(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】2019524416
(43)【公表日】20190905
(54)【発明の名称】可撓性手術器械システム
(51)【国際特許分類】
   A61B 34/30 20160101AFI20190809BHJP
【FI】
   !A61B34/30
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
【全頁数】20
(21)【出願番号】2019531520
(86)(22)【出願日】20170830
(85)【翻訳文提出日】20190227
(86)【国際出願番号】CN2017099757
(87)【国際公開番号】WO2018041161
(87)【国際公開日】20180308
(31)【優先権主張番号】201610796073.5
(32)【優先日】20160831
(33)【優先権主張国】CN
(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DJ,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JO,JP,KE,KG,KH,KN,KP,KR,KW,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT
(71)【出願人】
【識別番号】519069305
【氏名又は名称】北京▲術▼▲鋭▼技▲術▼有限公司
【氏名又は名称原語表記】Beijing Surgerii Technology Co., Ltd.
【住所又は居所】中国上▲海▼市▲東▼川路555号紫竹国家高新技▲術▼▲産▼▲業▼▲開▼▲発▼区5号楼203D室
【住所又は居所原語表記】Room 203D Building 5, Zizhu National High−tech Industrial Development Zone, 555 Dongchuan Road Shanghai 200241, China
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(74)【代理人】
【識別番号】100091214
【弁理士】
【氏名又は名称】大貫 進介
(72)【発明者】
【氏名】徐 ▲凱▼
【住所又は居所】中国上▲海▼市▲東▼川路555号紫竹国家高新技▲術▼▲産▼▲業▼▲開▼▲発▼区5号楼203D室
(72)【発明者】
【氏名】董 天来
【住所又は居所】中国上▲海▼市▲東▼川路555号紫竹国家高新技▲術▼▲産▼▲業▼▲開▼▲発▼区5号楼203D室
(72)【発明者】
【氏名】戴 正晨
【住所又は居所】中国上▲海▼市▲東▼川路555号紫竹国家高新技▲術▼▲産▼▲業▼▲開▼▲発▼区5号楼203D室
(72)【発明者】
【氏名】▲張▼ ▲樹▼▲あん▼
【住所又は居所】中国上▲海▼市▲東▼川路555号紫竹国家高新技▲術▼▲産▼▲業▼▲開▼▲発▼区5号楼203D室
(72)【発明者】
【氏名】▲趙▼ 江然
【住所又は居所】中国上▲海▼市▲東▼川路555号紫竹国家高新技▲術▼▲産▼▲業▼▲開▼▲発▼区5号楼203D室
(72)【発明者】
【氏名】▲劉▼ ▲歓▼
【住所又は居所】中国上▲海▼市▲東▼川路555号紫竹国家高新技▲術▼▲産▼▲業▼▲開▼▲発▼区5号楼203D室
(57)【要約】
可撓性手術器械システムであって、可撓性手術器械(10)と駆動ユニット(20)とを備え、可撓性手術器械(10)は遠位端構造体(11)と、近位端構造体(16)と、中部接続体(15)とから構成される可撓性連続体構造を備え、遠位端構造体は遠位端構造部(12、13)を備え、遠位端構造部(12、13)は、遠位端スペーサーディスク(121、131)と、遠位端固定ディスク(122、132)と、構造物(123、133)とを備え、近位端構造体は近位端構造部(17、18)を備え、近位端構造部(17、18)は、近位端スペーサーディスク(171、181)と、近位端固定ディスク(172、182)と、構造物(173、183)とを備え、中部接続体(15)はチャンネル固定板(152)と、構造物ガイドチャンネルと(151)を備え、駆動ユニット(20)は駆動ユニット固定板(21)を備え、駆動ユニット固定板(21)と近位端構造体(16)に近いチャンネル固定板(152)との間に複数の直線運動機構(22)が設けられており、直線運動機構(22)の出力端が第1駆動物(211)に締め付けて接続され、第1駆動物(211)の一端がアダプタユニット(23)により第2駆動物(212)の一端に締め付けて接続され、第1駆動物(211)及び第2駆動物(212)の他端が近位端スペーサーディスク(171、181)を貫通して近位端固定ディスク(172、182)に締め付けて接続される。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
可撓性手術器械システムであって、可撓性手術器械と駆動ユニットとを備え、前記可撓性手術器械は、遠位端構造体と、近位端構造体と、中部接続体とから構成される可撓性連続体構造を備え、前記遠位端構造体は、遠位端構造部を少なくとも1つ備え、前記遠位端構造部は、遠位端スペーサーディスクと、遠位端固定ディスクと、構造物とを備え、前記近位端構造体は、近位端構造部を備え、前記近位端構造部は、近位端スペーサーディスクと、近位端固定ディスクと、構造物とを備え、前記中部接続体は、チャンネル固定板と、前記チャンネル固定板同士間に設けられている構造物ガイドチャンネルとを備え、前記遠位端構造部における構造物と前記近位端構造部における構造物とは、一対一で締め付けて接続され、又は同一構造物であり、前記構造物は、一端が前記近位端固定ディスクに締め付けて接続され、前記近位端スペーサーディスクと、前記構造物ガイドチャンネルと、前記遠位端スペーサーディスクとをその順で貫通し、他端が前記遠位端固定ディスクに締め付けて接続され、
