JP4559093B2 - 医療用具支持装置 - Google Patents

Description

この発明は、例えば脳神経外科における外科手術などに使用される内視鏡等の各種の医療用具を、術部に配するのに用られる医療用具支持装置に関する。

一般に、医療用具を支持する医療用具支持装置は、特開２００２−３４５８３１で開示されているものがある。この医療用具支持装置は、複数のアームを、回動を固定・解除するブレーキが装備された関節を介して連結した構成のものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。この医療用具支持装置は、例えば内視鏡を保持部に保持させて、観察したい術部に対向配置した状態で、その関節を固定することにより、内視鏡の視野がずれないため、手術を集中して行なえるので、効率よく手術を行なうことが可能となる。

ところで、このような治療用具支持装置は、内視鏡が取り付けられる保持部近傍に設けられる移動操作用の把持部に、関節のブレーキの固定・解除を行うため、図１３に示すように内視鏡１の挿入軸に略直交させて把持部２を設けて、この把持部２に対して２個の操作スイッチ３ａ、３ｂを略対称に設けられる。この２つの操作スイッチ３ａ、３ｂは、例えば図１５に示すように術者が把持部２を握り、その親指と人差し指で、同時に押圧操作された状態で、ブレーキが作動されて各関節の固定を解除する。つまり、２つの操作スイッチ３ａ，３ｂが同時に押された状態以外では、各関節の固定が解除されない構成となっており、手術中において、ブレーキ解除という誤操作に気を取られずに手術に集中することができる。

また、上記治療用具支持装置においては、その関節のブレーキが固定された状態において、術者のアームへの接触で動かないように、大きな固定力が要求され、その固定が解除されたフリー状態で、保持した医療用具を軽く移動可能に構成することが要求され、しかも、故障等を考慮して常に、ブレーキが固定された状態を維持するように設計される。
特開２００２−３４５８３１号公報

しかしながら、上記治療用具支持装置では、治療用具を移動後、各関節を固定するために、２つの操作スイッチ３ａ、３ｂをオフする場合、術者が２つの操作スイッチ３ａ、３ｂを、押圧操作している親指と人差し指の力を抜いて行く際、先に、どちらの指がスイッチから離れるかの把握が困難で、２つの操作スイッチ３ａ、３ｂのオフされるタイミングにタイムラグが生じる。このため、２つの操作スイッチ３ａ、３ｂの双方がオフされて、関節が固定されるまでの時間に、僅かな誤差が生じ、関節の固定精度が低下されるという不都合を有する。

これによると、術者の人差し指が先に操作スイッチ３ａ（３ｂ）から離れると、その離れる際の反力により、操作方向に力がかかり、例えば内視鏡が移動して視野がずれる。また、逆に、親指が先にスイッチから離れると、逆の向きに内視鏡が移動されて（図１５参照）、逆の向きに視野がずれる。このように、関節固定時に、術者が予想できない方向に、内視鏡の視野がずれると、再度、視野の位置を合わせる必要が生じるため、手術の時間が長く掛かるという不都合を有する。

また、脳外科で使用する際には、狭い空間の周囲に神経、血管があるので、特に、固定時に移動しないように注意する必要があり、術者の受ける疲労が大きいという不都合が生じる。

さらに、上記治療用具支持装置では、例えば脳外科に適用する場合、周囲に各種の機材が配された手術室で、手術の進行に合わせて移動されることがあり、その周囲の機材を含めて移動させる際に、その電源ケーブルが踏みつけられて、例えば電源ケーブル等が断線したり、ブレーキ制御系が故障したりする虞を有する。これによると、例えば体腔内に内視鏡などの医療用具を挿入した状態で保持しているアームを移動させて一旦、体腔内から取り出す必要が生じた場合には、各関節が固定状態にあるため、関節のブレーキの固定力に抗して、アームを移動する必要があることで、その取扱いが非常に煩雑であるという不都合を有する。

この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、簡易な構成で、且つ、簡便にして、容易に関節の高精度な固定・解除操作を実現し得るようにした治療用具支持装置を提供することを目的とする。

この発明は、術部を観察又は処置するための医療用具である内視鏡を保持する保持部を支持し第１の電磁ブレーキを有するボールジョイント部と、前記ボールジョイント部に接続された第１のアームと、前記第１のアームに接続され第２の電磁ブレーキを有する第１の関節部と、前記第１の関節部に接続された第２のアーム部と、前記第２のアームに接続され第３の電磁ブレーキを有する第２の関節部と、前記第２の関節部に接続された第３のアーム部と、前記第３のアームに接続され第４の電磁ブレーキを有する第３の関節部と、前記第３の関節部を支持する支持基部とを有する支持手段と、前記支持手段に設けられ、前記支持手段の移動状態と固定状態とを切換え可能な制御手段と、前記保持部に設けられ、前記制御手段を介して前記第１の電磁ブレーキと前記第２の電磁ブレーキと前記第３の電磁ブレーキと前記第４の電磁ブレーキとを操作する２つの操作部を有する入力手段と、を具備する医療用具支持装置であって、前記２つの操作部の操作力量をそれぞれ異なるように設定し、前記２つの操作部における前記操作力量が小さい第１の操作部は、前記第１の電磁ブレーキを制御し、前記２つの操作部における前記操作力量が大きい第２の操作部は、前記第２の電磁ブレーキと前記第３の電磁ブレーキと前記第４の電磁ブレーキとを操作することを特徴とする医療用具支持装置を構成した。

以上述べたように、この発明によれば、簡易な構成で、且つ、簡便にして容易に関節の高精度な固定・解除操作を実現し得るようにした治療用具支持装置を提供することができる。

以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、この発明の第１の実施の形態に係る治療用具支持装置を示すもので、支持基部１０は、例えば床やベッド等の取付体１１に着脱自在に取り付けられる。この支持基部１０には、アーム１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、が、順に関節１３ａ、１３ｂ、１３ｃを介して自在状に連結される。そして、先端のアーム１２ａには、ボールジョイント１４を介して治療用具取付け用の保持部１５が取付けられる。このボールジョイント１４は、電磁ブレーキを構成する図示しない電磁石が内蔵される。この電磁石（図示せず）は、制御手段を構成する制御ボックス１６に電気的に接続され、この制御ボックス１６を介して駆動制御される。即ち、電磁石（図示せず）は、その通電の有無に応じてボールジョイント１４の固定解除・位置固定を行う。

