WO2016013308A1 - 処置具及び処置具システム - Google Patents

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WO2016013308A1
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treatment
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support unit
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PCT/JP2015/066235
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克彦 吉村
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オリンパス株式会社
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    • A61B2562/0219Inertial sensors, e.g. accelerometers, gyroscopes, tilt switches

Definitions

  • the present invention relates to a treatment instrument that performs treatment through a hole formed in an abdominal wall, and a treatment instrument system including the treatment instrument.
  • treatment is performed by inserting a plurality of treatment tools and laparoscopes through holes (openings) opened in the abdominal wall.
  • “separation” that separates organs and organs or membranes that connect organs to organs is performed by holding the target organ or membrane with one or more treatment tools It is necessary to perform peeling with another treatment tool while applying a proper traction (traction force, tension), and a delicate operation in which a plurality of treatment tools are linked is required.
  • the surgical manipulator device of Patent Document 1 includes first and second observation slave manipulators attached to an attachment base provided on an edge of a bed on which a patient is placed, and first to fourth treatment slave manipulators. Yes.
  • the observation slave manipulator includes a first axis, a second axis, and a third axis that are respectively driven by an electric motor, and a fourth axis and a fifth axis that are constituted by free joints.
  • An endoscope is detachably fixed to a tip holding portion provided on the fifth axis. An image captured by the endoscope is displayed on the display unit of the display device.
  • the treatment slave manipulator is configured in substantially the same manner as the observation slave manipulator.
  • An electric treatment instrument is detachably fixed to the distal end holding portion of the treatment slave manipulator.
  • the surgical manipulator device is provided with first and second treatment master manipulators.
  • the signals output from the first and second treatment master manipulators are input to the corresponding control circuits.
  • the control circuit sends a control signal to the first to fourth treatment slave manipulators via the first and second switching circuits, respectively.
  • the first to fourth treatment slave manipulators follow the operations of the first and second treatment master manipulators.
  • Each of the first and second switching circuits is switched by operating a selector switch.
  • the first and second treatment slave manipulators that follow the first treatment master manipulator can be selected by the first switching circuit.
  • the third and fourth treatment slave manipulators to be followed by the second treatment master manipulator can be selected by the second switching circuit.
  • treatment is performed through a plurality of holes corresponding to the first to fourth treatment slave manipulators in the abdominal wall of the patient.
  • the present invention has been made in view of such problems, and can perform treatment while minimizing the number of holes formed in the abdominal wall, and smoothly perform cooperative operation of a plurality of treatment units.
  • An object of the present invention is to provide a treatment tool that can be used, and a treatment tool system including the treatment tool.
  • a treatment tool includes a support portion formed in an axial shape, a treatment portion that is provided at a distal end portion of the support portion and performs treatment, and a distal portion of the support portion.
  • a support portion provided at an end portion for supporting the operation of the treatment portion at the time of treatment, wherein the support portion is separated from the treatment portion with a first position approaching the treatment portion;
  • a treatment support unit movable between a second position moved from the first position in a direction intersecting the longitudinal axis of the support unit, a drive unit for moving the support unit of the treatment support unit, and introduction
  • An operation detection unit for detecting the amount of movement of the support part inserted into the tool relative to the introduction tool and the direction of the support part; an operation part provided at a proximal end of the support part; and the operation detection part
  • a control unit that controls the drive unit based on the detection result of
  • the treatment instrument further includes an operation instruction unit that detects an input by an operator and transmits the detection result to the control unit.
  • the control mode includes a first mode for controlling the drive unit based on the detection result of the operation instruction unit, and a second mode for controlling the drive unit based on the detection result of the operation detection unit. And a mode switching unit that switches the control mode of the control unit between the first mode and the second mode.
  • the control unit in the treatment instrument according to the second aspect, in the second mode, has a distance between the treatment unit and the support unit of the treatment support unit. You may control the said drive part so that it may not become below a predetermined distance.
  • control unit is configured to prevent the position of the support unit of the treatment support unit from moving in the second mode.
  • the drive unit may be controlled.
  • the control unit supports the treatment in a direction opposite to a direction in which the treatment unit has moved.
  • the drive unit may be controlled such that the support unit of the unit moves.
  • the support portion of the treatment support portion is relative to a proximal end portion of the treatment support portion. It may be movable in a first direction and a second direction orthogonal to each other.
  • the treatment support unit has a plurality of joint portions that connect ends of a plurality of links. And the rotating shafts with which the joint part rotates the link may be parallel to each other.
  • the apparatus further includes an operation instruction unit that detects an input by an operator and transmits the detection result to the control unit.
  • the detection result provided in the operation unit and movable in a first instruction direction and a second instruction direction perpendicular to each other with respect to the operation unit, and the control unit transmits the detection result transmitted from the operation instruction unit
  • the support unit of the treatment support unit is moved to the proximal end of the treatment support unit.
  • the support unit of the treatment support unit is moved relative to the proximal end portion of the treatment support unit when the movement instruction unit moves in the first direction and the operation instruction unit moves in the second instruction direction with respect to the operation unit. May be configured to move in the second direction.
  • an operation instruction unit that detects an input by an operator and transmits the detection result to the control unit.
  • the treatment support unit further includes a plurality of joint portions that connect ends of a plurality of links, and the control unit is adjacent to the adjacent ones based on the detection result transmitted from the operation instruction unit. You may be comprised so that the angle which links make may be changed.
  • the support part of the treatment support part when the support part of the treatment support part is disposed at the first position, The support part of the treatment support part may be arranged on the distal end side rather than the distal end part of the treatment part.
  • the treatment instrument according to any one of the first to tenth aspects further includes a treatment operation unit that operates the treatment unit, and the treatment unit can be opened and closed.
  • a gripping part having a pair of gripping pieces, wherein the support part of the treatment support part has a pair of support part gripping pieces that can be opened and closed, and the treatment operation part is a pair of grips of the gripping part. You may be comprised so that a piece may be opened and closed.
  • the treatment support part is configured to support the distal end part of the support part. May be provided with a gripping rotation part that rotates the axis around an axis parallel to the longitudinal axis.
  • the treatment support section is arranged on the proximal end link arranged closest to the proximal end among the plurality of links. You may provide the rotation part which rotates the distal end side of the said proximal end link around the long axis of the said proximal end link with respect to the proximal end side of the said proximal end link.
  • a treatment tool system includes the treatment tool according to the first aspect and the introduction tool.
  • the treatment tool and the treatment tool system of the present invention it is possible to perform treatment while minimizing the number of holes formed in the abdominal wall, and to smoothly perform the cooperative operation of a plurality of treatment units.
  • FIG. 1 is an overall view of a treatment instrument system according to a first embodiment of the present invention. It is a block diagram of the treatment tool system concerning a 1st embodiment of the present invention. It is a side view showing the state where the treatment part of the treatment implement concerning a 1st embodiment of the present invention is in a closed state. It is a side view which shows the state in which the treatment part of the treatment tool which concerns on 1st Embodiment of this invention is an open state. It is a figure which shows typically the structure of the treatment assistance part of the treatment tool which concerns on 1st Embodiment of this invention. It is a side view which shows the state which the support part of the treatment tool which concerns on 1st Embodiment of this invention moved to the 2nd position.
  • a treatment instrument system 1 includes a treatment instrument 2 according to the present embodiment and a trocar (introduction instrument) 3 through which an insertion portion 10 of the treatment instrument 2 is inserted.
  • the trocar 3 has a known configuration that is formed in a cylindrical shape and is attached to a hole formed in the abdominal wall of the patient.
  • the treatment instrument 2 includes a long insertion portion 10 that can be inserted into the abdominal cavity of a patient, an operation detection portion 55 attached to the trocar 3, and a proximal end portion of the insertion portion 10. And an operation unit 65 provided in the control unit 80 and a control unit 80 for controlling the operation unit 65.
  • the insertion portion 10 side with respect to the operation portion 65 is referred to as a distal end side
  • the operation portion 65 side with respect to the insertion portion 10 is referred to as a proximal end side.
  • the insertion portion 10 includes an outer cylindrical tube (supporting portion) 15 formed in an axial shape, and a treatment portion 20 and a treatment support portion 35 provided at the distal end portion of the outer cylindrical tube 15.
  • the outer tube 15 is a hard tube formed in a cylindrical shape with a biocompatible metal such as stainless steel.
  • the outer diameter of the outer tube 15 is substantially equal to the inner diameter of the trocar 3.
  • a grip portion 22 is provided at a distal end portion of a treatment insertion portion 21 formed in a cylindrical shape.
  • the treatment insertion portion 21 is transmitted through the two-dot chain line for convenience of explanation.
  • the grasping portion 22 has a pair of grasping pieces 24 and 25 that are rotatably supported by pins 23 at the distal end portion of the treatment insertion portion 21.
  • the gripping pieces 24 and 25 are supported by pins 23 at their longitudinal intermediate portions.
  • One end of an intermediate link 27 is rotatably connected to the proximal ends of the grip pieces 24 and 25 via pins 26.
  • the other end of each intermediate link 27 is connected to the distal end of an operating rod (power transmission unit) 30 via a pin 29.
  • the treatment portion 20 configured in this way is connected to the distal end portion of the grip piece 24. It will be in the closed state which the distal end part of the holding
  • the distal end portion of the grip piece 24 and the distal end of the grip piece 25 It will be in the open state which mutually spaced apart.
  • the treatment section 20 can perform treatment by pushing or pulling back the operation rod 30 to open or close the grip pieces 24 and 25.
  • the treatment insertion portion 21 of the treatment portion 20 is inserted through the conduit 15 a of the outer tube 15.
  • the grip portion 22 of the treatment portion 20 protrudes forward from the distal end surface 15b of the outer tube 15.
  • the treatment portion 20 can rotate around the axis C ⁇ b> 2 of the treatment insertion portion 21 in the pipe line 15 a of the outer tube 15.
  • the treatment support unit 35 operates in conjunction with the treatment unit 20 and supports the operation of the treatment unit 20 when the treatment unit 20 performs a treatment.
  • the treatment support unit 35 includes a first link (link) 36 having a proximal end fixed to the distal end surface 15 b of the outer tube 15, and a first joint portion at the distal end of the first link 36.
  • a second link (link) 38 connected via a (joint portion) 37 and a third link connected to a distal end portion of the second link 38 via a second joint portion (joint portion) 39.
  • Link (link) 40 and a support portion 41 attached to the distal end of the third link 40.
  • the links 36, 38, 40 are formed in a cylindrical shape with a metal such as stainless steel.
  • the first link 36 is fixed to the distal end surface 15b of the outer tube 15 so as to extend along the longitudinal axis C1 of the outer tube 15.
  • the driven pulley 37 a of the first joint portion 37 is attached to the proximal end portion of the second link 38.
  • the distal end of the first wire 44 is wound around the driven pulley 37a.
  • a drive pulley 45 is wound around the proximal end of the first wire 44.
  • the driven pulley 39 a of the second joint portion 39 is attached to the proximal end portion of the third link 40.
  • the distal end portion of the second wire 46 is wound around the driven pulley 39a.
