JP2009268889A - 医療用システム - Google Patents

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Abstract

【課題】手術装置の先端部の作動部を確実に移動させることが可能な医療用システムを提供する。
【解決手段】医療用システムは、基端開口部34を有する挿入装置16と、基端部に設けられている連結部37、及び、作動部22d,36と連結部37との間で延び駆動力を伝達する伝達部23d、を有する手術装置35a;35bと、連結受部を有する駆動装置54と、連結受部に連結された連結部37と基端開口部34との間に配置され、伝達部23dを支持して伝達部23dを連結受部に連結された連結部37と基端開口部34との間でガイドし、伝達部23dよりも硬いガイド部材を有するガイド機構77と、を具備することを特徴とする。
【選択図】図1

Description

本発明は、体腔内に挿入される挿入装置のチャンネルを介して手術装置を体腔内に挿入し、手術装置の基端部に駆動力を付与し、伝達部を介して駆動力を先端部の作動部に伝達して、作動部を移動させる医療用システムに関する。
特許文献1には、医療用システムが開示されている。この医療用システムでは、内視鏡を体腔内に挿入し、鉗子を内視鏡の鉗子口から処置具チャンネルを介して体腔内に挿入して、鉗子を用いて手術を行う。鉗子では、生体組織を把持する把持部、長尺で可撓性を有する可撓管部が先端側から基端側へと連設されている。内視鏡の鉗子口から延出されている可撓管部の基端部を手動により進退、回転させることにより、処置具チャンネルに挿通されている可撓管部を介して、把持部を進退、回転させることが可能である。
米国特許出願公開第2005/70757号明細書
特許文献1に開示されているような医療用システムでは、可撓管部の基端部を手動ではなく駆動装置によって駆動させる場合には、駆動装置と鉗子口との間で可撓管部が浮動状態となり、可撓管部の基端部に付与された駆動力が先端部の把持部に確実に伝達されず、把持部を確実に移動させることが困難となる。
本発明は、上記課題に着目してなされたもので、その目的とするところは、手術装置の先端部の作動部を確実に移動させることが可能な医療用システムを提供することである。
本発明の第1実施態様では、医療用システムは、体腔内に挿入される挿入装置であって、前記挿入装置の先端部と基端部との間で延びているチャンネル、及び、前記チャンネルの基端部に接続されている基端開口部、を有する挿入装置と、前記基端開口部から前記チャンネルに挿入され、前記チャンネルに挿通される手術装置であって、前記手術装置の先端部に設けられている作動部、前記手術装置の基端部に設けられている連結部、及び、前記作動部と前記連結部との間で延び前記連結部に付与された駆動力を前記作動部へと伝達する伝達部、を有する手術装置と、前記連結部が連結される連結受部、及び、前記連結受部に連結されている前記連結部を駆動させる駆動機構、を有する駆動装置と、前記連結受部に連結された前記連結部と前記基端開口部との間に配置され、前記伝達部を支持して前記伝達部を前記連結受部に連結された前記連結部と前記基端開口部との間でガイドし、前記伝達部よりも硬いガイド部材を有するガイド機構と、を具備することを特徴とする。
本発明の第2実施態様では、医療用システムは、前記連結部は、前記連結受部に対して着脱自在であり、前記ガイド機構は、前記ガイド部材を前記ガイド部材の少なくとも一部分が前記連結受部に連結されている前記連結部と前記基端開口部との間から退避されている退避位置に移動可能に支持する退避支持機構を有する、ことを特徴とする。
本発明の第3実施態様では、医療用システムは、前記ガイド部材は、前記ガイド部材に対して前記伝達部を前記ガイド部材による前記伝達部のガイド方向に交差する方向に着脱可能とする着脱部を有する、ことを特徴とする。
本発明の第4実施態様では、医療用システムは、前記ガイド部材は、前記退避位置への前記ガイド部材の移動について、前記連結受部に連結されている前記連結部と前記基端開口部との間で延びている前記伝達部及び前記基端開口部の少なくとも一方に前記ガイド部材が干渉しないように前記伝達部及び前記基端開口部の少なくとも一方を逃がす退避逃部を有する、ことを特徴とする。
本発明の第5実施態様では、医療用システムは、前記ガイド機構は、前記退避逃部を前記ガイド部材の外側から覆う脱落防止部材を有する、ことを特徴とする。
本発明の第6実施態様では、医療用システムは、前記ガイド機構は、前記ガイド部材を前記連結部の駆動方向に移動可能に支持する追従支持機構と、前記ガイド部材を前記連結部の駆動方向に前記連結受部側へと付勢している付勢機構と、を有し、前記ガイド部材は、前記連結受部側の端部に設けられている当接部を有し、前記連結部は、前記伝達部の基端部に配置され前記当接部が当接される当接受部を有する、ことを特徴とする。
本発明の第7実施態様では、医療用システムは、前記ガイド部材は、前記連結部の駆動方向への前記ガイド部材の移動について、前記連結受部に連結されている前記連結部と前記基端開口部との間で延びている前記伝達部及び前記基端開口部の少なくとも一方に前記ガイド部材が干渉しないように前記伝達部及び前記基端開口部の少なくとも一方を逃がす追従逃部を有する、ことを特徴とする。
本発明の第8実施態様では、医療用システムは、前記ガイド機構は、前記追従逃部を前記ガイド部材の外側から覆う脱落防止部材を有する、ことを特徴とする。
本発明の第9実施態様では、医療用システムは、前記ガイド機構は、前記ガイド部材を前記連結部の駆動方向に移動可能に支持し前記ガイド部材を前記ガイド部材の少なくとも一部分が前記連結受部に連結されている前記連結部と前記基端開口部との間から前記連結部の駆動方向に退避されている退避位置に配置可能な支持機構と、前記ガイド部材を前記連結部の駆動方向に前記連結受部側へと付勢している付勢機構と、前記ガイド部材を前記退避位置で係止可能な係止機構と、を有し、前記ガイド部材は、前記連結受部側の端部に設けられている当接部を有し、前記連結部は、前記連結受部に対して着脱自在であり、前記伝達部の基端部に配置され前記当接部が当接される当接受部を有する、ことを特徴とする。
