WO2022168342A1 - 外科用器具 - Google Patents

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WO2022168342A1
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博一 網野
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株式会社メドメタレックス
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Definitions

  • This invention relates to surgical instruments used in minimally invasive surgery such as laparoscopic surgery.
  • Patent Document 1 relates to surgical instruments used in laparoscopic surgery and the like.
  • This surgical instrument is broadly divided into tool heads 1, 2, a central system 3, a body portion 5 and a proximal handle 4 from the distal side.
  • the tool head portion at the distal end can be freely moved in the lateral direction or the like by hand operation of the operator. can be released.
  • the central system 3 is mainly responsible for the function of converting the operation at hand of the operator into movement of the tool head.
  • a third outer shaft 3a, a second intermediate shaft 3b, a central rod 3c, a universal joint 3d, a rigid slider 3e, a cylinder 3f, a rear rotating collar 3g, rigid links 3h, 3i, a front cover. 2a, a rigid cylindrical rod 2b, a front rotating collar 2c, etc. are required.
  • Surgical instruments are used very close to the surgical field inside the patient's body and are used in surgery within a limited time, so they must be robust and must not break down during surgery. If a part of the surgical instrument falls into the surgical field, it is necessary to find and extract the part, which poses a serious problem.
  • the functionality of freely moving the tool head at the distal end and the safety of the surgical instrument thus conflict with each other.
  • the present invention has been made in view of the above points, and its object is to provide a surgical instrument for use in minimally invasive surgery such as laparoscopic surgery, in which the head portion can be freely moved by a simple manual operation by the operator. To provide a highly safe surgical instrument which can be moved freely and has a reduced number of parts.
  • the present invention (1) comprises a tool head having degrees of freedom in the longitudinal and lateral directions at the distal portion, and a longitudinal direction of the tool head at the proximal portion.
  • a surgical instrument comprising a first operating portion for manipulating a degree of freedom and a second operating portion for manipulating a lateral degree of freedom, wherein the tool head comprises a movable portion having a longitudinal degree of freedom; a base portion that defines the lateral orientation of the movable portion and the first operation portion are connected by a first connection structure, and the base portion and the second operation portion are connected by a second connection structure
  • the first connecting structure is connected by a structure, and the first connecting structure includes a first conversion mechanism that converts linear motion by the first operation portion into rotational motion, a first shaft rotated by the first conversion mechanism, the first a universal joint provided at the distal end of the shaft; a second conversion mechanism connected to the universal joint for converting rotational motion into linear motion; and a distal end of the second
  • the formed cylindrical shaft and the rack that meshes with the pinion are formed in a substantially semicircular shape, the rack is provided on the upper surface, and the rack base portion is connected to the base portion.
  • the surgical instrument is characterized in that the intersection of the axes of the two pivots is on the axis of rotation of the rack.
  • This surgical instrument has two operating sections, a first operating section and a second operating section, as operating sections operated by the operator.
  • the first operating part is for moving the movable part in the vertical direction
  • the second operating part is for moving the base part in the horizontal direction.
  • a first connection structure that connects the first operation portion and the tool head and a second connection structure that connects the second operation portion and the tool head are provided.
  • the first connecting structure includes a first conversion mechanism that converts linear motion by the first operation part into rotary motion, a first shaft that rotates by the first conversion mechanism, and a distal end portion of the first shaft. It has a universal joint, a second conversion mechanism connected to the universal joint for converting rotary motion into linear motion, and a crank provided at the distal end of the second conversion mechanism and connected to the proximal end of the movable part. is doing.
  • the operation of the first operating portion is transmitted to the tool head by this first connecting structure.
  • the second connecting structure transmits the rotational motion of the second operation part, and includes a cylindrical shaft coaxially containing the first shaft and having a pinion formed at its distal end, and a rack that meshes with the pinion. a rack base formed in a shape and having a rack on the upper surface thereof. The operation of the second operating portion is transmitted to the tool head by this second connecting structure.
  • the base part connected to the rack base part is formed by the operation of the second operation part. Even if the orientation is changed in the lateral direction by a certain angle, the movable portion can also be moved in the lateral direction by the same angle, and the orientation can be changed in the vertical direction by operating the first operating portion. With this structure, it is possible to provide a highly safe surgical instrument with a reduced number of parts and a tool head that can be freely moved with simple hand operation.
  • the first conversion mechanism has a first cylindrical body through which the first shaft passes, and a first spiral groove is formed on a side surface of the first cylindrical body.
  • the first shaft is formed with a first slide which is guided by the first helical groove and slides, and the outer surface of the first cylindrical body is engaged with the first operation portion to perform the first operation.
  • a first cylindrical body engaging portion is formed to transmit a linear motion by the portion to the first cylindrical body, and when the first operation portion is moved, the first cylindrical body moves linearly, and the first cylindrical body moves linearly.
