JP3197310B2

JP3197310B2 - 処置装置

Info

Publication number: JP3197310B2
Application number: JP33959191A
Authority: JP
Inventors: 修一高山; 達也山口; 康弘植田; 久雄矢部; 秀雄伊藤; 優此村; 明雄中田; 壯塚越; 義直大明; 康一巽; 康雄森; 龍介野澤; 毅直藤村; 明文石川; 英之安達; 浩司藤尾; 勝則崎山; 剛明中村; 孝夫岡田
Original assignee: Olympus Optic Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1991-07-24
Filing date: 1991-11-30
Publication date: 2001-08-13
Anticipated expiration: 2016-08-13
Also published as: JPH0576482A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば生体や配管等の
内部に処置具を導入して、その内部で、手術、検査や補
修等の処置を行う処置装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば、患者の体内患部に対して
近づき、その患部を直接に治療するものとして、内視鏡
用処置具が知られている。これは内視鏡のチャンネルを
通じて体管内に処置具を導入し、体外からの機械的な遠
隔操作や内視鏡の操作による手動的な遠隔操作によって
動かし、治療を行っていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の内視鏡用処置具は、これを操作する作業が繁
雑であるとともに、かなり大雑把な操作になるため、正
確で微妙な処置を行うことはかなり困難であった。

【０００４】本発明は前記課題に着目してなされたもの
で、その目的とするところは、術者の操作が簡単で、か
つ正確な処置作業を行うことができる処置装置を提供す
ることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明は、操作者により操作されるマスターアーム
と、アームの先端側に設けられた処置具と、アームの、
前記処置具より基端側に設けられた少なくとも一つの湾
屈曲部と、該湾屈曲部に設けられ、湾屈曲部の前後にお
けるアーム同士の角度を変更する為の駆動手段とを有す
る処置用アームと、前記マスターアームの操作状態を検
出し、前記駆動手段を制御して前記処置用アームの湾屈
曲部を駆動する制御手段と、を具備することを特徴とす
る処置装置である。また、別の発明は、少なくとも一つ
の湾屈曲部を有しており、操作者により操作されるマス
ターアームと、前記マスターアームに設けられた湾屈曲
部の湾屈曲状態を検出する検出手段と、前記マスターア
ームと相似形状に形成されており、先端側に設けられた
処置具と、前記マスターアームに設けられた湾屈曲部と
相似位置に配置された湾屈曲部と、該湾屈曲部を湾屈曲
駆動する駆動手段とを有する処置用アームと、前記検出
手段の出力に基づき、前記マスターアーム側の湾屈曲部
に相当する処置用アーム側の湾屈曲部を駆動するよう
に、前記駆動手段を制御する制御手段と、を具備するこ
とを特徴とする処置装置である。

【０００６】

【実施例】図１ないし図７は本発明の第１の実施例に係
る処置システムを示す。図１はその処置システム全体の
概略的な構成を示しており、患者１を寝せる手術台２に
は、内視鏡３を保持する支持アーム４が取り付けられて
いる。内視鏡３は従来知られたような構成であり、例え
ば硬性の内視鏡である。内視鏡３の外端部には、ＴＶカ
メラ５が取り付けられている。

【０００７】内視鏡３の挿入部６は患者の腹部に穿刺し
たトラカール等を通じて体内に導入されている。図２は
その内視鏡３の挿入部６が刺し込まれている状態を示し
ている。内視鏡３の挿入部６の先端には対物レンズ７や
照明窓８の他、２つのチャンネル９，１０の先端が開口
している。一方のチャンネル９には後述する処置装置１
１が挿通されている。

【０００８】前記処置装置１１を操作するための操作制
御盤１２が手術台２の近くに設置されており、この操作
制御盤１２はキーボード１４の他にＴＶモニタ１５が付
設されている。ＴＶモニタ１５は内視鏡３の挿入部６の
先端を導入して体内の状態を写し出すようになってい
る。操作制御盤１２の内部には後述する電子制御回路１
６が組み込まれている。さらに、操作制御盤１２には前
述した処置装置１１の処置用アーム１７と１対１または
比例する相似な動きをするマスタアーム１８が付設され
ている。

【０００９】処置装置１１の導入部１９の先端には、処
置用アーム１７が連結されている。そして、この処置用
アーム１７は３つの関節２０ａ，２０ｂ，２０ｃを介し
て導入部１９の先端、第１のリンク２１、第２のリンク
２２、処置具２３とを順次連結してなるものである。処
置具２３の先端には、その処置具２３が生体組織に当た
る状態と、その接触圧力の強さを検出する接触センサ２
４が設けられている。

