WO2016190049A1 - シース部材、マニピュレータ、及びマニピュレータシステム - Google Patents

シース部材、マニピュレータ、及びマニピュレータシステム Download PDF

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WO2016190049A1
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WO
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sheath
holding
cross
unit
tubular member
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PCT/JP2016/063348
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裕太 藤井
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オリンパス株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a sheath member, a manipulator, and a manipulator system for movably inserting a linear member.
  • a manipulator that inserts a treatment tool into a body cavity of a patient and curves the tip of the treatment tool by pulling with a wire or the like to observe an organ in the body cavity or perform treatment is widely used.
  • a plurality of treatment tools such as an endoscope for observation, forceps for grasping tissue, or an electric scalpel for excising tissue are often inserted into a body cavity.
  • Patent Document 1 a structure is disclosed in which a plurality of sheaths, which are located at joint portions and accommodate drive wires, are twisted together to reduce the difference in path length between the respective sheaths.
  • Patent Document 1 does not describe a structure having three or more drive wires.
  • the present invention has been made by paying attention to the above-described problem, and a sheath member, a manipulator, which can accurately hold three or more tubular members and can reduce a path length difference between the tubular members, And a manipulator system.
  • the sheath member according to an embodiment of the present invention is At least three flexible tubular members that can each be inserted through a linear member; A first holding part for holding one end side of the tubular member; A second holding portion for holding the other end side of the tubular member; With The first holding part and the second holding part hold the tubular member so that cross sections perpendicular to the axial direction of at least three tubular members are arranged in a straight line.
  • the sheath member according to an embodiment of the present invention is The at least three tubular members are: Having unit periodic portions of a predetermined length arranged so that the cross-sections are repeatedly arranged in the same arrangement; In the start position and end position of the unit periodic part, the cross-sections are linearly arranged in the same first arrangement, The cross section is linearly arranged in a second arrangement opposite to the start end position and the end position at an intermediate position between the start end position and the end position of the unit periodic portion.
  • the sheath member according to an embodiment of the present invention is The first holding part and the second holding part hold both ends of the tubular member in which the cross section of the tubular member is linearly arranged in the first arrangement.
  • the sheath member according to an embodiment of the present invention is Of the first holding part and the second holding part, One holds the one end where the cross-section of the tubular member is linearly arranged in the first arrangement, The other is characterized in that the other end of the tubular member is held in a straight line in the second arrangement.
  • the sheath member according to an embodiment of the present invention is An intermediate holding part for holding the tubular member is provided between the start end position and the intermediate position of the unit periodic part and between the end position and the intermediate position.
  • the sheath member according to an embodiment of the present invention is
  • the intermediate holding part is A rectangular linear holding part for holding the tubular member so that the cross-sections thereof are aligned in a straight line;
  • a circular annular holding portion for holding the tubular member so that the cross sections thereof are arranged in an annular shape; It is characterized by having.
  • the sheath member according to an embodiment of the present invention is The tubular member is knitted.
  • the sheath member according to an embodiment of the present invention is A cover member covering the outer periphery of the tubular member is provided.
  • a manipulator A drive unit; A bending portion that is bent when the driving portion is driven; At least three linear members that transmit the driving force of the driving unit to the bending unit; The sheath member having the tubular member inserted through the linear member; It is characterized by providing.
  • a manipulator system is: The manipulator having a treatment tool and an endoscope in the bending portion; An image processing unit that performs image processing on an image signal obtained from the endoscope; A display unit for displaying a video signal transmitted from the image processing unit; It is characterized by providing.
  • the sheath member, the manipulator, and the manipulator system according to this aspect, it is possible to accurately hold the three or more tubular members and reduce the path length difference between the tubular members.
  • FIG. 4 is a view of each cross section IV (a) to IV cross section IV (h) shown in FIG. 1 shows a method of braiding a sheath member according to a first embodiment.
  • the sheath member of a 2nd embodiment is shown.
  • FIG. 7 is a view of each of the cross-sections VII (a) to VII (c) shown in FIG.
  • the sheath member of 3rd Embodiment is shown.
  • FIG. 9 shows a view of each cross section IX (a) to IX cross section IX (e) shown in FIG.
  • FIG. 12 shows a view of each of the cross sections XII (a) to XII (e) shown in FIG.
  • the manipulator system to which the manipulator of this embodiment is applied is shown.
  • An example of the bending part of the manipulator of this embodiment is shown.
  • the system configuration figure of the manipulator system to which the manipulator of this embodiment is applied is shown.
  • FIG. 1 shows an outline of a manipulator 1 according to this embodiment.
  • the manipulator 1 includes a main body 2, a long portion 3 extending from the main body 2, a bending portion 4 connected to the long portion 3, and a wire that transmits power for operating the bending portion 4.
  • a power transmission member 5 and a sheath member 6 inserted through the power transmission member 5 are provided.
  • the main body 2 includes a drive unit 2a including a motor and a gear that generate power to be transmitted to the power transmission member 5, and a drive operation unit 2b that operates the drive unit 2a.
  • the main body 2 is a case-shaped part that houses the drive unit 2a.
  • the elongated portion 3 that houses the power transmission portion 5 extends from the main body portion 2.
  • a bending portion 4 that can be bent or bent with respect to the long portion 3 is attached to the distal end of the long portion 3.
  • the power transmission member 5 includes at least a first power transmission member 5a and a second power transmission member 5b made of a wire or the like, both of which are attached to the bending portion 4 at one end side and are inserted through the inside of the long portion 3. The other end is attached to the drive unit 2a.
  • the manipulator 1 having such a structure normally bends the bending portion 4 by operating the drive operation portion 2b.
  • the drive unit 2a is driven.
  • the power generated by the drive unit 2a pulls the first power transmission member 5a in the first sheath 6a or the second power transmission member 5b in the second sheath 6b.
  • the pulled power transmission member 5 moves within the long portion 3 and pulls one of the curved portions 4.
  • the bending portion 4 is bent.
  • the number of power transmission members is not limited to two, and more power transmission members may be installed. Increasing the number of power transmission members can increase the degree of freedom of bending.
  • FIG. 2 shows a part of the long portion 3 and the curved portion 4 of the manipulator 1 of the first embodiment.
  • the bending portion 4 of the manipulator 1 of the present embodiment has at least one joint portion 10.
  • the joint portion 10 includes a first link member 11, a second link member 12, an intermediate link member 13 attached between the first link member 11 and the second link member 12, and the first link member 11 and the intermediate link member.
  • the first link member 21 that connects the first link member 13, the second link member 22 that connects the second link member 12 and the intermediate link member 13, the first link member 11, the second link member 12, and the intermediate link member 13.
  • a defining member 30 made of a linear member to be hung.
  • the bending portion 4 may be formed of a plurality of joint portions 10.
  • a sheath member 6 through which the power transmission member 5 is inserted is housed inside the long portion 3.
  • the sheath member 6 is accommodated in the long portion 3 by knitting at least three first sheaths 6a, second sheaths 6b, and third sheaths 6c as tubular members.
  • the drive unit 2a shown in FIG. 1 is driven, the power transmission member 5 moves in each of the sheaths 6a, 6b, 6c, and the bending portion 4 is bent.
  • the surface roughness of the outer peripheral surface of each sheath 6a, 6b, 6c is preferably roughened in order to increase the friction at the portion where each sheath 6a, 6b, 6c intersects.
  • FIG. 3 shows the sheath member 6 of the first embodiment.
  • FIG. 4 shows a view of each cross section IV (a) to IV cross section IV (h) shown in FIG.
  • the sheath member 6 of the first embodiment includes a first sheath 6a, a second sheath 6b, a third sheath 6c, and a fourth sheath 6d as tubular members.
  • One end of the first sheath 6a, the second sheath 6b, the third sheath 6c, and the fourth sheath 6d is held by the first holding portion 61 and the other end is held by the second holding portion 62, respectively.
