qū)域與目標區(qū)域之間的位置關(guān)系的視圖。
[0044] 圖16是示出關(guān)于位于由醫(yī)療用機械手獲取的圖像中的基準區(qū)域來移動目標區(qū)域 的狀態(tài)的視圖。
[0045] 圖17是根據(jù)醫(yī)療用機械手（根據(jù)本發(fā)明的實施方式）的變型例的套管的遠端部 的立體圖。
【具體實施方式】
[0046] (第一實施方式）
[0047] 下文中，參考圖1至圖13來描述根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的醫(yī)療用機械手。
[0048] 如圖1至圖3所示，根據(jù)本實施方式的醫(yī)療用機械手1包括套管（插入部）10、處 置工具（機械手）20、內(nèi)窺鏡（成像部）30、操作單元40、顯示器50和控制裝置60。套管10 插入身體中。處置工具20的近端部附接至遠端剛性部11，遠端剛性部11布置在套管10的 遠端處。內(nèi)窺鏡30被配置成能關(guān)于遠端剛性部11移動。操作單元40由諸如醫(yī)生等的操 作者〇操作，以輸出操作指令（指令）。顯示器50顯示由內(nèi)窺鏡30獲取的圖像。控制裝置 60根據(jù)操作指令來控制套管10、處置工具20和內(nèi)窺鏡30。
[0049] 套管10具有柔性。如圖3所示，套管10具有上述的遠端剛性部11、彎曲部（主可 動部）12和柔性管部13。彎曲部12被設置成比遠端剛性部11更接近套管10的近端，并且 被配置成能彎曲。柔性管部13被設置成比彎曲部12更接近近端，并且具有柔性。
[0050] 遠端剛性部11由諸如不銹鋼等金屬形成，呈柱形。上述處置工具20的近端部附 接至遠端剛性部11的遠端表面11a。
[0051] 具有已知配置的機構(gòu)可用作彎曲部12。雖然未示出，但彎曲部12包括以可轉(zhuǎn)動的 方式彼此連接的多個接頭環(huán)，并且所述多個接頭環(huán)沿套管10的軸線Cl的方向平行地布置。 四個操作線的遠端部圍繞軸線Cl以相等的角度間隔連接至多個接頭環(huán)之中的靠近遠端的 接頭環(huán)。操作線的近端部分別連接到彎曲馬達16 (見圖2)，彎曲馬達16設置在套管10的 近端部處。當借助彎曲馬達16在軸線Cl的方向上拉動操作線的近端部時，彎曲部12可以 在圖3示出的垂直于軸線Cl的方向Xl和方向X2上被彎曲。方向Xl和方向X2彼此垂直。 以這種方式，彎曲部12具有兩個自由度。
[0052] 操作線在軸線Cl的方向上的移動量由牽引量檢測傳感器17(見圖2)檢測。牽引 量檢測傳感器17將檢測到的移動量轉(zhuǎn)換為信號，該信號被輸出到控制裝置60。
[0053] 如圖3所示，在套管10中形成有通道18。通道18在遠端表面Ila處具有開口，并 且在套管10的軸線Cl的方向上延伸。
[0054] 處置工具20包括多個管狀體21，這多個管狀體21在處置工具20的縱向方向上 平行地布置。處置工具20被配置成使得縱向方向上相鄰的管狀體21由接頭部（輔助可動 部）22連接起來。作為示例，管狀體21和接頭部22由具有絕緣性能的材料（諸如陶瓷等） 形成。如圖2所示，角度檢測傳感器23和接頭驅(qū)動馬達24設置在接頭部22中。角度檢測 傳感器23檢測相鄰的管狀體21圍繞接頭部22的軸線C2 (見圖3)形成的角度。角度檢測 傳感器23例如是編碼器、電位計等。接頭驅(qū)動馬達24調(diào)節(jié)該角度。角度檢測傳感器23將 檢測到的角度轉(zhuǎn)換為信號，該信號被輸出到控制裝置60。接頭驅(qū)動馬達24被控制裝置60 驅(qū)動。也就是說，在接頭驅(qū)動馬達24使刀26轉(zhuǎn)動時，刀26可以以一個自由度關(guān)于遠端剛 性部11移動。
[0055] 如圖3所示，刀（處置部）26的形成桿形的近端部被固定到布置在遠端側(cè)的管狀 體21。刀26可以由具有生物相容性的金屬（諸如不銹鋼等）形成。
[0056] 圖2示出的配線201的一個端部被連接到刀26的近端部。配線201布置在管狀 體21和接頭部22中。配線201的另一端部被連接到高頻發(fā)生器200,高頻發(fā)生器200可以 輸出高頻電流。高頻發(fā)生器200被連接到控制裝置60。高頻發(fā)生器200根據(jù)控制裝置60 的控制而輸出高頻電流。
[0057] 當接頭驅(qū)動馬達24被驅(qū)動時，刀26圍繞軸線C2相對于遠端剛性部11轉(zhuǎn)動，并且 可以在限定于基準平面上的圖3所示出的范圍Rl內(nèi)移動。
[0058] 在本實施方式中，為了方便說明，描述了處置工具20包括一個接頭部22的示例。 然而，并未限制包括在處置工具20中的接頭部22的數(shù)量，并且處置工具20可包括兩個或 更多個接頭部22。在這種情況下，機械手具有多接頭結(jié)構(gòu)。為此，刀26可以以兩個或更多 個自由度關(guān)于遠端剛性部11移動。如同上述的彎曲部12,處置工具20可被配置成使得所 述多個接頭環(huán)（區(qū)段）以可轉(zhuǎn)動的方式進行連接。