  • a drive pulley 47 is wound around the proximal end of the second wire 46.
  • the first joint portion 37 rotates the second link 38 with respect to the first link 36
  • the second joint portion 39 rotates the third link 40 with respect to the second link 38.
  • the rotation axes C7 to be moved are parallel to each other.
  • the support unit 41 is provided at the distal end portion of the treatment support unit 35 as shown in FIG. 1 and is configured in the same manner as the grasping unit 22 of the treatment unit 20. That is, the support unit 41 has a pair of support unit gripping pieces 49 and 50 that are rotatably supported by a pin (not shown) at the distal end of the third link 40. Although not shown, pins, intermediate links, and operation wires 51 (see FIG. 2) are connected to the proximal ends of the support portion grip pieces 49, 50. The operation wire 51 extends through the links 36, 38, 40 toward the proximal end side. The tissue can be grasped by the support unit 41 by pushing or pulling back the operation wire 51 to open or close the support unit gripping pieces 49 and 50.
  • the rotational force of the drive pulley 45 is transmitted to the driven pulley 37a via the first wire 44.
  • the second link 38 rotates on a plane perpendicular to the rotation axis C6 together with the driven pulley 37a, and an angle formed by the first link 36 and the second link 38 around the rotation axis C6 (hereinafter referred to as “first shaft”). The angle formed by the joint portion 37 is also changed.
  • the rotational force of the drive pulley 47 is transmitted to the driven pulley 39a via the second wire 46.
  • the third link 40 rotates on a plane orthogonal to the rotation axis C7 together with the driven pulley 39a.
  • the links 38 and 40 rotate on virtual planes Q1 orthogonal to the rotation axes C6 and C7, respectively.
  • the gripping part 22 and the support part 41 are opened and closed by the gripping pieces 24 and 25 and the support part gripping pieces 49 and 50 moving on the virtual plane Q1.
  • the grip pieces 24 and 25 and the support portion grip pieces 49 and 50 may move in a direction intersecting the virtual plane Q1.
  • the support unit 41 When the drive pulleys 45 and 47 are rotated and adjusted so that the links 36, 38, and 40 are arranged on the same straight line along the longitudinal axis C 1, the support unit 41 is orthogonal to the longitudinal axis C 1 of the outer tube 15. It moves to the first position R1 approaching the treatment section 20 in the second direction Y.
  • the second direction Y is a direction parallel to the virtual plane Q1.
  • a direction parallel to the virtual plane Q1 and perpendicular to the second direction Y is defined as a first direction X.
  • the support part 41 of the treatment support part 35 is disposed at the first position, it is preferable that the support part 41 is disposed on the distal end side rather than the distal end part of the treatment part 20.
  • the support unit 41 is moved from the first position R1 so as to be separated from the treatment unit 20 in the second direction Y as shown in FIG. It can be moved to position R2.
  • the operation detection unit 55 includes, for example, a first roller 56, a second roller 57, and a first roller 56 that are provided so as to be exposed on the inner peripheral surface of the trocar 3.
  • the rotary encoders 58 and 59 attached to the second roller 57 and the acceleration sensor 60 attached to the outer peripheral surface of the trocar 3 are provided.
  • the first roller 56 is supported by the trocar 3 so as to be rotatable around an axis perpendicular to the axis C11 of the trocar 3.
  • the second roller 57 is supported by the trocar 3 so as to be rotatable around an axis parallel to the axis C11 of the trocar 3.
  • the rotary encoder 58 detects the direction in which the first roller 56 rotates and the amount of rotation of the first roller 56, converts it into a signal, and transmits it to the control unit 80.
  • the rotary encoder 59 detects the direction in which the second roller 57 rotates and the amount of rotation of the second roller 57, converts them into signals, and transmits them to the control unit 80.
  • the acceleration sensor 60 As the acceleration sensor 60 , a known type that can detect inclinations of two or more axes, such as a capacitance type and a piezoresistive type, can be used. The acceleration sensor 60 detects the orientation of the trocar 3, converts it into a signal, and transmits it to the control unit 80.
  • the axis C11 of the trocar 3 and the longitudinal axis C1 of the outer tube 15 are kept parallel to the trocar 3
  • the outer cylinder tube 15 can move forward and backward, and the outer cylinder tube 15 can rotate around the axis C ⁇ b> 11 of the trocar 3 with respect to the trocar 3. That is, the direction of the trocar 3 detected by the acceleration sensor 60 is equal to the direction of the outer tube 15.
  • the first roller 56 rotates corresponding to the amount of insertion of the insertion portion 10.
  • the rotary encoder 58 detects the amount of movement of the outer tube 15 relative to the trocar 3 in the direction along the longitudinal axis C1.
  • the operation unit 65 includes an operation unit body 66 attached to the proximal end of the outer tube 15, a drive unit 67 built in the operation unit body 66, and an outer surface of the operation unit body 66.
  • a treatment operation unit 68 is provided with a treatment operation unit 68, an operation instruction unit 69, and a mode changeover switch (mode changeover unit) 70.
  • a through hole 66 a is formed in the operation portion main body 66. The through hole 66 a communicates with the pipe line 15 a of the outer tube 15.
  • the drive unit 67 includes a first joint drive motor 73 connected to the drive pulley 45, a second joint drive motor 74 connected to the drive pulley 47, and an operation of the treatment support unit 35. It has a gripper drive motor 75 connected to the proximal end of the wire 51.
  • Each of the motors 73, 74, and 75 is provided with encoders 73a, 74a, and 75a that detect the rotational speeds of the rotation shafts of the motors 73, 74, and 75, respectively.
  • the links 38 and 40 rotate on the virtual plane Q1, and the support unit 41 of the treatment support unit 35 moves.
  • the joint drive motors 73 and 74 By driving the joint drive motors 73 and 74, the support unit 41 can be moved between the first position and the second position.
  • the gripping part drive motor 75 By driving the gripping part drive motor 75, the operation wire 51 can be advanced and retracted with respect to the links 36, 38 and 40, and the support part 41 can be opened and closed.
  • the treatment operation unit 68 is attached to the proximal end portion of the treatment insertion unit 21 inserted through the conduit 15 a of the outer tube 15 and the through hole 66 a of the operation unit main body 66. .
  • the treatment operation unit 68 detects a grip 77 attached to the proximal end portion of the treatment insertion portion 21, a lever 78 whose one end portion is rotatably supported by the grip 77, and an angle formed by the grip 77 and the lever 78. And a rotary encoder 79.
  • the proximal end of the operating rod 30 is attached to the distal end of the lever 78.
  • the rotary encoder 79 converts the detected angle into a signal and transmits the signal to the control unit 80 (see FIG. 2).
  • the grip 77 is connected to the operation unit main body 66.
  • the treatment unit 20 can rotate around the axis C ⁇ b> 2 in the conduit 15 a of the outer tube 15 and the through hole 66 a of the operation unit main body 66 in a state of being integrated with the treatment operation unit 68.
  • the operation instruction unit 69 is, for example, a joystick type input unit. As shown in FIG. 1, the operation instruction unit 69 has a first instruction direction D and a first direction orthogonal to the operation surface 66 b defined on the side surface of the operation unit main body 66 with the reference position of the operation instruction unit 69 as a center. It can move in the second pointing direction E.
  • the treatment support unit 35 moves in the first direction X and the second direction Y on the virtual plane Q1 in response to moving the operation instruction unit 69 in the first instruction direction D and the second instruction direction E. This will be described later.
  • the operation instruction unit 69 detects an input by the operator and transmits the detection result to the control unit 80.
  • the mode switch 70 is a push button type switch.
  • the mode switch 70 is provided with a spring member (not shown). In a state where the mode change switch 70 is not pushed in, the mode change switch 70 protrudes from the operation portion main body 66 by the elastic force of the spring member. The mode switch 70 can be pushed into the operation unit main body 66 against the elastic force of the spring member.
  • the control unit 80 has a first mode and a second mode as control modes. When the mode switch 70 is not depressed, the control mode of the control unit 80 is the first mode. While the mode changeover switch 70 is depressed, the control mode of the control unit 80 becomes the second mode. The mode changeover switch 70 switches the control mode of the control unit 80 between the first mode and the second mode.
  • the control unit 80 includes an arithmetic device 82 connected to a bus 81 and a memory 83.
  • the bus 81 includes rotary encoders 58 and 59 and an acceleration sensor 60 of the operation detection unit 55, motors 73, 74 and 75 of the drive unit 67, encoders 73a, 74a and 75a, a rotary encoder 79 of the treatment operation unit 68, and an operation instruction unit. 69 and a mode changeover switch 70 are connected.
  • the memory 83 stores a control program for controlling the arithmetic device 82, the lengths of the links 36, 38, and 40 of the treatment instrument 2, the length of the support unit 41, and the like.
  • control unit 80 controls the drive unit 67 based on the detection result transmitted from the operation instruction unit 69 and the drive unit 67 based on the detection result transmitted from the operation detection unit 55.
  • a second mode for controlling That is, the control unit 80 moves the support unit 41 of the treatment support unit 35 based on the operation of the operation instruction unit 69 by the operator in the first mode, but the detection result of the operation detection unit 55 in the second mode. Based on this, the support unit 41 is automatically moved.
  • the x-axis is defined parallel to the first direction X, and the distal end side of the first direction X is defined as the positive direction of the x-axis.
  • the y-axis is defined parallel to the second direction Y, and the treatment support unit 35 side with respect to the treatment unit 20 in the second direction Y is defined as the positive direction of the y-axis.
  • the position of the rotation axis C6 of the first joint portion 37 is the origin of the x-axis and the y-axis, and the coordinates of the distal end of the support portion 41 are (x 2 , y 2 ).
  • the distance between the rotation axis C6 of the first joint portion 37 and the rotation axis C7 of the second joint portion 39 is L 1
  • the distance between the rotation axis C7 of the second joint portion 39 and the distal end of the support portion 41 is L 2 is a distance between the rotation axis C6 of the first joint portion 37 and the distal end of the support portion 41.
  • An angle formed by a line connecting the rotation axis C6 of the first joint portion 37 and the distal end of the support portion 41 and the second link 38 is ⁇ . Note that the following angle units are all radians.
  • An angle formed by the second link 38 and the third link 40 is ⁇ .
  • An angle formed by the second link 38 and the treatment insertion portion 21 is defined as ⁇ 1 .
  • a complementary angle of the angle ⁇ is ⁇ 2 .
  • the operator moves the operation instruction unit 69 from the reference position of the operation instruction unit 69 in the first instruction direction D and the second instruction direction E, so that the distal end of the support unit 41 moves in the x and y axes.
  • the quantity is specified as (x 2 , y 2 ).
  • the equations (1) to (3) hold.
  • the distal end of the support portion 41 is coordinated (x 2 , Y 2 ).
  • the distal end of the support unit 41 can be reached and the coordinates ( Processing such as moving the distal end of the support unit 41 to the position closest to x 2 , y 2 ) is performed.
