相关申请的交叉引用
本申请要求于2015年5月25日提交的日本在先专利申请jp2015-105241的权益，通过引用将其全部内容结合在此。
本公开涉及医疗设备、医疗设备振动检测方法、以及手术系统。
背景技术：
一般，在进行手术时，将诸如镊子和内诊镜等各种医疗器械插入到患者的体腔内，并且外科医生从体腔的外面操纵医疗器械。已经开发了这样一种技术，即，检测医疗器械的远端与患者的身体组织的接触状态并且将此接触状态反馈给外科医生。例如，专利文献1和2公开了这样一种技术，即，被配置为检测医疗器械与患者的身体组织的接触状态的传感器(触觉传感器或力传感器)设置在插入到患者的体腔内的医疗器械的远端处，并且将由传感器检测到的接触状态作为振动传输至操纵医疗器械的外科医生。
[引用列表]
[专利文献]
[ptl1]jph10-94512a
[ptl2]jph8-117228a
技术实现要素：
技术问题
此处，如上所述，在专利文献1和2描述的两种技术中，被配置为检测接触状态的传感器设置在插入到患者的体腔内的医疗器械的远端处。当然，在将传感器附接至其远端时，因为医疗器械应保持无菌，所以在保持传感器的同时必须提供一种用于保持无菌程度的特殊结构。因此，存在关于医疗器械的结构变得复杂并且成本增加的忧虑。此外，因为医疗器械的远端的配置因传感器的设置而变大，所以存在将医疗器械插入到体腔中时对患者的负荷增加并且医疗器械的远端与体腔内的身体组织的意外接触增加的忧虑。
此处，本公开提议了一种具有新颖性和改进性的医疗设备、医疗设备振动检测方法以及手术系统，通过其可以利用更为简单的构造检测医疗器械与身体组织的接触状态。
问题的解决方法
根据本公开的实施方式，提供一种医疗设备，包括：医疗振动检测电路，其在长度方向(longitudinaldirection，纵向方向)上在医疗器械的附接位置从医疗器械可拆卸，并且医疗振动检测电路被配置为检测在医疗器械的特定(distinct)部分中产生的振动，特定部分至少包括被设置成从附接位置朝向医疗器械的远端的一部分。
根据本公开的实施方式，提供一种医疗设备振动检测方法，包括：附接振动检测电路，医疗振动检测电路在长度方向上在医疗器械的附接位置从医疗器械是可拆卸的，并且通过振动检测电路检测在医疗器械的特定部分中产生的振动，特定部分至少包括被设置成从附接位置朝向医疗器械的远端的医疗器械的一部分。
根据本公开的实施方式，提供一种手术系统，包括：医疗器械；支撑臂设备，支撑臂设备支持医疗器械；以及医疗振动检测电路，医疗振动检测电路在长度方向上在医疗器械的附接位置处从医疗器械可拆卸，并且医疗振动检测电路被配置为检测在医疗器械的特定部分中产生的振动，特定部分至少包括被设置成从附接位置朝向医疗器械的远端的医疗器械的一部分。
因此，当执行灭菌处理时，可以移除振动检测电路，并且可以分离地对医疗器械和振动检测电路执行灭菌处理。相应地，在考虑灭菌处理时，无需提供医疗器械的特殊配置。此外，因为振动检测电路不附接至实际上接近或开始与患者的身体组织接触的医疗器械的远端，所以无需提供用于维持医疗器械的远端处无菌的特殊配置。因此，可以进一步简化医疗器械的配置。
发明的有利效果
根据上述本公开的实施方式，可以利用更简单的配置检测医疗器械与身体组织的接触状态。应注意，上述效果不必受限，并且本说明书所示出的任何效果或者可以从本说明书理解到的其他效果可以与上述这些效果一起实现，或者代替上述这些效果。
附图说明
[图1]图1是示出根据本实施方式的振动检测模块附接至镊子的状态的示图。
[图2]图2是示出根据本实施方式的振动检测模块的外观的立体图。
[图3]图3是示出根据本实施方式的振动检测模块的分解立体图。
[图4]图4是示出在镊子的插入方向上切割根据本实施方式的振动检测模块时的横截面的状态的立体图。
[图5]图5是示出可以采用根据本实施方式的振动检测模块的手术系统的一个配置实施例的框图。
[图6]图6是示出可以配置根据本实施方式的手术系统的从属件的支撑臂设备的一个配置实施例的示图。
具体实施方式
在下文中，将参考所附附图对本公开的优选实施方式进行详细描述。在本说明书和所附附图中，具有大致相同功能和结构的结构部件以相同参考标号表示，并且省去这些结构部件的重复性说明。
将按照下列顺序进行描述。
1.振动检测模块的配置
2.手术系统的配置
3.支撑臂设备的配置实施例
4.变形例
4-1.用于减振控制的振动检测模块的使用
4-2.振动检测模块的其他应用例
4-3.其他振动传感器的检测值的使用
4-4.方向性振动传感器的使用
4-5.安装在振动检测模块上的振动传感器数目
4-6.关于致动器控制的信息的使用
4-7.呈现振动的其他方法
5.补充
(1.振动检测模块的配置)
将参考图1至图4描述根据本公开的一种实施方式的振动检测模块的配置。图1是示出根据本实施方式的振动检测模块附接至镊子的状态的示图。图2是示出根据本实施方式的振动检测模块的外观的立体图。图3是示出根据本实施方式的振动检测模块的分解立体图。图4是示出在镊子的插入方向上切割根据本实施方式的振动检测模块时的横截面的状态的立体图。应注意，在图4中，为了示出根据本实施方式的振动检测模块与镊子之间的位置关系，还示出了镊子。
如图1中示出的，示出了根据本实施方式的振动检测模块10附接至镊子301的状态，镊子301是进行手术时对患者使用的示例性医疗器械。同样，根据本实施方式的振动检测模块10在使用时附接至医疗器械并且检测在医疗器械中产生的振动。
如图1中示出的，由能够支撑各种医疗器械的支撑臂设备的臂部303支撑镊子301，并且由臂部303控制镊子301的位置和方向。
在本实施方式中，通过所谓的主从方法操作臂部303。即，外科医生通过诸如与臂部303和镊子301分离安装的控制器等输入设备可以远程控制臂部303。
镊子301是具有远端的长管状器械，在远端设置有端执行器。当进行手术时，将包括远端的预定长度的区域插入到患者的体腔内。端执行器包括一对可打开的刀片。可以夹紧或切割患者的身体组织，或者在缝合身体组织时通过刀片夹紧缝针。
在本实施方式中，镊子301是通过主从方法操作的所谓机器人镊子。例如，外科医生通过被配置为远程控制臂部303的上述输入设备可以一起远程控制镊子301和臂部303。尽管出于简化例图之目的而未示出，然而，用于改变端执行器的位置和方向的一个或多个关节部可以设置在镊子301中。外科医生通过输入设备可以执行操纵、操作各个关节部以调整端执行器的位置和方向，并且执行端执行器的打开和关闭操作。
以此方式，在本实施方式中，将振动检测模块10应用于所谓的主从方法的手术系统。在主从方法的手术系统中，由多个臂部支撑各种医疗器械或用于观察手术部分的观察单元(例如，显微镜或内诊镜)，并且外科医生通过诸如与多个臂部分离安装的控制器等输入设备远程控制多个臂部和医疗器械并且由此进行手术。根据本实施方式的振动检测模块10可以附接至各种医疗器械中的一个或多个。应注意，将在下列(2.手术系统的配置)中再次描述主从方法的手术系统。
应注意，本实施方式中假设的手术可以是开放性手术和内诊镜手术两者。例如，在开放性手术中，手术部分(operativeportion，操作部分)通过能够使手术部分电子成像的所谓视频显微镜进行成像。此外，在内诊镜手术中，将内诊镜与镊子301一起插入到患者的体腔内，并且手术部分通过内诊镜成像。通过诸如视频显微镜或内诊镜等观察单元而成像的手术部分的图像显示在显示设备上，该显示设备布置于外科医生通过视力能够确认的位置处。外科医生在根据投影在显示设备上的图像观察手术部分的状态的同时进行手术。此外，显示设备可以安装在手术室中或安装在使用时由外科医生佩戴的设备上，该设备诸如头戴显示器(hmd)或眼镜类型的可佩戴设备。
