JP6157792B2 - 医療用マニピュレータ - Google Patents

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Description

本発明は、医療用マニピュレータに関するものである。
長尺部の先端に金属製の関節部を介して電気メスのような処置部を有する医療用マニピュレータにおいて、処置部の周辺の関節部等の金属部分が周辺組織に接触しないように絶縁素材のカバーで被覆する技術が知られている（例えば、特許文献１および特許文献２参照。）。
また、軟性の長尺部の先端に関節部を介して処置部を有する医療用マニピュレータにおいては、一般に、長尺部の可撓性、トルク伝達性および圧縮性を持たせるために、金属製のコイルチューブが使用される。
処置部に交流電圧を供給する電気ケーブルは、関節部および長尺部の内部を経由して配線され、金属製の関節部および金属製のコイルチューブとの間は絶縁素材のシースやチューブによって絶縁されている。
その一方で、上述したように関節部とコイルチューブとはトルクを伝達するために相互に連結されており、関節部には該関節部を駆動するための金属製のワイヤが接続されている。
特開２０１２−７０９５３号公報 特開２０１２−１５２５６２号公報
このため、電気ケーブルと関節部、ワイヤおよびコイルチューブとの間には容量要素が形成される。コイルチューブは長いものでは２ｍ以上となるものもあり、容量要素の容量は極めて大きくなる。そして、組織を処置するために電気ケーブルに交流電圧を供給する場合、処置部近傍の関節部を被覆しているカバーが組織に接触すると、大きな電流が流れてカバーが絶縁破壊されてしまう場合がある。
また、処置部近傍の関節部を被覆するカバーは、関節部の動作を妨げることなく、かつ、関節部の外径を小さくする必要から、肉厚を大きくすることは困難であり、カバーによる絶縁性能の向上は困難である。
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、処置部近傍の関節部を被覆するカバーの肉厚を厚くすることなく、該カバーの絶縁破壊を防止して、処置部以外の部分に電流が流れてしまうことを防止する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している。
本発明の一態様は、導電性素材の部品を含んで構成され、可撓性を有し捻りトルクを伝達可能な長尺部と、該長尺部の先端に配置され１以上の関節を有し、導電性素材の部品を含んで構成される関節部と、該関節部の先端に取り付けられ組織に対して処置を行う処置部と、前記長尺部と前記関節部との間に配置され、両者を接続する絶縁材料からなる筒状の接続部材と、前記長尺部、前記接続部材および前記関節部の内部を、前記長尺部および前記関節部に対して電気的に絶縁された状態で貫通して前記処置部に電力を供給する電気ケーブルと、前記関節部および前記長尺部の外面を被覆する絶縁材料からなるカバーとを備える医療用マニピュレータを提供する。
本態様によれば、患者の体内に挿入された内視鏡あるいはオーバーチューブ等のチャネルを介して、医療用マニピュレータを処置部側から患者の体内に挿入し、処置部を処置対象部位に近接させ、関節部を駆動して処置部の位置および姿勢を調節して、電気ケーブルに電力を供給することにより、処置部によって処置対象部位に適正な処置が行われる。
この場合において、関節部と長尺部とを接続する接続部材が絶縁材料により構成されているので、関節部と電気ケーブルとの間に形成される容量要素の容量を極めて小さく抑えることができる。その結果、関節部が駆動されて処置対象部位近傍の組織に接触しても、カバーの絶縁破壊は発生しないので、カバーの肉厚を小さく構成でき、関節部の細径化を図ることができる。また、カバーを薄くすることで、関節部の動作がカバーによって阻害されることを防止することができる。
上記態様においては、前記接続部材が、前記長尺部と前記関節部とを捻りトルク伝達可能に接続してもよい。
このようにすることで、処置部の姿勢を長尺部の長手軸回りに回転させたい場合には、長尺部の基端側において捻りトルクを加えることにより、長尺部によって伝達された捻りトルクが、接続部材を介して関節部に伝達され、処置部の姿勢を変更することができる。
