JP7451002B2

JP7451002B2 - 鉗子装置

Info

Publication number: JP7451002B2
Application number: JP2023567090A
Authority: JP
Inventors: 一樹秋吉
Original assignee: Riverfield Inc
Current assignee: Riverfield Inc
Priority date: 2022-03-23
Filing date: 2022-03-23
Publication date: 2024-03-18
Anticipated expiration: 2042-03-23
Also published as: WO2023181201A1; JPWO2023181201A1

Description

本発明は、鉗子装置に関する。

近年、術者の負担軽減や、医療施設の省人化を図るためにロボット（マニピュレータ）を利用した医療処置の提案がされている。外科分野では、術者が遠隔操作可能な手術用マニピュレータを操作して患者の処置を行う、手術用マニピュレータシステムに関する提案が行われている。

手術用マニピュレータの先端には各種の術具が装着されており、術具として手術の際に人体の組織を把持する鉗子が知られている。例えば、特許文献１には、外科用処置具における少なくとも基部の周囲を覆う筒状に形成された部材である外科処置具用カバーが開示されている。外科処置具用カバーは、絶縁性を有する材料から形成されている。

特開２０１９－１９５４０２号明細書

しかしながら、前述の外科処置具用カバーは、内視鏡外科手術などで使用可能なゴムなどの柔軟性を有する材料から形成されている。そのため、外科用処置具をトロッカーを通して挿抜する際に、トロッカーの端部にカバーが引っかかる可能性がある。そのため、場合によってはカバーが外科用処置具から抜けたりズレたりするおそれがある。例えば、カバーが外科用処置具からズレると、絶縁性能に影響を与える。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その例示的な目的の一つは、鉗子装置からカバーが抜けたりズレたりしにくくなる新たな技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の鉗子装置は、対象の処置を行う処置部を有する先端部と、先端部と接続される柱状部品と、柱状部品の、先端部と接続される側と反対側に接続されるパイプと、先端部から柱状部品にかけて装着されるカバーと、柱状部品に装着されたカバーのパイプ側の端面の直径よりも大きな直径を有する拡径部と、を備える。拡径部は、端面を覆う位置に設けられている。

この態様によると、トロッカーに挿入された鉗子装置を抜いたり挿入したりする際に、カバーの端面にトロッカーの端部が引っかかりにくくなる。また、仮にトロッカーの端部がカバーに接触する場合でも、接触位置をカバーの端面から先端部側へ移動できる。

拡径部は、柱状部品側からパイプ側に向かって直径が小さくなるテーパーを有してもよい。これにより、トロッカーに挿入された鉗子装置を抜く際に、カバーの端面にトロッカーの端部が引っかかりにくくなる。また、トロッカーに挿入された鉗子装置を抜く際に、トロッカーの軸と鉗子装置の軸との軸同士の角度が鋭角になる。

拡径部は、テーパーのパイプ側の端部の直径がパイプの直径よりも小さい。これにより、トロッカーに挿入された鉗子装置を抜く際に、拡径部のパイプ側の端部にトロッカーの端部が引っかかりにくくなる。

拡径部は、柱状部品又はパイプに設けられていてもよい。これにより、柱状部品とパイプとの間の領域近傍で、カバーの端面にトロッカーの端部が引っかかりにくくなる。

拡径部は、鉗子装置が挿入されるトロッカーの内径よりも柱状部品側の直径が小さい。これにより、鉗子装置をトロッカーの内部に挿入することができる。

処置部を動作させるワイヤを更に備えてもよい。柱状部品は、ワイヤが通る貫通孔を有してもよい。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、鉗子装置からカバーが抜けにくくなる。

本実施の形態に係る鉗子装置の正面図である。図２（ａ）～図２（ｂ）は、ジョイントカバーがベースキャップから抜ける様子を説明するための模式図である。本実施の形態に係る鉗子装置における拡径部近傍を拡大した図である。トロッカーの端部がジョイントカバーに接触する位置による撓みの違いを説明するための模式図である。

以下、本発明を実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一又は同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述される全ての特徴やその組合せは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

