医疗支撑臂和医疗系统的制作方法

1.本公开涉及一种医疗支撑臂和一种医疗系统。


背景技术：

2.在内窥镜手术中，使用内窥镜(例如，斜视内窥镜)捕获患者腹腔的图像，并且在显示器上显示由内窥镜捕获的捕获图像的同时执行手术。
3.例如，专利文献1公开了与控制斜视内窥镜插入人体的程度和斜视内窥镜的姿势相关的技术。
4.引用列表
5.专利文献
6.专利文献1：jp 2016-219521 a


技术实现要素：

7.技术问题
8.在腹腔镜手术中，手术工具与内窥镜分开插入体内。在这种情况下，希望支撑内窥镜的支撑臂移动内窥镜，以避免干扰手术工具，从而操作者可以适当地进行手术。另一方面，还需要移动内窥镜，使得操作者能够容易地看到观察目标(例如，操作者要治疗的部位)。因此，不容易控制支撑臂，以使内窥镜保持适合手术的状态。
9.因此，本公开提出了一种能够适当控制支撑臂运动的医疗支撑臂和医疗系统。
10.问题的解决方案
11.为了解决上述问题，根据本公开的医疗支撑臂包括：支撑臂，支撑内窥镜；臂控制单元，被配置为使得支撑臂执行多个不同的干扰避免操作，以避免内窥镜和手术工具之间的干扰，同时保持内窥镜的物镜指向观察目标的状态；以及确定单元，确定多个干扰避免操作的操作量的组合。
附图说明
12.图1是示出支撑内窥镜的机械臂的配置的示图。
13.图2是示出斜视内窥镜的外观的示图。
14.图3是示出相对于观察点呈圆锥形扩展的三维表面的示意图。
15.图4是用于描述干扰避免区域的示图。
16.图5是以重叠方式示出相对于观察点和柱状干扰避免区域呈圆锥形扩展的三维表面的示图。
17.图6是斜视内窥镜的当前位置附近的区域的放大图。
18.图7是示出预先设计的程序图的示例的示图。
19.图8是示出可以应用根据本公开的技术的内窥镜手术系统的示意性配置的示例的示图。
20.图9是示出图8所示的摄像头和相机控制单元(ccu)的功能配置的示例的框图。
21.图10是示出根据本实施例的支撑臂装置的外观的示意图。
22.图11是示出根据本公开实施例的斜视内窥镜的配置的示意图。
23.图12是示出对比的斜视内窥镜和前视内窥镜的示意图。
24.图13是示出根据本公开实施例的医疗观察系统的配置示例的框图。
25.图14是示出根据本公开实施例的机械臂装置的具体配置示例的示图。
26.图15是示出用于避免斜视内窥镜和手术工具之间的干扰的干扰避免处理的示例的流程图。
27.图16是示出斜视内窥镜的修改的示图。
具体实施方式
28.在下文中，将参考附图详细描述本公开的实施例。注意，在以下每个实施例中，相同的附图标记表示相同的部分，并且将省略重叠的描述。
29.此外，将按以下顺序描述本公开。
30.1.简介
31.1-1.本实施例的目的等
32.1-2.本实施例的概述
33.2.医疗系统的配置
34.2-1.第一配置示例(内窥镜系统)
35.2-2.支撑臂装置的具体配置示例
36.2-3.内窥镜的具体配置示例
37.2-4.第二配置示例(医疗观察系统)
38.3.医疗系统的操作
39.4.修改
40.5.结论
41.《《1.简介》》
42.《1-1.本实施例的目的等》
43.在微创手术(例如，腹腔镜手术)中，被称为窥镜医生的助手通常根据外科医生的指令或手术程序用手握住并操作内窥镜。窥镜医生的技能允许外科医生通过内窥镜捕获的图像看到他/她想要看到的东西。
44.近年来，在使用内窥镜的手术中，已经提出了用内窥镜夹持臂代替窥镜的方法。然而，该方法具有操作方法复杂的问题。为了解决可操作性的问题，夹持臂(以下称为支撑臂)本身可以自主移动内窥镜。
45.注意，在微创手术中，斜视内窥镜、侧视内窥镜等用作内窥镜，并且还存在具有可变斜角的刚性内窥镜。此外，还存在具有远端部分可以弯曲的配置的刚性内窥镜。这些刚性内窥镜具有各种优点，例如，能够从不同方向观察患部，或者能够观察患部，而不会干扰体内的其他手术器械。
46.传统上，通过基于经验调节斜视内窥镜的旋转量和插入/移除程度，窥镜医生已经避免了斜视内窥镜和手术器械之间的干扰。注意，使用旋转量的调整的干扰避免具有改变
观察方向的缺点。另一方面，使用插入/移除程度的调整的干扰避免具有观察目标的细节丢失的缺点。由于这个原因，窥镜医生本能地将两个处理量(旋转量和插入/移除的程度)结合起来，从而实现外科医生期望的最佳图像的捕获，同时避免斜视内窥镜和器械之间的干扰。
47.为了使内窥镜的支撑臂执行这样的操作，需要控制支撑臂的控制装置(例如，处理器)自主地确定两个处理量(旋转量和插入/移除程度)中的每一个，而不依赖于人的感觉。然而，这种确定方法迄今尚未实施。
48.例如，专利文献1(jp 2016-219521 a)公开了与控制斜视内窥镜的插入程度和姿势相关的技术，但是专利文献1中描述的技术不是考虑斜视内窥镜的旋转的模型。
49.因此，在本实施例中，定义了称为旋转-插入比(r/i比)的基准，使得设计者可以根据情况设计斜视内窥镜的旋转量和插入程度中的每一个。然后，在本实施例中，支撑臂的控制装置根据情况通过使用设计结果来操作支撑臂。结果，可以捕获外科医生期望的最佳图像，同时避免斜视内窥镜和器械之间的干扰。
50.注意，在以下描述中，“插入”可以用作广义的插入，包括移除(拉动操作)。在以下描述中出现的术语“插入”可以适当地被替换为“移除”或“插入/移除”。此外，在以下描述中出现的术语“插入/移除”可以适当地被替换为“插入”或“移除”。类似地，在以下描述中出现的术语“移除”可以被适当地替换为“插入”或“插入/移除”。
51.《1-2.本实施例的概述》
52.通过拉动斜视内窥镜的操作(移除操作)和旋转斜视内窥镜的操作(旋转操作)的组合来确定用于避免斜视内窥镜和手术工具之间的干扰的操作(下文中，称为干扰避免操作)。然而，如上所述，旋转操作导致观察方向的改变，移除操作导致细节的丢失。因此，支撑臂的控制装置不会简单地在预先确定的某个恒定方向(例如，拉动斜视内窥镜的方向)上移动斜视内窥镜，以避免干扰。
53.在本实施例中，支撑臂的控制装置计算拉动斜视内窥镜直到干扰消除的情况下支撑臂的最小操作量和旋转斜视内窥镜直到干扰消除的情况下支撑臂的最小操作量之间的比率。然后，控制装置基于预先设计的程序图的比率和信息来确定两个操作(移除操作和旋转操作)的组合操作量。将在后面详细描述比率和程序图。
54.注意，操作量也可以称为处理量。以下描述中出现的术语“操作量”可以适当地替换为术语“处理量”。
55.根据本实施例的确定操作量的方法是根据程序图确定操作量的方法。因此，控制装置的设计者可以预先设计多个程序图，使得支撑臂的控制装置可以根据手术的阶段改变旋转操作和移除操作的调整方法。支撑臂的控制装置可以利用预先设计的程序图的信息，根据手术的阶段进行适当的干扰避免操作。
56.为了容易理解，下面将参考附图描述本实施例的概述。
57.(装置配置的概述)
58.图1是示出支撑斜视内窥镜e的机械臂a(计算机辅助手术系统的一个方面)的配置的示图。机械臂a是本实施例的医疗支撑臂的示例。斜视内窥镜e连接到机械臂a。如上所述，斜视内窥镜是一种内窥镜。注意，在本实施例中，内窥镜包括镜(镜筒)和摄像头，但是内窥镜不必包括摄像头。例如，只有对应于镜(镜筒)的部分可以被视为内窥镜。本实施例的机械臂支撑例如镜(镜筒)所附接的摄像头。
59.用于控制每个关节的马达设置在机械臂a的内部。斜视内窥镜e通过套管针t1插入患者体内，并且捕获操作者感兴趣的对象或点(以下称为观察目标或观察点)及其周围的图像。在此处，套管针t3是一种称为医疗穿刺器械的器械。注意，手术器械(例如，图1所示的器械s1和s2)也通过套管针(例如，图1所示的套管针t1和t2)插入患者体内。操作者(例如，外科医生)在观看内窥镜e捕获的图像的同时进行腹腔镜手术
60.(斜视内窥镜与锥面之间的关系)
61.图2是示出斜视内窥镜e的外观的示图。斜视内窥镜e位于轴上，并且包括位于轴上的远端的物镜f。物镜f朝向观察点的取向相对于斜视内窥镜e的轴向倾斜角度t1。作为示例，角度t1为30
°
至40
°
。在以下描述中，角度t1可以被称为斜角。
62.只要三维表面相对于观察点呈圆锥形扩展，斜视内窥镜e就可以围绕相同的点进行观察。图3是示出相对于观察点呈圆锥形扩展的三维表面的示意图。机械臂a的控制装置可以通过保持斜视内窥镜e的物镜f在圆锥表面上的位置来保持物镜f面向观察点的状态。根据斜角t1确定该圆锥顶点的角度t2。
63.(干扰避免区域的设置)
64.注意，在本实施例中，为了避免斜视内窥镜e和手术器械之间的干扰，操作机械臂a的控制装置，使得斜视内窥镜e不进入根据观察点预先确定的柱状部分(column)。在以下描述中，这个用于避免干扰的区域被称为避免干扰区域。
65.图4是用于描述干扰避免区域的示图。在图4的示例中，以手术工具s1为中心的具有预定半径的柱状区域是干扰避免区域。可以根据手术工具任意设定柱状部分的直径。注意，干扰避免区域不一定是柱状的。例如，干扰避免区域可以具有其中具有不同直径的多个柱状部分组合的形状。在这种情况下，柱状部分的形状可以根据到观察点的距离而改变。
66.(r/i率的定义)
67.图5是以重叠方式示出相对于观察点和柱状干扰避免区域呈圆锥形扩展的三维表面的示图。在图5中，方向r表示斜视内窥镜e的旋转操作的方向(旋转方向)，方向i表示斜视内窥镜e的插入/移除操作(移除操作和插入操作)的方向(插入/移除方向)。此外，点p0表示斜视内窥镜e的物镜f的当前位置。旋转方向r、插入/移除方向i和当前位置p0都位于圆锥形表面上。
