[发明专利]手术器械及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及具有打开和闭合的末端执行器的手术器械及其控制方法。

本发明要求2012年2月16日提交的日本专利申请No.2012-031959和2011年8月4日提交的美国专利申请No.61/515203的优先权，此处以引证的方式将这些专利申请的内容并入于此。

背景技术

在医疗领域中，已知各种手术器械。具有打开和闭合的末端执行器的手术器械被认为是这样的手术器械中的一种。因为末端执行器用于握持（grip）或排斥体组织，所以重要的是适当控制末端执行器施加于体组织的作用力（诸如握持力或脱位力（displacing force）等）。

专利文献1公开了一种用马达来驱动作为末端执行器的握持器的机械手系统，作为手术器械。在该机械手系统中，基于握持开始估计观察器的输出，来识别握持开始角度。执行控制，使得在开始握持之后握持力增大，并且在握持器的打开角度达到最大程度的闭合角时实现期望的握持力。

引用列表

专利文献

[专利文献1]：日本特开第2010-076012号公报

发明内容

本发明要解决的问题

在专利文献1中描述的机械手系统中，在操作单元的板柄被拉到最大程度时，握持力被调节为达到最大握持力。因此，当改变要待握持的物体的尺寸时，存在的问题在于握持力相对于握持器上操作量的变化的斜率改变，由此改变了手术者的操作感。

考虑到上述情况做出本发明，并且本发明的一个目的是提供一种在不改变手术者的使用感的情况下可以适当控制末端执行器上的作用力的手术器械及其控制方法。

解决问题的手段

根据本发明的第一方面，一种手术器械包括：打开和闭合的末端执行器；操作单元，该操作单元被构造为沿第一方向操作所述末端执行器，使得所述末端执行器向对象物施加作用力；握持检测单元，该握持检测单元被构造为获取用于确定所述末端执行器是否向所述对象物施加了作用力的信息；驱动单元，该驱动单元被构造为驱动所述末端执行器，以打开和闭合所述末端执行器；以及控制单元，该控制单元被构造为基于输入到所述操作单元的信息来控制所述驱动单元；当所述控制单元基于由所述握持检测单元获取的信息确定所述末端执行器向所述对象物施加了作用力时，所述控制单元在沿所述操作单元的第一方向的第一可动范围内设置预定范围的作用力增大区，在所述第一可动范围的剩余区域内设置不灵敏区，控制所述驱动单元，使得在所述作用力增大区中作用力相对于所述操作单元的操作量以固定的斜率增大，并且控制所述驱动单元，使得在所述不灵敏区中不管所述操作单元的操作量多大，作用力保持固定。

根据本发明的第二方面，在第一方面中，所述作用力增大区可以设置在所述第一可动范围内的所述第一方向上的初始区域中。

根据本发明的第三方面，在第一方面或第二方面中，所述握持检测单元可以包括对所述末端执行器进行摄像的照相机。

根据本发明的第四方面，在第一方面至第三方面中的任意一个方面中，所述握持检测单元可以包括检测所述作用力的力传感器。

根据本发明的第五方面，在第一方面至第四方面中的任意一个方面中，所述操作单元的所述第一可动范围可以被设置为大于所述末端执行器的可动范围。

根据本发明的第六方面，在第二方面中，在沿第二方向操作所述操作单元时所述作用力可以减小，并且当可以沿所述第二方向操作所述操作单元时，所述控制单元可以在所述操作单元的所述第二方向的第二可动范围内将预定范围的作用力减小区设置为所述第二方向上的初始区域，并且可以控制所述驱动单元，使得在所述作用力减小区中所述作用力相对于所述操作单元的操作量以固定的斜率减小。

根据本发明的第七方面，一种手术器械的控制方法，该手术器械具有打开和闭合的末端执行器和被构造为沿第一方向操作所述末端执行器使得所述末端执行器向对象物施加作用力的操作单元，所述控制方法包括以下步骤：反复地确定所述末端执行器是否向所述对象物施加了作用力；当确定所述末端执行器向所述对象物施加了作用力时，在沿所述操作单元的第一方向的第一可动范围内设置预定范围的作用力增大区，在所述第一可动范围的剩余区域中设置不灵敏区；使得在所述作用力增大区中作用力相对于所述操作单元的操作量以固定的斜率增大；并且在所述不灵敏区中不管所述操作单元的操作量多大，使作用力保持固定。

本发明的有益效果

根据手术器械及其控制方法，可以在不改变手术者的使用感的同时适当控制末端执行器上的作用力。

附图说明