JP2015136526A - 術具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】本発明の術具1において、処置部14を動作させるための動力を伝達するための動力伝達部材19は、処置部14の支持軸15に固定される第一経路と第二経路とを有し、支持軸15の周方向において第一経路と第二経路とが互いに逆方向へ向かうように支持軸15の外周の一部に第一経路と第二経路とが固定され、連結部3の第一回動軸線4a及び第二回動軸線5aが延びる方向から見たときに第一回動軸線4aと第二回動軸線5aとの間で第一経路と第二経路とが互いに交差している。
【選択図】図2
Description
本発明の術具1の第1実施形態について説明する。
本実施形態の術具1は、医療処置を行うための医療用マニピュレータシステムに組み込まれる。
図1は、本発明の術具が適用される医療用マニピュレータシステムの構成の一例を示す模式図である。
図2は、本実施形態の術具1の模式図である。図3は、術具1の一部を示す模式的な右側面図である。図4は、術具1の一部を示す模式的な左側面図である。図5は、術具1の正面図である。
長尺部材2は、長手軸2aを有する筒状部材である。長尺部材2は、取り付け対象となるスレーブアーム200d(図1参照)の構成に応じて、軟性であってもよいし硬性であってもよい。本実施形態では、長尺部材2は軟性である。
具体的には、本実施形態における連結部3は、図2ないし図4に示すように、長尺部材2の遠位端に固定された第一嵌合歯部6と、第一嵌合歯部6の中心を通るように長尺部材2の遠位端に連結された第一回動軸部4と、第一嵌合歯部6に噛み合う第二嵌合歯部7を有し処置部14に連結された支持部8と、第二嵌合歯部7の中心を通り第一回動軸部4と平行に延びる第二回動軸部5と、第一回動軸部4と第二回動軸部5とを連結する連結本体部9とを有する。
さらに、第一嵌合歯部6には、第一回動軸部4の回動中心を中心とした円板状をなす近位側第一円周部6a及び近位側第二円周部6bが連結されている。
なお、本実施形態では、第一嵌合歯部6と第二嵌合歯部7とを歯車の噛み合いで摩擦接触させる構成を示したが、必ずしも歯車の噛み合いで摩擦接触させる構成に限定されるものではない。例えば、歯車の噛み合いによる摩擦接触に代えて摩擦接触される歯車の噛み合いがない2つのゴムローラ(摩擦力が大きい)を摩擦接触させる構成などのように2つの回転体間が互いに滑らずに回転転がりができる機構にしてもよい。
さらに、第二嵌合歯部7には、第二回動軸部5の回動中心を中心とした円板状をなす遠位側第一円周部7a及び遠位側第二円周部7bが連結されている。
本実施形態では、支持部8は、支持軸15の回転中心15aが延びる方向と、第二回動軸線5aが延びる方向とが互いに直角(より正確には、支持軸15の回転中心15aと第二回動軸線5aとが互いにねじれの位置にあって且つ支持軸15の回転中心15aが延びる方向ベクトルと第二回動軸線5aが延びる方向ベクトルとが互いに直交関係にある状態)となるように第二回動軸線5a及び支持軸15を支持している。すなわち、本実施形態では、第二回動軸線5aと支持軸15とは支持部8を介して連結されている。
屈曲プレート12は、屈曲操作ワイヤ13の牽引方向に対応して第一回動軸線4aを中心として回動可能である。さらに、第一回動軸線4aを中心に回動する屈曲プレート12は、第二回動軸部5を、第一回動軸部4を旋回中心として旋回動作させる。
屈曲操作ワイヤ13の牽引操作により、連結部3は、全体として、長尺部材2の長手軸2aに直交する方向へ屈曲動作する。
本実施形態では、連結部3が屈曲されておらず長尺部材2に対して直線状態にあるときに、処置第一プーリ17と処置第二プーリ18とは、長尺部材2の長手軸2aから互いに等距離にある。
第一動力源,第二動力源,及び張力調整部24の構成は特に限定されない。たとえば、第一動力源,第二動力源,及び張力調整部24は、それぞれ、たとえば、サーボモータ等を有していてよい。なお、張力調整部24は、付勢力により駆動プーリ23を移動させる付勢部材を有していてもよい。
図2に示す術具1において、支持軸15の処置第一プーリ17及び処置第二プーリ18に固定された動力伝達部材19は、駆動プーリ23に掛けられて張力調整部24によって近位側へと牽引されることにより、張力が付与される。このとき、動力伝達部材19の第一経路20と第二経路21とは、互いに等しい大きさの牽引力によって近位側に牽引される。このとき、第一経路20は処置第一プーリ17を近位側へと牽引し、第二経路21は処置第二プーリ18を近位側へと牽引する。
次に、上記実施形態の変形例について説明する。なお、本変形例では、上記実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して重複する説明を省略する。図6は、本変形例の構成を示す模式図である。図7は、本変形例の術具の一部を示す模式的な右側面図である。
図6及び図7に示すように、本変形例の術具1Aは、上記実施形態で説明した処置部14とは構成が異なる処置部14Aと、上記実施形態で説明した動力伝達部材19とは構成が異なる動力伝達部材19Aとを備える。
さらに、本変形例では、上記実施形態で説明した駆動プーリ23に代えて、動力伝達部材19の第一ワイヤ30と第二ワイヤ31とが個別に掛けられた一対の駆動プーリ23Aが設けられている。一対の駆動プーリ23Aは、たとえばサーボモータによって、互いに独立して、あるいは協調して回転動作される。
処置部14Aは、互いに同軸をなす一対の支持軸15A,15Bと、一対の支持軸15A,15Bの各々に固定された把持部材32,33とを備える。
さらに、本変形例では、上記実施形態における動力伝達部材19が通っていない部分を利用して処置部14Aに対して2系統の独立した動力を伝達し、把持部材32,33を開閉動作させることができる。
たとえば、張力調整部24が駆動プーリ23を牽引する構成に代えて、動力伝達部材19が固定されたラックをピニオンの回転により移動させることで動力伝達部材19に張力を付与してもよい。
2 長尺部材
2a 長手軸
3 連結部
4 第一回動軸部
4a 第一回動軸線
5 第二回動軸部
5a 第二回動軸線
6 第一嵌合歯部
6a 近位側第一円周部
6b 近位側第二円周部
7 第二嵌合歯部
7a 遠位側第一円周部
7b 遠位側第二円周部
8 支持部
8a、8b 支持片
9 連結本体部
10,11 外側部材
12 屈曲プレート
13 屈曲操作ワイヤ
14,14A 処置部
15,15A,15B 支持軸
15a 回転中心
16 処置片
17 処置第一プーリ
18 処置第二プーリ
19,19A 動力伝達部材
19a 第一端
19b 第二端
19c 中間部
20 第一経路
21 第二経路
22 駆動制御部
23,23A 駆動プーリ(移動体)
24 張力調整部
30 第一ワイヤ
31 第二ワイヤ
32,33 把持部材
100 手術台
200a、200b、200c、200d スレーブアーム
220a、220b、220c、220d 手術用動力伝達アダプタ
240a、240b、240c 術具
300 ドレープ
400 スレーブ制御回路
500a、500b マスターアーム
600 操作部
700 入力処理回路
800 画像処理回路
900a 操作者用ディスプレイ
900b 助手用ディスプレイ
Claims (5)
- 長手軸を有する長尺部材と、
前記長尺部材の遠位端に配され前記長手軸と直交する方向へ前記長尺部材に対して屈曲可能な連結部と、
前記連結部の遠位端に配され前記連結部に対して回動可能な軸を有し処置対象部位に対して処置を行うための処置部と、
前記軸を前記連結部に対して回動させる操作をするために前記長尺部材の近位端に配された駆動制御部と、
前記軸と前記駆動制御部とに共に接続され前記駆動制御部から前記軸へ動力を伝達する第一経路と第二経路とを有する動力伝達部材と、
を備え、
前記連結部は、
前記長尺部材の遠位端において前記長手軸と直交する第一回動軸線を有する第一回動軸部と、
前記第一回動軸線を回動中心として前記第一回動軸線に対して移動可能であり前記第一回動軸線と平行に延びる第二回動軸線を有し前記軸に連結された第二回動軸部と、
を有し、
前記動力伝達部材は、
前記軸の周方向において前記第一経路と前記第二経路とが互いに逆方向へ向かうように前記軸の外周の一部に固定され、前記第一回動軸線及び前記第二回動軸線が延びる方向から見たときに前記第一回動軸線と前記第二回動軸線との間で前記第一経路と前記第二経路とが互いに交差している
ことを特徴とする術具。 - 請求項1に記載の術具であって、
前記長手軸に直交し且つ前記第一回動軸線及び前記第二回動軸線に直交する方向から見たときに、前記第一経路と前記第二経路とは、少なくとも前記軸の回転中心から前記第一回動軸線に至るまでの区間において、前記第一回動軸線及び前記第二回動軸線が延びる方向に互いに離間している
術具。 - 請求項2に記載の術具であって、
前記軸は、
前記動力伝達部材における前記第一経路が配される第一プーリと、
前記動力伝達部材における前記第二経路が配される第二プーリと、
を有し、
前記第一プーリと前記第二プーリとは前記軸の前記回転中心が延びる方向に互いに離間しており、
前記第二回動軸線方向から見たときに、前記軸の回転中心から前記第二回動軸線に至るまでの区間において前記第一経路と前記第二経路とは互いに略平行である
術具。 - 請求項1に記載の術具であって、
前記動力伝達部材は、
前記動力伝達部材は、前記軸に固定された第一端及び第二端並びに前記駆動制御部に配された中間部を有し、
前記駆動制御部は、
前記中間部に連結された移動体と、
前記移動体を移動させることによって前記動力伝達部材に張力を付与可能な張力調整部と、
を備える術具。 - 請求項1から4のいずれか一項に記載の術具と、
前記術具に取り付けられ前記術具を動作させるアームと、
を備えた医療用マニピュレータシステム。
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