前記駆動ユニットは駆動ユニット固定板を備え、前記駆動ユニット固定板と前記遠位端構造体に近い前記チャンネル固定板との間に回転運動の入力を直線運動の出力に変換するための複数の直線運動機構が設けられており、前記直線運動機構ごとの出力端が1つの第1駆動物に締め付けて接続され、前記第1駆動物の一端がアダプタユニットにより1つの第2駆動物の一端に締め付けて接続され、前記第1駆動物及び第2駆動物の他端が前記近位端スペーサーディスクを貫通して前記近位端固定ディスクに締め付けて接続される、ことを特徴とする可撓性手術器械システム。
【請求項2】
前記直線運動機構は第1スクリューと、第1スライダーと、第1光軸とを備え、前記第1スクリューが2つの前記チャンネル固定板の間に回転するように支持され、前記第1スクリューの後端が前記近位端構造体に近い前記チャンネル固定板を貫通して後へ延長し、前記第1光軸が2つの前記チャンネル固定板の間に固定するように接続され、前記第1スライダーが前記第1光軸に摺動するように接続されるとともに、ねじにより前記第1スクリューに接続され、前記第1駆動物が前記第1スライダーに締め付けて接続される、ことを特徴とする請求項1に記載の可撓性手術器械システム。
【請求項3】
前記アダプタユニットは旋回構造物と、構造物アダプタブロックと、旋回構造物ガイドチャンネルとを備え、前記旋回構造物ガイドチャンネルの両端が前記遠位端構造体に近い前記チャンネル固定板の前側に締め付けて接続され、前記旋回構造物が前記旋回構造物ガイドチャンネルを貫通するとともに、その両端が1つの前記構造物アダプタブロックにそれぞれ締め付けて接続され、一方の前記構造物アダプタブロックが前記第1駆動物の一端に締め付けて接続され、他方の前記構造物アダプタブロックが前記第2駆動物の一端に締め付けて接続される、ことを特徴とする請求項1に記載の可撓性手術器械システム。
【請求項4】
前記旋回構造物は複数の弾力構造物からなり、複数の前記弾力構造物が前記第1駆動物又は第2駆動物を中心として対称となっている、ことを特徴とする請求項3に記載の可撓性手術器械システム。
【請求項5】
前記駆動ユニット固定板の前側にある前記第1スクリューには従動歯車が締め付けて接続され、前記従動歯車が前記駆動ユニット固定板に回転するように支持される駆動歯車と噛合い、前記駆動歯車の歯車軸が前記駆動ユニット固定板を貫通するとともに、1つのカップリングオスコネクタに締め付けて接続される、ことを特徴とする請求項2に記載の可撓性手術器械システム。
【請求項6】
前記遠位端構造体の前端には手術アクチュエータが設けられており、その一端が前記手術アクチュエータに接続される手術アクチュエータ制御線が前記遠位端構造体を貫通し、前記手術アクチュエータ制御線の他端が手術アクチュエータ駆動機構に接続され、前記手術アクチュエータ駆動機構は2つの前記チャンネル固定板の間に設けられた手術アクチュエータ駆動機構固定板を備え、前記手術アクチュエータ駆動機構固定板と前記駆動ユニット固定板との間に第2スクリューが回転するように設けられており、前記第2スクリューの前端が前記近位端構造体に近い前記チャンネル固定板を貫通し、前記チャンネル固定板と前記手術アクチュエータ駆動機構固定板との間にある前記第2スクリューに、ねじにより第2スライダーが配合して接続され、前記第2スライダーが第2光軸に摺動するように設けられ、前記第2光軸が前記チャンネル固定板と前記手術アクチュエータ駆動機構固定板との間に設けられており、前記手術アクチュエータ駆動機構固定板と前記遠位端構造体に近い前記チャンネル固定板との間に、制御線ガイドチャンネルが固定するように接続され、前記手術アクチュエータ制御線の後端が前記制御線ガイドチャンネルを貫通して前記第2スライダーに締め付けて接続され、
前記駆動ユニットはモータセットを備え、前記モータセットがモータ固定板と、前記モータ固定板に締め付けて接続される第1モータとを備え、前記第1モータの出力軸が前記第2スクリューに直接的又は間接的に接続され、前記第1モータの前記出力軸の回転運動が前記第2スクリューに伝達されるとともに、前記第2スライダーの直線運動の出力に変換される、ことを特徴とする請求項1に記載の可撓性手術器械システム。
【請求項7】
前記可撓性手術器械システムは可撓性手術器械ケーシングをさらに備え、前記駆動ユニット固定板及び前記チャンネル固定板が何れも前記可撓性手術器械ケーシングに締め付けて接続され、前記近位端構造体及び前記中部接続体が何れも前記可撓性手術器械ケーシングの内部にあり、前記可撓性手術器械ケーシングの後端は無菌バリアによりモータセットに接続され、前記無菌バリアは、無菌バリア支持板と、前記無菌バリア支持板の外周に締め付けて接続される無菌バリアカバーと、前記無菌バリア支持板に回転するように接続される複数のカップリングメスコネクタとを備え、前記モータセットはモータ固定板と、前記モータ固定板に締め付けて接続される第2モータとを備え、前記モータ固定板が接続ピンボスにより前記無菌バリア支持板に接続され、前記カップリングメスコネクタは、前端が前記カップリングオスコネクタに接続され、他端が他方のカップリングオスコネクタにより前記第2モータの出力軸に締め付けて接続される、ことを特徴とする請求項5に記載の可撓性手術器械システム。
【請求項8】
