特許 7303775 手術支援ロボットおよび手術支援ロボットの位置決め方法

(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】2023-06-27

(45)【発行日】2023-07-05

(54)【発明の名称】手術支援ロボットおよび手術支援ロボットの位置決め方法

(51)【国際特許分類】

   A61B 34/35 20160101AFI20230628BHJP

   B25J 19/04 20060101ALI20230628BHJP

   B25J 3/00 20060101ALI20230628BHJP

   A61B 34/20 20160101ALI20230628BHJP

   A61B 17/34 20060101ALI20230628BHJP

【ＦＩ】

A61B34/35

B25J19/04

B25J3/00 Z

A61B34/20

A61B17/34

【請求項の数】 19

(21)【出願番号】P 2020070407

(22)【出願日】2020-04-09

(65)【公開番号】P2021166581

(43)【公開日】2021-10-21

【審査請求日】2021-04-30

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000000974

【氏名又は名称】川崎重工業株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】514063179

【氏名又は名称】株式会社メディカロイド

(74)【代理人】

【識別番号】100104433

【弁理士】

【氏名又は名称】宮園 博一

(72)【発明者】

【氏名】東條 剛史

(72)【発明者】

【氏名】岸田 悠治

(72)【発明者】

【氏名】栗原 剛史

【審査官】北村 龍平

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１８－５３４０９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／１７７７１１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特表２０１６－５０６２６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－０８２１８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１８１１８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国実用新案第２１０１７０１６６（ＣＮ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ ３４／３０ － ３４／３７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

医療器具が各々取り付けられる複数のアームと、
前記複数のアームが取り付けられるアームベースと、
前記アームベースを移動させるアームベース移動部と、
前記アームベース移動部を支持する医療用台車と、
前記アームベースに設けられるとともに、手術台に載置された患者を撮影するための撮影部と、
前記撮影部により撮影された画像がリアルタイムで表示される表示部と、を備え、
前記医療用台車は、前記表示部と、少なくとも駆動輪を含む複数の車輪と、前記駆動輪による前記医療用台車の移動を操作者が操作する台車操作部と、を備え、
前記表示部は、前記操作者が前記台車操作部を操作しながら視認できる位置である前記台車操作部の全体の高さ位置よりも上方の位置に配置され、
前記表示部には、前記撮影部により撮影された前記画像と、前記アームベースと前記患者との位置合わせのための印部と、が重畳して表示される、手術支援ロボット。

【請求項2】

前記印部は、前記アームベースと前記患者の体表面から内視鏡を挿入するためのトロカールとの位置合わせのための印部である、請求項１に記載の手術支援ロボット。

【請求項3】

前記表示部に表示される前記印部は、前記表示部上において、前記表示部に表示された前記画像に含まれる前記トロカールの画像と前記印部とが位置合わせされることにより、前記手術台に載置された前記患者の手術位置に対して、前記アームが位置合わせされる、請求項２に記載の手術支援ロボット。

【請求項4】

前記トロカールは、前記内視鏡が挿入される第１トロカールと、前記内視鏡以外の医療器具が挿入される第２トロカールとを含み、
前記表示部に表示される前記印部は、前記表示部上において、前記第１トロカールに位置合わせされる第１印部と、前記第２トロカールに位置合わせされる第２印部とを含む、請求項２または３に記載の手術支援ロボット。

【請求項5】

前記第１印部は、前記表示部の略中央に表示されるとともに略円形状を有しており、
前記第２印部は、前記略円形状の第１印部を中心とする十字線形状を有する、請求項４に記載の手術支援ロボット。

【請求項6】

前記患者の体表面において、前記第２トロカールは、複数設けられ、
前記表示部は、略矩形形状を有しており、
前記十字線形状の第２印部は、前記略矩形形状の表示部の縦方向に沿って設けられ略直線状の第１線部と、前記略矩形形状の表示部の横方向に沿って設けられ略直線状の第２線部とを含む、請求項５に記載の手術支援ロボット。

【請求項7】

前記表示部における前記第１線部および前記第２線部の表示は、前記表示部上において固定されている、請求項６に記載の手術支援ロボット。

【請求項8】

前記表示部に映し出された前記画像とともに前記印部の画像を拡大または縮小する倍率変更ボタンをさらに備える、請求項１～７のいずれか１項に記載の手術支援ロボット。

【請求項9】

前記表示部は、タッチパネルを含み、
前記倍率変更ボタンは、前記タッチパネル上に表示されている、請求項８に記載の手術支援ロボット。

【請求項10】

前記医療用台車は、前記表示部の下方かつ前記台車操作部の上方の位置に配置され前記アームベース移動部の移動を操作するアームベース操作部をさらに備え、
前記アームベース操作部が操作されることにより前記アームベースが２次元平面上を移動するように前記アームベース移動部が前記医療用台車に対して移動される、請求項１～９のいずれか１項に記載の手術支援ロボット。

【請求項11】

前記医療用台車は、前記アームベース移動部の移動を許可または不許可とする第１イネーブルスイッチをさらに備え、
前記第１イネーブルスイッチが押下され前記アームベース移動部の移動が許可された状態で前記アームベース操作部が操作されることにより、前記アームベース移動部が移動される、請求項１０に記載の手術支援ロボット。

【請求項12】

前記アームベース操作部は、ジョイスティックを含む、請求項１０または１１に記載の手術支援ロボット。

【請求項13】

前記台車操作部は、操作者が把持するとともに回動されることにより前記医療用台車の移動を操作するスロットル部を有するハンドルを含む、請求項１～１２のいずれか１項に記載の手術支援ロボット。

【請求項14】

前記医療用台車は、前記医療用台車の移動を許可または不許可とする第２イネーブルスイッチをさらに備え、
前記第２イネーブルスイッチが押下され前記医療用台車の移動が許可された状態で前記スロットル部が操作されることにより、前記医療用台車が移動される、請求項１３に記載の手術支援ロボット。

【請求項15】

患者に対して前記アームベースを位置合わせするモードの設定入力に基づいて、前記アームベース移動部が、前記撮影部が鉛直下方を撮影する姿勢をとるように前記アームベースを移動させる、請求項１～１４のいずれか１項に記載の手術支援ロボット。

【請求項16】

術部の情報の入力、患者に対する前記手術支援ロボットの配置方向の情報の入力、および患者に対して前記アームベースを位置合わせするモードの設定入力の全てに基づいて、前記アームベース移動部が、前記複数のアームの配置の方向が前記患者に配置された複数のトロカ―ルの配置の方向と対応するように前記アームベースを移動させるように制御されており、
前記アームベースの移動が前記アームベースの水平回転を含む場合、前記表示部に表示されている画像が、前記アームベースの回転と反対方向に同じ量回転した状態に補正されて表示される、請求項１～１５のいずれか１項に記載の手術支援ロボット。

【請求項17】

前記撮影部から得られた画像を前記表示部に表示する画像処理回路が搭載された制御部をさらに備える、請求項１～１６のいずれか１項に記載の手術支援ロボット。

【請求項18】

前記画像処理回路は特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、またはシステムオンチップ（ＳＯＣ）を含む、請求項１７に記載の手術支援ロボット。

【請求項19】

医療器具が各々取り付けられる複数のアームが取り付けられるアームベースに設けられた撮影部により、手術台に載置された患者を撮影する工程と、
前記撮影部により撮影された画像を表示部にリアルタイムで表示する工程と、を備え、
前記アームベースは、前記アームベースを移動させるアームベース移動部を介して医療用台車に支持されており、
前記医療用台車は、前記表示部と、少なくとも駆動輪を含む複数の車輪と、前記駆動輪による前記医療用台車の移動を操作者が操作する台車操作部と、を備え、
前記表示部は、前記操作者が前記台車操作部を操作しながら視認できる位置である前記台車操作部の全体の高さ位置よりも上方の位置に配置され、
前記表示部には、前記撮影部により撮影された前記画像と、前記アームベースと前記患者との位置合わせのための印部と、が重畳して表示される、手術支援ロボットの位置決め方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、手術支援ロボットおよび手術支援ロボットの位置決め方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、患者に対して手術支援ロボットが位置合わせされる手術支援ロボットが知られている（たとえば、特許文献１参照）。

【0003】

上記特許文献１には、内視鏡などの医療器具が各々取り付けられる複数のアームを備える遠隔操作アセンブリ（手術支援ロボット）が開示されている。遠隔操作アセンブリは、ベースと、ベースに取り付けられる伸縮式支持コラムとを備えている。伸縮式支持コラムは、鉛直方向に沿うように設けられている。また、伸縮式支持コラムから水平方向に延びるように、伸縮式ブームが設けられている。そして、伸縮式ブームの先端に設けられた配向プラットホームに複数の支持ビームを介して複数のアームが取り付けられている。

