JP6419847B2 - 検出器付処置具 - Google Patents

Description

本発明は、検出器付処置具に関するものである。

把持面の裏側に空洞を設け、該空洞内に埋め込んだ歪みセンサによって把持力を検出する検出器付の把持鉗子が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特許文献１の把持鉗子においては、歪みセンサに接続する配線が把持面の裏側において空洞部から引き出されており、空洞部から外部に引き出された配線は空中配線となって処置具の基端側に導かれている。

特許第３７５６５５６号公報

把持鉗子のように体内に挿入されて生体組織を把持する等の処置を行う処置具の場合、体内に挿入されると、把持面のみならず処置具先端近傍の他の表面も生体組織に大いに接触するため、空中配線として処理されている特許文献１の配線では生体組織や体液との接触により物理的あるいは化学的に破損し易い。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、生体組織との接触による配線の破損を防止し、生体組織に加える力を確実に検出して処置を容易にすることができる検出器付処置具を提供することを目的としている。

本発明の一態様は、生体組織に力を加えて処置する先端処置部と、該先端処置部を相対移動可能に支持する基端部と、該先端処置部の内部に設けられた空洞内に配置され前記力を検出する検出器と、該検出器に接続する配線と、前記先端処置部に接続され、前記空洞内の前記検出器から前記先端処置部外に取り出される前記配線を前記基端部側に導くダクトと、を備え、前記先端処置部が、前記基端部に、所定の軸線回りに揺動可能に設けられるとともに、該軸線よりも基端側まで延びる延長部を備え、前記ダクトが、前記延長部の前記軸線方向の側面に接続されている検出器付処置具である。

本態様によれば、先端処置部を生体組織に接触させ、基端部に対して先端処置部を相対移動させて生体組織に力を加えると、先端処置部の内部に設けられた空洞部内に配置されている検出器によりその力が検出され、検出された力情報は検出器に接続された配線によって空洞部内から先端処置部外に取り出され、ダクトによって基端側に導かれる。配線によって取り出された力情報は、先端処置部から生体組織に加える力をフィードバックにより調節するため等の用途に使用される。

この場合において、本実施形態においては、先端処置部の空洞部内から取り出された配線が外部に空中配線として露出することなく、ダクトによって導かれるので、配線と生体組織との直接的な接触を回避することができる。これにより、生体組織との接触による配線の破損を防止し、先端処置部から生体組織に加える力を確実に検出して処置を容易にすることができる。

上記態様においては、前記先端処置部が、前記基端部に、所定の軸線回りに揺動可能に設けられるとともに、該軸線よりも基端側まで延びる延長部を備え、前記ダクトが、延長部に接続されている。
このようにすることで、検出器に接続される配線は先端処置部内の空洞部内を延長部まで導かれ、延長部に接続されたダクトを経由して先端処置部から取り出される。先端処置部によって処置する場合に生体組織と接触する部位は、主として該先端処置部を揺動させる軸線よりも先端側であり、軸線よりも基端側の延長部が生体組織と接触する機会は少ない。したがって、延長部にダクトが接続されていることにより、ダクトが生体組織と接触する機会は少なく、ダクトに物理的な力が加わることは少ないため、配線をより確実に保護することができる。

また、上記態様においては、前記基端部に対して前記先端処置部を駆動する駆動機構を備え、前記延長部が、前記駆動機構の一部を構成していてもよい。
このようにすることで、駆動機構を作動させると該駆動機構の一部を構成している延長部に作用する力が延長部をレバーとして先端処置部を軸線回りに揺動させ、先端処置部が生体組織を押圧して生体組織が処置される。駆動機構の一部を構成する延長部を、配線を取り出す経路に流用することにより、構造を簡易化することができ、先端処置部の寸法を小さくすることができる。

また、上記態様においては、前記ダクトが、前記延長部の前記軸線方向の側面に接続されている。
このようにすることで、先端処置部が基端部に対して揺動させられる際に、先端処置部の一部である延長部も揺動させられるため、一方向に揺動したときに揺動方向に配されている生体組織に近接させられるが、ダクトを側面に接続することにより、ダクトが生体組織に押し付けられることが防止され、より確実に破損を防止することができる。

また、上記態様においては、前記先端処置部が、前記基端部に相対的に揺動可能に支持され、間に生体組織を把持するための２つの把持部であってもよい。
このようにすることで、２つの把持部の間に生体組織を把持する際の把持力を検出器により検出することができる。配線が破損し難いので、生体組織に加える把持力を確実に検出して処置を容易にすることができる。

本発明によれば、生体組織との接触による配線の破損を防止し、生体組織に加える力を確実に検出して処置を容易に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検出器付処置具を備える医療用マニピュレータシステムを示す全体構成図である。 図１の検出器付処置具の先端処置部を示す正面図である。 図２Ａの検出器処置具の先端処置部を示す側面図である。 図２Ｂの検出器処置具の先端処置部のリンク機構を説明する側面図である。 図３Ａのリンク機構の作動により先端処置部が開いた状態を示す側面図である。 図１の検出器処置具の先端処置部内の歪みゲージと配線経路を説明する一部を破断した断面図である。 図４Ａの歪みゲージと配線経路を説明する先端処置部の側面図である。