上記態様においては、前記関節部と前記接続部材とが、該接続部材の軸線に沿う方向に挿脱可能に嵌合され、嵌合状態において噛み合って相互の周方向の移動を係止する関節側凹凸部をそれぞれ有していてもよい。
このようにすることで、関節部と接続部材とを接続部材の軸線に沿う方向に嵌合させるだけで、両者に設けられた関節側凹凸部を相互に噛み合わせることができ、接続部材と関節部との間の捻りトルクの伝達を確実に行うことができる。
また、上記態様においては、前記接続部材と前記長尺部とが、前記接続部材の軸線に沿う方向に挿脱可能に嵌合され、嵌合状態において噛み合って相互の周方向の移動を係止する長尺部側凹凸部をそれぞれ有していてもよい。
このようにすることで、長尺部と接続部材とを接続部材の軸線に沿う方向に嵌合させるだけで、両者に設けられた長尺部側凹凸部を相互に噛み合わせることができ、長尺部と接続部材との間の捻りトルクの伝達を確実に行うことができる。
また、上記態様においては、前記カバーが、前記関節部を被覆する関節側カバーと、前記長尺部を被覆する長尺部側カバーとを備え、前記関節側カバーおよび前記長尺部側カバーが、前記接続部材を部分的に被覆する位置まで延びていてもよい。
このようにすることで、関節側カバーが関節部を被覆し、長尺部側カバーが長尺部を被覆し、関節側カバーおよび長尺部カバーが、絶縁材料からなる接続部材を部分的に被覆する位置まで延びることにより、導電性素材の部分を完全に被覆して外部に露出しないようにすることができる。
本発明によれば、処置部近傍の関節部を被覆するカバーの肉厚を厚くすることなく、該カバーの絶縁破壊を防止して、処置部以外の部分に電流が流れてしまうことを防止することができるという効果を奏する。
本発明の一実施形態に係る医療用マニピュレータを示す部分的な斜視図である。 図１の医療用マニピュレータの関節側カバーを外した状態を示す部分的な斜視図である。 図１の医療用マニピュレータの関節部、接続部材および長尺部を連結した状態を示す部分的な縦断面図である。 図１の医療用マニピュレータの関節部、接続部材および長尺部を分離した状態を示す部分的な斜視図である。 図４の関節部、接続部材および長尺部を組み合わせた状態を示す部分的な斜視図である。
以下、本発明の一実施形態に係る医療用マニピュレータ１について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る医療用マニピュレータ１は、図１および図２に示さるように、内視鏡やオーバーチューブ等の軟性の挿入部に設けられたチャネルを経由して患者の体内に導入されるものであって、曲がりくねったチャネルに倣って湾曲可能な可撓性を有する長尺部２と、該長尺部２の先端に取り付けられた関節部３と、該関節部３の先端に支持された処置部４と、該処置部４に電力を供給する電気ケーブル５と、長尺部２と関節部３とを接続する接続部材６と、関節部３および長尺部２を被覆するカバー７とを備えている。
長尺部２は、図３に示されるように、金属製の線材を密着コイル状に巻いて形成されたコイルチューブ８と、該コイルチューブ８の内部を貫通して配置されたマルチルーメンチューブ９とを備えている。
マルチルーメンチューブ９は、シリコーン樹脂等の軟性の樹脂材料からなり電気ケーブル５および関節部３を駆動するためのワイヤ（図示略）等を貫通させる多数の貫通孔１０を有している。
コイルチューブ８の先端には、図４に示されるように、先端に向かって延びる複数（図の例では４つ）の凸部（長尺部側凹凸部）１１と凹部（長尺部側凹凸部）１２とを周方向に交互に配列してなる筒状の凹凸部材１３が固定されている。
関節部３は、長尺部２の長手軸に直交する軸線回りに揺動する３つの関節１４，１５，１６を備え、複数の金属製の部品を組み合わせて構成されている。
関節部３の内部には貫通孔１７が設けられ、電気ケーブル５を貫通させて、先端に支持している処置部４に電力を供給することができるようになっている。
また、関節部３の最も基端側に配置されるベース部材１８には、図４に示されるように、円筒状の嵌合部１９と、該嵌合部１９の外周面に、上記コイルチューブ８に取り付けられた凹凸部材１３と同様にして、軸方向に延びる複数（図の例では２つ）の凸部（関節側凹凸部）２０と凹部（関節側凹凸部）２１とを周方向に交互に配列して備えている。
