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(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】2023-09-20
(45)【発行日】2023-09-28
(54)【発明の名称】外科手術システム及びポジショナの操作方法
(51)【国際特許分類】
A61B 34/35 20160101AFI20230921BHJP
【ＦＩ】
A61B34/35
【請求項の数】
11
(21)【出願番号】P 2019212332
(22)【出願日】2019-11-25
(65)【公開番号】P2021083473
(43)【公開日】2021-06-03
【審査請求日】2022-07-01
(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】110000556
【氏名又は名称】弁理士法人有古特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】岸田 悠治
【審査官】鈴木 敏史
(56)【参考文献】
【文献】特表２０１７－５１５５２２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－１３９８１３（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１８／０９６９０２（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ａ６１Ｂ ３４／３５
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
手術支援ロボット、外科医コンソール、及び制御装置を備えた外科手術システムであって、
前記手術支援ロボットは、
遠位端部に外科用器具が装着される複数のマニピュレータアームと、
前記複数のマニピュレータアームの近位端部が連結されるプラットフォームと、
関節を介して連設された複数のリンク、及び、前記関節の各々に設けられた関節駆動装置を有し、前記プラットフォームを支持するとともに当該プラットフォームの位置及び姿勢を変化させるポジショナと、
前記ポジショナに関する操作の入力を受け付けるユーザインターフェースとを有し、
前記外科医コンソールは、前記複数のマニピュレータアームを操作するための操作入力部を有し、
前記ユーザインターフェースは、前記プラットフォームの位置及び姿勢を変化させるための複数種類の動作モードから１つを選択する操作の入力を受け付ける第１操作具と、位置及び姿勢に関する操作情報の入力を受け付ける単一の第２操作具とを有し、
前記制御装置は、前記第２操作具が受け付けた前記操作情報と選択された前記動作モードとに基づいて前記プラットフォームの位置及び姿勢に関する指令を生成し、生成した前記指令に基づいて前記ポジショナを動作させる、
外科手術システム。
【請求項2】
前記ユーザインターフェースは、第３操作具を更に有し、前記制御装置は、前記第３操作具が操作されている間にのみ、前記操作情報を取得する、
請求項１に記載の外科手術システム。
【請求項3】
前記ユーザインターフェースは、ディスプレイを有し、前記ディスプレイは、前記複数種類の動作モードを選択可能に表示するように構成されている、請求項１又は２に記載の外科手術システム。
【請求項4】
前記ユーザインターフェースは、ディスプレイを有し、前記ディスプレイは、選択された一つの前記動作モードが他の前記動作モードから識別された態様で、前記複数種類の動作モードを提示する、
請求項１又は２に記載の外科手術システム。
【請求項5】
前記ディスプレイは、タッチパネルディスプレイであり、前記第１操作具は、前記タッチパネルディスプレイに表示された前記複数種類の動作モードに対応するモード選択ボタンである、請求項３又は４に記載の外科手術システム。
【請求項6】
前記ディスプレイは、選択された一つの前記動作モードに対応する操作画面を表示し、前記操作画面は、前記ポジショナ、並びに、前記プラットフォーム及び前記複数のマニピュレータアームのうち少なくとも一方を含むモデルと、前記モデルにおける前記プラットフォームの移動方向を表す第１標示と、前記第２操作具の操作方向を表す第２標示とを含む、
請求項３～５のいずれか一項に記載の外科手術システム。
【請求項7】
前記ポジショナを支持する台車を更に備え、前記ユーザインターフェースが前記台車に設けられている、請求項１～６のいずれか一項に記載の外科手術システム。
【請求項8】
遠位端部に外科用器具が装着される複数のマニピュレータアームと、前記複数のマニピュレータアームの近位端部が連結されるプラットフォームと、関節を介して連設された複数のリンク、及び、前記関節の各々に設けられた関節駆動装置を有し、前記プラットフォームを支持するとともに当該プラットフォームの位置及び姿勢を変化させるポジショナと、前記ポジショナに関する操作の入力を受け付ける第１操作具及び第２操作具を具備するユーザインターフェースとを有する手術支援ロボット、前記複数のマニピュレータアームを操作するための操作入力部を有する外科医コンソール、及び、前記複数のマニピュレータアーム及び前記ポジショナを動作させる制御装置を備える外科手術システムにおける前記ポジショナの操作方法であって、前記制御装置により行われる、
前記第１操作具から入力された前記プラットフォームの位置及び姿勢を変化させるための複数種類の動作モードから選択された１つを取得すること、
前記第２操作具から入力された前記プラットフォームの位置及び姿勢に関する操作情報を取得すること、
取得した前記操作情報と選択された前記動作モードとに基づいて前記プラットフォームの位置及び姿勢に関する指令を生成すること、及び、
生成した前記指令に基づいて前記ポジショナを動作させること、を含む、
ポジショナの操作方法。
【請求項9】
前記ユーザインターフェースは第３操作具を備えており、前記操作情報の取得が、前記第３操作具が操作されているときに制限される、請求項８に記載のポジショナの操作方法。
【請求項10】
前記ユーザインターフェースは、ディスプレイを備えており、選択された前記動作モードに対応した操作画面を前記ディスプレイに表示すること、を更に含む、請求項８又は９に記載のポジショナの操作方法。
【請求項11】
前記操作画面は、前記ポジショナ、並びに、前記プラットフォーム及び前記複数のマニピュレータアームのうち少なくとも一方を含むモデルと、前記モデルにおける前記プラットフォームの移動方向を表す第１標示と、前記第２操作具の操作方向を表す第２標示とを含む、請求項１０に記載のポジショナの操作方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、手術支援ロボットを具備する外科手術システムに関し、より詳細には、手術支援ロボットにおいてマニピュレータを支持するポジショナへの操作を入力するユーザインターフェースに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、低侵襲外科手術を行うためのロボット手術システムが知られている。特許文献１は、この種のロボット手術システムを開示する。
【0003】
特許文献１のロボット手術システムは、外科医用コンソールと、外科医用コンソールによって遠隔操作される手術支援ロボット（遠隔操作アセンブリ）とを備える。手術支援ロボットは、ベースと、ベースに支持された伸縮式コラムと、コラムから水平に伸びる伸縮式ブームと、ブームの先端に支持されたプラットフォームと、プラットフォームに取り付けられた複数のマニピュレータアームと、各マニピュレータアームの先端に装着された手術用器具とを備える。
【0004】
特許文献１に示す手術支援ロボットでは、複数のマニピュレータアームが１つのプラットフォームに装着されている。プラットフォームの位置及び姿勢が変化することにより、複数のマニピュレータアームの近位端部の位置及び姿勢が変化する。手術支援ロボットのコラムには、ユーザインターフェースとしてのタッチパッドが設けられている。タッチパッドには、コラム、ブーム及びマニピュレータアームの動作に関する指令が入力されうる。
【0005】
