医用观察装置制造方法及图纸

一种医用观察装置，包括：成像部(110)，拍摄手术部位的图像；保持部(120)，与成像部连接并且具有可以利用至少六个自由度操作的旋转轴。在旋转轴当中，至少两个轴是以基于旋转轴的状态来控制的方式驱动的主动轴(220、230)，并且至少一个轴是在与来自外部的直接操纵接触时并根据来自外部的直接操纵而旋转的从动轴。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及一种医用观察装置。
技术介绍
对于颅神经外科的手术操作，在过去已经使用医学显微镜(手术显微镜)来进行操作，使得能够放大并观察微小的操作部位。例如，由于在颅神经外科的手术操作中操作部位是非常小的区域，因此需要高精度地移动并固定手术显微镜的位置和姿态。因此，已经开发了利用平衡臂或机械臂保持手术显微镜的技术。同时，在手术操作中需要在观察点固定的情况下(换句话说，在观察点始终位于手术显微镜的光轴上的情况下)通过倾斜移动手术显微镜，使能够从不同角度观察相同的操作部位。这种在观察点固定的情况下移动手术显微镜的操作也称为点锁定操作或枢转操作，并且使用点锁定操作和枢转操作观察操作部位也称为点锁定观察或枢转观察。已经开发了用于实现用于保持手术显微镜的平衡臂和机械臂的点锁定操作的技术。例如，专利文献1公开了一种平衡臂，通过该平衡臂机械地调节手术显微镜的可移动范围，并且通过配置保持手术显微镜的保持单元(臂单元)实现点锁定操作，其中手术显微镜要与多个平行四边形连杆机构组合。另外，例如，专利文献2公开了具有六个自由度的机械臂，其基于附接至患者的标记来检测患者的位置和姿态，并且驱动机械臂以使用连接到其前端的医疗仪器对患者自动进行预定治疗。专利文献2所描述的技术具有通过设置医疗显微镜来代替治疗仪器，并通过例如位置控制适当地控制保持单元的各个接合部的驱动而实现点锁定操作的可能性。现有技术文献专利文献专利文献1：JPH8-266555A专利文献2：JP2011-502807T
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题然而，为了在上述专利文献1所描述的技术中机械地调节手术显微镜的移动，保持单元具有包括双平衡臂的复杂配置，并且因此存在装置尺寸增大的可能性。另外，在如上述专利文献2所描述的具有六个自由度的机械臂中，应该驱动接合部的保持单元的配置从前端的接合部(在连接治疗仪器或医用显微镜的一侧上)朝向后侧(与保持单元的基座对应的一侧)的接合部变得更大，并且因此，当装置进一步向后定位时要求安装在接合部中的驱动装置(例如致动器)产生更大的输出。因此，当接合部进一步向后定位时，具有六个自由度的机械臂趋向于具有更大结构的接合部，并且因此存在整个装置尺寸增大的问题。在专利文献1和2所描述的技术中，存在如上所述的装置尺寸增大的配置的可能性。同时，假设在手术操作中进行多次点锁定观察，并且这些次的观察点和观察方向也可以不同地变化。因此，期望在点锁定观察中通过手动操纵简单地移动显微镜。考虑到上述情况，需要用于实现用户的期望操作的技术，诸如点锁定操作，其以更小和更简单的配置确保良好的操纵性能。因此，本公开提出了一种新颖的和改进的医用观察装置，其以更小和更简单的配置确保优异的操纵性能。问题的解决方案根据本公开，提供了一种医用观察装置，包括：成像单元，被配置为拍摄操作部位的图像；保持单元，被配置为与成像单元连接并且具有利用至少六个自由度可操作的旋转轴。在旋转轴中，至少两个轴是基于旋转轴的状态来控制驱动的主动轴，并且至少一个轴是根据伴随接触的直接外部操纵而旋转的从动轴。