手术系统和医疗器具的干涉避免方法技术方案

手术系统(100)具有医疗器具(1)、测定体腔内的脏器(D)的三维位置的脏器测定单元(7)、根据脏器(D)的三维位置设定体腔内的空间中的除了脏器(D)以外的非干涉区域的非干涉区域设定部(10)、检测体腔内的医疗器具(1)的三维位置的医疗器具检测单元(8)、根据医疗器具(1)的三维位置计算医疗器具(1)的体腔内的医疗器具占有区域的医疗器具占有区域计算部(11)、根据非干涉区域与医疗器具占有区域的位置关系预测医疗器具(1)与脏器(D)的干涉的干涉预测部(12)、以及在由该干涉预测部(12)预测到干涉时对操作者进行注意唤起的注意唤起部(13)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及手术系统和医疗器具的干涉避免方法。
技术介绍
以往，在腹腔镜下手术中，使用如下手法：从形成在患者体壁上的各个孔将内窥镜和钳子等处置器械同时插入到腹腔内，使用内窥镜和处置器械双方进行处置。插入到腹腔内的内窥镜和处置器械相互独立地进行操作，所以，有时发生内窥镜与处置器械的干涉而妨碍手术。因此，提出了具有避免与处置器械之间的干涉的功能的内窥镜(例如参照专利文献1。)。在专利文献1中，在内窥镜的插入部上设置用于感知与处置器械或周边脏器之间的干涉的干涉传感器，根据该干涉传感器的感知，对设置在插入部上的关节的角度进行控制，以使得插入部成为不与处置器械干涉的屈曲形状。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2004-81277号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题但是，在专利文献1的内窥镜中，在感知到插入部与处置器械或周边脏器的干涉后对关节的角度进行调节，无法提前避免插入部与处置器械或周边脏器的干涉。并且，在专利文献1中，完全没有叙述提前避免干涉的手段。进而，专利文献1的内窥镜使用陀螺仪传感器、应变仪或压电传感器作为干涉传感器，但是，在使用这种干涉传感器时，在技术上很难高灵敏度且稳定地感知与特别柔软的脏器之间的干涉，存在用于避免与周边脏器之间的干涉的单元不充分的问题。本专利技术是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供能够可靠地提前防止体腔内的医疗器具与周边脏器发生干涉的手术系统和医疗器具的干涉避免方法。用于解决课题的手段为了实现上述目的，本专利技术提供以下手段。本专利技术的第1方式是一种手术系统，其具有：医疗器具，其能够插入到活体的体腔内；脏器测定单元，其测定所述体腔内的脏器的三维位置；非干涉区域设定部，其根据由该脏器测定单元测定出的所述脏器的三维位置，设定所述体腔内的空间中的除了所述脏器以外的非干涉区域；医疗器具检测单元，其检测所述体腔内的所述医疗器具的三维位置；医疗器具占有区域计算部，其根据由该医疗器具检测单元检测到的医疗器具的三维位置，计算所述医疗器具在所述体腔内占有的医疗器具占有区域；干涉预测部，其根据由所述非干涉区域设定部设定的非干涉区域与由所述医疗器具占有区域计算部计算出的所述医疗器具占有区域之间的位置关系，预测所述医疗器具与所述脏器的干涉；以及注意唤起部，其在由该干涉预测部预测到所述医疗器具与所述脏器的干涉时，对操作者进行注意唤起。根据本专利技术的第1方式，通过医疗器具检测单元检测医疗器具的体腔内的三维位置，根据检测到的三维位置，通过医疗器具占有区域计算部计算医疗器具占有区域。与此同时，通过脏器测定单元测定体腔内的脏器的三维位置，根据测定出的三维位置，通过非干涉区域设定部设定体腔内的不存在脏器的非干涉区域。而且，根据医疗器具占有区域与非干涉区域之间的位置关系，在通过干涉预测部预测到医疗器具与位于非干涉区域的外侧的周边脏器的干涉时，通过注意唤起部对操作者进行注意唤起。由此，操作者在医疗器具与周边脏器干涉之前，能够采取更加慎重地进行医疗器具的操作、或使医疗器具从要干涉的周边脏器分开等避免动作，能够可靠地提前防止体腔内的医疗器具与周边脏器发生干涉。