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WO2016194262A1 - 医療用マニピュレータシステム - Google Patents

医療用マニピュレータシステム Download PDF

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Publication number
WO2016194262A1
WO2016194262A1 PCT/JP2015/082118 JP2015082118W WO2016194262A1 WO 2016194262 A1 WO2016194262 A1 WO 2016194262A1 JP 2015082118 W JP2015082118 W JP 2015082118W WO 2016194262 A1 WO2016194262 A1 WO 2016194262A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
base
overtube
manipulator
base end
movable
Prior art date
Application number
PCT/JP2015/082118
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
勝 柳原
岸　宏亮
Original Assignee
オリンパス株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by オリンパス株式会社 filed Critical オリンパス株式会社
Priority to EP15894294.6A priority Critical patent/EP3305237A4/en
Priority to CN201580075580.3A priority patent/CN107205789B/zh
Priority to JP2017510696A priority patent/JP6147460B2/ja
Publication of WO2016194262A1 publication Critical patent/WO2016194262A1/ja
Priority to US15/804,068 priority patent/US10201394B2/en

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    • A61B2090/034—Abutting means, stops, e.g. abutting on tissue or skin abutting on parts of the device itself
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    • A61M39/08—Tubes; Storage means specially adapted therefor
    • A61M2039/082—Multi-lumen tubes
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    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B3/00—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form
    • B32B3/26—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer
    • B32B3/266—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer characterised by an apertured layer, the apertures going through the whole thickness of the layer, e.g. expanded metal, perforated layer, slit layer regular cells B32B3/12

Definitions

  • the present invention relates to a medical manipulator system.
  • the double-structure catheter of Patent Document 1 is inserted into the body with the inner catheter pre-inserted in the outer catheter, but when the manipulator is inserted into the channel of the overtube after first inserting the overtube, Alternatively, when replacing the manipulator, inserting the manipulator along the surface of the base at the base end of the overtube fixed to the flat base will cause the clean manipulator inserted into the body to become dirty on the base. There is a high possibility that it will touch any part.
  • the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and provides a medical manipulator system capable of improving the insertability of a manipulator from the proximal end of an overtube fixed to a flat base into a channel.
  • the purpose is to do.
  • One embodiment of the present invention includes a manipulator having a treatment portion at the distal end of a long portion, a proximal end drive portion for driving the treatment portion at a proximal end, and a channel through which the manipulator penetrates in the longitudinal direction.
  • a base having an upper surface provided with a drive source for supplying a driving force to the portion, and the support portion horizontally supports a longitudinal axis at a base end portion of the attached overtube;
  • the movable portion provided so as to be movable between a second position that supports the base end portion at a position spaced from the upper surface rather than the position, and the base end drive portion is removed from the drive source.
  • a medical manipulator system comprising a biasing unit for moving the movable portion to said second position.
  • the long portion of the manipulator is inserted into the channel of the overtube from the treatment portion side of the distal end.
  • the proximal end is exposed by the driving force from the drive source by connecting the proximal end drive section exposed from the proximal end of the overtube to the base drive source. It is possible to operate the affected part by operating the drive unit and driving the treatment unit by the proximal drive unit.
  • the movable portion of the support portion is moved to the second position by the operation of the urging portion.
  • the insertion operation can be performed without worrying that the manipulator contacts the upper surface of the base. it can. Thereby, insertability can be improved.
  • the manipulator protruding from the base end portion with the longitudinal axis at the base end portion of the overtube being horizontal by moving the movable portion from the second position to the first position.
  • the base end drive unit of the manipulator can be easily attached to the drive source provided on the upper surface of the base.
  • the movable part may be provided so as to be swingable around a horizontal axis. In this way, when the movable part is swung around the horizontal axis and disposed at the first position, the longitudinal axis at the proximal end portion of the overtube attached to the movable part is disposed in the horizontal direction, and the manipulator It is possible to facilitate connection of the proximal drive unit to the drive source.
  • the movable unit is swung around the horizontal axis by the urging unit and disposed at the second position.
  • the opening of the provided channel can be upward or obliquely upward.
  • the biasing portion may be an elastic member that applies a resilient force to the support portion in the direction of the second position.
  • the said support part is provided in the said base so that attachment or detachment is possible, It is equipped with the drape with which it mounts
  • the drape when the drape is attached to the base, at least a part of the base is covered with the drape.
  • the support is attached to the base with the drape in between, and the manipulator is inserted into the channel from the proximal end of the overtube that is arranged above the drape and attached to the movable part of the support arranged at the second position. Insertion can be made, the movable part can be placed in the first position, and the proximal drive part of the manipulator can be connected to the drive source.
  • the said support part is provided in the said base so that attachment or detachment is possible, it may be provided integrally with the drape with which it mounts
  • the drape provided integrally with the support portion is mounted so as to cover at least a part of the base.
  • the said overtube is attached to the said movable part of the said support part so that attachment or detachment is possible,
  • the drape attached so that at least one part of the said base may be coat
  • the said overtube carries out the said drape It may be attached to the movable part with being sandwiched.
  • the drape may have an opening that exposes at least the drive source, and is mounted so as to cover the base by exposing the drive source from the opening.
  • the base is covered with the drape in a state where the drive unit is exposed from the opening provided in the drape.
  • the proximal end drive part of the manipulator can be connected to the drive source exposed from the opening provided in the drape.
  • the concave portion disposed at the vertically lower position of the proximal end portion By receiving and storing, outflow to the outside can be suppressed.
  • the manipulator can be inserted into the channel from the base end of the overtube fixed to the flat base.
  • FIG. 5A It is a front view which shows the state which rocked the movable part from the state of FIG. 5B, and connected the base end drive part of the manipulator to the motor unit.
  • FIG. 6B is a perspective view showing a state in which an overtube is fitted into a groove provided in the movable part of the support part of FIG. 6A.
  • FIG. 1 It is a modification of the medical manipulator system of FIG. 1, Comprising: It is a disassembled perspective view explaining the case where it has a drape. It is a perspective view which shows the state which assembled the console, drape, and support part of FIG. 7A. It is a perspective view of the console which shows the other modification of the medical manipulator system of FIG.