保持部１５には、患者を処置、観察するための医療用具として例えば内視鏡１７が挿入されて支持される。また、この保持部１５には、例えば挿入された内視鏡１７を挟んで操作部である第１及び第２のスイッチレバー１８，１９が操作方向が逆方向になるように配される。この第１及び第２のスイッチレバー１８，１９は、図２に示すように一端がヒンジ１８１，１９１を介して回動自在に支持され、その基端部が上記保持部１５に配された第１及び第２のマイクロスイッチ２０，２１に対向される。この第１及び第２のマイクロスイッチ２０，２１は、上記制御ボックス１６を介して上記ボールジョイント１４の電磁石（図示せず）及び上記関節１３ａ〜１３ｃにそれぞれ後述するように配される電磁石に電気的に接続される。

上記第１及び第２のスイッチレバー１８，１９は、それぞれ中間部が第１及び第２のばね部材１８２，１９２を介して保持部１５に取付けられ、この第１及び第２のばね部材１８２，１９２の付勢力により、初期位置（第１及び第２のマイクロスイッチ２０，２１のオフ位置）に復帰される。この第１及び第２のばね部材１８２，１９２は、例えばＫａ＜Ｋｂの関係を有した異なるばね定数Ｋａ、Ｋｂに設定され、そのばね定数に基づいて上記第１及び第２のスイッチレバー１８，１９の操作力量を設定する。

ここで、上記関節１３ａ、１３ｂ、１３ｃについて、図３を参照して説明する。但し、関節は、略同様に構成されることで、説明の便宜上、関節１３ａを代表して説明する。

ハウジング３０には、関節部３１が関節軸３２を介してＯ2軸回りに回動自在に設けられる。このうちハウジング３０には、アーム１２ａの先端が取付けられ、他方の関節部３１には、アーム１２ｂの先端部が取付けられる。

関節部３１には、ブレーキディスク３３が設けられ、このブレーキディスク３３には、上記関節軸３２に設けられた、例えば鉄製のブレーキシュー３４が接離自在に対向配置される。このブレーキシュー３４は、関節軸３２に設けられたキー溝３２１に移動可能に嵌合されて配され、該関節軸３２と一体的にＯ2軸回りに回動される。

また、ハウジング３０には、カム３０１が設けられ、このカム３０１には、回転力調整手段を構成する操作つまみ３５が操作自在に挿入される。操作ツマミ３５は、その先端部が関節軸３２軸と回転軸Ｏ2周りに回転自在に支持され、回転軸Ｏ2周りに回動付勢されると、カム３０１に沿って移動されて、図３中破線に示す位置に移動される。

そして、この操作ツマミ３５とブレーキシュー３４との間には、ばね部材３６が係着される。このばね部材３６は、その付勢力でブレーキシュー３４をブレーキディスク３３に押し付け、その際発生する摩擦力によって関節部３１の回動を固定する。これにより、操作つまみ３５は、カム３０１に沿って移動されると、ばね部材３６の付勢力を変更して、ブレーキディスク３３とブレーキシュー３４との間の摩擦力を変更させ、関節部３１の回動の固定力を可変調整する。

また、ハウジング３０には、電磁石３７がブレーキシュー３４に対向して設けられる。この電磁石３７は、その電磁力によってブレーキシュー３４をばね部材３６の付勢力に抗して引き付ける。即ち、電磁石３７は、上記制御ボックス１６に電気的に接続され、上記第２のスイッチレバー１９の操作に連動して第２のマイクロスイッチ２１がオンされて、制御ボックス１６を介して通電されると、ブレーキシュー３４を図３中破線で示す位置に引き付けて関節部３１のハウジング３０に対する固定を解除する。これにより、関節１３ａは、電磁石３７が通電していない状態で、固定され、電磁石３７が通電されている状態で、その固定が解除される。

上記構成において、術者は、使用する場合、先ず、各関節１３ａ、１３ｂ、１３ｃに取付けられた、各操作つまみ３５を操作し、ばね部材３６の付勢力が最も強い図３に示す位置に移動させる。ここで、関節１３ａ、１３ｂ、１３ｃの固定力は、最も大きな状態に設定される。

この際、第１及び第２のマイクロスイッチ２０，２１は、共にオフ状態であるため、関節１３ａ、１３ｂ、１３ｃは、それぞればね部材３６によりブレーキシュー３４がブレーキディスク３３押し付けられ、その摩擦力により、その回動が固定された固定状態となる。つまり、アーム１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、支持基部１０は、互いに移動しない状態である。そして、ボールジョイント１４も同様に移動が固定され、アーム１２ａと保持部１５は、互いに移動しない固定状態に設定される。

ここで、術者は、アーム１２ａ、１２ｂ、１２ｃを移動させる必要がある場合、保持部１５を握り、第１及び第２のスイッチレバー１８、１９を押圧操作する。すると、第１及び第２のマイクロスイッチ２０，２１は、ばね部材１８２，１９２の付勢力に抗してオンされ、そのオン信号が、制御ボックス１６に入力される。制御ボックス１６は、関節１３ａ、１３ｂ、１３ｃの各電磁石３７、ボールジョイント１４の上記電磁石（図示せず）に電力を供給する。これにより、関節１３ａ、１３ｂ、１３ｃの各ブレーキディスク３３は、電磁石３７の電磁力により図３中破線で示す位置に移動され、ブレーキディスク３３とブレーキシュー３４との間の摩擦力が働かなくなり、各関節１３ａ、１３ｂ、１３ｃの回動の固定が解除される。

同時に、ボールジョイント１４の上記電磁石（図示せず）にも電力が供給され、ボールジョイント１４の固定が解除される。これにより、術者は保持部１５を握り、その内視鏡１７を術部内の所望の位置に移動させ、観察したい視野を決める。