【００１０】この処置装置１１の処置用アーム１７に、
１対１に対応するマスタアーム１８も、図３で示すよう
に、関節２５ａ，２５ｂ，２５ｃを介して、基部リンク
２６、第１のリンク２７、第２のリンク２８および把持
部２９を順次連結してなり、術者はその把持部２９を手
に持って動かせるようになっている。

【００１１】処置装置１１の処置用アーム１７における
関節２０ａ，２０ｂ，２０ｃと、マスタアーム１８の関
節２５ａ，２５ｂ，２５ｃとには、それぞれ屈曲駆動用
アクチュエータＡ，Ｂ，Ｃとブレーキ用アクチュエータ
α，β，γが組み込まれ、さらに、各関節２０ａ，２０
ｂ，２０ｃ，２５ａ，２５ｂ，２５ｃには、その変位駆
動量を検出するポテンショメータａ，ｂ，ｃが設けられ
ている。

【００１２】電子制御回路１６は、接触センサ２４にお
いての出力を比較器３１によって接触状態およびその強
さの信号を得て、これをブレーキ用アクチュエータ駆動
回路３２に入力する。ブレーキ用アクチュエータ駆動回
路３２は、その状況に応じて前記ブレーキ用アクチュエ
ータα，β，γを駆動操作し、また、この情報は位置検
出回路３３に入力する。また、位置検出回路３３は前記
ポテンショメータａ，ｂ，ｃからの検出信号を受け、各
関節２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２５ａ，２５ｂ，２５ｃ
の屈曲位置を検出する。アクチュエータ駆動回路３４は
その位置検出回路３３からの信号と演算部３５の指令を
受けながら屈曲駆動用アクチュエータＡ，Ｂ，Ｃを操作
する。各関節２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２５ａ，２５
ｂ，２５ｃの屈曲位置情報は、記憶回路３６において一
旦、記憶され、この情報を用いて演算部３５は、アクチ
ュエータ駆動回路３４を駆動する。なお、ならい操作す
る際の処置具２３の送り量を設定する送り量設定回路３
７が設けられている。

【００１３】図５および図６は、各関節２０ａ，２０
ｂ，２０ｃ，２５ａ，２５ｂ，２５ｃに設けられる屈曲
駆動用アクチュエータＡ，Ｂ，Ｃとブレーキ用アクチュ
エータα，β，γの例を示す。すなわち、各関節２０
ａ，２０ｂ，２０ｃ，２５ａ，２５ｂ，２５ｃはその一
方のリンクの端に球体４１を設け、これに対応する他方
のリンクの端にその球体４１を受ける受け座４２を設け
て、３次元的に回転する関節構造を構成している。

【００１４】そして、受け座４２の内面には、３つの積
層圧電素子４３ａ，４３ｂ，４３ｃが等距離をおいて正
３角形の各頂点に位置して配置され、これらはその自由
先端を球体４１の表面に近接させるとともに、その球体
４１の中心よりも僅か外側の位置へ向かう向きで取り付
けることにより、屈曲駆動とブレーキ作用を選択的に行
うアクチュエータ機構を構成している。

【００１５】これらの各積層圧電素子４３ａ，４３ｂ，
４３ｃは、ブレーキ用アクチュエータ駆動回路３２およ
びアクチュエータ駆動回路３４によって制御駆動され
る。図６の（Ａ）は２つの積層圧電素子４３ｂ，４３ｃ
については収縮するように通電または非通電の状態とし
てその先端を球体４１の表面から退避させておき、一
方、他の１つの積層圧電素子４３ａには交番電流を印加
して振動させる。この加振された積層圧電素子４３ａ
は、その先端で球体４１の表面を叩く。積層圧電素子４
３ａ，４３ｂ，４３ｃは、球体４１の表面に垂直な向き
よりも外側周辺部に向いて取り付けられているから、そ
の積層圧電素子４３ａの設置する向きへ球体４１を矢印
で示す向きに回転させる。他の積層圧電素子４３ｂ，４
３ｃは収縮して球体４１の表面から退避しているので、
その回転を阻害することはない。

