特許 7105576 ロボット支援手術システムのための操作デバイス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-07-14

(45)【発行日】2022-07-25

(54)【発明の名称】ロボット支援手術システムのための操作デバイス

(51)【国際特許分類】

   A61B 34/35 20160101AFI20220715BHJP

   B25J 3/00 20060101ALI20220715BHJP

【ＦＩ】

A61B34/35

B25J3/00 Z

【請求項の数】 19

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2018025247

(22)【出願日】2018-02-15

(65)【公開番号】P2018130546

(43)【公開日】2018-08-23

【審査請求日】2021-01-26

(31)【優先権主張番号】10 2017 103 199.5

(32)【優先日】2017-02-16

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】515168857

【氏名又は名称】アヴァテラメディカル ゲーエムベーハー

(74)【代理人】

【識別番号】100068021

【弁理士】

【氏名又は名称】絹谷 信雄

(74)【代理人】

【識別番号】100128509

【弁理士】

【氏名又は名称】絹谷 晴久

(72)【発明者】

【氏名】ニルス・ツォーゲンシュペック

(72)【発明者】

【氏名】クリスティアン・トロマー

(72)【発明者】

【氏名】ゲラルフ・グデ

(72)【発明者】

【氏名】トーマス・シュリンク

(72)【発明者】

【氏名】アンドレアス・カルグート

【審査官】山口 賢一

(56)【参考文献】

【文献】米国特許第０６４２４８８５（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】国際公開第２０１６／２０１５４４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１２／００５１７５３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１０／０２２８２６５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１３／０１８８６１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１２－１３９７７５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ ３４／３５

Ａ６１Ｂ ３４／３０

Ｂ２５Ｊ ３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ロボット支援手術システムのための操作デバイス（４２）であって、
使用者の１つの指を個々に収容するための２つのストラップ（１３２及び１３４）を含む手動で動かす事が出来る操作エレメント（１２４）と、
前記操作デバイス（４２）を保持ユニット（５０）に取り付けるためのインタフェース（１００）と、
を備え、
前記操作エレメント（１２４）は、前記操作デバイス（４２）が前記保持ユニット（５０）に取り付けられた時に、前記インタフェース（１００）に対し第１の回転軸（１０６）と第２の回転軸（１１４）と第３の回転軸（１２６）の廻りに回転可能であり、前記第１の回転軸（１０６）と前記第２の回転軸（１１４）と前記第３の回転軸（１２６）は、相互に対し個々に垂直であり、
前記第１の回転軸（１０６）と前記第２の回転軸（１１４）と前記第３の回転軸（１２６）は、一つの交点（１５０）に於いて交差し、
前記操作エレメント（１２４）は、ディスク状に形成され、前記操作エレメント（１２４）の中心は、前記第３の回転軸（１２６）である
事を特徴とする操作デバイス（４２）。

【請求項2】

前記交点（１５０）は、前記操作エレメント（１２４）内に位置する
請求項１に記載の操作デバイス（４２）。

【請求項3】

前記交点（１５０）は、２つの前記ストラップ（１３２及び１３４）の間、特に、２つの前記ストラップ（１３２及び１３４）の間の中央に位置する
請求項１又は２に記載の操作デバイス（４２）。

【請求項4】

前記交点（１５０）は、前記操作エレメント（１２４）の中央と一致する
請求項１乃至３の何れか一項に記載の操作デバイス（４２）。

【請求項5】

前記操作デバイス（４２）は、前記インタフェース（１００）を含むベースエレメント（１０２）と、前記ベースエレメント（１０２）に対し前記第１の回転軸（１０６）廻りに回転自在に前記ベースエレメント（１０２）に搭載されたピボットユニット（１０４）と、前記ピボットユニット（１０４）に対し前記第２の回転軸（１１４）廻りに回転自在に前記ピボットユニット（１０４）に搭載されたハウジング（１１２）と、を含み、前記操作エレメント（１２４）は、前記第３の回転軸（１２６）廻りに回転自在に前記ハウジング（１１２）に搭載される
請求項１乃至４の何れか一項に記載の操作デバイス（４２）。