前記可撓性手術器械システムは可撓性手術器械ケーシングと、無菌バリアと、モータセットとをさらに備え、前記駆動ユニット固定板及びチャンネル固定板が何れも前記可撓性手術器械ケーシングに締め付けて接続され、前記近位端構造体及び前記中部接続体が何れも前記可撓性手術器械ケーシングの内部にあり、前記モータセットはモータ固定板と、前記モータ固定板に締め付けて接続される第3モータとを備え、前記可撓性手術器械ケーシングが前記無菌バリアにより前記モータ固定板に接続され、前記モータセットはモータセットケーシングをさらに備え、前記モータ固定板が前記モータセットケーシングに回転するように接続され、前記モータセットケーシングの内壁に内リングギアが締め付けて接続され、前記第3モータの出力軸に全体回転入力歯車が締め付けて接続され、前記全体回転入力歯車が前記内リングギアと噛合う、ことを特徴とする請求項1に記載の可撓性手術器械システム。
【請求項9】
前記可撓性手術器械システムは可撓性手術器械ケーシングと、無菌バリアと、モータセットと、リニアモジュールとをさらに備え、前記駆動ユニット固定板及び前記チャンネル固定板が何れも前記可撓性手術器械ケーシングに締め付けて接続され、前記近位端構造体及び前記中部接続体が何れも前記可撓性手術器械ケーシングの内部にあり、前記可撓性手術器械ケーシングは前記無菌バリアにより前記モータセットに接続され、前記モータセットがモータセットケーシングを備え、前記リニアモジュールはブラケットと、前記ブラケットに締め付けて接続される第4モータと、前記第4モータの出力軸に締め付けて接続されるリニアフィード機構とを備え、前記リニアフィード機構の出力端が前記モータセットケーシングに締め付けて接続され、前記第4モータは前記リニアフィード機構により前記モータセットを駆動させ、前記無菌バリアにより前記可撓性連続体構造及び前記駆動ユニットを直線運動させる、ことを特徴とする請求項1に記載の可撓性手術器械システム。
【請求項10】
前記リニアフィード機構は前記ブラケットに回転するように接続されるガイドスクリューを備え、前記ガイドスクリューにねじにより前記ガイドスクリューに配合するスライダーが差込まれており、前記ブラケットに直線滑り溝が設けられ、前記スライダーが前記直線滑り溝に摺動するように設けられており、前記第4モータの出力軸がカップリングにより前記ガイドスクリューに締め付けて接続される、ことを特徴とする請求項9に記載の可撓性手術器械システム。
【請求項11】
前記近位端構造部と前記遠位端構造部とは、数が同じである、ことを特徴とする請求項1-11の何れか1項に記載の可撓性手術器械システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
本願は2016年8月31日付け提出した、出願番号が201610796073.5であり、発明名称が「駆動物を備える可撓性手術器械システム」である中国出願の優先権を主張し、当該出願の全文は参照により本明細書に組み込まれる。
【0002】
本発明は駆動物を備える可撓性手術器械システムに関するものであり、医療機器分野に属する。
【背景技術】
【0003】
マルチポート腹腔鏡による低侵襲手術は、傷口が小さく術後回復が速いことから、外科手術において非常に重要である。現在、Intuitive Surgical社は、マルチポート腹腔鏡による低侵襲手術において、da Vinci手術ロボットによる医師への支援を実現したことにより、ビジネスでの大成功を遂げた。
【0004】
低侵襲手術手法に関しては、マルチポート腹腔鏡手術に続いて、シングルポート腹腔鏡手術や自然開口部越経管腔的非侵襲手術が進められている。これらの手術手法は、患者への創傷がより小さく、術後のメリットがより高い。シングルポート腹腔鏡手術や自然開口部越経管腔的非侵襲手術において、視覚照明モジュールや手術アームを含む全ての手術器械が単一チャンネルにより手術部まで到達することは、手術器械の製造にとって極めて過酷な条件である。既存手術器械の遠位端構造は、主にマルチロッドによる直列ヒンジ接続であり、ワイヤの引張力による駆動方式により、ヒンジ接続のジョイントで手術器械を湾曲させる。ワイヤは滑車によりテンション状態が継続的に保たれている必要とするので、このような駆動方式では、手術器械の更なる小型化が図りにくく、器械の運動性能の更なる向上も図りにくい。
【0005】
最近、Intuitive Surgical社が投入したda Vinci Single-Site手術ロボットは、従来の剛性手術器械を半剛性手術器械に改造し、予曲げソケットを追加したことにより、手術器械の運動性能がある程度向上しているが、従来手術器械の課題を根本的に解決することが出来ない。
【発明の概要】
【0006】
上記課題について、本発明は、駆動物を備える可撓性手術器械システムであって、人体自然開口部又は単一手術開口により手術を実施する手術ロボットシステムに好適に適用することができる可撓性手術器械システム、を提供すること、を目的とする。
【0007】
上記目的を達成するために、本発明は以下の技術案を採用した。可撓性手術器械システムであって、可撓性手術器械と、駆動ユニットと、を備え、前記可撓性手術器械は、遠位端構造体と、近位端構造体と、中部接続体とから構成される可撓性連続体構造、を備え、前記遠位端構造体は、遠位端構造部を少なくとも1つ備え、前記遠位端構造部は、遠位端スペーサーディスクと、遠位端固定ディスクと、構造物とを備え、前記近位端構造体は、近位端構造部を備え、前記近位端構造部は、近位端スペーサーディスクと、近位端固定ディスクと、構造物とを備え、前記中部接続体は、チャンネル固定板と、前記チャンネル固定板同士間に設けられている構造物ガイドチャンネルと、を備え、前記遠位端構造部における構造物と前記近位端構造部における構造物とは、一対一で締め付けて接続され、又は同一構造物であり、前記構造物は、一端が前記近位端固定ディスクに締め付けて接続され、前記近位端スペーサーディスクと、前記構造物ガイドチャンネルと、前記遠位端スペーサーディスクと、をその順で貫通し、他端が前記遠位端固定ディスクに締め付けて接続され、前記駆動ユニットは、駆動ユニット固定板を備え、前記駆動ユニット固定板と前記遠位端構造体に近い前記チャンネル固定板との間に回転運動の入力を直線運動の出力に変換するための複数の直線運動機構が設けられており、前記直線運動機構ごとの出力端が1つの第1駆動物に締め付けて接続され、前記第1駆動物の一端がアダプタユニットにより1つの第2駆動物の一端に締め付けて接続され、前記第1駆動物と前記第2駆動物の他端が前記近位端スペーサーディスクを貫通して前記近位端固定ディスクに締め付けて接続される。