【００１６】また、図６の（Ｂ）は全部の積層圧電素子
４３ａ，４３ｂ，４３ｃに通電して伸長し、その各先端
を球体４１の表面に押し当てた状態を示している。この
状態では各積層圧電素子４３ａ，４３ｂ，４３ｃがブレ
ーキ作用を行うため、球体４１は回転しない。なお、積
層圧電素子４３ａ，４３ｂ，４３ｃの一部のみについて
通電して伸長させてもブレーキ作用を得ることもでき
る。

【００１７】図６の（Ｃ）は、２つの積層圧電素子４３
ａ，４３ｃについては収縮するように通電または非通電
の状態としてその先端を球体４１の表面から退避させて
おき、一方、他の１つの積層圧電素子４３ｂには交番電
流を印加して振動させる。この加振された積層圧電素子
４３ｂの先端で球体４１の表面を叩くことによりその積
層圧電素子４３ｂの設置側の矢印方向へ回転する例であ
る。このように１以上の積層圧電素子４３ａ，４３ｂ，
４３ｃを選択することによりそれに応じた回転方向、つ
まり、屈曲方向を決定することができる。

【００１８】また、図５の（Ａ）で示すように、各関節
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２５ａ，２５ｂ，２５ｃにお
ける球体４１の表面には永久磁石４６が取り付けられ、
これに対応して受け座４２の内面には３つ以上のホール
素子４７が設置されている。そして、関節２０ａ，２０
ｂ，２０ｃ，２５ａ，２５ｂ，２５ｃが屈曲すると、そ
の量に応じて球体４１の表面にある永久磁石４６の位置
と、これに対応した各ホール素子４７の位置がずれ、そ
の屈曲方向によって各ホール素子４７の出力値が異な
り、これから関節２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２５ａ，２
５ｂ，２５ｃの屈曲方向とその屈曲量を検出するポテン
ショメータａ，ｂ，ｃを構成している。

【００１９】図７は処置装置１１における処置具２３の
各種の例を示すものであり、これらは、処置する場合の
患部に適したものが適宜選択されて使用される。（Ａ）
で示す処置具２３はレーザプローブ５１を組み込み、レ
ーザ光を照射して組織の切開を行うものである。この処
置具２３の先端側面は歪みセンサ５２を設け、これより
超弾性合金製の線５３を突出して触覚５４を構成してい
る。この触覚５４により患部表面を検出してレーザプロ
ーブ５１の距離（送り量）を定めることができる。

【００２０】（Ｂ）で示す処置具２３はウォータジェッ
トメス用ノズル５５を組み込んで、ウォータジェットで
組織を切開するものである。この処置具２３はその先端
に感圧センサ５６を設けている。

【００２１】（Ｃ）で示す処置具２３はその先端に電極
５７を設けて電気メス５８としたものである。

【００２２】（Ｄ）で示す処置具２３は電気穿孔プロー
ブを構成するものであって、円錐形状のプローブ体６１
の側周面に間隔をおいて複数の小さなリング電極６２を
付設するとともに、そのリング電極６２の各間およびプ
ローブ体６１の先端にはそれぞれ薬剤注入孔６３を形成
している。プローブ体６１の中に配置したマイクロポン
プ６４により図示しないリザーバからチューブ６５を通
じて供給された抗癌剤等の薬剤を放出するようになって
いる。また、プローブ体６１の先端には感圧センサ６６
が設けられている。そして、この電気穿孔プローブとし
ての処置具２３は例えばガン患部に差し込み、リング電
極６２間に高い電圧を瞬間的に印加し、この後、または
その前後においてマイクロポンプ６４により例えば間欠
的に抗癌剤を注入する。これによれば、ガンの細胞の胞
に孔をあけるとともに抗癌剤を取り込み、治療効果を高
めることができる。

【００２３】次に、この処置装置の使用方法を説明す
る。まず、術者は図１および図３で示すようにマスタア
ーム１８の把持部２９を手に持ち、ＴＶモニタ１５を見
ながらマスタースレーブ方式で処置用アーム１７を駆動
する。前記電子制御回路１６によりマスタアーム１８の
動きが、縮小されて比例した処置用アーム１７の動きと
なる。そして、患部の表面に処置具２３の先端を当て、
ならい操作を行う。このならい操作において、接触セン
サ２４の出力が一定の出力になるまで、その処置具２３
の先端を押し付ける。つまり、接触センサ２４の出力が
一定以上の出力になると、マスタアーム１８の関節２５
ａ，２５ｂ，２５ｃ内のブレーキ用アクチュエータα，
β，γが働き、その動きを重くする。術者はマスタアー
ム１８の動きの重さを感じながら患部の表面をならい操
作する。

