JP2019524416A - 可撓性手術器械システム - Google Patents
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Abstract
可撓性手術器械システムであって、可撓性手術器械（１０）と駆動ユニット（２０）とを備え、可撓性手術器械（１０）は遠位端構造体（１１）と、近位端構造体（１６）と、中部接続体（１５）とから構成される可撓性連続体構造を備え、遠位端構造体は遠位端構造部（１２、１３）を備え、遠位端構造部（１２、１３）は、遠位端スペーサーディスク（１２１、１３１）と、遠位端固定ディスク（１２２、１３２）と、構造物（１２３、１３３）とを備え、近位端構造体は近位端構造部（１７、１８）を備え、近位端構造部（１７、１８）は、近位端スペーサーディスク（１７１、１８１）と、近位端固定ディスク（１７２、１８２）と、構造物（１７３、１８３）とを備え、中部接続体（１５）はチャンネル固定板（１５２）と、構造物ガイドチャンネルと（１５１）を備え、駆動ユニット（２０）は駆動ユニット固定板（２１）を備え、駆動ユニット固定板（２１）と近位端構造体（１６）に近いチャンネル固定板（１５２）との間に複数の直線運動機構（２２）が設けられており、直線運動機構（２２）の出力端が第１駆動物（２１１）に締め付けて接続され、第１駆動物（２１１）の一端がアダプタユニット（２３）により第２駆動物（２１２）の一端に締め付けて接続され、第１駆動物（２１１）及び第２駆動物（２１２）の他端が近位端スペーサーディスク（１７１、１８１）を貫通して近位端固定ディスク（１７２、１８２）に締め付けて接続される。
Description
関連出願の相互参照
本願は２０１６年８月３１日付け提出した、出願番号が２０１６１０７９６０７３．５であり、発明名称が「駆動物を備える可撓性手術器械システム」である中国出願の優先権を主張し、当該出願の全文は参照により本明細書に組み込まれる。
本願は２０１６年８月３１日付け提出した、出願番号が２０１６１０７９６０７３．５であり、発明名称が「駆動物を備える可撓性手術器械システム」である中国出願の優先権を主張し、当該出願の全文は参照により本明細書に組み込まれる。
本発明は駆動物を備える可撓性手術器械システムに関するものであり、医療機器分野に属する。
マルチポート腹腔鏡による低侵襲手術は、傷口が小さく術後回復が速いことから、外科手術において非常に重要である。現在、Intuitive Surgical社は、マルチポート腹腔鏡による低侵襲手術において、da Vinci手術ロボットによる医師への支援を実現したことにより、ビジネスでの大成功を遂げた。
低侵襲手術手法に関しては、マルチポート腹腔鏡手術に続いて、シングルポート腹腔鏡手術や自然開口部越経管腔的非侵襲手術が進められている。これらの手術手法は、患者への創傷がより小さく、術後のメリットがより高い。シングルポート腹腔鏡手術や自然開口部越経管腔的非侵襲手術において、視覚照明モジュールや手術アームを含む全ての手術器械が単一チャンネルにより手術部まで到達することは、手術器械の製造にとって極めて過酷な条件である。既存手術器械の遠位端構造は、主にマルチロッドによる直列ヒンジ接続であり、ワイヤの引張力による駆動方式により、ヒンジ接続のジョイントで手術器械を湾曲させる。ワイヤは滑車によりテンション状態が継続的に保たれている必要とするので、このような駆動方式では、手術器械の更なる小型化が図りにくく、器械の運動性能の更なる向上も図りにくい。
最近、Intuitive Surgical社が投入したda Vinci Single-Site手術ロボットは、従来の剛性手術器械を半剛性手術器械に改造し、予曲げソケットを追加したことにより、手術器械の運動性能がある程度向上しているが、従来手術器械の課題を根本的に解決することが出来ない。
上記課題について、本発明は、駆動物を備える可撓性手術器械システムであって、人体自然開口部又は単一手術開口により手術を実施する手術ロボットシステムに好適に適用することができる可撓性手術器械システム、を提供すること、を目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は以下の技術案を採用した。可撓性手術器械システムであって、可撓性手術器械と、駆動ユニットと、を備え、前記可撓性手術器械は、遠位端構造体と、近位端構造体と、中部接続体とから構成される可撓性連続体構造、を備え、前記遠位端構造体は、遠位端構造部を少なくとも１つ備え、前記遠位端構造部は、遠位端スペーサーディスクと、遠位端固定ディスクと、構造物とを備え、前記近位端構造体は、近位端構造部を備え、前記近位端構造部は、近位端スペーサーディスクと、近位端固定ディスクと、構造物とを備え、前記中部接続体は、チャンネル固定板と、前記チャンネル固定板同士間に設けられている構造物ガイドチャンネルと、を備え、前記遠位端構造部における構造物と前記近位端構造部における構造物とは、一対一で締め付けて接続され、又は同一構造物であり、前記構造物は、一端が前記近位端固定ディスクに締め付けて接続され、前記近位端スペーサーディスクと、前記構造物ガイドチャンネルと、前記遠位端スペーサーディスクと、をその順で貫通し、他端が前記遠位端固定ディスクに締め付けて接続され、前記駆動ユニットは、駆動ユニット固定板を備え、前記駆動ユニット固定板と前記遠位端構造体に近い前記チャンネル固定板との間に回転運動の入力を直線運動の出力に変換するための複数の直線運動機構が設けられており、前記直線運動機構ごとの出力端が１つの第１駆動物に締め付けて接続され、前記第１駆動物の一端がアダプタユニットにより１つの第２駆動物の一端に締め付けて接続され、前記第１駆動物と前記第２駆動物の他端が前記近位端スペーサーディスクを貫通して前記近位端固定ディスクに締め付けて接続される。
