特許 7566601 ロボット手術システムおよび表示方法

(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】2024-10-04

(45)【発行日】2024-10-15

(54)【発明の名称】ロボット手術システムおよび表示方法

(51)【国際特許分類】

   A61B 34/35 20160101AFI20241007BHJP

【ＦＩ】

A61B34/35

【請求項の数】 18

(21)【出願番号】P 2020200851

(22)【出願日】2020-12-03

(65)【公開番号】P2022088805

(43)【公開日】2022-06-15

【審査請求日】2023-10-12

(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

(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

(74)【代理人】

【識別番号】100104433

【弁理士】

【氏名又は名称】宮園 博一

(74)【代理人】

【識別番号】100202728

【弁理士】

【氏名又は名称】三森 智裕

(72)【発明者】

【氏名】川端 英雄

(72)【発明者】

【氏名】森本 高貴

【審査官】近藤 裕之

(56)【参考文献】

【文献】特開２００２－２５３５７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１９－５００９４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／１４５３４２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１６－０５２５２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０１８３５８５（ＵＳ，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】

ロボット手術システムであって、
手術部位の画像を取り込むための内視鏡と、
手術器具を支持するためのマニピュレータと、
前記内視鏡によって取り込まれた画像を表示するための表示装置、および、前記手術器具を操作するための操作ハンドルを含む遠隔操作装置と、
グラフィカルユーザインタフェースを生成し、前記グラフィカルユーザインタフェースを前記内視鏡によって取り込まれた画像上に重ねて前記表示装置に表示するように構成されている制御装置と、を備え、
前記グラフィカルユーザインタフェースは、
前記マニピュレータの動作可能範囲と、前記マニピュレータの動作可能範囲のうち前記操作ハンドルにより操作可能な操作可能範囲と、を示す第１グラフィカル表示を表示する第１エリアと、
前記操作ハンドルを操作可能範囲内に戻すため、および／または前記マニピュレータを動作可能範囲内に戻すために必要な前記操作ハンドルの操作を示す第２グラフィカル表示を表示する、前記第１エリアとは異なる第２エリアとを含み、
前記第２グラフィカル表示は、前記操作ハンドルの操作可能範囲の限界までの角度が第１閾値以下になったとき、および／または前記マニピュレータの動作可能範囲の限界までの角度が第２閾値以下になったときに表示される、ロボット手術システム。

【請求項2】

前記手術器具は、第１手術器具および第２手術器具を含み、
前記マニピュレータは、前記第１手術器具を支持するための第１マニピュレータと、前記第２手術器具を支持するための第２マニピュレータと、を含み、
前記操作ハンドルは、前記第１手術器具を操作するための第１操作ハンドルと、前記第２手術器具を操作するための第２操作ハンドルと、を含み、
前記第１グラフィカル表示を表示する前記第１エリア、および、前記第２グラフィカル表示を表示する前記第２エリアは、各々、前記第１マニピュレータおよび前記第２マニピュレータごとに別個に設けられている、請求項１に記載のロボット手術システム。

【請求項3】

操作者から見て、前記第１操作ハンドルは、左右方向の一方側に配置され、前記第２操作ハンドルは、前記左右方向の他方側に配置されており、
前記第１マニピュレータ用の前記第１エリアおよび前記第２エリアは、前記表示装置において、前記左右方向における一方側に表示され、
前記第２マニピュレータ用の前記第１エリアおよび前記第２エリアは、前記表示装置において、前記左右方向における他方側に表示される、請求項２に記載のロボット手術システム。

【請求項4】

前記第１グラフィカル表示は、前記マニピュレータの現在位置をさらに示し、前記マニピュレータの現在位置として、前記操作ハンドルの操作可能範囲内における前記マニピュレータの現在位置が表示される、請求項１～３のいずれか１項に記載のロボット手術システム。

【請求項5】

前記マニピュレータの動作可能範囲と、前記操作ハンドルの操作可能範囲とは、前記画像上において線の長さにより表され、
前記マニピュレータの動作可能範囲を表す線の長さは固定され、
前記操作ハンドルの操作可能範囲を表す線の長さは、前記操作ハンドルの移動に伴って伸縮する、請求項１～４のいずれか１項に記載のロボット手術システム。

【請求項6】

前記操作ハンドルの操作可能範囲と、前記マニピュレータの動作可能範囲とのずれ量が識別可能なように、前記操作ハンドルの操作可能範囲を表す線と前記マニピュレータの動作可能範囲を表す線とが重ねて表示され、
前記マニピュレータの動作可能範囲に対する前記操作ハンドルの操作可能範囲のずれ方向が識別可能なように、前記マニピュレータの動作可能範囲を表す線に対して、前記操作ハンドルの操作可能範囲を表す線が前記ずれ方向に偏らせて表示されている、請求項５に記載のロボット手術システム。

【請求項7】

前記線の長さによって表される前記マニピュレータの動作可能範囲の表示は、前記動作可能範囲の中央を示す印部をさらに含む、請求項５または６に記載のロボット手術システム。

【請求項8】

前記第２グラフィカル表示は、前記操作ハンドルを回転させる方向を示す、請求項１～７のいずれか１項に記載のロボット手術システム。

【請求項9】

前記操作ハンドルを回転させる方向は、前記操作ハンドルを回転させる方向に対応する、円弧と前記円弧の先端に設けられる矢印とにより表される、請求項８に記載のロボット手術システム。

【請求項10】

前記円弧は、前記操作ハンドルの回転角度に対応する長さを有する、請求項９に記載のロボット手術システム。

【請求項11】

前記第２エリアには、前記操作ハンドルを回転させる角度がさらに表示される、請求項１～１０のいずれか１項に記載のロボット手術システム。

【請求項12】

前記遠隔操作装置は、前記マニピュレータと前記操作ハンドルとの操作接続を一時切断するためのクラッチ操作を実行するための入力装置をさらに備える、請求項１～１１のいずれか１項に記載のロボット手術システム。

【請求項13】

前記第２エリアには、前記クラッチ操作が必要であることを示すクラッチ用グラフィカル表示がさらに表示される、請求項１２に記載のロボット手術システム。

【請求項14】

前記第２グラフィカル表示は、前記入力装置が操作されたときに表示される、請求項１２または１３に記載のロボット手術システム。

【請求項15】

前記第２グラフィカル表示は、前記マニピュレータと前記操作ハンドルとの操作接続を行うときに表示される、請求項１～１４のいずれか１項に記載のロボット手術システム。

【請求項16】

前記第１エリアと前記第２エリアとは、隣り合うように設けられている、請求項１～１５のいずれか１項に記載のロボット手術システム。

【請求項17】

前記第１グラフィカル表示および前記第２グラフィカル表示は、表示される状態と、表示されない状態とを切り替え可能に構成されている、請求項１～１６のいずれか１項に記載のロボット手術システム。

【請求項18】

手術部位の画像を取り込むための内視鏡によって取り込まれた画像を取得するステップと、
グラフィカルユーザインタフェースを生成し、前記グラフィカルユーザインタフェースを前記内視鏡によって取り込まれた画像上に重ねて、表示装置に表示するステップとを備え、
前記グラフィカルユーザインタフェースを表示するステップは、
手術器具を支持するためのマニピュレータの動作可能範囲と、前記マニピュレータの動作可能範囲のうち、前記手術器具を操作するための操作ハンドルにより操作可能な操作可能範囲と、を示す第１グラフィカル表示を前記グラフィカルユーザインタフェースの第１エリアに表示するステップと、
前記操作ハンドルを操作可能範囲内に戻すため、および／または前記マニピュレータを動作可能範囲内に戻すために必要な前記操作ハンドルの操作を示す第２グラフィカル表示を、前記グラフィカルユーザインタフェースの前記第１エリアとは異なる第２エリアに表示するステップと、を含み、
前記第２グラフィカル表示は、前記操作ハンドルの操作可能範囲の限界までの角度が第１閾値以下になったとき、および／または前記マニピュレータの動作可能範囲の限界までの角度が第２閾値以下になったときに表示される、表示方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、ロボット手術システムおよび表示方法に関し、特に、グラフィカルユーザインタフェースを内視鏡によって取り込まれた画像上に重ねて表示するロボット手術システムおよび表示方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、グラフィカルユーザインタフェースを内視鏡によって取り込まれた画像上に重ねて表示するロボット手術システムが知られている（たとえば、特許文献１参照）。

【0003】

上記特許文献１には、エンドエフェクタを含む機器と、エンドエフェクタを操作するハンドコントローラと、ディスプレイとを備えるロボット手術システムが開示されている。このロボット手術システムでは、ディスプレイには、手術作業空間（内視鏡によって取り込まれた画像）と、手術作業空間内でのエンドエフェクタの動きの限界を示す境界を含むエンドエフェクタ移動領域と、エンドエフェクタの現在の空間位置の二次元投影とを含む、グラフィック描写（グラフィカルユーザインタフェース）が表示される。

