手术器具和医疗用机械手的制作方法
【专利摘要】本发明的手术器具（1）对处置对象部位进行处置，该手术器具（1）具有：筒状的长形部件（2），其具有长度轴；处置部（6），其与长形部件（2）连结；和连结部（10），其将长形部件（2）和处置部（6）可拆装地连结，连结部（10）具有：第一转动轴部（13），其固定在长形部件（2）上并且能够与处置部（6）连结；以及卡定部（16），其使第一转动轴部（13）和处置部（6）处于卡定状态。
【专利说明】手术器具和医疗用机械手
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及手术器具和医疗用机械手。
[0002]本申请根据在2011年8月4日在美国申请的美国专利申请第61/515203号主张优先权，在本文中引用其内容。
【背景技术】
[0003]以往，作为医疗用机械手，主从式的医疗用机械手是公知的，主从式的医疗用机械手具有:由操作者操作的主机械手、和根据从主机械手发出的信号进行动作的从机械手。在这样的医疗用机械手上安装有手术器具，该手术器具具有用于通过远程操作对处置对象部位进行处置的处置部。 [0004]例如在专利文献I中，公开了可使用适合于处置的多个处置部来替代一个从机械手的臂的医疗用机械手。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本特开2001 - 277157号公报
【发明内容】
[0008]发明要解决的问题
[0009]一般，为了不引起感染性疾病等，在每次手术时对医疗用机械手进行清洗和杀菌。
[0010]在专利文献I记载的医疗用机械手中，由于处置部可相对于从机械手拆装，因而容易进行清洗和杀菌等维护。然而，为了实现处置部可拆装的结构，部件数量变多，因而专利文献I记载的医疗用机械手，其处置部的结构复杂，清洗性还不一定提高。
[0011]本发明的目的是提供能够以简单的结构拆装处置部、且清洗性高的手术器具和医疗用机械手。
[0012]用于解决问题的手段
[0013]本发明的一个方式是一种手术器具，所述手术器具对处置对象部位进行处置，其特征在于，所述手术器具具有:筒状的长形部件，其具有长度轴；处置部，其与所述长形部件连结；以及连结部，其将所述长形部件和所述处置部可拆装地连结，所述连结部具有--第一转动轴部，其设置在所述长形部件上；第二转动轴部，其设置在所述处置部上；第一滚动引导部，其设置在所述长形部件上并配备有在与所述第一转动轴部同轴上具有中心的圆弧状部；第二滚动引导部，其具有滚动引导部，所述滚动引导部设置在所述处置部上并配备有在与所述第二转动轴部同轴上具有中心的圆弧状部，该滚动引导部与所述第一滚动引导部滚动接触；以及卡定部，其使所述第一转动轴部和第二转动轴部处于卡定状态，所述连结部在所述第一转动轴部和所述第二转动轴部之间被拆装。
[0014]并且，也可以是，所述卡定部具有:主体部，其与所述第一转动轴部连接，并且能够与所述第二转动轴部卡合；环状部件，其与所述主体部分体设置，将所述主体部和所述第二转动轴部捆扎；以及锁定部件，其用于切换所述环状部件被配置在将所述主体部和所述第二转动轴部捆扎的位置的捆扎状态、和所述环状部件被配置在从将所述主体部和所述第二转动轴部捆扎的位置偏离的位置的开放状态。
[0015]并且，也可以是，所述主体部具有槽，所述槽与所述环状部件卡合，规定所述环状部件的移动方向，所述锁定部件具有所述槽的一部分，能够相对于所述主体部进行相对移动，当设置在所述锁定部件上的槽和设置在所述主体部上的槽是连通状态时能够进行所述开放状态和所述捆扎状态的切换，当在所述捆扎状态下设置在所述锁定部件上的槽和设置在所述主体部上的槽是非连通状态时，所述处置部相对于所述长形部件被保持在所述捆扎状态。
[0016]并且，也可以是，上述方式的手术器具还具有:能够进行动作的处置器具片，其设置在所述处置部上；处置器具片动作用接合件(joint)，其连结所述长形部件和所述处置器具片；以及移动部件，其与所述处置器具片动作用接合件连结，用于操作所述处置器具片，所述处置器具片动作用接合件具有:动作用第一转动部件，其与所述移动部件连结并绕规定的转动中心转动；动作用第二转动部件，其与所述动作用第一转动部件连结，使得该动作用第二转动部件以与所述第二转动轴部同轴或者与所述第二转动轴部相比离所述转动轴部更近的位置作为转动中心，与所述动作用第一转动部件反绕地进行相对旋转；连结件，其将所述动作用第二转动部件的旋转力转换成所述处置器具片的动作，所述处置器具片动作用接合件通过在所述连结部中的拆装，在所述动作用第一转动部件和所述动作用第二转动部件之间被拆装。