  • the medical manipulator system 1 includes an operation input unit 2 operated by an operator O, an overtube 3 inserted into a body cavity of a patient P, Two manipulators 5 respectively inserted into the two channels 4 of the overtube 3, a control unit 6 that controls the manipulator 5 based on the operation of the operation input unit 2, and a monitor 7, these operation input units 2 And a console (base) 8 on which a control unit 6 and a monitor 7 are arranged.
  • the manipulator 5 includes an insertion portion (long portion) 9 to be inserted into the body of the patient P via a channel 4 of the overtube 3 described later, and a distal end of the insertion portion 9.
  • the movable part 10 provided, and the proximal end drive part 11 which is arrange
  • the movable part 10 is disposed at the forefront, and includes a treatment part 12 that acts on and treats the affected part in the body, and a plurality of joints 13 that change the distal end position and posture of the treatment part 12.
  • the treatment unit 12 is, for example, a grasping forceps or a high-frequency knife.
  • the proximal end drive unit 11 is provided with an engagement piece 16 for detachably connecting to an engagement recess 15 provided in a motor unit 14 described later.
  • the overtube 3 is a tube made of a flexible material. As shown in FIG. 2, the overtube 3 is a single tube that passes through two manipulator channels (channels) 4 that penetrate the manipulator 5 and the endoscope 17. A distal-side tubular portion 19 having one endoscope channel 18, extending from the proximal end of the distal-side tubular portion 19 so as to extend the two manipulator channels 4 toward the proximal end, and further on the proximal end side And a proximal end tubular portion (base end portion) 20 branched into two.
  • the operation input unit 2 includes a first operation unit 21 that is gripped and operated by the hand of the operator O, and a second operation unit that is operated by the wrist or arm of the operator O. 22, and a command transmission unit 23 that transmits the operation commands input by these operation units 21 and 22 to the manipulator 5.
  • the first operation unit 21 is configured to be similar to the movable unit 10 of the manipulator 5, and the distal end portion 25 supported by the same number of joints 24 as the movable unit 10 is held by the hand of the operator O, It can be moved by palm or fingers.
  • the first operation unit 21 is provided with a sensor (not shown) that detects the angles of the joints 24 constituting the first operation unit 21.
  • each first operation unit 21 can input an operation command with the palm or finger of the operator O and generate an operation command including an electrical signal.
  • the second operation unit 22 includes an arm rest 26 fixed to the base of the first operation unit 21 and a linear motion mechanism that supports the arm rest 26 and the first operation unit 21 so as to be integrally movable. 27.
  • the arm rest 26 is arranged at a position where the arm near the wrist of the hand that grips the distal end portion 25 is placed when the operator O grips the distal end portion 25 of the first operation portion 21.
  • the linear motion mechanism 27 supports a slider 28 for fixing the arm rest 26 and the first operation unit 21 and the slider 28 movably in the horizontal direction as indicated by black arrows in FIGS. And a straight guide 36.
  • the position of the first operation unit 21 can be moved while maintaining the posture in which the first operation unit 21 is held by moving the slider 28 in the horizontal direction by the arm placed on the arm rest 26. It has become.
  • the second operation unit 22 inputs an operation command using the wrist or arm of the operator O, and generates an operation command using the force input by the wrist or arm as the mechanical driving force of the two sliders 28. Be able to.
  • the command transmission unit 23 includes an electrical signal transmission unit 29 that connects the first operation unit 21 and the proximal drive unit 11, a mechanical power transmission unit 31 that connects the second operation unit 22 and the advance / retreat mechanism 30, and It has.
  • the electric signal transmission unit 29 transmits an operation command including the electric signal generated by the first operation unit 21 to the control unit 6 and supplies the command signal generated by the control unit 6 to each motor of the motor unit 14. It is supposed to be.
  • the control unit 6 calculates the rotational movement amount and the rotational speed of each motor of the motor unit 14 on the basis of the operation command generated by the first operation unit 21 and controls each motor.
  • the mechanical power transmission unit 31 includes a transmission unit 32 that converts a linear operation of moving the sliders 28 of the operation input unit 2 back and forth into a linear operation of the advance / retreat mechanism 30.
  • the transmission unit 32 includes a first rack-and-pinion mechanism 33 that converts a linear movement amount of the slider 28 of the operation input unit 2 into a rotation angle, and a linear movement amount of the forward / backward mechanism 30.
  • a second rack-and-pinion mechanism 34 that converts to a pulley, pulleys 37, 38 fixed to the pinion gears 35 of the rack-and-pinion mechanisms 33, 34, and a belt 39 spanned around the pulleys 37, 38, respectively. It has.
  • a device that electrically transmits power may be employed.
  • the console 8 includes two support portions 41 for attaching the proximal end portions of the proximal-side tubular portions 20 of the overtube 3 to the horizontally disposed flat upper surface,
  • a motor unit (drive source) including a motor or the like (not shown) for supplying power to each base end drive unit 11 detachably connected to the base end drive unit 11 of each manipulator 5 inserted in the tube 3. 14 and an advance / retreat mechanism 30 that linearly moves the motor unit 14.
  • Each support portion 41 has a movable member (movable portion) 42 to which the proximal end portion of the proximal end side tubular portion 20 of the overtube 3 is attached, and the movable member 42 can be swung around the horizontal axis on the upper surface of the console 8.
  • a bracket 43 to be attached and a spring (biasing portion, elastic member) 44 for urging the base end side of the movable member 42 upward are provided.
  • the spring 44 is, for example, a torsion spring disposed between the bracket 43 and the movable member 42, but is not limited thereto.
  • the movable member 42 of each support part 41 swings the proximal end side tubular part 20 of each attached overtube 3 around the horizontal axis, thereby providing the manipulator 5 provided on the end surface of the proximal end side tubular part 20.
  • first position where the opening of the channel 4 is inserted in the horizontal direction
  • second position which is obliquely upward.