【0004】

上記特許文献１に記載のロボット手術システムでは、エンドエフェクタを操作するハンドコントローラが、操作可能範囲の限界に達する場合がある。この場合、ハンドコントローラとエンドエフェクタとの操作接続を切った上で、ハンドコントローラを操作することにより、操作可能範囲内に戻す必要がある。また、上記ロボット手術システムでは、エンドエフェクタは、動きの限界に達する場合がある。この場合、ハンドコントローラを操作することにより、エンドエフェクタを動作可能な範囲内に戻す必要がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特表２０１９－５００９４５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では、ハンドコントローラが、操作可能範囲の限界に達したとき、および、エンドエフェクタ（マニピュレータ）が動作の限界（動作可能範囲の限界）に達したときに、操作者がハンドコントローラ（操作ハンドル）をどのように操作すればハンドコントローラを操作可能範囲内に、および、エンドエフェクタを動作可能範囲内に戻すことができるのかを認識することが困難であるという問題点がある。

【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、操作者が、操作ハンドルを操作可能範囲に戻すため、および／またはマニピュレータを動作可能範囲に戻すための操作ハンドルの操作を容易に認識することが可能なロボット手術システムおよび表示方法を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

この発明の第１の局面によるロボット手術システムは、ロボット手術システムであって、手術部位の画像を取り込むための内視鏡と、手術器具を支持するためのマニピュレータと、内視鏡によって取り込まれた画像を表示するための表示装置、および、手術器具を操作するための操作ハンドルを含む遠隔操作装置と、グラフィカルユーザインタフェースを生成し、グラフィカルユーザインタフェースを内視鏡によって取り込まれた画像上に重ねて表示装置に表示するように構成されている制御装置と、を備え、グラフィカルユーザインタフェースは、マニピュレータの動作可能範囲と、マニピュレータの動作可能範囲のうち操作ハンドルにより操作可能な操作可能範囲と、を示す第１グラフィカル表示を表示する第１エリアと、操作ハンドルを操作可能範囲内に戻すため、および／またはマニピュレータを動作可能範囲内に戻すために必要な操作ハンドルの操作を示す第２グラフィカル表示を表示する、第１エリアとは異なる第２エリアとを含み、第２グラフィカル表示は、操作ハンドルの操作可能範囲の限界までの角度が第１閾値以下になったとき、および／またはマニピュレータの動作可能範囲の限界までの角度が第２閾値以下になったときに表示される。

【0009】

この発明の第１の局面によるロボット手術システムでは、上記のように、グラフィカルユーザインタフェースは、操作ハンドルを操作可能範囲内に戻すため、および／またはマニピュレータを動作可能範囲内に戻すために必要な操作ハンドルの操作を示す第２グラフィカル表示を表示する、第１エリアとは異なる第２エリアを含む。ここで、ロボット手術システムでは、操作ハンドルによって受け付けられた操作量に対してマニピュレータの移動量が小さくなるように変更される（スケーリング）場合がある。この場合、マニピュレータが動作可能範囲内であっても、操作ハンドルが操作可能範囲外になるという状況が生じ易く、操作者は、操作ハンドルとマニピュレータとの操作接続を切断して操作ハンドルを操作可能範囲内に戻す必要がある。また、このような操作を繰り返すうちにマニピュレータが動作限界に達することがあり、操作者は、マニピュレータを動作可能範囲内に戻す必要がある。そこで、上記ように構成することによって、操作者は、グラフィカルユーザインタフェースの第２エリアを視認することにより、操作ハンドルを操作可能範囲内に戻すため、および／またはマニピュレータを動作可能範囲内に戻すために必要な操作ハンドルの操作を視認することができる。その結果、操作者が、操作ハンドルを操作可能範囲に戻すため、および／またはマニピュレータを動作可能範囲内に戻すための操作ハンドルの操作を容易に認識することができる。

【0010】

また、グラフィカルユーザインタフェースは、マニピュレータの動作可能範囲と、マニピュレータの動作可能範囲のうち操作ハンドルにより操作可能な操作可能範囲と、を示す第１グラフィカル表示を表示する第１エリアを含む。これにより、操作者は、グラフィカルユーザインタフェースの第１エリアを視認することにより、操作ハンドルが操作可能な操作可能範囲の限界に近づいているか否か、および、マニピュレータが動作可能範囲の限界に近づいているか否かを、容易に、認識することができる。

【0011】

この発明の第２の局面による表示方法は、手術部位の画像を取り込むための内視鏡によって取り込まれた画像を取得するステップと、グラフィカルユーザインタフェースを生成し、グラフィカルユーザインタフェースを内視鏡によって取り込まれた画像上に重ねて、表示装置に表示するステップとを備え、グラフィカルユーザインタフェースを表示するステップは、手術器具を支持するためのマニピュレータの動作可能範囲と、マニピュレータの動作可能範囲のうち、手術器具を操作するための操作ハンドルにより操作可能な操作可能範囲と、を示す第１グラフィカル表示をグラフィカルユーザインタフェースの第１エリアに表示するステップと、操作ハンドルを操作可能範囲内に戻すため、および／またはマニピュレータを動作可能範囲内に戻すために必要な操作ハンドルの操作を示す第２グラフィカル表示を、グラフィカルユーザインタフェースの第１エリアとは異なる第２エリアに表示するステップと、を含み、第２グラフィカル表示は、操作ハンドルの操作可能範囲の限界までの角度が第１閾値以下になったとき、および／またはマニピュレータの動作可能範囲の限界までの角度が第２閾値以下になったときに表示される。

【0012】

この発明の第２の局面による表示方法では、上記のように、グラフィカルユーザインタフェースを表示するステップは、操作ハンドルを操作可能範囲内に戻すため、および／またはマニピュレータを動作可能範囲内に戻すために必要な操作ハンドルの操作を示す第２グラフィカル表示を、グラフィカルユーザインタフェースの第１エリアとは異なる第２エリアに表示するステップを含む。ここで、ロボット手術システムでは、操作ハンドルによって受け付けられた操作量に対してマニピュレータの移動量が小さくなるように変更される（スケーリング）場合がある。この場合、マニピュレータが動作可能範囲内であっても、操作ハンドルが操作可能範囲外になるという状況が生じ易く、操作者は、操作ハンドルとマニピュレータとの操作接続を切断して操作ハンドルを操作可能範囲内に戻す必要がある。また、このような操作を繰り返すうちにマニピュレータが動作限界に達することがあり、操作者は、マニピュレータを動作可能範囲内に戻す必要がある。そこで、上記ように構成することによって、操作者は、グラフィカルユーザインタフェースの第２エリアを視認することにより、操作ハンドルを操作可能範囲内に戻すため、および／またはマニピュレータを動作可能範囲内に戻すために必要な操作ハンドルの操作を視認することができる。その結果、操作者が、操作ハンドルを操作可能範囲に戻すため、および／またはマニピュレータを動作可能範囲内に戻すための操作ハンドルの操作を容易に認識することが可能な表示方法を提供することができる。

【0013】

また、グラフィカルユーザインタフェースを表示するステップは、手術器具を支持するためのマニピュレータの動作可能範囲と、マニピュレータの動作可能範囲のうち、手術器具を操作するための操作ハンドルにより操作可能な操作可能範囲と、を示す第１グラフィカル表示をグラフィカルユーザインタフェースの第１エリアに表示するステップを含む。これにより、操作者は、グラフィカルユーザインタフェースの第１エリアを視認することにより、操作ハンドルが操作可能な操作可能範囲の限界に近づいているか否か、および、マニピュレータが動作可能範囲の限界に近づいているか否かを、容易に、認識することが可能な表示方法を提供することができる。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、操作者が、操作ハンドルを操作可能範囲に戻すため、および／またはマニピュレータを動作可能範囲に戻すための操作ハンドルの操作を容易に認識することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の第１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】本発明の第１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】本発明の第１実施形態による操作ハンドルの構成を示す図である。

【図4】本発明の第１実施形態によるフットペダルの構成を示す図である。

【図5】本発明の第１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6】鉗子を示す図である。

【図7】本発明の第１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8】内視鏡を示す図である。

【図9】ピボット位置教示器具を示す図である。

【図10】アームの並進移動を説明するための図である。

【図11】アームの回転移動を説明するための図である。

【図12】本発明の第１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13】内視鏡によって取り込まれた画像、および、グラフィカルユーザインタフェースを示す図である。

【図14】グラフィカルユーザインタフェースのエリアを示す図である。

【図15】クラッチエリアの表示を説明するための図である。

【図16】医療器具エリアの表示を説明するための図である。

【図17】左ポップアップエリアの表示を説明するための図である。

【図18】右ポップアップエリアの表示を説明するための図である。

【図19】第１グラフィカル表示を説明するための図である。

【図20】第２グラフィカル表示を説明するための図である。

【図21】遠隔操作装置のタッチパネルの表示を説明するための図である。

【図22】操作ハンドルの操作を説明するための図（ケースＡ）である。

【図23】操作ハンドルの操作を説明するための図（ケースＢ）である。

【図24】操作ハンドルの操作を説明するための図（ケースＣ）である。

【図25】操作ハンドルの操作を説明するための図（ケースＤ）である。

【図26】本発明の第１実施形態による外科手術システムの表示方法を説明するためのフロー図である。

【図27】本発明の第２実施形態による操作ハンドルの操作を説明するための図（ケースＥ）である。

【図28】本発明の第２実施形態による操作ハンドルの操作を説明するための図（ケースＦ）である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。

【0017】

［第１実施形態］
図１～図２６を参照して、第１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。操作者（医師など）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、外科手術システム１００は、特許請求の範囲の「ロボット手術システム」の一例である。

