WO2018096689A1 - 医療用処置具 - Google Patents

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香由 木村
雅敏 飯田
紀明 山中
修哉 城ケ崎
熊田 嘉之
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オリンパス株式会社
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    • A61B34/70Manipulators specially adapted for use in surgery
    • A61B34/71Manipulators operated by drive cable mechanisms

Definitions

  • the present invention relates to a medical treatment instrument.
  • a medical treatment tool that performs a procedure by grasping a living tissue or the like is known (for example, see Patent Document 1).
  • This medical treatment tool closes the gripping portion by a traction force applied to the operation portion disposed at the proximal end of the insertion portion by the gripping portion disposed at the distal end of the elongated insertion portion, and amplifies the traction force by a toggle mechanism. High gripping force by the gripping part is achieved.
  • the amplification factor by the toggle mechanism provided in the medical treatment tool of Patent Document 1 depends on the length dimension of the link member constituting the toggle mechanism. It is necessary to increase the length.
  • the link member needs to extend in the direction intersecting the traction force transmitting member for applying traction force, i.e., in the radial direction of the insertion portion. If the link member is lengthened, the diameter of the insertion portion must be increased, There is an inconvenience that the diameter of the insertion portion necessary for a medical treatment instrument that needs to be treated with minimal invasiveness cannot be reduced.
  • the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a medical treatment instrument that can achieve a high gripping force while reducing the diameter.
  • One aspect of the present invention is an elongated flexible insertion portion, a gripping portion supported at the distal end of the insertion portion so as to be openable and closable, and disposed at a proximal end of the insertion portion to generate power for driving the gripping portion.
  • a drive unit a power transmission member that transmits power generated by the drive unit to the tip of the insertion unit, a power amplification mechanism that amplifies the power transmitted by the power transmission member, and amplified by the power amplification mechanism
  • It is a medical treatment instrument provided with a toggle mechanism that amplifies and converts power into power in the opening / closing direction of the grip portion.
  • the gripping portion at the distal end of the insertion portion is operated to perform the treatment. it can.
  • the power generated by the drive unit is transmitted to the tip of the insertion unit by the power transmission member, amplified by the power amplification mechanism, and then converted while being amplified to the power in the opening / closing direction of the gripping unit by the toggle mechanism. It is done. Since the power input to the toggle mechanism is amplified by the power amplification mechanism, the gain in the toggle mechanism can be reduced, the toggle mechanism can be made smaller, and the diameter of the insertion portion can be reduced.
  • the power amplification mechanism may amplify the power by decelerating the movement of the power transmission member by the power supplied by the power transmission member. In this way, when the power generated by the drive unit is transmitted by the power transmission member, the power is amplified by being decelerated by the power amplification mechanism and input to the toggle mechanism. The power can be amplified simply by decelerating the power supplied by the transmission, and the configuration can be simplified.
  • the gripping portion includes a pair of gripping pieces at least one of which is rotatably supported with respect to the insertion portion, and the toggle mechanism has a first end portion that is a base of each gripping piece.
  • a pair of link members that are rotatably connected to the end portions, the second end portions are rotatably connected to each other, and are supported movably along a moving axis extending in the longitudinal direction of the insertion portion;
  • the link member is longer than the distance between the second end and the moving shaft, and a length obtained by projecting a line segment connecting the second end and the rotation center of the gripping piece onto the moving shaft is A line segment connecting the first end and the rotation center may be shorter than the length projected on the moving axis.
  • the said power transmission member is a wire which transmits tractive force along the longitudinal direction of the said insertion part, and the said power amplification mechanism winds the said wire and moves to the longitudinal direction of the said insertion part
  • the movable shaft includes a movable pulley connected to the second end portion, and the wire has a proximal end connected to the drive unit and sandwiches the rotary shaft of the movable pulley. It may extend substantially parallel to both sides, and the other end may be fixed to the insertion portion.
  • the said 2nd edge part of a pair of said link member may be rotatably connected in the said rotating shaft of the said movable pulley.
  • the fixed pulley attached rotatably about the axis line fixed to the said insertion part is provided,
  • the said wire may be wound between the said movable pulley and the said fixed pulley.
  • the power transmission member is a wire that transmits a traction force along the longitudinal direction of the insertion portion, and the power amplification mechanism is supported so as to be rotatable around an axis fixed to the insertion portion.
  • the power transmission member is a wire that transmits a traction force along the longitudinal direction of the insertion portion, and the power amplification mechanism is supported so as to be rotatable around an axis fixed to the insertion portion. And a fixed pulley around which the wire is wound, and a cam groove that is provided on the fixed pulley so as to extend gradually inward in the radial direction along one circumferential direction and guide the second end portion. .
  • the power transmission member is a wire that transmits a traction force along the longitudinal direction of the insertion portion, and the power amplification mechanism is supported so as to be rotatable around an axis fixed to the insertion portion.
  • a driven gear having a diameter larger than that of the drive gear meshing with the gear, and a cam groove provided on the driven gear so as to extend gradually inward in the radial direction along one circumferential direction and guide the second end portion. May be.
  • the power transmission member is a wire that transmits a traction force along the longitudinal direction of the insertion portion, and the power amplification mechanism is supported so as to be rotatable around an axis fixed to the insertion portion.
  • a planetary speed reducer comprising: a fixed pulley around which the wire is wound; an input gear concentrically fixed to the fixed pulley; and a planetary gear meshing with the input gear; one end from the center of the output shaft of the planetary speed reducer There may be provided a connecting link that is swingably connected to a distant position and the other end is swingably connected to the second end portion.