【００２４】このならい操作を行うことによりポテンシ
ョメータａ，ｂ，ｃからの検出信号を位置検出回路３３
で受け、これをならい情報としてこれを記憶回路３６に
記憶する。このようにして患部の表面形状を記憶させた
後、以上のならい操作の位置に対しての処置具２３の送
り量（例えば２ｍｍ）を送り量設定回路３７で演算部３
５に入力する。そして、この記憶したならい情報を使用
して処置用アーム１７を駆動すると、その送り量の深さ
で患部を切開することができる。

【００２５】図８、図９、図１０は、それぞれ前述した
アーム１７，１８の代わりに使用できる他のアームの例
をそれぞれ示すものである。図８は各関節部材７１間に
それぞれ複数の形状記憶合金製のワイヤ７２を架設し、
各ワイヤ７２には通電抵抗熱発生手段などにより選択的
に加熱して収縮させることによりその収縮した向きに湾
曲するようになっている。（Ａ）は加熱前の状態、
（Ｂ）は選択的に加熱して湾曲した状態を示している。

【００２６】図９は長手軸方向へ並列した複数の密封し
た孔腔７５を形成した複数の多孔チューブ７６を連設し
てなり、各孔腔７５にはそれぞれ送気チューブ７７を個
別的に接続している。そして、選択した孔腔７５に送気
チューブ７７を通じて送気すると、（Ｂ）で示すように
送気した孔腔７５の部分が張り反対側へ曲がる。なお、
多孔チューブ７６の壁には大きく膨らみ防止用繊維７８
を入れてある。

【００２７】図１０の（Ａ）は、可撓性チューブ８１の
外周に高分子圧電材料８２を周上に３つに別けて貼り付
けたものであり、（Ｂ）は、可撓性チューブ８１の壁内
に液晶８３を３つに別けて埋め込んだものである。この
ようなチューブ８１を複数軸方向へ連結する。さらに、
各高分子圧電材料８２と液晶８３には個別的に電圧を印
加できるように図示しない電極を設ける。高分子圧電材
料８２と液晶８３は電圧の印加に応じて可逆的に伸縮す
る。そこで、いずれかの選択した高分子圧電材料８２ま
たは液晶８３に電圧を印加すると、可撓性チューブ８１
を湾曲することができる。このような可撓性チューブ８
１を連結してアームを構成する。しかして、上述した処
置装置は以下のような各手段を備える。すなわち、多関
節構造のアームの先端に処置具および接触センサを設け
た体内挿入処置部、前記多関節構造のアームに１対１ま
たは比例した対応する動きをさせる操作用アーム、操作
用アームの各関節の駆動量を検出するセンサの信号にも
とづいて前記処置用アームの各関節のアクチュエータを
駆動する手段、前記各関節の駆動量を記憶する手段、前
記記憶された駆動量に対して処置具の処置作業量を加え
て処置用アームの各関節のアクチュエータ駆動量を演算
する手段、前記演算量にもとづいて処置用アームを駆動
する手段である。また、前記各関節に以下のアクチュエ
ータを配置する。それはボール継手、ボール継手のボー
ル表面に対向して設けた３つの圧電アクチュエータ、各
圧電アクチュエータに独立に電圧を印加する手段であ
る。なお、前記アームは関節を中心として複数に屈曲す
る場合に限らず、部分的または全体的に湾曲する場合を
含むものである。つまり、湾屈曲するものであればよい
ものである。

【００２８】ところで、多関節アームでは、その根元側
に位置する部分程、自重及び負荷モ一メントの増大によ
り支える負荷が増えるので、根元側に位置する部分程、
その耐久力及びそれを動かすパワーを大きくすることが
望まれる。この点で改良した実施例を以下に図面を参照
しながら説明する。

【００２９】図１１で示すアームはそれぞれ筒状に形成
された各可撓管８４ａ，８４ｂ，…，８４ｅからなり、
その径は根元側に位置するもの程大きくして強度を高め
る。また、湾屈曲手段は次のように構成される。つま
り、各可撓管８４ａ，８４ｂ，…，８４ｅの内部には、
それぞれ複数本の記憶形状合金からなるＳＭＡワイヤ８
５ａ，８５ｂ，…，８５ｅが配置されている。これらの
各ＳＭＡワイヤ８５ａ，８５ｂ，…，８５ｅは、これに
対応する各可撓管８４ａ，８４ｂ，…，８４ｅの軸方向
に沿うとともに、例えば上下左右に９０度の角間隔でそ
れぞれ位置する４本のものを有する。

