手術器具和醫療用機械手的製作方法
2023-05-08 14:26:31 3
手術器具和醫療用機械手的製作方法
【專利摘要】本發明的手術器具（1）對處置對象部位進行處置，該手術器具（1）具有：筒狀的長形部件（2），其具有長度軸；處置部（6），其與長形部件（2）連結；和連結部（10），其將長形部件（2）和處置部（6）可拆裝地連結，連結部（10）具有：第一轉動軸部（13），其固定在長形部件（2）上並且能夠與處置部（6）連結；以及卡定部（16），其使第一轉動軸部（13）和處置部（6）處於卡定狀態。
【專利說明】手術器具和醫療用機械手
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及手術器具和醫療用機械手。
[0002]本申請根據在2011年8月4日在美國申請的美國專利申請第61/515203號主張優先權，在本文中引用其內容。
【背景技術】
[0003]以往，作為醫療用機械手，主從式的醫療用機械手是公知的，主從式的醫療用機械手具有:由操作者操作的主機械手、和根據從主機械手發出的信號進行動作的從機械手。在這樣的醫療用機械手上安裝有手術器具，該手術器具具有用於通過遠程操作對處置對象部位進行處置的處置部。 [0004]例如在專利文獻I中，公開了可使用適合於處置的多個處置部來替代一個從機械手的臂的醫療用機械手。
[0005]現有技術文獻
[0006]專利文獻
[0007]專利文獻1:日本特開2001 - 277157號公報
【發明內容】
[0008]發明要解決的問題
[0009]一般，為了不引起感染性疾病等，在每次手術時對醫療用機械手進行清洗和殺菌。
[0010]在專利文獻I記載的醫療用機械手中，由於處置部可相對於從機械手拆裝，因而容易進行清洗和殺菌等維護。然而，為了實現處置部可拆裝的結構，部件數量變多，因而專利文獻I記載的醫療用機械手，其處置部的結構複雜，清洗性還不一定提高。
[0011]本發明的目的是提供能夠以簡單的結構拆裝處置部、且清洗性高的手術器具和醫療用機械手。
[0012]用於解決問題的手段
[0013]本發明的一個方式是一種手術器具，所述手術器具對處置對象部位進行處置，其特徵在於，所述手術器具具有:筒狀的長形部件，其具有長度軸；處置部，其與所述長形部件連結；以及連結部，其將所述長形部件和所述處置部可拆裝地連結，所述連結部具有--第一轉動軸部，其設置在所述長形部件上；第二轉動軸部，其設置在所述處置部上；第一滾動引導部，其設置在所述長形部件上並配備有在與所述第一轉動軸部同軸上具有中心的圓弧狀部；第二滾動引導部，其具有滾動引導部，所述滾動引導部設置在所述處置部上並配備有在與所述第二轉動軸部同軸上具有中心的圓弧狀部，該滾動引導部與所述第一滾動引導部滾動接觸；以及卡定部，其使所述第一轉動軸部和第二轉動軸部處於卡定狀態，所述連結部在所述第一轉動軸部和所述第二轉動軸部之間被拆裝。
[0014]並且，也可以是，所述卡定部具有:主體部，其與所述第一轉動軸部連接，並且能夠與所述第二轉動軸部卡合；環狀部件，其與所述主體部分體設置，將所述主體部和所述第二轉動軸部綑紮；以及鎖定部件，其用於切換所述環狀部件被配置在將所述主體部和所述第二轉動軸部綑紮的位置的綑紮狀態、和所述環狀部件被配置在從將所述主體部和所述第二轉動軸部綑紮的位置偏離的位置的開放狀態。
