CN107529956B - 医疗用机械手 - Google Patents

Abstract

本医疗用机械手具有：插入部，其在前端侧具有可弯曲操作的弯曲部；前端执行器，其设置于所述插入部的前端部；第一驱动部，其设置于所述插入部的基端部；具有挠性的动力传递部件，其连接所述第一驱动部和所述弯曲部；第二驱动部，其设置于所述第一驱动部与所述弯曲部之间，以能够传递驱动力的方式与所述动力传递部件连接；以及传递截断部件，其设置为能够作用于所述动力传递部件中的位于所述第一驱动部与所述第二驱动部之间的部位，截断基于所述动力传递部件的从所述第一驱动部向所述第二驱动部的动力传递。

Description

医疗用机械手

技术领域

本发明涉及医疗用机械手。本申请基于2015年5月27日在日本申请的日本特愿2015-106996号主张优先权，这里引用其内容。

背景技术

在腹腔镜手术中，需要从有限的访问路径中对患部进行处置、观察。因此，与开腹手术相比较，自由度被限制，提高了手术的难度，但是从术后的恢复等观点来看，对患者非常有利。

在腹腔镜手术中，通过使用在前端具有弯曲机构的医疗用机械手，能够进行自由度较高的处置和观察。为了直观地操纵自由度更高的弯曲机构，需要与手术医生的手的运动对应的驱动系统的控制。

通过使用电动控制技术，一方面能够获得期望的性能，但另一方面因驱动系统的故障等而导致插入到体内的弯曲部有可能以弯曲状态被固定。当弯曲部的弯曲状态被固定时，将医疗用机械手从患者拔出时可能会造成患者的负担。因此，需要用于即使在发生故障时也能避免弯曲机构的固定状态的对策设计。

为了解除弯曲状态的固定，在专利文献1中提出了如下的方案：在动力传递机构上设置离合器那样的动力传递截断机构。在动力传递截断机构进行工作之后，安装手动用操作手柄，从而通过手动对电动机等所驱动的链条进行操作。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第4722245号公报

发明内容

发明要解决的课题

在专利文献1的技术中，虽然能够应对电动机等的故障或向电动机等的供电中断的情况，但在发生电动机以外的部位的故障例如用于减速的齿轮的啮合异常等的情况下，具有无法进行手动用操作手柄的操作的问题。

根据上述情况，本发明的目的在于提供一种医疗用机械手，该医疗用机械手即使在驱动系统中发生故障的情况下，也能够可靠地使弯曲机构进行动作，在拔出时也不会增加负担。

用于解决课题的手段

本发明的第一方式的医疗用机械手具有：插入部，其在前端侧具有可弯曲操作的弯曲部；前端执行器，其设置于所述插入部的前端部；第一驱动部，其设置于所述插入部的基端部；具有挠性的动力传递部件，其连接所述第一驱动部和所述弯曲部；第二驱动部，其设置于所述第一驱动部与所述弯曲部之间，以能够传递驱动力的方式与所述动力传递部件连接；以及传递截断部件，其设置为能够作用于所述动力传递部件中的连接所述第一驱动部和所述第二驱动部的部位，截断基于所述动力传递部件的从所述第一驱动部向所述第二驱动部的动力传递。

根据本发明的第二方式，在上述第一方式的医疗用机械手中，传递截断部件也可以是切断所述动力传递部件的连接所述第一驱动部和所述第二驱动部的部位的切断部件。

根据本发明的第三方式，在上述第二方式的医疗用机械手中，也可以是，所述第二驱动部具有形成有轴孔的滑轮，所述动力传递部件被配置为比与所述滑轮连接的部位靠所述第一驱动部侧的部位横跨所述轴孔，所述切断部件具有能够进入所述轴孔的刃部。

根据本发明的第四方式，上述第三方式的医疗用机械手还可以具有安装于所述切断部件的手柄部。

根据本发明的第五方式，在上述第一方式的医疗用机械手中，所述传递截断部件也可以通过移动来使所述第一驱动部与所述第二驱动部之间的所述动力传递部件松弛。

发明效果

根据上述各方式，即使在医疗用机械手的驱动系统中发生故障的情况下，也能够使弯曲机构进行动作，在拔出时也不会增加负担。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式的内窥镜的整体图。