好ましくは、前記近位端構造部と前記遠位端構造部とは、数が同じである。
一実施例において、前記直線運動機構は、第１スクリューと、第１スライダーと、第１光軸と、を備え、前記第１スクリューが２つの前記チャンネル固定板の間に回転するように支持され、前記第１スクリューの後端が前記近位端構造体に近い前記チャンネル固定板を貫通して後へ延長し、前記第１光軸が２つの前記チャンネル固定板の間に固定するように接続され、前記第１スライダーが前記第１光軸に摺動するように接続されるとともに、ねじにより前記第１スクリューに接続され、前記第１駆動物が前記第１スライダーに締め付けて接続される。
一実施例において、前記アダプタユニットは、旋回構造物と、構造物アダプタブロックと、旋回構造物ガイドチャンネルと、を備えてもよく、前記旋回構造物ガイドチャンネルの両端が前記遠位端構造体に近い前記チャンネル固定板の前側に締め付けて接続され、前記旋回構造物が前記旋回構造物ガイドチャンネルを貫通するとともに、その両端が１つの前記構造物アダプタブロックにそれぞれ締め付けて接続され、一方の前記構造物アダプタブロックが前記第１駆動物の一端に締め付けて接続され、他方の前記構造物アダプタブロックが前記第２駆動物の一端に締め付けて接続される。
一実施例において、前記旋回構造物は複数の弾力構造物からなってもよく、複数の前記弾力構造物が前記第１駆動物又は第２駆動物を中心として対称となっている。
一実施例において、前記駆動ユニット固定板の前側にある前記第１スクリューには従動歯車が締め付けて接続され、前記従動歯車が、前記駆動ユニット固定板に回転するように支持される駆動歯車と噛合い、前記駆動歯車の歯車軸が前記駆動ユニット固定板を貫通するとともに、１つのカップリングオスコネクタに締め付けて接続される。
一実施例において、前記遠位端構造体の前端には手術アクチュエータが設けられていてもよく、その一端が前記手術アクチュエータに接続される手術アクチュエータ制御線が前記遠位端構造体を貫通し、前記手術アクチュエータ制御線の他端が手術アクチュエータ駆動機構に接続され、前記手術アクチュエータ駆動機構は、２つの前記チャンネル固定板の間に設けられた手術アクチュエータ駆動機構固定板を備え、前記手術アクチュエータ駆動機構固定板と前記駆動ユニット固定板との間に、第２スクリューが回転するように設けられており、前記第２スクリューの前端が前記近位端構造体に近い前記チャンネル固定板を貫通し、前記チャンネル固定板と前記手術アクチュエータ駆動機構固定板との間にある前記第２スクリューに、ねじにより第２スライダーが配合して接続され、前記第２スライダーが第２光軸に摺動するように設けられ、前記第２光軸が前記チャンネル固定板と前記手術アクチュエータ駆動機構固定板との間に設けられており、前記手術アクチュエータ駆動機構固定板と前記遠位端構造体に近い前記チャンネル固定板との間には、制御線ガイドチャンネルが固定するように接続され、前記手術アクチュエータ制御線の後端が前記制御線ガイドチャンネルを貫通して前記第２スライダーに締め付けて接続され、さらに、前記駆動ユニットはモータセットを備え、前記モータセットが、モータ固定板と、前記モータ固定板に締め付けて接続される第１モータと、を備え、前記第１モータの出力軸が前記第２スクリューに直接的又は間接的に接続され、前記第１モータの前記出力軸の回転運動が前記第２スクリューに伝達されるとともに、前記第２スライダーの直線運動の出力に変換される。
一実施例において、当該可撓性手術器械システムは、可撓性手術器械ケーシングをさらに備えてもよく、前記駆動ユニット固定板及び前記チャンネル固定板が何れも前記可撓性手術器械ケーシングに締め付けて接続され、前記近位端構造体及び前記中部接続体が何れも前記可撓性手術器械ケーシングの内部にあり、前記可撓性手術器械ケーシングの後端は、無菌バリアによりモータセットに接続され、前記無菌バリアが、無菌バリア支持板と、前記無菌バリア支持板の外周に締め付けて接続される無菌バリアカバーと、前記無菌バリア支持板に回転するように接続される複数のカップリングメスコネクタと、を備え、前記モータセットは、モータ固定板と、前記モータ固定板に締め付けて接続される第２モータと、を備え、前記モータ固定板が接続ピンボスにより前記無菌バリア支持板に接続され、前記カップリングメスコネクタの前端は前記カップリングオスコネクタに接続され、他端が他方のカップリングオスコネクタにより前記第２モータの出力軸に締め付けて接続される。
