醫(yī)療用系統(tǒng)的控制方法
【專利摘要】即使在為了變更作為內(nèi)窺鏡的目標(biāo)的視野范圍而使彎曲部較大地變動(dòng)的情況下，也緩和看漏患部或感到不舒服的問題的產(chǎn)生。醫(yī)療用系統(tǒng)的控制方法包含如下步驟：切換指示步驟(S6)，接受設(shè)置在插入部的前端的彎曲部的不同的兩個(gè)控制狀態(tài)的切換指示；角度差計(jì)算步驟(S13)，計(jì)算在切換指示步驟(S6)中接受到切換指示的時(shí)刻的彎曲部的當(dāng)前角度(θe)與切換后的控制狀態(tài)下的彎曲部的最終目標(biāo)角度(θg)的角度差；目標(biāo)計(jì)算步驟(S4、S15)，在計(jì)算出的角度差超過規(guī)定的閾值(θth)的情況下，將比閾值(θth)小的微小角度(Δθ)和當(dāng)前角度(θe)相加來計(jì)算目標(biāo)角度(θref)，在角度差在閾值(θth)以下的情況下，將角度差與當(dāng)前角度(θe)相加來計(jì)算目標(biāo)角度(θref)；以及驅(qū)動(dòng)步驟，驅(qū)動(dòng)彎曲部直到達(dá)到計(jì)算出的目標(biāo)角度(θref)。
【專利說明】
醫(yī)療用系統(tǒng)的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)療用系統(tǒng)的控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，公知有如下的醫(yī)療用系統(tǒng):經(jīng)由貫通腹部的套針，將在前端具有彎曲部的內(nèi)窺鏡和處置器具插入到腹腔內(nèi)，對(duì)內(nèi)窺鏡的彎曲部進(jìn)行控制以使得視野范圍按照與設(shè)置于套針的傳感器所檢測(cè)到的處置器具的前端位置一致的方式移動(dòng)(例如，參照專利文獻(xiàn)1 )。
[0003]在該專利文獻(xiàn)I的醫(yī)療用系統(tǒng)中，在對(duì)一處患部進(jìn)行處置的狀態(tài)下，當(dāng)從以迅速地追蹤處置器具的前端位置的方式對(duì)內(nèi)窺鏡的彎曲部進(jìn)行控制的狀態(tài)使處置器具的前端較大地移動(dòng)以處置不同的患部時(shí)，同樣地也使內(nèi)窺鏡的彎曲部較大地彎曲以迅速地追蹤處置器具的前端位置。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:美國(guó)專利申請(qǐng)公開第2005/0149003號(hào)說明書

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明要解決的課題
[0008]然而，由于在這樣的情況下內(nèi)窺鏡的視野范圍在短時(shí)間內(nèi)急劇地變化，因此，存在通過監(jiān)視器觀察內(nèi)窺鏡的圖像的手術(shù)醫(yī)生看漏了患部或感到不舒服的問題。
[0009]本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于提供如下的醫(yī)療用系統(tǒng)的控制方法:即使在為了變更作為內(nèi)窺鏡的目標(biāo)的視野范圍而使彎曲部較大地變動(dòng)的情況下，也能夠緩和看漏患部或感到不舒服等問題的產(chǎn)生。
[0010]用于解決課題的手段
[0011]為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明提供以下的手段。
[0012]本發(fā)明的一個(gè)方式提供醫(yī)療用系統(tǒng)的控制方法，在經(jīng)由套針的貫通孔將內(nèi)窺鏡的插入部插入到體內(nèi)的醫(yī)療用系統(tǒng)中，對(duì)設(shè)置在所述插入部的前端的彎曲部的不同的兩個(gè)控制狀態(tài)進(jìn)行切換控制，其中，該醫(yī)療用系統(tǒng)的控制方法包含如下步驟:切換指示步驟，接受控制狀態(tài)的切換指示；角度差計(jì)算步驟，計(jì)算在該切換指示步驟中接受到切換指示的時(shí)刻的所述彎曲部的當(dāng)前角度與切換后的控制狀態(tài)下的所述彎曲部的最終目標(biāo)角度之間的角度差；目標(biāo)計(jì)算步驟，在通過該角度差計(jì)算步驟計(jì)算出的角度差超過規(guī)定的閾值的情況下，將比該閾值小的微小角度和所述當(dāng)前角度相加來計(jì)算目標(biāo)角度，在所述角度差在所述閾值以下的情況下，將該角度差與所述當(dāng)前角度相加來計(jì)算目標(biāo)角度；以及驅(qū)動(dòng)步驟，驅(qū)動(dòng)所述彎曲部直到達(dá)到在該目標(biāo)計(jì)算步驟中計(jì)算出的目標(biāo)角度。