【００３０】さらに、各ＳＭＡワイヤ８５ａ，８５ｂ，
…，８５ｅの先端は、これに対応する各可撓管８４ａ，
８４ｂ，…，８４ｅの先端部にそれぞれ取着されてい
る。各ＳＭＡワイヤ８５ａ，８５ｂ，…，８５ｅの基端
側はこれに対応する各可撓管８４ａ，８４ｂ，…，８４
ｅに基端側にそれぞれ隣接する可撓管８４ｂ，８４ｃ，
…，８４ｅ、またはそれより基端側に導かれて取着され
ている。

【００３１】また、各ＳＭＡワイヤ８５ａ，８５ｂ，
…，８５ｅは、これらにそれぞれ対応する各可撓管８４
ａ，８４ｂ，…，８４ｅがより基端側のもの程、順次太
くしてある。撚合したものの場合にはその素線を順次増
やす。また、同時に通電量を増してもよい。つまり、各
ＳＭＡワイヤ８５ａ，８５ｂ，…，８５ｅは、これに通
電した際、可撓管８４ａ，８４ｂ，…，８４ｅの根元側
のもの程、駆動力を高める構成としている。

【００３２】しかして、各可撓管８４ａ，８４ｂ，…，
８４ｅに対応したＳＭＡワイヤ８５ａ，８５ｂ，…，８
５ｅにおける上下左右のいずれかのものを選択してこれ
に通電すると、その記憶形状に応じて例えば収縮するか
ら、これを架設した可撓管８４ａ，８４ｂ，…，８４ｅ
が、その収縮するＳＭＡワイヤ８５ａ，８５ｂ，…，８
５ｅの位置する向きへ屈曲する。

【００３３】この構成によれば、根元側に位置する部分
程、その耐久力及びそれを動かすパワーを大きくするこ
とができる。その他の点は前述した実施例のものと同様
である。

【００３４】図１２で示すアームは、複数の可撓管８６
を順に重ねて作ったものであり、内側のもの程、先端を
その隣接する外側のものよりも先に伸ばしてある。この
ため、根元側程可撓管８６の重ねる数が多く、そのアー
ムの強度が増す。そして、隣接する外側のものよりも先
に伸びた各先端部分をそれぞれ湾曲することができる。
また、この各湾曲する先端部分がそれぞれ可撓管８６
ａ，８６ｂ，…，８６ｅを形成し、この各内側にはそれ
ぞれ複数本の記憶形状合金からなるＳＭＡワイヤ８７
ａ，８７ｂ，…，８７ｅが配置されている。これらの各
ＳＭＡワイヤ８７ａ，８７ｂ，…，８７ｅは、例えば対
応する各可撓管８６ａ，８６ｂ，…，８６ｅの軸方向に
沿うとともに、上下左右に９０度間隔でそれぞれ位置す
る４本のものからなる。さらに、各ＳＭＡワイヤ８７
ａ，８７ｂ，…，８７ｅの先端は、これに対応する各可
撓管８６ａ，８６ｂ，…，８６ｅの先端部にそれぞれ取
着されている。また、各ＳＭＡワイヤ８７ａ，８７ｂ，
…，８７ｅは、これらにそれぞれ対応する各可撓管８６
ａ，８６ｂ，…，８６ｅの基端側のもの程、順次太くし
てある。撚合したものの場合にはその素線を順次増や
す。つまり、各ＳＭＡワイヤ８７ａ，８７ｂ，…，８７
ｅは、これに通電した際、可撓管８６ａ，８６ｂ，…，
８６ｅの根元側のもの程、駆動力が高まる構成としてい
る。

【００３５】しかして、可撓管８６ａ，８６ｂ，…，８
６ｅに対応したＳＭＡワイヤ８７ａ，８７ｂ，…，８７
ｅにおける上下左右のいずれかのものを選択してこれに
通電すると、その記憶形状に応じて例えば収縮するか
ら、それに対応した可撓管８６ａ，８６ｂ，…，８６ｅ
が、回動してＳＭＡワイヤ８７ａ，８７ｂ，…，８７ｅ
の位置する向きへ屈曲する。