非特許文献１～４では、特許文献１のようなタッチパッドの操作入力方法が開示されている。タッチパッドには、タッチパネル式ディスプレイと、電源ボタンと、非常ボタンと、ジョイスティックと、昇降レバーとが設けられている。ディスプレイには、Ｄｅｐｌｏｙボタン、Ｓｔｏｗボタン、及び、Ｅｎａｂｌｅ Ｊｏｙｓｔｉｃｋボタンが表示されている。ユーザがＤｅｐｌｏｙボタンを押している間、プラットフォームは患者が載置される手術台へ向かって前進し、複数のマニピュレータアームは折り畳まれた状態から展開する。ユーザがＳｔｏｗボタンを押している間、プラットフォームは手術台から後退し、複数のマニピュレータアームは展開された状態から折り畳まれた状態へ格納される。ユーザが、一方の手でＥｎａｂｌｅ Ｊｏｙｓｔｉｃｋボタンを押しながら、他方の手でジョイスティックを回転や傾倒させることにより、プラットフォームが旋回したり水平方向へ移動したりする。ユーザが、一方の手でＥｎａｂｌｅ Ｊｏｙｓｔｉｃｋボタンを押しながら、他方の手でレバーを傾倒させることにより、コラムが伸縮してプラットフォームが昇降する。ディスプレイには、患者のモデルと手術部位とが表示される。ユーザが、手術台の傍らであって複数のマニピュレータアームの近傍に居る補助者に案内されながら、ジョイスティックやレバーを操作して、各マニピュレータアームをドッキング位置まで移動させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】特表２０１７－５１５５２２号公報
【非特許文献】
【0007】
【文献】IntuitiveSurgical,Inc.、“DriveandPosition-P5_OR_PC_HelmInteractions-XiVideoTraining-US”、 "Demonstrates how to drive the Patient Cart and work with OR Staff patient side to position the Patient Cart for docking."、［online］、２０１６年、［２０１９年６月６日検索］、インターネット＜URL："https://us.davincisurgerycommunity.com/detail/videos/p5_or_pc_helm-interactions/video/5211406414001/drive-and-position?autoStart=true&=&index=0">
【文献】IntuitiveSurgical,Inc.、“DriveandPosition-P5_OR_PC_HelmInteractions-XiVideoTraining-US”、 "Demonstrates how to Sterile Stow the Patient Cart Arms."、［online］、２０１６年、［２０１９年６月６日検索］、インターネット＜URL："https://us.davincisurgerycommunity.com/detail/videos/p5_or_pc_helm-interactions/video/5211440511001/sterile-stow-button?autoStart=true&=&index=1">
【文献】IntuitiveSurgical,Inc.、“DriveandPosition-P5_OR_PC_HelmInteractions-XiVideoTraining-US”、 "Demonstrates how to adjust the Patient Cart boom via the Patient Cart touchpad and the boom position and boom height joysticks."、［online］、２０１６年、［２０１９年６月６日検索］、インターネット＜URL："https://us.davincisurgerycommunity.com/detail/videos/p5_or_pc_helm-interactions/video/5210213315001/adjust-boom-via-touchpad?autoStart=true&=&index=0">
【文献】IntuitiveSurgical,Inc.、“DriveandPosition-P5_OR_PC_HelmInteractions-XiVideoTraining-US”、"Demonstrates how to stow and shut down the da Vinci Xi System."、［online］、２０１６年、［２０１９年６月６日検索］、インターネット＜URL："https://us.davincisurgerycommunity.com/detail/videos/p5_or_pc_helm-interactions/video/5211443798001/stow-hutdown?autoStart=true&=&index=3">
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
上記非特許文献１～４のタッチパッドは、プラットフォームの高さ移動と水平移動とで操作の入力を受け付ける操作具が異なる。そのため操作が煩雑となるおそれがある。
【0009】
本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、手術支援ロボットに搭載されるユーザインターフェースにおいて、ユーザの操作をより容易とするものを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明の一態様に係る外科手術システムは、手術支援ロボット、外科医コンソール、及び制御装置を備えた外科手術システムであって、
手術支援ロボットは、
遠位端部に外科用器具が装着される複数のマニピュレータアームと、
前記複数のマニピュレータアームの近位端部が連結されるプラットフォームと、
関節を介して連設された複数のリンク、及び、前記関節の各々に設けられた関節駆動装置を有し、前記プラットフォームを支持するとともに当該プラットフォームの位置及び姿勢を変化させるポジショナと、
前記ポジショナに関する操作の入力を受け付けるユーザインターフェースとを有し、
前記外科医コンソールは、前記複数のマニピュレータアームを操作するための操作入力部を有する。
そして、前記ユーザインターフェースは、
前記プラットフォームの位置及び姿勢を変化させるための複数種類の動作モードから１つを選択する操作の入力を受け付ける第１操作具と、
位置及び姿勢に関する操作情報の入力を受け付ける単一の第２操作具とを有する。
前記制御装置は、前記第２操作具が受け付けた前記操作情報と選択された前記動作モードとに基づいて前記プラットフォームの位置及び姿勢に関する指令を生成し、生成した前記指令に基づいて前記ポジショナを動作させる。
手術支援ロボットは、
遠位端部に外科用器具が装着される複数のマニピュレータアームと、
前記複数のマニピュレータアームの近位端部が連結されるプラットフォームと、
関節を介して連設された複数のリンク、及び、前記関節の各々に設けられた関節駆動装置を有し、前記プラットフォームを支持するとともに当該プラットフォームの位置及び姿勢を変化させるポジショナと、
前記ポジショナに関する操作の入力を受け付けるユーザインターフェースとを有し、
前記外科医コンソールは、前記複数のマニピュレータアームを操作するための操作入力部を有する。
そして、前記ユーザインターフェースは、
前記プラットフォームの位置及び姿勢を変化させるための複数種類の動作モードから１つを選択する操作の入力を受け付ける第１操作具と、
位置及び姿勢に関する操作情報の入力を受け付ける単一の第２操作具とを有する。
前記制御装置は、前記第２操作具が受け付けた前記操作情報と選択された前記動作モードとに基づいて前記プラットフォームの位置及び姿勢に関する指令を生成し、生成した前記指令に基づいて前記ポジショナを動作させる。
【0011】
また、本発明の一態様に係るポジショナの操作方法は、
遠位端部に外科用器具が装着される複数のマニピュレータアームと、前記複数のマニピュレータアームの近位端部が連結されるプラットフォームと、関節を介して連設された複数のリンク、及び、前記関節の各々に設けられた関節駆動装置を有し、前記プラットフォームを支持するとともに当該プラットフォームの位置及び姿勢を変化させるポジショナと、前記ポジショナに関する操作の入力を受け付ける第１操作具及び第２操作具を具備するユーザインターフェースと、を有する手術支援ロボット、前記複数のマニピュレータアームを操作するための操作入力部を有する外科医コンソール、及び、前記複数のマニピュレータアーム及び前記ポジショナを動作させる制御装置を備える外科手術システムにおける前記ポジショナの操作方法であって、