  • the first holding part 61 and the second holding part 62 are made of metal, resin, or the like, have holes through which the sheath 6 passes, and fix the sheath members 6 by bonding, heat welding, soldering, brazing, or the like. .
  • each of the first sheath 6a, the second sheath 6b, the third sheath 6c, and the fourth sheath 6d includes a first linear member 5a, a second linear member 5b, and a third linear member. 5c and the 4th linear member 5d are each penetrated.
  • the number of sheath members 6 may be at least three.
  • the sheath member 6 has a structure in which a first sheath 6a, a second sheath 6b, a third sheath 6c, and a fourth sheath 6d are knitted. As shown in FIG. 4A, when the section IV (a) is viewed from the direction of the arrow, the first sheath 6a, the second sheath 6b, the third sheath 6c, and the fourth sheath 6d are linearly formed from the left. Be placed. Next, as shown in FIG.
  • FIG. 4E when the section IV (e) is viewed from the direction of the arrow, the fourth sheath 6d, the third sheath 6c, the second sheath 6b, and the first sheath 6a are seen from the left. It is arranged in a straight line.
  • FIG. 4 (f) when the section IV (f) is viewed from the direction of the arrow, the second sheath 6b is upward, the third sheath 6c is downward, the fourth sheath 6d is left, and the right
  • the first sheath 6a is annularly arranged on the side. Subsequently, as shown in FIG.
  • the first sheath 6a, the second sheath 6b, the third sheath 6c, and the fourth sheath 6d have predetermined positions where the linearly disposed portion and the annularly disposed portion are predetermined. Alternating at intervals.
  • the first sheath 6a, the second sheath 6b, the third sheath 6c, and the fourth sheath 6d are arranged in a straight line in a predetermined first direction. And the locations arranged in a straight line in the second direction perpendicular or substantially perpendicular to the first direction are alternately present.
  • the direction perpendicular to the paper surface is the first direction
  • the vertical direction parallel to the paper surface is the second direction.
  • first sheath 6a, the second sheath 6b, the third sheath 6c, and the fourth sheath 6d are arranged so that the cross sections orthogonal to the axial direction are arranged in a straight line for each unit segment portion, and for each unit periodic portion. Are arranged in the same direction in the same direction. That is, two unit segment parts become one unit period part. And it is preferable that the sheath member 6 is formed by repetition of a unit periodic part. Note that the lengths of the unit segment portions are preferably the same at all locations, but may be slightly different.
  • the first holding part 61 and the second holding part 62 are set at positions where the sheaths 6a, 6b, 6c, 6d are linearly arranged in the first direction.
  • the position may be set at any position.
  • the position where each sheath 6a, 6b, 6c, 6d is linearly arranged in the second direction or the position where each sheath 6a, 6b, 6c, 6d is annularly arranged may be used.
  • FIG. 5 shows a method of weaving the sheath member 6 according to the first embodiment.
  • the first sheath 6a, the second sheath 6b, the third sheath 6c, and the fourth sheath 6d are arranged side by side. Subsequently, as indicated by an arrow A in FIG. 5A, the lower part of the fourth sheath 6d passes through the rear of the second sheath 6b and the third sheath 6c, and forwards from between the first sheath 6a and the second sheath 6b. Turn and place between second sheath 6b and third sheath 6c.
  • the lower part of the first sheath 6a passes through the rear of the second sheath 6b and the fourth sheath 6d, and forwards from between the third sheath 6c and the fourth sheath 6d. Turn and place between second sheath 6b and fourth sheath 6d.
  • the lower part of the third sheath 6c passes through the rear of the first sheath 6a and the fourth sheath 6d and forwards from between the first sheath 6a and the second sheath 6b. Turn and place between first sheath 6a and fourth sheath 6d.
  • the lower part of the second sheath 6b passes through the rear of the first sheath 6a and the third sheath 6c, and forwards from between the third sheath 6c and the fourth sheath 6d. Turn and place between first sheath 6a and third sheath 6c.
  • the first sheath 6a, the second sheath 6b, the third sheath 6c, and the fourth sheath 6d knitted as shown in FIGS. 5 (a) to 5 (d).
  • the lower part has the same arrangement as in FIG. That is, thereafter, the first sheath 6a, the second sheath 6b, the third sheath 6c, and the fourth sheath 6d are knitted by continuing the braiding as shown in FIGS. 5 (a) to 5 (d). .
  • the first sheath 6a, the second sheath 6b, the third sheath 6c, and the fourth sheath 6d are woven into each cross section orthogonal to the longitudinal direction. Since the respective positions are changed in the up and down direction and the left and right direction, the plurality of sheaths can be stably held without unraveling, and the path length difference between the sheaths can be reduced. Also, it can be easily created simply by weaving.
  • FIG. 6 shows the sheath member 6 of the second embodiment.
  • FIG. 7 shows a view of each of the cross sections VII (a) to VII (c) shown in FIG. 6 as viewed from the direction of the arrows.
  • the sheath member 6 of the second embodiment has an intermediate holding portion 63 that holds the knitted sheaths 6a, 6b, 6c, and 6d in a state of being linearly arranged.
  • the cross-sectional shape orthogonal to the longitudinal direction of the intermediate holding part 63 is a circle, and has holes through which the sheaths 6a, 6b, 6c, 6d pass.
  • the intermediate holding part 63 is made of metal, resin, or the like, and has holes through which the sheaths 6a, 6b, 6c, 6d pass.
  • the sheaths 6a, 6b, 6c, 6d are bonded, heat-welded, soldered, respectively. Fix by brazing.
  • the holes formed in the intermediate holding portion 63 are formed corresponding to the first sheath 6a, the second sheath 6b, the third sheath 6c, and the fourth sheath 6d, and may be connected or separated. Also good. In addition, it is preferable that the hole formed in the intermediate
  • each hole may be connected and may be spaced apart.
  • the first sheath 6a, the second sheath 6b, the third sheath 6c, and the fourth sheath 6d have a first linear member 5a, a second linear member 5b, and a third linear member, respectively. 5c and the 4th linear member 5d are each penetrated.
  • the sheath member 6 has a structure in which a first sheath 6a, a second sheath 6b, a third sheath 6c, and a fourth sheath 6d are knitted.
  • a first sheath 6a, a second sheath 6b, a third sheath 6c, and a fourth sheath 6d are knitted.
  • FIG. 7A when the section VII (a), which is the intermediate holding portion 63, is viewed from the direction of the arrow, the first sheath 6a, the second sheath 6b, the third sheath 6c, and the fourth sheath from the left.
  • the sheath 6d is linearly arranged.
  • the intermediate holding portion 63 may have a structure that holds the braided sheath members 6 in a state of being arranged in an annular shape.
  • the cross-sectional shape orthogonal to the longitudinal direction of the intermediate holding part 63 is not limited to a circle but may be a rectangle.
  • FIG. 8 shows the sheath member 6 of the third embodiment.
  • FIG. 9 shows a view of each cross section IX (a) to IX cross section IX (e) shown in FIG. 8 as viewed from the direction of the arrow.
  • the sheath member 6 of the third embodiment includes a linear holding portion 64 that holds the knitted sheaths 6a, 6b, 6c, and 6d in a linear state, and the knitted sheaths 6a, 6b, 6c, And an annular holding portion 65 that holds the 6d in an annularly arranged state.
  • the cross-sectional shape orthogonal to the longitudinal direction of the linear holding part 64 is a rectangular shape, and has holes through which the sheaths 6a, 6b, 6c, and 6d pass.
  • the cross-sectional shape orthogonal to the longitudinal direction of the annular holding portion 65 is a circular shape and has holes through which the sheaths 6a, 6b, 6c, and 6d pass.
  • the linear holding portion 64 and the annular holding portion 65 are made of metal, resin, or the like, and fix the sheaths 6a, 6b, 6c, 6d by bonding, heat welding, soldering, brazing, or the like.
  • the holes formed in the linear holding part 64 and the annular holding part 65 correspond to the number of sheaths. In 3rd Embodiment, it forms corresponding to the 1st sheath 6a, the 2nd sheath 6b, the 3rd sheath 6c, and the 4th sheath 6d, and each hole may be connected and may be spaced apart. .