68.注意，在本实施例中，旋转操作意味着斜视内窥镜e的物镜f沿着圆锥表面在旋转方向r上移动，插入/移除操作(移除操作和插入操作)意味着斜视内窥镜e的物镜f沿着圆锥表面在插入/移除方向i上移动。
69.图6是斜视内窥镜e的当前位置p0附近的区域的放大图。图6中的斜线是当前位置p0附近的两个实体(圆锥和柱状部分)的表面的交线。在此处，定义如下式(1)或下式(2)所示的旋转插入比(r/i比)。r/i比可以是等式(1)和等式(2)中的任何一个。
70.r/i比＝rθ/l...(1)
71.r/i比＝θ/l...(2)
72.在此处，θ是仅通过从当前位置p0的旋转操作能避免干扰的最小旋转量。此外，r是通过沿旋转方向穿过当前位置p切割锥体而形成的圆的半径。此外，l是仅通过从当前位置p0的移除操作(拉动操作)能避免干扰的插入/移除的最小程度。注意，插入/移除程度也可以被称为移除程度、插入程度(负插入程度)等。
73.大的r/i比表示除非旋转量大，否则无法避免干扰，小的r/i比表示除非插入/移除程度高，否则无法避免干扰。
74.由于等式(1)是考虑旋转角度和半径r的等式，分母和分子都有相同的距离单位。因此，在等式(1)用于定义r/i比的情况下，可以预期高精度的计算结果。然而，需要相应地计算半径r，这增加了控制装置的处理负荷。另一方面，等式(2)是省略半径r的简化表达式。因此，在使用等式(2)来定义r/i比的情况下，尽管稍微牺牲了精度，但是可以减少控制装置的计算负荷。考虑到这些优点和缺点，控制装置(或控制装置的设计者)可以选择是使用等式(1)还是等式(2)来定义r/i比。
75.(程序图)
76.控制装置基于r/i比和预先设计的程序图的信息来确定两个操作(移除操作和旋转操作)的组合操作量。
77.图7是示出预先设计的程序图的示例的示图。图7所示的程序图是横轴为r、纵轴为i的曲线图。注意，在以下描述中，r可以用作指示旋转量的变量，而不是指示旋转方向的符号。此外，在以下描述中，i可以用作指示插入/移除程度(插入程度或移除程度)的变量，而不是指示插入/移除方向(插入方向或移除方向)的符号。在图7所示的程序图中，移除程度向上增加，并且旋转量向右增加。注意，水平轴上的旋转量r可以以半径
×
旋转角度为单位，也可以以旋转角度为单位。
78.机械臂a的控制装置将由计算出的r/i比所指示的线(以下也称为斜线)和预先设计的线(以下也称为设计线)的交点所指示的插入/移除程度和旋转量确定为斜视内窥镜e的组合操作量。在此处，设计线是在图7的示例中由“抽吸”或“夹住”指示的线。
79.在斜线上的任意一点，r/i比具有相同的值。机械臂a的控制装置可以通过将斜线上的任意点指示的r和i的值设置为组合操作量(插入/移除程度和旋转量)来实现干扰避免。注意，控制装置的设计者可以根据手术的情况设计多条设计的线，例如，图7所示的由“抽吸”和“夹住”指示的线。在此处，抽吸是通过使用抽吸仪器抽吸体内液体的处理，而夹住是夹住血管的处理。由于夹住是精细的工作，所以需要具有高图像质量的图像，而抽吸不一定需要具有高图像质量的图像。
80.控制装置的设计者考虑这些情况来设计程序图。例如，设计者执行设计，使得尽可能不发生插入/移除程度的变化，从而在执行要求高精度的夹住时保持图像质量。图7所示的夹住的设计线是这样一个示例，其中，执行设计，使得在执行夹住时尽可能不发生插入/移除程度的变化。另一方面，执行该设计，使得在执行抽吸时允许相对较大的插入程度变化。图7所示的抽吸设计线是在执行抽吸时允许插入/移除程度相对较大变化的示例。
81.注意，程序图可以由计算机而不是人(设计者)来设计。此时，计算机可以是机械臂a的控制装置，也可以是用于独立于机械臂a设计程序图的计算机(例如，服务器装置或个人计算机)。以下描述中出现的术语“设计者”可以用计算机(控制装置或设计装置)来代替。
82.机械臂a的控制装置基于这样的程序图确定组合操作量(插入/移除程度和旋转量)。例如，在操作者当前进行的治疗是“抽吸”的情况下，控制装置将由指示r/i比的斜线和指示抽吸的设计线的交点cp1指示的旋转量(r)和插入/移除程度(i)的值设置为组合操作量。另一方面，在操作者当前进行的治疗是“夹住”的情况下，控制装置将由指示r/i比的斜线和指示夹住的设计线的交点cp2指示的r和i的值设置为组合操作量。通过基于程序图确
定组合操作量，机械臂a可以根据手术的情况执行适当的干扰避免操作。
83.虽然上面已经描述了本实施例的概述，但是下面将详细描述包括本实施例的医疗支撑臂(例如，机械臂a)的医疗系统(计算机辅助手术系统)。
84.《《2.医疗系统的配置》》
85.在描述本实施例的医疗系统的操作之前，将描述医疗系统的配置(装置配置和功能配置)。对于本实施例的医疗系统，可以考虑几个配置示例。
86.《2-1.第一配置示例(内窥镜系统)》
87.首先，将描述内窥镜系统的配置作为本实施例的医疗系统的示例。
88.图8是示出可以应用根据本公开的技术的内窥镜手术系统5000的示意性配置的示例的示图。在图8的示例中，示出了操作者(例如，医生)5067通过使用内窥镜手术系统5000对病床5069上的患者5071进行手术的状态。如图所示，内窥镜手术系统5000包括内窥镜5001、其他手术工具5017、支撑内窥镜5001的支撑臂装置5027以及其上安装有用于内窥镜手术的各种装置的推车5037。
89.内窥镜5001对应于例如图1至图3和图5所示的内窥镜e，支撑臂装置5027对应于例如图1所示的机械臂a。
90.在内窥镜手术中，代替切开并打开腹壁，多个称为套管针5025a至5025d的圆柱形穿刺器械穿刺腹壁。然后，内窥镜5001的镜筒5003和其他手术工具5017通过套管针5025a至5025d插入患者5071的体腔。在所示的示例中，作为其他手术工具5017，气腹管5019、能量治疗工具5021和镊子5023被插入到患者5071的体腔中。此外，能量治疗工具5021是用于通过使用高频电流或超声波振动来切割和剥离组织、闭合血管等的治疗工具。然而，所示的手术工具5017仅仅是一个示例，并且通常在内窥镜手术中使用的各种手术工具(例如，镊子和牵开器)可以用作手术工具5017。
91.在显示装置5041上显示由内窥镜5001捕获的患者5071的体腔中的手术部位的图像。操作者5067通过使用能量治疗工具5021或镊子5023执行治疗，例如，切除患部，同时实时查看在显示装置5041上显示的手术部位的图像。注意，尽管未示出，但是气腹管5019、能量治疗工具5021和镊子5023在手术期间由操作者5067、助手等支撑。
92.[支撑臂装置]
[0093]
支撑臂装置5027包括从基部5029延伸的臂部5031。在所示的示例中，臂部5031包括关节部分5033a、5033b和5033c以及连杆5035a和5035b，并且在臂控制装置5045的控制下驱动。臂部5031支撑内窥镜5001，并控制内窥镜5001的位置和姿势。结果，可以稳定地固定内窥镜5001的位置。
[0094]
[内窥镜]
[0095]
内窥镜5001包括对应于从远端开始的预定长度的区域被插入到患者5071的体腔中的镜筒5003和连接到镜筒5003的近端的摄像头5005。在示出的示例中，示出了被配置为包括刚性镜筒5003的所谓刚性内窥镜的内窥镜5001，但是内窥镜5001可以被配置为包括柔性镜筒5003的所谓柔性内窥镜。
[0096]
物镜安装在其中的开口部分设置在镜筒5003的远端。光源装置5043连接到内窥镜5001，并且由光源装置5043产生的光被延伸到镜筒5003内部的光导引导到镜筒的远端，并且经由物镜朝向患者5071的体腔中的观察目标发射。注意，内窥镜5001可以是前视内窥镜、
斜视内窥镜或侧视内窥镜。
[0097]
光学系统和成像元件设置在摄像头5005内部，并且来自观察目标的反射光(观察光)被光学系统收集在成像元件上。观察光被成像元件光电转换，并且产生对应于观察光的电信号，即，对应于观察图像的图像信号。图像信号作为原始数据被传输到摄像头控制单元(ccu)5039。注意，摄像头5005具有通过适当驱动光学系统来调节放大率和焦距的功能。
[0098]
注意，例如，为了支持立体观看(3d显示)等，可以在摄像头5005中设置多个成像元件。在这种情况下，多个中继光学系统设置在镜筒5003内部，以便将观察光引导到多个成像元件中的每一个。
[0099]
[推车上安装的各种装置]
[0100]
ccu 5039由中央处理单元(cpu)、图形处理单元(gpu)等实现，并且整体控制内窥镜5001和显示装置5041的操作。具体而言，ccu 5039对从摄像头5005接收的图像信号执行各种类型的图像处理，用于基于图像信号显示图像，例如，显影处理(去马赛克处理)。ccu 5039将经过图像处理的图像信号提供给显示装置5041。此外，ccu 5039向摄像头5005发送控制信号，以控制其驱动。控制信号可以包括关于成像条件的信息，例如，放大率和焦距。
[0101]
显示装置5041在ccu 5039的控制下，基于经过ccu 5039的图像处理的图像信号来显示图像。在内窥镜5001支持诸如4k(水平像素的数量3840
×
垂直像素的数量2160)或8k(水平像素的数量7680
×
垂直像素的数量4320)等高分辨率成像的情况下，和/或在内窥镜支持3d显示的情况下，能够进行高分辨率显示的显示装置和/或能够进行3d显示的显示装置可以用作每种情况的显示装置5041。在显示装置支持诸如4k或8k等高分辨率成像的情况下，通过使用55英寸或更大尺寸的显示装置作为显示装置5041，可以获得进一步的沉浸感。此外，根据应用，可以提供具有不同分辨率和尺寸的多个显示装置5041。
[0102]
光源装置5043例如由诸如发光二极管(led)等光源实现，并且向内窥镜5001提供用于捕获手术部位的图像的照射光。
[0103]
臂控制装置5045例如由诸如cpu等处理器实现，并且根据预定程序操作，以根据预定控制方法控制支撑臂装置5027的臂部5031的驱动。臂控制装置5045对应于控制本实施例的支撑臂的控制装置(例如，用于机械臂a的控制装置)。注意，ccu 5039也可以被视为本实施例的控制装置。
[0104]
输入装置5047是内窥镜手术系统5000的输入接口。用户可以经由输入装置5047向内窥镜手术系统5000输入各种类型的信息或指令。例如，用户经由输入装置5047输入关于手术的各种类型的信息，例如，患者的身体信息和关于手术的手术过程的信息。此外，例如，用户经由输入装置5047输入驱动臂部5031的指令、改变内窥镜5001的成像条件(照射光的类型、放大率、焦距等)的指令、驱动能量治疗工具5021的指令等。
[0105]
输入装置5047的类型不受限制，并且输入装置5047可以是各种已知的输入装置。作为输入装置5047，例如，可以应用鼠标、键盘、触摸面板、开关、脚踏开关5057、杠杆等。在触摸面板用作输入装置5047的情况下，触摸面板可以设置在显示装置5041的显示表面上。
[0106]
可选地，输入装置5047是用户佩戴的装置，例如，眼镜型可佩戴装置或头戴式显示器(hmd)，并且根据这些装置检测到的用户的手势或凝视来执行各种输入。此外，输入装置5047包括能够检测用户移动的相机，并且根据从相机捕获的视频中检测到的用户的手势或凝视来执行各种输入。此外，输入装置5047包括能够收集用户语音的麦克风，并且通过经由
麦克风的语音来执行各种输入。如上所述，输入装置5047被配置为能够以非接触方式输入各种类型的信息，因此，特别地，属于清洁区域的用户(例如，操作者5067)能够以非接触方式操作属于不清洁区域的装置。此外，由于用户可以在不将他/她的手从手持的手术工具上松开的情况下操作该装置，因此提高了用户的便利性。
[0107]
治疗工具控制装置5049控制能量治疗工具5021的驱动，用于组织的烧灼和切割、血管闭合等。气腹装置5051经由气腹管5019将气体供给到患者5071的体腔中，以便为体腔充气，从而确保内窥镜5001的清晰视野并确保操作者的工作空间。记录器5053是能够记录关于手术的各种类型的信息的装置。打印机5055是能够打印以诸如文本、图像或图形等各种格式的关于手术的各种类型的信息的装置。
[0108]
在下文中，将更详细地描述内窥镜手术系统5000的具体特征配置。
[0109]
[支撑臂装置]
[0110]
支撑臂装置5027包括作为基底的基部5029和从基部5029延伸的臂部5031。支撑臂装置5027可以包括用作臂控制装置5045和/或ccu 5039的控制装置。支撑臂装置5027对应于本实施例的支撑臂(例如，机械臂a)。臂部5031可以被视为本实施例的支撑臂。
[0111]
在所示的示例中，臂部5031包括多个关节部分5033a、5033b和5033c以及由关节部分5033b连接的多个连杆5035a和5035b，但是在图8中，为了简单起见，以简化的方式示出了臂部5031的配置。在实际实施中，可以适当地设置关节部分5033a至5033c和连杆5035a和5035b的形状、数量和设置、关节部分5033a至5033c的旋转轴方向等，使得臂部5031具有期望的自由度。例如，臂部5031可以适当地配置为具有六个或更多个自由度。结果，由于内窥镜5001可以在臂部5031的可移动范围内自由移动，所以内窥镜5001的镜筒5003可以从期望的方向插入到患者5071的体腔中。
[0112]
致动器设置在关节部分5033a至5033c中，并且关节部分5033a至5033c被配置为通过驱动致动器而绕预定旋转轴旋转。由臂控制装置5045控制致动器的驱动，由此控制每个关节部分5033a至5033c的旋转角度，并且控制臂部5031的驱动。结果，可以控制内窥镜5001的位置和姿势。此时，臂控制装置5045可以通过诸如功率控制或位置控制等各种已知控制方法来控制臂部5031的驱动。
[0113]
例如，操作者5067可以经由输入装置5047(包括脚踏开关5057)适当地执行操作输入，以使得臂控制装置5045根据操作输入适当地控制臂部5031的驱动，从而控制内窥镜5001的位置和姿势。通过这种控制，位于臂部5031远端的内窥镜5001可以从任意位置移动到任意位置，然后固定地支撑在移动后的位置。注意，臂部5031可以通过所谓的主从方法来操作。在这种情况下，用户可以经由安装在远离手术室的地方或手术室中的输入装置5047(主控制台)来远程操作臂部5031(从设备)。
[0114]
此外，在应用功率控制的情况下，臂控制装置5045可以执行所谓的功率辅助控制，用于从用户接收外力并驱动每个关节部分5033a至5033c的致动器，使得臂部5031根据外力平滑地移动。结果，当用户在直接触摸臂部5031的同时移动臂部5031时，能够以相对较小的力移动臂部5031。因此，可以用更简单的操作更直观地移动内窥镜5001，并且可以提高用户的便利性。
[0115]
在此处，一般来说，在内窥镜手术中，内窥镜5001由称为窥镜医生(scopist)的医生支持。然而，支撑臂装置5027的使用使得能够更可靠地固定内窥镜5001的位置，而无需手
动操作，因此，可以稳定地获得手术部位的图像并且平稳地执行手术。
[0116]
注意，臂控制装置5045不必设置在推车5037中。此外，臂控制装置5045不一定是一个装置。例如，臂控制装置5045可以设置在支撑臂装置5027的臂部5031的每个关节部分5033a至5033c中，并且用于臂部5031的驱动控制可以通过彼此协作的多个臂控制装置5045来实现。
[0117]
[光源装置]
[0118]
光源装置5043向内窥镜5001提供用于捕获手术部位的图像的照射光。光源装置5043包括例如由led、激光光源或其组合实现的白光源。此时，在白色光源由rgb激光光源的组合实现的情况下，可以高精度地控制每种颜色(每种波长)的输出强度和输出时间，因此，可以在光源装置5043中执行捕获的图像的白平衡调整。此外，在这种情况下，以时分方式用来自每个rgb激光源的激光照射观察目标，并且与照射的时间同步地控制摄像头5005的成像元件的驱动，使得也可以以时分方式捕获对应于每个rgb的图像。利用该方法，可以获得彩色图像，而无需在成像元件中提供滤色器。
[0119]
此外，可以控制光源装置5043的驱动，以便每隔预定时间改变要输出的光的强度。与光强度变化的时间同步地控制摄像头5005的成像元件的驱动，以时分方式获取图像，并且组合图像，使得可以生成高动态范围图像，而没有所谓的曝光不足和曝光过度。
[0120]
此外，光源装置5043可以被配置为能够提供对应于特殊光观察的预定波长带的光。在特殊光观察中，例如，执行所谓的窄带成像，其中，通过使用身体组织中的光吸收的波长依赖性，通过以比正常观察时使用的照射光(即，白光)更窄的频带辐射光，以高对比度捕获预定组织(例如，粘膜上皮层中的血管)的图像。可选地，在特殊光观察中，可以进行荧光观察，用于通过用激发光照射而产生的荧光获得图像。在荧光观察中，例如，可以通过用激发光照射身体组织来观察来自身体组织的荧光(自发荧光观察)，或者可以通过将诸如吲哚菁绿(icg)等试剂局部注射到身体组织中并用对应于试剂荧光波长的激发光照射身体组织来获得荧光图像。光源装置5043可以被配置为能够提供对应于这种特殊光观察的窄带光和/或激发光。
[0121]
[摄像头和ccu]
[0122]
将参考图9更详细地描述内窥镜5001的摄像头5005和ccu 5039的功能。图9是示出图8所示的摄像头5005和ccu 5039的功能配置的示例的框图。
[0123]
参考图9，摄像头5005包括透镜单元5007、成像单元5009、驱动单元5011、通信单元5013和摄像头控制单元5015，作为其功能。此外，ccu5039包括通信单元5059、图像处理单元5061和控制单元5063，作为其功能。摄像头5005和ccu 5039通过传输电缆5065连接，以便双向通信。
[0124]
首先，将描述摄像头5005的功能配置。透镜单元5007是设置在摄像头5005连接到镜筒5003的部分处的光学系统。从镜筒5003的远端获取的观察光被引导到摄像头5005，并入射到透镜单元5007上。通过组合包括变焦透镜和聚焦透镜的多个透镜来实现透镜单元5007。调节透镜单元5007的光学特性，以便将观察光集中在成像单元5009的成像元件的光接收表面上。此外，变焦透镜和聚焦透镜被配置为可在其光轴上移动，以便调节捕获图像的放大率和焦点。
[0125]
成像单元5009包括成像元件，并且设置在透镜单元5007的后续级。已经穿过透镜
单元5007的观察光被收集在成像元件的光接收表面上，并且通过光电转换产生对应于观察图像的图像信号。由成像单元5009生成的图像信号被提供给通信单元5013。
[0126]
例如，具有拜耳阵列并且能够进行颜色捕获的互补金属氧化物半导体(cmos)图像传感器用作成像单元5009中包括的成像元件。注意，作为成像元件，例如，可以使用能够支持4k或更高分辨率成像的成像元件。由于获得了手术部位的高分辨率图像，操作者5067可以更详细地掌握手术部位的状态，并且可以更顺利地进行手术。
[0127]
此外，成像单元5009中包括的成像元件包括一对成像元件，用于分别获取对应于3d显示的右眼和左眼的图像信号。当执行3d显示时，操作者5067可以更准确地掌握手术部位中活组织的深度。注意，在成像单元5009被配置为多板式的情况下，对应于各个成像元件设置多个透镜单元5007。
[0128]
此外，成像单元5009不必设置在摄像头5005中。例如，成像单元5009可以设置在镜筒5003内的物镜的正后方。
[0129]
驱动单元5011由致动器实现，并且在摄像头控制单元5015的控制下，沿着光轴将透镜单元5007的变焦透镜和聚焦透镜移动预定距离。结果，可以适当地调整由成像单元5009捕获的图像的放大率和焦点。
[0130]
通信单元5013由用于向ccu 5039发送和从ccu 5039接收各种类型信息的通信装置实现。通信单元5013经由传输电缆5065将从成像单元5009获得的图像信号作为原始数据传输到ccu 5039。此时，为了以低延迟显示手术部位的捕获图像，图像信号优选地通过光通信传输。这是因为在手术时，操作者5067在观察捕获图像中的患部的状态的同时执行手术，因此，为了更安全和更可靠的手术，需要尽可能实时地显示手术部位的运动图像。在执行光通信的情况下，在通信单元5013中设置将电信号转换成光信号的光电转换模块。图像信号由光电转换模块转换成光信号，然后经由传输电缆5065传输到ccu 5039。
[0131]
此外，通信单元5013从ccu 5039接收用于控制摄像头5005的驱动的控制信号。控制信号包括例如关于成像条件的信息，例如，用于指定捕获图像的帧速率的信息、用于指定成像时的曝光值的信息、和/或用于指定捕获图像的放大率和焦点的信息。通信单元5013将接收到的控制信号提供给摄像头控制单元5015。注意，来自ccu 5039的控制信号也可以通过光通信传输。在这种情况下，将光信号转换成电信号的光电转换模块设置在通信单元5013中，并且控制信号被光电转换模块转换成电信号，然后被提供给摄像头控制单元5015。
[0132]
注意，由ccu 5039的控制单元5063基于获取的图像信号自动设置成像条件，例如，帧速率、曝光值、放大率和焦点。也就是说，内窥镜5001具有所谓的自动曝光(ae)功能、自动聚焦(af)功能和自动白平衡(awb)功能。
[0133]
摄像头控制单元5015基于经由通信单元5013从ccu 5039接收的控制信号来控制摄像头5005的驱动。例如，摄像头控制单元5015基于用于指定捕获图像的帧速率的信息和/或用于指定成像时的曝光的信息来控制成像单元5009的成像元件的驱动。此外，例如，摄像头控制单元5015基于用于指定捕获图像的放大率和焦点的信息，经由驱动单元5011适当地移动透镜单元5007的变焦透镜和聚焦透镜。摄像头控制单元5015还可以具有存储用于识别镜筒5003或摄像头5005的信息的功能。
[0134]
注意，由于透镜单元5007、成像单元5009等设置在具有高气密性和防水性的密封结构中，所以摄像头5005能够抗高压灭菌处理。
[0135]
接下来，将描述ccu 5039的功能配置。通信单元5059由用于向摄像头5005发送各种类型的信息和从摄像头5005接收各种类型的信息的通信装置实现。通信单元5059经由传输电缆5065接收从摄像头5005传输的图像信号。此时，如上所述，可以通过光通信适当地传输图像信号。在这种情况下，对于光通信，在通信单元5059中设置将光信号转换成电信号的光电转换模块。通信单元5059将转换成电信号的图像信号提供给图像处理单元5061。
[0136]
此外，通信单元5059向摄像头5005发送用于控制摄像头5005的驱动的控制信号。控制信号也可以通过光通信传输。
[0137]
图像处理单元5061对作为从摄像头5005发送的原始数据的图像信号执行各种类型的图像处理。图像处理的示例包括各种类型的已知信号处理，例如，显影处理、图像质量增强处理(带强调处理、超分辨率处理、降噪(nr)处理、图像稳定处理等)和/或放大处理(电子变焦处理)。此外，图像处理单元5061对用于执行ae、af和awb的图像信号执行波检测处理。
[0138]
图像处理单元5061由诸如cpu或gpu等处理器实现，并且该处理器根据预定程序操作，由此可以执行上述图像处理和波检测处理。注意，在图像处理单元5061由多个gpu实现的情况下，图像处理单元5061适当地划分与图像信号相关的信息，并且多个gpu并行执行图像处理。
[0139]
控制单元5063执行与内窥镜5001执行的手术部位的图像的捕获和捕获图像的显示相关的各种类型的控制。例如，控制单元5063生成用于控制摄像头5005的驱动的控制信号。此时，在用户输入成像条件的情况下，控制单元5063基于来自用户的输入生成控制信号。可选地，在内窥镜5001具有ae功能、af功能和awb功能的情况下，控制单元5063根据图像处理单元5061执行的波检测处理的结果适当地计算最佳曝光值、焦距和白平衡，并生成控制信号。
[0140]
此外，控制单元5063使得显示装置5041基于经过图像处理单元5061的图像处理的图像信号来显示手术部位的图像。此时，控制单元5063通过使用各种图像识别技术来识别手术部位的图像中的各种对象。例如，控制单元5063可以通过检测手术部位的图像中包括的对象的边缘形状、颜色等来识别手术工具，例如，镊子、活体中的特定部位、出血、使用能量治疗工具5021时的薄雾等。当在显示装置5041上显示手术部位的图像时，控制单元5063通过使用识别结果将各种类型的手术支持信息叠加在手术部位的图像上。手术支持信息被叠加并呈现给操作者5067，使得可以更安全和可靠地执行手术。
[0141]
连接摄像头5005和ccu 5039的传输电缆5065是支持电信号通信的电信号电缆、支持光通信的光纤或其复合电缆。
[0142]
在此处，在所示的示例中，使用传输电缆5065执行有线通信，但是可以在摄像头5005和ccu 5039之间执行无线通信。在摄像头5005和ccu5039之间执行无线通信的情况下，不需要在手术室中安装传输电缆5065，因此，可以消除传输电缆5065阻碍手术室中医务人员的移动的情况。
[0143]
在上文中，已经描述了可以应用根据本公开的技术的内窥镜手术系统5000的示例。注意，在此处，内窥镜手术系统5000已经被描述为示例，但是根据本公开的技术可以应用到的系统不限于这样的示例。例如，根据本公开的技术可以应用于用于检查的柔性内窥镜系统或显微手术系统。
[0144]
《2-2.支撑臂装置的具体配置示例》
[0145]
本实施例的医疗系统包括支撑臂装置。在下文中，将详细描述根据本公开实施例的支撑臂装置的具体配置示例。注意，如下所述的支撑臂装置的使用不限于医疗用途。
[0146]
下面描述的支撑臂装置是被配置为在臂部的远端支撑内窥镜的支撑臂装置的示例，但是本实施例不限于这样的示例。此外，在根据本公开实施例的支撑臂装置应用于医疗领域的情况下，根据本公开实施例的支撑臂装置可以用作医疗支撑臂装置。
[0147]
注意，下面描述的支撑臂装置不仅可以应用于内窥镜手术系统5000，还可以应用于其他医疗系统。当然，下面描述的支撑臂装置也可以应用于除医疗系统之外的系统。此外，由于执行本实施例的处理的控制单元(控制装置)安装在支撑臂装置中，支撑臂装置本身可以被视为本实施例的医疗系统。
[0148]
图10是示出根据本实施例的支撑臂装置400的外观的示意图。支撑臂装置400对应于例如图1至图3和图5所示的机械臂a。在下文中，将参考图10描述根据本实施例的支撑臂装置400的示意性配置。
[0149]
根据本实施例的支撑臂装置400包括基部410和臂部420。基部410是支撑臂装置400的基底，并且臂部420从基部410延伸。此外，尽管在图10中未示出，但是全面控制支撑臂装置400的控制单元可以设置在基部410中，并且可以由控制单元控制臂部420的驱动。控制单元例如由诸如cpu和数字信号处理器(dsp)等各种信号处理电路来实现。
[0150]
臂部420包括多个主动关节部分(active joint portion)421a至421f、多个连杆422a至422f以及作为设置在臂部420的远端的远端单元的内窥镜装置423。
[0151]
连杆422a至422f基本上是杆状构件。连杆422a的一端经主动关节部分421a连接到基部410，连杆422a的另一端经由主动关节部分421b连接到连杆422b的一端，连杆422b的另一端经由主动关节部分421c连接到连杆422c的一端。连杆422c的另一端经由被动滑动机构(passive slide mechanism)431连接到连杆422d，连杆422d的另一端经由被动关节部分(passive joint portion)433连接到连杆422e的一端。连杆422e的另一端经由主动关节部分421d和421e连接到连杆422f的一端。内窥镜装置423经由主动关节部分421f连接到臂部420的远端，即连杆422f的另一端。以这种方式，多个连杆422a至422f的端部通过以基部410为支点的主动关节部分421a至421f、被动滑动机构431和被动关节部分433彼此连接，从而形成从基部410延伸的臂状。
[0152]
通过执行设置在臂部420的主动关节部分421a至421f中的驱动致动器的控制来控制内窥镜装置423的位置和姿势。在本实施例中，内窥镜装置423的远端进入作为手术部位的患者体腔，并捕获手术部位的部分区域的图像。然而，设置在臂部420的远端的远端单元不限于内窥镜装置423，各种医疗器械可以连接到臂部420的远端，作为远端单元。如上所述，根据本实施例的支撑臂装置400被配置为包括医疗器械的医疗支撑臂装置。
[0153]
在下文中，如图10所示定义坐标轴，以描述支撑臂装置400。此外，根据坐标轴定义上下方向、前后方向和左右方向。即，相对于安装在地板表面上的基部410的上下方向被定义为z轴方向和上下方向。此外，垂直于z轴并且臂部420从基部410延伸的方向(即，内窥镜装置423相对于基部410定位的方向)被定义为y轴方向和前后方向。此外，与y轴和z轴正交的方向被定义为x轴方向和左右方向。
[0154]
主动关节部分421a至421f将连杆彼此可旋转地连接。主动关节部分421a至421f都
具有致动器，并且具有通过驱动致动器而相对于预定旋转轴旋转的旋转机构。可以通过控制每个主动关节部分421a至421f的旋转来控制臂部420的驱动，例如，臂部420的延伸或收缩(折叠)。在此处，主动关节部分421a至421f的驱动可以通过例如已知的全身协作控制和理想关节控制来控制。如上所述，由于主动关节部分421a至421f均具有旋转机构，因此在以下描述中，主动关节部分421a至421f的驱动控制具体意味着控制主动关节部分421a至421f的旋转角度和/或产生的扭矩(主动关节部分421a至421f产生的扭矩)。
[0155]
被动滑动机构431是被动形状改变机构的一个方面，并且将连杆422c和连杆422d彼此连接，以便能够沿着预定方向向前和向后移动。例如，被动滑动机构431可将连杆422c和连杆422d彼此连接，从而可线性移动。然而，连杆422c和连杆422d的向前和向后运动不限于线性运动，并且可以是在形成弧形的方向上的向前和向后运动。例如，用户向前和向后移动被动滑动机构431，使得连杆422c的一端侧上的主动关节部分421c和被动关节部分433之间的距离变化。结果，可以改变臂部420的整体形状。
[0156]
被动关节部分433是被动形式改变机构的一个方面，并且将连杆422d和连杆422e彼此可旋转地连接。例如，用户旋转被动关节部分433，使得由连杆422d和连杆422e形成的角度变化。结果，可以改变臂部420的整体形状。
[0157]
根据本实施例的支撑臂装置400包括六个主动关节部分421a至421f，并且当驱动臂部420时实现六个自由度。即，虽然支撑臂装置400的驱动控制通过控制单元对六个主动关节部分421a至421f的驱动控制来实现，但是被动滑动机构431和被动关节部分433不是控制单元执行的驱动控制的目标。
[0158]
具体地，如图10所示，主动关节部分421a、421d和421f被设置为具有每个连接连杆422a和422e的长轴方向和连接内窥镜装置423的成像方向，作为旋转轴方向。主动关节部分421b、421c和421e被设置为具有x轴方向，作为旋转轴方向，x轴方向是连接的连杆422a至422c、422e和422f中的每一个与内窥镜装置423的连接角度在y-z平面(由y轴和z轴限定的平面)中改变的方向。如上所述，在本实施例中，主动关节部分421a、421d和421f具有执行所谓偏航的功能，主动关节部分421b、421c和421e具有执行所谓俯仰的功能。
[0159]
利用臂部420的这种配置，在根据本实施例的支撑臂装置400中，当驱动臂部420时实现六个自由度，因此，内窥镜装置423可以在臂部420的可移动范围内自由移动。在图10中，半球被示为内窥镜装置423的可移动范围的示例。假设半球的中心点(即远运动中心(rcm))是由内窥镜装置423捕获的手术部位的图像的中心，在由内窥镜装置423捕获的图像的中心固定到半球的中心点的状态下，通过在半球的球面上移动内窥镜装置423，可以以各种角度捕获手术部位的图像。
[0160]
上面已经描述了根据本实施例的支撑臂装置400的示意性配置。接下来，将描述根据本实施例的用于控制支撑臂装置400中的臂部420的驱动的全身协作控制和理想关节控制，即，主动关节部分421a至421f的驱动。
[0161]
注意，尽管已经描述了支撑臂装置400的臂部420具有多个关节部分并且具有六个自由度的情况，但是本公开不限于此。具体而言，臂部420可以具有在远端设置内窥镜装置423或外视镜的结构。例如，臂部420可以具有仅具有一个自由度的配置，驱动内窥镜装置423，以在内窥镜装置进入患者体腔的方向和内窥镜装置向后移动的方向上移动。
[0162]
《2-3.内窥镜的具体配置示例》
[0163]
内窥镜可以安装在本实施例的支撑臂装置中。在下文中，将描述斜视内窥镜的基本配置，作为本实施例的内窥镜的示例。注意，本实施例的内窥镜不限于下面描述的斜视内窥镜，只要物镜的方向相对于内窥镜主体的轴向倾斜(或者可以倾斜)。
[0164]
图11是示出根据本公开实施例的斜视内窥镜4100的配置的示意图。如图11所示，斜视内窥镜4100附接到摄像头4200的远端。斜视内窥镜4100对应于参考图8描述的镜筒5003，并且摄像头4200对应于参考图8和9描述的摄像头5005。注意，图8所示的内窥镜5001可以被视为斜视内窥镜4100。
[0165]
斜视内窥镜4100和摄像头4200可彼此独立地旋转。类似于关节部分5033a、5033b和5033c中的每一个，致动器设置在斜视内窥镜4100和摄像头4200之间，并且通过致动器的驱动，斜视内窥镜4100相对于摄像头4200旋转。
[0166]
斜视内窥镜4100由支撑臂装置5027支撑。支撑臂装置5027具有保持斜视内窥镜4100而不是窥镜医生保持斜视内窥镜4100并移动斜视内窥镜4100的功能，使得可以根据操作者或助手执行的操作来观察期望的部位。
[0167]
图12是示出斜视内窥镜4100和前视内窥镜4150进行比较的示意图。在前视内窥镜4150中，物镜朝向被摄体的方向(c1)与前视内窥镜4150的纵向方向(c2)一致。另一方面，在斜视内窥镜4100中，在物镜朝向被摄体的方向(c1)和斜视内窥镜4100的纵向方向(c2)之间形成预定角度φ。注意，在角度φ为90
°
的情况下，斜视内窥镜4100被称为侧视内窥镜。
[0168]
《2-4.第二配置示例(医疗观察系统)》
[0169]
接下来，将描述医疗观察系统1的配置，作为本实施例的医疗系统的另一配置示例。注意，上述支撑臂装置400和斜视内窥镜4100也可以应用于下述医疗观察系统。此外，下面描述的医疗观察系统可以被视为上述内窥镜手术系统5000的功能配置示例或修改。
[0170]
图13是示出根据本公开实施例的医疗观察系统1的配置示例的框图。在下文中，将参考图13描述根据本公开实施例的医疗观察系统的配置。
[0171]
如图13所示，医疗观察系统1包括机械臂装置10、控制单元20、操作单元30和显示单元40。
[0172]
图14是示出根据本公开实施例的机械臂装置10的具体配置示例的示图。机械臂装置10包括例如臂部11(铰接臂)，该臂部是包括多个关节部和多个连杆的多连杆结构。机械臂装置10对应于例如图1至图3和图5所示的机械臂a或图10所示的支撑臂装置400。在控制单元20的控制下操作机械臂装置10。机械臂装置10通过在可移动范围内驱动臂部11来控制设置在臂部11的远端的远端单元(例如，内窥镜)的位置和姿势。臂部11对应于例如图10所示的臂部420。
[0173]
臂部11包括多个关节部分111。图13示出了作为多个关节部分的代表的一个关节部分111的配置。
[0174]
关节部分111可旋转地连接臂部11中的连杆，并且在控制单元20的控制下控制其旋转，从而驱动臂部11。关节部分111对应于例如图10所示的主动关节部分421a至421f。此外，关节部分111可以具有致动器。
[0175]
如图13所示，关节部分111包括一个或多个关节驱动单元111a和一个或多个关节状态检测单元111b。
[0176]
关节驱动单元111a是关节部分111的致动器中的驱动机构，并且关节驱动单元
111a执行驱动，以旋转关节部分111。关节驱动单元111a对应于图14等所示的马达5011。关节驱动单元111a的驱动由臂控制单元23控制。例如，关节驱动单元111a对应于马达和马达驱动器。由关节驱动单元111a执行的驱动对应于例如由马达驱动器根据来自控制单元20的命令以电流量驱动马达。
[0177]
关节状态检测单元111b例如是检测关节部分111的状态的传感器。在此处，关节部分111的状态可以意味着关节部分111的运动状态。例如，关节部分111的状态包括诸如关节部分111的旋转角度、旋转角速度、旋转角加速度和产生的扭矩等信息。关节状态检测单元111b对应于图14所示的编码器5021等。在本实施例中，关节状态检测单元111b用作例如检测关节部分111的旋转角度的旋转角度检测单元和检测关节部分111的所产生的扭矩和外部扭矩的扭矩检测单元。注意，旋转角度检测单元和扭矩检测单元可以分别是致动器的编码器和扭矩传感器。关节状态检测单元111b将检测到的关节部分111的状态发送到控制单元20。
[0178]
回到图13，除了臂部11之外，机械臂装置10还包括内窥镜12。内窥镜12例如是斜视内窥镜。内窥镜12对应于例如图1至图3和图5所示的斜视内窥镜e、图8所示的内窥镜5001或图11所示的斜视内窥镜4100。例如，内窥镜12可拆卸地设置在臂部11的远端。如图13所示，内窥镜12包括成像单元12a和光源单元12b。
[0179]
成像单元12a捕获各种成像目标的图像。成像单元12a捕获例如患者腹腔中包括各种医疗器械、器官等的手术区域图像。具体地，成像单元12a是能够以运动图像或静止图像的形式捕获成像目标的图像的相机等。更具体地，成像单元12a是包括广角光学系统的广角相机。也就是说，手术视野图像是由广角相机捕获的手术视野图像。例如，尽管正常内窥镜的视角约为80
°
，但是根据本实施例的成像单元12a的视角可以是140
°
。注意，成像单元12a的视角可以大于80
°
且小于140
°
，或者可以等于或大于140
°
。成像单元12a向控制单元20发送对应于捕获图像的电信号(图像信号)。注意，在图13中，成像单元12a不需要包括在机械臂装置中，并且这方面不受限制，只要成像单元12a由臂部11支撑。
[0180]
在光源单元12b中，成像单元12a用光照射成像目标。光源单元12b可以由例如广角透镜led实现。例如，光源单元12b可以通过组合普通led和透镜漫射光来实现。此外，光源单元12b可以被配置为利用透镜漫射通过光纤传输的光(增加其角度)。此外，光源单元12b可以通过在多个方向上用光照射光纤本身来扩大照射范围。注意，在图13中，光源单元12b不需要包括在机械臂装置10中，并且这方面不受限制，只要照射光能够被引导至由臂部11支撑的成像单元12a。
[0181]
接下来，将参考图14描述根据本公开实施例的机械臂装置10的具体配置示例。
[0182]
例如，如图14所示，机械臂装置10的臂部11包括第一关节部分1111、第二关节部分1112、第三关节部分1113和第四关节部分1114。
[0183]
第一关节部分1111包括马达5011、编码器5021、马达控制器5031和马达驱动器5041。由于第二关节部分1112至第四关节部分1114也具有与第一关节部分1111相同的配置，下面将描述第一关节部分1111，作为示例。
[0184]
注意，包括第一关节部分1111的每个关节部分可以包括马达5011的制动器。此时，制动器可以是机械制动器。然后，关节部分可以被配置为例如在马达不操作的情况下通过使用制动器来保持臂部11的当前状态。即使在由于某种原因停止向马达供电的情况下，由
于臂部11由机械制动器固定，所以内窥镜也不会移动到非预期位置。
[0185]
在马达驱动器5041的控制下驱动马达5011，以驱动第一关节部分1111。马达5011和/或马达驱动器5041对应于例如图11所示的关节驱动单元111a。例如，马达5011在附接到第一关节部分1111的箭头方向上驱动第一关节部分1111。马达5011通过驱动第一关节部分1111来控制臂部11的位置和姿势或者镜筒和相机的位置和姿势。注意，在本实施例中，作为内窥镜的一种形式，相机(例如，成像单元12a)可以设置在镜筒的远端。
[0186]
编码器5021在马达控制器5031的控制下检测关于第一关节部分1111的旋转角度的信息。即，编码器5021获取关于第一关节部分1111的姿势的信息。编码器5021在马达控制器5031的控制下检测关于马达扭矩的信息。
[0187]
控制单元20控制臂部11的位置和姿势。具体地，控制单元20控制马达控制器5031至5034、马达驱动器5041至5044等，以控制第一关节部分1111至第四关节部分1114。通过这样做，控制单元20控制臂部11的位置和姿势。控制单元20可以包括在机械臂装置10中，或者可以是与机械臂装置10分离的装置。控制单元20对应于例如控制图1至图3和图5所示的机械臂a的控制装置。或者，控制单元20对应于例如图8所示的ccu5039或臂控制装置5045。
[0188]
控制单元20通过例如中央处理单元(cpu)、微处理单元(mpu)等执行存储在以随机存取存储器(ram)等作为工作区域的存储单元(未示出)中的程序(例如，根据本发明的程序)来实现。此外，控制单元20是控制器，并且可以通过例如诸如专用集成电路(asic)或现场可编程门阵列(fpga)等集成电路来实现。
[0189]
如图13所示，控制单元20包括获取单元21、确定单元22、臂控制单元23和显示控制单元24。控制单元20中包括的各个块(获取单元21、显示控制单元24等)均是表示控制单元20的功能的功能块。这些功能块可以是软件块或硬件块。例如，上述功能块中的每一个可以是由软件(包括微程序)实现的一个软件模块，或者可以是半导体芯片(管芯)上的一个电路块。当然，每个功能块可以是一个处理器或一个集成电路。配置功能块的方法是任意的。注意，控制单元20可以配置有不同于上述功能块的功能单元。
[0190]
例如，获取单元21从操作操作单元30的用户(例如，操作者或辅助操作者的人)获取指令。例如，获取单元21获取关于手术情况的信息(例如，关于当前执行的治疗的信息)。
[0191]
确定单元22确定干扰避免操作的多个操作量的组合。例如，确定单元22确定第一干扰避免操作的操作量和第二干扰避免操作的操作量的组合。在此处，第一干扰避免操作是例如移动斜视内窥镜以使斜视内窥镜的物镜远离观察点的移除操作。此外，第二干扰避免操作例如是移动斜视内窥镜以改变观察点的观察方向的旋转操作。
[0192]
确定单元22可以被配置为确定移除操作的操作量和旋转操作的操作量的组合。例如，确定单元22可以基于仅通过移除操作避免对手术工具的干扰的情况下的移除操作的最小操作量和仅通过旋转操作避免对手术工具的干扰的情况下的旋转操作的最小操作量之间的比率，来确定移除操作的操作量和旋转操作的操作量的组合。更具体地，确定单元22可以通过计算预定干扰避免操作中的比率并将计算出的比率应用于设计信息，来确定移除操作的操作量和旋转操作的操作量的组合，在设计信息中，记录了任意比率和能够以该任意比率避免干扰的组合之间的关系。
[0193]
在此处，设计信息可以是程序图的信息(例如，如图7所示的设计线的信息)，其中，第一轴表示移除操作的操作量，并且与第一轴正交的第二轴表示旋转操作的操作量。然后，
确定单元22可以通过对操作者执行的每个处理使用不同的设计信息，来确定移除操作的操作量和旋转操作的操作量的组合。
[0194]
注意，由操作者执行的治疗可以至少包括第一治疗和要求比第一治疗更精确的第二治疗。设计信息可以包括第一设计信息和第二设计信息，第二设计信息被设计成使得至少在一些情况下移除操作的操作量小于第一设计信息的操作量。此时，在当前治疗是第一治疗的情况下，确定单元22可以基于第一设计信息确定移除操作的操作量和旋转操作的操作量的组合。此外，在当前治疗是第二治疗的情况下，确定单元22可以基于第二设计信息确定移除操作的操作量和旋转操作的操作量的组合。
[0195]
注意，由操作者执行的治疗可以包括抽吸体内液体的治疗、夹住血管的治疗、缝合治疗、剥离处理(dissection processing)和切除处理(discission processing)中的至少一种。例如，上述第一治疗可以是抽吸体内液体的治疗。上述第二治疗也可以是夹住血管的治疗。
[0196]
此外，由操作者执行的治疗可以至少包括切除处理。然后，确定单元22可以对操作者为了切除而用手术工具夹住组织的时间和进行切除的时间中的每一个确定不同的组合。
[0197]
注意，用于选择设计信息的信息不限于关于治疗的信息。例如，确定单元22可以通过使用基于关于工作空间的尺寸的信息(例如，关于操作者要治疗的部位周围的区域的尺寸的信息)选择的设计信息来确定移除操作的操作量和旋转操作的操作量的组合。
[0198]
臂控制单元23全面控制机械臂装置10并控制臂部11的驱动。具体地，臂控制单元23通过控制关节部分111的驱动来控制臂部11的驱动。更具体地，臂控制单元23通过控制提供给关节部分111的致动器中的马达的电流量来控制马达的转速，从而控制关节部分111的旋转角度和产生的扭矩。
[0199]
臂控制单元23可以使支撑臂执行多个不同的干扰避免操作，用于避免斜视内窥镜和手术工具之间的干扰，同时保持斜视内窥镜的物镜指向观察点的状态。例如，臂控制单元23可以使支撑臂执行第一干扰避免操作和不同于第一干扰避免操作的第二干扰避免操作，作为干扰避免操作。在此处，第一干扰避免操作是例如移动斜视内窥镜以使斜视内窥镜的物镜远离观察点的移除操作。此外，第二干扰避免操作例如是移动斜视内窥镜以改变观察点的观察方向的旋转操作。
[0200]
显示控制单元24使显示单元40显示各种图像(不仅包括静止图像，还包括视频)。例如，显示控制单元24使显示单元40显示由成像单元12a捕获的图像。
[0201]
操作单元30从用户接收各种类型的操作信息。操作单元30由例如检测声音的麦克风、检测凝视的凝视传感器(gaze sensor)、接收物理操作的开关或触摸面板来实现。操作单元30可以由其他物理机构实现。
[0202]
显示单元40显示各种图像。显示单元40例如是显示器。例如，显示单元40可以是诸如液晶显示器(lcd)或有机电致发光(el)显示器等显示器。例如，显示单元40显示由成像单元12a捕获的图像。
[0203]
存储单元50是数据可读/可写存储装置，例如，动态随机存取存储器(dram)、静态随机存取存储器(sram)、闪存或硬盘。存储单元50存储程序图的信息。在此处，例如，如图7所示，程序图的信息可以是设计信息，该设计信息被设计成使得第一轴(例如，垂直轴)表示移除操作的操作量，并且与第一轴正交的第二轴(例如，水平轴)表示旋转操作的操作量。
[0204]
多条设计信息可以记录在存储单元50中。例如，对于由操作者执行的每次治疗，不同的设计信息可以记录在存储单元50中。此时，存储单元50可以包括第一设计信息(例如，图7所示的“抽吸”的设计信息)和第二设计信息(例如，图7所示的“夹住”的设计信息)，第二设计信息被设计成使得至少在一些情况下，移除操作的操作量小于第一设计信息的操作量。
[0205]
设计信息所针对的治疗不限于抽吸和夹住，可以是缝合治疗、剥离治疗或切除治疗。
[0206]
在缝合治疗的情况下，期望可以在一定程度上以一定的放大率进行观察，使得即使观察待治疗部位的方向稍微改变，也可以精细地调节针穿过的位置。因此，期望设计者设计缝合处理的设计信息，使得至少在一些情况下移除操作的操作量小于预定设计信息(例如，抽吸处理的设计信息)的操作量。
[0207]
剥离处理具有与缝合处理类似的观察要求。然而，在剥离处理中，相比于缝合处理，放大率相对不重要。因此，设计者可以设计剥离处理的设计信息，使得至少在某些情况下移除操作的操作量大于缝合处理的设计信息中的移除操作的操作量。
[0208]
在切除处理中可以假设两个时间，包括操作者为了切除而用手术工具夹住组织的时间和进行切除的时间。设计者可以对操作者为了切除而用手术工具夹住组织的时间和进行切除的时间的每一个设计不同的设计信息。
[0209]
一般来说，假设在操作者为了切除而用手术工具夹住组织的时间，操作者专注于放大观察。因此，期望设计者设计设计信息，使得主动选择使用斜视内窥镜的旋转的避免操作，而不是在操作者为了切除而用手术工具夹住组织时间进行移除操作。
[0210]
另一方面，假设操作者希望在执行切除的时间大幅缩小屏幕，以执行工作。因此，期望设计者设计设计信息，使得在执行切除的时间主动选择使用移除操作而不是旋转操作的干扰避免。
[0211]
注意，设计信息不限于每次治疗的信息。例如，存储单元50可以存储工作空间的每个尺寸的设计信息。例如，存储单元50可以存储操作者要治疗的部位周围区域的每个尺寸(例如，每个特定尺寸水平)的设计信息。
[0212]
例如，在周围有许多器官(例如，胃和肝)并且工作空间小的情况下，如在胰腺治疗中，难以通过使用旋转操作来实现避免。因此，设计者设计设计信息，使得插入/移除的程度相对较高。另一方面，在能够确保周围相对大的空间的情况下，如在胆囊治疗中，设计者设计设计信息，使得与在小空间中的治疗(例如，胰腺治疗)相比，旋转手术的操作量更大。
[0213]
注意，在该示例中，基于要治疗的器官来划分设计信息。设计信息可以仅根据空间的大小来划分，而不考虑要治疗的器官。在这种情况下，控制单元20的获取单元21可以从飞行时间(tof)传感器或立体图像传感器获取到周围器官或组织的距离或者图像信息处理结果。然后，控制单元20的确定单元22可以基于空间的大小而不是待治疗的器官来选择用于确定组合手术量的设计信息。
[0214]
《《3.医疗系统的操作》》
[0215]
上面已经描述了医疗系统的配置，下面将描述医疗系统的操作。在以下描述中，将描述控制支撑斜视内窥镜的支撑臂的示例。
[0216]
注意，尽管在以下描述中假设本实施例的医疗系统是医疗观察系统1，但是下面描
述的操作不仅可以应用于医疗观察系统1，还可以应用于其他医疗系统。
[0217]
医疗观察系统1自主地执行斜视内窥镜和手术工具的干扰避免操作。如上所述，根据拉动斜视内窥镜的移除操作和旋转斜视内窥镜的旋转操作的组合来确定干扰避免操作。医疗观察系统1中包括的控制单元20基于r/i比和预先设计的程序图的信息来确定斜视内窥镜的移除操作和旋转操作的组合操作量。
[0218]
r/i比是在仅通过移除操作避免干扰手术工具的情况下移除操作的最小操作量和仅通过旋转操作避免干扰手术工具的情况下旋转操作的最小操作量之间的比率。在以下描述中，假设预先设计的多个程序图的信息(例如，图7所示的“抽吸”的设计信息和图7所示的“夹住”的设计信息)被记录在医疗观察系统1的存储单元50中。
[0219]
图15是示出用于避免斜视内窥镜和手术工具之间的干扰的干扰避免处理的示例的流程图。在下文中，将参考图15描述根据本发明实施例的控制处理。
[0220]
首先，控制单元20基于由内窥镜12捕获的图像来检测手术工具的位置和内窥镜12的姿势(步骤s101)。如上所述，内窥镜12是斜视内窥镜。
[0221]
然后，控制单元20确定内窥镜12和手术工具是否相互干扰(步骤s102)。例如，如图4所示，控制单元20确定内窥镜12(图5的示例中的斜视内窥镜e)的远端部分是否位于围绕手术工具(图4的示例中的手术工具s1)设置成柱状的干扰避免区域内，例如，如图5所示。在没有干扰的情况下(步骤s102：否)，控制单元20结束处理。
[0222]
在存在干扰的情况下(步骤s102：是)，控制单元20计算能够仅通过旋转操作避免干扰手术工具的旋转操作的最小操作量(旋转量)(步骤s103)。该操作量例如是图6的示例中的旋转量。rθ可以是在步骤s103中计算的操作量。在此处，r是通过沿着旋转方向r穿过图5的示例中的当前位置p切割锥体而形成的圆的半径。
[0223]
随后，控制单元20计算能够仅通过移除操作避免干扰手术工具的旋转操作的最小操作量(插入/移除程度)(步骤s104)。该操作量例如是图6的示例中的插入/移除程度l。
[0224]
随后，控制单元20基于在步骤s103中计算的旋转量和在步骤s104中计算的插入/移除程度来计算r/i比(步骤s105)。如上所述，r/i比是在仅通过移除操作避免干扰手术工具的情况下移除操作的最小操作量和仅通过旋转操作避免干扰手术工具的情况下旋转操作的最小操作量之间的比率。例如，控制单元20基于《1-1.本实施例的目的等》中描述的等式(1)或等式(2)来计算r/i比。
[0225]
随后，控制单元20从存储单元50获取程序图的信息(步骤s106)。程序图的信息例如是用于确定如图7所示的组合操作量的设计信息。此时，控制单元20可以基于关于由操作者执行的治疗的信息，在多条设计信息中选择用于确定组合操作量的设计信息。
[0226]
随后，控制单元20基于在步骤s105中计算的r/i比和在步骤s106中获取的程序图的信息来确定旋转操作和移除操作的组合操作量(步骤s107)。例如，假设在步骤s105中计算的r/i比由图7中所示的斜线指示，并且在步骤s106中获取的程序图的信息是图7中所示的“抽吸”或“夹住”的设计信息。此时，在操作者当前进行的治疗是“抽吸”的情况下，控制单元20将由指示r/i比的斜线和指示抽吸的设计线的交点cp1指示的r和i的值设置为组合操作量。另一方面，在操作者当前执行的治疗是“夹住”的情况下，控制单元20将由指示r/i比的斜线和指示夹住的设计线的交点cp2指示的r和i的值设置为组合操作量。注意，关于操作者当前执行的治疗的信息可以由操作者或其助手经由操作单元30输入到控制单元20，或者
可以由控制单元20基于由内窥镜12捕获的图像从例如手术工具的形状等中辨别。
[0227]
然后，控制单元20基于在步骤s107中确定的组合操作量来控制臂部11(步骤s108)。一旦臂部11的控制完成，控制单元20结束干扰避免处理。
[0228]
结果，医疗观察系统1可以根据手术的情况执行适当的干扰避免操作。例如，医疗观察系统1可以执行干扰避免操作，其中，根据操作者执行的治疗或执行治疗的工作空间的大小来平衡细节的丢失和旋转方向的改变。
[0229]
《《4.修改》》
[0230]
上述实施例仅是示例，各种修改和应用是可能的。
[0231]
例如，在上述实施例中，如图2和图11所示，轴状主体的远端部分相对于轴向倾斜切割的斜视内窥镜已经被示例为斜视内窥镜。然而，斜视内窥镜不限于这种形状。图16是示出斜视内窥镜的修改的示图。例如，斜视内窥镜可以具有远端部分相对于轴向弯曲的形状。此时，在斜视内窥镜中，弯曲角度t3可以根据操作者执行的操作而变化。
[0232]
例如，在上述实施例中，旋转操作和插入/移除操作(移除操作或插入操作)这两个操作被例示为干扰避免操作，但是干扰避免操作不限于这两个操作。例如，干扰避免操作不必是在锥形表面上移动斜视内窥镜的远端的操作。例如，只要目标观察点包括在图像中，支撑臂的控制装置就可以将斜视内窥镜移出锥形表面。因此，控制装置更容易在细节的损失和旋转方向的改变之间实现平衡。例如，尽管观察点不位于图像的中心，但是控制装置可以执行诸如保持细节等操作。
[0233]
此外，干扰避免操作不限于旋转操作和插入/移除操作(移除操作或插入操作)这两种操作。可能有三个或更多干扰避免操作。三个或更多干扰避免操作可以包括或不必包括旋转操作和插入/移除操作。由于用于干扰避免操作的选项的数量增加，控制装置更容易在细节的丢失和旋转方向的改变之间实现平衡。
[0234]
控制本实施例的支撑臂的控制装置(例如，机械臂a的控制装置、ccu 5039、臂控制装置5045或控制单元20)可以由专用计算机系统或通用计算机系统实现。
[0235]
例如，用于执行上述控制处理的程序被存储在诸如光盘、半导体存储器、磁带或软盘等计算机可读记录介质中，并且分发。然后，例如，通过将程序安装在计算机中并执行上述处理来实现控制装置。此时，控制装置可以是支撑臂(例如，诸如机械臂a等医疗支撑臂、支撑臂装置5027、支撑臂装置400或机械臂装置10)外部的装置(例如，个人计算机)。此外，控制装置可以是支撑臂内部的装置(例如，安装在支撑臂上的处理器)。
[0236]
此外，通信程序可以存储在包括在网络(例如，因特网)上的服务器装置中的盘装置中，并且可以下载到计算机。此外，上述功能可以通过操作系统(os)和应用软件之间的合作来实现。在这种情况下，除了os之外的部分可以存储在介质中并分发，或者除了os之外的部分可以存储在服务器装置中并下载到计算机。
[0237]
此外，在上述实施例中描述的各个处理中，可以手动执行被描述为自动执行的所有或一些处理。可选地，可以通过已知方法自动执行被描述为手动执行的所有或一些处理。此外，除非另有规定，否则可以任意改变说明书和附图中示出的处理过程、具体名称、包括各种数据和参数的信息。例如，每个图中所示的各种信息不限于所示的信息。
[0238]
此外，每个装置的每个示出的组件在功能上是概念性的，并且不一定必须如附图所示进行物理配置。也就是说，各个装置的分布/集成的具体模式不限于附图中所示的那
些。根据各种负载或使用状态，所有或一些装置可以在功能上或物理上分布/集成在任何任意单元中。
[0239]
此外，只要处理内容不相互矛盾，上述实施例可以适当地组合。此外，可以适当地改变上述实施例的流程图中所示的每个步骤的顺序。
[0240]
此外，例如，本实施例可以实现为装置或系统中包括的任何组件，例如，作为系统大规模集成(lsi)等的处理器、使用多个处理器等的模块、使用多个模块等的单元、通过进一步向单元添加其他功能获得的集合等(即，装置的一些组件)。
[0241]
注意，在本实施例中，系统意味着多个组件(装置、模块(部件)等)的集合，并且所有组件是否在同一外壳中并不重要。因此，容纳在单独的外壳中并通过网络连接的多个装置和多个模块容纳在一个外壳中的一个装置都是系统。
[0242]
此外，例如，本实施例可以采用云计算的配置，其中，一个功能由多个装置经由网络协作共享和处理。
[0243]
《《5.结论》》
[0244]
本实施例的医疗支撑臂包括：支撑臂，支撑内窥镜；臂控制单元，被配置为使得支撑臂执行多个不同的干扰避免操作，以避免内窥镜和手术工具之间的干扰，同时保持内窥镜的物镜指向观察目标的状态；以及确定单元，确定多个干扰避免操作的操作量的组合。
[0245]
结果，可以通过多个操作的组合来避免干扰，而不是简单地通过一个操作来避免干扰，使得医疗支撑臂可以执行适合于手术的干扰避免操作。
[0246]
注意，本说明书中描述的效果仅仅是示例。本公开的效果不限于此，并且可以获得其他效果。
[0247]
注意，本技术还可以具有以下配置。
[0248]
(1)一种医疗支撑臂，包括：
[0249]
支撑臂，支撑内窥镜；
[0250]
臂控制单元，被配置为使得支撑臂执行多个不同的干扰避免操作，以避免内窥镜和手术工具之间的干扰，同时保持内窥镜的物镜指向观察目标的状态；以及
[0251]
确定单元，确定多个干扰避免操作的操作量的组合。
[0252]
(2)根据(1)所述的医疗支撑臂，其中，臂控制单元被配置为使得支撑臂执行作为干扰避免操作的第一干扰避免操作和不同于第一干扰避免操作的第二干扰避免操作，并且
[0253]
确定单元确定第一干扰避免操作的操作量和第二干扰避免操作的操作量的组合。
[0254]
(3)根据(2)所述的医疗支撑臂，其中，第一干扰避免操作是移动内窥镜以使内窥镜的物镜远离观察目标的移除操作，
[0255]
第二干扰避免操作是移动内窥镜以改变观察目标的观察方向的旋转操作，并且
[0256]
确定单元确定移除操作的操作量和旋转操作的操作量的组合。
[0257]
(4)根据(3)所述的医疗支撑臂，其中，确定单元基于仅通过移除操作避免干扰手术工具的情况下的移除操作的最小操作量和仅通过旋转操作避免干扰手术工具的情况下的旋转操作的最小操作量之间的比率，来确定移除操作的操作量和旋转操作的操作量的组合。
[0258]
(5)根据(4)所述的医疗支撑臂，其中，确定单元通过计算预定的干扰避免操作中的比率并将所计算的比率应用于设计信息来确定移除操作的操作量和旋转操作的操作量
的组合，在设计信息中，记录了任意比率和能够以该任意比率避免干扰的组合之间的关系。
[0259]
(6)根据(5)所述的医疗支撑臂，其中，设计信息是程序图的信息，在程序图中，第一轴表示移除操作的操作量，并且与第一轴正交的第二轴表示旋转操作的操作量。
[0260]
(7)根据(5)或(6)所述的医疗支撑臂，其中，确定单元通过针对由操作者执行的每个治疗使用不同的设计信息来确定移除操作的操作量和旋转操作的操作量的组合。
[0261]
(8)根据(7)所述的医疗支撑臂，其中，由操作者执行的治疗至少包括第一治疗和要求比第一治疗更精确的第二治疗，
[0262]
设计信息包括第一设计信息和第二设计信息，第二设计信息被设计成使得在至少一些情况下移除操作的操作量小于第一设计信息的操作量，并且
[0263]
确定单元在执行第一治疗的情况下基于第一设计信息确定移除操作的操作量和旋转操作的操作量的组合，并且确定单元在执行第二治疗的情况下基于第二设计信息确定移除操作的操作量和旋转操作的操作量的组合。
[0264]
(9)根据(8)所述的医疗支撑臂，其中，第一治疗是抽吸体内液体的治疗，并且
[0265]
第二治疗是夹住血管的治疗。
[0266]
(10)根据(7)至(9)中任一项所述的医疗支撑臂，其中，由操作者执行的治疗包括抽吸体内液体的治疗、夹住血管的治疗、缝合治疗、剥离处理和切除处理中的至少一种。
[0267]
(11)根据(10)所述的医疗支撑臂，其中，由操作者执行的治疗至少包括切除处理，并且
[0268]
确定单元对操作者为了切除而用手术工具夹住组织的时间和进行切除的时间中的每一个确定不同的组合。
[0269]
(12)根据(5)所述的医疗支撑臂，其中，确定单元通过使用基于与操作者要治疗的部位周围的区域的尺寸有关的信息而选择的设计信息，来确定移除操作的操作量和旋转操作的操作量的组合。
[0270]
(13)一种医疗系统，包括：
[0271]
支撑臂，支撑内窥镜；以及
[0272]
控制装置，控制支撑臂，
[0273]
其中，控制装置包括：
[0274]
臂控制单元，被配置为使得支撑臂执行多个不同的干扰避免操作，以避免内窥镜和手术工具之间的干扰，同时保持内窥镜的物镜指向观察目标的状态；以及
[0275]
确定单元，确定多个干扰避免操作的操作量的组合。
[0276]
(14)一种控制装置，所述控制装置控制支撑内窥镜的支撑臂，所述控制装置包括：
[0277]
臂控制单元，被配置为使得支撑臂执行多个不同的干扰避免操作，以避免内窥镜和手术工具之间的干扰，同时保持内窥镜的物镜指向观察目标的状态；以及
[0278]
确定单元，确定多个干扰避免操作的操作量的组合。
[0279]
(15)一种控制支撑内窥镜的支撑臂的方法，所述方法包括：
[0280]
确定多个不同干扰避免操作的操作量的组合，用于避免内窥镜和手术工具之间的干扰，同时保持内窥镜的物镜指向观察目标的状态；并且
[0281]
基于操作量的组合来控制支撑臂。
[0282]
(16)一种程序，用于使控制支撑内窥镜的支撑臂的计算机用作：
[0283]
臂控制单元，被配置为使得支撑臂执行多个不同的干扰避免操作，以避免内窥镜和手术工具之间的干扰，同时保持内窥镜的物镜指向观察目标的状态；以及
[0284]
确定单元，确定多个干扰避免操作的操作量的组合。
[0285]
附图标记列表
[0286]
1 医疗观察系统
[0287]
10 机械臂装置
[0288]
11 臂部
[0289]
111 关节部分
[0290]
111a 关节驱动单元
[0291]
111b 关节状态检测单元
[0292]
12 内窥镜
[0293]
12a 成像单元
[0294]
12b 光源单元
[0295]
20 控制单元
[0296]
21 获取单元
[0297]
22 确定单元
[0298]
23 臂控制单元
[0299]
24 显示控制单元
[0300]
30 操作单元
[0301]
40 显示单元。