本発明の第10実施態様では、医療用システムは、前記手術装置は、前記作動部に設けられている作動機構と、前記連結部に設けられている連結機構と、前記伝達部に挿通され前記作動機構と前記連結機構との間で延び前記連結機構に付与された駆動力を前記作動機構へと伝達して前記作動機構を作動させる伝達部材と、を有し、前記駆動装置は、前記連結機構を駆動する駆動連結機構を有する、ことを特徴とする。
本発明の第1実施態様では、伝達部よりも硬いガイド部材によって、連結受部に連結された連結部と基端開口部との間で伝達部が支持されガイドされるため、駆動機構によって連結部に付与された駆動力が伝達部によって作動部に確実に伝達されるようになっており、作動部を確実に移動させることが可能となっている。
本発明の第2実施態様では、連結受部に連結されている連結部と基端開口部との間からガイド部材の少なくとも一部分を退避させることにより、連結部を連結受部に着脱するためのスペースを確保することができ、連結受部に対する連結部の着脱操作を容易に行うことが可能となっている。
本発明の第3実施態様では、ガイド部材の着脱部を介して、ガイド部材に対して伝達部をガイド部材のガイド方向と交差する方向に着脱することができ、ガイド部材に対する伝達部の着脱操作を容易に行うことが可能となっている。
本発明の第4実施態様では、ガイド部材の移動において、伝達部、基端開口部とガイド部材とが互いに干渉されることがない。
本発明の第5実施態様では、脱落防止部材によって、退避逃部からの伝達部の脱落を防止している。
本発明の第6実施態様では、ガイド部材の当接部が連結部の当接受部に当接された状態で、ガイド部材が連結部の移動に追従して移動されるようになっているため、ガイド部材の連結部側の端部と連結部との間にガイド部材によって伝達部が支持されないスペースが形成されることがなく、伝達部によって駆動力をより確実に伝達することが可能となっている。
本発明の第7実施態様では、連結部の駆動方向へのガイド部材の移動において、伝達部、基端開口部とガイド部材とが互いに干渉されることがない。
本発明の第8実施態様では、脱落防止部材によって、追従逃部からの伝達部の脱落を防止している。
本発明の第9実施態様では、ガイド部材の当接部が連結部の当接受部に当接された状態で、ガイド部材が連結部の移動に追従して移動されるようになっているため、ガイド部材の連結部側の端部と連結部との間にガイド部材によって伝達部が支持されないスペースが形成されることがなく、連結部に付与された駆動力を伝達部によってより確実に伝達することが可能となっている。また、連結受部と基端開口部との間からガイド部材の少なくとも一部分を連結部の駆動方向に移動させ、ガイド部材を退避位置に配置して係止することにより、操作者がガイド部材を付勢機構の付勢力に抗して保持することなく、連結部を連結受部に着脱するためのスペースが確保され、連結受部に対する連結部の着脱操作を容易に行うことが可能となっている。
本発明の第10実施態様では、伝達部よりも硬いガイド部材によって、連結受部に連結された連結部と基端開口部との間で伝達部を支持しガイドしているため、連結駆動機構に付与された駆動力を伝達部に挿通されている伝達部材によって作動機構に確実に伝達することができ、作動機構を確実に作動させることが可能となっている。
以下、本発明の各実施形態を図面を参照して説明する。
図1乃至図7は、本発明の第1実施形態を示す。
図1及び図2を参照し、医療用システムの概略構成について説明する。
挿入装置としての内視鏡16について、内視鏡16の基端部は、トロリー17に配設されている内視鏡支持アーム18によって支持されている。内視鏡16は、体腔内に挿入される長尺な挿入部19を有する。挿入部19では、先端硬性部21、湾曲作動される内視鏡湾曲部22c、長尺で可撓性を有する内視鏡可撓管部23cが先端側から基端側へと連設されている。挿入部19の基端部には、操作者に操作される操作部24が連結されている。操作部24には、内視鏡湾曲部22cを湾曲作動するための湾曲操作ノブ26等が配設されている。操作部24からユニバーサルケーブル27が延出されている。ユニバーサルケーブル27は、トロリー17に搭載されているビデオプロセッサ28及び光源装置29に接続されている。光源装置29で生成された照明光は、内視鏡16に挿通されているライトガイドを介して先端硬性部21の照明光学系に供給され、観察対象に照射される。先端硬性部21の撮像ユニットによって観察像が撮像されて画像信号が生成され、画像信号は内視鏡16を挿通されている撮像ケーブルを介してビデオプロセッサ28に出力される。ビデオプロセッサ28は観察画像をモニター31に表示する。また、挿入部19には、第1及び第2のチャンネル32が延設されている。第1及び第2のチャンネル32の先端部は、先端硬性部21で開口して、第1及び第2の突出口33を形成している。第1及び第2のチャンネル32の基端部は、操作部24に突設されている基端開口部としての第1及び第2の挿入口金34に接続されている。
手術装置としての鉗子マニピュレータ35a、処置具マニピュレータ35bについて、鉗子マニピュレータ35aでは、開閉作動される把持部36、湾曲作動される湾曲部22d、長尺で可撓性を有する可撓管部23d、連結ユニット37が先端側から基端側へと連設されている。連結部としての連結ユニット37を鉗子マニピュレータ35aの長手軸方向に進退駆動し、長手軸を中心として回転駆動することにより、伝達部としての可撓管部23dによって駆動力が伝達され、作動部としての湾曲部22d、把持部36が進退、回転される。また、把持部36、及び、湾曲部22dの各関節部30を作動させるための各一対の操作ワイヤ47が湾曲部22d、可撓管部23dに挿通されて、連結ユニット37へと導入されている。各一対の操作ワイヤ47の基端部は連続し環状をなしており、連結ユニット37に配設されている各プーリ48に巻回されている。連結機構としてのプーリ48を回転駆動することにより、伝達部材としての一対の操作ワイヤ47の一方及び他方の操作ワイヤ47が前進、後退されて、作動機構としての把持部36及び湾曲部22dの各関節部30が作動される。