本発明の一実施形態に係る検出器付処置具３について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る検出器付処置具３は、把持鉗子であって、例えば、図１に示される医療用マニピュレータシステム１において用いられる。この医療用マニピュレータシステム１は、操作者Ａにより操作されるマスタ装置２と、患者Ｐの体腔内に挿入される検出器付処置具３と、マスタ装置２への操作入力に基づいて検出器付処置具３を制御する制御部４と、モニタ５とを備えている。

本実施形態に係る検出器付処置具３は、図２Ａおよび図２Ｂに示されるように、例えば、患者Ｐの体腔内に挿入される内視鏡の鉗子チャネルを介して患者Ｐの体腔内に挿入される細長い挿入部（基端部）６と、該挿入部６の先端に配置された先端処置部７と、挿入部６の基端に配置され、制御部４によって制御されることにより先端処置部７を作動させる駆動部（図示略）と、該駆動部により発生した駆動力を先端処置部７に伝達するワイヤ等の駆動力伝達部材８とを備えている。

先端処置部７は、図２Ａ〜図４Ｂに示されるように、挿入部６の先端に、挿入部６の長手軸に直交して配置された揺動軸７ａ回りに揺動可能に取り付けられた２つの把持片９ａ，９ｂを備えている。各把持片９ａ，９ｂは、図３および図４に示されるように、揺動軸７ａより先端側に配置され、間に生体組織を把持する把持部１０ａ，１０ｂと、揺動軸７ａより基端側に延びる延長部１１ａ，１１ｂとを備えている。各延長部１１ａ，１１ｂの基端には、可動軸２１によって一端が相対的に揺動可能に連結された２つのリンク１２ａ，１２ｂの他端がそれぞれ揺動可能に連結されており、可動軸２１には駆動力伝達部材８が接続されている。

すなわち、先端処置部７の２つの延長部１１ａ，１１ｂと２つのリンク１２ａ，１２ｂとが相互に連結された４節リンクによって挿入部６に対して先端処置部７を駆動する倍力装置（駆動機構）が構成されている。図３Ｂに示されるように、２つの把持部１０ａ，１０ｂの把持面１３ａ，１３ｂどうしが離間した状態から、可動軸２１にワイヤ８によって張力を加えることにより、図３Ａに示されるように、２つのリンク１２ａ，１２ｂの相対角度が広げられるように揺動させられることによって、２つの延長部１１ａ，１１ｂの基端どうしが離間する方向に押され、先端処置部７の２つの把持部１０ａ，１０ｂが把持面１３ａ，１３ｂどうしを相互に押し付け合う方向に付勢されるようになっている。

そして、本実施形態においては、図４Ａおよび図４Ｂに示されるように、少なくとも一方の把持部１０ａの内部に空洞部１４が設けられ、把持面１３ａの裏側に配置される空洞部１４内には、歪みゲージ１５のような検出器が貼り付けられている。歪みゲージ１５としては、例えば、検出した歪み量をディジタル信号として出力するものが好ましい。

また、本実施形態においては、空洞部１４は把持片９ａ内部を長さ方向に沿って延びており、歪みゲージ１５に接続された配線１６が空洞部１４を通って把持片９ａの延長部１１ａ基端側まで導かれている。
歪みゲージ１５からディジタル信号を出力することにより、配線数を減らし空洞部１４を細くすることができ、把持片９ａの剛性を維持して高精度に把持力を検出することができるようになっている。

そして、延長部１１ａの基端側のリンク１２ａとの連結部近傍には、把持片９ａの側面から揺動軸７ａと平行な方向に延びるダクト１７が空洞部１４に連結して設けられており、空洞部１４内の配線１６が、ダクト１７を通って把持片９ａの外部に引き出されている。ダクト１７は、基端側に向かって湾曲しており、ダクト１７から取り出された配線１６を挿入部６に沿う方向に引き出しやすくなっている。

図２Ａ〜図３Ｂに示されるように、２つの把持片９ａ，９ｂを挿入部６の先端に揺動可能に取り付けるブラケット１９には、把持片９ａの揺動によって移動するダクト１７との干渉を回避するように切欠２０が設けられている。また、図中、符号１８は、リンク１２ａ，１２ｂどうしの連結部における可動軸２１とブラケット１９との干渉を回避するために可動軸２１の移動範囲にわたってブラケット１９に設けられた長孔である。

このように構成された本実施形態に係る検出器付処置具３の作用について説明する。
本実施形態に係る検出器付処置具３を用いて患者Ｐの体内の患部の処置を行うには、患者Ｐの体腔内に図示しない内視鏡の挿入部を挿入し、挿入部の鉗子チャネルを介して患者Ｐの体内に検出器付処置具３を挿入する。