【００３６】この構成によれば、根元側に位置する部分
程、その耐久力及びそれを動かすパワーを大きくするこ
とができる。その他の点は前述した実施例のものと同様
である。

【００３７】図１３は前述したアームにおける１つの可
撓管における４本のＳＭＡワイヤ（例えばＳＭＡワイヤ
８５ｂ）の配置状態を示しており、図１４は複数の可撓
管８４ａ，８４ｂ，８４ｃ（あるいは８６ａ，８６ｂ，
８６ｃ）におけるＳＭＡワイヤ８５ａ，８５ｂ，８５ｃ
（あるいはＳＭＡワイヤ８７ａ，８７ｂ，８７ｃ）の駆
動制御回路を示している。

【００３８】図１４において、例えば各可撓管８４ａ，
８４ｂ，８４ｃにおけるＳＭＡワイヤ８５ａ，８５ｂ，
８５ｃは、それぞれ異なる制御用ＩＣ８８を介して駆動
用電源８９の電源ライン９０に接続されている。制御用
ＩＣ８８は、電源ライン９０に重畳される信号重畳回路
９１からのアドレス信号（シリアル転送）を受けてそれ
に対応したもののゲートを開き、それのＳＭＡワイヤ８
５ａ，８５ｂ，８５ｃに通電する。制御用ＩＣ（８８）
は、前記アドレス信号を受けて選択的に駆動用電源８９
を各ＳＭＡワイヤ８５ａ，８５ｂ，８５ｃにおける上下
左右のいずれかに接続するゲートの役目を果たす。

【００３９】前記アドレス信号は、ＣＰＵ９２におい
て、湾曲制御器９３、挿入量検出手段９４、術者の首振
り角信号発生器９５からの各信号を受けてそれらのデー
タから演算して得る。湾曲制御器９３は例えばジョイス
ティックからなる。挿入量検出手段９４は、通常、能動
型内視鏡として作動する。また、術者の首振り角信号発
生器９５の首振り角検出部は術者の頭に装着した装填具
９６に取り付けられ、術者の首振り角度を検出する。そ
して、この首振り角に応じて出力する首振り角信号発生
器９５の信号によって最先端の可撓管８４ａ，８６ａを
湾曲するようになっている。このため、ＣＰＵ９２は、
それに応じたアドレス信号を信号重畳回路９１を介して
電源ライン９０に乗せ、制御用ＩＣ８８により、その最
先端の可撓管８４ａ（８６ａ）におけるＳＭＡワイヤ８
５ａ（８７ａ）のいずれかを選択してそれに通電駆動す
る。

【００４０】術者の頭に装着した装填具９６には、カメ
ラコントロールユニット９７からの映像信号を受ける液
晶立体ディスプレイ（ＨＤＴＶ）９８が装着されてい
て、術者はそれにより内視鏡視野内を立体的に観察でき
るようになっている。前記アームの湾曲形状や内視鏡の
位置は、モニタ９９において表示される。

【００４１】操作室１００において、術者は挿入量コン
トローラ１０１と前記湾曲制御器９３のジョイスティッ
クを操作することにより、前記アームの湾曲状態を遠隔
的に操作することができる。術者が最先端のリンク８４
ａ（８６ａ）を見る角度でその首振り角度が首振り角信
号発生器９５で検出され、それに応じたアドレス信号を
転送して対応した制御用ＩＣ８８を開放し、対応した屈
曲駆動用ワイヤ８５ａ（８７ａ）のいずれかのものを選
択して通電駆動することにより、所要の向きと角度に湾
曲する。湾曲制御器９３のジョイスティックを操作する
ことにより、前記アームの他のリンクの部分を湾曲する
ことができる。

【００４２】図１５は他のアームを示すが、これは各湾
曲体部分がそのアームの基端（根元）側程、径を太くし
ている点についは、前述したものと同じであるが、ここ
では、各湾曲体部分を複数の関節駒１０５によって構成
している。各関節駒１０５はその隣接端を上下位置と左
右位置で交互に枢着して連結してなり、これのアーム部
分を上下左右に湾曲できるように構成した。また、上下
左右に位置させてこれに組み込む各ＳＭＡワイヤ１０６
をコイル状に形成した。この他の点については前述した
ものと同様に構成し、また、応用できるものである。

