JP4418204B2 - 医療器具用保持装置 - Google Patents

Description

この発明は、手術を行う際に内視鏡等の医療器具を任意の位置に保持する医療器具用保持装置に関する。

従来、手術を行う際に内視鏡等の医療器具を任意の位置に保持する医療器具用保持装置が使用されている。このような保持装置の一例として、特許文献１の医療器具の保持装置がある。この保持装置は、内視鏡等の医療器具を保持する保持部を有する。この保持部は、多関節アームの先端部に配設されている。この多関節アームは、関節部を介して互いに接続された複数のアームを有する。各アームは、関節部を介して相対的に可動であり、保持部は、３次元的に移動可能かつ３自由度で回転可能となっている。

多関節アームの基端部は、棒状の移動アームの先端部に固定されている。この移動アームの基端側は、手術台に固定される固定アームに形成された垂直方向の貫通孔に摺動自在に挿入されている。また、移動アームの基端側には、周方向に延設されている環状溝が、軸方向に複数並設されている。

固定アームには、貫通孔に垂直に延び、外部に開口しているねじ穴が形成されている。このねじ穴には固定ねじが螺合され、この固定ねじの先端部は移動アームの環状溝と係合されて移動アームを所定の高さに固定する。

多関節アームを操作することにより、患者の***、術部の位置等に応じて、医療器具を所望の方向からアプローチさせて所望の位置に保持することが可能である。また、移動アームを操作して、保持部を術部から上方に充分離れた位置に移動して保持することにより、術部の周囲に広い手術スペースを確保することが可能である。
特開平７−２８９５６３号公報

特許文献１の保持装置では、保持部を垂直方向に移動する場合には、移動アームを手動により操作する必要がある。即ち、移動アームを手で保持した状態で、固定ねじを緩めて固定ねじと移動アームの環状溝との係合を解除する。この状態で、移動アームを手動により上下方向に移動させて多関節アーム全体を上下方向に移動させる。そして、適切な環状溝にねじ穴をアラインメントし、固定ねじを締めて固定ねじと環状溝とを係合させて移動アームを所望の高さに設定する。

このような煩雑な操作は、術者の負担となり、手術時間の増大を招来し、手術の進行の妨げとなる。このため、事実上、手術中に移動アームを垂直方向に移動することは困難である。

本発明は、上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、アームのセッティングが容易になり、操作性が向上された医療器具用保持装置を提供することである。

請求項１の発明は、医療器具を着脱自在に保持する保持部と、関節部を介して複数のアームを接続することにより形成され、前記保持部が先端部に設けられ、前記関節部を解除状態に切り替えると前記保持部を所望の位置に移動可能な可動状態、前記関節部を固定状態に切り替えると前記保持部を所望の位置で固定する固定状態に切り替えられ、前記保持部と前記複数のアームとの重量によるモーメントを相殺するための第１のバランス維持手段を有する多関節アームと、前記多関節アームに設けられ、前記関節部を解除状態と固定状態との間で切り替える第１の固定手段と、設置部に支持され、前記多関節アームを床面に対して鉛直方向に移動可能に支持すると共に、前記保持部と前記多関節アームとの重量を相殺するように反力を付加する第２のバランス維持手段を有する移動アームと、前記移動アームを前記床面に対して鉛直方向に移動可能な可動状態と所望の高さに固定された固定状態との間で切り替える第２の固定手段と、前記第１及び第２の固定手段を作動させるために操作されるスイッチ部であって、前記保持部により前記医療器具が保持されているか否かを検知するための検知スイッチを有するスイッチ部と、前記スイッチ部の前記検知スイッチの操作状態により、前記第１の固定手段と前記第２の固定手段との作動を制御する制御手段と、を具備することを特徴とする医療器具用保持装置である。

請求項２の発明は、前記スイッチ部は、操作者に操作される操作スイッチをさらに有し、
前記制御手段は、前記検知スイッチの操作状態と前記操作スイッチの操作状態との組み合わせにより、前記第１の固定手段と前記第２の固定手段との作動を制御する、ことを特徴とする請求項１の医療器具用保持装置である。

請求項３の発明は、前記移動アームには、前記医療器具が保持されているときに前記床面に対して鉛直方向に移動可能な前記移動アームを術者所望の高さで固定する高さ調節手段が設けられていることを特徴とする請求項１又は２の医療器具用保持装置である。

本発明によれば、アームのセッティングが容易になり、医療器具用保持装置の操作性が向上されている。

以下、本発明の参考形態を図１乃至図５を参照して説明する。本参考形態の医療器具用保持装置（以下、単に保持装置と称する）２は、内視鏡４を保持するためのものである。この保持装置２は、内視鏡４を保持するための保持部６を有する。この保持部６には、内視鏡４の後端部が嵌入され保持される保持孔８が形成されている。この保持孔８には、例えば、ねじ山が形成され、内視鏡４の後端部が螺合される構成となっている。

また、保持部６には、保持装置２を操作するためのスイッチ部が配設されている。このスイッチ部は、保持部６の各側面に各々突設された第１及び第２のスイッチ１０，１２からなる。これら第１及び第２のスイッチ１０，１２は、押圧を解除すると自然にＯＦＦの状態に移行する構成となっている。