[0015]並且，也可以是，所述主體部具有槽，所述槽與所述環狀部件卡合，規定所述環狀部件的移動方向，所述鎖定部件具有所述槽的一部分，能夠相對於所述主體部進行相對移動，當設置在所述鎖定部件上的槽和設置在所述主體部上的槽是連通狀態時能夠進行所述開放狀態和所述綑紮狀態的切換，當在所述綑紮狀態下設置在所述鎖定部件上的槽和設置在所述主體部上的槽是非連通狀態時，所述處置部相對於所述長形部件被保持在所述綑紮狀態。
[0016]並且，也可以是，上述方式的手術器具還具有:能夠進行動作的處置器具片，其設置在所述處置部上；處置器具片動作用接合件(joint)，其連結所述長形部件和所述處置器具片；以及移動部件，其與所述處置器具片動作用接合件連結，用於操作所述處置器具片，所述處置器具片動作用接合件具有:動作用第一轉動部件，其與所述移動部件連結並繞規定的轉動中心轉動；動作用第二轉動部件，其與所述動作用第一轉動部件連結，使得該動作用第二轉動部件以與所述第二轉動軸部同軸或者與所述第二轉動軸部相比離所述轉動軸部更近的位置作為轉動中心，與所述動作用第一轉動部件反繞地進行相對旋轉；連結件，其將所述動作用第二轉動部件的旋轉力轉換成所述處置器具片的動作，所述處置器具片動作用接合件通過在所述連結部中的拆裝，在所述動作用第一轉動部件和所述動作用第二轉動部件之間被拆裝。
[0017]並且，也可以是，具有一對所述處置器具片，所述處置器具片的動作是所述一對處置器具片的開閉。
[0018]本發明的另一方式是一種醫療用機械手，所述醫療用機械手具有:上述的手術器具；從機械手，其安裝有所述手術器具並具有至少I個關節；以及主機械手，其發出用於驅動所述從機械手的所述關節的操作指令。
[0019]發明的效果
[0020]本發明的手術器具和醫療用機械手能夠以簡單的結構拆裝處置部。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1是具有本發明的一個實施方式的手術器具的醫療用機械手的整體圖。
[0022]圖2是示出該手術器具的一部分結構的立體圖。
[0023]圖3是示出該手術器具的一部分結構的說明圖。
[0024]圖4是示出該手術器具的一部分結構的說明圖。
[0025]圖5是示出該手術器具的一部分結構的說明圖。
[0026]圖6是示出該手術器具中的處置部的結構的分解立體圖。
[0027]圖7是用於說明該手術器具中的處置部的彎曲動作的圖。
[0028]圖8是用於說明該手術器具中的處置部的彎曲動作的圖。
[0029]圖9是用於說明該手術器具中的處置部的彎曲動作的圖。
[0030]圖10是用於說明該手術器具中設置的處置部的拆裝動作的立體圖。
[0031]圖11是用於說明該手術器具中設置的處置部的拆裝動作的立體圖。[0032]圖12是用於說明該手術器具中設置的處置部的拆裝動作的立體圖。
[0033]圖13是用於說明該手術器具中設置的處置部的拆裝動作的立體圖。
[0034]圖14是用於說明該手術器具中設置的處置部的拆裝動作的立體圖。
[0035]圖15是示出該實施方式的另一變形例的結構的立體圖。
[0036]圖16是用於說明該變形例的作用的立體圖。
[0037]圖17是示出該實施方式的變形例的結構的立體圖。
[0038]圖18是示出該變形例的結構的截面圖。
【具體實施方式】
[0039]對本發明的一個實施方式的手術器具1和醫療用機械手100進行說明。圖1是具有本實施方式的手術器具的醫療用機械手的整體圖。圖2是示出手術器具的一部分結構的立體圖。圖3至圖5是示出手術器具的一部分結構的說明圖。圖6是示出手術器具中的處置部的結構的分解立體圖。圖7至圖9是用於說明手術器具中的處置部的彎曲動作的圖。另外，圖3至圖5以及圖7至圖9是用於說明本實施方式中的結構的示意圖，有時沒有嚴格對應部件的形狀來圖示。
[0040]手術器具1作為醫療用機械手100的一部分，安裝在醫療用機械手100上。
[0041]首先，對本實施方式的醫療用機械手100的結構進行說明。如圖1所示，醫療用機械手100具有:主機械手101、控制裝置110、和從機械手120。
[0042]主機械手101作為將手術者的操作運動傳遞到從機械手120的主側裝置發揮作用，其具有:液晶顯示裝置等的主顯示部102、和由手術者把持而進行操作的操作部103。主機械手101對操作部103進行的操作被輸入到控制裝置110。
[0043]控制裝置110具有:主側控制裝置111，其受理來自主機械手101的輸入；和從側控制裝置112，其向從機械手120輸出驅動信號。
[0044]在主側控制裝置111中，根據來自主機械手101的輸入，生成用於使從機械手120進行動作的操作指令，將其輸出到從側控制裝置112。
[0045]在從側控制裝置112中，根據從主側控制裝置111發出的操作指令，生成用於驅動從機械手120的驅動信號，將其輸出到從機械手120。
[0046]從機械手120具有從臂121，從臂121根據來自從側控制裝置112的驅動信號進行動作，在從臂121上安裝有本實施方式的手術器具1。在從機械手120上，除了本實施方式的手術器具1以外，還可以安裝用於進行外科手術的處置器具、內窺鏡裝置等。
[0047]下面，對手術器具1的結構進行說明。
[0048]手術器具1是用於對處置對象部位進行處置的醫療器具。如圖1和圖2所示，手術器具1具有:長形部件2、處置部6、連結部10、和驅動控制部45。
[0049]以下，將在手術器具1中設置有處置部6的一側作為遠位側，將在手術器具1中設置有驅動控制部45的一側作為近位側來進行說明。
[0050]長形部件2是具有長度軸的筒狀部件。長形部件2根據成為安裝對象的從臂121的結構，可以是軟性，也可以是硬性。在本實施方式中，示出長形部件2是硬性的例子。
[0051]如圖3和圖7所示，在長形部件2的內部配置有用於使處置部6進行動作的連杆3 (移動部件)。連杆3具有:彎曲用杆4，其一端與後述的彎曲用雙接合件11連結，另一端與驅動控制部45連結；和開閉用杆5，其一端與後述的開閉用接合件27連結，另一端與驅動控制部45連結。
[0052]處置部6被設置用於對處置對象部位進行處置。在本實施方式中，如圖2和圖6所示，處置部6是具有可進行開閉動作的一對鉗子片7a、7b、和保持鉗子片7a、7b的蓋8的鉗子。一對鉗子片7a、7b通過作為各鉗子片7a、7b的轉動軸的軸狀部件9而相互連結。
[0053]連結部10連接長形部件2和處置部6。連結部10具有:彎曲用雙接合件11，其用於使處置部6相對於長形部件2彎曲；和開閉用接合件27，其用於使一對鉗子片7a、7b進行開閉動作。
[0054]彎曲用雙接合件11具有:第一嵌合齒部12，其固定在長形部件2的遠位端；第一轉動軸部13，其與長形部件2的遠位端連結；第二轉動軸部14，其與第一轉動軸部13平行地延伸並與處置部6連結；第二嵌合齒部15，其固定在處置部6上；和卡定部16，其切換處置部6對於長形部件2的連結狀 態。
[0055]第一嵌合齒部12在以第一轉動軸部13的轉動中心為中心的圓周上具有齒輪狀的齒。並且，第二嵌合齒部15在以第二轉動軸部14的轉動中心為中心的圓周上具有齒輪狀的齒，並與第一嵌合齒部12哨合。第一嵌合齒部12和第二嵌合齒部15在半徑彼此相等的圓周上具有齒，被設定成比率是1:1的關係。