前記制御装置により行われる、
前記第１操作具から入力された前記プラットフォームの位置及び姿勢を変化させるための複数種類の動作モードから選択された１つを取得すること、
前記第２操作具から入力された前記プラットフォームの位置及び姿勢に関する操作情報を取得すること、
取得した前記操作情報と選択された前記動作モードとに基づいて前記プラットフォームの位置及び姿勢に関する指令を生成すること、及び、
生成した指令に基づいて前記ポジショナを動作させること、を含む。
遠位端部に外科用器具が装着される複数のマニピュレータアームと、前記複数のマニピュレータアームの近位端部が連結されるプラットフォームと、関節を介して連設された複数のリンク、及び、前記関節の各々に設けられた関節駆動装置を有し、前記プラットフォームを支持するとともに当該プラットフォームの位置及び姿勢を変化させるポジショナと、前記ポジショナに関する操作の入力を受け付ける第１操作具及び第２操作具を具備するユーザインターフェースと、を有する手術支援ロボット、前記複数のマニピュレータアームを操作するための操作入力部を有する外科医コンソール、及び、前記複数のマニピュレータアーム及び前記ポジショナを動作させる制御装置を備える外科手術システムにおける前記ポジショナの操作方法であって、
前記制御装置により行われる、
前記第１操作具から入力された前記プラットフォームの位置及び姿勢を変化させるための複数種類の動作モードから選択された１つを取得すること、
前記第２操作具から入力された前記プラットフォームの位置及び姿勢に関する操作情報を取得すること、
取得した前記操作情報と選択された前記動作モードとに基づいて前記プラットフォームの位置及び姿勢に関する指令を生成すること、及び、
生成した指令に基づいて前記ポジショナを動作させること、を含む。
【0012】
上記手術支援ロボット及びポジショナの操作方法では、動作モードに関わらず、位置及び姿勢に関する操作情報の入力は単一の第２操作具で行われる。つまり、プラットフォームの高さ移動と、水平移動とで操作具を使い分けない。よって、ユーザインターフェースに設けられる操作具の数を減らすことができる。更に、操作具の取り違いなどの誤操作を防止することができるうえ、操作が単純となる。このように、本発明によれば、従来のユーザインターフェースを用いる場合と比較して、ユーザの操作を総じて容易とすることができる。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、手術支援ロボットに搭載されるユーザインターフェースにおいて、ユーザの操作をより容易とするものを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る手術支援ロボット１を備える外科手術システム１００の全体的な構成を示す図である。図１に示す外科手術システム１００は、外科医２０３によって遠隔操作される手術支援ロボット１を用いて患者２０１に施術する、内視鏡外科手術に利用される。
【0016】
外科手術システム１００は、患者側システムである手術支援ロボット１と、外科医側システムであるコンソール２とを備える。コンソール２は、手術支援ロボット１から離れて配置され、施術時において手術支援ロボット１はコンソール２によって遠隔操作される。外科医２０３は手術支援ロボット１に行わせる動作をコンソール２に入力し、コンソール２は入力された動作指令を手術支援ロボット１に送信する。手術支援ロボット１は、動作指令を取得し、この動作指令に基づいて手術支援ロボット１が具備する長軸状の外科用器具４等を動作させる。外科用器具４は、内視鏡アセンブリや、鉗子等の外科手術器具を含む。
【0017】
〔コンソール２〕
コンソール２は、外科手術システム１００と外科医２０３との間のインターフェースを構成し、手術支援ロボット１を操作するための装置である。コンソール２は、手術室内、或いは、手術室外に設置される。コンソール２は、外科医２０３が動作指令を入力するための操作用マニピュレータアーム５１及び操作ペダル５２等の操作入力部と、外科用器具４の一つである内視鏡アセンブリで撮影された画像を表示するモニタ５４と、制御部５５とを含む。外科医２０３は、モニタ５４で患部（施術部位）を視認しながら、操作入力部に操作を入力する。制御部５５は、操作入力部が受け付けた操作の入力を取得して動作指令を生成し、それを有線又は無線を介して手術支援ロボット１の後述するロボット制御装置６００へ伝達する。
コンソール２は、外科手術システム１００と外科医２０３との間のインターフェースを構成し、手術支援ロボット１を操作するための装置である。コンソール２は、手術室内、或いは、手術室外に設置される。コンソール２は、外科医２０３が動作指令を入力するための操作用マニピュレータアーム５１及び操作ペダル５２等の操作入力部と、外科用器具４の一つである内視鏡アセンブリで撮影された画像を表示するモニタ５４と、制御部５５とを含む。外科医２０３は、モニタ５４で患部（施術部位）を視認しながら、操作入力部に操作を入力する。制御部５５は、操作入力部が受け付けた操作の入力を取得して動作指令を生成し、それを有線又は無線を介して手術支援ロボット１の後述するロボット制御装置６００へ伝達する。
【0018】
〔手術支援ロボット１〕
手術支援ロボット１は、外科手術システム１００と患者２０１とのインターフェースを構成する。手術支援ロボット１は、手術室内において患者２０１が横たわる手術台２０２の傍らに配置される。手術室内は滅菌された滅菌野である。
手術支援ロボット１は、外科手術システム１００と患者２０１とのインターフェースを構成する。手術支援ロボット１は、手術室内において患者２０１が横たわる手術台２０２の傍らに配置される。手術室内は滅菌された滅菌野である。
【0019】
図２は、手術支援ロボット１の側面図である。図１及び２に示す手術支援ロボット１は、台車７０と、台車７０に支持されたポジショナ７と、ポジショナ７の遠位端部に取り付けられたプラットフォーム５と、プラットフォーム５に着脱可能に取り付けられた複数の患者側マニピュレータアーム（以下、単に「アーム３」という）と、各アーム３の遠位端部に装着された外科用器具４と、ロボット制御装置６００とを備える。ポジショナ７及びプラットフォーム５は、施術時には滅菌ドレープ（図示せず）で覆われる。上記の手術支援ロボット１では、台車７０から外科用器具４までの要素が一連に繋がっている。本明細書では、上記一連の要素において、台車７０へ向かう側の端部を「近位端部」と称し、その反対側の端部を「遠位端部」と称することとする。
【0020】
〔台車７０〕
台車７０は、台車本体７１、前輪７２、後輪７３、及び、ハンドル７４を備える。ユーザ0（外科医２０３又は施術補助者）は、ハンドル７４を把持して台車７０を操舵する。ハンドル７４の上方には、ユーザインターフェースである操作入力装置４８が設けられている。本実施形態において、手術室内のユーザ0が視認及び操作しうるように、操作入力装置４８は台車７０に設けられているが、操作入力装置４８は手術支援ロボット１の別の場所に配置されていてもよい。操作入力装置４８は、手術支援ロボット１の状態に関連する情報データ、特定の手術に関する情報、及び、外科手術システム１００の全体に関する情報を表示するように構成されうる。また、操作入力装置４８は、手術支援ロボット１に関する操作の入力を受け付ける入力装置として構成されうる。操作入力装置４８については、後ほど詳述する。
台車７０は、台車本体７１、前輪７２、後輪７３、及び、ハンドル７４を備える。ユーザ0（外科医２０３又は施術補助者）は、ハンドル７４を把持して台車７０を操舵する。ハンドル７４の上方には、ユーザインターフェースである操作入力装置４８が設けられている。本実施形態において、手術室内のユーザ0が視認及び操作しうるように、操作入力装置４８は台車７０に設けられているが、操作入力装置４８は手術支援ロボット１の別の場所に配置されていてもよい。操作入力装置４８は、手術支援ロボット１の状態に関連する情報データ、特定の手術に関する情報、及び、外科手術システム１００の全体に関する情報を表示するように構成されうる。また、操作入力装置４８は、手術支援ロボット１に関する操作の入力を受け付ける入力装置として構成されうる。操作入力装置４８については、後ほど詳述する。