一実施例において、可撓性手術器械システムは、可撓性手術器械ケーシングと、無菌バリアと、モータセットと、をさらに備えてもよく、前記駆動ユニット固定板及び前記チャンネル固定板が何れも前記可撓性手術器械ケーシングに締め付けて接続され、前記近位端構造体及び前記中部接続体が何れも前記可撓性手術器械ケーシングの内部にあり、前記モータセットは、モータ固定板と、前記モータ固定板に締め付けて接続される第３モータと、を備え、前記可撓性手術器械ケーシングが前記無菌バリアにより前記モータ固定板に接続され、前記モータセットはモータセットケーシングをさらに備え、前記モータ固定板が前記モータセットケーシングに回転するように接続され、前記モータセットケーシングの内壁に内リングギアが締め付けて接続され、前記第３モータの出力軸には全体回転入力歯車が締め付けて接続され、前記全体回転入力歯車が前記内リングギアと噛合う。
一実施例において、可撓性手術器械システムは、可撓性手術器械ケーシングと、無菌バリアと、モータセットと、リニアモジュールと、をさらに備えてもよく、前記駆動ユニット固定板及び前記チャンネル固定板が何れも前記可撓性手術器械ケーシングに締め付けて接続され、前記近位端構造体及び前記中部接続体が何れも前記可撓性手術器械ケーシングの内部にあり、前記可撓性手術器械ケーシングは前記無菌バリアにより前記モータセットに接続され、前記モータセットがモータセットケーシングを備え、前記リニアモジュールは、ブラケットと、前記ブラケットに締め付けて接続される第４モータと、前記第４モータの出力軸に締め付けて接続されるリニアフィード機構と、を備え、前記リニアフィード機構の出力端が前記モータセットケーシングに締め付けて接続され、前記第４モータは前記リニアフィード機構により前記モータセットを駆動させ、前記無菌バリアにより前記可撓性連続体構造及び前記駆動ユニットを直線運動させる。
一実施例において、前記リニアフィード機構は、前記ブラケットに回転するように接続されるガイドスクリューを備え、前記ガイドスクリューにねじにより前記ガイドスクリューに配合するスライダーが差込まれており、前記ブラケットに直線滑り溝が設けられ、前記スライダーが前記直線滑り溝に摺動するように設けられており、前記第４モータの出力軸がカップリングにより前記ガイドスクリューに締め付けて接続される。
本発明は上記技術案を採用することにより下記のメリットがある。１．本発明によれば、近位端構造体と、中部接続体と、遠位端構造体とを備える可撓性連続体構造を本体とし、さらに駆動ユニットを組合わせ、そのうち、遠位端構造体が中部接続体により近位端構造体に関連し、駆動ユニットが近位端構造体に関連し、駆動ユニットが近位端構造体を任意方向へ湾曲するように駆動させる場合、遠位端構造体がそれに対応して反対の方向へ湾曲するので、遠位端構造体と被覆とから構成される可撓性手術アームの任意方向への湾曲運動が可能となる。２．本発明によれば、遠位端構造体、中部接続体、及び近位端構造体は、余裕な構造物配置（構造物の数が３本以上）により、システムの安定性や負荷能力が向上される。３．本発明によれば、駆動ユニット固定板とチャンネル固定板との間に直線運動機構とアダプタユニットとがその順で設けられており、そのうち、直線運動機構は、回転運動の入力を直線運動の出力に変換するためのものであり、アダプタユニットは、一方の駆動物の直線運動を他方の駆動物に伝達するためのものであるので、１つの直線運動機構に回転運動を入力することにより、２本の駆動物に対する共同押引きが可能となるので、複数の直線運動機構により近位端構造部の任意方向における湾曲自由度が確保できる。４．本発明によれば、遠位端構造体の前端には手術アクチュエータが設けられており、手術アクチュエータ制御線が遠位端構造体を貫通して、可撓性手術器械にある手術アクチュエータ駆動機構に接続され、手術アクチュエータ駆動機構は手術アクチュエータ制御線に対する押引きにより、手術アクチュエータに対する運動制御が可能となる。５．本発明によれば、モータセットケーシングが設けられており、モータ固定板とモータセットケーシングとの間は回転可能な接続方式とし、モータセットケーシングの内壁に内リングギアが締め付けて接続され、モータセットにモータが設けられており、モータがモータ固定板に締め付けて接続され、モータ出力軸に全体回転入力歯車が締め付けて接続され、全体回転入力歯車が内リングギアと噛合うので、前記モータは、システムのモータセットケーシングと内リングギアとを除く部分を全体回転するように駆動させて、可撓性手術アームが全体回転自由度を有することにより、手術アクチュエータのローリング角度に対する調整が可能となる。６．本発明によれば、可撓性手術器械ケーシングが無菌バリアによりモータセットに接続され、消毒済みの可撓性手術器械などの無菌バリアより前にある部分と、その他の未消毒の無菌バリアより奥にある部分と、を効果的に隔離させるので、臨床手術の実施可能性が確保できる。７．本発明によれば、リニアモジュールはさらに設けられており、モータセットケーシングの部分に接続されるとともに、可撓性手術器械、駆動ユニット、及び無菌バリアをリニア運動させることができるので、可撓性手術アームはさらにリニアフィード自由度を有する。
