JP3766784B2

JP3766784B2 - Surgery support device

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Publication number: JP3766784B2
Application number: JP2000301961A
Authority: JP
Inventors: 幸司西澤; 和俊菅
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2000-10-02
Filing date: 2000-10-02
Publication date: 2006-04-19
Anticipated expiration: 2020-10-02
Also published as: JP2002102250A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉗子、剪刀、鑷子などの患部を処置可能な術具をガイド機器で誘導して患部に対して処置する手術支援装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術１としては、術具を患部まで誘導するガイド機器である内視鏡を用いて、患者の身体に設けた挿入孔から、内視鏡の挿入部を身体内部に差し入れ、内視鏡に設けられた術具を誘導する機能を有し、湾曲首振り等の自由度を持つ中空の挿入チャネルにより、挿入チャネル内部に通した術具を患部まで誘導し、誘導した術具により患部の処置を行なう手術方法が知られている。
【０００３】
特に、内視鏡を用いた手術では、内視鏡の挿入チャネルに挿入する術具を術者が手で持って操作し、患部の処置を行なうが、内視鏡自体としては、術者自身が持つ場合や、助手が持つ場合、あるいは、アームなどを用いて内視鏡をベッドに固定する場合などがある。
【０００４】
また、従来技術２（特開平７−３２８０２４号公報）では、内視鏡とは別の挿入孔から挿入して治療を行なう医療用マニピュレータ装置も提案されている。この医療用マニピュレータは、複数の自由度を有して駆動可能なマニピュレータ本体と、このマニピュレータ本体に設けられ、かつ生体内に挿入可能な観察用もしくは処置用の挿入体とを備え、少なくとも前記挿入体がマニピュレータ本体に対して着脱自在に構成されている。
【０００５】
また、従来技術３（特開平１１−９９１２４号公報）としては、中空管の先端部に、単独で一つの湾曲部を構成し、独立して位置および姿勢の制御可能な中空の関節部を有し、前記中空管の後端部に、前記関節部を駆動する駆動部を備え、前記駆動部は、前記関節部の首ふり、前記中空管の回転または並進の少なくとも１つの駆動機構を有し、内部に処置具を誘導するガイドマニピュレータが知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ガイド機器に術具を挿入して処置を行うとき、ガイド機器は、術者あるいは助手が把持したり、あるいはガイド機器を保持するアーム等でベッドや床に固定して使用される。
【０００７】
このとき、患者の身体内部に一つの挿入孔から複数の医療機器（ガイド機器と術具）が挿入されている関係で、それらが身体内部にある状態のまま、少なくとも一つの医療器具を動かさねばならない状況が発生する。このような状況とは、例えば、術具をガイド機器に挿入した状態で、ガイド機器の持つ自由度や、ガイド機器を保持している手や保持する装置の自由度を利用して、ガイド機器の姿勢や挿入方向を変えて、より処置しやすい状態に変える場合などがあげられる。
【０００８】
このような状況で、治療中、医師の要望に応じてガイド機器を動かすときにはガイド機器と術具の間とで、動きに差異が生じる場合がある。術具およびガイド機器を同時に把持している場合でも、相対姿勢を全くずらさずに複数の医療機器を操作するのは難しく、術具を持つ者とガイド機器を持つ者が異なる場合は、なおさらその動きに差異が生じるのは避け難い。
【０００９】
また、術具が、患部を処置するための可動部と、可動部を駆動させるための力を発生させる駆動部と、可動部と駆動部の間にあり駆動部で発生した駆動力を伝達する駆動力伝達系を有する中間部を持つとき、内視鏡の動きに術具の動きを合わせている途中で、中間部に、たわみやねじりなどの変形が発生し、駆動力伝達系の経路が変化したり、伝達経路自体にねじれなどの変形が発生する可能性がある。このように、術具の中間部において変形が発生すると、駆動力伝達系において発生する、中間部の変形に起因する力が、先端の可動部に伝わって、術者の予想外の動きが可動部に発生することになる。そこで、これらの力の発生を抑えるために、中間部の剛性を高めても、その剛性以上の力が発生すれば、やはり、上記の課題が生じることになる。
【００１０】
また、術具が気体や液体等の流体を用いて患部に作用を及ぼし処置を行なう機能を有し、中間部には気体や液体を術具先端まで導く流路が設けられている場合においても、中間部の捻じれに伴い、流路が変形し、流体の移動を妨げられ、処置具の作用に支障が生じることになる。
【００１１】
また、術者が内視鏡と術具の両方を持っている場合は、長時間の操作によって肉体的負担も生じることになる。その結果、肉体的負担などに起因して発生する手ぶれなどは術具に伝わり、患部を処置する際に、術具の先端に振れが現われると、処置の妨げになる。
【００１２】
また、従来技術２では、処置具は体内に挿入され、かつ上下方向及び左右方向に湾曲可能な挿入部と挿入部の先端に設けられた開閉自在な把持鉗子と挿入部の手元側に設けられ挿入部の湾曲動作と把持鉗子の開閉動作を行なう駆動機構を内蔵した把持部とから構成されている。この構成の場合、把持鉗子が、これを誘導する挿入部にあらかじめ設けられていることから、挿入部と把持鉗子の間に相対姿勢のずれは生じない。しかし、ガイド機器であるところの湾曲可能な挿入部と、術具であるところの把持鉗子が一体となっている場合には、次のような課題が生じることになる。
【００１３】
即ち、術具を患部に誘導するガイド機器の機能を有するマニピュレータの先端に、患部を処置する部位があらかじめ一体として設けられている装置の場合、さまざまな術具を取り替えながら治療を行なう場合に、術具と同時に患者の体内に挿入しているマニピュレータまでも頻繁に取り替える必要が発生する。患者体内からマニピュレータまでも抜き去る場合、術具と一体になっているとはいえ、身体に損傷を与えないように交換するその作業は慎重に行なうことが求められ、容易とはいえず、患部治療中に迅速な処置が妨げられる。
【００１４】
また、術具の種類にあわせて多くのマニピュレータを用意することが必要となる。多くのマニピュレータを手術室に持ち込むと、交換用に用意したマニピュレータによって、手術室内のスペースが使用され、手術中、人や手術機器の移動の妨げになる。手術前後に際しては、多くの台数のマニピュレータを消毒滅菌することになり、手間が増える。
【００１５】
逆に、マニピュレータの台数を制限すると、術具の種類が限定されることになり、術中に、患部の形状、部位、質などにあわせて、適切な術具を使用することができなくなる。患部に合わせた術具が使用できないことにより、患者の安全性や、処置の適切さが低下することも考えられる。
【００１６】
本発明の目的は、上記課題を解決すべく、治療の作業性と患者の安全性をより高めることができるようにした手術支援装置を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記課題のうち、少なくとも一つを解決するために、本発明は、ガイド機器もしくはガイド機器と併用する術具に、ガイド機器と術具を固定あるいは拘束する手段を設けることを特徴とする。これにより、ガイド機器を動かすときに、術具から手を放しても、ガイド機器と術具の相対姿勢を保持することが可能となり、安全性を高めることができる。
【００１８】
また、本発明は、ガイド機器と術具の間に固定あるいは拘束する手段を設けることにより、術具を操作する手の振動などを術具の先端に伝わることを抑制できる。即ち、術具はガイド機器に拘束されるため、手の振動はガイド機器との間に設けた拘束する手段のところで抑えられてしまい、術具の先端まで伝わることを防止できる。
【００１９】
また、本発明は、術具が治療を行なう可動部（作用部）を駆動するための駆動部を有し、可動部（作用部）の動きを電気的あるいは機械的に制御する場合、ガイド機器に、術具の駆動部を固定あるいは拘束する手段を設けることを特徴とする。
【００２０】
これにより、ガイド機器の操作により生じる術具先端との相対姿勢の変位を回避するだけでなく、駆動部から可動部までの駆動力を伝達する中間部にねじれなどの変形が発生することを抑えることができる。また、流体の流れによって患部に作用を及ぼす場合には途中の流路の変形を防ぎ、作用の効果が妨げられることを防止できる。
【００２１】
先に課題として述べたように、ガイド機器と術具の相対姿勢の変位による課題は、特に長手方向への突出および撓み、回転方向へのねじれが相対姿勢のずれの結果として発生していると考えられる。これらの相対姿勢を保持するだけで、安全性と操作性を向上させることができる。
【００２２】
また、本発明は、拘束力の大きさを調整可能な拘束力発生手段を設けることにより、ガイド機器の操作時には術具とガイド機器の相対姿勢を保持できることに加えて、術具を使用する治療中の作業性も向上させることができる。これにより、人が術具を操作して治療を行なうときには、ガイド機器に拘束されること無く、術具のみを操作して治療を行なうことができ、安全性と作業性を向上させることができる。
【００２３】
また、本発明は、圧力あるは圧力によって生じる摩擦力によって、術具とガイド機器を拘束することにより、拘束力の大きさを適切な力に調整することを容易に実現することができる。これにより、人の手で操作するときの力と、人が術具から手を放したときに、拘束する手段にかかる術具の自重との大きさを考慮して、操作する力より小さく、術具の自重より大きい摩擦力を発生させることが可能となる。このように摩擦力を調整すると、術中に再調整すること無く、術具を操作する治療時にはガイド機器に拘束されること無く操作可能となり、ガイド機器移動時などには術具から手を放しても、ガイド機器と術具の相対姿勢を一定に保つことが可能となることから、作業性を向上させることができる。
【００２４】
拘束時に、術具やガイド機器と接触し、摩擦力を発生させる保持部材を、プラスチックなどの可撓性を有する樹脂や、ゴムやコイルバネあるいは板バネなどの弾性体とすることにより、固定時や拘束力を高めたときに、術具に対して傷などの損傷を与えることを防ぐことができる。ファイバーなどを拘束するとき、平らな金属で圧力をかけるとつぶれてしまうが、柔らかなゴムなどの弾性体を間に挟み、圧力をかけると、ファイバーの周囲から一様に圧力が加わるため、ファイバーがつぶれることを防げる。摩擦力を調整して、術具を滑らせて操作するとき、硬度の低い保持部材で摩擦を受けていることで、術具の表面が削れるなどの損傷を回避できる。
【００２５】
また、本発明は、術具保持機構が、ガイド機器側と術具側に脱着可能に分離できる構造とする。これにより、ガイド機器側の術具保持機構は同じ物を用意し、術具側は、ガイド機器側との脱着を行なう部位のみ統一された形状を用い、術具を保持する部分は、術具の把持する部位や形状あるいは固さや質にあわせて選ぶことが可能となる。これにより、様々な種類の術具を同一の機構に取り付け取り外し可能となり、術具によらず術具交換と、相対姿勢保持の効果を得ることができる。
【００２６】
また、本発明は、術具とガイド機器を拘束するときに、互いの相対姿勢をあらかじめ決めた所定の状態で常に拘束できる位置決め手段を設ける。これにより、ガイド機器の運動する自由度、とくに湾曲首振り方向の自由度が限られている場合に、ガイド機器の首振り方向と術具の向きを常に一定に保つことができる。これにより、常に同じ状態で術具の操作を開始することができ、術具の挿入交換のたびに、術具の向きを再確認する手間が省ける。また、術具交換時に、術具の向きに対する思い違いなどを防ぎ、思い違いに伴い発生する予想外の方向へ動きと組織への接触、損傷を防げる。常に同じ状態から始められることは安全性を高める効果がある。
【００２７】
ところで、上記位置決め手段として、術具側とガイド機器側に互いにかみ合う凹凸を設け、この凹凸のかみ合いで位置決めする手段を設ける。凸部分は、バネ等の弾性体で指示されていると、凹部以外との接触時には、凸部が突出しないように抑えることができ、凹との組み合わせ時には凸部分が突出しかみ合わせが行われるため、位置決め操作が容易にできる。これにより、容易かつ確実に、術具の拘束時に位置決めが可能となる。
【００２８】
また、本発明は、医療用マニピュレータの一つとして、術具を誘導することを目的とし、術具を術中に抜き差し交換できるという利点をもつガイドマニピュレータにおいても、上記で示したような、ガイドマニピュレータと術具を固定あるいは拘束する手段を設けることにより、より安全性と作業性を向上させることができるほか、次の様な効果も期待できる。
【００２９】
まず、術具とガイドマニピュレータの間の拘束力の大きさを調整可能な拘束力発生手段を設けることにより、手術中に、術具の拘束をとき、術具を抜き差しして容易に交換であることに加えて、交換後、拘束力を高めることで、ガイドマニピュレータと術具の相対姿勢を再び一定に保ち、安全に治療を行なうことが可能となる。
【００３０】
これにより、ガイドマニピュレータは必要最低限の台数のみ用意するだけで良く、術中に同じガイドマニピュレータにさまざまな術具を交換装備可能となることにより、先端に術具が固定される医療用マニピュレータに比較して、豊富な種類の術具をすることができ、患部にあわせた術具を選ぶことが可能となる。
【００３１】
また、豊富な術具を用意しても、滅菌消毒や機械的なメンテナンスなどの負担増加は、術具の分だけで済むので、使用者側の負担を低く抑えることができる。
【００３２】
また、本発明は、術具を挿入して誘導する中空状の挿入部と、該挿入部の軸心方向に並進制御可能に構成された並進ベース部と、前記挿入部の後端を固定し、前記並進ベース部上に前記挿入部の軸心回りに回動制御できるように支持された回転ベース部と、該回転ベース部に連結され、前記術具の中間部を保持し、前記術具の作用部を作用させる術具駆動部を取り付けた術具保持機構と、該術具駆動部と前記術具の作用部との間において作用力を伝達する作用力伝達手段とを備えたことを特徴とする手術支援装置である。
【００３３】
【発明の実施の形態】
本発明に係る手術支援装置の実施の形態について、図面を用いて説明する。
まず、本発明に係る手術支援装置の一実施の形態について、図１、図２、図３、図４、および図７を用いて説明する。図１は、本発明に係る手術支援装置の概略構成を示す。図２は、ガイドマニピュレータ駆動部４、術具駆動部５、術具８の駆動力伝達機構を備えた中間部８ｂ、および術具保持機構１０を示す。図３は、術具保持機構１０の具体的構成を示す。図７は、挿入部７および術具８の一実施例を示す。
【００３４】
即ち、本発明に係る手術支援装置は、患者の身体内部で患部を直接処置する術具８と、同じく患者の身体内部で術具８を患部まで位置姿勢を誘導する機能を有するガイド機器であるガイドマニピュレータ４と、操作者１がガイドマニピュレータ４および術具８に対して操作入力を行なう操作入力装置２と、各駆動部４ａ、５をコントロールする制御装置３から成り立つ。
【００３５】
ガイドマニピュレータ（ガイド機器）４は、複数の自由度を有し、患者の体内で患部を処理可能な術具８の位置姿勢を誘導する中空形状の挿入部７を有する。この挿入部７は、挿入部の駆動部４ａにより発生する駆動力により位置姿勢を変化させることができる。
【００３６】
即ち、ガイドマニピュレータ（ガイド機器）４に設けられた挿入部７は、図７に示すように、全体が中空形状で構成される。そして、挿入部７において、図２に示す駆動部４ａとは逆の端である先端部には、例えば、図７（ｃ）、（ｄ）に示すように関節先端部７ａと関節基部７ｂとからなる関節部がある。この作用部である関節先端部７ａには、駆動ワイヤ７ｃ、および駆動ワイヤ７ｄが固定される。駆動ワイヤ７ｃ、７ｄは挿入部７の中空部を通り、図２に示す回転ベース２６に導かれる。さらに、回転ベース２６に導かれた駆動ワイヤ７ｄは、回転ベース２６に設けられている複数のワイヤ誘導プーリー２７ａに導かれて、ワイヤ巻き取り用モータ２７に設けられているワイヤ巻き取りプーリー２７ｂに接続される。一方、駆動ワイヤ７ｃは、回転ベース２６内部にて、いくつかのワイヤ誘導プーリー２７ａで導かれた後、図示していないコイルバネの一端に、弛みが無いように接続される。そして、該コイルバネの反対の他端は、回転ベース２６に固定される。
【００３７】