  • the surgical instrument according to the present invention (1) characterized in that a slide is guided in the first spiral groove to rotate the first shaft.
  • the combination of the first cylindrical body having the first helical groove and the first shaft having the first slide causes the linear motion of the first operating portion to rotate the first shaft. Since the motion is converted into motion, the first shaft can be rotated by the motion of the first operating portion with a simple structure.
  • the second conversion mechanism has a second cylindrical body that rotates while being connected to the universal joint, and a second spiral groove is formed on a side surface of the second cylindrical body.
  • a second shaft connected to the proximal end of the crank is provided, the second shaft is formed with a second slider that slides while being guided by the second spiral groove, and the second cylindrical body is
  • the surgical instrument according to the present invention (1) or (2) characterized in that when it rotates, the second slide is guided by the second helical groove so that the second shaft moves linearly.
  • the combination of the second cylindrical body having the second helical groove and the second shaft having the second slide causes the rotational motion of the first shaft to be the linear motion of the second shaft.
  • the second shaft can be linearly moved by the movement of the first operation part with a simple structure, and this movement can be transmitted to the crank to move the movable part.
  • the present invention (4) is the surgical instrument according to any one of the present inventions (1) to (3), wherein the movable portion and the base portion of the tool head have a forceps function to grasp a living tissue. It is a tool for
  • the present invention (4) is one of them.
  • the tool head has a so-called biological forceps function.
  • a bioforceps function with a high degree of freedom and safety can be provided simply by making the shape of the movable part of the tool head and the shape of the base part suitable for gripping a part of the body tissue.
  • the present invention (5) is the surgical instrument according to any one of the present inventions (1) to (3), wherein the movable portion and the base portion of the tool head have a scissors function for cutting living tissue. It is a tool for
  • the present invention (5) gives the tool head a so-called scissors function.
  • a safe and highly flexible scissors function can be provided simply by making the shape of the movable part of the tool head and the shape of the base part suitable for cutting a part of the body tissue.
  • the present invention (6) is the surgical instrument according to any one of the present inventions (1) to (3), wherein the movable portion of the tool head is equipped with a camera for viewing inside the body, and has an endoscopy function. It is a surgical instrument.
  • the surgical instrument of the present invention (6) has a camera mounted on the movable part of the tool head and can play an endoscopic role capable of freely changing its direction both horizontally and vertically. becomes.
  • a surgical instrument used in minimally invasive surgery such as laparoscopic surgery, in which the head portion can be freely moved by simple hand operation by the operator, and the number of parts is reduced.
  • a highly safe surgical instrument can be provided.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the entirety of a surgical instrument having a biopsy forceps function according to Example 1 of the present invention
  • FIG. 1 is a perspective view showing the inside of a portion of the surgical instrument of Example 1.
  • FIG. 2 is a perspective view showing an enlarged state of the vicinity of the first conversion mechanism portion of the surgical instrument of Example 1.
  • FIG. FIG. 4 is a perspective view showing the second conversion mechanism portion of the surgical instrument of Example 1 and its peripheral portion;
  • FIG. 10 is a perspective view showing the second conversion mechanism portion of the surgical instrument of Example 1 and its peripheral portion, and is a perspective view with a sheath tube attached.
  • FIG. 10 is a perspective view showing the second conversion mechanism portion of the surgical instrument of Example 1 and its peripheral portion, showing the perspective view when the second shaft is moved to the left.
  • FIG. 4 is a perspective view showing the second connecting structure of the surgical instrument of Example 1 and its surroundings.
  • FIG. 4 is an enlarged perspective view showing the pinion and rack portions of the second connecting structure of the surgical instrument of Example 1 and their peripheral portions;
  • FIG. 1 is a perspective view of a tool head portion and peripheral portions thereof of a surgical instrument having a biopsy forceps function according to Example 1 of the present invention;
  • FIG. 1 is a perspective view of a surgical instrument 1 having a biopsy forceps function according to Example 1 of the present invention.
  • a cover 90 is shown which encloses the connecting members between the tool head 30 and the tool head 30 .
  • a hole 91 formed in the cover 90 is a hole for facilitating postoperative washing.
  • the first operating portion 10 is of a handle type having an operating movable portion 11, a plate spring 12 and an operating fixed portion 13, the form of the first operating part 10 is not limited to this form.
  • a first conversion mechanism 40A is shown above the first operation unit 10 .
  • the first shaft 41 rotates due to the movement of the first cylindrical body 42 that interlocks with the movement of the first operation section 10 via the first cylindrical body engaging section 44 .
  • the first helical groove 43 plays a role of converting this linear motion into rotary motion, and the mechanism will be explained in detail with reference to FIG.
  • the tool head 30 comprises a base portion 32 of the tool head 30 which is oriented transversely to the axial direction of the cover 90 and a movable portion 31 of the tool head 30 which is oriented longitudinally.
