JP2012065975A - Medical manipulator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、動力伝達部材を介して先端動作部を動作させる医療用マニピュレータに関し、より詳細には、生体に通電可能な電極部材を先端動作部に有する医療用マニピュレータに関する。 The present invention relates to a medical manipulator that operates a distal end working unit via a power transmission member, and more particularly to a medical manipulator having an electrode member capable of energizing a living body in the distal end working unit.
内視鏡下外科手術(又は腹腔鏡下手術とも呼ばれる。)においては、患者の腹部等に複数の孔を開け、器具の通過ポートとしてトラカール(筒状の器具)を挿入した後、シャフトを有する鉗子の先端部をトラカールを通じて体腔内に挿入して患部の手術を行っている。鉗子の先端部には、作業部として、生体組織を把持するためのグリッパや、鋏、電気メスのブレード等が取り付けられている。 In endoscopic surgery (also called laparoscopic surgery), a plurality of holes are made in a patient's abdomen, etc., and a trocar (tubular instrument) is inserted as a passing port of the instrument, and then a shaft is provided. The distal end of the forceps is inserted into a body cavity through a trocar and the affected area is operated. A gripper, a scissors, an electric scalpel blade, and the like are attached to the distal end of the forceps as a working unit for gripping a living tissue.
トラカールから挿入される鉗子として、先端の作業部に関節を持たない一般的な鉗子に加えて、作業部に複数の関節を有する鉗子、いわゆるマニピュレータの開発が行われている(例えば、特許文献1参照)。このようなマニピュレータによれば、体腔内で自由度の高い動作が可能であり、手技が容易となり、適用可能な症例が多くなる。 As forceps inserted from a trocar, in addition to general forceps that do not have a joint in the working portion at the tip, forceps having a plurality of joints in the working portion, a so-called manipulator has been developed (for example, Patent Document 1). reference). According to such a manipulator, an operation with a high degree of freedom is possible in the body cavity, the procedure is easy, and the number of applicable cases increases.
マニピュレータは、細長いシャフトの先端に設けられた先端動作部(エンドエフェクタとも呼ばれる。)を備える作業部を有し、ワイヤによって当該先端動作部を駆動するアクチュエータが本体部(操作部)に設けられている。そして、該アクチュエータの駆動により、ワイヤを介して先端動作部に対し、軸方向を中心とするロール方向の回転動作や、軸方向に交差するヨー(ピッチ)方向の揺動動作を付与することができる。 The manipulator has a working unit including a distal end working unit (also referred to as an end effector) provided at the distal end of an elongated shaft, and an actuator that drives the distal end working unit by a wire is provided in the main body (operation unit). Yes. Then, by driving the actuator, a rotating operation in the roll direction centering on the axial direction and a swinging operation in the yaw (pitch) direction intersecting the axial direction can be applied to the distal end working unit via the wire. it can.
ところで、腹腔鏡下手術等に用いる鉗子を電気メスとして利用する場合には、操作部近傍に設けられた端子に電源を接続し、電線を延ばして先端部のグリッパ、ブレードやフック等の作用部に通電して所望の処置を行っている。 By the way, when using forceps used for laparoscopic surgery etc. as an electric knife, connect the power supply to the terminal provided near the operation unit, extend the electric wire and work parts such as gripper, blade and hook at the tip Is energized to perform the desired treatment.
一方、上記のようなマニピュレータを電気メスとして利用する場合においても、通常の鉗子の場合と同様に、操作部側から先端動作部側へと所定の高電圧を通電する必要があり、上記のようにその基端から先端まで絶縁被覆された電線(ケーブル)を配線することが考えられる。 On the other hand, even when the manipulator as described above is used as an electric knife, it is necessary to energize a predetermined high voltage from the operation unit side to the distal end operation unit side as in the case of normal forceps. It is conceivable to wire an electric wire (cable) with insulation coating from the base end to the tip end.
ところが、マニピュレータの先端動作部は、ロール方向の回転動作やヨー方向の揺動動作を行うため、その動作時にケーブルが捩れることを防止すべく、該ケーブルを十分に余裕を持って撓ませておく必要があり、その結果、手技の際、撓んだケーブルが体内で邪魔になることが想定される。 However, since the tip operating part of the manipulator performs a rotating operation in the roll direction and a swinging operation in the yaw direction, the cable must be bent with sufficient margin to prevent the cable from being twisted during the operation. As a result, it is envisaged that the flexed cable will interfere with the body during the procedure.
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、マニピュレータを電気メスとして使用するための通電用のケーブルを適切に配線し、先端動作部の動作や手技を円滑に行うことができる医療用マニピュレータを提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of such a problem, and can appropriately route a current-carrying cable for using the manipulator as an electric knife to smoothly perform the operation and procedure of the distal end working unit. An object is to provide a medical manipulator.
本発明に係る医療用マニピュレータは、中空のシャフト(18)と、前記シャフト(18)内に挿通される複数の動力伝達部材(80a、80b)と、前記シャフト(18)の一端側に設けられ、前記動力伝達部材(80a、80b)を軸線方向に進退駆動する駆動機構部(14、32)と、前記シャフト(18)の他端側に設けられ、前記動力伝達部材(80b)の前記進退駆動によって従動回転される複数の回転体により、少なくとも軸線方向を中心とするロール方向への回転動作が可能な先端動作部(12、12a〜12c)と、を備える医療用マニピュレータであって、前記先端動作部(12、12a〜12c)は、その先端側に、前記駆動機構部(14、32)側に接続される電源(23)から、可撓性を有する第1ケーブルを介して通電されることにより、生体に通電可能な第1電極部材(308)を有し、前記第1電極部材(308)は、前記ロール方向へと回転可能な先端支持部材(161)により、該ロール方向へと回転可能に支持されると共に、前記第1ケーブル(E1)は、前記先端動作部(12)の基端側から前記第1電極部材(308)へと前記先端支持部材(161)の外周面(161b)上を摺動可能に配線され、前記先端動作部(12)は、さらに、前記先端支持部材(161)の外周面(161b)上での前記第1ケーブル(E1)を摺動可能に支持するケーブルガイド(404、430、431、440、441、450、451)を有することを特徴とする。 The medical manipulator according to the present invention is provided on a hollow shaft (18), a plurality of power transmission members (80a, 80b) inserted into the shaft (18), and one end of the shaft (18). A drive mechanism (14, 32) for driving the power transmission member (80a, 80b) to advance and retreat in the axial direction; and the other end side of the shaft (18), and the advance / retreat of the power transmission member (80b). A medical manipulator comprising: a distal end working unit (12, 12a to 12c) capable of rotating in at least a roll direction centered on an axial direction by a plurality of rotating bodies driven to rotate by driving, The distal end working unit (12, 12a to 12c) is connected to the distal end side from a power source (23) connected to the drive mechanism unit (14, 32) side via a flexible first cable. The first electrode member (308) capable of energizing the living body, and the first electrode member (308) is supported by the tip support member (161) rotatable in the roll direction. The first cable (E1) is supported so as to be rotatable in the roll direction, and the distal end support member (161) extends from the proximal end side of the distal end working unit (12) to the first electrode member (308). The distal end working part (12) is further slidably wired on the outer peripheral surface (161b) of the first end cable (E1) on the outer peripheral surface (161b) of the distal end support member (161). It has the cable guide (404, 430, 431, 440, 441, 450, 451) supported slidably.
このような構成によれば、前記先端動作部では、第1電極部材を支持し、前記ロール方向へと回転可能な先端支持部材の外周面上に、前記第1ケーブルが摺動可能に配線されると共に、該外周面上での第1ケーブルを摺動可能に支持するケーブルガイドが設けられる。これにより、先端動作部がロール方向に回転動作された際、第1ケーブルは、前記ケーブルガイドの摺動作用下に、基端結束部と先端結束部の間で適切にガイドされつつ、先端支持部材の外周面上を摺動する。従って、先端動作部のロール方向の回転が第1ケーブルによって邪魔されることが防止されて、その円滑な動作が確保されると共に、外部に撓んだケーブルが飛び出すことも防止されるため、体内で先端動作部を円滑に動作させ、手技を円滑に行うことができる。なお、括弧書きの符号は、本発明の理解の容易化のために添付図面中の符号に倣って付したものであり、本発明がその符号を付けたものに限定して解釈されるものではなく、以下同様である。 According to such a configuration, in the distal end working unit, the first cable is slidably wired on the outer peripheral surface of the distal end support member that supports the first electrode member and is rotatable in the roll direction. And a cable guide for slidably supporting the first cable on the outer peripheral surface. As a result, when the distal end working portion is rotated in the roll direction, the first cable is supported properly while being guided between the proximal end binding portion and the distal end binding portion under the sliding action of the cable guide. It slides on the outer peripheral surface of the member. Therefore, the rotation of the distal end working unit in the roll direction is prevented from being obstructed by the first cable, the smooth operation thereof is ensured, and the bent cable is prevented from jumping out. Thus, it is possible to smoothly operate the distal end working portion and perform the procedure smoothly. Note that the reference numerals in parentheses are appended to the reference numerals in the accompanying drawings for easy understanding of the present invention, and the present invention is not construed as being limited to the reference numerals. The same applies hereinafter.
前記先端動作部(12、12a〜12c)は、その先端側に、前記第1電極部材(308)との間で生体に通電可能な第2電極部材(309)を有すると共に、該第2電極部材(309)には、前記第1ケーブル(E1)と絶縁された第2ケーブル(E2)を介して前記電源(23)から通電可能であり、前記第1電極部材(308)及び前記第2電極部材(309)は、前記ロール方向へと回転可能な先端支持部材(161)により、該ロール方向へと一体的に回転可能に支持されると共に、前記第1ケーブル(E1)及び前記第2ケーブル(E1)は、前記先端動作部(12)の基端側から前記第1電極部材(308)及び前記第2電極部材(309)へと前記先端支持部材(161)の外周面(161b)上を摺動可能に配線され、前記ケーブルガイド(404、430、431、440、441、450、451)は、前記先端支持部材(161)の外周面(161b)上での前記第1ケーブル(E1)及び前記第2ケーブル(E2)の相対的な位置関係を保ちながら摺動可能に支持する構成とすると、当該医療用マニピュレータをバイポーラ電気メスとして用いる場合であっても、ケーブルを適切に収納することができる。 The distal end working unit (12, 12a to 12c) has a second electrode member (309) capable of energizing a living body with the first electrode member (308) on the distal end side, and the second electrode The member (309) can be energized from the power source (23) via a second cable (E2) insulated from the first cable (E1), and the first electrode member (308) and the second electrode (308) can be energized. The electrode member (309) is supported by the tip support member (161) rotatable in the roll direction so as to be integrally rotatable in the roll direction, and the first cable (E1) and the second cable (E1). The cable (E1) is connected to the outer peripheral surface (161b) of the distal end support member (161) from the proximal end side of the distal end working portion (12) to the first electrode member (308) and the second electrode member (309). The top is slidably wired and front Cable guides (404, 430, 431, 440, 441, 450, 451) are arranged on the outer peripheral surface (161b) of the tip support member (161), and the first cable (E1) and the second cable (E2). If the medical manipulator is used as a bipolar electric knife, the cable can be accommodated appropriately.
前記先端支持部材(161)の外周面(161b)上を摺動可能に配線されたダミーケーブルを有し、前記ケーブルガイド(404、430、431、440、441、450、451)は、前記先端支持部材(161)の外周面(161b)上での前記第1ケーブル(E1)及び前記ダミーケーブルの相対的な位置関係を保ちながら摺動可能に支持する構成とすると、当該医療用マニピュレータをモノポーラ電気メスとして用いる場合であっても、ケーブルを適切に収納することができる。 It has a dummy cable slidably wired on the outer peripheral surface (161b) of the tip support member (161), and the cable guides (404, 430, 431, 440, 441, 450, 451) When the medical manipulator is slidably supported while maintaining the relative positional relationship between the first cable (E1) and the dummy cable on the outer peripheral surface (161b) of the support member (161), the medical manipulator is monopolar. Even when used as an electric knife, the cable can be properly accommodated.