【0021】
〔ポジショナ７〕
本実施の形態に係るポジショナ７は、７軸垂直多関節ロボットアームとして構成されている。ポジショナ７は、台車７０に対してプラットフォーム５の位置を３次元的に移動させる。但し、ポジショナ７の態様は本実施形態に限定されず、７軸以外の多軸垂直多関節ロボットアーム、多軸水平多関節ロボットアームなどがポジショナ７として採用されうる。
本実施の形態に係るポジショナ７は、７軸垂直多関節ロボットアームとして構成されている。ポジショナ７は、台車７０に対してプラットフォーム５の位置を３次元的に移動させる。但し、ポジショナ７の態様は本実施形態に限定されず、７軸以外の多軸垂直多関節ロボットアーム、多軸水平多関節ロボットアームなどがポジショナ７として採用されうる。
【0022】
ポジショナ７は、台車７０に固定されたベース９０と、ベース９０から直列的に接続された複数のポジショナリンク９１～９６とを備える。複数のポジショナリンク９１～９６は、ベース９０に第１関節Ｊ７１を介して旋回可能に連結された第１リンク９１、第１リンク９１に第２関節Ｊ７２を介して揺動可能に連結された第２リンク９２、第２リンク９２に第３関節Ｊ７３を介して揺動可能に連結された第３リンク９３、第３リンク９３に第４関節Ｊ７４を介して旋回可能に連結された第４リンク９４、第４リンク９４に第５関節Ｊ７５を介して揺動可能に連結された第５リンク９５、第５リンク９５に第６関節Ｊ７６を介して旋回可能に連結された第６リンク９６、及び、第６リンク９６に第７関節Ｊ７７を介して旋回可能に連結されたメカニカルインターフェース９７を含む。メカニカルインターフェース９７にはプラットフォーム５が連結される。
【0023】
ポジショナ７の各関節Ｊ７１～Ｊ７７には、関節Ｊ７１～Ｊ７７を動作させる関節駆動装置Ｄ７１～Ｄ７７が設けられている。図３に示すように、関節駆動装置Ｄ７１～Ｄ７７は、サーボモータＭ７１～Ｍ７７、サーボモータＭ７１～Ｍ７７の回転角を検出するエンコーダＥ７１～Ｅ７７、サーボモータＭ７１～Ｍ７７の出力トルクを増幅させる減速機Ｒ７１～Ｒ７７、及び、サーボモータＭ７１～Ｍ７７の出力をポジショナリンクへ伝達する動力伝達機構（図示略）を含む。動力伝達機構は、複数のギア、動力伝達ベルト、又は、それらの組み合わせで構成されてよい。
【0024】
〔プラットフォーム５〕
図１及び２に示すように、プラットフォーム５は、複数のアーム３の拠点となるハブとしての機能を有する。プラットフォーム５は、複数のアーム３が取り付けられることからアームベースとも称される。本実施形態では、台車７０、ポジショナ７及びプラットフォーム５の組み合わせによって、複数のアーム３を移動可能に支持するマニピュレータアーム支持体Ｓが構成されている。
図１及び２に示すように、プラットフォーム５は、複数のアーム３の拠点となるハブとしての機能を有する。プラットフォーム５は、複数のアーム３が取り付けられることからアームベースとも称される。本実施形態では、台車７０、ポジショナ７及びプラットフォーム５の組み合わせによって、複数のアーム３を移動可能に支持するマニピュレータアーム支持体Ｓが構成されている。
【0025】
プラットフォーム５は、本体５０と、本体５０の近位端部に設けられたポジショナ連結部５０ａと、本体５０の遠位端部に設けられた複数のアーム連結部５０ｂとを備える。ポジショナ連結部５０ａは、ポジショナ７のメカニカルインターフェース９７と連結される。本体５０は、或る長手方向を有し、長手方向を弦の延伸方向とするアーチ形状を呈する。本体５０に対し、複数のアーム連結部５０ｂは本体５０の長手方向に分散して配置されている。本実施の形態においては４つのアーム連結部５０ｂが設けられている。各アーム連結部５０ｂにはアーム３の近位端部が着脱可能に連結される。
【0026】
〔患者側マニピュレータアーム３〕
複数のアーム３の各々は実質的に同一の構造を有する。図２に示すように、アーム３は、アーム本体３０と、アーム本体３０の遠位端部に連結された並進ユニット３５とを備える。各アーム３は、遠位端部が近位端部に対して３次元的に移動可能なように構成されている。アーム３の遠位端部には、外科用器具４が装着されるホルダ３６が設けられている。本実施形態においてホルダ３６は並進ユニット３５に設けられている。複数のアーム３のうち１本には、内視鏡アセンブリが連結される。また、複数のアーム３のうち少なくとも一本は外科手術器具が連結される。外科手術器具は、動作する関節を有する器具（例えば、鉗子、ハサミ、グラスパー、ニードルホルダ、マイクロジセクター、ステープルアプライヤー、タッカー、吸引洗浄ツール、スネアワイヤ、及び、クリップアプライヤー等）、並びに、関節を有しない器具（例えば、切断刃、焼灼プローブ、洗浄器、カテーテル、及び、吸引オリフィス等）を含む群より選択される。
複数のアーム３の各々は実質的に同一の構造を有する。図２に示すように、アーム３は、アーム本体３０と、アーム本体３０の遠位端部に連結された並進ユニット３５とを備える。各アーム３は、遠位端部が近位端部に対して３次元的に移動可能なように構成されている。アーム３の遠位端部には、外科用器具４が装着されるホルダ３６が設けられている。本実施形態においてホルダ３６は並進ユニット３５に設けられている。複数のアーム３のうち１本には、内視鏡アセンブリが連結される。また、複数のアーム３のうち少なくとも一本は外科手術器具が連結される。外科手術器具は、動作する関節を有する器具（例えば、鉗子、ハサミ、グラスパー、ニードルホルダ、マイクロジセクター、ステープルアプライヤー、タッカー、吸引洗浄ツール、スネアワイヤ、及び、クリップアプライヤー等）、並びに、関節を有しない器具（例えば、切断刃、焼灼プローブ、洗浄器、カテーテル、及び、吸引オリフィス等）を含む群より選択される。
【0027】
アーム本体３０は、プラットフォーム５に着脱可能に取り付けられるベース８０と、ベース８０から遠位端部に向けて順次連結された複数のアームリンク８１～８６とを備える。複数のアームリンク８１～８６は、ベース８０に第１関節Ｊ３１を介して旋回可能に連結された第１リンク８１、第１リンク８１に第２関節Ｊ３２を介して揺動可能に連結された第２リンク８２、第２リンク８２に第３関節Ｊ３３を介して旋回可能に連結された第３リンク８３、第３リンク８３に第４関節Ｊ３４を介して揺動可能に連結された第４リンク８４、第４リンク８４に第５関節Ｊ３５を介して旋回可能に連結された第５リンク８５、第５リンク８５に第６関節Ｊ３６を介して揺動可能に連結された第６リンク８６を含む。第６リンク８６には、第７関節Ｊ３７を介して並進ユニット３５が揺動可能に連結されている。
【0028】
アーム本体３０の各関節Ｊ３１～Ｊ３７には、関節Ｊ３１～Ｊ３７を動作させる関節駆動装置Ｄ３１～Ｄ３７が設けられている。図３に示すように、関節駆動装置Ｄ３１～Ｄ３７は、サーボモータＭ３１～Ｍ３７、サーボモータＭ３１～Ｍ３７の回転角を検出するエンコーダＥ３１～Ｅ３７、サーボモータＭ３１～Ｍ３７の出力トルクを増幅させる減速機Ｒ３１～Ｒ３７、及び、サーボモータＭ３１～Ｍ３７の出力をポジショナリンクへ伝達する動力伝達機構（図示略）を含む。動力伝達機構は、複数のギア、動力伝達ワイヤ、又は、それらの組み合わせで構成されてよい
【0029】
図２に戻って、並進ユニット３５は、第６リンク８６と連結された第１並進リンク６１と、第１並進リンク６１に対して並進する第２並進リンク６２と、第２並進リンク６２に設けられたホルダ３６とを備える。第２並進リンク６２は、第１並進リンク６１の長手方向に沿って第１並進リンク６１上をスライドする。これにより、ホルダ３６に連結された外科用器具４を、第１並進リンク６１の長手方向と平行に移動させることができる。
【0030】
さらに、並進ユニット３５には、並進動作のためのサーボモータＭ３８、ホルダ３６の回転軸６４回りの回動動作のためのサーボモータＭ３９、サーボモータＭ３８，Ｍ３９の回転角を検出するエンコーダＥ３８，Ｅ３９、及び、サーボモータＭ３８，Ｍ３９の出力を減速させてトルクを増大させる減速機Ｒ３８，３９が設けられる（図３、参照）。
【0031】
〔ロボット制御装置６００〕
手術支援ロボット１は、ロボット制御装置６００により動作制御される。ロボット制御装置６００は、コンピュータやサーボコントローラ等により構成される。本実施形態においてロボット制御装置６００は、台車７０の内部に設置されている。