【0004】

上記特許文献１の遠隔操作アセンブリでは、遠隔操作アセンブリから患者（手術台に載置された患者など）に対して基準レーザ線を照射するように構成されている。そして、遠隔操作アセンブリを移動させる操作者（看護師、技師など）は、タッチパッド１５４に図１３に示される誘導セットアップスクリーンプロンプトと音声プロンプトに従って、患者に直接照射された基準レーザ線に沿って、複数のアームが配置されるように遠隔操作アセンブリの全体を移動する。これにより、患者に対して遠隔操作アセンブリを位置合わせしようとしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特表２０１７－５１５５２２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、上記特許文献１に記載された遠隔操作アセンブリの場合、タッチパッドには次の作業手順に関する画像が表示されるだけなので、遠隔操作アセンブリを移動させる操作者（看護師、技師など）は、患者の状況を確認しながら遠隔操作アセンブリの位置合わせを行うことができないという問題があった。

【0007】

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、患者に対して手術支援ロボットの位置合わせを行う操作者が、患者の状態を確認しながら、患者に対して手術支援ロボットを位置合わせすることが可能な手術支援ロボットおよび手術支援ロボットの位置決め方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するために、この発明の第１の局面による手術支援ロボットは、医療器具が各々取り付けられる複数のアームと、複数のアームが取り付けられるアームベースと、アームベースを移動させるアームベース移動部と、アームベース移動部を支持する医療用台車と、アームベースに設けられるとともに、手術台に載置された患者を撮影するための撮影部と、撮影部により撮影された画像がリアルタイムで表示される表示部と、を備え、医療用台車は、表示部と、少なくとも駆動輪を含む複数の車輪と、駆動輪による医療用台車の移動を操作者が操作する台車操作部と、を備え、表示部は、操作者が台車操作部を操作しながら視認できる位置である台車操作部の全体の高さ位置よりも上方の位置に配置され、表示部には、撮影部により撮影された画像と、アームベースと患者との位置合わせのための印部と、が重畳して表示される。

【0009】

この発明の第１の局面による手術支援ロボットでは、上記のように、表示部には、撮影部により撮影された患者が映し出されており、表示部上において、表示部に映し出された患者の状態を確認しながら、手術台に載置された患者の手術位置に対して、アームベースを位置合わせすることができる。これにより、操作者（看護師、技師など）が表示部に映し出された患者の状態を確認しながら医療用台車を移動させることができる。

【0010】

この発明の第２の局面による手術支援ロボットの位置決め方法は、医療器具が各々取り付けられる複数のアームが取り付けられるアームベースに設けられた撮影部により、手術台に載置された患者を撮影する工程と、撮影部により撮影された画像を表示部にリアルタイムで表示する工程と、を備え、アームベースは、アームベースを移動させるアームベース移動部を介して医療用台車に支持されており、医療用台車は、表示部と、少なくとも駆動輪を含む複数の車輪と、駆動輪による医療用台車の移動を操作者が操作する台車操作部と、を備え、表示部は、操作者が台車操作部を操作しながら視認できる位置である台車操作部の全体の高さ位置よりも上方の位置に配置され、表示部には、撮影部により撮影された画像と、アームベースと患者との位置合わせのための印部と、が重畳して表示される。

【0011】

この発明の第２の局面による手術支援ロボットの位置決め方法では、上記のように、撮影部により撮影された患者を表示部にリアルタイムで表示する工程を含む。これにより、操作者（看護師、技師など）が表示部に映し出された患者の状態を視認しながら、表示部に映し出されたトロカールと印部とが位置合わせされるように医療用台車を移動させることができる。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、上記のように、操作者が患者の状態を確認しながら、患者に対して手術支援ロボットを位置合わせすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の一実施形態による外科手術システムの構成を示す図である。

【図2】本発明の一実施形態による医療用マニピュレータの構成を示す図である。

【図3】本発明の一実施形態による医療用台車の構成を示す斜視図である。

【図4】患者に対して医療用マニピュレータが移動（ロールイン）される状態を示す図である。

【図5】表示部上に表示された印部を示す図である。

【図6】患者の体表面に挿入されたトロカールを示す図である。

【図7】内視鏡を示す図である。

【図8】本発明の一実施形態による医療用マニピュレータのアームの構成を示す図である。

【図9】本発明の一実施形態による医療用マニピュレータの操作部の構成を示す斜視図である。

【図10】本発明の一実施形態による医療用マニピュレータの操作部の構成を示す側面図である。

【図11】本発明の一実施形態による医療用マニピュレータの操作部を操作者が把持した状態を示す図である。

【図12】アームの並進移動を説明するための図である。

【図13】アームの回転移動を説明するための図である。

【図14】本発明の一実施形態による医療用マニピュレータの制御部の構成を示すブロック図である。

【図15】本発明の一実施形態による手術支援ロボットの位置決め方法を説明するためのフロー図である。

【図16】本発明の一実施形態による医療用台車の表示部を示す図（１）である。

【図17】本発明の一実施形態による医療用台車の表示部を示す図（２）である。

【図18】表示部に映し出されたトロカールと印部との位置合わせを示す図（１）である。

【図19】表示部に映し出されたトロカールと印部との位置合わせを示す図（２）である。

【図20】第１変形例による表示部を示す斜視図である。

【図21】第２変形例による撮影部を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明を具体化した本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。

【0015】

図１～図１９を参照して、本実施形態による外科手術システム１００の構成について説明する。外科手術システム１００は、患者Ｐ側装置である医療用マニピュレータ１と、医療用マニピュレータ１を操作するための操作者側装置である遠隔操作装置２とを備えている。医療用マニピュレータ１は医療用台車３を備えており、移動可能に構成されている。遠隔操作装置２は、医療用マニピュレータ１から離間した位置に配置されており、医療用マニピュレータ１は、遠隔操作装置２により遠隔操作されるように構成されている。術者は、医療用マニピュレータ１に所望の動作を行わせるための指令を遠隔操作装置２に入力する。遠隔操作装置２は、入力された指令を医療用マニピュレータ１に送信する。医療用マニピュレータ１は、受信した指令に基づいて動作する。また、医療用マニピュレータ１は、滅菌された滅菌野である手術室内に配置されている。なお、医療用マニピュレータ１は、特許請求の範囲の「手術支援ロボット」の一例である。

【0016】

遠隔操作装置２は、たとえば、手術室の中または手術室の外に配置されている。遠隔操作装置２は、操作用マニピュレータアーム２１と、操作ペダル２２と、タッチパネル２３と、モニタ２４と、支持アーム２５と、支持バー２６とを含む。操作用マニピュレータアーム２１は、術者が指令を入力するための操作用のハンドルを構成する。モニタ２４は、内視鏡６により撮影された画像を表示するスコープ型表示装置である。支持アーム２５は、モニタ２４の高さを術者の顔の高さに合わせるようにモニタ２４を支持する。タッチパネル２３は、支持バー２６に配置されている。モニタ２４近傍に設けられた図示しないセンサにより術者の頭部を検知することにより医療用マニピュレータ１は遠隔操作装置２による操作が可能になる。術者は、モニタ２４により患部を視認しながら、操作用マニピュレータアーム２１および操作ペダル２２を操作する。これにより、遠隔操作装置２に指令が入力される。遠隔操作装置２に入力された指令は、医療用マニピュレータ１に送信される。

【0017】

医療用台車３には、医療用マニピュレータ１の動作を制御する制御部３１と、医療用マニピュレータ１の動作を制御するためのプログラムなどが記憶される記憶部３２とが設けられている。そして、遠隔操作装置２に入力された指令に基づいて、医療用台車３の制御部３１は、医療用マニピュレータ１の動作を制御する。

【0018】

また、医療用台車３には、入力装置３３が設けられている。入力装置３３は、主に施術前に手術の準備を行うために、ポジショナ４０、アームベース５０、および、複数のアーム６０の移動や姿勢の変更の操作を受け付けるように構成されている。なお、ポジショナ４０は、特許請求の範囲の「アームベース移動部」の一例である。

【0019】

図１および図２に示すように、医療用マニピュレータ１は、手術室内に配置されている。医療用マニピュレータ１は、医療用台車３と、ポジショナ４０と、アームベース５０と、複数のアーム６０とを備えている。アームベース５０は、ポジショナ４０の先端に取り付けられている。アームベース５０は、比較的長い棒形状（長尺形状）を有する。また、複数のアーム６０は、各々のアーム６０の根元部が、アームベース５０に取り付けられている。複数のアーム６０は、折り畳まれた姿勢（収納姿勢）をとることが可能に構成されている。アームベース５０と、複数のアーム６０とは、図示しない滅菌ドレープにより覆われて使用される。