[0017]并且，也可以是，具有一对所述处置器具片，所述处置器具片的动作是所述一对处置器具片的开闭。
[0018]本发明的另一方式是一种医疗用机械手，所述医疗用机械手具有:上述的手术器具；从机械手，其安装有所述手术器具并具有至少I个关节；以及主机械手，其发出用于驱动所述从机械手的所述关节的操作指令。
[0019]发明的效果
[0020]本发明的手术器具和医疗用机械手能够以简单的结构拆装处置部。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1是具有本发明的一个实施方式的手术器具的医疗用机械手的整体图。
[0022]图2是示出该手术器具的一部分结构的立体图。
[0023]图3是示出该手术器具的一部分结构的说明图。
[0024]图4是示出该手术器具的一部分结构的说明图。
[0025]图5是示出该手术器具的一部分结构的说明图。
[0026]图6是示出该手术器具中的处置部的结构的分解立体图。
[0027]图7是用于说明该手术器具中的处置部的弯曲动作的图。
[0028]图8是用于说明该手术器具中的处置部的弯曲动作的图。
[0029]图9是用于说明该手术器具中的处置部的弯曲动作的图。
[0030]图10是用于说明该手术器具中设置的处置部的拆装动作的立体图。
[0031]图11是用于说明该手术器具中设置的处置部的拆装动作的立体图。[0032]图12是用于说明该手术器具中设置的处置部的拆装动作的立体图。
[0033]图13是用于说明该手术器具中设置的处置部的拆装动作的立体图。
[0034]图14是用于说明该手术器具中设置的处置部的拆装动作的立体图。
[0035]图15是示出该实施方式的另一变形例的结构的立体图。
[0036]图16是用于说明该变形例的作用的立体图。
[0037]图17是示出该实施方式的变形例的结构的立体图。
[0038]图18是示出该变形例的结构的截面图。
【具体实施方式】
[0039]对本发明的一个实施方式的手术器具1和医疗用机械手100进行说明。图1是具有本实施方式的手术器具的医疗用机械手的整体图。图2是示出手术器具的一部分结构的立体图。图3至图5是示出手术器具的一部分结构的说明图。图6是示出手术器具中的处置部的结构的分解立体图。图7至图9是用于说明手术器具中的处置部的弯曲动作的图。另外，图3至图5以及图7至图9是用于说明本实施方式中的结构的示意图，有时没有严格对应部件的形状来图示。
[0040]手术器具1作为医疗用机械手100的一部分，安装在医疗用机械手100上。
[0041]首先，对本实施方式的医疗用机械手100的结构进行说明。如图1所示，医疗用机械手100具有:主机械手101、控制装置110、和从机械手120。
[0042]主机械手101作为将手术者的操作运动传递到从机械手120的主侧装置发挥作用，其具有:液晶显示装置等的主显示部102、和由手术者把持而进行操作的操作部103。主机械手101对操作部103进行的操作被输入到控制装置110。
[0043]控制装置110具有:主侧控制装置111，其受理来自主机械手101的输入；和从侧控制装置112，其向从机械手120输出驱动信号。
[0044]在主侧控制装置111中，根据来自主机械手101的输入，生成用于使从机械手120进行动作的操作指令，将其输出到从侧控制装置112。
[0045]在从侧控制装置112中，根据从主侧控制装置111发出的操作指令，生成用于驱动从机械手120的驱动信号，将其输出到从机械手120。
[0046]从机械手120具有从臂121，从臂121根据来自从侧控制装置112的驱动信号进行动作，在从臂121上安装有本实施方式的手术器具1。在从机械手120上，除了本实施方式的手术器具1以外，还可以安装用于进行外科手术的处置器具、内窥镜装置等。
[0047]下面，对手术器具1的结构进行说明。