  • the shape of the treatment support unit 35 is a shape B1 in which the links 36, 38, and 40 are arranged on the same straight line along the longitudinal axis C1.
  • the control unit 80 transmits from the operation instruction unit 69.
  • the support unit 41 of the treatment support unit 35 is moved to the proximal end side in the first direction X with respect to the proximal end portion of the treatment support unit 35.
  • the shape of the treatment support unit 35 in this state is defined as a shape B2.
  • shape B1 of the treatment assistance part 35 is shown with a dashed-two dotted line in FIG.
  • the operation instruction unit 69 moves from the state where the treatment support unit 35 is in the shape B2 to the one side in the second instruction direction E with respect to the operation surface 66b as shown in FIG.
  • the support unit 41 of the treatment support unit 35 is moved to one side in the second direction Y with respect to the proximal end portion of the unit 35.
  • shape B2 of the treatment assistance part 35 is shown with a dashed-two dotted line in FIG.
  • the support unit 41 of the treatment support unit 35 can move in the first direction X and the second direction Y with respect to the proximal end portion of the treatment support unit 35.
  • control mode is the first mode
  • the control unit 80 drives the grip unit simultaneously with the grip unit 22 being closed.
  • the motor 75 is driven and the support unit 41 is closed.
  • the grip unit 22 is opened, and at the same time, the grip unit drive motor 75 is driven to open the support unit 41.
  • the movement control of the support unit 41 and the control of the opening / closing operation when the control mode is the second mode will be described.
  • the shape B4 of the treatment instrument system 1 shown in two-dot chain line, the trocar 3 and the treatment instrument 2 is rotated an angle ⁇ along a virtual plane Q1 around T 0 point is the center of the trocar 3
  • the outer cylinder tube 15 is pushed length L 5 0 for trocar 3.
  • the control unit 80 controls the drive unit 67 so that the distance between the treatment unit 20 and the support unit 41 of the treatment support unit 35 does not become a predetermined distance or less.
  • control unit 80 controls the drive unit 67 so that the position of the support unit 41 of the treatment support unit 35 does not move.
  • the position of the support unit 41 not to move does not move when the operator rotates the treatment instrument system 1 only on the virtual plane Q1 (rotation in the pitch direction Z1).
  • the rotation in the yaw direction Z2 and the roll direction Z3 is not considered.
  • the outer cylinder tube 15 Corresponds to the amount of movement of the outer cylinder tube 15 is a length which L 5 was pushed outer cylindrical tube 15 to the trocar 3 with respect to trocar 3, the orientation angle of the trocar 3 and the treatment instrument 2 is rotated ⁇ is the outer cylinder tube 15 It corresponds to.
  • Equation (7) Equation (9) are established.
  • control mode When the control mode is the second mode, the support unit 41 cannot be opened or closed even if the treatment operation unit 68 is closed or opened.
  • the control unit 80 controls the rotation shafts of the drive motors 73, 74, and 75 to have a predetermined rotation angle based on signals transmitted from the encoders 73a, 74a, and 75a.
  • FIG. 14 is a flowchart showing a procedure for performing a treatment in the treatment instrument system 1 according to the present embodiment.
  • the treatment instrument 2 is preliminarily disposed at the first position where the support unit 41 approaches the treatment unit 20 in the second direction Y, and the gripping unit 22 and the support unit 41 are in a closed state. 15 to 19, the control unit 80 is not shown.
  • An operator such as a surgeon incises the abdominal wall P1 of the patient P to form a hole P2 as shown in FIG.
  • the trocar 3 is attached to the hole P2.
  • step S10 When the treatment instrument 2 is activated, it is determined whether or not the mode switch 70 is pushed in step S10 of FIG. Here, since the mode switch 70 is not pushed in, NO is determined in step S10, and the process proceeds to step S20. At this time, the control mode of the control unit 80 is the first mode.
  • the operator holds the treatment operation unit 68 of the operation unit 65 with one hand, and inserts the insertion unit 10 of the treatment instrument 2 into the trocar 3.
  • the rollers 56 and 57 rotate, the amount of movement of the outer tube 15 relative to the trocar 3 is detected by the rotary encoders 58 and 59 of the operation detector 55, and the direction of the outer tube 15 is detected by the acceleration sensor 60.
  • the operation detection unit 55 transmits the detection result to the control unit 80 at predetermined time intervals.
  • the arithmetic unit 82 of the control unit 80 determines a predetermined amount based on the integral value of the movement amount of the outer tube 15 transmitted from the operation detection unit 55 and the lengths of the links 36, 38, 40 stored in the memory 83.
  • the coordinates (Px, Py) of the support unit 41 are calculated for each time interval. While observing the insertion part 10 of the treatment tool 2 with a laparoscope (not shown) inserted into the abdominal cavity P3 by a route different from the hole P2, the support part 41 is provided on the organ P6 adjacent to the organ (tissue) P5 to be treated. Move closer.
  • the treatment operation unit 68 is opened to open the grip unit 22 and the support unit 41.
  • the operation unit 65 is pushed in, and the support unit grip pieces 49 and 50 of the support unit 41 are pressed against the organ P6. Since the support part 41 is arranged on the distal end side rather than the grip part 22, the grip part 22 does not hinder when the support part 41 grips the organ P6.
  • the treatment operation unit 68 is closed to close the grip unit 22 and the support unit 41, and the support unit 41 grips the organ P6.
  • the operator operates the operation instruction unit 69 to move the support unit 41 as shown in FIG. More specifically, the operator moves the operation instruction unit 69 in the first instruction direction D or the second instruction direction E with the other hand.
  • the operation instruction unit 69 includes an instruction value ⁇ x on the x axis corresponding to the movement amount of the operation instruction unit 69 in the first instruction direction D, and an instruction value on the y axis corresponding to the movement amount in the second instruction direction E.
  • ⁇ y is detected, converted into a signal, and transmitted to the control unit 80.
  • the control unit 80 detects the instruction values ( ⁇ x, ⁇ y) transmitted from the operation instruction unit 69 in step S20, and proceeds to step S22.
  • step S22 the arithmetic unit 82 of the control unit 80 obtains the indicated coordinates (Px + ⁇ x, Py + ⁇ y) obtained by adding the indicated value ( ⁇ x, ⁇ y) to the current coordinates (Px, Py) of the support unit 41. The calculation is performed, and the process proceeds to step S24.
  • step S24 the arithmetic unit 82 calculates the angles ⁇ 1 and ⁇ 2 from the above-described equations (4) and (5) so that the coordinates of the support unit 41 become the designated coordinates, and the process proceeds to step S26. .
  • step S ⁇ b> 26 the arithmetic device 82 drives the joint drive motors 73 and 74 of the drive unit 67 to adjust the angle formed by the joint units 37 and 39. Above, all the processes are completed.
  • the support unit 41 In the state where the mode changeover switch 70 is not pushed in, for example, the support unit 41 is moved to the second position R2 by repeating the above-described step S10 and steps S20 to S26 a plurality of times. At this time, when the organ P6 is separated from the organ P5, traction acts between the organ P5 and the organ P6, and the organ P6 is pulled by the support unit 41.
  • step S10 it is determined whether or not the mode switch 70 is pushed. Since the mode switch 70 is pushed in, YES is determined in step S10, and the process proceeds to step S30. At this time, the control mode of the control unit 80 is the second mode.
  • step S30 the arithmetic unit 82 of the control section 80, a distal end and a coordinate T 2 points are the support unit 41 shown in FIG. 17 is stored in the memory 83, the process proceeds to step S32 .
  • step S32 the arithmetic unit 82 receives the length L 5 of the outer tube 15 that has been pushed in and the angle ⁇ that the treatment instrument 2 has rotated transmitted from the operation detection unit 55, and proceeds to step S34.
  • step S ⁇ b > 34 the arithmetic unit 82 calculates the angles ⁇ 1 and ⁇ 2 from the above-described equations (10) to (12) so that the coordinates of the support unit 41 become the coordinates of the point T 2 stored in the memory 83. And the process proceeds to step S36.
  • step S ⁇ b> 36 the arithmetic device 82 drives the joint drive motors 73 and 74 of the drive unit 67 to adjust the angle formed by the joint units 37 and 39. Above, all the processes are completed.
  • the mode changeover switch 70 is pushed in, for example, the above-described step S10 and steps S30 to S36 are repeated a plurality of times, so that the position of the support unit 41 does not move and the gripping unit 22 is farther than the support unit 41. It is inserted to the end side. At this time, the organ P6 is further separated from the organ P5 and peeled off.
  • the treatment operation unit 68 is opened to open the grasping unit 22, and the treatment of the organ P5 is performed.
  • the predetermined distance mentioned above means that the length L 6. From the state of FIG. 17 the treatment instrument 2 along a longitudinal axis C1 is pushed, the distance between the support portion 41 and the treatment portion 20 is not below the length L 6.
  • the control mode of the control unit 80 is the second mode
  • the other hand of the operator is not used for the operation of the treatment instrument system 1.
  • the operator can hold the treatment tool different from the treatment tool 2 with the other hand and perform an operation of largely excluding the organ P6.
  • the operator can hold the laparoscope so that the operator can perform the procedure alone.
  • the treatment section 20 and the treatment support section 35 are arranged in a single state with the treatment support section 35 disposed at the first position R1. Insert through the trocar 3 into the abdominal cavity P3. Therefore, the number of holes P2 formed in the abdominal wall P1 can be minimized, and the treatment for the treatment unit 20 and the treatment support unit 35 can be reduced to one. Further, since the insertion unit 10 of the treatment instrument 2 is provided with so-called two treatment units, the treatment unit 20 and the treatment support unit 35, the cooperation (switching) operation between the treatment units can be performed smoothly.
  • the operator When the control mode is the first mode, the operator operates the operation instruction unit 69 to move the support unit 41.
  • the control mode is the second mode, the operator automatically operates based on the detection result of the operation detection unit 55.
  • the support unit 41 moves. Therefore, by setting the control mode to the second mode, the operation that the operator has to perform is facilitated, and the control unit is set to the first mode as necessary, and the operator himself / herself supports the support unit 41.
  • the operation to move can be performed.
  • the distance between the support portion 41 and the treatment portion 20 is that it does not fall below a length L 6, can act reliably traction between the organ P5 and organ P6.
  • the control unit 80 controls the driving unit 67 so that the position of the support unit 41 does not move when the control mode is the second mode. Thereby, when the grip part 22 is inserted to the distal end side from the support part 41, a larger traction can be applied between the organ P5 and the organ P6. Since the rotation axes C6 and C7 of the joint portions 37 and 39 are parallel to each other, the support unit 41 moves on the virtual plane Q1, and calculation for obtaining the coordinates of the support unit 41 is facilitated.
  • the treatment instrument 2 may include the operation detection unit 55.
  • the operation detection unit 55 of the treatment instrument 2 is attached to a known trocar and used.
  • the treatment instrument system 4 includes a control unit 85 instead of the control unit 80 of the treatment instrument system 1 of the first embodiment.
  • the control unit 85 differs from the control unit 80 in the control content when the control mode is the second mode.