【0018】

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、操作ハンドル２１と、フットペダル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。操作ハンドル２１は、操作者（医師など）が指令を入力するための操作用のハンドルを構成する。なお、モニタ２４は、特許請求の範囲の「表示装置」の一例である。

【0019】

操作ハンドル２１は、医療器具４を操作するように構成されている。また、操作ハンドル２１は、医療器具４に対する操作量を受け付ける。操作ハンドル２１は、操作者（医師など）から見て、左側に配置され、操作者の左手により操作される操作ハンドル２１Ｌと、右側に配置され、操作者の右手により操作される操作ハンドル２１Ｒと、を含んでいる。

【0020】

また、図３に示すように、操作ハンドル２１は、リンク部２１ａ、リンク部２１ｂ、リンク部２１ｃ、操作者（医師など）が操作するリンク部２１ｄとを含む。リンク部２１ａは、Ａ４軸周りに回動する。リンク部２１ａがＡ４軸周りに回動されることにより、後述するアーム部６１がＪＴ４軸周りに回動する。リンク部２１ｂは、リンク部２１ａに対して、Ａ５軸周りに回動する。リンク部２１ｂがＡ５軸周りに回動されることにより、後述するアーム部６１がＪＴ５軸周りに回動する。リンク部２１ｃは、リンク部２１ｂに対して、Ａ６軸周りに回動する。リンク部２１ｃがＡ６軸周りに回動されることにより、アーム部６１がＪＴ６軸周りに回動する。リンク部２１ｄは、リンク部２１ｃに対して、Ａ７軸周りに回動する。リンク部２１ｄがＡ７軸周りに回動されることにより、アーム部６１がＪＴ７軸周りに回動する。なお、医療器具４は、特許請求の範囲の「手術器具」、「第１手術器具」および「第２手術器具」の一例である。また、操作ハンドル２１Ｌおよび操作ハンドル２１Ｒは、それぞれ、特許請求の範囲の「第１操作ハンドル」および「第２操作ハンドル」の一例である。

【0021】

また、操作ハンドル２１は、操作ハンドル２１によって受け付けられた操作量に対してアーム６０（医療器具４）の移動量が変更（スケーリング）される。たとえば、移動量の倍率が１／２倍に設定されている場合、医療器具４は、操作ハンドル２１の移動距離の１／２の移動距離を移動するよう制御される。これによって、精細な手術を精確に行うことができる。なお、アーム６０は、特許請求の範囲の「マニピュレータ」の一例である。

【0022】

図４に示すように、フットペダル２２は、医療器具４に関する機能を実行するように複数設けられている。また、複数のフットペダル２２は、基台部２８に配置されている。フットペダル２２は、切替ペダル２２ａと、クラッチペダル２２ｂと、カメラペダル２２ｃと、切開ペダル２２ｄと、凝固ペダル２２ｅとを含んでいる。切替ペダル２２ａと、クラッチペダル２２ｂと、カメラペダル２２ｃと、切開ペダル２２ｄと、凝固ペダル２２ｅとは、操作者の足により操作される。また、切開ペダル２２ｄは、右側のアーム６０用の切開ペダル２２ｄＲと、左側のアーム６０用の切開ペダル２２ｄＬとを含む。また、凝固ペダル２２ｅは、右側のアーム６０用の凝固ペダル２２ｅＲと、左側のアーム６０用の凝固ペダル２２ｅＬとを含む。なお、クラッチペダル２２ｂは、特許請求の範囲の「入力装置」の一例である。

【0023】

切替ペダル２２ａは、操作ハンドル２１で動作させるアーム６０を切り替えるように構成されている。第１実施形態では、クラッチペダル２２ｂは、アーム６０と操作ハンドル２１との操作接続を一時切断するクラッチ操作を実行するように構成されている。クラッチペダル２２ｂが操作者によって踏み込まれている間、操作ハンドル２１による操作が、アーム６０に伝達されなくなる。また、カメラペダル２２ｃが操作者によって踏み込まれている間、操作ハンドル２１（操作ハンドル２１Ｒ、操作ハンドル２１Ｌ）によって、内視鏡６（内視鏡６が取り付けられたアーム６０）を操作することが可能になる。切開ペダル２２ｄ（凝固ペダル２２ｅ）が操作者によって踏み込まれている間、図示しない電気手術装置が起動する。

【0024】

図１に示すように、モニタ２４は、内視鏡６によって取り込まれた画像ｇｒ（図１３参照）を表示するためのスコープ型表示装置である。支持アーム２５は、モニタ２４の高さを操作者（医師など）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操作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。操作者は、モニタ２４により患部を視認しながら、操作ハンドル２１およびフットペダル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。

【0025】

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。

【0026】

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。

【0027】

図１および図２に示す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。また、アーム６０は、医療器具４を支持する。なお、アーム６０は、特許請求の範囲の「マニピュレータ」の一例である。また、医療器具４は、特許請求の範囲の「手術器具」の一例である。

【0028】

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次元に移動させるように構成されている。

【0029】

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。

【0030】

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、手術部位の画像ｇｒを取り込むための内視鏡６（図８参照）などを含む。

【0031】

図５に示すように、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、鉗子４ｂが設けられている。

【0032】

また、図６に示すように、インストゥルメントは、エンドエフェクタ部材１０４ａおよび１０４ｂの基端側を先端側でＪＴ１１軸周りに回転可能に支持する第１支持体４ｅと、第１支持体４ｅの基端側を先端側でＪＴ１０軸周りに回転可能に支持する第２支持体４ｆと、第２支持体４ｆの基端側に接続されるシャフト４ｃとを含む。被駆動ユニット４ａと、シャフト４ｃと、第２支持体４ｆと、第１支持体４ｅと、鉗子４ｂとは、Ｚ方向に沿って配置されている。ＪＴ１１軸は、シャフト４ｃが延びる方向（Ｚ方向）に対して直交する。また、ＪＴ１０軸は、シャフト４ｃが延びる方向においてＪＴ１１軸と離間しかつシャフト４ｃが延びる方向およびＪＴ１１軸に対して直交する。

【0033】

第１支持体４ｅには、ＪＴ１１軸の軸線周りに回転するように鉗子４ｂが取り付けられている。また、第２支持体４ｆは、第１支持体４ｅをＪＴ１０軸について回転可能に支持している。つまり、第２支持体４ｆにはＪＴ１０軸の軸線周りに回転するように第１支持体４ｅが取り付けられている。また、第１支持体４ｅの先端側（Ｚ１方向側）の部分は、Ｕ字形状を有している。第１支持体４ｅのＵ字形状の先端側の部分のＪＴ１１軸の軸線における中央部にツールセンタポイント（ＴＣＰ１、クレビス）が設定されている。

【0034】

また、医療器具４（鉗子４ｂ）は、シャフト４ｃの回転軸（シャフト４ｃが延びる方向に沿った軸）としてのＪＴ９軸と、鉗子４ｂの開閉軸としてのＪＴ１２軸とを備えている。なお、アーム６０のホルダ７１に設けられたサーボモータＭ２は、複数（たとえば、４個）設けられており、複数のサーボモータＭ２によって、被駆動ユニット４ａの回転体が駆動される。これにより、Ｊ９軸～Ｊ１２軸周りに、医療器具４が駆動される。

【0035】

また、図８に示すように、内視鏡６のＴＣＰ２は、内視鏡６の先端に設定されている。

【0036】

次に、アーム６０の構成について詳細に説明する。

【0037】

図５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次元に移動させるように構成されている。また、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。なお、複数のアーム６０は、互いに同様の構成を有する。

【0038】

図５に示すように、アーム６０は、回転軸としてのＪＴ１～ＪＴ７軸と、直動軸としてのＪ８軸とを備えている。ＪＴ１～ＪＴ７軸は、アーム部６１の関節部６４の回転軸に対応する。また、ＪＴ７軸は、並進移動機構部７０の基端側リンク部７２に対応する。ＪＴ８軸は、並進移動機構部７０の先端側リンク部７３を基端側リンク部７２に対してＺ方向に沿って相対的に移動させる軸に対応する。すなわち、図１２に示すサーボモータＭ１は、アーム６０のＪＴ１～ＪＴ７軸に対応するように設けられている。また、サーボモータＭ３は、ＪＴ８軸に対応するように設けられている。

【0039】

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１２参照）が収容されている。

【0040】

また、図７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。

【0041】

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。

【0042】

また、図７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１１参照）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、内視鏡６（図８参照）またはピボット位置教示器具７（図９）の先端が、患者Ｐの体表面Ｓに挿入されたトロカールＴの挿入位置に対応する位置まで移動された状態で、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、記憶部３２に記憶される。なお、ピボット位置ＰＰの教示において、ピボット位置ＰＰは、１つの点（座標）として設定され、ピボット位置ＰＰの教示は、医療器具４の方向を設定するものではない。

【0043】

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６０ｃ）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、６０ｂ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。具体的には、手術において、４つのアーム６０のうちの１つのアーム６０に内視鏡６が取り付けられ、３つのアーム６０に内視鏡６以外の医療器具４（鉗子４ｂなど）が取り付けられる。そして、内視鏡６が取り付けられているアーム６０に対して、内視鏡６が取り付けられた状態でピボット位置ＰＰが教示される。また、内視鏡６以外の医療器具４が取り付けられるアーム６０に対して、ピボット位置教示器具７が取り付けられた状態でピボット位置ＰＰが教示される。なお、内視鏡６は、互いに隣り合うように配置されている４つのアーム６０のうちの、中央に配置される２つのアーム６０（アーム６０ｂおよび６０ｃ）のうちのいずれかに取り付けられる。すなわち、ピボット位置ＰＰは、複数のアーム６０毎に個別に設定される。