手術支援ロボット１は、ロボット制御装置６００により動作制御される。ロボット制御装置６００は、コンピュータやサーボコントローラ等により構成される。本実施形態においてロボット制御装置６００は、台車７０の内部に設置されている。
【0032】
図３に示すように、ロボット制御装置６００は、複数のアーム３の動作を制御するアーム制御部６０１、及び、ポジショナ７の動作を制御するポジショナ制御部６０３を含む。アーム制御部６０１にはサーボコントローラＣ３１～Ｃ３９が電気的に接続され、サーボコントローラＣ３１～Ｃ３９には図示されない増幅回路等を介してサーボモータＭ３１～Ｍ３９が電気的に接続されている。同様に、ポジショナ制御部６０３にはサーボコントローラＣ７１～Ｃ７７が電気的に接続され、サーボコントローラＣ７１～Ｃ７７には図示されない増幅回路等を介してサーボモータＭ３１～Ｍ３９が電気的に接続されている。
【0033】
また、ロボット制御装置６００は、記憶装置６０２を含む。記憶装置６０２には、外科用器具４に関する情報、手術支援ロボット１に関する情報、手術台２０２に関する情報、コンソール２に関する情報、及び、手術の内容に関する情報などの、ロボット支援手術及びその準備に必要な情報が格納されている。記憶装置６０２に格納されている情報には、所定の準備位置（プリセット時のプラットフォーム５及び複数のアーム３の位置及び姿勢）が含まれうる。準備位置は、施術の内容（種類）、施術部位等に応じて複数が設定されていてよい。更に、記憶装置６０２に格納されている情報には、所定の格納位置（格納時のプラットフォーム５及び複数のアーム３の位置及び姿勢）が含まれうる。プラットフォーム５及び複数のアーム３が所定の格納位置にあるとき、台車７０による移動時に複数のアーム３等が手術室の壁又は他の手術用具等に接触し難いように、ポジショナ７及び複数のアーム３が折り畳まれた状態となる。なお、準備位置及び格納位置は、ロボット座標上の位置（例えば、台車７０を基準とした位置）であってよい。
【0034】
上記構成において、アーム制御部６０１は、コンソール２又は操作入力装置４８が受け付けた操作の入力を取得する。アーム制御部６０１は、入力された操作とエンコーダＥ３１～Ｅ３９で検出された回転角とに基づいて、位置指令値を生成する。この位置指令値を取得したサーボコントローラＣ３１～Ｃ３９は、エンコーダＥ３１～Ｅ３９で検出された回転角及び位置指令値に基づいて駆動指令値（トルク指令値）を生成する。この駆動指令値を取得した増幅回路は、駆動指令値に対応した駆動電流をサーボモータＭ３１～Ｍ３９へ供給する。これにより、アーム３の各関節Ｊ３１～Ｊ３９が動作して、アーム３の基準点（例えば、アーム３の遠位端部）が入力された操作と対応する移動を行う。
【0035】
ポジショナ制御部６０３は、コンソール２又は操作入力装置４８が受け付けた操作の入力を取得する。ポジショナ制御部６０３は、入力された操作とエンコーダＥ７１～Ｅ７７で検出された回転角とに基づいて、位置指令値を生成する。この位置指令値を取得したサーボコントローラＣ７１～Ｃ７７は、エンコーダＥ７１～Ｅ７７で検出された回転角及び位置指令値に基づいて駆動指令値（トルク指令値）を生成する。この駆動指令値を取得した増幅回路は、駆動指令値に対応した駆動電流をサーボモータＭ７１～Ｍ７７へ供給する。これにより、ポジショナ７の各関節Ｊ７１～Ｊ７７が動作して、ポジショナ７の基準点（例えば、メカニカルインターフェース９７、或いは、メカニカルインターフェース９７と連結されたプラットフォーム５）が入力された操作と対応する移動を行う。
【0036】
これ以上の手術支援ロボット１に関する詳細な説明は、特願２０１８－２４３４２２、特願２０１８－２４３４２５、特願２０１８－２４３４４５、特願２０１８－２４３４４６、及び、特願２０１８－２４３４５４の各出願の公開を参照により引用する。
【0037】
〔手術支援ロボット１のプリセット方法〕
手術支援ロボット１を用いた施術の前に、手術支援ロボット１のプリセットが行われる。プリセットでは、外科用器具４が装着されるアーム３のホルダ３６を、患者２０１の体表に留置されたスリーブに挿入された当該外科用器具４に適したドッキング位置まで移動させる。
手術支援ロボット１を用いた施術の前に、手術支援ロボット１のプリセットが行われる。プリセットでは、外科用器具４が装着されるアーム３のホルダ３６を、患者２０１の体表に留置されたスリーブに挿入された当該外科用器具４に適したドッキング位置まで移動させる。
【0038】
先ず、ユーザ０が台車７０を運転することにより、手術支援ロボット１が手術台２０２の近くまで動かされる。このとき、プラットフォーム５及び複数のアーム３は格納位置にある。
【0039】
台車７０が停止した後、ユーザ０は、操作入力装置４８を用いて患者２０１の手術内容に応じた準備位置の選択入力を行う。これに応答して、ロボット制御装置６００は、記憶装置６０２から対応する準備位置の情報を読み出し、ポジショナ７及びアーム３を動作させることにより、プラットフォーム５及び複数のアーム３を準備位置へ移動させる。
【0040】
続いて、ユーザ０は、操作入力装置４８を用いて、プラットフォーム５及び複数のアーム３を準備位置から個別に移動させる。また、ユーザ０は、アーム３に直接的に外力を与えることにより、プラットフォーム５及び複数のアーム３を準備位置から個別に移動させてもよい。このようにプラットフォーム５及び複数のアーム３の位置を個別に調整して、各アーム３のホルダ３６をドッキング位置まで移動させる。そして、ユーザ０によって、ドッキング位置にあるホルダ３６に外科用器具４が連結される。
【0041】
上記の手術支援ロボット１のプリセットの間は、ロボット制御装置６００はコンソール２による操作を受け付けない。手術支援ロボット１がプリセットされた後、ロボット制御装置６００は、コンソール２による操作を受け付け可能となる。施術時において、手術支援ロボット１は、原則としてポジショナ７を静止させた状態で、コンソール２からの動作指令に応じて、各アーム３を動作させて外科用器具４の位置及び姿勢を適宜変化させる。
【0042】
〔操作入力装置４８〕
ここで、操作入力装置４８（請求の範囲のユーザインターフェースと対応）について詳細に説明する。図４は、操作入力装置４８の斜視図であり、図５は、操作入力装置４８の制御系統の構成を示す図である。図４及び５に示すように、操作入力装置４８は、タッチパネルディスプレイ４１、非常停止スイッチ４２、電源スイッチ４３、トリガスイッチ４４（請求の範囲の第３操作具と対応）、単一のジョイスティック４５（請求の範囲の第２操作具と対応）、及び、制御部４６を備える。
ここで、操作入力装置４８（請求の範囲のユーザインターフェースと対応）について詳細に説明する。図４は、操作入力装置４８の斜視図であり、図５は、操作入力装置４８の制御系統の構成を示す図である。図４及び５に示すように、操作入力装置４８は、タッチパネルディスプレイ４１、非常停止スイッチ４２、電源スイッチ４３、トリガスイッチ４４（請求の範囲の第３操作具と対応）、単一のジョイスティック４５（請求の範囲の第２操作具と対応）、及び、制御部４６を備える。
【0043】
制御部４６は、演算制御器４６０と記憶装置４６２とを備える。演算制御器４６０は、プロセッサ４６１、ＲＯＭ及びＲＡＭなどのメモリ４６３、及び、Ｉ／Ｏ部４６４を備える。演算制御器４６０には、インターフェース４６５を介して記憶装置４６２が接続されている。演算制御器４６０には、インターフェース４６５を介してディスプレイ４１が接続されている。演算制御器４６０、非常停止スイッチ４２、及びトリガスイッチ４４は、ロボット制御装置６００と無線又は有線を介して通信可能である。
【0044】
演算制御器４６０は、集中制御を行う単独のプロセッサ４６１を備えてもよいし、分散制御を行う複数のプロセッサ４６１を備えてもよい。演算制御器４６０は、例えば、コンピュータ、パーソナルコンピュータ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、ＦＰＧＡ（field-programmable gate array）などのＰＬＤ（programmable logic device）、ＰＬＣ（programmable logic controller）、及び、論理回路のうち少なくとも１つ、或いは、２つ以上の組み合わせで構成され得る。メモリ４６３や記憶装置４６２には、プロセッサ４６１が実行する基本プログラムやソフトウエアプログラム等が格納されている。プロセッサ４６１がプログラムを読み出して実行することによって、演算制御器４６０は当該ソフトウエアプログラムに構成された機能を実現する。