[0056]第二嵌合齒部15能夠一邊沿著第一嵌合齒部12的圓周旋轉一邊進行移動。另外，也可以設置有利用摩擦力使外周部分互相接觸而進行相對轉動的板狀部件，來取代第一嵌合齒部12和第二嵌合齒部15。
[0057]另外，在本實施方式中，不出使第一嵌合齒部12和第二嵌合齒部15通過齒輪的哨合進行摩擦接觸的結構，然而不必限定於通過齒輪的嚙合進行摩擦接觸的結構。例如，可以採用如下的機構:該機構中，如取代基於齒輪嚙合的摩擦接觸而使沒有摩擦接觸的齒輪嚙合的2個橡膠輥(摩擦力大)摩擦接觸的結構等那樣，使2個旋轉體之間相互不滑動而能夠旋轉滾動。
[0058]第一轉動軸部13和第二轉動軸部14均是轉動中心在與長形部件2的長度軸的延長線正交的方向上延伸的相互平行的軸。
[0059]如圖2所示，卡定部16具有:主體部17、環狀部件19、和鎖定部件21。
[0060]主體部17將第一嵌合齒部12和第二嵌合齒部15之間的距離保持為一定。連杆3中的彎曲用杆4與主體部17連接。通過使彎曲用杆4在長形部件2的長度軸方向上進行進退動作，使得主體部17繞第一轉動軸部13轉動。由此，第二轉動軸部14以第一轉動軸部13為旋轉中心進行旋轉動作。
[0061]並且，主體部17以相對於第一轉動軸部13可相對轉動且不可取下的方式與第一轉動軸部13連接。而且，主體部17能夠以處置部6相對於主體部17成為規定的安裝方向的方式可與第二轉動軸部14卡合，並且可相對於第二轉動軸部14拆裝。
[0062]在主體部17上設置有用於規定環狀部件19的移動方向的引導件18。在本實施方式中，引導件18在主體部17的外表面上具有在一個方向上延伸而形成的槽。形成在環狀部件19上的突起20進入到成為引導件18的槽內。由此，環狀部件19沿著槽移動。
[0063]環狀部件19與主體部17分體設置，將主體部17和第二轉動軸部14綑紮。即，主體部17的一部分和第二轉動軸部14的一部分都被插入到環狀部件19的內部，利用環狀部件19將主體部17和第二轉動軸部14綑紮成一體。並且，在環狀部件19上形成有突起20，突起20進入到形成於主體部17上的槽(引導件18)內。
[0064]當環狀部件19配置在將主體部17和第二轉動軸部14綑紮的位置時，處置部6成為與長形部件2連結的狀態(以下稱為「綑紮狀態」)。並且，當環狀部件19配置在從將主體部17和第二轉動軸部14綑紮的位置偏離的位置時，成為可將處置部6從長形部件2上取下的狀態(以下稱為「開放狀態」)。
[0065]鎖定部件21被設置用於切換上述的綑紮狀態和開放狀態。鎖定部件21具有可與形成在主體部17上的槽(引導件18)連通的槽22。形成在鎖定部件21上的槽22具有作為形成在主體部17上的引導件18的一部分來限制環狀部件19的移動方向的功能。
[0066]鎖定部件21可繞第一轉動軸部13的轉動中心轉動。並且，當繞第一轉動部件的轉動中心將規定以上的旋轉力作為外力施加給鎖定部件21時，鎖定部件21可相對於主體 部17繞第一轉動軸部13的轉動中心進行相對轉動。即，操作者通過使鎖定部件21旋轉而使鎖定部件21相對於主體部17進行相對旋轉，能夠切換形成在鎖定部件21上的槽22和形成在主體部17上的引導件18的連通狀態。另外，在未施加使鎖定部件21旋轉的上述外力的狀態下，鎖定部件21與主體部17 —體地進行動作。
[0067]當形成在鎖定部件21上的槽22和形成在主體部17上的引導件18是連通狀態時，環狀部件19可沿著形成在鎖定部件21上的槽22和形成在主體部17上的引導件18自如地移動。當形成在鎖定部件21上的槽22和形成在主體部17上的引導件18是非連通狀態時，環狀部件19無法進入到形成在鎖定部件21上的槽22內。因此，當在上述綑紮狀態下形成在鎖定部件21上的槽22和形成在主體部17上的引導件18是非連通狀態時，處置部6相對於長形部件2保持上述的綑紮狀態。