そして、検出器付処置具３の先端処置部７が体腔内の患部に近接して配置された状態で、操作者Ａは、内視鏡により取得された画像をモニタ５で確認しながら、マスタ装置２を操作して、駆動部を作動させ、ワイヤ８に加える張力を変化させて、２つの把持片９ａ，９ｂを揺動軸７ａ回りに揺動させることにより、把持部１０ａ，１０ｂを開閉し、患部を処置する。

この場合において、マスタ装置２を操作してワイヤ８に発生させる張力を増大させて、把持部１０ａ，１０ｂにより生体組織を把持すると、少なくとも一方の把持面１３ａの裏側に配置されている歪みゲージ１５によって把持面１３ａの変形が検出され、それによって把持面１３ａ，１３ｂ間に把持されている生体組織に加えられている力を推定することができる。
特に、挿入部６が軟性部である場合に、湾曲した体腔の形状に合わせて湾曲した挿入部６内を貫通しているワイヤ８と挿入部６内経路との間の摩擦が、湾曲形状によって変化するので、マスタ装置２において同じ力を加えても生体組織を同じ力で把持することができるとは限らない。

このような場合に、検出器１５により生体組織に加えられている力が推定されることにより、推定された力の情報を制御部４にフィードバックしてワイヤ８に発生させる張力を調整することができ、挿入部６の湾曲状態にかかわらず、マスタ装置２において加えた力に応じた把持力を生体組織に加えることが可能となる。

そして、本実施形態に係る検出器付処置具３によれば、歪みゲージ１５に接続される配線１６が把持片９ａ内部の空洞部１４内を通って延長部１１ａの基端側まで導かれた後に、ダクト１７によって把持片９ａの外部に取り出されているので、処置に際して生体組織に接触する先端処置部７の把持部１０ａ，１０ｂ近傍に配線１６を露出させずに済むという利点がある。その結果、処置に際して配線１６が生体組織に接触することがなく、配線１６に加わる物理的あるいは化学的負荷を軽減して、配線１６の破損を防止することができる。

また、可動部である延長部１１ａから取り出される部分においても、延長部１１ａに固定されたダクト１７を経由して取り出されているので、延長部１１ａの可動により、配線１６が周囲の生体組織等に干渉する可能性を低減している。さらに、ダクト１７を把持片９ａの側面から揺動軸７ａと平行に延ばしているので、把持片９ａが揺動してもダクト１７が把持片９ａと生体組織との間に挟まれる位置になく、ダクト１７が把持片９ａによって保護される。

また、ダクト１７はブラケット１９の切欠２０内において移動するので、ダクト１７がブラケット１９によって保護される。したがって、生体組織との接触による配線１６の破損を防止し、生体組織に加える力を確実に検出して処置を容易に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、２つの把持片９ａ，９ｂを揺動させる把持鉗子を例示したが、これに代えて、単一の把持片を揺動させる把持鉗子、その他、任意の検出器付処置具に適用してもよい。また、２つの把持片９ａ，９ｂの両方に歪みゲージ１５を備える検出器付処置具を採用してもよい。

また、ダクト１７からの配線１６の出口あるいは空洞部１４内は樹脂等によって封止されていてもよい。また、歪みゲージ１５によって検出された歪みに基づいて推定された把持力は、マスタ装置２にフィードバックして操作者Ａに伝えることにしてもよい（力覚フィードバック）。また、画像表示、波形表示、音声や光等によって力の大きさを操作者Ａに報知してもよい。

また、ダクト１７を延長部１１ａに設け、延長部１１ａが４節リンクの一部を構成していることとしたので、倍力装置と配線１６の経路部材とを共有して構造を簡素化し、先端部の大きさを抑えることができる。これに代えて、倍力装置と配線１６の経路部材とを別個に設けることにしてもよい。

３ 検出器付処置具
６ 挿入部（基端部）
７ 先端処置部
７ａ 揺動軸（軸線）
１０ａ，１０ｂ 把持部
１１ａ，１１ｂ 延長部
１４ 空洞部（空洞）
１５ 歪みゲージ（検出器）
１６ 配線
１７ ダクト

Claims (3)

1. 生体組織に力を加えて処置する先端処置部と、
   該先端処置部を相対移動可能に支持する基端部と、
   該先端処置部の内部に設けられた空洞内に配置され前記力を検出する検出器と、
   該検出器に接続する配線と、
   前記先端処置部に接続され、前記空洞内の前記検出器から前記先端処置部外に取り出される前記配線を前記基端部側に導くダクトと、を備え、
   前記先端処置部が、前記基端部に、所定の軸線回りに揺動可能に設けられるとともに、該軸線よりも基端側まで延びる延長部を備え、
   前記ダクトが、前記延長部の前記軸線方向の側面に接続されている検出器付処置具。
2. 前記基端部に対して前記先端処置部を駆動する駆動機構を備え、
   前記延長部が、前記駆動機構の一部を構成している請求項１に記載の検出器付処置具。
3. 前記先端処置部が、前記基端部に相対的に揺動可能に支持され、間に生体組織を把持するための２つの把持部である請求項１または請求項２に記載の検出器付処置具。

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