  • the power amplification mechanism may be a second toggle mechanism provided between the power transmission member and the toggle mechanism.
  • the power is doubly amplified by the toggle mechanisms provided in series, so that a high gripping force can be achieved while reducing the size of each toggle mechanism and reducing the diameter.
  • tip part which shows the state with which the front-end
  • the medical treatment instrument 1 includes an elongated flexible insertion portion 2, a grip portion 3 provided at the distal end of the insertion portion 2, and the insertion portion 2.
  • a drive unit 40 provided at the base end, a wire (power transmission member) 4 for transmitting the traction force generated by the drive unit 40, an amplification mechanism (power amplification mechanism) 5 for amplifying the traction force, and amplification by the amplification mechanism 5
  • a toggle mechanism 6 that converts the applied force into a force for opening and closing the grip portion 3.
  • the grip portion 3 includes a pair of grip pieces 3 a and 3 b that are fixed to the insert portion 2 and supported so as to be swingable about a rotation center extending in a direction orthogonal to the longitudinal axis of the insert portion 2. , 3b so that the distal end of the gripping pieces 3a, 3b can be moved in the closing direction by applying a force in a direction that widens the distance between the ends on the base end side relative to the rotation center of 3b so that the treatment object can be gripped It has become.
  • the drive unit 40 is a part that generates traction force by electric or manual operation, and applies the generated traction force to the proximal end of the wire 4.
  • the toggle mechanism 6 is configured so that the other end (first end) 7a of the two link members 7 to which one end (second end) 7b is slidably connected is the end on the proximal end side of the gripping pieces 3a and 3b. It is comprised by connecting to a part so that rocking
  • a connecting shaft (rotating shaft) 8 that connects the two link members 7 so as to be swingable at the second end 7b is provided in the insertion portion 2 along the longitudinal direction, as shown in FIG. It is accommodated in the long hole 9 and supported so as to be movable in the longitudinal direction.
  • the connecting shaft 8 is arranged at a position moved to the tip side in the longitudinal direction along the long hole 9, and FIG.
  • the connecting shaft 8 is arranged at a position moved to the proximal end side in the longitudinal direction.
  • the connecting shaft 8 has two link members 7. It is located slightly on the tip side from the straight line connecting the first end portions 7a.
  • the distance from the moving axis extending in the longitudinal direction along the center of the long hole 9 to the first end 7 a of each link member 7 is always set shorter than the length of the link member 7.
  • the length of the rotation center of one grip piece 3a, 3b and the connecting shaft 8 projected onto the movement axis is always shorter than the length of the line segment connecting the rotation center and the first end 7a projected onto the movement axis. It is set to be.
  • the amplification mechanism 5 includes a movable pulley 10 that is rotatably supported on the connecting shaft 8.
  • the wire 4 extending in the longitudinal direction from the proximal end side of the insertion portion 2 is wound around the movable pulley 10 and folded, and the distal end is fixed to the insertion portion 2.
  • two wires 4 extending from both sides of the connecting shaft 8 to the base end side are arranged on the movable pulley 10.
  • the insertion portion 2 is inserted into the body from the distal end side, and the grip portion 3 with the distal end opened is brought close to the treatment target site.
  • the drive unit 40 is operated to generate a traction force that pulls the wire 4 to the proximal end side.
  • the traction force applied to the wire 4 is transmitted to the distal end of the insertion portion 2 by the wire 4 and pulls the movable pulley 10 around which the wire 4 is wound to the proximal end side. Since the wire 4 wound around the movable pulley 10 extends to the base end side substantially parallel to both sides of the movable pulley 10 with the connecting shaft 8 interposed therebetween, the connecting shaft 8 to which the movable pulley 10 is fixed has 2
  • the pulling force generated on the wire 4 acts, and the connecting shaft 8 is pulled to the proximal end side with a force twice as large as the pulling force.
  • the movable pulley 10 functions as a moving pulley, and the movable pulley 10 is moved by a movement amount decelerated by half with respect to the movement amount of the wire 4 by pulling, so that the pulling force of the wire 4 is doubled.
  • the amplified force acts on the movable pulley 10 and is input to the connecting shaft 8 that is the input portion of the toggle mechanism 6.
  • the connecting shaft 8 of the link member 7 constituting the toggle mechanism 6 is moved to the position shown in FIG. 3, so that the pair of gripping pieces 3 a and 3 b with a large force amplified by the toggle mechanism 6.
  • the distance between the first end portions 7a connected to the base end side of the first end portion 7a is widened, whereby a large end force can be generated at the tips of the gripping pieces 3a and 3b.
  • the traction force applied to the wire 4 is amplified by the amplification mechanism 5 and then input to the toggle mechanism 6. It can be kept small. That is, there is an advantage that the length of the link member 7 that determines the amplification factor of the toggle mechanism 6 can be reduced, and the diameter of the insertion portion 2 can be reduced.
  • the movable pulley 10 that functions as a moving pulley
  • the traction force applied to the wire 4 extending in the longitudinal direction of the insertion portion 2 is amplified with a simple configuration, and the large acting on the connecting shaft 8 in the longitudinal direction. Can generate power.
  • the movable pulley 10 so as to be rotatable around the connecting shaft 8 of the link member 7, the longitudinal dimension of the toggle mechanism 6 and the amplifying mechanism 5 can be shortened. There is also an advantage that the hard length on the tip side from the portion can be shortened.
  • the mechanism for opening the ends of the pair of gripping pieces 3a and 3b is not particularly limited.