【請求項6】

２つの前記ストラップ（１３２及び１３４）は、前記操作エレメント（１２４）の両側（１２８及び１３０）に配置される
請求項１乃至５の何れか一項に記載の操作デバイス（４２）。

【請求項7】

前記ハウジング（１１２）は、前記操作エレメント（１２４）が間に配置された２つのリング（１２０及び１２２）を含み、前記操作エレメントは、薄いリングベアリングを通じ前記ハウジング（１１２）に回転自在に搭載される
請求項１乃至６の何れか一項に記載の操作デバイス（４２）。

【請求項8】

前記ハウジング（１１２）は、少なくとも１つのボールベアリング、特に、２つの薄いリングベアリング（１１６及び１１８）を通じ前記ピボットユニット（１０４）に回転自在に搭載される
請求項５乃至７の何れか一項に記載の操作デバイス（４２）。

【請求項9】

前記ピボットユニット（１０４）は、少なくとも１つのボールベアリング、特に、２つの薄いリングベアリング（１０８及び１１０）を通じ前記ベースエレメント（１０２）に回転自在に搭載される
請求項５乃至８の何れか一項に記載の操作デバイス（４２）。

【請求項10】

第１のアクター（１６０）、特に、第１のモータは、前記ピボットユニット（１０４）を前記第１の回転軸（１０６）廻りに回転させるために提供され、第２のアクター（１６２）、特に、第２のモータは、前記ハウジング（１１２）を第２の回転軸（１１４）廻りに回転させるために提供され、及び／又は第３のアクター（１６４）、特に、第３のモータは、前記操作エレメント（１２４）を第３の回転軸（１２６）廻りに回転させるために提供される
請求項５乃至９の何れか一項に記載の操作デバイス（４２）。

【請求項11】

前記第１のアクター（１６０）は、前記ベースエレメント（１０２）に配置され、前記第２のアクター（１６２）は、前記ピボットユニット（１０４）に配置され、及び／又は前記第３のアクター（１６４）は、前記操作エレメント（１２４）に配置される
請求項１０に記載の操作デバイス（４２）。

【請求項12】

前記第３のアクター（１６４）は、前記操作エレメント（１２４）に回転自在に固定される様に、前記操作エレメント（１２４）の内側に配置される
請求項１０又は１１に記載の操作デバイス（４２）。

【請求項13】

前記第３のアクター（１６４）は、ピニオン（１７０）とクラウンギヤ（１７２）とを通じ前記ハウジング（１１２）に接続される
請求項１２に記載の操作デバイス（４２）。

【請求項14】

前記第１の回転軸（１０６）廻りの回転位置を決定するための第１のセンサと、前記第２の回転軸（１１４）廻りの回転位置を決定するための第２のセンサと、及び／又は、前記第３の回転軸（１２６）廻りの回転位置を決定するための第３のセンサと、が提供される
請求項１乃至１３の何れか一項に記載の操作デバイス（４２）。

【請求項15】

前記操作エレメント（１２４）は、前記第２の回転軸（１１４）及び／又は前記第３の回転軸（１２６）の夫々の廻りに３６０°に亘って回転可能である
請求項１乃至１４の何れか一項に記載の操作デバイス（４２）。

【請求項16】

前記操作エレメント（１２４）は、ボタン（１３８）、特に、スライドボタンを含む
請求項１乃至１５の何れか一項に記載の操作デバイス（４２）。

【請求項17】

前記ボタン（１３８）は、前記操作エレメント（１２４）の両側に配置された２つの前記ストラップ（１３２及び１３４）と共に回転可能である
請求項１６に記載の操作デバイス（４２）。

【請求項18】

２つの前記ストラップ（１３２及び１３４）は、ピンサーグラスプが形成される様に、所定の角度で相互から離れて旋回可能である
請求項１乃至１７の何れか一項に記載の操作デバイス（４２）。