根据本公开，提供了一种医用观察装置，包括：成像单元，被配置为拍摄操作部位的图像；以及保持单元，被配置为与成像单元连接并且具有利用至少六个自由度可操作的旋转轴。在旋转轴中，作为与成像单元的光轴正交的第一旋转轴以及与光轴和第一旋转轴正交的第二旋转轴的至少两个轴是主动轴，主动轴的驱动基于旋转轴的状态来控制，并且至少一个轴是根据伴随接触的直接外部操纵而旋转的从动轴，并且第一旋转轴和第二旋转轴具有被配置为检测第一旋转轴和第二旋转轴的旋转角的编码器、被配置为检测至少加载在第一旋转轴和第二旋转轴上的外力的力传感器、以及被配置为驱动第一旋转轴和第二旋转轴的旋转的致动器。根据本公开，设置在保持单元中的具有至少六个自由度的旋转轴中的至少两个轴用作基于各个旋转轴的状态驱动的主动轴，并且至少一个轴用作根据直接操纵而旋转的从动轴。通过以这种方式适当地控制主动轴的驱动，同时采用主动轴的数量减少的更简单的配置，可以在操作者的(用户的)期望的操作中实现令人满意的操纵性能。专利技术的有益效果根据如上所述的本公开，能够以更小且更简单的配置确保优异的操纵性能。应当注意，上述效果不必是限制性的。使用或代替上述效果，可以实现本说明书中所描述的效果中的任何一个或者可以从本说明书掌握的其他效果。附图说明[图1]图1是用于描述在点锁定观察时的显微镜的移动的示意图。[图2]图2是示出根据本专利技术的第一实施方式的医用观察装置的配置的实例的图。[图3]图3是示出图2所示的成像单元的配置的实例的图。[图4]图4是示出与图2所示的旋转轴单元的主动轴对应的旋转轴单元的配置的实例的图。[图5]图5是示出根据第一实施方式的医用观察装置的功能配置的实例的功能框图。[图6]图6是示出根据本公开的第二实施方式的医用观察装置的配置的实例的图。[图7]图7是示出与图6所示的旋转轴部的主动轴对应的旋转轴部的配置的实例的图。[图8]图8是示出根据第二实施方式的医用观察装置的功能配置的实例的功能框图。[图9]图9是示出根据本公开的第三实施方式的医用观察装置的配置的实例的图。[图10]图10是示意性地示出为了确保工作空间而将成像单元从观察点移开的操纵的图。[图11]图11是用于描述当应用了基于感测应力的力控制移动成像单元的变形例时的成像单元的移动的示意图。具体实施方式在下文中，将参照附图详细描述本公开的优选实施方式。在本说明书和附图中，具有基本上相同的功能和结构的结构元件用相同的参考标号表示，并且省略对这些结构元件的重复说明。应当注意，描述将按照以下顺序提供。1.普通医用观察装置的述评2.第一实施方式2-1.装置的配置2-2.使用中的操作2-3.装置的功能配置3.第二实施方式3-1.装置的配置3-2.使用中的操作3-3.装置的功能配置4.第三实施方式4-1.装置的配置4-2.使用中的操作5.变型例5-1.成像单元具有AF功能的变型例5-2.使用基于感测应力的力控制来移动成像单元的变型例6.补充(1.普通医用观察装置的述评)在描述本公开的示例性实施方式之前，将描述本专利技术人对普通医用观察装置的述评结果，并且将描述用于构思以下要描述的实施方式的原因。如上所述，在颅神经外科手术等中的手术操作中存在这样的情况，其中例如使用手术显微镜(下文中也简称为显微镜)拍摄操作部位，并且操作者在查看所拍摄的图像的情况下执行手术操作。为了高精度地调节显微镜的位置和姿态，使用利用平衡臂或机械臂保持显微镜的医用观察装置。例如，通过配置保持单元(臂单元)，其中保持单元利用具有配重的平衡臂来保持显微镜，操作者可以移动显微镜，感觉就像显微镜没有重量一样。这里，将考虑通常利用具有六个自由度的保持单元保持显微镜的情况。显微镜的移动可分为两种，即平移移动和倾斜移动。显微镜的位置在平移移动中的平面内变化，并且显微镜的姿态(即观察方向(其光轴的方向))在倾斜移动中改变。