（鉗子装置）
図１は、本実施の形態に係る鉗子装置の正面図である。図１に示す医療用の鉗子装置１０は、一対の把持部１２ａ，１２ｂと、一対の把持部１２ａ，１２ｂを保持する支持体１４と、支持体１４を回転可能に支持する第１の回転軸１６と、第１の回転軸１６を保持するベース部品１８と、第１の回転軸１６と同軸に配置されている４つのガイドプーリ（不図示）と、一対の把持部１２ａ，１２ｂと同軸に保持される４つのジョープーリ２０と、４つのガイドプーリと４つのジョープーリ２０との間に掛けられた４本のワイヤ２２と、支持体１４を第１の回転軸１６を中心に回転させるための２本のワイヤ２４と、を備えている。

ベース部品１８は、柱状部品であるベースキャップ２６の先端側と連結されている。ベースキャップ２６の後端側はパイプ２８と連結されている。本実施の形態に係る鉗子装置１０は、支持体１４からベースキャップ２６の後端部まで、円筒状のジョイントカバー３０で覆われている。これにより、手術中にワイヤやプーリ等の部品間の隙間に異物が入り込みにくくなる。なお、ジョイントカバー３０は、支持体１４に加えて把持部１２ａ，１２ｂの一部を覆うように構成されていてもよい。また、把持部１２ａ，１２ｂに電気を通して患者の組織を止血するタイプの鉗子装置の場合、絶縁性を有するジョイントカバー３０が用いられる。

ベースキャップ２６は、材質がエンジニアリングプラスチック等で構成されている円筒状（柱状）の樹脂部品である。これにより、部品強度と絶縁性を両立し得る。具体的には、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）やＰＥＩ（ポリエーテルイミド）といった材料が用いられるが、これらに限られない。

パイプ２８の材質は、例えば、ＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）やＧＦＲＰ（ガラス繊維強化プラスチック）が用いられる。ジョイントカバー３０の材質は、例えば、ブチルゴムやシリコーンゴム、ポリエチレンが用いられるが、これらに限られない。

このように、本実施の形態に係る鉗子装置１０は、手術対象の処置を行う処置部としての把持部１２ａ，１２ｂを有する先端部３１と、先端部３１と接続されるベースキャップ２６と、ベースキャップ２６の、先端部３１と接続される側と反対側に接続されるパイプ２８と、先端部３１からベースキャップ２６にかけて装着されるジョイントカバー３０と、を備える。

図２（ａ）～図２（ｂ）は、ジョイントカバーがベースキャップから抜ける様子を説明するための模式図である。鉗子装置１０は、腹腔鏡手術の際にトロッカー３２を介して患者の体内に挿入される。挿入された鉗子装置１０は患者の体内で傾いたりスライドしたりする場合がある。そのため、トロッカー３２の端部３２ａに引っかかったジョイントカバー３０（図２（ａ））は、そのまま鉗子装置１０がトロッカー３２から抜ける方向に動く際に一部がベースキャップ２６の凹部２６ａから浮き上がる（図２（ｂ））。そのため、ジョイントカバー３０とベースキャップ２６の凹部２６ａとの接触面積が減り、摩擦が減少することで更にジョイントカバー３０がベースキャップ２６に対してズレやすくなる。

その状態で更にジョイントカバー３０にトロッカー３２から力が加わると、最終的にジョイントカバー３０が鉗子装置１０から抜け落ちる可能性がある。そこで、本実施の形態に係る鉗子装置１０は、パイプ２８やベースキャップ２６の直径よりも大きな直径を有する拡径部（大径部）が設けられている。

図３は、本実施の形態に係る鉗子装置における拡径部近傍を拡大した図である。図３に示すように、拡径部３４は、ベースキャップ２６に装着されたジョイントカバー３０のパイプ側の端面３０ａの直径ｄ１よりも大きな直径ｄ２を有する。本実施の形態に係る直径ｄ１は４．０～１５．０ｍｍの範囲（好ましくは８．７±１．５ｍｍの範囲）、直径ｄ２は４．１～１５．１ｍｍの範囲（好ましくは９．６±１．５ｍｍの範囲）で設定されている。また、拡径部３４は、端面３０ａを覆う位置に設けられている。換言すると、端面３０ａを覆う位置に設けられた拡径部３４は、トロッカー３２に挿入された鉗子装置１０を抜く際に、トロッカー３２の端部３２ａから見て端面３０ａを隠すことできる。