【0020】

本実施形態では、アームベース５０には、撮影部５１が設けられている。撮影部５１は、手術台５に載置され体表面ＳにトロカールＴが挿入された患者Ｐに対してアームベース５０およびアーム６０を位置合わせするために設けられている。

【0021】

ポジショナ４０は、たとえば、７軸多関節ロボットにより構成されている。また、ポジショナ４０は、医療用台車３のケーシング３４上に配置されている。ポジショナ４０は、アームベース５０を移動させる。具体的には、ポジショナ４０は、アームベース５０の位置を３次元的に移動させるように構成されている。

【0022】

また、ポジショナ４０は、ベース部４１と、ベース部４１に連結された複数のリンク部４２とを含む。複数のリンク部４２同士は、関節部４３により連結されている。

【0023】

図１に示すように、複数のアーム６０の各々の先端には、医療器具４が取り付けられている。医療器具４は、たとえば、取り換え可能なインストゥルメント（図２参照）、内視鏡６（図７参照）などを含む。

【0024】

図２に示すように、医療器具４としてのインストゥルメントには、アーム６０のホルダ７１に設けられたサーボモータＭ２によって駆動される被駆動ユニット４ａが設けられている。また、インストゥルメントの先端には、エンドエフェクタ４ｂが設けられている。エンドエフェクタ４ｂは、関節を有する器具として、鉗子、ハサミ、グラスバー、ニードルホルダ、マイクロジセクター、ステーブルアプライヤー、タッカー、吸引洗浄ツール、スネアワイヤ、および、クリップアプライヤーなどを含む。また、エンドエフェクタ４ｂは、関節を有しない器具として、切断刃、焼灼プローブ、洗浄器、カテーテル、および、吸引オリフィスなどを含む。また、医療器具４は、被駆動ユニット４ａとエンドエフェクタ４ｂとを接続するシャフト４ｃを含む。被駆動ユニット４ａと、シャフト４ｃと、エンドエフェクタ４ｂとは、Ｚ方向に沿って配置されている。

【0025】

また、本実施形態では、図３および図４に示すように、医療用台車３（入力装置３３）には、表示部３３ａが設けられている。表示部３３ａには、撮影部５１により撮影された患者Ｐがリアルタイムで表示されるように構成されている。また、図５（および図１８、図１９）に示すように、表示部３３ａには、撮影部５１により撮影された患者Ｐの画像と、アームベース５０と患者Ｐとの位置合わせのための印部ＭＫと、が重畳して表示される。具体的には、表示部３３ａには、撮影部５１により撮影された患者Ｐの体表面Ｓから内視鏡６を挿入するためのトロカールＴ（図６参照）の画像と、アームベース５０とトロカールＴとの位置合わせのための印部ＭＫと、が重畳して表示される。そして、表示部３３ａに表示される印部ＭＫは、表示部３３ａ上において、表示部３３ａに映し出されたトロカールＴと印部ＭＫとが位置合わせされることにより、手術台５に載置された患者Ｐの手術位置に対して、アーム６０が位置合わせされる。

【0026】

なお、表示部３３ａ上に映し出された患者Ｐ（トロカールＴ）の画像は、撮影部５１によって実際に撮影された画像であり、印部ＭＫは、制御部３１によって生成されたＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）画像であり、記憶部３２に保存される。そして、制御部３１には、撮影部５１から得られた画像を表示部３３ａに表示する画像処理回路３１ｃが搭載されている。制御部３１に搭載するＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）を用いた画像処理回路３１ｃは、記憶部３２に保存された撮影部５１によって実際に撮影された患者Ｐ（トロカールＴ）の画像と、ＧＵＩ画像により構成された印部ＭＫとを合成して、人が認知しない程度の遅れでリアルタイムに表示部３３ａに表示する。なお、画像処理回路３１ｃは、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）の他に、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、またはシステムオンチップ（ＳＯＣ）などで構成しても良い。

【0027】

具体的には、本実施形態では、トロカールＴは、内視鏡６が挿入される第１トロカールＴ１と、内視鏡６以外の医療器具４が挿入される第２トロカールＴ２とを含む。そして、表示部３３ａに表示される印部ＭＫは、表示部３３ａ上において、第１トロカールＴ１に位置合わせされる第１印部ＭＫ１と、第２トロカールＴ２に位置合わせされる第２印部ＭＫ２とを含む。詳細には、第１印部ＭＫ１は、表示部３３ａの略中央に表示されるとともに略円形状を有している。また、第２印部ＭＫ２は、略円形状の第１印部ＭＫ１を中心とする（略円形状の第１印部ＭＫ１の中心で交差する）十字線形状を有する。

【0028】

また、本実施形態では、略円形状の第１印部ＭＫ１の大きさは、表示部３３ａに映し出された第１トロカールＴ１の大きさよりも大きい。具体的には、略円形状の第１印部ＭＫ１の直径は、断面が略円形状を有する第１トロカールＴ１の直径よりも大きい。

【0029】

また、本実施形態では、患者Ｐの体表面Ｓにおいて、第２トロカールＴ２は、複数設けられている。複数の第２トロカールＴ２は、略直線上に配置されている。また、トロカールＴは、複数（４つ）のアーム６０に対応するように、第２トロカールＴ２、第１トロカールＴ１、第２トロカールＴ２および第２トロカールＴ２の順に配置されている。

【0030】

また、本実施形態では、表示部３３ａは、略矩形形状を有している。たとえば、表示部３３ａは、操作者から見て、横長の長方形形状を有する。そして、十字線形状の第２印部ＭＫ２は、略矩形形状の表示部３３ａの縦方向に沿って設けられ略直線状の第１線部Ｌ１と、略矩形形状の表示部３３ａの横方向に沿って設けられ略直線状の第２線部Ｌ２とを含む。そして、医療用マニピュレータ１は、表示部３３ａ上において、複数の第２トロカールＴ２が、第１線部Ｌ１または第２線部Ｌ２に沿うように位置合わせされるように構成されている。

【0031】

また、本実施形態では、表示部３３ａにおける第１線部Ｌ１および第２線部Ｌ２の表示は、表示部３３ａ上において固定されている。また、表示部３３ａは、医療用台車３に対して固定されている。これにより、第１線部Ｌ１に沿った方向が医療用台車３の移動方向（前後方向）に対応する。また、表示部３３ａ上において、患者Ｐが映し出された画像は、アームベース５０（撮影部５１）の移動や医療用台車３の移動とともに変化する。

【0032】

また、本実施形態では、表示部３３ａに映し出された患者Ｐの画像とともに第１印部ＭＫ１の画像を拡大または縮小する倍率変更ボタンＢが設けられている。倍率変更ボタンＢは、タッチパネル上に表示されている。倍率変更ボタンＢが押下されることにより、画像の拡大率が、１００％、２００％、４００％、１００％、２００％の順にループして変更される。また、画像の拡大率が１００％の場合、手術台５の端部と、近傍にいる助手や看護師まで表示部３３ａに表示される。

【0033】

そして、本実施形態では、表示部３３ａ上において、表示部３３ａに映し出された第１トロカールＴ１と第１印部ＭＫ１とが位置合わせされ、表示部３３ａに映し出された第２トロカールＴ２と第２印部ＭＫ２とが位置合わせされることにより、手術台５に載置された患者Ｐの手術位置に対して、アーム６０が位置合わせされるように構成されている。なお、患者Ｐの手術位置に対するアーム６０の位置合わせ（医療用マニピュレータ１のロールイン）の詳細については、後述する。

【0034】

また、本実施形態では、図３に示すように、医療用台車３の表示部３３ａの近傍には、ポジショナ４０の移動を操作するジョイスティック３３ｂが設けられている。表示部３３ａに表示される動作モードを選択し、ジョイスティック３３ｂを操作することによりポジショナ４０を３次元的に操作できる。そして、ロールイン時は、ジョイスティック３３ｂが操作されることによりアームベース５０が２次元平面上を移動するようにポジショナ４０が移動される。そして、表示部３３ａ上において、表示部３３ａに映し出されたトロカールＴと印部ＭＫとが位置合わせされる。具体的には、ジョイスティック３３ｂは、入力装置３３において、表示部３３ａの横方向の略中央でかつ、表示部３３ａの下方に設けられている。なお、ジョイスティック３３ｂは、特許請求の範囲の「第１操作部」の一例である。

【0035】

また、本実施形態では、医療用台車３のジョイスティック３３ｂの近傍には、ポジショナ４０の移動を許可または不許可とするイネーブルスイッチ３３ｃが設けられている。そして、イネーブルスイッチ３３ｃが押下されポジショナ４０の移動が許可された状態でジョイスティック３３ｂが操作されることにより、ポジショナ４０が移動される。具体的には、イネーブルスイッチ３３ｃは、入力装置３３において、表示部３３ａの下方でかつ、ジョイスティック３３ｂに隣り合うように設けられている。なお、イネーブルスイッチ３３ｃは、特許請求の範囲の「第１イネーブルスイッチ」の一例である。

