JP2012055377A - 手術用動力伝達アダプタ及び医療用マニピュレータシステム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】術具240とアーム200との間に介在される手術用動力伝達アダプタ220であって、滅菌処理が施される清潔域に接触する第1の部位と滅菌処理が施されない不潔域に接触する第2の部位とを有するロッド222a、222bを備え、ロッド222a、222bが直動運動しても第1の部位が清潔域に位置し、かつ、第2の部位が不潔域に位置するように、ロッド222a、222bの直動運動の範囲が設定されている。
【選択図】図3
Description
[第1の実施形態]
まず、本発明の第1の実施形態について説明する。図1は、本発明の各実施形態に係る医療用マニピュレータシステムの第1の例を示す図である。図1は、マスタースレーブ方式の医療用マニピュレータシステムへの適用例を示している。ここで、マスタースレーブ方式の医療用マニピュレータシステムとは、マスターアームとスレーブアームとからなる2種のアームを有し、マスターアームの動作に追従させるようにしてスレーブアームを遠隔制御するシステムのことを言うものとする。
ドレープ300は、本医療用マニピュレータシステムにおいて滅菌処理を行う部位(以下、清潔域と言う)と滅菌処理を行わない部位(以下、不潔域と言う)とを分けるためのものである。例えば、メスや鋏等の外科手術器具は患者1の体腔内に直接接触するものであり、洗浄処理や滅菌処理を十分に行っておく必要がある。これに対し、スレーブアーム200a〜200dの動力部等は各種の電子部品を備えているため、通常は滅菌処理に耐え得る構造をしていない。したがって、アダプタ220a〜220dを介してスレーブアーム200a〜200dに術具240a〜240dを装着した状態で滅菌処理を行う際には、滅菌処理が必要な術具240a〜240dの部分を露出させ、スレーブアーム200a〜200dの動力部が保護されるように、図1に示すように、スレーブアーム200a〜200dの動力部の部分をドレープ300によって包むようにした状態で滅菌処理を行う。なお、ドレープ300によって清潔域と不潔域とを分けておくことにより、滅菌処理後において清潔域と不潔域との交錯も防止される。図1のように必要最小限の範囲をドレープしても良いし、より広範囲に、例えばスレーブ制御回路400までドレープ300で覆っても良い。
マスターアーム500a、500bは複数のリンク機構で構成されている。リンク機構を構成する各リンクには例えばインクリメンタルエンコーダ等の位置検出器が設けられている。この位置検出器によって各リンクの動作を検知することで、マスターアーム500a、500bの操作量が入力処理回路700において検出される。
滅菌処理の後、操作者3は、スレーブアーム200cの先端に装着された観察器具を介して取り込まれた画像信号に基づいて操作者用ディスプレイ900aに表示された画像を見ながら、マスターアーム500a、500bを操作する。操作者3によるマスターアーム500a、500bの操作を受けて、マスターアーム500a、500bの各リンクに取り付けられた位置検出器からの検出信号が入力処理回路700に入力される。また、操作部600の切替ボタンが操作されることにより、操作部600からの操作信号が入力処理回路700に入力される。
図2は、本発明の各実施形態に係る医療用マニピュレータシステムの第2の例を示す図である。図2は、ハンディタイプの医療用マニピュレータシステムへの適用例を示している。ここで、ハンディタイプの医療用マニピュレータシステムとは、外科手術器具が装着されたアームを操作者3が直接操作するシステムのことを言うものとする。
図2で示した構成の医療用マニピュレータシステムにおいては、操作者3がハンディアーム200fの図示しない操作部を操作することにより、ハンディアーム200fや術具240fが駆動される。その他の動作については図1で説明した動作が適用される。
アーム本体201は、金属材料や樹脂材料等から構成されており、動力部202a,202bと、直動変換機構203a,203bと、ロッド204a,204bとを内部に収容するための空間が形成されている。
アダプタ本体221は、金属材料や樹脂材料等の滅菌処理に耐え得る材料(例えば、オートクレーブ滅菌の場合には高温高圧に耐え得る材料を用いる)から構成されており、動力伝達部としてのロッド204a,204bを内部に収容するための中空構造を有している。また、アダプタ本体221は、アーム本体201に対して着脱自在に構成されるとともに、術具本体241に対しても着脱自在に構成されている。アーム本体201又は術具本体241にアダプタ本体221が装着された際には、例えばアダプタ本体221に設けられた図示しない係止機構によってアダプタ本体221が保持される。また、本実施形態では、図3に示すように、ドレープ300に形成された開口部にてアダプタ本体221を保持するようにドレープ300が構成されている。例えば、図3に示すようにドレープ300の開口部にはゴムリング301が形成されており、このゴムリング301の弾性によってアダプタ本体221が保持される。なお、ドレープ300の開口部においてアダプタ本体221がより確実に保持されるよう、アダプタ本体221に溝等を形成しておくようにしても良い。
術具本体241は、金属材料や樹脂材料等の滅菌処理に耐え得る材料から構成されており、ロッド242a,242bと、ワイヤ243a,243bとを内部に収容している。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。第2の実施形態における手術用動力伝達アダプタは、第1の実施形態で説明した構成に加えてさらに術具の種類を特定するための情報を記憶できるようにしたものである。図6は、本発明の第2の実施形態に係る手術用動力伝達アダプタの構成を示す図である。図6に示すように、本実施形態のアダプタ220は、メモリ223を有している。このメモリ223には配線224が接続されている。メモリ223の配線224は、アダプタ220がアーム200に接続された際に、アーム200に設けられた配線206と結線されるように構成されている。配線206は、アーム本体201から引き出されており、動力部202a、202bを駆動するための配線205a、205bとともにスレーブ制御回路400に接続されている。この他の構成については第1の実施形態で説明した構成と同様の構成を適用可能である。
さらに、本実施形態のアダプタ本体221には、図7(a)に示すように、所定の形状のキーパターン部2213が形成されている。また、本実施形態の術具本体241には、図7(a)に示すように、所定の形状のキーパターン部2411が形成されている。ここで、キーパターン部2411は、同一種類の術具240については同一形状となるように形成しておく。このようなキーパターン部2213とキーパターン部2411とによっても術具識別部が構成されている。
以上説明したように、第2の実施形態によれば、アダプタ220にメモリ223を設けたことにより、スレーブ制御回路400において術具240の種類を特定し、特定した術具240に対して最適な制御を行うことが可能となる。第1の実施形態でも説明したように、アダプタ220は、ロッド222a、222bを収容するだけの比較的簡易な構造であるため、メモリ223を搭載するだけの空間を確保しやすく、メモリ223を搭載してもアダプタ本体221がそれほど大型化することはない。
ここで、術具240の種類をアダプタ220において識別できるように構成しても良い。例えば、複数の形状のキーパターン部2213をアダプタ本体221に設けるようにすれば、複数の術具240の種類を機械的に判別することが可能である。この場合において、キーパターン部2213とキーパターン部2411との接触時にキーパターン部2213の形状に応じた識別信号がスレーブ制御回路400に出力されるように構成しておくとともに、複数の種類の術具240のそれぞれに対応した制御パラメータをメモリ223に記憶させておく。このような構成とすれば、キーパターン部2213からの識別信号に応じて術具240の種類を判別し、判別した術具240の種類に対応した制御パラメータをメモリ223から読み出してアーム200の制御を行うようにスレーブ制御回路400を構成することも可能となる。
さらに、上記した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適当な組合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、上述したような課題を解決でき、上述したような効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成も発明として抽出され得る。
Claims (13)
- 術具と該術具を駆動するための動力部との間に介在されて前記術具と前記動力部とを接続する手術用動力伝達アダプタであって、
滅菌処理が施される清潔域に接する第1の部位と前記滅菌処理が施されない不潔域に接する第2の部位とを有し、前記動力部で発生した動力を前記術具に伝達するように直動運動する動力伝達部を具備し、
前記動力伝達部の直動運動の範囲は、該動力伝達部が直動運動しても、前記第1の部位が前記清潔域に位置し、かつ、前記第2の部位が前記不潔域に位置するように設定されていることを特徴とする手術用動力伝達アダプタ。 - 前記第1の部位は前記術具と接する部位であり、前記第2の部位は前記動力部と接する部位であることを特徴とする請求項1に記載の手術用動力伝達アダプタ。
- 前記滅菌処理を施すための滅菌空間を有するように前記動力伝達部を収容するアダプタ本体を具備することを特徴とする請求項1に記載の手術用動力伝達アダプタ。
- 前記滅菌処理は、前記動力伝達部を前記アダプタ本体における前記第2の部位の側に直動運動させた状態で行われることを特徴とする請求項3に記載の手術用動力伝達アダプタ。
- 前記滅菌処理は、前記動力伝達部を前記アダプタ本体から取り外した状態で行われることを特徴とする請求項3に記載の手術用動力伝達アダプタ。
- 前記動力伝達部には、該動力伝達部の前記直動運動の範囲を規制し、かつ、前記アダプタ本体内において前記清潔域と前記不潔域とを分割するための分割部が形成されていることを特徴とする請求項3に記載の手術用動力伝達アダプタ。
- 前記術具を識別するための術具識別部をさらに具備することを特徴とする請求項1に記載の手術用動力伝達アダプタ。
- 前記術具識別部は、前記術具を識別するための情報を記憶したメモリであることを特徴とする請求項7に記載の手術用動力伝達アダプタ。
- 前記メモリの配線と前記動力部の配線とが束ねられた状態で前記メモリ及び前記動力部の制御回路に接続されていることを特徴とする請求項8に記載の手術用動力伝達アダプタ。
- 前記メモリの配線と前記動力部の配線とが分離された状態で前記メモリ及び前記動力部の制御回路に接続されていることを特徴とする請求項8に記載の手術用動力伝達アダプタ。
- 前記術具識別部は、特定の種類の前記術具のみを当該手術用動力伝達アダプタと装着可能とするように当該手術用動力伝達アダプタに形成された装着部であることを特徴とする請求項7に記載の手術用動力伝達アダプタ。
- 前記術具識別部は、前記術具を識別するための情報を記憶したメモリと、特定の前記術具のみを当該手術用動力伝達アダプタと装着可能とするように当該手術用動力伝達アダプタに形成された装着部であることを特徴とする請求項7に記載の手術用動力伝達アダプタ。
- 請求項1乃至12の何れかに記載の手術用動力伝達アダプタと、
前記手術用動力伝達アダプタに接続され、発生した動力が前記動力伝達部の直動運動によって伝達される動力部と、
前記手術用動力伝達アダプタに接続され、前記動力伝達部の直動運動によって伝達された動力によって駆動される術具と、
前記動力部に接続され、前記動力部を制御することにより前記術具の動作を制御する制御回路と、
を有することを特徴とする医療用マニピュレータシステム。
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