【0044】

また、図７に示すように、操作部８０の面８０ｂには、アーム６０の位置を最適化するためのアジャストメントボタン８６が設けられている。内視鏡６が取り付けられたアーム６０に対するピボット位置ＰＰの教示後、アジャストメントボタン８６が押下されることにより、他のアーム６０（アームベース５０）の位置が最適化される。

【0045】

また、図７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１０参照）させるモードと、回転移動（図１１参照）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。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。

【0046】

また、モードインジケータ８４ａは、ピボット位置ＰＰが教示されたことを表示するピボット位置インジケータを兼ねている。

【0047】

図１０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１１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、鉗子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。

【0048】

また、図１２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。

【0049】

また、図１２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。

【0050】

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。

【0051】

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。

【0052】

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。

【0053】

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。

【0054】

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。

【0055】

また、図１２に示すように、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。

【0056】

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。

【0057】

また、図１２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。

【0058】

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。

【0059】

ここで、第１実施形態では、外科手術システム１００は、画像処理装置８を備えている。画像処理装置８は、グラフィカルユーザインタフェースＧ（図１４参照）を生成し、グラフィカルユーザインタフェースＧを内視鏡６によって取り込まれた画像ｇｒ（図１３参照）上に重ねて遠隔操作装置２のモニタ２４に表示するように構成されている。画像処理装置８は、内視鏡６から画像ｇｒを取り込むように構成されている。また、画像処理装置８は、アーム制御部３１ａからアーム６０の動作可能範囲の情報と、アーム６０の現在位置の情報とを取得する。また、画像処理装置８は、遠隔操作装置２から、操作ハンドル２１の操作可能範囲の情報と、操作ハンドル２１の現在位置の情報とを取得する。なお、画像処理装置８は、特許請求の範囲の「制御装置」の一例である。

【0060】

図１４に示すように、グラフィカルユーザインタフェースＧは、クラッチエリアＧ１を含む。図１５に示すように、クラッチエリアＧ１には、クラッチペダル２２ｂの状態が示される。図１５(ａ)は、クラッチペダル２２ｂが踏まれていない状態（ＯＦＦ状態）を示している。図１５(ｂ)は、操作者がクラッチペダル２２ｂに足を置いている状態（ホバー状態）を示している。図１５(ｃ)は、クラッチペダル２２ｂが踏まれている状態（ＯＮ状態）を示している。

【0061】

図１４に示すように、グラフィカルユーザインタフェースＧは、カメラエリアＧ２を含む。カメラエリアＧ２は、カメラペダル２２ｃの状態が表示される。

【0062】

図１４に示すように、グラフィカルユーザインタフェースＧは、ハンドエリアＧ３を含む。ハンドエリアＧ３は、各アーム６０の状態や、凝固ペダル２２ｅおよび切開ペダル２２ｄの状態が表示される。クラッチエリアＧ１、カメラエリアＧ２、および、ハンドエリアＧ３は、モニタ２４上において、下方側に表示される。

【0063】

図１４に示すように、グラフィカルユーザインタフェースＧは、医療器具エリアＧ４を含む。医療器具エリアＧ４は、各アーム６０に取り付けられた医療器具４の現在の使用回数／最大使用回数（図１６参照）が表示される。なお、現在の使用回数が最大使用回数に等しくなると、現在の使用回数が赤字で表示される。また、アーム６０に医療器具４が取り付けられていない場合、医療器具エリアＧ４には何も表示されない。医療器具エリアＧ４は、モニタ２４上において、クラッチエリアＧ１、カメラエリアＧ２、および、ハンドエリアＧ３の上方側に表示される。

【0064】

図１４に示すように、グラフィカルユーザインタフェースＧは、水準器エリアＧ５を含む。水準器エリアＧ５は、内視鏡６の角度情報が表示される。また、水準器エリアＧ５は、カメラペダル２２ｃが踏み込まれている間のみ表示される。

【0065】

図１４に示すように、グラフィカルユーザインタフェースＧは、左ポップアップエリアＧ６を含む。左ポップアップエリアＧ６は、フットペダル２２に足が置かれているホバー状態のときに、図１７（ａ）～（ｃ）に示すアイコンが表示される。図１７（ａ）は、凝固ペダル２２ｅＬと切開ペダル２２ｄＬに足が置かれているときに表示されるアイコンである。図１７（ｂ）は、クラッチペダル２２ｂに足が置かれているときに表示されるアイコンである。図１７（ｃ）は、カメラペダル２２ｃに足が置かれているときに表示されるアイコンである。左ポップアップエリアＧ６は、モニタ２４上において、左側側部に表示される。

【0066】

図１４に示すように、グラフィカルユーザインタフェースＧは、右ポップアップエリアＧ７を含む。右ポップアップエリアＧ７は、凝固ペダル２２ｅＲと切開ペダル２２ｄＲに足が置かれているときにアイコン（図１８）が表示される。右ポップアップエリアＧ７は、モニタ２４上において、右側側部に表示される。

【0067】

ここで、第１実施形態では、図１４に示すように、グラフィカルユーザインタフェースＧは、アーム６０の動作可能範囲と、アーム６０の動作可能範囲のうち操作ハンドル２１により操作可能な操作可能範囲と、を示す第１グラフィカル表示ＧＲ１（図１９参照）を表示する第１エリアＧ８を含む。また、グラフィカルユーザインタフェースＧは、操作ハンドル２１を操作可能範囲内に戻すため、および／または（第１実施形態では、「および」）アーム６０を動作可能範囲内に戻すために必要な操作ハンドル２１の操作を示す第２グラフィカル表示ＧＲ２（図２０参照）を表示する、第１エリアＧ８とは異なる第２エリアＧ９を含む。

【0068】

ここで、アーム６０の動作可能範囲とは、アーム６０のＪＴ９軸～ＪＴ１２軸の内のシャフト４ｃを回転させる軸の可動範囲を意味しており、正方向および負方向に２７０°回転する。また、操作ハンドル２１の操作可能範囲とは、Ａ７軸（ＪＴ７軸）の可動範囲を意味しており、正方向および負方向に２７０°回転する。

【0069】

また、第１実施形態では、第２グラフィカル表示ＧＲ２は、操作ハンドル２１の操作可能範囲の限界までの角度が第１閾値以下になったとき、および／または（第１実施形態では、「および」）アーム６０の動作可能範囲の限界までの角度が第２閾値以下になったときに表示される。なお、第１閾値および第２閾値は、たとえば、１０°である。

【0070】

また、第１実施形態では、操作ハンドル２１により操作可能なアーム６０は、２つである。たとえば、操作ハンドル２１Ｌによって、医療器具４を支持するための左アーム６０Ｌ（例えば、アーム６０ａ、図１参照）が操作される。また、操作ハンドル２１Ｒによって、医療器具４を支持するための右アーム６０Ｒ（例えば、アーム６０ｄ、図１参照）が操作される。そして、第１グラフィカル表示ＧＲ１を表示する第１エリアＧ８（第１エリアＧ８Ｌ、第１エリアＧ８Ｒ）、および、第２グラフィカル表示ＧＲ２を表示する第２エリアＧ９（第２エリアＧ９Ｌ、第２エリアＧ９Ｒ）は、各々、左アーム６０Ｌおよび右アーム６０Ｒごとに別個に設けられている。なお、左アーム６０Ｌおよび右アーム６０Ｒは、それぞれ、特許請求の範囲の「第１マニピュレータ」および「第２マニピュレータ」の一例である。

【0071】

具体的には、第１実施形態では、左アーム６０Ｌ用の第１エリアＧ８Ｌおよび第２エリアＧ９Ｌは、モニタ２４において、左右方向における一方側（左側）に表示されている。また、右アーム６０Ｒ用の第１エリアＧ８Ｒおよび第２エリアＧ９Ｒは、モニタ２４において、左右方向における他方側（右側）に表示されている。第１エリアＧ８Ｌおよび第２エリアＧ９Ｌは、モニタ２４の左上側（左ポップアップエリアＧ６の上方）に表示されている。第１エリアＧ８Ｒおよび第２エリアＧ９Ｒは、モニタ２４の右上側（右ポップアップエリアＧ７の上方）に表示される。また、モニタ２４上において、第１エリアＧ８Ｌ、第２エリアＧ９Ｌ、第１エリアＧ８Ｒおよび第２エリアＧ９Ｒの各々の高さ位置は、互いに略等しい。

【0072】

また、第１実施形態では、図１９に示すように、アーム６０の動作可能範囲と、操作ハンドル２１の操作可能範囲とは、画像ｇｒ上において線の長さにより表される。アーム６０の動作可能範囲は、モニタ２４上において、水平方向に延びる線Ｌ１の長さにより動作可能範囲が表されている。水平方向に延びる線Ｌ１の両端には、垂直方向に延びる境界線Ｌ２（アーム６０の機械的な限界点）が設けられている。

【0073】

また、第１実施形態では、線Ｌ１の長さによって表されるアーム６０の動作可能範囲の表示は、動作可能範囲の中央を示す垂直方向に延びる線Ｌ３をさらに含む。なお、線Ｌ３は、特許請求の範囲の「印部」の一例である。線Ｌ３の長さは、境界線Ｌ２の長さよりも小さい。