本発明は、シングルポート腹腔鏡手術に適用でき、自然開口部越経管腔的非侵襲手術にも適用できる。
次に、本発明について、図面及び実施例を参照して、詳しく説明する。
図１に示されるように、本発明は、可撓性手術器械１０と、駆動ユニット２０と、を備える。
図１〜３に示されるように、可撓性手術器械１０は、遠位端構造体１１と、近位端構造体１６と、中部接続体１５とから構成される可撓性連続体構造、を備える。
遠位端構造体１１は、第１遠位端構造部１２と、第２遠位端構造部１３と、を備え、第１遠位端構造部１２が、第１遠位端スペーサーディスク１２１と、第１遠位端固定ディスク１２２と、第１構造部構造物１２３と、を備える。第２遠位端構造部１３は、第２遠位端スペーサーディスク１３１と、第２遠位端固定ディスク１３２と、第２構造部構造物１３３と、を備える。また、第１遠位端スペーサーディスク１２１及び第２遠位端スペーサーディスク１３１は、それぞれ第１遠位端構造部１２及び第２遠位端構造部１３に間隔を空けて配置されており、第１構造部構造物１２３及び第２構造部構造物１３３が押されて不安定になることを防止するためのものである。
近位端構造体１６は、第１近位端構造部１７と、第２近位端構造部１８と、を備え、図４に示されるように、第１近位端構造部１７が、第１近位端スペーサーディスク１７１と、第１近位端固定ディスク１７２と、第１構造部構造物１７３と、を備える。第２近位端構造部１８は、第２近位端スペーサーディスク１８１と、第２近位端固定ディスク１８２と、第２構造部構造物１８３と、を備える。また、第１近位端スペーサーディスク１７１及び第２近位端スペーサーディスク１８１は、それぞれ第１近位端構造部１７及び第２近位端構造部１８に間隔を空けて配置されており、第１構造部構造物１７３及び第２構造部構造物１８３が押されて不安定になることを防止するためのものである。第１近位端構造部１７における第１構造部構造物１７３と第１遠位端構造部１２における第１構造部構造物１２３とは、一対一で締め付けて接続され、又は同一構造物である。第２近位端構造部１８における第２構造部構造物１８３と第２遠位端構造部１３における第２構造部構造物１３３とは、一対一で締め付けて接続され、又は同一構造物である。各近位端構造部１７、１８又は各遠位端構造部１２、１３については、構造物の数が３本以上である。
中部接続体１５は、チャンネル固定板１５２と、チャンネル固定板１５２同士間に締め付けて接続される構造物ガイドチャンネル１５１と、を備える。第１構造部構造物１７３（１２３）は、一端が第１近位端固定ディスク１７２に締め付けて接続され、他端が第１近位端スペーサーディスク１７１と、構造物ガイドチャンネル１５１と、第１遠位端スペーサーディスク１２１と、をその順で貫通して、第１遠位端固定ディスク１２２に締め付けて接続される。第２構造部構造物１８３（１３３）は、一端が第２近位端固定ディスク１８２に締め付けて接続され、他端が第２近位端スペーサーディスク１８１と、構造物ガイドチャンネル１５１と、第１遠位端構造部１２と、第２遠位端スペーサーディスク１３１と、をその順で貫通して、第２遠位端固定ディスク１３２に締め付けて接続される。構造物ガイドチャンネル１５１は、そのうちの第１構造部構造物１７３（１２３）及び第２構造部構造物１８３（１３３）が推力や引張力を受ける場合に形状を変化させないように保持するためのものである。
上記遠位端構造体１１に含まれる遠位端構造部の数及び近位端構造体１６に含まれる近位端構造部の数は１つ又は２つ以上であってもよいが、近位端構造部の数が常に遠位端構造部の数と同じである。また、遠位端構造部の数が２つ以上である場合、各遠位端構造部同士は直列方式で接続され、即ち、第２遠位端構造物が第１遠位端スペーサーディスク及び第１遠位端固定ディスクを貫通する（第１遠位端構造物が管状構造である場合、第１遠位端構造物内を貫通してもよい）。近位端構造部の数が２つ以上である場合、各構造部同士は直列接続、独立設置、又はネスト設置などの方式で接続されてもよい。本実施例において、２つの近位端構造部の間にはネスト設置の方式が採用される（図３、図４を参照）。
図３、図５に示されるように、駆動ユニット２０はチャンネル固定板１５２の後側に設けられる駆動ユニット固定板２１を備え、駆動ユニット固定板２１と遠位端構造体１１に近いチャンネル固定板１５２との間に、回転運動の入力を直線運動の出力に変換するための複数の直線運動機構２２が設けられている。直線運動機構２２ごとの出力端が１つの第１駆動物２１１に締め付けて接続され、第１駆動物２１１の一端がアダプタユニット２３により１つの第２駆動物２１２の一端に締め付けて接続され、第１駆動物２１１及び第２駆動物２１２の他端が第１近位端スペーサーディスク１７１を貫通して第１近位端固定ディスク１７２に締め付けて接続され、又は第２近位端スペーサーディスク１８１を貫通して第２近位端固定ディスク１８２に締め付けて接続される。