上記構成により、ワイヤ巻き取り用モータ２７が回転し、駆動ワイヤ７ｄがワイヤ巻き取りプーリー２７ｂに巻き取られると、関節先端部７ａが首振り動作することになる。この時、駆動ワイヤ７ｃは関節先端部７ａの首振り動作に伴い張力が増し、その結果回転ベース２６に他端を固定しているコイルバネが伸び、関節先端部７ａの首振り動作を戻す方向に張力を発生させる。逆に、ワイヤ巻き取り用モータ２７が回転して駆動ワイヤ７ｄが緩むと、駆動ワイヤ７ｃに固定されているコイルバネが縮み、その結果、関節先端部７ａの首振り動作が戻り、図７に示すようにまっすぐな状態に戻る。
【００３８】
さらに、術具８は、先端に、生体を処理するための作用部である例えば可動部８ｄ、８ｅを持ち、該可動部（作用部）８ｄ、８ｅが、可動部（作用部）に対して生体を処理する作用力を発生させるか若しくは該作用力を送り出す術具駆動部５により、作用力を伝達する作用力伝達手段（作用力伝達機構）を介して駆動される。さらに、術具８の可動部（作用部）が、流体や気体などの流体を噴射あるいは吸引する部位の場合、術具の駆動部５は、それらの流体を送り出すあるいは引き出す装置で構成され、作用力伝達手段としては流体を送り出すあるいは引き出す細い流路で構成される。
【００３９】
そして、術具８は、ガイドマニピュレータ（ガイド機器）４の中空挿入部７の内部を通して装備される。この装備の際、挿入部７の位置姿勢と、術具８の可動部（作用部）の位置姿勢が所定の関係となるように、上記ガイド機器４若しくは術具８の少なくとも一方に設けられ、術具８とガイド機器４との間の相対姿勢の変位を固定若しくは拘束する術具保持機構１０を備えている。さらに、術具８は、上記術具保持機構１０により、ガイドマニピュレータ（ガイド機器）４の一部に脱着可能に装着される。即ち、術具保持機構１０によるガイドマニピュレータ４と術具８の固定若しくは拘束は、ガイドマニピュレータの挿入部７が運動した際にも、術具８および術具駆動部５と挿入部７との相対姿勢を一定に保てる部位によって行われる。術具駆動部５は、術具８とガイドマニピュレータ４との拘束力を弱め、術具８と挿入部７の相対姿勢を変化させることができる拘束手段（例えば、術具を固定する術具固定部１７、該術具固定部１７を回転摺動部１５を介して軸心回りに回動可能に支持する回転摺動押え部１６、および拘束力の大きさを調整可能な拘束力発生手段である拘束力調整ネジ１８などから構成される。）をもつ。ガイドマニピュレータ４と術具８の固定若しくは拘束に関する術具保持機構１０、即ち、術具駆動部５とガイドマニピュレータ（ガイド機器）４との相対姿勢の変位を固定または拘束する拘束手段を有する術具保持機構１０については、図２、および図３を用いて後程詳しく説明する。
【００４０】
図１では図示していないが、術具駆動部５と術具８の可動部（例えば、鉗子、はさみ、ピンセットなどから構成される生体を処置するための作用部）との間には、術具駆動部５で発生した作用力（駆動力）を術具８の可動部（作用部）まで伝える作用力伝達手段（作用力伝達機構）（例えば駆動ワイヤ８ｆ〜８ｉ、８ｊ〜８ｋや細い流路など）を有する（例えば内部を通す）中間部８ａがある。ただし、中間部８ａの長さは一定である。
【００４１】
ところで、術具８の一実施例を、図７（ａ）、および（ｂ）に示す。図７（ｂ）は図７（ａ）の上面から見た図である。術具（鉗子）８は、生体を処置するための可動部（作用部）８ｄおよび可動部（作用部）８ｅ、該可動部８ｄ、８ｅを保持する可動部保持部８ｂを先端部に有する中間部８ａ、上記可動部８ｄ、８ｅに対して作用力を発生させる若しくは送り出す術具駆動部５、および上記可動部と術具駆動部５との間で作用力を伝達する作用力伝達機構８ｆ〜８ｉから構成される。可動部８ｄおよび可動部８ｅは、矢印８１で示すように重ね合わされ、可動部保持部８ｂのスリットに矢印８２の方向にはめ込まれる。更に、可動部保持部８ｂの貫通孔８３と可動部８ｄの貫通孔８４および可動部８ｅの貫通孔８５を貫くように、ピン８ｃが矢印８０のようにはめ込まれる。これにより、可動部（作用部）８ｄおよび可動部（作用部）８ｅは、可動部保持部８ｂに対してそれぞれ回転自由に固定される。さらに、可動部８ｄには、作用力伝達機構である駆動ワイヤ８ｆおよび駆動ワイヤ８ｇが固定されている。同様に、可動部８ｅにも、作用力伝達機構である駆動ワイヤ８ｈおよび駆動ワイヤ８ｉが固定されている。これらの駆動ワイヤ８ｆ〜８ｉは、中間部８ａの内部を通って図２に示す術具駆動部（鉗子駆動部）５に導かれる。駆動ワイヤ８ｆと駆動ワイヤ８ｉは途中で一本の駆動ワイヤ８ｊに束ねられ、同様に駆動ワイヤ８ｇと駆動ワイヤ８ｈは一本の駆動ワイヤ８ｋに束ねられる。これらの駆動ワイヤ８ｊと駆動ワイヤ８ｋは、図２に示す如く、更に鉗子駆動部５内部で、いくつかのワイヤ駆動プーリー５ａに導かれて、術具モータ５ｃに取り付けられた巻き取りプーリー５ｂに接続される。このとき、駆動ワイヤ８ｊが巻き取りプーリー５ｂに巻き取られるときには、駆動ワイヤ８ｋが緩み、逆に、駆動ワイヤ８ｋが巻き取りプーリー５ｂに巻き取られるときには駆動ワイヤ８ｊが緩むように、巻き取りプーリー５ｂにそれぞれの駆動ワイヤを巻き付ける向きを反対にして固定する。これにより、術具モータ５ｃの回転により、駆動ワイヤ８ｊもしくは駆動ワイヤ８ｋのどちらかが引かれることになる。駆動ワイヤ８ｊが引かれると、術具８の先端が開き、駆動ワイヤ８ｋが引かれると、術具８の先端が閉じる動きをし、生体を処置することが可能となる。
【００４２】
以上説明したように、術具８は、挿入部７の内部を通して、関節先端部７ａから可動部（作用部）８ｄ、８ｅが外に出るように取り付けられる。このときの外観を図７（ｄ）に示す。中間部８ａの長さは、関節先端部７ａと可動部との相対位置関係が適度になることを考慮して決定されている。
【００４３】
ところで、本発明では、患者の身体内部において、直接患部を処置する部位および、この部位の患部への処置を操作する手段を含めて術具８と称する。更に、機器の一部が術具８とともに患者の体内に挿入され、抜き差し可能に装備された術具８を、患部まで誘導する機能を有する装置をガイド機器４と称する。例えば、内視鏡において、挿入チャネルを有するものは、本発明に係るガイド機器４に含まれる。また、例えば、特開平１１−９９１２４号公報にて提案されているような、術具を患部まで誘導するガイドマニピュレータも本発明に係るガイド機器４に含まれる。また、術具８において患部を処置するとは、物理的な力で患部に作用させることのほかに、電磁波あるいは熱による作用を与えることや、気体や液体などによる作用を含む。これらの作用により患部を処置する部分を作用部と称する。前述の物理的な力や電磁波や熱量、気体、液体の力を伝達する手段を作用力伝達手段と称し、物理的な力や電磁波を発生させたり、熱量を上げたり下げたり、気体や液体を吸引したり送り出したりする部分を駆動部５と称する。
【００４４】
ガイド機器４に術具８を挿入して処置を行なうときは、ガイド機器４は、術者あるいは助手が把持したり、あるいはガイド機器を保持する装置、例えばアームなどで、ベッドや床に固定して使用される。
さらに、操作入力装置２は、操作者１が操作入力を行なうための一つ以上の操作入力手段２ａと、制御装置３から送られてくる情報６ｂを表示するモニタ２ｂとを有する。
【００４５】
ところで、ガイドマニピュレータ４および術具（鉗子）８は、図１では１組しか示されていないが、必要に応じて複数台を同時に使用することもある。制御装置３は、複数のガイドマニピュレータ４および術具８を同時にコントロールできる能力を有するが、要求に応じて、増やしてもよい。また、図では示していないが、患部の状態を観察する内視鏡などの観察手段と、その観察手段から得られた画像情報を処理する画像処理装置、および処理された画像を操作者に提示する手段であるモニタなどの表示装置がある。また、図示していないが、ガイドマニピュレータを支持するための装置がある。
【００４６】
次に、図１に示した装置間のつながりについて説明する。
操作者１は、操作入力装置２に設けられた、操作入力手段である操作レバー２ａを用いて操作入力を行なう。このように操作入力された入力信号６ａは、操作入力装置２から制御装置３に送られる。制御装置３は、操作入力装置２から送られてくる入力信号６ａと、ガイドマニピュレータ４および術具８から送られてくるセンサ信号６ｄ、６ｆを基に、ガイドマニピュレータ４および術具８を駆動する駆動信号６ｃ、６ｅを生成し、これら生成された駆動信号６ｃ、６ｅをそれぞれの駆動部へ送信する。さらに、制御装置３は、同時に、ガイドマニピュレータ４および術具８を駆動する駆動量を検出するセンサ（図示せず）から検出されるセンサ信号６ｄ、６ｆ、並びに、センサ信号６ｄ、６ｆと入力信号６ａとから生成される情報６ｂを、操作入力装置２へと伝える。操作入力装置２は、制御装置３から受け取った情報６ｂを、情報表示手段であるモニタ２ｂに表示し、あるいは操作レバー２ａの制御にフィードバックさせて操作レバー２ａの状態を制御する。
【００４７】
そして、治療を行なうときには、制御装置３から得られる駆動信号６ｃ、６ｅに基いて、ガイドマニピュレータの駆動部４ａおよび術具駆動部（鉗子駆動部）５などを駆動制御することにより、ガイドマニピュレータの挿入部７および術具８を、体壁に設けられた挿入孔から患者の身体内部へ挿入する。即ち、制御装置３は、操作入力装置２から得られる操作者１の操作入力に応じて、ガイドマニピュレータの駆動部４ａを駆動制御し、挿入部７を運動させて、挿入部の内部に通されている術具８を患部まで誘導する。術具８と患部との位置関係が適当な場所へ術具８を誘導した後、制御装置３は、操作入力装置２から得られる操作者１の操作入力に応じて、術具駆動部５を駆動制御し、術具８を操作して、患部を処置する。患部の処置の際にも、制御装置３は、操作入力装置２から得られる操作者１の要求に応じて、挿入部７の駆動制御を行ない、術具８の動きと合わせて、適切な処置を行なう。
【００４８】
次に、上記ガイドマニピュレータ４と術具８の固定部分である術具保持機構１０と術具駆動部５との構造について、図２および図３を用いて具体的に説明する。
【００４９】
図２には、ガイドマニピュレータ４の駆動部４ａと、術具駆動部５と、術具の駆動力伝達機構がある中間部８ａと、術具保持機構１０とを示す。図２では、術具の動きがワイヤの駆動により行われる場合の機構の実施例を図示している。図示したガイドマニピュレータの駆動機構は、挿入部７を３自由度で駆動することが可能である。図２では、そのうちの２自由度（並進ベース２２による挿入部７の軸心方向の動きと回転ベース２６による挿入部７の軸心回りの回転運動）が明らかである。残りの１自由度は、図７（ｃ）に示す挿入部７先端の首降り運動の自由度である。挿入部先端７ａはワイヤ７ｃ、７ｄにより首振りを行なう機構を実施例としてあらわしている。
【００５０】
即ち、ガイドマニピュレータ４の基台となるベース９は、図示していない支持装置によって支持されている。そして、ガイドマニピュレータ４の駆動部４ａには、並進ベース２２が上記ベース９に固定されたガイド２９に沿って挿入部７の長手方向に移動可能に取り付けられている。即ち、並進ベース２２は、ベース９に固定された並進方向を規定するガイド２９によって並進移動可能に支持されている。そして、上記並進ベース２２には、ボールネジ２１に噛み合うナット２１ａが固定されている。上記ボールネジ２１は、ベース９に回転可能に支持され、ベース９に取り付けられた並進モータ２０の回転出力に、一端を連結している。
【００５１】
上記構成により、並進モータ２０を駆動することによって、ボールネジ２１が回転され、このボールネジ２１に噛み合ったナット２１ａを介して並進ベース２２がベース９に固定されたガイド２９に沿って挿入部７の軸心方向に移動してガイドマニピュレータの一自由度が制御されることになる。
【００５２】
さらに、回転ベース２６は、上記並進ベース２２上に設けられた回転支持部材（軸受部材）２８ａ、２８ｂによって、挿入部７の長手方向の中心線を回転中心として回転可能に支持されている。上記回転ベース２６には、挿入部先端７ａの湾曲、首振り動作を行なうワイヤ７ｄを巻き取るプーリー２７ｂとプーリー２７ｂを回転させるワイヤ巻き取り用モータ２７、および挿入部７からワイヤを巻き取るプーリー２７ｂまでワイヤを導くワイヤ誘導プーリーが一つ以上設けられている。図２には、ワイヤ誘導プーリーをいくつか図示しているが、実際には、この他にも適宜設けることになる。
【００５３】
さらに、回転ベース２６は、挿入部７が取り付けられている方向とは反対の側のボス部２４において、術具保持機構１０の一部１１を取り付けて構成する。術具保持機構１０は、回転ベース２６に固定されている部分以外を術具駆動部５に固定し、分離可能に構成している。即ち、術具保持機構１０において、回転ベース２６に固定されている部分と術具駆動部５に固定されている部分とを脱着可能にはめ合わして構成している。この脱着機構部分については、図３にて詳細を説明する。
【００５４】
さらに、術具駆動部５は、図３に示すように、術具の中間部８ａを固定する部分１７、１９を有し、さらに、該中間部８ａを通して先端の可動部８ｄ、８ｅを駆動する駆動ワイヤ８ｊ、８ｋを誘導するワイヤ誘導プーリー５ａと、該誘導された駆動ワイヤ８ｊ、８ｋのどちらかを引き込むために巻き付ける、術具モータ５ｃに取り付けた巻き取りプーリー５ｂとを備えて構成する。
【００５５】
さらに、上記並進ベース２２上には、回転ベース２６を回転させるための回転モータ２３が取り付けられている。そして、回転用モータ２６の回転出力に固定された歯車２３ａと、回転ベース２６に固定された歯車２５とは、駆動力伝達可能に噛み合わされている。
【００５６】
以上説明した構成により、回転用モータ２６を駆動することによって、噛み合わされた歯車２３ａ、および歯車２５を介して回転ベース２６が回転し、該回転ベース２６に固定された挿入部７、回転ベース２６に着脱自在に取り付けられる術具駆動部（鉗子駆動部）５、および該術具駆動部５に固定される術具中間部８を含む術具８を回転して術具８の挿入部７の軸心回りの姿勢（ガイドマニュピュレータの一自由度）が制御されることになる。
【００５７】
次に、術具８および術具駆動部５とガイド機器４との相対姿勢の変位を固定または拘束する拘束手段を有する術具保持機構１０の第１の実施例の構成について、図３を用いて詳細に説明する。
【００５８】
術具保持機構１０の第１の実施例は、大きく分けると脱着凹機構部１０ａ、脱着凸機構部１０ｂ、拘束度調整機構部１０ｃの３つの部分に分けられる。脱着凹機構部１０ａは、ガイドマニピュレータとの結合を行なうフランジ部１１と、脱着凸機構部１０ｂとはめ合わされる羽押え部１２とが、雄ネジ１２ａで固定されて構成される。脱着凸機構部１０ｂは、脱着凹部にはめ合わせる羽部１３と、羽固定部１４とが、雄ネジ１３ａで固定されて構成される。拘束度調整機構部１０ｃは、羽固定部１４に雄ネジ１４ａで固定される回転摺動押え部１６と、該回転摺動押え部１６を回転可能に挟み込み、互いに雄ネジ１５ａで固定される回転摺動部１５および術具固定部１７とで構成される。さらに、上述したように、術具の中間部８ａの一端をネジ１９によって固定する術具固定部（術具８または術具駆動機構５ａ〜５ｃと接触して術具８を保持する術具保持部材）１７には、拘束力調整可能な拘束力発生手段である摺動調整ネジ１８が設けられている。
【００５９】
このように、術具保持機構１０の第１の実施例において、術具駆動部５とガイド機器との相対姿勢の変位を固定または拘束する拘束手段としては、例えば、術具および術具駆動機構を固定する術具固定部１７と、該術具固定部１７を軸心回りに回動可能に支持し、ガイド機器４の挿入部７に装着される回転摺動押え部１６と、拘束力調整可能な拘束力発生手段である摺動調整ネジ１８とで構成される。
【００６０】
従って、拘束力調整可能な拘束力発生手段である摺動調整ネジ１８を締め込むことで、微動調整ネジ１８の先端と回転摺動押え部１６との間にまさつ力又は圧力からなる拘束力を発生させて、術具固定部（術具８または術具駆動機構５ａ〜５ｃと接触して術具８を保持する術具保持部材）１７は、脱着凸機構部１０ｂおよび回転摺動押え部１６とに回転が拘束され、結果、術具８のガイド機器４の挿入部７に対する相対姿勢の変位を固定または拘束することになる。
【００６１】
まず、脱着凹機構部１０ａの構成について説明する。
フランジ部１１は、ガイドマニピュレータ駆動部４ａである回転ベース２６のボス２４とはめ合わせるための貫通孔１１ｅと、術具駆動部５を取り付けたときに、ガイドマニピュレータ駆動部４ａと術具駆動部５との取り付け時の相対姿勢の位置決めを補助するボールプランジャ１１ａをはめ込む一つ以上の穴部１１ｂと、羽押え部１２を固定する雌ネジ部１１ｃとが設けられている。
【００６２】
羽押え部１２には、羽押え部１２をフランジ部１１に固定するための雄ネジ１２ａを通す貫通孔１２ｃが設けられている。また、羽押え部１２のフランジ部を固定する面１２Ｂとは反対の面１２Ａには、羽部１３の形状にあわせて、フランジを固定する面１２Ｂまで貫通孔１２ｆが設けられている。
【００６３】
羽押え部１２の裏面とする図に表記した面１２Ｂは、羽部１３とのはめ合い後に、羽部１３の回転に伴い、突起１３ｃが移動するスペースを、突起１３ｃの厚み以上の深さで、面１２Ｂから段を付けた形状をしている。羽押え部１２の厚みおよび、羽部１３の突起１３ｃの厚みは、この段付きの形状が面１２Ａまで貫通しないように決定される。なお、この段の深さの加工公差は、羽部１３を羽押え部１２に取り付けた際、羽部１３にがたつきが発生しないように決定すればよい。