【００４３】図１６は同じく関節駒１０５を使用したも
のにおいて、その関節駒１０５に対してＳＭＡワイヤ１
０６の組込む一例を示している。同図（Ｂ）で示すよう
に、関節駒１０５はこれが属するリンク１０７の上下左
右に位置して配置される各ＳＭＡワイヤ１０６、及び他
の内蔵物をそれぞれ通す４つの孔１０８を上下左右の対
応部分に形成している。さらに、同じ関節駒１０５はそ
の中央に挿通用孔１０９を形成しており、この挿通用孔
１０９にはこの関節駒１０５が属するリンク１０７より
も前方のリンクに配設する屈曲駆動用ワイヤ１０６をま
とめて通すようになっている。

【００４４】また、各ＳＭＡワイヤ１０６は多関節アー
ムの根元まで導かれている。このため、各関節アームの
長さとした場合に比べてＳＭＡワイヤ１０６の縮み量を
大きくとれる。なお、ＳＭＡワイヤ１０６の収縮はその
全長において起るが、関節アームの中央を通るところで
は湾曲させる力が働かないため、湾曲させようとする特
定の関節アームのみが湾曲駆動させられる。この場合、
そのＳＭＡワイヤ１０６が直線状であってもコイル状で
あってもよい。

【００４５】図１７は関節アームを駆動するＳＭＡワイ
ヤ１０６をその関節アームの中央寄りに配置する例であ
る。このようにすれば、ＳＭＡワイヤ１０６の同一の変
形量に対してより大きい湾曲角が得られる。他の構成に
ついては前述したものと同様である。

【００４６】図１８は関節アームを駆動するＳＭＡワイ
ヤ１０６がその関節アームの長さよりも長く、それを幾
重にも折り畳んではる。１本または１重にした場合に比
べてその変形量が大きくなり大きい湾曲角と湾曲力が得
られる。他の構成については前述したものと同様であ
る。

【００４７】図１９は空気圧を利用して湾曲する多関節
アームについての例である。各関節アーム１１０は前述
した場合と同様な理由で基端側のもの程、径を太くした
多孔性チューブ１１１からそれぞれ形成されている。こ
れらの各多孔性チューブ１１１は、同図（Ｂ）で示すよ
うに周辺に複数の空気穴１１２を形成し、中央には内蔵
物を通す孔１１３を形成してなる。また、各関節アーム
１１０における多孔性チューブ１１１は手元側のもの
程、太くしてその可撓性を小さくしてある。各多孔性チ
ューブ１１１の外周には、膨らみ防止用繊維１１４を巻
き付けてあり、この膨らみ防止用繊維１１４は編成され
て筒状に形成されている。もっとも、編成しないで単線
を巻き付けるものであってもよい。

【００４８】そして、各関節アーム１１０ごとにその選
択した空気穴１１２に送気すれば、その向きへ選択的に
湾曲させることができる。なお、同じ側の空気穴１１２
を連通して同時に送気すれば、全体を同じ向きに湾曲さ
せることができる。また、関節アーム１１０を構成する
多孔性チューブ１１１を根元側のもの程、長くすれば、
それに応じて変形時のストロークを大きくできる。

【００４９】図２０は、前述した多孔性チューブ１１１
の外周に被着するブレード状の膨らみ防止用繊維１１４
の巻付けピッチが根元側のもの程、密にしてある。これ
により手元側のもの程、その可撓性をより小さくなるよ
うにしてある。また、同じ目的で膨らみ防止用繊維１１
４の太さを手元側のもの程、太くしてもよい。

【００５０】なお、多関節アームとしては、前述したよ
うなものに限定されるものではない。例えば圧電ポリマ
や液晶ポリマによって多関節アームを構成し、通電など
によって湾屈曲駆動するようにしてもよい。この場合、
各関節アームが根元（基端）側ほどその厚さを厚くする
等、可撓性を順次変え、同時に根元（基端）側のものほ
ど通電量を多くするとよい。また、根元（基端）側のも
のほど圧電定数の大きい圧電ポリマを使用してもよいも
のである。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、処置具用
アームの他にマスターアームを設け、そのマスターアー
ムを操作することによって処置具用アームを駆動するよ
うにしたものであるから、術者は操作が簡単で、かつ正
確な処置作業を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係る処置装置の概略的
な全体構成の説明図。