  • the first sheath 6a, the second sheath 6b, the third sheath 6c, and the fourth sheath 6d are respectively held at one end by the first holding portion 61 and the other end by the second holding portion 62.
  • the first sheath 6a, the second sheath 6b, the third sheath 6c, and the fourth sheath 6d have a first linear member 5a, a second linear member 5b, and a third linear member, respectively. 5c and the 4th linear member 5d are each penetrated.
  • the sheath 6 has a structure in which a first sheath 6a, a second sheath 6b, a third sheath 6c, and a fourth sheath 6d are knitted.
  • FIG. 9A when the cross section IX (a) is viewed from the direction of the arrow, the first sheath 6a, the second sheath 6b, the third sheath 6c, and the fourth sheath 6d are linear from the left. Be placed. Next, as shown in FIG.
  • the holding force of the sheath member 6 is further strengthened, and it becomes possible to hold more stably without unwinding a plurality of sheaths.
  • maintenance part 65 is not restricted to a circle
  • FIG. 10 shows the sheath member 6 of the fourth embodiment.
  • the sheath member 6 of the fourth embodiment is stored in a state of being knitted in a cylindrical outer sheath.
  • the sheath member 6 knitted may have the same structure as the sheath member 6 of the first embodiment shown in FIG.
  • the holding force of the sheath member 6 is further strengthened, and it becomes possible to hold the sheath more stably without unwinding the plurality of sheaths.
  • the cross-sectional shape orthogonal to the longitudinal direction of the outer sheath 66 is not limited to a circle or a rectangle, but may be another shape.
  • FIG. 11 shows the sheath member 6 of the fifth embodiment.
  • FIG. 12 shows a view of each cross section XII (a) a to XII (e) shown in FIG.
  • the sheath 6 member of the fifth embodiment includes a first sheath 6a, a second sheath 6b, and a third sheath 6c.
  • One end of the first sheath 6a, the second sheath 6b, and the third sheath 6c is held by the first holding portion 61 and the other end is held by the second holding portion 62, respectively.
  • the first holding part 61 and the second holding part 62 are made of metal, resin, or the like, have holes through which the sheaths 6a, 6b, 6c, 6d pass, and adhere the sheaths 6a, 6b, 6c, 6d, respectively. Fix by heat welding, soldering, brazing, etc.
  • the first linear member 5a, the second linear member 5b, and the third linear member 5c are inserted into the first sheath 6a, the second sheath 6b, and the third sheath 6c, respectively.
  • the number of sheaths may be at least three.
  • the sheath member 6 has a structure in which a first sheath 6a, a second sheath 6b, and a third sheath 6c are knitted.
  • FIG. 12A when the cross section XII (a) is viewed from the direction of the arrow, the first sheath 6a, the second sheath 6b, and the third sheath 6c are linearly arranged from the left.
  • FIG. 12 (b) when the cross section XII (b) is viewed from the direction of the arrow, the first sheath 6a and the third sheath 6c are formed on the upper side, and the second sheath 6b is formed on the lower side.
  • FIG. 12A when the cross section XII (a) is viewed from the direction of the arrow, the first sheath 6a and the third sheath 6c are formed on the upper side, and the second sheath 6b is formed on the lower side.
  • the first sheath 6a, the second sheath 6b, and the third sheath 6c are alternately arranged in a linear state and in an annular state at a predetermined interval.
  • the state in which the first sheath 6a, the second sheath 6b, and the third sheath 6cd are linearly disposed is a state in which the first sheath 6a, the second sheath 6b, and the third sheath 6cd are linearly disposed in a predetermined first direction.
  • first sheath 6a, the second sheath 6b, and the third sheath 6c are arranged linearly in the same direction for each unit segment portion, and are arranged in the same order in the same direction for each unit periodic portion. That is, two unit segment parts become one unit period part. And it is preferable that each sheath 6a, 6b, 6c is formed by repetition of a unit period part. Note that the lengths of the unit segment portions are preferably the same at all locations, but may be slightly different.
  • the first holding unit 61 and the second holding unit 62 are set at positions where the sheaths 6a, 6b, and 6c are linearly arranged in the first direction. Instead, it may be set at any position. For example, the position where the sheath 6 is linearly arranged in the second direction or the position where the sheath 6 is annularly arranged may be used.
  • sheath member 6 of the fifth embodiment at least three sheaths 6 of the first sheath 6a, the second sheath 6b, and the third sheath 6c are knitted, so that each cross section perpendicular to the longitudinal direction Since the respective positions are changed in the horizontal direction and the left-right direction, the plurality of sheaths can be stably held without unraveling, and the path length difference between the sheaths can be reduced. Also, it can be easily created simply by weaving.
  • FIG. 13 shows a manipulator system 90 to which the manipulator 1 of this embodiment is applied.
  • FIG. 14 shows an example of the bending portion 4 of the manipulator 1 of the present embodiment.
  • FIG. 15 shows a system configuration diagram of a manipulator system 90 to which the manipulator 1 of the present embodiment is applied.
  • the manipulator system 90 applies the manipulator 1 shown in FIG.
  • the manipulator system 90 includes an operation unit 91 operated by an operator O, a long unit 3 shown in FIG. 1 that can be inserted into the body of a patient P on an operating table BD, for example, a soft organ such as the large intestine, and the like.
  • a manipulator 1 having the bending portion 4 shown in FIG. 1 having an endoscope or the like installed at the distal end of the scale portion 3, a control unit 92 for controlling the manipulator 1, and an image acquired by the manipulator 1 are displayed.
  • a display unit 93 A display unit 93.
  • the operation unit 91 has a pair of operation handles attached to the operation table, a foot switch arranged on the floor surface, and the like.
  • the operation unit 91 may have a multi-joint structure.
  • the operation unit 91 is mechanically connected to the long portion 3 and the bending portion 4 and performs a bending operation on the long portion 3.
  • the angle of the operated operation unit 91 is acquired from an angle acquisition unit such as an encoder, and the control unit 92 operates the bending unit 4 via the driver 92a based on the acquired signal.
  • the manipulator 1 can be an endoscope 4 a and a treatment tool 4 b with bending or bending as the bending portion 4. Further, it may be a guide tube with a curve through which a treatment tool without a conventional joint is inserted.
  • the endoscope 4a includes an observation optical system for illuminating the inside of the body and acquiring an image, an illumination optical system, an image sensor, and the like. An image acquired by the imaging device through the observation optical system is output to the image processing unit 92b in the control unit 92. The image processed by the image processing unit 92 b is displayed on the display unit 93. Then, the operator O operates the manipulator 1 while viewing the image displayed on the display unit 93.
  • Such a manipulator system 90 can operate stably and smoothly.
  • the sheath member 6 of the present embodiment at least three flexible sheaths 6a, 6b, and 6c through which linear members can be inserted, and one end sides of the sheaths 6a, 6b, and 6c, respectively. And a second holding part 62 that holds the other end of each sheath 6a, 6b, 6c. At least three first holding parts 61 and two second holding parts 62 are provided. Since the sheaths 6a, 6b, 6c are held so that the cross-sections orthogonal to the axial direction of the sheaths 6a, 6b, 6c are arranged in a straight line, three or more sheaths 6a, 6b, 6c are accurately held. In addition, it is possible to reduce the path length difference between the tubular members 6a, 6b, and 6c.
  • the at least three sheaths 6a, 6b, and 6c have unit periodic portions of a predetermined length arranged so that the cross-sections are repeatedly arranged in the same array, At the start position and the end position of the unit periodic part, the cross sections are arranged in a straight line in the same first arrangement, and at the intermediate position between the start end position and the end position of the unit periodic part, the cross section is opposite to the start end position and the end position. Therefore, the holding force between the sheaths 6a, 6b, 6c can be increased.