  • the mechanism is always urged in the opening direction by a spring (not shown).
  • another wire 11 that moves the movable pulley 10 to the distal end side by being pulled toward the proximal end side may be wound around the movable pulley 10. .
  • a fixed pulley 13 that is rotatably supported around an axis 12 fixed to the insertion portion 2 is provided, and the wire 4 wound around the movable pulley 10 is fixed.
  • a plurality of windings may be wound around the pulley 13, or a plurality of sets of the movable pulley 10 and the fixed pulley 13 may be provided. In this way, the traction force can be amplified and input to the toggle mechanism 6 with an amplification factor corresponding to the number of turns.
  • the amplifying mechanism 5 instead of the movable pulley 10, as shown in FIGS. 6 and 7, a fixed pulley 15 that is supported rotatably around an axis 14 fixed to the insertion portion 2 is adopted.
  • the other end of the connecting link 17 whose one end is swingably connected inward in the radial direction from the outer peripheral surface around which the wire 16 is wound is connected to the connecting shaft 8 of the link member 7 of the toggle mechanism 6 so as to be swingable. It may be.
  • the moment generated in the fixed pulley 15 by the traction force of the wire 16 can generate a force larger than the traction force in the connecting link 17 having a shorter moment arm, and the traction force is amplified and toggled. Input to the mechanism 6 is possible.
  • the opening and closing of the grip portion 3 can be switched by switching the wire 16 to be pulled.
  • a cam groove 18 is provided in the fixed pulley 15 and the shaft fixed to the connecting shaft 8. 19 may be accommodated in the cam groove 18.
  • the cam groove 18 is formed so as to be gradually curved inward in the radial direction toward one direction in the circumferential direction of the fixed pulley 15, and according to the rotation direction of the fixed pulley 15.
  • the accommodated shaft 19 is guided to the distal end side or the proximal end side along the long hole 9.
  • a drive gear 20 is provided concentrically on the fixed pulley 15, and a driven gear meshing with the drive gear 20.
  • 21 may be provided with a cam groove 18.
  • the relationship between the cam groove 18 of the driven gear 21 and the shaft 19 is the same as the relationship between the cam groove 18 of the fixed pulley 15 and the shaft 19 shown in FIGS.
  • the driving gear 20 is reduced in diameter and the driven gear 21 is increased in diameter so that the power of the driving gear 20 is reduced and transmitted to the driven gear 21. Therefore, the traction force is further increased by the reduction ratio.
  • the reduction ratio there is an advantage that it can be amplified.
  • the driven gear 21 is increased to the same outer diameter as that of the fixed pulley 15, and a large reduction ratio is ensured, while the insertion portion 2.
  • the outer diameter can be suppressed.
  • a planetary speed reducer having (not shown) may be employed.
  • the output shaft of the planetary reduction gear and the connecting shaft 8 of the link member 7 may be connected by the connecting link 17.
  • the moment generated by the fixed pulley 15 due to the traction force applied to the wire 16 is amplified by the planetary speed reducer and input to the toggle mechanism 6, so that the gripping force of the gripping portion 3 is improved and the diameter of the insertion portion 2 is reduced. be able to.
  • a second toggle mechanism 22 may be provided as the power amplification mechanism 5 that increases the power input to the toggle mechanism 6.
  • the second toggle mechanism 22 includes a connecting link 23 that is swingably connected to the connecting shaft 8 of the link member 7 of the toggle mechanism 6, and 2 that is arranged in parallel in the radial direction on the proximal end side of the connecting link 23.
  • a pair of link units 24 and two link members 25 arranged so as to span between the link units 24 are provided.
  • the two sets of link units 24 are configured such that one ends of two link members 26 and 27 are swingably connected to a connecting shaft 28, the other end of one link member 26 is connected to the connecting link 23, and the other link member The other end of 27 is slidably connected to a fixed shaft 29 fixed to the insertion portion 2.
  • One end of each of the two link members 25 is swingably connected to the connecting shaft 30, and the other end is swingably connected to the connecting shaft 28 of the link unit 24.
  • tip of the wire-shaped power transmission member 31 which can be pushed / pulled in a longitudinal direction in the base end side of the insertion part 2 is connected to the connection shaft 30 of the two link members 25.
  • the traction force applied to the power transmission member 31 is doubled by the toggle mechanism 6 configured at the proximal ends of the gripping pieces 3a and 3b and the second toggle mechanism 22 connected in series to the toggle mechanism 6. Therefore, there is an advantage that the gripping force by the gripping portion 3 can be improved while reducing the length of the link members 7 and 25 of the toggle mechanisms 6 and 22 and reducing the diameter.