【0008】
好ましくは、前記近位端構造部と前記遠位端構造部とは、数が同じである。
【0009】
一実施例において、前記直線運動機構は、第1スクリューと、第1スライダーと、第1光軸と、を備え、前記第1スクリューが2つの前記チャンネル固定板の間に回転するように支持され、前記第1スクリューの後端が前記近位端構造体に近い前記チャンネル固定板を貫通して後へ延長し、前記第1光軸が2つの前記チャンネル固定板の間に固定するように接続され、前記第1スライダーが前記第1光軸に摺動するように接続されるとともに、ねじにより前記第1スクリューに接続され、前記第1駆動物が前記第1スライダーに締め付けて接続される。
【0010】
一実施例において、前記アダプタユニットは、旋回構造物と、構造物アダプタブロックと、旋回構造物ガイドチャンネルと、を備えてもよく、前記旋回構造物ガイドチャンネルの両端が前記遠位端構造体に近い前記チャンネル固定板の前側に締め付けて接続され、前記旋回構造物が前記旋回構造物ガイドチャンネルを貫通するとともに、その両端が1つの前記構造物アダプタブロックにそれぞれ締め付けて接続され、一方の前記構造物アダプタブロックが前記第1駆動物の一端に締め付けて接続され、他方の前記構造物アダプタブロックが前記第2駆動物の一端に締め付けて接続される。
【0011】
一実施例において、前記旋回構造物は複数の弾力構造物からなってもよく、複数の前記弾力構造物が前記第1駆動物又は第2駆動物を中心として対称となっている。
【0012】
一実施例において、前記駆動ユニット固定板の前側にある前記第1スクリューには従動歯車が締め付けて接続され、前記従動歯車が、前記駆動ユニット固定板に回転するように支持される駆動歯車と噛合い、前記駆動歯車の歯車軸が前記駆動ユニット固定板を貫通するとともに、1つのカップリングオスコネクタに締め付けて接続される。
【0013】
一実施例において、前記遠位端構造体の前端には手術アクチュエータが設けられていてもよく、その一端が前記手術アクチュエータに接続される手術アクチュエータ制御線が前記遠位端構造体を貫通し、前記手術アクチュエータ制御線の他端が手術アクチュエータ駆動機構に接続され、前記手術アクチュエータ駆動機構は、2つの前記チャンネル固定板の間に設けられた手術アクチュエータ駆動機構固定板を備え、前記手術アクチュエータ駆動機構固定板と前記駆動ユニット固定板との間に、第2スクリューが回転するように設けられており、前記第2スクリューの前端が前記近位端構造体に近い前記チャンネル固定板を貫通し、前記チャンネル固定板と前記手術アクチュエータ駆動機構固定板との間にある前記第2スクリューに、ねじにより第2スライダーが配合して接続され、前記第2スライダーが第2光軸に摺動するように設けられ、前記第2光軸が前記チャンネル固定板と前記手術アクチュエータ駆動機構固定板との間に設けられており、前記手術アクチュエータ駆動機構固定板と前記遠位端構造体に近い前記チャンネル固定板との間には、制御線ガイドチャンネルが固定するように接続され、前記手術アクチュエータ制御線の後端が前記制御線ガイドチャンネルを貫通して前記第2スライダーに締め付けて接続され、さらに、前記駆動ユニットはモータセットを備え、前記モータセットが、モータ固定板と、前記モータ固定板に締め付けて接続される第1モータと、を備え、前記第1モータの出力軸が前記第2スクリューに直接的又は間接的に接続され、前記第1モータの前記出力軸の回転運動が前記第2スクリューに伝達されるとともに、前記第2スライダーの直線運動の出力に変換される。
【0014】
一実施例において、当該可撓性手術器械システムは、可撓性手術器械ケーシングをさらに備えてもよく、前記駆動ユニット固定板及び前記チャンネル固定板が何れも前記可撓性手術器械ケーシングに締め付けて接続され、前記近位端構造体及び前記中部接続体が何れも前記可撓性手術器械ケーシングの内部にあり、前記可撓性手術器械ケーシングの後端は、無菌バリアによりモータセットに接続され、前記無菌バリアが、無菌バリア支持板と、前記無菌バリア支持板の外周に締め付けて接続される無菌バリアカバーと、前記無菌バリア支持板に回転するように接続される複数のカップリングメスコネクタと、を備え、前記モータセットは、モータ固定板と、前記モータ固定板に締め付けて接続される第2モータと、を備え、前記モータ固定板が接続ピンボスにより前記無菌バリア支持板に接続され、前記カップリングメスコネクタの前端は前記カップリングオスコネクタに接続され、他端が他方のカップリングオスコネクタにより前記第2モータの出力軸に締め付けて接続される。
【0015】