また、処置具マニピュレータ35bは、鉗子マニピュレータ35aと略同様な構成を有する。即ち、処置具マニピュレータ35bでは、高周波電流を通電される電極部49、作動部としての湾曲部22d、可撓管部23d、連結ユニット37が先端側から基端側へと連設されており、処置具マニピュレータ35bには、操作ワイヤ47、プーリ48が配設されている。電極部49に高周波電流を通電するための電極ワイヤが、電極部49から延出され、湾曲部22d、可撓管部23dに挿通されて、連結ユニット37へと導入されている。電極ワイヤの基端部は、連結ユニット37に突設されている電気接続部50の内端部に接続されている。電気接続部50は、電気ケーブル51を介して、トロリー17に搭載されている高周波出力装置52に接続されている。高周波出力装置52から、電気ケーブル51、電気接続部50、電極ワイヤを介して、電極部49に高周波電流が通電される。高周波出力装置52は、トロリー17に搭載されている制御装置53に接続されている。
駆動装置としての第1及び第2の駆動ユニット54について、各駆動ユニット54は、トロリー17に配設されている駆動ユニット支持アーム55によって支持されている。第1及び第2の駆動ユニット54には、夫々、内視鏡16の第1及び第2のチャンネル32に挿通されているマニピュレータ35a,35bの連結ユニット37が着脱自在に連結される。駆動ユニット54は、連結ユニット37の全体をマニピュレータ35a,35bの長手軸方向に進退駆動し、長手軸を中心として回転駆動すると共に、連結ユニット37の各プーリ48を回転駆動する。第1及び第2の駆動ユニット54は、トロリー17に搭載されている制御装置53に接続されている。
制御装置53では、各駆動ユニット54に連結されているマニピュレータ35a,35bの種類を入力可能である。本実施形態では、各駆動ユニット54に連結されているマニピュレータが鉗子マニピュレータ35aと処置具マニピュレータ35bとのいずれであるかを入力可能である。
制御装置53には、操作装置56が接続されている。操作装置56には、第1及び第2のマスターアーム46が配設されている。第1及び第2のマスターアーム46では、夫々、開閉自在な第1及び第2の開閉部57が第1及び第2のアーム部59によって移動自在に支持されている。制御装置53は、第1の駆動ユニット54に連結されているのが鉗子マニピュレータ35aであると入力されている場合には、第1の開閉部57への移動操作、開閉操作に応じて、第1の駆動ユニット54を制御して、鉗子マニピュレータ35aの把持部36を移動させ、開閉させる。一方、制御装置53は、第1の駆動ユニット54に連結されているのが処置具マニピュレータ35bであると入力されている場合には、第1の開閉部57への移動操作に応じて、第1の駆動ユニット54を制御して、処置具マニピュレータ35bの電極部49を移動させると共に、第1の開閉部57の開閉操作に応じて、高周波出力装置52を制御して、電極部49に高周波電流を通電し、電極部49への通電を停止する。同様に、制御装置53は、第2の開閉部57への操作に基づいて、第2の駆動ユニット54に連結されているマニピュレータ35a,35bを作動させる。
図2乃至図4Bを参照して、駆動ユニット54について詳細に説明する。
マニピュレータ35a,35bの連結ユニット37は、マニピュレータ35a,35bの長手軸方向に延びている扁平な直方体形状をなしている。また、連結ユニット37に配設されているプーリ48の回転軸は、連結ユニット37に直交して延びている。
駆動ユニット54では、台座58に進退ハウジング60が載設されている。台座58と進退ハウジング60との間にはボールねじ等の駆動機構としての進退駆動ユニット61が介設されており、台座58に対して進退ハウジング60は駆動ユニット54の中心軸O方向に進退自在である。進退ハウジング60には回転ハウジング62が収容されている。進退ハウジング60と回転ハウジング62との間には駆動機構としての回転駆動ユニット63が介設されており、回転ハウジング62は進退ハウジング60に対して駆動ユニット54の中心軸Oを中心として回転自在である。即ち、進退ハウジング60の内面には回転用モータ38が固定されている。回転用モータ38の出力軸部は駆動ユニット54の中心軸O方向に平行に延びており、出力軸部には第1の回転用平歯車39が連結されている。回転ハウジング62の外周部には、第2の回転用平歯車41が全周にわたって延設されている。第1及び第2の回転用平歯車39,41は互いに噛合されており、回転用モータ38の回転駆動力は第1及び第2の回転用平歯車39,41を介して回転ハウジング62に伝達される。回転ハウジング62の前進側の端部には挿抜孔64が形成されており、回転ハウジング62内には連結受部としての連結ユニット受部67が配設されている。マニピュレータ35a,35bの連結ユニット37は駆動ユニット54の中心軸O方向に挿抜孔64を介して連結ユニット受部67に挿抜自在であり、連結ユニット受部67に挿入された連結ユニット37の長手軸は駆動ユニット54の中心軸Oと一致する。また、回転ハウジング62の外面では、係合ユニット68が挿抜孔64の近傍に配設されている。係合ユニット68では、係合部材69が駆動ユニット54の径方向に摺動自在に支持され、径方向内向きに付勢されている。係合部材69には、係合部材69を操作するための操作部材70が連結されている。一方、マニピュレータ35a,35bの連結ユニット37の先端部には、係合凹部71が形成されている。連結ユニット受部67に連結ユニット37が挿入される場合には、係合部材69が係合凹部71に係合され、回転ハウジング62と連結ユニット37とが互いに係合される。また、連結ユニット受部67から連結ユニット37を抜去する場合には、操作部材70によって係合部材69を操作して係合凹部71との係合を解除し、回転ハウジング62と連結ユニット37との係合を解除する。