保持部６は、多関節アーム１４の先端部に配設されている。この多関節アーム１４は、保持部６を３自由度で回転させる先端側の第１のリンク機構１６と、保持部６を３次元的に移動させる後端側の第２のリンク機構１８とからなる。

第１のリンク機構１６は、保持部６に先端部が接続されている第１のアーム２０を有する。この第１のアーム２０は、垂直方向に延びている。第１のアーム２０の基端部は、第１の関節部２３において第２のアーム２２に接続されている。第１のアーム２０は、第２のアーム２２に対して、自身の中心軸を中心として軸回り方向に回転可能である。以下、この回転軸を第１の回転軸Ｏ１と称する。第１の関節部２３には、第２のアーム２２に対する第１のアーム２０の回転を停止する第１の電磁ブレーキ２４が配設されている。

第２のアーム２２は、垂直方向に延びている。第２のアーム２２の基端部は、第２の関節部２７において、枢支軸を介して第３のアーム２６の先端部に枢支されている。この枢支軸は、第１のアーム２０の第１の回転軸Ｏ１に垂直であり、第２のアーム２２は、枢支軸を中心として回動可能である。以下、この枢支軸を第２の回転軸Ｏ２と称する。第２の関節部２７には、第３のアーム２６に対する第２のアーム２２の回動を停止する第２の電磁ブレーキ２８が配設されている。

第３のアーム２６は、階段状の形状となっている。即ち、第３のアーム２６は、水平方向に延びている先端側部分を有し、この先端側部分の後端部から、中間部分が先端側部分に垂直に延びている。この中間部分の後端部から、後端側部分が先端側部分に平行に後端側へと延びている。この後端側部分の中心軸を第３のアーム２６の中心軸とする。

第３のアーム２６の基端部は、第３の関節部３１において第２のリンク機構１８の第４のアーム３０に接続されている。第３のアーム２６は、第４のアーム３０に対して自身の中心軸を中心として回転可能である。以下、この回転軸を第３の回転軸Ｏ３と称する。第３の関節部３１には、第４のアーム３０に対する第３のアーム２６の回転を停止する第３の電磁ブレーキ３２が配設されている。

第２のリンク機構１８は、ほぼ平行四辺形をなすように互いに接続されている第４乃至７のアーム３０，３４，３６，３８を有する。即ち、第４のアーム３０は、水平方向に延びており、この第４のアーム３０の下方に、第４のアーム３０と平行に第６のアーム３６が配置されている。また、第４のアーム３０と第６のアーム３６とは、互いに平行に延びている第５のアーム３４と第７のアーム３８とを介して接続されている。第５のアーム３４は、第７のアーム３８よりも保持部６に近い位置に配置されている。

第５のアーム３４の上方端部は、第４のアーム３０の一方の端部に枢支されており、下方端部は、第６のアーム３６の一方の端部に枢支されている。また、第７のアーム３８の上方端部は、第４のアーム３０の他方の端部に枢支されており、下方端部は、第６のアーム３６の他方の端部に枢支されている。

第４のアーム３０と第５のアーム３４とは、第４の関節部３９において枢支軸を介して互いに枢支されている。以下、この枢支軸を第４の回転軸Ｏ４と称する。第４の関節部３９には、第４のアーム３０と第５のアーム３４との相対的な回動を停止する第４の電磁ブレーキ４０が配設されている。第４の電磁ブレーキ４０が固定状態にある場合には、第４乃至７のアーム３０，３４，３６，３８から形成されている平行四辺形は、一定の形状に保持される構成となっている。

第５のアーム３４の中間部分は、円筒状の第８のアーム４２内に挿通されている。第５のアーム３４は、第８のアーム４２に対して自身の中心軸を中心として軸回り方向に回転可能である。以下、この中心軸を第５の回転軸Ｏ５と称する。第５のアーム３４には、第８のアーム４２に対する第５のアーム３４の回転を停止するための図示しない停止機構を有する。この停止機構は、例えば、手動によって操作されるばねロック機構である。このばねロック機構は、第５のアーム３４に配設されている押圧レバーをばねによって第８のアーム４２に押圧して、第８のアーム４２に対する第５のアーム３４の回転を停止するものである。

第８のアーム４２は、第５の関節部４５において、垂直方向に延びている支持アーム４４の上方端部に枢支軸を介して枢支されている。この枢支軸は、第５の回転軸に垂直であり、第８のアーム４２は、枢支軸を中心として支持アーム４４に対して回動可能である。以下、この枢支軸を第６の回転軸Ｏ６と称する。第５の関節部４５には、支持アーム４４に対する第８のアーム４２の回動を停止する第５の電磁ブレーキ４６が配設されている。

支持アーム４４の下方端部には、水平方向に延びている延長部４８が配設されている。この延長部４８の先端部は、第６の関節部５１において、垂直方向に延びている移動アーム５０の上面に枢支軸を介して枢支されている。この枢支軸は、第８のアーム４２の第６の回転軸に垂直であり、支持アーム４４は、枢支軸を中心として回動される。以下、この枢支軸を第７の回転軸Ｏ７と称する。第６の関節部５１には、移動アーム５０に対する支持アーム４４の回動を停止する第６の電磁ブレーキ５２が配設されている。