[0013]根據(jù)本方式，當(dāng)將在套針的貫通孔中插入有插入部的內(nèi)窺鏡的前端配置于體內(nèi)進(jìn)行體內(nèi)的觀察的情況下，使插入部相對(duì)于套針在長(zhǎng)度軸方向上移動(dòng)并且變更該長(zhǎng)度軸的傾斜角度，使插入部的前端的彎曲部進(jìn)行彎曲來變更視野范圍并進(jìn)行觀察。在該種情況下，在接受到從一個(gè)控制狀態(tài)向彎曲部的狀態(tài)不同的其他控制狀態(tài)的切換指示時(shí)，在角度差計(jì)算步驟中計(jì)算此時(shí)的彎曲部的當(dāng)前角度與切換后的控制狀態(tài)下的彎曲部的最終目標(biāo)角度的角度差，在角度差大于閾值時(shí)，不是一次移動(dòng)到最終目標(biāo)角度，而是將其中途的角度作為目標(biāo)角度，通過驅(qū)動(dòng)步驟來驅(qū)動(dòng)彎曲部直至達(dá)到該目標(biāo)角度，由此，能夠防止內(nèi)窺鏡的視野的急劇的變化。另一方面，由于在角度差在閾值以下的情況下，沒有視野的急劇的變化，因此，能夠通過一次將彎曲部移動(dòng)到最終目標(biāo)角度來迅速地切換不同的控制狀態(tài)。
[0014]在上述方式中，可以是，所述微小角度是將l/n(n是比2大的整數(shù))與所述角度差相乘而得到的角度。
[0015]這樣，能夠?qū)⒁釉诋?dāng)前位置上的微小角度設(shè)定為與角度差成比例的值，角度差越大，微小角度越大，能夠增大移動(dòng)速度。
[0016]并且，在上述方式中，可以是，該醫(yī)療用系統(tǒng)的控制方法包含如下步驟:檢測(cè)步驟，檢測(cè)所述套針中的所述插入部的長(zhǎng)度軸的傾斜角度和長(zhǎng)度軸方向的插入量；以及最終目標(biāo)角度計(jì)算步驟，根據(jù)切換后的控制狀態(tài)下的特定的基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)值、所述插入量以及所述傾斜角度來計(jì)算所述最終目標(biāo)角度。
[0017]這樣，即使在基于暫時(shí)設(shè)定的最終目標(biāo)角度的控制中，在插入部相對(duì)于套針的插入量和傾斜角度發(fā)生變化的情況下，根據(jù)在檢測(cè)步驟中檢測(cè)出的插入量和傾斜角度，在最終目標(biāo)角度計(jì)算步驟中被更新為新的最終目標(biāo)角度，因此，能夠伴隨著操作而逐漸接近第二控制狀態(tài)。
[0018]并且，在上述方式中，切換前的控制狀態(tài)可以是根據(jù)手動(dòng)的指令而使所述彎曲部進(jìn)行彎曲的控制狀態(tài)，切換前的控制狀態(tài)也可以是根據(jù)其他基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)值、所述插入量以及所述傾斜角度而使所述彎曲部進(jìn)行彎曲的控制狀態(tài)。
[0019]并且，在上述方式中，可以是，在所述切換指示步驟后，計(jì)算切換后的控制狀態(tài)下的所述彎曲部的前端與基準(zhǔn)點(diǎn)的距離，在該距離小于距離閾值時(shí)，進(jìn)行控制以使所述彎曲部的前端不移動(dòng)。
[0020]并且，在上述方式中，可以是，所述插入部具有多個(gè)彎曲部，存儲(chǔ)多個(gè)各彎曲部的彎曲量的比率，在切換所述控制狀態(tài)的前后切換彎曲量的比率。
[0021]發(fā)明效果
[0022]根據(jù)本發(fā)明，實(shí)現(xiàn)以下效果:即使在為了變更作為內(nèi)窺鏡的目標(biāo)的視野范圍而使彎曲部較大地變動(dòng)的情況下，也能夠緩和看漏患部或感到不舒服等問題的產(chǎn)生。
【附圖說明】
[0023]圖1是示出應(yīng)用本發(fā)明的第一實(shí)施方式的控制方法的醫(yī)療用系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)圖。
[0024]圖2是示出圖1的控制方法的流程圖。
[0025]圖3是示出說明圖1的控制方法的內(nèi)窺鏡的前端部的圖。
[0026]圖4是示出說明本發(fā)明的第二實(shí)施方式的醫(yī)療用系統(tǒng)的控制方法的內(nèi)窺鏡的前端部的圖。
[0027]圖5是示出圖4的控制方法的流程圖。
[0028]圖6是分別示出圖4的控制方法的第一變形例的(a)內(nèi)窺鏡的前端部、(b)關(guān)節(jié)的可動(dòng)范圍的圖。
[0029]圖7是分別示出圖4的控制方法的第二變形例的(a)內(nèi)窺鏡的前端部、(b)關(guān)節(jié)的可動(dòng)范圍的圖。
[0030]圖8是分別示出圖4的控制方法的第三變形例的(a)內(nèi)窺鏡的前端部、(b)關(guān)節(jié)的可動(dòng)范圍的圖。