【0074】

また、操作ハンドル２１の操作可能範囲は、水平方向に延びる線Ｌ１０により表される。垂直方向において、線Ｌ１０の幅Ｗ１０は、線Ｌ１の幅Ｗ１よりも大きい。

【0075】

また、第１実施形態では、アーム６０の動作可能範囲を表す線Ｌ１の長さは固定され、操作ハンドル２１の操作可能範囲を表す線Ｌ１０の長さは、操作ハンドル２１の移動に伴って伸縮する。操作ハンドル２１が操作（回転）され、操作可能範囲が小さくなったときは、線Ｌ１０の長さが小さくなる。操作ハンドル２１が操作（回転）され、操作可能範囲が大きくなったときは、線Ｌ１０の長さが大きくなる。

【0076】

ここで、操作ハンドル２１によって受け付けられた操作量に対して医療器具４の移動量が変更（スケーリング）されている。つまり、操作ハンドル２１の操作量と医療器具４の移動量との比は、１：１の対応ではない。このため、操作ハンドル２１によって受け付けられた操作量よりも、医療器具４の移動量が小さくされる。これにより、操作ハンドル２１を操作可能範囲の限界まで操作させた場合でも、医療器具４は、動作可能範囲の限界まで移動しない。このとき、操作者は、医療器具４（アーム６０）と操作ハンドル２１との操作接続を一時切断し（クラッチ操作）、操作ハンドル２１を元の位置に戻して、操作ハンドル２１の操作可能範囲を広げる。このため、アーム６０（医療器具４）の動作可能範囲（長さＬ１）と、操作ハンドル２１の操作可能範囲（長さＬ１０）とがずれる。

【0077】

そこで、第１実施形態では、操作ハンドル２１の操作可能範囲と、アーム６０の動作可能範囲とのずれ量が識別可能なように、操作ハンドル２１の操作可能範囲を表す線Ｌ１０とアーム６０の動作可能範囲を表す線Ｌ１とが重ねて表示される。具体的には、操作ハンドル２１の操作可能範囲を表す線Ｌ１０の下端に接する（重なる）ように、動作可能範囲を表す線Ｌ１が表されている。

【0078】

また、第１実施形態では、アーム６０の動作可能範囲に対する操作ハンドル２１の操作可能範囲のずれ方向が識別可能なように、アーム６０の動作可能範囲を表す線Ｌ１に対して、操作ハンドル２１の操作可能範囲を表す線Ｌ１０がずれ方向に偏らせて表示されている。たとえば、図１９に示す例では、操作ハンドル２１の操作可能範囲を表す線Ｌ１０が、アーム６０の動作可能範囲を表す線Ｌ１に対して、右側に偏って表されている。この場合、アーム６０の動作可能範囲のうち、右側に偏った範囲のみが、操作ハンドル２１によって操作可能となる。

【0079】

また、第１実施形態では、第１グラフィカル表示ＧＲ１は、アーム６０の現在位置をさらに示す。アーム６０の現在位置として、操作ハンドル２１の操作可能範囲内におけるアーム６０の現在位置が表示される。具体的には、アーム６０の現在位置は、たとえば操作ハンドル２１の操作可能範囲の上方において、下向きの三角形の印部ＭＫによって表されている。

【0080】

また、第１実施形態では、図２０に示すように、操作ハンドル２１を操作可能範囲内に戻すため、および／または（第１実施形態では、「および」）アーム６０を動作可能範囲内に戻すために必要な操作ハンドル２１の操作を示す第２グラフィカル表示ＧＲ２は、操作ハンドル２１を回転させる方向を示す。操作ハンドル２１を回転させる方向は、操作ハンドル２１を回転させる方向に対応する、円弧ａ１と円弧ａ１の先端に設けられる矢印ａ２とにより表される。図２０に示す例では、操作ハンドル２１を右回り（時計回り）に３６０°回転させることを示すように、円弧ａ１と右回りの矢印ａ２とが表示されている。

【0081】

また、第１実施形態では、円弧ａ１は、操作ハンドル２１の回転角度に対応する長さを有する。第２グラフィカル表示ＧＲ２によって指示される操作ハンドル２１の回転角度は、３６０°と１８０°との２種類である。円弧ａ１は、３６０°に対応する比較的長い円弧ａ１と、１８０°に対応する比較的短い円弧ａ１とを含む。

【0082】

また、第１実施形態では、第２エリアＧ９には、操作ハンドル２１を回転させる角度がさらに表示される。第２エリアＧ９には、第２グラフィカル表示ＧＲ２によって指示される操作ハンドル２１の回転角度に対応して、「３６０°」という文字や「１８０°」という文字が表示される。「３６０°」という文字または「１８０°」という文字は、操作ハンドル２１を回転させる方向を示す円弧ａ１の内側に表示される。

【0083】

また、第１実施形態では、第２エリアＧ９には、アーム６０と操作ハンドル２１との操作接続を一時切断するためのクラッチ操作が必要であることを示すクラッチ用グラフィカル表示ａ３がさらに表示される。クラッチ用グラフィカル表示ａ３は、操作ハンドル２１を回転させる方向を示す円弧ａ１の内側に表示される。また、クラッチ用グラフィカル表示ａ３は、「３６０°」という文字または「１８０°」という文字の上方に表示される。

【0084】

また、図１４に示すように、第１実施形態では、第１エリアＧ８と第２エリアＧ９とは、隣り合うように設けられている。具体的には、モニタ２４において、第１エリアＧ８と第２エリアＧ９とは、水平方向に隣り合うように設けられている。

【0085】

また、第１実施形態では、第１グラフィカル表示ＧＲ１および第２グラフィカル表示ＧＲ２は、表示される状態と、表示されない状態とを切り替え可能に構成されている。具体的には、図２１に示すように、遠隔操作装置２のタッチパネル２３が操作されることにより、「ＨＣインジケータ表示」と、「ＨＣアクション表示」とのボタンが表示される。なお、ＨＣは、ハンドコントローラ（操作ハンドル２１）を意味している。そして、「ＨＣインジケータ表示」の「オン」が選択されると、第１グラフィカル表示ＧＲ１が常時表示される。また、「ＨＣインジケータ表示」の「オフ」が選択されると、第１グラフィカル表示ＧＲ１が表示されない。これにより操作に熟練した操作者にとって必要性の低い「ＨＣインジケータ表示」を容易に表示しないように設定することができる。

【0086】

また、第１実施形態では、第２グラフィカル表示ＧＲ２は、クラッチペダル２２ｂが操作されたときに表示される。また、第２グラフィカル表示ＧＲ２は、アーム６０と操作ハンドル２１との操作接続を行うときに表示される。具体的には、「ＨＣアクション表示」の「オン」が選択されると、第２グラフィカル表示ＧＲ２は、操作接続（マッチンググリップ：操作ハンドル２１のグリップと医療器具４の先端部との同期）の処理中、クラッチペダル２２ｂが踏み込まれているとき、操作ハンドル２１の操作可能範囲の限界までの角度が第１閾値（たとえば、１０°）以下になったとき、および、アーム６０の動作可能範囲の限界までの角度が第２閾値（たとえば、１０°）以下になったときに表示される。また、「ＨＣアクション表示」の「オフ」が選択されると、第２グラフィカル表示ＧＲ２は表示されない。

【0087】

図１４に示すように、グラフィカルユーザインタフェースＧは、ステータスエリアＧ１０を含む。ステータスエリアＧ１０には、医療用マニピュレータ１の内蔵バッテリの残量、モニタ２４の明るさ／コントラスト、ラップタイム、手術経過時間などの情報が表示される。

【0088】

次に、アーム６０の動作可能範囲と、操作ハンドル２１の操作可能範囲とのずれの修正について説明する。

【0089】

（ケースＡ）
図２２に示すように、ケースＡの状態では、操作ハンドル２１の比較的小さい操作可能範囲が左側に偏って表示され、かつ、アーム６０の現在位置（三角形の印部ＭＫ）は、操作ハンドル２１の操作可能範囲の右端に位置している。つまり、操作ハンドル２１は、左方向において余裕を有し、右方向において操作限界である。また、アーム６０は、左右の両方向において余裕を有する。ケースＡの状態では、操作ハンドル２１の操作可能範囲を右方向に広げる必要がある。

【0090】

そして、ケースＡの状態では、第２エリアＧ９には、クラッチ用グラフィカル表示ａ３と、操作ハンドル２１を左回りに３６０°回転させること示す円弧ａ１および矢印ａ２と、「３６０°」の文字とが表示される。そして、操作者により、クラッチペダル２２ｂが踏み込まれた状態で、操作ハンドル２１が左回りに３６０°回転されること（操作）により、操作ハンドル２１の操作可能範囲が右方向に広がる。そして、第２エリアＧ９の表示は消える。

【0091】

（ケースＢ）
図２３に示すように、ケースＢの状態では、操作ハンドル２１の比較的小さい操作可能範囲が右側に偏って表示され、かつ、アーム６０の現在位置（三角形の印部ＭＫ）は、操作ハンドル２１の操作可能範囲の左端に位置している。つまり、操作ハンドル２１は、左方向において操作限界であり、右方向において余裕を有する。また、アーム６０は、左右の両方向において余裕を有する。ケースＢの状態では、操作ハンドル２１の操作可能範囲を左方向に広げる必要がある。

