機(jī)器人手術(shù)裝置以及機(jī)器人手術(shù)裝置用流體噴射裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及可以噴射流體而進(jìn)行切開或切除生物體組織等的機(jī)器人手術(shù)裝置，以及用作機(jī)器人手術(shù)裝置的一部分，可以噴射流體而進(jìn)行切開或切除生物體組織等的機(jī)器人手術(shù)裝置用流體噴射裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在用作醫(yī)療設(shè)備的流體噴射裝置中，已知有利用加速度傳感器檢測(cè)流體所連通的操作部的操作加速度，基于該加速度選擇流體噴射的模式的方法(專利文獻(xiàn)I)。
[0003]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0004]專利文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本專利特開2012-143374號(hào)公報(bào)
[0006]上述在先技術(shù)通過根據(jù)流體噴射裝置的操作部的移動(dòng)速度切換噴射模式，進(jìn)行按照操作者的意圖的切開或切除。本發(fā)明人等進(jìn)一步改進(jìn)該技術(shù)，發(fā)現(xiàn)了適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行變更對(duì)應(yīng)于流體噴射口的移動(dòng)速度的切開能力的方法。
[0007]低侵入性醫(yī)療技術(shù)意在降低在診斷或外科步驟期間損壞的異質(zhì)組織的量，并因此減少患者的恢復(fù)時(shí)間、不舒服及有害的副作用。低侵入的手術(shù)的一個(gè)效果，例如是減少手術(shù)后入院恢復(fù)時(shí)間。作為低侵入性醫(yī)療技術(shù)，開發(fā)了機(jī)器人手術(shù)裝置。例如，在機(jī)器人手術(shù)裝置中，有時(shí)外科醫(yī)生不是直接手持并移動(dòng)外科用器具，而是通過操作經(jīng)由伺服機(jī)構(gòu)與外科用器具連接的操作部，來操作外科用器具的移動(dòng)。
[0008]噴射流體進(jìn)行切開或切除生物體組織等的方法，也是使得低侵入性醫(yī)療成為可能的技術(shù)，通過將可適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行變更對(duì)應(yīng)于流體噴射開口部的移動(dòng)速度的切開能力的流體噴射裝置與上述機(jī)器人手術(shù)裝置組合，能提供以往所沒有的低侵入醫(yī)療技術(shù)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0009]本發(fā)明是為了解決上述課題的至少一個(gè)而做出的，能夠通過以下的方式來實(shí)現(xiàn)。
[0010](I)依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方式，提供機(jī)器人手術(shù)裝置。
[0011]該機(jī)器人手術(shù)裝置具備:機(jī)器人臂部，接受用戶為了操作所述機(jī)器人臂部而進(jìn)行的輸入的操作部，以及基于所述操作部接受的用戶的輸入來操作所述機(jī)器人臂部的工具控制部，還具備:包含流體室并對(duì)所述流體室內(nèi)的流體賦予脈搏流的脈搏流賦予部、包含用于噴射流體的流體噴射開口部的流體噴射管、對(duì)所述流體室供給流體的流體供給部、以及控制所述脈搏流賦予部的流體噴射控制部，所述流體噴射管機(jī)械地固定在所述機(jī)器人臂部，所述流體噴射控制部構(gòu)成為可以根據(jù)所述流體噴射開口部的移動(dòng)速度變更每單位時(shí)間的流體的噴射量。依據(jù)該方式，可以根據(jù)所述流體噴射開口部的移動(dòng)速度變更每單位時(shí)間的流體的噴射量，因此能夠根據(jù)流體噴射開口部的移動(dòng)速度調(diào)整切除能力。
[0012](2)在上述方式中，所述脈搏流賦予部包括使所述流體室內(nèi)的容積變動(dòng)的容積變動(dòng)部，所述機(jī)器人手術(shù)裝置還具備向所述流體室供給流體的流體供給部，以及控制所述容積變動(dòng)部和所述流體供給部的控制部，所述控制部根據(jù)所述流體噴射開口部的移動(dòng)速度變更向所述容積變動(dòng)部施加的電壓和向所述流體室供給的流體的流量中的至少一方。依據(jù)該方式，由于根據(jù)流體噴射開口部的移動(dòng)速度變更與切除深度相關(guān)的電壓和供給的流量(以下也稱為“供給流量”)中的至少一方，因此能夠根據(jù)流體噴射開口部的移動(dòng)速度調(diào)整切除能力。