本专利技术的第2方式是一种手术系统，其具有：医疗器具，其能够插入到活体的体腔内；脏器测定单元，其测定所述体腔内的脏器的三维位置；非干涉区域设定部，其根据由该脏器测定单元测定出的所述脏器的三维位置，设定所述体腔内的空间中的除了所述脏器以外的非干涉区域；医疗器具检测单元，其检测所述体腔内的所述医疗器具的三维位置；医疗器具占有区域计算部，其根据由该医疗器具检测单元检测到的医疗器具的三维位置，计算所述医疗器具在所述体腔内占有的医疗器具占有区域；干涉预测部，其根据由所述非干涉区域设定部设定的非干涉区域与由所述医疗器具占有区域计算部计算出的所述医疗器具占有区域之间的位置关系，预测所述医疗器具与所述
脏器的干涉；以及医疗器具控制部，其在由该干涉预测部预测到所述医疗器具与所述脏器的干涉时，对所述医疗器具的动作施加限制。根据本专利技术的第2方式，在通过干涉预测部预测到医疗器具与周边脏器的干涉时，通过医疗器具控制部限制医疗器具的动作，由此，能够可靠地提前防止体腔内的医疗器具与周边脏器发生干涉。在上述第2方式中，也可以是，所述手术系统还具有注意唤起部，该注意唤起部在由所述干涉预测部预测到所述医疗器具与所述脏器的干涉时，对操作者进行注意唤起。在上述第1和第2方式中，也可以是，所述注意唤起部输出触动所述操作者的视觉、听觉和触觉中的至少一方的报知信号。由此，能够通过简易的方法对操作者进行注意唤起。在上述第1和第2方式中，也可以是，所述手术系统具有筒状的套针，该套针经由形成在所述活体的体表的孔插入到所述体腔内，所述医疗器具能够插入到该套针中，所述脏器测定单元具有：立体照相机，其设置在所述套针的前端部，从相互不同的2个视点拍摄该套针的前端前方的视野，取得一对视点图像；视点位置检测部，其检测该立体照相机在所述体腔内的位置和姿势；以及运算部，其根据由所述立体照相机取得的一对视点图像以及由所述视点位置检测部检测到的所述立体照相机的位置和姿势，通过计算来取得所述体腔内的脏器的三维位置。由此，在由立体照相机取得的一对视点图像中包含从套针的前端部到周边脏器表面的各位置的距离的信息。运算部能够根据由一对视点图像计算出的该距离的信息以及由视点位置检测部检测到的立体照相机的位置和姿势，取得周边脏器的表面的三维位置。并且，与CT图像等手术前取得的图像不同，能够从对手术过程中的体腔内进行观察的视点图像实时地取得周边脏器的三维位置。在上述第1和第2方式中，也可以是，所述手术系统具有能够插入到所述体腔内的另一个医疗器具，所述脏器测定单元具有：指定位置检测部，其检测所述体腔内的所述另一个医疗器具的前端的三维位置；以及指示部，其由所述操作者进行操作，所述非干涉区域设定部存储在操作了所述指示部时由所述指定位置检测部检测到的所述三维位置，将包含所存储的三维位置的面作为所述非干涉区域的边界面来设定该非干涉区域。由此，操作者通过使另一个医疗器具在体腔内移动并反复进行指示部的操作，能够设定将自身指定的位置作为边界面的非干涉区域。在上述第1和第2方式中，也可以是，所述脏器测定单元具有光波距离计，该光波距离计以能够绕该医疗器具的长度方向的轴线旋转的方式设置在所述医疗器具的前端，在与所述长度方向交叉的一维方向上扫描测定光。由此，通过使光波距离计旋转并对周边脏器照射测定光，在周边脏器表面二维扫描测定光，测定与周边脏器表面的各位置之间的距离，能够测定周边脏器表面的各位置的三维位置。并且，在周边脏器的凹凸的部位和体腔内的较深部位，也能够准确地测定周边脏器的三维位置。在上述第1和第2方式中，也可以是，所述非干涉区域设定部将所述脏器的尺寸假设为比根据由所述脏器测定单元测定出的三维位置求出的尺寸大的尺寸，将所假设的尺寸的所述脏器的轮廓作为所述非干涉区域的边界面来设定该非干涉区域。在上述第1和第2方式中，也可以是，所述医疗器具占有区域计算部将所述医疗器具的尺寸假设为比实际的所述医疗器具的尺寸大的尺寸，将所假设的尺寸的所述医疗器具的轮廓作为所述医疗器具占有区域的边界面来设定该医疗器具占有区域。