[0031]圖9是示出說明本發(fā)明的第三實(shí)施方式的醫(yī)療用系統(tǒng)的控制方法的內(nèi)窺鏡的前端部的圖。
[0032]圖10是示出圖9的控制方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的醫(yī)療用系統(tǒng)I的控制方法進(jìn)行說明。
[0034]本實(shí)施方式的控制方法被應(yīng)用于圖1所示的醫(yī)療用系統(tǒng)I。
[0035]如圖1所示，該醫(yī)療用系統(tǒng)I具有:套針2，其配置為貫通體表組織A;硬性的內(nèi)窺鏡3，其插入于該套針2內(nèi)；操作部6，其通過手動(dòng)對(duì)配置在該內(nèi)窺鏡3的插入部4的前端的關(guān)節(jié)(彎曲部)5的擺動(dòng)角度進(jìn)行指令;輸入部7，其進(jìn)行基準(zhǔn)點(diǎn)P的坐標(biāo)的設(shè)定和控制狀態(tài)的切換指令，該基準(zhǔn)點(diǎn)P是體內(nèi)的患部B等要觀察的部位的基準(zhǔn);驅(qū)動(dòng)部8，其驅(qū)動(dòng)上述關(guān)節(jié)5;控制部9，其控制該驅(qū)動(dòng)部8;圖像處理部10，其根據(jù)由內(nèi)窺鏡3取得的信號(hào)來生成圖像；以及監(jiān)視器11，其對(duì)由該圖像處理部10生成的圖像進(jìn)行顯示。
[0036]在套針2上設(shè)置有分別檢測(cè)所插入的內(nèi)窺鏡3的插入部4在長(zhǎng)度軸方向上的插入量
I1和長(zhǎng)度軸相對(duì)于鉛垂線的傾斜角度I2的傳感器(省略圖示)。
[0037]在本實(shí)施方式中，內(nèi)窺鏡3具有單一的關(guān)節(jié)5。關(guān)節(jié)5設(shè)置在硬性的插入部4的前端，變更前端部3a的長(zhǎng)度軸相對(duì)于插入部4的長(zhǎng)度軸的角度。
[0038]控制部9根據(jù)來自操作部6的指令信號(hào)，通過第一控制狀態(tài)和第二控制(協(xié)調(diào)控制)狀態(tài)來控制驅(qū)動(dòng)部8，其中，在該第一控制狀態(tài)下，以使關(guān)節(jié)5按照指令信號(hào)擺動(dòng)的方式對(duì)驅(qū)動(dòng)部8進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，在該第二控制狀態(tài)下，使關(guān)節(jié)5擺動(dòng)以使得前端部3a的長(zhǎng)度軸通過所設(shè)定的基準(zhǔn)點(diǎn)P。并且，控制部9在從輸入部7接受到從第一控制狀態(tài)向第二控制狀態(tài)切換的切換指令時(shí)，實(shí)施用于從第一控制狀態(tài)向第二控制狀態(tài)轉(zhuǎn)移的第三控制狀態(tài)。
[0039]接下來，參照?qǐng)D2和圖3對(duì)本實(shí)施方式的醫(yī)療用系統(tǒng)I的控制方法進(jìn)行說明。
[0040]在本實(shí)施方式的控制方法中，如圖2所示，在選擇了第一控制狀態(tài)的狀態(tài)(步驟SI)下，手術(shù)醫(yī)生一邊觀察監(jiān)視器11所顯示的基于內(nèi)窺鏡3的圖像一邊對(duì)操作部6進(jìn)行操作，由此，計(jì)算與經(jīng)由操作部6的手動(dòng)操作的操作量對(duì)應(yīng)的關(guān)節(jié)5的最終目標(biāo)角度08(步驟S2)，標(biāo)志i被設(shè)定為零(步驟S3)。而且，作為關(guān)節(jié)5的目標(biāo)角度0rrf，也被設(shè)定為最終目標(biāo)角度0g(步驟S4)，對(duì)驅(qū)動(dòng)部8進(jìn)行驅(qū)動(dòng)以使得關(guān)節(jié)5成為目標(biāo)角度Qre3f(步驟S5)。只要沒有輸入切換指令，就重復(fù)進(jìn)行步驟S2?S5的工序，維持第一控制狀態(tài)。
[0041]接著，當(dāng)手術(shù)醫(yī)生從輸入部7輸入向第二控制狀態(tài)切換的切換指令(步驟S6、S7)時(shí)，首先，被提示指定基準(zhǔn)點(diǎn)P的坐標(biāo)，手術(shù)醫(yī)生通過在顯示于監(jiān)視器11的圖像上指定用于確定患部B等的基準(zhǔn)點(diǎn)P(步驟S8)，存儲(chǔ)被指定的基準(zhǔn)點(diǎn)P的坐標(biāo)值(步驟S9)。然后，標(biāo)志i被設(shè)定為1(步驟S10)。另外，也可以預(yù)先存儲(chǔ)基準(zhǔn)點(diǎn)P的坐標(biāo)，在該種情況下，省略步驟S8、S9。
[0042]而且，根據(jù)存儲(chǔ)的基準(zhǔn)點(diǎn)P的坐標(biāo)值來計(jì)算最終目標(biāo)角度08(步驟Sll)。最終目標(biāo)角度9g如下述那樣計(jì)算。