本参考形態では、第１乃至６の電磁ブレーキ２４，２８，３２，４０，４６，５２によって、多関節アーム１４の第１乃至６の関節部２３，２７，３１，３９，４５，５１を解除状態と固定状態との間で切り替える第１の固定手段が形成されている。

第２のリンク機構１８の第６のアーム３６の、保持部６から遠い方の端部から、ねじ棒５４が第６のアーム３６の長手方向に延出されている。このねじ棒５４には、カウンターウエイト５６が螺合されている。このカウンターウエイト５６は、第１乃至７のアーム２０，２２，２６，３０，３４，３６，３８及び支持アーム４４の回転又は回動時において、内視鏡４、保持部６及び多関節アーム１４の回転モーメントを相殺して、平衡状態を保つための平衡重りである。

移動アーム５０の下方側は、床等に設置される設置部５８に支持されている。設置部５８の下面には、キャスタ６０が配設されており、このキャスタ６０により、保持装置２の全体が床等上で移動可能である。また、設置部５８には、設置部５８を床に対して固定するための図示しない固定手段が配設されている。さらに、設置部５８から、接続ケーブル６１が延出されている。この接続ケーブル６１は、保持装置２を制御するためのコントローラ６２に接続されている。

図２に示されるように、設置部５８は、下方に配設されているベース６４を有する。このベース６４の上面に、垂直方向に延びている中空の円柱状の支柱６６が突設されている。この支柱６６の上面には、円形の開口が形成されている。この開口を介して、移動アーム５０が支柱６６内に挿入されている。

移動アーム５０は、上方側の第1の部分と下方側の第２の部分とを有する。第1の部分は、円筒状であり、下端部に下壁が配設されている。また、第２の部分は、第１の部分と同軸で、第１の部分よりも外径が小さい円筒状である。

第２の部分の内腔には、ガススプリング６８が挿通されている。このガススプリング６８は、第１の部分の下壁の下面とベース６４の上面との間で垂直方向に延びている。このガススプリング６８により、移動アーム５０は支柱６６内で垂直方向の重量を支えられ、垂直方向に移動自在となっている。

移動アーム５０の垂直方向への移動を制限する構成を以下に説明する。支柱６６の内面には、移動アーム５０の第２の部分を保持して移動アーム５０の垂直方向への移動を停止する第７の電磁ブレーキ（第２の固定手段）７０が配設されている。

また、移動アーム５０の第１の部分の外周面には、径方向外向きに突出している第１のストッパ７２が周方向に延設されている。この第１のストッパ７２は、支柱６６の外部に配置されている。即ち、第１のストッパ７２は、移動アーム５０が下方向へ移動される場合には、支柱６６の上面の開口の周辺部に当接されて移動アーム５０の下方への移動を制限する構成となっている。

さらに、支柱６６の内面には、径方向内向きに突出している第２のストッパ７４が、周方向に延設されている。この第２のストッパ７４は、第７の電磁ブレーキ７０の下方に配置されている。また、移動アーム５０の第２の部分の下端部の外周面には、径方向外向きに突出している第３のストッパ７６が周方向に延設されている。この第３のストッパ７６は、支柱６６の第２のストッパ７４よりも下方に配置されている。即ち、第３のストッパ７６は、移動アーム５０が上方向へ移動される場合には、第２のストッパ７４に当接されて移動アーム５０の上方への移動を制限する構成となっている。

図３に、本参考形態の保持装置２の回路ブロック図を示す。上記保持部６の第１及び第２のスイッチ１０，１２は、上記コントローラ６２内の操作状態検出部７８に接続されている。この操作状態検出部７８は、第１及び第２のスイッチ１０，１２の操作状態を検出するようになっている。また、操作状態検出部７８は、コントローラ６２内の動作制御部８０に接続されている。操作状態検出部７８は、検出した第１及び第２のスイッチ１０，１２の操作状態を動作制御部８０に入力するようになっている。

動作制御部８０は、上記第１乃至７の電磁ブレーキ２４，２８，３２，４０，４６，５２，７０の夫々に接続されている。動作制御部８０は、第１及び第２のスイッチ１０，１２の操作状態に応じて、第１乃至７の電磁ブレーキ２４，２８，３２，４０，４６，５２，７０を作動させるようになっている。

図４に、第１及び第２のスイッチ１０，１２の操作状態と第１乃至７の電磁ブレーキ２４，２８，３２，４０，４６，５２，７０の作動状態の対応を示す。図４に示されるように、第１及び第２のスイッチ１０，１２が共にＯＦＦとなっている場合には、第１乃至７の電磁ブレーキ２４，２８，３２，４０，４６，５２，７０はいずれも固定状態にある。また、第１のスイッチ１０のみがＯＮにされている場合には、多関節アーム１４の第１乃至６の電磁ブレーキ２４，２８，３２，４０，４６，５２及び移動アームの第７の電磁ブレーキ７０は解除状態にある。そして、第１及び第２のスイッチ１０，１２が共にＯＮとなっている場合には、多関節アーム１４の第１乃至６の電磁ブレーキ２４，２８，３２，４０，４６，５２は解除状態にあり、第７の電磁ブレーキ７０は固定状態にある。