在图1中，在主从方法的手术系统的配置中，同样，仅示出了臂部303和由一个臂部303支撑的镊子301作为实施例。在下文中，例如，如图1中示出的，将说明根据本实施方式的振动检测模块10附接至镊子301的情况，并且将描述振动检测模块10的配置和功能。
振动检测模块10附接至镊子301的近端侧(即，连接至臂部303的一侧)并且检测镊子301在相对于振动检测模块10的附接位置的远端侧产生的振动，即，在靠近或开始与患者的身体组织接触的部分。例如，当插入到患者的体腔内的镊子301开始与体腔内的身体组织接触时，振动检测模块10能够检测在镊子301中产生的振动。同样，根据本实施方式，通过安装在体腔外面的振动检测模块10可以检测镊子301在体腔内与身体组织的接触状态。
此处，在下列描述中，为便于描述，将镊子301中用作振动检测模块10的振动检测对象的部分称之为“远端侧”。然而，如上所述，因为振动检测模块10检测镊子301在相对于振动检测模块10的附接位置的远端侧产生的振动，所以振动检测模块10不仅可以检测在镊子301的远端附近的部分中产生的振动，而且还可以检测在镊子301的中间部分(振动检测模块10的附接位置与镊子301的远端之间的部分)产生的振动。因此，术语“远端侧”并不一定必须仅指镊子301的远端附近的部分，而且还指包括远端和中间部分并且用作振动检测模块10的振动检测对象的整个部分。
应注意，在图1示出的实施例中，尽管振动检测模块10附接至镊子301，然而，本实施方式并不局限于此。在本实施方式中，用作振动检测对象的器械可以是长医疗器械，并且其类型不受限制。振动检测模块10可以附接至各种长医疗器械。在本实施方式中，振动检测模块10在长度方向上附接至长医疗器械的一部分，并且可以检测在长度方向上医疗器械的与附接位置分离的另一部分中产生的振动。
将进一步详细描述振动检测模块10的配置。如图2至图4中示出的，振动检测模块10主要包括外壳110与设置在外壳110中的第一振动传感器120和第二振动传感器130。
外壳110具有大致的中空圆柱形状并且大致在圆柱形状的顶部和底部的中心处设置有孔。当振动检测模块10附接至镊子301时，镊子301插入外壳110的两个孔中。
外壳110包括在穿过两个孔的平面中分开的两个部件111和112(第一部件111和第二部件112)。因此，当第一部件111和第二部件112与插入其间的镊子301进行组装时，外壳110(即，振动检测模块10)附接至镊子301(参考图4)。
同样，振动检测模块10从镊子301可拆卸。在这种情况下，振动检测模块10可以附接至现有的镊子301。相应地，不比提供用于将振动检测模块10附接至镊子301的特殊构造，并且可以使用现有的镊子301而无需进行改变。
此外，优选地，使用简单的方法而非使用工具将振动检测模块10附接至镊子301，例如，将设置在第一部件111和第二部件112中的啮合部件彼此啮合以连接在一起的方法。相应地，当将振动检测模块10附接至镊子301时，可以增加可操作性。
外壳110的材料不受具体限制。鉴于进行手术时维持振动检测模块10的无菌性，外壳110优选由抗菌材料和/或能够经受灭菌处理的材料制成。此外，为了抑制可能是外部环境中的噪声的振动(例如，下面描述的交谈或音乐)被传输至设置在外壳110中的第一振动传感器120和第二振动传感器130，外壳110优选由具有相对高比重的材料制成。
被配置为将外壳110附接至镊子301时密封外壳110的密封部件140设置在第一部件111与第二部件112之间的接触部分(即，外壳110的分开表面的边缘)以及与外壳110的孔中的镊子301的接触部分(即，孔的边缘)中。通过提供密封部件140，当将外壳110附接至镊子301时，维持外壳110的密封性，并且可以阻断设置在外壳110中的第一振动传感器120和第二振动传感器130与外部环境。
例如，在手术过程中，外科医生与其他医务人员交谈且播放音乐以缓解外科医生的紧张情绪。这种交谈或音乐可视作振动噪声，其正常意欲由第一振动传感器120和第二振动传感器130检测并且在镊子301中产生。当通过密封部件140维持外壳110的密封性时，可以降低在第一振动传感器120和第二振动传感器130中检测的由外部环境引起的噪声。
例如，密封部件140由诸如橡胶等软材料制成。然而，本实施方式并不局限于此，并且通常用于密封中空部件的各种已知部件皆能够用作密封部件140。此外，设置有密封部件140的部分并不局限于上述部分。例如，当在第一部件111与第二部件112之间的接触部分之外的部分中或用于插入镊子301的孔中存在空间上连接外壳110的内侧与外侧的间隙时，密封部件140可以适当地被设置成封闭该间隙。
此外，在图1至图4示出的实施例中，尽管密封部件140被配置为与外壳110分离的部件，然而，本实施方式并不局限于此。例如，根据双色模制，外壳110的第一部件111和第二部件112中的任一个与密封部件140皆可形成为整体部件。相应地，外壳110被更为可靠地密封，并且能够进一步获得阻断第一振动传感器120和第二振动传感器130与外部环境的效果。
第一振动传感器120是被配置为检测与人类的听觉对应的频带的振动(为便于描述，以下称之为“听觉振动”)的听觉传感器。例如，第一振动传感器120检测与人类的听觉范围(例如，约20hz至约20khz)对应的频带的振动。第一振动传感器120是例如麦克风并且布置在外壳110中，使得当将外壳110附接至镊子301时，第一振动传感器120的声音收集单元开始与镊子301接触。第一振动传感器120能够检测在镊子301的远端侧产生并且然后传输至镊子301的声音(例如，当镊子301的端执行器夹紧患者的身体组织时的声音)。
在示例性附图中，第一振动传感器120布置在第一部件111中。尽管未示出，然而，用于支撑第一振动传感器120的支撑部件适当地设置在第一部件111中。第一振动传感器120通过支撑部件被固定地支撑在第一部件111中。
第二振动传感器130是被配置为检测与人类的触觉对应的频带的振动(为便于描述，以下称之为“触觉振动)的触觉传感器。例如，第二振动传感器130检测与通过人类皮肤可检测的频带(例如，几hz至约1khz)对应的频率的振动。第二振动传感器130是具有例如3个以上轴的多轴加速度传感器。第二振动传感器130相对于外壳110被固定地设置。第二振动传感器130可以通过外壳110检测在镊子301的远端侧中产生并且然后通过镊子301传输的触觉振动(例如，当镊子301的端执行器夹紧患者的身体组织时产生的触觉振动)。
在示例性附图中，第二振动传感器130布置在第二部件112中，尽管未示出，然而，用于支撑第二振动传感器130的支撑部件适当地设置在第二部件112中。第二振动传感器130通过支撑部件被固定地支撑在第二部件112中。
指示由第一振动传感器120检测的听觉振动的信号和指示由第二振动传感器130检测的触觉振动的信号通过线缆150传输至电路板，电路板被配置为对这种信号执行诸如放大和滤波等各种类型的信号处理。经过电路板的各种类型的信号处理的信号被传输至操纵镊子301和臂部303的外科医生手中的振动呈现(presentation，提示)单元(未示出)。由第一振动传感器120检测的听觉振动和由第二振动传感器130检测的触觉振动通过振动呈现单元传输给外科医生。
此外，线缆150穿过设置在外壳110中的孔可以延伸至外壳110的外部。然而，与插入有上述所述镊子301的孔相似，也可通过密封部件140密封插入有线缆150的孔。此外，指示由第一振动传感器120检测的听觉振动的信号和指示由第二振动传感器130检测的触觉振动的信号不一定必须经由线缆150传输，而是可以根据各种已知的通信方法无线地传输至电路板。