  • FIG. 2 shows the surgical instrument 1 of FIG. 1 with the cover 90 removed.
  • the first connecting structure 50A shown in FIG. 2 is a connecting structure that connects the first operating portion 10 and the movable portion 31 of the tool head 30.
  • the second connecting structure 50B is a connecting structure that connects the second operation portion 20 and the base portion 32 of the tool head 30 .
  • the cylindrical shaft 51 transmits the rotation of the second operating portion 20 as it is to the pinion 52 at the tip as rotational motion.
  • the pinion 52 meshes with the rack 54 arranged on the rack base portion 53 to rotate the rack base portion 53 . Since the rack base portion 53 and the base portion 32 of the tool head 30 are directly connected, the base portion 32 rotates.
  • the illustrated second operation section rotation stopping member 21 is a member for stopping the rotation of the second operation section 20 so that the second operation section 20 does not rotate carelessly after the second operation section 20 has been rotated and the operation is completed.
  • FIG. 3 is a perspective view showing an enlarged state of the first conversion mechanism 40A portion of the medical device of Example 1.
  • FIG. The engaging concave portion 14 formed in the upper portion of the operation movable portion 11 and the first cylindrical body engaging portion 44 attached to the outer surface of the first cylindrical body 42 are engaged with each other, and the first operating portion 10 is operated.
  • the motion is transmitted to the first tubular body 42, and the first tubular body 42 moves forward and backward. With this movement, the first slide 45 formed on the first shaft 41 moves along the first spiral groove 43, so that the first shaft 41 rotates.
  • a universal joint 60 is attached to the tip of the first shaft 41 .
  • the universal joint 60 comprises a first bifurcated piece 61 , an intermediate body 63 , a first pivot 62 and a second pivot 64 .
  • the second cylindrical body 65 on the distal end side is enclosed in an outer tube 71 (see FIG. 5), and the outer tube 70 is provided with a second forked piece 69 (see FIG. 5) connected to the second pivot shaft 64.
  • the projection 68 is for connecting the second cylindrical body 65 and the outer tube 70, but since the outer tube 70 is removed in FIG. 4, the first shaft 41 and the tool head 30 are still connected. do not have.
  • a second helical groove 66 is cut in the second tubular body 65, and a second slide 69 attached to a second shaft 67 connected to the proximal end 80a of the crank 80 allows the rotation of the second tubular body 65. Along with this, it moves forward and backward while being guided by the second spiral groove 66 . This forward and backward motion is transmitted to the crank 80 and causes a change in the vertical orientation of the movable portion 31 of the crank 30 .
  • FIG. 5 shows a state in which the outer tube 70 is attached, and the second fork 71 is connected to the second pivot 64 .
  • the movable part 31 is in an open state with the second slider 69 moved to the most proximal side (right side in the drawing).
  • the movable part 31 is in a closed state with the second slider 69 moved to the most distal side (left side in the figure). This state is the same as the state shown in FIG.
  • FIG. 7 schematically shows movement of the crank 80.
  • FIG. FIG. 7(A) shows a state in which the second slide 69 is most proximate.
  • the L-letter 82 is composed of an L-letter first portion 82 a and an L-letter second portion 82 b , and the L-letter first portion 82 a corresponds to the movable portion 31 of the tool head 30 .
  • the second shaft 67 and the proximal end of the L-shaped second portion 82b are connected by an arm 81, and the second shaft and the arm 81 are connected so as to be rotatable about a first shaft 83 as an axis.
  • the arm 81 and the L-shaped second portion 82b are rotatably connected with a second shaft 84 as an axis.
  • the third shaft 85 is provided for the L-shaped body 82 to rotate around this shaft.
  • the second slide 69 is moved from the position in FIG. 7A to the most distal position by the rotation of the first shaft 41 .
  • the second slide 69 moves from the position P1 to P2 indicated by the dotted line by the arrow, and the second shaft 67 moves the same distance as this movement. direction.
  • the second shaft 67 moves distally, the arm 81 turns vertically, and the L-shaped body 82 (the movable part 31 of the tool head 30) is displaced so that the L-shaped first portion 82a becomes horizontal.
  • the position P3 of the third shaft 85 has a structure that does not move.
  • FIG. 8 is a diagram explaining the movement of the surgical instrument 1 in a state in which the first conversion structure 50A and the second conversion structure 50B are combined.
  • the pinion 52 attached to the distal end of the cylindrical shaft 51 rotates and meshes with the rack 54 formed on the upper surface of the rack base portion 53 in a substantially semicircular shape. Since the rack base portion 53 and the base portion 32 of the tool head 30 are connected, the direction of the base portion 32 is changed.