  • control unit 85 controls the drive unit 67 so that the support unit 41 of the treatment support unit 35 moves in a direction opposite to the direction in which the gripping unit 22 of the treatment unit 20 has moved. Note that this control is preferably performed only when the grip portion 22 moves away from the support portion 41.
  • the distance L 12 of support unit 41 is moved relative to the distance L 11 of grip portion 22 is moved, it is preferably 1 or less greater than 0.
  • treatment instrument system 4 configured in this way, treatment can be performed while minimizing the number of holes P2 formed in the abdominal wall P1, and the cooperative operation of a plurality of treatment units can be performed smoothly. Further, when the treatment instrument 2 is rotated by an angle ⁇ around the point T 0 that is the center of the trocar 3, the gap between the grasping part 22 and the support part 41 is further opened. Therefore, even with the same operation amount, a large traction can be applied to the organ P6 gripped by the support unit 41.
  • the treatment instrument system 5 includes a second instrument provided at the distal end portion of the outer tube 15 in addition to the components of the treatment instrument system 1 of the first embodiment.
  • a treatment support unit 35A is provided.
  • the second treatment support unit 35A has the same configuration as the treatment support unit 35, and the links 36A, 38A, 40A, the joint unit have the same configuration as the links 36, 38, 40, the joint units 37, 39, and the support unit 41. 37A, 39A, and a support unit 41A.
  • the second link 38A and the third link 40A rotate on the virtual plane Q2 shown in FIG.
  • the virtual plane Q2 intersects the virtual plane Q1 where the second link 38 and the third link 40 rotate. More specifically, the virtual planes Q1 and Q2 are parallel to the longitudinal axis C1 of the outer tube 15 and intersect so as to be separated from each other as the distance from the longitudinal axis C1 increases.
  • the control unit has a first mode, a second mode, and a third mode as control modes.
  • the treatment support unit 35 can be operated by the operation instruction unit 69
  • the treatment support unit 35A can be operated by the operation instruction unit 69.
  • control is performed so that the positions of the support units 41 and 41A do not move.
  • the mode change switch of the present embodiment for example, a switch whose control mode is switched to the first mode, the second mode, the third mode, the first mode,... Each time the mode change switch is pressed is used. .
  • the organs P6 when the organs P6 are held by the support units 41 and 41A in a state where the support units 41 and 41A are arranged at the second position R2, the organ P6 is moved along the longitudinal axis C1. It can be gripped widely in the direction that intersects.
  • the treatment instrument system 6 includes a treatment support unit 90 in place of the treatment support unit 35 of the treatment instrument system 1 of the first embodiment.
  • the treatment support unit 90 includes a first link (link, proximal end link) 91 instead of the first link 36 of the treatment support unit 35.
  • the first link 91 is different from the link piece 91 a that forms the proximal end side of the first link 91 with respect to the link piece 91 b that forms the distal end side of the first link 91.
  • a rotating portion 91c that rotates around is provided.
  • the rotating part 91c can be configured by a known rotating joint or the like.
  • the operation part 65 of the treatment instrument 2 is rolled around the longitudinal axis C1 of the outer tube 15 as shown in FIG. Even when rotated to Z6, the distal end side of the treatment support unit 90 that holds the organ P6 does not rotate about the longitudinal axis C1 by rotating about the link piece 91a relative to the link piece 91b. it can. That is, when the control mode is the second mode, even if the operation unit 65 is rotated in the roll direction Z6, the position of the support unit 41 can be held so as not to move.
  • the treatment support unit 95 is configured such that the support unit 41 is parallel to the longitudinal axis C ⁇ b> 1 with respect to the distal end portion of the outer tube 15.
  • a gripping rotation unit 96 that rotates around the axis may be provided.
  • the treatment instrument system may be used as a scope (endoscope) by providing an observation unit capable of observing the outside on the distal end surface of the outer tube 15 of the treatment instrument system.
  • the treatment can be performed while observing with the observation unit and removing the shield.
  • various treatment sections such as treatment sections of the same type and different lengths, energy treatment sections using high-frequency energy, etc. are prepared so as to be detachable from the outer tube. You may replace and use.
  • the movement amount and direction of the outer tube 15 of the treatment tool with respect to the trocar 3 are detected by the operation detection unit 55 attached to the trocar 3.
  • the method of detecting the movement amount and direction of the outer tube 15 is not limited to this.
  • the detection may be performed by a known motion sensor attached to the outer tube 15 or the operation unit 65, or a marker is attached to the outer tube 15 or the operation unit 65, and the marker is three-dimensionally detected using a known motion tracker. You may detect a motion (movement amount and direction).
  • the operation instruction unit 69 is a joystick type input unit.
  • the configuration of the operation instructing unit is not limited to this, and any configuration can be used as long as it can instruct movement amounts in two types of instruction directions D and E, such as a track pointer.
  • the support unit 41 may not include the support unit grip pieces 49 and 50. This is because the organ P6 can be excluded by the third link 40 alone.