【0045】
本実施形態に係るディスプレイ４１は、タッチパネルディスプレイであって、パネル状の表示器と、接触式の入力器とを併せ備える。ディスプレイ４１は、制御部４６から出力される画像を表示する。ユーザ０がディスプレイ４１に表示されるボタン等の標示が接触（押圧）すると、ディスプレイ４１は当該標示に対応した操作の入力を受け付ける。ディスプレイ４１が受け付けた操作の入力は制御部４６へ伝達される。
【0046】
非常停止スイッチ４２の接点は、ノーマルクローズタイプが採用されている。非常停止スイッチ４２が押圧されていないときは接点が閉じて安全状態を示す電流が流れ、非常停止スイッチ４２が所定時間（例えば、数秒）連続して押圧されることにより接点が開いて電流が遮断される。手術支援ロボット１の使用中に非常停止スイッチ４２が押圧されることで、非常停止の指令がロボット制御装置６００へ伝達される。ロボット制御装置６００は、非常停止の指令を取得して、手術支援ロボット１の動作を停止させる。
【0047】
電源スイッチ４３は、所定時間（例えば、数秒）連続して押圧することによりオンとオフとを切り替えることができる。電源スイッチ４３がオンに切り替われば、操作入力装置４８に電力が供給されて操作入力装置４８が起動する。また、電源スイッチ４３がオフに切り替われば、操作入力装置４８への電力の供給が停止されて操作入力装置４８が停止する。
【0048】
トリガスイッチ４４は、いわゆるデッドマンスイッチであり、ユーザ０がトリガスイッチ４４を押圧している間だけオンとなり、押圧力を除けばオフとなる。トリガスイッチ４４がオンの間のみジョイスティック４５の操作が有効となり、トリガスイッチ４４がオフの間はジョイスティック４５の操作が無効となる。ロボット制御装置６００は、トリガスイッチ４４のオン／オフを検出する。なお、トリガスイッチ４４は、３ポジションのイネーブルスイッチであってもよい。
【0049】
ジョイスティック４５は、操作量及び移動方向に関する操作情報の入力を受け付ける操作具である。本実施形態においてジョイスティック４５は、前後左右の傾倒と、正逆回転との可能なノブ状又はレバー状を呈する。ジョイスティック４５の傾倒方向が入力される移動方向に対応し、ジョイスティック４５の回転方向が入力される回転方向に対応し、ジョイスティック４５のゼロポジション（基準位置）からの傾倒時間及び回転時間が入力される操作量に対応する。ジョイスティック４５が受け付けた操作の入力はロボット制御装置６００へ伝達される。ロボット制御装置６００は、トリガスイッチ４４がオンの間のみ、ジョイスティック４５からの入力を受け付ける。
【0050】
上記の通り、操作入力装置４８に設けられた各種の入力器は、受け付けた操作の入力を取得して、入力された操作に対応した情報をロボット制御装置６００へ伝達する。ここで、入力された操作に対応した情報は、入力された操作に基づいて生成された指令であってもよいし、入力された操作に対応する信号であってもよい。ロボット制御装置６００は、操作入力装置４８から取得した情報に基づいて、手術支援ロボット１を動作させる。
【0051】
〔ポジショナ７の操作方法〕
ここで、上記構成の操作入力装置４８を用いたポジショナ７の操作方法を説明する。以下では、前述のプリセットにおいて、操作入力装置４８を用いてポジショナ７を操作することにより、プラットフォーム５の位置及び姿勢を調整する場合について説明する。但し、操作入力装置４８を用いたポジショナ７の操作は、プリセット時に限定されることなく行うことができる。
ここで、上記構成の操作入力装置４８を用いたポジショナ７の操作方法を説明する。以下では、前述のプリセットにおいて、操作入力装置４８を用いてポジショナ７を操作することにより、プラットフォーム５の位置及び姿勢を調整する場合について説明する。但し、操作入力装置４８を用いたポジショナ７の操作は、プリセット時に限定されることなく行うことができる。
【0052】
図６は、本実施形態に係るポジショナ７の操作方法を実現する操作入力装置４８の処理の流れ図である。ポジショナ７を操作してプラットフォーム５を移動させるに際し、制御部４６は、ディスプレイ４１に操作選択ボタン４０９（図７、参照）を表示させる。本実施形態において、操作選択ボタン４０９は、ポジショナ操作ボタン、姿勢制御ボタン、本体操作ボタンを含む。操作選択ボタン４０９は、次操作の次操作表示４１５などの情報と共に表示されてよい。ユーザ０が操作選択ボタン４０９のうちポジショナ操作ボタンに接触すると、ディスプレイ４１はポジショナ操作の選択の入力を受け付け、それを制御部４６に伝達する。
【0053】
ポジショナ操作の選択を取得した制御部４６は、ディスプレイ４１にモード選択ボタン４０１～４０５（請求の範囲の第１操作具と対応）を表示させる。モード選択ボタン４０１～４０５は、次操作の案内などの情報と共に表示されてよい。
【0054】
本実施形態においてプラットフォーム５の動作モードは、高さ移動モード、水平移動モード、水平回転モード、左右傾き回転モード、及び、前後傾き回転モードの５つが設定されている。高さ移動モードは、プラットフォーム５を昇降移動させるポジショナ７の動作体系である。水平移動モードは、プラットフォーム５を水平面内で移動させるポジショナ７の動作体系である。水平回転モードは、プラットフォーム５を垂直な回転軸を中心として回転させるポジショナ７の動作体系である。左右傾き回転モードは、プラットフォーム５を本体５０の長手方向と直交する水平な回転軸を中心として揺動させるポジショナ７の動作体系である。前後傾き回転モードは、プラットフォーム５を本体５０の長手方向と平行で水平な回転軸を中心として揺動させるポジショナ７の動作体系である。
【0055】
図６に示すように、ユーザ０は、モード選択ボタン４０１～４０５のいずれかに接触すると、ディスプレイ４１は動作モードの選択の入力を受け付け、それを制御部４６に伝達する。動作モードの選択を取得した制御部４６は（ステップＳ０１）、選択された動作モードに対応したプリセット時の操作画面４００をディスプレイ４１に表示させる（ステップＳ０２）。
【0056】
図７には、高さ移動モード選択中の操作画面４００の一例が示されている。図７に示す操作画面４００では、下部に操作選択ボタン４０９が表示されている。ここでは、ポジショナ７を操作することによりプラットフォーム５を移動させるため、ポジショナ操作、姿勢制御、本体操作の各操作選択ボタン４０９のうちポジショナ操作が選択されている。
【0057】
操作画面４００の左側部には、プラットフォーム５の移動のモード選択ボタン４０１～４０５が表示されている。本実施形態では５つの動作モードの各々に対応するモード選択ボタン４０１～４０５が設けられている。なお、選択されている動作モードのボタンは、選択されていない動作モードのボタンとは違う態様（例えば、異なる色）で画面に表示される。
【0058】
高さ移動モード選択中の操作画面４００では、中央に操作入力装置４８を操作しているユーザ０から見た手術支援ロボット１のモデル４１０の正面図が表示され、モデル４１０に重複してプラットフォーム５の移動方向を表す第１標示４１１が示されている。モデル４１０は、少なくともプラットフォーム５及びポジショナ７が示されていればよい。ポジショナ７は、プラットフォーム５が連結される一部分が示されていてもよい。
【0059】
操作画面４００においてモデル４１０の下方には、次の操作（ここでは、ジョイスティック４５の操作）を促す次操作表示４１５が表示される。加えて、画面４００の右側部には、ジョイスティック４５のモデル４１２と、選択中の動作モードに対応したジョイスティック４５の操作方向を表す第２標示４１３とが表示される。本実施形態において、第１標示４１１及び第２標示４１３はともに矢印であるが、これらの標示は矢印に限定されない。但し、第１標示４１１と第２標示４１３との対応が明確となるように、第１標示４１１と第２標示４１３は同一種類或いは関連する画像で表されることが望ましい。
【0060】