また、各関節１３ａ、１３ｂ、１３ｃ及びボールジョイント１４を固定する場合、術者は、保持部１５の把持を緩める。すると、先ず、操作力量が大きい方の第２のスイッチレバー１９が第２のばね部材１９２により初期位置に戻り、第２のマイクロスイッチ２１がオフされる。ここで、制御ボックス１６は、関節１３ａ、１３ｂ、１３ｃの電磁石３７への電力供給を遮断する。この結果、ばね部材３６の付勢力により、ブレーキシュー３４は、ブレーキディスク３３に押し付けられて、関節１３ａ、１３ｂ、１３ｃがそれぞれ回動位置において固定される。

この時、操作力量の小さいほうの第１のスイッチレバー１８は、戻らず、指で支持されているため、保持部１５は、移動することなく、初期位置が確保される。そして、術者が、保持部１５の把持を、さらに緩めて行くと、操作力量の小さな第１のスイッチレバー１８が第１のばね部材１８２により初期位置の戻り、第１のマイクロスイッチ２０がオフされる。ここで、制御ボックス１６は、ボールジョイント１４の上記電磁石（図示せず）への電力供給を遮断する。この結果、ボールジョイント１４は、その移動位置において、位置決め固定され、内視鏡１７の配置設定が完了される。

また、手術中において、内視鏡１７を術部に挿入した状態で、停電や、電源ケーブルの断線など各関節の固定を解除できなくなった場合、術者は、各関節１３ａ、１３ｂ、１３ｃの操作つまみ３５を回転操作させる。すると、操作つまみ３５は、カム３０１に沿って図３中破線で示す位置に移動される。これにより、上記ばね部材３６の付勢力が低下されて、ブレーキシュー３４のブレーキディスク３３への圧接力が低下され、相互間の摩擦力が小さくなり、関節１３ａ、１３ｂ、１３ｃの固定力が手動操作可能に設定される。この際、ブレーキディスク３３とブレーキシュー３４の固定力量（摩擦力）は、アーム１２ａ、１２ｂ、１２ｃが自然に移動しない程度に設定され、術者が関節１３ａ、１３ｂ、１３ｃを移動できる程度の固定力量となる。この状態で、術者は、アーム１２ａ１２ｂ、１２ｃを、その固定力量より大きな力で移動調整することにより、保持部１５の内視鏡１７を術部から抜き出すことが可能となる。

このように、上記治療用具支持装置は、操作力量の異なる第１及び第２のスイッチレバー１８，１９を対応して配し、この第１及び第２のスイッチレバー１８，１９の操作に連動してアーム１２ａ、１２ｂ、１２ｃ及び保持部１５の固定・固定解除を行うように構成した。

これによれば、第１及び第２のスイッチレバー１８，１９の切替操作が操作力量に応じて順にオフされることにより、術者が双方の操作完了を確実に認識することができるため、内視鏡１７の信頼性の高い高精度な固定・固定解除操作を、簡便にして容易に実現することができる。

具体的には、操作力量が大きい第２のマイクロスイッチ２１が、第２のスイッチレバー１９を介して、先にオフされ、操作力量の小さいほうの第１のマイクロスイッチ２０は、その第１のスイッチレバー１８が戻らず、指で支持することができることで、アーム１２ａ、１２ｂ、１２ｃに対して保持部１５が移動せず、所望の視野に容易に固定することが可能となる。

また、関節１３ａ、１３ｂ、１３ｃに対応して、その固定力を調整する操作ツマミ３５を外部操作自在に設けて構成した。これによれば、例えば手術中において、断線や停電などの故障時にも、操作ツマミ３５で関節１３ａ、１３ｂ、１３ｃの固定力を緩めることにより、アーム１２ａ、１２ｂ、１２ｃを容易に移動ことが可能となるため、内視鏡１７の退避を含む移動を容易に行うことが可能となり、その取扱い性の向上が図れる。

（第２の実施の形態）
図４及び図５は、この発明の第２の実施の形態に係る治療用具支持装置を示すもので、上記第１の実施の形態に、さらに故障時動作装置を設けたもので、上記第１の実施の形態と略同様の効果が期待される。従って、図４及び図５においては、上記図１乃至図３と同一部分について、同一符号を付して、その詳細な説明を省略する。

即ち、上記保持部１５には、例えば内視鏡１７が着脱自在に挿着される。そして、この保持部１５の内視鏡取付け部位の近傍には、凹状の第１及び第２のスイッチ収容部１５１，１５２が互いに対向して設けられ、この第１及び第２のスイッチ収容部１５１，１５２には、第１及び第２のマイクロスイッチ４０，４１が操作方向が略逆になるように収容配置される。これら第１及び第２のマイクロスイッチ４０，４１は、上記制御ボックス１６に電気的に接続される。

このうち第１のスイッチ収容部１５１には、スイッチレバー４２が第１のマイクロスイッチ４０に対向してヒンジ４２１を介して回動自在に設けられ、このスイッチレバー４２には、第１のばね部材４３を介して図４中時計方向（第１のマイクロスイッチ４０のオン方向）に付勢力が付与される。この第１のばね部材４３の基端部には、操作力量調整操作部材４４の先端部に調整自在に係合される。この操作力量調整操作部材４４は、その中間部が保持部１５に螺合調整自在に支持され、その基端部に操作部４４１が操作可能に保持部より突出して設けられる。これにより、操作力量調整操作部材４４は、その回転操作により、第１のばね部材４３に対向して移動され、該第１のばね部材４３の付勢力を可変設定して、上記スイッチレバー４２の操作力量を可変設定する。

他方、上記第２のスイッチ収容部１５２には、凹形状のスイッチカバー４５がばね部材４６を介して上記第２のマイクロスイッチ４１に対向して押圧操作自在に設けられる。

また、上記関節１３ａ、１３ｂ、１３ｃには、同様に図５に示すように構成され、上記ブレーキシュー３４に一端が係着されたばね部材３６の他端に押圧力調整部材４７が係着される。この押圧力調整部材４７は、上記関節軸３２に軸方向に移動自在に配され、その所定位置に調整螺子４８が螺合調整自在に螺合される。この調整螺子４８は、その基端がブレーキ力調整用駆動モータ４９の回転軸に連結され、該駆動モータ４９を介して回転駆動されると、その回転方向に応じて調整螺子４８を介して押圧力調整部材４７を軸方向に移動させる。これにより、押圧力調整部材４７は、その移動位置に応じてばね部材３６の付勢力を可変設定し、ブレーキシュー３４のブレーキディスク３３との圧接力を可変設定する。