【0092】

そして、ケースＢの状態では、第２エリアＧ９には、クラッチ用グラフィカル表示ａ３と、操作ハンドル２１を右回りに３６０°回転させること示す円弧ａ１および矢印ａ２と、「３６０°」の文字とが表示される。そして、操作者により、クラッチペダル２２ｂが踏み込まれた状態で、操作ハンドル２１が右回りに３６０°回転されること（操作）により、操作ハンドル２１の操作可能範囲が左方向に広がる。そして、第２エリアＧ９の表示は消える。

【0093】

（ケースＣ）
図２４に示すように、ケースＣの状態では、アーム６０の現在位置（三角形の印部ＭＫ）は、操作ハンドル２１の操作可能範囲の左端に位置している。つまり、操作ハンドル２１は、左方向において操作限界であり、右方向において余裕を有する。また、アーム６０は、左方向において動作限界であり、右方向において余裕を有する。ケースＣの状態では、アーム６０を、左右の両方向に動作可能な位置に移動させる必要がある。

【0094】

そして、ケースＣの状態では、第２エリアＧ９には、操作ハンドル２１を右回りに３６０°回転させること示す円弧ａ１および矢印ａ２と、「３６０°」の文字とが表示される。そして、ケースＥの状態では、操作者により、クラッチペダル２２ｂが踏み込まれない状態で、操作ハンドル２１が右回りに３６０°回転されること（操作）により、アーム６０が右方向に移動する。そして、第２エリアＧ９の表示は消える。

【0095】

（ケースＤ）
図２５に示すように、ケースＤの状態では、アーム６０の現在位置（三角形の印部ＭＫ）は、操作ハンドル２１の操作可能範囲の右端に位置している。つまり、操作ハンドル２１は、左方向において余裕を有し、右方向において操作限界である。また、アーム６０は、左方向において余裕を有し、右方向において動作限界である。ケースＤの状態では、アーム６０を、左右の両方向に動作可能な位置に移動させる必要がある。

【0096】

そして、ケースＤの状態では、第２エリアＧ９には、操作ハンドル２１を左回りに３６０°回転させること示す円弧ａ１および矢印ａ２と、「３６０°」の文字とが表示される。そして、ケースＦの状態では、操作者により、クラッチペダル２２ｂが踏み込まれない状態で、操作ハンドル２１が左回りに３６０°回転されること（操作）により、アーム６０が左方向に移動する。そして、第２エリアＧ９の表示は消える。

【0097】

（表示方法）
次に、図２６を参照して、外科手術システム１００におけるモニタ２４へのグラフィカルユーザインタフェースＧの表示方法について説明する。なお、グラフィカルユーザインタフェースＧの生成は、画像処理装置８によって行われる。また、以下の説明では、マッチンググリップの処理中、および、クラッチペダル２２ｂが踏み込まれているときに表示される第２グラフィカル表示ＧＲ２の表示動作は、省略されている。

【0098】

まず、ステップＳ１において、画像処理装置８は、手術部位の画像ｇｒを取り込むための内視鏡６によって取り込まれた画像ｇｒを取得する。

【0099】

次に、ステップＳ２において、第１実施形態では、画像処理装置８は、アーム６０の動作可能範囲と、アーム６０の動作可能範囲のうち操作ハンドル２１により操作可能な操作可能範囲と、を示す第１グラフィカル表示ＧＲ１を表示する第１エリアＧ８を含むグラフィカルユーザインタフェースＧを生成する。また、画像処理装置８は、アーム６０を動作可能範囲内に戻すため、および、操作ハンドル２１を操作可能範囲内に戻すために必要な操作ハンドル２１の操作を示す第２グラフィカル表示ＧＲ２を表示する、第１エリアＧ８とは異なる第２エリアＧ９を生成する。

【0100】

次に、ステップＳ３において、画像処理装置８は、遠隔操作装置２のタッチパネル２３において、「ＨＣインジケータ表示」の「オン」が選択されているか否かを判定する。

【0101】

次に、ステップＳ３においてｙｅｓの場合、ステップＳ４において、画像処理装置８は、第１グラフィカル表示ＧＲ１を表示する第１エリアＧ８を、内視鏡６によって取り込まれた画像ｇｒ上に重ねてモニタ２４に表示する。ステップＳ３においてｎｏの場合、ステップＳ５に進む。

【0102】

次に、ステップＳ５において、画像処理装置８は、アーム６０の動作可能範囲の限界までの角度が第１閾値以下になったか、または、操作ハンドル２１の操作可能範囲の限界までの角度が第２閾値以下になったか否かを判定する。

【0103】

次に、ステップＳ５においてｙｅｓの場合、ステップＳ６において、画像処理装置８は、遠隔操作装置２のタッチパネル２３において、「ＨＣアクション表示」の「オン」が選択されているか否かを判定する。

【0104】

ステップＳ６においてｙｅｓの場合、ステップＳ７において、画像処理装置８は、第２グラフィカル表示ＧＲ２を表示する第２エリアＧ９を、内視鏡６によって取り込まれた画像ｇｒ上に重ねてモニタ２４に表示する。ステップＳ５（ステップＳ６）においてｎｏの場合、ステップＳ１に戻る。

【0105】

上記のステップＳ１～Ｓ７の動作は、アーム６０の動作中、常に行われるとともに、操作ハンドル２１によって操作される２つのアーム６０毎に行なわれる。

【0106】

［第１実施形態の効果］
第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

【0107】

第１実施形態による外科手術システム１００および表示方法では、上記のように、グラフィカルユーザインタフェースＧは、アーム６０を動作可能範囲内に戻すため、および／または操作ハンドル２１を操作可能範囲内に戻すために必要な操作ハンドル２１の操作を示す第２グラフィカル表示ＧＲ２を表示する、第１エリアＧ８とは異なる第２エリアＧ９を含む。ここで、外科手術システム１００では、操作ハンドル２１によって受け付けられた操作量に対してアーム６０の移動量が小さくなるように変更される（スケーリング）場合がある。この場合、アーム６０が動作可能範囲内であっても、操作ハンドル２１が操作可能範囲外になるという状況が生じ易く、操作者は、操作ハンドル２１とアーム６０との操作接続を切断して操作ハンドル２１を操作可能範囲内に戻す必要がある。また、このような操作を繰り返すうちにアーム６０が動作限界に達することがあり、操作者は、アーム６０を動作可能範囲内に戻す必要がある。そこで、上記ように構成することによって、操作者は、グラフィカルユーザインタフェースＧの第２エリアＧ９を視認することにより、操作ハンドル２１を操作可能範囲内に戻すため、および／またはアーム６０を動作可能範囲内に戻すために必要な操作ハンドル２１の操作を視認することができる。その結果、操作者が、操作ハンドル２１を操作可能範囲に戻すため、および／またはアーム６０を動作可能範囲に戻すための操作ハンドル２１の操作を容易に認識することができる。

【0108】

また、グラフィカルユーザインタフェースＧは、アーム６０の動作可能範囲と、アーム６０の動作可能範囲のうち操作ハンドル２１により操作可能な操作可能範囲と、を示す第１グラフィカル表示ＧＲ１を表示する第１エリアＧ８を含む。これにより、操作者は、グラフィカルユーザインタフェースＧの第１エリアＧ８を視認することにより、操作ハンドル２１が操作可能な操作可能範囲の限界に近づいているか否か、および、アーム６０が動作可能範囲の限界に近づいているか否かを、容易に、認識することができる。

【0109】

また、第１実施形態では、上記のように、第２グラフィカル表示ＧＲ２は、操作ハンドル２１の操作可能範囲の限界までの角度が第１閾値以下になったとき、および／またはアーム６０の動作可能範囲の限界までの角度が第２閾値以下になったときに表示される。これにより、操作ハンドル２１の操作可能範囲の限界までの角度が第１閾値よりも大きいとき、および／またはアーム６０の動作可能範囲の限界までの角度が第２閾値よりも大きいときには、第２グラフィカル表示ＧＲ２は表示されないので、第２グラフィカル表示ＧＲ２が操作者のモニタ２４の視認の妨げになるのを抑制することができる。また。第２グラフィカル表示ＧＲ２は、操作ハンドル２１の操作可能範囲の限界までの角度が第１閾値よりも大きいとき、および／またはアーム６０の動作可能範囲の限界までの角度が第２閾値よりも大きいときに表示されるので、操作ハンドル２１が操作可能範囲の限界に近付いたこと、および／またはアーム６０が動作可能範囲の限界に近づいたことを、操作者が容易に認識することができる。

【0110】

また、第１実施形態では、上記のように、アーム６０は、左アーム６０Ｌと右アーム６０Ｒと、を含み、操作ハンドル２１は、操作ハンドル２１Ｌと操作ハンドル２１Ｒと、を含み、第１グラフィカル表示ＧＲ１を表示する第１エリアＧ８、および、第２グラフィカル表示ＧＲ２を表示する第２エリアＧ９は、各々、左アーム６０Ｌおよび右アーム６０Ｒごとに別個に設けられている。これにより、第１グラフィカル表示ＧＲ１を表示する第１エリアＧ８、および、第２グラフィカル表示ＧＲ２を表示する第２エリアＧ９は、各々、左アーム６０Ｌおよび右アーム６０Ｒごとに別個に設けられているので、操作者は、左アーム６０Ｌに対する操作ハンドル２１Ｌの操作と、右アーム６０Ｒに対する操作ハンドル２１Ｒの操作とを、容易に、区別して認識することができる。