【請求項19】

２つの前記ストラップ（１３２及び１３４）は、２つの前記ストラップ（１３２及び１３４）が常に零点に対し同一の角度で開かれる様に、相互に結合される
請求項１８に記載の操作デバイス（４２）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、使用者の１つの指を個々に収容するための、特に、使用者の親指及び中指を収容するための２つのストラップを含む手動で動作させる事が出来る操作エレメントを含むロボット支援手術システムのための操作デバイスに関する。更に、操作デバイスは、保持ユニットに取り付けるためのインタフェースを有し、操作デバイスは、このインタフェースを通じ保持ユニットに取り付けられた時に、インタフェースに対し第１、第２及び第３の回転軸廻りに回転させる事が出来、これらの３つの回転軸は、相互に垂直である。

【背景技術】

【0002】

低侵襲手術では、ロボット支援手術のためのロボット支援システム又は通常は装置とも指称される、いわゆるテレマニピュレータシステムが漸増的に使用される。ロボット支援手術のための装置によって、手術器具は、使用者入力を基にそれらの位置と方向とが制御される。手術器具は、手術器具の所望の動作に加え、手術器具の積極的な位置調整と方向調整とを実現する事が出来る様に、機械的、電気的及び／又は光学的にテレマニピュレータシステムに連結される。このために、エンドエフェクタを有する器具に加え、操作されるべき内視鏡と医療装置とを含む手術器具は、連結ユニットとして設計され、ステリルユニットとも指称される連結インタフェースを有する。ロボット支援手術のための装置は、更に、連結ユニットが提供される近位端に、少なくとも１つのマニピュレータアームを有し、ステリルユニットは、マニピュレータアームと手術器具との間の機械的、電気的及び／又は光学的な連結を可能とするために、マニピュレータアームに接続する事が出来る。

【0003】

テレマニピュレータシステムを制御するために、中央制御ユニットに配置された操作デバイスが使用され、操作デバイスによって、外科医は、ロボットアームに取り付けられた手術器具を可能な限り正確に制御する事が出来る。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】米国特許第６４２４８８５号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

既知の操作デバイスが有する問題は、特に、これらが手術器具の直観的な動きをしばしば許容せず、特に、その動きは、外科医が実際に自身の手で手術器具を直接に保持する場合に行われない事である。通常、この原因は、手と異なる動きが行われる様に、操作デバイスの個々の動きと回転軸とが人間の手と明らかに異なるからである。これは、外科医が常に入力デバイスに慣れなければならず、十分な訓練をせず、手術器具の必要な正確な制御を保証する事が出来ないという結果を有する。

【0006】

本発明は、ロボット支援手術システムのための操作デバイスを明示する事を目的とし、操作デバイスによって、ロボット支援手術システムを可能な限り正確に制御する事が出来る。

【課題を解決するための手段】

【0007】

この目的は、請求項１の特徴を有する操作デバイスによって解決される。有利な実施の形態は、従属項で明示される。

【0008】

本発明に従って、操作デバイスは、操作エレメントを回転させる事が出来る３つの回転軸が共通の交点で交差する様に設計される。

【0009】

ここで、この交点は、特に、操作エレメント内に位置し、交点は、特に、指が通される２つのストラップの間に配置される。特に、交点は、好ましくは、操作エレメントの中央と一致する様に、２つのストラップの間の中央に配置される。

【0010】

回転軸が共通点で交差する様に、それらを配置する事によって、特に、この点は、ストラップの間に、従って、外科医の指の間に配置されるという事が分かる。外科医は、あたかも、直接にストラップを通じ自身の２つの指で手術器具を保持しているかの様に、それらと直観的に対応された把持と操作デバイスによって感知された動きとをもたらすので、それらは、とりわけ直観的且つ容易な制御をもたらす。