[0013](3)在上述方式中，所述控制部變更所述電壓和所述流量。依據(jù)該方式，由于根據(jù)流體噴射開口部的移動(dòng)速度變更電壓和流體的流量雙方，因此能夠根據(jù)流體噴射開口部的移動(dòng)速度調(diào)整切除能力，并能夠?qū)崿F(xiàn)與電壓的變更對(duì)應(yīng)的流量控制。
[0014](4)在上述方式中，在所述流體噴射開口部的移動(dòng)速度為第一速度的情況下，所述控制部將所述電壓設(shè)定為第一電壓，在所述移動(dòng)速度為比所述第一速度快的第二速度的情況下，所述控制部將所述電壓設(shè)定為比所述第一電壓高的第二電壓。依據(jù)該方式，由于流體噴射開口部的移動(dòng)速度加快時(shí)，變更電壓以提高切除能力，因此能夠穩(wěn)定切除深度。
[0015](5)在上述方式中，在所述移動(dòng)速度為所述第一速度的情況下，所述控制部將供給所述流體室的流體的流量設(shè)定為第一流量，在所述移動(dòng)速度為所述第二速度的情況下，所述控制部將供給所述流體室的流體的流量設(shè)定為比所述第一流量多的第二流量。依據(jù)該方式，由于移動(dòng)速度加快時(shí)增大供給流量，因此能夠穩(wěn)定切除深度。而且，依據(jù)該方式，電壓增高時(shí)增大供給流量。由于電壓增高時(shí)需要的流量增大，因此依據(jù)該方式，在產(chǎn)生需要的流量的變化的情況下，能夠確保適當(dāng)?shù)墓┙o流量的可能增高。
[0016](6)在上述方式中，向所述容積變動(dòng)部施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)，在所述移動(dòng)速度為比所述第二速度快的第三速度以下時(shí)所述控制部變更所述電壓，在所述移動(dòng)速度為所述第三速度的情況下，所述控制部將所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率設(shè)定為第一頻率，在所述移動(dòng)速度為比所述第三速度快的第四速度的情況下，所述控制部將所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率設(shè)定為比所述第一頻率高的第二頻率。依據(jù)該方式，由于移動(dòng)速度加快時(shí)，變更驅(qū)動(dòng)頻率以提高切除能力，因此能夠穩(wěn)定切除深度。而且，在第三速度以上時(shí)，如果能夠變更驅(qū)動(dòng)頻率而不能夠變更電壓，則能夠排除電壓的變化的影響來決定驅(qū)動(dòng)頻率。
[0017](7)在上述方式中，所述控制部執(zhí)行所述電壓的控制、所述流量的控制、以及與所述移動(dòng)速度對(duì)應(yīng)的所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率的控制。依據(jù)該方式，能夠根據(jù)流體噴射開口部的移動(dòng)速度，使用三個(gè)參數(shù)調(diào)整切除能力。
[0018](8)在上述方式中，還具備流體噴射機(jī)構(gòu)以及控制部，所述流體噴射機(jī)構(gòu)具備流體室和對(duì)流體室內(nèi)加壓的加壓部，所述控制部根據(jù)所述流體噴射開口部的移動(dòng)速度變更向所述加壓部發(fā)送的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。依據(jù)該方式，能夠根據(jù)流體噴射開口部的移動(dòng)速度變更向加壓部發(fā)送的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
[0019](9)在上述方式中，還具備根據(jù)驅(qū)動(dòng)信號(hào)使流體室內(nèi)的壓力變動(dòng)的變動(dòng)部、具有從所述流體室噴射流體的噴射口的噴射管、向所述流體室供給流體的流體供給部、以及通過控制所述變動(dòng)部和所述流體供給部來調(diào)整所述流體室內(nèi)的壓力的控制部，根據(jù)所述流體噴射開口部的移動(dòng)速度，所述控制部變更所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)從第一規(guī)定電壓達(dá)到第二規(guī)定電壓的時(shí)間。依據(jù)該方式，根據(jù)移動(dòng)速度變更上升時(shí)間(驅(qū)動(dòng)信號(hào)從第一規(guī)定電壓到第二規(guī)定電壓為止的時(shí)間)，因此切除深度穩(wěn)定。這是因?yàn)樯仙龝r(shí)間是與切除深度相關(guān)的參數(shù)。