[0048]手术器具1是用于对处置对象部位进行处置的医疗器具。如图1和图2所示，手术器具1具有:长形部件2、处置部6、连结部10、和驱动控制部45。
[0049]以下，将在手术器具1中设置有处置部6的一侧作为远位侧，将在手术器具1中设置有驱动控制部45的一侧作为近位侧来进行说明。
[0050]长形部件2是具有长度轴的筒状部件。长形部件2根据成为安装对象的从臂121的结构，可以是软性，也可以是硬性。在本实施方式中，示出长形部件2是硬性的例子。
[0051]如图3和图7所示，在长形部件2的内部配置有用于使处置部6进行动作的连杆3 (移动部件)。连杆3具有:弯曲用杆4，其一端与后述的弯曲用双接合件11连结，另一端与驱动控制部45连结；和开闭用杆5，其一端与后述的开闭用接合件27连结，另一端与驱动控制部45连结。
[0052]处置部6被设置用于对处置对象部位进行处置。在本实施方式中，如图2和图6所示，处置部6是具有可进行开闭动作的一对钳子片7a、7b、和保持钳子片7a、7b的盖8的钳子。一对钳子片7a、7b通过作为各钳子片7a、7b的转动轴的轴状部件9而相互连结。
[0053]连结部10连接长形部件2和处置部6。连结部10具有:弯曲用双接合件11，其用于使处置部6相对于长形部件2弯曲；和开闭用接合件27，其用于使一对钳子片7a、7b进行开闭动作。
[0054]弯曲用双接合件11具有:第一嵌合齿部12，其固定在长形部件2的远位端；第一转动轴部13，其与长形部件2的远位端连结；第二转动轴部14，其与第一转动轴部13平行地延伸并与处置部6连结；第二嵌合齿部15，其固定在处置部6上；和卡定部16，其切换处置部6对于长形部件2的连结状 态。
[0055]第一嵌合齿部12在以第一转动轴部13的转动中心为中心的圆周上具有齿轮状的齿。并且，第二嵌合齿部15在以第二转动轴部14的转动中心为中心的圆周上具有齿轮状的齿，并与第一嵌合齿部12哨合。第一嵌合齿部12和第二嵌合齿部15在半径彼此相等的圆周上具有齿，被设定成比率是1:1的关系。
[0056]第二嵌合齿部15能够一边沿着第一嵌合齿部12的圆周旋转一边进行移动。另外，也可以设置有利用摩擦力使外周部分互相接触而进行相对转动的板状部件，来取代第一嵌合齿部12和第二嵌合齿部15。
[0057]另外，在本实施方式中，不出使第一嵌合齿部12和第二嵌合齿部15通过齿轮的哨合进行摩擦接触的结构，然而不必限定于通过齿轮的啮合进行摩擦接触的结构。例如，可以采用如下的机构:该机构中，如取代基于齿轮啮合的摩擦接触而使没有摩擦接触的齿轮啮合的2个橡胶辊(摩擦力大)摩擦接触的结构等那样，使2个旋转体之间相互不滑动而能够旋转滚动。
[0058]第一转动轴部13和第二转动轴部14均是转动中心在与长形部件2的长度轴的延长线正交的方向上延伸的相互平行的轴。
[0059]如图2所示，卡定部16具有:主体部17、环状部件19、和锁定部件21。
[0060]主体部17将第一嵌合齿部12和第二嵌合齿部15之间的距离保持为一定。连杆3中的弯曲用杆4与主体部17连接。通过使弯曲用杆4在长形部件2的长度轴方向上进行进退动作，使得主体部17绕第一转动轴部13转动。由此，第二转动轴部14以第一转动轴部13为旋转中心进行旋转动作。
[0061]并且，主体部17以相对于第一转动轴部13可相对转动且不可取下的方式与第一转动轴部13连接。而且，主体部17能够以处置部6相对于主体部17成为规定的安装方向的方式可与第二转动轴部14卡合，并且可相对于第二转动轴部14拆装。
[0062]在主体部17上设置有用于规定环状部件19的移动方向的引导件18。在本实施方式中，引导件18在主体部17的外表面上具有在一个方向上延伸而形成的槽。形成在环状部件19上的突起20进入到成为引导件18的槽内。由此，环状部件19沿着槽移动。
[0063]环状部件19与主体部17分体设置，将主体部17和第二转动轴部14捆扎。即，主体部17的一部分和第二转动轴部14的一部分都被插入到环状部件19的内部，利用环状部件19将主体部17和第二转动轴部14捆扎成一体。并且，在环状部件19上形成有突起20，突起20进入到形成于主体部17上的槽(引导件18)内。