  • the first holding portion 61 and the second holding portion 62 have both ends where the cross sections of the sheaths 6a, 6b, and 6c are linearly arranged in the first arrangement. Since it hold
  • one of the first holding part 61 and the second holding part 62 has a cross section of each of the sheaths 6a, 6b, 6c arranged linearly in the first arrangement. One end is held and the other is held at the other end where the cross-sections of the sheaths 6a, 6b, and 6c are linearly arranged in the second arrangement, so that the length is determined based on the unit segment portion shorter than the unit periodic portion. It is possible to increase the degree of freedom of the length of each sheath 6a, 6b, 6c.
  • the intermediate holding portion 63 that holds the sheaths 6a, 6b, and 6c between the start end position and the intermediate position of the unit periodic portion and between the end position and the intermediate position. Therefore, the holding force between the sheaths 6a, 6b, 6c can be further increased.
  • the intermediate holding portion 63 includes a rectangular linear holding portion 64 that holds the sheaths 6a, 6b, and 6c so that the cross sections of the sheaths 6a, 6b, and 6c are linearly arranged, and each sheath. Since it has a circular annular holding portion 65 that holds the cross sections of 6a, 6b, and 6c in an annular shape, the holding force between the sheaths 6a, 6b, and 6c can be further increased.
  • the holding force between the sheaths 6a, 6b, 6c can be further increased.
  • the sheath member 6 since the cover member 66 that covers the outer periphery of each sheath 6a, 6b, 6c is provided, the holding force between the sheaths 6a, 6b, 6c can be further increased. It becomes.
  • a manipulator 1 includes a drive unit 2a, a bending unit 3 that bends when driven by the drive unit 2a, and at least three lines that transmit the driving force of the drive unit 2a to the bending unit 3.
  • the sheath member 6 having the sheaths 6a, 6b, and 6c through which the linear members 5a, 5b, and 5c are inserted, respectively. Therefore, the three or more sheaths 6a and 6b are provided. , 6c can be accurately held, and the path length difference between the sheaths 6a, 6b, 6c can be reduced, and the operation can be performed smoothly.
  • the manipulator 1 having the treatment tool 4b and the endoscope 4a in the bending portion 4, and an image for performing image processing on an image signal obtained from the endoscope 4a. Since the processing unit 92a and the display unit 93 that displays the video signal transmitted from the image processing unit 92a are provided, the sheath member 6 used for the manipulator 1 has three or more sheaths 6a, 6b, 6c. And the path length difference between the sheaths 6a, 6b, 6c can be reduced, and the manipulator system 90 can be operated smoothly.

Abstract

【課題】　３本以上の複数の管状部材を的確に保持し、且つ、管状部材間の経路長差を低減することが可能なシース部材、マニピュレータ、及びマニピュレータシステムを提供する。 【解決手段】　シース部材６は、線状の部材をそれぞれ挿通可能な少なくとも３本の可撓性を有する管状部材６ａ，６ｂ，６ｃと、管状部材６ａ，６ｂ，６ｃの一端側を保持する第１保持部６１と、管状部材６ａ，６ｂ，６ｃの他端側を保持する第２保持部６２と、を備え、第１保持部６１及び第２保持部６２は、少なくとも３本の管状部材６ａ，６ｂ，６ｃの軸方向に直交する断面が直線状に並ぶように、管状部材６ａ，６ｂ，６ｃを保持することを特徴とする。

Description

シース部材、マニピュレータ、及びマニピュレータシステム
　本発明は、線状の部材を移動可能に挿通するシース部材、マニピュレータ、及びマニピュレータシステムに関するものである。
　例えば、患者の体腔内に処置具を挿入して、処置具先端をワイヤ等で牽引することで湾曲させ、体腔内の臓器を観察したり、治療をおこなったりするマニピュレータが広く用いられている。手術の際には、観察のための内視鏡、組織を把持する鉗子、又は組織を切除する電気メス等の複数の処置具が体腔内に挿入されることが多い。
　従来、このようなマニピュレータにおいて、関節部分に位置して、駆動ワイヤを収納する複数のシースを、まとめて捩ることで、それぞれのシース間の経路長の差を低減させる構造が開示されている（特許文献１）。
米国特許第７７４４６０８号明細書
　しかしながら、関節の自由度を多くするためには駆動ワイヤを多くする必要があるが、特許文献１には３本以上の駆動ワイヤを有する構造については記載されていない。
　本発明は上記課題に着目してなされたものであり、３本以上の複数の管状部材を的確に保持し、且つ、管状部材間の経路長差を低減することが可能なシース部材、マニピュレータ、及びマニピュレータシステムを提供する。
　本発明の一実施形態に係るシース部材は、
　線状の部材をそれぞれ挿通可能な少なくとも３本の可撓性を有する管状部材と、
　前記管状部材の一端側を保持する第１保持部と、
　前記管状部材の他端側を保持する第２保持部と、
を備え、
　前記第１保持部及び前記第２保持部は、少なくとも３本の前記管状部材の軸方向に直交する断面が直線状に並ぶように、前記管状部材を保持する
ことを特徴とする。
　本発明の一実施形態に係るシース部材は、
　前記少なくとも３本の管状部材は、
　　前記断面が繰り返し同じ配列となるように並べられる所定の長さの単位周期部を有し、
　　前記単位周期部の始端位置と終端位置において、前記断面が同じ第１の配列で直線状に並び、
　　前記単位周期部の前記始端位置と前記終端位置の間の中間位置において、前記断面が前記始端位置及び前記終端位置とは逆の第２の配列で直線状に並ぶ
ことを特徴とする。
　本発明の一実施形態に係るシース部材は、
　前記第１保持部及び前記第２保持部は、前記管状部材の前記断面が前記第１の配列で直線状に並んだ両端を保持する
ことを特徴とする。
　本発明の一実施形態に係るシース部材は、
　前記第１保持部及び前記第２保持部のうち、
　　一方は前記管状部材の前記断面が前記第１の配列で直線状に並んだ一端を保持し、
　　他方は前記管状部材の前記断面が前記第２の配列で直線状に並んだ他端を保持する
ことを特徴とする。
　本発明の一実施形態に係るシース部材は、
　前記単位周期部の前記始端位置と前記中間位置の間及び前記終端位置と前記中間位置の間で、前記管状部材を保持する中間保持部を有する
ことを特徴とする。
　本発明の一実施形態に係るシース部材は、
　前記中間保持部は、
　　前記管状部材の前記断面が直線状に並ぶように保持する矩形の直線状保持部と、
　　前記管状部材の前記断面が環状に並ぶように保持する円形の環状保持部と、
を有する
ことを特徴とする。
　本発明の一実施形態に係るシース部材は、
　前記管状部材は、編み込まれている
ことを特徴とする。
　本発明の一実施形態に係るシース部材は、
　前記管状部材の外周を覆うカバー部材を備える
ことを特徴とする。
　本発明の一実施形態に係るマニピュレータは、
　駆動部と、
　前記駆動部が駆動することによって湾曲する湾曲部と、
　前記駆動部の駆動力を前記湾曲部に伝達する少なくとも３本の線状部材と、
　前記線状部材をそれぞれ挿通する前記管状部材を有する前記シース部材と、
を備える
ことを特徴とする。
　本発明の一実施形態に係るマニピュレータシステムは、
　前記湾曲部に処置具及び内視鏡を有する前記マニピュレータと、
　前記内視鏡から得られた画像信号に対して画像処理を行う画像処理部と、
　前記画像処理部から送信された映像信号を表示する表示部と、
を備える
ことを特徴とする。
　この態様に係るシース部材、マニピュレータ及びマニピュレータシステムによれば、３本以上の複数の管状部材を的確に保持し、且つ、管状部材間の経路長差を低減することが可能となる。
本実施形態のマニピュレータの概略を示す。 本実施形態のマニピュレータの長尺部と湾曲部の一部を示す。 第１実施形態のシース部材を示す。 図３に示した各断面IV(a) ～ 断面IV(h)を矢印方向から見た図を示す。 第１実施形態のシース部材の編み込み方法を示す。 第２実施形態のシース部材を示す。 図６に示した各断面VII(a) ～ 断面VII(c)を矢印方向から見た図を示す。 第３実施形態のシース部材を示す。 図８に示した各断面IX(a) ～ 断面IX(e)を矢印方向から見た図を示す。 第４実施形態のシース部材を示す。 第５実施形態のシース部材を示す。 図１１に示した各断面XII(a) ～ 断面XII (e)を矢印方向から見た図を示す。 本実施形態のマニピュレータを適用したマニピュレータシステムを示す。 本実施形態のマニピュレータの湾曲部の一例を示す。 本実施形態のマニピュレータを適用したマニピュレータシステムのシステム構成図を示す。
　以下、実施形態について説明する。
　図１は、本実施形態のマニピュレータ１の概略を示す。
　本実施形態のマニピュレータ１は、本体部２と、本体部２から延びる長尺部３と、長尺部３に接続される湾曲部４と、湾曲部４を動作させる動力を伝達するワイヤ等の動力伝達部材５と、動力伝達部材５を挿通するシース部材６と、を備える。
　本体部２は、動力伝達部材５へ伝える動力を発生するモータ及びギヤ等からなる駆動部２ａと、駆動部２ａを操作する駆動操作部２ｂと、を有する。本体部２は、駆動部２ａを収納するケース状の部分である。第１実施形態では、本体部２から動力伝達部５を収納する長尺部３が延びる。長尺部３の先端には、長尺部３に対して屈曲又は湾曲可能な湾曲部４が取り付けられている。動力伝達部材５は、ワイヤ等から構成される少なくとも第１動力伝達部材５ａと第２動力伝達部材５ｂを有し、どちらも一端側が湾曲部４に取り付けられ、長尺部３の内部を挿通し、他端側が駆動部２ａに取り付けられる。
　このような構造のマニピュレータ１は、通常時、駆動操作部２ｂを操作することで湾曲部４を湾曲させる。駆動操作部２ｂを操作すると、駆動部２ａが駆動する。駆動部２ａが発生する動力は、第１シース６ａ内の第１動力伝達部材５ａまたは第２シース６ｂ内の第２動力伝達部材５ｂを引っ張る。引っ張られた動力伝達部材５は、長尺部３内で移動し、湾曲部４の一方を引っ張る。そして、湾曲部４を湾曲させる。なお、動力伝達部材は、２本に限らず、それ以上設置してもよい。動力伝達部材の本数を多くすることによって、湾曲の自由度をを増やすことができる。
　図２は、第１実施形態のマニピュレータ１の長尺部３と湾曲部４の一部を示す。
　本実施形態のマニピュレータ１の湾曲部４は、少なくとも１つの関節部１０を有する。関節部１０は、第１リンク部材１１と、第２リンク部材１２と、第１リンク部材１１と第２リンク部材１２の間に取り付けられる中間リンク部材１３と、第１リンク部材１１と中間リンク部材１３を連結する第１連結部材２１と、第２リンク部材１２と中間リンク部材１３を連結する第２連結部材２２と、第１リンク部材１１、第２リンク部材１２、及び中間リンク部材１３に巻き掛けられる線状部材等からなる規定部材３０と、を有する。なお、湾曲部４は、複数の関節部１０から形成されてもよい。
　長尺部３の内部には、動力伝達部材５を挿通するシース部材６が収納される。シース部材６は、少なくとも３本の管状部材としての第１シース６ａ、第２シース６ｂ、及び第３シース６ｃが編み込まれて、長尺部３に収納される。図１に示した駆動部２ａが駆動すると、各シース６ａ，６ｂ，６ｃ内で動力伝達部材５が移動し、湾曲部４を湾曲させる構造となっている。各シース６ａ，６ｂ，６ｃの外周面の表面粗さは、各シース６ａ，６ｂ，６ｃ同士が交差する部分での摩擦を大きくするために粗くすることが好ましい。
　図３は、第１実施形態のシース部材６を示す。図４は、図３に示した各断面IV(a) ～ 断面IV(h)を矢印方向から見た図を示す。
　第１実施形態のシース部材６は、管状部材としての第１シース６ａ、第２シース６ｂ、第３シース６ｃ、及び第４シース６ｄを有する。第１シース６ａ、第２シース６ｂ、第３シース６ｃ、及び第４シース６ｄは、それぞれ一端が第１保持部６１、他端が第２保持部６２に保持される。第１保持部６１及び第２保持部６２は、金属又は樹脂等から形成され、シース６を貫通させる孔を有し、シース部材６をそれぞれ接着、熱溶着、半田付け、ロウ付け等によって固定する。
　第１シース６ａ、第２シース６ｂ、第３シース６ｃ、及び第４シース６ｄには、それぞれ図４に示すように、第１線状部材５ａ、第２線状部材５ｂ、第３線状部材５ｃ、及び第４線状部材５ｄがそれぞれ挿通されている。なお、シース部材６の数は、少なくとも３本あればよい。
　シース部材６は、第１シース６ａ、第２シース６ｂ、第３シース６ｃ、及び第４シース６ｄが編み込まれた構造を有する。図４（ａ）に示すように、断面IV(a)を矢印の方向から見ると、左方から第１シース６ａ、第２シース６ｂ、第３シース６ｃ、及び第４シース６ｄが直線状に配置される。次に、図４（ｂ）に示すように、断面IV(b)を矢印の方向から見ると、上方に第３シース６ｃ、下方に第２シース６ｂ、左方に第１シース６ａ、及び右方に第４シース６ｄとなり、環状に配置される。続いて、図４（ｃ）に示すように、断面IV(c)を矢印の方向から見ると、上方から第３シース６ｃ、第１シース６ａ、第４シース６ｄ、及び第２シース６ｂが直線状に配置される。次に、図４（ｄ）に示すように、断面IV(d)を矢印の方向から見ると、上方に第３シース６ｃ、下方に第２シース６ｂ、左方に第４シース６ｄ、及び右方に第１シース６ａとなり、環状に配置される。
　次に、図４（ｅ）に示すように、断面IV(e)を矢印の方向から見ると、左方から第４シース６ｄ、第３シース６ｃ、第２シース６ｂ、及び第１シース６ａが直線状に配置される。次に、図４（ｆ）に示すように、断面IV(f)を矢印の方向から見ると、上方に第２シース６ｂ、下方に第３シース６ｃ、左方に第４シース６ｄ、及び右方に第１シース６ａが環状に配置される。続いて、図４（ｇ）に示すように、断面IV(g)を矢印の方向から見ると、上方から第２シース６ｂ、第４シース６ｄ、第１シース６ａ、及び第３シース６ｃが直線状に配置される。次に、図４（ｈ）に示すように、断面IV(h)を矢印の方向から見ると、上方に第２シース６ｂ、下方に第３シース６ｃ、左方に第１シース６ａ、及び右方に第４シース６ｄが環状に配置される。そして、図３に示す断面IV(i)を矢印の方向から見ると、図４（ａ）に示した断面IV(a)を矢印の方向から見た場合と同じように、左方から第１シース６ａ、第２シース６ｂ、第３シース６ｃ、及び第４シース６ｄが直線状に配置される。
　このように、断面で見た場合に、第１シース６ａ、第２シース６ｂ、第３シース６ｃ、及び第４シース６ｄは、直線状に配置される箇所と環状に配置される箇所が所定の間隔で交互に存在する。そして、断面で見た場合に、第１シース６ａ、第２シース６ｂ、第３シース６ｃ、及び第４シース６ｄが直線状に配置される箇所は、所定の第１の方向に直線状に配置される箇所と、第１の方向に対して垂直又はほぼ垂直な第２の方向に直線状に配置される箇所と、が交互に存在する。図３に示す例では、紙面に垂直な方向が第１の方向、紙面に平行な上下方向が第２の方向である。
　また、第１シース６ａ、第２シース６ｂ、第３シース６ｃ、及び第４シース６ｄは、単位セグメント部毎に、軸方向に直交する断面が直線状に並ぶように配置され、単位周期部毎に同じ方向に同じ順序で配置される。すなわち、２つの単位セグメント部が１つの単位周期部となる。そして、シース部材６は、単位周期部の繰り返しによって形成されることが好ましい。なお、単位セグメント部の長さは、どの箇所でもすべて同じになることが好ましいが、多少ずれてもよい。
　第１保持部６１及び第２保持部６２は、図３に示す例では、各シース６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄが第１の方向に直線状に配置される位置に設定されているが、これに限らず、どの位置に設定してもよい。例えば、各シース６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄが第２の方向に直線状に配置される位置、又は、各シース６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄが環状に配置される位置でもよい。
　図５は、第１実施形態のシース部材６の編み込み方法を示す。
　まず、図５（ａ）に示すように、第１シース６ａ、第２シース６ｂ、第３シース６ｃ、及び第４シース６ｄを並べて配置する。続いて、図５（ａ）の矢印Ａに示すように、第４シース６ｄの下方を第２シース６ｂ及び第３シース６ｃの後方を通して、第１シース６ａと第２シース６ｂの間から前方に回し、第２シース６ｂと第３シース６ｃの間に配置させる。
　次に、図５（ｂ）の矢印Ｂに示すように、第１シース６ａの下方を第２シース６ｂ及び第４シース６ｄの後方を通して、第３シース６ｃと第４シース６ｄの間から前方に回し、第２シース６ｂと第４シース６ｄの間に配置させる。
　次に、図５（ｃ）の矢印Ｃに示すように、第３シース６ｃの下方を第１シース６ａ及び第４シース６ｄの後方を通して、第１シース６ａと第２シース６ｂの間から前方に回し、第１シース６ａと第４シース６ｄの間に配置させる。
　次に、図５（ｄ）の矢印Ｄに示すように、第２シース６ｂの下方を第１シース６ａ及び第３シース６ｃの後方を通して、第３シース６ｃと第４シース６ｄの間から前方に回し、第１シース６ａと第３シース６ｃの間に配置させる。
　すると、図５（ｅ）に示すように、図５（ａ）～図５（ｄ）のように編み込まれた第１シース６ａ、第２シース６ｂ、第３シース６ｃ、及び第４シース６ｄの下方は、図５（ａ）と同じ配置となる。すなわち、この後、図５（ａ）～図５（ｄ）のように編み込みを続けることで、第１シース６ａ、第２シース６ｂ、第３シース６ｃ、及び第４シース６ｄが編み込まれていく。
　このように、第１実施形態のシース部材６によれば、編み込まれることで、第１シース６ａ、第２シース６ｂ、第３シース６ｃ、及び第４シース６ｄが長手方向に直交する断面毎に、上下方向と左右方向にそれぞれの位置を代えて配置されるので、複数のシースがほどけることなく安定して保持され、且つ、シース間の経路長差を低減することが可能となる。また、単に編み込むだけで容易に作成することが可能となる。
　図６は、第２実施形態のシース部材６を示す。図７は、図６に示した各断面VII(a) ～ 断面VII(c)を矢印方向から見た図を示す。
　第２実施形態のシース部材６は、編み込まれた各シース６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄを線状に並んだ状態で保持する中間保持部６３を有する。中間保持部６３の長手方向に直交する断面形状は、円であって、各シース６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄを貫通させる孔を有する。中間保持部６３は、金属又は樹脂等から形成され、各シース６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄを貫通させる孔を有し、各シース６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄをそれぞれ接着、熱溶着、半田付け、ロウ付け等によって固定する。第１シース６ａ、第２シース６ｂ、第３シース６ｃ、及び第４シース６ｄは、それぞれ一端が第１保持部６１、他端が第２保持部６２に保持される。なお、中間保持部６３に形成される孔は、第１シース６ａ、第２シース６ｂ、第３シース６ｃ、及び第４シース６ｄに対応して形成され、連結されてもよいし、離間してもよい。なお、中間保持部６３に形成される孔は、シースの本数に対応していることが好ましい。第２実施形態では、第１シース６ａ、第２シース６ｂ、第３シース６ｃ、及び第４シース６ｄに対応して形成され、各孔は、連結されてもよいし、離間していてもよい。
　第１シース６ａ、第２シース６ｂ、第３シース６ｃ、及び第４シース６ｄには、それぞれ図７に示すように、第１線状部材５ａ、第２線状部材５ｂ、第３線状部材５ｃ、及び第４線状部材５ｄがそれぞれ挿通されている。
　シース部材６は、第１シース６ａ、第２シース６ｂ、第３シース６ｃ、及び第４シース６ｄが編み込まれた構造を有する。図７（ａ）に示すように、中間保持部６３である断面VII(a)を矢印の方向から見ると、左方から第１シース６ａ、第２シース６ｂ、第３シース６ｃ、及び第４シース６ｄが線状に配置される。次に、図７（ｂ）に示すように、中間保持部６３である断面VII(b)を矢印の方向から見ると、上方から第３シース６ｃ、第１シース６ａ、第４シース６ｄ、及び第２シース６ｂが線状に配置される。次に、図７（Ｃ）に示すように、中間保持部６３である断面VII(c)を矢印の方向から見ると、左方から第４シース６ｄ、第３シース６ｃ、第２シース６ｂ、及び第１シース６ａが線状に配置される。
　このように、中間保持部６３を設けることによって、シース部材６の保持力がさらに強化され、複数のシースをほどけることなく、より安定して保持することが可能となる。なお、中間保持部６３は、編み込まれたシース部材６を環状に並んだ状態で保持する構造であってもよい。また、中間保持部６３の長手方向に直交する断面形状は、円に限らず、矩形であってもよい。
　図８は、第３実施形態のシース部材６を示す。図９は、図８に示した各断面IX(a) ～ 断面IX(e)を矢印方向から見た図を示す。
　第３実施形態のシース部材６は、編み込まれた各シース６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄを線状に並んだ状態で保持する直線状保持部６４と、編み込まれた各シース６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄを環状に並んだ状態で保持する環状保持部６５と、を有する。直線状保持部６４の長手方向に直交する断面形状は、長方形状であって、各シース６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄを貫通させる孔を有する。環状保持部６５の長手方向に直交する断面形状は、円形状であって、各シース６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄを貫通させる孔を有する。直線状保持部６４及び環状保持部６５は、金属又は樹脂等から形成され、各シース６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄをそれぞれ接着、熱溶着、半田付け、ロウ付け等によって固定する。なお、直線状保持部６４及び環状保持部６５に形成される孔は、シースの本数に対応していることが好ましい。第３実施形態では、第１シース６ａ、第２シース６ｂ、第３シース６ｃ、及び第４シース６ｄに対応して形成され、各孔は、連結されてもよいし、離間していてもよい。