  • the movement amount and direction of the outer tube 15 of the treatment tool relative to the trocar 3 are detected by the operation detection unit 55 attached to the trocar 3.
  • the operation detection unit 55 can be further equipped with a function for detecting the three-dimensional position information of the trocar 3 itself, and can be controlled in consideration of the three-dimensional position information. As a result, it is possible to consider a slight movement of the trocar 3 itself, which is derived from the exclusion or treatment, so that more accurate control is possible.

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Abstract

 処置具は、軸状に形成された支持部と、支持部の遠位端部に設けられ、処置を行うための処置部と、支持部の遠位端部に設けられ、処置時に処置部の動作を支援するための支援部を有し、支援部が、処置部に接近した第一の位置と、処置部から離間するように支持部の長手軸に交差する方向に第一の位置から移動した第二の位置との間で移動可能な処置支援部と、処置支援部の支援部を移動させる駆動部と、導入具に挿通される支持部の導入具に対する移動量、及び支持部の向きを検出する操作検出部と、支持部の近位端部に設けられた操作部と、操作検出部の検出結果に基づいて駆動部を制御する制御部とを備える。

Description

処置具及び処置具システム
 本発明は、腹壁に形成した孔を通して処置を行う処置具、及びこの処置具を備える処置具システムに関する。本願は、2014年7月25日に、日本国に出願された特願2014-151798号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
 従来、腹腔鏡を使用した腹腔鏡下手術では、腹壁に開けた孔(開口)から複数の処置具や腹腔鏡を挿入して処置を行う。
 処置をやりやすくするために、臓器と臓器、あるいは臓器と臓器を繋ぐ膜を分ける“剥離”では、1つ、あるいは1つ以上の処置具で対象となる臓器、あるいは膜を把持して、適切なトラクション(牽引力、テンション)をかけながら、別の処置具で剥離を行う必要があり、複数の処置具を連携させた繊細な操作が要求される。
 特に、大きな臓器の場合は、1つの処置具で臓器を把持・圧排して術場を確保し、別の処置具で剥離を行う近辺にトラクションをかけながら、更に別の処置具で剥離を行う必要があり、それら処置具の連携は更に重要になる。
 通常、こういった複数の処置具を用いる場合には、術者と助手が連携しながら操作を行うが、このような複数の処置具を術者一人で操作するためのシステムとして、例えば特許文献1に記載された手術マニピュレータ装置が提案されている。
 特許文献1の手術マニピュレータ装置は、患者が載置されるベッドの縁に設けられた取付け用ベースに取付けられた第1、2観察用スレーブマニピュレータ、及び第1~4処置用スレーブマニピュレータを備えている。
 観察用スレーブマニピュレータは、電動モータによりそれぞれ駆動される第1軸、第2軸、第3軸と、フリー関節から構成される第4軸、第5軸からなる。第5軸に設けられた先端ホールド部には、内視鏡が着脱自在に固定される。内視鏡により撮像された画像は、表示装置の表示部に映し出される。
 一方で、処置用スレーブマニピュレータも前記観察用スレーブマニピュレータと略同様に構成されている。処置用スレーブマニピュレータの先端ホールド部には、電動処置具が着脱自在に固定される。
 手術マニピュレータ装置には、第1、2処置用マスターマニピュレータが設けられている。それらの第1、2処置用マスターマニピュレータからそれぞれ出力される信号は、対応する制御回路に入力する。制御回路は、それぞれ第1、2切換回路を介して第1~4処置用スレーブマニピュレータに対して制御信号を送り出す。そして、第1~4処置用スレーブマニピュレータは、第1、2処置用マスターマニピュレータの動作に追従して動作する。
 第1、2切換回路は、切換スイッチを操作することによりそれぞれが切換えられる。
 第1切換回路により、第1処置用マスターマニピュレータに追従させる第1、2処置用スレーブマニピュレータが選択可能である。第2切換回路により、第2処置用マスターマニピュレータに追従させる第3、4処置用スレーブマニピュレータが選択可能である。
 このように構成された手術マニピュレータ装置では、患者の腹壁に第1~4処置用スレーブマニピュレータに対応した複数の孔を通して処置を行う。
 切換スイッチにより第1、2切換回路を切換えることで、術者一人でも、スレーブマニピュレータを複数用い、使用するスレーブマニピュレータを切換えて処置を行うことができる。
日本国特開平8-275958号公報
 しかしながら、患者の腹壁に形成する孔の数が増えると、患者が受ける負担が増加する。第1、2処置用スレーブマニピュレータの連携を切換えるために切換スイッチを操作する必要があるため、手技における操作が煩雑になる。
 本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、腹壁に形成する孔の数を最小限に抑えて処置をするとともに、複数の処置部の連携動作を円滑に行うことができる処置具、及びこの処置具を備える処置具システムを提供することを目的とする。
本発明の第一の態様に係る処置具は、軸状に形成された支持部と、前記支持部の遠位端部に設けられ、処置を行うための処置部と、前記支持部の遠位端部に設けられ、処置時に前記処置部の動作を支援するための支援部を有し、前記支援部が、前記処置部に接近した第一の位置と、前記処置部から離間するように前記支持部の長手軸に交差する方向に前記第一の位置から移動した第二の位置との間で移動可能な処置支援部と、前記処置支援部の前記支援部を移動させる駆動部と、導入具に挿通される前記支持部の前記導入具に対する移動量、及び前記支持部の向きを検出する操作検出部と、前記支持部の近位端部に設けられた操作部と、前記操作検出部の検出結果に基づいて前記駆動部を制御する制御部と、を備える。
 本発明の第二の態様によれば、上記第一の態様に係る処置具において、操作者による入力を検出し、この検出結果を前記制御部に送信する動作指示部をさらに備え、前記制御部は、制御モードとして、前記動作指示部の前記検出結果に基づいて前記駆動部を制御する第一のモードと、前記操作検出部の前記検出結果に基づいて前記駆動部を制御する第二のモードと、を有し、前記制御部の前記制御モードを前記第一のモードと前記第二のモードとの間で切り替えるモード切替部を備えてもよい。
 本発明の第三の態様によれば、上記第二の態様に係る処置具では、前記制御部は、前記第二のモードにおいて、前記処置部と前記処置支援部の前記支援部との距離が所定の距離以下にならないように前記駆動部を制御してもよい。
 本発明の第四の態様によれば、上記第三の態様に係る処置具では、前記制御部は、前記第二のモードにおいて、前記処置支援部の前記支援部の位置が移動しないように前記駆動部を制御してもよい。
 本発明の第五の態様によれば、上記第三の態様に係る処置具において、前記制御部は、前記第二のモードにおいて、前記処置部が移動した向きとは反対の向きに前記処置支援部の前記支援部が移動するように前記駆動部を制御してもよい。
 本発明の第六の態様によれば、上記第一から第五のいずれかの態様に係る処置具において、前記処置支援部の前記支援部は、前記処置支援部の近位端部に対して互いに直交する第一の方向及び第二の方向に移動可能であってもよい。
 本発明の第七の態様によれば、上記第一から第六のいずれかの態様に係る処置具において、前記処置支援部は、複数のリンクの端部同士を連結する複数の関節部を有し、前記関節部が前記リンクを回転させる回転軸が互いに平行であってもよい。
 本発明の第八の態様によれば、上記第六の態様に係るにおいて、操作者による入力を検出し、この検出結果を前記制御部に送信する動作指示部をさらに備え、前記動作指示部は、前記操作部に設けられ、前記操作部に対して互いに直交する第一の指示方向及び第二の指示方向に移動可能であり、前記制御部は、前記動作指示部から送信された前記検出結果に基づいて、前記操作部に対して前記動作指示部が前記第一の指示方向に移動したときに、前記処置支援部の近位端部に対して前記処置支援部の前記支援部を前記第一の方向に移動させ、前記操作部に対して前記動作指示部が前記第二の指示方向に移動したときに、前記処置支援部の近位端部に対して前記処置支援部の前記支援部を前記第二の方向に移動させるように構成されてもよい。
 本発明の第九の態様によれば、上記第一から第七のいずれかの態様に係る処置具において、操作者による入力を検出し、この検出結果を前記制御部に送信する動作指示部をさらに備え、前記処置支援部は、複数のリンクの端部同士を連結する複数の関節部を有し、前記制御部は、前記動作指示部から送信された前記検出結果に基づいて、隣り合う前記リンク同士のなす角度を変化させるように構成されていてもよい。
 本発明の第十の態様によれば、上記第一から第九のいずれかの態様に係る処置具において、前記処置支援部の前記支援部が前記第一の位置に配置されているときに、前記処置部の遠位端部よりも前記処置支援部の前記支援部の方が遠位端側に配置されていてもよい。
 本発明の第十一の態様によれば、上記第一から第十のいずれかの態様に係る処置具において、前記処置部を操作する処置操作部をさらに備え、前記処置部は、開閉操作可能な一対の把持片を有する把持部を備え、前記処置支援部の前記支援部は、開閉操作可能な一対の支援部把持片を有し、前記処置操作部は、前記把持部の一対の前記把持片を開閉操作するように構成されていてもよい。
 本発明の第十二の態様によれば、上記第一から第十一のいずれかの態様に係る処置具において、前記処置支援部は、前記支持部の遠位端部に対して前記支援部を、前記長手軸に平行な軸線周りに回転させる把持回転部を備えてもよい。
 本発明の第十三の態様によれば、上記第七の態様に係る処置具において、前記処置支援部は、複数の前記リンクのうち最も近位端側に配置された近位端リンクに、前記近位端リンクの近位端側に対して前記近位端リンクの遠位端側を前記近位端リンクの長軸周りに回転させる回転部を備えてもよい。
 本発明の第十四の態様に係る処置具システムは、第一の態様に係る処置具と、前記導入具と、を備える。
 本発明の処置具及び処置具システムによれば、腹壁に形成する孔の数を最小限に抑えて処置をするとともに、複数の処置部の連携動作を円滑に行うことができる。
本発明の第1実施形態に係る処置具システムの全体図である。 本発明の第1実施形態に係る処置具システムのブロック図である。 本発明の第1実施形態に係る処置具の処置部が閉状態の状態を示す側面図である。 本発明の第1実施形態に係る処置具の処置部が開状態の状態を示す側面図である。 本発明の第1実施形態に係る処置具の処置支援部の構成を模式的に示す図である。 本発明の第1実施形態に係る処置具の支援部が第二の位置に移動した状態を示す側面図である。 本発明の第1実施形態に係る処置具の操作検出部の斜視図である。 本発明の第1実施形態に係る処置具の処置操作部が閉じたときの側面図である。 本発明の第1実施形態に係る処置具の処置操作部が開いたときの側面図である。 本発明の第1実施形態に係る処置具の制御モードが第一のモードのときの関節部における角度の制御方法を説明する図である。 本発明の第1実施形態に係る処置具の制御モードが第一のモードのときの処置支援部の動きを説明する図である。 本発明の第1実施形態に係る処置具の制御モードが第一のモードのときの処置支援部の動きを説明する図である。 本発明の第1実施形態に係る処置具の制御モードが第二のモードのときの関節部における角度の制御方法を説明する図である。 本発明の第1実施形態に係る処置具システムで処置を行う手順を示すフローチャートである。 本発明の第1実施形態に係る処置具システムを用いた処置の手順を説明する図である。 本発明の第1実施形態に係る処置具システムを用いた処置の手順を説明する図である。 本発明の第1実施形態に係る処置具システムを用いた処置の手順を説明する図である。 本発明の第1実施形態に係る処置具システムを用いた処置の手順を説明する図である。 本発明の第1実施形態に係る処置具システムを用いた処置の手順を説明する図である。 本発明の第2実施形態に係る処置具システムを用いた処置の手順を説明する図である。 本発明の第3実施形態に係る処置具システムの遠位端側の側面図である。 本発明の第3実施形態に係る処置具システムのリンクが曲がった状態の正面図である。 本発明の第4実施形態に係る処置具システムを用いた処置の手順を説明する図である。 本発明の第4実施形態に係る処置具システムを用いた処置の手順を説明する図である。 本発明の変形例の処置具システムの要部の側面図である。