次に、上記構成の本参考形態の保持装置２の作用について説明する。患者８１（図５参照）に手術操作を行う際には、設置部５８をキャスタにより床等上で移動して、患者８１の***や術部の部位等に応じて適切な位置に移動する。この後、設置部５８の固定手段を操作して、設置部５８を床等に固定する。

多関節アーム１４の先端部の保持部６の保持孔８により、内視鏡４を保持する。そして、一方の手で保持部６を保持しつつ、第１のスイッチ１０をＯＮにする。この結果、操作状態検出部７８に検知された操作状態が動作制御部８０に入力され、第１乃至７の電磁ブレーキ２４，２８，３２，４０，４６，５２，７０は解除状態に切り替えられる。即ち、多関節アーム１４及び移動アーム５０は固定状態から可動状態へと切り替えられる。そして、保持部６を移動させて、内視鏡４を頭部等に挿入しやすい位置に配置する。

この際、第１の電磁ブレーキ２４は解除状態にあり、第１のアーム２０は第２のアーム２２に対して第１の回転軸Ｏ１を中心として回転される。また、第２の電磁ブレーキ２８は解除状態にあり、第２のアーム２２は第３のアーム２６に対して第２の回転軸Ｏ２を中心として回動される。そして、第３の電磁ブレーキ３２は解除状態にあり、第３のアーム２６は第４のアーム３０に対して第３の回転軸Ｏ３を中心として回転される。このようにして、保持部６は、３自由度に回転されて姿勢が変化される。

さらに、第４の電磁ブレーキ４０は解除状態にあり、第４乃至７のアーム３０，３４，３６，３８からなる平行四辺形が変形される。また、第５の電磁ブレーキ４６は解除状態にあり、第８のアーム４２は支持アーム４４に対して第６の回転軸Ｏ６を中心として回動される。そして、第６の電磁ブレーキ５２は解除状態にあり、支持アーム４４は移動アーム５０に対して第７の回転軸Ｏ７を中心として回転される。このようにして、保持部６は、３次元的に移動される。

その上、第７の電磁ブレーキ７０は解除状態にあり、移動アーム５０が支柱６６に対して垂直方向に移動される。この結果、多関節アーム１４全体が、垂直方向に移動される。

内視鏡４を頭部等に挿入しやすい位置に配置した後、第１及び第２のスイッチ１０，１２をＯＮにする。この結果、動作制御部８０によって、第７の電磁ブレーキ７０は固定状態に切り替えられる。一方、第１乃至６の電磁ブレーキ２４，２８，３２，４０，４６，５２は解除状態のままである。即ち、多関節アーム１４は可動状態のままに保たれ、移動アーム５０は可動状態から固定状態へと切り替えられる。そして、保持部６を操作して、内視鏡４を頭部等に挿入する。この際、第７の電磁ブレーキ７０は固定状態にあるため、移動アーム５０は支柱６６に対して移動されない。

内視鏡４を頭部等に挿入した後、第１及び第２のスイッチ１０，１２をＯＦＦにする。この結果、動作制御部８０によって、第１乃至６の電磁ブレーキ２４，２８，３２，４０，４６，５２が固定状態に切り替えられる。また、第７の電磁ブレーキ７０は固定状態のままである。即ち、多関節アーム１４は可動状態から固定状態へと切り替えられ、支持アーム４４は固定状態のままに保たれる。この結果、保持部６は所定の位置で固定され、内視鏡４は所定の位置及び姿勢で固定される。この後、図５に示されるように、内視鏡４による観察を行う。

そこで、上記構成のものにあっては次の効果を奏する。スイッチ部を操作して、第１乃至６の電磁ブレーキ２４，２８，３２，４０，４６，５２を解除状態に切り替えることにより、多関節アーム１４は、保持部６を所望の位置に移動可能な可動状態に切り替えられ、第１乃至６の電磁ブレーキ２４，２８，３２，４０，４６，５２を固定状態に切り替えることにより、多関節アーム１４は、保持部６を所望の位置で固定する固定状態に切り替えられる。また、スイッチ部を操作して、第７の電磁ブレーキ７０を解除状態に切り替えることにより、移動アーム５０は、高さ方向に移動可能な可動状態に切り替えられ、また、第７の電磁ブレーキ７０を固定状態に切り替えることにより、移動アーム５０は、所望の高さに固定された固定状態に切り替えられる。このため、簡単な操作で、内視鏡４を患者８１の***や術部の部位に応じて移動、配置、挿入、固定等することが可能となっている。

さらに、スイッチ部は、組み合わせて操作される第１及び第２のスイッチ１０，１２のみからなっている。また、スイッチ部は保持部６に設けられているため、手元の操作のみで多関節アーム１４及び移動アーム５０を可動状態と固定状態との間で切り替えることが可能となっている。そして、内視鏡を挿入する際には、移動アーム５０の動きを止めることにより、内視鏡４の移動時における慣性モーメントを小さくできる。この結果、内視鏡４の観察位置の微細な位置決めが容易に可能となる。