本発明に係る医療用マニピュレータは、中空のシャフト(18)と、前記シャフト(18)内に挿通される複数の動力伝達部材(80a、80b)と、前記シャフト(18)の一端側に設けられ、前記動力伝達部材(80a、80b)を軸線方向に進退駆動する駆動機構部(14、32)と、前記シャフト(18)の他端側に設けられ、前記動力伝達部材(80b)の前記進退駆動によって従動回転される複数の回転体により、少なくとも軸線方向を中心とするロール方向への回転動作が可能な先端動作部(12、12a〜12c)とを備える医療用マニピュレータであって、前記先端動作部(12、12a〜12c)は、その先端側に、前記駆動機構部(14、32)側に接続される電源(23)から、互いに絶縁された可撓性を有する第1ケーブル(E1)及び第2ケーブル(E2)を介してそれぞれ通電されることにより、その間で生体に通電可能な一対の電極部材(308、309)を有し、前記一対の電極部材(308、309)は、前記ロール方向へと回転可能な先端支持部材(161)により、該ロール方向へと一体的に回転可能に支持されると共に、前記第1ケーブル(E1)及び前記第2ケーブル(E1)は、前記先端動作部(12)の基端側から前記一対の電極部材(308、309)へと前記先端支持部材(161)の外周面(161b)上を摺動可能に配線され、前記先端動作部(12)は、さらに、前記先端支持部材(161)の外周面(161b)上での前記第1ケーブル(E1)及び前記第2ケーブル(E2)の相対的な位置関係を保ちながら摺動可能に支持するケーブルガイド(404、430、431、440、441、450、451)を有することを特徴とする。 The medical manipulator according to the present invention is provided on a hollow shaft (18), a plurality of power transmission members (80a, 80b) inserted into the shaft (18), and one end of the shaft (18). A drive mechanism (14, 32) for driving the power transmission member (80a, 80b) to advance and retreat in the axial direction; and the other end side of the shaft (18), and the advance / retreat of the power transmission member (80b). A medical manipulator comprising a distal end working unit (12, 12a to 12c) capable of rotating in at least a roll direction centering on an axial direction by a plurality of rotating bodies driven to rotate by driving, wherein the distal end The operating parts (12, 12a to 12c) are flexible and insulated from the power source (23) connected to the driving mechanism part (14, 32) side at the tip side. By being energized through the cable (E1) and the second cable (E2), respectively, a pair of electrode members (308, 309) capable of energizing a living body between them are provided. The pair of electrode members (308, 309) ) Is supported by the tip support member (161) rotatable in the roll direction so as to be integrally rotatable in the roll direction, and the first cable (E1) and the second cable (E1). Is slidably wired on the outer peripheral surface (161b) of the distal end support member (161) from the proximal end side of the distal end working portion (12) to the pair of electrode members (308, 309). The operating portion (12) further slides while maintaining the relative positional relationship between the first cable (E1) and the second cable (E2) on the outer peripheral surface (161b) of the tip support member (161). Movement And having a cable guide (404,430,431,440,441,450,451) for supporting the ability.
このような構成によれば、前記先端動作部では、一対の電極部材を支持し、前記ロール方向へと回転可能な先端支持部材の外周面上に、前記第1ケーブル及び前記第2ケーブルを摺動可能に配線されると共に、該外周面上での第1ケーブル及び第2ケーブルの相対的な位置関係を保ちながら摺動可能に支持するケーブルガイドが設けられる。これにより、先端動作部がロール方向に回転動作された際、第1ケーブル及び第2ケーブルは、前記ケーブルガイドの摺動作用下に、基端結束部と先端結束部の間で相対的な位置が保持されつつ、先端支持部材の外周面上を摺動する。従って、先端動作部のロール方向の回転が第1ケーブル等によって邪魔されることが防止されて、その円滑な動作が確保されると共に、外部に撓んだケーブルが飛び出すことも防止されるため、体内で先端動作部を円滑に動作させ、手技を円滑に行うことができる。 According to such a configuration, the distal end working unit supports the pair of electrode members, and slides the first cable and the second cable on the outer peripheral surface of the distal end support member that is rotatable in the roll direction. A cable guide is provided that is movably wired and that is slidably supported while maintaining the relative positional relationship between the first cable and the second cable on the outer peripheral surface. As a result, when the distal end working portion is rotated in the roll direction, the first cable and the second cable are positioned relative to each other between the proximal end binding portion and the distal end binding portion under the sliding action of the cable guide. Is held on the outer peripheral surface of the tip support member. Therefore, the rotation in the roll direction of the distal end working unit is prevented from being disturbed by the first cable or the like, and its smooth operation is ensured, and the cable bent to the outside is also prevented from jumping out. The tip operation unit can be operated smoothly in the body, and the procedure can be performed smoothly.
この場合、前記第1ケーブル(E1)及び前記第2ケーブル(E2)は、前記ケーブルガイド(404、430、431、440、441、450、451)より先端側が、前記先端支持部材(161)に設けられた第1結束部(418)によって保持され、前記ケーブルガイド(404)より基端側が、前記ロール方向には回転しないケーブル保持部材(402)に設けられた第2結束部(408b)によって保持される構成としてもよい。 In this case, the distal end side of the first cable (E1) and the second cable (E2) from the cable guide (404, 430, 431, 440, 441, 450, 451) is connected to the distal end support member (161). The second bundling portion (408b) provided on the cable holding member (402) which is held by the provided first bundling portion (418) and the proximal end side from the cable guide (404) does not rotate in the roll direction. It is good also as a structure hold | maintained.
前記ケーブルガイド(404)は、前記先端支持部材(161)の外周面(161b)上で摺動可能に配置されると共に、周方向で一部に切欠部(414)が形成されたリング部材(404)であり、前記第1ケーブル(E1)及び前記第2ケーブル(E2)は、前記切欠部(414)を通して前記リング部材(404)の周方向の一側面(404c)から他側面(404d)に沿って配線されると共に、それぞれ前記切欠部(414)の対向する各側面(404a、404b)に沿って配線されると、先端動作部のロール方向への回転動作に伴い、第1ケーブル及び第2ケーブルと共にケーブルガイドも円滑に摺動させることができる。 The cable guide (404) is slidably disposed on the outer peripheral surface (161b) of the tip support member (161), and a ring member (notch portion (414) formed in part in the circumferential direction ( 404), and the first cable (E1) and the second cable (E2) pass from the one side surface (404c) to the other side surface (404d) of the ring member (404) through the notch (414). , And along each of the opposing side surfaces (404a, 404b) of the notch (414), the first cable and The cable guide can be slid smoothly together with the second cable.
この場合、前記先端支持部材(161)の前記外周面(161b)上に配設される前記第1ケーブル(E1)、前記第2ケーブル(E2)及び前記リング部材(404)を囲繞すると共に、その内面で前記リング部材(404)の側面に沿って配線された前記第1ケーブル(E1)及び前記第2ケーブル(E2)を摺動可能に保持するケーブルカバー(406)を備えると、第1ケーブル及び第2ケーブルを一層確実に収納することができ、これらケーブルの外部への飛び出しや撓みを一層確実に防止することができる。 In this case, while surrounding the first cable (E1), the second cable (E2) and the ring member (404) disposed on the outer peripheral surface (161b) of the tip support member (161), When a cable cover (406) that slidably holds the first cable (E1) and the second cable (E2) wired along the side surface of the ring member (404) on the inner surface thereof is provided, The cable and the second cable can be stored more reliably, and the cable can be more reliably prevented from jumping out and bent.
前記ケーブルガイド(430、431)は、前記先端支持部材(161)の外周面(161b)上で摺動可能に配置されると共に、前記第1ケーブル(E1)及び第2ケーブル(E2)が挿通可能な孔部(430a、431a)を有し、前記第1ケーブル(E1)及び前記第2ケーブル(E2)は、前記孔部(430a、431a)を通して、前記第1結束部(418)と前記第2結束部(408a)との間に配線される構成としてもよい。そうすると、前記孔部によって第1ケーブル及び前記第2ケーブルを保持することができるため、より円滑に両者の相対的な位置関係を保持しつつ、先端支持部材の外周面上を摺動させることができる。 The cable guides (430, 431) are slidably disposed on the outer peripheral surface (161b) of the tip support member (161), and the first cable (E1) and the second cable (E2) are inserted therethrough. The first cable (E1) and the second cable (E2) through the hole (430a, 431a) and the first bundling part (418). It is good also as a structure wired between 2nd binding parts (408a). Then, since the first cable and the second cable can be held by the hole, it is possible to slide the outer peripheral surface of the tip support member more smoothly while maintaining the relative positional relationship between them. it can.
前記ケーブルガイド(440、441、450、451)は、前記先端支持部材(161)の外周面(161b)上で摺動可能に配置されると共に、前記第1ケーブル(E1)及び第2ケーブル(E2)が挿通可能な孔部(430a、431a)又は溝部(450a、451a)が形成されたリング部材(440、441、450、451)であり、前記第1ケーブル(E1)及び前記第2ケーブル(E2)は、前記孔部(430a、431a)又は前記溝部(450a、451a)を通して前記リング部材(440、441、450、451)の周方向の一側面(404c)から他側面(404d)に沿って配線される構成としてもよい。これによっても、前記の孔部や溝部によって第1ケーブル及び第2ケーブルを保持することができるため、より円滑に両者の相対的な位置関係を保持しつつ、先端支持部材の外周面上を摺動させることができる。 The cable guides (440, 441, 450, 451) are slidably disposed on the outer peripheral surface (161b) of the tip support member (161), and the first cable (E1) and the second cable ( E2) is a ring member (440, 441, 450, 451) in which a hole (430a, 431a) or a groove (450a, 451a) can be inserted, and the first cable (E1) and the second cable (E2) passes from one circumferential surface (404c) to the other lateral surface (404d) of the ring member (440, 441, 450, 451) through the hole (430a, 431a) or the groove (450a, 451a). It is good also as a structure wired along. Also by this, since the first cable and the second cable can be held by the hole and the groove, the relative positional relationship between the two can be more smoothly held, and the tip support member can be slid on the outer peripheral surface. Can be moved.
なお、前記一対の電極部材(308、309)は、前記先端支持部材(161)に設けられる軸部材(196)によって互いに開閉可能に軸支され、さらに、前記先端支持部材(161)に固定されることで前記一対の電極部材(308、309)の開閉動作とは連動せず、且つ前記一対の電極部材(308、309)に対してそれぞれ通電可能に接触する一対の通電部材(311)を有し、該一対の通電部材(311)に対して、前記第1ケーブル(E1)及び前記第2ケーブル(E2)がそれぞれ結線されると、電極部材の開閉動作によって第1ケーブル及び第2ケーブルが捩れることを確実に防止することができる。 The pair of electrode members (308, 309) are pivotally supported by a shaft member (196) provided on the tip support member (161) so as to be openable and closable with each other, and are further fixed to the tip support member (161). Thus, the pair of energization members (311) that are not interlocked with the opening / closing operation of the pair of electrode members (308, 309) and are in contact with the pair of electrode members (308, 309) so as to be energized respectively. And when the first cable (E1) and the second cable (E2) are connected to the pair of current-carrying members (311), the first cable and the second cable are opened and closed by the electrode member. Can be reliably prevented from twisting.
また、前記先端動作部(12、12a〜12c)は、さらに、前記一対の電極部材(308、309)よりも基端側に設けられた揺動軸(112)により、軸線方向に交差するヨー方向乃至ピッチ方向への揺動動作が可能であり、前記揺動動作は、前記複数の動力伝達部材(80a)のうち、互いに逆方向に進退する一対の前記動力伝達部材(80a)によって駆動されると共に、前記第1ケーブル(E1)及び前記第2ケーブル(E2)は、その一部が該一対の動力伝達部材(80a)にそれぞれ固定されると、先端動作部のヨー方向乃至ピッチ方向への揺動動作に伴って進退する動力伝達部材と一緒に第1ケーブル及び第2ケーブルも進退させることができるため、当該ヨー方向乃至ピッチ方向への揺動動作によって第1ケーブル及び第2ケーブルが撓みや捩れを生じることを有効に回避することができる。 Further, the distal end working portion (12, 12a to 12c) further includes a yaw that intersects in the axial direction by a swing shaft (112) provided on a proximal end side with respect to the pair of electrode members (308, 309). The rocking motion can be performed in a direction or a pitch direction, and the rocking motion is driven by a pair of power transmission members (80a) that advance and retreat in opposite directions among the plurality of power transmission members (80a). When the first cable (E1) and the second cable (E2) are partly fixed to the pair of power transmission members (80a), respectively, in the yaw direction or the pitch direction of the distal end working unit. Since the first cable and the second cable can be moved back and forth together with the power transmission member that moves forward and backward with the swinging motion of the first cable, the first cable and the second cable are swung in the yaw direction or the pitch direction. Can be effectively avoided that the cable results in a deflection or torsion.
本発明によれば、第1電極部材を支持し、前記ロール方向へと回転可能な先端支持部材の外周面上に、前記第1ケーブルが摺動可能に配線されると共に、該外周面上での第1ケーブルを摺動可能に支持するケーブルガイドを先端動作部に有する。これにより、先端動作部のロール回転が第1ケーブルによって邪魔されることが防止され、その円滑な動作が確保されると共に、外部に撓んだケーブルが飛び出すことも防止されるため、体内で先端動作部を円滑に動作させ、手技を円滑に行うことができる。 According to the present invention, the first cable is slidably wired on the outer peripheral surface of the tip support member that supports the first electrode member and is rotatable in the roll direction. A cable guide for slidably supporting the first cable is provided at the distal end working portion. As a result, the roll rotation of the distal end working unit is prevented from being obstructed by the first cable, the smooth operation thereof is ensured, and the bent cable is prevented from jumping out to the outside. The operation unit can be operated smoothly, and the procedure can be performed smoothly.
以下、本発明に係る医療用マニピュレータについて好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a medical manipulator according to the invention will be described with reference to the accompanying drawings.
1.マニピュレータの全体構成の説明
図1に示すように、本発明の一実施形態に係るマニピュレータ(医療用マニピュレータ)10は、シャフト18の先端に設けられた先端動作部12で生体の一部を把持・剥離し又は生体に触れて、所定の熱処置を行うことができる医療用の電気メスであり、把持鉗子や剥離鉗子等とも呼ばれる医療用器具を電気メスとして構成したものである。
1. Description of Overall Configuration of Manipulator As shown in FIG. 1, a manipulator (medical manipulator) 10 according to an embodiment of the present invention grips a part of a living body with a distal
以下の説明では、図1における幅方向をX方向、高さ方向をY方向及び、シャフト18の延在方向をZ方向と規定する。また、先端側から見て右方をX1方向、左方をX2方向、上方向をY1方向、下方向をY2方向と規定し、さらに、シャフト18の前方(先端側)をZ1方向、後方(基端側)をZ2方向と規定する。なお、特に断りのない限り、これらの方向の記載はマニピュレータ10が基準姿勢(中立姿勢)である場合を基準として表すものとする。これらの方向は説明の便宜上のものであり、マニピュレータ10は任意の向きで(例えば、上下を反転させて)使用可能であることは勿論である。
In the following description, the width direction in FIG. 1 is defined as the X direction, the height direction is defined as the Y direction, and the extending direction of the
マニピュレータ10は、人手によって把持及び操作される操作部14と、該操作部14に対して着脱自在な作業部16とを有し、グリップハンドル26の下端から延びた接続ケーブル28がコントローラ29に接続されてマニピュレータシステムを構成している。
The
このようなマニピュレータ10は、操作部14側に装着される電極プラグ21によって所定の高周波電源23に接続され、該電極プラグ21が装着される電極棒71(図2参照)から延びた第1ケーブルE1及び第2ケーブルE2によって先端動作部12側へと通電し、これにより患部の熱処置を行うことができるバイポーラ電気メス(バイポーラ把持鉗子、バイポーラ剥離鉗子)として機能する。第1ケーブルE1及び第2ケーブルE2(以下、まとめて「ケーブルE」とも呼ぶ)は、導線を絶縁被覆した可撓性を有する電線(絶縁被覆電線)でよく、生体に通電される電圧や生体適合性等を考慮して適切な仕様の電線を用いればよい。
Such a
図1及び図2に示すように、操作部14は、Z1方向及びY2方向に延びた略L字状に構成され、Z方向に略対称に分割された一対の上部カバー25a、25bを筐体として、その内部に駆動部(アクチュエータ部)30等が収納されると共に、基端側でY2方向に延びた部分が人手によって把持されるグリップハンドル26として構成されている。グリップハンドル26は、人手によって把持されるのに適した長さであり、上部の傾斜面26aに複合入力部24が設けられている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
操作部14のY1方向頂部近傍には、上部カバー25bから露出してマスタスイッチ34が設けられ、マスタスイッチ34のZ1方向で視認しやすい箇所にLED35が設けられ、操作部14のZ1方向端近傍で電極プラグ21がY1方向に突出している。
A
作業部16は、作業を行う先端動作部12と、該先端動作部12を先端に設けた長尺且つ中空のシャフト(連結シャフト)18と、該シャフト18の基端側が固定されるプーリボックス32と、プーリボックス32のZ2方向端から延びたトリガレバー支持部33に軸支されるトリガレバー36とを有する。作業部16は、Z方向で略対称に分割された一対の下部カバー37a、37bを筐体として、その内部にプーリボックス32を収納している。トリガレバー支持部33は、プーリボックス32のZ2側端面からZ2方向に平行に延びた一対のプレートであり、該プレート間に渡ったトリガ軸39により、トリガレバー36を回動可能に軸支している(図4参照)。
The working
このような作業部16は、操作部14に設けられた左右一対の着脱レバー40、40によって当該操作部14と連結・固定されると共に、着脱レバー40の開放操作によって操作部14から分離可能であり、特別な器具を用いることなく、手術現場で容易に交換作業等を行うことができる。
Such a working
図1に示すように、先端動作部12及びシャフト18は細径に構成されており、患者の腹部等に設けられた円筒形状のトラカール20から体腔22内に挿入可能であり、複合入力部24及びトリガレバー36の操作によって体腔22内で患部切除、把持、剥離、縫合及び結紮等の様々な手技を行うことができ、さらに高周波電源23からの通電による熱処置が可能となっている。
As shown in FIG. 1, the distal
複合入力部24及びトリガレバー36の操作に基づいて動作する先端動作部12は、その間で生体を把持し通電可能な一対の電極部材として機能する一対のグリッパ部材308、309を備えたグリッパ300を備え(図9及び図13参照)、Y軸を基準に傾動するヨー軸動作(又はピッチ軸動作)、先端を指向する軸(中立姿勢時にはZ軸)を基準に回転するロール軸動作、及び、開閉可能なグリッパ軸動作(開閉動作)からなる3軸の動作が可能である。
The distal
本実施形態の場合、ヨー軸動作及びロール軸動作は、複合入力部24の操作に基づいて電気的に駆動され、グリッパ軸動作はトリガレバー36の操作に基づいて機械的に駆動される。ここで機械的とは、ワイヤ、チェーン、タイミングベルト、リンク、ロッド、ギア等を介して駆動する方式であり、主に、動力伝達方向に非弾性な固体の機械部品を介してマニュアル駆動する方式である。ワイヤやチェーン等は、張力により不可避的な多少の伸びが発生する場合があるが、これらは非弾性な固体の機械部品とする。
In the present embodiment, the yaw axis operation and the roll axis operation are electrically driven based on the operation of the
2.マニピュレータの各構成部分の説明
2.1.互いに着脱可能な駆動部及びプーリボックスの説明
駆動部30及びプーリボックス32は、互いに着脱可能であり、これにより操作部14から作業部16へと駆動力を伝達することができる。
2. 2. Description of each component of the manipulator 2.1. Description of Drive Unit and Pulley Box that are Removable from Each Other The
図1及び図2に示すように、駆動部30は、X方向に並んだ2つのモータ(アクチュエータ)50a、50bと、該モータ50a、50bを支持するブラケット52と、モータ50a、50bの回転方向を変換して作業部16側に伝達するギア機構部54とを有する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
モータ50a、50bは円柱形状であり、図示しない減速機によって減速される出力軸56a、56bがブラケット52の一面を貫通し、該出力軸56a、56bに対してギア機構部54を構成する駆動傘歯車58a、58bが固定されている。モータ50a、50bは、例えばDCモータであり、図示しない角度センサとしてロータリエンコーダ等が設けられる。
The
図2に示すように、ギア機構部54は、ブラケット52内の空間に設けられ、X方向に並んだ2本の駆動シャフト(駆動軸)60a、60bと、各駆動シャフト60a、60bに固定され、駆動傘歯車58a、58bと噛み合う2つの従動傘歯車62a、62bとを有する。モータ50a、50bの出力軸56a、56b、駆動シャフト60a、60b等は図示しないベアリングによってブラケット52に軸支されている。
As shown in FIG. 2, the
駆動シャフト60a(60b)の下端側は、ブラケット52の下面から突出しており、その先端には、例えばコイルばね63によって下方に付勢支持された係合凸部64a(64b)が設けられている。係合凸部64a(64b)は、軸中心から放射状に延びた円弧状の5つの凸部として、1つの大凸部と4つの小凸部とを有する略花びら形状の凸部となっている(図3A参照)。
The lower end side of the
図2及び図4に示すように、プーリボックス32は、X方向両側が開口した空洞部66と、該空洞部66に収納されたプーリ(従動軸)70a、70b及びワイヤガイド部72a、72bとを有し、空洞部66のZ1側に貫通した孔部でシャフト18が固定・支持されている。
As shown in FIGS. 2 and 4, the
プーリ70a、70bは、駆動シャフト60a、60bに対して同軸であり、その上端側には、駆動シャフト60a、60b側の係合凸部64a、64bと係合可能な係合凹部74a、74bが設けられている。係合凹部74a、74bは、前記係合凸部64a、64bが係合(嵌合)可能であり、例えば軸中心から放射状に延びた円弧状の5つの凹部として、1つの大凹部と4つの小凹部とを有する略花びら形状の凹部となっている(図3B参照)。すなわち、図3A及び図3Bから諒解されるように、係合凸部64a(64b)と係合凹部74a(74b)は、互いに所定の位相でのみ係合可能である。
The
従って、操作部14と作業部16との装着時、モータ50a(50b)が適宜駆動制御されることにより、所定の位相において係合凸部64a(64b)と係合凹部74a(74b)とが係合し、これにより、駆動シャフト60a(60b)からの回転駆動力をプーリ70a(70b)へと伝達することができる。この際、例えば操作部14には、操作部14と作業部16の着脱を検出する着脱検出センサ(図示せず)や、駆動シャフト60aの位相を検出する位相検出センサ(図示せず)や、係合凸部64a、64bと係合凹部74a、74bとの係合状態を検出するカップリングセンサ(図示せず)等を設けてもよい。勿論、係合凸部64aや係合凹部74aの係合構造は他の構造であってもよい。
Accordingly, when the operating
図2及び図4から諒解されるように、ワイヤガイド部72a(72b)は、プーリ70a(70b)のZ1側に配設されると共に、その間隔が狭く設定されており、プーリ70a(70b)と先端動作部12の歯車体126(図13参照)等との間に巻き掛けられたワイヤ(動力伝達部材)80a(80b)をガイドして、シャフト18内へと円滑に導く機能を有する。
As can be understood from FIGS. 2 and 4, the
図2に示すように、プーリボックス32のZ1方向上端からは、電極棒71がY1方向に突出し、上部カバー25bに形成された貫通孔73を挿通可能に設けられている。電極棒71には、高周波電源23に接続された2本の電源ケーブル(電線)E01、E02の先端に設けられた電極プラグ21が外嵌装着される。各電源ケーブルE01、E02は、電極棒71の図示しない内部配線により、それぞれ第1ケーブルE1及び第2ケーブルE2へと導通する。電極棒71からの第1ケーブルE1及び第2ケーブルE2は、プーリボックス32の上面に開口する孔部69から空洞部66へと引き込まれ、シャフト18内を先端動作部12側へと配線される。
As shown in FIG. 2, the
プーリボックス32の空洞部66には、さらに、棒状又は線状の動力伝達部材であるY方向に並んだ2本のロッド82a、82bがZ方向に貫通している。ロッド82a、82bは、例えば、十分に強く且つ細いステンレスパイプ又は中実ロッドである。ロッド82a、82bのZ1方向は、空洞部66を貫通してシャフト18内へと延び、ワイヤ252a、252b(図8参照)を介して先端動作部12内のアイドルプーリ140a等に巻き掛けられ、Z2方向は、プーリボックス32を貫通してトリガレバー支持部33へと延び、ロッド85及びワイヤ87(図8参照)を介してトリガレバー36に接続されている。
In the
図2及び図4に示すように、プーリボックス32のZ2側には、Z方向を基準として対称な一対のピン穴84、84が形成されている。各ピン穴84、84には、作業部16と操作部14との装着時、ブラケット52の底面からY1方向に突出した一対のガイドピン86、86が挿入され、これにより、操作部14と作業部16とが位置決めされ且つ高い剛性で装着される。
As shown in FIGS. 2 and 4, a pair of pin holes 84 and 84 that are symmetrical with respect to the Z direction are formed on the Z2 side of the
作業部16では、ワイヤ80a、80bは、それぞれプーリ70a、70b側と先端動作部12側との間で往復していることから、シャフト18の中空空間内には、延べ4本のワイヤ80a、80bと2本のロッド82a、82bとが挿通される。例えば、ロッドに代えてワイヤのみで全ての動力伝達機構を構成してもよい。なお、ワイヤ80a、80bは、それぞれ同種又は異種、同径又は異径のものを用いることができ、可撓性を有する湾曲可能な線材で構成される。ワイヤ80a、80bにおいて、シャフト18内を通過する部分であって可撓性を要しない直線部分には、図示しない高剛性の補強ロッドを囲繞して、補強することもできる。
In the working
このようなマニピュレータ10では、複合入力部24が操作されてモータ50a、50bが駆動されることにより、駆動シャフト60a、60bからプーリ70a、70bを介してワイヤ80a、80bが往復駆動され、先端動作部12にロール方向及びヨー方向の動作が付与される。さらに、トリガレバー36が回動操作されることにより、ロッド82a、82bが機械的に往復駆動され、先端動作部12のグリッパ300に開閉動作が付与される。
In such a
操作部14及びプーリボックス32に配設される各駆動要素、つまり、プーリ70a、70b(モータ50a、50b)及びトリガレバー36は、動力伝達部材であるワイヤ80a、80b及びロッド82a、82bに駆動力を付与し、先端動作部12を動作させる駆動機構部として機能する。より詳細には、プーリ70a、70b(モータ50a、50b)は、ワイヤ80a、80bに駆動力を付与し、先端動作部12にロール方向及びヨー方向の動作を付与する電動機構部として機能する。また、トリガレバー36は、ロッド82a、82bに駆動力を付与し、先端動作部12にグリッパ開閉動作を付与する手動機構部として機能する。
The driving elements disposed in the
2.2.先端動作部を電気的に駆動するための複合入力部の説明
図5に示すように、先端動作部12を電気的に駆動する複合入力部24は、Z軸(Y軸)を中心としてX1及びX2方向に対称な構造であり、先端動作部12に対してロール方向(軸回転方向)及びヨー方向(左右方向)の回転指令を与える複合的な入力部である。
2.2. Description of Composite Input Unit for Electrically Driving the Tip Operating Unit As shown in FIG. 5, the
複合入力部24は、傾斜面26aに配置されたセンサホルダ88によって支持されており、傾斜面26aのZ1側(Y1側)の回転操作部90と、そのZ2側(Y2側)に設けられた傾動操作部92と、傾動操作部92の下部側面にそれぞれ配設された3つのスイッチ操作子94a〜94cとを有する。これら回転操作部90等への入力は、センサホルダ88内に設けられたスイッチ基板(図示せず)等によってその操作量が検出され、モータ50a、50bがコントローラ29の制御下に適宜駆動制御される。
The
2.3.先端動作部の説明
次に、本実施形態に係るマニピュレータ10の先端で所定の作業を行う先端動作部12について説明する。
2.3. Next, description will be given of the distal
以下、先端動作部12の最先端で作業を行うエンドエフェクタとしてグリッパ300を採用した構造を例示して先端動作部12を説明する。なお、エンドエフェクタとしては、グリッパ300のような電極部材を備えた電気メスを構成可能なものであればよく、例えば、はさみ等によるバイポーラ電気メスでもよい。また、マニピュレータ10では、上記のように、先端動作部12をシャフト18の先端に設けた作業部16が、操作部14に着脱可能であることから、エンドエフェクタの種類(グリッパやはさみ)を容易に変更することができる。
Hereinafter, the distal
先端動作部12では、シャフト18内を挿通した第1ケーブルE1と第2ケーブルE2が、当該先端動作部12の3軸動作に対して円滑に追従可能な状態で配線され、グリッパ300を構成する一対のグリッパ部材(電極部材)308、309にそれぞれ接続される。これにより、先端動作部12では、グリッパ開閉動作、ヨー軸動作及びロール軸動作の作動状態に対してケーブルEが邪魔をすることがなく、所望の姿勢で所望の通電対象に、グリッパ部材308、309間で適切に通電することができる。
In the distal
2.3.1.先端動作部の説明
先ず、先端動作部12でのケーブルEの配線構造の説明に先立ち、先端動作部12にグリッパ軸動作、ヨー軸動作及びロール軸動作を付与する基本的な構造について説明する。
2.3.1. Description of the tip operating unit First, prior to the description of the wiring structure of the cable E in the
図6〜図8に示すように、先端動作部12には、ロッド82a、受動ワイヤ252a、アイドルプーリ140a、ガイドプーリ142a、受動プーリ156aを含む第1グリッパ駆動機構(第1エンドエフェクタ駆動機構)320aと、これに対応した第2グリッパ駆動機構(第2エンドエフェクタ駆動機構)320bとが設けられている。第1グリッパ駆動機構320a及び第2グリッパ駆動機構320bは、グリッパ300を開閉させる基本的な構成である。
As shown in FIGS. 6 to 8, the distal
第1グリッパ駆動機構320aにおける構成要素には符号にaを付し、第2グリッパ駆動機構320bにおける構成要素には符号にbを付して区別する。第1グリッパ駆動機構320aにおける構成要素と第2グリッパ駆動機構320bにおける構成要素で同じ機能のものについては、煩雑とならないよう、代表的に第1グリッパ駆動機構320aについてのみ説明する場合がある。
The components in the first
図6及び図7では、理解の容易のため、第1グリッパ駆動機構320aと第2グリッパ駆動機構320bとを紙面上で並列して図示しているが、実際のマニピュレータ10に適用する場合には、図8に示すように、各プーリの軸方向(つまりY方向)に並列させ、アイドルプーリ140a及び140bと、ガイドプーリ142a及び142bの回転軸は、それぞれ同軸上に配置するとよい。つまり、アイドルプーリ140a及び140bは軸110(図8参照)に共通的に軸支することができ、ガイドプーリ142a及び142bは軸112に共通的に軸支することができる。ガイドプーリ142a及び142bを同軸構成とすることにより、軸112を回転軸(揺動軸)とするヨー軸動作機構が簡便な構成となる。
In FIGS. 6 and 7, for ease of understanding, the first
図9〜図13に示すように、先端動作部12は、ワイヤ受動部100と、複合機構部102と、グリッパ300とを有し、Y方向の第1回転軸(ヨー軸、ピッチ軸)Oyを中心として、それよりも先の部分がヨー方向に揺動(回動)する第1自由度と、第2回転軸(ロール軸)Orを中心としてロール方向に回転する第2自由度と、第3回転軸(グリッパ軸、開閉軸)Ogを中心として先端のグリッパ300が開閉する第3自由度とを有する合計3自由度の機構となっている。
As shown in FIGS. 9 to 13, the distal
第1回転軸Oyによるヨー軸動作の機構は、シャフト18の延在方向に沿う軸線に対して交差する方向に揺動可能に設定され、例えば±70°程度以上の稼動範囲を有する揺動機構(傾動機構)である(図10及び図11参照)。第2回転軸Orによるロール方向動作の機構は、先端動作部12における先端部(つまりグリッパ300)の延在方向の軸線を中心として該先端部を回転可能に設定され、例えば±160°程度以上の稼動範囲を有する回転機構である(図10及び図12参照。図9中に2点鎖線で示すグリッパ300参照)。第3回転軸Ogによるグリッパ開閉動作の機構(グリッパ300)は、例えば30°程度以上開くことのできる開閉機構である(図16及び図17参照)。
The mechanism of the yaw axis operation by the first rotation axis Oy is set so as to be swingable in a direction intersecting with the axis along the extending direction of the
グリッパ300は、手術において実際の作業を行う部分であり、第1回転軸Oy及び第2回転軸Orは、作業を行い易いようにグリッパ300の姿勢を変えるための姿勢変更機構を構成する姿勢軸である。一般に、ヨー方向に揺動させる第1回転軸Oyはヨー軸とも呼ばれ、ロール方向に回転させる第2回転軸Orはロール軸とも呼ばれ、グリッパ300を開閉させる第3回転軸Ogはグリッパ軸とも呼ばれる。
The
図13及び図15〜図17に示すように、ワイヤ受動部100は、段付き円筒状の基端支持部材(基端カバー)116の先端側に突出した一対の舌片部159、159間に設けられ、ワイヤ80a、80bのそれぞれの往復動作を回転動作に変換して複合機構部102に伝達する部分である。
As shown in FIGS. 13 and 15 to 17, the wire
ワイヤ受動部100は、軸孔160a、160aに挿入される軸110と、軸孔160b、160bに挿入される軸112とを有する。軸110及び112は、軸孔160a、160bに対して、例えば圧入もしくは溶接により固定される。舌片部159の先端側の軸112は、ヨー軸となる第1回転軸Oyの軸上に配置される。つまり、軸112が、先端動作部12の基端側の関節部114の支軸となる。
The wire
関節部114を構成する軸112のY方向両端には、Y方向に対称形状の歯車体(回転体)126及びプーリ(回転体)130が設けられる。歯車体126は、筒体132と、該筒体132の上部に同心状に設けられた歯車134とを有する。プーリ130は、筒体132と略同径且つ略同形状である。歯車134は、後述するギア体146のフェイスギア165に噛合する。
A gear body (rotating body) 126 and a pulley (rotating body) 130 that are symmetrical in the Y direction are provided at both ends of the
プーリ130及び筒体132には、ワイヤ80a及び80bが所定の固定手段によって一部が固定されて巻き掛けられている(図15参照)。ワイヤ80a及び80bの巻き掛けられる角度は、例えば1.5回転(540°)である。プーリ130は、主軸部材144の基端部側に一体的に設けられており、この主軸部材144は、軸112によって第1回転軸Oy(ヨー軸)を中心に回動(傾動)自在に支持されている。
A part of the
ワイヤ80aを往復動作(進退動作)させることにより、プーリ130と一体的に設けられた主軸部材144が第1回転軸Oyを中心に回動し、ヨー軸動作が行われる。ワイヤ80bを往復動作(進退動作)させることにより、歯車体126が軸112に対して回転し、ギア体146が第2回転軸Orを基準として回転し、ロール軸動作が行われる。歯車体126とプーリ130をそれぞれ回転させると、ヨー方向動作とロール回転動作の複合動作が行われる。先端動作部12の機構は、このように、ワイヤ80bが歯車134を介してフェイスギア165を駆動するのに対し、ワイヤ80aは主軸部材144を直接的に回転駆動する形式に限らず、例えば、特開2008−253463号公報における図23に示される構成に相当するような差動機構であってもよい。
By causing the
軸110の略中央部にはアイドルプーリ140a、140bが回転自在に軸支されており、軸112の略中央部にはガイドプーリ142a、142bが回転自在に軸支されている。アイドルプーリ140a、140bは、ガイドプーリ142a、142bに巻きかける受動ワイヤ(可撓性部材、伝達部材)252a、252bの巻き掛け角度を常に一定(両側あわせて約180°)に保つためのものである。アイドルプーリ140a、140bの代わりに、ガイドプーリ142a、142bに受動ワイヤ252a、252b(図8参照)を1巻き以上してもよい。ガイドプーリ142a、142bは、姿勢変更機構におけるヨー軸となる第1回転軸Oyに設けられている。
図13及び図15に示すように、第1回転軸Oyを構成する軸112には、ガイドプーリ142a、142bを2枚の補助板144b、144b間に挟み、そのY2側にプーリ130が突設された主軸部材144が回転自在に軸支されている。主軸部材144は、複合機構部102に向けて突出する筒部を有する(図13参照)。主軸部材144の軸心部には方形の孔144aが設けられている。主軸部材144のZ2方向端部には、ガイドプーリ142aのY方向上面及びガイドプーリ142bのY方向下面を保持すると共に、軸112が挿通する孔を有する2枚の補助板144bが設けられている。補助板144bはZ1方向に向かって幅広となる山形であって、大きく開いた関節部114(図9及び図10参照)からの糸等の異物の侵入を防止することができる。
As shown in FIGS. 13 and 15, a
次に、複合機構部102は、グリッパ300の開閉動作機構と、該グリッパ300の姿勢を変化させる姿勢変更機構とを含む複合的な機構部である。
Next, the
図13及び図15〜図17に示すように、複合機構部102は、主軸部材144の筒部周面に対して回転自在に嵌挿されたギア体146と、主軸部材144の先端ねじ部に締結されるナット体148と、Z2方向端部が主軸部材144の孔144aに挿入される断面四角の伝達部材152と、伝達部材152のZ2方向端部に対してピン154により回転自在に軸支される受動プーリ156aと、両端がZ2方向に突出した平板状の受動板158と、略中央部が拡径した円筒状の先端支持部材(先端カバー)161とを有する。
As shown in FIG. 13 and FIGS. 15 to 17, the
主軸部材144におけるギア体146と当接する部分には、樹脂製のスラスト軸受部材144cが設けられている。ナット体148におけるギア体146と当接する部分には、樹脂製のスラスト軸受部材148aが設けられている。スラスト軸受部材144c、148aは低摩擦材であって、当接部分の摩擦及びトルクを低減すると共に、フェイスギア165に負荷が直接的にかかることを防止する。スラスト軸受部材144c、148aは、いわゆる滑り軸受であるが、転がり軸受を設けてもよい。これにより、グリッパ300を強く閉じた場合や開いた場合、すなわちギア体146が主軸部材144に強く当接する場合でも、ロール回転動作を円滑に行うことができる。
A resin-made
ギア体146は、段付き筒形状であって、Z2方向の大径部162と、Z1方向の小径部164と、大径部162のZ2方向端面に設けられたフェイスギア165とを有する。フェイスギア165は、歯車体126の歯車134に噛合する。ギア体146は、ナット体148により主軸部材144に対する抜け止めがなされている。大径部162の外周には、ねじが設けてある。
The
受動板158は、Z2方向の凹部166と、該凹部166の底面に設けられた係合部168と、Y方向両面にそれぞれ設けられた軸方向のリブ170、170と、リンク孔172、172とを有する。係合部168は、伝達部材152の先端に設けられたきのこ状の突起174に係合する形状である。この係合により、受動板158と伝達部材152は、相対的なロール軸の回転が可能になる。受動板158の幅は先端支持部材161の内径に略等しい。
The
先端支持部材161は、複合機構部102の略全体を覆う大きさであり、複合機構部102に異物(生体組織、薬剤、糸等)が入り込むことを防止している。図13及び図16に示すように、先端支持部材161の内面には、受動板158の2つのリブ170、170が嵌る軸方向の2本の溝175、175が対向して設けられている。溝175にリブ170が嵌ることにより受動板158が軸方向にガイドされる。受動板158の係合部168には、伝達部材152先端の突起174が係合することから、受動プーリ156aは主軸部材144の孔144a内において、受動板158及び伝達部材152と共に軸方向に進退可能であり、且つ伝達部材152を基準としてロール回転が可能である。先端支持部材161は、ギア体146の大径部162に対して螺入、圧入等の手段により固定されている。
The
図15に示すように、先端支持部材161は、その基端部がギア体146に外嵌されて結合(螺合、圧入等)されており、先端支持部材161及びグリッパ300は、ギア体146の回転と共にロール軸動作を行う。
As shown in FIG. 15, the distal
グリッパ300において、一方のグリッパ部材308の基端側のレバー部310と受動板158は、グリッパリンク220により連接されており、他方のグリッパ部材309の基端側のレバー部310と受動板158は、グリッパリンク221により連接されている。つまり、各グリッパリンク220、221の一端の孔220aは、レバー部310の孔218と共にピン222が挿入され、他端の孔220bは、受動板158のリンク孔172と共にピン224が挿入されて連接されている。
In the
詳細は後述するが、グリッパ部材308、309には、それぞれ第1ケーブルE1及び第2ケーブルE2が接続されるため、レバー部310間は、樹脂等により形成されて絶縁性を有する段付き円筒形状の絶縁筒体400を挟んで絶縁されている(図13及び図15参照)。
Although details will be described later, since the first cable E1 and the second cable E2 are connected to the
図19に示すように、アイドルプーリ140aは、同軸上の第1層アイドルプーリ232と第2層アイドルプーリ234の2枚が並列して構成されており、ガイドプーリ142aは、同軸上の第1層ガイドプーリ236と第2層ガイドプーリ238の2枚が並列して構成されている。
As shown in FIG. 19, the
図8に示すように、ロッド82aのZ1方向端部は、ワイヤ係合部250aによって受動ワイヤ(可撓性部材)252aの両端部に接続されている。