[0020](10)在上述方式中，在所述移動(dòng)速度為第一速度的情況下，所述控制部將所述上升時(shí)間設(shè)定為第一時(shí)間，在所述移動(dòng)速度為比所述第一速度快的第二速度的情況下，所述控制部將所述上升時(shí)間設(shè)定為比所述第一時(shí)間短的第二時(shí)間。先前的方式例如能夠如該方式那樣實(shí)現(xiàn)。
[0021](11)在上述方式中，在所述移動(dòng)速度為所述第二速度的情況下，所述控制部將所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的最大電壓設(shè)定為第一電壓，在所述移動(dòng)速度為比所述第二速度快的第三速度的情況下，所述控制部將所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的最大電壓設(shè)定為比所述第一電壓高的第二電壓。依據(jù)該方式，根據(jù)移動(dòng)速度變更驅(qū)動(dòng)信號(hào)的最大電壓，因此切除深度穩(wěn)定。這是因?yàn)轵?qū)動(dòng)信號(hào)的最大電壓是與切除深度相關(guān)的參數(shù)。
[0022](12)上述方式中，在所述移動(dòng)速度為所述第二速度的情況下，所述控制部將所述流體的流量設(shè)定為第一流量，在所述移動(dòng)速度為所述第三速度的情況下，所述控制部將所述流體的流量設(shè)定為比所述第一流量多的第二流量。依據(jù)該方式，驅(qū)動(dòng)信號(hào)的最大電壓為第一電壓時(shí)設(shè)定為第一流量，驅(qū)動(dòng)信號(hào)的最大電壓為第二電壓時(shí)設(shè)定為第二流量，因此能夠根據(jù)最大電壓變更流量。
[0023](13)上述方式中，在所述移動(dòng)速度為比所述第三速度快的第四速度的情況下，所述控制部將所述上升時(shí)間設(shè)定為比所述第二時(shí)間短的第三時(shí)間，將所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的最大電壓設(shè)定為比所述第二電壓高的第三電壓。依據(jù)該方式，即使在移動(dòng)速度加快到第四速度的情況下，也能夠容易地穩(wěn)定切除深度。
[0024](14)上述方式中，在所述移動(dòng)速度為所述第四速度的情況下，所述控制部將所述流體的流量設(shè)定為第三流量。依據(jù)該方式，在移動(dòng)速度為第四速度的情況下，能夠設(shè)定為與第三速度以下的情況不同的流量。
[0025](15)上述方式中，在所述移動(dòng)速度為比所述第一速度慢的第一規(guī)定速度的情況下、以及比所述第一規(guī)定速度慢的第二規(guī)定速度的情況下，所述控制部將所述上升時(shí)間、所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的最大電壓以及所述流體的流量設(shè)定為各自的規(guī)定值。依據(jù)該方式，能夠在移動(dòng)速度為基準(zhǔn)值以下的情況下，將上升時(shí)間、最大電壓和流體的流量設(shè)定為規(guī)定值。
[0026](16)在上述方式中，所述脈搏流賦予部具備向所述流體室內(nèi)輸出激光的輸出部、以及根據(jù)所述流體噴射開口部的移動(dòng)速度變更向所述輸出部發(fā)送的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的控制部。依據(jù)該方式，由于根據(jù)移動(dòng)速度變更驅(qū)動(dòng)信號(hào)，因此能夠根據(jù)移動(dòng)速度調(diào)整激光的輸出，進(jìn)而能夠穩(wěn)定切除深度。
[0027](17)在上述方式中，在所述移動(dòng)速度為第一速度的情況下，所述控制部將所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電壓設(shè)定為第一電壓，在所述移動(dòng)速度為比所述第一速度快的第二速度的情況下，所述控制部將所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電壓設(shè)定為比所述第一電壓高的第二電壓。依據(jù)該方式，能夠容易地控制激光的輸出。這是因?yàn)樘岣呙恳淮屋敵龅募す獾哪芰渴潜容^容易的。
[0028](18)在上述方式中，所述控制部根據(jù)所述移動(dòng)速度變更所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率。依據(jù)該方式，能夠利用最大電壓的變更以外的方法調(diào)整激光的輸出。