【0011】

ストラップは、特に、指を通す事が出来るあらゆる種類のループ又は他のエレメントを意味する。特に、操作エレメントは、外科医の親指をストラップに通す事が出来ると共に中指を他のストラップに通す事が出来る様に、設計される。特に、ストラップは、フレキシブルエレメント、特に、バンドによって形成される。

【0012】

更に、３つの回転軸が１点で交差し、この点が操作エレメント内に位置する様なそれらの配置は、これによって、慣性モーメントが補正され、寄生力が最小化されるという利点を有し、結果的に、いっそう容易で直観的な制御が達成される。

【0013】

操作デバイスは、特に、インタフェースを含むベースエレメントを含み、このベースエレメントを通じ操作デバイスを保持ユニットに取り付ける事が出来、このベースエレメントは、保持ユニットに配置され、特に、回転する事が出来る様に固定される。保持ユニットは、特に、スタンドのアームであり、このアームは、特に、３つまでの方向に入れ替わりに平行に移動する事が出来、更に、ジョイント廻りに３つまでの方向に回転する事が出来る。従って、実質的に空間内のあらゆる位置での方向調整が可能と成る。

【0014】

ベースエレメントは、特に、ピボットユニットが回転する事が出来る様に搭載され、ピボットユニットがベースエレメントに対し第１の回転軸廻りに回転する事が出来る様に搭載される。ピボットユニットと同様に、ハウジングは、ピボットユニットに対し第２の回転軸廻りに回転する事が出来る様に搭載され、このハウジングと同様に、操作エレメントは、第３の回転軸廻りに回転する事が出来る様に取り付けられる。回転する事が出来る様に搭載されたこの連鎖を通じ、外科医が動作のために自身の手に保持する操作エレメントをインタフェースに対し３つの回転軸の全ての廻りで回転させる事が出来る。

【0015】

操作エレメントに於いて外科医によって行われた動きは、特に、センサによって測定され、その結果、ロボット支援手術システムは、ロボット支援手術システムによって保持された手術器具が以前に測定された動きを行う様に制御される。

【0016】

本発明の特に好ましい実施の形態では、操作エレメントは、ディスク形状に形成され、ディスク形状は、特に、径が厚さよりも大きい略円筒形状エレメントを意味する。

【0017】

２つのストラップは、特に、ディスクの両側に相互に反対に配置される。

【0018】

その様なディスク形状エレメントは、とりわけ容易で人間工学的に好ましい方法で外科医の手で支える事が出来、特に、手の内面は、操作エレメントの周面に載せる。

【0019】

ハウジングは、特に、２つのリングを含み、２つのリングの間にディスク形状操作エレメントが配置され、操作エレメントは、ハウジングに対し第３の回転軸廻りに操作エレメントが回転する事が出来る様に、ベアリング、特に、薄いリングベアリングを通じハウジングに取り付けられる。特に、３６０度に亘って回転する事が出来る様に搭載される。

【0020】

ハウジングは、同様に、別のベアリング、特に、ボールベアリング、好ましくは、２つの薄いリングベアリングを通じ回転する事が出来る様にピボットユニットに搭載される。従って、これによって、ピボットユニットに対する３６０度に亘る回転が達成され、ピボットユニットに対する操作エレメントの搭載は、操作エレメントがピボットユニットに対し３６０度に亘って回転し、従って、インタフェースに対し第２及び第３の回転軸廻りに回転する事を可能とする。

【0021】

ピボットユニットは、同様に、少なくとも１つのボールベアリング、好ましくは、２つの薄いリングベアリングを通じベースエレメントに回転する事が出来る様に搭載される。

【0022】

更に、操作デバイスがピボットユニットを第１の回転軸廻りに回転させるための第１のアクター、ハウジングを第２の回転軸廻りに回転させるための第２のアクター、及び／又は操作エレメントを第３の回転軸廻りに回転させるための第３のアクターを含む場合に有利である。これらのアクターによって、一方では、操作エレメントが以前に事前設定零位置から動かされた時に、操作エレメントをこの零位置に方向調整する事が出来る。他方では、これらのアクターを通じ、操作エレメントのいわゆるフォースフィードバックを実現する事が出来る。このために、手術中に手術器具に作用する力及び／又はトルクは、特に、外科医が手術器具の手ごたえと力とを感じる事が出来る様に、センサによって測定され、アクターを通じ操作エレメントにフィードバックされ、従って、あたかも、彼が直接に手術器具を保持しているかの様な感覚を得る。