  • the overtube 3 is inserted into the body cavity of the patient P, and the proximal-side tubular part 20 of the overtube 3 is consoled. 8 is attached to the movable member 42 of the support part 41 provided on the upper surface of 8. Further, the insertion portion of the endoscope 17 is inserted through the endoscope channel 18 of the overtube 3.
  • the opening of the proximal-side tubular portion 20 of the overtube 3 is urged obliquely upward as shown in FIG. 5A by the spring 44 provided in the support portion 41, so that the manipulator 5 is moved from the opening.
  • the workability at the time of inserting into the manipulator channel 4 of the overtube 3 can be improved. That is, since the opening of the proximal end side tubular portion 20 of the overtube 3 is obliquely upward, the manipulator 5 can be inserted obliquely from above, and the manipulator 5 is placed at a position sufficiently away from the upper surface of the console 8. It can be handled.
  • the manipulator 5 may come into contact with the motor unit 14 by handling the manipulator 5 at a position sufficiently away from the upper surface of the console 8.
  • the cleanliness of the manipulator 5 can be maintained. That is, the operator O who inserts the manipulator 5 into the overtube 3 can reduce the attention he pays when operating the manipulator 5 so as not to contact the upper surface of the console 8, thereby improving workability.
  • the movable member 42 is made substantially horizontal against the urging force of the spring 44.
  • the base end drive unit 11 of the manipulator 5 is connected to the motor unit 14 on the upper surface of the console 8.
  • the proximal drive unit 11 is maintained in the connected state to the motor unit 14. The As a result, the driving force of the motor unit 14 can be transmitted to the proximal drive unit 11.
  • the manipulator 5 comes into contact with the motor unit 14 that is difficult to sterilize when the proximal end drive unit 11 is connected to the motor unit 14, the cleanliness of the proximal end drive unit 11 of the manipulator 5 is impaired.
  • the movable portion 10 at the distal end of the manipulator 5 disposed in the body of the patient P interposes the long elongated portion 9 with the proximal end drive portion 11, so that the cleanliness is not impaired.
  • the tip of the manipulator 5 protrudes from the tip of the manipulator channel 4 of the overtube 3 and is placed close to the affected part in the body cavity.
  • the operation input unit 2 is operated while confirming the image acquired by the endoscope 17 on the monitor 7.
  • the operator O holds the tip portions 25 of the two pairs of the first operation units 21 with both hands and two arms of both hands as shown in FIG. 4. It puts on each arm stand 26 of a pair of each 2nd operation part 22.
  • the rectilinear movement amount converted into the rotation angle of the first rack and pinion mechanism 33 is transmitted to the second rack and pinion mechanism 34 via the pulleys 37 and 38 and the belt 39, and is converted into the rectilinear movement amount of the advance and retreat mechanism 30. Converted. Since the motor unit 14 is fixed to the advance / retreat mechanism 30, the base end drive unit 11, the long unit 9, and the movable unit 10 connected to the motor unit 14 are integrally formed along the longitudinal direction of the long unit 9. Moved. Thereby, the treatment part 12 located at the front-end
  • the movement amount is detected by a sensor provided in each joint 24 and is used as an electric signal. It is transmitted to the control unit 6.
  • an electric operation command for operating each joint 13 of the movable unit 10 so as to coincide with the angle of each joint 24 detected by the sensor is calculated, and the motor unit 14 connected to each joint 13. Supplied to the motor.
  • the distal end position of the treatment unit 12 provided at the distal end of the movable unit 10 is precisely moved electrically and as instructed by the palm or fingers.
  • the engagement between the engagement piece 16 provided on the proximal end drive unit 11 of the manipulator 5 and the motor unit 14 is performed.
  • the engagement with the recess 15 is released, and the proximal drive unit 11 is removed from the motor unit 14.
  • the movable member 42 is swung by the spring 44 and the opening of the proximal end side tubular portion 20 of the overtube 3 is disposed obliquely upward, so that the manipulator 5 can be pulled out obliquely upward.
  • the manipulator 5 can be pulled out at a position away from the upper surface of the console 8. Therefore, the possibility that the distal end portion of the manipulator 5 arranged in the body of the patient P contacts the console 8 can be reduced.
  • body fluid such as blood of the patient P may flow out of the body via the manipulator channel 4 of the overtube 3.
  • the body head can be prevented from overflowing from the opening by increasing the head of the overtube 3 so that the opening of the proximal-side tubular portion 20 is obliquely upward.
  • the opening provided in the base end portion is separated from the upper surface of the console 8 by swinging the movable member 42 to which the base end side tubular portion 20 of the overtube 3 is attached around the horizontal axis.
  • the movable member 42 may be translated in the vertical direction.
  • the movable member 42 is swung by the spring 44, it may be driven by a motor or the like instead.
  • the movable member 42 of the support portion 41 employs a structure in which the proximal end side tubular portion 20 of the overtube 3 is detachably attached. Also good.
  • the movable member 42 may be one having a groove 45 having a cross-sectional shape that narrows toward the opening.
  • the overtube 3 is pressed against the opening of the groove 45, and the overtube 3 is pushed into the groove 45 while being elastically deformed or the support portion 41 is elastically deformed. 3 can be attached to the movable member 42.
  • the elastically deformable support portion 41 itself plays the role of the torsion spring described above. In this case, the torsion spring can be omitted.
  • the bracket 43 of the support portion 41 is detachable from the upper surface of the console 8, and the upper surface of the console 8 is covered with the drape 46.
  • the bracket 43 of the support portion 41 may be attached to the console 8.
  • the drape 46 is provided with an opening 47 through which the motor unit 14 linearly moved by the advance / retreat mechanism 30 is exposed, and a hole 49 through which the shaft 48 for attaching the bracket 43 of the support portion 41 to the upper surface of the console 8 is provided. It has been.
  • a relatively hard material with little shape deformation for example, silicone rubber or plastic may be used.
  • the manipulator 5 can further contact the unclean area on the upper surface of the console 8 when the manipulator 5 is loaded into the manipulator channel 4 of the overtube 3. There is an advantage that cleanliness can be maintained with less.
  • the support part 41 and the drape 46 may be comprised integrally.