図６乃至図１１は、本発明の第１実施形態を示す。参考形態と同様な構成には、同一の参照符号を付して説明を省略する。本実施形態の保持装置８２では、図６に示されるように、保持部６には第１のスイッチ１０のみが配設されている。

また、保持孔８内に、突没する方向に摺動可能なピン８４が突設されている。このピン８４は、内視鏡４が保持孔８に保持されている場合には押圧される構成となっている。図７に示されるように、ピン８４の基端側には、ばね状の弾性部材８６が配設されている。弾性部材８６の他端部には、検知スイッチ８８が配設されている。ピン８４が突没された場合には、弾性部材８６を介して、検知スイッチ８８がＯＮ−ＯＦＦ操作される構成となっている。

再び図６を参照すると、保持部６には、術部をマクロ観察するための撮影光学部９０が配設されている。この撮影光学部９０は、保持孔８を介して外部を観察する構成となっている。撮影光学部９０は、図８に示されるように、術部を観察するための観察レンズ９２を有する。観察レンズ９２の後方には、フォーカス光学系９４、ズーム光学系９６及び結像レンズ９８が光軸に沿って配設されている。結像レンズ９８の後方には、結像レンズ９８によって結像された光学像を撮像するためのカメラヘッド１００が配設されている。このカメラヘッド１００から、信号を伝達するためのカメラケーブル１０２が延出されている。

撮影光学部９０から延出されたカメラケーブル１０２の末端部は、カメラケーブル１０２から伝達された信号を信号処理するカメラコントロールユニット（ＣＣＵ）１０４に接続されている。このＣＣＵ１０４は、撮影光学部９０で観察された観察象を表示する表示装置に接続されている。

また、撮影光学部９０には、術部を照明するための照明レンズ１０８が観察レンズ９２に並設されている。この照明レンズ１０８の後方には、導光ケーブル１１２によって導光された光を照明レンズ１０８に集光する集光レンズ１１０が配設されている。導光ケーブル１１２の先端部は、集光レンズ１１０の後方に配設されており、導光ケーブル１１２は、撮影光学部９０の後端部から延出されている。導光ケーブル１１２の末端部は、光源１１６に接続されている。この光源１１６は、導光ケーブル１１４に光を供給するようになっている。

図９は、保持装置８２の回路ブロック図を示す。第１のスイッチ１０及び検知スイッチ８８は、操作状態検出部７８に接続されている。この操作状態検出部７８は、第１のスイッチ１０及び検知スイッチ８８の操作状態を検出するようになっている。

動作制御部８０には、移動アーム５０の高さｈ（図１１参照）を測定するためのポテンショメーター１１８が接続されている。このポテンショメーター１１８は、設置部５８に配設されている。また、動作制御部８０には、メモリ１２０とユーザインターフェイス１５０とが接続されている。このメモリ１２０には、保持孔８により内視鏡４を保持している場合の最適高さＨが記録されている。最適高さＨとは、患者が横たわるベッドの高さ、若しくは、患者の体の向きなどによる術位である。また、ユーザインターフェイス１５０により、術者が最適高さＨを入力することが可能である。例えば、頭頂から垂直方向に内視鏡を挿入する場合は高く、側頭から水平方向に挿入する場合には低く設定される。

図１０に、第１のスイッチ１０及び検知スイッチ８８の操作状態と、動作制御部８０による第１乃至７の電磁ブレーキ２４，２８，３２，４０，４６，５２，７０の作動状態の対応を示す。図１０に示されるように、検知スイッチ８８がＯＮであり、移動アーム５０の高さｈが最適高さＨに等しく、かつ、第１のスイッチ１０がＯＮである場合には、第１乃至６の電磁ブレーキ２４，２８，３２，４０，４６，５２は解除状態にある。ここで、移動アーム５０の高さｈが最適高さＨに等しくない場合には、第７の電磁ブレーキ７０も解除状態にある。

本実施形態では、第７の電磁ブレーキ７０とポテンショメーター１１８とにより、内視鏡４が保持されているときに移動アーム５０を術者所望の高さで固定する高さ調節手段が形成されている。

また、検知スイッチ８８がＯＦＦであり、かつ、第１のスイッチ１０がＯＮである場合には、第１乃至７の電磁ブレーキ２４，２８，３２，４０，４６，５２，７０は解除状態にある。そして、第１のスイッチ１０がＯＦＦである場合には、検知スイッチ８８がＯＮであるかＯＦＦであるかに係わらず、第１乃至７の電磁ブレーキ２４，２８，３２，４０，４６，５２，７０は固定状態にある。

次に、上記構成の本実施形態の保持装置の作用について説明する。患者８１（図１１及び図１２参照）に手術操作を行う際には、参考形態と同様に設置部５８を適切な位置に設置する。そして、保持部６の撮影光学部９０によって広範囲な術部の映像を撮影するための準備を行う。

即ち、保持孔８によって内視鏡４を保持しない状態で、保持部６を一方の手で保持しつつ、第１のスイッチ１０をＯＮにする。この結果、操作状態検出部７８に検知された操作状態が動作制御部８０に入力され、第１乃至７の電磁ブレーキ２４，２８，３２，４０，４６，５２，７０が解除状態に切り替えられる。即ち、多関節アーム１４及び移動アーム５０は、固定状態から可動状態へと切り替えられる。この後、撮影光学部９０が撮影に適した位置に配置されるように保持部６を移動させる。