【００６４】
そして、羽押え部１２は、雄ネジ１２ａを、貫通孔１２ｃを通して雌ネジ部１１ｃとあわせて締めることにより、フランジ部１１に固定されて取り付けられる。
【００６５】
なお、上記フランジ部１１のボス１１ｄの貫通孔１１ｅは、図２に示すように、ガイドマニピュレータ駆動部４ａの回転ベース２６のボス２４に嵌合固定して結合されている。
【００６６】
次に、脱着凸機構部１０ｂの構成について説明する。
突起１３ｃを持つ羽部１３には、中心に術具の中間部８ａを通すための貫通孔１３ｅと、貫通孔１３ｅの周囲に雄ネジ１３ａを通すための貫通孔１３ｄとが設けられている。上記突起１３ｃは、羽固定部１４と向かいう面１３Ａにおいて、羽部の貫通孔１３ｅ周辺の厚みより一段低くなっている。羽部１３の貫通孔１３ｅ周辺の厚みは、羽押え部１２の厚みに公差を考慮した厚さである。突起部１３ｃの厚みは羽押え部１２に設けた段付き部分の厚みに公差を考慮した厚さである。羽部１３のフランジ部１１と向かい合う面１３Ｂにおいて、突起部１３ｃには、フランジ部１１に設けられたボールプランジャ１１ａのボールの径にあわせて、浅い凹部１３ｂが設けられている。
【００６７】
羽固定部１４には、中心に術具の中間部８ａを通すための貫通孔１４ｅと、貫通孔１４ｅの周囲に雄ネジ１３ａを締め込むための雌ネジ部１４ｃと、雄ネジ１４ａを通すための貫通孔１４ｂが設けられている。ところで、羽部１３は、雄ネジ１３ａを貫通孔１３ｄを通して雌ネジ１４ｃで締込むことにより、羽固定部１４に固定される。
【００６８】
以上の構成により、上記羽部１３の突起１３ｃを回して、羽押え部１２の断付き形状に嵌合させ、フランジ部１１に設けられたボールプランジャ１１ａのボールを、突起１３ｃに形成された浅い凹部１３ｂに係合させることによって、羽部１３を固定した羽固定部１４は、上記フランジ部１１に対して装着されて回転止めされることになる。逆に、羽部１３の突起１３ｃを回して、羽押え部１２の断付き形状から外すことによって、羽部１３を固定した羽固定部１４は、上記フランジ部１１から取り外すことが可能となる。
【００６９】
次に、術具保持機構１０における拘束度調整機構１０ｃの構成について説明する。即ち、回転摺動部１５には、術具８の中間部８ａを通すための貫通孔１５ｅと、雄ネジ１５ａを通すための貫通孔１５ｂが設けられている。また、回転摺動部１５が術具固定部１７と向かい合う面１５Ａの円周に沿って、図３に示すような段差１５Ｅが環状に設けられている。段差の幅は、段差の面１５Ｅに貫通孔１５ｂが含まれない程度の幅である。段差の高さは、次に説明するように、回転摺動押え部１６との兼ね合いで決定される。
【００７０】
回転摺動押え部１６には、回転摺動部１５を回転させることができるように、中心に回転摺動部１５の外形形状にあわせた凹部および貫通孔１６ｂと、雄ネジ１４ａを締め付けることによって羽固定部１４に固定するための雌ネジ１６ａとが設けられている。そして、貫通孔１６ｂには、回転摺動部の面１５Ａがはめ込まれ、面１５Ａは、面１６Ａと同一面もしくは所定の公差分だけ面１６Ａより突出するように形成される。貫通孔１６ｂの周囲の凹部には、回転転摺動部１５の段差面１５Ｅが接触する。
【００７１】
術具固定部１７には、術具の中間部８ａとはめ合わせる貫通孔を持つボス部１７ｃと、拘束力の大きさを調整可能な拘束力発生手段である摺動調整ネジ１８を締め込むための雌ネジ１７ｂと、雄ネジ１５ａを締め付けることによって、回転摺動押え部１６に対して回転摺動可能に支持される回転摺動部１５を固定する雌ネジ１７ａとが設けられている。上記雌ネジ１７ｂは、摺動調整ネジ１８を締め込んだときに、回転摺動部１５の段差面１５Ｅと向かい合う術具固定部１７上の位置に設けられている。さらに、摺動調整ネジ１８の有効ネジ部の長さは、術具固定部１７の厚みより長く形成されている。即ち、拘束力の大きさを調整可能な拘束力発生手段である摺動調整ネジ１８を締め付けることによって、該ネジ１８の先端と回転摺動押え部１６との間の摩擦力または圧力からなる拘束力によって、術具固定部（術具または術具の駆動装置と接触する保持部材）１７は、羽固定部１４に固定された回転摺動押え部１６に対して回転止めされることになる。逆に、摺動調整ねじ１８を緩めることによって、術具固定部１７は、羽固定部１４に固定された回転摺動押え部１６に対して回転調整可能となる。
【００７２】
なお、術具固定部１７のボス部１７ｃには、術具を固定するための止めネジ用雌ネジが設けられているので、ボス部１７ｃに通された術具の中間部８ａを止めネジ１９でボス部１７ｃに固定することが可能となる。
【００７３】
さらに、術具固定部１７には、図３では省略したが、図２に示すように、鉗子可動部（術具可動部：術具作用部）８ｄ、８ｅを駆動するための駆動機構５ａ〜５ｃが固定される。鉗子可動部を駆動する駆動機構としては、図２では、作用力伝達手段である駆動ワイヤを誘導するためのプーリー５ａ、駆動ワイヤを巻き取るためのモータ５ｃ、モータ出力軸に取り付けられ、駆動ワイヤを巻きつけるプーリー５ｂ、上記プーリー５ａやモータ５ｃなどの機構を固定するための場所を支えるシャフト５ｅ、および、モータ固定板５ｄなどから構成される。これらシャフト５ｅ、モータ固定板５ｄなどは、鉗子を駆動させるための機構５ａ〜５ｃにあわせて構成し、適宜、術具固定部１７に固定すれば良い。
【００７４】
ところで、拘束力発生手段である摺動調整ネジ１８を外側から締め付けたり、緩めたりすることができるように、摺動調整ネジ１８の全長は、図２に示すように、術具駆動機構に要する長さより長いことが望ましい。
【００７５】
なお、回転摺動部１５と術具固定部１７とは、雄ネジ１５ａを貫通孔１５ｂを通して雌ネジ１７ａに締め込むことにより、回転摺動押え部１６を挟み込むように組み合わせられて連結される。即ち、術具８および術具駆動機構５ａ〜５ｅと接触して固定した術具固定部（保持部材）１７と回転摺動部１５とは、回転摺動押え部１６に対して軸心回りに回転可能に連結される。ただし、摺動調整ネジ１８を締め付けることによって、摺動調整ネジ１８の先端が回転摺動押え部１６を押さえ付けることによってその摩擦により、術具固定部１７は、回転摺動押え部１６に対して回転止めされて連結されることになる。
【００７６】
次に、ガイドマニピュレータ側に取り付けられた脱着凹機構部１０ａと、術具側に取り付けられた脱着凸機構部１０ｂおよび拘束度調整機構部１０ｃとの結合および分離である脱着動作について、図４を用いて説明する。
【００７７】
図４では、図をわかりやすくするため術具側の部品は羽部１３のみ図示しているが、実際にはそれぞれの部品が組み合わされた状態で脱着動作が行われる。
【００７８】
即ち、結合時には、脱着凸機構部１０ｂに連結された拘束度調整機構部１０ｃに取り付けられた中間部８ａを含めて術具８を、フランジ部１１の貫通孔１１ｅにはめ合わされているガイドマニピュレータの回転ベース２６のボス２４に設けた術具誘導孔およびその先の挿入部７の筒状内に挿入し、脱着凸機構部１０ｂの羽部１３の突起１３ｃを脱着凹機構部１０ａの窪み１２ｂにあわせて、矢印５０に示すように両者をはめ合わせる。次に、そのままの状態で、矢印５１に示す方向へ回転スライドさせる。この突起部１３ｃのスライドにより、脱着凹機構部１０ａのボールプランジャ１１ａ（図２および図３にて図示）は、フランジ部１１に押し込めらるが、所定の回転角度で、突起部１３ｃの凹部１３ｂがボールプランジャ１１ａの位置と合致し、押し込めらていたボールプランジャ１１ａが開放されて凹部１３ｂに係合し、脱着凸機構部１０ｂは、脱着凹機構部１０ａに装着されて回転止めさせる。
【００７９】
なお、突起部１３ｃを回転スライドさせるために羽押え部１２に形成された溝は、ボールプランジャ１１ａと凹部１３ｂがかみ合う位置で終端となるように、ボールプランジャの位置、凹部位置、突起部形状、溝形状を決定する。
【００８０】
さらに、術具８および術具駆動機構５ａ〜５ｃなどを固定した脱着凸機構部１０ｂを、ガイドマニピュレータに固定された脱着凹機構部１０ａから取り外すときは、上記と逆の手順で行なえば良い。
【００８１】
以上により、術具側を、ガイドマニピュレータ側へ脱着することが可能となる。
【００８２】
次に、ガイドマニピュレータの挿入部７と術具８の拘束力を調整し、相対姿勢を調整する方法について説明する。
【００８３】
即ち、拘束力の大きさを調整可能な拘束力発生手段である、摺動調整ネジ１８を締め込むことにより、回転摺動部１６と摺動調整ネジ１８先端との間に圧力がかかり、両者の間の摩擦による拘束力が増加し、術具固定部１７は、ガイドマニピュレータの駆動部の脱着凹機構部１０ａに装着される脱着凸機構部１０ｂの羽固定部１４に対して回転止めされ、術具８の挿入部７に対する姿勢を一定に保つことが可能となる。逆に、上記摺動調整ネジ１８をゆるめると、上記の圧力が弱まり、摩擦による拘束力が減少し、術具固定部１７は、ガイドマニピュレータの駆動部の脱着凹機構部１０ａに装着される脱着凸機構部１０ｂの羽固定部１４に対して回転調整が可能となり、術具８の挿入部７に対する姿勢を調整することが可能となる。
【００８４】
上記摩擦を増加させて拘束力を増加させたときには、術具固定部１７は、回転摺動部１６を介して羽固定部（ガイドマニピュレータの挿入部７を有する駆動部に装着される。）１４に固定され、術具８の挿入部７に対する姿勢を一定に保つことが可能となる。逆に、上記摩擦を減少させるに従い、回転方向への拘束度が弱まり、術具固定部１７を上記羽固定部１４に対して回転調整することにより、術具８を挿入部７に対して回転させて、両者の相対姿勢を操作者の要望に応じて変化させることが可能となる。
【００８５】
このように、拘束度を調節することで、自重などの外力では術具駆動部５は回転しないが、人が意図的に回転させようとして力を加えた場合のみ、術具８の挿入部７に対する回転方向の相対姿勢を変えることができる。
【００８６】
また、上記構成により、術中におけるガイドマニピュレータ４と術具８の脱着が容易に行なえるため、術具交換に伴う作業性を向上させることが可能となる。また、ガイドマニピュレータ４の挿入部７の並進・回転の２自由度と同位相で運動する回転ベース２６に術具駆動部５を固定できるため、これらの運動が行われても術具８と挿入部７の相対姿勢を一定に保つことが可能となる。ここでの並進の自由度の方向は、図２で示す並進ベース２２がベース９に対して移動できる方向であり、この並進ベース２２の動きはすなわち回転ベース２６の並進の動きであり、同時に挿入部７の動きになる。また、回転の自由度の方向は、図２で示す回転ベース２６が回転する方向であり、この回転ベース２６の動きはすなわち挿入部７の動きとなる。
【００８７】
また、上記回転および並進方向に対して術具８と挿入部７の相対姿勢が保持されていることで、術具８が挿入部７から飛び出る、あるいは術具８が捻じれたり、撓んだりすることを防ぐことができる。
【００８８】
ところで、脱着凹機構部１０ａに対する脱着凸機構部１０ｂの脱着動作を、よりスムーズに行なうためには、羽部１３は摺動性に優れた樹脂などで加工したり、その面１３Ｂに摺動性を高めるための表面処理を行なうことが望ましい。
【００８９】
次に、術具８および術具駆動部５とガイド機器４との相対姿勢の変位を固定または拘束する拘束手段を有する術具保持機構１０の第２の実施例の構成について、図５を用いて説明する。即ち、図５は、ガイド機器に挿入あるいは装備した術具８をばね圧で保持する例を、一部は断面図を用いて示している。ガイド機器には、あらかじめ、第１の実施例で示した、脱着凹機構部１０ａの機能を有する部位を設けておく。この部位については、第１の実施例で説明済みなので、図５では、術具側の構造のみ説明する。
【００９０】
即ち、脱着凹機構部１０ａにはめ合わせる羽部１３と、術具８の中間部８ａを保持する板バネ３１を固定するばね付きフランジ部３０とを図のように結合させる。羽部１３は第１の実施例で説明したものと同形状である。羽部１３とばね付きフランジ部３０には、術具８を通すための貫通孔３７が、ガイド機器４の挿入部７の術具挿入孔へつながるように設けられている。そして、術具８は、ばね付きフランジ部３０のボス側３０ｃから、ガイド機器４の挿入部７の術具挿入孔へと通すことが可能である。
【００９１】
ところで、拘束力の大きさを調整可能な拘束力発生手段である、複数箇所で折り曲げもしくは曲面加工された２枚の板バネ３１の一端は、ネジ３０ａでばね付きフランジ部３０に固定される。板バネ３１の固定端と反対の端部には、コの字型に加工した取っ手部３３、３４をネジ３３ａ、３４ａで図５のように、互いにかみ合うように設ける。この両取っ手部３３、３４の間に、二つの術具拘束部（術具または術具の駆動装置と接触する保持部材）３６を設ける。このとき、板バネ（拘束力発生手段）３１の作用で術具拘束部（保持部材）３６同士は押し付け合う。フランジ部３０のボス３０ｃには雄ネジ部を設け、この雄ネジ部にナット３５を取り付ける。ナット３５の外径は、ボス部３０ｃの終端で、術具拘束部３６を付けた板バネ３１に触れるくらいがちょうど良い。
【００９２】
このように、術具保持機構１０の第２の実施例において、術具８および術具駆動部５とガイド機器との相対姿勢の変位を固定または拘束する拘束手段としては、例えば、術具および術具駆動機構を軸心回りに回動可能に支持し、術具を拘束する複数の術具拘束部３６と、拘束力調整可能な拘束力発生手段である複数の板バネ部３１と、該複数の板バネ部３１を取り付け、ガイド機器４の挿入部７に回転ベース２６を介して装着されるフランジ部３０とから構成される。
【００９３】
従って、拘束力調整可能な拘束力発生手段である複数の板バネ部３１のバネ力で、複数の術具拘束部３６を閉じることで、術具８または術具駆動機構５ａ〜５ｃと接触して圧力若しくは摩擦力からなる拘束力を発生させて、術具８のガイド機器４の挿入部７に対する相対姿勢の変位を固定または拘束することになる。
【００９４】
この第２の実施例は次のように動作する。
【００９５】
即ち、ガイド機器４への脱着は、図４で示した第１の実施例と同様に、羽部１３の突起１３ｃを、羽押え部１２の脱着凹部にあわせてスライドさせる。羽部１３の形状は第１の実施例と同じであるため、第１の実施例と同じ術具凹機構部１０ａに対して、同様の脱着動作が可能となっている。
【００９６】
取っ手部３３、３４に対して矢印４０の方へ力を加える。すると板バネ３１は矢印４１の方へ互いに広がり、術具拘束部３６はそれぞれの取っ手部とともに移動し、ボス部３０ｃに設けた術具８を通すための貫通孔３７が口を開ける。そこで、術具８をここから貫通孔３７を通して、ガイド機器へ挿入させることができる。次に、取っ手部３３、３４にかけていた力をゆるめると、板バネ３１は矢印４１の逆方向へナット３５に接触する位置までもどり、取っ手部３３、４４も矢印４０の逆方向へと移動する。これにより、再び、術具拘束部３６は互いに押し合う位置にもどり、このとき、貫通孔３７に挿入していた術具８は、術具拘束部３６の間に挟まれて拘束されることになる。
【００９７】
ナット３５を回転させて、ボス部３０ｃに設けたネジ部に締め込んでいくと、板バネとの接触部位が変化する。これにより、板バネの広がりを調整して、術具拘束部３６ａにかかる最大圧力を変えることができる。人が取っ手部３３、３４に力を入れていない通常状態では、術具（中間部８ａ）８と術具拘束部３６との圧力は、ナット３５の位置で規定される最大圧力となる。
【００９８】
以上説明した第２の実施例によれば、次の様な効果を実現することができる。
【００９９】
即ち、この第２の実施例によれば、第１の実施例で示すような脱着機構（１０ｂ、１０ｃ）を有しない術具８を使用する場合にも、ガイド機器４に挿入した術具８を拘束し、ガイド機器４と術具８の相対姿勢を保持することができ、ガイド機器４の移動に伴う、術具の相対位置のずれを防ぐことができる。これにより、患者の安全性とガイド機器の操作性を向上させることができる。
【０１００】
また、第２の実施例によれば、取っ手部３３、３４をつまむことで、術具拘束部３６の圧力が弱まり、術具拘束部３６と術具８との間の圧力が低減される。これにより、術具８のガイド機器４に対して相対姿勢を変える操作が可能になる。
【０１０１】
また、第２の実施例によれば、ナット３５の位置を調整することで、術具８と術具拘束部３６との最大圧力を調整することができるため、人が力を入れて術具８を動かしたときには、ガイド機器４に対して変位を発生させることができるが、それより小さな力、例えば術具８の自重のみの力では、人が手を放してもガイド機器４に対する変位を拘束できる程度の、摩擦力を発生させる大きさの圧力に調整することができる。これにより、術具８を操作させる際に拘束力を弱める操作を省略できるので、より操作性を高めることができる。
【０１０２】
また、第２の実施例によれば、術具拘束部３６を滑り性のよい樹脂などで構成すると、摩擦力を調整し術具を滑らせて行なう操作がより行ないやすくなる。
【０１０３】