  • the proximal end side tubular portion 20 of the overtube 3 and the movable member 42 may be provided so as not to be detachable, and the bracket 43 may be provided detachably with respect to the upper surface of the console 8.
  • proximal-side tubular portion 20 of the overtube 3 and the movable member 42 are provided in a non-detachable manner, and the bracket 43 and the drape 46 are provided in a non-detachable manner.
  • the drape 46 a deformable soft material such as thin vinyl is adopted, and when the proximal end side tubular portion 20 of the overtube 3 is fitted into the groove 45 provided in the movable member 42 in the form shown in FIG. 6A.
  • the drape 46 may be inserted.
  • the support part 41 may be fixed to the upper surface of the console 8 so as not to be detachable.
  • a recess 50 may be provided in the vertically lower side of the base end side of the movable member 42 of the support portion 41 on the upper surface of the console 8.
  • the support portion 41 is illustrated as being provided on the console 8, but instead of this, the support portion 41 is provided at the proximal end side tubular portion 20 of each overtube 3. May be.

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Abstract

平坦なベースに固定されたオーバーチューブの基端へのマニピュレータの挿入性を向上することを目的として、本発明に係る医療用マニピュレータシステム（１）は、先端に処置部（１２）を有し、基端に処置部（１２）を駆動する基端駆動部（１１）を有するマニピュレータ（５）と、マニピュレータ（５）を長手方向に貫通させるチャネル（４）を有するオーバーチューブ（３）と、オーバーチューブ（３）の基端部を取り付ける支持部（４１）と、基端駆動部（１１）に駆動力を供給する駆動源（１４）とを上面に備えるベース（８）とを備え、支持部（４１）が、オーバーチューブ（３）の基端部における長手軸を水平に支持する第１の位置と、第１の位置よりも基端部を上面から離間させた位置に支持する第２の位置との間で移動可能に設けられた可動部と、基端駆動部（１１）が駆動源（１４）から取り外された状態で、可動部を第２の位置に移動させる付勢部とを備える。

Description

医療用マニピュレータシステム
　本発明は、医療用マニピュレータシステムに関するものである。
　アウターカテーテル内にインナーカテーテルを挿入した状態で、アウターカテーテルの基端側およびインナーカテーテルの基端側にそれぞれ設けられた接続部を、平坦なベースに並んで設けられた駆動部に同時に着脱する二重構造カテーテルが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
米国特許第７９７２２９８号明細書
　特許文献１の二重構造カテーテルは、アウターカテーテル内にインナーカテーテルを予め挿入した状態のものを体内に挿入するが、最初にオーバーチューブを挿入した後に、オーバーチューブのチャネルにマニピュレータを挿入する場合、あるいはマニピュレータを交換する場合、平坦なベースに固定されたオーバーチューブの基端に、ベースの表面に沿ってマニピュレータを挿入していくことは、体内に挿入される清潔なマニピュレータが、ベース上の不潔な部分に接触する可能性が高い。
　本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、平坦なベースに固定されたオーバーチューブの基端からチャネル内へのマニピュレータの挿入性を向上することができる医療用マニピュレータシステムを提供することを目的としている。
　本発明の一態様は、長尺部の先端に処置部を有し、基端に前記処置部を駆動する基端駆動部を有するマニピュレータと、該マニピュレータを長手方向に貫通させるチャネルを有するオーバーチューブと、該オーバーチューブの基端部を取り付ける支持部と、前記オーバーチューブの前記基端部から前記チャネル内に挿入された前記マニピュレータの前記基端駆動部を着脱可能に接続し、該基端駆動部に駆動力を供給する駆動源とを上面に備えるベースとを備え、前記支持部が、取り付けた前記オーバーチューブの基端部における長手軸を水平に支持する第１の位置と、該第１の位置よりも前記基端部を前記上面から離間させた位置に支持する第２の位置との間で移動可能に設けられた可動部と、前記基端駆動部が前記駆動源から取り外された状態で、前記可動部を前記第２の位置に移動させる付勢部とを備える医療用マニピュレータシステムである。
　本態様によれば、患者の体内に挿入したオーバーチューブの基端部を支持部の可動部に取り付けた状態で、マニピュレータの長尺部を先端の処置部側からオーバーチューブのチャネル内に挿入して貫通させ、オーバーチューブの先端から処置部を突出させるとともに、オーバーチューブの基端から露出している基端駆動部をベースの駆動源に接続することにより、駆動源からの駆動力によって基端駆動部を作動させ、基端駆動部によって処置部を駆動して患部の処置を行うことができる。