処置部４は、例えば、先端に電極を有する電気メスである。
電気ケーブル５は、金属製の電線を絶縁材料からなるシースで被覆したものである。
接続部材６は、図４に示されるように、円筒状部材であって、上述したコイルチューブ８の先端に設けられている凹凸部材１３の内側に嵌合する嵌合部２２と、図５に示されるように、凹凸部材１３の内側に嵌合部２２を嵌合させたときに、凹凸部材１３の凹部１２と組み合わせられる凸部（長尺部側凹凸部）２３および凹凸部材１３の凸部１１と組み合わされる凹部（長尺部側凹凸部）２４を周方向に配列して備えている。接続部材６の基端側の凹凸形状は、凹凸部材１３の凹凸形状と略相補的に形成されている。
また、接続部材６の先端側には、関節部３のベース部材１８の嵌合部１９を内側に嵌合させたときに、ベース部材１８の凹部２１と組み合わせられる凸部（関節側凹凸部）２５およびベース部材１８の凸部２０と組み合わせられる凹部（関節側凹凸部）２６とを周方向に配列して備えている。接続部材６の先端側の凹凸形状も、ベース部材１８の凹凸形状と略相補的に形成されている。
接続部材６は、硬質な絶縁材料、例えば、ＰＥＥＫ、セラミックあるいはポリエチレンにより構成されている。
そして、関節部３のベース部材１８、接続部材６およびコイルチューブ８の凹凸部材１３を相互に嵌合させると、図５に示されるように、各凹部１２，２１，２４，２６と凸部１１，２０，２３，２５とが相互に噛み合って連結され、相互に周方向に相対移動しないように係合されるようになっている。
これにより、コイルチューブ８によって伝達されてきた捻りトルクが、凹部１２，２４と凸部１１，２３との係合によって接続部材６に伝達され、かつ、ベース部材１８に伝達されるようになっている。
なお、関節部３および長尺部２の内部には、関節部３を駆動するためのワイヤが配置されて、ワイヤには関節部３を駆動するために張力が付与されるので、関節部３のベース部材１８、接続部材６およびコイルチューブ８の凹凸部材１３は、軸方向に係止されていなくても、軸方向に離間せず、嵌合された状態に維持されるようになっている。
カバー７は、図１に示されるように、関節部３の外面を被覆する関節側カバー２７と、長尺部２の外面を被覆する長尺部側カバー２８とを備えている。
関節側カバー２７および長尺部側カバー２８は、図３に示されるように、接続部材６を部分的に被覆する位置まで延びて配置され、端部どうしを突き合わせた状態に配置されている。
関節側カバー２７は、シリコーン樹脂、フッ素樹脂あるいはウレタン樹脂により構成されている。肉厚は、例えば、０．２ｍｍである。
長尺部側カバー２８は、ウレタン樹脂、ＦＥＰあるいはシリコーン樹脂により構成されている。肉厚は、例えば、０．２ｍｍである。
このように構成された本実施形態に係る医療用マニピュレータ１の作用について以下に説明する。
本実施形態に係る医療用マニピュレータ１を用いて患者の体内の処置対象部位に対して処置を行うには、患者の体内に挿入した内視鏡またはオーバーチューブ等に備えられているチャネルを介して医療用マニピュレータ１を処置部４側から挿入しチャネルの先端から突出させた処置部４を処置対象部位に近接させる。
そして、関節部３を駆動して処置部４の位置および姿勢を調節する。さらに、長尺部２の基端側において該長尺部２の長手軸回りに捻りトルクを加えることにより、長尺部２によって伝達された捻りトルクによって関節部３を回転させ、長尺部２の長手軸回りの処置部４の姿勢を調節することができる。
すなわち、長尺部２がコイルチューブ８によって構成されているので、基端側に加えた捻りトルクを先端側まで確実に伝達することができる。また、コイルチューブ８の先端に固定された凹凸部材１３が接続部材６に組み合わせられて周方向に係合しており、さらに、接続部材６とベース部材１８も相互に組み合わせられて周方向に契合しているので、コイルチューブ８によって伝達されてきた捻りトルクは、接続部材６およびベース部材１８を介して関節部３まで確実に伝達されることになる。
本実施形態に係る医療用マニピュレータ１においては、コイルチューブ８および関節部３の内部に全長にわたって配置したマルチルーメンチューブ９や電気ケーブル５の被覆のような絶縁材料を介して電気ケーブル５の配線が配置され、交流電流が供給される場合にコイルチューブ８と電気ケーブル５との間および関節部３と電気ケーブル５との間にそれぞれ容量要素が形成される。