また、第２の実施例によれば、術具８に対して最大の圧力をかけるようナット３５の位置や術具拘束部３６の材質を設定しているときでも、術具８を操作したいときには、取っ手部３３、３４をつまむことで、容易に拘束力をゆるめることが可能であり、確実な術具８の保持と、操作者の要望するときのみ術具８の適切な操作性を実現することができる。
【０１０４】
また、第２の実施例によれば、板バネ３１の厚さを変えると、術具８を保持する最大圧力を変えることができる。使用する術具８の種類に応じて、図５に示すような複数の術具保持機構１０ｄを用意しておくと、術具８にあわせたよりよい作業性を実現することができる。脱着操作が容易であることから、術具保持機構１０ｄの交換は短時間で可能である。
【０１０５】
また、第２の実施例によれば、ファイバーなどの比較的破損しやすい術具などを保持する場合は、術具拘束部（術具保持部）３６をゴムなどの弾性を有する素材で構成すると、弾製材は挟む術具の形状にあわせて変形を行ない、術具を包み込むような形状で圧力をかけることができるため、術具に傷を付けたり破損させたりする危険を回避できる。また、軟性のプラスチックなどで術具拘束部（術具保持部）３６を構成すると、術具を滑らせて操作するときなどに、術具が傷つくことを防止できる。これらにより、より術具に対して適切な保持が可能となる。
【０１０６】
なお、第２の実施例において、術具８の駆動機構５ａ〜５ｅが必要な場合には、術具の中間部８ａの後端に取り付ければ良い。
【０１０７】
次に、術具８および術具駆動部５とガイド機器４との相対姿勢の変位を固定または拘束する拘束手段を有する術具保持機構１０の第３の実施例の構成について、図６を用いて説明する。この第３の実施例でも、ガイド機器側に設ける脱着凹部１０ａおよび、これとはめ合わせになる羽部１３は同じ物を用いた場合について説明する。
【０１０８】
羽部１３には、ボス４４ｅを有するフランジ部４４を固定する。フランジ部４４および羽部１３には術具８を通すための貫通孔４４ｇが設けられており、ボス４４ｅには、少なくとも一つ以上の、貫通孔４４ｇに貫通する雌ネジ部４４ｃが設けられている。また、雌ネジ部４４ｃを含むボス部４４ｅの一部には貫通孔４４ｇの内径より一回り大きくな径のザグリ部４４ｄを設ける。これにより、フランジ部４４の断面においては、図６のように術具８を通すための貫通孔４４ｇは段付き形状になっている。このザグリ部４４ｄには可撓性を有する樹脂製のチューブ４５をはめ込む。その後、ボス４４ｅの開口部４４ｆに、内径がチューブ４５の外径より小さいキャップ４６をかぶせる。雌ネジ部４４ｃには雄ネジ４７ｂを締め込む。雄ネジ４７ｂには人がネジを操作するためのネジ頭４７ａがあることが望ましい。
【０１０９】
術具８はキャップ４６の開口部４６ａから挿入する。そして、雄ネジ４７ｂを締め込むと、雄ネジ４７ｂによりチューブ４５に圧力がかかり、場合によってはたわみが発生する。これにより、術具８とチューブ４５の間の摩擦が増大して、術具８を拘束あるいは固定することができる。チューブ４５の素材と雄ネジ４７ｂの締め具合に応じて、摩擦力は調整可能である。術具８にあわせた摩擦力を発生させるために、使用する術具８に応じてチューブ４５を取り替えることが可能である。
【０１１０】
このように、術具保持機構１０の第３の実施例において、術具８および術具駆動部５とガイド機器４との相対姿勢の変位を固定または拘束する拘束手段としては、例えば、術具および術具駆動機構を軸心回りに回動可能に支持し、術具を拘束する術具拘束部であるチューブ４５と、拘束力調整可能な拘束力発生手段である複数の雄ネジ４７ｂと、該複数の雄ネジ４７ｂを取り付け、ガイド機器４の挿入部７に回転ベース２６を介して装着されるフランジ部４４とから構成される。
【０１１１】
従って、拘束力調整可能な拘束力発生手段である複数の雄ネジ４７ｂを締め付けて、術具拘束部であるチューブ４５を撓ませることで、術具８または術具駆動機構５ａ〜５ｃと接触して圧力若しくは摩擦力からなる拘束力を発生させて、術具８のガイド機器４の挿入部７に対する相対姿勢の変位を固定または拘束することになる。
【０１１２】
以上説明した第３の実施例によれば、次の様な効果を実現することができる。
【０１１３】
まず、第３の実施例によれば、ガイド機器４に対して術具８の相対姿勢を固定できるので、ガイド機器４の操作性と患者の安全性を向上させることができる。
【０１１４】
また、第３の実施例によれば、保持部材であるチューブ４５の交換が容易に行なえることにより、術具８にあわせて、術具８と術具保持機構１０ｅの間の摩擦力を調整することが容易に可能となる。
【０１１５】
また、第３の実施例によれば、術具８を拘束する力はネジ４７ｂの締め具合で変化するので、適切な摩擦力が発生するように調整できる。
【０１１６】
また、第３の実施例によれば、摩擦力の調整が容易に可能であることから、自重では動かない程度の拘束力が発生している状態で、人の力によりガイド機器に対する変位を操作者の要望に応じて発生させるときに、術具の操作性を向上させることが可能である。
【０１１７】
また、第３の実施例によれば、摩擦力を発生させているチューブ４５は、はめ込んだ後にキャップをかぶせて落ちないようにしているだけの構造なので、チューブ４５に破損や汚れが発生した場合でも、交換が容易に行なえる。
【０１１８】
また、第３の実施例によれば、チューブ４５の内径に比べて挿入する術具が細い場合、挿入する術具の太さにあわせた内径を有するチューブ４５に交換することが容易にできるので、術具８とチューブ４５との間により適切な摩擦力を発生させることができる。よって、チューブ４５の撓み方によっては適切な摩擦力が発生できない状況は容易に回避できる。あらかじめ術具の外径や発生させたい摩擦力、術具の自重などにより、適切な摩擦力が発生できるチューブ４５を組み込んだ術具保持機構１０ｅを複数用意しておき、術具を取り替えるときに、術具保持機構１０ｅも術具８にあわせた物に交換することで、より安全で適切な操作性を得ることができる。術具保持機構１０ｅの交換は脱着操作が容易あることから、短時間に行なえる。
【０１１９】
なお、上記術具保持機構の第３の実施例において、術具８の駆動機構５ａ〜５ｅが必要な場合には、術具の中間部８ａの後端に取り付ければ良い。
【０１２０】
次に、以上説明した本発明に係る手術支援装置（術具保持機構１０の第１の実施も含む）の実施の形態の効果について説明する。
【０１２１】
まず、本発明に係る手術支援装置によれば、術具駆動部５は、ガイドマニピュレータの挿入部７と相対姿勢を保てる部位（例えば回転ベース２６）に固定され、また、術具駆動部５で発生した駆動力（作用力）を術具８の可動部（作用部）まで伝える作用力伝達手段（駆動力伝達機構：例えば駆動ワイヤ８ｆ〜８ｉ、８ｊ〜８ｋ）を有する（例えば内部を通す）中間部８ａの長さが一定であることから、患者の患部付近まで挿入されたガイドマニピュレータの挿入部７が、患者の身体内部で運動する際に、挿入部７と術具可動部８ｄ、８ｅとの相対姿勢を一定に保つことができる。よって、術具８が挿入部７から突出したりして、身体内部の組織に不用意に接触したり、損傷を与えてしまうようなことが起こらない。よって、従来に比較して、患者への安全性を向上させることができる。
【０１２２】
また、本発明に係る手術支援装置によれば、術具駆動部５がガイドマニピュレータの駆動部４ｂに、挿入部７との相対姿勢を保つように固定されているため、ガイドマニピュレータの挿入部７を操作するときに、術具８も挿入部７にあわせて動かすような手間が無くなるため、操作者１は治療に専念でき、効率よく治療を行なうことができる。
【０１２３】
また、本発明に係る手術支援装置によれば、術具駆動部５が挿入部７とともに運動し、常に、術具可動部５と挿入部７の相対的な位置関係を一定に保てるため、挿入部７がどのように操作されても、その動きにより、術具８の中間部８ａに設けられた駆動力伝達機構に、ねじれや圧縮、引っ張りなどの力が働くことが無く、どのような姿勢でも安定して術具８を操作することが可能となり、治療の作業性および患者への安全性が向上する。また、上記のように、術具８の中間部８ａに、挿入部７の動きに伴う変形、外力が発生しないため、術具可動部８ｄ、８ｅに、駆動信号に伴う動き以外の動きが発生するようなことが起こらず、従来に比較して患者への安全性を向上させることができる。
【０１２４】
また、本発明に係る手術支援装置によれば、術具８の可動部８ｄ、８ｅが、流体や気体などの流体を噴射あるいは吸引する部位であり、術具８の駆動部５がそれら流体を送り出すあるいは引き出す装置である場合、同様の構成により、術具中患部の流体の流路が捻じれたり折れたりして、流体の動きを妨げることが防止できるため、機器の機能を常に有効に発揮することが可能となり、作業性を向上させることが可能となる。
【０１２５】
また、本発明に係る手術支援装置によれば、術具駆動部５がガイドマニピュレータ４の一部（例えば回転ベース２６）に固定され、自動で挿入の動きに合わせて相対姿勢を保つように運動するため、人が術具８を長時間保持する必要がなくなり、治療スタッフの肉体的負担を軽減することができる。
【０１２６】
また、本発明に係る手術支援装置によれば、術具可動部８ｄ、８ｅと挿入部７の相対姿勢が、術具駆動部５固定の際に、常に一定であるように装備されているため、操作開始時に術具８の向きを、要望に応じて修正したりする手間がない。また、挿入部７の自由度方向との関係で術具８がもっとも効果的に患部に作用できる向きに、常に容易に装備できる。よって、治療作業性を向上させることが可能である。あた、術具装備時に思いがけない相対姿勢で術具８が装備されており、操作者の思いもしない向きに可動部が動くような事故が防げるため、患者の安全性を高めることができる。
【０１２７】
また、本発明に係る手術支援装置によれば、術具駆動装置５に設けられた拘束力の大きさを調整可能な拘束力発生手段の一つである拘束力調整ネジ１８をゆるめると、ガイドマニピュレータの挿入部７と、術具８の可動部８ｄ、８ｅとの相対姿勢の拘束力が弱まるため、治療中の要望に応じて、挿入部７と術具可動部８ｄ、８ｅとの相対姿勢を、操作者の操作に応じてずらすこが可能である。これにより、操作者の要望に応じて患部の位置や状態にあわせた治療が可能になり、より、治療の作業性を向上させることができる。
【０１２８】
また、本発明に係る手術支援装置によれば、術具８がガイドマニピュレータ４と脱着可能に拘束されているため、術中、操作者の要望に応じて、術具８を交換することが容易である。また、挿入部７を体内に挿入したまま、挿入部７の内部に通されていた術具８のみ交換することができるので、迅速にかつ容易に術具８の交換が可能である。挿入された術具８は、可動部８ｄ、８ｅと挿入部７の相対姿勢が所定の関係で装備されるので、術具交換後に、異なる術具においても、同様の感覚で操作することができ、治療操作性が向上する。
【０１２９】
また、本発明に係る手術支援装置によれば、術具８の部分は、ガイド機器であるガイドマニピュレータ４に比べて、小型簡易構造で作ることができ、かつ、術具駆動部５が脱着可能に固定可能で、術具交換に要する手間もかからず、異なる術具を装備した際にも、操作感覚が大きく変わること無く操作できるなどの効果により、術具８の種類を豊富にそろえることがより容易になる。これにより、治療において、患部の位置や状態にあわせて、より適切な治療を行なうことが可能になり、治療の作業性と患者の安全性の向上がはかれる。
【０１３０】
【発明の効果】
本発明によれば、ガイド機器と鉗子等の術具を用いる手術に適した手術支援装置を実現することができる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る手術支援装置の一実施の形態を示す構成図である。
【図２】ガイド機器と術具駆動部の脱着機構および術具駆動部保持機構に関する組み合わせ図である。
【図３】ガイド機器と術具駆動部の脱着機構および術具駆動部保持機構に関する部品構成図である。
【図４】脱着操作の説明図である。
【図５】板バネを用いた術具保持機構の第２の実施例を示す図である。
【図６】雄ネジと樹脂チューブを用いた術具保持機構の第３の実施例を示す図である。
【図７】図１および図２に示す挿入部および術具の一実施例を具体的に示した図である。
【符号の説明】
２…操作入力装置、２ａ…操作レバー、３…制御装置、４…ガイドマニピュレータ（ガイド機器）、５…術具駆動部（鉗子駆動部）、５ａ…ワイヤ駆動プーリー、５ｂ…巻き取りプーリー、５ｃ…術具モータ、６ａ…入力信号、６ｂ…情報、６ｃ、６ｅ…駆動信号、６ｄ、６ｆ…センサ信号、７…挿入部、７ａ…関節先端部、７ｃ、７ｄ…駆動ワイヤ、８…術具（鉗子）、８ａ…中間部、８ｄ、８ｅ…可動部（作用部）、８ｆ〜８ｋ…駆動ワイヤ（作用力伝達手段）、１０…術具保持機構、１０ａ…脱着凹機構部、１０ｂ…脱着凸機構部、１０ｃ…拘束度調整機構部、１１…フランジ部、１２…羽押え部、１３…羽部、１４…羽固定部、１５…回転摺動部、１６…回転摺動押え部、１７…術具固定部（術具保持部材）、１８…摺動調整ネジ（拘束力発生手段）、２６…回転ベース、２７…ワイヤ巻き取り用モータ、３０…ばね付きフランジ部、３１…板バネ（拘束力発生手段）、３３…取っ手部、３４…取っ手部、３６ａ…術具保持部、４５…チューブ（術具保持部材）、４７ｂ…雄ネジ（拘束力発生手段）。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a surgery support apparatus that guides a surgical instrument capable of treating an affected area such as forceps, a scissors, and a lever with a guide device to treat the affected area.
[0002]
[Prior art]
As prior art 1, using an endoscope which is a guide device for guiding a surgical instrument to an affected part, an insertion part of the endoscope is inserted into the body through an insertion hole provided in the patient's body, and the endoscope is inserted into the endoscope. A hollow insertion channel that has a function of guiding the provided surgical tool and has a degree of freedom such as curved head swinging, guides the surgical tool passed through the insertion channel to the affected area, and treats the affected area with the guided surgical tool. Surgical methods for performing are known.
[0003]
In particular, in surgery using an endoscope, an operator operates a surgical tool to be inserted into an insertion channel of the endoscope with his / her hand to treat the affected area. May be held by an assistant, may be held by an assistant, or may be fixed to a bed using an arm or the like.
[0004]
Further, in the prior art 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 7-328024), a medical manipulator device is also proposed in which treatment is performed by inserting through an insertion hole different from the endoscope. The medical manipulator includes a manipulator body that can be driven with a plurality of degrees of freedom, and an observation or treatment insert that is provided in the manipulator body and can be inserted into a living body. The body is configured to be detachable from the manipulator body.