　この場合において、オーバーチューブのチャネル内へのマニピュレータの挿入時には、付勢部の作動によって、支持部の可動部が第２の位置に移動させられている。第２の位置は第１の位置よりもオーバーチューブの基端部がベースの上面から離間させられているので、マニピュレータがベースの上面に接触することを気にすることなく挿入作業を行うことができる。これにより挿入性を向上することができる。
　そして、挿入作業が終わった後には、可動部を第２の位置から第１の位置に移動することにより、オーバーチューブの基端部における長手軸を水平にして、基端部から突出しているマニピュレータを水平にすることにより、ベースの上面に設けられている駆動源にマニピュレータの基端駆動部を容易に装着することができる。
　上記態様においては、前記可動部が、水平軸線回りに揺動可能に設けられていてもよい。
　このようにすることで、可動部を水平軸線回りに揺動させて第１の位置に配置すると可動部に取り付けられているオーバーチューブの基端部における長手軸が水平方向に配置され、マニピュレータの基端駆動部の駆動源への接続を容易にすることができる。
　一方、マニピュレータの基端駆動部と駆動源とが接続されていない状態では、可動部は付勢部によって水平軸線回りに揺動させられて第２の位置に配置されるので、基端部に設けられたチャネルの開口を上向きあるいは斜め上向きにすることができる。これにより、マニピュレータの挿入時には、基端部がベースの上面から離間させられているので、マニピュレータがベースの上面に接触することを気にすることなく、上方あるいは斜め上方から挿入作業を行うことができる。これにより挿入性を向上することができる。
　また、マニピュレータをオーバーチューブから取り外す際には、患者の体内からオーバーチューブのチャネルを介して血液等の体液が溢れ出て来ることが考えられるが、チャネルの開口を上向きあるいは斜め上向きにすることにより、開口から溢れ出にくくすることができる。
　また、上記態様においては、前記付勢部が、前記第２の位置の方向に前記支持部に弾発力を加える弾性部材であってもよい。
　このようにすることで、マニピュレータの挿入時には、弾性部材の弾発力により支持部の可動部が第２の位置に移動させられて挿入性が向上され、基端駆動部を駆動源に接続する際には、弾性部材の弾発力に抗して支持部の可動部を第１の位置に移動させることにより、接続を容易に行うことができる。
　また、上記態様においては、前記支持部が、前記ベースに着脱可能に設けられ、前記ベースの少なくとも一部を被覆するように装着されるドレープを備え、前記支持部が、前記ドレープを挟んで前記ベースに取り付けられてもよい。
　このようにすることで、ベースにドレープを装着すると、ベースの少なくとも一部がドレープによって覆われる。ドレープを挟んで支持部をベースに取り付けて、ドレープの上方に配置され、第２の位置に配置されている支持部の可動部に取り付けられたオーバーチューブの基端部からチャネル内へのマニピュレータの挿入を行い、可動部を第１の位置に配置して、駆動源にマニピュレータの基端駆動部を接続することができる。ドレープによって、ベースを覆うことにより、マニピュレータが不潔な部分に接触する機会を少なくすることができる。
　また、上記態様においては、前記支持部が、前記ベースに着脱可能に設けられるとともに、前記ベースの少なくとも一部を被覆するように装着されるドレープを一体的に備えていてもよい。
　このようにすることで、支持部をベースに取り付けると、支持部に一体的に設けられたドレープがベースの少なくとも一部を被覆するように装着される。
　また、上記態様においては、前記オーバーチューブが前記支持部の前記可動部に着脱可能に取り付けられ、前記ベースの少なくとも一部を被覆するように装着されるドレープを備え、前記オーバーチューブが前記ドレープを挟んで前記可動部に取り付けられてもよい。
　このようにすることで、ベースの少なくとも一部に取り付けられた支持部の上からドレープを被せることにより、ドレープにより支持部を含めたベースの少なくとも一部が被覆される。この状態で、ドレープを挟んで支持部の可動部にオーバーチューブの基端部を取り付けることにより、オーバーチューブおよびマニピュレータのみがドレープの外方に露出するように装着することができる。
　また、上記態様においては、前記ドレープは、少なくとも前記駆動源を露出させる開口を有し、該開口から前記駆動源を露出させて前記ベースを被覆するように装着されてもよい。
　このようにすることで、ベースにドレープを装着すると、ドレープに設けられた開口から駆動部を露出させた状態でベースがドレープによって覆われる。ドレープに設けられた開口から露出している駆動源にマニピュレータの基端駆動部を接続することができる。
　また、上記態様においては、前記ベースに、前記可動部に取り付けられた前記オーバーチューブの前記基端部の鉛直下方位置に、液体を貯留可能な凹部を有していてもよい。
　このようにすることで、オーバーチューブのチャネル内からマニピュレータを引き抜いたときに、チャネルを介して患者の体内から液体が溢れ出たとしても、基端部の鉛直下方位置に配置されている凹部によって受け止めて貯留することにより、外部への流出を抑えることができる。
　本発明によれば、平坦なベースに固定されたオーバーチューブの基端からチャネル内へのマニピュレータの挿入性を向上することができるという効果を奏する。
本発明の一実施形態に係る医療用マニピュレータシステムを示す全体構成図である。 図１の医療用マニピュレータシステムの一部を示す斜視図である。 図１の医療用マニピュレータシステムに用いられるマニピュレータ、操作入力部および制御部を示す図である。 図１の医療用マニピュレータシステムの操作入力部の第２の操作部、指令伝達部および進退機構を説明する平面図である。 図１の医療用マニピュレータシステムのコンソール上面の支持部に取り付けられたオーバーチューブの基端からマニピュレータ用チャネル内にマニピュレータを挿入する前の状態を示す正面図である。 図５Ａの状態からマニピュレータを挿入し、挿入を終了した状態を示す正面図である。 図５Ｂの状態から可動部を揺動させてモータユニットにマニピュレータの基端駆動部を接続した状態を示す正面図である。 図１の医療用マニピュレータシステムの支持部の変形例を示す斜視図である。 図６Ａの支持部の可動部に設けられた溝にオーバーチューブをはめ込んで取り付けた状態を示す斜視図である。 図１の医療用マニピュレータシステムの変形例であって、ドレープを有する場合を説明する分解斜視図である。 図７Ａのコンソール、ドレープおよび支持部を組み立てた状態を示す斜視図である。 図１の医療用マニピュレータシステムの他の変形例を示すコンソールの斜視図である。