上記駆動モータ４９は、図６に示すように故障動作装置を構成するモータードライバ５０に配線ケーブル５１を介して接続される。このモータードライバ５０は、例えば上記制御ボックス１６に設けられ故障時移動スイッチ５２を介して電力源５３に接続される。これにより、モータードライバ５０は、制御ボックス１６の故障時移動スイッチ５２がオンされると、オン信号が入力され、このオン信号に応動して駆動信号を駆動モータ４９に出力して該駆動モータ４９を駆動制御する。ここで、上記押圧力調整部材４７がＯ2軸方向に移動され、その移動位置に応じてばね部材３６の付勢力が可変され、ブレーキシュー３４のブレーキディスク３３との圧接力が調整される。例えば、押圧力調整部材４７は、図５中破線で示す位置に移動された状態で、ばね部材３６の付勢力が最も小さく設定した故障時に対応される。

上記構成において、術者は、使用前に操作力量調整操作部材４４を回転させて、ばね部材４３の潰し量を変化させて、スイッチレバー４２の操作力量を、術者の好みに合わせて調整し、その親指がスイッチレバー４２に掛かり、人差し指がスイッチカバー４５に掛かるように保持部１５を把持して押圧操作する。ここで、第１及び第２のマイクロスイッチ４０，４１が各ばね部材４３，４６の付勢力に抗してオンされ、その各オン信号が制御ボックス１６に入力される。すると、制御ボックス１６は、関節１３ａ、１３ｂ、１３ｃの各電磁石３７、内視鏡１７を保持した保持部１５のボールジョイント１４の電磁石（図示せず）に電力を供給し、各関節１３ａ、１３ｂ、１３ｃ及びボールジョイント１４を回動可能な状態に設定する。この状態で、内視鏡１７を術部内の所望の位置に移動し、観察したい視野を決め、その後、同様にスイッチレバー４２及びスイッチカバー４５の把持を緩めて第１及び第２のマイクロスイッチ４０，４１を順にオフし、各関節１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、保持部１５を移動位置において固定する。

ここで、第１のマイクロスイッチ４０が入る操作力量が、第２のマイクロスイッチ４１より大きく設定されている場合には、先ず、親指の力を緩め、第１のマイクロスイッチ４０をオフさせる。この際、スイッチカバー４５は、戻らず、人差し指で支持された状態にあるため、保持部１５が移動されることはない。

逆に、第２のマイクロスイッチ４１がオンされる操作力量が第１のマイクロスイッチ４０より大きく設定されている場合には、先ず、人差し指の力を緩め、第２のマイクロスイッチ４１がオフされる。この際、スイッチレバー４２は、戻らず、親指で支持される。同時に、保持部１５の下側は、親指、人差し指以外の指で支持された状態にあるため、保持部１５が移動されることがない。

また、使用中において、停電や、電源ケーブルの断線などで、電磁石に通電できなくなった場合には、先ず、制御ボックス１６の故障時移動スイッチ５２を押圧操作する。すると、この故障時移動スイッチ５２のオン信号がモータードライバ５０に入力される。ここで、モータードライバ５０は、各関節１３ａ、１３ｂ、１３ｃに設けられた駆動モータ４９を駆動し、調整螺子４８を介して押圧力調整部材４７を図５中破線で示す位置に移動させる。これにより、ばね部材３６の付勢力は、非故障時に比して小さくなり、ブレーキディスク３３にブレーキシュー３４を押し付ける圧接力が小さく設定される。

ここで、ブレーキディスク３３とブレーキシュー３４の固定力量は、アーム１２ａ、１２ｂ、１２ｃが自然に移動しないが、術者が関節１３ａ、１３ｂ、１３ｃを移動できる程度の固定力量が確保される。この状態で、術者は、アーム１２ａ、１２ｂ、１２ｃを関節１３ａ、１３ｂ、１３ｃの固定力量より大きな力量で移動させることにより、保持部１５に支持された内視鏡１７を術部から抜き出す。

この第２の実施の形態によれば、第１のマイクロスイッチ４０の操作力量を、選択的に変更可能に構成していることにより、術者の好みに応じて選択的に操作力量を設定することができるため、さらに、取扱い操作性の向上を図ることができる。また、これによれば、電源系等の電気系統の断線や停電などの故障時においても、故障時移動スイッチ５２を押圧操作するだけで、アーム１２ａ、１２ｂ、１２ｃ自体が自然移動することなく、しかも、術者がアーム１２ａ、１２ｂ、１２ｃを移動できる程度に関節１３ａ，１３ｂ，１３ｃの固定力を調整できるので、故障にもすばやく対応することが可能のとなる。

（第３の実施の形態）
図７は、この発明の第３の実施の形態に係る治療用具支持装置を示すもので、上記第１及び第２の実施の形態と略同様の効果を期待することができる。但し、図７においては、図１と同一部分について同一符号を付して、その詳細な説明を省略する。

即ち、上記アーム１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、周知の流体ブレーキ（空気圧）が内蔵された関節６０ａ、関節６０ｂ、関節６０ｃを介して順に連結される。この流体ブレーキは、圧力が加わるとブレーキの固定が解除される構成となっている。また、アーム１２ａにには、上記保持部１５が、同様に流体ブレーキ（空気圧）が内蔵されるボールジョイント６１を介して自在状に連結される。これらの流体ブレーキは、図示しない配管を介してアーム１２ａ、１２ｂ、１２ｃを支持する移動用ベース６２に内蔵される後述する空気圧制御装置に連結される。

上記空気圧制御装置は、図８に示すように外部コネクタ６３に、例えば手術室に設けられたガスボンベ等の図示しない流体圧力源が接続され、この外部コネクタ６３には、逆止弁６４の入力端が接続される。逆止弁６４は、その一方の出力端が圧力調整用の第１のレギュレータ６５を介して電磁弁６６に接続され、その他方の出力端がエアチャンバー６７を介して圧力調整用の第２のレギュレータ６８に接続される。