一実施例において、可撓性手術器械システムは、可撓性手術器械ケーシングと、無菌バリアと、モータセットと、をさらに備えてもよく、前記駆動ユニット固定板及び前記チャンネル固定板が何れも前記可撓性手術器械ケーシングに締め付けて接続され、前記近位端構造体及び前記中部接続体が何れも前記可撓性手術器械ケーシングの内部にあり、前記モータセットは、モータ固定板と、前記モータ固定板に締め付けて接続される第3モータと、を備え、前記可撓性手術器械ケーシングが前記無菌バリアにより前記モータ固定板に接続され、前記モータセットはモータセットケーシングをさらに備え、前記モータ固定板が前記モータセットケーシングに回転するように接続され、前記モータセットケーシングの内壁に内リングギアが締め付けて接続され、前記第3モータの出力軸には全体回転入力歯車が締め付けて接続され、前記全体回転入力歯車が前記内リングギアと噛合う。
【0016】
一実施例において、可撓性手術器械システムは、可撓性手術器械ケーシングと、無菌バリアと、モータセットと、リニアモジュールと、をさらに備えてもよく、前記駆動ユニット固定板及び前記チャンネル固定板が何れも前記可撓性手術器械ケーシングに締め付けて接続され、前記近位端構造体及び前記中部接続体が何れも前記可撓性手術器械ケーシングの内部にあり、前記可撓性手術器械ケーシングは前記無菌バリアにより前記モータセットに接続され、前記モータセットがモータセットケーシングを備え、前記リニアモジュールは、ブラケットと、前記ブラケットに締め付けて接続される第4モータと、前記第4モータの出力軸に締め付けて接続されるリニアフィード機構と、を備え、前記リニアフィード機構の出力端が前記モータセットケーシングに締め付けて接続され、前記第4モータは前記リニアフィード機構により前記モータセットを駆動させ、前記無菌バリアにより前記可撓性連続体構造及び前記駆動ユニットを直線運動させる。
【0017】
一実施例において、前記リニアフィード機構は、前記ブラケットに回転するように接続されるガイドスクリューを備え、前記ガイドスクリューにねじにより前記ガイドスクリューに配合するスライダーが差込まれており、前記ブラケットに直線滑り溝が設けられ、前記スライダーが前記直線滑り溝に摺動するように設けられており、前記第4モータの出力軸がカップリングにより前記ガイドスクリューに締め付けて接続される。
【0018】
本発明は上記技術案を採用することにより下記のメリットがある。1.本発明によれば、近位端構造体と、中部接続体と、遠位端構造体とを備える可撓性連続体構造を本体とし、さらに駆動ユニットを組合わせ、そのうち、遠位端構造体が中部接続体により近位端構造体に関連し、駆動ユニットが近位端構造体に関連し、駆動ユニットが近位端構造体を任意方向へ湾曲するように駆動させる場合、遠位端構造体がそれに対応して反対の方向へ湾曲するので、遠位端構造体と被覆とから構成される可撓性手術アームの任意方向への湾曲運動が可能となる。2.本発明によれば、遠位端構造体、中部接続体、及び近位端構造体は、余裕な構造物配置(構造物の数が3本以上)により、システムの安定性や負荷能力が向上される。3.本発明によれば、駆動ユニット固定板とチャンネル固定板との間に直線運動機構とアダプタユニットとがその順で設けられており、そのうち、直線運動機構は、回転運動の入力を直線運動の出力に変換するためのものであり、アダプタユニットは、一方の駆動物の直線運動を他方の駆動物に伝達するためのものであるので、1つの直線運動機構に回転運動を入力することにより、2本の駆動物に対する共同押引きが可能となるので、複数の直線運動機構により近位端構造部の任意方向における湾曲自由度が確保できる。4.本発明によれば、遠位端構造体の前端には手術アクチュエータが設けられており、手術アクチュエータ制御線が遠位端構造体を貫通して、可撓性手術器械にある手術アクチュエータ駆動機構に接続され、手術アクチュエータ駆動機構は手術アクチュエータ制御線に対する押引きにより、手術アクチュエータに対する運動制御が可能となる。5.本発明によれば、モータセットケーシングが設けられており、モータ固定板とモータセットケーシングとの間は回転可能な接続方式とし、モータセットケーシングの内壁に内リングギアが締め付けて接続され、モータセットにモータが設けられており、モータがモータ固定板に締め付けて接続され、モータ出力軸に全体回転入力歯車が締め付けて接続され、全体回転入力歯車が内リングギアと噛合うので、前記モータは、システムのモータセットケーシングと内リングギアとを除く部分を全体回転するように駆動させて、可撓性手術アームが全体回転自由度を有することにより、手術アクチュエータのローリング角度に対する調整が可能となる。6.本発明によれば、可撓性手術器械ケーシングが無菌バリアによりモータセットに接続され、消毒済みの可撓性手術器械などの無菌バリアより前にある部分と、その他の未消毒の無菌バリアより奥にある部分と、を効果的に隔離させるので、臨床手術の実施可能性が確保できる。7.本発明によれば、リニアモジュールはさらに設けられており、モータセットケーシングの部分に接続されるとともに、可撓性手術器械、駆動ユニット、及び無菌バリアをリニア運動させることができるので、可撓性手術アームはさらにリニアフィード自由度を有する。
【0019】
本発明は、シングルポート腹腔鏡手術に適用でき、自然開口部越経管腔的非侵襲手術にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】本発明の全体構造の模式図である。
【図2】本発明の遠位端構造体の構造模式図である。
【図3】本発明の遠位端構造体が略された構造模式図である。
【図4】本発明の近位端構造体の構造模式図である。
【図5】本発明の遠位端構造体が略された立体構造模式図を示す。
【図6】本発明の手術アクチュエータ駆動機構の構造模式図である。
【図7】本発明の可撓性手術器械ケーシング、モータセットケーシング、無菌バリア、及びリニアモジュールが組込まれた構造模式図である。
【図8】本発明の無菌バリアの構造模式図である。