　第１シース６ａ、第２シース６ｂ、第３シース６ｃ、及び第４シース６ｄは、それぞれ一端が第１保持部６１、他端が第２保持部６２に保持される。第１シース６ａ、第２シース６ｂ、第３シース６ｃ、及び第４シース６ｄには、それぞれ図９に示すように、第１線状部材５ａ、第２線状部材５ｂ、第３線状部材５ｃ、及び第４線状部材５ｄがそれぞれ挿通されている。
　シース６は、第１シース６ａ、第２シース６ｂ、第３シース６ｃ、及び第４シース６ｄが編み込まれた構造である。図９（ａ）に示すように、断面IX(a)を矢印の方向から見ると、左方から第１シース６ａ、第２シース６ｂ、第３シース６ｃ、及び第４シース６ｄが線状に配置される。次に、図９（ｂ）に示すように、断面IX(b)を矢印の方向から見ると、上方に第３シース６ｃ、下方に第２シース６ｂ、左方に第１シース６ａ、及び右方に第４シース６ｄとなり、環状に配置される。続いて、図９（ｃ）に示すように、断面IX (c)を矢印の方向から見ると、上方から第３シース６ｃ、第１シース６ａ、第４シース６ｄ、及び第２シース６ｂが線状に配置される。次に、図９（ｄ）に示すように、断面IX(d)を矢印の方向から見ると、上方に第３シース６ｃ、下方に第２シース６ｂ、左方に第４シース６ｄ、及び右方に第１シース６ａとなり、環状に配置される。次に、図９（ｅ）に示すように、断面IX (e)を矢印の方向から見ると、左方から第４シース６ｄ、第３シース６ｃ、第２シース６ｂ、及び第１シース６ａが線状に配置される。ここまで編み込むことで、単位セグメントが完成し、その後、図４と同じような配列で、単位周期分が編み込まれ、さらに、同じような配列で連続して編み込まれる。
　このように、直線状保持部６４及び環状保持部６５を設けることによって、シース部材６の保持力がさらに強化され、複数のシースをほどけることなく、より安定して保持することが可能となる。なお、直線状保持部６４及び環状保持部６５の長手方向に直交する断面形状は、円や長方形に限らず、他の形状であってもよい。
　図１０は、第４実施形態のシース部材６を示す。
　第４実施形態のシース部材６は、筒状のアウターシース内に編み込まれた状態で収納される。編み込まれたシース部材６は、図３に示した第１実施形態のシース部材６と同じ構造でよい。
　このように、シース部材６をアウターシース６６内に収納することによって、シース部材６の保持力がさらに強化され、複数のシースをほどけることなく、より安定して保持することが可能となる。なお、アウターシース６６の長手方向に直交する断面形状は、円や長方形に限らず、他の形状であってもよい。
　図１１は、第５実施形態のシース部材６を示す。図１２は、図１１に示した各断面XII(a) ～ 断面XII (e)を矢印方向から見た図を示す。
　第５実施形態のシース６部材は、第１シース６ａ、第２シース６ｂ、及び第３シース６ｃを有する。第１シース６ａ、第２シース６ｂ、及び第３シース６ｃは、それぞれ一端が第１保持部６１、他端が第２保持部６２に保持される。第１保持部６１及び第２保持部６２は、金属又は樹脂等から形成され、各シース６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄを貫通させる孔を有し、各シース６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄをそれぞれ接着、熱溶着、半田付け、ロウ付け等によって固定する。
　第１シース６ａ、第２シース６ｂ、及び第３シース６ｃには、それぞれ図１２に示すように、第１線状部材５ａ、第２線状部材５ｂ、及び第３線状部材５ｃがそれぞれ挿通されている。なお、シースの数は、少なくとも３本あればよい。
　シース部材６は、第１シース６ａ、第２シース６ｂ、及び第３シース６ｃが編み込まれた構造を有する。図１２（ａ）に示すように、断面XII(a)を矢印の方向から見ると、左方から第１シース６ａ、第２シース６ｂ、及び第３シース６ｃが線状に配置される。次に、図１２（ｂ）に示すように、断面XII(b)を矢印の方向から見ると、上方に第１シース６ａ及び第３シース６ｃ、下方に第２シース６ｂとなり、環状に配置される。続いて、図１２（ｃ）に示すように、断面XII(c)を矢印の方向から見ると、上方から第１シース６ａ、第２シース６ｂ、及び第３シース６ｃが線状に配置される。次に、図１２（ｄ）に示すように、断面XII(d)を矢印の方向から見ると、上方に第１シース６ａ、左方中間に第２シース６ｂ、下方に第３シース６ｃとなり、環状に配置される。次に、図１２（ｅ）に示すように、断面XII(e)を矢印の方向から見ると、左方から、第３シース６ｃ、第２シース６ｂ、及び第１シース６ａが線状に配置される。ここまで編み込むことで、単位セグメントが完成し、その後、単位周期分が編み込まれ、さらに、同じような配列で連続して編み込まれる。
　このように、断面で見た場合に、第１シース６ａ、第２シース６ｂ、及び第３シース６ｃは、線状に配置される状態と環状に配置される状態が所定の間隔で交互に存在する。そして、断面で見た場合に、第１シース６ａ、第２シース６ｂ、及び第３シース６ｃｄが線状に配置される状態は、所定の第１の方向に線状に配置される状態と、第１の方向に対して垂直又はほぼ垂直な第２の方向に線状に配置される状態と、が交互に存在する。図１２に示す例では、紙面に垂直な方向が第１の方向、紙面に平行な上下方向が第２の方向である。
　また、第１シース６ａ、第２シース６ｂ、及び第３シース６ｃは、単位セグメント部毎に、同じ方向に線状に配置され、単位周期部毎に同じ方向に同じ順序で配置される。すなわち、２つの単位セグメント部が１つの単位周期部となる。そして、各シース６ａ，６ｂ，６ｃは、単位周期部の繰り返しによって形成されることが好ましい。なお、単位セグメント部の長さは、どの箇所でもすべて同じになることが好ましいが、多少ずれてもよい。
　第１保持部６１及び第２保持部６２は、図１２に示す例では、各シース６ａ，６ｂ，６ｃが第１の方向に線状に配置される位置に設定されているが、これに限らず、どの位置に設定してもよい。例えば、シース６が第２の方向に線状に配置される位置、又は、シース６が環状に配置される位置でもよい。
　第５実施形態のシース部材６のように、第１シース６ａ、第２シース６ｂ、及び第３シース６ｃの少なくとも３本のシース６が編み込まれることで、長手方向に直交する断面毎に、上下方向と左右方向にそれぞれの位置を代えて配置されるので、複数のシースがほどけることなく安定して保持され、且つ、シース間の経路長差を低減することが可能となる。また、単に編み込むだけで容易に作成することが可能となる。
　図１３は、本実施形態のマニピュレータ１を適用したマニピュレータシステム９０を示す。図１４は、本実施形態のマニピュレータ１の湾曲部４の一例を示す。図１５は、本実施形態のマニピュレータ１を適用したマニピュレータシステム９０のシステム構成図を示す。
　本実施形態に係るマニピュレータシステム９０は、図１に示したマニピュレータ１を適用する。マニピュレータシステム９０は、操作者Ｏにより操作される操作部９１、手術台ＢＤ上の患者Ｐの体内、例えば、大腸等の柔らかい臓器内に挿入可能な図１に示した長尺部３、及び長尺部３の先端に設置された内視鏡等を有する図１に示した湾曲部４等を有するマニピュレータ１と、マニピュレータ１を制御する制御部９２と、マニピュレータ１により取得された画像を表示する表示部９３と、を備えている。
　操作部９１は、図１３に示すように、操作台に取り付けられた一対の操作ハンドルと、床面上に配置されたフットスイッチ等を有している。操作部９１は、多関節構造を有してもよい。操作部９１は、長尺部３及び湾曲部４と機械的に接続され、長尺部３の湾曲操作を行う。また、操作した操作部９１の角度をエンコーダ等の角度取得部から取得し、その取得した信号によって、制御部９２は、ドライバ９２ａを介して湾曲部４を作動させる。