上記電磁弁６６は、入力信号が入っていない状態で、第１の管路６６ａが閉じられ、第２の管路６６ｂと排気口に連通される第３の管路６６ｃが連通され、入力信号が入っている状態で、第２の管路６６ｂと第１の管路６６ａが連通される。そして、この電磁弁６６の第２の管路６６ｂには、第１の手動弁６９を介して管路７０に接続され、この管路７０を介して上記関節６０ａ、６０ｂ、６０ｃに内蔵される流体ブレーキに接続されたに接続される。

上記第２のレギュレータ６８は、第２の手動弁７１に接続され、上記エアチャンバー６７の流体をエアブレーキの固定力が、アーム１２ａ、１２ｂ、１２ｃが自然移動しない程度ではあるが、術者が手で動かせる程度となる空気圧に設定し、第２の手動弁７１を介して上記管路７０に出力する。

また、上記移動用ベース６２には、その四隅部に移動車輪６２１が設けられ、この移動車輪６２１に対応して例えば２個のストッパ６２２，６２２がヒンジ６２３、６２３を介して所定の間隔を有して回転軸Ｏ4軸回りに回転自在に設けられる。このストッパ６２２、６２２は、回転止め６２４（図の都合上、図７中において一方のみを図示）を介して選択的に回動可能に配される。

ストッパ６２２、６２２は、同様に図９に示すように上端部に操作つまみ６２２ａが設けられ、その下端部に接触部６２２ｂが床面等の設置面に対応して設けられる。そして、このストッパ６２２の中間部には、螺子部６２２ｃが設けられ、この螺子部６２２ｃが案内部６２２ｄに螺合調整自在に組付けられる。これにより、ストッパ６２２、６２２は、その操作つまみ６２２ａを手に持って回転操作することにより、螺子部６２２ｃが案内部６２２ｄに案内されて上下移動される。

また、上記保持部１５は、図１０に示すように上記第２の実施の形態における第２のマイクロスイッチ４１に代えて周知のフォトインタラプタ７２が配される。このフォトインタラプタ７２は、その裏面に２本の接点が配され、その表面に接触すると、２本の接点が電気的に短絡されて術者の手の接触を検出する。

ここで、保持部１５のフォトインタラプタ７２と上記第１のマイクロスイッチ４０は、電磁弁６６の制御回路に直列に接続される。この制御回路は、フォトインタラプタ７２と第１のマイクロスイッチ４０がオフされた状態で、電磁弁６６を駆動して、各関節６０ａ、６０ｂ、６０ｃ及びボールジョイント６１の流体ブレーキに空気を送るように構成される。

上記構成において、手術する前、助手や看護士は、ストッパ６２２の回転止め６２４を解除し、ヒンジ６２３を介して回転軸Ｏ4周りに回転させる。この状態でストッパ６２２の接触部６２２ｂの床との接触面の汚れを確認する。接触部６２２ｂの接触面が汚れている場合には、固定力を確保するために、接触面を掃除する。次に、移動用ベース６２を、移動車輪６２１を利用して所望の位置に移動させ、その移動位置において、ストッパ６２２の操作つまみ６２２ａを回転させ、接触部６２２ｂを床に当てつけ、移動車輪６２１のうちストッパ側の２輪を浮かすことで、移動用ベース６２が移動しないように床上に位置決め固定する。

ここで、術者は、保持部１５を所望の位置に移動するために、保持部１５を手で握ると、その人差し指と中指がフォトインタラプタ７２に触れ、フォトインタラプタ７２が指の接触を検知する。この状態で、術者は、スイッチレバー４２を親指で押圧し、第１のマイクロスイッチ４０をオンさせる。すると、上記空気圧制御装置の電磁弁６６が駆動され、各関節６０ａ、６０ｂ、６０ｃの流体ブレーキ及びボールジョイント６１の流体ブレーキに空気が送られ、各関節６０ａ、６０ｂ、６０ｃ及びボールジョイント６１のブレーキが解除される。

そして、上記保持部１５が、所望の位置に移動されると、術者は、親指に加えた力を緩めて、第１のマイクロスイッチ４０をオフさせる。すると、電磁弁６６は、第１の管路６６ａが閉じられ、また流体ブレーキに送り込まれた空気が第３の管路６６ｃから排気口に排気されて大気中に放出され、各関節６０ａ、６０ｂ、６０ｃ及びボールジョイント６１のブレーキが固定される。ここで、第１のマイクロスイッチ４０がオフされてから、各関節６０ａ、６０ｂ、６０ｃ及びボールジョイント６１が固定されるまでの間、僅かな時間があるが、保持部１５は、重力と手で支えている力が釣り合った状態にあることで、移動することはない。

また、手術中において、内視鏡１７を術部に挿入した状態で、例えば停電や、電源ケーブルの断線等により、電気系統に支障が生じた場合には、先ず、第１の手動弁６９を閉じ、続いて第２の手動弁７１を開き、流体ブレーキに空気を送る。すると、各関節６０ａ、６０ｂ、６０ｃのブレーキの固定力は、アーム１２ａ、１２ｂ、１２ｃが自然移動はしないが術者が手でアーム１２ａ、１２ｂ、１２ｃを移動できる程度となる。この状態で、術者はアーム１２ａ、１２ｂ、１２ｃを移動させることにより、保持部１５の内視鏡１７が術部から抜き出される。

このように第３に実施の形態では、各関節６０ａ、６０ｂ、６０ｃにブレーキの固定力を弱める機構を配するがないことにより、各関節６０ａ、６０ｂ、６０ｃを小型に製作することができる。これによれば、アーム移動時に関節の質量による慣性力を小さくすることが可能となるため、操作性の向上を図ることができる。

また、第３の実施の形態では、第１のマイクロスイッチ４０とフォトインタラプタ７２を用いたスイッチ構造を採用していることにより、第１のマイクロスイッチ４０の反力による切替誤差がないことにより、高精度な切替操作が実現される。

さらに、第３の実施の形態では、移動用ベース６２にストッパ６２２を回動移動自在に配し、該ストッパ６２２で、移動用ベース６２を位置決め固定するように構成したことにより、そのストッパ６２２を反転させて、その接触部６２２ｂを掃除することで、常に、高い固定力を得ることができる。