[0059] 雖然未詳細地示出，但在內(nèi)窺鏡30中，由上述多個接頭環(huán)構(gòu)成的多接頭結(jié)構(gòu)設置 在成像部主體31中，成像部主體31由諸如硅等柔性材料形成，呈柱形。操作線（未示出） 的遠端部連接至所述多個接頭環(huán)之中的靠近遠端的接頭環(huán)。圖2示出的彎曲馬達33的驅(qū) 動軸被連接到操作線的近端部。彎曲馬達33的驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)數(shù)由角度檢測傳感器34檢測。 由角度檢測傳感器34檢測到的轉(zhuǎn)數(shù)被輸出到控制裝置60。
[0060] 具有LED的照明單元35以及具有CXD等的成像單元36設置在成像部主體31的 遠端表面31a處，照明單元35和成像單元36被暴露至外部。通過接收來自電源66 (下面 將描述）的電力，使照明單元35照亮內(nèi)窺鏡30的前方。成像單元36可以獲取限定在內(nèi)窺 鏡30前面的預定的視野范圍R3之中的圖像。成像單元36將圖像轉(zhuǎn)換為信號，該信號被輸 出到控制裝置60。
[0061] 內(nèi)窺鏡30插入套管10的通道18中，并被維持在使內(nèi)窺鏡30的遠端部從遠端剛 性部11朝向其前方突出的狀態(tài)下。多個接頭環(huán)也設置在成像部主體31的從遠端剛性部11 朝向其前方突出的部分中。在彎曲馬達33被驅(qū)動而使操作線進退時，從遠端剛性部11朝 向其前方突出的成像部主體31可以以預定形狀彎曲。
[0062] 如圖1和圖2所示，操作單元40具有：附接至操作臺41的一對操作臂42和43 ; 以及布置在地板F上的腳踏開關(guān)44。
[0063] 操作臂42和43具有多接頭結(jié)構(gòu)。操作臂42被配置成操作套管10的彎曲部12 而使之彎曲，并且操作處置工具20的刀26的位置和取向（方向）。操作臂43被配置成操 作內(nèi)窺鏡30而使之彎曲。當操作所述操作臂42和43時，操作指令被輸出到控制裝置60。
[0064] 圖2示出的用于切換操作臂模式的切換桿42a設置在操作臂42的遠端部處。隨 著切換桿42a的操作，操作臂模式切換信號被輸出到控制裝置60的驅(qū)動量計算器67 (下面 將描述）。因此，驅(qū)動量計算器67的操作臂控制模式在彎曲部操作模式和刀操作模式之間 進行切換。在彎曲部操作模式下，由操作臂42控制的目標是套管10的彎曲部12。在刀操 作模式下，由操作臂42控制的目標是處置工具20的刀26。
[0065] 電源連接桿43a被配置成輸出來自上述高頻發(fā)生器200的高頻電流，其設置在操 作臂43的遠端部處。
[0066] 腳踏開關(guān)44包括用于成像部控制模式的轉(zhuǎn)換開關(guān)44a并包括確認開關(guān)44b。轉(zhuǎn)換 開關(guān)44a用于切換驅(qū)動量計算器67 (下面將描述）的成像部控制模式。確認開關(guān)44b用于 允許操作者〇輸入確認指令等。隨著轉(zhuǎn)換開關(guān)44a的操作，成像部控制模式切換信號被輸 出到驅(qū)動量計算器67。因此，驅(qū)動量計算器67的成像部控制模式在視野固定模式和視野非 固定模式之間進行切換。在視野固定模式下，可以自動操作內(nèi)窺鏡30而使之彎曲。在視野 非固定模式下，無法自動操作內(nèi)窺鏡30而使之彎曲。
[0067] 如圖1所示，當操作臂42和43被他/她的手握持時，顯示器50布置在與操作者 O相對的位置。顯示器50被連接到控制裝置60。
[0068] 如圖2所示，控制裝置60具有確定單元62、驅(qū)動單元63、位置檢測器64、用于顯示 器的圖像處理器65以及電源66。確定單元62、驅(qū)動單元63、位置檢測器64和圖像處理器 65被連接到總線61。套管10的彎曲馬達16和牽引量檢測傳感器17、處置工具20的角度 檢測傳感器23和接頭驅(qū)動馬達24、內(nèi)窺鏡30的彎曲馬達33、角度檢測傳感器34和成像單 元36、操作單元40的操作臂42和43、切換桿42a、電源連接桿43a和腳踏開關(guān)44以及顯示 器50被連接到總線61。
[0069] 確定單元62、驅(qū)動單元63、位置檢測器64和圖像處理器65均由計算元件、存儲 器、控制程序等構(gòu)成。下文中，將首先描述位置檢測器64。
[0070] 顯示彎曲部12的彎曲量對操作線的移動量的表、套管10的遠端剛性部11的長 度、處置工具20的管狀體21的長度、處置工具20的刀26的長度、內(nèi)窺鏡30的接頭環(huán)的長 度、視野范圍R3相對于照明單元35的方向等被存儲在位置檢測器64的存儲器中
[0071] 基于由牽引量檢測傳感器17檢測到的移動量、存儲在存儲器中的表等，位置檢測 器64的計算元件計算出彎曲部12的彎曲量和套管10的遠端表面Ila的移動量?；谟?處置工具20的角度檢測傳感器23檢測到的角度以及存儲在存儲器中的值，位置檢測器64 的計算元件計算出處置工