回転ハウジング62内には、連結ユニット受部67に挿入された連結ユニット37のプーリ48を駆動するための駆動連結機構としてのプーリ駆動ユニット72が配設されている。即ち、回転ハウジング62内の後退側にはモータベース73が配設されており、モータベース73は、回転ハウジング62に対して所定の範囲内で駆動ユニット54の中心軸O方向に平行に進退自在である。モータベース73の前進側には作動用モータ74が配設されている。作動用モータ74の出力軸部は駆動ユニット54の中心軸Oに平行に後退側へと延びており、出力軸部の端部には第1の傘歯車76aが連結されている。モータベース73の後退側には回転軸部78が突設されている。回転軸部78は、連結ユニット受部67に挿入された連結ユニット37に直交するように延び、自身の中心軸を中心として回転自在である。回転軸部78の中間部には第1の傘歯車76aと噛合する第2の傘歯車76bが連結されており、回転軸部78の末端部には作動用平歯車79が連結されている。作動用平歯車79は連結ユニット受部67に挿入された連結ユニット37のプーリ48に噛合される。プーリ駆動ユニット72は、引張ばね75によって前進側へと常時付勢されている。即ち、プーリ駆動ユニット72は連結ユニット37の挿入方向とは逆向きに付勢されており、連結ユニット37を連結ユニット受部67に挿入するだけで、連結ユニット37のプーリ48とプーリ駆動ユニット72の作動用平歯車79とを確実に噛合させることが可能である。作動用モータ74の回転駆動力は、第1の傘歯車76a、第2の傘歯車76b、作動用平歯車79を介して、プーリ48に伝達される。
図5A乃至図7を参照して、ガイド機構77について詳細に説明する。
駆動ユニット54は、駆動ユニット54の中心軸Oが内視鏡16の長手軸に平行となるように配置されている。内視鏡16の長手軸に対して、第1の駆動ユニット54は第1の挿入口金34と同じ側に、第2の駆動ユニット54は第2の挿入口金34と同じ側に、互いに並列して配置されている。第1及び第2の挿入口金34と第1及び第2の駆動ユニット54との間に、夫々、第1及び第2のガイド機構77が互いに並列して配設されている。
ガイド機構77では、内視鏡16の操作部24の側面に、退避支持機構としての支持腕部80が枢着されている。支持腕部80の末端部は、内視鏡16の長手軸に平行な回動軸Pを中心として回動自在である。支持腕部80の末端部には、支持孔81が内視鏡16の長手軸方向に平行に延設されている。支持孔81には、ガイド部材としての円管状のガイドパイプ82が挿通されており、ガイドパイプ82は、支持腕部80に固定され、内視鏡16の長手軸方向に平行に配置されている。ガイドパイプ82は、マニピュレータ35a,35bの可撓管部23dを形成する可撓管の材料よりも硬性の材料によって形成されている。即ち、マニピュレータ35a,35bの可撓管が例えばフッ素樹脂により形成されるのに対して、ガイドパイプ82は、例えば、金属、好ましくは、ステンレス、真鍮、あるいは、樹脂、好ましくは、ポリエーテル・エーテル・ケトン樹脂、ポリカーボネイト、ポリプロピレン、これらの混合物により形成される。ガイドパイプ82は、支持腕部80によってガイド位置(図5A参照)と退避位置(図5B参照)との間で回動自在である。ガイド位置では、ガイドパイプ82の中心軸は駆動ユニット54の中心軸Oと一致する。退避位置では、ガイドパイプ82は、支持腕部80の回動軸を中心としてガイド位置に対して対称に配置される。また、ガイドパイプ82には、切欠溝状の着脱部としての着脱溝84がガイドパイプ82の長手軸方向に全長にわたって延設されている。支持腕部80にも、ガイドパイプ82の着脱溝84に対面する位置に、切欠溝が形成されている。着脱溝84の幅は、マニピュレータ35a,35bの可撓管部23dの外径よりも僅かに小さくなっている。ガイドパイプ82の先端部と挿入口金34の突出端部との間には、ポリテトロフルオロエチレン等により形成されている軟性のガイドチューブ85が装着されている。
次に、本実施形態の医療用システムの使用方法について説明する。
医療用システムを使用する際には、内視鏡16の挿入部19を体腔内に挿入する。ガイド機構77では、ガイドパイプ82を退避位置に配置し、ガイドチューブ85の一端部を内視鏡16の挿入口金34に接続しておく。駆動ユニット54の連結ユニット受部67にマニピュレータ35a,35bの連結ユニット37を挿入し、回転ハウジング62と連結ユニット37とを係合させて、駆動ユニット54にマニピュレータ35a,35bを連結する。マニピュレータ35a,35bの先端側をガイドチューブ85を介して対応する挿入口金34に挿入し、チャンネル32に挿通して、内視鏡16の先端硬性部21の突出口33から突出させる。続いて、ガイドパイプ82を退避位置からガイド位置に移動させると共に、ガイドパイプ82の着脱溝84を介して、マニピュレータ35a,35bの可撓管部23dをガイドパイプ82内に装着し、ガイドチューブ85の他端部をガイドパイプ82の先端部に接続する。また、適宜、第1及び第2の駆動ユニット54に連結されているマニピュレータが鉗子マニピュレータ35aと処置具マニピュレータ35bとのいずれであるかを制御装置53に入力する。
続いて、モニター31に表示されている内視鏡16の観察画像を観察しつつ、操作装置56の第1及び第2のマスターアーム46の第1及び第2の開閉部57を操作して、鉗子マニピュレータ35aの把持部36を移動及び開閉させて、生体組織を把持して支持しつつ、処置具マニピュレータ35bの電極部49に高周波電流を通電して、電極部49を移動させて生体組織に当接させ、生体組織に切開処置を行う。この際、駆動ユニット54によってマニピュレータ35a,35bの連結ユニット37が進退駆動、回転駆動され、連結ユニット37に付与された進退駆動力、回転駆動力が可撓管部23dによって湾曲部22d及び把持部36あるいは電極部49へと伝達され、湾曲部22d及び把持部36あるいは電極部49が進退作動、回転作動される。また、駆動ユニット54のプーリ駆動ユニット72によってプーリ48が回転駆動され、一対の操作ワイヤ47の一方及び他方の操作ワイヤ47が前進、後退されて、把持部36及び湾曲部22dの各関節部30が作動される。ここで、連結ユニット受部67に連結されている連結ユニット37とガイドチューブ85との間では、硬性のガイドパイプ82によって可撓管部23dが支持されガイドされているため、可撓管部23dによって進退駆動力、回転駆動力を確実に伝達することが可能となっている。また、可撓管部23dに挿通されている一対の操作ワイヤ47によって、駆動力を確実に伝達することが可能となっている。
マニピュレータ35a,35bを取り外す際には、支持腕部80を回動させて、ガイドパイプ82を退避位置へと移動させる。マニピュレータ35a,35bの可撓管部23dをガイドパイプ82の着脱溝84を介してガイドパイプ82から取り外しつつ、ガイドパイプ82の先端部からガイドチューブ85の他端部を取り外す。そして、マニピュレータ35a,35bの先端側を内視鏡16及びガイドチューブ85から抜去する。続いて、連結ユニット37と回転ハウジング62との係止を解除し、連結ユニット37を連結ユニット受部67から抜去して、マニピュレータ35a,35bを駆動ユニット54から分離する。
従って、本実施形態の医療用システムは次の効果を奏する。
本実施形態の医療用システムでは、連結ユニット受部67に連結された連結ユニット37と挿入口金34との間では、可撓管部23dよりも硬いガイドパイプ82によって可撓管部23dを支持しガイドしている。このため、駆動ユニット54によって連結ユニット37に付与された進退駆動力、回転駆動力を可撓管部23dによって湾曲部22d及び把持部36あるいは電極部49に確実に伝達することができ、湾曲部22d及び把持部36あるいは電極部49を確実に進退、回転させることが可能となっている。また、プーリ48に付与された駆動力を可撓管部23dに挿通されている操作ワイヤ47によって湾曲部22d及び把持部36に確実に伝達することができ、湾曲部22d及び把持部36を確実に作動させることが可能となっている。
さらに、連結ユニット受部67に連結された連結ユニット37と挿入口金34との間からガイド機構77全体を退避させることができるため、連結ユニット37を連結ユニット受部67に着脱するためのスペースを充分に確保することができ、連結ユニット受部67に対する連結ユニット37の着脱操作を容易に行うことが可能となっている。また、ガイドパイプ82の着脱溝84を介して、ガイドパイプ82に対して可撓管部23dをガイドパイプ82の径方向に着脱することができ、ガイドパイプ82に対する可撓管部23dの着脱操作を容易に行うことが可能となっている。
図8A乃至図9は、本発明の第2実施形態を示す。
本実施形態のガイド機構77では、内視鏡16の操作部24に、追従支持機構及び退避支持機構としての支持腕部80が固定されている。支持腕部80には挿通口金86が埋設されている。挿通口金86の内端部は支持腕部80の支持孔81内に突出しており、挿通口金86の外端部は支持腕部80から突出し、内視鏡16の挿入口金34に対面して配置されている。挿通口金86と挿入口金34との間には、ガイドチューブ85が装着される。挿入口金34、ガイドチューブ85及び挿通口金86によって、基端開口部が形成されている。支持腕部80の支持孔81には、ガイドパイプ82が内視鏡16の長手軸方向に進退自在に挿通されている。ガイドパイプ82では、内視鏡16側に、切欠溝状の追従逃部及び退避逃部としての逃溝87がガイドパイプ82の軸方向に全長にわたって延設されている。挿通口金86の内端部はガイドパイプ82の逃溝87に挿入されており、ガイドパイプ82の進退においてガイドパイプ82と挿通口金86とが互いに干渉しないようになっている。
ガイドパイプ82の先端部及び基端部には、夫々、円筒状の先端ストッパ90a、当接部としての基端ストッパ90bが外挿固定されている。支持腕部80とガイドパイプ82の基端ストッパ90bとの間には、付勢機構及び脱落防止部材としてのコイルばね89が圧縮配設されており、コイルばね89はガイドパイプ82に外挿されている。ガイドパイプ82は、コイルばね89により、支持腕部80に対して基端側へと付勢されている。ガイドパイプ82の先端ストッパ90aが支持腕部80に当接されることにより、ガイドパイプ82の基端側への移動が規制される。一方、マニピュレータ35a,35bの連結ユニット37の先端部では、円筒状の当接受部としてのストッパ受部91が可撓管部23dに共軸に外挿固定されている。ガイドパイプ82の基端ストッパ90bは連結ユニット37のストッパ受部91に当接される。
また、ガイド機構77には、ガイドパイプ82を最先端の退避位置で係止する係止ユニット97が配設されている。即ち、ガイドパイプ82には、軸方向について所定の位置に、係止孔92が径方向に貫通形成されている。支持腕部80の外面部には支持孔81に沿って収容溝93が延設されており、収容溝93の底部と支持孔81との間には挿通孔94が貫通形成されている。挿通孔94には係止部材95が配置されており、係止部材95は板ばね96によって挿通孔94の径方向内向きに付勢されている。ガイドパイプ82が退避位置にない場合には、係止部材95はガイドパイプ82の外周面に当接されており、ガイドパイプ82が退避位置に配置された場合には、支持腕部80の挿通孔94にガイドパイプ82の係止孔92が整列され、係止部材95がガイドパイプ82の係止孔92に係止される。
次に、本実施形態の医療用システムの使用方法について説明する。
医療用システムを使用する際には、図8Cに示されるように、ガイド機構77において、ガイドパイプ82をコイルばね89の付勢力に抗して先端側へと退避位置まで移動し、ガイドパイプ82の係止孔92に支持腕部80の係止部材95を係止させて、ガイドパイプ82を支持腕部80に係止する。続いて、駆動ユニット54にマニピュレータ35a,35bを連結し、マニピュレータ35a,35bの先端側をガイドパイプ82の基端部に挿入し、ガイドパイプ82、挿通口金86、ガイドチューブ85に挿通して、内視鏡16の挿入口金34に挿入し、チャンネル32に挿通して、先端硬性部21の突出口33から突出させる。続いて、ガイドパイプ82を基端側へと移動して、係止孔92から係止部材95を押し出し、ガイドパイプ82と支持腕部80との係止を解除する。この結果、図8Aに示されるように、コイルばね89の付勢力によりガイドパイプ82が基端側へと移動され、ガイドパイプ82の基端ストッパ90bがマニピュレータ35a,35bの連結ユニット37のストッパ受部91に当接される。
第1実施形態と同様に、操作装置56を操作してマニピュレータ35a,35bを作動させる。ここで、図8Bに示されるように、連結ユニット37が前進される場合には、連結ユニット37のストッパ受部91によってガイドパイプ82の基端ストッパ90bがコイルばね89の付勢力に抗して先端側へと移動され、ガイドパイプ82が先端側へと移動される。一方、連結ユニット37が後退される場合には、コイルばね89の付勢力により、ガイドパイプ82の基端ストッパ90bが連結ユニット37のストッパ受部91に当接された状態で、ガイドパイプ82が基端側へと移動される。このようにして、連結ユニット37の進退に追従してガイドパイプ82が進退される。このように、連結ユニット37の駆動中、ガイドパイプ82の基端ストッパ90bは連結ユニット37のストッパ受部91に常時当接され、ガイドパイプ82の連結ユニット37側の端部と連結ユニット37との間にガイドパイプ82によって可撓管部23dが支持されないスペースが形成されることがない。
マニピュレータ35a,35bを取り外す際には、装着する場合と同様に、ガイドパイプ82を退避位置に配置して、マニピュレータ35a,35bの先端側を内視鏡16、ガイドチューブ85、ガイド機構77から抜去する。
従って、本実施形態の医療用システムは次の効果を奏する。
本実施形態の医療用システムでは、ガイドパイプ82の基端ストッパ90bが連結ユニット37のストッパ受部91に当接された状態で、ガイドパイプ82が連結ユニット37の進退に追従して進退されるようになっているため、ガイドパイプ82の連結ユニット37側の端部と連結ユニット37との間にガイドパイプ82によって可撓管部23dが支持されないスペースが形成されることがなく、可撓管部23d及び操作ワイヤ47によって駆動力をさらに確実に伝達することが可能となっている。また、連結ユニット受部67と支持腕部80との間からガイドパイプ82の少なくとも一部分を連結ユニット37の進退方向に退避させ、ガイドパイプ82を退避位置に配置して係止することにより、操作者がコイルばね89の付勢力に抗してガイドパイプ82を保持することなく、連結ユニット37を連結ユニット受部67に着脱するためのスペースを確保することができ、連結ユニット受部67に対する連結ユニット37の着脱操作を容易に行うことが可能となっている。
さらに、ガイドパイプ82の逃溝87の幅は、ガイドパイプ82と挿通口金86とが干渉しないように、挿通口金86の外径よりわずかに大きくなっており、可撓管部23dの外径よりも大きくなるが、ガイドパイプ82にコイルばね89が外挿されているため、コイルばね89によって、ガイドパイプ82の逃溝87から可撓管部23dが脱落することが防止される。
以下、本発明の第3実施形態を説明する。
本実施形態のガイド機構77は、第2実施形態のガイド機構77において、第1実施形態と同様に、支持腕部80を回動可能としたものである。本実施形態の医療用システムでは、連結ユニット受部67に連結された連結ユニット37と挿入口金34との間からガイド機構77全体を退避させることができるため、第2実施形態の医療用システムに比べて、連結ユニット37を連結ユニット受部67に着脱するためのスペースを充分に確保することが可能となっている。
上述した実施形態では、挿入装置として内視鏡を用いているが、オーバーチューブ等を用いるようにしてもよい。また、ガイド部材としてパイプ状部材を用いているが、湾曲板状部材、マニピュレータの可撓管部をガイドするガイド溝が延設されている角棒状部材等を用いるようにしてもよい。
図10は、本発明の第1参考形態を示す。
図1及び図10を参照し、本参考形態のマニピュレータ35a,35b及び駆動ユニット54には、マニピュレータ35a,35bの種類を識別するための識別機構が配設されている。本参考形態では、識別機構として、機械的な識別機構が用いられている。即ち、鉗子マニピュレータ35aの連結ユニット37には凸部98が形成されており、処置具マニピュレータ35bの連結ユニット37には凹部99が形成されている。駆動ユニット54には、連結ユニット37に形成されているのが凸部98であるか凹部99であるかを判別する判別機構が配設されている。駆動ユニット54は判別結果を示す判別信号を制御装置53に出力する。制御装置53は、判別信号に基づいて、駆動ユニット54に連結されているマニピュレータが鉗子マニピュレータ35aと処置具マニピュレータ35bとのいずれであるかを判別し、記憶する。制御装置53は、記憶されたマニピュレータの種類に基づいて、第1及び第2のマスターアーム46への操作に応じて第1及び第2の駆動ユニット54を制御する。
本参考形態の医療用システムでは、各駆動ユニット54に連結されているマニピュレータが鉗子マニピュレータ35aと処置具マニピュレータ35bとのいずれであるかを操作者が入力する必要がなく、入力操作を省略することが可能となっていると共に、マニピュレータ35a,35bの種類を誤入力することにより、医療用システムに誤作動が生じるのを防止している。
本参考形態では、識別機構として機械的な識別機構を用いているが、ICタグ等を用いるソフト的な識別機構、電気抵抗を用いる電気的な識別機構を用いるようにしてもよい。
図11乃至図13は、本発明の第1参考形態を示す。
図1並びに図11乃至図13を参照し、本参考形態の操作装置56は、床等に設置される支柱部100を有する。支柱部100の頂部はガイドレール101の中央部に連結されている。ガイドレール101は水平方向に延びている。ガイドレール101の両端側部分には、第1及び第2のマスターベース103のスライド部104がガイドレール101の長手軸方向に摺動自在に装着されている。スライド部104の横断面は凹形状をなし、スライド部104はガイドレール101に載置されている。スライド部104の一側壁にはハンドル105が配設されており、ハンドル105を捻じ込んでハンドル105とスライド部104の他側壁とによってガイドレール101を挟持することで、ガイドレール101に対してスライド部104を固定することが可能である。
第1及び第2のマスターベース103のベース部106によって、夫々、第1及び第2のマスターアーム46の基端アーム102が支持されている。基端アーム102は、鉛直方向に配置され、マスターベース103に対して基端アーム102の中心軸を中心として回転自在である。
マスターベース103には、マスターベース103に対する基端アーム102の回転量を検出するためのエンコーダ107が内蔵されている。基端アーム102に連結されている第1の検出用平歯車108aと、エンコーダ107の回転軸部78に連結されている第2の検出用平歯車108bとが互いに噛合している。回転量検出の分解能を向上するため、第1の検出用平歯車108aに対する第2の検出用平歯車108bの歯車比は1より大きくなっている。エンコーダ107の回転軸部78の回転範囲を360°以下とするためには、基端アーム102の回転範囲を360°に歯車比の逆数を乗じた回転範囲に制限する必要がある。即ち、基端アーム102には、回転ストッパ109が連結されている。回転ストッパ109は、基端アーム102に共軸に外挿固定されている円環部と、円環部から径方向外向きに突出している突出部110と、から形成されている。一方、マスターアーム46には、回転ストッパ受部111が配設されている。回転ストッパ受部111の円筒壁内には、基端アーム102及び回転ストッパ109の円環部が共軸に配置されており、円筒壁において周方向に延びている切欠部117には、回転ストッパ109の突出部110が挿入されている。切欠部117の両端壁に突出部110が当接することにより、マスターベース103に対する基端アーム102の回転が規制される。切欠部117の中心角を適宜設定することで、基端アーム102の回転範囲を上述した回転範囲に制限することが可能である。
操作装置56の操作性の観点から、ガイドレール101に対するマスターベース103の配置に応じて、マスターベース103に対する基端アーム102の回転範囲を、例えば回転範囲の中心が常に操作者に対面するように、適宜変化させることが好ましい。即ち、ガイドレール101にはガイドレール101の軸方向にラック112が延設されている。ラック112では、基端アーム102の長手軸方向の頂部側において、ガイドレール101の軸方向に多数の歯部が並設されている。ラック112には、ピニオン113が噛合されている。ピニオン113は、ベース部106により、ガイドレール101の長手軸方向及び基端アーム102の中心軸方向に直交する回転軸を中心として回転自在に支持されている。ピニオン113には、ピニオン113に共軸にウォームギア114が連結されている。ウォームギア114には、ウォームホイール116が噛合されている。ウォームホイール116は、ベース部106により、基端アーム102と共軸に、基端アーム102の中心軸を中心として回転自在に支持されており、ウォームホイール116の中央開口には基端アーム102が挿通されている。ウォームホイール116には、基端アーム102の長手軸方向の頂部側に、ストッパ受部91が共軸に連結されている。ガイドレール101に対してマスターベース103が移動されると、ガイドレール101のラック112に噛合されているピニオン113が回転し、ピニオン113、ウォームギア114、ウォームホイール116へと回転が伝達されて、ウォームホイール116に連結されている回転ストッパ受部111が回転され、基端アーム102の回転範囲の中心が変化されることになる。このような機構により、ガイドレール101に対するマスターベース103の配置に応じて、マスターアーム46の基端アーム102の回転範囲を最適に設定することが可能となる。また、ウォームギア114からウォームホイール116へは回転が伝達されやすいが、ウォームホイール116からウォームギア114へは回転が伝達されにくい。このため、マスターアーム46への操作により、マスターベース103に対して基端アーム102が回転されて、基端アーム102の回転ストッパ109の突出部110が回転ストッパ受部111の切欠部117の端壁に当接されても、回転ストッパ受部111に連結されているウォームホイール116からウォームギア114へと回転が伝達されることはなく、回転ストッパ受部111が回転してしまうようなことはなく、ピニオン113へと回転が伝達されてしまうこともない。
本参考形態の医療用システムでは、操作装置56において、マスターベース103に対する基端アーム102の回転量検出の分解能を向上させると共に、ガイドレール101に対するマスターベース103の配置に応じて、基端アーム102の回転範囲を最適に設定することができ、操作装置56の操作性を向上させることが可能となっている。
本発明の第1実施形態の医療用システムを示す概略図。 本発明の第1実施形態の鉗子マニピュレータを示す斜視図。 本発明の第1実施形態の駆動ユニットを示す斜視図。 本発明の第1実施形態の駆動ユニットを示す縦断面図である。 本発明の第1実施形態の駆動ユニットを図4AのIVB−IVB線に沿って切断して示す横断面図である。 本発明の第1実施形態の医療用システムを作動状態で示す側面図。 本発明の第1実施形態の医療用システムを着脱状態で示す側面図。 本発明の第1実施形態のマニピュレータ及びガイド機構を示す縦断面図。 本発明の第1実施形態のマニピュレータ及びガイド機構を示す横断面図。 本発明の第2実施形態の医療用システムを後退作動状態で示す側面図。 本発明の第2実施形態の医療用システムを前進作動状態で示す側面図。 本発明の第2実施形態の医療用システムを着脱状態で示す側面図。 本発明の第2実施形態のマニピュレータ及びガイド機構を示す縦断面図。 本発明の第1参考形態のマニピュレータを示す斜視図。 本発明の第2参考形態の回転規制機構を示す外観図。 本発明の第2参考形態の回転規制機構を示す横断面図。 本発明の第2参考形態の回転規制機構を図12のXIII−XIII線に沿って切断して示す横断面図。
符号の説明
16…挿入装置(内視鏡)、22d,36;22d…作動部、22d…湾曲部、36…把持部、23d…伝達部(可撓管部)、30;36…作動機構、30…関節部、36…把持部、32…チャンネル、34;34,85,86…基端開口部、34…挿入口金、85…ガイドチューブ、86…挿通口金、35a;35b…手術装置、35a…鉗子マニピュレータ、35b…処置具マニピュレータ、37…連結部(連結ユニット)、47…伝達部材(操作ワイヤ)、48…連結機構(プーリ)、54…駆動装置(駆動ユニット)、61;63…駆動機構、61…進退駆動ユニット、63…回転駆動ユニット、67…連結受部(連結ユニット受部)、72…駆動連結機構(プーリ駆動ユニット)、77…ガイド機構、82…ガイド部材(ガイドパイプ)、80…退避支持機構(支持腕部)、追従支持機構(支持腕部)、支持機構(支持腕部)、84…着脱部(着脱溝)、87…退避逃部(逃溝)、追従逃部(逃溝)、89…脱落防止部材(コイルばね)、付勢機構(コイルばね)、90b…当接部(基端ストッパ)、91…当接受部(ストッパ受部)、97…係止機構(係止ユニット)。

Claims (10)

  1. 体腔内に挿入される挿入装置であって、前記挿入装置の先端部と基端部との間で延びているチャンネル、及び、前記チャンネルの基端部に接続されている基端開口部、を有する挿入装置と、
    前記基端開口部から前記チャンネルに挿入され、前記チャンネルに挿通される手術装置であって、前記手術装置の先端部に設けられている作動部、前記手術装置の基端部に設けられている連結部、及び、前記作動部と前記連結部との間で延び前記連結部に付与された駆動力を前記作動部へと伝達する伝達部、を有する手術装置と、
    前記連結部が連結される連結受部、及び、前記連結受部に連結されている前記連結部を駆動させる駆動機構、を有する駆動装置と、
    前記連結受部に連結された連結部と前記基端開口部との間に配置され、前記伝達部を支持して前記伝達部を前記連結受部に連結された連結部と前記基端開口部との間でガイドし、前記伝達部よりも硬いガイド部材を有するガイド機構と、
    を具備することを特徴とする医療用システム。
  2. 前記連結部は、前記連結受部に対して着脱自在であり、
    前記ガイド機構は、前記ガイド部材を前記ガイド部材の少なくとも一部分が前記連結受部に連結されている前記連結部と前記基端開口部との間から退避されている退避位置に移動可能に支持する退避支持機構を有する、
    ことを特徴とする請求項1に記載の医療用システム。
  3. 前記ガイド部材は、前記ガイド部材に対して前記伝達部を前記ガイド部材による前記伝達部のガイド方向に交差する方向に着脱可能とする着脱部を有する、
    ことを特徴とする請求項2に記載の医療用システム。
  4. 前記ガイド部材は、前記退避位置への前記ガイド部材の移動について、前記連結受部に連結されている前記連結部と前記基端開口部との間で延びている前記伝達部及び前記基端開口部の少なくとも一方に前記ガイド部材が干渉しないように前記伝達部及び前記基端開口部の少なくとも一方を逃がす退避逃部を有する、
    ことを特徴とする請求項2に記載の医療用システム。
  5. 前記ガイド機構は、前記退避逃部を前記ガイド部材の外側から覆う脱落防止部材を有する、
    ことを特徴とする請求項4に記載の医療用システム。
  6. 前記ガイド機構は、前記ガイド部材を前記連結部の駆動方向に移動可能に支持する追従支持機構と、前記ガイド部材を前記連結部の駆動方向に前記連結受部側へと付勢している付勢機構と、を有し、前記ガイド部材は、前記連結受部側の端部に設けられている当接部を有し、
    前記連結部は、前記伝達部の基端部に配置され前記当接部が当接される当接受部を有する、
    ことを特徴とする請求項1に記載の医療用システム。
  7. 前記ガイド部材は、前記連結部の駆動方向への前記ガイド部材の移動について、前記連結受部に連結されている前記連結部と前記基端開口部との間で延びている前記伝達部及び前記基端開口部の少なくとも一方に前記ガイド部材が干渉しないように前記伝達部及び前記基端開口部の少なくとも一方を逃がす追従逃部を有する、
    ことを特徴とする請求項6に記載の医療用システム。
  8. 前記ガイド機構は、前記追従逃部を前記ガイド部材の外側から覆う脱落防止部材を有する、
    ことを特徴とする請求項7に記載の医療用システム。
  9. 前記ガイド機構は、前記ガイド部材を前記連結部の駆動方向に移動可能に支持し前記ガイド部材を前記ガイド部材の少なくとも一部分が前記連結受部に連結されている前記連結部と前記基端開口部との間から前記連結部の駆動方向に退避されている退避位置に配置可能な支持機構と、前記ガイド部材を前記連結部の駆動方向に前記連結受部側へと付勢している付勢機構と、前記ガイド部材を前記退避位置で係止可能な係止機構と、を有し、前記ガイド部材は、前記連結受部側の端部に設けられている当接部を有し、
    前記連結部は、前記連結受部に対して着脱自在であり、前記伝達部の基端部に配置され前記当接部が当接される当接受部を有する、
    ことを特徴とする請求項1に記載の医療用システム。
  10. 前記手術装置は、前記作動部に設けられている作動機構と、前記連結部に設けられている連結機構と、前記伝達部に挿通され前記作動機構と前記連結機構との間で延び前記連結機構に付与された駆動力を前記作動機構へと伝達して前記作動機構を作動させる伝達部材と、を有し、
    前記駆動装置は、前記連結機構を駆動する駆動連結機構を有する、
    ことを特徴とする請求項1に記載の医療用システム。
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