【0023】

アクターは、特に、モータ（好ましくは、電気モータ）である。これは、単純構造と正確な制御とを可能とする。

【0024】

第１のアクターは、特に、ベースエレメントに配置され、好ましくは、ベースエレメントが第１の回転軸廻りに回転する事が出来る様に、ピボットユニットと歯付ベルトドライブを通じ連結される。

【0025】

第２のアクターは、特に、ピボットユニットに配置され、好ましくは、ハウジングが第２のアクターを通じピボットユニットに対し第２の回転軸廻りに回転する事が出来る様に、別の歯付ベルトドライブを通じハウジングに連結される。

【0026】

第３のアクターは、他方では、特に、ハウジングに配置されず、操作エレメントに配置され、この操作エレメントによって都度回転される。この様に、操作エレメントがハウジングに対し３６０°に亘って任意に回転する事が出来る。

【0027】

第３のアクターは、特に、ハウジングに対し第３の回転軸廻りに回転する事が出来る様に、ピニオンギヤとクラウンギヤを通じハウジングに接続される。

【0028】

更に、操作デバイスは、特に、第１の回転軸廻りの回転位置を測定するための第１のセンサ、第２の回転軸廻りの回転位置を測定するための第２のセンサ、及び／又は第３の回転軸廻りの回転位置を測定するための第３のセンサを含み、その結果得られた情報は、特に、ロボットシステムを制御するために使用される。特に、センサが各アクターに夫々統合されるか、又はアクターに提供されたセンサが何れにしてもこのために使用される。

【0029】

更に、幾つかの軸廻りの回転位置を測定するために、代わりに、１つのセンサを使用する事も出来る。

【0030】

操作デバイスは、特に、操作エレメントが第２及び第３の回転軸の両方の廻りに３６０°に亘って回転する事が出来る様に設計される。この様に、可能な限り大きな調整範囲が保証される。

【0031】

本発明の好ましい実施の形態では、操作エレメントは、ボタンを有し、使用者は、ボタンを通じてロボット支援外科システムの別の機能を制御する事が出来る。この操作エレメントは、特に、スライドボタンとして設計する事が出来、特に、ディスク形状操作エレメントの周面に配置される。

【0032】

特に、スライドボタンは、弾性エレメント、例えば、圧縮ばねによって所定の位置にバイアスされ、使用者によってマイクロスイッチの動作のためのばね力に対抗し移動させる事が出来る。復元力によって、ボタンは、リリース後に初期位置に再び動かされる。

【0033】

代わりに、ボタンに代え、例えば、スイッチ又は押しボタンを制御のために提供する事が出来る。

【0034】

ボタン、スイッチ又は押しボタンは、好ましくは、外科医が届き、ストラップの位置と無関係にいかなる時も容易に動かす事が出来る様に、操作エレメントの基体の両側に配置されたストラップと共に回転する事が出来る。

【0035】

特に好ましい実施の形態では、２つのストラップは、それらによって幾つかの種類のピンサーグラスプが形成される様に、操作エレメントのディスク形状基体に取り付けられ、それによって外科医は、ストラップを通じ通された自身の２つの指を広げたり閉じたりする事が出来、この動きは、対応するセンサによって感知され、ロボット支援手術システムの手術器具を制御する時に考慮される。

【0036】

このために、２つのストラップは、特に、所定の回転点廻りに所定の角度で相互から離れて旋回する事が出来、２つのストラップは、特に、それらが両者とも零位置に対し常に同様な角度で開かれる様に連結される。この零位置は、特に、ストラップが取り付けられたディスク形状操作エレメントの２つの表面が相互に平行に方向調整される様な位置である。