Abstract

細径化を図りながら、高い把持力を達成すること目的として、本発明に係る医療用処置具(1)は、細長い軟性の挿入部(2)と、挿入部(2)の先端に開閉可能に支持された把持部(3)と、挿入部(2)の基端に配置され、把持部(3)を駆動する動力を発生させる駆動部と、駆動部により発生した動力を挿入部(2)の先端まで伝達する動力伝達部材(4)と、動力伝達部材(4)により伝達された動力を増幅する動力増幅機構(5)と、動力増幅機構(5)により増幅された動力を把持部(3)の開閉方向の動力に増幅して変換するトグル機構(6)とを備える。

Description

医療用処置具
 本発明は、医療用処置具に関するものである。
 生体組織等を把持して手技を行う医療用処置具が知られている(例えば、特許文献1参照。)。この医療用処置具は、細長い挿入部の先端に配置された把持部を挿入部の基端に配置された操作部に加えた牽引力によって把持部を閉じるものであり、トグル機構によって牽引力を増幅して把持部による高い把持力を達成している。
特開2012-187311号公報
 しかしながら、特許文献1の医療用処置具に備えられたトグル機構による増幅率は、トグル機構を構成しているリンク部材の長さ寸法に依存し、増幅率を高く設定しようとすると、リンク部材の長さを長くする必要がある。リンク部材は、牽引力を付与する牽引力伝達部材に対して交差する方向、すなわち、挿入部の径方向に延ばす必要があり、リンク部材を長くすると、挿入部の径寸法を増大させざるを得ず、低侵襲で処置を行う必要のある医療用処置具に必要な挿入部の細径化を図ることができないという不都合がある。
 本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、細径化を図りながら、高い把持力を達成することができる医療用処置具を提供することを目的としている。
 本発明の一態様は、細長い軟性の挿入部と、該挿入部の先端に開閉可能に支持された把持部と、前記挿入部の基端に配置され、前記把持部を駆動する動力を発生させる駆動部と、該駆動部により発生した動力を前記挿入部の先端まで伝達する動力伝達部材と、該動力伝達部材により伝達された動力を増幅する動力増幅機構と、該動力増幅機構により増幅された動力を前記把持部の開閉方向の動力に増幅して変換するトグル機構とを備える医療用処置具である。
 本態様によれば、軟性の挿入部を体内に挿入し、挿入部の基端に配置された駆動部を作動させることにより、挿入部の先端の把持部が作動させられて処置を行うことができる。駆動部により発生した動力は、動力伝達部材によって挿入部の先端まで伝達され、動力増幅機構によって増幅された後にトグル機構によって把持部の開閉方向の動力に増幅しながら変換され、把持部が開閉させられる。トグル機構に入力される動力を動力増幅機構によって増幅するので、トグル機構における増幅率を低減してトグル機構を小さく構成することができ、挿入部の細径化を図ることができる。
 上記態様においては、前記動力増幅機構が、前記動力伝達部材により供給される動力による前記動力伝達部材の移動を減速することにより動力を増幅してもよい。
 このようにすることで、駆動部により発生した動力が動力伝達部材によって伝達されると、動力増幅機構によって減速されることにより増幅されてトグル機構に入力される。伝達により供給される動力を減速するだけで動力を増幅でき、簡易に構成することができる。
 また、上記態様においては、前記把持部は、少なくとも一方が前記挿入部に対して回転可能に支持された一対の把持片を備え、前記トグル機構は、第1端部が各前記把持片の基端部に回転可能に連結され、第2端部が相互に回転可能に連結されるとともに前記挿入部の長手方向に延びる移動軸に沿って移動可能に支持された一対のリンク部材を備え、各該リンク部材が、前記第2端部と前記移動軸との距離より長く、前記第2端部と前記把持片の回転中心とを結んだ線分を前記移動軸に投影した長さが、前記第1端部と前記回転中心とを結んだ線分を前記移動軸に投影した長さより短くてもよい。
 このようにすることで、トグル機構の第2端部を挿入部の長手方向に沿って基端側に移動させると、2本のリンク部材がそれぞれ第1端部を中心として揺動し、第1端部が連結されている一対の把持片の基端部間の距離を広げるので、少なくとも一方の把持片が回転中心回りに揺動して両把持片の先端が閉じられる。そして、2つのリンク部材のなす角度が180°に近くなるに従って、一つの把持片の基端部間の距離を広げる方向に作用する力が急激に増大し、把持片の先端に大きな端力を発生させることができる。
 また、上記態様においては、前記動力伝達部材が、前記挿入部の長手方向に沿って牽引力を伝達するワイヤであり、前記動力増幅機構が、前記ワイヤを巻き掛けて前記挿入部の長手方向に移動可能に支持されるとともに、回転軸が前記第2端部に連結された可動プーリを備え、前記ワイヤは、基端が前記駆動部に接続されるとともに、前記可動プーリの前記回転軸を挟んだ両側に略平行に延び、他端が前記挿入部に固定されていてもよい。
 このようにすることで、ワイヤに牽引力を加えると、可動プーリの回転軸を挟んだ両側に略平行に延びる2本のワイヤにそれぞれ牽引力と同じ大きさの張力が作用するので、可動プーリが回転軸は、ワイヤに加える牽引力の2倍の力で牽引される。これにより、回転軸が連結されているトグル機構の第2端部に牽引力を2倍に増幅した力を作用させることができ、トグル機構のリンク部材の長さを抑えて挿入部の細径化を図りながら、高い把持力を達成することができる。