As shown in FIG. 8, the end portion in the Z1 direction of the
図20に示すように、ワイヤ係合部250aは、ロッド82aの先端部260にローラ262が設けられ、該ローラ262に受動ワイヤ252aが巻き掛けられている。ローラ262はピン264に軸支されており回転自在である。これにより、受動ワイヤ252aはローラ262に巻きかけられながら適度に進退し、ロッド82aをZ2方向に引くときに、特にヨー軸が屈曲しないような状態でも、受動ワイヤ252aをX方向にバランスよく引くことができる。先端部260は、ロッド82aに螺設されている。
As shown in FIG. 20, in the
図8及び図19に示すように、受動ワイヤ252aは、一部がワイヤ係合部250aに接続された環状の可撓性部材であり、ワイヤ以外にもロープ、樹脂線、ピアノ線及びチェーン等を用いることができる。
As shown in FIGS. 8 and 19, the
受動ワイヤ252aは、駆動部材のロッド82aから、アイドルプーリ140aのX1方向(第1の側方)を通り、X2方向(第2の側方)に向かい、ガイドプーリ142aのX2方向の面を通り受動プーリ156aのX2方向の面に至る。受動ワイヤ252aは、さらに、受動プーリ156aのZ1方向の面に半周巻き掛けられてX1方向の面に至り、ガイドプーリ142aのX1方向の面を通り、X2方向に向かいアイドルプーリ140aのX2方向を通りワイヤ係合部250aに至る経路で配設されている。
The
つまり、受動ワイヤ252aは、ワイヤ係合部250aを基点及び終点とする一巡の経路を構成し、アイドルプーリ140aの両側方を通り、受動プーリ156aに巻き掛けられ、アイドルプーリ140aとガイドプーリ142aとの間で交差して、略8字形状をなす。これにより、ワイヤ係合部250a及び受動ワイヤ252aは、ロッド82aを介してトリガレバー36に対して機械的に接続されていることになる。
In other words, the
アイドルプーリ140a、ガイドプーリ142a及び受動プーリ156aは略同径であり、受動ワイヤ252aがあまり屈曲しないように、レイアウト上の可能な範囲で適度に大径にしている。ワイヤ係合部250aは、受動ワイヤ252aが過度に屈曲しないように、アイドルプーリ140aよりも適度に離れた位置に設けられており、受動ワイヤ252aの両端部はワイヤ係合部250aを頂部として鋭角を形成している。アイドルプーリ140aとガイドプーリ142aとの間は狭く、例えば、受動ワイヤ252aの幅と略等しい隙間が形成されている。
The
図8から諒解されるように、第1グリッパ駆動機構320aでは、基端側から先端側に向かって、受動ワイヤ252a、アイドルプーリ140a、ガイドプーリ142a及び受動プーリ156aが中心線に沿って配置されている。なお、グリッパ300は、伝達部材152等を介して受動プーリ156aに連結されている(図13及び図15参照)。
As can be seen from FIG. 8, in the first
このように構成される第1グリッパ駆動機構320aでは、ロッド82a(図8参照)をZ2方向に引き寄せると、平面視で、第1層アイドルプーリ232及び第2層ガイドプーリ238は反時計方向に回転し、第2層アイドルプーリ234及び第1層ガイドプーリ236は時計方向に回転する。このように、アイドルプーリ140a及びガイドプーリ142aは、それぞれ同軸上で2枚のプーリが並列する構成であることから、当接する受動ワイヤ252aの動きに従って逆方向に回転可能であり、円滑な動作が可能である。
In the first
次に、グリッパ300について具体的に説明する。
Next, the
図13及び図15〜図17に示すように、グリッパ300は、一対の把持部302、302が動作をするいわゆる両開き型である。グリッパ300は、先端支持部材161に形成された一対のグリッパベース304、304と、該グリッパベース304に設けられた軸孔305に挿入されるピン(軸部材)196を基準にして動作する一対のグリッパ部材308、309と、一対のグリッパリンク220、221とを有する。各グリッパベース304の軸孔305部分を含む内面には、浅い凹部304aがそれぞれ形成されている。各凹部304aには、ピン196が挿通する孔部311aを設けた板状の通電部材311がワッシャ313を内面側に挟んでそれぞれ配設される。各通電部材311は、上記の第1ケーブルE1及び第2ケーブルE2がそれぞれ接続されることにより、各グリッパ部材308、309に通電するための端子である。
As shown in FIGS. 13 and 15 to 17, the
グリッパ部材308、309は、多少屈曲してZ1方向に延在した最先端の把持部302と、把持部302に対して略35°に曲がって延在するレバー部310とを有する。各レバー部310の把持部302寄りには孔216が設けられ、レバー部310の端部近傍には孔218が設けられている。
The
図15に示すように、孔216にピン196が挿入されることにより、一対のグリッパ部材308、309は第3回転軸Ogを中心として揺動自在となる。なお、各グリッパ部材308、309の孔216では、ピン196との間に絶縁筒体400が介在している。
As shown in FIG. 15, when the
各グリッパ部材308、309は、各グリッパリンク220、221と共に受動板158のリンク孔172に嵌挿されるピン224、224に連接されている。グリッパ300を開閉するリンクとして機能する受動板158では、リンク孔172がY方向対称位置に2つ設けられており、一対のグリッパリンク220、221は側面視で交差する配置である(図13及び図15参照)。
The
図8、図13及び図15に示すように、第2グリッパ駆動機構320bは、第1グリッパ駆動機構320aに対し、基本的には、折り返しプーリ350が付加された構成である。受動プーリ156a及び受動プーリ156bは同軸構成となっている。
As shown in FIGS. 8, 13, and 15, the second
図13及び図15に示すように、主軸部材144には、ピン352が挿入及び固定される径方向の軸孔354が設けられている。軸孔354は、孔144aを経由して主軸部材144の筒部を貫通している。
As shown in FIGS. 13 and 15, the
伝達部材152には、ピン352が挿通可能な幅で軸方向に延在する長孔356が設けられている(図13参照)。図15に示すように、伝達部材152は、基端支持部材116(シャフト18)の軸心よりY1方向にややオフセットした位置に設けられるが、先端の突起174だけは軸心に配置させるとよい(図15参照)。もちろん、伝達部材152は中心に配置してもよい。
The
ピン154は、伝達部材152を通り抜けてY2方向に突出し受動プーリ156bを軸支する。受動プーリ156bは、受動ワイヤ252bが2巻き可能な幅を有する。主軸部材144の孔144aは、受動プーリ156a、156b及び伝達部材152が挿入可能な高さを有する。受動プーリ156a及び156bは、孔144a内でピン154によって同軸に軸支されており、独立的に回転自在である。
The
ピン352は、孔144a内でY1方向からY2方向に向かって、長孔356及び折り返しプーリ350の中心孔に挿入されて、伝達部材152と受動プーリ156a及び156bが軸方向に進退可能である。折り返しプーリ350はピン352に軸支されて回転自在であり、位置は固定である。折り返しプーリ350は受動ワイヤ252bが2巻き可能な幅を有する。
The
図6〜図8及び図15〜図17に示すように、第2グリッパ駆動機構320bにおいては、受動プーリ156bよりも先端側に折り返しプーリ350が設けられ、受動ワイヤ252bは、受動プーリ156bと折り返しプーリ350とに渡って巻き掛けられている。つまり、受動ワイヤ252bは、駆動部材のロッド82bのワイヤ係合部250bから、アイドルプーリ140bのX1方向を通り、X2方向に向かい、ガイドプーリ142bのX2方向を通り受動プーリ156bのX2方向の面に至る。受動ワイヤ252bはそのままZ1方向に向かって延在し、折り返しプーリ350のX2方向の面に達し、該折り返しプーリ350のZ1方向の面に半回転巻き付けられてZ2方向に折り返す。
As shown in FIG. 6 to FIG. 8 and FIG. 15 to FIG. 17, in the second
受動ワイヤ252bは、受動プーリ156bのZ2方向の面に半回転巻き付けられてX2側を通って再度折り返しプーリ350に至り、再び該折り返しプーリ350のZ1方向の面に半回転巻き付けられてZ2方向に折り返す。この後、受動ワイヤ252bはガイドプーリ142bのX1方向からアイドルプーリ140bのX2方向に至り、ロッド82bのワイヤ係合部250bに接続される。ワイヤ係合部250a及び受動ワイヤ252aは、ロッド82aを介してトリガレバー36に対して機械的に接続されていることになる。
The
このように構成される先端動作部12では、図6及び図16に示すように、人手によりトリガレバー36を十分に引くと、ロッド82aは受動ワイヤ252aを引き寄せ、受動プーリ156a、伝達部材152をZ2方向に移動させることからグリッパ300を閉じさせることができる。つまり、ロッド82aや受動ワイヤ252a、受動プーリ156a等の伝達部材が牽引されることによりグリッパ300が閉じられる。この場合、第2グリッパ駆動機構320bについては、ロッド82bは、押し出されるように配置されているため、伝達部材152の動作を阻害しない。
In the distal
また、図7及び図17に示すように、人手によりトリガレバー36を十分に押し出すと、伝達部材152及び受動プーリ156aは先端側にZ1方向に移動してグリッパ300を開くことができる。グリッパ300には、トリガレバー36を人手によって押し出す力が第2グリッパ駆動機構320bによって機械的に直接伝えられることから、弾性体のような所定の力ではなく任意の強い力で開くことができる。従って、グリッパ300の外側面を用いて生体組織を剥離させ、又は孔部を拡開させるような手技に対して好適に用いることができる。
Further, as shown in FIGS. 7 and 17, when the
また、グリッパ300の外側面に対象物が接触した場合には、受動ワイヤ252b、ロッド82b及びトリガレバー36もそれ以上Z1方向に動かなくなり、操作者はグリッパ300の外側面が対象物に接触したこと、及び該対象物の硬さ等を指先で知覚することができる。
Further, when the object comes into contact with the outer surface of the
先端動作部12は、さらに、ヨー軸動作及びロール軸動作が可能である。図10及び図11に示すように、先端動作部12では、ヨー軸動作をする場合、ガイドプーリ142a及びガイドプーリ142bの軸112を中心にして、それよりも先端の複合機構部102及びグリッパ300がヨー方向に揺動する。先端動作部12は、非干渉機構であることから、ヨー軸動作をしてもグリッパ300の開度が変化することはなく、逆にグリッパ300の開度を変化させてもヨー軸が動作することはない。グリッパ300とロール軸の関係についても同様である。
The
2.3.2.先端動作部での配線構造の説明
次に、先端動作部12でのケーブルEの配線構造について説明する。
2.3.2. Next, the wiring structure of the cable E in the distal
先端動作部12では、上記の通り、一対の電極部材として機能するグリッパ部材308、309に対し、それぞれ第1ケーブルE1及び第2ケーブルE2が接続され、これにより高周波電源23からの電流をグリッパ部材308、309間に把持した生体に通電することができる。
In the distal
ところが、先端動作部12は、上記の各動作(ヨー軸動作、ロール軸動作、グリッパ開閉動作)を行うため、ケーブルEは、これら各動作を邪魔しないように十分な余裕(撓み)を持って配線されている必要があり、その反面、ケーブルEの余裕部分が外部に飛び出し、トラカール20の入口や体腔22内の生体組織に引っ掛かることを防止しておく必要もある。そこで、本実施形態に係るマニピュレータ10では、先端動作部12の動作やこれを用いた手技の円滑な実行と、ケーブルEの適切な収納とを両立できる配線構造を先端動作部12に採用している。
However, since the distal
すなわち、図14に示すように、先端動作部12は、シャフト18内を挿通されたケーブルEの基端側(Z2側)部分を結束保持するケーブル保持部材(ケーブル押さえ)402と、ケーブルEの先端側(Z1側)部分を結束支持する先端支持部材161と、先端支持部材161の基端側円筒部の外周面161b上に周方向に摺動可能に係合するCリング状のケーブルガイド(リング部材)404と、ケーブルガイド404の外周側に配置されるケーブルカバー406とを有する。第1ケーブルE1及び第2ケーブルE2は、これら各部材を介してシャフト18側からグリッパ300側へと配線される。
That is, as shown in FIG. 14, the distal
ケーブル保持部材402は、先端支持部材161の外周面161bの基端周縁部に周方向に摺動可能に外嵌されるリング部(リング部材)408と、リング部408のZ2側面から突出した一対の突出片412、412とを有する。一方(Y2側)の突出片412に対応する位置には、リング部408の周方向一部をトンネル状に切欠き、軸方向に開口して第1ケーブルE1及び第2ケーブルE2がまとめて挿通・保持される基端結束部(第2結束部、切欠通路)408aが形成される。リング部408の先端側(Z1側)の外周面には、該リング部408を段付き形状に構成する環状凹部408bが形成されている。各突出片412は、基端支持部材116の各舌片部159の外面に配置されると共に、その端部の軸孔412aに軸112が嵌挿・軸支される(図9、図10及び図15参照)。
The
従って、図10及び図11に示すように、ケーブル保持部材402は、第1回転軸Oy(軸112)を軸心とする先端支持部材161のヨー方向への揺動動作に伴って、該先端支持部材161と共に揺動する。一方、図15から諒解されるように、ケーブル保持部材402は、軸112によって軸孔412aが軸支されているため、第2回転軸Orを軸心とする先端支持部材161のロール方向への回転動作に対しては、リング部408の内面で先端支持部材161の外周面161bが周方向に摺動することになり、ロール方向へは回転しない。
Therefore, as shown in FIGS. 10 and 11, the
ケーブルガイド404は、先端支持部材161の外周面161b上で周方向に摺動可能に係合されるCリング状の部材であり、周方向で一部に、該ケーブルガイド404を軸方向に切り欠く切欠部414が形成されている。切欠部414は、当該先端動作部12が、ロール軸動作を行っていない図10の中立姿勢(ロール中立姿勢)において、Y1側に開口するように配置される(図10及び図14参照)。切欠部414を挟んで対向する一対の側面404a、404bは、それぞれ円弧形状となっている。
The
図10、図15及び図16に示すように、ケーブルガイド404は、先端支持部材161の外周面161b上で、ケーブル保持部材402のリング部408と、先端支持部材161の拡径部161aとの間に配置される。ケーブルガイド404は、リング部408及び拡径部161aの側面に対して、少なくとも第1ケーブルE1及び第2ケーブルE2のうちの1本を多少の余裕を持って配置可能な隙間416、416を設けて配置される。
As shown in FIGS. 10, 15, and 16, the
先端支持部材161は、拡径部161aの周方向一部を軸方向に切欠き、第1ケーブルE1及び第2ケーブルE2が挿通・保持される先端結束部(第1結束部)418を有する。本実施形態の場合、先端結束部418は、第1ケーブルE1及び第2ケーブルE2にそれぞれ対応する一対の切欠通路を隣接配置した構成であるが(図10及び図14参照)、前記基端結束部408aと同様に、ケーブルEをまとめて挿通・保持する構成であってもよい。
The distal
図10及び図15に示すように、先端支持部材161の拡径部161aの外径は、ケーブル保持部材402の環状凹部408bの外径と略同一に設定されており、ケーブルガイド404の外径よりも多少大きく、ケーブルカバー406のZ方向両端がそれぞれ拡径部161aと環状凹部408bとに外嵌される。これにより、該ケーブルカバー406の内側で、ケーブルガイド404の脱落が防止される。さらに、該ケーブルカバー406の内側で、基端結束部408aと先端結束部418の間で隙間416に配線されるケーブルEの外方への膨らみや垂れ下がりが防止され、ケーブルEが確実に収納される。
As shown in FIGS. 10 and 15, the outer diameter of the
さらに、図10及び図14に示すように、先端結束部418より先端側に、先端支持部材161(グリッパベース304)の外面上でのケーブルEの外部露出を防止するカバー部材405と、基端結束部408aより基端側に、基端支持部材116(舌片部159)の外面上でのケーブルEの外部露出を防止するカバー部材407とを設けてもよい。これらカバー部材405、407としては、例えば、樹脂等の薄い円筒部材や、ゴム等の可撓性を持つチューブ部材等を用いるとよい。
Further, as shown in FIGS. 10 and 14, a
なお、カバー部材405、407に代えて、図14中に2点差線で示すように、先端支持部材161や基端支持部材116に、その内外面を貫通する孔部409、411を設け、この孔部409、411にケーブルEを挿通させて先端支持部材161や基端支持部材116の内側に引き込むことで、当該ケーブルEの外部露出を防止してもよい。
In place of the
以上の構成に基づき、先端動作部での配線構造について具体的に説明する。 Based on the above configuration, the wiring structure in the distal end working unit will be specifically described.
先ず、図8及び図10に示すように、電極棒71(図2参照)からの第1ケーブルE1及び第2ケーブルE2は、ヨー軸動作を駆動するプーリ130に巻き掛けられたワイヤ80aの往路及び復路にそれぞれ固定部材420によって一体的に固定され、シャフト18内を配線されて先端動作部12に至る。固定部材420としては、例えば熱収縮チューブや接着テープを用いるとよい。
First, as shown in FIG. 8 and FIG. 10, the first cable E1 and the second cable E2 from the electrode rod 71 (see FIG. 2) are forwarded by a
図10、図14及び図15に示すように、シャフト18内を配線された第1ケーブルE1及び第2ケーブルE2は、それぞれ基端支持部材116のZ1側の開口部から、一方(Y2側)の舌片部159の両脇を通って該舌片部159の外面へと通されると共に、軸112の周囲を回り込み、ケーブル保持部材402の一方(Y2側)の突出片412の内側から基端結束部408aへと挿通される。
As shown in FIGS. 10, 14, and 15, the first cable E <b> 1 and the second cable E <b> 2 wired in the
基端結束部408aで一体的に保持された第1ケーブルE1及び第2ケーブルE2は、リング部408とケーブルガイド404との間の隙間416に至ると分岐され、該ケーブルガイド404のZ2側の側面404cに沿って、互いに離間する周方向に引き回された後(図10及び図14参照)、それぞれ切欠部414の側面404a、404bに沿って該切欠部414をZ1方向に通過する。切欠部414を通過した第1ケーブルE1及び第2ケーブルE2は、再び分岐してケーブルガイド404のZ1側の側面404dに沿って引き回された後、再び合流して先端結束部418へと挿通される。
The first cable E1 and the second cable E2 that are integrally held by the proximal
先端結束部418で一体的に保持された第1ケーブルE1及び第2ケーブルE2は、それぞれ先端支持部材161の一方(Y2側)のグリッパベース304の両脇から該グリッパベース304の内側に引き込まれ(図10及び図14参照)、各グリッパ部材308、309に対応する各通電部材311へと接続される(図10、図13及び図14参照)。
The first cable E1 and the second cable E2 that are integrally held by the distal
この際、図15に示すように、一方のグリッパ部材308と、他方のグリッパ部材309との間は、レバー部310、310間にピン196の周囲も囲繞する絶縁筒体400を挟持し、該絶縁筒体400を絶縁性を有する樹脂等によって形成し、さらに一方のグリッパリンク221を絶縁性を有する樹脂等によって形成することで絶縁される。これら絶縁性を有する部材には、例えば、PEEK等の樹脂やセラミック等の絶縁性を有する材質を用いるとよい。
At this time, as shown in FIG. 15, between one
なお、一方のグリッパ部材308と他方のグリッパ部材309の絶縁方法に関しては、本実施形態の構成に限定されることは勿論ない。例えば、グリッパリンク220、221が非絶縁部材であると共に、グリッパ部材308、309間が非絶縁状態であっても、受動板158が絶縁部材であるか又は絶縁部材でコーティング若しくはカバーされて、一方のグリッパ部材308・グリッパリンク220と、他方のグリッパ部材309・グリッパリンク221とが、互いに絶縁され且つ受動板158と絶縁されていればよい。すなわち、一方のグリッパ部材308と、他方のグリッパ部材309と、構造部材・動力伝達部材との3者が絶縁状態に構成されていればよい。
Of course, the insulating method of the one
第1ケーブルE1及び第2ケーブルE2は、上記の通り、基端結束部408aから先端結束部418に至る途中で、ケーブルガイド404の各側面404a〜404dに沿って引き回されることにより、ロール軸動作に対応できる十分な余裕(撓み)を持つと共に、外周面161b上を這ってケーブルカバー406内に収納された干渉部分(撓み部分)E1a、E2aを有することになる(図10参照)。
As described above, the first cable E1 and the second cable E2 are routed along the
2.3.3.先端動作部が動作した際のケーブル配線状態の説明
先ず、先端動作部12が第2回転軸Orを中心とするロール軸動作を行った場合のケーブルEの状態について、図18A及び図18Bを参照して説明する。図18Aは、ケーブルガイド404及びその周辺部を周方向に展開した状態での基端結束部408aと先端結束部418の間におけるケーブルEの配線構造を模式的に示す説明図であり、図18Bは、図18Aに示す状態から先端動作部12がロール軸動作を行った状態での説明図である。
2.3.3. Description of the Cable Wiring State when the Tip Operating Unit Operates First, see FIG. 18A and FIG. 18B regarding the state of the cable E when the
先端動作部12がロール軸動作をしていない中立姿勢(ロール中立姿勢)では(図10参照)、図18Aに示すように、第1ケーブルE1及び第2ケーブルE2は、基端結束部408aと先端結束部418の間で、Z方向に対称な位置関係でケーブルガイド404の各側面404a〜404dに沿って配線されている。この状態では、第1ケーブルE1の干渉部分E1aと、第2ケーブルE2の干渉部分E2aとは、略同形状になっている。なお、図18Aでは、この状態でのロール軸動作の回転角度を0°として図示している。
In the neutral posture (roll neutral posture) in which the distal
続いて、例えば、先端動作部12に回転角度90°のロール軸動作が付与されると(図12参照)、先端支持部材161が90°ロール回転するため、先端結束部418がケーブル保持部材402に対して相対的に90°ロール回転する。そうすると、図18Bに示すように、第1ケーブルE1及び第2ケーブルE2は、その基端側が基端結束部408aで保持されたまま、その先端側が先端結束部418で保持されつつロール方向に回転されることになる。
Subsequently, for example, when a roll axis operation with a rotation angle of 90 ° is applied to the distal end working unit 12 (see FIG. 12), the distal
ここで、当該配線構造では、基端結束部408aと先端結束部418の間でケーブルガイド404を摺動回転可能に設けているため、図18Bに示すように、先端結束部418のロール回転により、例えば第1ケーブルE1の干渉部分E1aの先端側が先端結束部418に引っ張られ、該干渉部分E1aがケーブルガイド404の側面404aを当該ロール回転方向に押圧する。このため、干渉部分E1a(第1ケーブルE1)の押圧により、ケーブルガイド404も外周面161b上で周方向に前記90°ロール回転することから、他方の干渉部分E2a(第2ケーブルE2)は、他方の側面404bから当該ロール回転方向に押圧される。
Here, in the wiring structure, the
つまり、図18Bに示すように、各干渉部分E1a、E2aは、先端結束部418にロール軸動作が付与された場合であっても、ケーブルガイド404の回転作用によって互いの相対的な位置関係を保ちつつ摺動するため、該ロール軸動作によってケーブルEに過度の引張負荷が生じることが回避され、また、過度の撓みが生じることも回避されることになる。
That is, as shown in FIG. 18B, the interference portions E1a and E2a have a relative positional relationship with each other due to the rotational action of the
以上のように、当該先端動作部12では、ロール回転する先端結束部418と、ロール回転しない基端結束部408aとによって第1ケーブルE1及び第2ケーブルE2を保持すると共に、これら第1ケーブルE1及び第2ケーブルE2は、先端結束部418と基端結束部408aの間で、ケーブルガイド404の側面404a〜404dに沿った干渉部分E1a、E2aを設けて配線されている。この場合、これら干渉部分E1a、E2aは、例えば±180°のロール軸動作での回転距離より多少長い程度に設定されている。
As described above, in the distal
このため、先端動作部12にロール軸動作が付与された際、干渉部分E1a、E2aは、該ロール軸動作によって相対的にロール回転する基端結束部408aと先端結束部418の間で相対的な位置を保ちつつ、一方は、ケーブルガイド404を押圧し摺動回転させるため、過度の引張負荷を受けることが回避され、他方は、該摺動回転されたケーブルガイド404によって撓みを生じることが回避されることになる。これにより、先端動作部12の円滑なロール軸動作を確保しつつ、ケーブルEを先端動作部12の外部に飛び出さないように適切に収納配線することができる。しかも、ロール軸動作は、ヨー軸動作と比べて、上記の通り、例えば±180°又はそれ以上の広い稼動範囲が設けられるため、このようなロール回転するケーブルガイド404を用いた配線構造は特に有効となる。
For this reason, when the roll axis operation is applied to the distal
また、先端動作部12では、電極部材としてグリッパ300を備えたことにより、生体組織をグリッパ300で確実に挟み込んで通電することができる。従って、通電による凝固能を高めることができ、他の組織への損傷を可及的に低減することができる。
Further, in the distal
次に、先端動作部12が第1回転軸Oyを中心とするヨー軸動作を行った場合のケーブルEの状態について、図10及び図11を参照して説明する。
Next, the state of the cable E when the distal
上記のように、電極棒71(図2参照)からの第1ケーブルE1及び第2ケーブルE2は、ヨー軸動作を駆動する軸112上のプーリ130に巻き掛けられたワイヤ80aの往路及び復路にそれぞれ固定部材420によって一体的に固定される。
As described above, the first cable E1 and the second cable E2 from the electrode rod 71 (see FIG. 2) are connected to the forward path and the return path of the
従って、図10に示すように、先端動作部12がヨー軸動作をしていない中立姿勢(ヨー中立姿勢)から、図11に示すように、ヨー軸動作を行った場合には、プーリ130で折り返されているワイヤ80aの往路と復路がそれぞれZ方向で逆方向に進退し、これに伴い、第1ケーブルE1及び第2ケーブルE2もZ方向で逆方向に進退する。
Accordingly, as shown in FIG. 10, when the yaw axis operation is performed as shown in FIG. 11 from the neutral posture (yaw neutral posture) in which the
すなわち、図11に示すように、例えば、先端動作部12がX2方向に揺動動作された場合には、プーリ130(つまり主軸部材144)を図11で反時計方向に回転させるため、ワイヤ80aの往路部分(図10中のX1側の部分)がZ2方向に引き寄せられ、復路部分(図10中のX2側の部分)がZ1方向に押し出され、これら往路部分及び復路部分にそれぞれ固定されている第2ケーブルE2及び第1ケーブルE1も一体的にZ2方向及びZ1方向に移動される。このため、ケーブルEが当該ヨー軸動作の邪魔をすることが回避され、さらにヨー軸動作によって撓みを生じることも回避される。
That is, as shown in FIG. 11, for example, when the distal
勿論、ヨー軸動作は、上記の通り、例えば±90°程度に設定され、ロール軸動作に比べて動作範囲が比較的狭いため、固定部材420によってケーブルEをワイヤ80aに固定せず、基端支持部材116の内部で多少撓ませておく構成としても、該撓ませたケーブルEが先端動作部12の外部に大きく飛び出すことはなく、先端動作部12の動作が阻害されることも少ない。
Of course, as described above, the yaw axis operation is set to about ± 90 °, for example, and the operation range is relatively narrow compared to the roll axis operation, so the cable E is not fixed to the
2.3.4.先端動作部での配線構造の変形例の説明
次に、本実施形態に係るマニピュレータ10に適用される先端動作部12での配線構造の変形例として、ケーブルEの収納・配線に係る他の構成例を順に説明する。以下の説明では、図1〜図20に示される参照符号を付した構成要素と同一又は同様な構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
2.3.4. Description of Modification Example of Wiring Structure at Tip Operation Unit Next, as a modification example of the wiring structure at the
図21Aは、第1変形例に係る先端動作部12aの配線構造を示す要部拡大分解斜視図である。
FIG. 21A is an enlarged exploded perspective view showing a main part of the wiring structure of the distal
図21Aに示すように、先端動作部12aは、図14等に示す先端動作部12のケーブルガイド404に代えて、Z方向に貫通する一対の挿通孔(孔部)430a、430aを薄板状の摺動板430bの両側部に設けたケーブルガイド430を備えて構成されている。
As shown in FIG. 21A, the distal
一対の挿通孔430a、430a間の間隔(図21A中で摺動板430bのX方向幅)は、図14に示すケーブルガイド404の側面404a、404b間の間隔(切欠部414の幅)と略同一に設定され、各挿通孔430aにそれぞれ第1ケーブルE1及び第2ケーブルE2の干渉部分E1a、E2aが挿通される。また、摺動板430bは、その内面(図21AではY2側面)で、図14に示すケーブルガイド404と略同様に先端支持部材161の外周面161b上に摺動可能に配置される。
The distance between the pair of
従って、先端動作部12aでは、一対の挿通孔430a、430aが、図14に示すケーブルガイド404の切欠部414を構成する一対の側面404a、404bと略同様に機能する。このため、先端動作部12aにロール軸動作が付与された際には、図18A及び図18Bに示される先端動作部12の場合と略同様に、干渉部分E1a、E2aは、該ロール軸動作によって相対的にロール回転する基端結束部408aと先端結束部418の間で相対的な位置を保ちつつ、一方は、ケーブルガイド430を押圧し摺動回転させるため、過度の引張負荷を受けることが回避され、他方は、該摺動回転されたケーブルガイド404によって撓みを生じることが回避されることになる。勿論、挿通孔430aは、第1ケーブルE1及び第2ケーブルE2が同時に挿通される1つの孔部として形成されてもよい。
Accordingly, in the distal
この際、当該ケーブルガイド430では、第1ケーブルE1及び第2ケーブルE2を各挿通孔430aにて保持しておくことができるため、ケーブルカバー406(図14参照)を省略しても、干渉部分E1a、E2aがロール軸動作時に撓んで外部に飛び出すことが回避される。勿論、ケーブルガイド430に対しても、ケーブルカバー406でカバーし、ケーブルEを完全に収納し、その露出を確実に防止するようにしてもよい。
At this time, in the
このケーブルガイド430では、その摺動板430b及び挿通孔430aが直線状であるものとして図示したが(図21A参照)、上記ケーブルガイド404(図14参照)全体のリング形状及び円弧形状の側面404a、404bと略同様、図21Bに示すように、円弧(湾曲)形状からなる摺動板431b及び挿通孔431aで構成されるケーブルガイド431として構成することもできる。摺動板431bは、先端支持部材161の外周面161bの円弧形状に対応し、挿通孔430aは、第1ケーブルE1及び第2ケーブルE2の干渉部分E1a、E2aの撓み形状に対応する。
In the
従って、ケーブルガイド431では、円弧形状の摺動板431bによって前記外周面161b上での摺動が一層円滑となり、また、円弧形状の挿通孔431aによってケーブルEの摺動が一層円滑となるため、ケーブルEの寿命を向上させることができ、さらに先端動作部12aでのロール軸動作も一層円滑なものとなる。
Therefore, in the
図22Aは、第2変形例に係る先端動作部12bの配線構造を示す要部拡大分解斜視図である。
FIG. 22A is an enlarged exploded perspective view showing a main part of the wiring structure of the distal
図22Aに示すように、先端動作部12bは、図14に示す先端動作部12と図21Aに示す先端動作部12aとを略組み合わせた構成からなるケーブルガイド(リング部材)440を有する。ケーブルガイド440は、図14のケーブルガイド404と略同様なCリング状に構成されると共に、切欠部414を形成する両端部に、図21Aに示すケーブルガイド430と略同様な挿通孔430a、430aを有する。勿論、挿通孔430aは、第1ケーブルE1及び第2ケーブルE2が同時に挿通される1つの孔部として形成されてもよい。また、図22Bに示すように、ケーブルガイド440についても、挿通孔430aを、図21Bに示すケーブルガイド431と略同様な円弧(湾曲)形状の挿通孔431aを有し、ケーブルEの摺動をより円滑にしたケーブルガイド441として構成してもよい。
As shown in FIG. 22A, the distal
この先端動作部12bによっても、上記したケーブルガイド404、430(431)を用いた場合と略同様な作用効果を得ることができ、挿通孔430a(431a)にケーブルEを挿通させる構成により、ケーブルカバー406を省略することも可能となる。なお、図22A(図22B)中に2点鎖線で示すように、当該ケーブルガイド440(441)では、切欠部414を設けずに全体を完全なリング状に構成することも可能である。
The distal
図23Aは、第3変形例に係る先端動作部12cの配線構造を示す要部拡大分解斜視図である。
FIG. 23A is an enlarged exploded perspective view showing a main part of the wiring structure of the distal
図23Aに示すように、先端動作部12cは、図22Aに示す先端動作部12bの挿通孔430aに代えて、内面側に一対の溝部450a、450aを有するケーブルガイド(リング部材)450を備えて構成されている。溝部450a、450aには、それぞれ第1ケーブルE1及び第2ケーブルE2の干渉部分E1a、E2aが配置される。また、図23Bに示すように、ケーブルガイド450についても、図21Bに示すケーブルガイド431と略同様に、円弧(湾曲)形状の溝部451aを有し、ケーブルEの摺動をより円滑にしたケーブルガイド451として構成してもよい。
As shown in FIG. 23A, the distal
この先端動作部12cによっても、上記したケーブルガイド404、430(431)、440(441)を用いた場合と略同様な作用効果を得ることができ、溝部450a(451a)にケーブルEを挿通させる構成により、ケーブルカバー406を省略することも可能となる。なお、図23A(図23B)中に2点鎖線で示すように、当該ケーブルガイド450(451)についても、切欠部414を設けずに全体を完全なリング状に構成してもよい。勿論、溝部450a(451a)は、第1ケーブルE1及び第2ケーブルE2が同時に挿通される1つの溝部として形成されてもよい。
The distal
3.手術用ロボットシステムの説明
本発明は、例えば、図24に示すような手術用ロボットシステム500に適用することもできる。
3. Description of Surgical Robot System The present invention can also be applied to a
手術用ロボットシステム500は、多関節型のロボットアーム502と、ロボットアーム502の駆動を制御するコンソール(コントローラ)504とを有し、ロボットアーム502の先端には前記のマニピュレータ10と同様な機構が設けられている。ロボットアーム502の先端部508には、操作部14に代えて、内部に駆動部30を収納した基部14aが固定され、該基部14aに対して、前記の先端動作部12(12a〜12c)が設けられた作業部16が着脱可能に取り付けられる。
The
ロボットアーム502は、作業部16を移動させる手段であればよく、据置型に限らず、例えば自律移動型でもよい。ロボットアーム502は、独立的な6以上の関節(回転軸やスライド軸等)を有すると、作業部16の位置及び向きを任意に設定できて好適である。先端のマニピュレータ10を構成する基部14aは、ロボットアーム502の先端部508と一体化している。ロボットアーム502は、コンソール504の作用下に動作し、プログラムによる自動動作や、コンソール504に設けられたジョイスティック506に倣った操作、及びこれらの複合的な動作をする構成にしてもよい。
The
コンソール504は、前記のコントローラ29の機能を含んでいる。コンソール504には、操作指令部としての2つのジョイスティック506と、モニタ510が設けられている。図示を省略するが、2つのジョイスティック506により、2台のロボットアーム502を個別に操作することが可能である。2つのジョイスティック506は、両手で操作し易い位置に設けられている。モニタ510には、軟性鏡による画像等の情報が表示される。コンソール504は、テーブル型、制御盤型等の構成を採り得る。
The
ジョイスティック506は、上下動作、左右動作、捻り動作、及び傾動動作が可能であり、これらの動作に応じてロボットアーム502を動かすことができる。ジョイスティック506はマスターアームであってもよい。ロボットアーム502とコンソール504との間の通信手段は、有線、無線、ネットワーク又はこれらの組合せでよい。ジョイスティック506には、トリガレバー36が設けられており、該トリガレバー36を操作することにより、図示しないモータ(人手によって操作する入力部に連動するアクチュエータ)を介して2本のロッド82a、82b(図2参照。図24中には図示せず)が進退駆動することができる。
The
このような手術用ロボットシステム500においても、上記の第1ケーブルE1及び第2ケーブルE2を設けた構成を備えることにより、容易にマニピュレータ10をバイポーラ電気メスとして使用することができる。
Also in such a
本発明は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成乃至工程を採り得ることは勿論である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various configurations and processes can be adopted without departing from the gist of the present invention.
例えば、上記実施形態は、バイポーラ電気メスとして用いる構成を例示して本発明の医療用マニピュレータを説明したが、本発明は、モノポーラ電気メスに適用することも可能である。 For example, although the said embodiment demonstrated the structure used as a bipolar electric knife, the medical manipulator of this invention was demonstrated, this invention can also be applied to a monopolar electric knife.
そこで、例えば、上記実施形態に係るマニピュレータ10をモノポーラ電気メスとして機能させるためには、ケーブルEを1系統(例えば、第1ケーブルE1)のみで構成するよく、又は、ケーブルEを2系統で構成してもよいが、この場合には第1ケーブルE1及び第2ケーブルE2は必ずしも互いに絶縁されている必要はない。また、ケーブルガイド(404、430、431、440、441、450、451)をケーブルEが通過する際、第1ケーブルE1と第2ケーブルE2の2系統は必要なく、一方は通電部材とし、他方は通電部材でなくてもよい(該他方は例えば、ダミーケーブルとするとよい)。すなわち、前記ダミーケーブルは、前記一方の通電部材であるケーブルを円滑に屈曲・摺動させるためのケーブルガイドを駆動する役割を担うことになる。
Therefore, for example, in order to make the
さらに、モノポーラ電気メスの場合には、各グリッパ部材308、309間での絶縁は不要となるが、一方のグリッパ部材308と、他方のグリッパ部材309と、構造部材・動力伝達部材とは、互いに絶縁する必要がある(但し、これら各部材は、体内組織に接触しない金属部材とは、必ずしも絶縁する必要はない)。
Further, in the case of a monopolar electric knife, insulation between the
なお、モノポーラ電気メスにおいて、例えば、通電経路を構造部材・動力伝達部材で構成した場合には、先端動作部で露出している金属部分(構造部材・動力伝達部材)が直接生体組織に接触しないように、該先端動作部を覆う絶縁(樹脂)カバー等が必要となる。これに対し、上記構成により本発明をモノポーラ電気メスに適用した場合には、ケーブルを先端動作部のグリッパ部材まで配線し、グリッパと構造部材・動力伝達部材とを絶縁するだけで、前記絶縁カバーが不要となるという利点がある。 In the monopolar electric knife, for example, when the energization path is configured by a structural member / power transmission member, the metal portion (structural member / power transmission member) exposed at the distal end working unit does not directly contact the living tissue. Thus, an insulating (resin) cover or the like that covers the distal end working unit is required. On the other hand, when the present invention is applied to the monopolar electric knife with the above configuration, the cable is wired to the gripper member of the distal end working unit, and the insulating cover is simply insulated from the gripper and the structural member / power transmission member. There is an advantage that becomes unnecessary.
また、ケーブルEの干渉部分E1a、E2aを支持するケーブルガイドとしては、上記のケーブルガイド404、430(431)、440(441)、450(451)以外の構成であっても勿論よく、要は、第1ケーブルE1及び第2ケーブルE2の相対的な位置関係を保ちながら先端支持部材161の外周面161b上で摺動可能に支持可能な構成であればよい。
Of course, the cable guide for supporting the interference portions E1a and E2a of the cable E may have a configuration other than the cable guides 404, 430 (431), 440 (441), and 450 (451). Any configuration that can be slidably supported on the outer
また、電極部材としては、グリッパ形状のみならず、はさみ形状とすることで、凝固・止血を行いながらのはさみによる切断も可能となる。 Moreover, as an electrode member, not only a gripper shape but also a scissor shape enables cutting with scissors while coagulation and hemostasis are performed.
さらに、ケーブルカバー406、先端支持部材161、ケーブルガイド(404、430、431、440、441、450、451)の円筒面に、図示しない開口部(洗浄窓)を設けてもよい。該開口部を設けることにより、先端支持部材161の内部の空間部分、ケーブルカバー406と先端支持部材161との間の空間部分等、先端動作部内部のブラッシングや流水等の洗浄を容易に行うことができる。
Furthermore, you may provide the opening part (cleaning window) which is not shown in the cylindrical surface of the
10…マニピュレータ 12、12a〜12c…先端動作部
14…操作部 16…作業部
18…シャフト 30…駆動部
80a、80b…ワイヤ 82a、82b…ロッド
161…先端支持部材 300…グリッパ
308、309…グリッパ部材 402…ケーブル保持部材
404、430、431、440、441、450、451…ケーブルガイド
406…ケーブルカバー 408a…基端結束部
418…先端結束部 E1…第1ケーブル
E2…第2ケーブル
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記シャフト内に挿通される複数の動力伝達部材と、
前記シャフトの一端側に設けられ、前記動力伝達部材を軸線方向に進退駆動する駆動機構部と、
前記シャフトの他端側に設けられ、前記動力伝達部材の前記進退駆動によって従動回転される複数の回転体により、少なくとも軸線方向を中心とするロール方向への回転動作が可能な先端動作部と、
を備える医療用マニピュレータであって、
前記先端動作部は、その先端側に、前記駆動機構部側に接続される電源から、可撓性を有する第1ケーブルを介して通電されることにより、生体に通電可能な第1電極部材を有し、
前記第1電極部材は、前記ロール方向へと回転可能な先端支持部材により、該ロール方向へと回転可能に支持されると共に、前記第1ケーブルは、前記先端動作部の基端側から前記第1電極部材へと前記先端支持部材の外周面上を摺動可能に配線され、
前記先端動作部は、さらに、前記先端支持部材の外周面上での前記第1ケーブルを摺動可能に支持するケーブルガイドを有することを特徴とする医療用マニピュレータ。 A hollow shaft,
A plurality of power transmission members inserted into the shaft;
A drive mechanism that is provided on one end of the shaft and drives the power transmission member to advance and retreat in the axial direction;
A tip operating portion that is provided on the other end side of the shaft and capable of rotating in the roll direction around at least the axial direction by a plurality of rotating bodies that are driven and rotated by the forward and backward drive of the power transmission member;
A medical manipulator comprising:
The distal end working unit is provided with a first electrode member capable of energizing a living body by being energized through a flexible first cable from a power source connected to the drive mechanism unit side on the distal end side. Have
The first electrode member is rotatably supported in the roll direction by a distal end support member that is rotatable in the roll direction, and the first cable is connected to the first electrode member from the proximal end side of the distal end working unit. 1 electrode member is slidably wired on the outer peripheral surface of the tip support member,
The tip operating section further includes a cable guide that slidably supports the first cable on the outer peripheral surface of the tip support member.
前記先端動作部は、その先端側に、前記第1電極部材との間で生体に通電可能な第2電極部材を有すると共に、該第2電極部材には、前記第1ケーブルと絶縁された第2ケーブルを介して前記電源から通電可能であり、
前記第1電極部材及び前記第2電極部材は、前記ロール方向へと回転可能な先端支持部材により、該ロール方向へと一体的に回転可能に支持されると共に、前記第1ケーブル及び前記第2ケーブルは、前記先端動作部の基端側から前記第1電極部材及び前記第2電極部材へと前記先端支持部材の外周面上を摺動可能に配線され、
前記ケーブルガイドは、前記先端支持部材の外周面上での前記第1ケーブル及び前記第2ケーブルの相対的な位置関係を保ちながら摺動可能に支持することを特徴とする医療用マニピュレータ。 The medical manipulator according to claim 1, wherein
The distal end working portion has a second electrode member on the distal end side thereof capable of energizing a living body with the first electrode member, and the second electrode member is insulated from the first cable. Can be energized from the power source via two cables,
The first electrode member and the second electrode member are supported by a tip support member that can rotate in the roll direction so as to be integrally rotatable in the roll direction, and the first cable and the second electrode member. The cable is slidably wired on the outer peripheral surface of the distal end support member from the proximal end side of the distal end working portion to the first electrode member and the second electrode member,
The medical manipulator, wherein the cable guide is slidably supported while maintaining a relative positional relationship between the first cable and the second cable on the outer peripheral surface of the tip support member.
さらに、前記先端支持部材の外周面上を摺動可能に配線されたダミーケーブルを有し、
前記ケーブルガイドは、前記先端支持部材の外周面上での前記第1ケーブル及び前記ダミーケーブルの相対的な位置関係を保ちながら摺動可能に支持することを特徴とする医療用マニピュレータ。 The medical manipulator according to claim 1, wherein
Furthermore, having a dummy cable slidably wired on the outer peripheral surface of the tip support member,
The medical manipulator, wherein the cable guide is slidably supported while maintaining a relative positional relationship between the first cable and the dummy cable on the outer peripheral surface of the tip support member.
前記シャフト内に挿通される複数の動力伝達部材と、
前記シャフトの一端側に設けられ、前記動力伝達部材を軸線方向に進退駆動する駆動機構部と、
前記シャフトの他端側に設けられ、前記動力伝達部材の前記進退駆動によって従動回転される複数の回転体により、少なくとも軸線方向を中心とするロール方向への回転動作が可能な先端動作部と、
を備える医療用マニピュレータであって、
前記先端動作部は、その先端側に、前記駆動機構部側に接続される電源から、互いに絶縁された可撓性を有する第1ケーブル及び第2ケーブルを介してそれぞれ通電されることにより、その間で生体に通電可能な一対の電極部材を有し、
前記一対の電極部材は、前記ロール方向へと回転可能な先端支持部材により、該ロール方向へと一体的に回転可能に支持されると共に、前記第1ケーブル及び前記第2ケーブルは、前記先端動作部の基端側から前記一対の電極部材へと前記先端支持部材の外周面上を摺動可能に配線され、
前記先端動作部は、さらに、前記先端支持部材の外周面上での前記第1ケーブル及び前記第2ケーブルの相対的な位置関係を保ちながら摺動可能に支持するケーブルガイドを有することを特徴とする医療用マニピュレータ。 A hollow shaft,
A plurality of power transmission members inserted into the shaft;
A drive mechanism that is provided on one end of the shaft and drives the power transmission member to advance and retreat in the axial direction;
A tip operating portion that is provided on the other end side of the shaft and capable of rotating in the roll direction around at least the axial direction by a plurality of rotating bodies that are driven and rotated by the forward and backward drive of the power transmission member;
A medical manipulator comprising:
The distal end working unit is energized on the distal end side thereof from a power source connected to the drive mechanism unit side through a flexible first cable and a second cable insulated from each other. And having a pair of electrode members capable of energizing the living body,
The pair of electrode members are supported by a tip support member that is rotatable in the roll direction so as to be integrally rotatable in the roll direction, and the first cable and the second cable are in the tip motion. Wiring is slidable on the outer peripheral surface of the tip support member from the base end side of the part to the pair of electrode members,
The distal end working unit further includes a cable guide that slidably supports the first cable and the second cable while maintaining a relative positional relationship on the outer peripheral surface of the distal end support member. Medical manipulator.
前記第1ケーブル及び前記第2ケーブルは、前記ケーブルガイドより先端側が、前記先端支持部材に設けられた第1結束部によって保持され、前記ケーブルガイドより基端側が、前記ロール方向には回転しないケーブル保持部材に設けられた第2結束部によって保持されることを特徴とする医療用マニピュレータ。 The medical manipulator according to claim 4, wherein
The first cable and the second cable are held at a distal end side from the cable guide by a first bundling portion provided on the distal end support member, and a proximal end side from the cable guide does not rotate in the roll direction. A medical manipulator that is held by a second bundling portion provided on a holding member.
前記ケーブルガイドは、前記先端支持部材の外周面上で摺動可能に配置されると共に、周方向で一部に切欠部が形成されたリング部材であり、
前記第1ケーブル及び前記第2ケーブルは、前記切欠部を通して前記リング部材の周方向の一側面から他側面に沿って配線されると共に、それぞれ前記切欠部の対向する各側面に沿って配線されることを特徴とする医療用マニピュレータ。 The medical manipulator according to claim 4 or 5,
The cable guide is a ring member that is slidably disposed on the outer peripheral surface of the tip support member and has a notch portion formed in part in the circumferential direction.
The first cable and the second cable are routed along one side surface from the circumferential direction of the ring member along the other side surface through the notch portion, and are also routed along each opposing side surface of the notch portion. A medical manipulator characterized by that.
前記先端支持部材の前記外周面上に配設される前記第1ケーブル、前記第2ケーブル及び前記リング部材を囲繞すると共に、その内面で前記リング部材の側面に沿って配線された前記第1ケーブル及び前記第2ケーブルを摺動可能に保持するケーブルカバーを備えることを特徴とする医療用マニピュレータ。 The medical manipulator according to claim 6, wherein
The first cable that surrounds the first cable, the second cable, and the ring member disposed on the outer peripheral surface of the tip support member, and is wired along the side surface of the ring member on the inner surface thereof And a medical manipulator comprising a cable cover for slidably holding the second cable.
前記ケーブルガイドは、前記先端支持部材の外周面上で摺動可能に配置されると共に、前記第1ケーブル及び第2ケーブルが挿通可能な孔部を有し、
前記第1ケーブル及び前記第2ケーブルは、前記孔部を通して、前記第1結束部と前記第2結束部との間に配線されることを特徴とする医療用マニピュレータ。 The medical manipulator according to claim 4 or 5,
The cable guide is slidably disposed on the outer peripheral surface of the tip support member, and has a hole through which the first cable and the second cable can be inserted.
The medical manipulator, wherein the first cable and the second cable are wired between the first binding portion and the second binding portion through the hole portion.
前記ケーブルガイドは、前記先端支持部材の外周面上で摺動可能に配置されると共に、前記第1ケーブル及び第2ケーブルが挿通可能な孔部又は溝部が形成されたリング部材であり、
前記第1ケーブル及び前記第2ケーブルは、前記孔部又は前記溝部を通して前記リング部材の周方向の一側面から他側面に沿って配線されることを特徴とする医療用マニピュレータ。 The medical manipulator according to claim 4 or 5,
The cable guide is a ring member that is slidably disposed on the outer peripheral surface of the tip support member and is formed with a hole or a groove through which the first cable and the second cable can be inserted.
The medical manipulator, wherein the first cable and the second cable are wired from one circumferential side to the other side of the ring member through the hole or the groove.
前記一対の電極部材は、前記先端支持部材に設けられる軸部材によって互いに開閉可能に軸支され、
さらに、前記先端支持部材に固定されることで前記一対の電極部材の開閉動作とは連動せず、且つ前記一対の電極部材に対してそれぞれ通電可能に接触する一対の通電部材を有し、
該一対の通電部材に対して、前記第1ケーブル及び前記第2ケーブルがそれぞれ結線されることを特徴とする医療用マニピュレータ。 The medical manipulator according to any one of claims 4 to 9,
The pair of electrode members are pivotally supported so as to be openable and closable by a shaft member provided on the tip support member,
Furthermore, it has a pair of current-carrying members that are not interlocked with the opening / closing operation of the pair of electrode members by being fixed to the tip support member, and that come into contact with the pair of electrode members so as to be energized,
The medical manipulator, wherein the first cable and the second cable are respectively connected to the pair of energization members.
前記先端動作部は、さらに、前記一対の電極部材よりも基端側に設けられた揺動軸により、軸線方向に交差するヨー方向乃至ピッチ方向への揺動動作が可能であり、
前記揺動動作は、前記複数の動力伝達部材のうち、互いに逆方向に進退する一対の前記動力伝達部材によって駆動されると共に、前記第1ケーブル及び前記第2ケーブルは、その一部が該一対の動力伝達部材にそれぞれ固定されることを特徴とする医療用マニピュレータ。 The medical manipulator according to any one of claims 4 to 10,
The distal end working unit is further capable of swinging in the yaw direction or the pitch direction intersecting the axial direction by a swing shaft provided on the base end side of the pair of electrode members.
The swinging operation is driven by a pair of the power transmission members that advance and retreat in opposite directions among the plurality of power transmission members, and a part of the first cable and the second cable are the pair. A medical manipulator characterized by being fixed to each power transmission member.
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