２つの直線運動機構２２及びアダプタユニット２３が、第１近位端構造部１７に接続される第１駆動物２１１及び第２駆動物２１２を共同に押引くことによっては、第１近位端構造部１７の任意方向における湾曲自由度が達成でき、第１近位端構造部１７がある方向へ湾曲する場合、第１遠位端構造部１２が一定の比例関係（第１構造部構造物１７３及び第１構造部構造物１２３の配置半径によって共同に決める）で反対の方向へ湾曲し、同様に、２つの直線運動機構２２及びアダプタユニット２３が、第２近位端構造部１８に接続される第１駆動物２１１及び第２駆動物２１２を共同に押引くことによっては、第２近位端構造部１８の任意方向における湾曲自由度が達成でき、第２近位端構造部１８がある方向へ湾曲する場合、第２遠位端構造部１３が一定の比例関係（第２構造部構造物１８３及び第２構造部構造物１３３の配置半径によって共同に決める）で反対の方向へ湾曲する。
直線運動機構２２は、スクリュー２２１と、スライダー２２２と、光軸２２３と、を備え、また、スクリュー２２１が２つのチャンネル固定板１５２の間に回転するように支持され、スクリュー２２１の後端が近位端構造体１６に近いチャンネル固定板１５２を貫通して後へ延長し、光軸２２３が２つのチャンネル固定板１５２の間に固定するように接続され、スライダー２２２が光軸２２３に摺動するように接続されるとともに、ねじによりスクリュー２２１に接続される。アダプタユニット２３は、旋回構造物２３１と、構造物アダプタブロック２３２と、旋回構造物ガイドチャンネル２３３と、を備え、また、旋回構造物ガイドチャンネル２３３の両端が遠位端構造体１１に近いチャンネル固定板１５２の前側に締め付けて接続され、旋回構造物２３１が旋回構造物ガイドチャンネル２３３を貫通するとともに、その両端が１つの構造物アダプタブロック２３２にそれぞれ固定するように接続され、一方の構造物アダプタブロック２３２が第１駆動物２１１の一端に締め付けて接続され、他方の構造物アダプタブロック２３２が第２駆動物２１２の一端に締め付けて接続される。スクリュー２２１に回転運動を入力する場合、スクリュー２２１の回転運動がスライダー２２２の直線運動に変換され、直線運動するスライダー２２２は、第１駆動物２１１を直接的に押引く一方、構造物アダプタブロック２３２及び旋回構造物２３１により、第２駆動物２１２を第１駆動物２１１の運動方向と反対の方向に運動させるように押引く、第１駆動物２１１及び第２駆動物２１２に対する共同押引きにより、第１近位端構造部１７又は第２近位端構造部１８の任意方向への湾曲運動が更に可能となる。
上記実施例において、旋回構造物２３１は、推力や引張力が耐えられる湾曲可能な複数の弾力構造物から構成されてもよく、複数の弾力構造物の好適な配置は、第１駆動物２１１又は第２駆動物２１２を中心とする中心対称となっている。複数の弾力構造物の配置が、第１駆動物２１１又は第２駆動物２１２を中心とする中心対称となっていない場合、構造物アダプタブロック２３２が推力や引張力によって反転しないように、２つのチャンネル固定板１５２の間に光軸が追加されるとともに、構造物アダプタブロック２３２が当該光軸に摺動するように接続される必要がある。
上記実施例において、駆動ユニット固定板２１の前側にあるスクリュー２２１には従動歯車２２４が締め付けて接続され、従動歯車２２４が、駆動ユニット固定板２１に回転するように支持される駆動歯車２２５と噛合い、駆動歯車２２５の歯車軸が駆動ユニット固定板２１を貫通するとともに、１つのカップリングオスコネクタ２２６に締め付けて接続される。カップリングオスコネクタ２２６は、スクリュー２２１に回転運動を入力するように、直接的又は間接的にモータに接続するためのものである。
上記実施例において、図１、図５、及び図６に示されるように、遠位端構造体１１の前端には手術アクチュエータ１０１が設けられており、その一端が手術アクチュエータ１０１に接続される手術アクチュエータ制御線１０２が遠位端構造体１１を貫通し、他端が手術アクチュエータ駆動機構２５に接続される。手術アクチュエータ駆動機構２５は、２つのチャンネル固定板１５２の間に設けられた手術アクチュエータ駆動機構固定板２５１を備え、手術アクチュエータ駆動機構固定板２５１と駆動ユニット固定板２１との間に、スクリュー２５２が回転するように設けられており、スクリュー２５２の前端が近位端構造体１６に近いチャンネル固定板１５２を貫通し、チャンネル固定板１５２と手術アクチュエータ駆動機構固定板２５１との間にあるスクリュー２５２に、ねじによりスライダー２５３が配合して接続され、スライダー２５３が光軸２５４に摺動するように設けられ、光軸２５４がチャンネル固定板１５２と手術アクチュエータ駆動機構固定板２５１との間に固定するように接続される。手術アクチュエータ駆動機構固定板２５１と遠位端構造体１１に近いチャンネル固定板１５２との間には制御線ガイドチャンネル２５５が締め付けて接続され、手術アクチュエータ制御線１０２の後端が制御線ガイドチャンネル２５５を貫通してスライダー２５３に締め付けて接続される。制御線ガイドチャンネル２５５は、手術アクチュエータ制御線１０２が推力や引張力を受けても形状を変化させないように保持するためのものである。