【図9】本発明の無菌バリアを別の角度から見た構造模式図である。
【図10】本発明のモータセットの構造模式図である。
【図11】本発明の遠位端構造体として可撓性シースが用いられた構造模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
次に、本発明について、図面及び実施例を参照して、詳しく説明する。
【0022】
図1に示されるように、本発明は、可撓性手術器械10と、駆動ユニット20と、を備える。
【0023】
図1〜3に示されるように、可撓性手術器械10は、遠位端構造体11と、近位端構造体16と、中部接続体15とから構成される可撓性連続体構造、を備える。
【0024】
遠位端構造体11は、第1遠位端構造部12と、第2遠位端構造部13と、を備え、第1遠位端構造部12が、第1遠位端スペーサーディスク121と、第1遠位端固定ディスク122と、第1構造部構造物123と、を備える。第2遠位端構造部13は、第2遠位端スペーサーディスク131と、第2遠位端固定ディスク132と、第2構造部構造物133と、を備える。また、第1遠位端スペーサーディスク121及び第2遠位端スペーサーディスク131は、それぞれ第1遠位端構造部12及び第2遠位端構造部13に間隔を空けて配置されており、第1構造部構造物123及び第2構造部構造物133が押されて不安定になることを防止するためのものである。
【0025】
近位端構造体16は、第1近位端構造部17と、第2近位端構造部18と、を備え、図4に示されるように、第1近位端構造部17が、第1近位端スペーサーディスク171と、第1近位端固定ディスク172と、第1構造部構造物173と、を備える。第2近位端構造部18は、第2近位端スペーサーディスク181と、第2近位端固定ディスク182と、第2構造部構造物183と、を備える。また、第1近位端スペーサーディスク171及び第2近位端スペーサーディスク181は、それぞれ第1近位端構造部17及び第2近位端構造部18に間隔を空けて配置されており、第1構造部構造物173及び第2構造部構造物183が押されて不安定になることを防止するためのものである。第1近位端構造部17における第1構造部構造物173と第1遠位端構造部12における第1構造部構造物123とは、一対一で締め付けて接続され、又は同一構造物である。第2近位端構造部18における第2構造部構造物183と第2遠位端構造部13における第2構造部構造物133とは、一対一で締め付けて接続され、又は同一構造物である。各近位端構造部17、18又は各遠位端構造部12、13については、構造物の数が3本以上である。
【0026】
中部接続体15は、チャンネル固定板152と、チャンネル固定板152同士間に締め付けて接続される構造物ガイドチャンネル151と、を備える。第1構造部構造物173(123)は、一端が第1近位端固定ディスク172に締め付けて接続され、他端が第1近位端スペーサーディスク171と、構造物ガイドチャンネル151と、第1遠位端スペーサーディスク121と、をその順で貫通して、第1遠位端固定ディスク122に締め付けて接続される。第2構造部構造物183(133)は、一端が第2近位端固定ディスク182に締め付けて接続され、他端が第2近位端スペーサーディスク181と、構造物ガイドチャンネル151と、第1遠位端構造部12と、第2遠位端スペーサーディスク131と、をその順で貫通して、第2遠位端固定ディスク132に締め付けて接続される。構造物ガイドチャンネル151は、そのうちの第1構造部構造物173(123)及び第2構造部構造物183(133)が推力や引張力を受ける場合に形状を変化させないように保持するためのものである。
【0027】
上記遠位端構造体11に含まれる遠位端構造部の数及び近位端構造体16に含まれる近位端構造部の数は1つ又は2つ以上であってもよいが、近位端構造部の数が常に遠位端構造部の数と同じである。また、遠位端構造部の数が2つ以上である場合、各遠位端構造部同士は直列方式で接続され、即ち、第2遠位端構造物が第1遠位端スペーサーディスク及び第1遠位端固定ディスクを貫通する(第1遠位端構造物が管状構造である場合、第1遠位端構造物内を貫通してもよい)。近位端構造部の数が2つ以上である場合、各構造部同士は直列接続、独立設置、又はネスト設置などの方式で接続されてもよい。本実施例において、2つの近位端構造部の間にはネスト設置の方式が採用される(図3、図4を参照)。
【0028】
図3、図5に示されるように、駆動ユニット20はチャンネル固定板152の後側に設けられる駆動ユニット固定板21を備え、駆動ユニット固定板21と遠位端構造体11に近いチャンネル固定板152との間に、回転運動の入力を直線運動の出力に変換するための複数の直線運動機構22が設けられている。直線運動機構22ごとの出力端が1つの第1駆動物211に締め付けて接続され、第1駆動物211の一端がアダプタユニット23により1つの第2駆動物212の一端に締め付けて接続され、第1駆動物211及び第2駆動物212の他端が第1近位端スペーサーディスク171を貫通して第1近位端固定ディスク172に締め付けて接続され、又は第2近位端スペーサーディスク181を貫通して第2近位端固定ディスク182に締め付けて接続される。2つの直線運動機構22及びアダプタユニット23が、第1近位端構造部17に接続される第1駆動物211及び第2駆動物212を共同に押引くことによっては、第1近位端構造部17の任意方向における湾曲自由度が達成でき、第1近位端構造部17がある方向へ湾曲する場合、第1遠位端構造部12が一定の比例関係(第1構造部構造物173及び第1構造部構造物123の配置半径によって共同に決める)で反対の方向へ湾曲し、同様に、2つの直線運動機構22及びアダプタユニット23が、第2近位端構造部18に接続される第1駆動物211及び第2駆動物212を共同に押引くことによっては、第2近位端構造部18の任意方向における湾曲自由度が達成でき、第2近位端構造部18がある方向へ湾曲する場合、第2遠位端構造部13が一定の比例関係(第2構造部構造物183及び第2構造部構造物133の配置半径によって共同に決める)で反対の方向へ湾曲する。