[0029](19)在上述方式中，在所述最大電壓為所述第一及第二電壓的情況下，所述控制部將所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率設(shè)定為第一頻率，在所述最大電壓為比所述第二電壓高的第三電壓的情況下，所述控制部將所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率設(shè)定為比所述第一頻率高的第二頻率。依據(jù)該方式，在最大電壓為第一及第二電壓的情況下，不改變驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率而通過最大電壓的變更來控制輸出，因此容易決定第一及第二電壓的值。
[0030](20)在上述方式中，在所述移動(dòng)速度為比所述第二速度快的第三速度的情況下，所述控制部將所述最大電壓設(shè)定為所述第三電壓，將所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率設(shè)定為所述第二頻率，在所述移動(dòng)速度為比所述第三速度快的第四速度的情況下，所述控制部將所述最大電壓設(shè)定為所述第三電壓，將所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率設(shè)定為比所述第二頻率高的第三頻率。依據(jù)該方式，在移動(dòng)速度為第三及第四速度的情況下，不改變驅(qū)動(dòng)信號(hào)的最大電壓而通過頻率的變更控制輸出，因此能夠容易地決定第二及第三頻率的值。
[0031](21)在上述方式中，還具備以由所述控制部設(shè)定的流量向所述流體室供給流體的流體供給部，在所述移動(dòng)速度為所述第一速度的情況下，所述控制部將所述流量設(shè)定為第一流量，在所述移動(dòng)速度為所述第二速度的情況下，所述控制部將所述流量設(shè)定為比所述第一流量多的第二流量。依據(jù)該方式，能夠能夠適當(dāng)?shù)卦O(shè)定供給的流量。
[0032](22)在上述方式中，所述控制部根據(jù)所述移動(dòng)速度變更所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的最大電壓和頻率。依據(jù)該方式，能夠根據(jù)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的最大電壓和頻率變更激光的輸出。
[0033](23)依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方式，提供機(jī)器人手術(shù)裝置用流體噴射裝置。
[0034]該機(jī)器人手術(shù)用流體噴射裝置的特征在于，具備:包含流體室并對(duì)所述流體室內(nèi)的流體賦予脈搏流的脈搏流賦予部、噴射流體的流體噴射開口部、包含噴射流體的流體噴射開口部的流體噴射管、以及控制所述脈搏流賦予部的流體噴射控制部，所述流體噴射管可以機(jī)械地固定在機(jī)器人手術(shù)裝置的機(jī)器人臂部，所述流體噴射控制部構(gòu)成為可以根據(jù)所述流體噴射開口部的移動(dòng)速度變更每單位時(shí)間的流體的噴射量。依據(jù)該方式，可以根據(jù)所述流體噴射開口部的移動(dòng)速度變更每單位時(shí)間的流體的噴射量，因此能夠根據(jù)流體噴射開口部的移動(dòng)速度調(diào)整切除能力。
【附圖說明】
[0035]圖1是表示機(jī)器人利用系統(tǒng)的手術(shù)現(xiàn)場(chǎng)的一部分的概略俯視圖。
[0036]圖2是機(jī)器人患者側(cè)推車或支架的立體圖。
[0037]圖3是流體噴射裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0038]圖4是流體噴射機(jī)構(gòu)的內(nèi)部構(gòu)造圖。
[0039]圖5是表示驅(qū)動(dòng)波形的圖表。
[0040]圖6是表示噴射處理的流程圖(實(shí)施方式I)。
[0041]圖7的(A)和(B)是表示各參數(shù)和移動(dòng)速度的關(guān)系的圖表(實(shí)施方式I)。
[0042]圖8是表示驅(qū)動(dòng)波形變化的情況的圖表。
[0043]圖9是表示供給流量和需要流量的關(guān)系的圖表。
[0044]圖10是表不需要流量和峰值電壓的關(guān)系的圖表。
[0045]圖11是表示需要流量和驅(qū)動(dòng)頻率的關(guān)系的圖表。
[0046]圖12是表不噴射壓力和峰值電壓的關(guān)系的圖表。
[0047]圖13是表示切除深度和峰值電壓的關(guān)系的圖表。