 また、上記態様においては、前記可動プーリの前記回転軸において、一対の前記リンク部材の前記第2端部どうしが回転可能に連結されていてもよい。
 このようにすることで、可動プーリの回転軸に加わるワイヤの牽引力の2倍の力を直接、トグル機構に入力することができる。
 また、上記態様においては、前記挿入部に固定された軸線回りに回転可能に取り付けられた固定プーリを備え、前記ワイヤが、前記可動プーリと前記固定プーリとの間に巻き掛けられていてもよい。
 このようにすることで、可動プーリと固定プーリとの間に巻き掛けられるワイヤの巻き数に応じて、可動プーリの回転軸に作用する力の倍率を設定することができ、さらに大きな力をトグル機構に入力することができる。
 また、上記態様においては、前記動力伝達部材が、前記挿入部の長手方向に沿って牽引力を伝達するワイヤであり、前記動力増幅機構が、前記挿入部に固定された軸線回りに回転可能に支持され前記ワイヤを巻き掛けた固定プーリと、一端が前記固定プーリの外径よりも小さい半径の位置に揺動可能に連結され他端が前記第2端部に揺動可能に連結された連結リンクとを備えていてもよい。
 このようにすることで、ワイヤの基端に牽引力を加えると、固定プーリには、牽引力の大きさに固定プーリの外径を乗算した大きさのモーメントが発生する。一方、固定プーリに連結されている連結リンクの第2端部には、該第2端部の位置の半径で上記モーメントを除算した大きさの力が作用する。第2端部の位置の半径を固定プーリの外径より小さくすることで、連結リンクの第2端部に牽引力より大きな力を作用させることができ、牽引力を増幅した力をトグル機構に入力することができる。
 また、上記態様においては、前記動力伝達部材が、前記挿入部の長手方向に沿って牽引力を伝達するワイヤであり、前記動力増幅機構が、前記挿入部に固定された軸線回りに回転可能に支持され前記ワイヤを巻き掛けた固定プーリと、該固定プーリに周方向一方向に沿って漸次径方向内方に延びて設けられるとともに前記第2端部を案内するカム溝とを備えていてもよい。
 このようにすることで、ワイヤの基端に牽引力を加えると、固定プーリには、牽引力の大きさに固定プーリの外径を乗算した大きさのモーメントが発生し、固定プーリが回転する。固定プーリが回転することにより固定プーリに設けられたカム溝が移動すると、カム溝によって案内されているリンク部材の第2端部が固定プーリの回転軸に近接する方向に移動させられ、モーメントの腕が小さくなるので、ワイヤによって発生したモーメントをバランスさせるために第2端部に作用する力が増大する。その結果、牽引力を増幅した力をトグル機構に入力することができる。
 また、上記態様においては、前記動力伝達部材が、前記挿入部の長手方向に沿って牽引力を伝達するワイヤであり、前記動力増幅機構が、前記挿入部に固定された軸線回りに回転可能に支持され前記ワイヤを巻き掛けた固定プーリと、該固定プーリに同心に固定され、該固定プーリの外径より小径の駆動ギヤと、前記挿入部に固定された軸線回りに回転可能に支持され前記駆動ギヤに噛み合う該駆動ギヤより大径の従動ギヤと、該従動ギヤに周方向一方向に沿って漸次径方向内方に延びて設けられるとともに前記第2端部を案内するカム溝とを備えていてもよい。
 このようにすることで、ワイヤの基端に牽引力を加えると、固定プーリには、牽引力の大きさに固定プーリの外径を乗算した大きさのモーメントが発生し、固定プーリが回転する。これにより、固定プーリに同心に固定された駆動ギヤが回転し、駆動ギヤに噛み合う従動ギヤが回転させられる。従動ギヤを駆動ギヤより大径としているので、両者の噛み合いによってモーメントが増幅される。従動ギヤの回転により、従動ギヤに設けられたカム溝が移動すると、カム溝によって案内されているリンク部材の第2端部が従動ギヤの軸線に近接する方向に移動させられ、モーメントの腕が小さくなるので、ワイヤによって発生したモーメントをバランスさせるために第2端部に作用する力が増大する。その結果、ワイヤに加えた牽引力を2重に増幅した力をトグル機構に入力することができる。
 また、上記態様においては、前記動力伝達部材が、前記挿入部の長手方向に沿って牽引力を伝達するワイヤであり、前記動力増幅機構が、前記挿入部に固定された軸線回りに回転可能に支持され前記ワイヤを巻き掛けた固定プーリと、該固定プーリに同心に固定された入力ギヤと該入力ギヤに噛み合う遊星ギヤとを備える遊星減速機と、一端が前記遊星減速機の出力軸の中心から離れた位置に揺動可能に連結され他端が前記第2端部に揺動可能に連結された連結リンクとを備えていてもよい。
 このようにすることで、ワイヤの基端に牽引力を加えると、固定プーリには、牽引力の大きさに固定プーリの外径を乗算した大きさのモーメントが発生し、固定プーリが回転する。これにより、固定プーリに同心に固定された入力ギヤが回転し、入力ギヤに噛み合う遊星ギヤを備える遊星減速機により、入力ギヤの回転が減速されて出力される。これにより、出力軸に連結された連結リンクの一端に、ワイヤに加えた牽引力を増幅した力を作用させることができ、連結リンクの他端が連結されたトグル機構に増幅された力を入力することができる。
 また、上記態様においては、前記動力増幅機構が、前記動力伝達部材と前記トグル機構との間に設けられた第2のトグル機構であってもよい。
 このようにすることで、直列に設けられたトグル機構によって動力を2重に増幅するので、各トグル機構を小型にして細径化を図りながら、高い把持力を達成することができる。
 本発明によれば、細径化を図りながら、高い把持力を達成することができるという効果を奏する。