【0036】

また、本実施形態では、医療用台車３の表示部３３ａの近傍には、医療用台車３の移動を操作するハンドル３５が設けられている。そして、ハンドル３５は、操作者（看護師、技師など）が把持するとともに回動されることにより医療用台車３の移動を操作するスロットル部３５ａを有する。具体的には、ハンドル３５は、入力装置３３の下方に配置されている。また、スロットル部３５ａは、ハンドル３５の両端に一対設けられている。そして、スロットル部３５ａが、手前側から奥側に回動されることにより、医療用台車３が前進する。また、スロットル部３５ａが、奥側から手前側に回動されることにより、医療用台車３が後進する。また、スロットル部３５ａの回動量に応じて医療用台車３の速度が変更される。また、ハンドル３５は、左右（Ｒ方向）に回動可能に構成されており、ハンドル３５の回動とともに医療用台車３の移動方向が変更される。なお、ハンドル３５は、特許請求の範囲の「第２操作部」の一例である。

【0037】

また、本実施形態では、医療用台車３のハンドル３５の近傍には、医療用台車３の移動を許可または不許可とするイネーブルスイッチ３５ｂが設けられている。そして、イネーブルスイッチ３５ｂが押下され医療用台車３の移動が許可された状態でハンドル３５のスロットル部３５ａが操作されることにより、医療用台車３が移動される。具体的には、イネーブルスイッチ３５ｂは、一対のスロットル部３５ａのうちの一方に隣り合うように、ハンドル３５に設けられている。なお、イネーブルスイッチ３５ｂは、特許請求の範囲の「第２イネーブルスイッチ」の一例である。

【0038】

また、本実施形態では、表示部３３ａ上において、表示部３３ａに映し出されたトロカールＴと印部ＭＫとが位置合わせされている間、ポジショナ４０は、撮影部５１が鉛直下方を撮影するようにアームベース５０を移動させるように制御されている。なお、この制御は、医療用マニピュレータ１の動作を制御する制御部３１により行われる。

【0039】

次に、アーム６０の構成について詳細に説明する。

【0040】

図８に示すように、アーム６０は、アーム部６１（ベース部６２、リンク部６３、関節部６４）と、アーム部６１の先端に設けられる並進移動機構部７０とを含む。アーム６０は、アーム６０の根元側（アームベース５０）に対して先端側を３次元的に移動可能に構成されている。なお、複数のアーム６０は、互いに同様の構成を有する。

【0041】

並進移動機構部７０は、アーム部６１の先端側に設けられるとともに医療器具４が取り付けられている。また、並進移動機構部７０は、医療器具４を患者Ｐに挿入する方向に並進移動させる。また、並進移動機構部７０は、医療器具４をアーム部６１に対して相対的に並進移動させるように構成されている。具体的には、並進移動機構部７０には、医療器具４を保持するホルダ７１が設けられている。ホルダ７１には、サーボモータＭ２（図１４参照）が収容されている。サーボモータＭ２は、医療器具４の被駆動ユニット４ａに設けられた回転体を回転させるように構成されている。被駆動ユニット４ａの回転体が回転されることにより、エンドエフェクタ４ｂが動作される。

【0042】

アーム６０は、アームベース５０に対して着脱可能に構成されている。

【0043】

アーム部６１は、７軸多関節ロボットアームから構成されている。また、アーム部６１は、アーム部６１をアームベース５０に取り付けるためのベース部６２と、ベース部６２に連結された複数のリンク部６３とを含む。複数のリンク部６３同士は、関節部６４により連結されている。

【0044】

並進移動機構部７０は、ホルダ７１をＺ方向に沿って並進移動させることにより、ホルダ７１に取り付けられた医療器具４をＺ方向（シャフト４ｃが延びる方向）に沿って並進移動させるように構成されている。具体的には、並進移動機構部７０は、アーム部６１の先端に接続される基端側リンク部７２と、先端側リンク部７３と、基端側リンク部７２と先端側リンク部７３との間に設けられる連結リンク部７４とを含む。また、ホルダ７１は、先端側リンク部７３に設けられている。

【0045】

そして、並進移動機構部７０の連結リンク部７４は、基端側リンク部７２に対して、先端側リンク部７３を、Ｚ方向に沿って相対的に移動させる倍速機構として構成されている。また、基端側リンク部７２に対して先端側リンク部７３がＺ方向に沿って相対的に移動されることにより、ホルダ７１に設けられた医療器具４が、Ｚ方向に沿って並進移動するように構成されている。また、アーム部６１の先端は、基端側リンク部７２を、Ｚ方向に直交するＹ方向を軸として回動させるように基端側リンク部７２に接続されている。

【0046】

また、図１に示すように、複数のアーム６０のうちの一つのアーム６０（たとえば、アーム６０ｂ）には内視鏡６が取り付けられ、残りのアーム６０（たとえば、アーム６０ａ、６０ｃおよび６０ｄ）には、内視鏡６以外の医療器具４が取り付けられる。

【0047】

また、図９に示すように、医療用マニピュレータ１は、アーム６０に取り付けられ、アーム６０を操作する操作部８０を備えている。操作部８０は、イネーブルスイッチ８１と、ジョイスティック８２とスイッチ部８３とを含む。イネーブルスイッチ８１は、ジョイスティック８２およびスイッチ部８３によるアーム６０の移動を許可または不許可とする。また、イネーブルスイッチ８１は、操作者（看護師、助手など）が操作部８０を把持して押下されることによりアーム６０による医療器具４の移動を許可する状態となる。

【0048】

具体的には、イネーブルスイッチ８１は、操作者の指により押下される押しボタンスイッチにより構成されている。イネーブルスイッチ８１が押下されることにより、サーボモータＭ１～Ｍ３に通電する制御（サーボモータＭ１～Ｍ３を駆動させる制御）を行うことが可能になる。すなわち、イネーブルスイッチ８１が押下されている間のみ、アーム６０を移動させる制御が可能になる。

【0049】

また、図１１に示すように、ジョイスティック８２は、操作者の指により倒されることにより操作されるように構成されている。また、ジョイスティック８２が倒された方向および倒された角度に応じて、アーム６０が移動されるように制御される。また、操作者は、ジョイスティック８２の先端８２ａに操作者の指を当接させるとともに、指を動かすことによりジョイスティック８２を倒すように操作する。また、イネーブルスイッチ８１が押下されている間のみ、ジョイスティック８２が操作されることによる信号の入力が受け付けられる。すなわち、イネーブルスイッチ８１が押下されていない状態では、ジョイスティック８２を操作してもアーム６０は移動されない。

【0050】

また、図９および図１０に示すように、ジョイスティック８２は、操作部８０の外周面８０ａに交差する端面８０ｃに設けられている。そして、操作者がアーム６０の移動を許可する状態となるように操作部８０の外周面８０ａを把持してイネーブルスイッチ８１を押下した状態で、操作者の指により操作可能に構成されている。たとえば、図１１に示すように、操作部８０の外周面８０ａに設けられている一対のイネーブルスイッチ８１を、操作者の親指と中指などとで押下した状態で、操作部８０の端面８０ｃに設けられているジョイスティック８２を、操作者の人差し指などで操作する。これにより、操作者の操作部８０を把持する親指および中指と、ジョイスティック８２を操作する人差し指との間隔を容易に略一定に保持することが可能になる。なお、イネーブルスイッチ８１とジョイスティック８２とをいずれの指で操作するのかは、上記の例に限られない。また、一対のイネーブルスイッチ８１の片方だけ押下した状態で、アーム６０の移動を許可しても良い。

【0051】

また、ジョイスティック８２は、医療器具４の先端４ｄ（図８参照）が所定の平面上を移動するようにアーム６０による医療器具４の移動を操作するように構成されている。また、操作部８０は、所定の平面に直交する医療器具４の長手方向に沿って医療器具４の先端４ｄが移動するようにアーム６０による医療器具４の移動を操作するためのスイッチ部８３を含む。医療器具４の先端４ｄが移動する所定の平面は、操作部８０の端面８０ｃに平行な平面（図９のＸ－Ｙ平面）である。また、所定の平面に直交する医療器具４の長手方向は、図９のＸ－Ｙ平面に直交するＺ方向である。図９のＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸によって表される座標は、ツール座標系（または、ベース座標系）と呼ばれる。また、スイッチ部８３が、イネーブルスイッチ８１が押下された状態（アーム６０による医療器具４の移動を許可する状態）で、押下されることにより、医療器具４の長手方向に沿って医療器具４の先端４ｄが移動される。