[0064]当环状部件19配置在将主体部17和第二转动轴部14捆扎的位置时，处置部6成为与长形部件2连结的状态(以下称为“捆扎状态”)。并且，当环状部件19配置在从将主体部17和第二转动轴部14捆扎的位置偏离的位置时，成为可将处置部6从长形部件2上取下的状态(以下称为“开放状态”)。
[0065]锁定部件21被设置用于切换上述的捆扎状态和开放状态。锁定部件21具有可与形成在主体部17上的槽(引导件18)连通的槽22。形成在锁定部件21上的槽22具有作为形成在主体部17上的引导件18的一部分来限制环状部件19的移动方向的功能。
[0066]锁定部件21可绕第一转动轴部13的转动中心转动。并且，当绕第一转动部件的转动中心将规定以上的旋转力作为外力施加给锁定部件21时，锁定部件21可相对于主体 部17绕第一转动轴部13的转动中心进行相对转动。即，操作者通过使锁定部件21旋转而使锁定部件21相对于主体部17进行相对旋转，能够切换形成在锁定部件21上的槽22和形成在主体部17上的引导件18的连通状态。另外，在未施加使锁定部件21旋转的上述外力的状态下，锁定部件21与主体部17 —体地进行动作。
[0067]当形成在锁定部件21上的槽22和形成在主体部17上的引导件18是连通状态时，环状部件19可沿着形成在锁定部件21上的槽22和形成在主体部17上的引导件18自如地移动。当形成在锁定部件21上的槽22和形成在主体部17上的引导件18是非连通状态时，环状部件19无法进入到形成在锁定部件21上的槽22内。因此，当在上述捆扎状态下形成在锁定部件21上的槽22和形成在主体部17上的引导件18是非连通状态时，处置部6相对于长形部件2保持上述的捆扎状态。
[0068]如图6至图9所示，开闭用接合件27具有:开闭用第一齿轮23，其与开闭用杆5连结并绕与第一转动轴部13相同的轴转动；开闭用第二齿轮24，其与开闭用第一齿轮23啮合并绕与第二转动轴部14相同的轴转动；齿条25，其与开闭用第二齿轮24连结；连结要素26a，其将齿条25和钳子片7a连结；以及连结要素26b，其将齿条25和钳子片7b连结。
[0069]另外,在本实施方式中，示出使开闭用第一齿轮23和开闭用第二齿轮24通过齿轮的啮合进行摩擦接触的结构，然而不必限定于通过齿轮的啮合进行摩擦接触的结构。例如，可以采用如下的机构:该机构中，如取代基于齿轮啮合的摩擦接触而使摩擦接触的齿轮啮合不存在的2个橡胶辊(摩擦力大)摩擦接触的结构等那样，使2个旋转体之间相互不滑动而能够旋转滚动。
[0070]图6所示的连结要素26a、26b通过齿条25被传递牵引力，该牵引力是经由图7所示的开闭用第一齿轮23和开闭用第二齿轮24从开闭用杆5传递的。连结要素26a、26b将齿条25的进退动作转换成钳子片7a、7b的开闭动作。
[0071]在本实施方式中，开闭用接合件27的连结要素25构成肘节机构(togglemechanism),随着各钳子片7a、7b向关闭的方向移动,钳子片7a、7b的把持力以指数函数的
方式升高。
[0072]图1所示的驱动控制部45具有:致动器46，其使连杆3 (弯曲用杆4和开闭用杆5)在长形部件2的长度轴方向上进退；和检测部47，其检测致动器46的动作量。驱动控制部45根据从从侧控制装置112输出的驱动信号进行动作。检测部47检测致动器46的动作量并将其输出到从侧控制装置112。由此，对驱动控制部45中的致动器46的动作进行反馈控制。
[0073]下面，以手术器具I的动作原理和作用为中心对本实施方式的手术器具I和医疗用机械手100的作用进行说明。
[0074]手术器具I是在弯曲用双接合件11和开闭用接合件27上连结了处置部6和长形部件2的状态下使用的。并且，手术器具I还可以从长形部件2上取下处置部6，将另外的处置部6安装在长形部件2上。例如，可以一边更换不同种类的处置部6 —边进行处置，或者将产生动作不良情况等的处置部6更换为另外的新的处置部6来继续处置。
[0075]首先，对手术器具I的使用时的作用进行说明。
[0076]可以通过基于致动器46的弯曲用杆4的进退动作来使弯曲用双接合件11进行动作。并且，可以通过基于致动器46的开闭用杆5的进退动作，使开闭用接合件27独立于弯曲用双接合件11而进行动作。
[0077]这里，对弯曲用双接合件11的作用进行说明。