次に、ユーザ０は、ジョイスティック４５の操作を有効とするために、トリガスイッチ４４を押す。ロボット制御装置６００は、トリガスイッチ４４のオンを検出するまで（ステップＳ０３でＮＯ）待機状態にあり、ジョイスティック４５による操作の入力を受け付けない状態にある。ロボット制御装置６００は、トリガスイッチ４４のオンを検出すると（ステップＳ０３でＹＥＳ）、ジョイスティック４５による操作の入力を受け付ける状態となる。そして、ユーザ０は、トリガスイッチ４４を押しながら、ジョイスティック４５を第２標示４１３と対応する方向へ動かす。ロボット制御装置６００は、トリガスイッチ４４のオンが検出されている間のみ、ジョイスティック４５からの操作の入力を受け付ける（ステップＳ０４）。ここで、制御部４６は、取得した操作の入力に応じて、画面４００に示されるモデル４１０の位置及び姿勢を変化させてもよい。ロボット制御装置６００は、取得した操作の入力と選択中の動作モードとから、プラットフォーム５の位置及び姿勢又はポジショナ７の動作に関する指令を生成する（ステップＳ０５）。ロボット制御装置６００は、指令に応じてポジショナ７の関節Ｊ７１～Ｊ７７を動作させ（ステップＳ０６）、プラットフォーム５を移動させる。
【0061】
図８は、水平移動モードが選択されている場合の、操作画面４００の一例を示す図である。水平移動モード選択中の操作画面４００には、手術支援ロボット１のモデル４１０の平面図が表示され、モデル４１０に重複してプラットフォーム５の移動方向が十字状の第１標示４１１で示され、モデル４１０の右側にジョイスティック４５の移動方向が十字状の第２標示４１３で示される。モード選択ボタン４０１～４０５、操作選択ボタン４０９、ジョイスティック４５のモデル４１２、及び、次の操作を促す次操作表示４１５は、各動作モードの画面で共通である。
【0062】
図９は、水平回転モード選択中の操作画面４００の一例を示す図である。水平回転モードの選択中、操作画面４００には、手術支援ロボット１のモデル４１０の平面図が表示され、モデル４１０に重複してプラットフォーム５の移動方向が半円弧（又は、部分円弧）状の第１標示４１１で示され、モデル４１０の右側にジョイスティック４５の移動方向が半円弧（又は、部分円弧）状の第２標示４１３で示される。
【0063】
図１０は、左右傾き回転モード選択中の操作画面４００の一例を示す図である。左右傾き回転モードの選択中、操作画面４００の中央には操作入力装置４８を操作しているユーザ０から見た手術支援ロボット１のモデル４１０の正面図が表示され、モデル４１０に重複してプラットフォーム５の移動方向が半円弧（又は、部分円弧）状の第１標示４１１で示され、モデル４１０の右側にジョイスティック４５の移動方向が画面左右方向の第２標示４１３で示される。
【0064】
図１１は、前後傾き回転モード選択中の操作画面４００の一例を示す図である。前後傾き回転モードの選択中、操作画面４００の中央には操作入力装置４８を操作しているユーザ０から見た手術支援ロボット１のモデル４１０の正面図が表示され、モデル４１０に重複してプラットフォーム５の移動方向が半円弧（又は、部分円弧）状の第１標示４１１で示され、モデル４１０の右側にジョイスティック４５の移動方向が画面上下方向の第２標示４１３で示される。
【0065】
上記のように、動作モードのいずれかを選択中の操作画面４００には、動作モードに対応した手術支援ロボット１のモデル４１０が表示され、そのモデル４１０におけるプラットフォーム５の移動方向が第１標示４１１で示され、プラットフォーム５を移動させるためのジョイスティック４５の操作方向が第２標示４１３で示される。プラットフォーム５の移動方向を表す第１標示４１１と、ジョイスティック４５の操作方向を表す第２標示４１３とが、操作画面４００上で実質的に同じ方向となるように、手術支援ロボット１のモデル４１０が表示される。
【0066】
モデル４１０と共にプラットフォーム５の移動方向が第１標示４１１で示されるので、ユーザ０は現在選択中の動作モードにおいてプラットフォーム５を移動させる方向を直感的に把握することができる。ジョイスティック４５の操作方向を表す第２標示４１３によって、ジョイスティック４５の操作すべき方向を直感的に把握することができる。そして、操作画面４００上において、プラットフォーム５の移動方向と、ジョイスティック４５の操作方向とが、同一であるか類似している。そのため、ユーザ０は画面４００を視認することにより、ジョイスティック４５を直感的に操作して、プラットフォーム５の移動方向に関する指令を入力することができる。
【0067】
以上に説明したように、本実施形態に係る手術支援ロボット１は、遠位端部に外科用器具４が装着される複数のマニピュレータアーム３と、複数のマニピュレータアーム３の近位端部が連結されるプラットフォーム５と、関節Ｊ７１～Ｊ７７を介して連設された複数のリンク９１～９６、及び、関節Ｊ７１～Ｊ７７の各々に設けられた関節駆動装置Ｄ７１～Ｄ７７を有し、プラットフォーム５を支持するとともに当該プラットフォーム５の位置及び姿勢を変化させるポジショナ７と、プラットフォーム５が指令された位置及び姿勢となるようにポジショナ７を動作させる制御装置６００と、ポジショナ７に関する操作の入力を受け付ける操作入力装置４８（ユーザインターフェース）とを備える。
【0068】
操作入力装置４８は、プラットフォーム５の位置及び姿勢を変化させるための複数種類の動作モードから１つを選択する操作の入力を受け付けるモード選択ボタン４０１～４０５（第１操作具）と、位置及び姿勢に関する操作情報の入力を受け付ける単一のジョイスティック４５（第２操作具）とを有する。制御装置６００は、ジョイスティック４５が受け付けた操作情報と選択された動作モードとに基づいてプラットフォーム５の位置及び姿勢に関する指令を生成し、生成した指令に基づいてポジショナ７を動作させる。
【0069】
また、本実施形態に係るポジショナ７の操作方法は、遠位端部に外科用器具４が装着される複数のマニピュレータアーム３と、複数のマニピュレータアーム３の近位端部が連結されるプラットフォーム５と、関節Ｊ７１～Ｊ７７を介して連設された複数のリンク９１～９６、及び、関節Ｊ７１～Ｊ７７の各々に設けられた関節駆動装置Ｄ７１～Ｄ７７を有し、プラットフォーム５を支持するとともに当該プラットフォーム５の位置及び姿勢を変化させるポジショナ７と、プラットフォーム５が指令された位置及び姿勢となるようにポジショナ７を動作させる制御装置６００とを備える手術支援ロボット１におけるポジショナ７の操作方法であって、
モード選択ボタン４０１～４０５（第１操作具）から入力されたプラットフォーム５の位置及び姿勢を変化させるための複数種類の動作モードから選択された１つを取得すること、ジョイスティック４５（第２操作具）から入力されたプラットフォーム５の位置及び姿勢に関する操作情報を取得すること、取得した操作情報と選択された動作モードとに基づいてプラットフォーム５の位置及び姿勢に関する指令を生成すること、及び、生成した指令に基づいてポジショナ７を動作させること、を含む。
モード選択ボタン４０１～４０５（第１操作具）から入力されたプラットフォーム５の位置及び姿勢を変化させるための複数種類の動作モードから選択された１つを取得すること、ジョイスティック４５（第２操作具）から入力されたプラットフォーム５の位置及び姿勢に関する操作情報を取得すること、取得した操作情報と選択された動作モードとに基づいてプラットフォーム５の位置及び姿勢に関する指令を生成すること、及び、生成した指令に基づいてポジショナ７を動作させること、を含む。
【0070】
上記手術支援ロボット１及びポジショナ７の操作方法では、動作モードに関わらず、位置及び姿勢に関する操作情報の入力は単一のジョイスティック４５で行われる。つまり、プラットフォーム５の高さ移動と、水平移動とで操作具を使い分けない。よって、操作入力装置４８に設けられる操作具の数を減らすことができる。更に、操作具の取り違いなどの誤操作を防止することができるうえ、操作が単純となる。このように、本発明によれば、従来のユーザインターフェースを用いる場合と比較して、ユーザ０の操作を総じて容易とすることができる。
【0071】
また、本実施形態に係る手術支援ロボット１では、操作入力装置４８（ユーザインターフェース）は、トリガスイッチ４４（第３操作具）を更に有し、制御装置６００は、トリガスイッチ４４が操作されている間（即ち、トリガスイッチ４４がオンの間）にのみ、ジョイスティック４５（第２操作具）を介して入力された操作情報を取得する。
【0072】