【0052】

また、スイッチ部８３は、医療器具４の長手方向に沿った医療器具４を患者Ｐに挿入する方向側に医療器具４の先端４ｄを移動させるスイッチ部８３ａと、医療器具４を患者Ｐに挿入する方向と反対側に医療器具４の先端４ｄを移動させるスイッチ部８３ｂとを含む。スイッチ部８３ａとスイッチ部８３ｂとは、共に、押しボタンスイッチから構成されている。

【0053】

また、図９に示すように、操作部８０は、アーム６０に取り付けられた医療器具４の移動の支点（図１３参照）となるピボット位置ＰＰを教示するピボットボタン８５を含む。ピボットボタン８５は、操作部８０の面８０ｂに、イネーブルスイッチ８１に隣り合うように設けられている。そして、ピボットボタン８５が押下されることによりピボット位置ＰＰが教示される。

【0054】

また、図９に示すように、操作部８０は、アーム６０に取り付けられた医療器具４を並進移動（図１２参照）させるモードと、回転移動（図１３参照）させるモードとを切り替えるモード切替ボタン８４を含む。操作部８０において、モード切替ボタン８４は、ジョイスティック８２の近傍に配置されている。具体的には、操作部８０の端面８０ｃにおいて、モード切替ボタン８４は、ジョイスティック８２と隣り合うように設けられている。また、モード切替ボタン８４は、押しボタンスイッチからなる。また、モード切替ボタン８４の近傍には、モードインジケータ８４ａが設けられている。モードインジケータ８４ａは、切り替えられたモードを表示する。具体的には、モードインジケータ８４ａが点灯（回転移動モード）または消灯（並進移動モード）されることにより、現在のモード（並進移動モードまたは回転移動モード）が表示される。

【0055】

図１２に示すように、アーム６０を並進移動させるモードでは、医療器具４の先端４ｄが、Ｘ－Ｙ平面上において移動するように、アーム６０が移動される。また、図１３に示すように、アーム６０を回転移動させるモードでは、ピボット位置ＰＰが教示されていない時は、エンドエフェクタ４ｂを中心に回転移動し、ピボット位置ＰＰが教示されている時は、ピボット位置ＰＰを支点として医療器具４が回転移動するように、アーム６０が移動される。なお、医療器具４のシャフト４ｃがトロカールＴに挿入された状態で、医療器具４が回転移動される。

【0056】

また、図８に示すように、操作部８０は、並進移動機構部７０に設けられている。また、操作部８０は、並進移動機構部７０に取り付けられた医療器具４に隣り合うように並進移動機構部７０に取り付けられている。具体的には、操作部８０は、並進移動機構部７０の先端側リンク部７３に取り付けられている。また、操作部８０は、医療器具４の被駆動ユニット４ａに隣り合うように配置されている。

【0057】

また、図１４に示すように、アーム６０には、アーム部６１の複数の関節部６４に対応するように、複数のサーボモータＭ１と、エンコーダＥ１と、減速機（図示せず）とが設けられている。エンコーダＥ１は、サーボモータＭ１の回転角を検出するように構成されている。減速機は、サーボモータＭ１の回転を減速させてトルクを増大させるように構成されている。

【0058】

また、図１４に示すように、並進移動機構部７０には、医療器具４の被駆動ユニット４ａに設けられた回転体を回転させるためのサーボモータＭ２と、医療器具４を並進移動させるためのサーボモータＭ３と、エンコーダＥ２およびエンコーダＥ３と、減速機（図示せず）とが設けられている。エンコーダＥ２およびエンコーダＥ３は、それぞれ、サーボモータＭ２およびサーボモータＭ３の回転角を検出するように構成されている。減速機は、サーボモータＭ２およびサーボモータＭ３の回転を減速させてトルクを増大させるように構成されている。

【0059】

また、ポジショナ４０には、ポジショナ４０の複数の関節部４３に対応するように、複数のサーボモータＭ４と、エンコーダＥ４と、減速機（図示せず）とが設けられている。エンコーダＥ４は、サーボモータＭ４の回転角を検出するように構成されている。減速機は、サーボモータＭ４の回転を減速させてトルクを増大させるように構成されている。

【0060】

また、医療用台車３には、医療用台車３の複数の前輪（図示せず）の各々を駆動するサーボモータＭ５と、エンコーダＥ５と、減速機（図示せず）とが設けられている。エンコーダＥ５は、サーボモータＭ５の回転角を検出するように構成されている。減速機は、サーボモータＭ５の回転を減速させてトルクを増大させるように構成されている。

【0061】

医療用台車３の制御部３１は、指令に基づいて複数のアーム６０の移動を制御するアーム制御部３１ａと、指令に基づいてポジショナ４０の移動および医療用台車３の前輪（図示せず）の駆動を制御するポジショナ制御部３１ｂとを含む。アーム制御部３１ａには、アーム６０を駆動するためのサーボモータＭ１を制御するためのサーボ制御部Ｃ１が電気的に接続されている。また、サーボ制御部Ｃ１には、サーボモータＭ１の回転角を検出するためのエンコーダＥ１が電気的に接続されている。

【0062】

また、アーム制御部３１ａには、医療器具４を駆動するためのサーボモータＭ２を制御するためのサーボ制御部Ｃ２が電気的に接続されている。また、サーボ制御部Ｃ２には、サーボモータＭ２の回転角を検出するためのエンコーダＥ２が電気的に接続されている。また、アーム制御部３１ａには、並進移動機構部７０を並進移動するためのサーボモータＭ３を制御するためのサーボ制御部Ｃ３が電気的に接続されている。また、サーボ制御部Ｃ３には、サーボモータＭ３の回転角を検出するためのエンコーダＥ３が電気的に接続されている。

【0063】

そして、遠隔操作装置２に入力された動作指令が、アーム制御部３１ａに入力される。アーム制御部３１ａは、入力された動作指令と、エンコーダＥ１（Ｅ２、Ｅ３）により検出された回転角とに基づいて位置指令を生成するとともに、位置指令をサーボ制御部Ｃ１（Ｃ２、Ｃ２）に出力する。サーボ制御部Ｃ１（Ｃ２、Ｃ３）は、アーム制御部３１ａから入力された位置指令と、エンコーダＥ１（Ｅ２、Ｅ３）により検出された回転角とに基づいて、トルク指令を生成するとともに、トルク指令をサーボモータＭ１（Ｍ２、Ｍ３）に出力する。これにより、遠隔操作装置２に入力された動作指令に沿うように、アーム６０が移動される。

【0064】

また、制御部３１（アーム制御部３１ａ）は、操作部８０のジョイスティック８２からの入力信号に基づいてアーム６０を操作するように構成されている。具体的には、アーム制御部３１ａは、ジョイスティック８２から入力された入力信号（動作指令）と、エンコーダＥ１により検出された回転角とに基づいて位置指令を生成するとともに、位置指令をサーボ制御部Ｃ１に出力する。サーボ制御部Ｃ１は、アーム制御部３１ａから入力された位置指令と、エンコーダＥ１により検出された回転角とに基づいて、トルク指令を生成するとともに、トルク指令をサーボモータＭ１に出力する。これにより、ジョイスティック８２に入力された動作指令に沿うように、アーム６０が移動される。

【0065】

制御部３１（アーム制御部３１ａ）は、操作部８０のスイッチ部８３からの入力信号に基づいてアーム６０を操作するように構成されている。具体的には、アーム制御部３１ａは、スイッチ部８３から入力された入力信号（動作指令）と、エンコーダＥ１またはＥ３により検出された回転角とに基づいて位置指令を生成するとともに、位置指令をサーボ制御部Ｃ１またはＣ３に出力する。サーボ制御部Ｃ１またはＣ３は、アーム制御部３１ａから入力された位置指令と、エンコーダＥ１またはＥ３により検出された回転角とに基づいて、トルク指令を生成するとともに、トルク指令をサーボモータＭ１またはＭ３に出力する。これにより、スイッチ部８３に入力された動作指令に沿うように、アーム６０が移動される。

【0066】

また、図１４に示すように、ポジショナ制御部３１ｂには、ポジショナ４０を移動するサーボモータＭ４を制御するためのサーボ制御部Ｃ４が電気的に接続されている。また、サーボ制御部Ｃ４には、サーボモータＭ４の回転角を検出するためのエンコーダＥ４が電気的に接続されている。また、ポジショナ制御部３１ｂには、医療用台車３の前輪（図示せず）を駆動するサーボモータＭ５を制御するためのサーボ制御部Ｃ５が電気的に接続されている。また、サーボ制御部Ｃ５には、サーボモータＭ５の回転角を検出するためのエンコーダＥ５が電気的に接続されている。