图2是示出本发明的第一实施方式的内窥镜中的第二驱动部的图。

图3是示出本发明的第一实施方式的内窥镜中的切断部件的图。

图4是示出本发明的第二实施方式的内窥镜的插入部的局部放大图。

图5是示出本发明的第二实施方式的内窥镜中的第二驱动部的图。

图6是示出构成本发明的第二实施方式的内窥镜中的切断部件的第一部件和第二部件的图。

图7是示出本发明的第二实施方式的内窥镜中的第一手柄和第二手柄的图。

图8是示出本发明的第三实施方式的内窥镜的插入部的局部剖视图。

图9是示出非常情况下的本发明的第三实施方式的内窥镜的插入部的局部剖视图。

具体实施方式

下面，参照图1至图3对本发明的第一实施方式进行说明。

图1是示出作为本实施方式的医疗机械手的内窥镜1的图。在腹腔镜手术等中，将内窥镜1经由套管针等插入到体腔内来使用。内窥镜1具有插入部10、观察部(前端执行器)20、第一驱动部30以及操作部40。插入部10在前端侧具有可弯曲操作的弯曲部11。观察部20安装于插入部10的前端部。第一驱动部30安装于插入部10的基端部。操作部40是为了对第一驱动部30进行操作而设置的。

插入部10由金属等形成为筒状。弯曲部11具有多个节环或弯曲块(下面有时称作“节环等”)沿轴线方向排列配置有多个而成的公知的构造。最前端侧的节环等和第一驱动部30通过一对线(动力传递部件)61、62来连接。一对线61、62贯穿插入于插入部10。通过第一驱动部30所产生的驱动力使线61、62进退，从而能够进行使弯曲部11弯曲的操作。

观察部20具有如下的公知的构造：具有摄像部和照明部。摄像部具有固体摄像装置等。照明部具有发光二极管(LED)、与光源连接的光导等。观察部20所获取的图像通过在插入部10中穿过的布线等而显示在与内窥镜1连接的未图示的外部监视器等上。

第一驱动部30具有产生驱动力的电动机等驱动机构31。驱动机构31以能够传递所产生的驱动力的方式与线61、62连接。驱动机构31与线61、62可以直接连接，也可以经由用于减速的齿轮等连接。

操作部40只要构成为能够操作驱动机构31，可以适当地选择公知的操作部的构造等来使用，而对其具体的结构和所设置的位置等没有特别限制。

第二驱动部50设置在弯曲部11与第一驱动部30之间的在使用内窥镜1时位于体外的部位。第二驱动部50在非常情况下的弯曲部11的操作中使用。在第二驱动部50上安装有手柄51，但在通常情况下不由使用者进行操作。

图2是示出插入部10中的设置有第二驱动部50的部位的剖面的图。第二驱动部50具有连接着一对线61和62的滑轮52。

滑轮52在轴线方向的一个面上具有截面形状为大致半圆形的一对突起53A、53B。一对线61和62分别卷绕在突起53A和53B上，所卷绕的部位的一部分通过钎焊、粘接、熔焊等与滑轮52连接。

手柄51具有在插入部10内延伸的轴部51a。轴部51a固定于滑轮52上。

如图1所示，在插入部10中的第二驱动部50与第一驱动部30之间的部位设置有与插入部10的内部连通的贯通孔12。贯通孔12在通常情况下，通过盖13来关闭，但在非常情况下，盖13被去除而插入后述的切断部件。

对上述那样构成的本实施方式的内窥镜1的使用时的动作进行说明。

在第一驱动部30正常地进行动作的通常情况下，使用者对操作部40进行操作来驱动第一驱动部30，从而进行弯曲部11的弯曲操作。在本实施方式中，由于在弯曲部11上安装有一对线61、62，因此能够进行向两个方向的弯曲操作。

在通常情况下，第二驱动部50的手柄51与弯曲部11的弯曲动作联动而以轴部51a为中心从动地进行转动。

在第一驱动部30的驱动机构31发生故障、或者不再向驱动机构31提供电力的非常情况下，弯曲部11以成为非常情况之前的形状被固定。当弯曲部11固定之前的形状处于弯曲的状态时，难以将内窥镜1从所插入的套管针等中拔出。