【0111】

また、第１実施形態では、上記のように、操作者から見て、操作ハンドル２１Ｌは、左右方向の一方側（左側）に配置され、操作ハンドル２１Ｒは、左右方向の他方側（右側）に配置されており、左アーム６０Ｌ用の第１エリアＧ８Ｌおよび第２エリアＧ９Ｌは、モニタ２４において、左右方向における一方側（左側）に表示され、右アーム６０Ｒ用の第１エリアＧ８Ｒおよび第２エリアＧ９Ｒは、モニタ２４において、左右方向における他方側（右側）に表示される。これにより、操作ハンドル２１Ｌおよび操作ハンドル２１Ｒの各々の左右方向の位置と、左アーム６０Ｌ用の第１エリアＧ８Ｌおよび第２エリアＧ９Ｌ、および、右アーム６０Ｒ用の第１エリアＧ８Ｒおよび第２エリアＧ９Ｒの各々のモニタ２４における位置とが対応しているので、操作者は、左アーム６０Ｌに対する操作ハンドル２１Ｌの操作と、右アーム６０Ｒに対する操作ハンドル２１Ｒの操作とを、より容易にかつ直感的に、区別して認識することができる。

【0112】

また、第１実施形態では、上記のように、第１グラフィカル表示ＧＲ１は、アーム６０の現在位置をさらに示す。これにより、操作者は、第１グラフィカル表示ＧＲ１を視認することにより、アーム６０の現在位置を容易に認識することができる。

【0113】

また、第１実施形態では、上記のように、アーム６０の現在位置として、操作ハンドル２１の操作可能範囲内におけるアーム６０の現在位置が表示される。これにより、操作者は、第１グラフィカル表示ＧＲ１を視認することにより、操作ハンドル２１によるアーム６０の操作が、操作可能範囲の限界に近付いているか否かを容易に認識することができる。

【0114】

また、第１実施形態では、上記のように、アーム６０の動作可能範囲と、操作ハンドル２１の操作可能範囲とは、画像ｇｒ上において線の長さにより表される。これにより、操作者は、線の長さによって、アーム６０の動作可能範囲と操作ハンドル２１の操作可能範囲とを直感的に認識することができる。

【0115】

また、第１実施形態では、上記のように、アーム６０の動作可能範囲を表す線Ｌ１の長さは固定され、操作ハンドル２１の操作可能範囲を表す線Ｌ１０の長さは、操作ハンドル２１の移動に伴って伸縮する。これにより、操作者は、固定されたアーム６０の動作可能範囲に対する操作ハンドル２１の操作可能範囲の変化状態をリアルタイムで容易に認識することができる。

【0116】

また、第１実施形態では、上記のように、操作ハンドル２１の操作可能範囲と、アーム６０の動作可能範囲とのずれ量が識別可能なように、操作ハンドル２１の操作可能範囲を表す線Ｌ１０とアーム６０の動作可能範囲を表す線Ｌ１とが重ねて表示され、アーム６０の動作可能範囲に対する操作ハンドル２１の操作可能範囲のずれ方向が識別可能なように、アーム６０の動作可能範囲を表す線Ｌ１に対して、操作ハンドル２１の操作可能範囲を表す線Ｌ１０がずれ方向に偏らせて表示されている。ここで、操作ハンドル２１によって受け付けられた操作量に対してアーム６０の移動量が変更される（スケーリング）場合がある。この場合、操作ハンドル２１の操作可能範囲の長さと、アーム６０の動作可能範囲の長さとの間にずれが生じる。そこで、上記のように構成することによって、操作者は、操作ハンドル２１の操作可能範囲とアーム６０の動作可能範囲とのずれ量、および、アーム６０の動作可能範囲に対する操作ハンドル２１の操作可能範囲のずれ方向を直感的に認識することができる。

【0117】

また、第１実施形態では、上記のように、線Ｌ１の長さによって表されるアーム６０の動作可能範囲の表示は、動作可能範囲の中央を示す線Ｌ３をさらに含む。これにより、操作者は、アーム６０の動作可能範囲の中央を直感的に認識することができる。

【0118】

また、第１実施形態では、上記のように、第２グラフィカル表示ＧＲ２は、操作ハンドル２１を回転させる方向を示す。これにより、操作者が操作ハンドル２１を回転させる方向を容易に認識することができるので、操作者による操作ハンドル２１の誤操作を抑制することができる。

【0119】

また、第１実施形態では、上記のように、操作ハンドル２１を回転させる方向は、操作ハンドル２１を回転させる方向に対応する、円弧ａ１と円弧ａ１の先端に設けられる矢印ａ２とにより表される。これにより、第２グラフィカル表示ＧＲ２の円弧ａ１および矢印ａ２の表示と、操作者の操作ハンドル２１に対する回転操作とが対応するので、操作者による操作ハンドル２１の誤操作をより容易に抑制することができる。

【0120】

また、第１実施形態では、上記のように、円弧ａ１は、操作ハンドル２１の回転角度に対応する長さを有する。これにより、操作者が、操作ハンドル２１の回転量を直感的に認識することができるので、操作者による操作ハンドル２１の誤操作をさらに効果的に抑制することができる。

【0121】

また、第１実施形態では、上記のように、第２エリアＧ９には、操作ハンドル２１を回転させる角度がさらに表示される。これにより、操作者は、角度（数値）を認識することによって、操作ハンドル２１の回転量を容易に認識することができる。これにより、操作者は、操作ハンドル２１を適切な量だけ回転操作することができる。

【0122】

また、第１実施形態では、上記のように、遠隔操作装置２は、アーム６０と操作ハンドル２１との操作接続を一時切断するためのクラッチ操作を実行するためのクラッチペダル２２ｂをさらに備える。これにより、操作者は、クラッチペダル２２ｂを用いてクラッチ操作を容易に実行することができる。

【0123】

また、第１実施形態では、上記のように、第２エリアＧ９には、クラッチ操作が必要であることを示すクラッチ用グラフィカル表示ａ３がさらに表示される。これにより、操作者は、クラッチ操作が必要であることを容易に認識することができる。その結果、操作者が、クラッチ操作を行わずに（アーム６０と操作ハンドル２１との操作接続を切断しない状態で）、操作ハンドル２１を操作してしまうことを抑制することができる。

【0124】

また、第１実施形態では、上記のように、第２グラフィカル表示ＧＲ２は、クラッチペダル２２ｂが操作されたときに表示される。これにより、クラッチペダル２２ｂが操作された際のアーム６０と操作ハンドル２１とのずれを、操作者が容易に確認することができる。

【0125】

また、第１実施形態では、上記のように、第２グラフィカル表示ＧＲ２は、アーム６０と操作ハンドル２１との操作接続を行うときに表示される。これにより、アーム６０と操作ハンドル２１との操作接続後のアーム６０と操作ハンドル２１とのずれを、操作者が容易に確認することができる。

【0126】

また、第１実施形態では、上記のように、第１エリアＧ８と第２エリアＧ９とは、隣り合うように設けられている。これにより、第１エリアＧ８と第２エリアＧ９との間の距離が比較的大きい場合と異なり、操作者の第１エリアＧ８および第２エリアＧ９に対する視認性を向上させることができる。

【0127】

また、第１実施形態では、上記のように、第１グラフィカル表示ＧＲ１および第２グラフィカル表示ＧＲ２は、表示される状態と、表示されない状態とを切り替え可能に構成されている。これにより、操作者の好みに応じて、第１グラフィカル表示ＧＲ１および第２グラフィカル表示ＧＲ２の表示状態と非表示状態とを選択することができる。

【0128】

［第２実施形態］
図２７および図２８を参照して、第２実施形態によるアーム６０の動作可能範囲と、操作ハンドル２１の操作可能範囲とのずれの修正について説明する。第２実施形態では、２回の操作（操作１および操作２）が行われることにより、アーム６０の動作可能範囲と操作ハンドル２１の操作可能範囲とのずれが修正される。

【0129】

（ケースＥ）
図２７に示すように、ケースＥの状態では、操作ハンドル２１の比較的小さい操作可能範囲が左側に偏って表示され、かつ、アーム６０の現在位置（三角形の印部ＭＫ）は、操作ハンドル２１の操作可能範囲の右端に位置している。つまり、操作ハンドル２１は、左方向において余裕を有し、右方向において操作限界である。また、アーム６０は、左右の両方向において余裕を有する。ケースＣの状態では、操作ハンドル２１の操作可能範囲を右方向に広げる必要がある。

【0130】

そして、ケースＥの状態では、第２エリアＧ９には、クラッチ用グラフィカル表示ａ３と、操作ハンドル２１を左回りに３６０°回転させること示す円弧ａ１および矢印ａ２と、「３６０°」の文字とが表示される。そして、操作者により、クラッチペダル２２ｂが踏み込まれた状態で、操作ハンドル２１が左回りに３６０°回転されること（操作１）により、操作ハンドル２１の操作可能範囲が右方向に広がる。これにより、第２エリアＧ９には、クラッチ用グラフィカル表示ａ３と、操作ハンドル２１を左回りに１８０°回転させること示す円弧ａ１および矢印ａ２と、「１８０°」の文字が表示される。そして、操作者により、クラッチペダル２２ｂが踏み込まれた状態で、操作ハンドル２１が左回りに１８０°回転されること（操作２）により、操作ハンドル２１の操作可能範囲が右方向に広がる。そして、第２エリアＧ９の表示は消える。