撮影光学部９０が適切な位置に配置された後、第１のスイッチ１０をＯＦＦにする。この結果、動作制御部８０によって、第１乃至７の電磁ブレーキ２４，２８，３２，４０，４６，５２，７０は固定状態に切り替えられる。即ち、多関節アーム１４及び移動アーム５０は、可動状態から固定状態へと切り替えられる。この状態で、図１１に示されるように、撮影光学部９０によって広範囲な術部の映像を撮影しながら、術部に開頭等の手術を行う。

開頭等の手術が行われた後、保持孔８により内視鏡４を保持する。この結果、保持孔８内のピン８４が押圧されて検知スイッチ８８がＯＮにされる。さらに第１のスイッチ１０をＯＮにする。ここで、移動アーム５０の高さｈが最適高さＨに等しくない場合には、第１乃至７の電磁ブレーキ２４，２８，３２，４０，４６，５２，７０が解除状態に切り替えられる。即ち、多関節アーム１４及び移動アーム５０は固定状態から可動状態へと切り替えられる。

保持部６を操作して、移動アーム５０の高さｈを変化させる。移動アーム５０の高さｈが最適高さＨに等しくなった場合には、動作制御部８０により第７の電磁ブレーキ７０は固定状態に切り替えられる。即ち、移動アーム５０は可動状態から固定状態へと切り替えられる。そして、保持部６を操作して、内視鏡４を頭部等に挿入する。

内視鏡４を頭部等に挿入した後、第１のスイッチ１０をＯＦＦにする。この結果、動作制御部８０によって、第１乃至６の電磁ブレーキ２４，２８，３２，４０，４６，５２は固定状態へと切り替えられる。また、第７の電磁ブレーキ７０は固定状態のままである。即ち、多関節アーム１４は可動状態から固定状態へと切り替えられ、移動アーム５０は固定状態のままに保たれる。この結果、保持部６は所定の位置で固定される。即ち、内視鏡４は、所定の位置及び姿勢で固定される。この状態で、図１２に示されるように、内視鏡４による観察を行う。

そこで、上記構成のものにあっては参考形態の効果に加えて次の効果を奏する。内視鏡４が保持孔８に保持されているか否かに応じて、検知スイッチ８８がＯＮ−ＯＦＦ操作される。そして、検知スイッチ８８と第１のスイッチ１０の操作状態によって、多関節アーム１４及び移動アーム５０は可動状態と固定状態との間で切り替えられる。このため、操作者が操作するのは、第１のスイッチ１０のみとなっている。従って、さらに操作性が向上されている。

また、内視鏡４を頭部等内に挿入する際には、移動アーム５０は固定される。ここで、移動アーム５０の高さｈは、内視鏡の移動しやすい高さに固定されており、移動アーム５０の可動による慣性モーメントが生じなくなることから、内視鏡４を円滑に移動することが可能であり、さらに操作性が向上されている。

図１３乃至図１５は、本発明の第２実施形態を示す。第１実施形態と同様な構成には、同一の参照符号を付して説明を省略する。図１３に示されるように、本実施形態の保持装置１２４の保持部６の撮影光学部９０には、指標１２６が配設されている。この指標１２６は、デジタイザ１２８によって検出可能である。このデジタイザ１２８は、ＷＳ１３０に接続されている。このＷＳ１３０は、内視鏡４の先端部が、図１４（Ａ）に示されるような術部外にあるか、図１４（Ｂ）に示されるような術部内にあるか判断するようになっている。

即ち、ＷＳ１３０には、事前に測定された、撮影光学部９０の指標１２６の位置と保持孔８に保持された状態の内視鏡４の先端部の位置との位置関係が記録されている。ＷＳ１３０は、デジタイザ１２８により検出された指標１２６の位置と、記憶された上記位置関係とに基づいて、内視鏡４の先端部の位置を算出するようになっている。また、手術中、患者の術部の位置及び範囲は変化されず、この位置及び範囲は、事前に測定されてＷＳ１３０に記憶されている。ＷＳ１３０は、算出された内視鏡４の先端部の位置が、記憶された術部の範囲内にあるか否か判断するようになっている。

図１５に、保持装置１２４の回路ブロック図を示す。ＷＳ１３０は、動作制御部８０に接続されており、内視鏡４の先端部が術部内にあるか否かの判断結果を動作制御部８０に出力するようになっている。

第１乃至６の電磁ブレーキ２４，２８，３２，４０，４６，５２が配設されている関節部には、各々、第１乃至６のエンコーダ１３２，１３４，１３６，１３８，１４０，１４２が配設されている。これら第１乃至６のエンコーダ１３２，１３４，１３６，１３８，１４０，１４２は、動作制御部８０に接続されている。動作制御部８０は、内視鏡４の先端部が術部内にある場合には、第１乃至６のエンコーダ１３２，１３４，１３６，１３８，１４０，１４２からエンコーダ値を入手し、これらエンコーダ値から内視鏡４の先端部の位置を算出するようになっている。