[0043]S卩，根據(jù)由設(shè)置于套針2的傳感器檢測(cè)到的硬性的插入部4的插入量I1和傾斜角度12，計(jì)算設(shè)置在插入部4的前端的關(guān)節(jié)5的坐標(biāo)，因此，對(duì)連接套針2的坐標(biāo)和關(guān)節(jié)5的坐標(biāo)的線段(插入部4的長(zhǎng)度軸)與連接關(guān)節(jié)5的坐標(biāo)和基準(zhǔn)點(diǎn)P的坐標(biāo)的線段(前端部3a的長(zhǎng)度軸)所成的角度進(jìn)行計(jì)算，作為最終目標(biāo)角度9g。
[0044]該最終目標(biāo)角度08表示成為基準(zhǔn)點(diǎn)P配置在內(nèi)窺鏡3的攝像光學(xué)系統(tǒng)的光軸上且內(nèi)窺鏡3直視基準(zhǔn)點(diǎn)P的狀態(tài)時(shí)的關(guān)節(jié)5的擺動(dòng)角度，其中，該內(nèi)窺鏡3的攝像光學(xué)系統(tǒng)設(shè)置于前端部3a的前端。
[0045]而且，然后，通過標(biāo)志i是否為I來判斷是否剛剛輸入了向第二控制狀態(tài)切換的切換指令(步驟S12)，在標(biāo)志i為I的情況下實(shí)施第三控制狀態(tài)。
[0046]在第三控制狀態(tài)下，首先，計(jì)算關(guān)節(jié)5的最終目標(biāo)角度0g與當(dāng)前角度的差分Iθ8-θβ I (步驟S13)，對(duì)差分I Qg-Qe31是否在規(guī)定的閾值0th以下進(jìn)行判斷(步驟S14)。在判斷的結(jié)果為差分I Θ8-Θθ I大于閾值0th的情況下，將在當(dāng)前角度上加上比閾值0th小的微小角度△ Θ而得到的角度設(shè)定為目標(biāo)角度Θμ(步驟S15)，重復(fù)進(jìn)行從步驟S5開始的工序。這里，作為微小角度A Θ，例如，只要設(shè)定為比閾值0th充分小的常數(shù)即可。
[0047]在判斷的結(jié)果為差分ΔΘ在閾值0th以下的情況下，在標(biāo)志i變更為2后(步驟S16)，重復(fù)進(jìn)行從步驟S4開始的工序。由此，然后，實(shí)施以追蹤基準(zhǔn)點(diǎn)P的坐標(biāo)值的方式驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)5的第二控制狀態(tài)。
[0048]即，根據(jù)本實(shí)施方式的醫(yī)療用系統(tǒng)I的控制方法，在從第一控制狀態(tài)向第二控制狀態(tài)切換時(shí)，在當(dāng)前角度與最終目標(biāo)角度0g的差分I Θ8-Θθ I大于規(guī)定的閾值0th時(shí)，不直接切換控制狀態(tài)，因此，能夠防止直接切換的情況下內(nèi)窺鏡3的圖像的急劇的變化，其中，在該第一控制狀態(tài)下，根據(jù)手動(dòng)操作的操作量，通過驅(qū)動(dòng)部8來驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)5，在該第二控制狀態(tài)下，設(shè)定基準(zhǔn)點(diǎn)P并自動(dòng)地通過驅(qū)動(dòng)部8以追蹤基準(zhǔn)點(diǎn)P的方式驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)5。
[0049]而且，在從第一控制狀態(tài)向第二控制狀態(tài)切換前，由于暫時(shí)執(zhí)行將從當(dāng)前角度移動(dòng)微小角度A Θ而得的角度設(shè)定為目標(biāo)角度0re3f而使關(guān)節(jié)5彎曲的第三控制狀態(tài)，因此，具有如下優(yōu)點(diǎn):能夠使監(jiān)視器11所顯示的圖像逐漸變化，能夠不讓手術(shù)醫(yī)生看漏患部B或感覺不舒服。
[0050]另外，在本實(shí)施方式中，作為微小角度ΔΘ，設(shè)定了比閾值0th充分小的常數(shù)，但也可以取而代之，將最終目標(biāo)角度9g與當(dāng)前角度Qe3的差分I Qg-Qe31乘以l/n(n為比2大的整數(shù))而得到的值作為微小角度A Θ。由此，設(shè)定與差分I Qg-Qe3I的大小成比例的微小角度Λ Θ，在差分
Θ8-Θθ I較大的情況下，能夠更迅速地驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)5，在差分I Qg-Qe31較小的情況下，能夠更緩慢地驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)5。