　マニピュレータ１は、図１４に示したように、湾曲部４として内視鏡４ａ及び屈曲または湾曲付処置具４ｂであり得る。また、従来の関節の無い処置具を挿通させる湾曲付ガイドチューブのようなものであっても良い。内視鏡４ａは、体内を照明し、画像を取得するための観察光学系、照明光学系、及び撮像素子等を備えている。観察光学系を経て撮像素子により取得された画像は、制御部９２内の画像処理部９２ｂに出力される。画像処理部９２ｂで処理された画像は、表示部９３に表示される。そして、操作者Ｏは、表示部９３に表示された画像を見ながらマニピュレータ１を操作する。
　このようなマニピュレータシステム９０によれば、安定して円滑に作動することが可能となる。
　以上、本実施形態のシース部材６によれば、線状の部材をそれぞれ挿通可能な少なくとも３本の可撓性を有する各シース６ａ，６ｂ，６ｃと、各シース６ａ，６ｂ，６ｃの一端側を保持する第１保持部６１と、各シース６ａ，６ｂ，６ｃの他端側を保持する第２保持部６２と、を備え、第１保持部６１及び第２保持部６２は、少なくとも３本のシース６ａ，６ｂ，６ｃの軸方向に直交する断面が直線状に並ぶように、各シース６ａ，６ｂ，６ｃを保持するので、３本以上の複数のシース６ａ，６ｂ，６ｃを的確に保持し、且つ、管状部材６ａ，６ｂ，６ｃ間の経路長差を低減することが可能となる。
　本発明の一実施形態に係るシース部材６によれば、少なくとも３本のシース６ａ，６ｂ，６ｃは、断面が繰り返し同じ配列となるように並べられる所定の長さの単位周期部を有し、単位周期部の始端位置と終端位置において、断面が同じ第１の配列で直線状に並び、単位周期部の始端位置と終端位置の間の中間位置において、断面が始端位置及び終端位置とは逆の第２の配列で直線状に並ぶので、各シース６ａ，６ｂ，６ｃ同士の保持力を高めることが可能となる。
　本発明の一実施形態に係るシース部材６によれば、第１保持部６１及び第２保持部６２は、各シース６ａ，６ｂ，６ｃの断面が第１の配列で直線状に並んだ両端を保持するので、線状の部材を容易に挿通することが可能となる。
　本発明の一実施形態に係るシース部材６によれば、第１保持部６１及び第２保持部６２のうち、一方は各シース６ａ，６ｂ，６ｃの断面が第１の配列で直線状に並んだ一端を保持し、他方は各シース６ａ，６ｂ，６ｃの断面が第２の配列で直線状に並んだ他端を保持するので、単位周期部よりも短い単位セグメント部を基準として長さを決定でき、各シース６ａ，６ｂ，６ｃの長さの自由度を高めることが可能となる。
　本発明の一実施形態に係るシース部材６によれば、単位周期部の始端位置と中間位置の間及び終端位置と中間位置の間で、各シース６ａ，６ｂ，６ｃを保持する中間保持部６３を有するので、各シース６ａ，６ｂ，６ｃ同士の保持力をより高めることが可能となる。
　本発明の一実施形態に係るシース部材６によれば、中間保持部６３は、各シース６ａ，６ｂ，６ｃの断面が直線状に並ぶように保持する矩形の直線状保持部６４と、各シース６ａ，６ｂ，６ｃの断面が環状に並ぶように保持する円形の環状保持部６５と、を有するので、各シース６ａ，６ｂ，６ｃ同士の保持力をより高めることが可能となる。
　本発明の一実施形態に係るシース部材６によれば、各シース６ａ，６ｂ，６ｃは、編み込まれているので、各シース６ａ，６ｂ，６ｃ同士の保持力をより高めることが可能となる。
　本発明の一実施形態に係るシース部材６によれば、各シース６ａ，６ｂ，６ｃの外周を覆うカバー部材６６を備えるので、各シース６ａ，６ｂ，６ｃ同士の保持力をより高めることが可能となる。
　本発明の一実施形態に係るマニピュレータ１は、駆動部２ａと、駆動部２ａが駆動することによって湾曲する湾曲部３と、駆動部２ａの駆動力を湾曲部３に伝達する少なくとも３本の線状部材５ａ，５ｂ，５ｃと、線状部材５ａ，５ｂ，５ｃをそれぞれ挿通する各シース６ａ，６ｂ，６ｃを有するシース部材６と、を備えるので、３本以上の複数の各シース６ａ，６ｂ，６ｃを的確に保持し、且つ、各シース６ａ，６ｂ，６ｃ間の経路長差を低減することができ、円滑に作動することが可能となる。
　また、本実施形態のマニピュレータシステム９０によれば、湾曲部４に処置具４ｂ及び内視鏡４ａを有する前記マニピュレータ１と、内視鏡４ａから得られた画像信号に対して画像処理を行う画像処理部９２ａと、画像処理部９２ａから送信された映像信号を表示する表示部９３と、を備えるので、前記マニピュレータ１に用いるシース部材６が、３本以上の複数の各シース６ａ，６ｂ，６ｃを的確に保持し、且つ、各シース６ａ，６ｂ，６ｃ間の経路長差を低減できることとなり、マニピュレータシステム９０を円滑に作動することが可能となる。
　なお、この実施形態によって本発明は限定されるものではない。すなわち、実施形態の説明に当たって、例示のために特定の詳細な内容が多く含まれるが、当業者であれば、これらの詳細な内容に色々なバリエーションや変更を加えても、本発明の範囲を超えないことは理解できよう。従って、本発明の例示的な実施形態は、権利請求された発明に対して、一般性を失わせることなく、また、何ら限定をすることもなく、述べられたものである。
１…マニピュレータ
２…本体部
３…長尺部
４…湾曲部
５…線状部材
６…シース部材
６ａ…第１シース（管状部材）
６ｂ…第２シース（管状部材）
６ｃ…第３シース（管状部材）
６ｄ…第４シース（管状部材）
６１…第１保持部
６２…第２保持部
６３…中間保持部
６４…直線状保持部
６５…環状保持部
６６…カバー部材
９０…マニピュレータシステム
９１…操作部
９２…システム制御部
９３…表示部

Claims (10)

  1. 　線状の部材をそれぞれ挿通可能な少なくとも３本の可撓性を有する管状部材と、
    　前記管状部材の一端側を保持する第１保持部と、
    　前記管状部材の他端側を保持する第２保持部と、
    を備え、
    　前記第１保持部及び前記第２保持部は、少なくとも３本の前記管状部材の軸方向に直交する断面が直線状に並ぶように、前記管状部材を保持する
    ことを特徴とするシース部材。
  2. 　前記少なくとも３本の管状部材は、
    　　前記断面が繰り返し同じ配列となるように並べられる所定の長さの単位周期部を有し、
    　　前記単位周期部の始端位置と終端位置において、前記断面が同じ第１の配列で直線状に並び、
    　　前記単位周期部の前記始端位置と前記終端位置の間の中間位置において、前記断面が前記始端位置及び前記終端位置とは逆の第２の配列で直線状に並ぶ
    ことを特徴とする請求項１に記載のシース部材。
  3. 　前記第１保持部及び前記第２保持部は、前記管状部材の前記断面が前記第１の配列で直線状に並んだ両端を保持する
    ことを特徴とする請求項２に記載のシース部材。
  4. 　前記第１保持部及び前記第２保持部のうち、
    　　一方は前記管状部材の前記断面が前記第１の配列で直線状に並んだ一端を保持し、
    　　他方は前記管状部材の前記断面が前記第２の配列で直線状に並んだ他端を保持する
    ことを特徴とする請求項２に記載のシース部材。
  5. 　前記単位周期部の前記始端位置と前記中間位置の間及び前記終端位置と前記中間位置の間で、前記管状部材を保持する中間保持部を有する
    ことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１つに記載のシース部材。
  6. 　前記中間保持部は、
    　　前記管状部材の前記断面が直線状に並ぶように保持する矩形の直線状保持部と、
    　　前記管状部材の前記断面が環状に並ぶように保持する円形の環状保持部と、
    を有する
    ことを特徴とする請求項５に記載のシース部材。
  7. 　前記管状部材は、編み込まれている
    ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１つに記載のシース部材。
  8. 　前記管状部材の外周を覆うカバー部材を備える
    ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１つに記載のシース部材。
  9. 　駆動部と、
    　前記駆動部が駆動することによって湾曲する湾曲部と、
    　前記駆動部の駆動力を前記湾曲部に伝達する少なくとも３本の線状部材と、
    　前記線状部材をそれぞれ挿通する前記管状部材を有する請求項１乃至７のいずれか１つに記載のシース部材と、
    を備える
    ことを特徴とするマニピュレータ。
  10. 　前記湾曲部に処置具及び内視鏡を有する請求項９に記載のマニピュレータと、
    　前記内視鏡から得られた画像信号に対して画像処理を行う画像処理部と、
    　前記画像処理部から送信された映像信号を表示する表示部と、
    を備える
    ことを特徴とするマニピュレータシステム。
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