また、動作制御部８０は、ＷＳにより内視鏡４の先端部が術部内に入ったと判断されたとき、内視鏡４の先端部の位置を算出して基準位置として記憶するようになっている。そして、動作制御部８０は、内視鏡４の先端部が基準位置から所定の距離以上移動された場合には、第１乃至６の電磁ブレーキ２４，２８，３２，４０，４６，５２を固定状態に切り替えて、内視鏡４の先端部がそれ以上移動されないように固定する機能を有する。ここで、所定の距離は、上記した術部の範囲よりも小さく設定され、例えば５ｍｍである。

本実施形態では、第１乃至６の電磁ブレーキ２４，２８，３２，４０，４６，５２及び第１乃至６のエンコーダ１３２，１３４，１３６，１３８，１４０，１４２によって、多関節アーム１４の関節部２３，２７，３１，３９，４５，５１の可動範囲を調節して、保持部６の可動範囲を調節する可動範囲調節手段が形成されている。

次に、上記構成の本実施形態の保持装置の作用について、図１６のフローチャートを用いて説明する。本実施形態の保持装置１２４の作用は、第１実施形態の保持装置８２の作用と基本的に同じである。移動アーム５０が最適高さＨに設定されて第７の電磁ブレーキ７０によって固定された後、内視鏡４を頭部等内に挿入して術部に配置する際の作用について説明する。

ステップＳ１で、第１のスイッチ１０がＯＮにされているか否か判断する。ステップＳ１で、第１のスイッチ１０がＯＮにされていると判断された場合には、ステップＳ２に進む。ステップＳ２では、動作制御部８０により第１乃至６の電磁ブレーキ２４，２８，３２，４０，４６，５２は解除状態に切り替えられる。即ち、多関節アーム１４が固定状態から解除状態に切り替えられる。この状態で、保持部６を操作して内視鏡４の先端部を術部内に向かって移動させる（ステップＳ３）。

ステップＳ４では、ＷＳ１３０は、デジタイザ１２８で検知された指標１２６の位置に基づいて、内視鏡４の先端部が術部内にあるか否か判断する。ステップＳ４で、内視鏡４の先端部が術部内にないと判断された場合には、ステップＳ３に戻る。

一方、ステップＳ４で、内視鏡４の先端部が術部内にあると判断された場合には、ステップＳ５に進む。ステップＳ５で、動作制御部８０は、基準位置を設定する。即ち、動作制御部８０は、内視鏡４の先端部が術部内に入ったとき、第１乃至６のエンコーダ１３２，１３４，１３６，１３８，１４０，１４２からエンコーダ値を入手して、各エンコーダ値から内視鏡４の先端部の位置を算出し、この位置を基準位置として記憶する。

さらに、保持部６を操作して、内視鏡４の先端部を術部内で適切な位置に移動させる。ステップＳ６で、動作制御部８０は、内視鏡４の先端部が基準位置から所定の距離以上動いたか否か判断する。ステップＳ６で、内視鏡４の先端部が基準位置から所定の距離以上動いたと判断された場合には、ステップＳ７へ進む。ステップＳ７では、動作制御部８０は、第１乃至６の電磁ブレーキ２４，２８，３２，４０，４６，５２を固定状態に切り替えて、内視鏡４の先端部をそれ以上移動されないように固定する。一方、ステップＳ６で、内視鏡４の先端部が基準位置から所定の距離以上動いていないと判断された場合には、ステップＳ８へ進む。

ステップＳ８で、内視鏡４の先端部が適切な位置に配置されたか否か判断する。ステップＳ８で、内視鏡４の先端部が適切な位置に配置されたと判断した場合には、作用を終了する。

そこで、上記構成のものにあっては第１実施形態の効果に加えて次の効果を奏する。内視鏡４の先端部が術部内にある場合には、動作制御部８０による制御により、内視鏡４の先端部が基準位置から所定の距離以上移動されないように、第１乃至６の電磁ブレーキ２４，２８，３２，４０，４６，５２を作動させて内視鏡４の先端部を固定するようになっている。即ち、術部内では、内視鏡４の先端部の移動範囲が一定の範囲に制限されているため、安全に手術操作を行うことが可能となっている。一方、術部外では、内視鏡４を自由に移動させることが可能であるため、迅速な手術操作を行うことが可能となっている。

次に、本出願の他の特徴的な技術事項を下記の通り付記する。
記
（付記項１）
前記スイッチ部は、前記保持部に設けられていることを特徴とする請求項１又は２の医療器具用保持装置。

（付記項２）
前記スイッチ部は、前記医療器具が保持されているときにＯＮにされる検知スイッチを含むことを特徴とする付記項１の医療器具用保持装置。

（付記項３）
前記多関節アームには、前記関節部の可動範囲を調節して前記保持部の可動範囲を調節する可動範囲調節手段が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３、付記項１、又は付記項２のいずれか１の医療器具用保持装置。

（付記項４） 内視鏡と、
この内視鏡を着脱可能に保持する保持部と、
保持部に内包され、前記内視鏡と光学的に接続される撮影光学系と、
前記保持部を３次元空間の所定の位置に移動・固定可能な多関節アームと、
多関節アームを所定の高さに移動・固定可能な高さ移動手段と、
第一のスイッチと、
第二のスイッチと、
第一のスイッチの操作により前記多関節アームの固定を解除し、第二のスイッチの操作により少なくとも前記高さ移動手段の固定を解除する制御手段と、
を有することを特徴とする、内視鏡保持装置。