例如，振动呈现单元包括扬声器或振动元件。由第一振动传感器120检测的听觉振动(即，声音)通过振动呈现单元的扬声器传输给外科医生。此外，由第二振动传感器130检测的触觉振动通过振动呈现单元的振动元件传输给外科医生。以此方式，当将在镊子301的远端侧产生的听觉振动和触觉振动传输给外科医生时，外科医生在操纵镊子301的同时能够更为直觉地感受到镊子301与患者的身体组织的接触状态。此外，将在下列(2.手术系统的配置)中再次描述按照此方式通过振动呈现单元将听觉振动和触觉振动传输给外科医生的方法。
此处，当镊子301开始与患者的身体组织接触时，由第二振动传感器130检测的触觉振动可以包括身体组织表面肌理信息和/或身体组织硬度信息。例如，基于传输的触觉振动，外科医生能够直觉地识别当前与镊子301接触的身体组织的表面的状态(诸如光滑度或粗糙度等)、或者当前与镊子301接触的身体组织的弹性(诸如软或硬等)。例如，在相同的身体组织中，当损伤部位与正常部位具有明显不同的表面状态或硬度时，这种身体组织表面肌理信息和/或硬度信息可有助于确认损伤部位。例如，可以假设这样一种使用方法，即，移动镊子301，以跟随身体组织的表面，检测沿着此路线的触觉振动并且将触觉振动传输给外科医生，并且主动地获得表面肌理信息和/或硬度信息。
此外，由第一振动传感器120可以检测的听觉振动，即，从身体组织产生的声音，可以是有益于确定身体组织是否处于正常状态的信息。例如，当缝合血管时，使用检查方法，在该检查方法中，利用声波确认血液是否在缝合血管中正常流动。在本实施方式中，在使用该声波的各种类型的检查中，可以使用由第一振动传感器120检测的听觉振动。
以此方式，当将听觉振动和触觉振动传输给外科医生时，外科医生能够获得关于与镊子301的远端侧接触的身体组织的更大信息量。
此处，尽管未示出，但是力传感器可以设置在连接臂部303与镊子301的部分中。此外，被配置为检测施加给各个关节部分的力的力传感器(扭矩传感器)可以设置在臂部303的关节部分中。在本实施方式中，通过该力传感器可以检测施加给镊子301的力并且将力传输给操纵镊子301的外科医生。在这种情况下，由力传感器检测的施加于镊子301的力、以及在镊子301的远端侧产生的听觉振动和触觉振动通过振动检测模块10检测并且一起传输给外科医生。此外，设置在连接臂部303与镊子301的部分中的力传感器可以是单独设置以检测施加给镊子301的力的力传感器、或者当关节部分布置在连接臂部303与镊子301的部分中时设置在关节部分中的扭矩传感器。
外科医生还可以根据力传感器对力的反馈识别镊子301与身体组织的接触状态。然而，通常，力传感器包括例如应变仪或压力感测部件，并且当以相对高的频率(例如，几hz以上)改变力的幅度或方向时，在许多情况下，难以准确地检测到振动力。因此，认为很难说，由力传感器检测的施加给镊子301的力对外科医生的反馈足够将指示镊子301与身体组织的接触状态的足够信息传输给外科医生。
应当理解的是，在本实施方式中，第一振动传感器120和第二振动传感器130用于检测难以由这种力传感器检测的频带的振动。即，根据本实施方式，当将由第一振动传感器120和第二振动传感器130检测的振动反馈给外科医生时，可以传输当仅将力传感器对力的反馈提供给外科医生时不可能获得的更宽频带的振动。因此，因为可以将指示镊子301与身体组织的接触状态的更大信息量传输给外科医生，所以外科医生能够更为直觉并且更为逼真地感受接触状态。
此处，为简化描述，下面将由第一振动传感器120检测的听觉振动和由第二振动传感器130检测的触觉振动简单地称之为通用的“由第一振动传感器120和第二振动传感器130检测的振动”。然而，鉴于上述内容，在该说明书中，由第一振动传感器120和第二振动传感器130检测的“振动”(即，可以由振动检测模块10检测的“振动”)指通常难以由力传感器检测的频带的振动，除非另有描述。
上面参考图1至图4对根据本实施方式的振动检测模块10的配置进行了描述。
此处，在专利文献1和2例证的现有配置中，被配置为检测诸如镊子等医疗器械与患者的身体组织的接触状态的传感器在医疗器械的远端处与医疗器械设置成一体。因此，存在医疗器械的远端的结构变大，当将医疗器械插入到体腔内时对患者的负荷增加，并且医疗器械的远端与体腔内的身体组织的意外性接触增加的问题。
此外，当在手术之前和之后对医疗器械执行灭菌处理时，通常使用高压灭菌器用于灭菌处理。因为将医疗器械暴露于高压灭菌器中的高温和高压液体，所以当传感器和医疗器械被一体化地配置为专利文献1和2中描述的构造时，必须使传感器具有耐受高压灭菌器的环境的构造。因此，在专利文献1和2描述的构造中，必须将布置有传感器的一部分的构造设置为保护传感器免于高温和高压液体的特殊配置并且将传感器自身设置为耐受高压灭菌器环境的特殊传感器，从而产生关于成本增加的问题。可替代地，在关于设置有传感器的医疗器械的灭菌处理中，还可以考虑使用除高压灭菌器之外的方法，以不损坏传感器。然而，在这种情况下，因为迫使医务人员执行新任务，所以存在进行手术准备或清洁的医务人员的任务变得复杂的问题。
此外，在专利文献1和2描述的构造中，传感器设置在医疗器械的远端处，并且被配置为对指示传感器的检测值的信号执行各种类型的信号处理的电路板安装在体腔的外面。因此，必须沿着医疗器械提供用于将指示传感器的检测值的信号传输至电路板的电线。相应地，例如，单独准备具有用于电线的专用结构的导管，这致使附加成本增加。此外，如上所述，因为指示传感器的检测值的信号通过电线以相对长的距离传输至体腔外面的电路板，所以存在沿着此路线的噪声叠加并且信号的s/n比劣化的问题。
此外，在专利文献1和2描述的配置中，使用压力感测元件作为传感器。通常，压力感测元件具有有限的分辨率并且难以检测高频率的振动力或相对较低的力。因此，很难说，压力感测元件适合于检测医疗器械与身体组织的接触状态。
另一方面，如上所述，根据本实施方式的振动检测模块10从镊子301的近端侧可拆卸，并且在附接至近端侧时检测在镊子301的远端侧产生的振动。因此，利用更为简单和更小型的构造可以实现镊子301的远端，并且减少对患者的负荷或与上述所述身体组织的意外接触的风险，
此外，在这种情况下，因为振动检测模块10可以能附接至现有的镊子301，所以无需提供用于将振动检测模块10附接至镊子301的特殊配置。因此，在不进行改变的情况下，可以使用现有的镊子作为镊子301，这并不导致成本明显增加。
以此方式，根据本实施方式，利用更简单的配置可以检测在医疗器械中产生的振动。
此外，因为振动检测模块10从镊子301可拆卸，所以振动检测模块10仅根据需要而附接至镊子301，并且在准备或清洁步骤中，可以从镊子301移除振动检测模块10。因此，当执行准备或清洁时，因为相关领域的处理能够在不进行改变的情况下被应用作为对镊子301执行的处理，所以准备或清洁任务并不变得复杂，并且可以进一步提高与任务有关的医务人员的便利性。
例如，在灭菌处理中，从镊子301移除振动检测模块10，并且对针对检测模块10和镊子301分离地执行灭菌处理。因此，使用已知方法能够对镊子301执行灭菌处理，例如，高压灭菌器，并且医务人员的任务并不变得复杂。此外，对于振动检测模块10，可以使用较不可能影响第一振动传感器120和第二振动传感器130的操作的灭菌处理方法，例如，使用等离子体的灭菌处理。以此方式，在本实施方式中，因为振动检测模块10从镊子301可拆卸，所以使用适当的方法能够对振动检测模块10和镊子301执行灭菌处理。