スクリュー２５２に回転運動を入力する場合、スクリュー２５２の回転運動がスライダー２５３の直線運動に変換され、直線運動するスライダー２５３は、手術アクチュエータ制御線１０２を押引くことにより、機械式手術アクチュエータ１０１（手術用クランプなど）に対する運動制御が可能となる。スクリュー２５２の後端が駆動ユニット固定板２１を貫通するとともに、１つのカップリングオスコネクタ２５６に締め付けて接続され、カップリングオスコネクタ２５６は、スクリュー２５２に回転運動を出力するように、直接的又は間接的にモータに接続するためのものである。手術アクチュエータ制御線１０２は、電気エネルギーや高周波振動など各形式のエネルギーを伝達することもでき、エネルギー式手術アクチュエータ１０１の特定の手術機能（電気凝固、電気切除など）を果たす。
上記実施例において、２つのチャンネル固定板１５２の間に手術アクチュエータ駆動機構固定板２５１が設けられると、第２構造部構造物１８３の配置半径が第１構造部構造物１７３の配置半径よりも大きいので、近位端第２構造部１８に関連する直線運動機構２２が手術アクチュエータ駆動機構固定板２５１を貫通するとともに、上記直線運動機構２２におけるスライダー２２２が手術アクチュエータ駆動機構固定板２５１と遠位端構造体１１に近いチャンネル固定板１５２との間を摺動する。それに対して、第１近位端構造部１７に関連する直線運動機構２２におけるスライダー２２２が２つのチャンネル固定板１５２の間を摺動する。
上記実施例において、図７に示されるように、本発明は可撓性手術器械ケーシング１０５をさらに備え、駆動ユニット固定板２１、チャンネル固定板１５２、及び手術アクチュエータ駆動機構固定板２５１がいずれも可撓性手術器械ケーシング１０５に締め付けて接続され、近位端構造体１６及び中部接続体１５がいずれも可撓性手術器械ケーシング１０５の内部にある。可撓性手術器械ケーシング１０５の後端が無菌バリア３０によりモータセット４１に接続される。図８、図９に示されるように、無菌バリア３０は、無菌バリア支持板３０２と、無菌バリア支持板３０２の外周に締め付けて接続される無菌バリアカバー３０１と、無菌バリア支持板３０２に回転するように接続される複数のカップリングメスコネクタ３０３と、を備える。モータセット４１は、モータ固定板４１１（図１０を参照）と、モータ固定板４１１に締め付けて接続されるモータ４１２と、を備える。無菌バリアカバー３０１の前端と可撓性手術器械ケーシング１０５とは迅速に装着可能な方式で接続され、無菌バリア支持板３０２の後側に２つの接続ピンボス３０４が設けられているのに対して、モータ固定板４１１の前側に２つの接続ピンボス４１５が設けられており、接続ピンボス３０４と接続ピンボス４１５とはピンホールにより迅速に接続されることにより、無菌バリア３０とモータ固定板４１１とは固定するように接続され、全体運動が可能となる。カップリングメスコネクタ３０３は、前端がカップリングオスコネクタ２２６又はカップリングオスコネクタ２５６に接続され、後端が他方のカップリングオスコネクタ４１４によりモータ４１２の出力軸に接続され、回転運動を伝達する。無菌バリアカバー３０１には無菌膜（未図示）が締め付けて接続され、未消毒の部分（無菌バリア３０の後にある部分）と消毒済み部分（無菌バリアの前にある部分）とを隔離させて、臨床手術の実施可能性が確保できる。
上記実施例において、本発明はモータセットケーシング４１８をさらに備え、モータ固定板４１１がモータセットケーシング４１８に回転するように接続され、モータセットケーシング４１８の内壁に内リングギア４１６が締め付けて接続され、モータ固定板４１１にモータ４１７が締め付けて接続され、モータ４１７の出力軸に全体回転入力歯車４１９が締め付けて接続され、全体回転入力歯車４１９が内リングギア４１６と噛合う。モータ４１７の出力軸が回転する場合、全体回転入力歯車４１９を回転させ、全体回転入力歯車４１９が内リングギア４１６の周方向に沿って動くことにより、本発明のモータセットケーシング４１８と内リングギア４１６と以外の部分を全体回転させて、手術アクチュエータ１０１のローリング角度に対する制御が可能となる。
上記実施例において、図７に示されるように、本発明はリニアモジュール５０（リニアモジュール５０も無菌膜により消毒済みの部分と隔離される）をさらに備え、リニアモジュール５０が滑り溝付きのブラケット５０１を備え、ブラケット５０１にガイドスクリュー５０３が設けられ、ガイドスクリュー５０３には、ねじによりガイドスクリュー５０３に配合するとともに滑り溝に摺動するように設けられたスライダー５０２が差込まれ、ブラケット５０１の一端にモータ５０４が設けられ、モータ５０４の出力軸がカップリングによりガイドスクリュー５０３に締め付けて接続される。モータセットケーシング４１８がスライダー５０２に固定するように接続され、モータ５０４の出力軸が回転する場合、スライダー５０２は、モータセット４１、無菌バリア３０、及び可撓性手術器械１０を滑り溝に沿ってリニア運動させて、遠位端構造体１１のフィード自由度が確保できる。