【0131】

（ケースＦ）
図２８に示すように、ケースＦの状態では、操作ハンドル２１の比較的小さい操作可能範囲が左側に偏って表示され、かつ、アーム６０の現在位置（三角形の印部ＭＫ）は、アーム６０を動作可能範囲の左端に位置している。つまり、操作ハンドル２１は、左方向(左回転方向)および右方向（右回転方向）の両方において、比較的小さい角度範囲で回転動作可能（余裕あり）である。また、アーム６０は、左方向に回転動作できず（動作限界）、右方向に回転動作可能（余裕あり）である。ケースＡの状態では、操作ハンドル２１の操作可能範囲を右方向に広げる必要があるとともに、アーム６０を左右両方向に動作可能な位置に移動させる必要がある。

【0132】

そして、ケースＦの状態では、第２エリアＧ９には、クラッチ用グラフィカル表示ａ３と、操作ハンドル２１を左回りに３６０°回転させること示す円弧ａ１および矢印ａ２と、「３６０°」の文字とが表示される。そして、操作者により、クラッチペダル２２ｂが踏み込まれた状態で、操作ハンドル２１が左回りに３６０°回転されること（操作１）により、操作ハンドル２１の操作可能範囲が右方向に広がる。これにより、第２エリアＧ９には、クラッチ用グラフィカル表示ａ３と、操作ハンドル２１を右回りに３６０°回転させること示す円弧ａ１および矢印ａ２と、「３６０°」の文字が表示される。そして、操作者により、クラッチペダル２２ｂが踏み込まれない状態で、操作ハンドル２１が右回りに３６０°回転されること（操作２）により、アーム６０が右方向に回転し、アーム６０は、左方向にも回転動作可能になる。そして、第２エリアＧ９の表示は消える。

【0133】

第２実施形態では、上記のように、操作１に加えて操作２に対しても第２グラフィカル表示ＧＲ２が表示されるので、操作者に操作ハンドル２１の操作をより容易に認識させることができる。第２実施形態は、比較的熟練度の低い操作者に対して特に有効である。

【0134】

［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。

【0135】

たとえば、上記第１および第２実施形態では、画像処理装置８が内視鏡６からの画像を取り込むとともにグラフィカルユーザインタフェースＧを生成する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、医療用マニピュレータ１の制御部３１が、グラフィカルユーザインタフェースＧを生成してもよいし、遠隔操作装置２の制御部（図示せず）が、グラフィカルユーザインタフェースＧを生成してもよい。また、内視鏡６からの画像を取り込む画像処理装置と、グラフィカルユーザインタフェースＧを生成し、内視鏡６の画像上に重なる画像処理装置とが別個に設けられていてもよい。

【0136】

また、上記第１および第２実施形態では、第２グラフィカル表示ＧＲ２が、アーム６０を動作可能範囲内に戻すため、および、操作ハンドル２１を操作可能範囲内に戻すために必要な操作ハンドル２１の操作を示す例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、第２グラフィカル表示ＧＲ２が、アーム６０を動作可能範囲内に戻すため、または、操作ハンドル２１を操作可能範囲内に戻すための一方のみに必要な操作ハンドル２１の操作を示してもよい。

【0137】

また、上記第１および第２実施形態では、第２グラフィカル表示ＧＲ２が、操作ハンドル２１の操作可能範囲の限界までの角度が第１閾値以下になったとき、および、アーム６０の動作可能範囲の限界までの角度が第２閾値以下になったとき、の両方に表示される例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、第２グラフィカル表示ＧＲ２が、操作ハンドル２１の操作可能範囲の限界までの角度が第１閾値以下になったとき、または、
アーム６０の動作可能範囲の限界までの角度が第２閾値以下になったときの一方にのみ表示されてもよい。また、第２グラフィカル表示ＧＲ２が、第１閾値および第２閾値以外の基準に基づいて表示されてもよい。

【0138】

また、上記第１および第２実施形態では、左アーム６０Ｌの第１エリアＧ８Ｌ（第２エリアＧ９Ｌ）と、右アーム６０Ｒの第１エリアＧ８Ｒ（第２エリアＧ９Ｒ）とが別個に設けられる例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、左アーム６０Ｌの第１エリアＧ８Ｌと右アーム６０Ｒの第１エリアＧ８Ｒとが共通に設けられ、左アーム６０Ｌの第２エリアＧ９Ｌと、右アーム６０Ｒの第２エリアＧ９Ｒとが共通に設けられてもよい。

【0139】

また、上記第１および第２実施形態では、左アーム６０Ｌの第１エリアＧ８Ｌおよび第２エリアＧ９Ｌが、モニタ２４の左側に表示され、右アーム６０Ｒの第１エリアＧ８Ｒおよび第２エリアＧ９Ｒが、モニタ２４の右側に表示される例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、左アーム６０Ｌの第１エリアＧ８Ｌおよび第２エリアＧ９Ｌと、右アーム６０Ｒの第１エリアＧ８Ｒおよび第２エリアＧ９Ｒとが、モニタ２４において上下方向に並べて表示されてもよい。

【0140】

また、上記第１および第２実施形態では、アーム６０の動作可能範囲と、操作ハンドル２１の操作可能範囲とが線（直線）で表示される例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、アーム６０の動作可能範囲と、操作ハンドル２１の操作可能範囲とが、円グラフ（円弧）などで表示されてもよい。

【0141】

また、上記第１および第２実施形態では、アーム６０の動作可能範囲と、操作ハンドル２１の操作可能範囲とが重ねて表示される例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、アーム６０の動作可能範囲と、操作ハンドル２１の操作可能範囲とが分離して表示されてもよい。

【0142】

また、上記第１および第２実施形態では、第２グラフィカル表示ＧＲ２が、操作ハンドル２１を回転させる方向に対応する、円弧ａ１と円弧ａ１の先端に設けられる矢印ａ２とにより表される例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、第２グラフィカル表示ＧＲ２を、操作ハンドル２１を回転させる方向を向く直線状の矢印によって表してもよい。

【0143】

また、上記第１および第２実施形態では、第１エリアＧ８と第２エリアＧ９とが、隣り合うように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、第１エリアＧ８を、モニタ２４の左側（または右側）に表示し、第２エリアＧ９を、モニタ２４の中央部に表示してもよい。

【0144】

また、上記第１および第２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。本発明では、アーム６０の数は、少なくとも１つ以上設けられていれば他の任意の数であってもよい。

【0145】

また、上記第１および第２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、アーム部６１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。

【0146】

また、上記第１および第２実施形態では、医療用マニピュレータ１が、医療用台車３と、ポジショナ４０と、アームベース５０とを備えている例を示したが、本発明はこれに限らない。たとえば、医療用台車３と、ポジショナ４０と、アームベース５０は必ずしも必要なく、医療用マニピュレータ１が、アーム６０だけで構成されてもよい。

【0147】

本明細書で開示する要素の機能は、開示された機能を実行するよう構成またはプログラムされた汎用プロセッサ、専用プロセッサ、集積回路、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）、従来の回路、および／または、それらの組み合わせ、を含む回路または処理回路を使用して実行できる。プロセッサは、トランジスタやその他の回路を含むため、処理回路または回路と見なされる。本開示において、回路、ユニット、または手段は、列挙された機能を実行するハードウェアであるか、または、列挙された機能を実行するようにプログラムされたハードウェアである。ハードウェアは、本明細書に開示されているハードウェアであってもよいし、あるいは、列挙された機能を実行するようにプログラムまたは構成されているその他の既知のハードウェアであってもよい。ハードウェアが回路の一種と考えられるプロセッサである場合、回路、手段、またはユニットはハードウェアとソフトウェアの組み合わせであり、ソフトウェアはハードウェアおよび/またはプロセッサの構成に使用される。

【符号の説明】

【0148】

２ 遠隔操作装置
４ 医療器具（手術器具）
６ 内視鏡
８ 画像処理装置（制御装置）
２１ 操作ハンドル
２１Ｌ 操作ハンドル（第１操作ハンドル）
２１Ｒ 操作ハンドル（第２操作ハンドル）
２２ｂ クラッチペダル（入力装置）
２４ モニタ（表示装置）
６０ アーム（マニピュレータ）
６０Ｌ 左アーム（第１マニピュレータ）
６０Ｒ 右アーム（第２マニピュレータ）
１００ 外科手術システム（ロボット手術システム）
ａ１ 円弧
ａ２ 矢印
ａ３ クラッチ用グラフィカル表示
ｇｒ 画像
Ｇ グラフィカルユーザインタフェース
Ｇ８、Ｇ８Ｌ、Ｇ８Ｒ 第１エリア
Ｇ９、Ｇ９Ｌ、Ｇ９Ｒ 第２エリア
ＧＲ１ 第１グラフィカル表示
ＧＲ２ 第２グラフィカル表示
Ｌ１ （マニピュレータの動作可能範囲を表す）線
Ｌ３ （動作可能範囲の中央を示す）線（印部）
Ｌ１０ （操作ハンドルの操作可能範囲を表す）線

【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】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】