本発明の一実施形態に係る医療用処置具の斜視図である。 本発明の一実施形態に係る医療用処置具であって、把持片の先端が開かれた状態を示す先端部の縦断面図である。 図2の医療用処置具の把持片の先端が閉じられた状態を示す先端部の縦断面図である。 図2の医療用処置具の把持片の先端を開く機構を説明する先端部の縦断面図である。 図2の医療用処置具の第1の変形例を示す先端部の縦断面図である。 図2の医療用処置具の第2の変形例であって、把持片の先端を開く動作を示す先端部の縦断面図である。 図6の医療用処置具の把持片の先端を閉じる動作を示す先端部の縦断面図である。 図2の医療用処置具の第3の変形例であって、把持片の先端を開く動作を示す先端部の縦断面図である。 図8の医療用処置具の把持片の先端を閉じる動作を示す先端部の縦断面図である。 図2の医療用処置具の第4の変形例を示す先端部の縦断面図である。 図2の医療用処置具の第5の変形例を示す先端部の縦断面図である。 図2の医療用処置具の第6の変形例を示す先端部の縦断面図である。
 本発明の一実施形態に係る医療用処置具1について、図面を参照して以下に説明する。
 本実施形態に係る医療用処置具1は、図1および図2に示されるように、細長い軟性の挿入部2と、該挿入部2の先端に設けられた把持部3と、挿入部2の基端に設けられた駆動部40と、駆動部40により発生した牽引力を伝達するワイヤ(動力伝達部材)4と、牽引力を増幅する増幅機構(動力増幅機構)5と、該増幅機構5により増幅された力を、把持部3を開閉させるための力に変換するトグル機構6とを備えている。
 把持部3は、挿入部2に固定され、挿入部2の長手軸に直交する方向に延びる回転中心回りに揺動可能に支持された一対の把持片3a,3bを備え、2つの把持片3a,3bの回転中心よりも基端側の端部の間隔を広げる方向に力を加えることにより、把持片3a,3bの先端を閉じる方向に移動させ、処置対象物を把持することができるようになっている。
 駆動部40は、電動あるいは手動により牽引力を発生する部分であり、発生した牽引力をワイヤ4の基端に加えるようになっている。
 トグル機構6は、一端(第2端部)7bが揺動可能に連結された2本のリンク部材7の他端(第1端部)7aをそれぞれ把持片3a,3bの基端側の端部に揺動可能に連結することにより構成されている。
 第2端部7bにおいて2本のリンク部材7を揺動可能に連結している連結軸(回転軸)8は、図3に示されるように、挿入部2に長手方向に沿って設けられた長孔9に収容されて、長手方向に移動可能に支持されている。
 図2に示されるように、一対の把持片3a,3bの先端が開かれた状態では、連結軸8は長孔9に沿って長手方向の先端側に移動した位置に配置され、図3に示されるように、一対の把持片3a,3bの先端が閉じられた状態では、連結軸8は長手方向に基端側に移動した位置に配置されるようになっている。
 図3に示されるように、一対の把持片3a,3bの先端が閉じられることにより連結軸8が最も基端側に配置された状態であっても、連結軸8は、2つのリンク部材7の第1端部7aを結ぶ直線より若干先端側に位置している。
 そして、長孔9の中心に沿って長手方向に延びる移動軸から各リンク部材7の第1端部7aまでの距離は、リンク部材7の長さより常に短く設定されている。
 さらに、一つの把持片3a,3bの回転中心と連結軸8とを移動軸に投影した長さは、回転中心と第1端部7aとを結ぶ線分を移動軸に投影した長さより常に短くなるように設定されている。
 増幅機構5は、連結軸8に回転可能に支持された可動プーリ10を備えている。挿入部2の基端側から長手方向の延びるワイヤ4を可動プーリ10に巻き掛けて折り返し、先端を挿入部2に固定することにより構成されている。これにより、可動プーリ10には連結軸8を挟んだ両側から基端側に延びる2本のワイヤ4が配置されている。
 このように構成された本実施形態に係る医療用処置具1の作用について以下に説明する。
 本実施形態に係る医療用処置具1を用いて処置対象部位を処置するには、挿入部2を先端側から体内に挿入し、先端が開かれた状態の把持部3を処置対象部位に近接させる。
 そして、駆動部40を作動させて、ワイヤ4を基端側に牽引する牽引力を発生させる。ワイヤ4に加えられた牽引力は、ワイヤ4によって挿入部2の先端まで伝達され、ワイヤ4が巻き掛けられている可動プーリ10を基端側に牽引する。可動プーリ10に巻き掛けられたワイヤ4は可動プーリ10の連結軸8を挟んだ両側に略平行に基端側に延びているので、可動プーリ10が固定されている連結軸8には、2本のワイヤ4に発生している牽引力が作用し、連結軸8が牽引力の2倍の力で基端側に牽引される。
 すなわち、可動プーリ10が動滑車として機能し、ワイヤ4の牽引による移動量に対して半分に減速された移動量だけ可動プーリ10が移動させられることにより、ワイヤ4の牽引力に対して2倍に増幅された力が可動プーリ10に作用し、トグル機構6の入力部である連結軸8に入力される。これにより、トグル機構6を構成しているリンク部材7の連結軸8が、図3に示される位置まで移動させられることにより、トグル機構6によって増幅された大きな力で一対の把持片3a,3bの基端側の端部に連結された第1端部7aどうしの間隔が広げられ、それによって、把持片3a,3bの先端に大きな端力を発生させることができる。
 このように、本実施形態に係る医療用処置具1によれば、ワイヤ4に加えられた牽引力を増幅機構5によって増幅してからトグル機構6に入力しているので、トグル機構6による増幅を小さく抑えることができる。すなわち、トグル機構6の増幅率を決定しているリンク部材7の長さを短く抑えることができて、挿入部2の細径化を図ることができるという利点がある。