[0078]当不使开闭用杆5进退移动而使弯曲用杆4进退移动时，如图3至图5所示，第二转动轴部14以第一转动轴部13作为旋转中心进行旋转动作。此时，由于第二嵌合齿部15与设置在弯曲用双接合件11上的第一嵌合齿部12哨合,因而第二嵌合齿部15以第二转动轴部14作为旋转中心进行转动。在第二转动轴部14以第一转动轴部13作为旋转中心进行旋转动作的同时，第二嵌合齿部15绕第二转动轴部14转动，由此处置部6中的一对钳子片7a、7b的方向发生变化。并且，此时，一对钳子片7a、7b不进行开闭动作。
[0079]在该情况下，在弯曲用双接合件11中，主体部17以与第一嵌合齿部12的半径和第二嵌合齿部15的半径的比率`对应的角度进行移动。
[0080]例如，当设第一嵌合齿部12的半径为rl、设第二嵌合齿部15的半径为r2、设主体部17的转动角度为0、设处置部6的转动角度为Φ时，
[0081]
【权利要求】
1.一种手术器具，所述手术器具对处置对象部位进行处置，其特征在于，所述手术器具具有: 筒状的长形部件，其具有长度轴； 处置部，其与所述长形部件连结；以及 连结部，其将所述长形部件和所述处置部可拆装地连结， 所述连结部具有: 第一转动轴部，其设置在所述长形部件上； 第二转动轴部，其设置在所述处置部上； 第一滚动引导部，其设置在所述长形部件上并配备有在与所述第一转动轴部同轴上具有中心的圆弧状部； 第二滚动引导部，其具有滚动引导部，所述滚动引导部设置在所述处置部上并配备有在与所述第二转动轴部同轴上具有中心的圆弧状部，该滚动引导部与所述第一滚动引导部滚动接触；以及 卡定部，其使所述第一转动轴部和所述第二转动轴部处于卡定状态， 所述连结部在所述第一转动轴部和所述第二转动轴部之间被拆装。
2.根据权利要求1所述的手术器具，其特征在于，所述卡定部具有: 主体部，其与所述第一转动轴部连接，并且能够与所述第二转动轴部卡合； 环状部件，其与所述主体部分体设置，将所述主体部和所述第二转动轴部捆扎；以及锁定部件，其用于切换所述环状部件被配置在将所述主体部和所述第二转动轴部捆扎的位置的捆扎状态、和所述环状部件被配置在从将所述主体部和所述第二转动轴部捆扎的位置偏离的位置的开放状态。
3.根据权利要求2所述的手术器具，其特征在于， 所述主体部具有槽，所述槽与所述环状部件卡合，规定所述环状部件的移动方向， 所述锁定部件具有所述槽的一部分，能够相对于所述主体部进行相对移动， 当设置在所述锁定部件上的槽和设置在所述主体部上的槽是连通状态时能够进行所述开放状态和所述捆扎状态的切换，当在所述捆扎状态下设置在所述锁定部件上的槽和设置在所述主体部上的槽是非连通状态时，所述处置部相对于所述长形部件被保持在所述捆扎状态。
4.根据权利要求2或3所述的手术器具，其特征在于，所述手术器具还具有: 能够进行动作的处置器具片，其设置在所述处置部上； 处置器具片动作用接合件，其连结所述长形部件和所述处置器具片；以及 移动部件，其与所述处置器具片动作用接合件连结，用于操作所述处置器具片， 所述处置器具片动作用接合件具有: 动作用第一转动部件，其与所述移动部件连结并绕规定的转动中心转动； 动作用第二转动部件，其与所述动作用第一转动部件连结，使得该动作用第二转动部件以与所述第二转动轴部同轴或者与所述第二转动轴部相比离所述转动轴部更近的位置作为转动中心，与所述动作用第一转动部件反绕地进行相对旋转； 连结件，其将所述动作用第二转动部件的旋转力转换成所述处置器具片的动作， 所述处置器具片动作用接合件通过在所述连结部中的拆装，在所述动作用第一转动部件和所述动作用第二转动部件之间被拆装。
5.根据权利要求4所述的手术器具，其特征在于， 具有一对所述处置器具片，所述处置器具片的动作是所述一对处置器具片的开闭。
6.一种医疗用机械手，所述医疗用机械手具有: 权利要求1至5中任一项所述的手术器具； 从机械手，其安装有所述手术器具并具有至少I个关节； 主机械手 ，其发出用于驱动所述从机械手的所述关节的操作指令。
【文档编号】A61B19/00GK103732173SQ201280037095
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2012年8月3日 优先权日:2011年8月4日
【发明者】兵头亮治 申请人:奥林巴斯株式会社