  • the universal joint 60 changes the direction of the movable part 31 by the same amount as the base part 32 around the first pivot 62 . This is because the intersection of the axis of the first pivot 62 and the axis of the second pivot 64 is on the axis of the rotation axis of the rack base portion 53 . As a result, the movable portion 31 also rotates at the same angle as the base portion 32 rotates at the same angle as the rack base portion 53, and the movable portion 31 can move in the vertical direction by the first conversion mechanism 40A. .
  • FIG. 9 is a perspective view of the second connecting structure 50B viewed from the proximal side.
  • FIG. 10 is a perspective view showing the distal end of the surgical instrument 1 having a forceps function for grasping living tissue.
  • the movable portion 31 has an upper grip portion 31a, and the base portion 32 has a lower grip portion 32a.
  • the surgical instrument of the present invention is a surgical instrument used in minimally invasive surgery such as laparoscopic surgery, and the head portion can be freely moved by a simple manual operation by the operator. Moreover, it is possible to provide a highly safe surgical instrument with a reduced number of parts.

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Abstract

【課題】術者による簡単な手元操作で、ヘッド部を自由に動かすことができ、かつ、部品点数を減らした安全性の高い外科用器具を提供すること。　遠位部にツールヘッドを備え、近位部に第１操作部と第２操作部を備え、ツールヘッドは可動部と基盤部とを備え、第１連結構造体と第２連結構造体を備えている。第１連結構造体は、第１変換機構と、第１シャフトと、第１シャフトの遠位端部に備えられたユニバーサルジョイントと、第２変換機構と、第２変換機構の遠位端部に備えられ、可動部の近位端部とつながるクランクとを有している。第２連結構造体は、遠位部にピニオンが形成された筒状シャフトと、ピニオンと噛み合うラックが、略半円周状に形成され、当該ラックを上面に備えるラック基盤部と、を有し、ユニバーサルジョイントの２つの枢軸の軸心の交点が、ラックの回旋軸の軸心上にある。

Description

外科用器具
　この発明は、腹腔鏡手術等の低侵襲手術に用いられる外科用器具に関する。
　腹腔鏡手術等の低侵襲手術に用いられる外科用器具においては、外科用器具の先端に取り付けられているヘッド部の自由度が高く求められている。これらの外科用器具は、患者（手術被験者）の手術を行う術者が、体内に一部挿入されたこの手術器具を把持してヘッド部を操作しなければならないので、術者の手の操作が容易で、かつ、細かなヘッド部の動きが実現できるものでなければならない。
　細かなヘッド部の動きを実現するためには、手術用器具の操作側（術者に近い近位側）の簡単な手の操作で、ヘッド部がある側（術者から遠い遠位側）への動きの伝達が確実にできるものでなければならない。
　特許文献1に記載の発明は、腹腔鏡手術等に用いられる手術用器具に関するものである。この手術用器具は、大きく分けて遠位側から、ツールヘッド１，２、中央システム３、本体部分５及び近位ハンドル４に分かれている。
国際公開第２０１６／１６２８８３号
　特許文献１に記載の手術用器具では、先端のツールヘッド部が、術者の手元操作により横方向等に自在に動き、例えば、ツールヘッド部が鋏機能を有するものであれば体内組織を切離することができる。