 特に、動滑車として機能する可動プーリ10を利用することにより、簡易な構成で、挿入部2の長手方向に延びるワイヤ4に加えた牽引力を増幅して、連結軸8に長手方向に作用する大きな力を発生させることができる。
 また、可動プーリ10をリンク部材7の連結軸8回りに回転可能に設けることで、トグル機構6および増幅機構5の長手方向の寸法を短縮でき、挿入部2に湾曲部を設ける場合に、湾曲部より先端側の硬質長を短縮することができるという利点もある。
 なお、本実施形態においては、一対の把持片3a,3bの先端を開く方向の機構については特に限定されるものではなく、例えば、図示しないバネによって、常時先端を開く方向に付勢しておいてもよいし、図4に示されるように、基端側に牽引することにより可動プーリ10を先端側に移動させるような他のワイヤ11を可動プーリ10に巻き掛けておくことにしてもよい。
 また、本実施形態においては、図5に示されるように、挿入部2に固定された軸線12回りに回転可能に支持された固定プーリ13を設け、可動プーリ10に巻き掛けたワイヤ4を固定プーリ13との間で複数巻き巻き掛けることにしてもよいし、可動プーリ10と固定プーリ13を複数組設けてもよい。このようにすることで、巻き数に応じた増幅率で牽引力を増幅してトグル機構6に入力することができる。
 また、増幅機構5としては、可動プーリ10に代えて、図6および図7に示されるように、挿入部2に固定された軸線14回りに回転可能に支持された固定プーリ15を採用し、ワイヤ16が巻き掛けられる外周面よりも径方向内方に一端が揺動可能に連結された連結リンク17の他端をトグル機構6のリンク部材7の連結軸8に揺動可能に連結することにしてもよい。
 このようにすることで、ワイヤ16の牽引力によって固定プーリ15に発生したモーメントによって、モーメントの腕がより短い連結リンク17に、牽引力よりも大きな力を発生させることができ、牽引力を増幅してトグル機構6に入力することができる。この場合、図6および図7に示されるように、牽引するワイヤ16を切り替えることにより、把持部3の開閉を切り替えることができる。
 また、増幅機構5としては、図6および図7の連結リンク17に代えて、図8および図9に示されるように、固定プーリ15にカム溝18を設け、連結軸8に固定されたシャフト19をカム溝18に収容することにしてもよい。カム溝18は、図8に示されるように、固定プーリ15の周方向の一方向に向かって径方向内方に漸次向かうように湾曲して形成されており、固定プーリ15の回転方向に応じて、収容しているシャフト19を長孔9に沿う先端側あるいは基端側に案内するようになっている。
 このようにすることで、図9に示されるように、ワイヤ16に牽引力を加えて固定プーリ15を回転させると、シャフト19がカム溝18に沿って径方向内方に移動する結果、カム溝18の接線に直交する方向にシャフト19に加わる力の方向と固定プーリ15の回転中心との距離(モーメントの腕)が短くなり、シャフト19に加わる力を増幅して、トグル機構6に入力することができる。
 また、図8に示されるように、図9とは逆側のワイヤ16を牽引することで、シャフト19を先端側に押し出して、一対の把持片3a,3bの先端を開くことができる。
 さらに、増幅機構5としては、固定プーリ15にカム溝18を設けることに代えて、図10に示されるように、固定プーリ15に同心に駆動ギヤ20を設け、該駆動ギヤ20に噛み合う従動ギヤ21にカム溝18を設けることにしてもよい。この場合に、従動ギヤ21のカム溝18とシャフト19との関係は図8および図9の固定プーリ15のカム溝18とシャフト19との関係と同じである。
 図10の場合には、駆動ギヤ20を小径とし、従動ギヤ21を大径とすることで、駆動ギヤ20の動力が従動ギヤ21に減速されて伝達されるので、牽引力をその減速比分だけさらに増幅することができるという利点がある。また、駆動ギヤ20を固定プーリ15に対して十分に小径とすることで、従動ギヤ21を固定プーリ15と同等の外径寸法まで大きくして、減速比を大きく確保しながら、挿入部2の外径寸法を抑えることができるという利点もある。
 また、駆動ギヤ20と従動ギヤ21とからなる減速機に代えて、図11に示されるように、固定プーリ15に同心に設けた駆動ギヤ(入力ギヤ:図示略)に噛み合う1以上の遊星ギヤ(図示略)を有する遊星減速機を採用してもよい。この場合、遊星減速機の出力軸とリンク部材7の連結軸8とを連結リンク17によって連結することにすればよい。ワイヤ16に加えた牽引力により固定プーリ15によって発生するモーメントが遊星減速機によって増幅されてトグル機構6に入力されるので、把持部3の把持力の向上と挿入部2の細径化とを図ることができる。
 さらに、トグル機構6に入力する動力を増大させる動力増幅機構5として、図12に示されるように、第2のトグル機構22を設けることにしてもよい。第2のトグル機構22は、トグル機構6のリンク部材7の連結軸8に揺動可能に連結された連結リンク23と、該連結リンク23の基端側に径方向に並列に配置される2組のリンクユニット24と、該リンクユニット24間に掛け渡すように配置された2本のリンク部材25とを備えている。
 2組のリンクユニット24は、2本のリンク部材26,27の一端を連結軸28において揺動可能に連結してなり、一方のリンク部材26の他端が連結リンク23に、他方のリンク部材27の他端が挿入部2に固定された固定軸29にそれぞれ揺動可能に連結されている。2本のリンク部材25も一端が連結軸30において揺動可能に連結され、他端がそれぞれリンクユニット24の連結軸28に揺動可能に連結されている。