同样根据显微镜的姿态，例如，通过使六个自由度当中的1至3个自由度起作用，可以实现平移移动。通过在查看由显微镜拍摄的图像(捕捉的图像)的同时平移地移动显微镜，操作者可以相对容易地进行显微镜的移动，使得视野的中心从观察点移动到距其预定距离的下一个观察点，同时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种医用观察装置，包括：成像单元，被配置为拍摄操作部位的图像；保持单元，被配置为与所述成像单元连接并且具有能够利用至少六个自由度操作的旋转轴，其中，在所述旋转轴当中，至少两个轴是基于所述旋转轴的状态来控制驱动的主动轴，并且至少一个轴是根据伴随接触的直接外部操纵而旋转的从动轴。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.01 JP 2014-1572881.一种医用观察装置，包括：成像单元，被配置为拍摄操作部位的图像；保持单元，被配置为与所述成像单元连接并且具有能够利用至少六个自由度操作的旋转轴，其中，在所述旋转轴当中，至少两个轴是基于所述旋转轴的状态来控制驱动的主动轴，并且至少一个轴是根据伴随接触的直接外部操纵而旋转的从动轴。2.根据权利要求1所述的医用观察装置，其中，基于预定条件，通过控制所述主动轴的驱动来控制所述成像单元的位置和姿态。3.根据权利要求2所述的医用观察装置，其中，当所述成像单元移动时，控制所述主动轴的驱动，使得相对于移动之后的所述成像单元的观察点与相对于移动之前的所述成像单元的观察点一致。4.根据权利要求3所述的医用观察装置，其中，所述主动轴包括能够决定所述成像单元的倾斜的至少两个旋转轴。5.根据权利要求4所述的医用观察装置，其中，所述主动轴包括与所述成像单元的光轴正交的第一旋转轴以及与所述光轴和所述第一旋转轴正交的第二旋转轴。6.根据权利要求1所述的医用观察装置，其中，所述保持单元是具有配重的平衡臂。7.根据权利要求1所述的医用观察装置，其中，所述旋转轴具有被配置为检测所述旋转轴的状态的状态检测单元，用作主动轴的所述旋转轴进一步具有被配置为驱动所述旋转轴的旋转的致动器，以及基于由所述状态检测单元所检测的各个旋转轴的状态，控制所述主动轴的致动器的驱动。8.根据权利要求7所述的医用观察装置，其中，所述状态检测单元包括被配置为检测所述旋转轴的旋转角的编码器，并且基于由所述编码器所检测的各个旋转轴的旋转角控制所述主动轴的所述致动器的驱动。9.根据权利要求8所述的医用观察装置，其中，设置在所述主动轴中的所述状态检测单元进一步包括力传感器，所述力传感器被配置为检测至少加载在所述主动轴上的外力，并且基于由所述编码器所检测的各个旋转轴的旋转角和由所述力传感器所检测的各个主动轴的应力值，控制所述主动轴的所述致动器的驱动。10.根据权利要求1所述的医用观察装置，其中，所述主动轴包括能够决定所述成像单元的倾斜的至少两个旋转轴和能够决定所述成像单元与观察点之间的距离的一个旋转轴，以及当所述成像单元移动时，控制所述主动轴的驱动，使得所述观察点位于所述成像单元的光轴上，使得相对于移动之后的成像单元的观察点与相对于移动之前的成像单元的观察点一致并且所述成像单元与所述观察点之间的距离保持恒定。11.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：广濑宪志，福岛哲治，宫本敦史，小久保亘，坪井利充，
申请(专利权)人：索尼奥林巴斯医疗解决方案公司，索尼公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP