JP2016509882A - 多関節シースの機械構造 - Google Patents
多関節シースの機械構造 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016509882A JP2016509882A JP2015560357A JP2015560357A JP2016509882A JP 2016509882 A JP2016509882 A JP 2016509882A JP 2015560357 A JP2015560357 A JP 2015560357A JP 2015560357 A JP2015560357 A JP 2015560357A JP 2016509882 A JP2016509882 A JP 2016509882A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sheath
- node
- stacked
- node rings
- restoring member
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 67
- 239000012636 effector Substances 0.000 claims description 17
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 15
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 description 15
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 13
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 12
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 12
- 229910001285 shape-memory alloy Inorganic materials 0.000 description 12
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 230000006870 function Effects 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 6
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 6
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 5
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 5
- 229910001000 nickel titanium Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 5
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 4
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 4
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- HZEWFHLRYVTOIW-UHFFFAOYSA-N [Ti].[Ni] Chemical compound [Ti].[Ni] HZEWFHLRYVTOIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000001839 endoscopy Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000002496 gastric effect Effects 0.000 description 2
- 210000001035 gastrointestinal tract Anatomy 0.000 description 2
- 230000003902 lesion Effects 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000002324 minimally invasive surgery Methods 0.000 description 2
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 description 2
- -1 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 2
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 2
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 2
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000906 Bronze Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001335 Galvanized steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000639 Spring steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002679 ablation Methods 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- DMFGNRRURHSENX-UHFFFAOYSA-N beryllium copper Chemical compound [Be].[Cu] DMFGNRRURHSENX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000005013 brain tissue Anatomy 0.000 description 1
- 239000010974 bronze Substances 0.000 description 1
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical compound [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 1
- 238000011982 device technology Methods 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 238000002674 endoscopic surgery Methods 0.000 description 1
- 239000008397 galvanized steel Substances 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 210000005036 nerve Anatomy 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 229910001256 stainless steel alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
- A61B1/005—Flexible endoscopes
- A61B1/0051—Flexible endoscopes with controlled bending of insertion part
- A61B1/0055—Constructional details of insertion parts, e.g. vertebral elements
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
- A61B1/005—Flexible endoscopes
- A61B1/008—Articulations
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
- A61B17/00234—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets for minimally invasive surgery
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M25/00—Catheters; Hollow probes
- A61M25/01—Introducing, guiding, advancing, emplacing or holding catheters
- A61M25/0105—Steering means as part of the catheter or advancing means; Markers for positioning
- A61M25/0133—Tip steering devices
- A61M25/0147—Tip steering devices with movable mechanical means, e.g. pull wires
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
- A61B1/00147—Holding or positioning arrangements
- A61B1/0016—Holding or positioning arrangements using motor drive units
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
- A61B1/005—Flexible endoscopes
- A61B1/0051—Flexible endoscopes with controlled bending of insertion part
- A61B1/0057—Constructional details of force transmission elements, e.g. control wires
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
- A61B17/00234—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets for minimally invasive surgery
- A61B2017/00292—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets for minimally invasive surgery mounted on or guided by flexible, e.g. catheter-like, means
- A61B2017/003—Steerable
- A61B2017/00305—Constructional details of the flexible means
- A61B2017/00309—Cut-outs or slits
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
- A61B17/00234—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets for minimally invasive surgery
- A61B2017/00292—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets for minimally invasive surgery mounted on or guided by flexible, e.g. catheter-like, means
- A61B2017/003—Steerable
- A61B2017/00305—Constructional details of the flexible means
- A61B2017/00314—Separate linked members
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
- A61B17/00234—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets for minimally invasive surgery
- A61B2017/00292—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets for minimally invasive surgery mounted on or guided by flexible, e.g. catheter-like, means
- A61B2017/003—Steerable
- A61B2017/00318—Steering mechanisms
- A61B2017/00323—Cables or rods
- A61B2017/00327—Cables or rods with actuating members moving in opposite directions
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Surgery (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Rehabilitation Therapy (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pulmonology (AREA)
- Anesthesiology (AREA)
- Hematology (AREA)
- Endoscopes (AREA)
- Instruments For Viewing The Inside Of Hollow Bodies (AREA)
- Surgical Instruments (AREA)
Abstract
Description
(第1の実施形態)
図1A乃至図1Cは、本発明の実施形態における多関節シース100の基本的な機械構造の典型的な構成を示す。ここで使用されているように、「基本的な機械構造」という用語は、多関節シース100の中心軸(直線状の軸)AXに対するプラス/マイナスシータ(θ)の角度に沿った最小の関節(曲げ)を得るのに必要な多関節シース100の基礎的要素又は最小単位又はシース部分を称する。図1Aに図示しているように、多関節シース100は、複数のノードリング10で構成された外側本体部110と、外側本体部110の内側に配置された内側本体部120と、複数のノードリング10の孔を通る複数のワイヤ150と、を含む。
そのため、各ノードリング10の長さLは、ピッチP(2つの連続的なヒンジ122の軸方向の中間点の間の距離)と等しくするのが好ましい。この場合、曲面突出部15の頂点は、シース100の軸方向への各ヒンジ122の曲げに対する最小抵抗の位置に正確に一致する。従って、傾ける工程は、ヒンジ122に曲げモーメントを与えるために、最小の力を要求する。また、ワイヤ150において作動させている力は、ノードリング10を容易に回転させ、与えられた力は、非常に効率的な方法でシース曲率に変換される。
θ=R*|F1−F2|/K (1)
式(1)において、Kは、ヒンジ122の曲げ剛性であり、Rは、シース100の軸中心(軸AX)と大きい力を与えるワイヤ150(理想的には、軸AXから同一の距離Rで配置されるべき両方のワイヤ)との間の距離であり、F1は、第1のワイヤ150によって与えられた力であり、F2は、第2のワイヤ150によって与えられた力であり、θは、軸AXに対するヒンジ122の合成曲げ角度である。シース100のいずれの曲率でも、第1及び第2のワイヤ150によって与えられた張力によって制御され、要求される力は、式(1)によって定量化される。
dx/ε=θ (2a)
dx/θ=ε (2b)
dx/Rθは、ピボットてこ率である。[曲面突出部15と平らな突出部11との間の接触点における必要な滑り]の[滑りのためのワイヤ引張距離Rθ]に対する比である。
(T+dT)*R−(T−dT)*R, 以下の式(3)に簡略化される
2R*dT (3)
一方、摩擦力によって生じたモーメントは、[接触点における摩擦]×[ピボット率]倍×[距離D]であるワイヤ張力と逆の方向における有効力(effective exerted force)を考慮することによって導き出すことができる。
2Tμ*dx/Rθ (4)
有効摩擦力によって生じたネガティブなモーメントは、簡略化された式(5)を与える、式(4)によって乗算されたRである。
2Tμ*dx/θ (5)
従って、内側スプリングのヒンジ122を曲げるための有効モーメントは、式(3)及び式(5)から得られ、式(6)をもたらす。
2dT*R−2Tμ*dx/θ=Kθ (6)
式(2a)又は式(2b)を式(6)に変換すると、その結果が式(7)である。
2(RdT−Tμ*ε)=θK (7)
モーメントθKは、センタースプリング(内側本体部120)のヒンジ122を曲げることが可能である0よりも大きくなければならないため、以下に示すように、式(7)から、以下の第1の条件式(9)が規定される。
RdT−Tμ*ε>0 (8a) 又は
RdT>Tμ*ε (8b),
dT/T>με/R (9)
T−dTは、負の値ではないため、dT/Tは、1よりも大きくない。従って、式(9)は、式(9b)として書き換えられる。
1>με/R (9b)
ε<R/μ (10)
特に、条件式(10)は、ヒンジ122及び角度θを曲げるために満たすべき必要な条件である。条件式(10)が満たされていない場合、シース100が曲がらない。具体的には、接触部分及びヒンジの中心の大きな変位がある場合、摩擦による抵抗に起因して、結合部は、曲がることができない。例えば、R=1mm、μ=0.5である場合、変位εは、2mmよりも小さくなければならない。
η=[2RdT−Tμε]/[2RdT]
η=1−Tμε/(RdT) (11)
シース100の実用のために、最小の適用力で少なくとも90%の効率が必要であるとすると、以下の条件式(16)が規定される。
1−Tμε/(RdT)>0.9 (12)
以下と等価である
0.1≧(T/dT)(με/R) (13) 又は
R/(10μ)≧ε(T/dT) (14)
また、T−dTは、負ではないため、T/dTの最小値は、1であり、以下を示す。
T/dT≧1 (15) 及び
R/(10μ)≧ε (16)
条件式(16)は、シース100の曲げにおける仕事効率のための基準系を提供する。具体的には、シース100が適用張力を曲げモーメントに効率的に変換するように、条件式(16)が満たされなければならない。条件式(16)を満たすことで、少なくとも90%の効率が保証される。
<数値例>
R=1mm,m=0.3,
(T/dT)=1の場合,ε≦0.333mm,
(T/dT)=2の場合,ε≦0.167mm,
(T/dT)=5の場合,ε≦0.067mm,
(T/dT)=10の場合,ε≦0.033mm,
上述のサンプル値は、小さな(T/dT)が大きなオフセット変位εを許容することを示す。換言すれば、Tのつり合い張力のために、できるだけ小さいことがより望ましい。一方、制御されていない外力が与えられる場合には、外力に対抗するために、つり合い張力を大きな値に維持することが望ましい。
R/(20μ)≧ε (17)
これは、曲面突出部15が平らな突出部11の上を滑る(回転する)間、センタースプリングのヒンジ122は、ワイヤの方向に、大きい張力によって角度θを曲げることを意味する。曲面突出部15と平らな突出部11との間の接触部分における移動又は滑りの実際の量は、最小である。従って、アクチュエータ力は、非常に効率的にシース曲率に変換され、それは、曲げに与えられた力が最適化されることを意味している。但し、シース100の実用は、要求された効率のレベルに依存し、それは、式(16)及び式(17)によって決定される。
θ=d/R (18)
図6に示すように、簡略化のために、式(18)におけるRは、例えば、図3B及び図4Aに示すように、シース軸AXから制御ワイヤ150の位置までの距離Rと実質的に等しいと考えられる。但し、最大曲げ角度シータは、弾性曲げ条件内の内側本体部120の曲げ可能なヒンジ122の最大許容曲げなどの他の条件からも決定される。最大曲げ角度シータは、内側本体部120のヒンジ122の剛性からも決定される。
N=π/(2θ) (19)
図7を参照するに、ピッチPで配置されたノードリング10の数Nを有するシース100のための最小曲率半径Crは、以下に示すように、式(20)から決定されることがわかる。
Cr=2N*P/π (20)
条件式(10)、条件式(15)及び条件式(16)とともに、図6及び図7を参照する式(18)乃至式(20)の解析及び計算は、多数の曲げ部分を備える複雑な多関節シースの機械構造を実施するために使用される。また、種々の長さ、及び、調整可能で、種々の曲げ半径の部分を有するシースが実施される。
M1 4=M1 2*M2 3*M3 4 (21)
式(21)の左辺において、下付き文字の1は、近位端座標系を示し、上付き文字の4は、遠位端座標系を示す。式(21)の右辺において、1番目の用語は、ノードリング1とノードリング2との間の結合部の変換行列を表し、2番目の用語は、ノードリング2とノードリング3との間の結合部の変換行列を表している。従って、式の左辺の結果、M1 4は、近位端の座標系1に基づいて、座標系4の線形変換行列を表している。
上で開示した実施形態において、様々な組み合わせ及び変形は、当業者にとって容易に明らかにされる。例えば、図20に示すように、内視鏡システム1000は、多関節シース100に挿入されるイメージング内視鏡を含む。図20において、アクチュエータ回路1200は、多関節シース100の近位端に直接接続され、撮像ユニット1500は、多関節シース100の遠位端に接続される。但し、多関節シースのアプリケーションは、この例に限定されない。
Claims (13)
- シース装置であって、
前記シース装置は、互いに対して傾けられ得る複数のノードリングを有し、各ノードリングは、実質的に筒状の壁を規定して、前記筒状の壁を貫通する少なくとも1つの孔を有し、前記複数のノードリングは、連続的なノードリングが接触面で互いに接触するように、線状の軸に沿って互いに隣り合って配置され、
前記シース装置は、
積み重ねられたノードリングの前記孔を通る操作ワイヤと、
前記積み重ねられたノードリングを傾いた位置から元の位置に復元する位置復元部材と、を有し、
前記位置復元部材は、前記積み重ねられたノードリングの内側又は外側に配置されていることを特徴とするシース装置。 - 前記位置復元部材は、曲げ可能な弾性リンクによって互いに接続された複数の筒状ユニットを含み、
前記曲げ可能な弾性リンクの剛性は、各筒状ユニットの剛性よりも小さく、
前記積み重ねられたノードリングの前記接触面は、実質的に前記位置復元部材における前記曲げ可能な弾性リンクの曲げ点として前記線状の軸に沿って配置されていることを特徴とする請求項1に記載のシース装置。 - 曲げ方向に対する前記位置復元部材の剛性は、前記曲げ方向及びノードリング軸に直交する方向に対する前記位置復元部材の剛性よりも小さいことを特徴とする請求項1又は2に記載のシース装置。
- 連続して積み重ねられた2つのノードリングの接触面と前記線状の軸に沿った前記位置復元部材の曲げ点との間の距離εはR/μよりも小さく、Rは前記線状の軸から前記操作ワイヤまでの距離であり、μは2つの連続的な積み重ねられたノードリングの接触点での摩擦係数であることを特徴とする請求項1乃至3のうちいずれか1項に記載のシース装置。
- 前記連続して積み重ねられた2つのノードリングの接触面と前記線状の軸に沿った前記位置復元部材の曲げ点との間の距離εはR/10μよりも小さく、Rは前記線状の軸から前記操作ワイヤまでの距離であり、μは2つの連続的な積み重ねられたノードリングの接触点での摩擦係数であることを特徴とする請求項4に記載のシース装置。
- 複数の機械シース部分を含む多関節シース装置であって、
各機械シース部分は、互いに対して傾けられ得る複数のノードリングを有し、各ノードリングは、実質的に筒状の壁を規定して、前記筒状の壁を貫通する少なくとも1つの孔を有し、前記複数のノードリングは、連続的なノードリングが接触面で互いに接触するように、線状の軸に沿って互いに隣り合って配置され、
各機械シース部分は、
積み重ねられたノードリングの前記孔を通る操作ワイヤと、
前記積み重ねられたノードリングを傾いた位置から元の位置に復元する位置復元部材と、を有し、
前記位置復元部材は、前記積み重ねられたノードリングの内側に配置され、
前記操作ワイヤの少なくとも1つは、前記機械シース部分のそれぞれの遠位端に取り付けられていることを特徴とする多関節シース装置。 - 前記積み重ねられたノードリングの接触部分は、前記位置復元部材の曲げ中心として前記軸方向に同一の位置にあることを特徴とする請求項6に記載の多関節シース装置。
- 曲げ方向に対する前記位置復元部材の剛性は、前記曲げ方向に直交する方向よりも小さいことを特徴とする請求項6又は7に記載の多関節シース装置。
- 連続して積み重ねられた2つのノードリングの接触面と前記線状の軸に沿った前記位置復元部材の曲げ点との間の距離εはR/μよりも小さく、Rは前記線状の軸から前記操作ワイヤまでの距離であり、μは2つの連続的な積み重ねられたノードリングの接触点での摩擦係数であることを特徴とする請求項7又は8に記載の多関節シース装置。
- 前記連続して積み重ねられた2つのノードリングの接触面と前記線状の軸に沿った前記位置復元部材の曲げ点との間の距離εはR/10μよりも小さく、Rは前記線状の軸から前記操作ワイヤまでの距離であり、μは2つの連続的な積み重ねられたノードリングの接触点での摩擦係数であることを特徴とする請求項9に記載の多関節シース装置。
- 内視鏡装置であって、
請求項1乃至10のうちいずれか1項に記載の多関節シース装置と、
前記多関節シース装置に挿入されたイメージング内視鏡と、
シースの遠位端に取り付けられたエンドエフェクタを制御するためのガイドワイヤに張力を与える複数のアクチュエータユニットを含むアクチュエータ回路と、
を有することを特徴とする内視鏡装置。 - 多関節シースの機械構造であって、
互いに隣接して配置され、互いに対して傾け可能な一連の積み重ねられたノードリングと、
前記積み重ねられたノードリングを通る操作ワイヤと、
前記積み重ねられたノードリングを傾いた位置から元の位置に復元する位置復元部材と、
を有し、
前記位置復元部材は、前記積み重ねられたノードリングの内側に配置され、
前記位置復元部材は、積み重ねられた各ノードリングの長さと等しいピッチで配置された複数のリンクを備えた曲げ可能なスプリングを含むことを特徴とする多関節シースの機械構造。 - 前記多関節シース内に手術補助器具を更に有することを特徴とする請求項11に記載の内視鏡装置。
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201361770883P | 2013-02-28 | 2013-02-28 | |
US61/770,883 | 2013-02-28 | ||
US13/834,561 US9144370B2 (en) | 2013-02-28 | 2013-03-15 | Mechanical structure of articulated sheath |
US13/834,561 | 2013-03-15 | ||
PCT/US2014/019478 WO2014134475A1 (en) | 2013-02-28 | 2014-02-28 | Mechanical structure of articulated sheath |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016509882A true JP2016509882A (ja) | 2016-04-04 |
JP2016509882A5 JP2016509882A5 (ja) | 2017-03-30 |
JP6491114B2 JP6491114B2 (ja) | 2019-03-27 |
Family
ID=51388810
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015560357A Active JP6491114B2 (ja) | 2013-02-28 | 2014-02-28 | シース装置、多関節シース装置、及び内視鏡装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US9144370B2 (ja) |
EP (1) | EP2961309A4 (ja) |
JP (1) | JP6491114B2 (ja) |
WO (1) | WO2014134475A1 (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019094736A (ja) * | 2017-11-28 | 2019-06-20 | 矢内 誠 | 凸状連結構造物を構成する一連の箱状構造物と凸状連結構造物の構築方法 |
KR20190103602A (ko) * | 2018-02-28 | 2019-09-05 | 한국기계연구원 | 수술용 가이드 어셈블리 및 이를 이용한 수술용 가이드 시스템 |
WO2019239773A1 (ja) * | 2018-06-12 | 2019-12-19 | 矢内誠 | ケーブルと一連の箱状構造物 |
WO2020105616A1 (ja) * | 2018-11-22 | 2020-05-28 | 川崎重工業株式会社 | 屈曲機構及び医療装置 |
JP2020518353A (ja) * | 2017-05-03 | 2020-06-25 | キヤノン ユーエスエイ, インコーポレイテッドCanon U.S.A., Inc | 操縦可能医療デバイスおよび方法 |
KR102136318B1 (ko) * | 2019-02-21 | 2020-07-23 | 한국과학기술연구원 | 잠금 기구 |
JP2020137898A (ja) * | 2019-02-28 | 2020-09-03 | 日本ゼオン株式会社 | 節輪構造体および可動型カテーテル |
JP2020156741A (ja) * | 2019-03-26 | 2020-10-01 | 日本ゼオン株式会社 | 節輪構造体および可動型カテーテル |
Families Citing this family (36)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3046454B1 (en) | 2013-09-20 | 2024-04-03 | Canon U.S.A., Inc. | Control apparatus for tendon-driven device |
CN107529958B (zh) | 2014-10-20 | 2021-07-27 | 研发国际公司 | 可操纵微型内窥镜 |
US10448965B2 (en) * | 2014-11-12 | 2019-10-22 | Manuel F. DaSilva | Systems, methods, and devices for endoscopic nerve release |
US10245095B2 (en) * | 2015-02-06 | 2019-04-02 | Ethicon Llc | Electrosurgical instrument with rotation and articulation mechanisms |
US10172670B2 (en) * | 2015-03-16 | 2019-01-08 | Ethicon Llc | Flexible neck for surgical instruments |
JP7068165B2 (ja) | 2015-10-15 | 2022-05-16 | キヤノン ユーエスエイ,インコーポレイテッド | 操作可能な医療器具 |
BR112018009258B1 (pt) | 2016-02-05 | 2023-02-07 | Board Of Regents Of The University Of Texas System | Dispositivo médico |
JP6805261B2 (ja) * | 2016-02-05 | 2020-12-23 | ボード・オブ・リージエンツ,ザ・ユニバーシテイ・オブ・テキサス・システム | 外科手術装置 |
EP3463112B1 (en) * | 2016-05-23 | 2021-04-07 | MAKO Surgical Corp. | Medical device for cutting bone |
US10610345B2 (en) | 2016-09-21 | 2020-04-07 | Ethicon, Inc. | Applicator instruments for dispensing surgical fasteners having articulating shafts |
US10682192B2 (en) * | 2016-09-30 | 2020-06-16 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Variable-length guide apparatus for delivery of a flexible instrument and methods of use |
US10779806B2 (en) | 2016-10-12 | 2020-09-22 | Maciej J. Kieturakis | Cable sheaths and assemblies for use in curved medical and other tools |
US11103992B2 (en) * | 2017-02-28 | 2021-08-31 | Canon Kabushiki Kaisha | Apparatus of continuum robot |
US10973499B2 (en) * | 2017-02-28 | 2021-04-13 | Boston Scientific Scimed, Inc. | Articulating needles and related methods of use |
US11278366B2 (en) | 2017-04-27 | 2022-03-22 | Canon U.S.A., Inc. | Method for controlling a flexible manipulator |
US10687694B2 (en) * | 2017-04-28 | 2020-06-23 | Canon U.S.A., Inc. | Wire-driven manipulator |
CN110913745A (zh) | 2017-06-26 | 2020-03-24 | 安布股份有限公司 | 用于内窥镜的弯曲区段 |
US11007641B2 (en) | 2017-07-17 | 2021-05-18 | Canon U.S.A., Inc. | Continuum robot control methods and apparatus |
CA3071809A1 (en) | 2017-08-02 | 2019-02-07 | Farshad MALEKMEHR | Guidewire |
EP3691541A1 (en) * | 2017-10-07 | 2020-08-12 | Sorin Group Italia S.r.l. | Bendable cardiac surgery instruments |
CN108309207B (zh) * | 2018-03-12 | 2020-07-17 | 湖南瀚德微创医疗科技有限公司 | 一种双向调弯的内窥镜 |
EP3628208A1 (en) | 2018-09-28 | 2020-04-01 | Ambu A/S | An articulated tip part for an endoscope |
EP3636133B1 (en) * | 2018-10-12 | 2024-04-03 | Ambu A/S | An articulated tip part for an endoscope |
EP3669744A1 (en) | 2018-12-21 | 2020-06-24 | Ambu A/S | An articulated tip part for an endoscope |
CN109620357B (zh) * | 2019-01-23 | 2020-09-08 | 安徽尤泰克医疗科技有限公司 | 一种胃息肉用注射套扎内窥镜 |
KR102245962B1 (ko) * | 2019-05-15 | 2021-04-29 | 한국과학기술연구원 | 구름 조인트와 돌기 부재를 이용한 관절 구조체 및 이를 구비한 튜브 삽입형 장치 |
EP3976155A4 (en) | 2019-05-31 | 2023-09-27 | Canon U.S.A. Inc. | ACTIVELY CONTROLLED STEERING MEDICAL DEVICE WITH PASSIVE BENDING MODE |
KR102349030B1 (ko) * | 2019-08-29 | 2022-01-10 | 한국과학기술원 | 유연 구동 장치 |
US20210121162A1 (en) * | 2019-10-23 | 2021-04-29 | Canon U.S.A., Inc. | Medical apparatus with segmented bendable sections |
US11730349B2 (en) | 2019-10-25 | 2023-08-22 | Canon U.S.A., Inc. | Steerable medical device with bending sections and improved connector therefor |
US11730551B2 (en) | 2020-02-24 | 2023-08-22 | Canon U.S.A., Inc. | Steerable medical device with strain relief elements |
US11786106B2 (en) | 2020-05-26 | 2023-10-17 | Canon U.S.A., Inc. | Robotic endoscope probe having orientation reference markers |
US20220007918A1 (en) * | 2020-06-30 | 2022-01-13 | Pristine Surgical Llc | Endoscope with Bendable Camera Shaft |
EP4232133A1 (en) * | 2020-10-23 | 2023-08-30 | Canon U.S.A., Inc. | Reinforced center lumen for steerable device |
CN113370259B (zh) * | 2021-06-04 | 2023-01-20 | 青岛海泰新光科技股份有限公司 | 一种流体锁紧机械臂 |
WO2023164275A1 (en) * | 2022-02-28 | 2023-08-31 | Canon U.S.A., Inc. | Multi-layer outer cover for bendable medical devices |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62265612A (ja) * | 1986-03-05 | 1987-11-18 | サ−コン・コ−ポレ−シヨン | 耐ねじれ脊柱状組立体 |
JP2007082815A (ja) * | 2005-09-22 | 2007-04-05 | Olympus Corp | 内視鏡湾曲部、及び、内視鏡 |
US20100113875A1 (en) * | 2007-03-19 | 2010-05-06 | Iucf-Hyu (Industry-University Cooperation Foundation Hanyang University) | Endoscope and movement control system of the same |
JP2010158566A (ja) * | 2003-04-01 | 2010-07-22 | Boston Scientific Ltd | 使い捨て内視鏡画像システム |
Family Cites Families (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2716612B1 (fr) | 1994-02-25 | 1996-04-26 | Vermon | Endoscope d'échographie ultrasonore. |
WO1996036297A1 (fr) | 1995-05-19 | 1996-11-21 | Kanji Inoue | Instrument de transplantation, procede pour le courber et procede pour le transplanter |
US7637905B2 (en) * | 2003-01-15 | 2009-12-29 | Usgi Medical, Inc. | Endoluminal tool deployment system |
US6858005B2 (en) | 2000-04-03 | 2005-02-22 | Neo Guide Systems, Inc. | Tendon-driven endoscope and methods of insertion |
US7591783B2 (en) * | 2003-04-01 | 2009-09-22 | Boston Scientific Scimed, Inc. | Articulation joint for video endoscope |
AU2003261969A1 (en) | 2003-09-05 | 2005-03-29 | Olympus Corporation | Endoscope |
US20070219581A1 (en) | 2003-12-11 | 2007-09-20 | Thk Co., Ltd. | Bending Action Member, Multi-Slider Linkage Mechanism, Actuator And Manipulator |
US7785252B2 (en) | 2004-11-23 | 2010-08-31 | Novare Surgical Systems, Inc. | Articulating sheath for flexible instruments |
JP4477519B2 (ja) | 2005-02-14 | 2010-06-09 | オリンパス株式会社 | 内視鏡 |
WO2007005976A1 (en) | 2005-07-01 | 2007-01-11 | Hansen Medical, Inc. | Robotic catheter system |
US8021293B2 (en) | 2006-01-13 | 2011-09-20 | Olympus Medical Systems Corp. | Medical treatment endoscope |
US20080255422A1 (en) | 2006-01-13 | 2008-10-16 | Olympus Medical Systems Corp. | Medical device |
JP2007215932A (ja) | 2006-02-20 | 2007-08-30 | Olympus Corp | 内視鏡、および、内視鏡の挿入部の製造方法 |
JP2007252560A (ja) | 2006-03-23 | 2007-10-04 | Pentax Corp | 内視鏡の挿入部 |
US8657805B2 (en) | 2007-05-08 | 2014-02-25 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Complex shape steerable tissue visualization and manipulation catheter |
WO2008144401A1 (en) | 2007-05-18 | 2008-11-27 | Boston Scientific Scimed, Inc. | Articulating torqueable hollow device |
US20090062606A1 (en) | 2007-08-31 | 2009-03-05 | Hoya Corporation | Endoscope guiding tube device |
JP2009112538A (ja) | 2007-11-07 | 2009-05-28 | Hoya Corp | 内視鏡用処置具 |
JP2010017483A (ja) | 2008-07-14 | 2010-01-28 | Olympus Corp | 内視鏡湾曲管及び湾曲管を有する内視鏡 |
US20100010298A1 (en) | 2008-07-14 | 2010-01-14 | Ethicon Endo-Surgery, Inc. | Endoscopic translumenal flexible overtube |
WO2010138083A1 (en) | 2009-05-29 | 2010-12-02 | Nanyang Technological University | Robotic system for flexible endoscopy |
US8747351B2 (en) * | 2009-08-28 | 2014-06-10 | Biosense Webster, Inc. | Catheter with multi-functional control handle having linear mechanism |
EP2629655B1 (en) | 2010-10-22 | 2018-12-19 | Medrobotics Corporation | Highly articulated robotic probes and methods of production and use of such probes |
CN203204237U (zh) | 2013-02-04 | 2013-09-18 | 徐盟峰 | 内视镜的转向构造 |
-
2013
- 2013-03-15 US US13/834,561 patent/US9144370B2/en active Active
-
2014
- 2014-02-28 EP EP14757254.9A patent/EP2961309A4/en not_active Ceased
- 2014-02-28 WO PCT/US2014/019478 patent/WO2014134475A1/en active Application Filing
- 2014-02-28 JP JP2015560357A patent/JP6491114B2/ja active Active
-
2015
- 2015-09-02 US US14/843,276 patent/US20150374205A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62265612A (ja) * | 1986-03-05 | 1987-11-18 | サ−コン・コ−ポレ−シヨン | 耐ねじれ脊柱状組立体 |
JP2010158566A (ja) * | 2003-04-01 | 2010-07-22 | Boston Scientific Ltd | 使い捨て内視鏡画像システム |
JP2007082815A (ja) * | 2005-09-22 | 2007-04-05 | Olympus Corp | 内視鏡湾曲部、及び、内視鏡 |
US20100113875A1 (en) * | 2007-03-19 | 2010-05-06 | Iucf-Hyu (Industry-University Cooperation Foundation Hanyang University) | Endoscope and movement control system of the same |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020518353A (ja) * | 2017-05-03 | 2020-06-25 | キヤノン ユーエスエイ, インコーポレイテッドCanon U.S.A., Inc | 操縦可能医療デバイスおよび方法 |
JP2019094736A (ja) * | 2017-11-28 | 2019-06-20 | 矢内 誠 | 凸状連結構造物を構成する一連の箱状構造物と凸状連結構造物の構築方法 |