[0068]如圖6至圖9所示，開閉用接合件27具有:開閉用第一齒輪23，其與開閉用杆5連結並繞與第一轉動軸部13相同的軸轉動；開閉用第二齒輪24，其與開閉用第一齒輪23嚙合並繞與第二轉動軸部14相同的軸轉動；齒條25，其與開閉用第二齒輪24連結；連結要素26a，其將齒條25和鉗子片7a連結；以及連結要素26b，其將齒條25和鉗子片7b連結。
[0069]另外,在本實施方式中，示出使開閉用第一齒輪23和開閉用第二齒輪24通過齒輪的嚙合進行摩擦接觸的結構，然而不必限定於通過齒輪的嚙合進行摩擦接觸的結構。例如，可以採用如下的機構:該機構中，如取代基於齒輪嚙合的摩擦接觸而使摩擦接觸的齒輪嚙合不存在的2個橡膠輥(摩擦力大)摩擦接觸的結構等那樣，使2個旋轉體之間相互不滑動而能夠旋轉滾動。
[0070]圖6所示的連結要素26a、26b通過齒條25被傳遞牽引力，該牽引力是經由圖7所示的開閉用第一齒輪23和開閉用第二齒輪24從開閉用杆5傳遞的。連結要素26a、26b將齒條25的進退動作轉換成鉗子片7a、7b的開閉動作。
[0071]在本實施方式中，開閉用接合件27的連結要素25構成肘節機構(togglemechanism),隨著各鉗子片7a、7b向關閉的方向移動,鉗子片7a、7b的把持力以指數函數的
方式升高。
[0072]圖1所示的驅動控制部45具有:致動器46，其使連杆3 (彎曲用杆4和開閉用杆5)在長形部件2的長度軸方向上進退；和檢測部47，其檢測致動器46的動作量。驅動控制部45根據從從側控制裝置112輸出的驅動信號進行動作。檢測部47檢測致動器46的動作量並將其輸出到從側控制裝置112。由此，對驅動控制部45中的致動器46的動作進行反饋控制。
[0073]下面，以手術器具I的動作原理和作用為中心對本實施方式的手術器具I和醫療用機械手100的作用進行說明。
[0074]手術器具I是在彎曲用雙接合件11和開閉用接合件27上連結了處置部6和長形部件2的狀態下使用的。並且，手術器具I還可以從長形部件2上取下處置部6，將另外的處置部6安裝在長形部件2上。例如，可以一邊更換不同種類的處置部6 —邊進行處置，或者將產生動作不良情況等的處置部6更換為另外的新的處置部6來繼續處置。
[0075]首先，對手術器具I的使用時的作用進行說明。
[0076]可以通過基於致動器46的彎曲用杆4的進退動作來使彎曲用雙接合件11進行動作。並且，可以通過基於致動器46的開閉用杆5的進退動作，使開閉用接合件27獨立於彎曲用雙接合件11而進行動作。
[0077]這裡，對彎曲用雙接合件11的作用進行說明。
[0078]當不使開閉用杆5進退移動而使彎曲用杆4進退移動時，如圖3至圖5所示，第二轉動軸部14以第一轉動軸部13作為旋轉中心進行旋轉動作。此時，由於第二嵌合齒部15與設置在彎曲用雙接合件11上的第一嵌合齒部12哨合,因而第二嵌合齒部15以第二轉動軸部14作為旋轉中心進行轉動。在第二轉動軸部14以第一轉動軸部13作為旋轉中心進行旋轉動作的同時，第二嵌合齒部15繞第二轉動軸部14轉動，由此處置部6中的一對鉗子片7a、7b的方向發生變化。並且，此時，一對鉗子片7a、7b不進行開閉動作。
[0079]在該情況下，在彎曲用雙接合件11中，主體部17以與第一嵌合齒部12的半徑和第二嵌合齒部15的半徑的比率`對應的角度進行移動。