由此，在医疗器具与周边脏器的间隔小于规定值时预测到医疗器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种手术系统，其具有：医疗器具，其能够插入到活体的体腔内；脏器测定单元，其测定所述体腔内的脏器的三维位置；非干涉区域设定部，其根据由该脏器测定单元测定出的所述脏器的三维位置，设定所述体腔内的空间中的除了所述脏器以外的非干涉区域；医疗器具检测单元，其检测所述体腔内的所述医疗器具的三维位置；医疗器具占有区域计算部，其根据由该医疗器具检测单元检测到的医疗器具的三维位置，计算所述医疗器具在所述体腔内占有的医疗器具占有区域；干涉预测部，其根据由所述非干涉区域设定部设定的非干涉区域与由所述医疗器具占有区域计算部计算出的所述医疗器具占有区域之间的位置关系，预测所述医疗器具与所述脏器的干涉；以及注意唤起部，其在由该干涉预测部预测到所述医疗器具与所述脏器的干涉时，对操作者进行注意唤起。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.27 JP 2014-0367941.一种手术系统，其具有：医疗器具，其能够插入到活体的体腔内；脏器测定单元，其测定所述体腔内的脏器的三维位置；非干涉区域设定部，其根据由该脏器测定单元测定出的所述脏器的三维位置，设定所述体腔内的空间中的除了所述脏器以外的非干涉区域；医疗器具检测单元，其检测所述体腔内的所述医疗器具的三维位置；医疗器具占有区域计算部，其根据由该医疗器具检测单元检测到的医疗器具的三维位置，计算所述医疗器具在所述体腔内占有的医疗器具占有区域；干涉预测部，其根据由所述非干涉区域设定部设定的非干涉区域与由所述医疗器具占有区域计算部计算出的所述医疗器具占有区域之间的位置关系，预测所述医疗器具与所述脏器的干涉；以及注意唤起部，其在由该干涉预测部预测到所述医疗器具与所述脏器的干涉时，对操作者进行注意唤起。2.一种手术系统，其具有：医疗器具，其能够插入到活体的体腔内；脏器测定单元，其测定所述体腔内的脏器的三维位置；非干涉区域设定部，其根据由该脏器测定单元测定出的所述脏器的三维位置，设定所述体腔内的空间中的除了所述脏器以外的非干涉区域；医疗器具检测单元，其检测所述体腔内的所述医疗器具的三维位置；医疗器具占有区域计算部，其根据由该医疗器具检测单元检测到的医疗器具的三维位置，计算所述医疗器具在所述体腔内占有的医疗器具占有区域；干涉预测部，其根据由所述非干涉区域设定部设定的非干涉区域与由所述医疗器具占有区域计算部计算出的所述医疗器具占有区域之间的位置关系，预测所述医疗器具与所述脏器的干涉；以及医疗器具控制部，其在由该干涉预测部预测到所述医疗器具与所述脏器的干涉时，对所述医疗器具的动作施加限制。3.根据权利要求2所述的手术系统，其中，所述手术系统还具有注意唤起部，该注意唤起部在由所述干涉预测部预测到所述医疗器具与所述脏器的干涉时，对操作者进行注意唤起。4.根据权利要求1或3所述的手术系统，其中，所述注意唤起部输出触动所述操作者的视觉、听觉和触觉中的至少一方的报知信号。5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的手术系统，其中，所述手术系统具有筒状的套针，该套针经由形成在所述活体的体表的孔插入到所述体腔内，所述医疗器具能够插入到该套针中，所述脏器测定单元具有：立体照相机，其设置在所述套针的前端部，从相互不同的2个视点拍摄该套针的前端前方的视野，取得一对视点图像；视点位置检测部，其检测该立体照相机在所述体腔内的位置和姿势；以及运算部，其根据由所述立体照相机取得的一对视点图像以及由所述视点位置检测部检测到的所述立体照相机的位置和姿势，通过计算来取得所述体腔内的脏器的三维位置。6.根据权利要求1～4中的任意一项所述的手术系统，其中，所述手术系统具有能够插入到所述体腔内的另一个医疗器具，所述脏器测定单元具有：指定位置检测部，其检测所述体腔内的所述另一个医疗器具的前端的三维位置；以及指示部，其由所述操作者进行操作，所述非干涉区域设定部存储在操作了所述指示部时由所述指定位置检测部检测到...

【专利技术属性】
技术研发人员：二梃木昌夫，菊池悟，
申请(专利权)人：奥林巴斯株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP