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技術 医療システム

出願人 株式会社メディカロイド
発明者 平塚充一田村悦之中西徹弥北野幸彦矢野佑太郎
出願日 2018年2月27日 (3年6ヶ月経過) 出願番号 2019-502993
公開日 2019年11月7日 (1年9ヶ月経過) 公開番号 WO2018-159565
状態 特許登録済
技術分野 放射線治療装置 手術・診断のための補助具 看護設備、治療台 マニプレータ
主要キーワード 小型化構造 特定姿勢 手動スライド 指令ごとに 落下防止対策 スライド幅 治療スペース 医療室
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2019年11月7日)のものです。
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図面 (20)

課題・解決手段

医療工程を管理する制御システムであって、医療工程に関する一連のデータを記憶された記憶部と、前記記憶部に記憶された前記工程毎に、載置テーブルを支持するロボットアームを前記工程に応じた位置又は姿勢に設定するように指令する制御装置を備えている。前記制御装置は、操作装置からの指示に応答して、前記ロボットアームを動作させるように構成されていてもよく、前記一連のデータは、前記医療工程の各工程が順序づけられて前記記憶部に記憶されていてもよい。

概要

背景

近年、患者を載置するテーブルをロボットアームで支持し、手術治療過程において患者の位置決めや移送がロボットアームで行われている。

代表的には、放射線治療の分野で治療テーブルの位置決めをロボットアームで行われている(例えば、特許文献1)。ロボット患者位置決めシステムアンギオ装置などの医用画像診断装置への搬送にも利用されている(例えば、特許文献2)。また、手術と医用画像撮影の両方を行う場合にも患者載置テーブルの移動をロボットで行うシステムが存在する(例えば、特許文献3)。

概要

医療工程を管理する制御システムであって、医療工程に関する一連のデータを記憶された記憶部と、前記記憶部に記憶された前記工程毎に、載置テーブルを支持するロボットアームを前記工程に応じた位置又は姿勢に設定するように指令する制御装置を備えている。前記制御装置は、操作装置からの指示に応答して、前記ロボットアームを動作させるように構成されていてもよく、前記一連のデータは、前記医療工程の各工程が順序づけられて前記記憶部に記憶されていてもよい。

目的

本発明は、ロボティックテーブル用いた医療工程を効率的に行うための管理システムを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

医療工程に関する一連のデータが記憶された記憶部と、前記記憶部に記憶された前記工程毎に、載置テーブルを支持するロボットアームを前記工程に応じた位置又は姿勢に設定するように指令する制御装置を備える、医療用制御システム

請求項2

前記制御装置は、操作装置からの指示に応答して、前記ロボットアームを動作させる、請求項1に記載の医療用制御システム。

請求項3

前記一連のデータは、前記医療工程の各工程が順序づけられて前記記憶部に記憶されている、請求項1又は2に記載の医療用制御システム。

請求項4

前記制御装置は、前記一連のデータをモニターに表示するように制御する、請求項1乃至3の何れかに記載の医療用制御システム。

請求項5

前記制御装置は、前記モニターに前記医療工程における現在工程を表示するように制御する、請求項4に記載の医療用制御システム。

請求項6

前記制御装置は、前記ロボットアームの動作前に、前記現在工程の次の工程へ移行することを示す表示を前記モニターに表示するように制御する、請求項5に記載の医療用制御システム。

請求項7

前記制御装置は、前記ロボットアームの動作中に、前記現在工程の次の工程への移行中であることを示す表示を前記モニターに表示するように制御する、請求項5又は6に記載の医療用制御システム。

請求項8

前記制御装置は、前記ロボットアームの動作完了後に、前記ロボットアームの動作が終了し静止したことを示す表示を前記モニターに表示するように制御する、請求項5乃至7の何れかに記載の医療用制御システム。

請求項9

前記制御装置は、前記ロボットアームの動作状況音声通知するようにスピーカーを制御する、請求項1乃至8の何れかに記載の医療用制御システム。

請求項10

前記制御装置は、前記ロボットアームの動作前に、前記ロボットアームの動作が行われることを知らせる音声を発するように前記スピーカーを制御する、請求項9に記載の医療用制御システム。

請求項11

前記制御装置は、前記ロボットアームの動作中に、前記ロボットアームの動作が行われている最中であることを知らせる音声を発するように前記スピーカーを制御する、請求項9又は10に記載の医療用制御システム。

請求項12

前記制御装置は、前記ロボットアームの動作完了後に、前記ロボットアームの動作が終了し静止したことを知らせる音声を発するようにスピーカーを制御する、請求項9乃至11の何れかに記載の医療用制御システム。

請求項13

前記操作装置は、工程の挿入指示部と工程選択部を備え、前記制御装置は、前記挿入指示部と前記工程選択部の操作により、前記医療工程に追加の工程を挿入するように制御する、請求項1乃至12の何れかに記載の医療用制御システム。

請求項14

前記操作装置は、工程の削除指示部及び工程指定部を備え、前記制御装置は、前記削除指示部及び前記工程指定部の操作により、前記医療工程のうち工程指定部により指定された工程を削除するように制御する、請求項1乃至13の何れかに記載の医療用制御システム。

請求項15

前記操作装置は、工程の修正指示部を備え、前記制御装置は、前記修正指示部、前記工程指定部、及び前記工程選択部の操作により、前記医療工程の工程を置き換えるように制御する、請求項13に従属する請求項14に記載の医療用制御システム。

請求項16

前記操作装置は、ジョイスティックボタン装置フットペダルの少なくとも1つを含むことを特徴とする、請求項2乃至15に記載の医療用制御システム。

請求項17

前記操作装置は、前記モニターに搭載されたタッチパネルである、請求項2に従属する請求項4乃至16に記載の医療用制御システム。

請求項18

前記医療工程は、治療工程又は検査工程である、請求項1乃至17の何れかに記載の医療用制御システム。

請求項19

前記医療工程は、医用画像撮影装置による画像撮影工程を含む、請求項1乃至18の何れかに記載の医療用制御システム。

請求項20

前記医療工程は、ハイブリッド手術の一連の工程である、請求項1乃至19の何れかに記載の医療用制御システム。

請求項21

前記医療工程は、術中MRIの一連の工程である、請求項1乃至19の何れかに記載の医療用制御システム。

請求項22

前記医療工程は、載置対象に麻酔を導入する麻酔導入工程、及び前記載置対象を手術する手術工程を含む、請求項1乃至21の何れかに記載の医療用制御システム。

請求項23

請求項1〜請求項22の何れかに記載の医療用制御システムと、当該医療用制御システムによって制御されるロボットアームとを有し、前記ロボットアームは、複数のジョイントと、複数の前記ジョイントによって連結された複数の可動要素と、複数の前記ジョイントのそれぞれに対応して設けられ複数の前記可動要素を駆動するための複数の電動アクチュエータと、複数の前記ジョイントのそれぞれに対応して設けられ複数の前記可動要素の位置を検知するための位置検出器と、を備えることを特徴とする、医療システム

請求項24

前記工程記憶部に記憶された複数の前記工程の順番を表示するためのモニターをさらに備えていることを特徴とする、請求項23に記載の医療システム。

請求項25

前記モニターはタッチパネル操作が可能であり、前記タッチパネル操作により前記ロボットアームを動作させることが可能な、請求項24に記載の医療システム。

技術分野

0001

本発明は、治療検査医療工程を管理するシステムに関する。

背景技術

0002

近年、患者を載置するテーブルをロボットアームで支持し、手術や治療の過程において患者の位置決めや移送がロボットアームで行われている。

0003

代表的には、放射線治療の分野で治療テーブルの位置決めをロボットアームで行われている(例えば、特許文献1)。ロボット患者位置決めシステムアンギオ装置などの医用画像診断装置への搬送にも利用されている(例えば、特許文献2)。また、手術と医用画像撮影の両方を行う場合にも患者載置テーブルの移動をロボットで行うシステムが存在する(例えば、特許文献3)。

先行技術

0004

特開2009−131718号公報
欧州特許出願公開第1985237号明細書
欧州特許出願公開第2135554号明細書

発明が解決しようとする課題

0005

このようなロボットを用いた位置決め装置などにより、動作範囲の拡大、患者の移送の効率化等が達成されたが、医療工程における準備から完了までの全体的な効率化や医療室稼働率の向上の検討も行うことが好ましい。

0006

そこで、本発明は、ロボティックテーブル用いた医療工程を効率的に行うための管理システムを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0007

前記課題を解決するために、本発明は、医療工程に関する一連のデータが記憶された記憶部と、前記記憶部に記憶された前記工程毎に、載置テーブルを支持するロボットアームを前記工程に応じた位置又は姿勢に設定するように指令する制御装置を備える医療用制御システムを提供する。

発明の効果

0008

本発明によれば、医療工程の効率化とそれに伴う医療室の稼働率向上を実現することができる。

図面の簡単な説明

0009

第1の構成例に係るロボティックテーブルの斜視図である。
第1の構成例に係るロボティックテーブルの側面図である。
アクチュエータ位置検出器ブレーキ機構を1ユニットした場合の概念図である。
第1の構成例の変形例に係るロボティックテーブルの斜視図である。
第1の構成例において最少自由度を有する構成に係るロボティックテーブル示す側面図である。
第1の構成例に係るロボティックテーブルが配置された医療室の平面図であり、テーブルが第1の位置にある状態を示す。
ロボットアームの第1の構成例に係るロボティックテーブルが配置された医療室の平面図であり、テーブルが第1の位置から第2の位置に移る途中の状態を示す。
ロボットアームの第1の構成例に係るロボティックテーブルが配置された医療室の平面図であり、テーブルが第2の位置にある状態を示す。
第2の構成例に係るロボティックテーブルの側面図である
第2の構成例に係るロボティックテーブルを上方に移動させた場合の側面図である。
第2の構成例の変形例に係るロボティックテーブルの側面図である。
第2の構成例の変形例に係るロボティックテーブルを上下に移動させた場合の遷移状態を示す側面図である。
第2の構成例に係るロボティックテーブルが配置された医療室の平面図であり、テーブルが第1の位置にある状態を示す。
第2の構成例に係るロボティックテーブルが配置された医療室の平面図であり、テーブルが第1の位置から第2の位置に移る途中の状態を示す。
第2の構成例に係るロボティックテーブルが配置された医療室の平面図であり、テーブルが第2の位置にある状態を示す。
第3の構成例に係るロボティックテーブルにおいて用いられるスライド機構の例を示す図である。
第3の構成例に係るロボティックテーブルの側面図である。
MRI装置の斜視図である。
第3の構成例に係るロボティックテーブルが術中MRIに適用された場合の斜視図であり、テーブルが手術位置にある状態を示す。
第3の構成例に係るロボティックテーブルが術中MRIに適用された場合の斜視図であり、テーブルが撮影準備位置にある状態を示す。
第3の構成例に係るロボティックテーブルが術中MRIに適用された場合の斜視図であり、テーブルが撮影位置にある状態を示す。
第1の構成例に係るロボティックテーブルが配置された医療室の平面図であり、テーブルが第3の位置にある状態を示す。
第2の構成例に係るロボティックテーブルが配置された医療室の平面図であり、テーブルが第3の位置にある状態を示す。
スライド機構が搭載された第2の構成例に係るロボティックテーブルが第1の位置から第2の位置へ移動する様子を示した斜視図と対応する平面図である
テーブルその他のロボティックテーブルの寸法を説明するための図である。
医療工程管理システムの構成を示すブロック図である。
一連の医療工程の例を表示したモニターを示す概要図である。
操作装置を示す外観図である。
一連の医療工程の他の例を表示したモニターを示す概要図である。

実施例

0010

本発明は、ロボットアームにより支持された載置テーブル(ロボティックテーブル)により載置対象を移動させて行う治療(放射線治療、カテーテル治療、ハイブリッド手術など)、検査(医用画像撮影など)などのシステム構築及びその工程の制御に関し、医療とは治療や検査を含む概念である。また、例えばロボティックテーブルが放射線治療やカテーテル治療に用いられる場合、ロボティックテーブルはロボット治療台であり、ハイブリッド手術に用いられる場合はロボット手術台である。このように本明細書において「治療」という用語には手術も含まれ、例えば放射線治療、カテーテル治療、腫瘍摘出手術等が含まれる。同様に「ロボット治療台」「治療室」という用語もそれぞれロボット手術台、手術室も含む概念である。また、「医療室」は治療室、手術室、検査室なども含む概念である。

0011

[ロボティックテーブルの構成]
(第1の構成例)
第1の構成例に係るロボティックテーブルの斜視図を図1に、側面図を図2に示す。ロボティックテーブルに用いられるロボットアーム201は、多自由度(3自由度以上)を有し、その先端で載置対象が載置される載置テーブル208を支持する。テーブル208およびロボットアーム201は、ロボティックテーブルを構成する。

0012

図2に示すように、ロボットアーム201は、ベース221と、複数の可動要素本構成例では、第1〜第3可動要素222〜224)と、複数のジョイント(本構成例では、第1〜第5ジョイント231〜235)を含む。

0013

ベース221と第1可動要素222の一端部は鉛直直進ジョイントである第1ジョイント231によって連結されており、第1可動要素222は第1軸方向(鉛直方向)に移動することができる。第1可動要素222の他端部と第2可動要素223の一端部は水平回転ジョイントで連結されており、第2軸(鉛直方向)まわりに第2可動要素223が回転することができる。第2可動要素223と第3可動要素224の間の第3〜第5ジョイント233〜235は、それぞれ、第3〜第5軸回り回転ジョイントである。第3軸は第2可動要素223の延びる方向であり、第4軸は第3ジョイント233によって回転される、第3軸と直交する方向であり、第5軸は、第4ジョイント234によって回転される、第4軸と直交する方向である。

0014

第1可動要素222と第2可動要素223は特定方向に延びる棒状となっており、長さはロボットアーム201の必要な可動範囲に応じて適宜設計される。特定方向に延びる可動要素の「一端部」とは、可動要素を特定方向(長手方向)に三等分したときの両側2つの領域のどちらかをいい、特定方向に延びる可動要素の「他端部」とは、可動要素を特定方向(長手方向)に三等分したときの両側2つの領域の一端部とは反対側の端部をいう。単に「端部」という場合には、一端部又は他端部のどちらかをいう。両端部の間にある部分は「中央部」という。

0015

そして、第1可動要素222は水平面に平行な状態を維持して上下移動し、第2可動要素223は第1可動要素222と平行な状態を維持して第2軸まわりに回転する構成となっている。このような構成であれば、第2アクチュエータ242において鉛直方向の重力補償を行う必要がないためモータを小さくすることができる。これは、ロボットアーム201の小型化に有利な構成であり、限られたスペースしか確保できない医療現場に導入する場合や、治療や手術により多くのスペースを充てるのに有利な構成である。負荷のかかる第1ジョイント231は、例えばボールスクリューの構成を採用することができる。

0016

また、本構成例のロボティックテーブルは、鉛直方向上側から見下ろした場合に端部同士が水平回転ジョイントで連結された第1可動要素222と第2可動要素223を特定方向(長手方向)が平行となる状態において、テーブル208を水平面に平行な状態を維持しながらどのように回転させても(例えば360度回転させても)、テーブル208がロボットアーム201と接触することがないように構成されている。具体的には、端部同士が水平回転ジョイントで連結された第1可動要素222と第2可動要素223とテーブル208を水平面に平行な状態とした場合、テーブル208が他の可動要素と高さが被らずに最も上方に位置するように構成している。つまり、ロボットアーム201の先端が取りうる位置のうちで最も低い位置をとり、テーブル208が水平面に平行な姿勢とした場合において、ロボットアーム201の第1〜第2可動要素がテーブル208の下面よりも低い位置となるようにしている。そして、本構成例においてはテーブル208の高さ方向の調整幅を大きくとるため、ベース221については、ロボットアーム201の先端が取りうる位置のうちで最も低い位置をとり、テーブル208が水平面に平行な姿勢とした場合においてもテーブル208の下面よりも高くしている。以上のような構成とすれば、ロボットアーム201の各可動要素がテーブル208の下方に位置して収納される形となり、鉛直方向の移動幅を確保しながらも医療現場の限られたスペースを有効活用するのに有効である。

0017

また、省スペース化のため、またテーブル208の支持強度を保つためのロボットアーム201のサイズも考慮して、テーブル208の長手方向においてロボットアームが隠れない寸法A(図2参照)は、テーブルの長手方向の寸法の1/4以下とすることが好ましい。

0018

このメリットは第1の構成例に係るロボティックテーブルの動作を示した図6図8を参照すれば明らかである。図6から理解できる通り、本構成例におけるロボティックテーブルはそれぞれの可動要素とテーブル208を鉛直方向上側から見下ろした場合に重ね合わさるような位置をとることができ、例えば治療スペースを確保するためにテーブルをできるだけベースに近くに位置するようにしても、可動要素が邪魔とならない。

0019

そして、テーブル208の幅はロボットアーム201の各可動要素の幅よりも大きい方が好ましい。例えば、鉛直方向上側から見下ろした場合に端部同士が水平回転ジョイントで連結された第1可動要素222と第2可動要素223の特定方向(長手方向)及びテーブル208の特定方向(長手方向)が平行となる状態において、鉛直方向上側から見下ろした場合にテーブル208が特定方向(長手方向)で第1可動要素222と第2可動要素223と被る部分において、特定方向(第1可動要素222、第2可動要素223、及びテーブル208が延びている長手方向を平行とした方向)と直交する方向(テーブル208の幅方向)において第1可動要素222と第2可動要素223がテーブル208に隠れることが望ましい。このような構成であれば、少なくともテーブル208の幅方向(延びている特定方向と直交する方向)においてテーブル208の長さ方向で被っているロボットアーム201の部分(図2の例では、第1可動要素222の一端部以外と、第2可動要素223及び第3可動要素224の全体)はテーブル1008の下に収納されることになる(例えば、図6を参照)。

0020

図1及び図2の例では互いの端部同士が水平回転ジョイントで接続された2つの可動要素(第1可動要素222と第2可動要素223)のひとつ(第1可動要素222)がベース221に直接連結されているが、例えばさらなる水平回転ジョイントや垂直回転ジョイントを介して間接的にベースに連結されていてもよく、この場合でも上述の位置関係担保されて複数の可動要素がテーブル208の下に収納される限りスペース確保及びコンパクトという効果を得ることができる。

0021

第3可動要素224は、ロボットアーム201の先端に位置している。本構成例では、ロボットアーム201の先端が、特定方向に延びるテーブル208の一端部の下面に固定されている。このような構成であれば、テーブル208の他端部をベース221よりできるだけ遠くに位置させるように動作させることができる。テーブル208を一端部で支持する方がテーブル208の移動範囲が広くなるが、支持強度を優先する場合にはテーブル208を中央部で支えてもよい。

0022

ロボットアーム201は、第1〜第5ジョイント231〜235に対応して、第1〜第3可動要素222〜224を移動又は回転させる複数のアクチュエータ(本構成例では、第1〜第5アクチュエータ241〜245)と、それぞれのジョイントに組み込まれそれぞれの可動要素の位置を検出する複数の位置検出器(本構成例では第1〜第5位置検出器251〜255)と、それぞれのアクチュエータの駆動を制御するロボットアーム制御装置207(図2参照)を含む。ロボットアーム制御装置207はベース221内に位置しているが、例えば外部の独立した装置としてもよい。

0023

第1〜第5アクチュエータ241〜245は、例えばサーボモータである。位置検出器としてはエンコーダレゾルバポテンショメータを用いることができる。

0024

ロボットアーム201はまた、第1〜第5ジョイント231〜235に対応して、それぞれ、第1〜第5電磁ブレーキ261〜265を含むことが望ましい。電磁ブレーキを備えていない場合は、複数のアクチュエータ241〜245の駆動によりロボットアーム201の姿勢を一定に保つことになるが、電磁ブレーキを含んでいると、ある部分のアクチュエータの駆動をオフにしても電磁ブレーキ機能をオンとすることにより、ロボットアーム201の姿勢を一定に保つことができる。

0025

電磁ブレーキが設けられる場合の第1〜第5電磁ブレーキ261〜265それぞれは、アクチュエータへ駆動電流が供給されないときにブレーキ機能をオンにし、アクチュエータへ駆動電流が供給されたときにブレーキ機能をオフにするように構成されている。

0026

アクチュエータとしてのモータ、位置検出器としてのエンコーダ、及びブレーキは、図3に示すように一体化したユニットとして構成されることが多い。さらに、第1〜第5アクチュエータ241〜245のそれぞれには、動力伝達用減速機構およびカップリングなどが設けられる。

0027

図2に示した例では、第1可動要素222が第2可動要素223の上側に位置するように水平回転ジョイント232によって連結されているが、本構成例の変形例として、第1可動要素422が第2可動要素423の下方に位置するように水平回転ジョイント432によって連結したロボットアーム401を図4に示す。

0028

本変形例は、ベース421と第1可動要素422の一端部は鉛直直進ジョイントである第1ジョイント431によって連結されており、第1可動要素422は第1軸方向(鉛直方向)に移動することができる。第1可動要素422の他端部と第2可動要素423の一端部は水平回転ジョイントで連結されており、第2可動要素423が第1可動要素422の上方で第2軸(鉛直方向)まわりに回転することができる。第2可動要素423と第3可動要素424の間の第3〜第5ジョイント433〜435は、それぞれ、第3〜第5軸回りの回転ジョイントである。第3軸は第2可動要素423の延びる方向であり、第4軸は第3ジョイント433によって回転される、第3軸と直交する方向であり、第5軸は、第4ジョイント434によって回転される、第4軸と直交する方向である。

0029

第3可動要素424は、ロボットアーム401の先端に位置している。本構成例では、ロボットアーム401の先端が、特定方向に延びるテーブル408の下面に中央部で固定されている。このような構成であれば、支持強度を優先してテーブル408を支持することができる。もちろん、テーブル408の移動範囲を優先してテーブル408を一端部で支持してもよい。ただし、その場合は、テーブル408を水平面に平行な状態を維持しながら自由に回転させてもロボットアーム401と接触しないように、各可動要素422〜424やテーブル408の寸法を適宜設計することが必要である。

0030

以上、図2及び4に示したロボットアーム201・401は、自由度が5であるが、本発明のロボットアームの自由度は、必ずしも5である必要はなく、4以下であってもよいし6以上であってもよい。しかしながら、ロボットアームの自由度は、テーブル208・408を少なくとも空間内を直線的に移動できるように3以上であることが望ましい。図5に自由度が3であるロボティックテーブルの例を示す。図5において、ロボットアーム501はベース521と2つの可動要素522及び523から構成され、ベース521と第1可動要素522の一端部は鉛直直進ジョイントである第1ジョイント531によって連結されており、可動要素522は第1軸方向(鉛直方向)に移動することができる。第1可動要素522の他端部と第2可動要素523の一端部は水平回転ジョイントである第2ジョイント532で連結されており、第2軸(鉛直方向)まわりに第2可動要素523が回転することができる。第2可動要素523の他端部がロボットアーム501の先端を構成し、テーブル508の一端部と水平回転ジョイントである第3ジョイント533で連結されている。

0031

以上のように構成されたロボティックテーブルを用いれば、テーブル上に載置対象を載置した後、テーブル208・408・508を検査位置治療位置といった目的とする位置に正確かつ迅速に移動させることができ、医療現場における検査や治療の効率を格段に向上させることができる。例えば、キャスター付きのテーブルにより患者を移動させるのと比較して、患者に大きな振動を与えることなくテーブル208・408・508をスムーズに移動させることができる他、医療室の床上に多数存在する医療機器付随するコード類医療器具に付随するチューブ類との絡まりやこれらを跨ぐことによるテーブルのがたつき回避することができ、安全性と移動効率を高めることができる。

0032

また、本構成例に係るロボティックテーブルは、参照符号232・432・532・533で示されるジョイントが、参照符号223、423、523で示される可動要素、及び参照符号508で示されるテーブルを常に水平面と平行な状態で回転することを可能とする水平回転ジョイントによって連結されているため、これを垂直回転ジョイントで連結されているのと比べて剛性を高くすることができる。すなわち、垂直回転ジョイントで連結されている場合は、テーブルの移動中、又はある姿勢の維持中、載置対象の重量などが原因でアクチュエータの制御だけでは姿勢を完全に維持しきれず、撓みを生じさせることがあるが、水平回転ジョイントの場合は垂直方向に回転することがないため、そのような事態はほとんど生じない。さらに、常に水平面と平行な状態で回転することを可能とする水平回転ジョイントが設けられている個所では垂直方向の回転を考えなくてよいので、電源をオフしたときのことを想定したとしても電磁ブレーキを省略することができる。このように、本構成例は、剛性を高めながら、さらに治療スペース確保にも貢献する構成となっており、医療室に導入するのに適したデザインとなっている。

0033

ロボティックテーブルが目標とすべき位置としては、人体動物などの載置対象を載置するための載置位置、特定の検査機器測定機器によって検査を行うための検査位置、CT/MRI/アンギオ血管造影)などで載置対象の特定部位を撮影する撮影位置、看護師などが治療前手当てを施すための治療準備位置、医師助手が治療を行う治療位置(手術位置を含む)などである。例えば、異なる治療を複数か所で行う場合など、同じ目的でも異なる位置に移動させることもありえる。具体的には、テーブルをMRI撮影位置に移動させる前にMRI撮影に影響を与えるインプラントなどが載置対象に含まれていないかを検査装置により検査するための検査位置に移動させたり、載置対象となる患者を手術位置に移動させる前に、放射線物質の付着量を検出装置により検出するための検査位置にテーブルを移動させたり、載置対象である患者に皮膚手術を行うために手術位置に移動させる前に、皮膚状態を検査するために検査位置に移動させたり、脳腫瘍摘出手術のために手術位置に移動させる前に、脳の断層撮影を行うためにMRI装置による撮影位置にテーブルを移動させたり、といった用途が考えられる。

0034

本構成例に係るロボットアーム201に支持されたテーブル208を複数の位置の間で移動させる動作を図6図8に説明する。

0035

図6は、ある載置対象である被験者を載置位置からある検査位置へ移動させる際に、テーブル208が載置位置(第1の位置)に位置している様子を示している。図7は、ロボットアーム制御装置207による制御によって第2可動要素223及びテーブル208が矢印の如く動いて(場合によっては、第1可動要素222も鉛直方向に動いて高さが調節され、またテーブル208が第3軸又は/及び第4軸まわりの回転によりテーブルの長手方向又は/及び幅方向まわりの傾きが微調整され)被験者の頭部が検査装置614に対して斜めから移動してゆく様子を示している。図8はテーブル208が検査装置614の内部に挿入され、被験者が検査位置(第2の位置)に到達した様子を示している。なお、図6におけるテーブル208の位置(第1の位置)は治療位置でもあり得、テーブル208が図8の検査位置(第2の位置)から図6の位置まで各可動要素が逆方向に動いて元の位置に戻り、検査直後に検査結果を判断して医師612が治療を行うことができる。

0036

図5に示したロボットアーム501でも同じような軌跡を辿ってテーブル508が移動することができる。図4に示したロボットアーム401は、第2可動要素423とテーブル408が図7に示した矢印とは逆回転しながら移動して(場合によっては第1可動要素422も鉛直方向に動いて高さが調節され、またテーブル408が第3軸又は/及び第4軸まわりの回転によりテーブルの長手方向又は/及びは幅方向まわりの傾きが微調整され)、検査位置まで到達することができる。

0037

ロボットアーム201・401・501による各位置間でのテーブル208・408・508の移動は、指示器(操作装置)として例えばティーチペンダントによってロボットアーム制御装置207・407・507に指令を与え、ロボットアーム201・401・501の可動要素を動かすことによって行うことができる。しかしながら、治療位置および検査位置などの各位置を予めロボットアーム制御装置207・407・507に記憶させておけば、例えば前進指令をロボットアーム制御装置に与えるだけで又は前進指令を与え続けている間は目標とする位置に最短で移動するように可動要素が動作するので、目標とする位置へのテーブル208・408・508の移動をより早くかつスムーズに行うことができる。さらに、目標位置と移動させたい経路上のいくつかの位置を指定しておくと、例えばロボットアーム制御装置208・408・508に移動開始指令を与えることによって、又は移動継続命令を与え続けることで、自動的に望む経路を辿って目標位置に到達することができる。各位置を記録させるには、ティーチペンダントによってロボットアーム201・401・501を実際に目標とする位置に移動させることによって直接的に記憶させてもよいし、x,y,z座標を入力することによって指定してもよい。なお、指示器としてはティーチペンダントに限らず、ハンドヘルドリモートコントローラなどであってもよい。

0038

(第2の構成例)
本発明の第2の構成例に係るロボティックテーブルの側面図を図9に示す。ロボティックテーブルに用いられるロボットアーム2001は、多自由度(3自由度以上)を有し、その先端で載置対象が載置される載置テーブル2008を支持する。テーブル2008およびロボットアーム2001は、ロボティックテーブルを構成する。

0039

図9に示すように、ロボットアーム2001は、ベース2021と、複数の可動要素(本構成例では、第1〜第4可動要素2022〜2026)と、複数のジョイント(本構成例では、第1〜第7ジョイント2031〜2037)を含む。

0040

ベース2021と第1可動要素2022の一端部は水平回転ジョイントである第1ジョイント2031によって連結されており、第1可動要素2022は第1軸(鉛直方向)まわりに回転することができる。第1可動要素2022の他端部は少なくとも特定方向の他端部側において開口しており、該開口に第2可動要素2023が一端部から嵌り込んでおり、第1可動要素2022と第2可動要素2023は直進ジョイントで連結されている。よって、第2可動要素2023は第2軸方向(水平方向)に移動することができる。第2可動要素2023の他端部と第3可動要素2024の一端部は垂直回転ジョイントで連結されており、第3可動要素2024は長手方向(第3可動要素2024の延びる方向)と鉛直方向の両方に直交する第3軸まわりに回転することができる。第3の可動要素2024の他端部と第4の可動要素2025の一端部は垂直回転ジョイントで連結されており、第4可動要素2025は長手方向(第4可動要素2025の延びる方向)と鉛直方向の両方に直交し第3軸と平行な第4軸まわりに回転することができる。第3軸の回転と第4軸の回転は独立して制御可能であるが、例えば第3可動要素2024を第3軸の時計まわりに15度回転させると、第4可動要素2025は第4軸の反時計回りに15度回転するように連動させる(図10参照)ことにより、第4可動要素2025全体が水平面と平行な状態を維持したまま鉛直方向に上下移動することができる。第4可動要素2025と第5可動要素2026の間の第5〜第7ジョイント2035〜2037は、それぞれ、第5〜第7軸回りの回転ジョイントである。第5軸は第4可動要素2024の延びる方向であり、第6軸は第5ジョイント2035によって回転される、第5軸と直交する方向であり、第7軸は、第6ジョイント2036によって回転される、第6軸と直交する方向である。

0041

第1可動要素2022〜第4可動要素2025は特定方向に延びる棒状となっており、これらの可動要素の長さはロボットアーム2001の必要な可動範囲及びテーブル2008を鉛直方向に移動させる範囲に応じて適宜設計される。そして、本構成例においては、テーブル2008の鉛直方向上下の移動を、同一水平面(同一の高さ)に位置することが可能な2つの回転ジョイント(第3の垂直回転ジョイント2033と第4の垂直回転ジョイント2034)で行うため、第1構成例のようにベースの高さを確保する必要がない。すなわち、テーブル2008の鉛直方向の移動幅は、ベースの鉛直方向高さではなく、第3可動要素2024の長さで調整することができる。このように、テーブル2008を高さ方向に移動させるための垂直回転ジョイント(2033及び2034)により連結される2つの可動要素(2023及び2024、又は2024及び2025)が特定姿勢、例えばロボットアーム2001がテーブル2008を鉛直方向の可動範囲において最も低くする姿勢をとった場合に、同一水平面において重なる構成をとるため、テーブルの高さをさらに低くすることができ、低い治療ボジションの確保や低い位置での載置対象の載置も可能となる。また、ベース2021をテーブル2008の下に隠れるような構成とすることにより、限られたスペースしか確保できない医療現場に導入する場合や、治療や手術でより多くのスペースを確保するのに有利である。なお、テーブル2008の高さの調整は、第3可動要素の長さHで決定されるため、高さ方向の動作範囲を考慮してHの寸法を決定する。

0042

なお、垂直回転ジョイントにより連結される2つの可動要素は、必ずしも図9に示されるような端部同士が連結される構成をとる必要はなく、例えば可動要素の側面同士が垂直回転ジョイントにより連結されるような構成であってもよい。また、垂直回転ジョイントにより連結される可動要素を同一水平面において重なる構成は必ずしも直動ジョイントとともに用いられる必要はなく、例えば第1の構成例や第2の構成例において垂直直進ジョイントの代わりに用いてもよく、本構成例の場合に限定されない、省スペース用のロボティックテーブルを実現するための独立した特徴である。

0043

また、第1の構成例においては、ロボットアームが可動要素の端部同士が水平回転ジョイントで接続された構成であったため、鉛直方向では可動要素の重なりが生じていたが、本構成例においては、ロボットアームに水平直進ジョイントを採用しているため、この重なりを解消しており、テーブル2008を低い位置にするのにさらに有利な構成となっている。

0044

そして、本構成例のロボティックテーブルは、テーブル2008が水平な状態を保ったテーブル2008が水平面に平行な状態を保ったまま上下に(鉛直方向に)移動させても、またテーブル2008をどのように回転させても(例えば、360度回転させても)ロボットアーム2001に接触しないように構成されている。よって、本構成例においては、ロボットアームがどのような任意の姿勢をとっても、テーブル2008が水平面に平行な状態にあることが維持されていれば、テーブル2008をどのように回転させても、テーブルとロボットアームとが接触することはない。

0045

そして、テーブル2008の幅はロボットアーム2001の各可動要素及びベースの幅よりも大きく、鉛直方向上側から見下ろした場合にベース2021を含むロボットアーム2001の全体がテーブル2008の下に隠れることが好ましい。例えば、鉛直方向上側から見下ろした場合にテーブル2008の長手方向と第1及び第2可動要素2022・2023の特定方向が平行となる状態において、テーブル2008を鉛直方向上側から見下ろした場合に全ての可動要素及びベース2021がテーブル2008に隠れることが可能であることが望ましい。

0046

本構成例において、第5可動要素2026はロボットアーム2001の先端に位置している。図9、10においては、ロボットアーム2001の先端が、特定方向に延びるテーブル2008の端部の下面に固定されている。従って、テーブル2008の可動範囲を大きくすることができる。

0047

なお、上記説明における「一端部」「他端部」「端部」「中央部」の定義については、第1の構成例と同様である。

0048

ロボットアーム2001は、第1〜第7ジョイント2031〜2037に対応して、第1〜第5可動要素2022〜2026を移動又は回転させる複数のアクチュエータ(本構成例では、第1〜第7アクチュエータ2041〜2047)と、それぞれのジョイントに組み込まれそれぞれの可動要素の位置を検出する複数の位置検出器(本構成例では第1〜第7位置検出器2051〜2057)と、それぞれのアクチュエータの駆動を制御するロボットアーム制御装置2007(図9参照)を含む。ロボットアーム制御装置2007は本構成例においてベース2021内に位置しているが、例えば外部の独立した装置としてもよい。

0049

第1〜第7アクチュエータ2041〜2047は、例えばサーボモータである。位置検出器としては第1〜第3の構成例と同様、エンコーダを用いてもよいしレゾルバやポテンショメータを用いても構わない。

0050

ロボットアーム2001はまた、第1〜第6ジョイント2031〜2037に対応して、それぞれ、第1〜第7電磁ブレーキ2061〜2067を含むことが望ましい。電磁ブレーキを備えていない場合は、複数のアクチュエータ2041〜2047の駆動によりロボットアーム2001の姿勢を一定に保つことになるが、電磁ブレーキを含んでいると、ある部分のアクチュエータの駆動をオフにしても電磁ブレーキ機能をオンとすることにより、ロボットアーム2001の姿勢を一定に保つことができる。

0051

電磁ブレーキが設けられる場合の第1〜第7電磁ブレーキ2061〜2067それぞれは、アクチュエータへ駆動電流が供給されないときにブレーキ機能をオンにし、アクチュエータへ駆動電流が供給されたときにブレーキ機能をオフにするように構成されている。

0052

第1の構成例と同様、アクチュエータとしてのモータ、位置検出器としてのエンコーダ、及びブレーキは、図3に示すように一体化したユニットとして構成されることが多い。さらに、第1〜第7アクチュエータ2041〜2047のそれぞれには、動力伝達用の減速機構およびカップリングなどが設けられる。

0053

(変形例)
次に、第2の構成例に係る変形例の側面図を図11に示す。第2の構成例と異なるところは、第3可動要素2024と、第3及び第4ジョイントが、パラレルリンク機構に置き換えられている点である。すなわち、第3可動要素2024が上側及び下側の2つのリンクで可動要素を形成し、当該可動要素の一端部において第2可動要素2023と第3軸に平行な軸で連結され、他端部において第4可動要素2025と第4軸に平行な軸で連結される。

0054

パラレルリンクでは第2可動要素2023と接続される2つの回動軸、及び第4可動要素2025と接続される2つの回動軸、の合計4つの回動軸のうち、1つのみに対応付けられたアクチュエータが設けられている。図11に示した本変形例では第2可動要素2023との接続側かつ上側の回動軸に対してアクチュエータ(及び位置検出器、ブレーキ)が設けられている。

0055

そして、本構成例におけるパラレルリンクは、アクチュエータが設けられた回動軸が時計回り回動すると、同一端側にある回動軸は同じ回動量だけ時計回りに回転し、他端側にある2つの回動軸は同じ回動量だけ反時計回りに回転するような連動機構となっている。従って、第4可動要素2025は、水平面に対して同じ状態を維持しながら鉛直方向に上下運動をすることができる。図12は、本変形例でテーブル2008を上下に移動させた場合の側面図を示している。

0056

このように、本変形例ではパラレルリンク機構を採用したので、テーブル2008を鉛直方向に上下動させる際に、テーブル2008に載置された載置対象の重量を受ける点がパラレルリンクの第2可動要素2023側ではなく第4可動要素2025側の回動軸になるので、テーブル2008を鉛直方向に上下動させるためのトルクを小さくすることができる。従って、パラレルリンクを駆動するためのアクチュエータを小型化することができ、ロボットアーム2001を小型化することができる。これは、ロボットアーム2001全体をテーブル2008下の空間に収納される構成とするのに有利である。

0057

なお、本変形例においてはアクチュエータ(及び位置検出器、ブレーキ)の数が1つ少なくなったため、ジョイントをひとつ少なくすることができたということができる。すなわち、図9における第4ジョイント2034は省略され、図9における第5〜第7ジョイントは、図10において第4〜6ジョイントとなる。

0058

以上のように構成されたロボティックテーブルを用いれば、テーブル上に載置対象を載置した後、テーブル2008を検査位置や治療位置といった目的とする位置に正確かつ迅速に移動させることができ、医療現場における検査や治療の効率を格段に向上させることができる。例えば、キャスター付きのテーブルにより載置対象としての患者を移動させるのと比較して、患者に大きな振動を与えることなくテーブル2008をスムーズに移動させることができる他、医療室の床上に多数存在する医療機器に付随するコード類や医療器具に付随するチューブ類との絡まりやこれらを跨ぐことによるテーブルのがたつき回避することができ、安全性と移動効率を高めることができる。

0059

ロボティックテーブルが目標とすべき位置の例に関しては、第1の構成例と同様なのでここでは説明を省略する。

0060

図13は、本構成例に係るロボティックテーブルを用いて載置対象である被験者を載置位置(第1の位置)からある検査位置(第2の位置)へ移動させる際に、テーブル2008が載置位置に位置している様子を示している。図14は、ロボットアーム制御装置2007による制御によって第1可動要素2022、第2可動要素2023、及びテーブル2008が矢印の如く動いて(場合によっては、第3可動要素2024により高さが調節され、またテーブル2008が第5軸又は/及び第6軸(変形例における第4軸又は/及び第5軸)まわりの回転によりテーブルの長手方向及び/又は幅方向まわりの傾きが微調整され)被験者の頭部が検査装置2414に対して斜めから移動してゆく様子を示している。図15はテーブル2008が検査装置2414の内部に挿入され、被験者が検査位置に到達した様子を示している。なお、図13におけるテーブル2008の位置は治療位置でもあり得、テーブル2008が図15の検査位置から図13の位置まで各可動要素が逆方向に動いて元の位置に戻り、検査直後に検査結果を判断して医師2412が治療を行うことができる。

0061

以上、図9及び図11に示した本構成例に係るロボットアーム2001は、6又は7つの軸を有するが必ずしも6又は7である必要はなく、5又は6以下であってもよいし7又は8以上であってもよい。しかしながら、ロボットアームの自由度は、テーブル2008を少なくとも空間内で直線的に移動できるように3以上であることが望ましい。例えば、図11において第1ジョイント2031、第4ジョイント2035、第5ジョイント2036を省略すると図14において第1可動要素2022の動きは制限されるが、各目標位置への載置テーブルの移動は行うことができる。

0062

なお、本構成例においては水平直進ジョイントを用いているので、テーブルを単純に直進させる動きにおいて、第1の構成例のようなスカラタイプのように可動要素がテーブルからはみ出ることがないという点でメリットがある。水平直進ジョイントは、例えばボールスクリューやラックピニオン機構を採用することができる。

0063

また、本構成例もロボットアームがテーブルの下に完全に隠れることが可能であるが、テーブルの長さを短くする、ベースの位置を外側に置いてテーブル下のスペースを大きくする、などにより、テーブルを鉛直方向上側から見下ろした場合に、ロボットアームの一部が、テーブルの長手方向及び幅方向の4辺のうち何れか一辺側においてロボットアームが前記テーブルに隠れない場合があってもよい。ただし、省スペースの観点から、そのはみ出し量は、第1の構成例と同様、前記テーブルの長手方向の寸法の1/4未満に抑えることが好ましい。

0064

(第3の構成例)
本構成例に係るロボティックテーブルは、第1及び第2の構成例のロボティックテーブルにおけるテーブルにおいて、スライド機構を備えていることを特徴としている。

0065

図16は、テーブル2808の下面にはスライド機構2809が嵌まり込む溝2883が形成されており、溝2883の両側には、複数の歯を有するラック2884が設けられていることを示す図である。スライド機構2809はロボットアームの先端と連結される本体2891と、本体2891に回転可能に支持された、ラック2884と噛み合う一対のピニオン2892と、ピニオン2892を回転させるアクチュエータ(図示せず)を含む。ロボティックテーブルにおけるテーブル2808がこのような構成を備えていると、例えばロボティックアームによりテーブルを検査準備位置まで移動させた後、テーブル2808をアクチュエータの駆動によってスライドさせることにより、載置対象をさらに遠くまで移動させることができる。アクチュエータは例えばサーボモータである。

0066

なお、スライド機構を備えると、各構成例における自由度は1つ増えることになる。また、アクチュエータにより駆動可能な構成であれば、各構成例に係るロボットアームの複数のアクチュエータと同時に駆動させることにより、ロボットアームの可動要素とスライド機構が同時に動作して効率的に目的位置にテーブルを搬送することができる。

0067

図17に第1の構成例においてスライド機構を設けたロボティックテーブルの側面図を示す。スライド機構以外は第1の構成例と同じであるので、ロボットアーム2901の詳細な説明を省略する。

0068

なお、スライド機構を設けると、ロボットアームのサイズを小型化できるというメリットがある他、図6に示すような(ロボットアーム201がテーブル208の一端部を支持している)第1の構成例においては、載置位置(第1の位置)において載置対象をどちらの方向に向けるかを変更できるという効果がある。後者については、例えば第1の位置が脳や歯の上半身側の手術を行う手術位置でもある場合、図6のように患者が検査装置614より戻ってきた場合に頭部がベース221の方を向いていると、術者612はベース221が邪魔となって手術がしにくいが、図17のように患者が検査装置614より戻ってきた場合に頭部がベース221と逆の方を向いていると、上半身側の手術がしやすいといった効果がある。ベース221が邪魔となることもないので、術者612は座った状態で治療にあたることができる。

0069

なお、ここで紹介した例ではロボットアームの先端がテーブルの端部を支持しているが、ロボットアームの先端がテーブルの中央部を支持している構成において手動スライド機構を採用してもよい。また、アクチュエータ駆動のスライド機構本体2909が嵌まり込むテーブルの溝2883の長さを中央部分だけに制限してもよく、この場合はスライド幅が短くなるが、スライド幅が大きい場合と比べて、テーブルの撓みは発生しにくくなる。

0070

また、上述の例では、第1の構成例に対し、アクチュエータ駆動のスライド機構を適用する例を示したが、代わりに手動操作のスライド機構を適用してもよい。

0071

[各構成例に共通する特徴]
以下には、第1〜第3の構成例に適用可能な追加の特徴を記す。

0072

(チューブ類/コード類の固定具
各構成例におけるテーブルへの載置対象が患者である場合、その患者が生命維持装置点滴、その他治療に必要な装置を装着していることがある。例えば、患者は麻酔器616、2416とチューブでつながっており、テーブルを動かす場合にはこれらの対策が必要である。

0073

上述の通り、キャスター付きのテーブルを移動させることと比較すると、上記第1〜第3の構成例に係るロボティックテーブルを導入することにより、載置対象の移動時にこのようなチューブ類(チューブおよび/またはケーブル)との絡まりやこれを跨ぐことによるがたつきを回避することができるが、さらに安全性を確保するために、本発明に係るロボティックテーブルにおいては、テーブル、ロボットアームのベース、または可動要素の少なくとも1つには、これらの装置から延びているチューブ類を結束するための固定具271、471、571、2971が取り付けられていることが望ましい。これにより、ロボットアームの動作時にチューブ類が絡まってしまうといった事態をさらに確実に回避することができる。医師や助手がチューブ類に足を引っ掛けてしまうということも予防し、さらに安全性を高めることができる。絡まり防止の対策が必要なチューブ類としては生命時装置などに接続されているものに限らず、医療機器やディスプレイなどの電気系コードなど(コード類)も同様の固定具で固定することが望ましい。また、テーブルを移動させる位置が決まっていれば、ロボットアームのだいたいの動きを予測して、余らせるチューブ類/コード類の長さとチューブ類/コード類側の固定具に嵌められる位置を決めておくことが望ましい。

0074

(ロボットアーム制御装置の構成)
ロボットアーム制御装置207、407、507、2007、2907(以下、207〜2907)は、図26に示すように、ロボットアーム201、401、501、2001、2901(以下、201〜2901)のアクチュエータ、電磁ブレーキおよび位置検出器と接続される。

0075

また、ロボットアーム制御装置207〜2907は、統合制御装置701と接続され、統合制御装置701を介して、操作装置705より動作指令を受ける。

0076

なお、ロボットアーム制御装置207〜2907と統合制御装置701は単一の制御装置として構成してもよい。

0077

(テーブルの設計)
上記で説明した各構成例における載置テーブル208、408、508、2008、2208、2908(以下、208〜2908)の設計は医療室の大きさや術式などの事情に応じて適宜可能であるが、テーブルトップとしての機能を考慮すると、載置対象として例えば長身の患者を載置可能なように210cm以上は確保すべきであるということができる。

0078

図25(a)に示すように、ロボティックテーブルが医療室において最も省スペースとなる姿勢においてロボットアームがテーブルよりはみ出ることを許容する構成を取る場合は、はみ出たロボットアームも考慮したロボティックテーブル全体のサイズを検討することが望ましい。ロボットアームのはみ出しがテーブルの長手方向である場合、省スペース姿勢におけるロボティックテーブルの全長は少なくとも300cm未満には抑えることが望ましいため、テーブルの長手方向の寸法は240cm未満とすべきである。すなわち、はみ出し量はテーブルの長手方向の寸法の1/4以下には抑えることが好ましいことから、テーブルの長手方向の寸法が約240cmの場合、省スペース姿勢においてロボットアームがテーブルよりはみ出す許容最大寸法は約60cmとなる。図50(a)に例示したテーブルの長手方向の寸法は230cmであり、テーブルに隠れないロボットアームの寸法を、テーブル長手方向の寸法230cmの1/4未満の55cmとしている。このようにテーブル長手方向の寸法が小さければ駆動力モーター)も小さくできるためロボットアームがテーブルよりはみ出す量も若干小さくできる。

0079

一方、ロボティックテーブルが省スペースとなる姿勢において、図25(b)のようにロボットアームがテーブルの下に完全に隠れる構成を取る場合は、例えば200kg程度の耐荷重ロボットアームはそれなりに大きくなることから、ロボットアームをテーブル下に収めるためにはテーブルを大きめに形成することが要求される場合が多い。従って、テーブルの長手方向の寸法としては、例えばテーブルからのロボットアームのはみ出しを許容する構成よりも長い240cm以上とすることが好ましい。また、省スペース姿勢におけるロボティックテーブルの全長は少なくとも300cm未満には抑えることが望ましいため、ロボットアームがテーブルの下に完全に隠れる場合のテーブルの長手方向の寸法も300未満とすることが好ましい。図25(b)に例示したテーブルの長手方向の寸法は260cmである。上記は240cmを基準としてロボットアームが完全に隠れる場合とはみ出る場合を切り分けたが、必ずしもある値で切り分ける必要はなく、それぞれのテーブル長さの寸法でオーバーラップする範囲が生じることを排除するものではない。

0080

テーブルの幅方向の寸法については、小さすぎると例えば載置対象である患者が落下する危険が大きく、大きすぎると省スペースの妨げになることから、顧客要求に応じて適宜設計することが好ましい。だいたい45cm以上は確保し、一般的なシングルベッドほどには大きくない90cm未満とすることが好ましい。図25(a)の例では60cmとしている。図25(a)の例においては、T字型テーブルを採用しており、一端側(狭い方)が50cm、他端側(広い方)を70cmとしている。なお、本明細書において単に幅の寸法と記載する場合は、特に明示しない限りテーブルの最大幅を意味する。鉛直方向上側から見下ろした場合のテーブルの形状が図25(a)のような長方形である場合や、図25(b)のようなT字型である場合は、ストレッチャーをぴったりとテーブル側部に隣接させて例えば載置対象である患者をテーブルに移動させやすくさせやすいというメリットがある。

0081

[ハイブリッド手術への適用]
本明細書において、ハイブリッド手術とは、同一の医療室において、患者に対する手術と、特定部位(患部)の画像撮影とを、交互に(少なくとも1往復)行うことを意味し、ハイブリッド手術室とは、手術を行うために患者を載置する手術台と、特定部位(患部)の画像撮影を行うための医用画像診断装置(モダリティ)とを備えた手術室を意味する。医用画像診断装置には、コンピュータ断層撮影装置(CT)、磁気共鳴診断装置(MRI)、デジタルX線撮影装置(DR)、コンピュータラジオグラフィ(CR)、血管造影X線診断装置(アンギオ装置、XA)、超音波診断装置(US)などが含まれる。

0082

以下では、これまで説明してきた構成例に係るロボティックテーブルをハイブリッド手術においてロボット手術台として利用し、ベースと、ジョイントにより接続された可動要素を有するロボットアームにより載置テーブルを支持するロボット手術台と、医用画像診断装置とを備える、医療システムについて説明する。

0083

以下で説明する医療システムでは、ロボットアームは、テーブルを鉛直方向上側から見下ろした場合に、ロボットアームのうち少なくともベースと該ベースと接続する可動要素の一端部以外の大部分が前記テーブルの下に隠れる第1の位置と、前記ロボットアームのうちベースと該ベースに接続する可動要素の一端部以外の少なくとも一部が前記テーブルの下に隠れない第2の位置との間で前記テーブルを移動可能であり、第2の位置とは、前記医用画像診断装置による撮影位置又は撮影準備位置であり、第1の位置とは、前記撮影位置における前記医用画像診断装置の位置又は前記医用画像診断装置の退避位置と、前記ロボット手術台との最短距離が一定距離以上離れた位置に設定されている。

0084

また、ハイブリッド手術において、麻酔導入工程は、通常、患者をテーブルに載置する載置工程に続いて行われる。テーブルの麻酔導入位置は、テーブルを鉛直方向上方から見下ろした場合に、ロボットアームのうちベースと該ベースに直接連結される可動要素の一端部以外の少なくとも一部が前記テーブルの下に隠れない位置であって前記第2の位置とは異なる第3の位置に設定することが好ましい。例えば、手術位置(第1の位置)と麻酔導入位置(第3の位置)を同じにすると、麻酔導入時には麻酔器をテーブルに近接させ、手術時には麻酔器を退避させて手術スペースを確保するという作業が必要となるが、上述した種々の構成例に係るロボット手術台を用いれば、麻酔器を動かすよりも、ロボット手術台によって患者を移動させた方が効率的であり、麻酔器が転倒してしまうといった危険も防止できるためである。また、麻酔導入位置は撮影位置である第2の位置と同じであると、撮影装置と麻酔器が近接して、撮影工程や麻酔導入工程で不用な方の装置・機器が邪魔になり、効率や安全性で問題があるからである。

0085

なお、患者の載置位置は、麻酔導入位置と同じであってもよいし、異なる位置であってもよい。載置位置が麻酔導入位置と同じであれば、載置位置から麻酔導入位置までの移動工程が省略できるし、載置位置が麻酔導入位置と異なる場合は、麻酔器とは離れたスペースのある場所で麻酔導入工程前段の準備を行うことができる。

0086

(医用画像診断装置としてMRI装置を用いる場合)
上記で説明したロボット手術台は、患部の手術とMRI装置による患部の撮影を交互に(少なくとも1往復)行う術中MRIにおいて用いることにより大きな効果を発揮することが期待できる。脳腫瘍摘出の術中MRIの場合、患者を移動させてMRI装置で脳を撮影する回数は2〜4回、平均3回とされており(「最先端の脳腫瘍完全摘出システムが可能にする生存率向上と術後QOL確保」、日立ディコ、月刊インナービジョン2012年9月号付録磁遊空間 Vol.25参照)、手術中に患者を正確かつ迅速にMRI装置による撮影位置と手術位置を往復させる必要性が高い。

0087

以下では、第1〜第3の構成例で示したようなロボティックテーブルとしてのロボット手術台(場合によっては上述の共通の特徴を付加したロボット手術台)を、MRI装置で載置対象である患者の特定部位を撮影し、その後手術位置に移動させて直ちに手術に移行することができる術中MRIに適用する手法を説明する。

0088

以下では、ロボットアーム201〜2901を駆動することにより、テーブル208〜2908を手術位置とMRI撮影位置との間で移動させる様子を、図面を参照しながら説明する。

0089

各構成例のロボティックテーブルを術中MRIに適用する場合、各構成例のテーブルの移動の説明において手術室に置かれた装置614、2414はMRI装置である。

0090

図18オープン型MRI装置3514を示す。当該オープン型MRI装置3514は、前方および側方に開口するオープン型である。具体的には、中央部が前方に張り出すような略T字状の上側検査部(上部磁石)3515および下側検査部(下部磁石)3516を含み、これらの検査部3515,3516の間に患者が載置されたテーブルが挿入される空間が形成されている。上側検査部3515および下側検査部3516の両端部同士は、一対の支柱3517によって連結されている。MRI装置3514はドーナツ型であってもよいが、患者を斜めからMRI装置に挿入しやすいようなケース図7のような場合)に適用する場合には、ドーナツ内側の空洞の正面にテーブルを位置させてから空洞内部へ挿入することとなるため、ロボットアームの動きが少し窮屈になる場合がある。

0091

上側検査部(上部磁石)3515および下側検査部(下部磁石)3516で挟まれる空間で形成される部分が撮影空間である。テーブル208〜2908の少なくとも一部が当該撮影空間とオーバーラップする場合において、テーブル208〜2908がMRI撮影位置にあるということができる。撮影空間内でのテーブル208〜2908の位置は、患者の撮影部位や患者の身長・大きさによって異なるため、常に一定であるとは限らない。しかし、撮影空間内の特定位置をロボットアーム制御装置内の記憶装置に記憶させておくことはできる。ハイブリッド手術では手術位置と撮影位置を複数回往復することが普通なので、手術ごとに撮影位置及び/又は手術位置を記憶させてもよい。

0092

図6は、第1の構成例に係るロボティックテーブルをロボット手術台として用いて、患者を載置するテーブル208を、第1の位置である手術位置から第2の位置であるMRI撮影位置へ移動させる際に、テーブル208が手術位置に位置している様子を示している。図6に示されるように、テーブル208は第1の位置にあるので、ロボットアーム201は、テーブル208を鉛直方向上側から見下ろした場合に、ロボットアーム201のうちベースと該ベースと接続する可動要素の一端部はテーブルの長手方向の一端側においてテーブル208の下に隠れていないが、その他の部分はテーブル208の下に隠れている。そして、テーブル208の下に隠れないロボットアーム201の最大寸法は、テーブルの長手方向の寸法の1/4未満である。

0093

図7は、ロボットアーム制御装置207による制御によって第2可動要素223及びテーブル208が矢印の如く動いて(場合によっては、第1可動要素222も鉛直方向に動いて高さが調節され、またテーブル208が第3軸又は/及び第4軸まわりの回転によりテーブルの長手方向又は/及び幅方向まわりの傾きが微調整され)患者の頭部がMRI装置614に対して斜めから移動してゆく様子を示している。図8はテーブル208の一端部がMRI装置614の内部に挿入され、患者が第2の位置であるMRI撮影位置に到達した様子を示している。図8に示されるように、ロボットアーム201のうちベース221に直接連結される可動要素222の全体がテーブル208の下に隠れておらず、またベース221に直接連結されていない可動要素223の一端部もテーブル208の下に隠れていない。そして、テーブル208の下に隠れないロボットアーム201の最大寸法は、テーブルの長手方向の寸法の1/4以上となっている。

0094

MRI装置614による撮影後、術者612が患者に手術を施すためにテーブル208を手術位置に移動させる場合には、ロボットアーム制御装置207によって各可動要素が制御されることによってテーブル208が図8のMRI撮影位置(第2の位置)から図6の手術位置(第1の位置)まで逆方向に動いて元の手術位置に戻る。そして、術者612はMRI撮影画像を確認して直ちに適当な手術に移行することができる。

0095

次に、第1の位置である手術位置、第2の位置である撮影位置に加え、テーブル208が第3の位置である麻酔導入位置にも移動する場合を説明する。

0096

術中MRIにおいて、麻酔導入工程は、通常、患者をテーブルに載置する載置工程に続いて行われる。患者の載置位置は、麻酔導入位置と同じであってもよいし、異なる位置であってもよい。

0097

図22は、患者の載置位置が麻酔導入位置とは異なり、手術位置と同じである場合において、テーブル208を第1の位置にある載置位置から第3の位置にある麻酔導入位置に移動する様子を示している。

0098

第1の位置においてテーブル208上に患者が載置された後、第2及び第5ジョイント232、235が回動して(場合によっては、第1ジョイント231によってテーブル高さが調節され、また第3及び/又は第4ジョイント233、234によってテーブル208の長手方向及び/又は幅方向まわりの傾きが調節され)テーブル208は図22の矢印の如く動いてテーブル208の一端が麻酔器616に近接する位置まで移動する。麻酔医が一方の手でチューブ端部のマスクなどを患者の口元にあてがい、他方の手で麻酔器側のポンプを操作するため、テーブルと麻酔器との近接距離は、テーブル上の患者の位置にもよるが、10cm〜40cm程度である。図22に示す麻酔位置(第3の位置)においては、テーブル208を鉛直方向上側から見下ろした場合に、ベース221及びベース221に直接連結される可動要素222がテーブル208の下に隠れていない。そして、テーブル208の下に隠れないロボットアーム201の最大寸法は、テーブルの長手方向の寸法の1/4以上となっている。なお、載置位置が麻酔導入位置と同じである場合、この移動工程は省略される。

0099

そして、麻酔医615は患者に対して麻酔処置を行う。麻酔処置が完了すると、各可動要素を動作させてテーブル208を図22に示される矢印とは逆方向に動かし、第1の位置である手術位置へと移動する。そして、術者612は術前にMRI装置によって撮影した画像情報を元に患者に対して手術を施し、例えば脳腫瘍を摘出した時点で、上述したようにテーブル208を第2の位置である撮影位置へと移動させ、患部(例えば脳)のMRI撮影を行い、再びテーブル208を第1の位置にある手術位置に戻して、例えば残存腫瘍が認められた場合には、引き続き術者612による手術が継続される。

0100

図13は、第2の構成例に係るロボティックテーブルをロボット手術台として用いて、患者を載置するテーブル2008を、第1の位置である手術位置から第2の位置であるMRI撮影位置へ移動させる際に、テーブル2008が手術位置に位置している様子を示している。図13に示されるように、テーブル2008は第1の位置にあるので、ロボットアーム2001は、テーブル1008を鉛直方向上側から見下ろした場合に、全体がテーブル2008の下に隠れている。

0101

図14は、ロボットアーム制御装置2007による制御によって第1可動要素2022、第2可動要素2023、及びテーブル2008が矢印の如く動いて(場合によっては、第3可動要素2024も第3軸まわりに回転して高さが調節され、また第5軸又は/及び第6軸まわりにテーブル2008が回転してテーブルの長手方向又は/及び幅方向まわりの傾きが微調整され)患者の頭部がMRI撮影装置2414に対して斜めから移動してゆく様子を示している。図15はテーブル2008がMRI装置2414の内部に挿入され、テーブル2008がMRI撮影位置に到達した様子を示している。図15に示されるように、第2の位置である撮影位置においては、ロボットアーム2001のうちベース2021に直接連結される可動要素2022の全体がテーブル2008の下に隠れておらず、またベース2021に直接連結されていない第2可動要素2023などもテーブル2008の下に隠れていない。そして、テーブル2008の下に隠れないロボットアーム2001の最大寸法は、テーブルの長手方向の寸法の1/4以上となっている。

0102

MRI装置2414による撮影後、術者2412が患者に手術を施すためにテーブル2008を手術位置に移動させる場合には、ロボットアーム制御装置2007によって各可動要素が制御されることによってテーブル2008が図15のMRI撮影位置(第2の位置)から図13の手術位置(第1の位置)まで逆方向に動いて元の位置に戻る。そして、術者2412はMRI撮影画像を確認して、直ちに適当な手術に移行することができる。

0103

第1の構成に係るロボティックテーブルを用いた場合と同様に、第2の構成に係るテーブル2008も第3の位置である麻酔導入位置にも移動することができる。

0104

図23は、患者の載置位置が麻酔導入位置とは異なり、手術位置と同じである場合において、テーブル2008を第1の位置にある載置位置から第3の位置にある麻酔導入位置に移動する様子を示している。

0105

第1の位置においてテーブル2008上に患者が載置された後、第1及び第7ジョイント2031、2037が回動して(場合によっては、第3及び第4ジョイント2033、2034によってテーブル高さが調節され、第2ジョイント2032によってベース2021からの第6軸の距離が調整され、また第5及び/又は第6ジョイント2035、2036によってテーブル2008の長手方向及/又は幅方向まわりの傾きが調節され)テーブル2008は図23の矢印の如く動いてテーブル2008の一端が麻酔器2416に近接する位置まで移動する。図23に示す麻酔位置(第3の位置)においては、テーブル2008を鉛直方向上側から見下ろした場合に、ベース2021及びベース2021に直接連結される可動要素2032がテーブル208の下に隠れていない。そして、テーブル2008の下に隠れないロボットアーム2001の最大寸法は、テーブルの長手方向の寸法の1/4以上となっている。なお、載置位置が麻酔導入位置と同じである場合、この移動工程は省略される。

0106

そして、麻酔医2415は患者に対して麻酔処置を行う。麻酔処置が完了すると、ロボットアーム制御装置2407の制御により各可動要素が動作してテーブル2008を図23に示される矢印とは逆方向に動かし、第1の位置である手術位置へと移動する。そして、術者2412は術前にMRI装置によって撮影した画像情報を元に患者に対して手術を施し、例えば脳腫瘍を摘出した時点で、上述したようにテーブル2008を第2の位置である撮影位置へと移動させ、患部(例えば脳)のMRI撮影を行い、再びテーブル2008を第1の位置にある手術位置に戻して、例えば残存腫瘍が認められた場合には、引き続き術者2412による手術が継続される。

0107

図19〜21に、第1の構成例に係るロボティックテーブルにおいて、アクチュエータ駆動のスライド機構を採用した第3の構成例を術中MRIに適用した場合のロボット手術台の動きを斜視図を用いて示す。図19はテーブル2908が第1の位置である患者の載置位置及び手術位置にあり、第2の可動要素2923が第2軸まわりに水平回転し、同時にテーブル2908が第5軸まわりに軸回転して(場合によっては第1ジョイントによってテーブル2908の高さが調節され、また第3及び/又は第4ジョイントにより長手方向及び/又は幅方向まわりの傾きが調整され)、図20に示すMRI撮影準備位置に移動する。そして、テーブル2908がアクチュエータ駆動によりMRI装置の撮影空間とオーバーラップする位置までスライドし、テーブル2908が第2の位置であるMRI撮影位置へと移動する(図21)。

0108

第3の構成例に係るロボティックテーブルを用いた場合、スライド機構が設けられているので、テーブルの可動範囲を大きくとるために第1可動要素や第2可動要素を長くする必要がなくなるのでロボットアームのサイズを小型化できるというメリットがある他、図2に示すような、ロボットアーム201がテーブル208の一端部を支持している第1の構成例に係るロボティックテーブルおいては、第1の位置である手術位置において患者の頭部をどちらの方向に向けるかを変更できるという効果がある。後者のメリットについては、例えば術中MRIを用いる目的が脳腫瘍摘出手術など上半身に関係する手術である場合、図2のようにテーブル208がMRI装置614より戻ってきた場合にテーブル208に載置されている患者の頭部がベース221の方を向いていると、術者612はベース221が邪魔となって手術がしにくいが、図19のようにテーブル2908がMRI撮影位置より戻ってきた場合にテーブル2908に載置されている患者の頭部がベース2921と逆の方を向いていると、頭部などの上半身側の手術がしやすいといった効果がある。手術時に上半身側においてベース2921が邪魔となることもないので、術者3012はテーブル2908の高さを低くして、座った状態で治療にあたることもできる。

0109

なお、図20で示したMRI撮影準備位置とは、テーブル2908が撮影空間とオーバーラップしておらず、撮影位置に近接する位置(例えば、撮影空間との距離が10cm〜40cm)でテーブル2908の特定方向(長手方向)がMRI装置3314の開口部への方向を向く位置であり、撮影位置におけるテーブルの特定方向(長手方向)と平行である位置である。オープン型のMRIだと開口は広いので開口部の方向は複数あるが、ドーナツ型のMRI装置であると、開口部を向く方向はほぼ一意に決まる。この撮影準備位置において一旦移動を止め、例えば助手がMRI撮影のための準備(金属物がないことの確認や患者の位置・姿勢の修正)をし、その後MRI装置にテーブル2908を搬送するようにしてもよい。もちろん、MRI撮影準備位置は単なる経由で、テーブルをこの位置で一旦止めることなくスムーズにMRI撮影位置に移動させるようにしてもよい。

0110

上述した第1の位置としての手術位置とは、テーブルが撮影空間に近接しない、すなわち撮影空間と一定距離以上離れた位置である。そして、上記の例において、手術位置の近傍には、術者612、2412、3612が使用する手術器具を置くための手術器具台613、2413が設置されており、これら手術器具がMRI装置の近くに配置されていると、MRI装置の永久磁石の影響を受けて(例えば浮揚して)患者や取り扱う者を傷つける恐れがあるため、治療位置はMRI装置より十分離れた位置に確保し、5ガウスラインLよりも離れていることが望ましい。

0111

さらに、ロボットアームのベース221、421、521、2021、2921(以下、221〜2921)も、5ガウスラインLの外側に配置されていることが好ましい。ロボットアームのベース221〜2921には大きなモータが設けられており、モータは磁石を含んでいるため、これがMRI装置の近くに位置していると、MRI装置の撮影空間に形成された磁界が歪められ、撮影画像の劣化に繋がるためである。

0112

よって、ロボットアームとテーブルにより構成されるロボティックテーブルは、第1の位置である手術位置を、MRI装置との最短距離Sが一定距離以上離れた位置に設定することが好ましく、安全性を考慮すると、当該最短距離Sを5ガウスラインLに設定するのが好ましい。

0113

5ガウスラインについては、低磁場のMRI装置が開発されており、例えば、静磁場強度が0.3テスラで5ガウスラインをガントリー辺縁より約1mとすることが可能になっている(「インテリジェントオペ室・MRI誘導手術対応システム」、MEDIX, 39 : 11-16, 2001参照)。従って、MRI装置と第1の位置にあるロボティックテーブルとの最短距離は少なくとも1mに設定するのが好ましい。低磁場のMRI装置の開発状況によっては、上記最短距離Sをもう少し短く設定可能となることが期待される。

0114

他の磁場が大きめのMRI装置を使用する場合や、より高い安全性を確保しようとする場合には、上記最短距離Sを例えば1.5m以上に設定することが好ましい。

0115

ただし、ロボットアームがテーブルを支持することができる耐荷重なども考慮すると、第1の位置である治療位置をMRI装置より遠くに設置した場合、第2の位置である撮影位置にテーブルを移動させるには、大きな耐荷重に耐えうる大型のロボットアームが必要となる。そして、大型のロボットアームでは第1の位置である手術位置においてテーブル下にロボットアームの大部分を収納させることが困難となり(よって、術者や助手がテーブルを取り囲んで手術する際に邪魔となり)、またロボティックテーブルをMRI装置より遠くに設置する分の大きめの手術室が必要となるため、第1の位置にあるロボティックテーブルとMRI装置との最短距離Sが大きければ大きいほどよいという訳ではない。

0116

従って、MRI装置との関係で十分な安全性を確保することができる限りにおいてはロボティックテーブルの第1の位置の設定場所はMRI装置に近い方がよい。例えば1.5テスラのMRIだと、5ガウスラインは最短の箇所でガントリー(MRI装置)の2.8mくらいになる(「3T MRIの吸着事故を防ごう」、土橋、月間インナービジョン2012年9月号)ため、5ガウスラインとロボットアームの剛性(テーブルの安定性)や小型化構造を考慮すると、MRI装置と第1の位置にあるロボティックテーブルとの最短距離Sの上限は、例えば3m以下に設定することが好ましい。静磁場強度が0.3テスラで5ガウスラインが1m程度である場合は、手術器具を把持した人がMRI装置側に立てることも考慮して、上記最短距離Sの上限として2m程度を見ておけばよい。

0117

なお、上記文献(「3TMRIの吸着事故を防ごう」、月間インナービジョン2012年9月号)にも記載している通り5ガウスラインはMRI装置まわりに楕円状に形成され、1.5テスラのMRIの場合、最短の箇所でMRI装置より2.8mであるが、最長の場合は5mである。現在ではほとんどの場合、術中MRIでは回転−昇降天板スライド式の手術台が用いられているが、手術台の動作がこの3つに限定されているとテーブルの撮影位置への移動が可能な位置が制限され、手術台の設置場所を5ガウスラインの最短部分付近に設置することが困難な場合があるが、ロボティックテーブルであればこれまで示したようにテーブルの移動方向の自由度が高いので、設置場所の自由度も高いというメリットがある。

0118

第3の位置である麻酔導入位置は、テーブルが第1の位置である手術位置にある場合において、テーブル幅方向(長手方向に直交する方向)に関して、MRI装置とは反対側に設置することが好ましい。これは、テーブルを手術位置(第1の位置)と撮影位置(第2の位置)とで往復させる術中MRIでは、容易な移動を前提としない麻酔器を、手術位置(第1の位置)と撮影位置(第2の位置)の間に位置させない方が好ましいためである。そして、手術位置(第1の位置)と麻酔導入位置(第3の位置)との最短距離Mは、80cm以上であることが好ましい。これは、手術時に手術用顕微鏡マイクロスコープ)などの医療機器をテーブルまわりに配置することを可能とするためである。例えばオリンパス製手術用顕微鏡OME-9000のベース部分の直径は80cmであり、手術位置(第1の位置)と麻酔導入位置(第3の位置)との最短距離Mとして80cm以上を確保すれば、麻酔器を移動させなくともテーブルまわりに手術用顕微鏡を配置することができる。

0119

なお、移動式のMRI装置も存在するが、当該移動式MRI装置を採用してシステムを構築する場合は、手術中にMRI装置を移動させるか固定するかで上記最短距離や第1〜第3の位置の設定がなされる。例えば、MRI装置が隣の部屋より移動して、手術中に動かさない場合には、手術時における固定位置との関係で、上記最短距離Sを設定すればよい。撮影時にだけMRI装置を特定位置に移動させ、撮影後は退避位置に退避させる場合は、上記最短距離SはMRI装置の退避位置との関係で設定すればよい。

0120

以上説明したように、第1乃至第3の構成例で示したロボティックテーブルをロボット手術台として術中MRIに導入することにより、ロボットアームの駆動によりテーブルに載置された患者を手術位置(第1の位置)とMRI撮影位置(第2の位置)との間で迅速かつ正確に移動させることができる。これにより、手術成績向上という際立って優れた効果を促進するのに貢献することができる。前出の文献(「最先端の脳腫瘍完全摘出システムが可能にする生存率向上と術後QOL確保」、日立メディコ、月刊インナービジョン2012年9月号付録磁遊空間 Vol.25)によれば、これまで別室でMRI撮影と手術を別室で行っていた脳腫瘍適用手術に対し、同室内でMRI撮影と手術を行う術中MRIを適用し(さらに情報誘導手術を適用し)たところ、別室手術では5年生存率がグレード3で約25%、グレード4で約7%であったのが、グレード3で78%、グレード4で19%と従来平均の約3倍の生存率が達成されている。第1乃至第3の構成例で示したロボティックテーブルを術中MRIに導入することにより、これまで説明したような患者をテーブルの搬送を迅速かつ正確に行い、MRI撮影と脳適用手術とを効率的に行うことができ、生存率のさらなる向上にも貢献することが大いに期待できる。特に、先に説明した通り、脳適用手術については、MRI撮影と脳適用手術は一度きりではなく、何度か往復させることになるので、患者を治療位置とMRI撮影位置との間で迅速かつ正確に移動させることへの期待は大きい。

0121

そして、第1乃至第3の構成例で示したロボティックテーブルを術中MRIに導入する際には、テーブル208〜2908がMRI撮影装置614、2414、3514に到達した後、テーブルに載置した撮影対象物の撮影を開始するまでに、ロボットアーム201〜2901に搭載された複数のアクチュエータへの駆動電流の供給を停止するとともに、アクチュエータに対応して設けられた複数の電磁ブレーキの機能をオンとするように、ロボットアーム制御装置207〜2907により制御することが好ましい。これは、MRI装置が静磁場を作用させて画像撮影することから、アクチュエータ駆動時に生じている磁界の影響によりMRI撮影画像が劣化することを防止するためである。この制御はテーブルがMRI撮影位置に到達して一定時間静止したことを検知して自動的に行われても、手動で指令を与えてもよいが、MRI撮影の開始時(例えばMRI装置に主電源投入したり、アクティブ状態とした時点)でロボットアームのアクチュエータの動作状態チェックするように連動させ、アクチュエータが動作していれば強制的にオフしてブレーキ機能オンに切り替えるように制御することが好ましい。このため、ロボットアーム制御装置207〜2907は、MRI稼動監視手段を備えるようにし、MRI装置に主電源が投入されたか、アクティブ状態にあるか、などを監視することが望ましい。

0122

なお、第3の構成例に係るロボットアームでは、手動のスライド機構を備えることがあるため、テーブル208〜2908がMRI撮影準備位置に到達した時点で、ロボットアーム201〜2901に搭載された複数のアクチュエータへの駆動電流の供給を停止するとともに、アクチュエータに対応して設けられた複数の電磁ブレーキの機能をオンとするように、ロボットアーム制御装置207〜2907により制御することもできる。アクチュエータの駆動をオフとし、電磁ブレーキの機能をオンとした後は、スライド板をスライドさせることにより、患者をMRI撮影位置に移動させる。

0123

ロボットアームによる手術位置とMRI撮影位置との間でのテーブルの移動は、操作装置としてのティーチペンダントによってロボットアーム201〜2901を操作することによって行ってもよい。しかしながら、手術位置およびMRI撮影位置を予めロボットアーム制御装置201〜2907に記憶させておけば、第1、第2、及び/又は第3の位置に関するテーブル208〜2908の移動制御プログラムに従って、手術位置とMRI撮影位置との間でのテーブル208〜2908の移動をより素早くかつスムーズに行うことができる。例えば、ティーチペンダント等により前進指令を与えている間だけこの移動制御プログラムに従って移動するようにしておけば、前進指令を解除(例えば、ボタンを離す)することによりプログラムの実行が中断されるため、安全性の面でも問題はない。

0124

ロボットアームがテーブルを手術位置とMRI撮影位置との間で自動的に移動する場合は、ロボットアームの位置決めの正確さによって、MRI撮影後も確実に術野が同じ場所に戻される。また、ロボットアームを用いることの利点としては、手術中にロボットアームを操作して患者の位置および姿勢を変更すれば手術中の術野を広く確保することができる点もある。

0125

(医用画像診断装置としてMRI装置以外を用いる場合)
医用画像診断装置としてMRI装置以外を用いる場合は、ロボティックテーブルとしてロボット手術台を導入することによる磁場対策を検討する必要はないという点で術中MRIの場合とは若干システムの設計が異なるが、テーブルの動作などは基本的に医用画像診断装置としてMRI装置を用いる場合と同様である。

0126

医用画像診断装置としてMRI装置以外を用いる場合、例えば、各構成例においてテーブルの移動の説明において参照した図6図8の装置614、図13図15の装置2414はアンギオ装置である。図6図13においては、テーブル208〜2008は第1の位置である手術位置に位置している。医用画像診断装置がMRI装置である場合と同様に、各可動要素とテーブル208〜2008は図7図14に矢印で示された方向に移動して、テーブル208〜2008は図8図15に示される撮影位置(第2の位置)に到達する。

0127

撮影位置及び撮影準備位置についてもMRI装置を医用画像診断装置に用いる場合と同様に考えることができ、医用画像診断装置の撮影空間とテーブル208〜2008の少なくとも一部がオーバーラップする場合において、医用画像診断装置による撮影位置にあるということができる。医用画像診断装置がアンギオ装置である場合、撮影空間はX線管X線照射側)と撮像系(X線受像側)で挟まれる空間が撮影空間であり、テーブル208〜2008が撮影空間とオーバーラップせず、撮影空間に近接する位置が撮影準備位置である。

0128

第3の位置である麻酔導入位置の例としては、図22図23に示される。載置位置を手術位置と同じ第1の位置に設定する場合は、これらの位置が麻酔導入位置に到達した位置であり、載置位置を麻酔導入位置と同じ第3の位置に設定する場合は、これらの位置が載置位置かつ麻酔導入位置となる。麻酔導入位置(第3の位置)は医用画像診断装置がMRI装置である場合と同様に、テーブルが第1の位置に位置する場合のテーブルの幅方向に関してアンギオ装置とは反対に設置することが好ましい。

0129

第2の位置である撮影位置においては、シングルプレーン又はバイプレーンのアンギオ装置により患者の特定部位(患部)をX線透視撮影する。その後、テーブル208〜2008を手術位置(第1の位置)に移動させて、カテーテル治療などが施される。

0130

アンギオ装置には、天井から吊るし天井に設けられたレールに沿って移動させる天井走行式、本体(Cの部分)が鉛直方向の軸まわりに回転可能なように支持部が床に固定された床固定式、支持部にキャスターなどが設けられ装置全体が床上を移動可能な床走行式などの種類が存在する。これら何れか1台のアンギオ装置で画像撮影を行う方式をシングルプレーンと呼び、2台のアンギオ装置(例えば天井走行式と床固定式)を組み合わせて1回で2方向の透視及び撮影を行う方式をバイプレーンと呼ぶ。バイプレーンシステムは、撮影時間の短縮、被曝線量の低減、使用する造影剤が少量、という点で患者の負担を軽減できるため、広く利用されている。

0131

シングルプレーンでもマルチプレーンでも、第1〜第3の位置を設定するための考え方は同じである。

0132

図24に、医用画像診断装置として天井走行式と床固定式を組み合わせたバイプレーンのアンギオ装置を用い、ロボット手術台として第2の構成例(図11に示したもの)にスライド機構が搭載されたロボティックテーブルを用いて、手術位置(第1の位置)から撮影位置(第2の位置)にテーブルを移動させる様子を示す。図24(a)(c)(e)は斜視図であり、図24(b)(d)(f)は手術室を鉛直方向上方から見下ろした場合の平面図である。

0133

図24(a)(b)では、テーブルの下にロボットアーム全体が隠れる第1の位置としての手術位置にテーブルが位置している。図24(c)(d)では、第1及び第6ジョイントが回転し、第2ジョイントが伸縮して第6ジョイントのベースからの距離が調整され(場合によっては、第3ジョイントの回動によりテーブル高さが調整され、また、第4又は/及び第5ジョイントによってテーブルの長手方向又は/及び幅方向まわりの傾きが調整され)テーブルが撮影準備位置に到達している。図24(e)(f)では、スライド機構の駆動によりテーブルが撮影位置(第2の位置)に到達している。

0134

第1の位置の設定方法は、医用画像診断装置としてアンギオ装置を用いる場合でも、MRI装置を用いる場合と類似しており、第1の位置としての手術位置にあるロボティックテーブルとアンギオ装置との最短距離Sで決定される。医用画像診断装置としてアンギオ装置を用いる場合、磁性の影響を考える必要はないため、5ガウスラインは考慮しなくてよい。しかし、テーブルが手術位置(第1の位置)にある場合に術者や助手がテーブルまわりを取り囲めるようにアンギオ装置との最短距離Sは一定距離以上離すことが好ましい。また、医用画像診断装置としてアンギオ装置を用いる場合のハイブリッド手術においても、手術時に手術用顕微鏡(マイクロスコープ)などの医療機器をテーブルまわりに配置することから、これらを配置可能とするためにも最短距離Sを一定距離以上とすることが好ましい。この最短距離Sは、例えば手術用顕微鏡のベース部分の直径寸法を考慮して、ロボット手術台とアンギオ装置との間に手術用顕微鏡を配置可能なように80cm以上とすることができる。

0135

また、医用画像診断装置としてMRI装置を用いる場合と同様に、ロボットアームがテーブルを支持することができる耐荷重と、手術位置(第1の位置)におけるロボットアームのテーブル下の収納可能性(ロボット構造の小型化)及びロボットアームの剛性(テーブルの安定性)を考慮すると、第1の位置にあるロボット手術台とアンギオ装置との最短距離Sが大きければ大きいほどよいという訳ではない。従って、アンギオ装置と第1の位置にあるロボット手術台との最短距離Sは、例えば手術用顕微鏡(マイクロスコープ)の設置が可能な80cmに加えて、さらに人が通過可能な程度を考慮して2m以下に設定することが好ましい。

0136

医用画像診断装置が天井走行式や床固定式のアンギオ装置である場合は、手術中でもレールに沿って動かすことにより、または本体(Cの部分)を支持部に関して回転させることにより、撮影位置と退避位置とを往復させることも可能である。

0137

また、上記ハイブリッド手術に用いられるロボット手術台は、医用画像診断装置による画像撮影のみに用いられる場合とは違い、手術位置において術式に応じた適当な手術を行うことが要求されるため、床面を基準としたテーブルの高さ位置は、下方が70cm以下、望ましくは50cmまで下がり、上方は100cm以上、望ましくは120cmまで上がるように、ロボットアームを設計するようにすることが好ましい。例えば、図12に示すように、テーブルを水平面に平行な状態を保ったまま鉛直方向に動作させる場合において、テーブルが最も低くなる場合の床面からテーブル上面までの距離H1が50cm以上70cm以下であり、テーブルが最も高くなる場合の床面からテーブル上面までの距離H2が100cm以上120cm以下である。

0138

また、上記ハイブリッド手術においては、医用画像診断装置(モダリティ)がひとつのみ用いられ、ロボティックテーブルと組み合わせる例を示したが、複数の医用画像診断装置と組み合わせてもよい。ただし、その場合は上記の配置方法の考え方を利用することはできるが、医用画像診断装置どうしの配置関係や麻酔器の配置位置など考慮して医療システムを再設計することが好ましい。

0139

[工程管理システム]
(システムの概要)
図26は、工程管理システム700の制御のための構成を示すブロック図である。この工程管理システム700では、テーブルに載置された対象に施す医療行為の工程が、統合制御装置701によって管理される。

0140

統合制御装置701は、工程表示装置702と、報知装置703と、操作装置705と、ロボットアーム制御装置207〜2907に接続されている。
統合制御装置701は、例えば、CPU(Central Processing Unit)などのコンピュータなどの電子計算機により構成されている。また、統合制御装置701は、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)などで構成される記憶部704を含んでいる。

0141

医療工程は、操作装置705により入力される。医療工程の各工程は予め候補が選択可能に記憶されているか、医療機関ごとに必要な工程を作成して名前を付けて入力するようにしておいてもよい。操作装置705より入力された、医療工程に関する一連のデータは、記憶部704に記憶される。工程管理システム700が起動すると、記憶部704に記憶されている医療工程に関する一連のデータが、統合制御装置701により読み込まれる。複数の一連のデータが記憶されている場合には、読み込み時にどの医療工程に関するデータを利用するかを操作装置705により選択できるようにしておいてもよい。

0142

操作装置705はまた、工程の挿入操作開始指示する挿入指示部715、記憶部704に記憶されている複数の工程より所望の工程を選択指示する工程選択部725、工程の削除操作を開始指示する削除指示部735、挿入・置き換え・削除する対象の工程を指定指示する工程指定部745、工程の置換え操作を開始指示する修正指示部755、各操作の指定や選択を決定若しくは現在工程の完了指示をする決定/完了指示部775と、ロボットアーム201〜2901の動作を停止指示する停止指示部785と、現在工程より次の工程に移行するよう指示する前進指示部795を有する。

0143

統合制御装置701は、記憶部704に記憶された医療工程を読み込むと、操作装置705からの指示に応答して、工程毎に、載置テーブル208〜2908を支持するロボットアーム201〜2901を工程に応じた位置または姿勢に設定する。ロボットアーム201〜2901の位置または姿勢は、各工程における載置テーブル208〜2908の医療室内平面位置(鉛直方向上側から見下ろした場合の載置テーブルの位置)を実現するための位置又は姿勢であれば、唯一に決定される必要はない。統合制御装置701による、工程毎の載置テーブル208〜2908の医療室内平面位置の設定については後述する。

0144

工程表示装置702は、統合制御装置701が記憶部704より読込んだ医療工程に関する一連のデータに基づいて、医療工程を順序づけて表示する部分であり、表示モニターなどで構成されている。工程表示装置702は、医療工程全体のうち現在の進捗を示す現在工程表示部712と、ロボットアーム201〜2901の動作と連動して載置テーブル208〜2908の動きを表示する動作表示部722を有している。報知装置703は、スピーカーなどの音声発生装置、ディスプレイなどの画像表示装置、若しくはLEDなどの発光装置、又はこれらの組み合わせにより構成され、統合制御装置701からの制御により、ロボットアーム201〜2901の動作に関する情報を提供する。

0145

(脳腫瘍摘出のための術中MRIの工程進捗管理
進捗管理する医療工程として、術中MRIにより脳腫瘍摘出手術を行う場合を例にして説明する。脳腫瘍摘出手術では、通常手術前にMRIで脳画像を撮っておき、手術時は開頭した後、事前取得した脳画像を確かめながら執刀を行う。腫瘍摘出を行った後は、腫瘍の摘出程度を確認するために再度MRIにより脳画像の撮影を行う。腫瘍が十分除去されていれば手術終了への工程と移行し、不十分であれば腫瘍摘出手術を継続する。

0146

このような、術中MRIの全体的な工程として、例えば、(1)待機工程、(2)載置工程、(3)麻酔導入工程、(4)手術前準備工程、(5)手術工程、(6)MRI撮影工程、(7)術後処置工程、(8)麻酔覚醒工程、(9)終了工程、がスケジュールされて事前に記憶されている。

0147

(1)待機工程は、患者を載置テーブル208〜2908に載置するまでの工程であり、点滴や手術台周りの機器の配置を確認する。患者が入室すると、患者Kが手術対象者であることの再確認、食事摂取状況、体調確認、手術の説明などを行う。載置テーブルの位置としては、図6図13で示されるロボットアームが基本的な位置・姿勢を取る基本位置であってもよいし、図22図23に示すような麻酔導入位置と同じ位置でもよいし、他の異なる位置であってもよい。

0148

(2)載置工程は、患者が徒歩で、若しくはストレッチャーより載せ替えられて、載置テーブル208〜2908に載置される工程であり、助手が患者の確実な載置と落下防止対策(患者保持ベルト装着など)を確認し、麻酔導入へと移るために載置テーブル208〜2908がこれから動くことを患者に説明する。

0149

(3)麻酔導入工程は、患者に麻酔を行う工程であり、患者に酸素マスクを装着し、必要に応じて患者にこれから意識がなくなってゆくことを説明しながら、点滴や人工呼吸用の管を通して麻酔薬投与する。

0150

(4)手術前準備工程は、手術な必要な医療器具の接続や患者の体調維持に必要な医薬の投入を行う。例えば、脳波モニターを接続する、輸液ポンプを接続する、患者保温具接続するなどを行う。また、剃髪、術部消毒ドレーピングなどもこの工程で行う。

0151

(5)手術工程は、事前に撮影した脳画像を見ながら、必要に応じてナビゲーションシステム等を利用しながら、脳腫瘍摘出の手術を行う工程である。まず助手が頭部の皮膚を切開し、ドリルなどで骨を離し、続いて執刀医剥離子などの手術器具を用いて脳腫瘍を摘出する。

0152

(6)MRI撮影工程は、患者の頭部をMRI装置で撮影し、脳画像を取得する工程である。撮影された脳画像を見て、執刀医は腫瘍の摘出度合いを確認し、手術継続か終了の判断をする。

0153

(7)術後処置工程は、腫瘍摘出後、患部をできるだけ元の状態へと復帰させるように処置を行う工程である。この工程では、助手が患部を洗浄し、頭部を縫合する。また、この工程では、ドレープを取り外し、患者に接続していた医療機器や輸液ポンプなどを取り外す。

0154

(8)麻酔覚醒工程は、患者への麻酔を終了させて患者を覚醒させる工程である。この工程では、麻酔医が麻酔器を操作して患者を覚醒させる。

0155

(9)終了工程は、患者が退室するまでの残りの工程である。この工程では、患者が覚醒した後、ストレッチャーに患者を載せ替え、患者を退室させる。
上記脳腫瘍摘出手術の一連の工程において、上述の各構成例に示したロボティックテーブルがロボット手術台として用いられ、医療室における載置テーブル208〜2908の平面位置が各工程に対応付けられて記憶されている。各工程と載置テーブル208〜2908の位置との関連付けは、例えば以下の通りである。

0156

(1)待機工程では、載置テーブル208〜2908が図6図13図19などに示す基本位置にある。テーブル高さも一番低く、ロボットアームは電源をオフにしていてもブレーキなどに負荷がかからない姿勢を取っている。

0157

(2)載置工程では、例えば載置テーブル208〜2908が図22図23に示す麻酔導入位置にある。患者が載りやすいように、テーブル高さは低めに設定される。テーブルの高さは患者の身長や、患者が徒歩で入室して乗るかストレッチャーで入室して載せ替えられるかなどによって異なるため、高さは操作装置により適宜調整される(テーブルの医療室に置ける平面位置だけが記憶されていればよい)。なお、載置位置は麻酔導入位置と同じでなく待機位置(基本位置)と同じであってもよい。

0158

(3)麻酔導入工程では、載置テーブル208〜2908が図22図23に示す麻酔導入位置に設定される。上記脳腫瘍摘出などの頭部手術の場合は頭部付近が清潔エリアに設定されるため、麻酔器の位置は載置テーブルにおいて患者頭部とは反対側に配置されていることが好ましい。なお、心臓手術などでは逆に頭部付近が不潔エリアに設定されるため、麻酔器の位置や載置テーブルの位置の設定も異なる。載置テーブルの高さは、麻酔器の高さに応じて、麻酔導入がしやすい高さに設定されている。

0159

(4)手術前準備工程では、基本的には手術位置と同じ位置に設定しておけばよい。図6図13図19などに示す基本位置と同じであってもよいし、異なる位置であってもよい。

0160

(5)手術工程の載置テーブル208〜2908の位置は、基本的に手術前準備工程と同じ位置に設定されるが、例えば、手術準備工程の載置テーブルの位置と比べて、医療機器と離れた異なる位置に設定してもよい。手術工程における載置テーブルの位置は、まわりに医療機器が少なく、チーム(執刀医、助手、看護師)がテーブルまわりを多く取り囲めるようにという目的と、安全性を考慮してMRIから所定距離以上離れた位置となるようにという目的を案して設定される。

0161

(6)MRI撮影工程における載置テーブル208〜2908の位置は、図8図15図21などの撮影位置である。載置テーブルが手動スライドで構成されている場合は、図20の撮影準備位置である。

0162

(7)術後処置工程における載置テーブル208〜2908の位置は、例えば手術位置や手術前準備位置と同じである。

0163

(8)麻酔覚醒工程における載置テーブル208〜2908の位置は、例えば、麻酔導入位置と同じである。麻酔医が麻酔器を操作しながら麻酔覚醒させるため麻酔導入位置と同じであることが好ましい。載置テーブルの高さは、麻酔器の高さに応じて、麻酔器の操作がしやすい高さに設定されている。

0164

(9)終了工程における載置テーブル208〜2908の位置は、例えば、麻酔導入位置と同じである。術後は通常ストレッチャーで退室するため、ストレッチャーの高さに応じて、患者を載せ替えしやすい高さに設定されている。

0165

動脈瘤クリッピングのためのハイブリッド手術の工程進捗管理)
進捗管理する別の医療工程として、アンギオ装置を用いたハイブリッド手術により頸部の動脈瘤クリッピング術を行う場合を例にして説明する。動脈瘤頸部クリッピング術においても、通常は手術前にアンギオ装置により脳画像を撮っておき、手術時は開頭した後、事前取得した脳画像を確かめながら執刀を行う。クリッピングを行った後は、必要に応じてクリッピング後血管状態を確認するためにアンギオ装置により脳画像の撮影を行う。血管状態が良好であれば手術終了への工程と移行し、不十分であれば再クリッピングを行う。

0166

このようなハイブリッド手術の全体的な工程として、例えば、(1)待機工程、(2)載置工程、(3)麻酔導入工程、(4)手術前準備工程、(5)手術工程、(6)アンギオ撮影工程、(7)術後処置工程、(8)麻酔覚醒工程、(9)終了工程、がスケジュールされて事前に記憶されている。

0167

(1)待機工程は、患者を載置テーブル208〜2908に載置するまでの工程であり、点滴や手術台周りの機器の配置を確認する。患者が入室すると、患者が手術対象者であることの再確認、食事摂取状況、体調確認、手術の説明などを行う。載置テーブルの位置としては、図6図13で示されるロボットアーム201〜2901が基本的な位置・姿勢を取る基本位置であってもよいし、図22図23に示すような麻酔導入位置と同じ位置でもよいし、他の異なる位置であってもよい。

0168

(2)載置工程は、患者が徒歩で、若しくはストレッチャーより載せ替えられて、載置テーブル208〜2908に載置される工程であり、助手が患者の確実な載置と落下防止対策(患者保持ベルト装着など)を確認し、麻酔導入へと移るために載置テーブル208〜2908がこれから動くことを患者に説明する。

0169

(3)麻酔導入工程は、患者に麻酔を行う工程であり、患者に酸素マスクを装着し、必要に応じて患者にこれから意識がなくなってゆくことを説明しながら、点滴や人工呼吸用の管を通して麻酔薬を投与する。