(第1実施形態)
 以下、本発明に係る処置具システムの第1実施形態を、図1から図19を参照しながら説明する。
 図1に示すように、本実施形態に係る処置具システム1は、本実施形態に係る処置具2と、処置具2の挿入部10が挿通されるトロッカ(導入具)3とを備えている。
 トロッカ3は、筒状に形成され、患者の腹壁に形成した孔に取付けられる公知の構成のものである。
 処置具2は、図1及び2に示すように、患者の腹腔内に挿入可能な長尺の挿入部10と、トロッカ3に取付けられた操作検出部55と、挿入部10の近位端部に設けられた操作部65と、操作部65を制御する制御部80とを有している。以下では、操作部65に対する挿入部10側を遠位端側、挿入部10に対する操作部65側を近位端側とそれぞれ称する。
 挿入部10は、軸状に形成された外筒管(支持部)15と、外筒管15の遠位端部に設けられた処置部20及び処置支援部35とを備えている。
 外筒管15は、ステンレス鋼等の生体適合性を有する金属で円柱状に形成された硬性のものである。外筒管15の外径は、トロッカ3の内径にほぼ等しい。
 処置部20では、図1及び3に示すように筒状に形成された処置挿入部21の遠位端部に把持部22が設けられている。なお、図3及び後述する図4では、説明の便宜のため処置挿入部21を透過させて二点鎖線で示している。
 把持部22は、処置挿入部21の遠位端部にピン23で回転可能に支持された一対の把持片24、25を有している。把持片24、25は、自身の長手方向の中間部をピン23で支持されている。把持片24、25の近位端部には、ピン26を介して中間リンク27の一端部がそれぞれ回転可能に連結されている。各中間リンク27の他端部には、ピン29を介して操作ロッド(動力伝達部)30の遠位端部が連結されている。
 このように構成された処置部20は、図3に示すように処置挿入部21に対して操作ロッド30が近位端側に移動した(引き戻した)ときには、把持片24の遠位端部と把持片25の遠位端部とが互いに接触した閉状態となる。一方で、図4に示すように処置挿入部21に対して操作ロッド30が遠位端側に移動した(押込んだ)ときには、把持片24の遠位端部と把持片25の遠位端部とが互いに離間した開状態となる。
 操作ロッド30を押込むことで、把持片24、25が離間した開状態にする開操作をすることができ、操作ロッド30を引き戻すことで、把持片24、25が接触した閉状態にする閉操作をすることができる。
 操作ロッド30を押込んだり引き戻したりして把持片24、25を開状態や閉状態にすることで、処置部20で処置を行うことができる。
 図1に示すように、処置部20の処置挿入部21は外筒管15の管路15aに挿通されている。処置部20の把持部22は、外筒管15の遠位端面15bよりも前方に突出している。処置部20は、外筒管15の管路15a内で処置挿入部21の軸線C2周りに回転することができる。
 処置支援部35は、処置部20と連動して動作し、処置部20で処置を行う時に処置部20の動作を支援するためのものである。処置支援部35は、外筒管15の遠位端面15bに近位端部が固定された第一のリンク(リンク)36と、第一のリンク36の遠位端部に第一の関節部(関節部)37を介して連結された第二のリンク(リンク)38と、第二のリンク38の遠位端部に第二の関節部(関節部)39を介して連結された第三のリンク(リンク)40と、第三のリンク40の遠位端部に取付けられた支援部41とを有している。
 リンク36、38、40は、ステンレス鋼等の金属で筒状に形成されている。第一のリンク36は、外筒管15の遠位端面15bに外筒管15の長手軸C1に沿って延びるように固定されている。
 図5に示すように、第一の関節部37の従動プーリ37aは、第二のリンク38の近位端部に取付けられている。従動プーリ37aには、第一のワイヤ44の遠位端部が巻回されている。第一のワイヤ44の近位端部には、駆動プーリ45が巻回されている。
 同様に、第二の関節部39の従動プーリ39aは、第三のリンク40の近位端部に取付けられている。従動プーリ39aには、第二のワイヤ46の遠位端部が巻回されている。
第二のワイヤ46の近位端部には、駆動プーリ47が巻回されている。
 第一の関節部37が第一のリンク36に対して第二のリンク38を回転させる回転軸C6と、第二の関節部39が第二のリンク38に対して第三のリンク40を回転させる回転軸C7とは、互いに平行である。
 支援部41は、図1に示すように処置支援部35の遠位端部に設けられ、処置部20の把持部22と同様に構成されている。すなわち、支援部41は、第三のリンク40の遠位端部に図示しないピンで回転可能に支持された一対の支援部把持片49、50を有している。図示はしないが、支援部把持片49、50の近位端部にはピン、中間リンク及び操作ワイヤ51(図2参照)が連結されている。操作ワイヤ51はリンク36、38、40内を通して近位端側に延びている。操作ワイヤ51を押込んだり引き戻したりして支援部把持片49、50を開状態や閉状態にすることで、支援部41で組織を把持することができる。
 駆動プーリ45を回転させることで、駆動プーリ45の回転力が第一のワイヤ44を介して従動プーリ37aに伝達される。第二のリンク38は、従動プーリ37aとともに回転軸C6に直交する平面上で回転し、第一のリンク36と第二のリンク38とが回転軸C6周りになす角度(以下、「第一の関節部37がなす角度」とも称する)が変化する。同様に、駆動プーリ47を回転させることで、駆動プーリ47の回転力が第二のワイヤ46を介して従動プーリ39aに伝達される。第三のリンク40は、従動プーリ39aとともに回転軸C7に直交する平面上で回転する。
 このように、駆動プーリ45、47を回転させることで、リンク38、40は回転軸C6、C7にそれぞれ直交する仮想平面Q1上で回転する。
 この例では、把持片24、25や支援部把持片49、50が仮想平面Q1上で移動することで把持部22や支援部41が開閉するとしている。しかし、把持片24、25や支援部把持片49、50が移動するのは、仮想平面Q1に交差する方向でもよい。
 駆動プーリ45、47を回転操作してリンク36、38、40が長手軸C1に沿う同一直線上に配置されるように調節すると、支援部41は、外筒管15の長手軸C1に直交する第二の方向Yにおいて処置部20に接近した第一の位置R1に移動する。なお、第二の方向Yは仮想平面Q1に平行な方向である。ここで、仮想平面Q1に平行であって第二の方向Yに直交する方向を第一の方向Xと規定する。
 処置支援部35の支援部41が第一の位置に配置されているときに、処置部20の遠位端部よりも支援部41の方が遠位端側に配置されていることが好ましい。
 一方で、駆動プーリ45、47を回転操作することで、図6に示すように、支援部41を第二の方向Yにおいて処置部20から離間するように第一の位置R1から移動した第二の位置R2に移動させることができる。
 図2及び7に示すように、操作検出部55は、例えば、トロッカ3の内周面に露出するように設けられた第一のローラ56、第二のローラ57と、第一のローラ56、第二のローラ57に取付けられたロータリーエンコーダ58、59と、トロッカ3の外周面に取付けられた加速度センサ60とを有している。
 第一のローラ56は、トロッカ3の軸線C11に直交する軸線周りに回転可能となるようにトロッカ3に支持されている。第二のローラ57は、トロッカ3の軸線C11に平行な軸線周りに回転可能となるようにトロッカ3に支持されている。
 ロータリーエンコーダ58は、第一のローラ56が回転する向き及び第一のローラ56の回転量を検出し、信号に変換して制御部80に送信する。ロータリーエンコーダ59は、第二のローラ57が回転する向き及び第二のローラ57の回転量を検出し、信号に変換して制御部80に送信する。
 加速度センサ60としては、静電容量型やピエゾ抵抗型等の2軸以上の傾きを検出可能な公知の方式のものを用いることができる。加速度センサ60は、トロッカ3の向きを検出し、信号に変換して制御部80に送信する。
 本実施形態では、トロッカ3に処置具2の挿入部10が挿通されたときに、トロッカ3の軸線C11と外筒管15の長手軸C1とが平行な状態を保ったまま、トロッカ3に対して外筒管15が進退可能であるとともに、トロッカ3に対して外筒管15がトロッカ3の軸線C11周りに回転可能である。すなわち、加速度センサ60が検出するトロッカ3の向きは、外筒管15の向きに等しい。
 トロッカ3に挿入部10を挿入すると、挿入部10の挿入量に対応して第一のローラ56が回転する。ロータリーエンコーダ58により、トロッカ3に対する外筒管15の長手軸C1に沿う方向の移動量が検出される。
 操作部65は、図1に示すように、外筒管15の近位端部に取付けられた操作部本体66と、操作部本体66に内蔵された駆動部67と、操作部本体66の外面に設けられた処置操作部68、動作指示部69、及びモード切替スイッチ(モード切替部)70を備えている。
 操作部本体66には、貫通孔66aが形成されている。この貫通孔66aは、外筒管15の管路15aに連通している。
 駆動部67は、図2に示すように、駆動プーリ45に接続された第一の関節駆動モータ73と、駆動プーリ47に接続された第二の関節駆動モータ74と、処置支援部35の操作ワイヤ51の近位端部に接続された把持部駆動モータ75とを有している。
 各モータ73、74、75には、モータ73、74、75の回転軸の回転数を検出するエンコーダ73a、74a、75aがそれぞれ設けられている。
 関節駆動モータ73、74を駆動することで、駆動プーリ45、47を所望の方向に回転させることができる。これにより、リンク38、40が仮想平面Q1上で回転し、処置支援部35の支援部41が移動する。関節駆動モータ73、74を駆動することで、支援部41を前述の第一の位置と第二の位置との間で移動させることができる。
 把持部駆動モータ75を駆動することで、リンク36、38、40に対して操作ワイヤ51を進退させ、支援部41を開閉操作することができる。
 処置操作部68は、図1及び8に示すように、外筒管15の管路15a及び操作部本体66の貫通孔66aに挿通された処置挿入部21の近位端部に取付けられている。処置操作部68は、処置挿入部21の近位端部に取付けられたグリップ77と、一端部がグリップ77に回転可能に支持されたレバー78と、グリップ77とレバー78のなす角度を検出するロータリーエンコーダ79とを有している。
 レバー78の遠位端部には、操作ロッド30の近位端部が取付けられている。
 図8に示すように、グリップ77の近位端部にレバー78の近位端部を近づけて処置操作部68を閉じたときには、操作ロッド30が引き戻されて把持部22が図3に示す閉状態になる。一方で、図9に示すように、グリップ77の近位端部からレバー78の近位端部を遠ざけて処置操作部68を開いたときには、操作ロッド30が押込まれて把持部22が図4に示す開状態になる。このように、処置操作部68は、処置部20の把持部22の把持片24、25を開閉操作する。
 ロータリーエンコーダ79は、検出した角度を信号に変換して制御部80に送信する(図2参照)。
 グリップ77は、操作部本体66に連結されている。処置部20は、処置操作部68と一体になった状態で、外筒管15の管路15a及び操作部本体66の貫通孔66a内で、軸線C2周りに回転することができる。
 動作指示部69は、例えばジョイスティック型の入力部である。動作指示部69は、図1に示すように操作部本体66側面に規定された操作面66bに対して、動作指示部69の基準位置を中心にして互いに直交する第一の指示方向D及び第二の指示方向Eに移動可能である。動作指示部69を第一の指示方向D、第二の指示方向Eに移動させるのに対応して、処置支援部35が仮想平面Q1上で第一の方向X、第二の方向Yに移動することについては後述する。
 動作指示部69は、操作者による入力を検出し、この検出結果を制御部80に送信する。
 モード切替スイッチ70は、押しボタン型のスイッチである。モード切替スイッチ70には図示しないバネ部材が設けられている。モード切替スイッチ70が押し込まれていない状態では、モード切替スイッチ70はバネ部材の弾性力により操作部本体66から突出している。モード切替スイッチ70は、バネ部材の弾性力に抗して操作部本体66側に押し込むことができる。
 後述するように制御部80は制御モードとして第一のモード及び第二のモードを有している。モード切替スイッチ70が押し込まれていない状態では、制御部80の制御モードは第一のモードである。モード切替スイッチ70が押し込まれている間は、制御部80の制御モードが第二のモードになる。モード切替スイッチ70は、制御部80の制御モードを第一のモードと第二のモードとの間で切り替える。
 図2に示すように、制御部80は、バス81に接続された演算装置82、及びメモリ83を有している。
 バス81には、操作検出部55のロータリーエンコーダ58、59及び加速度センサ60、駆動部67のモータ73、74、75、エンコーダ73a、74a、75a、処置操作部68のロータリーエンコーダ79、動作指示部69、及びモード切替スイッチ70が接続されている。
 メモリ83には、演算装置82を制御するための制御プログラムや、処置具2のリンク36、38、40の長さや支援部41の長さ等が記憶されている。
 制御部80は、制御モードとして、動作指示部69から送信された検出結果に基づいて駆動部67を制御する第一のモードと、操作検出部55から送信された検出結果に基づいて駆動部67を制御する第二のモードとを有している。すなわち、制御部80は、第一のモードでは操作者による動作指示部69の操作に基づいて処置支援部35の支援部41を移動させるが、第二のモードでは操作検出部55の検出結果に基づいて自動的に支援部41を移動させる。