[0051]并且，在第三控制狀態(tài)的執(zhí)行中，在由于操作內(nèi)窺鏡3而使插入部4的插入量14口傾斜角度I2變更的情況下，可以將小于與該移動(dòng)量AP成比例的閾值9th的值設(shè)定為微小角度Δ Θ。由此，在插入部4的移動(dòng)量△ P較大的情況下，能夠更迅速地驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)5，在插入部4的移動(dòng)量A P較小的情況下，能夠更緩慢地驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)5。這里，插入部4的移動(dòng)量△ P可以是插入量Ii或傾斜角度12中的任意一個(gè)，也可以是合成了兩者的向量的大小。
[0052]S卩，在從手動(dòng)的第一控制狀態(tài)向自動(dòng)的第二控制狀態(tài)轉(zhuǎn)移時(shí)，在進(jìn)行了插入部4的進(jìn)退(插入量I1變更)操作或傾斜(傾斜角度I2變更)操作的情況下，目標(biāo)角度Θμ與操作對(duì)應(yīng)地被更新，因此，能夠逐漸地接近基于第二控制狀態(tài)的理想的狀態(tài)，能夠更自然地切換控制狀態(tài)。
[0053]接下來，參照附圖對(duì)本發(fā)明的第二實(shí)施方式的醫(yī)療用系統(tǒng)20的控制方法進(jìn)行說明。
[0054]在本實(shí)施方式的說明中，對(duì)與上述第一實(shí)施方式的醫(yī)療用系統(tǒng)I的控制方法結(jié)構(gòu)共同的部位標(biāo)注相同標(biāo)號(hào)，省略說明。
[0055 ]如圖4所示，本實(shí)施方式的控制方法被應(yīng)用于具有內(nèi)窺鏡3的醫(yī)療用系統(tǒng)20，該內(nèi)窺鏡3在插入部4的前端具有繞著平行的軸線擺動(dòng)的兩個(gè)關(guān)節(jié)21、22。
[0056]關(guān)于這兩個(gè)關(guān)節(jié)21、22的動(dòng)作，控制部9也根據(jù)來自操作部6的指令信號(hào)實(shí)施第一控制狀態(tài)和第二控制狀態(tài)，其中，在該第一控制狀態(tài)下，對(duì)驅(qū)動(dòng)部8進(jìn)行驅(qū)動(dòng)使得關(guān)節(jié)21、22擺動(dòng)與操作量對(duì)應(yīng)的角度，在該第二控制狀態(tài)下，對(duì)驅(qū)動(dòng)部8進(jìn)行驅(qū)動(dòng)使得關(guān)節(jié)21、22以前端部3a的長(zhǎng)度軸通過所設(shè)定的基準(zhǔn)點(diǎn)P的方式擺動(dòng)。
[0057]更具體而言，在第二控制狀態(tài)下，首先，使前端側(cè)的關(guān)節(jié)21的擺動(dòng)角度為零(從基端側(cè)的關(guān)節(jié)22往前配置為一條直線的狀態(tài))，求出在僅使基端側(cè)的關(guān)節(jié)22擺動(dòng)時(shí)使所設(shè)定的基準(zhǔn)點(diǎn)P配置在前端部3a的長(zhǎng)度軸上的擺動(dòng)角度01，將該擺動(dòng)角度01的一半的角度設(shè)定為基端側(cè)的關(guān)節(jié)22的最終目標(biāo)角度0g2。接著，在使基端側(cè)的關(guān)節(jié)22擺動(dòng)了最終目標(biāo)角度0g2的狀態(tài)下，求出在僅使前端側(cè)的關(guān)節(jié)21擺動(dòng)時(shí)使所設(shè)定的基準(zhǔn)點(diǎn)P配置在前端部3a的長(zhǎng)度軸上的擺動(dòng)角度，并將該擺動(dòng)角度設(shè)定為前端側(cè)的關(guān)節(jié)21的最終目標(biāo)角度0gl。而且，在第二控制狀態(tài)下，控制部9對(duì)使兩個(gè)關(guān)節(jié)21、22擺動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部8進(jìn)行控制以使得這些最終目標(biāo)角度Qgl、0g2在各米樣周期中達(dá)成。
[0058]并且，在本實(shí)施方式的醫(yī)療用系統(tǒng)20的控制方法中，如圖5所示，在第一控制狀態(tài)下，計(jì)算與經(jīng)由操作部6的手動(dòng)操作的操作量對(duì)應(yīng)的關(guān)節(jié)21、22的最終目標(biāo)角度0gl、0g2(步驟S20)，標(biāo)志i被設(shè)定為零(步驟S3)，作為關(guān)節(jié)21、22的目標(biāo)角度0^1、0^2，也被設(shè)定為最終目標(biāo)角度9gl、9g2(步驟S21)，對(duì)驅(qū)動(dòng)部8進(jìn)行驅(qū)動(dòng)使得關(guān)節(jié)21、22成為目標(biāo)角度0re3fl、0ref2(步驟 S5)。