【0029】
直線運動機構22は、スクリュー221と、スライダー222と、光軸223と、を備え、また、スクリュー221が2つのチャンネル固定板152の間に回転するように支持され、スクリュー221の後端が近位端構造体16に近いチャンネル固定板152を貫通して後へ延長し、光軸223が2つのチャンネル固定板152の間に固定するように接続され、スライダー222が光軸223に摺動するように接続されるとともに、ねじによりスクリュー221に接続される。アダプタユニット23は、旋回構造物231と、構造物アダプタブロック232と、旋回構造物ガイドチャンネル233と、を備え、また、旋回構造物ガイドチャンネル233の両端が遠位端構造体11に近いチャンネル固定板152の前側に締め付けて接続され、旋回構造物231が旋回構造物ガイドチャンネル233を貫通するとともに、その両端が1つの構造物アダプタブロック232にそれぞれ固定するように接続され、一方の構造物アダプタブロック232が第1駆動物211の一端に締め付けて接続され、他方の構造物アダプタブロック232が第2駆動物212の一端に締め付けて接続される。スクリュー221に回転運動を入力する場合、スクリュー221の回転運動がスライダー222の直線運動に変換され、直線運動するスライダー222は、第1駆動物211を直接的に押引く一方、構造物アダプタブロック232及び旋回構造物231により、第2駆動物212を第1駆動物211の運動方向と反対の方向に運動させるように押引く、第1駆動物211及び第2駆動物212に対する共同押引きにより、第1近位端構造部17又は第2近位端構造部18の任意方向への湾曲運動が更に可能となる。
【0030】
上記実施例において、旋回構造物231は、推力や引張力が耐えられる湾曲可能な複数の弾力構造物から構成されてもよく、複数の弾力構造物の好適な配置は、第1駆動物211又は第2駆動物212を中心とする中心対称となっている。複数の弾力構造物の配置が、第1駆動物211又は第2駆動物212を中心とする中心対称となっていない場合、構造物アダプタブロック232が推力や引張力によって反転しないように、2つのチャンネル固定板152の間に光軸が追加されるとともに、構造物アダプタブロック232が当該光軸に摺動するように接続される必要がある。
【0031】
上記実施例において、駆動ユニット固定板21の前側にあるスクリュー221には従動歯車224が締め付けて接続され、従動歯車224が、駆動ユニット固定板21に回転するように支持される駆動歯車225と噛合い、駆動歯車225の歯車軸が駆動ユニット固定板21を貫通するとともに、1つのカップリングオスコネクタ226に締め付けて接続される。カップリングオスコネクタ226は、スクリュー221に回転運動を入力するように、直接的又は間接的にモータに接続するためのものである。
【0032】
上記実施例において、図1、図5、及び図6に示されるように、遠位端構造体11の前端には手術アクチュエータ101が設けられており、その一端が手術アクチュエータ101に接続される手術アクチュエータ制御線102が遠位端構造体11を貫通し、他端が手術アクチュエータ駆動機構25に接続される。手術アクチュエータ駆動機構25は、2つのチャンネル固定板152の間に設けられた手術アクチュエータ駆動機構固定板251を備え、手術アクチュエータ駆動機構固定板251と駆動ユニット固定板21との間に、スクリュー252が回転するように設けられており、スクリュー252の前端が近位端構造体16に近いチャンネル固定板152を貫通し、チャンネル固定板152と手術アクチュエータ駆動機構固定板251との間にあるスクリュー252に、ねじによりスライダー253が配合して接続され、スライダー253が光軸254に摺動するように設けられ、光軸254がチャンネル固定板152と手術アクチュエータ駆動機構固定板251との間に固定するように接続される。手術アクチュエータ駆動機構固定板251と遠位端構造体11に近いチャンネル固定板152との間には制御線ガイドチャンネル255が締め付けて接続され、手術アクチュエータ制御線102の後端が制御線ガイドチャンネル255を貫通してスライダー253に締め付けて接続される。制御線ガイドチャンネル255は、手術アクチュエータ制御線102が推力や引張力を受けても形状を変化させないように保持するためのものである。スクリュー252に回転運動を入力する場合、スクリュー252の回転運動がスライダー253の直線運動に変換され、直線運動するスライダー253は、手術アクチュエータ制御線102を押引くことにより、機械式手術アクチュエータ101(手術用クランプなど)に対する運動制御が可能となる。スクリュー252の後端が駆動ユニット固定板21を貫通するとともに、1つのカップリングオスコネクタ256に締め付けて接続され、カップリングオスコネクタ256は、スクリュー252に回転運動を出力するように、直接的又は間接的にモータに接続するためのものである。手術アクチュエータ制御線102は、電気エネルギーや高周波振動など各形式のエネルギーを伝達することもでき、エネルギー式手術アクチュエータ101の特定の手術機能(電気凝固、電気切除など)を果たす。
【0033】
上記実施例において、2つのチャンネル固定板152の間に手術アクチュエータ駆動機構固定板251が設けられると、第2構造部構造物183の配置半径が第1構造部構造物173の配置半径よりも大きいので、近位端第2構造部18に関連する直線運動機構22が手術アクチュエータ駆動機構固定板251を貫通するとともに、上記直線運動機構22におけるスライダー222が手術アクチュエータ駆動機構固定板251と遠位端構造体11に近いチャンネル固定板152との間を摺動する。それに対して、第1近位端構造部17に関連する直線運動機構22におけるスライダー222が2つのチャンネル固定板152の間を摺動する。
【0034】
上記実施例において、図7に示されるように、本発明は可撓性手術器械ケーシング105をさらに備え、駆動ユニット固定板21、チャンネル固定板152、及び手術アクチュエータ駆動機構固定板251がいずれも可撓性手術器械ケーシング105に締め付けて接続され、近位端構造体16及び中部接続体15がいずれも可撓性手術器械ケーシング105の内部にある。可撓性手術器械ケーシング105の後端が無菌バリア30によりモータセット41に接続される。図8、図9に示されるように、無菌バリア30は、無菌バリア支持板302と、無菌バリア支持板302の外周に締め付けて接続される無菌バリアカバー301と、無菌バリア支持板302に回転するように接続される複数のカップリングメスコネクタ303と、を備える。モータセット41は、モータ固定板411(図10を参照)と、モータ固定板411に締め付けて接続されるモータ412と、を備える。無菌バリアカバー301の前端と可撓性手術器械ケーシング105とは迅速に装着可能な方式で接続され、無菌バリア支持板302の後側に2つの接続ピンボス304が設けられているのに対して、モータ固定板411の前側に2つの接続ピンボス415が設けられており、接続ピンボス304と接続ピンボス415とはピンホールにより迅速に接続されることにより、無菌バリア30とモータ固定板411とは固定するように接続され、全体運動が可能となる。カップリングメスコネクタ303は、前端がカップリングオスコネクタ226又はカップリングオスコネクタ256に接続され、後端が他方のカップリングオスコネクタ414によりモータ412の出力軸に接続され、回転運動を伝達する。無菌バリアカバー301には無菌膜(未図示)が締め付けて接続され、未消毒の部分(無菌バリア30の後にある部分)と消毒済み部分(無菌バリアの前にある部分)とを隔離させて、臨床手術の実施可能性が確保できる。
【0035】
上記実施例において、本発明はモータセットケーシング418をさらに備え、モータ固定板411がモータセットケーシング418に回転するように接続され、モータセットケーシング418の内壁に内リングギア416が締め付けて接続され、モータ固定板411にモータ417が締め付けて接続され、モータ417の出力軸に全体回転入力歯車419が締め付けて接続され、全体回転入力歯車419が内リングギア416と噛合う。モータ417の出力軸が回転する場合、全体回転入力歯車419を回転させ、全体回転入力歯車419が内リングギア416の周方向に沿って動くことにより、本発明のモータセットケーシング418と内リングギア416と以外の部分を全体回転させて、手術アクチュエータ101のローリング角度に対する制御が可能となる。
【0036】
上記実施例において、図7に示されるように、本発明はリニアモジュール50(リニアモジュール50も無菌膜により消毒済みの部分と隔離される)をさらに備え、リニアモジュール50が滑り溝付きのブラケット501を備え、ブラケット501にガイドスクリュー503が設けられ、ガイドスクリュー503には、ねじによりガイドスクリュー503に配合するとともに滑り溝に摺動するように設けられたスライダー502が差込まれ、ブラケット501の一端にモータ504が設けられ、モータ504の出力軸がカップリングによりガイドスクリュー503に締め付けて接続される。モータセットケーシング418がスライダー502に固定するように接続され、モータ504の出力軸が回転する場合、スライダー502は、モータセット41、無菌バリア30、及び可撓性手術器械10を滑り溝に沿ってリニア運動させて、遠位端構造体11のフィード自由度が確保できる。
【0037】
上記実施例において、図1、図7に示されるように、遠位端構造体11の外部に被覆103が設けられ、被覆103は、遠位端構造体11の人体自然開口部又は手術開口への侵入順調性を改善するためのものである。被覆103の外部には剛性スリーブ104とシース60とがさらに設けられてもよい。ある適用において、シース60が腹腔の単一開口に固定され、遠位端構造体11が被覆103や手術アクチュエータ101と一緒にシース60における手術器械が通過するためのスルホールを自由に貫通して手術部に到達することにより、シングルポート腹腔鏡手術が実施される。図11に示されるように、シース60が可撓性シースであってもよく、可撓性シースが人体の各自然開口部に容易に侵入するとともに、開口部の形状に合わせて外形を自在に変更することができ、可撓性シースの一端が開口部の入口に固定され、同様に、遠位端構造体11が被覆103や手術アクチュエータ101と一緒に可撓性シースにおける手術器械が通過するためのスルホールを自由に貫通して手術部に到達することにより、自然開口部越経管腔的非侵襲手術が実施される。
【0038】
本発明は単に上記実施例で説明されたが、各部品の構造、設置位置、及び接続が変更できる。本発明の技術案を基に、本発明のメカニズムによる個別部品への改善又は同等変換は、本発明の保護範囲に属される。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【国際調査報告】