同様に、本実施形態に係るポジショナ７の操作方法では、入力された操作情報の取得が、トリガスイッチ４４（第３操作具）が操作されている間（即ち、トリガスイッチ４４がオンの間）に制限されることを特徴としている。
【0073】
このように、トリガスイッチ４４が操作されている間にのみジョイスティック４５による操作の入力が有効となるので、誤操作の入力を防ぎ安全性を高めることができる。
【0074】
また、本実施形態に係る手術支援ロボット１において、ユーザインターフェースは、ディスプレイ４１を有する。操作入力装置４８（ユーザインターフェース）は、ディスプレイ４１に、複数種類の動作モードを選択可能に表示させるように構成されている。或いは、操作入力装置４８（ユーザインターフェース）は、ディスプレイ４１に、選択された一つの動作モードが他の動作モードから識別された態様で、複数種類の動作モードを提示させるように構成されている。
【0075】
ここで、ディスプレイ４１は、タッチパネルディスプレイであって、第１操作具は、タッチパネルディスプレイに表示された複数種類の動作モードに対応するモード選択ボタン４０１～４０５であってよい。
【0076】
同様に、本実施形態に係るポジショナ７の操作方法では、選択された動作モードに対応した操作画面４００をディスプレイ４１に表示すること、を更に含む。
【0077】
上記手術支援ロボット１及びポジショナ７の操作方法では、モード選択ボタン４０１～４０５の操作によりプラットフォーム５の動作モードの選択が入力され、選択された動作モードに対応した操作画面４００がディスプレイ４１に表示される。これにより、ユーザ０はプラットフォーム５の動作モード（即ち、ジョイスティック４５の操作によるプラットフォーム５の移動方向）を一目で把握することができ、意図せぬ方向への操作の入力といった誤操作を抑制することができる。
【0078】
更に、本実施形態に係る手術支援ロボット１及びポジショナ７の操作方法では、ディスプレイ４１に表示される操作画面４００は、ポジショナ７、並びに、プラットフォーム５及び１前記複数のマニピュレータアームのうち少なくとも一方を含むモデル４１０と、モデル４１０におけるプラットフォーム５の移動方向を表す第１標示４１１と、ジョイスティック４５（第２操作具）の操作方向を表す第２標示４１３とを含む。望ましくは、操作画面４００上において、第１標示４１１が示す方向と第２標示４１３が示す方向とが平行である。
【0079】
これにより、ユーザ０は操作画面４００を観ることにより、プラットフォーム５の移動方向とジョイスティック４５の操作方向とを直感的に把握することができる。そして、操作画面４００において、第１標示４１１と第２標示４１３とが対応しているので、ジョイスティック４５の操作ミスを防ぐことができる。
【0080】
また、本実施形態に係る手術支援ロボット１は、ポジショナ７を支持する台車７０を更に備え、操作入力装置４８（ユーザインターフェース）が台車７０に設けられている。
【0081】
ポジショナ７は、台車７０に相対してプラットフォーム５を移動させるように構成されている。よって、操作入力装置４８を用いてポジショナ７を操作することによりプラットフォーム５を移動させるに際し、台車７０に操作入力装置４８が設けられていることにより、操作入力装置４８を操作するユーザ０は直感的に操作入力装置４８上の操作具を操作することができる。
【0082】
以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、本発明の思想を逸脱しない範囲で、上記実施形態の具体的な構造及び／又は機能の詳細を変更したものも本発明に含まれ得る。上記の手術支援ロボット１の構成は、以下のように変更しうる。
【0083】
例えば、上記実施形態において、動作モードを選択するための第１操作具はタッチパネルディスプレイ４１に表示されるモード選択ボタン４０１～４０５であるが、第１操作具の態様はこれに限定されない。モード選択ボタン４０１～４０５は、物理的な操作具（例えば、ボタンスイッチ、ピンスイッチ、レバー）であってもよい。また、タッチパネル方式ではないディスプレイにモード選択ボタン４０１～４０５が表示され、それがマウスやタッチパッド等の第１操作具で選択されることによって、動作モードの選択が成されてもよい。
【0084】
また、例えば、上記実施形態において、ジョイスティック４５に代えて、位置及び姿勢の操作量と移動方向に関する操作情報を入力できる他の操作具（例えば、トラックボール、十字キーなど）が採用されてもよい。
【符号の説明】
【0085】
１ ：手術支援ロボット
２ ：コンソール
３ ：患者側マニピュレータアーム
４ ：外科用器具
５ ：プラットフォーム
７ ：ポジショナ
３０ ：アーム本体
３５ ：並進ユニット
３６ ：ホルダ
３９ ：減速機
４１ ：タッチ式ディスプレイ
４２ ：非常停止スイッチ
４３ ：電源スイッチ
４４ ：トリガスイッチ（第３操作具の一例）
４５ ：方向操作具（第２操作具の一例）
４６ ：制御部
４８ ：操作入力装置
５０ ：本体
５０ａ ：ポジショナ連結部
５０ｂ ：アーム連結部
５１ ：操作用マニピュレータアーム
５２ ：操作ペダル
５４ ：モニタ
５５ ：制御部
６１，６２ ：並進リンク
７０ ：台車
７１ ：台車本体
７２ ：前輪
７３ ：後輪
７４ ：ハンドル
８０ ：ベース
８１～８６：アームリンク
９０ ：ベース
９１～９６：ポジショナリンク
９７ ：メカニカルインターフェース
１００ ：外科手術システム
２０２ ：手術台
４００ ：操作画面
４０１～４０５：モード選択ボタン（第１操作具の一例）
４０９ ：操作選択ボタン
４１０ ：（手術支援ロボットの）モデル
４１１ ：第１標示（プラットフォームの移動方向を示す矢印）
４１２ ：（方向操作具の）モデル
４１３ ：第２標示（方向操作具の操作方向を示す矢印）
４６０ ：演算制御器
４６１ ：プロセッサ
４６２ ：記憶装置
４６３ ：メモリ
４６４ ：Ｉ／Ｏ部
４６５ ：インターフェース
６００ ：ロボット制御装置
６０１ ：アーム制御部
６０２ ：記憶装置
６０３ ：ポジショナ制御部
Ｃ３１～Ｃ３９、Ｃ７１～Ｃ７７：サーボコントローラ
Ｄ３１～Ｄ３７、Ｄ７１～Ｄ７７：関節駆動装置
Ｅ３１～Ｅ３９、Ｅ７１～Ｅ７７：エンコーダ
Ｊ３１～Ｊ３９、Ｊ７１～Ｊ７７：関節
Ｍ３１～Ｍ３９、Ｍ７１～Ｍ７７：サーボモータ
Ｒ３１～Ｒ３９、Ｒ７１～Ｒ７７：減速機
Ｓ ：マニピュレータアーム支持体
２ ：コンソール
３ ：患者側マニピュレータアーム
４ ：外科用器具
５ ：プラットフォーム
７ ：ポジショナ
３０ ：アーム本体
３５ ：並進ユニット
３６ ：ホルダ
３９ ：減速機
４１ ：タッチ式ディスプレイ
４２ ：非常停止スイッチ
４３ ：電源スイッチ
４４ ：トリガスイッチ（第３操作具の一例）
４５ ：方向操作具（第２操作具の一例）
４６ ：制御部
４８ ：操作入力装置
５０ ：本体
５０ａ ：ポジショナ連結部
５０ｂ ：アーム連結部
５１ ：操作用マニピュレータアーム
５２ ：操作ペダル
５４ ：モニタ
５５ ：制御部
６１，６２ ：並進リンク
７０ ：台車
７１ ：台車本体
７２ ：前輪
７３ ：後輪
７４ ：ハンドル
８０ ：ベース
８１～８６：アームリンク
９０ ：ベース
９１～９６：ポジショナリンク
９７ ：メカニカルインターフェース
１００ ：外科手術システム
２０２ ：手術台
４００ ：操作画面
４０１～４０５：モード選択ボタン（第１操作具の一例）
４０９ ：操作選択ボタン
４１０ ：（手術支援ロボットの）モデル
４１１ ：第１標示（プラットフォームの移動方向を示す矢印）
４１２ ：（方向操作具の）モデル
４１３ ：第２標示（方向操作具の操作方向を示す矢印）
４６０ ：演算制御器
４６１ ：プロセッサ
４６２ ：記憶装置
４６３ ：メモリ
４６４ ：Ｉ／Ｏ部
４６５ ：インターフェース
６００ ：ロボット制御装置
６０１ ：アーム制御部
６０２ ：記憶装置
６０３ ：ポジショナ制御部
Ｃ３１～Ｃ３９、Ｃ７１～Ｃ７７：サーボコントローラ
Ｄ３１～Ｄ３７、Ｄ７１～Ｄ７７：関節駆動装置
Ｅ３１～Ｅ３９、Ｅ７１～Ｅ７７：エンコーダ
Ｊ３１～Ｊ３９、Ｊ７１～Ｊ７７：関節
Ｍ３１～Ｍ３９、Ｍ７１～Ｍ７７：サーボモータ
Ｒ３１～Ｒ３９、Ｒ７１～Ｒ７７：減速機
Ｓ ：マニピュレータアーム支持体
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】