[0059]接著，當(dāng)由手術(shù)醫(yī)生輸出從第一控制狀態(tài)向第二控制狀態(tài)的切換指令(步驟S6、S7)且基準(zhǔn)點(diǎn)P的坐標(biāo)被指定和存儲(chǔ)(步驟S8、S9)時(shí)，計(jì)算上述最終目標(biāo)角度0gl、0g2(步驟S22)，并且計(jì)算達(dá)成該最終目標(biāo)角度0gl、0g2時(shí)的內(nèi)窺鏡3的前端與基準(zhǔn)點(diǎn)P之間的距離d(步驟S23)。而且，判斷計(jì)算出的距離d是否大于規(guī)定的閾值dth(步驟S24)。
[0060]在距離d大于閾值dth的情況下，計(jì)算基端側(cè)的關(guān)節(jié)22的最終目標(biāo)角度0g2與當(dāng)前角度θ?的差分I 0g2-0e21 (步驟S25)，判斷差分I eg2-0e21是否在規(guī)定的閾值0th以下(步驟S26)。[0061 ]在判斷的結(jié)果為差分I 0g2-0e21大于閾值0th的情況下，將在當(dāng)前角度0e2上加上比閾值9th小的微小角度△02而得到的角度設(shè)定為目標(biāo)角度0re3f2，并且計(jì)算基端側(cè)的關(guān)節(jié)22移動(dòng)了目標(biāo)角度Qrrf2的情況下的前端側(cè)的關(guān)節(jié)21的目標(biāo)角度Qre3fl(步驟S27)，重復(fù)進(jìn)行從步驟S5開始的工序。
[0062]而且，在判斷的結(jié)果為差分I0g2-0e21變成了閾值0th以下的情況下，重復(fù)進(jìn)行從步驟S21開始的工序。
[0063]另一方面，在計(jì)算出的距離d較小的情況下，進(jìn)行設(shè)定使得成為與閾值dth—致的計(jì)算距離d(步驟S28)，停止關(guān)節(jié)21、22的動(dòng)作，通過手術(shù)醫(yī)生對(duì)插入部4的操作來變更插入量I1或傾斜角度12，等待變更后的距離d變得比新的閾值dth大(步驟S29)。即，重復(fù)進(jìn)行從步驟S22開始的工序。而且，在手術(shù)醫(yī)生對(duì)插入部4進(jìn)行操作后，重新計(jì)算最終目標(biāo)角度0gl、0g2(步驟S22)，在根據(jù)新的最終目標(biāo)角度0gl、0g2計(jì)算出的距離d變得大于閾值dth的情況下，進(jìn)行從步驟S25開始的動(dòng)作。
[0064]根據(jù)這樣構(gòu)成的本實(shí)施方式的醫(yī)療用系統(tǒng)20的控制方法，在從手動(dòng)的第一控制狀態(tài)向自動(dòng)的第二控制狀態(tài)切換時(shí)，在轉(zhuǎn)移到第二控制狀態(tài)的情況下的從前端到基準(zhǔn)點(diǎn)的距離d在閾值dth以下的情況下，停止向第二控制狀態(tài)的轉(zhuǎn)移，具有能夠防止插入部3的前端過于接近患部B的優(yōu)點(diǎn)。
[0065]并且，在上述距離d大于閾值dth的情況下，與第一實(shí)施方式同樣地，具有如下優(yōu)點(diǎn):能夠以使監(jiān)視器11所顯示的圖像逐漸變化的方式驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)21、22，能夠不讓手術(shù)醫(yī)生看漏患部B或感覺不舒服。
[0066]另外，在本實(shí)施方式中，求出在僅使基端側(cè)的關(guān)節(jié)22擺動(dòng)時(shí)使所設(shè)定的基準(zhǔn)點(diǎn)P配置在前端部3a的長(zhǎng)度軸上的擺動(dòng)角度01，并將該擺動(dòng)角度—半的角度設(shè)定為基端側(cè)的關(guān)節(jié)22的最終目標(biāo)角度0g2，但不限于此，也可以乘以所設(shè)定的比率K來計(jì)算0g2。
[0067]例如，在采用1/3作為比率K的情況下，如圖6(a)、(b)所示，由于成為使基端側(cè)的關(guān)節(jié)22較小地動(dòng)作而使前端側(cè)的關(guān)節(jié)21較大地動(dòng)作的可動(dòng)范圍Cl，因此，即使在入口狹窄的空間，也適合于使前端較大地動(dòng)作的狹窄空間下的觀察。
[0068]并且，在采用1/2作為比率K的上述方法中，如圖7(a)、(b)所示，能夠通過前端側(cè)的關(guān)節(jié)21和基端側(cè)的關(guān)節(jié)22而在同等的可動(dòng)范圍C2內(nèi)進(jìn)行平均的觀察。
[0069]而且，在采用2/3作為比率K的情況下，如圖8(a)、(b)所示，由于成為使基端側(cè)的關(guān)節(jié)22較大地動(dòng)作的可動(dòng)范圍C3，因此，通過基端側(cè)的關(guān)節(jié)22的寬廣的可動(dòng)范圍C3而適合于清楚地觀察大空間的用途。