 そして、挿入部2の基端側において長手方向に押し引き可能なワイヤ状の動力伝達部材31の先端が2本のリンク部材25の連結軸30に接続されている。
 これにより、把持片3a,3bの基端に構成されたトグル機構6と、該トグル機構6に直列に接続された第2のトグル機構22とにより、動力伝達部材31に加えた牽引力が2重に増幅されるので、各トグル機構6,22のリンク部材7,25の長さを抑えて細径化を図りながら、把持部3による把持力を向上することができるという利点がある。
 1 医療用処置具
 2 挿入部
 3 把持部
 3a,3b 把持片
 4,16 ワイヤ(動力伝達部材)
 5 増幅機構(動力増幅機構)
 6 トグル機構
 7 リンク部材
 8 連結軸(回転軸)
 7a 他端(第1端部)
 7b 一端(第2端部)
 10 可動プーリ
 14 軸線
 15 固定プーリ
 17 連結リンク
 18 カム溝
 20 駆動ギヤ
 21 従動ギヤ
 22 第2のトグル機構(動力増幅機構)
 31 動力伝達部材
 40 駆動部

Claims (11)

  1.  細長い軟性の挿入部と、
     該挿入部の先端に開閉可能に支持された把持部と、
     前記挿入部の基端に配置され、前記把持部を駆動する動力を発生させる駆動部と、
     該駆動部により発生した動力を前記挿入部の先端まで伝達する動力伝達部材と、
     該動力伝達部材により伝達された動力を増幅する動力増幅機構と、
     該動力増幅機構により増幅された動力を前記把持部の開閉方向の動力に増幅して変換するトグル機構とを備える医療用処置具。
  2.  前記動力増幅機構が、前記動力伝達部材により供給される動力による前記動力伝達部材の移動を減速することにより動力を増幅する請求項1に記載の医療用処置具。
  3.  前記把持部は、少なくとも一方が前記挿入部に対して回転可能に支持された一対の把持片を備え、
     前記トグル機構は、第1端部が各前記把持片の基端部に回転可能に連結され、第2端部が相互に回転可能に連結されるとともに前記挿入部の長手方向に延びる移動軸に沿って移動可能に支持された一対のリンク部材を備え、各該リンク部材が、前記第2端部と前記移動軸との距離より長く、前記第2端部と前記把持片の回転中心とを結んだ線分を前記移動軸に投影した長さが、前記第1端部と前記回転中心とを結んだ線分を前記移動軸に投影した長さより短い請求項1または請求項2に記載の医療用処置具。
  4.  前記動力伝達部材が、前記挿入部の長手方向に沿って牽引力を伝達するワイヤであり、
     前記動力増幅機構が、前記ワイヤを巻き掛けて前記挿入部の長手方向に移動可能に支持されるとともに、回転軸が前記第2端部に連結された可動プーリを備え、
     前記ワイヤは、基端が前記駆動部に接続されるとともに、前記可動プーリの前記回転軸を挟んだ両側に略平行に延び、他端が前記挿入部に固定されている請求項3に記載の医療用処置具。
  5.  前記可動プーリの前記回転軸において、一対の前記リンク部材の前記第2端部どうしが回転可能に連結されている請求項4に記載の医療用処置具。
  6.  前記挿入部に固定された軸線回りに回転可能に取り付けられた固定プーリを備え、
     前記ワイヤが、前記可動プーリと前記固定プーリとの間に巻き掛けられている請求項4または請求項5に記載の医療用処置具。
  7.  前記動力伝達部材が、前記挿入部の長手方向に沿って牽引力を伝達するワイヤであり、
     前記動力増幅機構が、前記挿入部に固定された軸線回りに回転可能に支持され前記ワイヤを巻き掛けた固定プーリと、一端が前記固定プーリの外径よりも小さい半径の位置に揺動可能に連結され他端が前記第2端部に揺動可能に連結された連結リンクとを備える請求項3に記載の医療用処置具。
  8.  前記動力伝達部材が、前記挿入部の長手方向に沿って牽引力を伝達するワイヤであり、
     前記動力増幅機構が、前記挿入部に固定された軸線回りに回転可能に支持され前記ワイヤを巻き掛けた固定プーリと、該固定プーリに周方向一方向に沿って漸次径方向内方に延びて設けられるとともに前記第2端部を案内するカム溝とを備える請求項3に記載の医療用処置具。
  9.  前記動力伝達部材が、前記挿入部の長手方向に沿って牽引力を伝達するワイヤであり、
     前記動力増幅機構が、前記挿入部に固定された軸線回りに回転可能に支持され前記ワイヤを巻き掛けた固定プーリと、該固定プーリに同心に固定され、該固定プーリの外径より小径の駆動ギヤと、前記挿入部に固定された軸線回りに回転可能に支持され前記駆動ギヤに噛み合う該駆動ギヤより大径の従動ギヤと、該従動ギヤに周方向一方向に沿って漸次径方向内方に延びて設けられるとともに前記第2端部を案内するカム溝とを備える請求項3に記載の医療用処置具。
  10.  前記動力伝達部材が、前記挿入部の長手方向に沿って牽引力を伝達するワイヤであり、
     前記動力増幅機構が、前記挿入部に固定された軸線回りに回転可能に支持され前記ワイヤを巻き掛けた固定プーリと、該固定プーリに同心に固定された入力ギヤと該入力ギヤに噛み合う遊星ギヤとを備える遊星減速機と、一端が前記遊星減速機の出力軸の中心から離れた位置に揺動可能に連結され他端が前記第2端部に揺動可能に連結された連結リンクとを備える請求項3に記載の医療用処置具。
  11.  前記動力増幅機構が、前記動力伝達部材と前記トグル機構との間に設けられた第2のトグル機構である請求項1に記載の医療用処置具。
     
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