上記実施例において、図１、図７に示されるように、遠位端構造体１１の外部に被覆１０３が設けられ、被覆１０３は、遠位端構造体１１の人体自然開口部又は手術開口への侵入順調性を改善するためのものである。被覆１０３の外部には剛性スリーブ１０４とシース６０とがさらに設けられてもよい。ある適用において、シース６０が腹腔の単一開口に固定され、遠位端構造体１１が被覆１０３や手術アクチュエータ１０１と一緒にシース６０における手術器械が通過するためのスルホールを自由に貫通して手術部に到達することにより、シングルポート腹腔鏡手術が実施される。図１１に示されるように、シース６０が可撓性シースであってもよく、可撓性シースが人体の各自然開口部に容易に侵入するとともに、開口部の形状に合わせて外形を自在に変更することができ、可撓性シースの一端が開口部の入口に固定され、同様に、遠位端構造体１１が被覆１０３や手術アクチュエータ１０１と一緒に可撓性シースにおける手術器械が通過するためのスルホールを自由に貫通して手術部に到達することにより、自然開口部越経管腔的非侵襲手術が実施される。
本発明は単に上記実施例で説明されたが、各部品の構造、設置位置、及び接続が変更できる。本発明の技術案を基に、本発明のメカニズムによる個別部品への改善又は同等変換は、本発明の保護範囲に属される。
Claims (11)
- 可撓性手術器械システムであって、可撓性手術器械と駆動ユニットとを備え、前記可撓性手術器械は、遠位端構造体と、近位端構造体と、中部接続体とから構成される可撓性連続体構造を備え、前記遠位端構造体は、遠位端構造部を少なくとも１つ備え、前記遠位端構造部は、遠位端スペーサーディスクと、遠位端固定ディスクと、構造物とを備え、前記近位端構造体は、近位端構造部を備え、前記近位端構造部は、近位端スペーサーディスクと、近位端固定ディスクと、構造物とを備え、前記中部接続体は、チャンネル固定板と、前記チャンネル固定板同士間に設けられている構造物ガイドチャンネルとを備え、前記遠位端構造部における構造物と前記近位端構造部における構造物とは、一対一で締め付けて接続され、又は同一構造物であり、前記構造物は、一端が前記近位端固定ディスクに締め付けて接続され、前記近位端スペーサーディスクと、前記構造物ガイドチャンネルと、前記遠位端スペーサーディスクとをその順で貫通し、他端が前記遠位端固定ディスクに締め付けて接続され、
前記駆動ユニットは駆動ユニット固定板を備え、前記駆動ユニット固定板と前記遠位端構造体に近い前記チャンネル固定板との間に回転運動の入力を直線運動の出力に変換するための複数の直線運動機構が設けられており、前記直線運動機構ごとの出力端が１つの第１駆動物に締め付けて接続され、前記第１駆動物の一端がアダプタユニットにより１つの第２駆動物の一端に締め付けて接続され、前記第１駆動物及び第２駆動物の他端が前記近位端スペーサーディスクを貫通して前記近位端固定ディスクに締め付けて接続される、ことを特徴とする可撓性手術器械システム。 - 前記直線運動機構は第１スクリューと、第１スライダーと、第１光軸とを備え、前記第１スクリューが２つの前記チャンネル固定板の間に回転するように支持され、前記第１スクリューの後端が前記近位端構造体に近い前記チャンネル固定板を貫通して後へ延長し、前記第１光軸が２つの前記チャンネル固定板の間に固定するように接続され、前記第１スライダーが前記第１光軸に摺動するように接続されるとともに、ねじにより前記第１スクリューに接続され、前記第１駆動物が前記第１スライダーに締め付けて接続される、ことを特徴とする請求項１に記載の可撓性手術器械システム。
- 前記アダプタユニットは旋回構造物と、構造物アダプタブロックと、旋回構造物ガイドチャンネルとを備え、前記旋回構造物ガイドチャンネルの両端が前記遠位端構造体に近い前記チャンネル固定板の前側に締め付けて接続され、前記旋回構造物が前記旋回構造物ガイドチャンネルを貫通するとともに、その両端が１つの前記構造物アダプタブロックにそれぞれ締め付けて接続され、一方の前記構造物アダプタブロックが前記第１駆動物の一端に締め付けて接続され、他方の前記構造物アダプタブロックが前記第２駆動物の一端に締め付けて接続される、ことを特徴とする請求項１に記載の可撓性手術器械システム。
- 前記旋回構造物は複数の弾力構造物からなり、複数の前記弾力構造物が前記第１駆動物又は第２駆動物を中心として対称となっている、ことを特徴とする請求項３に記載の可撓性手術器械システム。
- 前記駆動ユニット固定板の前側にある前記第１スクリューには従動歯車が締め付けて接続され、前記従動歯車が前記駆動ユニット固定板に回転するように支持される駆動歯車と噛合い、前記駆動歯車の歯車軸が前記駆動ユニット固定板を貫通するとともに、１つのカップリングオスコネクタに締め付けて接続される、ことを特徴とする請求項２に記載の可撓性手術器械システム。