【0037】

別の特徴及び利点は、添付された図面に関連する実施の形態を基に本発明に関し詳細に説明する以下の明細書によってもたらされる。

【図面の簡単な説明】

【0038】

【図1】図１は、１つの器具ユニットを個々に接続する事が出来る４つのマニピュレータアームを有するマニピュレータを含むロボット支援手術のためのシステムの概略側面図を示す。

【図2】図２は、図２に従ったマニピュレータを制御するための操作デバイスと操作デバイスが取り付けられた保持ユニットの概略図を示す。

【図3】図３は、図２に従った操作デバイスの概略透視図を示す。

【図4】図４は、開かれたピンサーグラスプを有する図２及び３に従った操作デバイスの平面図を示す。

【図5】図５は、図２乃至４に従った操作デバイスの断面図を示す。

【図6】図６は、図２乃至５に従った操作デバイスの操作エレメントの詳細断面図を示す。

【図7】図７は、操作エレメントの詳細概略図を示す。

【図8】図８は、操作エレメントの詳細概略図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0039】

図１は、スタンド１４と４つのマニピュレータアーム１６ａ乃至１６ｄを有するマニピュレータ１２を有するロボット支援手術のためのシステム１０の概略側面図を示す。マニピュレータ１２は、通常、ロボット支援手術のための装置とも指称される。システム１０は、手術台３４に配置された患者１８に手術を行う役割を果たす。患者１８の解剖と行われるべき手術とに応じ、目標手術領域３０の座標が決定され、事前に格納される。スタンド１４は、Ｌ形状スタンドアーム２８を有し、Ｌ形状スタンドアーム２８の端、即ち、スタンドベース２４から遠い端に、スタンドヘッド２０を通じマニピュレータアーム１６ａ乃至１６ｄが接続される。

【0040】

手術台３４は、手術台支柱３２を有し、手術台支柱３２には、手術台３４の制御ユニット３６が配置され、手術台支柱３２に、幾つかの部分を含む患者サポート面３８が配置される。制御ユニット３６は、手術台３４のエレメントの動きを制御する、特に、手術台支柱３２の長さを調整し、従って、患者サポート面３８の高さを調整し、患者サポート面３８のチルトとスイングに加え個々の部分を調整する役割を果たす。好ましくは、然し乍ら、マニピュレータ１２による手術中は、手術台３４の部分の調整が阻止される。システム１０は、更に、中央制御ユニット４０に加えマニピュレータ１２の制御ユニット４６を含み、中央制御ユニット４０は、データラインを通じディスプレイユニット４４を有する制御パネル４２に加えマニピュレータ１２の制御ユニット４６と手術台３４の制御ユニット３６とに接続される。制御ユニット４０は、出力ユニット４１を有し、制御ユニット４６は、出力ユニット４７を有し、その夫々によって光学及び／又は音響信号を出力する事が出来る。

【0041】

患者サポート面３８の表面は、患者１８の背が配置される前面を形成する。

【0042】

図２では、操作デバイス４２が操作デバイス４２のインタフェース１００を通じ取り付けられた保持アーム５０に加え、操作デバイス４２の概略図が示される。

【0043】

保持アーム５０は、矢印Ｐ１乃至Ｐ３によって示された様な３つの軸廻りに、回転点５２の周囲で回転する事が出来る。更に、保持アーム５０は、矢印Ｐ４乃至Ｐ６によって示された様に、相互に垂直な３つの方向に平行に移動する事が出来る。従って、操作デバイス４２は、使用者のための人間工学的に好ましい位置に方向調整する事が出来る。