　以下、本発明の一実施形態に係る医療用マニピュレータシステム１について、図面を参照して以下に説明する。
　本実施形態に係る医療用マニピュレータシステム１は、図１および図２に示されるように、操作者Ｏにより操作される操作入力部２と、患者Ｐの体腔内に挿入されるオーバーチューブ３と、該オーバーチューブ３の２つのチャネル４内にそれぞれ挿入される２つのマニピュレータ５と、操作入力部２の操作に基づいてマニピュレータ５を制御する制御部６と、モニタ７とを、これら操作入力部２、制御部６およびモニタ７が配置されたコンソール（ベース）８とを備えている。
　マニピュレータ５は、図３に示されるように、それぞれ、後述するオーバーチューブ３のチャネル４を介して患者Ｐの体内に挿入される挿入部（長尺部）９と、該挿入部９の先端に備えられた可動部１０と、挿入部９の基端側に配置され、図示しないワイヤ等の動力伝達部材によって可動部１０を駆動する基端駆動部１１とを備えている。
　可動部１０は、最先端に配置され、体内の患部に作用してこれを処置する処置部１２と、該処置部１２の先端位置および姿勢を変化させる複数の関節１３とを備えている。処置部１２は、例えば、把持鉗子あるいは高周波ナイフ等である。
　基端駆動部１１には後述するモータユニット１４に設けられた係合凹部１５に着脱可能に接続するための係合片１６が設けられている。
　オーバーチューブ３は、可撓性を有する材質からなるチューブであって、図２に示されるように、マニピュレータ５をそれぞれ貫通させる２つのマニピュレータ用チャネル（チャネル）４および内視鏡１７を貫通させる単一の内視鏡用チャネル１８を有する先端側管状部１９と、該先端側管状部１９の基端から２つのマニピュレータ用チャネル４を基端側に延長するように延び、さらにその基端側において２つに分岐した基端側管状部（基端部）２０とを備えている。
　操作入力部２は、図３に示されるように、操作者Ｏの手によって把持されて操作される第１の操作部２１と、操作者Ｏの手首または腕によって操作される第２の操作部２２と、これらの操作部２１，２２により入力された操作指令をマニピュレータ５に伝達する指令伝達部２３とを備えている。
　第１の操作部２１は、マニピュレータ５の可動部１０と相似形に構成されており、可動部１０と同じ数の関節２４によって支持された先端部２５が操作者Ｏの手によって把持されて、掌または手指によって移動させられるようになっている。第１の操作部２１には、該第１の操作部２１を構成している各関節２４の角度を検出する図示しないセンサが備えられている。
　センサは、各関節２４の角度に応じた電気信号を発生するようになっている。これにより、各第１の操作部２１は、操作者Ｏの掌または手指により操作指令を入力し、電気信号からなる動作指令を発生することができるようになっている。
　第２の操作部２２は、第１の操作部２１の基部に固定された腕置き台２６と、該腕置き台２６および第１の操作部２１を一体的に移動可能に支持する直動機構２７とを備えている。腕置き台２６は、操作者Ｏが第１の操作部２１の先端部２５を把持したときに、丁度先端部２５を把持する手の手首近傍の腕が載せられる位置に配置されている。
　直動機構２７は、腕置き台２６および第１の操作部２１を固定するスライダ２８と、図３および図４に黒塗りの矢印で示すように、該スライダ２８を水平方向に移動可能に支持する直線ガイド３６とを備えている。腕置き台２６に乗せた腕によってスライダ２８を水平方向に移動させることにより第１の操作部２１を把持した姿勢を維持したままで、第１の操作部２１の位置を移動させることができるようになっている。これにより、第２の操作部２２は、操作者Ｏの手首または腕により操作指令を入力し、手首または腕により入力した力を、２つのスライダ２８の機械的な駆動力として動作指令を発生することができるようになっている。
　指令伝達部２３は、第１の操作部２１と基端駆動部１１とを接続する電気信号伝達部２９と、第２の操作部２２と進退機構３０とを接続する機械的動力伝達部３１とを備えている。
　電気信号伝達部２９は、第１の操作部２１により発生された電気信号からなる動作指令を制御部６に伝達し、制御部６によって生成された指令信号を、モータユニット１４の各モータに供給するようになっている。制御部６は、第１の操作部２１により発生した動作指令に基づいて、モータユニット１４の各モータの回転移動量および回転速度を算出し各モータを制御するようになっている。
　機械的動力伝達部３１は、図３に示されるように、操作入力部２の各スライダ２８を前後進させる直線動作を進退機構３０の直線動作に変換する伝達部３２を備えている。
　伝達部３２は、図４に示されるように、操作入力部２のスライダ２８の直進移動量を回転角度に変換する第１のラックアンドピニオン機構３３と、回転動作を進退機構３０の直進移動量に変換する第２のラックアンドピニオン機構３４と、これらのラックアンドピニオン機構３３，３４のピニオンギヤ３５にそれぞれ固定されたプーリ３７，３８と、これらのプーリ３７，３８に掛け渡されたベルト３９とを備えている。
　なお、機械的動力伝達部３１に代えて、電気的に動力を伝達するものを採用してもよい。
　コンソール８は、図５Ａから図５Ｃに示されるように、水平に配置される平坦な上面に、オーバーチューブ３の基端側管状部２０の基端部をそれぞれ取り付ける２つの支持部４１と、オーバーチューブ３に挿入された状態の各マニピュレータ５の基端駆動部１１を着脱可能に接続し、各基端駆動部１１に動力を供給するモータ等（図示略）を内蔵したモータユニット（駆動源）１４と、該モータユニット１４を直線移動させる進退機構３０とを備えている。
　各支持部４１は、オーバーチューブ３の基端側管状部２０の基端部を取り付ける可動部材（可動部）４２と、該可動部材４２を、コンソール８の上面に水平軸線回りに揺動可能に取り付けるブラケット４３と、可動部材４２の基端側を上方に付勢するバネ（付勢部、弾性部材）４４とを備えている。バネ４４は、例えば、ブラケット４３と可動部材４２との間に配置されたトーションバネであるが、これに限定されるものではない。
　すなわち、各支持部４１の可動部材４２は、取り付けた各オーバーチューブ３の基端側管状部２０を水平軸線回りに揺動させることで、基端側管状部２０の端面に設けられたマニピュレータ５を挿入するためのチャネル４の開口が水平方向に向かう位置（第１の位置）と、斜め上向きとなる位置（第２の位置）との間で移動させることができるようになっている。そして、マニピュレータ５が挿入されていない状態およびマニピュレータ５の基端駆動部１１がコンソール８の上面のモータユニット１４に接続されていない状態では、可動部材４２はバネ４４によってオーバーチューブ３の基端側管状部２０の開口が斜め上向きとなるように付勢されている。