此外，振动检测模块10可以不假设为重复使用，而是可以假设为一次性的。在这种情况下，在手术之前，必须提前执行灭菌处理，在诸如医院等医疗机构中，手术之后无需对振动检测模块10执行灭菌处理。因此，在医疗机构中，可以减少振动检测模块10的灭菌处理任务的负荷量。可替代地，当进行手术时，振动检测模块10可以覆盖有消毒盖布。在这种情况下，因为无需对振动检测模块10自身执行特殊的灭菌处理，所以可以进一步减少灭菌处理任务的负荷量。
此外，在本实施方式中，因为由附接至镊子301的近端侧的振动检测模块10检测镊子301的远端侧的振动，所以被配置为对指示振动检测模块10的检测值的信号执行各种类型的信号处理的电路板能够被安装成相对接近于振动检测模块10。因此，连接振动检测模块10与电路板的电线可以更短可以抑制噪声与电线中的信号叠加。
此外，振动检测模块10包括被配置为检测听觉振动的第一振动传感器120和被配置为检测触觉振动的第二振动传感器130。因此，根据振动检测模块10，可以检测使用一般力传感器难以检测的频带的振动，并且可以检测医疗器械与身体组织的更为详细的接触状态。此外，当将已检测的听觉振动和触觉振动传输给外科医生时，外科医生能够获得镊子301与患者的身体组织的更为详细的接触状态，而利用一般力传感器的反馈则是不可能获得此接触状态。此外，振动检测模块10不一定必须被配置为既检测听觉振动并且又检测触觉振动，但是，可以被配置为检测听觉振动和触觉振动中的至少一种(即，包括第一振动传感器120和第二振动传感器130中的至少一个)。当可以检测听觉振动和触觉振动中的至少一种时，可以检测使用一般力传感器难以检测的频带的振动，并且可以将更为详细的接触状态传输给外科医生。
例如，当将听觉振动和触觉振动传输给外科医生时，外科医生能够更为逼真地感受例如当使用镊子301保持缝针的同时对身体组织执行缝合程序时使用镊子301夹紧身体组织的感觉或将缝针刺入身体组织中的感觉。因此，外科医生的可工作性增加。此外，例如，当镊子301意外开始与诸如软组织等易受损害组织接触时，外科医生能够更为直觉地识别接触并且能够立即采取适当的动作，例如，移开镊子301。因此，可以提高进行手术时的安全性。
(2.手术系统的配置)
将参考图5描述应用根据上述所述本实施方式的振动检测模块10的手术系统的配置。图5是示出应用根据本实施方式的振动检测模块10的手术系统的一个配置实施例的框图。
图5示出了根据本实施方式的作为手术系统的所谓主从方法的手术系统的配置。在主从方法的手术系统中，根据外科医生通过诸如控制器等输入设备在主动侧输入的指令，从动侧上的臂部和附接至臂部的医疗器械被驱动，并且通过医疗器械对患者的手术部分执行各种类型的处理。
如图5中示出的，根据本实施方式的手术系统1包括：支撑臂设备210，支撑臂设备210具有臂部，臂部包括附接有诸如镊子等医疗器械的远端；输入设备220，被配置为操纵支撑臂设备210；控制系统230，被配置为根据通过输入设备220输入的指令驱动支撑臂设备210；以及振动传输单元240，被配置为将通过附接至支撑臂设备210的振动检测模块10检测的振动传输至输入设备220。支撑臂设备210对应于从动方并且输入设备220对应于主动方。
应注意，在图5示出的框图中，仅示出了描述本公开的实施方式具体所需的部件。手术系统1可以包括除示出部件之外的主从方法的一般手术系统的各种部件。因为应用各种已知部件作为这种部件(未示出)，所以将省去其细节。
在手术系统1中，可以将信息传输系统广泛分类为支撑臂设备210的驱动控制系统和将由振动检测模块10检测的振动传输给外科医生的系统。首先，将描述支撑臂设备210的驱动控制系统。
在支撑臂设备210的驱动控制中，外科医生通过输入设备220的输入单元221输入指示用于驱动支撑臂设备210的臂部的指令的信息，该信息被传输至控制系统230。如上述机器人镊子所述，当医疗器械包括驱动部时，还可以从输入设备220的输入单元221将指示用于驱动医疗器械的指令的信息输入给控制系统230。
输入设备221可以包括输入机构，例如，杆、手柄和/或按钮。输入单元221的具体配置并不局限于此。设置在主从方法的一般手术系统的输入设备中的各种已知部件可以应用为输入单元221。
控制系统230执行与支撑臂设备210的驱动控制有关的各种类型计算。例如，在控制系统230中，基于通过输入单元221输入的指令，计算用于驱动支撑臂设备210的臂部的控制量。通过利用关节部分将多个连杆旋转地连接至彼此可以配置臂部。例如，当通过力控制执行支撑臂设备210的驱动控制时，可以计算在关节部分中产生的扭矩作为其控制量，以用于臂部实施外科医生指示的所需操作。可替代地，当通过位置控制执行支撑臂设备210的驱动控制时，可以计算在关节部分中必须产生的旋转角作为其控制量，以使得臂部实现外科医生指示的所需操作。此外，当医疗器械包括驱动部时，类似地，通过控制系统230可以计算用于驱动医疗器械的控制量。
在本实施方式中，可以使用各种已知的控制方法作为支撑臂设备210(臂部和/或医疗器械)的驱动控制的方法。作为控制系统230，可以适当地构造与所采用的控制方法兼容的系统。因为控制系统230的具体配置与根据各种控制方法的现有配置相似，所以将省去其细节。
关于通过控制系统230计算的控制量的信息被传输至支撑臂设备210的驱动单元211。例如，驱动单元211对应于设置在臂部的关节部分中并且被配置为旋转地驱动关节部分的电机。当根据通过控制系统230计算的控制量驱动电机时，根据外科医生通过输入设备220输入的指令操作臂部。此外，当医疗器械包括驱动部时，驱动单元211可以对应于被配置为操作驱动部的电机。当根据通过控制系统230计算的控制量驱动电机时，根据外科医生通过输入设备220输入的指令操作医疗器械。
此外，支撑臂设备210包括被配置为检测臂部的状态的状态检测单元212。状态检测单元212对应于例如设置在臂部的关节部分中的力传感器(扭矩传感器)或编码器。通过力传感器可以检测施加给各个关节部分的力(扭矩)。此外，通过编码器可以检测各个关节部分的旋转角。指示由状态检测单元212检测的臂部的状态的信息被传输至控制系统230。控制系统230基于信息顺次识别臂部的当前状态并且基于已识别的臂部的当前状态计算上述所述控制量。
此处，通过力传感器检测的施加给关节部分的力可以反映施加给附接至臂部的远端的医疗器械的力。在手术系统1中，通过控制系统230，从由力传感器检测的施加给关节部分的力提取施加给医疗器械的力分量并且将力分量传输至输入单元220的力(power)呈现单元222。例如，力呈现单元222包括伺服电机。例如，当输入单元221的杆等被驱动成使得根据施加给医疗器械的力提供相对于外科医生对输入设备221的操纵的阻力时，将施加给医疗器械的力呈现给外科医生。以此方式，手术系统1包括检测施加给医疗器械的力和将力反馈回给外科医生的功能。
接着，将描述传输通过振动检测模块10检测的振动的系统。在手术系统1中，在支撑臂设备210中，振动检测模块10附接至医疗器械的近端侧。如上面(1.振动检测模块的配置)中所述，第一振动传感器120和第二振动传感器130安装在振动检测模块10上。通过这些振动传感器检测在医疗器械中产生的听觉振动和触觉振动。
例如，第一振动传感器120是电容式麦克风并且检测在镊子中产生的听觉振动(即，声音)。例如，第二振动传感器130是加速度传感器并且检测在镊子中产生的触觉振动。指示由第一振动传感器120和第二振动传感器130检测的振动的信号通过振动传输单元240被传输至输入设备220的振动呈现单元223。