 以下では、まず制御モードが第一のモードのときの支援部41の移動制御、及び開閉操作の制御について説明する。
 図10に示すように、仮想平面Q1上において、第一の方向Xに平行にx軸を規定し、第一の方向Xのうち遠位端側をx軸の正の向きとする。第二の方向Yに平行にy軸を規定し、第二の方向Yのうち処置部20に対する処置支援部35側をy軸の正の向きとする。
第一の関節部37の回転軸C6の位置をx軸及びy軸の原点とし、支援部41の遠位端の座標を(x,y)とする。
 第一の関節部37の回転軸C6と第二の関節部39の回転軸C7との距離をL、第二の関節部39の回転軸C7と支援部41の遠位端との距離をL、第一の関節部37の回転軸C6と支援部41の遠位端との距離をLとする。第一の関節部37の回転軸C6と支援部41の遠位端とを結ぶ線と第二のリンク38とがなす角度をαとする。なお、以下の角度の単位は全てラジアンである。
 第二のリンク38と第三のリンク40とがなす角度をβとする。第二のリンク38と処置挿入部21とがなす角度をθとする。角度βの補角をθとする。
 操作者が動作指示部69の基準位置から動作指示部69を第一の指示方向D、第二の指示方向Eに移動させることで、支援部41の遠位端のx軸、y軸における移動量を(x,y)と指定したとする。
 このとき、余弦定理等から、(1)式から(3)式が成り立つ。(1)式から(3)式から導かれる(4)式及び(5)式のように関節部37、39がなす角度を調節することで、支援部41の遠位端を座標(x,y)に配置することができる。
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 なお、処置支援部35の構成により到達できない支援部41の遠位端の座標(x,y)である場合には、例えば、支援部41の遠位端が到達可能であって座標(x,y)に最も近い位置に支援部41の遠位端を移動させる等の処理を行う。
 以下では、具体的な例を用いて説明する。
 初期状態として、図1に示すように処置支援部35の形状が、リンク36、38、40が長手軸C1に沿う同一直線上に配置された形状B1であるとする。
 この状態から、図11に示すように、操作面66bに対して動作指示部69が第一の指示方向Dのうちの近位端側に移動すると、制御部80は、動作指示部69から送信された検出結果に基づいて処置支援部35の近位端部に対して処置支援部35の支援部41を第一の方向Xのうちの近位端側に移動させる。この状態の処置支援部35の形状を形状B2とする。なお、図11中に処置支援部35の形状B1を二点鎖線で示す。
 さらに、処置支援部35が形状B2である状態から、図12に示すように操作面66bに対して動作指示部69が第二の指示方向Eの一方側に移動すると、制御部80は処置支援部35の近位端部に対して処置支援部35の支援部41を第二の方向Yの一方側に移動させる。なお、図12中に処置支援部35の形状B2を二点鎖線で示す。
 このように、処置支援部35の支援部41は、処置支援部35の近位端部に対して第一の方向X及び第二の方向Yに移動することができる。
 制御モードが第一のモードであるときには、制御部80は、処置操作部68が閉じたことをロータリーエンコーダ79で検出した場合には、把持部22が閉状態になるのと同時に、把持部駆動モータ75を駆動して支援部41を閉状態にする。同様に、処置操作部68が開いたことをロータリーエンコーダ79で検出した場合には、把持部22が開状態になるのと同時に、把持部駆動モータ75を駆動して支援部41を開状態にする。
 次に制御モードが第二のモードのときの支援部41の移動制御、及び開閉操作の制御について説明する。
 図13に示すように、二点鎖線で示した処置具システム1の形状B4から、トロッカ3及び処置具2がトロッカ3の中心である点T周りに仮想平面Q1に沿って角度γ回転したとする。なお、以下の例では、トロッカ3に対して外筒管15が押込まれた長さLを0としている。
 このとき、制御部80は、処置部20と処置支援部35の支援部41との距離が所定の距離以下にならないように駆動部67を制御する。より具体的には、制御部80は、処置支援部35の支援部41の位置が移動しないように駆動部67を制御する。なお、ここで言う支援部41の位置が移動しないようにとは、操作者が処置具システム1を仮想平面Q1上のみで回転させる場合(ピッチ方向Z1の回転)に移動しないことを意味し、ヨー方向Z2やロール方向Z3の回転は考慮しない。
 トロッカ3に対して外筒管15が押込まれた長さLがトロッカ3に対する外筒管15の移動量に相当し、トロッカ3及び処置具2が回転した角度γが外筒管15の向きに相当する。
 既に定義した距離をL等や角度αに加えて、トロッカ3の点Tと第一の関節部37の回転軸C6との距離をLとし、角度θから角度αを引いた角度をφとする。
 トロッカ3の点Tの位置をx軸及びy軸の原点とすると、第一の関節部37の回転軸C6である点Tの座標は(6)式のように表せる。
 (Lcosγ,-Lsinγ) ‥(6)
 支援部41の遠位端である点Tの座標を(x,y)とすると、(7)式から(9)式が成り立つ。(7)式から(9)式から導かれる(10)式から(12)式のように関節部37、39がなす角度を調節することで、支援部41の位置が移動しないように制御することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 
 
 制御モードが第二のモードであるときには、処置操作部68を閉じたり開いたりしても支援部41を開閉操作することはできない。
 制御部80は、エンコーダ73a、74a、75aから送信される信号に基づいて、駆動モータ73、74、75の回転軸が所定の回転角度になるように制御する。
 次に、以上のように構成された処置具システム1の作用について説明する。以下では、患者の腹壁に形成した孔を通して処置を行う場合について説明する。図14は本実施形態に係る処置具システム1で処置を行う手順を示すフローチャートである。なお、予め、処置具2は、支援部41が第二の方向Yにおいて処置部20に接近した第一の位置に配置され、把持部22及び支援部41は閉状態になっているとする。図15から19では、制御部80は示していない。
 術者等の操作者は、図15に示すように、患者Pの腹壁P1を切開して孔P2を形成する。この孔P2にトロッカ3を取付ける。
 処置具2を起動させると、図14のステップS10において、モード切替スイッチ70が押し込まれているか否かが判断される。ここでは、モード切替スイッチ70は押し込まれていないため、ステップS10においてNOと判断され、ステップS20に移行する。
このとき、制御部80の制御モードは第一のモードになる。
 操作者は一方の手で操作部65の処置操作部68を把持し、トロッカ3に処置具2の挿入部10を挿通する。このとき、ローラ56、57が回転し、操作検出部55のロータリーエンコーダ58、59でトロッカ3に対する外筒管15の移動量が検出され、加速度センサ60で外筒管15の向きが検出される。操作検出部55は、検出結果を所定の時間間隔ごとに制御部80に送信する。
 制御部80の演算装置82は、操作検出部55から送信される外筒管15の移動量の積分値、及び、メモリ83に記憶されたリンク36、38、40の長さ等から、所定の時間間隔ごとに支援部41の座標(Px,Py)を演算する。
 孔P2とは別の経路で腹腔P3内に挿入した図示しない腹腔鏡で処置具2の挿入部10を観察しながら、処置対象となる臓器(組織)P5に隣り合う臓器P6に支援部41を近づける。
 図16に示すように、処置操作部68を開いて把持部22及び支援部41を開状態にする。操作部65を押込んで、臓器P6に支援部41の支援部把持片49、50を押し付ける。把持部22よりも支援部41の方が遠位端側に配置されているため、支援部41で臓器P6を把持するときに把持部22が支障とならない。
 処置操作部68を閉じて把持部22及び支援部41を閉状態にし、支援部41で臓器P6を把持する。
 ここで、操作者は、図17に示すように動作指示部69を操作して支援部41を移動させる。より詳しくは、操作者は、他方の手で動作指示部69を第一の指示方向Dや第二の指示方向Eに移動させる。動作指示部69は、動作指示部69の第一の指示方向Dへの移動量に対応したx軸における指示値△x、第二の指示方向Eへの移動量に対応したy軸における指示値△yを検出し、信号に変換して制御部80に送信する。制御部80は、ステップS20において動作指示部69から送信された指示値(△x,△y)を検出し、ステップS22に移行する。
 ステップS22において、制御部80の演算装置82は、支援部41の現在の座標(Px,Py)に指示値(△x,△y)を加えた指示座標(Px+△x,Py+△y)を演算し、ステップS24に移行する。
 ステップS24において、演算装置82は、支援部41の座標が指示座標となるように、前述の(4)式及び(5)式から角度をθ、θを演算し、ステップS26に移行する。
 ステップS26において、演算装置82は、駆動部67の関節駆動モータ73、74を駆動し、関節部37、39がなす角度を調節する。以上で、全ての工程を終了する。
 モード切替スイッチ70が押し込まれていない状態では、例えば前述のステップS10及びステップS20から26を複数回繰り返すことで、支援部41が第二の位置R2に移動する。
 このとき、臓器P6が臓器P5から引き離されることで、臓器P5と臓器P6との間にトラクションが作用し、臓器P6が支援部41で牽引される。
 ここで、操作者は一方の手でモード切替スイッチ70が押し込み続ける。
 ステップS10において、モード切替スイッチ70が押し込まれているか否かが判断される。モード切替スイッチ70は押し込まれているため、ステップS10においてYESと判断され、ステップS30に移行する。このとき、制御部80の制御モードは第二のモードになる。
 ここで、操作者は、図18に示すように処置具2を押込んで臓器P5に把持部22を押し付ける。
 具体的な工程としては、ステップS30において、制御部80の演算装置82は、図17に示す支援部41の遠位端である点Tの座標をメモリ83に記憶させ、ステップS32に移行する。
 ステップS32において、演算装置82は、操作検出部55から送信された外筒管15が押込まれた長さL、処置具2が回転した角度γを受信し、ステップS34に移行する。
 ステップS34において、演算装置82は、支援部41の座標がメモリ83に記憶された点Tの座標となるように、前述の(10)式から(12)式から角度をθ、θを演算し、ステップS36に移行する。
 ステップS36において、演算装置82は、駆動部67の関節駆動モータ73、74を駆動し、関節部37、39がなす角度を調節する。以上で、全ての工程を終了する。
 モード切替スイッチ70が押し込まれている状態では、例えば前述のステップS10及びステップS30から36を複数回繰り返すことで、支援部41の位置が移動せずに、把持部22が支援部41よりも遠位端側まで挿入される。
 このとき、臓器P6が臓器P5からさらに引き離され、剥離される。
 ここで、図19に示すように処置操作部68を開いて把持部22を開状態にし、臓器P5の処置を行う。
 なお、図17において、前述の所定の距離とは、長さLのことを意味する。図17の状態から長手軸C1に沿って処置具2が押込まれても、処置部20と支援部41との距離は長さL以下にはならない。
 制御部80の制御モードが第二のモードのときに、操作者の他方の手は処置具システム1の操作には使われていない。このため、操作者は他方の手で、処置具2とは別の処置具を持ち、臓器P6を大きく圧排する操作を行うことができる。
 また、臓器P6を大きく圧排する必要がないときには、操作者自身が腹腔鏡を持つことで、操作者一人で手技を行うことができる。
 以上説明したように、本実施形態に係る処置具2及び処置具システム1によれば、処置支援部35を第一の位置R1に配置した状態で、処置部20及び処置支援部35を1つのトロッカ3を通して腹腔P3内に挿入する。したがって、腹壁P1に形成する孔P2の数を最小限に抑えて、処置部20及び処置支援部35用としては1つに抑えて処置をすることができる。
 また、処置具2の挿入部10に処置部20及び処置支援部35という、いわゆる2つの処置部が備えられているため、処置部間の連携(切替え)動作を円滑に行うことができる。
 制御モードが第一のモードであるときには操作者が動作指示部69を操作して支援部41を移動させ、制御モードが第二のモードであるときには操作検出部55の検出結果に基づいて自動的に支援部41が移動する。このため、制御モードを第二のモードにすることで、操作者が行わなければいけない操作を容易にするとともに、必要に応じて制御モードを第一のモードにして操作者自身が支援部41を移動させる操作を行うことができる。
 処置部20と支援部41との距離が長さL以下にはならないことで、臓器P5と臓器P6との間に確実にトラクションを作用させることができる。
 制御部80は、制御モードが第二のモードであるときに支援部41の位置が移動しないように駆動部67を制御する。これにより、把持部22を支援部41よりも遠位端側まで挿入したときに、臓器P5と臓器P6との間により大きなトラクションを作用させることができる。
 関節部37、39の回転軸C6、C7が互いに平行であることで、支援部41が仮想平面Q1上で移動し、支援部41の座標を求める演算が容易になる。