　このように構成された本実施形態に係る医療用マニピュレータシステム１の作用について以下に説明する。
　本実施形態に係る医療用マニピュレータシステム１を用いて患者Ｐの体内の患部を処置するには、オーバーチューブ３を患者Ｐの体腔内に挿入し、オーバーチューブ３の基端側管状部２０をコンソール８の上面に設けられた支持部４１の可動部材４２に取り付ける。また、オーバーチューブ３の内視鏡用チャネル１８を介して内視鏡１７の挿入部を挿入する。
　この状態で、オーバーチューブ３の基端側管状部２０の開口は、支持部４１に設けられたバネ４４によって図５Ａに示すように、斜め上向きに付勢されているので、開口からマニピュレータ５をオーバーチューブ３のマニピュレータ用チャネル４内に挿入する際の作業性を向上することができる。
　すなわち、オーバーチューブ３の基端側管状部２０の開口が斜め上向きとなることにより、マニピュレータ５の挿入作業は斜め上方から行うことができ、コンソール８の上面から十分に離れた位置でマニピュレータ５を取り扱うことができる。
　コンソール８の上面には滅菌処理が困難なモータユニット１４が配置されているので、コンソール８の上面から十分に離れた位置でマニピュレータ５を取り扱うことで、マニピュレータ５がモータユニット１４に接触する可能性を少なくしてマニピュレータ５の清潔性を維持することができる。すなわち、オーバーチューブ３にマニピュレータ５を挿入する操作者Ｏは、マニピュレータ５がコンソール８の上面に接触しないように操作する際に払う注意を軽減することができ、作業性を向上することができるという利点がある。
　そして、図５Ｂに示されるように、マニピュレータ５がマニピュレータ用チャネル４に十分に挿入された後には、図５Ｃに示されるように、バネ４４の付勢力に抗して可動部材４２を略水平となる位置まで揺動させ、マニピュレータ５の基端駆動部１１をコンソール８の上面のモータユニット１４に接続する。
　マニピュレータ５の基端駆動部１１に設けられた係合片１６をモータユニット１４に設けられた係合凹部１５に係合させることにより、基端駆動部１１はモータユニット１４に接続状態に維持される。これにより、モータユニット１４の駆動力を基端駆動部１１に伝達することができるようになる。
　基端駆動部１１がモータユニット１４に接続された時点で、マニピュレータ５が滅菌困難なモータユニット１４に接触するので、マニピュレータ５の基端駆動部１１の清潔性は損なわれる。しかしながら、患者Ｐの体内に配されるマニピュレータ５の先端の可動部１０は、基端駆動部１１との間に長い長尺部９を介在させているので、清潔性が損なわれずに済む。
　そして、この状態で、図３に示されるように、マニピュレータ５の先端がオーバーチューブ３のマニピュレータ用チャネル４の先端から突出し、体腔内の患部に近接して配置されるので、操作者Ｏは、内視鏡１７により取得された画像をモニタ７で確認しながら、操作入力部２を操作する。操作入力部２を操作するには、操作者Ｏは、図４に示されるように、２個一対の第１の操作部２１の各先端部２５を両手で把持し、両手の腕を２個一対の各第２の操作部２２の各腕置き台２６に乗せる。
　そして、操作者Ｏが、いずれかの腕から腕置き台２６に力を加えると、腕置き台２６が固定されたスライダ２８がその力の方向に移動し、その直進移動量が第１のラックアンドピニオン機構３３によって回転角度に変換される。
　第１のラックアンドピニオン機構３３の回転角度に変換された直進移動量は、プーリ３７，３８およびベルト３９を介して第２のラックアンドピニオン機構３４に伝達され、進退機構３０の直進移動量に変換される。進退機構３０にはモータユニット１４が固定されているので、モータユニット１４に接続された基端駆動部１１、長尺部９および可動部１０が一体的に長尺部９の長手方向に沿って移動させられる。これにより、可動部１０の先端に位置する処置部１２が手動によって前後進方向に大まかに移動させられる。
　操作者Ｏが両手で把持している第１の操作部２１の先端部２５を掌または手指の力で移動させると、その移動量が各関節２４に設けられたセンサによって検出され、電気信号として制御部６に伝達される。制御部６においてはセンサによって検出された各関節２４の角度に一致するように可動部１０の各関節１３を動作させる電気的な動作指令が算出されて、各関節１３に接続されたモータユニット１４のモータに供給される。これにより、可動部１０の先端に設けられている処置部１２の先端位置が掌または手指によって指示された通りに電動で精密に移動させられる。
　このようにして、体内の患部に対して処置を行った後にマニピュレータ５をオーバーチューブ３から引き抜く場合には、マニピュレータ５の基端駆動部１１に設けた係合片１６とモータユニット１４の係合凹部１５との係合を解除して、基端駆動部１１をモータユニット１４から取り外す。これにより、可動部材４２はバネ４４によって揺動し、オーバーチューブ３の基端側管状部２０の開口を斜め上向きに配置するので、マニピュレータ５を斜め上方に引き抜くことができる。
　この場合においても、本実施形態によれば、マニピュレータ５をコンソール８の上面から離れた位置で引き抜き操作できる。したがって、患者Ｐの体内に配置されていたマニピュレータ５の先端部がコンソール８に接触する可能性を低減することができる。
　さらに、マニピュレータ５をオーバーチューブ３から引き抜くと、患者Ｐの血液等の体液がオーバーチューブ３のマニピュレータ用チャネル４を経由して体外に流出してくる場合がある。この場合においても、オーバーチューブ３の基端側管状部２０の開口を斜め上向きにして水頭を増大させておくことにより、体液が開口から溢れ出ることを防止することができる。
　なお、本実施形態においては、オーバーチューブ３の基端側管状部２０を取り付けた可動部材４２を水平軸線回りに揺動させることで、基端部に設けられた開口をコンソール８の上面から離間させることとしたが、これに代えて、可動部材４２を上下方向に並進移動させることにしてもよい。
　また、バネ４４により可動部材４２を揺動させることにしたが、これに代えて、モータ等によって駆動することにしてもよい。
　また、本実施形態においては、図６Ａおよび図６Ｂに示されるように、支持部４１の可動部材４２として、オーバーチューブ３の基端側管状部２０を着脱可能に取り付ける構造のものを採用してもよい。例えば、図６Ａ、図６Ｂに示す例では、可動部材４２として、開口部に向かって窄む横断面形状の溝４５を有するものを採用すればよい。