この場合において、コイルチューブ８と関節部３との間には絶縁材料からなる接続部材６が配置されているので、長尺部２と関節部３との間で電荷のやりとりは行われない。したがって、関節部３における容量要素は、長尺部２の容量要素とは独立した小さいものとなっており、そのときの容量は十分に小さく抑えられている。その結果、関節部３が動作させられて処置対象部位の周辺の組織に接触しても、容量要素が小さく抑えられているために大きな電荷は蓄積されず、極めて薄い関節側カバー２７によって十分に効果的にリーク電流を低減ないしは遮断することができるという利点がある。
すなわち、関節側カバー２７が薄くなるので関節部３の外径寸法を十分に小さく抑えることができる。したがって、チャネルを介した挿入容易性を向上することができる。また、関節側カバー２７を薄くすることによって関節部３の動作がカバー７によって阻害される不都合の発生を防止でき、関節部３の操作性を向上することができるという利点がある。
なお、本実施形態においては、関節部３として、金属製の部品で構成されているものを例示したが、これに代えて、導電性材料からなる部品を含んで構成され樹脂製の部品等の捻りトルクを伝達可能な部材で構成されているものを用いてもよい。
また、本実施形態においては、長尺部２と関節部３とを絶縁する接続部材６によって長尺部２からの捻りトルクを伝達するものを例示したが、これに代えて、医療用マニピュレータ１が捻りトルクを入力する操作部（図示略）を備え、操作部からの入力に基づいて関節部３が捻りトルクを発生するものを用いてもよい。この場合、操作部は、例えばワイヤである。ワイヤの押し引きにより、関節部３において、長尺部２の長手軸回りにトルクが発生することにすればよい。
１ 医療用マニピュレータ
２ 長尺部
３ 関節部
４ 処置部
５ 電気ケーブル
６ 接続部材
１１，２０，２３，２５ 凸部（関節側凹凸部、長尺部側凹凸部）
１２，２１，２４，２６ 凹部（関節側凹凸部、長尺部側凹凸部）
１４，１５，１６ 関節
２７ 関節側カバー
２８ 長尺部側カバー

Claims (7)

  1. 導電性素材の部品を含んで構成される長尺部と、
    該長尺部の先端に配置され１以上の関節を有し、導電性素材の部品を含んで構成される関節部と、
    該関節部の先端に取り付けられ組織に対して処置を行う処置部と、
    前記長尺部と前記関節部との間に配置され、両者を接続する絶縁材料からなる筒状の接続部材と、
    前記長尺部、前記接続部材および前記関節部の内部を、前記長尺部および前記関節部に対して電気的に絶縁された状態で貫通して前記処置部に電力を供給する電気ケーブルと、
    前記関節部および前記長尺部の外面を被覆する絶縁材料からなるカバーとを備える医療用マニピュレータ。
  2. 前記接続部材が、前記長尺部と前記関節部とを捻りトルク伝達可能に接続する請求項１に記載の医療用マニピュレータ。
  3. 前記関節部と前記接続部材とが、該接続部材の軸線に沿う方向に挿脱可能に嵌合され、嵌合状態において噛み合って相互の周方向の移動を係止する関節側凹凸部をそれぞれ有する請求項１に記載の医療用マニピュレータ。
  4. 前記接続部材と前記長尺部とが、前記接続部材の軸線に沿う方向に挿脱可能に嵌合され、嵌合状態において噛み合って相互の周方向の移動を係止する長尺部側凹凸部をそれぞれ有する請求項１に記載の医療用マニピュレータ。
  5. 前記カバーが、前記関節部を被覆する関節側カバーと、前記長尺部を被覆する長尺部側カバーとを備え、
    前記関節側カバーおよび前記長尺部側カバーが、前記接続部材を部分的に被覆する位置まで延びている請求項１に記載の医療用マニピュレータ。
  6. 前記電気ケーブルは、前記処置部と電気的に接続するために前記関節部及び前記長尺部の内部の貫通孔を経由して挿通している請求項１に記載の医療用マニピュレータ。
  7. 前記関節部と前記長尺部とを連結するために前記関節部に嵌合部を備えており、
    前記接続部材は、前記関節部と前記嵌合部と前記長尺部とを連結する部材である請求項１に記載の医療用マニピュレータ。
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