【図２】同じく本発明の第１の実施例に係る処置装置の
体内挿入部分の斜視図。

【図３】同じく本発明の第１の実施例に係る処置装置の
マスタアームの斜視図。

【図４】同じく本発明の第１の実施例に係る処置装置の
電子制御回路の説明図。

【図５】同じく本発明の第１の実施例に係る処置装置の
関節の構成を示す説明図。

【図６】同じく本発明の第１の実施例に係る処置装置の
関節の動きの説明図。

【図７】同じく本発明の第１の実施例に係る処置装置の
各処置具の説明図。

【図８】処置装置のアームの変形例を示す説明図。

【図９】処置装置のアームの他の変形例を示す説明図。

【図１０】処置装置のアームのさらに他の変形例を示す
説明図。

【図１１】処置装置のアームのさらに他の変形例を示す
説明図。

【図１２】処置装置のアームのさらに他の変形例を示す
説明図。

【図１３】その処置装置のアームの斜視図。

【図１４】その処置装置のアームの駆動システムの概略
的な構成を示す説明図。

【図１５】処置装置のアームの他の変形例を示す側面
図。

【図１６】処置装置のアームの他の変形例を示す斜視
図。

【図１７】処置装置のアームの他の変形例を示す要部の
斜視図。

【図１８】処置装置のアームの他の変形例を示す要部の
斜視図。

【図１９】処置装置のアームの他の変形例を示す側面
図。

【図２０】処置装置のアームの他の変形例を示す側面
図。

【符号の説明】１…患者、２…手術台、３…内視鏡、１１…管内処置装
置、１２…操作制御盤、１６…電子制御回路、１７…処
置用アーム、１８…マスタアーム、２０ａ，２０ｂ，２
０ｃ…関節、２３…処置具、２４…接触センサ、２５
ａ，２５ｂ，２５ｃ…関節、３２…ブレーキ用アクチュ
エータ駆動回路、３３…位置検出回路、３４…アクチュ
エータ駆動回路、３７…送り量設定回路、４１…球体、
４２…受け座、４３ａ，４３ｂ，４３ｃ…積層圧電素
子、ａ，ｂ，ｃ…ポテンショメータ、Ａ，Ｂ，Ｃ…屈曲
駆動用アクチュエータ、α，β，γ…ブレーキ用アクチ
ュエータ、８４ａ，８４ｂ，８４ｃ…可撓管、８５ａ，
８５ｂ，８５ｃ…ＳＭＡワイヤ、８７ａ，８７ｂ，８７
ｃ…ＳＭＡワイヤ、８８…制御用ＩＣ、９０…電源ライ
ン、９２…ＣＰＵ、１０５…湾曲駒、１０６…ＳＭＡワ
イヤ、１０７…湾曲体。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者矢部久雄東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者伊藤秀雄東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者此村優東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者中田明雄東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者塚越壯東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者大明義直東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者巽康一東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者森康雄東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者野澤龍介東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者藤村毅直東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者石川明文東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者安達英之東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者藤尾浩司東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者崎山勝則東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者中村剛明東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者岡田孝夫東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (56)参考文献特開昭62−256106（ＪＰ，Ａ) 特開平３−99647（ＪＰ，Ａ) 特開平２−71730（ＪＰ，Ａ) 実開平２−145984（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A61B 1/00 - 1/32 A61B 17/00 - 17/60 実用ファイル（ＰＡＴＯＬＩＳ) 特許ファイル（ＰＡＴＯＬＩＳ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】操作者により操作されるマスターアーム
と、アームの先端側に設けられた処置具と、アームの、前記
処置具より基端側に設けられた少なくとも一つの湾屈曲
部と、該湾屈曲部に設けられ、湾屈曲部の前後における
アーム同士の角度を変更する為の駆動手段とを有する処
置用アームと、前記マスターアームの操作状態を検出し、前記駆動手段
を制御して前記処置用アームの湾屈曲部を駆動する制御
手段と、を具備することを特徴とする処置装置。
【請求項２】少なくとも一つの湾屈曲部を有してお
り、操作者により操作されるマスターアームと、前記マスターアームに設けられた湾屈曲部の湾屈曲状態
を検出する検出手段と、前記マスターアームと相似形状に形成されており、先端
側に設けられた処置具と、前記マスターアームに設けら
れた湾屈曲部と相似位置に配置された湾屈曲部と、該湾
屈曲部を湾屈曲駆動する駆動手段とを有する処置用アー
ムと、前記検出手段の出力に基づき、前記マスターアーム側の
湾屈曲部に相当する処置用アーム側の湾屈曲部を駆動す
るように、前記駆動手段を制御する制御手段と、を具備することを特徴とする処置装置。