　特許文献１に記載の手術用器具において、術者の手元における操作をツールヘッドの動きに変換する機能は、主に中央システム３が担っている。中央システム３を組み上げるには、第３のアウターシャフト３ａ、第２の中間シャフト３ｂ、中央ロッド３ｃ、ユニバーサルジョイント３ｄ、剛体スライダ３ｅ、シリンダ３ｆ、後部回転カラー３ｇ、剛体リンク３ｈ，３ｉ、フロントカバー２ａ、剛体円筒ロッド２ｂ、フロント回転カラー２ｃ等の数多くの部品が必要となっている。
　外科手術用器具は、患者の体内の術野の極近傍で用いられ、限られた時間内の手術で使われるため、術中に故障があってはならず頑強でなければならない。もしも術野に手術器具の部品が落下した場合は、その部品を探し出して摘出する必要があり大きな問題となる。先端のツールヘッドを自在に動かすことができる機能性と、手術用器具の安全性とはこのように相反する面がある。
　本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、腹腔鏡手術等の低侵襲手術に用いられる外科用器具であって、術者による簡単な手元操作で、ヘッド部を自由に動かすことができ、かつ、部品点数を減らした安全性の高い外科用器具を提供することにある。
　上記課題を解決するためになされた本発明に係る本発明（１）は、遠位部に縦方向と横方向の自由度を有するツールヘッドを備え、近位部に前記ツールヘッドの縦方向の自由度を操作する第１操作部と横方向の自由度を操作する第２操作部を備える外科用器具であって、前記ツールヘッドは、縦方向の自由度を有する可動部と、当該ツールヘッドの横方向の向きを規定する基盤部とを備え、前記可動部と前記第１操作部とは、第１連結構造体で連結され、前記基盤部と前記第２操作部とは、第２連結構造体で連結され、前記第１連結構造体は、前記第１操作部による直線運動を回転運動に変換する第１変換機構と、当該第１変換機構によって回転する第１シャフトと、当該第１シャフトの遠位端部に備えられたユニバーサルジョイントと、当該ユニバーサルジョイントに連結され、回転運動を直線運動に変換する第２変換機構と、当該第２変換機構の遠位端部に備えられ、前記可動部の近位端部とつながるクランクとを有し、前記第２連結構造体は、前記第２操作部の回転運動を伝達し、前記第１シャフトを同軸に内包し遠位部にピニオンが形成された筒状シャフトと、前記ピニオンと噛み合うラックが、略半円周状に形成され、当該ラックを上面に備え、前記基盤部とつらなるラック基盤部と、を有し、前記ユニバーサルジョイントの２つの枢軸の軸心の交点が、前記ラックの回旋軸の軸心上にあることを特徴とする外科用器具である。
　この外科用器具は、術者が操作する操作部として、第１操作部と第２操作部の２つの操作部を有している。第１操作部は縦方向に可動部を動かすためのもので、第２操作部は基盤部を横方向に動かすためのものである。
　第１操作部とツールヘッドを連結する第１連結構造体と第２操作部とツールヘッドを連結する第２連結構造体が備えられている。第１連結構造体は、第１操作部による直線運動を回転運動に変換する第１変換機構と、第１変換機構によって回転する第１シャフトと、第１シャフトの遠位端部に備えられたユニバーサルジョイントと、ユニバーサルジョイントに連結され、回転運動を直線運動に変換する第２変換機構と、第２変換機構の遠位端部に備えられ、可動部の近位端部とつながるクランクとを有している。この第１連結構造体によって、第１操作部の操作がツールヘッドに伝わる。
　第２連結構造体は、第２操作部の回転運動を伝達し、第１シャフトを同軸に内包し遠位部にピニオンが形成された筒状シャフトと、ピニオンと噛み合うラックが、略半円周状に形成され、ラックを上面に備えるラック基盤部と、を有している。この第２連結構造体によって、第２操作部の操作がツールヘッドに伝わる。
　本発明（１）では、ユニバーサルジョイントの２つの枢軸の軸心の交点が、ラックの回旋軸の軸心上に配置されているので、第２操作部の操作でラック基盤部とつらなる基盤部がある角度横方向に向きが変わっても、可動部も同じ角度横方向に動き、かつ、第１操作部の操作により縦方向に向きを変えることができる。この構造によって、簡単な手元操作で、ツールヘッドを自由に動かすことができ、かつ、部品点数を減らした安全性の高い外科用器具を提供することができる。
　本発明（２）は、前記第１変換機構が、前記第１シャフトが貫通する第１筒状体を有し、当該第１筒状体の側面には、第１らせん溝が形成されており、前記第１シャフトには前記第１らせん溝に案内されて滑動する第１滑子が形成され、前記第１筒状体の外表面には前記第1操作部と係合して第1操作部による直線運動を当該第１筒状体に伝達する第１筒状体係合部が形成され、前記第１操作部を動かすと、前記第１筒状体が直線運動をし、前記第１滑子が前記第１らせん溝に案内させられて、前記第１シャフトが回転することを特徴とする本発明（１）の外科用器具である。