【0044】

図３では、操作デバイス４２の概略斜視図が示される。図４は、操作デバイスの平面図を示し、図５は、図４の線Ｂ－Ｂに沿って得られた操作デバイス４２の断面図を示す。

【0045】

操作デバイス４２は、インタフェース１００が提供されたベースエレメント１０２を含み、それを通じ操作デバイス４２が保持アーム５０に取り付けられる。ベースエレメント１０２には、ピボットユニット１０４が第１の回転軸１０６廻りに回転自在に搭載される。ここで、搭載は、特に、２つの薄いリングベアリング１０８及び１１０を通じ行われる。

【0046】

ベースエレメント１０２から見て外方に向くピボットユニット１０４の端に、ピボットユニット１０４に対し第２の回転軸１１４廻りに回転自在に搭載されたハウジング１１２が配置される。回転自在は、２つの薄いリングベアリング１１６及び１１８を通じたハウジングの搭載によって再び達成される。

【0047】

ハウジング１１２は、ディスク形状操作エレメント１２４が配置された２つのリング１２０及び１２２を含み、この操作エレメント１２４は、ハウジング１１２に対し、従って、２つのリング１２０及び１２２に対し第３の回転軸１２６廻りに回転自在に取り付けられる。

【0048】

操作エレメント１２４のディスク形状基体の両側面１２８及び１３０に、使用者が２つの指を通す事が出来る２つのストラップ１３２及び１３４が配置される。特に、ストラップ１３２及び１３４は、親指と中指とを収容する役割を果たす。ストラップ１３２及び１３４は、ピボッタブルピンサーアーム１３３及び１３５を通じ操作エレメント１２４のディスク形状基体の各側面１２８及び１３０に接続される。操作エレメント１２４の周面１３６に、スライドボタン１３８が提供され、操作エレメント１２４が意図された様に掴まれた時に、その上に載る人差し指によって動かす事が出来る。図２と図３又は図５との比較がもたらす様に、スライドボタン１３８は、ピンサーアーム１３３及び１３５とスライドボタン１３８との空間的関係が固定され、回転軸１２６廻りの操作エレメント１２４の回転がスライドボタン１３８の周面１３６に沿った同様な角度での回転をもたらす様に、操作エレメント１２４に接続する事が出来る。

【0049】

図６に示された様に、スライドボタン１３８は、圧縮ばね１４０を通じ第１の位置にバイアスされ、圧縮ばね１４０のばね力に対抗し矢印Ｐ７の方向に移動させる事が出来る。これによって、小型スイッチ１４２が動かされ、その結果、マニピュレータの関連付けられた機能が引き起こされる。スライドボタン１３８のリリース後に、このボタンは、圧縮ばね１４０によって第１の位置に戻る。

【0050】

従って、操作エレメント１４０は、３つの回転軸１０６、１１４及び１２６廻りに回転可能する事が出来、３つの回転軸１０６、１１４及び１２６は、相互に個々に垂直に方向調整され、共通の交点１５０で交差する。３つの軸１０６、１１４及び１２６の夫々の廻りの操作エレメント１４０の回転範囲は、好ましくは、３６０度である。他の実施の形態では、回転範囲は、例えば、９０度に制限される。この制限は、例えば、ストッパ１０７によって達成される。

【0051】

センサによって、３つの軸１０６、１１４及び１２６に対する操作エレメント１２４の個々の回転位置が決定され、マニピュレータが制御され、それに応じ手術器具が移動される。

【0052】

３つの回転軸１０６、１１４及び１２６が共通の交点１５０で交差する様なそれらの配置によって、あたかも自身の手で手術器具を直接保持するかの様に、外科医に感覚を与えるとりわけ直観的な制御が可能になる。この感覚は、更に、この交点１５０が２つのストラップ１３２及び１３４の間の操作エレメント１２４内に位置する、特に、操作エレメント１２４の中央と一致するという事実によって支援される。更に、このように、補正されるべき慣性モーメントが最小化される。

【0053】

ピボットユニット１０４が第１のアクター１６０を通じ第１の回転軸１０６廻りに回転することができる様に、ベースエレメント１０２に、第１の歯付ベルトドライブ１６６を通じピボットユニット１０４と連結された第１のアクターが提供される。