[0070]只要預(yù)先登記多個(gè)這些比率K而按照觀察的種類進(jìn)行選擇即可。
[0071]接下來，參照附圖對(duì)本發(fā)明的第三實(shí)施方式的醫(yī)療用系統(tǒng)30的控制方法進(jìn)行說明。
[0072]在本實(shí)施方式的說明中，對(duì)與上述第一實(shí)施方式的醫(yī)療用系統(tǒng)I的控制方法結(jié)構(gòu)共同的部位標(biāo)注相同標(biāo)號(hào)，省略說明。
[0073]本實(shí)施方式的醫(yī)療用系統(tǒng)30的控制方法與第一實(shí)施方式的控制方法的不同點(diǎn)在于:第一實(shí)施方式的控制方法是從手動(dòng)的第一控制狀態(tài)向自動(dòng)的第二控制狀態(tài)轉(zhuǎn)移的情況，而相對(duì)于此，本實(shí)施方式的醫(yī)療用系統(tǒng)30的控制方法是從自動(dòng)的第一控制狀態(tài)向自動(dòng)的第二控制狀態(tài)轉(zhuǎn)移的情況下的控制方法。
[0074]S卩，在本實(shí)施方式的控制方法中，如圖9所示，存儲(chǔ)兩個(gè)以上的不同的基準(zhǔn)點(diǎn)P1、P2的坐標(biāo)，在從第一控制狀態(tài)向第二控制狀態(tài)轉(zhuǎn)移時(shí)，實(shí)施第三控制狀態(tài)，其中，在該第一控制狀態(tài)下，以即使插入部4的插入量I1和傾斜角度I2變更也追蹤一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)Pl的方式驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)5，在該第二控制狀態(tài)下，以追蹤其他基準(zhǔn)點(diǎn)P2的方式驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)5。
[0075]在該情況下，如圖10所示，也與第一實(shí)施方式同樣地，在第一控制狀態(tài)(步驟SI)下，選擇一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)Pl(步驟S30)，根據(jù)存儲(chǔ)的一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)Pl的坐標(biāo)值來計(jì)算最終目標(biāo)角度0g(步驟S31)。而且，然后，通過標(biāo)志i是否為I來判斷是否剛剛輸入了向第二控制狀態(tài)的切換指令(步驟SI2)，在標(biāo)志i為I的情況下，切換到基準(zhǔn)點(diǎn)P2(步驟S32)，實(shí)施第三控制狀態(tài)。
[0076]在第三控制狀態(tài)下，首先，計(jì)算關(guān)節(jié)5的最終目標(biāo)角度0g與當(dāng)前角度0e的差分Iθ8-θβ I (步驟S13)，對(duì)差分I Θ8-Θθ I是否在規(guī)定的閾值0th以下進(jìn)行判斷(步驟S14)。
[0077]在判斷的結(jié)果為差分IΘ8-Θθ I大于閾值0th的情況下，將在當(dāng)前角度閾值9th小的微小角度ΑΘ而得到的角度設(shè)定為目標(biāo)角度0re3f (步驟S15)，重復(fù)進(jìn)行從步驟S5開始的工序。
[0078]在判斷的結(jié)果為差分IQg-Qe31在閾值0th以下的情況下，在標(biāo)志i變更為2后(步驟S16)，將最終目標(biāo)角度08設(shè)定為目標(biāo)角度0re3f，通過驅(qū)動(dòng)部8的驅(qū)動(dòng)使關(guān)節(jié)5擺動(dòng)直至達(dá)到最終目標(biāo)角度9g。由此，切換到第二控制狀態(tài)。
[0079]根據(jù)本實(shí)施方式的控制方法，在從第一控制狀態(tài)向第二控制狀態(tài)轉(zhuǎn)移時(shí)，也將從當(dāng)前角度移動(dòng)微小角度ΑΘ而得的角度設(shè)定為目標(biāo)角度0re3f而使關(guān)節(jié)5擺動(dòng)，其中，在該第一控制狀態(tài)下，以追蹤一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)Pl的方式控制關(guān)節(jié)5，在該第二控制狀態(tài)下，以追蹤其他基準(zhǔn)點(diǎn)P2的方式控制關(guān)節(jié)5，因此，具有如下優(yōu)點(diǎn):能夠使監(jiān)視器11所顯示的圖像逐漸地變化，能夠不讓手術(shù)醫(yī)生看漏患部B或感覺不舒服。
[0080]標(biāo)號(hào)說明