在成为非常情况的情况下，使用者进行规定的非常情况下的操作，截断从第一驱动部30向线61、62的驱动力传递。

使用者去除盖13，将切断部件(传递截断部件)插入到贯通孔12中。

在图3中示出了切断部件70的形状。切断部件70具有能够插入到贯通孔12内的突出部71。在突出部71的前端部形成有能够切断线61、62的刀刃73。使用者将突出部71插入到贯通孔12内并进行按压，从而能够用刀刃73切断线61、62。

当通过切断部件70来切断线61和62时，线61和62中的与第二驱动部50的滑轮52连接的比切断部位靠前端侧的区域成为不受第一驱动部30干涉的状态。因此，使用者通过转动手柄51，能够使滑轮52转动，从而使与弯曲部11连接的线61和62相对于插入部10进退。其结果是，在第一驱动部30中发生故障之后也能够继续进行手术。另外，由于也能够通过操作手柄51来使弯曲部11呈直线状，因此在拔出内窥镜1时也不会给患者带来负担。

如以上说明的那样，根据本实施方式的内窥镜1，由于具有第二驱动部50和切断部件70，因此即使在第一驱动部30中发生故障而难以通过第一驱动部30进行弯曲部11的操作的情况下，也能够用切断部件70切断线61、62，使用第二驱动部50对弯曲部11进行弯曲操作。因此，能够继续进行手术或处置而不必向患者的体内导入其他的医疗用机械手。在使用了第二驱动部50的手术或处置结束之后，使弯曲部11呈直线状，从而能够适当地进行拔出而不会给患者带来负担。

另外，与将离合器等设置于驱动机构的方法不同，在驱动机构中没有问题但在用于减速的齿轮的啮合上发生异常等的情况下，也能够使用第二驱动部50来可靠地对弯曲部11进行弯曲操作。因此，无论在第一驱动部30中发生的故障的种类如何，都能够在非常情况下可靠地进行弯曲部11的手动操作。

在本实施方式中，也可以例如在贯通孔12和突出部71上设置键和键槽等，以使得在插入切断部件70时，刀刃73的朝向能够适当地切断线。

接下来，参照图4至图7对本发明的第二实施方式进行说明。本实施方式与第一实施方式的不同之处在于第二驱动部的结构。另外，在以下的说明中，对于与已经进行了说明的结构共同的结构等标注相同的标号而省略重复的说明。

图4是示出在本实施方式的内窥镜101中设置有第二驱动部150的部位的局部放大图。在设置有第二驱动部150的部位的插入部中设置有一对在非常情况下供手柄51插入的贯通孔151(贯通孔151中的一个未图示)。一对贯通孔151也可以与第一实施方式同样地在通常情况下通过盖等来关闭。

图5是示出收纳在插入部10内的第二驱动部150的图。第二驱动部150具有连接着线61和62的滑轮152。滑轮152具有轴孔153以及两个突起154A和154B。轴孔153形成为包含旋转轴X1并且与旋转轴X1平行地延伸。在突起154A和154B上分别卷绕有线61、62。突起154A和154B的截面形状是与第一实施方式大致相同的大致半圆形，但在旋转轴X1延伸的方向上观察滑轮152时，一部分与轴孔153重叠，重叠的部分具有被挖通的形状。因此，分别卷绕在突起154A和154B上的线61和62的一部分配置为横跨轴孔153。滑轮152与线61、62在线中的位于比横跨轴孔153的部位靠前端侧的位置的部位通过钎焊等来连接。

具有轴孔153的滑轮152无法轴支承在插入部10上。因此，例如通过设置从插入部的内表面突出并且规定了能够收纳突起154A和154B的圆柱状空间的周壁，使突起154A和154B位于圆柱状空间内，从而能够使滑轮152能够绕轴线X1旋转地支承在插入部10上。在滑轮152可旋转地支承在插入部10上的状态下，一对贯通孔151与轴孔153处于同轴或大致同轴的位置关系。

在滑轮152的旋转轴X1方向两侧配置有构成切断部件的第一部件和第二部件。在图6中示出了第一部件171和第二部件172。由第一部件171和第二部件172构成本实施方式的切断部件170。第一部件171配置于设置有突起154A和154B的一侧。在第一部件171中的与滑轮152对置的面上设置有嵌合部173和刃部174。嵌合部173能够嵌合在突起154A和突起154B之间的空间内。刃部174从嵌合部173突出而能够进入到轴孔153内。在第一部件171中，在与设置有嵌合部173的一侧相反的一侧设置有被嵌合部175a，该被嵌合部175a以不使手柄51的轴部51a旋转的方式被嵌合。

第二部件172配置于与配置有第一部件171的一侧相反的一侧。在第二部件172中的与滑轮152对置的面上设置有能够进入到轴孔153内的承受部176。在第二部件172中，在与设置有承受部176的一侧相反的一侧与第一部件171同样地设置有被嵌合部175b。

第一部件171以嵌合部173不进入突起154A和154B之间的空间的状态被收纳在例如上述的圆柱状空间中。第二部件172也可以在相反侧设置同样的圆柱状空间来进行收纳，但由于像后述那样在非常情况下与第一部件171成为一体，因此只要将承受部176保持在能够进入轴孔153内的位置上，就不会特别受具体的指示方式限制。

对像上述那样构成的本实施方式的内窥镜101的使用时的动作进行说明。关于通常情况下的动作，由于除了手柄51未安装在第二驱动部150上这一点之外，与第一实施方式的内窥镜1是相同的，因此对在第一驱动部30中发生故障的非常情况下的动作进行说明。

在第一驱动部30中发生故障的情况下，使用者将手柄51安装到一对贯通孔151中。如图7所示，本实施方式的手柄51被分为第一手柄51A和第二手柄51B这两个部件，它们分别设置有轴部51a。使用者将第一手柄51A的轴部51a插入到贯通孔151的一个中而使其与第一部件171的被嵌合部175a嵌合。接着，使用者将第二手柄51B的轴部51a插入到贯通孔151的另一个中而使其与第二部件172的被嵌合部175b嵌合。

使用者以将第一手柄51A一边朝向滑轮152轻轻按压一边绕轴部51a旋转而使嵌合部173能够进入到突起154A和突起154B之间的方式使滑轮152与第一部件171的相位一致。在滑轮152与第一部件171的相位一致之后，使用者使第二手柄51B绕轴部51a旋转而像图7那样使第一手柄51A和第二手柄51B成为能够一体地连接的位置关系。设置于第一部件171的被嵌合部175a和设置于第二部件172的被嵌合部175b的形状如下设定。即，被嵌合部175a和被嵌合部175b的形状被设定为在嵌合于第一部件171的第一手柄51A和嵌合于第二部件172的第二手柄51B成为能够一体地连接的位置关系时，成为使刃部174能够进入到承受部176内的位置关系。

在第一手柄51A和第二手柄51B处于能够一体地连接的位置关系的状态下，使用者一边支承第二手柄51B一边将第一手柄51A朝向滑轮152用力按压。于是，嵌合部173进入到突起154A和突起154B之间，刃部174进入到轴孔153内，与横跨轴孔153的线61、62接触。伴随着该操作，第二部件的承受部176也进入到轴孔153内。剪切力作用于刃部174与承受部176所夹的线61、62上，从而切断线61、62。当线61、62被切断时，第一手柄51A和第二手柄51B进一步接近，从而能够一体地连接。当一体地连接第一手柄51A和第二手柄51B时，完成了用于非常情况下的操作的手柄51。

在完成手柄51之后，与第一实施方式同样地能够使用手柄51来手动地进行弯曲部11的弯曲操作。第一部件171与滑轮152因嵌合部173嵌合在突起154A和154B之间而无法绕旋转轴X1相对旋转。因此，当使手柄51转动时，第一部件171与滑轮152一体地转动。通过刃部174与承受部176的嵌合以及第一手柄51A与第二手柄51B的连接，第二部件172也与滑轮152一起转动。

如以上说明的那样，根据本实施方式的内窥镜101，与第一实施方式的内窥镜1相同，在第一驱动部30中发生故障而难以通过第一驱动部30对弯曲部11进行操作的情况下，也能够用切断部件170切断线61、62，从而使用第二驱动部150对弯曲部11进行弯曲操作。

另外，由于切断部件170由能够嵌合手柄51的第一部件171和第二部件172构成，因此使用者能够通过安装在非常情况下使用的手柄51这样自然的操作来进行线61、62的切断。因此，降低了非常情况下的操作的繁杂度。并且，由于手柄51仅在非常情况下安装，因此在通常情况下不会从动地进行转动，从而在这一点上也不容易让使用者感到麻烦。

并且，被切断的线61、62的部位配置为横跨形成于滑轮152上的轴孔153。因此，通过将切断部件170的刃部174和承受部176插入到轴孔153中，线被切断并且第一部件171和第二部件172被安装成与滑轮152同轴。因此，当在线61、62切断之后操作安装于切断部件170上的手柄51时，手柄51的转动经由切断部件170适当地传递给滑轮152，因此能够顺畅地进行向非常情况下的手动操作的切换。

此外，在嵌合于第一部件171和第二部件172的第一手柄51A和第二手柄51B处于能够一体地连接的位置关系时，刃部174与承受部176被设定成为优选的位置关系。因此，使用者通过在使嵌合部173嵌合在突起154A和154B之间的状态下调节第一手柄51A和第二手柄51B的位置，能够无意地将第一部件171和第二部件172定位成能够进行线切断的位置关系。

在上述说明中，第一部件171的嵌合部173配置为在通常情况下不进入突起154A与154B之间，但也可以事先使嵌合部173以使刃部174不与线接触的程度稍微进入到突起154A与154B之间。这样的话，不需要嵌合部173的位置对准，从而非常情况下的操作更加简便。

另外，如果不介意通常情况下的麻烦，则可以预先将手柄与第一部件和第二部件嵌合，从而在通常情况下从动地进行转动。

接下来，参照图8和图9对本发明的第三实施方式进行说明。本实施方式与上述各实施方式的不同之处在于在非常情况下不切断线。

图8是本实施方式的内窥镜201的插入部202的局部剖视图。图8所示的部分是第一驱动部30与第二驱动部50(都未图示)之间的一部分。在第一驱动部30与第二驱动部50之间可旋转地安装有一对惰轮(传递截断部件)203和204。线61和62通过惰轮203和204以及四个固定滑轮205，以在惰轮203、204的位置上相互接近的方式被张紧，从而与平行地延伸的状态相比，路径被延长。四个固定滑轮205配置为夹着惰轮203、204。延长的路径的长度比内窥镜201中的线61、62的进退行程长，例如确保为20mm以上。

在内窥镜201中，在通常使用时，在通过惰轮203和204来延长路径的状态下，线61、62由第一驱动部30驱动而进退。在第一驱动部30中发生故障时，代替切断线61、62的操作，使用者使惰轮203和204以彼此分离的方式移动。使惰轮移动的机构没有特别限制，例如拉动与惰轮203的轴203a和惰轮204的轴204a连接的杆等而适当构成即可。

如图9所示，当移动惰轮203和204时，线61和62松弛，成为未支承在惰轮203和204上的状态。其结果是，线61和62在比第二驱动部50靠基端侧的位置松弛，截断从第一驱动部30向线61、62的动力传递。

与第一实施方式同样地，使用者通过使用手柄51来对第二驱动部50进行操作输入，能够进行弯曲部11的弯曲操作。伴随着第二驱动部50的操作，虽然第一驱动部30与第二驱动部50之间的线61、62被推拉，但通过惰轮203、204的移动，使线61、62产生了行程以上的松弛，因此不会因第二驱动部50的操作发生绷紧等而妨碍操作。

像以上说明的那样，根据本实施方式的内窥镜201，与第一实施方式的内窥镜1同样地，在第一驱动部30中发生故障而难以通过第一驱动部30对弯曲部11进行操作的情况下，也能够使用第二驱动部50对弯曲部11进行弯曲操作。

另外，由于不切断线61、62，因此在手术结束后，通过线的重新张紧等，容易成为能够再次使用的状态。因此，本实施方式的结构在使用后进行灭菌等而重复使用医疗用机械手时优选。

在本实施方式中，对使用惰轮203、204来延长线61、62的路径长度的例子进行了说明，但也可以取而代之，通过插入到插入部的销等来延长线的路径长度。在这种情况下，仅通过在非常情况下拔出销就能够使线松弛，从而能够使构造简单。在使用销等的情况下，也可以通过在外周面上实施涂覆等来降低线的摩擦阻力。

以上，对本发明的各实施方式进行了说明，但本发明的技术范围并不限定于上述的实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内可以改变构成要素的组合，或对各结构要素施加各种变更，或删除。

例如，作为本发明的医疗用机械手的内窥镜不限定为其插入部是硬性的。因此，只要在通常情况下通过电动机等驱动机构来进行弯曲部的驱动，也可以是具备具有挠性的插入部的柔性的内窥镜。

另外，在上述说明中，对具有一对线而向两个方向弯曲的弯曲部的例子进行了说明，但也可以将弯曲部构成为设置有两对线而能够向四个方向弯曲。

并且，本发明的医疗用机械手所具有的前端执行器也不限定于上述的观察部。例如也可以是通过通电来使用的高频刀等或不通电而使用的把持钳子等用于处置的各种结构。

以上，对本发明的优选的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于这些实施方式及其变形例。在不脱离本发明的主旨的范围内可以进行结构的附加、省略、置换以及其他变更。本发明不受上述的说明限定，仅受附加的权利要求限定。

产业上的可利用性

根据上述各实施方式，能够提供一种医疗用机械手，该医疗用机械手即使在驱动系统中发生故障的情况下，也能够使弯曲机构进行动作，在拔出时也不会增加负担。

标号说明

1、101、201：内窥镜(医疗用机械手)；10、202：插入部；11：弯曲部；20：观察部(前端执行器)；30：第一驱动部；50、150：第二驱动部；51：手柄；70、170：切断部件(传递截断部件)；152：滑轮；153：轴孔；174：刃部；203、204：惰轮(传递截断部件)。

Claims (3)

1.一种医疗用机械手，其具有：

插入部，其在前端侧具有可弯曲操作的弯曲部；

前端执行器，其设置于所述插入部的前端部；

第一驱动部，其设置于所述插入部的基端部；

具有挠性的动力传递部件，其连接所述第一驱动部和所述弯曲部；

第二驱动部，其设置于所述第一驱动部与所述弯曲部之间，以能够传递驱动力的方式与所述动力传递部件连接；以及

传递截断部件，其设置为能够作用于所述动力传递部件中的位于所述第一驱动部与所述第二驱动部之间的部位，截断基于所述动力传递部件的从所述第一驱动部向所述第二驱动部的动力传递，

所述传递截断部件是切断所述动力传递部件的位于所述第一驱动部与所述第二驱动部之间的部位的切断部件，

所述第二驱动部具有形成有轴孔的滑轮，

所述动力传递部件的比与所述滑轮连接的部位靠所述第一驱动部一侧的部位被配置为横跨所述轴孔，

所述切断部件具有能够进入所述轴孔的刃部。

2.根据权利要求1所述的医疗用机械手，其中，

该医疗用机械手还具有安装于所述切断部件的手柄部。

3.一种医疗用机械手，其具有：

插入部，其在前端侧具有可弯曲操作的弯曲部；

前端执行器，其设置于所述插入部的前端部；

第一驱动部，其设置于所述插入部的基端部；

具有挠性的动力传递部件，其连接所述第一驱动部和所述弯曲部；

第二驱动部，其设置于所述第一驱动部与所述弯曲部之间，以能够传递驱动力的方式与所述动力传递部件连接；以及

传递截断部件，其设置为能够作用于所述动力传递部件中的位于所述第一驱动部与所述第二驱动部之间的部位，截断基于所述动力传递部件的从所述第一驱动部向所述第二驱动部的动力传递，

所述传递截断部件通过移动来使所述第一驱动部与所述第二驱动部之间的所述动力传递部件松弛。