（付記項５） 前記撮影光学系は焦点距離を可変できることを特徴とする、付記項４。

（付記項６） 前記第二のスイッチは内視鏡の装着状態を検出するセンサーであることを特徴とする、付記項４又は５。

（付記項７） 前記制御部は、前記多関節アームと前記高さ移動手段の移動可能範囲を制御することを特徴とする、付記項４〜６。

（付記項８） 内視鏡と、
この内視鏡を保持する保持部と、
保持部に内包され、前記内視鏡と光学的に接続される撮影光学系と、
前記保持部を３次元空間の所定の位置に移動・固定可能な支持手段と、
支持手段の動作を切り替える動作切替手段と、
内視鏡の保持状態を検出する検出手段と、
この検出手段の検出結果に応じて、前記支持手段の動作状態を制御する動作制御手段と、
を有することを特徴とする。

（付記項９） 前記検出手段は、内視鏡の観察位置を検出する手段である、付記項８。

この発明は、操作性が向上されている、手術を行う際に内視鏡等の医療器具を任意の位置に保持する医療器具用保持装置に関する。

本発明の参考形態の医療用保持装置を示す説明図。 本発明の参考形態の医療用保持装置の移動アーム及び設置部を示す断面図。 本発明の参考形態の医療用保持装置の回路ブロック図。 本発明の参考形態の医療用保持装置の第１及び第２のスイッチの操作状態と第１乃至７の電磁ブレーキの作動状態との対応を示す説明図。 本発明の参考形態の医療用保持装置の作用を示す説明図。 本発明の第１実施形態の医療用保持装置の保持部周辺、及び、保持装置に保持される内視鏡を示す斜視図。 本発明の第１実施形態の医療用保持装置の保持部周辺を示す説明図。 本発明の第１実施形態の医療用保持装置の撮影光学部を示す説明図。 本発明の第１実施形態の医療用保持装置の回路ブロック図。 本発明の第１実施形態の医療用保持装置の検知スイッチ及び第１のスイッチの操作状態と第１乃至７の電磁ブレーキの作動状態との対応を示す説明図。 本発明の第１実施形態の医療用保持装置の作用を示す第１の説明図。 本発明の第１実施形態の医療用保持装置の作用を示す第２の説明図。 本発明の第２実施形態の医療用保持装置を示す説明図。 （Ａ）は、本発明の第２実施形態の医療用保持装置の保持された内視鏡が術部外にある状態を示す斜視図、（Ｂ）は、本発明の第２実施形態の医療用保持装置の保持された内視鏡が術部内にある状態を示す斜視図。 本発明の第２実施形態の医療用保持装置の回路ブロック図。 本発明の第２実施形態の医療用保持装置の作用を示すフローチャート。

符号の説明

２…医療器具用保持装置、４…医療器具、６…保持部、１０，１２…スイッチ部、１４…多関節アーム、２３，２７，３１，３９，４５，５１…関節部、２４，２８，３２，４０，４６，５２…第１の固定手段、５０…移動アーム、７０…第２の固定手段。

Claims (3)

1. 医療器具を着脱自在に保持する保持部と、
   関節部を介して複数のアームを接続することにより形成され、前記保持部が先端部に設けられ、前記関節部を解除状態に切り替えると前記保持部を所望の位置に移動可能な可動状態、前記関節部を固定状態に切り替えると前記保持部を所望の位置で固定する固定状態に切り替えられ、前記保持部と前記複数のアームとの重量によるモーメントを相殺するための第１のバランス維持手段を有する多関節アームと、
   前記多関節アームに設けられ、前記関節部を解除状態と固定状態との間で切り替える第１の固定手段と、
   設置部に支持され、前記多関節アームを床面に対して鉛直方向に移動可能に支持すると共に、前記保持部と前記多関節アームとの重量を相殺するように反力を付加する第２のバランス維持手段を有する移動アームと、
   前記移動アームを前記床面に対して鉛直方向に移動可能な可動状態と所望の高さに固定された固定状態との間で切り替える第２の固定手段と、
   前記第１及び第２の固定手段を作動させるために操作されるスイッチ部であって、前記保持部により前記医療器具が保持されているか否かを検知するための検知スイッチを有するスイッチ部と、
   前記スイッチ部の前記検知スイッチの操作状態により、前記第１の固定手段と前記第２の固定手段との作動を制御する制御手段と、
   を具備することを特徴とする医療器具用保持装置。
2. 前記スイッチ部は、操作者に操作される操作スイッチをさらに有し、
   前記制御手段は、前記検知スイッチの操作状態と前記操作スイッチの操作状態との組み合わせにより、前記第１の固定手段と前記第２の固定手段との作動を制御する、
   ことを特徴とする請求項１の医療器具用保持装置。
3. 前記移動アームには、前記医療器具が保持されているときに前記床面に対して鉛直方向に移動可能な前記移動アームを術者所望の高さで固定する高さ調節手段が設けられている、
   ことを特徴とする請求項１又は２の医療器具用保持装置。

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