KR20190103602A (ko) * | 2018-02-28 | 2019-09-05 | 한국기계연구원 | 수술용 가이드 어셈블리 및 이를 이용한 수술용 가이드 시스템 |
KR102142979B1 (ko) * | 2018-02-28 | 2020-08-10 | 한국기계연구원 | 수술용 가이드 어셈블리 및 이를 이용한 수술용 가이드 시스템 |
WO2019239773A1 (ja) * | 2018-06-12 | 2019-12-19 | 矢内誠 | ケーブルと一連の箱状構造物 |
JP2019214865A (ja) * | 2018-06-12 | 2019-12-19 | 矢内 誠 | 一連の箱状構造物と桁やアーチリブの架設方法 |
WO2020105616A1 (ja) * | 2018-11-22 | 2020-05-28 | 川崎重工業株式会社 | 屈曲機構及び医療装置 |
JPWO2020105616A1 (ja) * | 2018-11-22 | 2021-09-30 | 川崎重工業株式会社 | 屈曲機構及び医療装置 |
KR102136318B1 (ko) * | 2019-02-21 | 2020-07-23 | 한국과학기술연구원 | 잠금 기구 |
JP2020137898A (ja) * | 2019-02-28 | 2020-09-03 | 日本ゼオン株式会社 | 節輪構造体および可動型カテーテル |
JP2020156741A (ja) * | 2019-03-26 | 2020-10-01 | 日本ゼオン株式会社 | 節輪構造体および可動型カテーテル |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6491114B2 (ja) | 2019-03-27 |
US20150374205A1 (en) | 2015-12-31 |
US20140243592A1 (en) | 2014-08-28 |
EP2961309A1 (en) | 2016-01-06 |
US9144370B2 (en) | 2015-09-29 |
EP2961309A4 (en) | 2016-10-19 |
WO2014134475A1 (en) | 2014-09-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6491114B2 (ja) | シース装置、多関節シース装置、及び内視鏡装置 | |
JP7217690B2 (ja) | 外科手術装置 | |
US11141048B2 (en) | Automated endoscope calibration | |
Li et al. | A novel constrained wire-driven flexible mechanism and its kinematic analysis | |
KR102095949B1 (ko) | 로봇 암의 관절 및 외과 기기 | |
CN106028995B (zh) | 机械接头以及相关的系统和方法 | |
Webster et al. | Toward active cannulas: Miniature snake-like surgical robots | |
KR101889432B1 (ko) | 멀티-조인트 의료 기구의 가동에서 텐션 제어 | |
CN108992104B (zh) | 呈现优选弯曲的关节式连杆结构和相关的方法 | |
JP6749840B2 (ja) | 操縦可能な医療器具 | |
JP6644816B2 (ja) | マニピュレータを制御する方法および装置 | |
US20230200630A1 (en) | Method for positioning an endoscope with flexible shaft | |
WO2019094099A1 (en) | Tension control in actuation of jointed instruments | |
JP2015535702A (ja) | フレキシブルマスター‐スレーブロボット内視鏡システム | |
KR20100091952A (ko) | 의료용 머니퓰레이터 | |
Szewczyk et al. | An active tubular polyarticulated micro-system for flexible endoscope | |
CN113038900A (zh) | 具有传感器对准电缆导向件的外科手术器械 | |
Carrozza et al. | Micromechatronics in surgery | |
Chen et al. | Disposable endoscope tip actuation design and robotic platform | |
US20200390507A1 (en) | Low-friction medical tools having roller-assisted tension members | |
CN115768372A (zh) | 用于力传感器单元上的应力/应变隔离的装置和方法 | |
JPWO2020105616A1 (ja) | 屈曲機構及び医療装置 | |
US20240016370A1 (en) | Endodevice | |
JP2023554516A (ja) | ロボット手術用の外科器具及びロボット手術アセンブリ | |
Carrozza et al. | Transactions of the Institute of |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170221 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170227 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20171226 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180112 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20180412 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180612 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180824 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20181122 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190201 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190228 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6491114 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |