JPH1199124A

JPH1199124A - ガイドマニピュレータおよび作業支援装置

Info

Publication number: JPH1199124A
Application number: JP9261799A
Authority: JP
Inventors: Koji Nishizawa; 幸司西澤; Kazutoshi Suga; 和俊菅
Original assignee: Technology Research Association of Medical and Welfare Apparatus
Current assignee: Technology Research Association of Medical and Welfare Apparatus
Priority date: 1997-09-26
Filing date: 1997-09-26
Publication date: 1999-04-13
Anticipated expiration: 2017-09-26
Also published as: JP3191092B2

Abstract

(57)【要約】【課題】処置具の挿入交換を迅速簡便にでき、先端が
不意の外力で位置がずれず、内視鏡等の狭い視野内で充
分な作業性が得られ、先端処置具の位置姿勢を多自由度
で操作でき、低侵襲度で、内視鏡のレンズなどを洗浄で
きること。【解決手段】ガイドマニピュレータは挿入部６と駆動
部５からなり（図３）、挿入部６は関節部１、腕部２、
湾曲部３、固定部４からなる。挿入部６は中空で挿入口
５０から先端へ処置具を挿入できる。関節部１の首振り
方向Ａ、挿入部の回転方向Ｂ、並進方向Ｃ等の駆動で、
処置具先端を患部へ誘導し操作できる。湾曲部３で駆動
部の位置を変えられる。挿入部６は中空であり、体内に
挿入される関節部１及び腕部２は剛性があり、関節部１
の曲率半径は小さいことにより、処置具交換の簡便性、
作業性、安全性がある。ガイドチャンネル２２で複数の
処置具を同時に安定使用でき、可撓性材質の湾曲部３に
より低侵襲にできる。流体用開口２５で洗浄を容易にで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はマニピュレータお
よび作業を支援する装置に係り、特に、一対もしくは複
数対の関節を含む細管部分の先端に位置する処置具を、
操作者の意図する位置姿勢へ誘導し、また、これによっ
て作業を支援できるガイドマニピュレータおよび作業支
援装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の公知例としては、以下のような例
がある。特開平８−２２４２４１号公報は、内視鏡下手
術において、処置具を操作するマニピュレータとして、
挿入部の湾曲およびマニピュレータの先端に取り付けら
れた処置具の開閉を、ワイヤ駆動で行うマニピュレータ
が開示されている。特開平８−１７３４４２号公報に
は、マスタマニピュレータとスレーブマニピュレータが
リンク機構を介して結合され、スレーブはマスタの相似
な運動するマスタスレーブマニピュレータが開示されて
いる。

【０００３】体腔内に挿入される治療具、および治療具
を備えたマニピュレータの湾曲方法としては、次のよう
な公知例が開示されている。特開平８−２２４２４７号
公報には、バイアス部材と湾曲操作用のワイヤを内包す
る複数個の湾曲部用節輪とを具備したマニピュレータが
開示されている。特開平３−８０８２６号公報には、そ
れぞれ異なる方向へ湾曲するよう設定した感熱変形部材
を用いた湾曲装置が開示されている。

【０００４】特開平８−１７３４４５号公報には、内視
鏡下において処置具を治療部位へ誘導する術具として、
予め予定した一定の方向に曲がり癖がついており、内視
鏡の先端部の処置具出口から常に所定の方向に向かって
突出し、チューブ先端を目標部位に誘導する内視鏡処置
具用チューブが開示されている。特開平７−１８４９２
９号公報には、複数の術具を束ねる手術装置に関して提
案されている。特開平５−３１７２３５号公報には、内
視鏡の対物レンズの洗浄に関して提案されている。この
公知例では、内視鏡先端に着脱自在に設けた先端カバー
に流体噴射ノズルを形成している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】小さな穴から器具を挿
入し、手術を支援する装置において、細長い管内に、細
いマニピュレータや内視鏡レンズ等の複数の術具を通す
ことが想定される。人体に損傷の少ない低侵襲な治療の
ためには、できるだけ小さな穴とする必要があり、そこ
を通る管は、大きな径にできない。また、中に通す複数
の術具は、必要に応じて数を変えるため、太くできず、
細長いものとなる。例えば、脳手術においては、挿入部
の長さは１５〜２０ｃｍ程度であるが、細い術具では剛
性や先端の位置決めが困難になる。また、術中は、血液
などにより、内視鏡のレンズが汚れ、洗浄を必要とす
る。洗浄のための流体を誘導する複数本のチューブを通
すと煩雑となるなどの問題がある。

【０００６】特開平８−２２４２４１号公報に示される
マニピュレータは、マニピュレータと処置具が一体にな
っている。特開平８−１７３４４２号公報では、マスタ
マニピュレータとスレーブマニピュレータが一体となっ
ている。このため、先端の処置具部分を変更する際、マ
ニピュレータごと取り替える必要があり、速やかな処置
を必要とする際の簡便性に欠ける。

【０００７】また、図１３に示すように、従来の湾曲方
法では、独立に操作できる一湾曲部が、複数の湾曲コマ
を連結させて構成されており、それぞれの隣り合うコマ
との間で微小角度の湾曲を行うことにより、湾曲部全体
で大きな湾曲角度を実現している。図１３ａは、１湾曲
部で１方向への湾曲が可能な構成を示し、図１３ｂで
は、隣のコマと湾曲方向が９０度異なるように複数連結
させ、多方向へ湾曲できるような構成を示している。

【０００８】特開平８−２２４２４１号公報では、複数
の湾曲コマが連結されて一つの湾曲部を構成している。
前記コマは隣接するコマに接する凸部で微小角度湾曲
し、湾曲部全体で大きな湾曲角を成す構造になってい
る。特開平８−２２４２４７号公報においても、互いに
隣り合う節輪の間の湾曲角は小さく、複数個連ねること
で大きな角度の湾曲を可能にしている。特開平６−１０
５８０１号公報においても、同様に複数の湾曲駒を連結
させ、少しずつ回転させ、湾曲部全体を所望の方向に湾
曲させている。これらの例は、湾曲時の曲率半径が大き
く、また、大きな湾曲角を必要とする際には、先端の処
置具が内視鏡の狭い視野からはみ出し、見えなくなると
いう欠点がある。

【０００９】特開平８−１７３４４５号公報では、チュ
ーブが可撓性のある合成樹脂で形成されているため、内
視鏡の処置具挿通チャンネルから外側に突出した部分に
加わる不慮の外力により、チューブ先端が湾曲させら
れ、先端に位置する処置具が不意に動いてしまうことが
あり、治療の際の安全性に問題がある。特開平３−８０
８２６号公報では、感熱変形部材に接続された通電ケー
ブルに電流を流すことで、感熱変形部材に熱を与えて変
形させる。これでは、感熱部材の変形量を制御すること
は難しく、熱が十分伝わるまでのタイムラグが存在し、
十分な操作性が得られない。

【００１０】特開平８−１７３４４５号公報では、チュ
ーブ先端の湾曲角は予め癖を付けらており、希望の湾曲
角を得るためには、チューブをチャネルから出し入れす
る必要がある。このため、チューブの突出した長さと湾
曲角の関係は拘束されてしまい、術者の意図する姿勢を
得ることが難しい。また、小さな曲率半径で癖を付けた
場合、チャネルからの出し入れに大きな摩擦が生じてし
まい、かつ、癖のついた部分の長さが短くなるため、チ
ューブの出し入れによる湾曲角の微妙な調整が難しい。

【００１１】特開平８−２２４２４１号公報に示される
ようなマニピュレータでは、挿入部に備わる湾曲部は先
端の処置具の向きを変更するための湾曲部のみであるた
め、マニピュレータの挿入方向に対し駆動部の向きを変
えることができない。特開平８−１７３４４２号公報で
は、マスタの動きがリンク機構によりスレーブに伝達さ
れ、マスタとスレーブが同じように駆動する仕組みであ
るため、マスタ側に駆動範囲として大きなスペースが必
要となる。これらの場合、複数のマニピュレータを挿入
するためには、大きな挿入孔もしくは複数の挿入孔が必
要となり、侵襲度合いが大きくなる恐れがある。

【００１２】特開平７−１８４９２９号公報では、単に
中空のシースに複数の術具を挿入しているのみなので、
術具先端の位置を安定させることが難しく、先端にかか
る力で、容易にその位置がずれるという問題がある。特
開平５−３１７２３５号公報では、内視鏡自体に流体の
噴射ノズルが備わっているため、内視鏡の挿入部が太く
なってしまい、低侵襲手術を行うには適さない。

【００１３】本発明の目的の一つは、先端の処置具の交
換が速やかに、容易に行え、かつ、処置具の位置姿勢を
維持する剛性を持ち、安全性に優れたガイドマニピュレ
ータを提供することにある。もう一つの目的は、上記目
的のほかに、操作者の意図を多自由度で速やかに反映で
きる操作性に優れた駆動部を有するガイドマニピュレー
タを提供することにある。もう一つの目的は、上記目的
のほかに、処置具を体内に挿入する際の侵襲度合いを低
減できるガイドマニピュレータを提供することにある。
もう一つの目的は、上記目的のほかに、複数の術具およ
びマニピュレータを細管内に束ね、挿入部の剛性を高
め、先端の位置決めを支援し、内視鏡等の対物レンズの
洗浄を可能にする作業支援装置を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、次のような解決手段を提供する。請求項１記載発
明は、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、前記中空管の回転または
並進のいずれか一方もしくは双方の駆動機構を有するこ
とを特徴とするものである。そのため、例えば、処置具
のみの挿入交換を迅速かつ容易に行うことができ、関節
部の首振り動作のほかに、中空管の回転や並進動作など
によって作業性が向上する。また、請求項２記載発明
は、中空管の先端部に２点で支持され、先端の位置と姿
勢を制御可能な中空の関節部が、単独で一つの湾曲部を
構成し、前記関節部の独立に操作可能な可動範囲は、前
記一つの湾曲部による湾曲角度もしくは屈曲角度と同等
以上の可動範囲を有し、前記中空管の後端部に、前記関
節部を駆動するとともに、前記中空管全体の回転または
並進のいずれか一方もしくは双方を駆動する駆動部を備
えていることを特徴とするものである。そのため、マニ
ピュレータ自体を取り外すことなく、処置具のみの挿入
交換が迅速かつ容易にでき、多自由度の操作が可能なの
で、操作性および作業性が向上する。また、請求項３記
載発明は、請求項１または２に記載のガイドマニピュレ
ータにおいて、前記関節部は、可動部がワイヤ状の駆動
手段で駆動されることを特徴とするので、先端処置具の
位置姿勢を多自由度に操作できる。また、請求項４記載
発明は、請求項１または２に記載のガイドマニピュレー
タにおいて、前記中空管は、可撓性材料部を有し、管の
向きに対して駆動部の向きを変えられることを特徴とす
るので、複数本の処置具を使用する際の侵襲度合いを低
減できる。また、請求項５記載発明は、請求項１または
２に記載のガイドマニピュレータにおいて、前記関節部
は、複数個を備えていることを特徴とするので、複数の
処置を同時に実施できる。また、請求項６記載発明は、
メスや鉗子などの処置具と、対物レンズやセンサなど
を具備する観察手段とを、細管内に組み込む装置におい
て、請求項１または２に記載のガイドマニピュレータや
処置具や観察手段の挿入部を導き保持するガイドチャネ
ルを備え、前記ガイドチャネルは、前記ガイドマニピュ
レータ等の導入口とは別に、流体を流す穴を設けたこと
を特徴とするものである。そのため、ガイドチャネルを
設けることで挿入孔を小さくし、かつ処置具先端の位置
姿勢の安定性を高めることができる。また、請求項７記
載発明は、請求項６に記載の作業支援装置において、前
記ガイドチャネルは、前記観察手段の対物レンズの物体
側の端面に対して、流体を誘導できる構造を有すること
を特徴とするので、必要に応じてレンズ面を流体で洗浄
でき、正確な観察ができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。なお、本発明になるガイドマニピ
ュレータとは、後述する図３に示すように、中空である
挿入部の内部を通し、先端に保持された処置具の位置姿
勢を誘導するための装置である。図１ａは、複数のガイ
ドマニピュレータと立体内視鏡等の医療器具８をガイド
チャネル２２を用いて束ねたときの構成例を示し、図１
ｂは、ガイドチャネル２２を内部に挿入している挿入管
２０の断面図である。挿入管２０の断面は、図１ａのＤ
−Ｄ’断面で示すような形状で、最も外側には外筒２１
があり、内部に、内視鏡８のレンズやガイドマニピュレ
ータなどの術具７１、７２をガイドするガイドチャネル
２２を包んで保持する。ガイドチャネル２２内には内視
鏡用レンズや術具を導入し、ガイドする導入口２３、２
４が必要個数分設けられている。また、流体を通す細い
穴が空いている。４つの小さな穴がその流体用開口２５
である。ガイドマニピュレータ７１、７２はガイドチャ
ネル２２の導入口２３に通し、内視鏡などの医療器具８
は導入口２４に通される。

【００１６】駆動部用湾曲部３は可撓性のある材料で構
成されており、それぞれの駆動部５が邪魔にならないよ
うに駆動部用湾曲部３を湾曲させ、複数の挿入部を細く
束ねることが可能となっている。これにより、ガイドチ
ャネル２２の径を小さくすることが可能となり、複数の
ガイドマニピュレータおよび医療器具８を一つの小さな
挿入孔から挿入し、処置することができる。そのため、
従来より人体に対して侵襲度の低い手術が可能となる。
駆動部用湾曲部３は、湾曲し、かつ同時に駆動部５から
挿入腕部固定部４（図３）に与えられる並進・回転の力
を、挿入腕部２（図３）へ伝達できることが必要である
ため、フッ素樹脂などの、可撓性があり、かつある程度
の剛性も備えた合成樹脂で加工されている。

【００１７】図２は、体腔内に挿入する細い管内に、細
いマニピュレータや術具と内視鏡レンズを組み込み、低
侵襲での手術を支援する装置において、体腔内に小さな
穴から挿入される挿入管２０と、それを保持する装置の
全体を示している。図２ではマニピュレータが一つ保持
装置に装備された場合を図示している。駆動部５は、内
視鏡用カメラや細いマニピュレータや術具を駆動する機
構である。これらを保持装置Ｓ４で保持し、定位に位置
決めする。保持装置Ｓ４は、保持台Ｓ１によって固定さ
れる。頭部固定枠Ｓ３によって、患者の頭部Ｓ９を固定
する。これらは、手術台Ｓ２の上に固定する。このう
ち、本発明の実施形態としては、マニピュレータおよび
挿入管２０を対象としている。

【００１８】図３では、ガイドマニピュレータの全体構
成を示す。ガイドマニピュレータは挿入部６と駆動部５
からなる。挿入部６は、関節部１、挿入腕部２、駆動部
用湾曲部３、挿入腕固定部４から構成される。ガイドマ
ニピュレータの挿入部６は中空になっている。そのた
め、ガイドマニピュレータ内部へ処置具を誘導するため
に、駆動部５の一部に設けられた処置具挿入口５０か
ら、挿入部６の先端まで処置具を挿入することができ
る。処置具挿入口５０の設置される位置は、図１に示さ
れる位置である必要はなく、挿入される処置具および駆
動部の構成や、他の器具などの都合で駆動部内に決定す
ればよい。関節部の首振り方向Ａの駆動、挿入部の回転
方向Ｂの駆動、並進方向Ｃの駆動により、処置具先端を
患部等の処置対象部位へ誘導し、処置具の操作が行え
る。駆動部用湾曲部３を湾曲させることにより、関節部
１および挿入腕２の挿入方向に対し、駆動部の位置を変
えることができる。なお、関節部１は、先端側関節部１
１と基部側関節部１２とから構成される。また、図で
は、挿入部の回転方向Ｂは、回転軸７を中心に回転する
ようになっている。

【００１９】図４は、関節部１の断面構造を示す。図３
に示した挿入部６の内部には、ワイヤガイドチューブ１
４と処置具ガイドチューブ１３が内包されている。ワイ
ヤガイドチューブ１４の内部を、駆動ワイヤ１５もしく
は戻しワイヤ１６が通されている。関節部は先端側関節
部１１と基部側関節部１２とから構成され、駆動ワイヤ
１５および戻しワイヤ１６は、先端側関節部１１に固定
される。関節部１および挿入腕２の表面は、被服１７で
被服されており、被服１７は口金１８で固定されてい
る。

【００２０】図５は、駆動部５の構成を示す。図３に示
した挿入部６は、挿入腕固定部４にて駆動部５に結合さ
れている。駆動ワイヤ１５は中間プーリ５４を経て、首
振り駆動モータ５２の出力軸に設けられたワイヤ巻き取
りプーリ５３に巻き取られる。戻しワイヤ１６は戻しバ
ネ５５の一端に結合されており、戻しバネ５５の他端は
バネ固定板５６に固定されている。これにより、前記ワ
イヤ１６は常に、張力を受けている。戻しワイヤ１６を
戻しバネ５５で引く手法は一例であり、バネではなく、
首振り駆動モータとは別のモータによって戻しワイヤ１
６を引く手法も当然可能である。符号５２から５６など
の関節を駆動するためのパーツにより、首振りユニット
５１が構成される。首振りユニット５１は回転伝達手段
５９を経て、回転駆動モータ５８と組み合わされてい
る。首振りユニット５１と回転駆動モータ５８、回転伝
達手段５９などをまとめて、回転ユニット５７が構成さ
れている。前記回転ユニット５７は並進手段５ｆを経て
並進駆動モータ５ｅに結合される。首振りユニット５１
を含む回転ユニット５７と、並進手段５ｆおよび並進駆
動モータ５ｅなどをまとめて並進ユニット５ｄが構成さ
れる。

【００２１】首振り駆動モータ５２を駆動させ、駆動ワ
イヤ１５を引いたり緩めたりすると、駆動ワイヤ１５も
しくは戻しワイヤ１６が先端側関節１１に駆動力を伝
え、図３に示した首振り方向Ａの駆動が行われる。回転
駆動モータ５８を駆動させると、回転伝達手段５９が首
振りユニット５１へ回転の駆動力を伝え、挿入部６は図
３に示した回転方向Ｂの駆動を行う。並進駆動モータ５
ｅを駆動させると、並進伝達手段５ｆが回転ユニット５
７へ並進の駆動力を伝え、挿入部６の図３に示した並進
方向Ｃの駆動を行う。これらの駆動によって、操作者
は、処置具挿入口５０から挿入した処置具の位置姿勢を
誘導できる。また、挿入部６を駆動部５から取り外すこ
とが可能であり、挿入部６のみ使い捨てにできる。

【００２２】図６は、関節の構造を示す。基部側関節部
１２の凹側支持部１ａに設けられた填め込み穴１ｃに、
先端側関節部１１の凸側支持部１ｂに設けられた填め込
み突起１ｄを填め込むことで、関節部１が構成される。
前記支持部１ａ、１ｂの根本には、填め込みの際の湾曲
により、前記支持部が塑性変形を起こさないように、ス
リット１ｋ、１ｎを設け、填め込み後にも十分な把持力
を保てるようにする。図６では、基部側関節部１２に、
スリットを設けた例を示しているが、先端側関節部１１
にスリットを設けることも当然可能である。また、場合
によっては、基部側および先端側の両方に設けることも
ありうる。

【００２３】該戻しワイヤ１６はワイヤ固定溝１ｆに固
定され、ワイヤガイドチューブ固定溝１ｇに固定された
ワイヤガイドチューブ１４にて駆動部５まで誘導され
る。概駆動ワイヤ１５はワイヤ固定溝１ｅに固定され、
前記ワイヤガイドチューブ１４にて駆動部５まで誘導さ
れる。ワイヤ固定溝は管壁の外側でも内側でもよい。ま
た、管壁に固定用の穴を設けることも当然可能である。

【００２４】首振り角の範囲は端面１ｉ、１ｊのカット
された角度によって規定される。端面が合わさるまで関
節を曲げたとき、駆動用ワイヤ１５が端面１ｉと端面１
ｊの間に挟まり邪魔になることがないように、ワイヤ逃
げ用溝１ｈを端面１ｊに施す。これにより、前記端面に
て首振り角の範囲が規定され、かつ、首振り角全般にわ
たり駆動ワイヤ１５が操作の邪魔になることはない。

【００２５】図７ａ、図７ｂ、図７ｃは、挿入管２０の
先端におけるガイドチャネル状態を示している。図７ａ
に示すように、ガイドチャネル２２には、導入口の他に
４つの流体用開口２５が設けられている。ガイドチャネ
ル先端端面には、内視鏡用レンズ８１を取り囲むよう
に、薄板２２１が入るための凹部がある。さらに、内視
鏡用レンズ近傍の流体用開口２５を取り囲むように、さ
らに深い凹部２２２０を形成する。そして、薄板２２１
をはめ込み固定する。これにより、Ｅ−Ｅ’断面は図７
ｂのようになる。また、Ｆ−Ｆ’断面は、図７ｃのよう
になる。

【００２６】図７ｃからわかるように、内視鏡レンズ面
に対し、流体用開口２５から凹部２２２０を通り、流体
用の通路が形成できる。内視鏡用レンズ８１は、その中
心から固有の視野を持っている。凹部２２２０の深さ、
薄板２２１の厚さを加えた長さが、レンズの視野角境界
Ｌに対して、図７ｃのように、干渉しないように設定す
る。つまり、図７ｃのＧの位置が、視野角境界Ｌに干渉
しないように設定する。このようにすることで、内視鏡
で観察しているときに、内視鏡用レンズ面の汚れなど
を、流体によって洗い流すことが容易に可能となる。ま
た、このようにガイドチャネルに、細い穴を設けること
で、流体を通すことができ、洗浄のためのチューブが不
要になる。さらに、洗浄だけでなく吸引に用いることも
できる。

【００２７】図８は、駆動部用湾曲部３を湾曲させた状
態で、ガイドマニピュレータを保持するための装置へ固
定する方法を示している。マニピュレータ保持部品９に
は、ガイドマニピュレータの挿入部６を通すための誘導
孔９１があいている。前記誘導孔９１の挿入部出口側は
挿入部６とほぼ同じ径の穴になっており、他方の挿入部
入り口側はスリット状に広がっている。これにより、剛
性の高い関節部１および挿入腕部２をまっすぐに通し、
その後、駆動部用湾曲部３で湾曲させ駆動部５を固定す
ることができる。

【００２８】駆動部５はマニピュレータ保持部品９の取
り付け面９２に固定され、マニピュレータ保持部品９は
取り付け面９３にて保持装置に固定される。これによ
り、駆動部用湾曲部３の湾曲角度を固定したまま、マニ
ピュレータを保持装置に取り付けられる。また、誘導孔
９１のスリットの広がり具合は、挿入部６を通すことが
でき、かつ、回転方向Ｂの回転駆動および並進方向Ｃの
並進駆動を行う際、スムーズに前記駆動が行えるように
形状および表面加工されている。駆動部用湾曲部３を湾
曲させた状態で駆動部を固定すると、誘導孔９１の入り
口側には隙間が生じる。ここに隙間を埋めるような部材
を填め込むと挿入部の遊びを押さえることができ、操作
精度を向上させることができる。

【００２９】図９は、多方向首振り関節の一実施形態を
示している。先端側関節部１０１の基部側関節部１０２
に対する首振り角を規定する端面１ｉ、１ｊの加工を、
支持部１ａあるいは１ｂを挟んだ両側に施すことによ
り、多方向の首振りを可能にしている。

【００３０】図１０は、多点首振り関節の一実施形態を
示している。関節部１１１および関節部１１３は、図６
の先端側関節部１１および基部側関節部１２と同じもの
だが、中間関節部１１２は、関節部１１１と関節部１１
３の支持部１ａ、１ｂとそれぞれ反対の端面を互いに結
合したような形状をしている。これを関節部１１１と関
節部１１３の間に一つ、もしくは複数填め込むことで、
首振りの関節を複数持つことが可能になる。

【００３１】図１１は、多点異方向首振り関節の一実施
形態を示している。図１０の実施形態と同様に、関節部
１２１と関節部１２３を支持部１ａ、１ｂと反対の端面
で結合しているが、それぞれを異なった向きで結合した
状態で関節部１２２を形成している。関節部１２２を途
中に填め込むことで関節先端の自由度が増し、操作者の
意図をより的確に反映させ、作業性を向上させることが
できる。なお、図１０、図１１に示す関節は、それぞれ
の可動部が、従来の一つの湾曲部に相当し、それぞれ独
立に駆動できる。

【００３２】図１２は、挿入腕部２と駆動部用湾曲部３
の結合方法について示している。前記結合は剛性の高い
金属もしくは合成樹脂と、可撓性のある合成樹脂との結
合になる。駆動部用湾曲部としてフッ素樹脂などを使用
する場合、これらの材料の接着性の悪さから、端部２
ａ、３ａのようにネジを切る、もしくは２ｂ、３ｂのよ
うな竹の子型、他に波形、格子型等のように、互いに凹
凸がかみ合うような表面加工を施し、填め込みのみでも
充分な結合力を得られるようにする。さらに、かみ合い
の隙間などに接着剤を充填することで、結合力を向上さ
せることもできる。図１２では挿入腕部２と駆動部用湾
曲部３の結合例を示したが、挿入腕部２はそのまま挿入
腕固定部４に置き換えても同様である。また、挿入腕部
２を雄、駆動部用湾曲部３を雌として加工例を示した
が、これが逆になっても全く構わない。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
マニピュレータ自体を取り外すことなく、処置具のみの
挿入交換が迅速かつ容易に行えるため、作業性の向上に
効果がある。また、挿入部の剛性が高いことから、不意
の外力に対して先端処置具の位置がずれることがない。
さらに、ワイヤ駆動で多自由度の操作が可能なため、操
作性および安全性の向上に効果がある。

【００３４】また、小さな曲率半径で先端処置具の位置
姿勢を誘導できるので、内視鏡などの狭い視野内での作
業性の向上に効果がある。また、一つの小さな挿入孔か
ら複数本のガイドマニピュレータを束ねて挿入できるの
で、人体への侵襲度合いの低減に効果がある。また、複
数のマニピュレータおよび医療器具の先端の位置や剛性
を保ち、安定性を高められるので、精密で微細な治療の
安全性、信頼性の向上に効果がある。さらに、流体用開
口から洗浄液を出したり、吸引することにより、内視鏡
レンズを含むガイドチャネル端面の洗浄が容易になると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】複数のガイドマニピュレータと他の医療器具と
を細く束ねた構成図。

【図２】低侵襲での手術を支援する装置の構成図。

【図３】ガイドマニピュレータの側面図。

【図４】ガイドマニピュレータの挿入部の断面図。

【図５】ガイドマニピュレータの駆動部側面図。

【図６】ガイドマニピュレータの関節部の側面図。

【図７】ガイドチャネルの先端の図。

【図８】ガイドマニピュレータの保持部品断面図。

【図９】ガイドマニピュレータの多方向首振り関節部の
側面図。

【図１０】ガイドマニピュレータの複数連結した首振り
関節部の側面図。

【図１１】ガイドマニピュレータの首振り方向の異なる
複数の関節を有する構成例の側面図。

【図１２】挿入部の高剛性材料と可撓性材料の接合部断
面図。

【図１３】従来の湾曲部の構成図。

【符号の説明】

１微細関節部１ａ凹側支持部１ｂ凸側支持部１ｃ填め込み穴１ｄ填め込み突起１ｅワイヤ固定溝１ｆワイヤ固定溝１ｇワイヤガイドチューブ固定溝１ｈワイヤ逃げ用溝１ｉ先端側接触端面１ｊ基部側接触端面１ｋ凸側填め込み支持スリット１ｎ凸側填め込み支持スリット２挿入腕部２ａネジタイプの挿入腕部填め込み加工端２ｂ凹凸タイプの挿入腕部填め込み加工端３駆動部用湾曲部３ａネジタイプの駆動部用湾曲部填め込み加工端３ｂ凹凸タイプの駆動部用湾曲部填め込み加工端４挿入腕固定部５駆動部５ｄ並進ユニット５ｅ並進駆動モータ５ｆ並進手段６挿入部７挿入部回転軸８医療器具の一例９マニピュレータ保持部品１１先端側関節１２基部側関節１３処置具ガイドチューブ１４ワイヤガイドチューブ１５駆動ワイヤ１６戻しワイヤ１７被服１８被服固定用口金２０挿入管２１外筒２２ガイドチャネル２３導入口２４導入口２５流体用開口５０処置具挿入口５１首振りユニット５２首振り駆動モータ５３ワイヤ巻き取りプーリ５４中間プーリ５５戻しバネ５６バネ固定板５７回転ユニット５８回転駆動モータ５９回転伝達手段７１１本目のマニピュレータ７２２本目のマニピュレータ８１内視鏡用レンズ９１誘導孔９２取り付け面９３取り付け面１０１多方向首振りタイプ関節の先端側関節部１０２多方向首振りタイプ関節の基部側関節部１１１複数連結タイプ関節の先端側関節部１１２複数連結タイプ関節の中間関節部１１３複数連結タイプ関節の基部側関節部１２１多点異方向首振りタイプ関節の先端側関節部１２２多点異方向首振りタイプ関節の中間関節部１２３多点異方向首振りタイプ関節の基部側関節部２２１薄板２２２０凹部Ａ首振り方向Ｂ回転方向Ｃ並進方向Ｓ１保持台Ｓ２手術台Ｓ３頭部固定枠Ｓ４保持装置Ｓ９患者の頭部Ｌ内視鏡の視野角境界

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】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、前記中空管の回転
または並進のいずれか一方もしくは双方の駆動機構を有
することを特徴とするガイドマニピュレータ。
【請求項２】中空管の先端部に２点で支持され、先端
の位置と姿勢を制御可能な中空の関節部が、単独で一つ
の湾曲部を構成し、前記関節部の独立に操作可能な可動
範囲は、前記一つの湾曲部による湾曲角度もしくは屈曲
角度と同等以上の可動範囲を有し、前記中空管の後端部
に、前記関節部を駆動するとともに、前記中空管全体の
回転または並進のいずれか一方もしくは双方を駆動する
駆動部を備えていることを特徴とするガイドマニピュレ
ータ。
【請求項３】請求項１または２に記載のガイドマニピ
ュレータにおいて、前記関節部は、可動部がワイヤ状の
駆動手段で駆動されることを特徴とするガイドマニピュ
レータ。
【請求項４】請求項１または２に記載のガイドマニピ
ュレータにおいて、前記中空管は、可撓性材料部を有
し、管の向きに対して駆動部の向きを変えられることを
特徴とするガイドマニピュレータ。
【請求項５】請求項１または２に記載のガイドマニピ
ュレータにおいて、前記関節部は、複数個を備えている
ことを特徴とするガイドマニピュレータ。
【請求項６】メスや鉗子などの処置具と、対物レンズ
やセンサなどを具備する観察手段とを、細管内に組み込
む装置において、請求項１または２に記載のガイドマニ
ピュレータや処置具や観察手段の挿入部を導き保持する
ガイドチャネルを備え、前記ガイドチャネルは、前記ガ
イドマニピュレータ等の導入口とは別に、流体を流す穴
を設けたことを特徴とする作業支援装置。
【請求項７】請求項６に記載の作業支援装置におい
て、前記ガイドチャネルは、前記観察手段の対物レンズ
の物体側の端面に対して、流体を誘導できる構造を有す
ることを特徴とする作業支援装置。