 なお、本実施形態では、処置具2が操作検出部55を有していてもよい。この場合、処置具2の操作検出部55を公知のトロッカに取付けて用いることになる。
(第2実施形態)
 次に、本発明の第2実施形態について図2及び図20を参照しながら説明するが、前記実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
 図2及び20に示すように、本実施形態に係る処置具システム4は、第1実施形態の処置具システム1の制御部80に代えて制御部85を備えている。
 制御部85は、制御部80とは制御モードが第二のモードであるときの制御内容が異なる。制御部85は、第二のモードにおいて、処置部20の把持部22が移動した向きとは反対の向きに処置支援部35の支援部41が移動するように駆動部67を制御する。なお、この制御は、把持部22が支援部41から離間するように移動したときのみ行うことが好ましい。
 把持部22が移動した距離L11に対する支援部41が移動した距離L12は、0よりも大きく1以下であることが好ましい。
 このように構成された処置具システム4によれば、腹壁P1に形成する孔P2の数を最小限に抑えて処置をするとともに、複数の処置部の連携動作を円滑に行うことができる。
 さらに、処置具2がトロッカ3の中心である点T周りに角度γ回転したときに、把持部22と支援部41との間をより大きく開く。したがって、同じ操作量でも、支援部41で把持した臓器P6により大きなトラクションを作用させることができる。
(第3実施形態)
 次に、本発明の第3実施形態について図21及び図22を参照しながら説明するが、前記実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
 図21に示すように、本実施形態に係る処置具システム5は、第1実施形態の処置具システム1の各構成に加えて、外筒管15の遠位端部に設けられた第二の処置支援部35Aを備えている。第二の処置支援部35Aは処置支援部35と同一の構成であり、リンク36、38、40、関節部37、39、及び支援部41と同一の構成のリンク36A、38A、40A、関節部37A、39A、及び支援部41Aを有している。
 第二のリンク38A及び第三のリンク40Aは、図22に示す仮想平面Q2上で回動する。この仮想平面Q2は、第二のリンク38及び第三のリンク40が回動する仮想平面Q1と交差している。より詳しくは、仮想平面Q1、Q2は、外筒管15の長手軸C1に平行であって、長手軸C1から離間するにしたがって互いに離れるように交差している。
 本実施形態では、制御部は制御モードとして第一のモード、第二のモード及び第三のモードを有している。第一のモードでは動作指示部69で処置支援部35を操作することができ、第二のモードでは動作指示部69で処置支援部35Aを操作することができる。
 そして、第三のモードでは、支援部41、41Aの位置が移動しないように制御される。
 本実施形態のモード切替スイッチとしては、例えばモード切替スイッチを押すたびに、制御モードが第一のモード、第二のモード、第三のモード、第一のモード、‥と切替わるスイッチが用いられる。
 このように構成された処置具システム4によれば、支援部41、41Aを第二の位置R2に配置した状態で支援部41、41Aで臓器P6を把持したときに、臓器P6を長手軸C1に交差する方向に幅広く把持することができる。
(第4実施形態)
 次に、本発明の第4実施形態について図23及び図24を参照しながら説明するが、前記実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
 図23に示すように、本実施形態に係る処置具システム6は、第1実施形態の処置具システム1の処置支援部35に代えて処置支援部90を備えている。処置支援部90は、処置支援部35の第一のリンク36に代えて第一のリンク(リンク、近位端リンク)91を有している。
 第一のリンク91は、第一のリンク91の近位端側をなすリンク片91aに対して、第一のリンク91の遠位端側をなすリンク片91bを第一のリンク91の長軸周りに回転させる回転部91cを備えている。回転部91cは、公知の回転ジョイントなどで構成することができる。
 このように構成された処置具システム6では、支援部41で臓器P6を把持した後で、図24に示すように処置具2の操作部65を外筒管15の長手軸C1周りにロール方向Z6に回転させてもリンク片91bに対してリンク片91a長軸周りに回転することで、臓器P6を把持する処置支援部90の遠位端側が長手軸C1周りに回転しない状態でいることができる。
 すなわち、制御モードが第二のモードであるときに、操作部65をロール方向Z6に回転させても、支援部41の位置が移動しないように保持することができる。
 以上、本発明の第1実施形態から第4実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の構成の変更、組み合わせ、削除等も含まれる。さらに、各実施形態で示した構成のそれぞれを適宜組み合わせて利用できることは、言うまでもない。
 例えば、前記第1実施形態から第4実施形態では、図25に示すように、処置支援部95は、外筒管15の遠位端部に対して支援部41を、長手軸C1に平行な軸線周りに回転させる把持回転部96を備えもよい。
 処置支援部95をこのように構成することで、支援部41の向きを変えることができ、制御モードが第二のモードであるときに、支援部41の位置だけでなく向きも移動しないようにすることができる。
 処置具システムの外筒管15の遠位端面等に外部を観察可能な観察部を備えることで、処置具システムをスコープ(内視鏡)として用いてもよい。この場合、観察部で観察して遮蔽物をどけながら処置をすることができる。
 処置部や処置支援部に、同一の種類で長さの異なる処置部や、高周波エネルギー等を用いたエネルギー処置部等、様々な処置部を外筒管に着脱可能に用意し、外筒管に付け替えて用いてもよい。
 本実施形態では、処置具の外筒管15のトロッカ3に対する移動量及び向きを、トロッカ3に取付けられた操作検出部55で検出するとした。しかし、外筒管15の移動量及び向きを検出する方法はこれに限られない。例えば、外筒管15や操作部65に取付けた公知のモーションセンサで検出してもよいし、外筒管15や操作部65にマーカーを取付けて、公知のモーショントラッカでマーカーの3次元的な動き(移動量及び向き)を検出してもよい。
 本実施形態では、動作指示部69はジョイスティック型の入力部であるとした。しかし、動作指示部の構成はこれに限定されず、トラックポインタ等、2種類の指示方向D、Eの移動量を指示できるものであればよい。
 支援部41は支援部把持片49、50を備えなくてもよい。第三のリンク40だけでも臓器P6を圧排することができるからである。
 なお、本実施形態では、処置具の外筒管15のトロッカ3に対する移動量及び向きを、トロッカ3に取付けられた操作検出部55で検出するとした。しかし、操作検出部55にトロッカ3自体の3次元位置情報検出機能をさらに搭載し、この3次元位置情報を加味して制御することも可能である。このことにより、圧排や処置などに派生して生じるトロッカ3自体の僅かな移動も考慮できるので、より正確な制御が可能である。
 以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において各実施形態における構成要素の組み合わせを変えたり、各構成要素に種々の変更を加えたり、削除したりすることが可能である。本発明は前述した説明によって限定されることはない。
 腹壁に形成する孔の数を最小限に抑えて処置をするとともに、複数の処置部の連携動作を円滑に行うことができる処置具、及びこの処置具を備える処置具システムを提供できる。
 1、4、5、6 処置具システム
 2  処置具
 3  トロッカ(導入具)
 15 外筒管(支持部)
 20 処置部
 22 把持部
 24、25 把持片
 35、90、95 処置支援部
 36 第一のリンク(リンク)
 37 第一の関節部(関節部)
 38 第二のリンク(リンク)
 39 第二の関節部(関節部)
 40 第三のリンク(リンク)
 41 支援部
 49、50 支援部把持片
 55 操作検出部
 65 操作部
 67 駆動部
 69 動作指示部
 70 モード切替スイッチ(モード切替部)
 75、85 制御部
 91 第一のリンク(リンク、近位端リンク)
 91c 回転部
 96 把持回転部
 C6、C7 回転軸
 D  第一の指示方向
 E  第二の指示方向
 R1 第一の位置
 R2 第二の位置
 X  第一の方向
 Y  第二の方向

Claims (14)

  1.  軸状に形成された支持部と、
     前記支持部の遠位端部に設けられ、処置を行うための処置部と、
     前記支持部の遠位端部に設けられ、処置時に前記処置部の動作を支援するための支援部を有し、前記支援部が、前記処置部に接近した第一の位置と、前記処置部から離間するように前記支持部の長手軸に交差する方向に前記第一の位置から移動した第二の位置との間で移動可能な処置支援部と、
     前記処置支援部の前記支援部を移動させる駆動部と、
     導入具に挿通される前記支持部の前記導入具に対する移動量、及び前記支持部の向きを検出する操作検出部と、
     前記支持部の近位端部に設けられた操作部と、
     前記操作検出部の検出結果に基づいて前記駆動部を制御する制御部と、
     を備える処置具。
  2.  操作者による入力を検出し、この検出結果を前記制御部に送信する動作指示部をさらに備え、
     前記制御部は、制御モードとして、
      前記動作指示部の前記検出結果に基づいて前記駆動部を制御する第一のモードと、
      前記操作検出部の前記検出結果に基づいて前記駆動部を制御する第二のモードと、
     を有し、
     前記制御部の前記制御モードを前記第一のモードと前記第二のモードとの間で切り替えるモード切替部を備える請求項1に記載の処置具。
  3.  前記制御部は、前記第二のモードにおいて、前記処置部と前記処置支援部の前記支援部との距離が所定の距離以下にならないように前記駆動部を制御する請求項2に記載の処置具。
  4.  前記制御部は、前記第二のモードにおいて、前記処置支援部の前記支援部の位置が移動しないように前記駆動部を制御する請求項3に記載の処置具。
  5.  前記制御部は、前記第二のモードにおいて、前記処置部が移動した向きとは反対の向きに前記処置支援部の前記支援部が移動するように前記駆動部を制御する請求項3に記載の処置具。
  6.  前記処置支援部の前記支援部は、前記処置支援部の近位端部に対して互いに直交する第一の方向及び第二の方向に移動可能である請求項1から5のいずれか一項に記載の処置具。
  7.  前記処置支援部は、複数のリンクの端部同士を連結する複数の関節部を有し、
     前記関節部が前記リンクを回転させる回転軸が互いに平行である請求項1から6のいずれか一項に記載の処置具。
  8.  操作者による入力を検出し、この検出結果を前記制御部に送信する動作指示部をさらに備え、
     前記動作指示部は、前記操作部に設けられ、前記操作部に対して互いに直交する第一の指示方向及び第二の指示方向に移動可能であり、
     前記制御部は、前記動作指示部から送信された前記検出結果に基づいて、
     前記操作部に対して前記動作指示部が前記第一の指示方向に移動したときに、前記処置支援部の近位端部に対して前記処置支援部の前記支援部を前記第一の方向に移動させ、
     前記操作部に対して前記動作指示部が前記第二の指示方向に移動したときに、前記処置支援部の近位端部に対して前記処置支援部の前記支援部を前記第二の方向に移動させるように構成されている請求項6に記載の処置具。
  9.  操作者による入力を検出し、この検出結果を前記制御部に送信する動作指示部をさらに備え、
     前記処置支援部は、複数のリンクの端部同士を連結する複数の関節部を有し、
     前記制御部は、前記動作指示部から送信された前記検出結果に基づいて、
     隣り合う前記リンク同士のなす角度を変化させるように構成されている請求項1から7のいずれか一項に記載の処置具。
  10.  前記処置支援部の前記支援部が前記第一の位置に配置されているときに、
     前記処置部の遠位端部よりも前記処置支援部の前記支援部の方が遠位端側に配置されている請求項1から9のいずれか一項に記載の処置具。
  11.  前記処置部を操作する処置操作部をさらに備え、
     前記処置部は、開閉操作可能な一対の把持片を有する把持部を備え、
     前記処置支援部の前記支援部は、開閉操作可能な一対の支援部把持片を有し、
     前記処置操作部は、前記把持部の一対の前記把持片を開閉操作するように構成されている請求項1から10のいずれか一項に記載の処置具。
  12.  前記処置支援部は、前記支持部の遠位端部に対して前記支援部を、前記長手軸に平行な軸線周りに回転させる把持回転部を備える請求項1から11のいずれか一項に記載の処置具。
  13.  前記処置支援部は、複数の前記リンクのうち最も近位端側に配置された近位端リンクに、前記近位端リンクの近位端側に対して前記近位端リンクの遠位端側を前記近位端リンクの長軸周りに回転させる回転部を備える請求項7に記載の処置具。
  14.  請求項1に記載の処置具と、
     前記処置具の前記支持部が挿通される前記導入具と、
     を備える処置具システム。
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