このように設けられた拡径部３４により、トロッカー３２に挿入された鉗子装置１０を抜いたり挿入したりする際に、ジョイントカバー３０の端面３０ａにトロッカー３２の端部３２ａが引っかかりにくくなる。

拡径部３４は、ベースキャップ２６側からパイプ２８側に向かって直径が小さくなるテーパー３４ａを有している。これにより、トロッカー３２に挿入された鉗子装置１０を抜く際に、トロッカー３２の軸と鉗子装置１０の軸との軸同士の角度αが鋭角になる。その結果、仮にトロッカー３２の端部３２ａがジョイントカバー３０に接触する場合でも、接触位置Ｐをジョイントカバー３０の端面３０ａから先端部側へ移動できる。

図４は、トロッカーの端部がジョイントカバーに接触する位置による撓みの違いを説明するための模式図である。図４に示すように、接触点Ｘ１は、先端側の基準位置Ｓからの距離がＬ１であり、接触点Ｘ２は、先端側の基準位置Ｓからの距離がＬ２（Ｌ２＞Ｌ１）である。この場合、接触点Ｘ２の方がジョイントカバー３０の剛性がひくい。このように、接触位置Ｐをジョイントカバー３０の端面３０ａではなく先端部側へ移動することで、少なくとも接触位置Ｐよりもパイプ２８側の部分Ａ１のジョイントカバー３０は撓みにくくなる。その結果、ジョイントカバー３０は、部分Ａ１の静止摩擦力によってベースキャップ２６から抜けにくくなる。

拡径部３４は、テーパー３４ａのパイプ側の端部３４ｂの直径ｄ３がパイプ２８の直径ｄ４よりも小さい。本実施の形態に係る直径ｄ３は３．９～１４．９ｍｍの範囲（好ましくは８．０±１．５ｍｍの範囲）、直径ｄ４は４．０～１５．０ｍｍの範囲（好ましくは８．４±１．５ｍｍの範囲）で設定されている。これにより、トロッカー３２に挿入された鉗子装置１０を抜く際に、拡径部３４のパイプ側の端部３４ｂにトロッカー３２の端部３２ａが引っかかりにくくなる。

拡径部３４は、ベースキャップ２６の一部として、あるいはパイプの一部として、あるいは独立した部品として、鉗子装置１０に設けられていてもよい。これにより、ベースキャップ２６とパイプ２８との間の領域近傍で、ジョイントカバー３０の端面３０ａにトロッカー３２の端部３２ａが引っかかりにくくなる。

拡径部３４は、鉗子装置１０が挿入されるトロッカーの内径ｄ５よりもベースキャップ２６側の直径ｄ２が小さい。これにより、鉗子装置１０をトロッカー３２の内部に挿入することができる。本実施の形態に係る内径ｄ５は、５．０～１５．０ｍｍの範囲（好ましくは１０～１５ｍｍの範囲）で設定されており、拡径部３４の直径ｄ２は、トロッカー３２の内径ｄ５の９９％以下の範囲で設定されている。また、トロッカー３２の有効長Ｌ２は、３０～２００ｍｍの範囲（好ましくは３０～１００ｍｍの範囲）で設定されている。

直径ｄ２が大きすぎると、トロッカー３２に対して鉗子装置１０の姿勢変化が小さくなってしまう。一方、直径ｄ２が小さすぎると、鉗子装置１０に対するトロッカー３２の傾きαが大きくなりがちになり、接触位置Ｐにおけるトロッカー３２の端部３２ａのジョイントカバー３０への食い込み（接触荷重）が大きくなる。加えて、接触位置Ｐがジョイントカバー３０の端面３０ａに近づきやすくなる。そこで、鉗子装置１０を挿抜するトロッカー３２に対して、傾きαが鋭角となるように、拡径部３４を設ける位置や直径ｄ２の大きさを設定するとよい。

なお、拡径部３４でトロッカー３２の内壁を支持することで、トロッカー３２がジョイントカバー３０に接触する際の荷重の一部が分担される。その結果、トロッカー３２の端部３２ａのジョイントカバー３０への食い込みを小さくできる。また、拡径部３４があることで、トロッカー３２の端部３２ａがジョイントカバー３０に接触する位置を、ジョイントカバー３０の端面３０ａよりも先端側にずらすことができる。その結果、仮にトロッカー３２がジョイントカバー３０に接触する場合であっても、ジョイントカバー３０の端面３０ａに近い剛性が低い位置Ｘ２（図４参照）よりも、剛性が高い先端側の位置Ｘ１に接触することとなり、ジョイントカバー３０の撓みを抑制できる。