　本発明（２）においては、第１らせん溝が形成された第１筒状体と、第１滑子を有する第１シャフトとの組み合わせによって、第１操作部の直線運動が第１シャフトの回転運動に変換されるので、簡単な構造で第１操作部の動きによって第１シャフトを回転させることができる。
　本発明（３）は、前記第２変換機構が、前記ユニバーサルジョイントとつながって回転する第２筒状体を有し、当該第２筒状体の側面には、第２らせん溝が形成されており、前記クランクの近位端に連結する第２シャフトが備えられ、当該第２シャフトには前記第２らせん溝に案内されて滑動する第２滑子が形成され、前記第２筒状体が回転すると、前記第２滑子が前記第２らせん溝に案内させられて、前記第２シャフトが直線運動をすることを特徴とする本発明（１）または（２）の外科用器具である。
　本発明（３）においては、第２らせん溝が形成された第２筒状体と、第２滑子を有する第２シャフトとの組み合わせによって、第１シャフトの回転運動が第２シャフトの直線運動に変換されるので、簡単な構造で第１操作部の動きによって第２シャフトを直線的に動かすことができ、この動きがクランクに伝わって可動部を動かすことができる。
　本発明（４）は、本発明（１）～（３）のいずれかの外科用器具であって、前記ツールヘッドの前記可動部と基盤部とで、生体組織を把持する鉗子機能を有する外科用器具である。
　本発明（１）～（３）のいずれかの外科用器具は、種々の機能を持たせた外科用器具に応用をすることができる。本発明（４）は、そのうちの１つである。ツールヘッドにいわゆる生体鉗子の機能を持たせたものである。ツールヘッドの可動部の形状と基盤部の形状を体内組織の一部を掴むのに適した形状にするだけで安全で自由度の高い生体鉗子機能を持たせることができる。
　本発明（５）は、本発明（１）～（３）のいずれかの外科用器具であって、前記ツールヘッドの前記可動部と基盤部とで、生体組織を切断する鋏機能を有する外科用器具である。
　本発明（５）は、ツールヘッドにいわゆる鋏の機能を持たせたものである。ツールヘッドの可動部の形状と基盤部の形状を体内組織の一部を切るのに適した形状にするだけで安全で自由度の高い鋏機能を持たせることができる。
　本発明（６）は、本発明（１）～（３）のいずれかの外科用器具であって、前記ツールヘッドの前記可動部に体内を内視するカメラが搭載された内視機能を有する外科用器具である。
　本発明（６）の外科用器具は、ツールヘッドの可動部にカメラを搭載して、横方向にも縦方向にも自由に向きを変えることができる内視鏡的役割を果たすことができるものとなる。
　本発明によれば、腹腔鏡手術等の低侵襲手術に用いられる外科用器具であって、術者による簡単な手元操作で、ヘッド部を自由に動かすことができ、かつ、部品点数を減らした安全性の高い外科用器具を提供するができる。
生検鉗子機能を有する本発明の実施例１係る外科用器具の全体を示す斜視図である。 実施例１の外科用器具の一部内部を示す斜視図である。 実施例１の外科用器具の第１変換機構部分付近を拡大した状態を示す斜視図である。 実施例１の外科用器具の第２変換機構部分及びその周辺の部分を示す斜視図である。 実施例１の外科用器具の第２変換機構部分及びその周辺の部分を示す斜視図であって、外とう管を取り付けた斜視図である。 実施例１の外科用器具の第２変換機構部分及びその周辺の部分を示す斜視図であって、第２シャフトを左側に寄せたときの斜視図を示す。 第２変換機構部分及びその周辺の部分と可動部の動きを示す模式図である。 実施例１の外科用器具の第２連結構造体及びその周辺の部分を示す斜視図である。 実施例１の外科用器具の第２連結構造体のピニオンとラック部分及びその周辺部分を示す拡大斜視図である。 生検鉗子機能を有する本発明の実施例１係る外科用器具のツールヘッド部分及びその周辺部分の斜視図である。
　以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
　図１は、生検鉗子機能を有する本発明の実施例１に係る外科用器具１の斜視図であり、第１操作部１０と第２操作部２０、ツールヘッド３０及び両操作部１０、２０とツールヘッド３０とをつなぐ部材を内包するカバー９０が示されている。カバー９０にあけられている穴９１は術後洗浄をしやすくするための穴である。
　第１操作部１０は、操作可動部分１１、板ばね１２及び操作固定部分１３のハンドル式となっているが、第１操作部１０の形態はこの形態に限られるものではない。第１操作部１０の上部に第１変換機構４０Ａが示されている。第１変換機構４０Ａは、第１操作部１０の動きに、第１筒状体係合部４４を介して連動する第１筒状体４２の動きによって、第１シャフト４１が回転する。第１らせん溝４３は、この直線運動から回転運動に変換する役割を果たすが、詳しくは図３の説明でメカニズムを説明する。ツールヘッド３０は、カバー９０の軸方向に対して横方向に向きを変えるツールヘッド３０の基盤部３２及び縦方向に向きを変えるツールヘッド３０の可動部３１を備えている。
　図２は、図１の外科用器具１のカバー９０を取り外した状態を示している。図２で示されている第１連結構造体５０Ａとは、第１操作部１０とツールヘッド３０の可動部３１を連結する連結構造体である。第２連結構造体５０Ｂとは、第２操作部２０とツールヘッド３０の基盤部３２を連結する連結構造体である。筒状シャフト５１は、第２操作部２０の回転をそのまま回転運動として先端のピニオン５２に伝達する。ピニオン５２は、ラック基盤部５３に配置されたラック５４と噛み合あってラック基盤部５３を回旋させる。ラック基盤部５３とツールヘッド３０の基盤部３２とは直接につながっているので基盤部３２が回旋する。筒状シャフト５１には複数の縦溝５５があけられているが、これは手術後の本器具の洗浄を容易にするためのものである。図に示される第２操作部回転止め部材２１は、第２操作部２０を回転して操作が完了した後に第２操作部２０が不用意に回転しないように回転を止める部材である。
　図３は、実施例１の医療用具の第１変換機構４０Ａの部分を拡大した状態を示す斜視図である。操作可動部分１１の上部に形成された係合凹部１４と第１筒状体４２の外表面に取り付けられた第１筒状体係合部４４とが係合して、第１操作部１０の動きが第１筒状体４２に伝えられ、第１筒状体４２が前後進する。その動きに伴って第１シャフト４１に形成された第１滑子４５が第１らせん溝４３に沿って動くため、第１シャフト４１が回転する。
　図４～６を用いて、第２変換機構４０Ｂの動きを説明する。第１シャフト４１の先端にユニバーサルジョイント６０が取り付けられている。ユニバーサルジョイント６０は第１二又片６１、中間体６３、第１枢軸６２及び第２枢軸６４を備えている。先端側の第２筒状体６５は、外とう管７１（図５参照）に内包され、外とう管７０に第２枢軸６４と連結される第２二又片６９（図５参照）が備えられている。突起６８は、第２筒状体６５と外とう管７０を連結するためのものであるが、図４においては外とう管７０を取り除いているので、第１シャフト４１とツールヘッド３０とはまだつながっていない。突起６８は、上下２つあるが、これは１本の棒状体であっても良い。
　第２筒状体６５には第２らせん溝６６が切られており、クランク８０の近位端８０ａにつながる第２シャフト６７に取り付けられた第２滑子６９が第２筒状体６５の回転に伴って、第２らせん溝６６に案内されて前後進する。この前後進運動がクランク８０に伝わって、クランク３０の可動部３１の縦方向の向きの変化を惹起する。
　図５は、外とう管７０が装着された状態を示し、第２二又片７１が第２枢軸６４とつながっている。図５では、第２滑子６９が最も近位側（図では右側）に移動した状態で、可動部３１は開いた状態になっている。これに対して、図６では、第２滑子６９が最も遠位側（図では左側）に移動した状態で、可動部３１は閉じた状態になっている。この状態は、図４に示す状態と同じである。
　図７は、クランク８０の動きを模式的に示すものである。図７（Ａ）は、第２滑子６９が最も近位側に寄せられている状態を示している。Ｌ字体８２は、Ｌ字体第１部分８２ａとＬ字体第２部分８２ｂから構成され、Ｌ字体第１部分８２ａがツールヘッド３０の可動部３１に相当する。第２シャフト６７とＬ字体第２部分８２ｂの近位端部とは腕８１でつながれ、第２シャフトと腕８１とは第１軸８３を軸として回動可能につながれている。腕８１とＬ字体第２部分８２ｂとは第２軸８４を軸として回動可能につながれている。第３軸８５は、Ｌ字体８２が、この軸を枢軸として回動するために設けられている。
　図７（Ｂ）は、第２滑子６９が、第１シャフト４１の回転により、図７Ａの位置から最も遠位端側の位置に移動させられる。図７（Ａ）と図７（Ｂ）を比較すると、第２滑子６９は、点線の位置Ｐ１からＰ２へ矢印分だけ移動し、この移動分と同じ距離を第２シャフト６７が軸方向に変位する。第２シャフト６７が遠位側に移動し腕８１が垂直方向に向きを変え、Ｌ字体第１部分８２ａが水平になるようにＬ字体８２（ツールヘッド３０の可動部３１）が変位する。第３軸８５の位置Ｐ３は動かない構造となっている。
　図８は、第１変換構造体５０Ａと第２変換構造体５０Ｂがコンバインした状態で、本外科用器具１の動きを説明する図である。第２操作部２０を手で回転させると、筒状シャフト５１の遠位端に取り付けられたピニオン５２が回転し、ラック基盤部５３の上面に略半円周状に形成されたラック５４と噛み合ってラック基盤部５３を回旋させて、ラック基盤部５３とツールヘッド３０の基盤部３２はつながっているので、基盤部３２の向きを変える。
　この操作によって、ユニバーサルジョイント６０は、第１枢軸６２を軸として可動部３１の向きを基盤部３２と同じだけ変える。これは、第１枢軸６２の軸心と第２枢軸６４の軸心の交点が、ラック基盤部５３の回旋軸の軸心上にあることによる。このことによって、ラック基盤部５３の回旋と同じ角度回旋する基盤部３２の動きに合わせて、可動部３１も同じ角度回旋し、第１変換機構４０Ａによって可動部３１は縦方向に動くことができる。
　図９は、第２連結構造体５０Ｂを近位側から観た斜視図である。