（第４の実施の形態）
図１１及び図１２は、この発明の第４の実施の形態に係る治療用具支持装置を示すもので、上記第１乃至第３の実施の形態に比してさらに良好な効果が期待される。但し、図１１及び図１２中において、上記図１と同一部分について同一符号を付して、その詳細な説明を省略する。

この第４の実施の形態においては、上記内視鏡１７が着脱される保持部１５の重力方向の下方側の面（内視鏡先端側の面）に、上記アーム１２ａの先端部がボールジョイント８０を介して移動・固定切替可能で、且つ、その移動可能状態においてアーム１２ａの先端部にアンバランスとなるように組付け配置される。

上記ボールジョイント８０は、図１２に示すようにロッド８０１の基端部が上記保持部１５に設けられる把持部８１の重力方向の下方側に取り付けられ、このロッド８０１の先端部には、球体８０２が設けられる。そして、この球体８０２は、球座ハウジング８０３に移動・固定可能に収容される。球座ハウジング８０３には、押圧部材８０４が、球体８０２に対向して矢印Ａ，Ｂ方向に移動自在に収容される。この押圧部材８０４は、ばね部材８０５を介して矢印Ａ方向に付勢力が付与され、その基端部にロッド８０６を介して磁性体材質の円盤部材８０７が取付けられる。この円盤部材８０７は、電磁石８０８に所定の間隔を有して対向配置される。

この電磁石８０８は、上記制御ボックス１６（図１１参照）に接続され、この該制御ボックス１６を介して駆動制御される。電磁石８０８は、制御ボックス１６を介して駆動されると、円盤部材８０７をばね部材８０５の付勢力に抗して矢印Ｂ方向に移動させて、押圧部材８０４を球体８０２から離間させ、該球体８０２を球座ハウジング８０３内において移動自在に設定し、アーム１２ａと保持部１５との間を移動可能に設定する。また、電磁石８０８は、その駆動が停止されると、押圧部材８０４がばね部材８０５により矢印Ａ方向に移動付勢されるのを許容する。これにより、ボールジョイント８０の球体８０２は、押圧部材８０４が圧接されてその移動位置において位置決めされ、アーム１２ａと保持部１５との間を位置決め固定する。

ここで、上記保持部１５は、その内視鏡１７が挿着された状態で、その質量をＪ、その重心をＧとし、この重心Ｇとボールジョイント８０の中心位置Ｐとの間隔をＬとすると、電磁石８０８が駆動されて球体が自由な状態で、その質量Ｊによって中心位置Ｐに対してＬＪの大きさのモーメント荷重が発生するべくアンバランスに組付け配置される。

また、上記保持部１５の把持部８１には、入力手段の操作部を構成する異なる操作力量で作動される第１及び第２のスイッチ８２，８３が、その重力方向（内視鏡１７の挿着方向に対応）の上下両端部に分離されて略平行に設けられ、これら第１及び第２のスイッチは、上記制御ボックス１６に電気的に接続される。このうち操作力が大きい第１のスイッチ８２は、保持部１５の把持部８１における上方側に配され、好ましくは操作量が第２のスイッチ８３の操作量より小さく設定される。他方の操作力が小さく、好ましくは第１のスイッチ８２に比して操作量の大きな第２のスイッチ８３は、保持部１５の把持部８１における下方側に配される。

第２のスイッチ８３の操作力量は、そのうち第２のスイッチ８３の操作部位Ｓと上記中心位置Ｐとの距離をＭとすると、例えば上記保持部１５のアンバランスによる落下モーメント（ＬＪ／Ｍ）より小さい値に設定される。これにより、例えば固定操作時において、術者８４が把持力を徐々に低下させて行くと、重力下側に配置された第２のスイッチ８３は、前述の落下モーメント（ＬＪ／Ｍ）により、術者８４の指に押し付けられた状態にあるので必ず第１のスイッチ８２が第２のスイッチ８３よりも先にオフされる作用をとる。よって、第１及び第２のスイッチ８２，８３の操作性は、高められて、さらに高精度な保持部１５の移動調整が可能となる。

ここで、上記第１及び第２のスイッチ８２，８３は、第１のスイッチ８２の操作量を、第２のスイッチ８３の操作量より少なく設定することにより得られる作用を説明する。例えば固定操作時において、術者８４が把持力を徐々に低下させて行くと、先述の説明のように、先ず、少ない操作量の第１のスイッチ８２が直ちにオフされ、そのオフ後、第２のスイッチ８３がオフされて保持部１５の固定操作が完了される。そこで、この第１のスイッチ８２の操作量を極力、小さく設定することで、該第１のスイッチ８２のオフ操作が迅速化されることにより、固定操作の迅速化を促進することができる。

上記構成において、上記第１及び第２のスイッチ８２，８３は、術者８４が把持部８１を把持すると、その操作力量の関係から、先ず下方側の第２のスイッチ８３が押されてオン信号を制御ボックス１６に出力し、続いて上方側の第１のスイッチ８２が押されて、オン信号を制御ボックス１６に出力する。ここで、制御ボックス１６は、電磁石８０８を駆動して押圧部材８０４をばね部材８０５の付勢力に抗して矢印Ｂ方向に引き付けて球体８０２を球座ハウジング８０３に対して移動自在に開放する。これにより、保持部１５は、アーム１２ａに対して３次元的に移動可能となり、その内視鏡１７を、例えば患者の体表に設けた開口部より体腔内に挿入されて所望の位置に移動させる。

次に、内視鏡１７を位置決め固定する場合には、術者８４は、保持部１５の把持部８１を把持している手を緩める。ここで、保持部１５の把持部８１の第２のスイッチ８３は、その操作部位Ｓに対して上述したように内視鏡１７を含む保持部１５の質量によってＬＪ／Ｍのモーメント荷重が付与される状態にあることで、その操作力量がＬＪ／Ｍより小さい値でスイッチが解除される。換言すれば、内視鏡１７を所望の位置に固定する場合には、保持部１５がアンバランス状態にあることで、該保持部１５の把持部８１が落下しようとしているため、下方側の第２のスイッチ８３の操作部位Ｓで支える状態となり、先ず上方側の第１のスイッチ８２がオフされる。