[0005]
Further, as prior art 3 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-99124), a hollow joint portion is formed at the distal end portion of the hollow tube independently, and a position and posture can be controlled independently. A drive unit that drives the joint at a rear end of the hollow tube, the drive unit being a neck swing of the joint, and at least one drive mechanism for rotating or translating the hollow tube There is known a guide manipulator that has a guide and guides a treatment tool inside.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when a surgical instrument is inserted into a guide device to perform a treatment, the guide device is used by being held by an operator or an assistant or being fixed to a bed or a floor with an arm or the like that holds the guide device.
[0007]
At this time, since a plurality of medical devices (a guide device and a surgical instrument) are inserted into the patient's body from one insertion hole, at least one medical device must be moved with the medical device inside the body. A situation that does not occur occurs. Such a situation refers to, for example, a guide device using the degree of freedom of the guide device and the degree of freedom of the hand or device holding the guide device with the surgical instrument inserted into the guide device. This may be the case when changing the posture or insertion direction to a state where treatment is easier.
[0008]
Under such circumstances, when the guide device is moved in response to a doctor's request during treatment, there may be a difference in movement between the guide device and the surgical instrument. Even when holding the surgical instrument and the guide device at the same time, it is difficult to operate multiple medical devices without shifting the relative posture at all. It is hard to avoid differences in movement.
[0009]
In addition, the surgical instrument transmits a driving force generated by the driving unit between the moving unit and the driving unit, and a driving unit that generates a force for driving the moving unit, a driving unit for treating the affected part, and a driving unit. When having an intermediate part with a driving force transmission system, deformations such as deflection and torsion occur in the intermediate part while adjusting the movement of the surgical tool to the movement of the endoscope, and the path of the driving force transmission system becomes There is a possibility that deformation or deformation such as twisting may occur in the transmission path itself. In this way, when deformation occurs in the intermediate part of the surgical instrument, the force resulting from the deformation of the intermediate part, which occurs in the driving force transmission system, is transmitted to the movable part at the tip, and the operator's unexpected movement is movable. Will occur. Therefore, even if the rigidity of the intermediate portion is increased in order to suppress the generation of these forces, the above-described problem still occurs if a force exceeding the rigidity is generated.
[0010]
In addition, even when the surgical instrument has a function of acting on the affected part using a fluid such as gas or liquid and performing a treatment, a flow path for guiding the gas or liquid to the distal end of the surgical instrument is provided in the intermediate part. As the intermediate portion is twisted, the flow path is deformed, the fluid is prevented from moving, and the action of the treatment instrument is hindered.
[0011]
In addition, when an operator has both an endoscope and a surgical instrument, a physical burden is caused by a long-time operation. As a result, camera shake or the like that occurs due to physical burden or the like is transmitted to the surgical instrument, and if the shake appears at the distal end of the surgical instrument when treating the affected area, the treatment is hindered.
[0012]
Further, in the prior art 2, the treatment instrument is inserted into the body and provided on the proximal side of the insertion portion that can be bent in the vertical direction and the left and right direction, the open and closing grasping forceps provided at the distal end of the insertion portion, and the insertion portion. It is composed of a gripping portion with a built-in drive mechanism that performs bending operation of the insertion portion and opening / closing operation of the gripping forceps. In the case of this configuration, since the grasping forceps are provided in advance in the insertion portion that guides the gripping forceps, there is no relative posture shift between the insertion portion and the grasping forceps. However, when the bendable insertion portion as the guide device and the grasping forceps as the surgical instrument are integrated, the following problems occur.
[0013]
In other words, in the case of a device in which a site for treating an affected part is provided in advance at the tip of a manipulator having a function of a guide device for guiding the surgical tool to the affected part, when performing treatment while replacing various surgical tools, It is necessary to frequently replace the manipulator inserted into the patient's body at the same time as the surgical instrument. When removing the manipulator from the patient's body, although it is integrated with the surgical instrument, the work to replace it without damaging the body is required to be performed carefully, and it is not easy and it is not easy to do so. Prompt treatment is prevented during treatment.
[0014]
In addition, it is necessary to prepare many manipulators according to the types of surgical instruments. When many manipulators are brought into the operating room, the manipulators prepared for replacement use the space in the operating room and hinder the movement of people and surgical instruments during the operation. Before and after the operation, many manipulators are sterilized and sterilized, which increases labor.
[0015]
Conversely, if the number of manipulators is limited, the types of surgical tools are limited, and it is impossible to use appropriate surgical tools in accordance with the shape, site, quality, etc. of the affected part during surgery. It is conceivable that the safety of the patient and the appropriateness of the treatment may be reduced due to the inability to use a surgical tool suited to the affected area.
[0016]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a surgical operation support apparatus capable of further improving the workability of a treatment and the safety of a patient in order to solve the above problems.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve at least one of the above-described problems, the present invention is characterized in that a guide device or a surgical instrument used in combination with the guide device is provided with means for fixing or restraining the guide device and the surgical instrument. As a result, even when the guide device is moved, the relative posture between the guide device and the surgical instrument can be maintained even if the hand is released from the surgical instrument, and safety can be improved.
[0018]
Further, according to the present invention, by providing a means for fixing or restraining between the guide device and the surgical instrument, it is possible to suppress the vibration of the hand operating the surgical instrument from being transmitted to the distal end of the surgical instrument. That is, since the surgical instrument is restrained by the guide device, the vibration of the hand is suppressed at the restraining means provided between the surgical instrument and the guide device, and can be prevented from being transmitted to the distal end of the surgical instrument.
[0019]
In addition, the present invention has a drive unit for driving a movable part (action part) in which the surgical instrument performs treatment, and when the movement of the movable part (action part) is controlled electrically or mechanically, the guide device Further, a means for fixing or restraining the drive part of the surgical instrument is provided.
[0020]
As a result, not only the displacement of the relative posture with respect to the distal end of the surgical instrument caused by the operation of the guide device is avoided, but also the occurrence of deformation such as torsion in the intermediate portion that transmits the driving force from the driving portion to the movable portion is suppressed. be able to. Further, when an action is exerted on the affected part by the flow of the fluid, it is possible to prevent deformation of the channel in the middle and prevent the effect of the action from being hindered.
[0021]
As mentioned above as a problem, the problem due to the displacement of the relative posture between the guide device and the surgical instrument is that the protrusion and deflection in the longitudinal direction and the twist in the rotation direction are caused as a result of the shift of the relative posture. Conceivable. Safety and operability can be improved only by maintaining these relative postures.
[0022]
The present invention also provides a restraint force generating means capable of adjusting the magnitude of the restraint force, so that the relative posture between the surgical instrument and the guide instrument can be maintained during operation of the guide instrument, and the treatment using the surgical instrument. The inside workability can also be improved. As a result, when a person performs a treatment by operating a surgical instrument, the treatment can be performed by operating only the surgical instrument without being restricted by the guide device, and safety and workability can be improved. .
[0023]
Further, according to the present invention, it is possible to easily adjust the magnitude of the restraining force to an appropriate force by restraining the surgical instrument and the guide device by pressure or frictional force generated by the pressure. This is less than the operating force, taking into account the size of the force when operating with the hand of the person and the weight of the operating tool that is applied to the means to restrain when the person releases the hand from the operating tool, It becomes possible to generate a friction force larger than the weight of the surgical instrument. By adjusting the frictional force in this way, it becomes possible to operate without any re-adjustment during the operation, without being restrained by the guide device during the treatment of operating the surgical tool, and when moving the guide device, release the hand from the surgical tool. However, since the relative posture of the guide device and the surgical instrument can be kept constant, workability can be improved.
[0024]
When holding, by using a flexible resin such as plastic or an elastic body such as rubber, coil spring or leaf spring as the holding member that contacts the surgical instrument or guide device and generates frictional force during restraint, When the restraining force is increased, it is possible to prevent the surgical tool from being damaged such as a wound. When constraining a fiber, etc., it will collapse if pressure is applied with a flat metal, but if an elastic body such as soft rubber is sandwiched between them and pressure is applied, the pressure will be applied uniformly from the periphery of the fiber. Prevents the crushing. When the surgical tool is slid and operated by adjusting the friction force, damage such as scraping of the surface of the surgical tool can be avoided by receiving friction with the holding member having low hardness.
[0025]
Further, the present invention has a structure in which the surgical instrument holding mechanism can be detachably separated from the guide device side and the surgical instrument side. As a result, the same surgical instrument holding mechanism on the guide device side is prepared, the surgical instrument side uses a unified shape only for the part to be attached to and detached from the guide device side, and the portion for holding the surgical tool is a surgical tool It is possible to select according to the part to be gripped, the shape, the hardness and the quality. Accordingly, various types of surgical tools can be attached to and detached from the same mechanism, and the effects of surgical tool replacement and relative posture maintenance can be obtained regardless of the surgical tools.
[0026]
Further, the present invention provides positioning means that can always restrain the surgical instrument and the guide device in a predetermined state in which the relative postures of the surgical instrument and the guide device are restrained. Thereby, when the degree of freedom of movement of the guide device, in particular, the degree of freedom of the curved swinging direction is limited, the swinging direction of the guide device and the direction of the surgical instrument can always be kept constant. Accordingly, the operation of the surgical instrument can always be started in the same state, and the trouble of reconfirming the orientation of the surgical instrument every time the surgical instrument is inserted and replaced can be saved. In addition, when replacing the surgical tool, it is possible to prevent misunderstanding about the direction of the surgical tool, and to prevent movement, contact with the tissue, and damage in an unexpected direction caused by misunderstanding. Always starting from the same state has the effect of increasing safety.
[0027]
By the way, as the positioning means, there is provided means for providing irregularities that mesh with each other on the surgical instrument side and the guide device side, and positioning with the engagement of these irregularities. If the convex portion is instructed by an elastic body such as a spring, it can be suppressed so that the convex portion does not protrude when contacting with other than the concave portion, and when the convex portion is combined with the concave portion, the protruding portion is engaged and protruded. Positioning operation can be done easily. Thereby, positioning becomes possible easily and reliably when the surgical instrument is restrained.
[0028]
The present invention is also directed to a guide manipulator as described above in a guide manipulator which has an advantage of guiding a surgical instrument as one of medical manipulators and having the advantage that the surgical instrument can be inserted and removed during surgery. In addition to improving the safety and workability, the following effects can also be expected.
[0029]
First, by providing a restraining force generating means that can adjust the magnitude of the restraining force between the surgical instrument and the guide manipulator, the surgical instrument can be easily replaced by removing and inserting the surgical instrument during surgery. In addition, by increasing the restraining force after replacement, the relative posture between the guide manipulator and the surgical instrument can be kept constant again and treatment can be performed safely.
[0030]
As a result, only a minimum number of guide manipulators need to be prepared, and various surgical tools can be exchanged on the same guide manipulator during the operation, which is compared to medical manipulators that have surgical tools fixed at the tip. Thus, a wide variety of surgical tools can be used, and a surgical tool suitable for the affected area can be selected.
[0031]
Moreover, even if abundant surgical tools are prepared, the burden on the user side can be kept low because the burden of sterilization and mechanical maintenance can be increased only for the surgical tools.
[0032]
Further, the present invention fixes a hollow insertion portion for inserting and guiding a surgical instrument, a translation base portion configured to be translationally controlled in the axial direction of the insertion portion, and a rear end of the insertion portion. A rotation base portion supported on the translation base portion so as to be able to rotate around the axis of the insertion portion; and connected to the rotation base portion to hold an intermediate portion of the surgical instrument; A surgical instrument holding mechanism to which a surgical instrument drive unit that causes the surgical instrument to act is attached, and an acting force transmission means for transmitting an acting force between the surgical instrument drive part and the acting part of the surgical instrument. This is a surgical operation support device.
[0033]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of a surgery support apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
First, an embodiment of a surgery support apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1, 2, 3, 4, and 7. FIG. 1 shows a schematic configuration of a surgery support apparatus according to the present invention. FIG. 2 shows a guide manipulator driving unit 4, a surgical instrument driving unit 5, an intermediate part 8 b provided with a driving force transmission mechanism for the surgical instrument 8, and a surgical instrument holding mechanism 10. FIG. 3 shows a specific configuration of the surgical instrument holding mechanism 10. FIG. 7 shows an embodiment of the insertion portion 7 and the surgical instrument 8.
[0034]
That is, the surgical operation support apparatus according to the present invention is a guide device having a function of directly guiding the affected part within the patient's body and a function of guiding the position and posture of the surgical tool 8 to the affected part within the patient's body. It comprises a guide manipulator 4, an operation input device 2 in which an operator 1 inputs an operation to the guide manipulator 4 and the surgical instrument 8, and a control device 3 that controls the drive units 4 a and 5.
[0035]
The guide manipulator (guide device) 4 has a plurality of degrees of freedom, and has a hollow insertion portion 7 that guides the position and orientation of the surgical instrument 8 that can process the affected part in the patient's body. The insertion portion 7 can change its position and orientation by a driving force generated by the driving portion 4a of the insertion portion.
[0036]
That is, the insertion portion 7 provided in the guide manipulator (guide device) 4 is entirely formed in a hollow shape as shown in FIG. And in the insertion part 7, as shown to FIG.7 (c), (d), as shown in FIG.7 (c), (d), the front-end | tip part which is the opposite end to the drive part 4a shown in FIG. There is a joint consisting of A drive wire 7c and a drive wire 7d are fixed to the joint tip 7a which is the action portion. The drive wires 7c and 7d pass through the hollow portion of the insertion portion 7 and are guided to the rotation base 26 shown in FIG. Further, the drive wire 7 d guided to the rotation base 26 is guided to a plurality of wire guide pulleys 27 a provided on the rotation base 26, and then to a wire take-up pulley 27 b provided on the wire take-up motor 27. Connected. On the other hand, the drive wire 7c is guided by some wire guide pulleys 27a inside the rotary base 26, and then connected to one end of a coil spring (not shown) so that there is no slack. The other end opposite to the coil spring is fixed to the rotation base 26.
[0037]
With the above configuration, when the wire winding motor 27 rotates and the drive wire 7d is wound around the wire winding pulley 27b, the joint distal end portion 7a swings. At this time, the tension of the drive wire 7c increases with the swinging motion of the joint tip portion 7a, and as a result, the coil spring that fixes the other end to the rotation base 26 extends to return the swing motion of the joint tip portion 7a. Generate tension. Conversely, when the wire winding motor 27 is rotated and the drive wire 7d is loosened, the coil spring fixed to the drive wire 7c is contracted, and as a result, the swinging motion of the joint tip portion 7a is restored, as shown in FIG. Return to a straight state.
[0038]
Furthermore, the surgical instrument 8 has, for example, movable parts 8d and 8e which are action parts for processing a living body at the distal end, and the movable parts (action parts) 8d and 8e are connected to the movable part (action part). The surgical instrument drive unit 5 that generates an action force for processing a living body or sends out the action force is driven via an action force transmission means (action force transmission mechanism) that transmits the action force. Furthermore, when the movable part (action part) of the surgical instrument 8 is a part that ejects or sucks fluid such as fluid or gas, the drive part 5 of the surgical instrument is configured by a device that sends out or draws out the fluid. The force transmission means is composed of a thin channel that sends out or draws out a fluid.
[0039]
The surgical instrument 8 is mounted through the inside of the hollow insertion portion 7 of the guide manipulator (guide device) 4. At the time of this equipment, it is provided in at least one of the guide device 4 or the surgical instrument 8 so that the position and orientation of the insertion part 7 and the position and orientation of the movable part (operating part) of the surgical instrument 8 have a predetermined relationship. A surgical instrument holding mechanism 10 that fixes or restrains the displacement of the relative posture between the surgical instrument 8 and the guide device 4 is provided. Further, the surgical instrument 8 is detachably attached to a part of the guide manipulator (guide device) 4 by the surgical instrument holding mechanism 10. That is, the guide manipulator 4 and the surgical instrument 8 are fixed or restrained by the surgical instrument holding mechanism 10 even when the insertion part 7 of the guide manipulator moves, the relative of the surgical instrument 8 and the surgical instrument drive unit 5 and the insertion part 7. It is done by the part that can keep the posture constant. The surgical instrument drive unit 5 weakens the restraining force between the surgical instrument 8 and the guide manipulator 4 and can change the relative posture between the surgical instrument 8 and the insertion unit 7 (for example, surgical instrument fixing for fixing the surgical instrument) Part 17, a rotary sliding presser 16 that supports the surgical instrument fixing part 17 via the rotary sliding part 15 so as to be rotatable about an axis, and a restraining force generating means capable of adjusting the magnitude of the restraining force. It is composed of a certain restraining force adjusting screw 18 and the like. A surgical instrument holding mechanism 10 for fixing or restraining the guide manipulator 4 and the surgical instrument 8, that is, a surgical instrument having restraining means for fixing or restraining the displacement of the relative posture between the surgical instrument drive unit 5 and the guide manipulator (guide device) 4. The holding mechanism 10 will be described in detail later with reference to FIGS. 2 and 3.
[0040]
Although not shown in FIG. 1, there is a surgical operation between the surgical instrument drive unit 5 and a movable part of the surgical instrument 8 (for example, an action unit for treating a living body composed of forceps, scissors, tweezers, etc.). Acting force transmitting means (acting force transmitting mechanism) (for example, driving wires 8f to 8i, 8j to 8k, or a narrow flow) that transmits the acting force (driving force) generated by the instrument driving unit 5 to the movable part (acting unit) of the surgical instrument 8 There is an intermediate portion 8a having (for example, a passage). However, the length of the intermediate portion 8a is constant.
[0041]
An embodiment of the surgical instrument 8 is shown in FIGS. 7 (a) and 7 (b). FIG.7 (b) is the figure seen from the upper surface of Fig.7 (a). The surgical instrument (forceps) 8 has a movable portion (action portion) 8d and a movable portion (action portion) 8e for treating a living body, and a movable portion holding portion 8b for holding the movable portions 8d and 8e at the distal end. Part 8a, a surgical instrument drive unit 5 that generates or sends out an acting force to the movable parts 8d and 8e, and an acting force transmission mechanism 8f that transmits the acting force between the movable part and the surgical instrument drive part 5. 8i. The movable portion 8d and the movable portion 8e are overlapped as shown by an arrow 81, and are fitted in the direction of the arrow 82 in the slit of the movable portion holding portion 8b. Further, the pin 8c is fitted as indicated by an arrow 80 so as to penetrate the through hole 83 of the movable part holding part 8b, the through hole 84 of the movable part 8d, and the through hole 85 of the movable part 8e. Thereby, the movable part (acting part) 8d and the movable part (acting part) 8e are each rotatably fixed to the movable part holding part 8b. Furthermore, a driving wire 8f and a driving wire 8g, which are acting force transmission mechanisms, are fixed to the movable portion 8d. Similarly, the driving wire 8h and the driving wire 8i, which are acting force transmission mechanisms, are also fixed to the movable portion 8e. These drive wires 8f to 8i are guided to the surgical instrument drive unit (forceps drive unit) 5 shown in FIG. 2 through the inside of the intermediate part 8a. The drive wire 8f and the drive wire 8i are bundled in the middle of the single drive wire 8j, and similarly, the drive wire 8g and the drive wire 8h are bundled in the single drive wire 8k. As shown in FIG. 2, these drive wire 8j and drive wire 8k are further guided to several wire drive pulleys 5a inside the forceps drive unit 5 and to a take-up pulley 5b attached to the surgical instrument motor 5c. Connected. At this time, when the drive wire 8j is wound around the take-up pulley 5b, the drive wire 8k is loosened. Conversely, when the drive wire 8k is taken up around the take-up pulley 5b, the take-up pulley 5b is loosened. And fix each drive wire in the opposite direction. Accordingly, either the drive wire 8j or the drive wire 8k is pulled by the rotation of the surgical instrument motor 5c. When the drive wire 8j is pulled, the distal end of the surgical instrument 8 is opened, and when the drive wire 8k is pulled, the distal end of the surgical instrument 8 is closed and the living body can be treated.
[0042]
As described above, the surgical instrument 8 is attached so that the movable parts (action parts) 8d and 8e come out from the joint tip part 7a through the inside of the insertion part 7. The appearance at this time is shown in FIG. The length of the intermediate portion 8a is determined in consideration of the appropriate relative positional relationship between the joint tip portion 7a and the movable portion.
[0043]
By the way, in the present invention, a surgical instrument 8 including a part that directly treats the affected part and a means for operating the treatment of the affected part in the part of the patient's body is referred to. Furthermore, a device having a function of guiding a surgical instrument 8 that is partly inserted into the patient's body together with the surgical instrument 8 and detachably mounted to the affected part is referred to as a guide instrument 4. For example, an endoscope having an insertion channel is included in the guide device 4 according to the present invention. Further, for example, a guide manipulator for guiding a surgical tool to an affected part as proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 11-99124 is also included in the guide device 4 according to the present invention. Treating the affected area with the surgical instrument 8 includes applying an action due to electromagnetic waves or heat, or an action due to gas or liquid, in addition to acting on the affected area with physical force. The part that treats the affected part by these actions is called the action part. The means for transmitting the aforementioned physical force, electromagnetic wave, heat quantity, gas, and liquid force are called acting force transmission means, generating physical force or electromagnetic wave, raising or lowering heat quantity, A portion that is sucked or sent out is referred to as a drive unit 5.
[0044]
When the surgical instrument 8 is inserted into the guide device 4 to perform the treatment, the guide device 4 is held on the bed or the floor by an operator or an assistant, or by a device that holds the guide device, such as an arm. Used.
Further, the operation input device 2 includes one or more operation input means 2a for the operator 1 to perform operation input, and a monitor 2b for displaying information 6b sent from the control device 3.
[0045]
By the way, although only one set of the guide manipulator 4 and the surgical instrument (forceps) 8 is shown in FIG. 1, a plurality of guide manipulators 4 and surgical tools (forceps) 8 may be used simultaneously as necessary. The control device 3 has the ability to control the plurality of guide manipulators 4 and the surgical instrument 8 at the same time, but may be increased as required. Although not shown in the figure, an observation means such as an endoscope for observing the state of the affected part, an image processing device for processing image information obtained from the observation means, and the processed image are presented to the operator There is a display device such as a monitor which is a means to do this. Although not shown, there is a device for supporting the guide manipulator.
[0046]
Next, the connection between the devices shown in FIG. 1 will be described.
The operator 1 performs an operation input using an operation lever 2 a which is an operation input means provided in the operation input device 2. The input signal 6 a input in this way is sent from the operation input device 2 to the control device 3. The control device 3 drives the guide manipulator 4 and the surgical tool 8 based on the input signal 6a sent from the operation input device 2 and the sensor signals 6d and 6f sent from the guide manipulator 4 and the surgical tool 8. The drive signals 6c and 6e are generated, and the generated drive signals 6c and 6e are transmitted to the respective drive units. Further, the control device 3 simultaneously detects sensor signals 6d and 6f detected from a sensor (not shown) for detecting a driving amount for driving the guide manipulator 4 and the surgical instrument 8, and sensor signals 6d and 6f and an input signal. Information 6b generated from 6a is transmitted to the operation input device 2. The operation input device 2 displays the information 6b received from the control device 3 on the monitor 2b as information display means, or feeds it back to the control of the operation lever 2a to control the state of the operation lever 2a.
[0047]
When performing treatment, the guide manipulator drive unit 4a and the surgical instrument drive unit (forceps drive unit) 5 are driven and controlled on the basis of the drive signals 6c and 6e obtained from the control device 3, thereby the guide manipulator drive unit 4a. The insertion part 7 and the surgical instrument 8 are inserted into the patient's body through an insertion hole provided in the body wall. That is, the control device 3 drives and controls the drive unit 4a of the guide manipulator according to the operation input of the operator 1 obtained from the operation input device 2, moves the insertion unit 7, and is passed through the insertion unit. The surgical tool 8 is guided to the affected area. After guiding the surgical instrument 8 to a place where the positional relationship between the surgical instrument 8 and the affected part is appropriate, the control device 3 moves the surgical instrument drive unit 5 in accordance with the operation input of the operator 1 obtained from the operation input device 2. The drive is controlled and the surgical instrument 8 is operated to treat the affected area. Also in the treatment of the affected area, the control device 3 performs drive control of the insertion portion 7 in accordance with the request of the operator 1 obtained from the operation input device 2, and performs appropriate treatment in accordance with the movement of the surgical instrument 8. To do.
[0048]
Next, the structure of the surgical instrument holding mechanism 10 and the surgical instrument drive unit 5 which are fixed parts of the guide manipulator 4 and the surgical instrument 8 will be specifically described with reference to FIGS.
[0049]
FIG. 2 shows a drive unit 4 a of the guide manipulator 4, a surgical instrument drive unit 5, an intermediate part 8 a having a surgical instrument drive force transmission mechanism, and a surgical instrument holding mechanism 10. FIG. 2 illustrates an example of a mechanism when the movement of the surgical instrument is performed by driving a wire. The drive mechanism of the illustrated guide manipulator can drive the insertion portion 7 with three degrees of freedom. In FIG. 2, two degrees of freedom (the movement in the axial direction of the insertion portion 7 by the translation base 22 and the rotational movement of the insertion portion 7 around the axis by the rotation base 26) are apparent. The remaining one degree of freedom is the degree of freedom of the neck-down movement at the distal end of the insertion portion 7 shown in FIG. The insertion portion distal end 7a represents a mechanism for swinging with wires 7c and 7d as an example.
[0050]
That is, the base 9 serving as the base of the guide manipulator 4 is supported by a support device (not shown). And the translation base 22 is attached to the drive part 4a of the guide manipulator 4 so that the translation base 22 is movable along the guide 29 fixed to the base 9 in the longitudinal direction of the insertion part 7. That is, the translation base 22 is supported by the guide 29 that defines the translation direction fixed to the base 9 so as to be able to translate. A nut 21 a that meshes with the ball screw 21 is fixed to the translation base 22. The ball screw 21 is rotatably supported by the base 9 and has one end connected to the rotational output of the translation motor 20 attached to the base 9.
[0051]
With the above configuration, the translation screw 20 is driven to rotate the ball screw 21, and the translation base 22 is fixed to the base 9 through the nut 21 a meshed with the ball screw 21. By moving in the direction of the heart, one degree of freedom of the guide manipulator is controlled.
[0052]
Furthermore, the rotation base 26 is rotatably supported by rotation support members (bearing members) 28a and 28b provided on the translation base 22 with the center line in the longitudinal direction of the insertion portion 7 as the rotation center. The rotary base 26 includes a pulley 27b for winding the wire 7d for bending and swinging the distal end 7a of the insertion portion, a wire winding motor 27 for rotating the pulley 27b, and a pulley 27b for winding the wire from the insertion portion 7. One or more wire guide pulleys are provided to guide the wire up to. FIG. 2 shows several wire guide pulleys, but actually, other wire guide pulleys may be provided as appropriate.
[0053]
Further, the rotation base 26 is configured by attaching a part 11 of the surgical instrument holding mechanism 10 at the boss portion 24 on the side opposite to the direction in which the insertion portion 7 is attached. The surgical instrument holding mechanism 10 is configured to be separable by fixing a part other than the part fixed to the rotation base 26 to the surgical instrument drive unit 5. In other words, in the surgical instrument holding mechanism 10, the part fixed to the rotation base 26 and the part fixed to the surgical instrument drive unit 5 are detachably fitted together. The details of the desorption mechanism will be described with reference to FIG.
[0054]
Further, as shown in FIG. 3, the surgical instrument drive unit 5 has portions 17 and 19 for fixing the intermediate part 8a of the surgical instrument, and further drives the movable parts 8d and 8e at the distal end through the intermediate part 8a. A wire guide pulley 5a for guiding the drive wires 8j and 8k and a take-up pulley 5b attached to the surgical instrument motor 5c for winding either of the guided drive wires 8j and 8k are provided.
[0055]
Further, a rotary motor 23 for rotating the rotary base 26 is attached on the translation base 22. The gear 23a fixed to the rotation output of the rotation motor 26 and the gear 25 fixed to the rotation base 26 are meshed so as to transmit the driving force.
[0056]
With the configuration described above, by driving the rotation motor 26, the rotation base 26 rotates via the meshed gear 23a and the gear 25, and the insertion portion 7 and the rotation base 26 fixed to the rotation base 26 are rotated. The surgical instrument drive section (forceps drive section) 5 detachably attached to the surgical instrument 8 and the surgical instrument intermediate section 8 fixed to the surgical instrument drive section 5 are rotated to rotate the surgical instrument 8 of the insertion section 7 of the surgical instrument 8. The posture around the axis (one degree of freedom of the guide manipulator) is controlled.
[0057]
Next, the configuration of the surgical instrument holding mechanism 10 having a restraining means for fixing or restraining the displacement of the relative posture between the surgical instrument 8 and the surgical instrument drive unit 5 and the guide device 4 will be described with reference to FIG. Will be described in detail.
[0058]
The first embodiment of the surgical instrument holding mechanism 10 can be broadly divided into three parts, that is, a detachable concave mechanism part 10a, a detachable convex mechanism part 10b, and a restraint degree adjusting mechanism part 10c. The detachable concave mechanism portion 10a is configured by fixing a flange portion 11 for coupling with a guide manipulator and a wing presser portion 12 fitted to the detachable convex mechanism portion 10b with a male screw 12a. The detachable convex mechanism part 10b is configured by fixing a wing part 13 and a wing fixing part 14 fitted to the detachable concave part with a male screw 13a. The restraint degree adjusting mechanism portion 10c includes a rotary sliding presser portion 16 fixed to the wing fixing portion 14 with a male screw 14a, and a rotation clamped between the rotary slide presser portion 16 and fixed to each other with a male screw 15a. The sliding portion 15 and the surgical instrument fixing portion 17 are configured. Furthermore, as described above, the surgical instrument fixing portion that fixes one end of the intermediate portion 8a of the surgical instrument with the screw 19 (the surgical instrument holding that holds the surgical instrument 8 in contact with the surgical instrument 8 or the surgical instrument drive mechanisms 5a to 5c) The member 17 is provided with a sliding adjustment screw 18 which is a restraint force generating means capable of restraint force adjustment.
[0059]
As described above, in the first embodiment of the surgical instrument holding mechanism 10, as the restraining means for fixing or restraining the displacement of the relative posture between the surgical instrument drive unit 5 and the guide device, for example, the surgical instrument and the surgical instrument drive mechanism A surgical instrument fixing portion 17 for fixing the surgical instrument, a rotary sliding presser portion 16 that supports the surgical instrument fixing portion 17 so as to be pivotable about an axis, and is attached to the insertion portion 7 of the guide device 4, and a restraint force adjustment It is comprised with the sliding adjustment screw 18 which is a possible restraining force generation means.
[0060]
Therefore, by tightening the slide adjusting screw 18 which is a restraining force generating means capable of adjusting the restraining force, a restraining force consisting of a force or pressure between the tip of the fine adjustment screw 18 and the rotary sliding presser 16 is provided. The surgical instrument fixing part (a surgical instrument holding member that holds the surgical instrument 8 in contact with the surgical instrument 8 or the surgical instrument drive mechanisms 5a to 5c) 17 is provided with a demountable convex mechanism part 10b and a rotary sliding presser part. As a result, the displacement of the relative posture of the surgical instrument 8 relative to the insertion portion 7 of the guide device 4 is fixed or restrained.
[0061]
First, the configuration of the detachable recess mechanism 10a will be described.
When the flange 11 is attached to the through hole 11e for fitting with the boss 24 of the rotation base 26, which is the guide manipulator driving unit 4a, and the surgical instrument driving unit 5, the guide manipulator driving unit 4a and the surgical instrument driving unit 5 are attached. One or more holes 11b for fitting the ball plunger 11a for assisting the positioning of the relative posture at the time of attachment, and a female screw part 11c for fixing the blade holding part 12 are provided.
[0062]
The wing presser portion 12 is provided with a through hole 12c through which a male screw 12a for fixing the wing presser portion 12 to the flange portion 11 is passed. A through-hole 12f is provided on the surface 12A opposite to the surface 12B for fixing the flange portion of the wing presser portion 12 up to the surface 12B for fixing the flange in accordance with the shape of the wing portion 13.
[0063]
The surface 12B shown in the drawing as the back surface of the wing presser 12 has a space where the protrusion 13c moves with the rotation of the wing 13 after the fitting with the wing 13 at a depth greater than the thickness of the protrusion 13c. The shape is stepped from the surface 12B. The thickness of the wing pressing portion 12 and the thickness of the protrusion 13c of the wing portion 13 are determined so that the stepped shape does not penetrate to the surface 12A. It should be noted that the processing tolerance of the depth of the step may be determined so that the wing 13 does not rattle when the wing 13 is attached to the wing presser 12.
[0064]
The wing presser portion 12 is fixedly attached to the flange portion 11 by tightening the male screw 12a together with the female screw portion 11c through the through hole 12c.
[0065]
As shown in FIG. 2, the through hole 11e of the boss 11d of the flange 11 is fitted and fixed to the boss 24 of the rotation base 26 of the guide manipulator driving unit 4a.
[0066]
Next, the structure of the desorption convex mechanism part 10b is demonstrated.
The wing part 13 having the projection 13c is provided with a through hole 13e for passing the intermediate part 8a of the surgical tool at the center and a through hole 13d for passing the male screw 13a around the through hole 13e. The protrusion 13c is one step lower than the thickness of the wing portion around the through hole 13e on the surface 13A facing the wing fixing portion 14. The thickness of the wing portion 13 around the through hole 13e is a thickness that takes into account the tolerance of the thickness of the wing pressing portion 12. The thickness of the protrusion 13c is a thickness that takes into account the tolerance of the thickness of the stepped portion provided in the wing presser 12. On the surface 13B of the wing 13 facing the flange 11, the projection 13 c is provided with a shallow recess 13 b in accordance with the ball diameter of the ball plunger 11 a provided on the flange 11.
[0067]
The wing fixing part 14 has a through hole 14e for passing the middle part 8a of the surgical instrument in the center, a female screw part 14c for tightening the male screw 13a around the through hole 14e, and a male screw 14a. Through-holes 14b are provided. By the way, the wing part 13 is fixed to the wing fixing part 14 by tightening the male screw 13a with the female screw 14c through the through hole 13d.
[0068]
With the above configuration, the protrusion 13c of the wing 13 is turned to fit into the cut-off shape of the wing presser 12, and the ball of the ball plunger 11a provided on the flange 11 is a shallow formed on the protrusion 13c. By engaging with the recess 13b, the wing fixing portion 14 to which the wing portion 13 is fixed is attached to the flange portion 11 and is prevented from rotating. On the contrary, the wing fixing part 14 to which the wing part 13 is fixed can be removed from the flange part 11 by turning the protrusion 13c of the wing part 13 to remove it from the cut-off shape of the wing pressing part 12.
[0069]
Next, the configuration of the restraint degree adjusting mechanism 10c in the surgical instrument holding mechanism 10 will be described. That is, the rotary sliding portion 15 is provided with a through hole 15e for passing the intermediate portion 8a of the surgical instrument 8 and a through hole 15b for passing the male screw 15a. Further, a step 15E as shown in FIG. 3 is provided in an annular shape along the circumference of the surface 15A where the rotary sliding portion 15 faces the surgical instrument fixing portion 17. The width of the step is such a width that the through hole 15b is not included in the step surface 15E. The height of the step is determined based on the balance with the rotary sliding presser 16 as described below.
[0070]
By tightening a concave portion and a through-hole 16b that match the outer shape of the rotary sliding portion 15 and a male screw 14a at the center so that the rotary sliding portion 15 can be rotated. A female screw 16a for fixing to the wing fixing portion 14 is provided. The through-hole 16b is fitted with the surface 15A of the rotary sliding portion, and the surface 15A is formed so as to protrude from the surface 16A by the same surface as the surface 16A or by a predetermined tolerance. The step surface 15E of the rotary rolling sliding portion 15 is in contact with the concave portion around the through hole 16b.
[0071]
In order to tighten the boss portion 17c having a through hole to be fitted to the intermediate portion 8a of the surgical instrument and the slide adjusting screw 18 which is a restraining force generating means capable of adjusting the magnitude of the restraining force. The female screw 17b and the female screw 17a for fixing the rotary sliding portion 15 supported so as to be capable of rotating and sliding with respect to the rotary sliding presser portion 16 by tightening the male screw 15a are provided. The female screw 17b is provided at a position on the surgical instrument fixing portion 17 that faces the step surface 15E of the rotary sliding portion 15 when the sliding adjustment screw 18 is tightened. Furthermore, the length of the effective screw portion of the slide adjusting screw 18 is formed longer than the thickness of the surgical instrument fixing portion 17. That is, by tightening the slide adjusting screw 18 which is a restraining force generating means capable of adjusting the magnitude of the restraining force, the restraint composed of the frictional force or pressure between the tip of the screw 18 and the rotary sliding presser portion 16 is achieved. Due to the force, the surgical instrument fixing portion (holding member that comes into contact with the surgical instrument or the driving device of the surgical instrument) 17 is prevented from rotating with respect to the rotary sliding presser portion 16 fixed to the wing fixing portion 14. Conversely, by loosening the sliding adjustment screw 18, the surgical instrument fixing portion 17 can be rotated and adjusted with respect to the rotary sliding presser portion 16 fixed to the wing fixing portion 14.
[0072]
Since the boss portion 17c of the surgical instrument fixing portion 17 is provided with a female screw for a set screw for fixing the surgical instrument, the intermediate portion 8a of the surgical instrument passed through the boss portion 17c is fixed to the set screw 19. It becomes possible to fix to the boss | hub part 17c.
[0073]
Further, although not shown in FIG. 3, the surgical instrument fixing unit 17 has drive mechanisms 5 a to 5 d for driving the forceps movable parts (surgical instrument movable parts: surgical instrument acting parts) 8 d and 8 e as shown in FIG. 2. 5c is fixed. As a drive mechanism for driving the forceps movable portion, in FIG. 2, a pulley 5a for guiding a drive wire as acting force transmitting means, a motor 5c for winding the drive wire, and a motor output shaft are attached to the drive wire. A shaft 5e for supporting a place for fixing mechanisms such as the pulley 5a and the motor 5c, a motor fixing plate 5d, and the like. The shaft 5e, the motor fixing plate 5d, and the like may be configured according to the mechanisms 5a to 5c for driving the forceps, and may be appropriately fixed to the surgical instrument fixing portion 17.
[0074]
By the way, the total length of the sliding adjustment screw 18 is required for the surgical instrument drive mechanism, as shown in FIG. 2, so that the sliding adjustment screw 18 which is a restraining force generating means can be tightened or loosened from the outside. Desirably longer than length.
[0075]
The rotary sliding portion 15 and the surgical instrument fixing portion 17 are coupled and coupled so as to sandwich the rotary sliding presser portion 16 by tightening the male screw 15a into the female screw 17a through the through hole 15b. That is, the surgical instrument fixing portion (holding member) 17 and the rotary sliding portion 15 fixed in contact with the surgical instrument 8 and the surgical instrument drive mechanisms 5a to 5e are arranged around the axis with respect to the rotary sliding presser portion 16. It is rotatably connected. However, by tightening the sliding adjustment screw 18, the distal end of the sliding adjustment screw 18 presses the rotary sliding presser portion 16, so that the surgical instrument fixing portion 17 is against the rotary sliding presser portion 16 due to the friction. Will be stopped and connected.
[0076]
Next, FIG. 4 shows a detachment operation that is a coupling and separation of the detachable concave mechanism portion 10a attached to the guide manipulator side, the detachable convex mechanism portion 10b and the restraint degree adjusting mechanism portion 10c attached to the surgical instrument side. It explains using.
[0077]
In FIG. 4, only the wing part 13 is shown as a part on the surgical instrument side in order to make the drawing easy to understand, but actually, the detaching operation is performed in a state where the parts are combined.
[0078]
That is, at the time of coupling, a guide manipulator in which the surgical instrument 8 including the intermediate portion 8a attached to the restraint degree adjusting mechanism portion 10c connected to the detachable convex mechanism portion 10b is fitted in the through hole 11e of the flange portion 11 is used. The surgical tool guide hole provided in the boss 24 of the rotary base 26 and the insertion portion 7 at the tip thereof are inserted into the cylindrical shape, and the projection 13c of the wing portion 13 of the desorption convex mechanism portion 10b is inserted into the recess 12b of the desorption concave mechanism portion 10a. At the same time, as shown by the arrow 50, the two are fitted. Next, in the state as it is, it is rotated and slid in the direction shown by the arrow 51. Due to the sliding of the protrusion 13c, the ball plunger 11a (shown in FIG. 2 and FIG. 3) of the attachment / detachment recess mechanism part 10a is pushed into the flange part 11, but at a predetermined rotation angle, the recess 13b of the protrusion 13c. Coincides with the position of the ball plunger 11a, and the ball plunger 11a that has been pushed in is released and engages with the recess 13b, and the desorption convex mechanism portion 10b is mounted on the desorption concave mechanism portion 10a to prevent rotation.
[0079]
In addition, the groove formed in the wing pressing part 12 for rotating and sliding the protruding part 13c is positioned at the position of the ball plunger, the position of the recessed part, the shape of the protruding part, so that it ends at the position where the ball plunger 11a and the recessed part 13b are engaged. Determine the groove shape.
[0080]
Furthermore, when the detachable convex mechanism part 10b to which the surgical instrument 8 and the surgical instrument drive mechanisms 5a to 5c are fixed is removed from the detachable concave mechanism part 10a fixed to the guide manipulator, the procedure may be reversed.
[0081]
As described above, the surgical instrument side can be detached from the guide manipulator side.
[0082]
Next, a method of adjusting the relative posture by adjusting the binding force between the insertion portion 7 of the guide manipulator and the surgical instrument 8 will be described.
[0083]
That is, by tightening the sliding adjustment screw 18 which is a binding force generating means capable of adjusting the magnitude of the binding force, pressure is applied between the rotary sliding portion 16 and the tip of the sliding adjustment screw 18. And the surgical instrument fixing portion 17 is prevented from rotating with respect to the wing fixing portion 14 of the attaching / detaching convex mechanism portion 10b attached to the attaching / detaching concave mechanism portion 10a of the driving portion of the guide manipulator, The posture of the surgical instrument 8 with respect to the insertion portion 7 can be kept constant. On the contrary, when the sliding adjustment screw 18 is loosened, the pressure is weakened and the binding force due to friction is reduced, and the surgical instrument fixing portion 17 is attached to and detached from the attaching / detaching concave mechanism portion 10a of the driving portion of the guide manipulator. Rotation adjustment is possible with respect to the wing fixing part 14 of the convex mechanism part 10b, and the posture of the surgical instrument 8 with respect to the insertion part 7 can be adjusted.
[0084]
When the restraint force is increased by increasing the friction, the surgical instrument fixing portion 17 is attached to the wing fixing portion (attached to the driving portion having the insertion portion 7 of the guide manipulator) 14 via the rotary sliding portion 16. Thus, the posture of the surgical instrument 8 relative to the insertion portion 7 can be kept constant. Conversely, as the friction is reduced, the degree of restraint in the rotational direction is weakened, and the surgical instrument 8 is rotated relative to the insertion part 7 by adjusting the surgical instrument fixing part 17 relative to the wing fixing part 14. Thus, the relative posture of the two can be changed according to the operator's request.
[0085]
In this way, by adjusting the degree of restraint, the surgical instrument drive unit 5 does not rotate with an external force such as its own weight, but only when a person applies force to intentionally rotate the insertion part 7 of the surgical instrument 8. The relative orientation of the rotation direction with respect to can be changed.
[0086]
Further, with the above configuration, the guide manipulator 4 and the surgical instrument 8 can be easily attached and detached during the operation, so that the workability associated with the replacement of the surgical instrument can be improved. In addition, since the surgical instrument drive unit 5 can be fixed to the rotary base 26 that moves in the same phase as the two degrees of freedom of translation and rotation of the insertion part 7 of the guide manipulator 4, the surgical instrument 8 can be inserted even if these movements are performed. It becomes possible to keep the relative posture of the part 7 constant. The direction of the degree of freedom of translation here is a direction in which the translation base 22 shown in FIG. 2 can move with respect to the base 9, and the movement of the translation base 22 is the translation movement of the rotation base 26, and is inserted simultaneously. It becomes the movement of part 7. The direction of the degree of freedom of rotation is the direction in which the rotation base 26 shown in FIG. 2 rotates, and the movement of the rotation base 26 becomes the movement of the insertion portion 7.
[0087]
Further, since the relative posture of the surgical instrument 8 and the insertion part 7 is maintained with respect to the rotation and translation directions, the surgical instrument 8 jumps out of the insertion part 7, or the surgical instrument 8 is twisted or bent. Can be prevented.
[0088]
By the way, in order to perform the detaching operation of the detachable convex mechanism portion 10b with respect to the detachable concave mechanism portion 10a more smoothly, the wing portion 13 is processed with a resin having excellent slidability or the surface 13B is slidable. It is desirable to perform a surface treatment for increasing the thickness.
[0089]
Next, FIG. 5 is used for the configuration of the second embodiment of the surgical instrument holding mechanism 10 having a restraining means for fixing or restraining the displacement of the relative posture between the surgical instrument 8 and the surgical instrument drive unit 5 and the guide device 4. I will explain. That is, FIG. 5 shows an example in which the surgical instrument 8 inserted or equipped in the guide device is held by spring pressure, partly using a cross-sectional view. The guide device is previously provided with a portion having the function of the detachable concave mechanism 10a shown in the first embodiment. Since this portion has already been described in the first embodiment, only the structure on the surgical instrument side will be described in FIG.
[0090]
That is, the wing part 13 fitted to the attachment / detachment concave mechanism part 10a and the spring-equipped flange part 30 for fixing the leaf spring 31 holding the intermediate part 8a of the surgical instrument 8 are coupled as shown in the figure. The wing 13 has the same shape as that described in the first embodiment. A through-hole 37 for passing the surgical instrument 8 is provided in the wing 13 and the flange part 30 with the spring so as to be connected to the surgical instrument insertion hole of the insertion part 7 of the guide device 4. The surgical instrument 8 can be passed from the boss side 30 c of the flange portion 30 with the spring to the surgical instrument insertion hole of the insertion portion 7 of the guide device 4.
[0091]
By the way, one end of two leaf springs 31 which are a restraining force generating means capable of adjusting the magnitude of the restraining force and which are bent or curved at a plurality of locations are fixed to the flange portion 30 with a spring by a screw 30a. At the end opposite to the fixed end of the leaf spring 31, handle portions 33 and 34 processed into a U-shape are provided so as to engage with each other with screws 33a and 34a as shown in FIG. Two surgical instrument restraining parts (holding members that come into contact with the surgical instrument or the surgical instrument drive device) 36 are provided between the handle parts 33 and 34. At this time, the surgical instrument restraining portion (holding member) 36 is pressed against each other by the action of the leaf spring (restraining force generating means) 31. A male screw part is provided on the boss 30c of the flange part 30, and a nut 35 is attached to the male screw part. The outer diameter of the nut 35 is just as good as touching the leaf spring 31 with the surgical instrument restraining portion 36 at the end of the boss portion 30c.
[0092]
As described above, in the second embodiment of the surgical instrument holding mechanism 10, as the restraining means for fixing or restraining the displacement of the relative posture between the surgical instrument 8 and the surgical instrument drive unit 5 and the guide device, for example, a surgical instrument and A plurality of surgical instrument restraining portions 36 that support the surgical instrument drive mechanism so as to be pivotable about an axis and restrain the surgical instrument; a plurality of leaf spring portions 31 that are restraining force generating means capable of adjusting the restraining force; A plurality of leaf spring portions 31 are attached, and the flange portion 30 is attached to the insertion portion 7 of the guide device 4 via the rotation base 26.
[0093]
Accordingly, the surgical tool 8 or the surgical instrument drive mechanisms 5a to 5c are brought into contact with each other by closing the plurality of surgical instrument restraining portions 36 with the spring force of the plurality of leaf spring portions 31 which are restraining force generating means capable of adjusting the restraining force. Thus, a restraint force composed of pressure or friction force is generated to fix or restrain the displacement of the relative posture of the surgical instrument 8 relative to the insertion portion 7 of the guide device 4.
[0094]
The second embodiment operates as follows.
[0095]
That is, the attachment / detachment to / from the guide device 4 is performed by sliding the projection 13c of the wing 13 in accordance with the attachment / detachment recess of the wing presser 12 as in the first embodiment shown in FIG. Since the shape of the wing portion 13 is the same as that of the first embodiment, the same detachment operation can be performed with respect to the same surgical instrument concave mechanism portion 10a as that of the first embodiment.
[0096]
A force is applied to the handle portions 33 and 34 in the direction of the arrow 40. Then, the leaf springs 31 spread toward each other in the direction of the arrow 41, the surgical instrument restraining portions 36 move together with the respective handle portions, and the through hole 37 for passing the surgical instrument 8 provided in the boss portion 30c opens the mouth. Therefore, the surgical instrument 8 can be inserted from here through the through hole 37 into the guide device. Next, when the force applied to the handle parts 33, 34 is loosened, the leaf spring 31 returns to the position where it contacts the nut 35 in the reverse direction of the arrow 41, and the handle parts 33, 44 also move in the reverse direction of the arrow 40. As a result, the surgical instrument restraining portion 36 returns to the position where it is pressed against each other. At this time, the surgical instrument 8 inserted into the through hole 37 is sandwiched between the surgical instrument restraining portion 36 and restrained. Become.
[0097]
When the nut 35 is rotated and tightened into the screw portion provided in the boss portion 30c, the contact portion with the leaf spring changes. Accordingly, the maximum pressure applied to the surgical instrument restraining portion 36a can be changed by adjusting the spread of the leaf spring. In a normal state in which a person does not apply force to the handle parts 33 and 34, the pressure between the surgical instrument (intermediate part 8 a) 8 and the surgical instrument restraining part 36 is the maximum pressure defined by the position of the nut 35.
[0098]
According to the second embodiment described above, the following effects can be realized.
[0099]
That is, according to the second embodiment, the surgical instrument 8 inserted into the guide device 4 even when the surgical instrument 8 having no detachment mechanism (10b, 10c) as shown in the first embodiment is used. The guide device 4 and the surgical instrument 8 can be held in a relative posture, and the displacement of the relative position of the surgical instrument accompanying the movement of the guide device 4 can be prevented. Thereby, patient safety and operability of the guide device can be improved.
[0100]
Further, according to the second embodiment, by pinching the handle portions 33 and 34, the pressure of the surgical instrument restraining portion 36 is weakened, and the pressure between the surgical instrument restraining portion 36 and the surgical instrument 8 is reduced. Thereby, operation which changes a relative attitude | position with respect to the guide apparatus 4 of the surgical instrument 8 is attained.
[0101]
Further, according to the second embodiment, by adjusting the position of the nut 35, the maximum pressure between the surgical instrument 8 and the surgical instrument restraining portion 36 can be adjusted. When the device 8 is moved, a displacement can be generated with respect to the guide device 4. However, a force smaller than that, for example, a force of only the weight of the surgical instrument 8 causes the displacement to the guide device 4 even if a person releases his / her hand. The pressure can be adjusted to a level that can generate a frictional force that can be restrained. Thereby, since the operation which weakens restraining force when operating the surgical instrument 8 can be abbreviate | omitted, operativity can be improved more.
[0102]
Further, according to the second embodiment, when the surgical instrument restraining portion 36 is made of a resin having good sliding property, an operation performed by adjusting the frictional force and sliding the surgical instrument becomes easier.
[0103]
Further, according to the second embodiment, even when the position of the nut 35 and the material of the surgical instrument restraining portion 36 are set so that the maximum pressure is applied to the surgical instrument 8, it is desired to operate the surgical instrument 8. By pinching the handle portions 33 and 34, it is possible to easily loosen the restraint force, and it is possible to securely hold the surgical instrument 8 and to realize appropriate operability of the surgical instrument 8 only when the operator requests it. be able to.
[0104]
According to the second embodiment, when the thickness of the leaf spring 31 is changed, the maximum pressure for holding the surgical instrument 8 can be changed. If a plurality of surgical instrument holding mechanisms 10d as shown in FIG. 5 are prepared according to the type of surgical instrument 8 to be used, better workability in accordance with the surgical instrument 8 can be realized. Since the detachment operation is easy, the surgical instrument holding mechanism 10d can be replaced in a short time.
[0105]
Further, according to the second embodiment, when holding a relatively fragile surgical instrument such as a fiber, the surgical instrument restraining part (surgical instrument holding part) 36 is made of an elastic material such as rubber. Since the elastic material can be deformed in accordance with the shape of the surgical instrument to be sandwiched and pressure can be applied in a shape that encloses the surgical instrument, the risk of scratching or damaging the surgical instrument can be avoided. Further, if the surgical instrument restraining part (surgical instrument holding part) 36 is made of soft plastic or the like, the surgical instrument can be prevented from being damaged when the surgical instrument is slid and operated. As a result, it is possible to hold the surgical instrument more appropriately.
[0106]
In the second embodiment, when the drive mechanisms 5a to 5e of the surgical instrument 8 are necessary, they may be attached to the rear end of the intermediate part 8a of the surgical instrument.
[0107]
Next, FIG. 6 is used for the configuration of the third embodiment of the surgical instrument holding mechanism 10 having a restraining means for fixing or restraining the displacement of the relative posture between the surgical instrument 8 and the surgical instrument drive unit 5 and the guide device 4. I will explain. Also in this third embodiment, a case will be described in which the same thing is used for the attachment / detachment recess 10a provided on the guide device side and the wing part 13 fitted thereto.
[0108]
A flange portion 44 having a boss 44e is fixed to the wing portion 13. The flange portion 44 and the wing portion 13 are provided with a through hole 44g for allowing the surgical instrument 8 to pass therethrough, and the boss 44e is provided with at least one female screw portion 44c penetrating the through hole 44g. Yes. Further, a part of the boss portion 44e including the female screw portion 44c is provided with a counterbore portion 44d having a diameter slightly larger than the inner diameter of the through hole 44g. Thereby, in the cross section of the flange part 44, the through-hole 44g for letting the surgical instrument 8 pass has a stepped shape as shown in FIG. A flexible resin tube 45 is fitted into the counterbore 44d. Thereafter, a cap 46 having an inner diameter smaller than the outer diameter of the tube 45 is placed over the opening 44f of the boss 44e. A male screw 47b is fastened to the female screw portion 44c. The male screw 47b preferably has a screw head 47a for a person to operate the screw.
[0109]
The surgical instrument 8 is inserted from the opening 46 a of the cap 46. When the male screw 47b is tightened, pressure is applied to the tube 45 by the male screw 47b, and in some cases, deflection occurs. Thereby, the friction between the surgical instrument 8 and the tube 45 increases, and the surgical instrument 8 can be restrained or fixed. The frictional force can be adjusted according to the material of the tube 45 and the tightness of the male screw 47b. In order to generate a frictional force according to the surgical instrument 8, the tube 45 can be replaced according to the surgical instrument 8 to be used.
[0110]
As described above, in the third embodiment of the surgical instrument holding mechanism 10, as the restraining means for fixing or restraining the displacement of the relative posture between the surgical instrument 8, the surgical instrument drive unit 5, and the guide device 4, for example, a surgical instrument And a tube 45 that is a surgical instrument restraining portion that supports the surgical instrument drive mechanism so as to be rotatable about an axis and restrains the surgical instrument, and a plurality of male screws 47b that are restraining force generating means capable of adjusting the restraining force, The plurality of male screws 47 b are attached and the flange portion 44 is attached to the insertion portion 7 of the guide device 4 via the rotation base 26.
[0111]
Therefore, by tightening the plurality of male screws 47b which are restraining force generating means capable of adjusting the restraining force and bending the tube 45 which is the surgical instrument restraining portion, the surgical tool 8 or the surgical instrument drive mechanisms 5a to 5c are brought into contact with each other. Thus, a restraint force composed of pressure or friction force is generated to fix or restrain the displacement of the relative posture of the surgical instrument 8 relative to the insertion portion 7 of the guide device 4.
[0112]
According to the third embodiment described above, the following effects can be realized.
[0113]
First, according to the third embodiment, since the relative posture of the surgical instrument 8 can be fixed with respect to the guide device 4, operability of the guide device 4 and patient safety can be improved.
[0114]
In addition, according to the third embodiment, the tube 45 as the holding member can be easily replaced, so that the frictional force between the surgical instrument 8 and the surgical instrument holding mechanism 10e is adjusted in accordance with the surgical instrument 8. Can be easily done.
[0115]
Further, according to the third embodiment, the force for restraining the surgical instrument 8 changes depending on the tightening degree of the screw 47b, and therefore, it can be adjusted so that an appropriate frictional force is generated.
[0116]
Further, according to the third embodiment, since the frictional force can be easily adjusted, the displacement with respect to the guide device is operated by a human force in a state where a binding force that does not move due to its own weight is generated. When it is generated according to the request of a person, it is possible to improve the operability of the surgical instrument.
[0117]
Further, according to the third embodiment, the tube 45 generating the frictional force is simply structured so that it does not fall off after being fitted with a cap, so that the tube 45 is damaged or dirty. But it can be easily exchanged.
[0118]
Further, according to the third embodiment, when the surgical instrument to be inserted is thinner than the inner diameter of the tube 45, it can be easily replaced with a tube 45 having an inner diameter that matches the thickness of the surgical instrument to be inserted. A more appropriate frictional force can be generated between the surgical instrument 8 and the tube 45. Therefore, the situation where an appropriate frictional force cannot be generated depending on how the tube 45 bends can be easily avoided. When replacing a surgical instrument by preparing a plurality of surgical instrument holding mechanisms 10e incorporating tubes 45 capable of generating an appropriate frictional force in advance depending on the outer diameter of the surgical instrument, the friction force to be generated, the weight of the surgical instrument, etc. By replacing the surgical instrument holding mechanism 10e with one that matches the surgical instrument 8, safer and more appropriate operability can be obtained. The replacement of the surgical instrument holding mechanism 10e can be performed in a short time because the detachment operation is easy.
[0119]
In the third embodiment of the surgical instrument holding mechanism, when the driving mechanisms 5a to 5e of the surgical instrument 8 are required, they may be attached to the rear end of the intermediate part 8a of the surgical instrument.
[0120]
Next, effects of the embodiment of the above-described surgery support device (including the first implementation of the surgical instrument holding mechanism 10) according to the present invention will be described.
[0121]
First, according to the surgery support apparatus according to the present invention, the surgical instrument drive unit 5 is fixed to a portion (for example, the rotation base 26) that can maintain a relative posture with the insertion unit 7 of the guide manipulator. Acting force transmission means (driving force transmission mechanism: for example, driving wires 8f to 8i, 8j to 8k) for transmitting the generated driving force (acting force) to the movable part (acting part) of the surgical instrument 8 is provided (for example, through the inside). Since the length of the intermediate part 8a is constant, when the insertion part 7 of the guide manipulator inserted up to the vicinity of the affected part of the patient moves inside the patient's body, the insertion part 7 and the surgical instrument movable parts 8d and 8e. The relative posture can be kept constant. Therefore, it does not occur that the surgical instrument 8 protrudes from the insertion portion 7 and carelessly contacts or damages the tissue inside the body. Therefore, patient safety can be improved as compared with the conventional case.
[0122]
Further, according to the surgery support device of the present invention, the surgical instrument drive unit 5 is fixed to the drive unit 4b of the guide manipulator so as to maintain a relative posture with the insertion unit 7, and therefore the insertion unit 7 of the guide manipulator. Since there is no need to move the surgical tool 8 in accordance with the insertion portion 7 when operating the operator 1, the operator 1 can concentrate on the treatment and can perform the treatment efficiently.
[0123]
In addition, according to the surgery support apparatus according to the present invention, the surgical instrument drive unit 5 moves together with the insertion part 7, and the relative positional relationship between the surgical instrument movable part 5 and the insertion part 7 can always be kept constant. Regardless of how the part 7 is operated, the driving force transmission mechanism provided in the intermediate part 8a of the surgical instrument 8 is not subjected to any force such as torsion, compression, or tension, and any posture However, the surgical instrument 8 can be stably operated, and the workability of treatment and the safety to the patient are improved. In addition, as described above, since deformation and external force are not generated in the intermediate part 8a of the surgical instrument 8 due to the movement of the insertion part 7, movement other than the movement accompanying the drive signal is generated in the surgical instrument movable parts 8d and 8e. This does not happen, and the safety to the patient can be improved as compared with the conventional case.
[0124]
Moreover, according to the surgery assistance apparatus which concerns on this invention, the movable parts 8d and 8e of the surgical instrument 8 are the site | parts which inject or attract | suck fluids, such as a fluid and gas, and the drive part 5 of the surgical instrument 8 draws these fluids. In the case of a device that sends out or pulls out, the same configuration can prevent the fluid flow path of the affected part in the surgical tool from being twisted or broken, thereby preventing the movement of the fluid. It becomes possible to improve workability.
[0125]
Further, according to the surgery support apparatus according to the present invention, the surgical instrument drive unit 5 is fixed to a part of the guide manipulator 4 (for example, the rotation base 26), and exercises so as to automatically maintain a relative posture in accordance with the movement of insertion. Therefore, it is not necessary for a person to hold the surgical instrument 8 for a long time, and the physical burden on the treatment staff can be reduced.
[0126]
Further, according to the surgery support apparatus according to the present invention, since the relative postures of the surgical instrument movable parts 8d, 8e and the insertion part 7 are equipped so as to be always constant when the surgical instrument drive part 5 is fixed. There is no need to correct the direction of the surgical instrument 8 as required at the start of the operation. Moreover, it can always equip easily in the direction which the surgical instrument 8 can act on an affected part most effectively with respect to the freedom degree direction of the insertion part 7. FIG. Therefore, it is possible to improve the treatment workability. Since the surgical instrument 8 is mounted in an unexpected relative posture when the surgical instrument is equipped, an accident in which the movable part moves in an unexpected direction of the operator can be prevented, so that the safety of the patient can be improved.
[0127]
Further, according to the surgery support apparatus according to the present invention, when the restraint force adjusting screw 18 that is one of restraint force generating means capable of adjusting the magnitude of the restraint force provided in the surgical instrument drive device 5 is loosened, the guide Since the restraint force of the relative posture between the insertion portion 7 of the manipulator and the movable portions 8d and 8e of the surgical instrument 8 is weakened, the relative posture between the insertion portion 7 and the surgical tool movable portions 8d and 8e can be changed according to the demand during treatment. Can be shifted according to the operation of the operator. Thereby, according to an operator's request, the treatment according to the position and state of an affected part is attained, and the workability | operativity of a treatment can be improved more.
[0128]
In addition, according to the surgery support apparatus according to the present invention, the surgical instrument 8 is detachably restrained from the guide manipulator 4, so that it is easy to replace the surgical instrument 8 according to the operator's request during the operation. is there. In addition, since only the surgical instrument 8 passed through the insertion part 7 can be replaced while the insertion part 7 is inserted into the body, the surgical instrument 8 can be replaced quickly and easily. Since the inserted surgical tool 8 is equipped with the relative positions of the movable parts 8d and 8e and the insertion part 7 in a predetermined relationship, it can be operated with the same feeling even in different surgical tools after the surgical tool replacement. , Treatment operability is improved.
[0129]
Further, according to the surgical operation support apparatus according to the present invention, the portion of the surgical instrument 8 can be made with a small and simple structure compared to the guide manipulator 4 which is a guide device, and the surgical instrument drive unit 5 can be attached and detached. A wide variety of surgical tools 8 are available with the effect that they can be operated without changing the operation sensation even when equipped with different surgical tools. Becomes easier. Thereby, in treatment, it becomes possible to perform more appropriate treatment according to the position and state of the affected part, and the workability of the treatment and the safety of the patient can be improved.
[0130]
【The invention's effect】
Advantageous Effects of Invention According to the present invention, there is an effect that it is possible to realize a surgery support device suitable for surgery using a guide device and a surgical instrument such as forceps.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of a surgery support apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a combination view of a guide device and a detachment mechanism for a surgical instrument drive unit and a surgical instrument drive unit holding mechanism.
FIG. 3 is a component configuration diagram regarding a guide device, a detachment mechanism for a surgical instrument drive unit, and a surgical instrument drive unit holding mechanism;
FIG. 4 is an explanatory diagram of a detachment operation.
FIG. 5 is a view showing a second embodiment of the surgical instrument holding mechanism using a leaf spring.
FIG. 6 is a view showing a third embodiment of the surgical instrument holding mechanism using a male screw and a resin tube.
7 is a view specifically showing an embodiment of the insertion portion and the surgical instrument shown in FIGS. 1 and 2. FIG.
[Explanation of symbols]
2 ... operation input device, 2a ... control lever, 3 ... control device, 4 ... guide manipulator (guide device), 5 ... surgical instrument drive unit (forceps drive unit), 5a ... wire drive pulley, 5b ... take-up pulley, 5c ... surgical tool motor, 6a ... input signal, 6b ... information, 6c, 6e ... drive signal, 6d, 6f ... sensor signal, 7 ... insertion part, 7a ... joint tip, 7c, 7d ... drive wire, 8 ... surgical tool (Forceps), 8a ... intermediate part, 8d, 8e ... movable part (action part), 8f-8k ... driving wire (action force transmission means), 10 ... surgical instrument holding mechanism, 10a ... removal / removal mechanism part, 10b ... removal Convex mechanism part, 10c: Restraint degree adjusting mechanism part, 11 ... Flange part, 12 ... Wing holding part, 13 ... Wing part, 14 ... Wing fixing part, 15 ... Rotating sliding part, 16 ... Rotating sliding holding part, 17 ... surgical instrument fixing part (surgical instrument holding member), 18 ... sliding adjustment screw ( (Bundling force generating means), 26 ... rotating base, 27 ... wire winding motor, 30 ... flange portion with spring, 31 ... leaf spring (binding force generating means), 33 ... handle portion, 34 ... handle portion, 36a ... Tool holding part, 45 ... tube (surgical tool holding member), 47b ... male screw (restraint force generating means).

Claims

An action part for treating a living body, a drive part that generates or sends out an action force for treating the living body with respect to the action part, and an action force transmission means that transmits the action force from the drive part to the action part A surgical instrument having an intermediate part provided between the action part and the driving part, and capable of treating the affected part ;
An insertion portion for guiding the position and orientation of the surgical instrument;
A rotation base portion configured to fix a rear end of the insertion portion and to perform rotation drive control around the axis of the insertion portion, and to perform translation drive control of the rotation base portion in the axial direction of the insertion portion. A guide device including a translation base portion that is supported as described above, and a mechanism that swings the tip of the insertion portion with a wire,
A surgical instrument holding mechanism having a guide instrument side coupled to the rotation base portion of the guide instrument, and a surgical instrument side having a restraining means for fixing or restraining the displacement of the relative posture between the intermediate part of the surgical instrument; ,
An operation input means for inputting operation instructions for the guide device and the surgical instrument ;
The surgical instrument holding mechanism can detachably separate the surgical instrument side from the guide instrument side, and engages the surgical instrument side with the guide instrument side to prevent rotation, and in a circumferential direction at a predetermined position. A surgical operation support device characterized in that it can be positioned in a position .

2. The surgical instrument side and the guide instrument side are configured to have a concavo-convex shape so as to engage with each other by rotating the surgical instrument side around the axis with respect to the guide instrument side. Surgery support device.

The surgery support apparatus according to claim 2, wherein the guide device side is configured to include a desorption / removal mechanism, and the surgical instrument side is configured to include a desorption / depression mechanism .

The surgery support apparatus according to claim 1, wherein the restraining means includes restraining force generating means for generating a restraining force including pressure or frictional force with respect to an intermediate portion of the surgical instrument.

The surgery support apparatus according to claim 4, wherein the restraining force generating means is configured to sandwich an intermediate portion of the surgical instrument with a pair of spring pressures .