【0067】

また、入力装置３３から準備位置の設定などに関する動作指令が、ポジショナ制御部３１ｂに入力される。ポジショナ制御部３１ｂは、入力装置３３から入力された動作指令と、エンコーダＥ４により検出された回転角とに基づいて位置指令を生成するとともに、位置指令をサーボ制御部Ｃ４に出力する。サーボ制御部Ｃ４は、ポジショナ制御部３１ｂから入力された位置指令と、エンコーダＥ４により検出された回転角とに基づいて、トルク指令を生成するとともに、トルク指令をサーボモータＭ４に出力する。これにより、入力装置３３に入力された動作指令に沿うように、ポジショナ４０が移動される。同様に、入力装置３３からの動作指令に基づいて、ポジショナ制御部３１ｂは、医療用台車３を移動させる。

【0068】

次に、医療用マニピュレータ１の位置決め方法について説明する。なお、医療用マニピュレータ１の位置決めとは、手術台５に載置された患者Ｐの手術位置に対してアーム６０を位置合わせすることを意味する。また、予め患者Ｐの体表面Ｓには、トロカールＴ（１つの第１トロカールＴ１、および、３つの第２トロカールＴ２、図６参照）が挿入されている。また、アームベース５０（アーム６０）の高さ位置は固定されている。

【0069】

まず、ステップＳ１（図１５参照）において、医療用マニピュレータ１の位置決めの準備が行われる。具体的には、図１６に示すように、表示部３３ａ（タッチパネル）において、術部（アナトミー：「腹部」など）と、患者Ｐに対する医療用マニピュレータ１の挿入方向（「右側から」など）が選択される。

【0070】

次に、ステップＳ２において、図１６に示すように、表示部３３ａに表示されている「ロールイン」のボタンが押下される。これにより、ロールインモードが設定され、医療用マニピュレータ１がロールイン姿勢をとるようにアームベース５０およびアーム６０の移動動作を制御する。ロールイン姿勢は、医療用マニピュレータ１の移動によってアーム６０が患者Ｐの上方に位置付けられたときに、患者Ｐと干渉しないように各アーム６０が折畳まれた姿勢であり、アームベース５０に設けられた撮影部５１が鉛直下方を撮影できるようにポジショナ４０によってアームベース５０が配置された姿勢であり、且つ、ステップＳ１で選択された術部の情報と挿入方向の情報に基づいて各アーム６０の配列方向が対応するようにポジショナ４０によってアームベース５０が配置された姿勢である。即ち、表示部３３ａに表示されている「ロールイン」のボタンが押下されロールインモードに移行後、イネーブルスイッチ３３ｃが押下されポジショナ４０の移動が許可された状態でジョイスティック３３ｂが操作されることにより、制御部３１は、自動的に医療用マニピュレータ１がロールイン姿勢をとるようにポジショナ４０および各アーム６０を移動させる。

【0071】

次に、ステップＳ３において、図１７に示すように、アーム６０の移動動作後、表示部３３ａの画面が、撮影部５１によって撮影される画像に切り替わる。すなわち、アームベース５０に設けられた撮影部５１による撮影画像の表示が開始される。また、表示部３３ａには、印部ＭＫ（第１印部ＭＫ１および第２印部ＭＫ２）が表示されている。この撮影では、動画としての撮影が行われている。なお、術部の情報の入力、患者Ｐに対する医療用マニピュレータ１の挿入方向の情報の入力、および患者Ｐに対してアームベース５０を位置合わせするモードの設定入力に基づいて、ポジショナ４０が、複数のアーム６０の配置の方向が対応するようにアームベース５０を移動させるように制御されている。また、ロールイン姿勢において、ステップＳ１で選択された術部と挿入方向に各アーム６０の配列方向を対応させるためにアームベース５０が水平面内で回動した場合、撮影画像は、アームベース５０の回動と反対方向に回動した状態に補正されて表示部３３ａに表示される。これにより、操作者（看護師、技師など）は、操作者の向きに対応する向きに補正された患者Ｐの画像を見て医療用マニピュレータ１の移動を開始することができる。

【0072】

次に、ステップＳ４において、操作者は、表示部３３ａ（撮影部５１によって撮影された画像）を視認しながら、スロットル部３５ａを有するハンドル３５を操作することにより、医療用台車３が手術台５に載置された患者Ｐの近傍に移動（ロールイン）される。なお、ハンドル３５を左右に回動させていない時は、表示部３３ａに表示された第２印部ＭＫ２の第１線部Ｌ１が医療用台車３の移動方向と一致している。表示部３３ａにおける第１線部Ｌ１および第２線部Ｌ２の表示は、表示部３３ａ上において固定されている。また、表示部３３ａ上に映し出される画像は、アームベース５０（撮影部５１）の移動や医療用台車３の移動とともに変化する。

【0073】

そして、図１８に示すように、医療用台車３が手術台５に載置された患者Ｐの近傍に移動されることにより、アームベース５０に設けられた撮影部５１により、手術台５に載置され体表面ＳにトロカールＴが挿入された患者Ｐが撮影される。これにより、撮影部５１により撮影された体表面ＳにトロカールＴが挿入された患者Ｐが表示部３３ａに表示される。また、表示部３３ａに映し出されたトロカールＴに位置合わせされる印部ＭＫが表示部３３ａに表示されている。この際、医療用台車３の移動に伴うアームベース５０の移動とともに変化する、患者Ｐの体表面Ｓに挿入されたトロカールＴと印部ＭＫとの相対的な位置関係が表示部３３ａ上に表示される。

【0074】

具体的には、表示部３３ａには、予め、略円形状の第１印部ＭＫ１と、十字線形状の第２印部ＭＫ２とが表示されている。そして、表示部３３ａには、第１印部ＭＫ１と第２印部ＭＫ２とにオーバラップするように、撮影部５１に撮影された患者Ｐの体表面Ｓが表示される。

【0075】

次に、ステップＳ５において、操作者は、表示部３３ａ（撮影部５１によって撮影された画像）を視認しながら、略円形状の第１印部ＭＫ１の内部に第１トロカールＴ１が配置されるように、スロットル部３５ａを有するハンドル３５を操作して医療用台車３を移動させる。なお、ロールイン姿勢において、ステップＳ１で選択された術部と挿入方向に各アーム６０の配列方向を対応させるようにアームベース５０が水平面内で回動されているので、表示部３３ａ上において、略円形状の第１印部ＭＫ１の内部に第１トロカールＴ１が配置された状態で、複数の第２トロカールＴ２が、第２印部ＭＫ２の第１線部Ｌ１または第２線部Ｌ２上に沿って、ほぼ配置される。

【0076】

なお、ステップＳ５において、トロカールＴと第１線部Ｌ１または第２線部Ｌ２とがずれている場合、操作者によりイネーブルスイッチ３３ｃが押下された状態でジョイスティック３３ｂが操作されることにより、アームベース５０が水平面内を回転移動される。これにより、アームベース５０の位置が微調整される。なお、患者Ｐの体表面Ｓの画像は、医療用台車３やアームベース５０の回動に伴って回動する。一方、表示部３３ａにおいて、第１印部ＭＫ１と第２印部ＭＫ２とは固定されている。また、倍率変更ボタンＢが押下されることにより、操作者が視認しやすいように画像の拡大率を切り替えることが可能である。

【0077】

そして、図１９に示すように、ジョイスティック３３ｂが操作されることにより、表示部３３ａ上において、表示部３３ａに映し出されたトロカールＴと印部ＭＫとが位置合わせされるように微調整される。具体的には、略円形状の第１印部ＭＫ１の内部に第１トロカールＴ１が配置された状態で、複数の第２トロカールＴ２が、第２印部ＭＫ２の第１線部Ｌ１または第２線部Ｌ２上に沿って配置されるように、アームベース５０が水平面内で回転移動されることにより、アームベース５０の位置が微調整される。図１９では、複数の第２トロカールＴ２が、第１線部Ｌ１に沿って配置されるように、アームベース５０が回転移動される。これにより、医療用マニピュレータ１の位置決めが完了する。なお、術式によっては、必ずしも複数の第２トロカールＴ２が、第２印部ＭＫ２の第１線部Ｌ１または第２線部Ｌ２上に沿って配置される必要はない。

【0078】

次に、ステップＳ６において、複数のアーム６０がセットアップ姿勢に移行される。セットアップ姿勢とは、後述するピボット位置ＰＰの教示を行いやすくするように、複数のアーム６０がロールイン姿勢よりも開いた（伸びた）姿勢である。図１９に示すように、「アーム準備」のボタンが押下されセットアップ姿勢モードに移行後、イネーブルスイッチ３３ｃが押下されポジショナ４０の移動が許可された状態でジョイスティック３３ｂが操作されることにより、制御部３１は、医療用マニピュレータ１がセットアップ姿勢をとるようにポジショナ４０および各アーム６０を移動させる。セットアップ姿勢に移行された後、タッチパネルに表示されるスタビライザを許可するボタンを押下されると、医療用台車３に搭載されたスタビライザ（図示せず）が起動する。