[0081](1:距離;(^:距離閾值;11:插入量；12:傾斜角度;？、？1、？2:基準(zhǔn)點(diǎn)；0(3、0(32:當(dāng)前角度;98、981、982:取終目標(biāo)角度;9ref、0ref1、0ref2:目標(biāo)角度；9th:闡值；Δ Θ:微小角度;S2、S20:最終目標(biāo)角度計(jì)算步驟;S5:驅(qū)動(dòng)步驟;S6:切換指示步驟;S13:角度差計(jì)算步驟;S15:目標(biāo)計(jì)算步驟;S29:檢測(cè)步驟；1、20、30:醫(yī)療用系統(tǒng)；2:套針；3:內(nèi)窺鏡;4:插入部;5、21、22:關(guān)節(jié)(彎曲部)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種醫(yī)療用系統(tǒng)的控制方法，在經(jīng)由套針的貫通孔將內(nèi)窺鏡的插入部插入到體內(nèi)的醫(yī)療用系統(tǒng)中，對(duì)設(shè)置在所述插入部的前端的彎曲部的不同的兩個(gè)控制狀態(tài)進(jìn)行切換控制，其中，該醫(yī)療用系統(tǒng)的控制方法包含如下步驟: 切換指示步驟，接受控制狀態(tài)的切換指示； 角度差計(jì)算步驟，計(jì)算在該切換指示步驟中接受到切換指示的時(shí)刻的所述彎曲部的當(dāng)前角度與切換后的控制狀態(tài)下的所述彎曲部的最終目標(biāo)角度之間的角度差； 目標(biāo)計(jì)算步驟，在通過該角度差計(jì)算步驟計(jì)算出的角度差超過規(guī)定的閾值的情況下，將比該閾值小的微小角度和所述當(dāng)前角度相加來計(jì)算目標(biāo)角度，在所述角度差在所述閾值以下的情況下，將該角度差與所述當(dāng)前角度相加來計(jì)算目標(biāo)角度；以及 驅(qū)動(dòng)步驟，驅(qū)動(dòng)所述彎曲部直到達(dá)到在該目標(biāo)計(jì)算步驟中計(jì)算出的目標(biāo)角度。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的醫(yī)療用系統(tǒng)的控制方法，其中， 所述微小角度是將l/n(n是比2大的整數(shù))與所述角度差相乘而得到的角度。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的醫(yī)療用系統(tǒng)的控制方法，其中，該醫(yī)療用系統(tǒng)的控制方法包含如下步驟: 檢測(cè)步驟，檢測(cè)所述套針中的所述插入部的長(zhǎng)度軸的傾斜角度和長(zhǎng)度軸方向的插入量；以及 最終目標(biāo)角度計(jì)算步驟，根據(jù)切換后的控制狀態(tài)下的特定的基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)值、所述插入量以及所述傾斜角度來計(jì)算所述最終目標(biāo)角度。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的醫(yī)療用系統(tǒng)的控制方法，其中， 切換前的控制狀態(tài)是根據(jù)手動(dòng)的指令而使所述彎曲部進(jìn)行彎曲的控制狀態(tài)。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的醫(yī)療用系統(tǒng)的控制方法，其中， 切換前的控制狀態(tài)是根據(jù)其他基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)值、所述插入量以及所述傾斜角度而使所述彎曲部進(jìn)行彎曲的控制狀態(tài)。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的醫(yī)療用系統(tǒng)的控制方法，其中， 在所述切換指示步驟后，計(jì)算切換后的控制狀態(tài)下的所述彎曲部的前端與基準(zhǔn)點(diǎn)的距離，在該距離小于距離閾值時(shí)，進(jìn)行控制以使所述彎曲部的前端不移動(dòng)。7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中的任意一項(xiàng)所述的醫(yī)療用系統(tǒng)的控制方法，其中， 所述插入部具有多個(gè)彎曲部， 存儲(chǔ)多個(gè)各彎曲部的彎曲量的比率， 在切換所述控制狀態(tài)的前后切換彎曲量的比率。
【文檔編號(hào)】A61B1/00GK106028902SQ201580009250
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2015年1月27日
【發(fā)明人】成瀨真人, 井上慎太郎
【申請(qǐng)人】奧林巴斯株式會(huì)社