具体地，振动传输单元240对指示由振动检测模块10检测的振动的信号执行诸如放大处理和滤波处理等各种类型的信号处理并且将处理过的信号传输至振动呈现单元223。例如，振动传输单元240包括被配置为适当地放大信号的放大器或被配置为仅从已检测的振动中提取重要频带的分量的滤波器。
此外，输入设备220的振动呈现单元223包括被配置为将通过振动检测模块10检测的振动呈现给外科医生的各种设备。在本实施方式中，振动呈现单元223包括听觉振动呈现单元224和触觉振动呈现单元225，听觉振动呈现单元224包括例如扬声器或耳机等音频输出设备，触觉振动呈现单元225包括例如音圈等振动部件。
在示例性附图中，振动传输单元240包括前置amp241和244、低通滤波器242和245(lpf242和245)、以及主amp243和246。通过前置amp241放大指示由第一振动传感器120检测的听觉振动的信号，通过lpf242仅提取低频带的频率分量，并且通过主amp243放大低频带的频率分量并且将该频率分量传输至输入设备220的听觉振动呈现单元224。当从听觉振动呈现单元224的扬声器输出对应于指示经由前置amp241、lpf242、以及主amp243处理的听觉振动的信号的音频时，将在医疗器械中产生的听觉振动传输给外科医生。
此外，通过前置amp244放大指示由第二振动传感器130检测的触觉振动的信号，通过lpf245仅提取低频带的频率分量，并且通过主amp246放大低频带的频率分量并且将该频率分量传输至输入设备220的触觉振动呈现单元225。当触觉振动呈现单元225的音圈根据指示经由前置amp244、lpf245、以及主amp246处理的触觉振动的信号而振动时，将在医疗器械中产生的触觉振动传输给外科医生。
当通过lpf242和245仅提取重要频率分量时，噪声减少，并且仅将已检测振动中视为对外科医生更为有益的分量传输给外科医生。此外，当通过主amp243和246放大由lpf242和245提取的频率分量时，可以加强视为对外科医生更为有益的分量并且将此分量传输给外科医生。以此方式，当通过振动传输单元240适当地执行信号处理时，将噪声减少的更为特定振动呈现给外科医生。
应注意，作为振动传输单元240的一种功能，不能将前置amp241和244设置为与振动检测模块10分离的部件，而是可以设置在振动检测模块10中。相应地，当将指示由振动检测模块10检测的振动的信号传输至振动传输单元240时，可以进一步减少可能叠加在信号中的噪声。
此外，振动传输单元240的配置并不局限于示出的实施例。振动传输单元240可以被适当地配置，以使得根据设置在振动检测模块10中的振动传感器的特性可以从由振动传感器检测的振动中进一步加强所需的频率分量。例如，当提前获知应被进一步加强并且传输给外科医生的频带时，振动传输单元240可被配置成使得这种频带的分量被进一步加强，这种频带诸如指示医疗器械靠近或开始接触的身体组织的异常性的频带。此外，在振动传输单元240中，除上述所述放大处理和滤波处理之外，可以执行通常作为对指示振动的信号的信号处理而执行的各种类型处理。作为振动传输单元240的配置，可以应用各种已知的配置，以实现该功能。
此外，振动呈现单元223的配置并不局限于上述所述配置。振动呈现单元223可被适当地配置成使得将听觉振动和触觉振动适当地传输给外科医生。作为振动呈现单元223的配置，可以应用将振动呈现给人类时所使用的各种已知配置。应注意，将在下列(4-7.呈现振动的其他方法)中再次描述振动呈现单元223的其他配置实施例。
上面已经参考图5描述了可以应用根据本实施方式的振动检测模块10的手术系统1的配置。
(3.支撑臂设备的配置实施例)
将参考图6描述构成图5中示出的手术系统1的从动方的支撑臂设备的一个配置实施例。图6是示出构成根据本实施方式的手术系统1的从动方的支撑臂设备的一个配置实施例的示图。
如图6中示出的，支撑臂设备400包括基部410、臂部420、以及控制设备440。支撑臂设备400对应于图5中示出的上述支撑臂设备210并且是被配置为在进行手术时支撑诸如镊子等医疗仪器的医疗支撑臂设备。
基部410是支撑臂设备400的基台，并且基部410从臂部420延伸。脚轮设置在基部410中。支撑臂设备400通过脚轮与地板接触并且通过脚轮在地板上可移动。然而，根据本实施方式的支撑臂设备400的配置并不局限于此。例如，在无基部410的情况下，支撑臂设备400可以被配置成使得臂部420直接附接至手术室的天花板或墙壁表面。例如，当臂部420附接至天花板时，支撑臂设备400被配置成使得从天花板悬挂臂部420。
被配置为执行图5中示出的手术系统1中的各种类型的信息处理的控制设备440设置在基部410中。控制设备440可以是处理器，例如，中央处理单元(cpu)或数字信号处理器(dsp)。可替代地，控制设备440可以是控制板或安装有这种处理器和存储器(例如，内存)的微计算机。当控制设备440的处理器根据预定程序执行各种类型的信号处理时，执行手术系统1中的各种操作。
具体地，控制设备440执行由图5中示出的控制系统230执行的各种类型的处理并且整体控制支撑臂设备400的操作。此外，控制设备440执行由图5中示出的振动传输单元240执行的各种类型的处理，对指示由振动检测模块10检测的振动的信号执行各种类型的处理(诸如放大和滤波)，并且将信号传输给外科医生手中的输入设备(未示出)。
臂部420包括多个关节部分421a、421b、421c、421d、421e、及421f、通过关节部分421a至421e旋转地连接至彼此的多个连杆422a、422b、422c、及422d；以及通过关节部分421f能旋转地设置在臂部420的远端处的保持单元429。此外，保持单元429保持各种医疗器械。在示例性附图中，镊子423附接至保持单元429。
连杆422a至422d是棒状部件。连杆422a的一端通过关节部分421a连接至基部410。连杆422a的另一端通过关节部分421b连接至连杆422b的一端。进一步地，连杆422b的另一端通过关节部分421c和421d连接至连杆422c的一端。进一步地，连杆422c的另一端通过关节部分421e连接至大致l形状的连杆422d的一端，并且连杆422d的另一端与被配置为保持镊子423的保持单元429通过关节部分421f连接。以此方式，当多个连杆422a至422d的各端使用基部410作为支点通过关节部分421a至421f连接至彼此时，构成从基部410延伸的臂形状。
镊子423对应于图1中示出的上述镊子301。在图6中，为简单示出，未示出镊子423的具体形状，并且简单示出了棒状部件。然而，实际上，被配置为夹紧或切割患者的身体组织的端执行器设置在镊子423的远端处。臂部420和镊子423的位置和方位被支撑臂设备400控制，因此，当进行手术时，镊子423具有相对于患者的身体组织的期望位置和方位。
致动器设置在关节部分421a至421f中，并且通过致动器关节部分421a至421f相对于预定旋转轴可旋转。致动器可包括电机、编码器、以及扭矩传感器。电机可以对应于图5中示出的驱动单元211。编码器和扭矩传感器可以对应于图5中示出的状态检测单元212。
当通过控制设备440控制关节部分421a至421f的致动器的电机的驱动时，臂部420的驱动得到控制例如延伸或缩短(折叠)臂部420。在这种情况下，控制设备440可以基于由致动器的编码器和扭矩传感器检测的各个关节部分421a至421f的状态(即，臂部420的状态)计算各个致动器的电机的控制量。
此外，在示例性附图中，支撑臂设备400包括六个关节部分421a至421f并且实现用于驱动臂部420的6个自由度。当臂部420被配置为具有6个自由度时，可以在臂部420的可移动范围内自由地移动镊子423。相应地，镊子423能够以各个角度插入到患者中，并且当操纵镊子423时，自由度增加。
然而，臂部420的配置并不局限于示例性附图。关节部分421a至421f以及连杆422a至422d的数目和布置、以及关节部分421a至421f的驱动轴的方向可被适当地设置成使得臂部420具有所需的自由度。然而，考虑到镊子423的位置与方位的自由度，臂部420可以被适当地配置成具有6个以上自由度。
当操作臂部420时，外科医生通过输入设备(对应于图5中示出的输入设备220)向支撑臂设备400输入指令。指示通过输入设备输入的指令的信号被传输至控制设备440。控制设备440根据指令基于由各个关节部分421a至421f的致动器的编码器和扭矩传感器检测的各个关节部分421a至421f的状态计算各个关节部分421a至421f的致动器的电机的控制量。当根据计算的控制量驱动各个致动器的电机时，根据外科医生的指令操作臂部420。此外，当镊子423包括驱动部时，类似地，由控制设备440基于通过输入设备输入的指令计算被配置为操作驱动部的电机的控制量，根据计算的控制量驱动电机，并且由此根据外科医生的指令操作镊子423。应注意，通过各种已知的有线或无线方法可以执行输入设备与控制设备440之间的通信。
振动检测模块10附接至镊子423的近端侧。通过振动检测模块10的振动传感器(图5中示出的第一振动传感器120和第二振动传感器130)检测在镊子423的远端侧产生的振动。指示振动的信号被传输至控制设备440。控制设备440对信号执行诸如放大和滤波等各种类型的处理(对应于图5中示出的振动传输单元240的各种类型处理)并且将信号传输至外科医生手中的输入设备。当根据信号驱动设置在输入设备中的振动呈现单元(对应于图5中示出的振动呈现单元223)时，可以将在镊子423的远端侧产生的振动传输给外科医生。
应注意，通过各种已知的有线和无线方法可以执行振动检测模块10与控制设备440之间的通信。此外，被配置为执行振动传输单元240的功能的电路板可以与控制设备440分离并且布置在振动检测模块10附近。在这种情况下，振动检测模块10与电路板通过更短的电线可以连接。相应地，可以进一步抑制放大器放大之前的噪声在指示由振动检测模块10检测的振动的信号中的叠加。
(4.变形例)
将描述上述所述实施方式的一些变形例。
(4-1.用于减振控制的振动检测模块的使用)
如上所述，在支撑臂设备400中，通过驱动臂部420控制镊子423的位置和方位。在这种情况下，在支撑臂设备400中，为了抑制因臂部420的移动在臂部420中产生的振动，可以执行减振控制。当执行减振控制时，可以高精确度确定镊子423的位置，并且提高外科医生的操作性。
为了执行减振控制，通常，用于减振控制的振动传感器设置在臂部420和/或镊子423中，并且基于振动传感器的检测值执行减振控制。在本实施方式中，支撑臂设备400可以被配置成使得基于振动检测模块10的检测值执行减振控制。即，振动检测模块10也可以执行用于减振控制的振动传感器的功能。相应地，因为在无需重新提供用于减振控制的振动传感器的情况下执行臂部420的减振控制，所以可以以更低的成本和更简单的配置执行减振控制。
(4-2.振动检测模块的其他应用例)
在上述所述实施方式中，如图5中示出的，将根据本实施方式的振动检测模块10应用于所谓的主从方法的手术系统1。然而，本实施方式并不局限于此，但是，振动检测模块10可以应用于其他设备或系统。
例如，振动检测模块10可以应用于外科医生直接保持并且用手操纵的医疗器械。在外科医生直接操纵的医疗器械中，用于外科医生操纵医疗器械的操纵单元(诸如夹持器)设置在医疗器械的近端侧中。通过利用他或她的手直接操纵操纵单元，外科医生控制医疗器械的移动。例如，在镊子的情况下，当外科医生操纵设置在近端侧中的操纵单元时，可以控制在远端处的端执行器的操作。振动检测模块10附接至外科医生通过这种方式直接操纵的医疗器械的近端侧(例如，相对于操纵单元略微位于远端侧的一部分)并且可以检测在医疗器械的远端侧产生的振动。应注意，在这种情况下，图5中示出的振动呈现单元223的触觉振动呈现单元225可以设置在由外科医生直接保持的操纵单元中，因此，可以将振动传输至操纵医疗器械的外科医生手中。
此外，例如，振动检测模块10可以应用于设置在用于外科医生进行训练的设备中的医疗器械。在这种情况下，由用于训练的设备中的振动检测模块10检测的振动历史可以与外科医生相关地记录。例如，当对已记录的振动历史进行分析时，可以定量地获取熟练人员进行手术时在医疗器械中产生的振动的特性与初学者进行手术时在医疗器械中产生的振动的特性之间的差异。此外，使用已获取的振动特性可以确定经过训练的外科医生的熟练水平。在这种情况下，根据振动特性定量地示出了由于医疗器械而在身体组织中发生的损伤程度。此外，如果基于熟练人员进行手术时产生的振动特性执行实践，外科医生则能够变得更易于熟悉熟练人员的手术方法。
(4-3.其他振动传感器的检测值的使用)
当将除振动检测模块10的第一振动传感器120和第二振动传感器130之外的振动传感器附接至镊子423和/或臂部420并且使用其他振动传感器的检测值时，使用振动检测模块10可以以更高精确度检测振动。应注意，其他振动传感器作为振动检测模块10的一个部件可以设置在振动检测模块10的外壳110中，或者作为振动检测模块10的独立部件附接至镊子423和/或臂部420。
例如，其他振动传感器可以被布置成仅在镊子423的长度方向上相对于第一振动传感器120和第二振动传感器130与近端侧分离已知间隔。当第一振动传感器120、第二振动传感器130、以及其他振动传感器以同样方式布置时，基于这种振动传感器的检测值可以分离地检测从镊子423的远端侧传递的振动和从镊子423的根侧传递的振动。例如，从镊子423的根侧传递的振动是通过臂部420的驱动引起的振动，并且是与通常意欲被检测振动不同的振动并且变成噪声。因此，根据配置，从由第一振动传感器120和第二振动传感器130检测的振动中可以移除变成噪声并且从镊子423的根侧传递的振动分量。因此，可以仅提取作为通常意欲被获得并且从镊子423的远端侧传递的振动分量的振动分量并且以较高的精确度检测在镊子423的远端侧产生的振动。
此外，例如，其他振动传感器可以布置在噪声源的构造附近，例如，臂部420的致动器的电机附近。使用关于由其他振动传感器检测的振动的信息对由振动检测模块10的第一振动传感器120和第二振动传感器130检测的振动执行噪声消除。因此，可以更为适当地减少噪声分量并且以较高的精确度检测在镊子423的远端侧产生的振动。
应注意，例如，通过图5中示出的振动传输单元240可以对由上述所述第一振动传感器120和第二振动传感器130检测的振动执行噪声减少过程。在这种情况下，在振动传输单元240中，除图5中示出的部件之外，可以提供被配置为执行与噪声减少过程有关的各种类型的信号处理的噪声减除单元。当通过诸如cpu或dsp等处理器构成噪声减除单元并且处理器根据预定程序操作时，可以执行与噪声减少处理有关的预定信号处理。应注意，因为可以将各种已知方法应用为噪声减少处理的具体方法，所以此处将省去其细节。
此外，例如，可以将力传感器设置为其他振动传感器。即，除作为振动传感器的第一振动传感器120(即，听觉传感器)和/或第二振动传感器130(即，触觉传感器)之外，振动检测模块10可以进一步包括力传感器。如上面(1.振动检测模块的配置)所述，在本实施方式中，使用第一振动传感器120和第二振动传感器130检测难以由力传感器检测的频带的振动。因此，通过进一步包括力传感器，在振动检测模块10中，除对应于由第一振动传感器120检测的听觉的频带的振动和/或对应于由第二振动传感器130检测的触觉的频带的振动之外，还能够检测对应于由力传感器检测的力的频带的振动。以此方式，当振动检测模块10被配置为进一步包括力传感器时，通过振动检测模块10可以检测更宽频带的振动并且提高振动的检测灵敏性。
(4-4.方向性振动传感器的使用)
作为第一振动传感器120和第二振动传感器130，可以使用能够提取并且检测从特定方向传递的振动的方向性振动传感器。相应地，可以适当地仅检测从镊子423的远端侧传递的振动分量并且以更高的精确度检测在镊子423的远端侧产生的振动。
(4-5.安装在振动检测模块上的振动传感器的数量)
在上述所述实施方式中，振动检测模块10包括多个振动传感器(被配置为检测听觉振动的第一振动传感器120和被配置为检测触觉振动的第二振动传感器130)。然而，本实施方式并不局限于此。只要能够检测听觉振动和触觉振动，则可以在振动检测模块10上安装一个振动传感器。例如，振动检测模块10可以被配置为仅包括一个多轴加速度传感器，多轴加速度传感器不仅能够检测对应于触觉的频带的振动，而且还能够检测对应于听觉的频带的振动，并且多轴加速度传感器比振动传感器具有更宽的检测范围。在这种情况下，一个多轴加速度传感器也能够用作听觉传感器和触觉传感器。
(4-6.关于致动器控制的信息的使用)
如上面(4-3.其他振动传感器的检测值的使用)所述，当通过振动检测模块10检测振动时，设置在臂部420中的致动器的电机可视作噪声源。当使用关于致动器控制的信息校正通过振动检测模块10检测的振动时，可以移除由致动器的电机的驱动而产生的噪声分量并且以更高的精确度检测在镊子423的远端侧产生的振动。
具体地，例如，提前获取设置在臂部420中的致动器的电机的转数与此时产生的振动的特性(例如，频率)之间的关系。因此，基于当通过振动检测模块10检测振动时关于电机的转数的信息，获取关于此时因电机的驱动而产生的振动的特性的信息。使用关于振动特性的信息对通过振动检测模块10检测的振动执行噪声消除。相应地，可以从通过振动检测模块10检测的振动中去除因致动器的电机的驱动而产生的噪声分量。
从被配置为控制致动器的驱动的控制系统能够获得关于致动器的电机的转数的信息。例如，根据图5中示出的手术系统1，可以将关于致动器的电机的转数的信息从控制系统230提供至振动传输单元240。基于关于电机的转数的信息，振动传输单元240能够执行上述所述噪声消除处理并且然后将指示振动的信号传输至输入设备220。在这种情况下，与上面(4-3.其他振动传感器的检测值的使用)相似，在振动传输单元240中，替代图5中示出的配置，可以提供被配置为执行与噪声减少处理有关的信号处理的噪声减除单元。基于关于电机的转数的信息，通过噪声减除单元可以执行噪声减少处理。
(4-7.呈现振动的其他方法)
在上述所述实施方式中，振动呈现单元包括诸如扬声器等音频输出设备和诸如音圈等振动部件，音频输出设备被配置为将通过第一振动传感器120检测的听觉振动传输给外科医生，并且振动部件被配置为将通过第二振动传感器130检测的触觉振动传输给外科医生。然而，将听觉振动和触觉振动呈现给外科医生的方法并不局限于此。通过一般假设为传输振动的方法的各种方法可以将听觉振动和触觉振动呈现给外科医生。
例如，振动呈现单元可以包括显示设备，其被配置为通过文本、图形(波形)、和/或颜色将关于已检测的听觉振动和触觉振动的信息(例如，指示诸如频率等特性的信息)可视地通知给外科医生。显示设备可以安装在手术室中，或者安装在使用时由外科医生佩戴的设备上，佩戴的设备诸如hmd或眼镜类型的穿戴式设备。一般地，例如，这种显示设备可用于显示进行手术时在通过诸如内诊镜或视频显微镜等观察单元观察手术部分的状态的同时通过观察单元而成像的手术部分的图像。即，也可以在显示设备上显示关于听觉振动和触觉振动的图像和信息，这种显示设备被配置为显示通过诸如内诊镜等观察单元而成像的手术部分的图像。
此处，如上面(1.振动检测模块的配置)所述，触觉振动可以包括与镊子423接触的身体组织的表面肌理信息或硬度信息。当使用振动部件作为振动呈现单元时，外科医生通过振动部件能够从直觉和触觉上识别该信息，但是，通过视觉和/或听觉方法更为明确地通知这种信息是有用的。例如，基于触觉振动的特性，当确定当前与镊子423接触的身体组织的表面的状态或硬度(弹性)与正常状态或硬度不同时，通过诸如文本和/或音频等视觉和/或听觉方法可以将有关这种情况的信息通知给外科医生。例如，当要被切除的损伤部位与正常部位具有不同的表面状态或硬度时，通过视觉和/或听觉方法将该信息通知给外科医生。因此，外科医生能够更为清晰地识别当前与损伤部位接触的镊子423的可能性。
(5.补充)
本领域技术人员应当理解的是，只要在所附权利要求或其等同物的范围内，根据设计需求和其他因素可以发生各种改造、组合、子组合、以及更改。
此外，本说明书中描述的效果仅是示出性和描述性，并且并非限制性。换言之，根据本公开的实施方式的技术能够表现出对本领域技术人员显而易见的其他效果以及基于本说明书的效果、或者替代基于本说明书的效果。
(1)一种医疗设备，包括：
医疗振动检测电路，其在长度方向上在医疗器械的附接位置处是从医疗器械可拆卸的，并且医疗振动检测电路被配置为检测在医疗器械的特定部分中产生的振动，特定部分至少包括被设置为从附接位置朝向医疗器械的远端的一部分。
(2)根据(1)所述的医疗设备，其中，特定部分至少包括医疗器械的介于远端与附接位置之间的一部分。
(3)根据(1)和(2)所述的医疗设备，
其中，振动检测电路附接至医疗器械的近端侧，即，支撑医疗器械的一侧，并且振动检测电路被配置为检测在医疗器械中靠近或与患者的身体组织接触的远侧产生的振动。
(4)根据(1)至(3)所述的医疗设备，其中，医疗振动检测电路包括：
外壳；和
一个或多个振动传感器，设置在外壳中；
其中，一个或多个振动传感器检测与听觉对应的频带内的振动和与触觉对应的频带内的振动中的至少一个。
(5)根据(1)至(4)所述的医疗设备，其中，密封外壳的密封件设置在外壳的内部与外部之间的间隙内。
(6)根据(1)至(5)所述的医疗设备，
其中，一个或多个振动传感器包括听觉传感器和触觉传感器中的至少一个，听觉传感器检测与听觉对应的频带内的振动，并且触觉传感器检测与触觉对应的频带内的振动。
(7)根据(1)至(6)所述的医疗设备，
其中，振动传感器进一步包括检测与力觉对应的频带内的振动的力传感器。
(8)根据(1)至(7)所述的医疗设备，
其中，听觉传感器是麦克风并且触觉传感器是加速度传感器。
(9)根据(1)至(8)所述的医疗设备，
其中，振动检测电路被进一步配置为输出表示由振动检测电路检测的振动的信号，以向通过振动感测人机接口操纵医疗器械的外科医生提供振动的反馈。
(10)根据(1)至(9)所述的医疗设备，
其中，振动感测人机接口包括音频输出设备和振动器，音频输出设备将在与听觉对应的频带内的已检测的振动作为音频输出，并且振动器根据在与触觉对应的频带的已检测的振动执行振动。
(11)根据(1)至(10)所述的医疗设备，
其中，振动感测人机接口向外科医生呈现关于已检测振动的信息。
(12)根据(1)至(11)所述的医疗设备，
其中，振动感测人机接口向外科医生呈现与医疗器械接触的患者的身体组织的表面肌理信息和身体组织的硬度信息中的至少一种，基于已检测的振动获得表面肌理信息和硬度信息。
(13)根据(1)至(12)所述的医疗设备，
其中，由支撑臂设备的臂部支撑医疗器械；
其中，支撑臂设备根据外科医生通过与支撑臂设备独立安装的输入设备输入的指令进行操作，并且其中，振动检测电路被配置为输出表示由振动检测电路检测的振动的信号，以通过设置在输入设备中的振动感测人机接口向外科医生提供振动的反馈。
(14)根据(1)至(13)所述的医疗设备，
其中，检测施加给臂部的力的力传感器设置在臂部中；并且
其中，振动检测电路被配置为输出表示由力传感器检测并且施加给医疗器械的力的信号，以通过输入设备向外科医生提供力的反馈。
(15)根据(1)至(14)所述的医疗设备，
其中，振动传感器设置在臂部中，振动传感器用于降低噪声并且检测从设置在臂部的关节部分中的致动器的电机产生的振动；并且
其中，使用来自用于降低噪声的振动传感器的检测值，从通过振动检测电路检测的振动中除去由电机产生的振动的分量。
(16)根据(1)至(15)所述的医疗设备，
其中，通过振动检测电路检测的振动用于臂部的减振控制。
(17)根据(1)至(16)所述的医疗设备，其中，医疗振动检测电路包括：
外壳；和
多个振动传感器，多个振动传感器在医疗器械的长度方向上按预定的间隔并行布置在外壳中；
其中，从医疗器械的远端侧传递的振动和从医疗器械的近端侧传递的振动分别由多个振动传感器进行检测。
(18)根据(1)至(17)所述的医疗设备，其中，医疗振动检测电路包括：
外壳；和
一个或多个振动传感器，一个或多个振动传感器设置在外壳中；
其中，一个或多个振动传感器是检测从预定方向传递的振动的方向性振动传感器；并且
其中，一个或多个振动传感器被设置成检测从医疗器械的远端侧传递的振动。
(19)根据(1)至(18)所述的医疗设备，其中，振动检测电路附接至设置在外科医生训练设备中的医疗器械并且在执行训练时检测医疗器械中产生的振动。
(20)一种医疗设备振动检测方法，包括：
附接振动检测电路，振动检测电路从医疗器械可拆卸，即，在长度方向上从医疗器械的附接位置处可拆卸；并且
通过振动检测电路检测在医疗器械的特定部分中产生的振动，特定部分至少包括医疗器械中被设置成从附接位置朝向医疗器械的远端的一部分。
(21)一种手术系统，包括：
医疗器械；
支撑臂设备，支撑臂设备支撑医疗器械；以及
医疗振动检测电路，医疗振动检测电路从医疗器械可拆卸，即，在长度方向上从医疗器械的附接位置可拆卸，并且医疗振动检测电路被配置为检测在医疗器械的特定部分中产生的振动，特定部分至少包括医疗器械中被设置成从附接位置朝向医疗器械的远端的一部分。
(22)一种振动检测模块，振动检测模块在长度方向上从长医疗器械的一部分可拆卸并且检测在长度方向上医疗器械的与附接位置分离的另一部分中产生的振动。
(23)根据(22)所述的振动检测模块，
其中，振动检测模块附接至近端侧，即，支撑医疗器械的一侧，并且检测在医疗器械中靠近或与患者的身体组织接触的远端侧产生的振动。
(24)根据(22)或(23)所述的振动检测模块，包括：
外壳；和
一个或多个振动传感器，一个或多个振动传感器设置在外壳中；
其中，振动传感器检测与听觉对应的频带的振动和与触觉对应的频带的振动中的至少一个。
(25)根据(24)所述的振动检测模块，
其中，被配置为密封外壳的密封部件设置在在空间上连接外壳的内部与外部的间隙中。
(26)根据(24)或(25)所述的振动检测模块，
其中，振动传感器包括听觉传感器和触觉传感器中的至少一个，听觉传感器被配置为检测与听觉对应的频带的振动，并且触觉传感器被配置为检测与触觉对应的频带的振动。
(27)根据(26)所述的振动检测模块，
其中，振动传感器进一步包括被配置为检测与力觉对应的频带的振动的力传感器。
(28)根据(26)所述的振动检测模块，
其中，听觉传感器是麦克风并且触觉传感器是加速度传感器。
(29)根据(22)至(28)中任一项所述的振动检测模块，
其中，由振动检测模块检测的振动通过振动呈现单元被传输至操纵医疗器械的外科医生。
(30)根据(29)所述的振动检测模块，
其中，振动呈现单元包括音频输出设备和振动部件，音频输出设备被配置为在与听觉对应的频带的已检测振动作为音频输出，并且振动部件被配置为根据在与触觉对应的频带的已检测振动执行振动。
(31)根据(29)或(30)所述的振动检测模块，
其中，振动呈现单元包括被配置为将关于已检测振动的信息可视地通知给外科医生的显示设备。
(32)根据(31)所述的振动检测模块，
其中，显示设备将与医疗器械接触的患者的身体组织的表面肌理信息和身体组织的硬度信息中的至少一种通知给外科医生，基于已检测的振动获得表面肌理信息和硬度信息。
(33)根据(22)至(32)中任一项所述的振动检测模块，
其中，由支撑臂设备的臂部支撑医疗器械；
其中，根据外科医生通过与支撑臂设备独立安装的输入设备输入的指令操作臂部和医疗器械；并且
其中，由振动检测模块检测的振动通过设置在输入设备中的振动呈现单元传输给外科医生。
(34)根据(33)所述的振动检测模块，
其中，被配置为检测施加给臂部的力的力传感器设置在臂部中；并且
其中，由力传感器检测并且施加给医疗器械的力通过输入设备被传输给外科医生。
(35)根据(33)或(34)所述的振动检测模块，
其中，用于降低噪声的振动传感器被配置为检测从设置在臂部的关节部分中的致动器的电机产生的振动，并且振动传感器设置在臂部中；并且
其中，使用用于降低噪声的振动传感器的检测值，从通过振动检测模块检测的振动中移除由电机产生的振动的分量，然后，将移除振动分量的振动传输给外科医生。
(36)根据(33)至(35)中任一项所述的振动检测模块，
其中，使用设置在臂部的关节部分中的致动器的电机的转数与电机产生的振动之间的关系，基于操作臂部时关于电机的转数的信息，从通过振动检测模块检测的振动中移除通过电机产生的振动的分量，然后，将移除振动分量的振动传输给外科医生。
(37)根据(33)至(36)中任一项所述的振动检测模块，
其中，由振动检测模块检测的振动用于臂部的减振控制。
(38)根据(22)至(37)中任一项所述的振动检测模块，包括：
外壳；和
多个振动传感器，多个振动传感器在医疗器械的长度方向上按预定的间隔并行布置在外壳中；
其中，从医疗器械的远端侧传递的振动与从医疗器械的近端侧传递的振动分别被多个振动传感器进行检测。
(39)根据(22)至(38)中任一项所述的振动检测模块，包括：
外壳；和
一个或多个振动传感器，一个或多个振动传感器设置在外壳中；
其中，振动传感器是能够提取并且检测从预定方向传递的振动的方向性振动传感器；并且
其中，振动传感器被设置成提取并且检测从医疗器械的远端侧传递的振动。
(40)根据(22)至(39)中任一项所述的振动检测模块，
其中，振动检测模块附接至设置在用于外科医生进行训练的设备中的医疗器械并且在执行训练时检测在医疗器械中产生的振动。
(41)一种振动检测方法，包括：
在长度方向上将从长医疗器械可拆卸的振动检测模块附接至医疗器械的一部分并且通过振动检测模块检测在长度方向上与附接位置分离的医疗器械的另一部分中产生的振动。
(42)一种手术系统，包括：
长医疗器械，长医疗器械用于患者；
支撑臂设备，支撑臂设备被配置为支撑医疗器械；以及
振动检测模块，振动检测模块在长度方向上从医疗器械的一部分可拆卸并且检测在长度方向上与附接位置分离的医疗器械的另一部分中产生的振动。
参考标识列表
1手术系统
10振动检测模块
110外壳
120第一振动传感器
130第二振动传感器
140密封部件
150线缆
210,400支撑臂设备
211驱动单元
212状态检测单元
220输入设备
221输入单元
222力呈现单元
223振动呈现单元
224听觉振动呈现单元
225触觉振动呈现单元
230控制系统
240振动传输单元
301,423镊子
303,420臂部
410基部
421a至421f关节部分
422a至422d连杆
429保持单元440控制设备