[0080]例如，當設第一嵌合齒部12的半徑為rl、設第二嵌合齒部15的半徑為r2、設主體部17的轉動角度為0、設處置部6的轉動角度為Φ時，
[0081]
【權利要求】
1.一種手術器具，所述手術器具對處置對象部位進行處置，其特徵在於，所述手術器具具有: 筒狀的長形部件，其具有長度軸； 處置部，其與所述長形部件連結；以及 連結部，其將所述長形部件和所述處置部可拆裝地連結， 所述連結部具有: 第一轉動軸部，其設置在所述長形部件上； 第二轉動軸部，其設置在所述處置部上； 第一滾動引導部，其設置在所述長形部件上並配備有在與所述第一轉動軸部同軸上具有中心的圓弧狀部； 第二滾動引導部，其具有滾動引導部，所述滾動引導部設置在所述處置部上並配備有在與所述第二轉動軸部同軸上具有中心的圓弧狀部，該滾動引導部與所述第一滾動引導部滾動接觸；以及 卡定部，其使所述第一轉動軸部和所述第二轉動軸部處於卡定狀態， 所述連結部在所述第一轉動軸部和所述第二轉動軸部之間被拆裝。
2.根據權利要求1所述的手術器具，其特徵在於，所述卡定部具有: 主體部，其與所述第一轉動軸部連接，並且能夠與所述第二轉動軸部卡合； 環狀部件，其與所述主體部分體設置，將所述主體部和所述第二轉動軸部綑紮；以及鎖定部件，其用於切換所述環狀部件被配置在將所述主體部和所述第二轉動軸部綑紮的位置的綑紮狀態、和所述環狀部件被配置在從將所述主體部和所述第二轉動軸部綑紮的位置偏離的位置的開放狀態。
3.根據權利要求2所述的手術器具，其特徵在於， 所述主體部具有槽，所述槽與所述環狀部件卡合，規定所述環狀部件的移動方向， 所述鎖定部件具有所述槽的一部分，能夠相對於所述主體部進行相對移動， 當設置在所述鎖定部件上的槽和設置在所述主體部上的槽是連通狀態時能夠進行所述開放狀態和所述綑紮狀態的切換，當在所述綑紮狀態下設置在所述鎖定部件上的槽和設置在所述主體部上的槽是非連通狀態時，所述處置部相對於所述長形部件被保持在所述綑紮狀態。
4.根據權利要求2或3所述的手術器具，其特徵在於，所述手術器具還具有: 能夠進行動作的處置器具片，其設置在所述處置部上； 處置器具片動作用接合件，其連結所述長形部件和所述處置器具片；以及 移動部件，其與所述處置器具片動作用接合件連結，用於操作所述處置器具片， 所述處置器具片動作用接合件具有: 動作用第一轉動部件，其與所述移動部件連結並繞規定的轉動中心轉動； 動作用第二轉動部件，其與所述動作用第一轉動部件連結，使得該動作用第二轉動部件以與所述第二轉動軸部同軸或者與所述第二轉動軸部相比離所述轉動軸部更近的位置作為轉動中心，與所述動作用第一轉動部件反繞地進行相對旋轉； 連結件，其將所述動作用第二轉動部件的旋轉力轉換成所述處置器具片的動作， 所述處置器具片動作用接合件通過在所述連結部中的拆裝，在所述動作用第一轉動部件和所述動作用第二轉動部件之間被拆裝。
5.根據權利要求4所述的手術器具，其特徵在於， 具有一對所述處置器具片，所述處置器具片的動作是所述一對處置器具片的開閉。
6.一種醫療用機械手，所述醫療用機械手具有: 權利要求1至5中任一項所述的手術器具； 從機械手，其安裝有所述手術器具並具有至少I個關節； 主機械手 ，其發出用於驅動所述從機械手的所述關節的操作指令。
【文檔編號】A61B19/00GK103732173SQ201280037095
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2012年8月3日 優先權日:2011年8月4日
【發明者】兵頭亮治 申請人:奧林巴斯株式會社