0170

(4)手術前準備工程は、手術な必要な医療器具の接続や患者の体調維持に必要な医薬の投入を行う。例えば、頭部が動かないようにするために患者の頭部をヘッドレストで固定する、脳波モニターを接続する、輸液ポンプを接続する、患者保温具接続するなどを行う。また、剃髪、術部消毒、ドレーピングなどもこの工程で行う。また、載置テーブルを屈曲させて患者を手術しやすい姿勢に変更する。このように、動脈瘤頸部クリッピング術に用いられる載置テーブルは、長手方向において屈曲可能なものが用いられる。

0171

(5)手術工程は、事前に撮影した脳画像を見ながら、必要に応じてナビゲーションシステム等を利用しながら、執刀医が手術を行う工程である。まず助手が頭部の皮膚を切開し、ドリルなどで骨を離し、執刀医と交代する。執刀医は手術用顕微鏡を用いてバイポーラなどの手術器具を用いて動脈瘤にアクセスし、クリッピングを行う。

0172

(6)アンギオ撮影工程は、載置テーブル208〜2908を平らな状態に戻し、患者の頭部をアンギオ装置で撮影して脳画像を取得するする工程である。撮影された脳画像の血管状態を確認し、手術継続か終了の判断をする。

0173

(7)術後処置工程は、動脈瘤のクリッピング完了後、患部をできるだけ元の状態へと復帰させるように処置を行う工程である。この工程では、助手が患部を洗浄し、頭部を縫合する。また、この工程では、ドレープを取り外し、患者に接続していた医療機器や輸液ポンプなどを取り外す。

0174

(8)麻酔覚醒工程は、患者への麻酔を終了させて患者を覚醒させる工程である。この工程では、麻酔医が麻酔器を操作して患者を覚醒させる。

0175

(9)終了工程は、患者が退室するまでの残りの工程である。この工程では、患者が覚醒した後、ストレッチャーに患者を載せ替え、患者を退室させる。

0176

以上が医療工程としての、動脈瘤頸部クリッピング術の一連の工程である。この一連の工程において、上述の各構成例に示したロボティックテーブルがロボット手術台として用いられ、テーブルの位置が各工程に対応付けられて記憶されている。各工程と載置テーブルの位置との関連付けは、例えば以下の通りである。

0177

(1)待機工程では、載置テーブル208〜2908が図6図13図24(a)(b)などに示す基本位置にある。テーブル高さも一番低く、ロボットアームは電源をオフにしていてもブレーキなどに負荷がかからない姿勢を取っている。

0178

(2)載置工程では、載置テーブル208〜2908が図22図23に示す麻酔導入位置にある。患者が載りやすいように、テーブル高さは低めに設定される。テーブルの高さは患者の身長や、患者が徒歩で入室して乗るかストレッチャーで入室して載せ替えられるかなどによって異なるため、高さは操作装置により適宜手動で調整される(テーブルの医療室に置ける平面位置だけが記憶されていればよい)。なお、載置位置は麻酔導入位置と同じでなく待機位置(基本位置)と同じであってもよい。

0179

(3)麻酔導入工程では、載置テーブル208〜2908が図22図23に示す麻酔導入位置に設定される。上記動脈瘤頸部クリッピング術などの頭部手術の場合は頭部付近が清潔エリアに設定されるため、麻酔器の位置は載置テーブルにおいて患者頭部とは反対側に配置されていることが好ましい。

0180

(4)手術前準備工程では、基本的には手術位置と同じ位置に設定しておけばよい。図6図13図24(a)(b)などに示す基本位置と同じであってもよいし、異なる位置であってもよい。

0181

(5)手術工程の載置テーブル208〜2908の位置は、基本的に手術前準備工程と同じ位置に設定されるが、例えば、手術準備工程の載置テーブルの位置と比べて、医療機器と離れた異なる位置に設定してもよい。手術工程における載置テーブルの位置は、チーム(執刀医、助手、看護師)がテーブルまわりを多く取り囲むことができ、手術用顕微鏡を患者頭部付近に配置可能なように設定される。

0182

(6)アンギオ撮影工程における載置テーブル208〜2908の位置は、図8図15図24(e)(f)などの撮影位置である。載置テーブルが手動スライドで構成されている場合は、図24(c)(d)撮影準備位置である。

0183

(7)術後処置工程における載置テーブル208〜2908の位置は、例えば手術位置や手術前準備位置と同じである。

0184

(8)麻酔覚醒工程における載置テーブル208〜2908の位置は、例えば、麻酔導入位置と同じである。麻酔医が麻酔器を操作しながら麻酔覚醒させるため麻酔導入位置と同じであることが好ましい。載置テーブルの高さは、麻酔器の高さに応じて、麻酔器の操作がしやすい高さに設定されている。

0185

(9)終了工程における載置テーブル208〜2908の位置は、例えば、麻酔導入位置と同じである。術後は通常ストレッチャーで退室するため、ストレッチャーの高さに応じて、患者を載せ替えしやすい高さに設定されている。

0186

(システムの具体的構成)
統合制御装置701は、例えば上記9工程の各工程における載置テーブルの位置データ(座標データ)を、記憶部704に記憶している。そして、統合制御装置701は、医療室における載置テーブルの平面位置に応じた位置および姿勢となるように、各ロボットアーム制御装置207〜2907に、制御指令信号を発する。

0187

図27は、統合制御装置701の制御により、記憶部704に記憶された医療工程に関する一連のデータが読み出され、一連の医療工程が工程表示装置702としてのモニターに、設定された工程順に、工程番号と対応付けられて表示された様子を示す。使用するモニターは、50インチなどの大型のものを用い、チーム全体で情報を共有できるようにしておくことが好ましい。このように全工程を一覧で表示することにより、1手術あたりのトータル所要時間や手術中の進捗状況をチーム全体で把握できるようにしている。また、図27に示す表示は、各工程の予想所要時間に応じて、各工程を示す枠の幅を変更してもよい。これにより、各工程の全体工程に占める割合を把握することができる。

0188

表示された一連の工程には、統合制御装置701の制御により、対応する現在工程に対して、現在工程表示部712としてカーソル811が示されている。現在工程表示部712としては、カーソル811でなくとも、現在工程を他の工程と区別するように背景文字とで反転文字表示させる(例えば、背景を黒、文字を白)、現在工程を太い枠で囲むなどでもよい。

0189

図27に示す工程表示装置702としてのモニター802はタッチパネル操作が可能となっており、操作装置705としても機能する。操作ボタン表示領域805には、挿入指示部715としての割り込みボタン表示815、工程選択部725としての工程候補表示825及び工程候補をスクロール操作して表示させるためのスクロールバー表示865、削除指示部735としての削除ボタン表示835、工程指定部745としてのテンキー表示845、修正指示部755としての修正ボタン表示855、決定/完了指示部775としての決定/完了ボタン表示875、停止指示部785としての停止ボタン表示885、及び前進指示部795としての右矢印ボタン表示895がされている。
操作ボタン表示領域805に表示された、対応するボタン表示を接触操作することで、対応する指令信号が、統合制御装置701に出力される。

0190

操作装置705はタッチパネルでなくともよく、モニター802とは別に設けられたキーボードマウスを備えたコンピュータや図28に示すようなボタン操作を行うユーザーインターフェースであってもよい。ロボティックテーブルの各構成例で説明したように、ティーチペンダントであってもよい。

0191

図28に示す操作装置905は、手で押操作することができる複数のボタンを有している。これらのボタンとして、挿入指示部715としての割り込みボタン915、工程選択部725としての上下矢印ボタン925(選択されるべき工程は、工程表示装置702に表示される)、削除指示部735としての削除ボタン935、工程指定部745としてのテンキー945、修正指示部755としての修正ボタン955、決定/完了指示部775としての決定/完了ボタン975、停止指示部785としての停止ボタン985、及び前進指示部795としての右矢印ボタン995が設けられている。これらのボタンが操作されることで、対応する指令信号が、統合制御装置701に出力される。

0192

右矢印ボタン895、995が操作されることで、モニター802に表示されている現在工程表示部712としてのカーソル801は、1つ右の工程(図27では、想像線である2点鎖線で示される、載置工程)に移動する。そして、載置テーブル208〜2908は次の工程の位置となるように、ロボットアーム201〜2901の位置及び姿勢となるように、統合制御装置よりロボットアーム制御装置207〜2907に指令が送られる。ロボットアーム201〜2901の動作は、安全性の観点から、右矢印ボタン895、995が継続操作されている(押下され続けている)間だけ動作するようにされているが、右矢印ボタン895、995が一回操作されることで、自動的に次の工程に対応するロボットアーム201〜2901の位置及び姿勢となるように動作するようにしていてもよい(停止指示部785による指令が無い限り、ロボットアームは目的位置に到達するまで自動で動作する)。

0193

操作装置705の操作によって載置テーブル208〜2908が目標とする各位置に到達した場合には、ロボットアーム201〜2901の各ジョイントの電磁ブレーキが自動的にかけられてロボットアーム201〜2901の位置及び姿勢が固定される。若しくは、操作装置705を継続操作(例えば右矢印ボタン995を連続押下)していても載置テーブル208〜2908の動作は停止し、操作を止めた段階で(例えば右矢印ボタン995の押下を解除すると)電磁ブレーキがかかってロボットアーム201〜2901の位置及び姿勢が固定される。

0194

また、上記ではモニター802に操作装置705としてのタッチパネルが備えられている例を示したが、図28に示したリ操作装置705に工程表示装置702及び報知装置703としての小型ディスプレイ及びスピーカーを備えていてもよい。

0195

一連の医療工程は、全ての工程が単一で完結されるものでなくともよい。例えば、手術工程と撮影工程を複数回繰り返す工程が含まれてもよい。図29に示す医療工程では、「手術及び撮影」工程において、手術工程と撮影工程が前進指示部795の指令ごとに交互に繰り返される。そして、決定/完了指示部775からの指令が行われると、手術及び撮影工程が完了し、続けて前進指示部795の指令がなされると、次の麻酔覚醒工程へと移行する。

0196

また、例えば載置位置と麻酔導入位置でテーブル208〜2908の位置が同じであるならば、2つの工程をまとめて「載置及び麻酔導入位置」としてもよい。若しくは、載置位置を削除して、麻酔導入位置としてもよい。このような医療工程の作成・変更も操作装置705を用いて行うことができる。

0197

なお、操作装置705は、図28に示されるようにジョイスティック907を備えていてもよい。例えば、操作者がこのスティックを右に傾けることで、工程を進める前進指示信号が出統合制御装置701に出力される。また、上記スティック907を左に傾けることで、例えばロボットアーム201〜2901の動作を停止させる停止指示信号が統合制御装置701に出力される。

0198

また、図27に示すモニター802には、動作表示部722としての動作表示エリア806が含まれている。動作表示エリア806には、前進指示部795の指令に応答して、統合制御装置701の制御により、例えば載置位置に移動する直前には「載置位置に移動します」と表示したり(現在工程の次の工程へ移行することを示す表示)、載置位置に移動している間は「載置位置に移動中」と表示したり(現在工程の次の工程への移行中であることを示す表示)、麻酔導入中は「麻酔導入位置に停止中」と表示したり、手術位置においてロボットアーム201〜2901にブレーキをかけ、完全に固定されている場合は「手術位置に静止。手術完了まで動作不可」(ロボットアームの動作が終了し静止したことを示す表示)などのロボット手術台ルの動作状況表現する表示を行う。これにより、チーム全体でロボット手術台の動作と現在工程の確認を共有することができ、ロボットアームが配置された医療室の安全性を高めることができる。

0199

また、本工程管理システムは、ロボットアーム201〜2901の動作に連動して、統合制御装置701の制御により、報知装置703により音声でロボットアーム201〜2901の動作状況を通知する。報知装置703としては例えば医療室内に設置されたスピーカーである。例えば、テーブル208〜2908の待機位置から載置位置への移動直前に「載置位置に移動します」と医療室全体に音声通知し(ロボットアームの動作前に、ロボットアームの動作が行われることを知らせ)たり、麻酔導入位置から手術位置への移行中に「手術位置へ移動中です」と医療室全体に音声通知し(ロボットアームの動作中に、ロボットアームの動作が行われている最中であることを知らせ)たり、手術位置に到着してロボティックテーブルが完全に固定された場合には「手術位置に到着、ブレーキをかけ、完全に停止しました」と医療室全体に音声通知する(ロボットアームの動作が終了し静止したことを知らせる)。このように、音声通知によっても、チーム全体でロボティックテーブルの動作と現在工程の確認を共有することができ、ロボットアームが配置された医療室の安全性を高めることができる。そして、上記動作状況の表示と音声通知は組み合わせて用いてもよい。

0200

(他の医療工程への適用]
上述の医療用制御システムは、ロボティックテーブルを用いる医療工程であれば、例示したハイブリッド手術のみならず、治療や検査などの医療工程にも適用することができる。

0201

例えば、ロボティックテーブルを用いて単に医用画像撮影装置に移動させて画像撮影を行う場合にも用いることができる。

0202

以上の通り、第1〜第3の構成例に係るロボティックテーブルを例示して医療現場における工程管理を行うシステムを説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、ロボティックテーブルは第1〜第3の構成例に示したものに限られず、ロボットアームの形状も例示したものに限られない。各図面においてテーブルの形状も長方形に限らず、種々の姿勢をとることができるような屈曲式のテーブルであっても構わない。

0203

以上のような工程管理システムを用いれば、各構成例で示したようなロボティックテーブルの利用をさらに効率的に行い、医療室の稼働率の向上を実現することができる。

0204

201、401、501、2001、2901:ロボットアーム
207、407、507、2007、2907:ロボットアーム制御装置
208、408、508、2008、2908:テーブル
701:統合制御装置
702:工程表示装置
703:報知装置
704:記憶部
705:操作装置

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