【0079】

次に、ステップＳ７において、第１トロカールＴ１に対応するアーム６０に内視鏡６が取付けられピボット位置ＰＰの教示が行われる。内視鏡６のピボット位置ＰＰの教示が終わった後に、内視鏡６以外の医療器具４の取り付けとピボット位置ＰＰの教示が行われる。

【0080】

なお、ステップＳ５においては、第１印部ＭＫ１の内部に第１トロカールＴ１が配置されるように医療用台車３を移動させたが、第１印部ＭＫ１と第１トロカールＴ１の位置合わせを行わずにアームベース５０の下方に患者が配置される位置に医療用台車３を移動させるようにしても良い。この場合には、ステップＳ５において、操作者がイネーブルスイッチ３３ｃを押下しながら、ジョイスティック３３ｂを操作することにより、ロールイン姿勢を保った状態で、第１印部ＭＫ１と第１トロカールＴ１の位置合わせを行うように、アームベース５０の水平面内の回転移動動作と並進移動動作が行われる。

【0081】

［本実施形態の効果］
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

【0082】

（手術支援ロボットの効果）
本実施形態では、上記のように、表示部３３ａには、撮影部５１により撮影された患者Ｐが映し出されており、表示部３３ａ上において、表示部３３ａに映し出された患者Ｐの状態を確認しながら、手術台５に載置された患者Ｐの手術位置に対して、アームベース５０を位置合わせすることができる。これにより、操作者（看護師、技師など）が表示部３３ａに映し出された患者Ｐの状態を確認しながら医療用台車３を移動させることができる。

【0083】

また、本実施形態では、上記のように、表示部３３ａには、撮影部５１により撮影された患者Ｐの画像と、アームベース５０と患者Ｐとの位置合わせのための印部ＭＫと、が重畳して表示される。これにより、患者Ｐの画像に重畳された印部ＭＫを確認しながら容易に医療用台車３を移動させることができる。

【0084】

また、本実施形態では、上記のように、表示部３３ａには、撮影部５１により撮影された患者Ｐの体表面Ｓから内視鏡６を挿入するためのトロカールＴの画像と、アームベース５０とトロカールＴとの位置合わせのための印部ＭＫと、が重畳して表示される。これにより、操作者（看護師、技師など）が医療用台車３に設けられる表示部３３ａを視認しながら、表示部３３ａに映し出されたトロカールＴと印部ＭＫとが位置合わせされるように医療用台車３を移動させることができる。

【0085】

また、本実施形態では、上記のように、表示部３３ａに表示される印部ＭＫは、表示部３３ａ上において、表示部３３ａに映し出されたトロカールＴと印部ＭＫとが位置合わせされることにより、手術台５に載置された患者Ｐの手術位置に対して、アーム６０が位置合わせされる。これにより、アーム６０を短い移動距離で手術位置に位置合わせさせることができる。

【0086】

また、本実施形態では、上記のように、トロカールＴは、内視鏡６が挿入されるトロカールＴ（第１トロカールＴ１）であり、表示部３３ａに表示される印部ＭＫは、表示部３３ａ上において、トロカールＴ（第１トロカールＴ１）に位置合わせされる。これにより、表示部３３ａ上において、内視鏡６が挿入される第１トロカールＴ１に対して印部ＭＫが表示されるので、内視鏡６を基準とする位置合わせを行うことができる。

【0087】

また、本実施形態では、上記のように、トロカールＴは、内視鏡６が挿入される第１トロカールＴ１と、内視鏡６以外の医療器具４が挿入される第２トロカールＴ２とを含み、表示部３３ａに表示される印部ＭＫは、表示部３３ａ上において、第１トロカールＴ１に位置合わせされる第１印部ＭＫ１と、第２トロカールＴ２に位置合わせされる第２印部ＭＫ２とを含む。これにより、表示部３３ａ上において、内視鏡６が挿入される第１トロカールＴ１と内視鏡６以外の医療器具４が挿入される第２トロカールＴ２とに対して個別に印部ＭＫが表示されるので、内視鏡６を基準に内視鏡６以外の医療器具４の位置合わせを行うことができる。

【0088】

また、本実施形態では、上記のように、第１印部ＭＫ１は、表示部３３ａの略中央に表示されるとともに略円形状を有しており、第２印部ＭＫ２は、略円形状の第１印部ＭＫ１を中心とする十字線形状を有する。これにより、一般的に、患者Ｐの体表面Ｓに、内視鏡６が挿入される第１トロカールＴ１は１つ挿入され、内視鏡６以外の医療器具４が取り付けられる第２トロカールＴ２は複数挿入される。また、１つの第１トロカールＴ１と複数の第２トロカールＴ２が略直線状に配置される。そこで、上記のように構成することによって、表示部３３ａ上において、１つの第１トロカールＴ１と、略直線状に配置される１つの第１トロカールＴ１および複数の第２トロカールＴ２とに対して、それぞれ、第１印部ＭＫ１および第２印部ＭＫ２を容易に位置合わせすることができる。

【0089】

また、本実施形態では、上記のように、略円形状の第１印部ＭＫ１の大きさは、表示部３３ａに映し出された第１トロカールＴ１の大きさよりも大きい。これにより、第１トロカールＴ１の大きさが第１トロカールＴ１の種類によって多少異なる場合でも、略円形状の第１印部ＭＫ１の内部に第１トロカールＴ１を位置合わせすることができる。

【0090】

また、本実施形態では、上記のように、患者Ｐの体表面Ｓにおいて、第２トロカールＴ２は、複数設けられ、表示部３３ａは、略矩形形状を有しており、十字線形状の第２印部ＭＫ２は、略矩形形状の表示部３３ａの縦方向に沿って設けられ略直線状の第１線部Ｌ１と、略矩形形状の表示部３３ａの横方向に沿って設けられ略直線状の第２線部Ｌ２とを含み、表示部３３ａ上において、複数の第２トロカールＴ２が、第１線部Ｌ１または第２線部Ｌ２に沿うように位置合わせされるように構成されている。これにより、表示部３３ａ上において、一般的に略直線上に配置される複数の第２トロカールＴ２に対して、第１線部Ｌ１または第２線部Ｌ２を、容易に位置合わせすることができる。

【0091】

また、本実施形態では、上記のように、表示部３３ａにおける第１線部Ｌ１および第２線部Ｌ２の表示は、表示部３３ａ上において固定されている。これにより、表示部３３ａの縦方向に沿って設けられる第１線部Ｌ１が、医療用台車３の進行方向に対応するので、医療用台車３の進行方向を容易に認識することができる。

【0092】

また、本実施形態では、上記のように、表示部３３ａ上において、表示部３３ａに映し出された第１トロカールＴ１と第１印部ＭＫ１とが位置合わせされ、表示部３３ａに映し出された第２トロカールＴ２と第２印部ＭＫ２とが位置合わせされることにより、手術台５に載置された患者Ｐの手術位置に対して、アーム６０が位置合わせされるように構成されている。これにより、表示部３３ａ上において、第１印部ＭＫ１と第２印部ＭＫ２との両方に対してトロカールＴが位置合わせされるので、患者Ｐの手術位置に対してアーム６０をより適切に位置合わせすることができる。

【0093】

また、本実施形態では、上記のように、表示部３３ａに映し出された患者Ｐの画像とともに第１印部ＭＫ１の画像を拡大または縮小する倍率変更ボタンＢを設ける。これにより、操作者（看護師、技師など）が視認しやすいように、表示部３３ａに映し出された画像を拡大することができるので、表示部３３ａ上において、トロカールＴと印部ＭＫとの位置合わせを容易に行うことができる。

【0094】

また、本実施形態では、上記のように、表示部３３ａは、タッチパネルを含み、倍率変更ボタンＢは、タッチパネル上に表示されている。これにより、操作者（看護師、技師など）がタッチパネル上の倍率変更ボタンＢをタッチ操作するだけで、容易に、表示部３３ａに映し出された画像を拡大することができる。

【0095】

また、本実施形態では、上記のように、医療用マニピュレータ１は、表示部３３ａの近傍に設けられ、ポジショナ４０の移動を操作するジョイスティック３３ｂを備えている。そして、ジョイスティック３３ｂが操作されることによりアームベース５０が２次元平面上を移動するようにポジショナ４０が移動され、表示部３３ａ上において、表示部３３ａに映し出されたトロカールＴと印部ＭＫとが位置合わせされるように構成されている。これにより、ポジショナ４０の移動を操作するジョイスティック３３ｂが表示部３３ａの近傍に設けられているので、表示部３３ａを視認しながらジョイスティック３３ｂを操作することができる。