　このようにすることで、溝４５の開口部に対してオーバーチューブ３を押し当て、オーバーチューブ３を弾性変形または支持部４１を弾性変形させながら溝４５内に押し込むことにより、簡易に、オーバーチューブ３を可動部材４２に取り付けることができる。支持部４１を弾性変形させる場合、その弾性変形する支持部４１自体が上述しているトーションバネの役割を果たすこととなり、その場合はトーションバネを省略できる。
　また、本実施形態においては、図７Ａ、図７Ｂに示されるように、支持部４１のブラケット４３をコンソール８の上面に対して着脱可能にして、コンソール８の上面をドレープ４６によって被覆した状態で、支持部４１のブラケット４３をコンソール８に取り付けることにしてもよい。
　ドレープ４６には、進退機構３０によって直線移動させられるモータユニット１４を上方に露出させる開口部４７および、支持部４１のブラケット４３をコンソール８の上面に取り付けるためのシャフト４８を貫通させる孔４９が設けられている。
　ドレープ４６としては、形状変形の少ない比較的硬質の材料、例えば、シリコーンゴムやプラスチックを採用すればよい。
　コンソール８の上面を覆うドレープ４６を採用することにより、オーバーチューブ３のマニピュレータ用チャネル４内へのマニピュレータ５の装入作業時に、コンソール８の上面の不潔な領域にマニピュレータ５が接触する機会をさらに少なくして、清潔性を保持することができるという利点がある。
　また、支持部４１とドレープ４６とが一体に構成されていてもよい。
　さらに、オーバーチューブ３の基端側管状部２０と可動部材４２とが着脱不可に設けられ、ブラケット４３がコンソール８の上面に対して着脱可能に設けられていてもよい。
　また、オーバーチューブ３の基端側管状部２０と可動部材４２とが着脱不可に設けられ、ブラケット４３とドレープ４６が着脱不可に設けられ、ドレープ４６によってコンソール８の上面を覆うと、ブラケット４３がコンソール８に着脱可能に取り付けられる構造を採用してもよい。
　また、ドレープ４６として、薄いビニールのような変形可能な柔らかい材料を採用し、図６Ａに示される形態の可動部材４２に設けた溝４５にオーバーチューブ３の基端側管状部２０をはめ込む際に、ドレープ４６を挟んではめ込むことにしてもよい。この場合には、支持部４１がコンソール８の上面に着脱不可に固定されていてもよい。
　また、コンソール８の上面の支持部４１の可動部材４２の基端側の鉛直下方に、図８に示されるように、凹部５０を設けることにしてもよい。このようにすることで、マニピュレータ用チャネル４からマニピュレータ５を引き抜いたときに、マニピュレータ用チャネル４を介して、患者Ｐの体内から溢れてくる血液等の体液を貯留し、外部に流れてしまうことを防止することができる。
　また、本実施形態においては、支持部４１がコンソール８に設けられているものを例示したが、これに代えて、各オーバーチューブ３の基端側管状部２０に設けられているものを採用してもよい。
　このようにすることで、支持部４１の洗浄および滅菌を容易に行うことができる。すなわち、処置時において、操作者Ｏが支持部４１の清潔性を考慮する必要がないため、より容易に処置を行うことができる。
　１　医療用マニピュレータシステム
　３　オーバーチューブ
　４　チャネル（マニピュレータ用チャネル）
　５　マニピュレータ
　８　コンソール（ベース）
　９　挿入部（長尺部）
　１１　基端駆動部
　１２　処置部
　１４　モータユニット（駆動源）
　２０　基端側管状部（基端部）
　４１　支持部
　４２　可動部材（可動部）
　４４　バネ（付勢部、弾性部材）
　４６　ドレープ
　５０　凹部
 

Claims (8)

  1. 　長尺部の先端に処置部を有し、基端に前記処置部を駆動する基端駆動部を有するマニピュレータと、
    　該マニピュレータを長手方向に貫通させるチャネルを有するオーバーチューブと、
    　該オーバーチューブの基端部を取り付ける支持部と、前記オーバーチューブの前記基端部から前記チャネル内に挿入された前記マニピュレータの前記基端駆動部を着脱可能に接続し、該基端駆動部に駆動力を供給する駆動源とを上面に備えるベースとを備え、
    　前記支持部が、取り付けた前記オーバーチューブの基端部における長手軸を水平に支持する第１の位置と、該第１の位置よりも前記基端部を前記上面から離間させた位置に支持する第２の位置との間で移動可能に設けられた可動部と、前記基端駆動部が前記駆動源から取り外された状態で、前記可動部を前記第２の位置に移動させる付勢部とを備える医療用マニピュレータシステム。
  2. 　前記可動部が、水平軸線回りに揺動可能に設けられている請求項１に記載の医療用マニピュレータシステム。
  3. 　前記付勢部が、前記第２の位置の方向に前記支持部に弾発力を加える弾性部材である請求項１または請求項２に記載の医療用マニピュレータシステム。
  4. 　前記支持部が、前記ベースに着脱可能に設けられ、
    　前記ベースの少なくとも一部を被覆するように装着されるドレープを備え、
    　前記支持部が、前記ドレープを挟んで前記ベースに取り付けられる請求項１から請求項３のいずれかに記載の医療用マニピュレータシステム。
  5. 　前記支持部が、前記ベースに着脱可能に設けられるとともに、前記ベースの少なくとも一部を被覆するように装着されるドレープを一体的に備える請求項１から請求項３のいずれかに記載の医療用マニピュレータシステム。
  6. 　前記オーバーチューブが前記支持部の前記可動部に着脱可能に取り付けられ、
    　前記ベースの少なくとも一部を被覆するように装着されるドレープを備え、
    　前記オーバーチューブが前記ドレープを挟んで前記可動部に取り付けられる請求項１から請求項３のいずれかに記載の医療用マニピュレータシステム。
  7. 　前記ドレープは、少なくとも前記駆動源を露出させる開口を有し、該開口から前記駆動源を露出させて前記ベースを被覆するように装着される請求項４から請求項６のいずれかに記載の医療用マニピュレータシステム。
  8. 　前記ベースに、前記可動部に取り付けられた前記オーバーチューブの前記基端部の鉛直下方位置に、液体を貯留可能な凹部を有する請求項１から請求項７のいずれかに記載の医療用マニピュレータシステム。
     
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