【0054】

ハウジング１１２がピボットユニット１０４に対し第２の回転軸１１４廻りに回転する事が出来る様に、ピボットユニット１０４に、第２の歯付ベルトドライブ１６８を通じハウジング１１２と連結された第２のアクター１６２が提供される。

【0055】

操作エレメント１２４内に第３のアクター１６４が提供され、第３のアクター１６４は、操作エレメント１２４に回転自在に固定して接続され、常に相互に共に動かされる。ピニオン１７０を通じ、第３のアクター１６４は、ハウジング１１２に固く接続されたクラウンギヤ１７２と係合される。これを通じ、操作エレメント１２４は、ハウジング１１２に対し第３の回転軸１２６廻りに回転する事が出来る。

【0056】

これらの３つのアクター１６０乃至１６４を通じ、従って、一方では、操作エレメント１２４は、都度、事前設定零点に再び方向調整する事が出来る。他方では、フォースフィードバックを提供する事が出来、これによって、マニピュレータの手術器具に作用する力及び／又はトルクが決定されると共に外科医が為された操作に関するフィードバックを受け取る様にアクター１６０乃至１６４を通じ操作エレメントに伝達され、従って、あたかも外科医が直接に手術器具を保持するかの様に現実の手術状態がモデル化される。

【0057】

図４に示された様に、ストラップ１３２及び１３４が取り付けられた２つの面１３３及び１３５は、操作ユニット１２４とハウジング１１２の他のエレメントに対し横下にヒンジで動く事が出来る。その際に、ピンサーグラスプが形成され、その位置がセンサを通じ決定され、マニピュレータを通じ手術器具の制御装置に送信される。

【0058】

図７及び図８では、２つの面１３３及び１３５と２つのストラップ１３２及び１３４が示され、図８では、２つの面１３３及び１３５が相互に平行に方向調整された零点が示され、図７では、２つの面１３３及び１３５の夫々が零点に対し特に１７度の最大角度で旋回されたピンサーグラスプの最大開度が示される。

【0059】

２つのストラップ１３２及び１３４の夫々は、回転する事が出来るディスク１７４にロッド１７６及び１７８を通じ結合され、結果的に、２つのストラップ１３２及び１３４が零点に対し同様な角度で常に開かれる。ピンサーグラスプの開閉に際し、ディスク１７４に連結されたホールセンサの磁石が回転し、それによってピンサーグラスプの個々の角度位置が決定され、マニピュレータを制御する基礎とする事ができる。

【符号の説明】

【0060】

１０ システム
１２ マニピュレータ
１４ スタンド
１６、１６ａ乃至１６ｄ マニピュレータアーム
１８ 患者
２０ スタンドヘッド
２４ スタンドベース
２８ スタンドアーム
３０ 目標手術領域
３１ 目標手術領域の中央
３２ 手術台支柱
３４ 手術台
３６ 手術台の制御ユニット
３８ 患者サポート面
４０ 装置の中央制御ユニット
４１ 出力ユニット
４２ 操作デバイス
４６ マニピュレータの制御ユニット
４７ 出力ユニット
５０ 保持アーム
５２ 回転点
１００ インタフェース
１０２ ベースエレメント
１０４ ピボットユニット
１０６、１１４及び１２６ 回転軸
１０７ ストッパ
１０８、１１０、１１６及び１１８ 薄いリングベアリング
１１２ ハウジング
１２０及び１２２ リング
１２４ 操作エレメント
１２８及び１３０ 外面
１３２及び１３４ ストラップ
１３３及び１３５ ピンサーアーム
１３６ 周面
１３８ スライドボタン
１４０ 圧縮ばね
１４２ 小型スイッチ
１５０ 交点
１６０、１６２及び１６４ アクター
１６６及び１６８ 歯付ベルトドライブ
１７０ ピニオン
１７２ クラウンギヤ
１７４ ディスク
１７６及び１７８ ロッド
Ｐ１乃至Ｐ７ 方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】