【0096】

また、本実施形態では、上記のように、医療用マニピュレータ１は、ジョイスティック３３ｂの近傍に設けられ、ポジショナ４０の移動を許可または不許可とするイネーブルスイッチ３３ｃを備える。そして、イネーブルスイッチ３３ｃが押下されポジショナ４０の移動が許可された状態でジョイスティック３３ｂが操作されることにより、ポジショナ４０が移動される。これにより、イネーブルスイッチ３３ｃがジョイスティック３３ｂの近傍に設けられているので、イネーブルスイッチ３３ｃを押下した状態で容易にジョイスティック３３ｂを操作することができる。

【0097】

また、本実施形態では、上記のように、表示部３３ａの近傍にジョイスティック３３ｂが設けられている。これにより、操作者（看護師、技師など）の指により、容易に、ジョイスティック３３ｂを操作することができる。

【0098】

また、本実施形態では、上記のように、医療用マニピュレータ１は、表示部３３ａの近傍に設けられ、医療用台車３の移動を操作するハンドル３５を備えている。これにより、ハンドル３５が表示部３３ａの近傍に設けられているので、表示部３３ａを視認しながらハンドル３５を操作してアームベース５０を移動させることができる。

【0099】

また、本実施形態では、上記のように、ハンドル３５は、操作者が把持するとともに回動されることにより医療用台車３の移動を操作するスロットル部３５ａを有する。これにより、操作者（看護師、技師など）が表示部３３ａを視認しながら、スロットル部３５ａを回動させるだけで、容易に、医療用台車３の移動を操作することができる。

【0100】

また、本実施形態では、上記のように、医療用マニピュレータ１は、ハンドル３５の近傍に設けられ、医療用台車３の移動を許可または不許可とするイネーブルスイッチ３５ｂを備えている。そして、イネーブルスイッチ３５ｂが押下され医療用台車３の移動が許可された状態でハンドル３５が操作されることにより、医療用台車３が移動される。これにより、イネーブルスイッチ３５ｂがハンドル３５の近傍に設けられているので、イネーブルスイッチ３５ｂを押下した状態で容易にハンドル３５を操作することができる。

【0101】

また、本実施形態では、上記のように、患者Ｐに対してアームベース５０を位置合わせするロールインモードを設定する入力に基づいて、ポジショナ４０は、撮影部５１が鉛直下方を撮影する姿勢をとるようにアームベース５０を移動させる。これにより、撮影部５１が鉛直下方に対して交差する方向に沿って撮影する場合と異なり、アーム６０と患者Ｐとの相対的な水平方向における位置関係を適切に調整することができる。

【0102】

また、本実施形態では、上記のように、アームベース５０の移動が、アームベース５０の水平回転を含む場合、表示部３３ａに表示されている画像が、アームベース５０の回転と反対方向に回転した状態に補正されて表示される。これにより、操作者の向きに対応する向きに、患者Ｐの画像を表示部３３ａに表示することができる。

【0103】

また、本実施形態では、上記のように、制御部３１に画像処理回路３１ｃが搭載されているので、撮影部５１にて撮影した画像を人が認知しない程度の遅れでリアルタイムに表示部３３ａに表示できる。これにより、表示部３３ａを見ながら操作しても、患者Ｐに干渉することなくロールインすることができる。なお、画像処理回路３１ｃはフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）の他に、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、またはシステムオンチップ（ＳＯＣ）などで構成することができる。

【0104】

（手術支援ロボットの位置決め方法の効果）
また、本実施形態では、上記のように、医療器具４が各々取り付けられる複数のアーム６０が取り付けられるアームベース５０に設けられた撮影部５１により、手術台５に載置された患者Ｐを撮影する工程と、撮影部５１により撮影された患者Ｐを表示部３３ａにリアルタイムで表示する工程とを備える。これにより、操作者（看護師、技師など）が表示部３３ａに映し出された患者Ｐの状態を確認しながら医療用台車３を移動させることができる。

【0105】

[変形例]
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。

【0106】

たとえば、上記実施形態では、患者Ｐに第２トロカールＴ２が３つ挿入されている例を示したが、本発明はこれに限られない。第２トロカールＴ２の数は例えば２つでもよい。

【0107】

また、上記実施形態では、第１印部ＭＫ１が略円形状を有している例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、第１印部ＭＫ１が四角形形状を有していてもよい。

【0108】

また、上記実施形態では、第２印部ＭＫ２が十字線形状を有する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、第２印部ＭＫ２が１本の直線形状を有していてもよい。

【0109】

また、上記実施形態では、第１印部ＭＫ１の大きさが表示部３３ａに映し出された第１トロカールＴ１の大きさよりも大きい例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、第１印部ＭＫ１の大きさが表示部３３ａに映し出された第１トロカールＴ１の大きさと同じ、もしくは第１トロカールＴ１の大きさよりも小さい形状（点形状、十字形状など）であってもよい。

【0110】

また、上記実施形態では、表示部３３ａにおける第１線部Ｌ１および第２線部Ｌ２の表示は、表示部３３ａ上において固定されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図２０の第１変形例の表示部１３３のように、表示部１３３における第１線部Ｌ１１および第２線部Ｌ１２の表示は、アームベース５０の回動に伴って回動するとともに、表示部３３ａにおける患者Ｐの表示はアームベース５０の回動と反対方向に回動するように補正されるように構成されていてもよい。すなわち、上記実施形態では、アームベース５０の回動に伴って患者Ｐの画像も回動する。一方、表示部１３３では、アームベース５０が回動しても表示部１３３上において患者Ｐの画像は回動しない。これにより、アームベース５０が回動された場合でも、操作者（看護師、技師など）の向きに対応する向きに、表示部１３３に表示された患者Ｐの画像を表示することができる。

【0111】

また、上記実施形態では、表示部３３ａの近傍にポジショナ４０を操作するジョイスティック３３ｂが設けられている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、表示部３３ａの近傍にポジショナ４０を操作するジョイスティック３３ｂ以外の操作部（十字キーなど）が設けられていてもよい。

【0112】

また、上記実施形態では、表示部３３ａの近傍に医療用台車３の移動を操作するスロットル部３５ａが設けられている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、表示部３３ａの近傍に医療用台車３の移動を操作するスロットル部３５ａ以外の操作部（リニアスイッチなど）が設けられていてもよい。

【0113】

また、上記実施形態では、撮影部５１が鉛直下方を撮影する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図２１に示す第２変形例による撮影部１５１のように、医療用台車３の移動の初期の段階（比較的移動速度が速い場合）では、撮影部１５１が鉛直方向に対して斜め前方を撮影し、医療用台車３が患者Ｐに近づくとともに、鉛直方向に対する角度θが徐々に小さくなるようにしてもよい。この場合、アームベース５０に対する撮影部１５１の角度を可変可能に構成してもよいし、ポジショナ４０を移動させて、撮影部１５１の向いている方向（光軸）の鉛直方向に対する角度θを変更するようにしてもよい。

【0114】

また、上記実施形態では、アーム６０が４つ設けられている例を示したが、本発明はこれに限られない。アーム６０の数は、３つでもよい。

【0115】

また、上記実施形態では、アーム部６１およびポジショナ４０が７軸多関節ロボットから構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、アーム６０およびポジショナ４０が７軸多関節ロボット以外の軸構成（例えば、６軸や８軸）の多関節ロボットなどから構成されていてもよい。

【符号の説明】

【0116】

１ 医療用マニピュレータ（手術支援ロボット）
３ 医療用台車
４ 医療器具
５ 手術台
６ 内視鏡
３１ 制御部
３１ｃ 画像処理回路
３３ａ、１３３ 表示部
３３ｂ ジョイスティック（第１操作部）
３３ｃ イネーブルスイッチ（第１イネーブルスイッチ）
３５ ハンドル（第２操作部）
３５ａ スロットル部
３５ｂ イネーブルスイッチ（第２イネーブルスイッチ）
４０ ポジショナ（アームベース移動部）
５０ アームベース
５１、１５１ 撮影部
６０ アーム
Ｂ 倍率変更ボタン
Ｌ１、Ｌ１１ 第１線部
Ｌ２、Ｌ１２ 第２線部
ＭＫ 印部
ＭＫ１ 第１印部
ＭＫ２ 第２印部
Ｐ 患者
Ｓ （患者の）体表面
Ｔ トロカール
Ｔ１ 第１トロカール
Ｔ２ 第２トロカール

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】