ここで、上記制御ボックス１６は、電磁石８０８の駆動を停止する。すると、ボールジョイント８０は、押圧部材８０４がばね部材８０５の付勢力により矢印Ａ方向に移動付勢されて球体８０２に圧接されて、該球体８０２が球座ハウジング８０３に対して位置決めされ、保持部１５をアーム１２ａに位置決め固定する。

このように、第４の実施の形態においては、内視鏡１７を保持する保持部１５の重力方向の下方側を、３次元的に移動・固定可能に設けられるアーム１２ａに対して移動・固定可能なボールジョイント８０を介して組付けて、その移動可能状態において保持部１５をアンバランスになるように配すると共に、異なる操作力量で作動される第１及び第２のスイッチ８２，８３を、保持部１５の重力方向に該保持部１５の把持部８１を挟んで設けてて構成した。

これによれば、保持部１５の把持部８１を把持してアーム１２ａに対して移動させて内視鏡１７を、所望の位置に移動させた状態では、保持部１５がアンバランスにあることで、術者８４が把持部８１の落下を支える状態で把持していることにより、その把持を緩めて行くと、必然的に第１のスイッチ８２から解除され、続いて第２のスイッチ８３が解除される。従って、保持部１５に挿着された内視鏡１７は、その先端の位置ずれが防止されて、所望の位置に正確に位置決め固定される。

この第４の実施の形態における保持部１５の重力方向の下方側をボールジョイント８０を介してアーム１２ａに移動・固定可能に組付けて、その移動可能状態において、保持部１５がアーム１２ａに対してアンバランスに支持されるようにしたアンバランス構造は、上述した第１乃至第３の実施の形態においても、適用可能であり、略同様の効果が期待される。

なお、上記第４の実施の形態では、上記保持部１５の重力方向の下方側の面を、ボールジョイント８０を介してアーム１２ａに取付け配置して、保持部１５を移動可能状態でアンバランスに配するように構成した場合で説明したが、この構成に限ることなく、各種のアンバランス構造を構成することが可能である。

また、上記各実施の形態では、治療用具として内視鏡を用いて構成した場合で説明したが、これに限ることなく、各種の処置具を含む治療用具の支持構造として用いることが可能で、略同様の効果を期待することができる。

また、上記各実施の形態では、３関節のアーム構造に適用した場合で説明したが、この数に限ることなく、各種のアーム構造においても適用可能であり、略同様の効果を期待することができる。

よって、この発明は、上記実施の形態に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、上記実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得る。

例えば実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

また、この発明は、上記各実施の形態によれば、次のような構成を得ることもできる。

（付記１）
術部を観察又は処置するための医療用具を保持する保持部を有し、該保持部を３次元的に移動・固定可能な支持手段と、
前記支持手段に設けられ、前記保持部の移動・固定を制御可能な制御手段と、
前記制御手段を操作する２つの操作部を有する入力手段とを有する医療用具支持装置において、
前記入力手段の２つの操作部を、操作力量を異なるように設定したことを特徴とする医療用具支持装置。

（付記２）
前記入力手段の２つの操作部は、前記保持部の医療用具取付け部と医療用具取付け部に取付けられた医療用具の挿入方向の軸を含む面に配置されることを特徴とする付記１記載の医療用具支持装置。

（付記３）
前記入力手段の２つの操作部は、前記保持部の医療用具取付け部と医療用具取付け部に取付けられた医療用具の挿入方向の軸を含む面で、且つ前記保持部を挟んで配置されることを特徴とする付記１記載の医療用具支持装置。

（付記４）
前記入力手段の２つの操作部は、前記保持部の医療用具の挿入方向側に配した一方が、他方に比して操作力量が小さく設定されることを特徴とする付記３記載の医療用具支持装置。

（付記５）
さらに、前記入力手段の２つの操作部の操作力量を調整する調整手段を備えることを特徴とする付記１乃至４のいずれか記載の医療用具支持装置。

（付記６）
前記入力手段の２つの操作部は、医療用具取付け部と医療用具取付け部に取付けられた手術器具の挿入方向の軸を含む面に対し、面対称に配置したことを特徴とする付記１記載の医療用具支持装置。

（付記７）
前記入力手段の２つの操作部は、少なくとみ一方がフォトインタラプタであることを特徴とする付記１乃至７のいずれか記載の医療用具支持装置。

（付記８）
術部を観察又は処置するための医療用具を保持する保持部を有し、該保持部を３次元的に移動・固定可能な、アームと該アーム同士を回動自在につなぎ、回動を固定・解除可能な関節からなる支持手段と、
前記支持手段に設けられ、前記支持手段の関節の回動を固定・解除して前記保持部の移動・固定を制御する制御手段と、
制御手段を操作する入力手段とを有する医療用具支持装置において、
前記関節の固定力を調整する固定力調整手段を備えたことを特徴とする医療用支持装置。

（付記９）
前記制御手段は、関節の固定・解除が、弾性部材の押圧による固定力により行われ、前記弾性部材の押圧力を調整可能な押圧力調整手段が備えることをけられる
備えたことを特徴とする付記８記載の医療用具支持装置。

（付記１０）
押圧力調整手段は、弾性部材の潰し量を変更する、潰し量変更機構で構成されることを特徴とする付記項９記載の医療用具支持装置。

（付記１１）
潰し量変更機構は、カム機構で構成されることを特徴とする付記項１０記載の医療用具支持装置。

（付記１２）
潰し量変更機構は、送りネジ機構で構成されることを特徴とする付記項１０記載の医療用具支持装置。

（付記１３）
さらに、潰し量変更機構を駆動する、駆動手段を備えることを特徴とする付記項１０乃至１２のいずれか記載の医療用具支持装置。

（付記１４）
前記関節は、電磁ブレーキを介して固定・解除されることを特徴とする付記８乃至１３のいずれか記載の医療用具支持装置。

（付記１５）
前記関節は、流体圧ブレーキを介して固定・解除されることを特徴とする付記８乃至１３のいずれか記載の医療用具支持装置。

（付記１６）
医療用具が支持される保持部を、複数のアームを回動が固定・解除可能な関節を介して回動自在に連結した支持手段に３次元的に移動・固定可能に配した医療用具支持装置において、
前記関節を固定・解除する液体式ブレーキを有する流体圧固定手段であって、
流体圧力源から供給された流体の圧力を調整する第１のレギュレータと、
前記第１のレギュレータと前記流体式ブレーキとの流体の流れを制御する電磁弁と、
流体圧力源から供給された流体を蓄積するエアチャンバーと、
前記エアチャンバーから供給された流体の圧力を調整する第２のレギュレータと、
前記流体式ブレーキと、前記第２のレギュレータで圧力を調整された流体の流れを制御する弁と、
を備えたことを特徴とする医療用具支持装置。

（付記１７）
術部を観察又は処置するための医療用具を保持する保持部を３次元的に移動・固定可能に支持するものであって、前記保持部の移動可能状態で該保持部をアンバランス状態に設定する支持手段と、
前記支持手段に設けられ、前記保持部の移動・固定を制御可能な制御手段と
前記制御手段を動作制御する異なる操作力量で作動される少なくとも２つの操作部を、前記保持部の重力方向に該保持部を挟んで設けた入力手段と、
を具備することを特徴とする医療用具支持装置。

（付記１８）
前記入力手段の２つの操作部は、重力方向の下方側が、上方側に比して操作力が小さいことを特徴とする付記１７記載の医療用具支持装置。

（付記１９）
前記入力手段の２つの操作部は、重力方向の上方側が、下方側に比して操作量が少ないことを特徴とする付記１７又は１８記載の医療用具支持装置。

（付記２０）
前記入力手段の２つの操作部は、重力方向の下方側の操作力量が、前記保持部のアンバランスによる落下モーメントより小さいことを特徴とする付記１７乃至１９のいずれか記載の医療用具支持装置。

この発明の第１の実施の形態に係る医療用具支持装置の構成を示した斜視図である。 図１の第１及び第２のスイッチレバーと保持部との配置構成を説明するために示した一部断面図である。 図１の関節の構成を説明するために示した構成説明図である。 この発明の第２の実施の形態に係る医療用具支持装置の要部を取り出して示した断面図である。 図４の第２の実施の形態に係る医療用具支持装置の関節に配される固定力調整手段を説明するために示した断面図である。 図５のモータ制御系を取り出して示した回路構成図である。 この発明の第３の実施の形態に係る治療用具支持装置の構成を示した斜視図である。 図７の空地圧制御装置を取り出して示したブロック図である。 図７のストッパを取り出して示した詳細図である。 図７の入力手段を配した保持部を取り出して示した一部断面図である。 この発明の第４の実施の形態に係る治療用具支持装置の構成を示した斜視図である。 図１１の要部を取り出して示した一部断面図である。 従来の問題点を説明するために示した図である。 図１３の保持状態におけるスイッチとの位置関係を示した図である。 図１３のスイッチ切替動作を示した図である。

符号の説明

１０…支持基部、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ…アーム、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ…関節、１４…ボールジョイント、１５…保持部、１６…制御ボックス、１７…内視鏡、１８…第１のスイッチレバー、１８１…ヒンジ、１８２…第１のばね部材、１９…第２のスイッチレバー、１９１…ヒンジ、１９２…第２のばね部材、２０…第１のマイクロスイッチ、２１…第２のマイクロスイッチ、３０…ハウジング、３０１…カム、３１…関節部、３２…関節軸、３２１…キー溝、３３…ブレーキディスク、３４…ブレーキシュー、３５…操作つまみ、３６…ばね部材、３７…電磁石、１５１…第１のスイッチ収容部、１５２…第２のスイッチ収容部、４０…第１のマイクロスイッチ、４１…第２のマイクロスイッチ、４２…スイッチレバー、４２１…ヒンジ、４３…第１のばね部材、４４…操作力量調整操作部材、４５…スイッチカバー、４６…ばね部材、４７…押圧力調整部材、４８…調整螺子、４９…駆動モータ、５０…モータードライバ、５１…配線ケーブル、５２…故障時移動スイッチ、５３…電力源、６０ａ、６０ｂ、６０ｃ…関節、６１…ボールジョイント、６２…移動用ベース、６２１…移動車輪、６２２…ストッパ、６２２ａ…操作つまみ、６２２ｂ…接触部、６２２ｃ…螺子部、６２３…ヒンジ、６２４…回転止め、６３…外部コネクタ、６４…逆止弁、６５…第１のレギュレータ、６６…電磁弁、６６ａ…第１の管路、６６ｂ…第２の管路、６６ｃ…第３の管路、６７…エアチャンバー、６８…第２のレギュレータ、６９…第１の手動弁、７０…管路、７１…第２の手動弁、７２…フォトインタラプタ、８０…ボールジョイント、８０１…ロッド、８０２…球体、８０３…球座ハウジング、８０４…押圧部材、８０５…ばね部材、８０６…ロッド、８０７…円盤部材、８０８…電磁石、８１…把持部、８２…第１のスイッチ、８３…第２のスイッチ、８４…術者。

Claims (1)

1. 術部を観察又は処置するための医療用具である内視鏡を保持する保持部を支持し第１の電磁ブレーキを有するボールジョイント部と、前記ボールジョイント部に接続された第１のアームと、前記第１のアームに接続され第２の電磁ブレーキを有する第１の関節部と、前記第１の関節部に接続された第２のアーム部と、前記第２のアームに接続され第３の電磁ブレーキを有する第２の関節部と、前記第２の関節部に接続された第３のアーム部と、前記第３のアームに接続され第４の電磁ブレーキを有する第３の関節部と、前記第３の関節部を支持する支持基部とを有する支持手段と、
   前記支持手段に設けられ、前記支持手段の移動状態と固定状態とを切換え可能な制御手段と、
   前記保持部に設けられ、前記制御手段を介して前記第１の電磁ブレーキと前記第２の電磁ブレーキと前記第３の電磁ブレーキと前記第４の電磁ブレーキとを操作する２つの操作部を有する入力手段と、
   を具備する医療用具支持装置であって、
   前記２つの操作部の操作力量をそれぞれ異なるように設定し、
   前記２つの操作部における前記操作力量が小さい第１の操作部は、前記第１の電磁ブレーキを制御し、前記２つの操作部における前記操作力量が大きい第２の操作部は、前記第２の電磁ブレーキと前記第３の電磁ブレーキと前記第４の電磁ブレーキとを操作することを特徴とする医療用具支持装置。

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