また、トロッカー３２が位置Ｘ２に接触する場合、位置Ｘ２から端面３０ａまでの間で生じるベースキャップ２６とジョイントカバー３０との摩擦が抗力となる。そのため、位置Ｘ２よりも先端側の位置Ｘ１にトロッカー３２が接触した方が、接触位置から端面３０ａまでの間で生じるベースキャップ２６とジョイントカバー３０との摩擦が増大し、ジョイントカバー３０が脱げにくくなる。

本実施の形態に係るベースキャップ２６は、処置部である把持部１２ａ，１２ｂの開閉や回転といった動作をさせるワイヤ２２やワイヤ２４が通る貫通孔２６ｂを有している。また、ベースキャップ２６のパイプ２８側に設けられている凹部２６ａは、長さＬ１が７．０±３ｍｍの範囲であり、凹部２６ａの小径部分の直径ｄ６が３．０～１１．９ｍｍの範囲（好ましくは７．２±１．５ｍｍの範囲）で設定されている。また、ベースキャップ２６の大径部分の直径ｄ７は３．１～１２．０ｍｍの範囲（好ましくは７．８±１．５ｍｍの範囲）で設定されている。

また、拡径部３４の直径ｄ２は、トロッカー３２の端部３２ａがジョイントカバー３０に突き当たる接触位置Ｐが、ベースキャップ２６の凹部２６ａよりも先端側に位置するように設定するとよい。この場合、接触位置Ｐよりもパイプ２８側にある凹部２６ａに嵌まっているジョイントカバー３０の一部が段差に引っかかることで、ジョイントカバー３０がベースキャップ２６から更に抜けにくくなる。

なお、拡径部３４は、材質がエンジニアリングプラスチック等で構成されている樹脂部品であってもよい。これにより、部品強度と絶縁性を両立し得る。具体的には、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）やＰＥＩ（ポリエーテルイミド）といった材料が用いられるが、これらに限られない。

また、本実施の形態では、ベースキャップ２６の外周部に環状の凹部２６ａが形成された鉗子装置を例に説明したが、凹部２６ａが形成されていない、つまり凹部２６ａの側壁に相当する段差がない鉗子装置であってもよい。

以上、本発明を上述の実施の形態を参照して説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、実施の形態の構成を適宜組み合わせたものや置換したものについても本発明に含まれるものである。また、当業者の知識に基づいて実施の形態における組合せや処理の順番を適宜組み替えることや各種の設計変更等の変形を実施の形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうる。

本発明は、鉗子装置からカバーが抜けにくくなる。

１０鉗子装置、１２ａ，１２ｂ把持部、１４支持体、１６第１の回転軸、１８ベース部品、２０ジョープーリ、２２ワイヤ、２４ワイヤ、２６ベースキャップ、２６ａ凹部、２６ｂ貫通孔、２８パイプ、３０ジョイントカバー、３０ａ端面、３１先端部、３２トロッカー、３２ａ端部、３４拡径部、３４ａテーパー、３４ｂ端部。

Claims

対象の処置を行う処置部を有する先端部と、
前記先端部と接続される柱状部品と、
前記柱状部品の、前記先端部と接続される側と反対側に接続されるパイプと、
前記先端部から前記柱状部品にかけて装着されるカバーと、
前記柱状部品に装着された前記カバーのパイプ側の端面の直径よりも大きな直径を有する拡径部と、を備え、
前記拡径部は、前記端面を覆う位置に設けられており、柱状部品側からパイプ側に向かって直径が小さくなるテーパーを有することを特徴とする鉗子装置。
前記拡径部は、前記テーパーのパイプ側の端部の直径が前記パイプの直径よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の鉗子装置。
前記拡径部は、前記柱状部品又は前記パイプに設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の鉗子装置。
前記拡径部は、鉗子装置が挿入されるトロッカーの内径よりも柱状部品側の直径が小さいことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の鉗子装置。
前記処置部を動作させるワイヤを更に備え、
前記柱状部品は、前記ワイヤが通る貫通孔を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の鉗子装置。