　図１０は、生体組織を把持する鉗子機能を有する外科用器具１の遠位端部を示す斜視図である。可動部３１は、上側把持部３１ａ、基盤部３２は下側把持部３２ａとなっている。このように先端部の形態を種々変更することによって、鋏機能を有する外科用器具や体内を内視するカメラが搭載された内視機能を有する外科用器具とすることができる。
　以上説明したように、本発明の外科用器具は、腹腔鏡手術等の低侵襲手術に用いられる外科用器具であって、術者による簡単な手元操作で、ヘッド部を自由に動かすことができ、かつ、部品点数を減らした安全性の高い外科用器具を提供することができる。
　１　　　外科用器具
　１０　　第１操作部
　１１　　操作可動部分
　１２　　板ばね
　１３　　操作固定部分
　１４　　係合凹部
　２０　　第２操作部
　２１　　第２操作部回転止め部材
　３０　　ツールヘッド
　３１　　可動部
　３１ａ　上側把持部
　３２　　基盤部
　３２ａ　下側把持部
　４０Ａ　第１変換機構
　４０Ｂ　第２変換機構
　４１　　第１シャフト
　４２　　第１筒状体
　４３　　第１らせん溝
　４４　　第１筒状体係合部
　４５　　第１滑子
　５０Ａ　第１変換構造体
　５０Ｂ　第２変換構造体
　５１　　筒状シャフト
　５２　　ピニオン
　５３　　ラック基盤部
　５４　　ラック
　５５　　縦溝
　６０　　ユニバーサルジョイント
　６１　　第１二又片
　６２　　第１枢軸
　６３　　中間体
　６４　　第２枢軸
　６５　　第２筒状体
　６６　　第２らせん溝
　６７　　第２シャフト
　６８　　突起
　６９　　第２滑子
　７０　　外とう管
　７１　　第２二又片
　８０　　クランク
　８０ａ　近位端
　８１　　腕
　８２　　Ｌ字体
　８２ａ　Ｌ字体第１部分
　８２ｂ　Ｌ字体第２部分
　８３　　第１軸
　８４　　第２軸
　８５　　第３軸
　９０　　カバー
　９１　　穴

Claims (6)

  1. 　遠位部に縦方向と横方向の自由度を有するツールヘッドを備え、近位部に前記ツールヘッドの縦方向の自由度を操作する第１操作部と横方向の自由度を操作する第２操作部を備える外科用器具であって、
    　前記ツールヘッドは、縦方向の自由度を有する可動部と、当該ツールヘッドの横方向の向きを規定する基盤部とを備え、
    　前記可動部と前記第1操作部とは、第１連結構造体で連結され、
    　前記基盤部と前記第２操作部とは、第２連結構造体で連結され、
    　前記第１連結構造体は、前記第1操作部による直線運動を回転運動に変換する第１変換機構と、当該第1変換機構によって回転する第１シャフトと、当該第１シャフトの遠位端部に備えられたユニバーサルジョイントと、当該ユニバーサルジョイントに連結され、回転運動を直線運動に変換する第２変換機構と、当該第２変換機構の遠位端部に備えられ、前記可動部の近位端部とつながるクランクとを有し、
    　前記第２連結構造体は、前記第2操作部の回転運動を伝達し、前記第１シャフトを同軸に内包し遠位部にピニオンが形成された筒状シャフトと、前記ピニオンと噛み合うラックが、略半円周状に形成され、当該ラックを上面に備え、前記基盤部とつらなるラック基盤部と、を有し、
    　前記ユニバーサルジョイントの２つの枢軸の軸心の交点が、前記ラックの回旋軸の軸心上にあることを特徴とする外科用器具。
  2. 　前記第１変換機構は、前記第１シャフトが貫通する第１筒状体を有し、当該第１筒状体の側面には、第１らせん溝が形成されており、前記第１シャフトには前記第１らせん溝に案内されて滑動する第１滑子が形成され、前記第１筒状体の外表面には前記第1操作部と係合して第1操作部による直線運動を当該第１筒状体に伝達する第１筒状体係合部が形成され、
    　前記第１操作部を動かすと、前記第１筒状体が直線運動をし、前記第１滑子が前記第１らせん溝に案内させられて、前記第１シャフトが回転することを特徴とする請求項１に記載の外科用器具。
  3. 　前記第２変換機構は、前記ユニバーサルジョイントとつながって回転する第２筒状体を有し、当該第２筒状体の側面には、第２らせん溝が形成されており、前記クランクの近位端に連結する第２シャフトが備えられ、当該第2シャフトには前記第２らせん溝に案内されて滑動する第２滑子が形成され、
    　前記第２筒状体が回転すると、前記第２滑子が前記第２らせん溝に案内させられて、前記第２シャフトが直線運動をすることを特徴とする請求項１または２に記載の外科用器具。
  4. 　請求項１～３のいずれか1項に記載の外科用器具であって、前記ツールヘッドの前記可動部と基盤部とで、生体組織を把持する鉗子機能を有する外科用器具。
  5. 　請求項１～３のいずれか1項に記載の外科用器具であって、前記ツールヘッドの前記可動部と基盤部とで、生体組織を切断する鋏機能を有する外科用器具。
  6. 　　請求項１～３のいずれか1項に記載の外科用器具であって、前記ツールヘッドの前記可動部に体内を内視するカメラが搭載された内視機能を有する外科用器具。
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