- 前記遠位端構造体の前端には手術アクチュエータが設けられており、その一端が前記手術アクチュエータに接続される手術アクチュエータ制御線が前記遠位端構造体を貫通し、前記手術アクチュエータ制御線の他端が手術アクチュエータ駆動機構に接続され、前記手術アクチュエータ駆動機構は２つの前記チャンネル固定板の間に設けられた手術アクチュエータ駆動機構固定板を備え、前記手術アクチュエータ駆動機構固定板と前記駆動ユニット固定板との間に第２スクリューが回転するように設けられており、前記第２スクリューの前端が前記近位端構造体に近い前記チャンネル固定板を貫通し、前記チャンネル固定板と前記手術アクチュエータ駆動機構固定板との間にある前記第２スクリューに、ねじにより第２スライダーが配合して接続され、前記第２スライダーが第２光軸に摺動するように設けられ、前記第２光軸が前記チャンネル固定板と前記手術アクチュエータ駆動機構固定板との間に設けられており、前記手術アクチュエータ駆動機構固定板と前記遠位端構造体に近い前記チャンネル固定板との間に、制御線ガイドチャンネルが固定するように接続され、前記手術アクチュエータ制御線の後端が前記制御線ガイドチャンネルを貫通して前記第２スライダーに締め付けて接続され、
前記駆動ユニットはモータセットを備え、前記モータセットがモータ固定板と、前記モータ固定板に締め付けて接続される第１モータとを備え、前記第１モータの出力軸が前記第２スクリューに直接的又は間接的に接続され、前記第１モータの前記出力軸の回転運動が前記第２スクリューに伝達されるとともに、前記第２スライダーの直線運動の出力に変換される、ことを特徴とする請求項１に記載の可撓性手術器械システム。 - 前記可撓性手術器械システムは可撓性手術器械ケーシングをさらに備え、前記駆動ユニット固定板及び前記チャンネル固定板が何れも前記可撓性手術器械ケーシングに締め付けて接続され、前記近位端構造体及び前記中部接続体が何れも前記可撓性手術器械ケーシングの内部にあり、前記可撓性手術器械ケーシングの後端は無菌バリアによりモータセットに接続され、前記無菌バリアは、無菌バリア支持板と、前記無菌バリア支持板の外周に締め付けて接続される無菌バリアカバーと、前記無菌バリア支持板に回転するように接続される複数のカップリングメスコネクタとを備え、前記モータセットはモータ固定板と、前記モータ固定板に締め付けて接続される第２モータとを備え、前記モータ固定板が接続ピンボスにより前記無菌バリア支持板に接続され、前記カップリングメスコネクタは、前端が前記カップリングオスコネクタに接続され、他端が他方のカップリングオスコネクタにより前記第２モータの出力軸に締め付けて接続される、ことを特徴とする請求項５に記載の可撓性手術器械システム。
- 前記可撓性手術器械システムは可撓性手術器械ケーシングと、無菌バリアと、モータセットとをさらに備え、前記駆動ユニット固定板及びチャンネル固定板が何れも前記可撓性手術器械ケーシングに締め付けて接続され、前記近位端構造体及び前記中部接続体が何れも前記可撓性手術器械ケーシングの内部にあり、前記モータセットはモータ固定板と、前記モータ固定板に締め付けて接続される第３モータとを備え、前記可撓性手術器械ケーシングが前記無菌バリアにより前記モータ固定板に接続され、前記モータセットはモータセットケーシングをさらに備え、前記モータ固定板が前記モータセットケーシングに回転するように接続され、前記モータセットケーシングの内壁に内リングギアが締め付けて接続され、前記第３モータの出力軸に全体回転入力歯車が締め付けて接続され、前記全体回転入力歯車が前記内リングギアと噛合う、ことを特徴とする請求項１に記載の可撓性手術器械システム。
- 前記可撓性手術器械システムは可撓性手術器械ケーシングと、無菌バリアと、モータセットと、リニアモジュールとをさらに備え、前記駆動ユニット固定板及び前記チャンネル固定板が何れも前記可撓性手術器械ケーシングに締め付けて接続され、前記近位端構造体及び前記中部接続体が何れも前記可撓性手術器械ケーシングの内部にあり、前記可撓性手術器械ケーシングは前記無菌バリアにより前記モータセットに接続され、前記モータセットがモータセットケーシングを備え、前記リニアモジュールはブラケットと、前記ブラケットに締め付けて接続される第４モータと、前記第４モータの出力軸に締め付けて接続されるリニアフィード機構とを備え、前記リニアフィード機構の出力端が前記モータセットケーシングに締め付けて接続され、前記第４モータは前記リニアフィード機構により前記モータセットを駆動させ、前記無菌バリアにより前記可撓性連続体構造及び前記駆動ユニットを直線運動させる、ことを特徴とする請求項１に記載の可撓性手術器械システム。
- 前記リニアフィード機構は前記ブラケットに回転するように接続されるガイドスクリューを備え、前記ガイドスクリューにねじにより前記ガイドスクリューに配合するスライダーが差込まれており、前記ブラケットに直線滑り溝が設けられ、前記スライダーが前記直線滑り溝に摺動するように設けられており、前記第４モータの出力軸がカップリングにより前記ガイドスクリューに締め付けて接続される、ことを特徴とする請求項９に記載の可撓性手術器械システム。
- 前記近位端構造部と前記遠位端構造部とは、数が同じである、ことを特徴とする請求項１-１１の何れか１項に記載の可撓性手術器械システム。
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