JP3628742B2 - Medical manipulator - Google Patents

Description

Translated fromJapanese

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、例えば、腹壁等の体壁に挿入孔を開け、この挿入孔を通じて内視鏡や処置具等の手術器械を体腔内に挿入することにより体腔内での様々な処置をマニピュレータ操作で行う経皮的内視鏡下外科手術において用いられる医療用マニピュレータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の経皮的内視鏡下外科手術は大きな切開を要しない低侵襲な術式として、胆のう摘出手術や肺の一部を摘出除去する手術等で実際に行われている。この場合、内視鏡や処置具等の手術器械は経皮的に体腔内へ挿入されるのが普通であるが、別々のマニピュレータにそれらを個別的に搭載してその各マニピュレータに手術器械を操作し、体内部位の手術を術者に代って自由度の高い手術処置を行う手術用マニピュレータ装置が、特開昭６−３０８９６号公報で提案されている。この手術用マニピュレータ装置は内視鏡を搭載した観察用マニピュレータと処置具を搭載した処置具用マニピュレータとが別々のものとして個別的に独立して設けられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、観察用マニピュレータや処置具用マニピュレータが別々のものとして個別的に独立して設けると、それらのマニピュレータのための経皮挿入孔を個々に多数開けなければならない。また、これらのスレーブマニピュレータを配置する向きの状態が異なることになるため、それらを操作するマスターアーム等の操作手段との整合させる調整が難しくなる等の問題が生じる。
【０００４】
そこで、内視鏡や処置具等の手術器械を纏めて同じ挿入孔から体腔内に導入する方式が考えられる。すなわち、観察用の内視鏡の挿入部に隣接して処置具を並べて配置し、その内視鏡と処置具を湾曲操作することによって観察しながら自由度の高い手術の処置を行おうとするものである。
【０００５】
しかし、内視鏡挿入部の湾曲部とこれに隣接する処置具の湾曲部をそれぞれ独立に動作させた場合において、内視鏡と処置具が干渉し、各動作を妨げるおそれがあり、それの操作性に問題があった。
【０００６】
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内視鏡とマニピュレータとの干渉をなるべく避けるように動作可能でそれらの操作性を向上させることができる医療用マニピュレータを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決する手段および作用】
本発明は、挿入部に湾曲部を有した内視鏡と、この内視鏡の挿入部に沿って隣接され少なくとも１か所以上に湾曲部を有するアーム部を有した処置具とを備え、内視鏡の湾曲部と処置具の湾曲部を湾曲操作するようにした医療用マニピュレータにおいて、前記アーム部の最も基端部側の湾曲部の湾曲開始位置が、内視鏡の湾曲部の湾曲開始位置よりも基端部側にあることを特徴とする。
内視鏡挿入部に沿って配置された処置具のアーム部における最も基端部側の湾曲部の湾曲開始位置が、内視鏡の湾曲部の湾曲開始位置よりも基端部側に位置しているために、相互の干渉が起きにくい。また、例えば内視鏡の湾曲部を処置具のアーム部側に湾曲させる場合にも、そのアーム部の最も基端部側の湾曲部を内視鏡と同一方向に湾曲させることによって内視鏡の湾曲動作を阻害することがない。
【０００８】
【実施例】
＜第１の実施例＞
図１ないし図３を参照して、本発明の第１の実施例を説明する。
（構成）
図１は医療用マニピュレータシステムの全体的な構成を概略的に示し、この医療用マニピュレータシステムはスレーブマニピュレータ１とマスターマニピュレータ２と両マニピュレータ１，２の関連動作を制御するための制御装置３とを備えている。
【０００９】
前記スレーブマニピュレータ１は手術器械４とこれを支持する移動用マニピュレータ（ロボット）５を備える。手術器械４は移動用マニピュレータ５のアーム先端に対して着脱自在に搭載される。ここでの手術器械４としては立体式内視鏡６と一対の処置具（手段）としての一対の把持鉗子７ａ，７ｂとからなる。内視鏡６における挿入部８と一対の把持鉗子７ａ，７ｂは共通のシース９の内部に挿通されて同じ向きで配置されることにより一体的なユニットとして構成されている。すなわち一対の処置具７ａ，７ｂのアーム部１０は内視鏡６の挿入部８に沿うとともにその挿入部８の左右位置に隣接して並んで配置されている。図１で示すように手術器械４のシース９は患者の体壁ａに形成した挿通孔ｂを通じて体腔ｃの内部に挿入される。そして、前記手術器械４においての内視鏡６と把持鉗子７ａ，７ｂの先端部分は略同じ向きで体腔ｃ内に突き出すように設置されるようになっている。
【００１０】
ところで、前記内視鏡６はシース９の先端から突き出す挿入部８の先端側途中部分に自由度が２の湾曲部１１を設けてなり、この湾曲部１１は上下方向Ｂ１と左右方向Ｂ２の２方向に湾曲することによりその先端部１２の向きを上下左右に変向するようになっている。
【００１１】
前記内視鏡６の先端部１２には左右一対の照明窓１３と左右一対の観察窓１４が設けられていて、この照明窓１３から体腔ｃ内の視野に照明光を照射する。そして、視野内を左右一対の観察窓１４を通じて観察する。各観察窓１４の内側にはＣＣＤ等の固体撮像素子がそれぞれ設置されており、各固体撮像素子は図示しないカメラコントロール回路によって駆動制御され、各観察窓１４を通じて得られるそれぞれの視野を撮像する。
【００１２】
また、左右の各把持鉗子７ａ，７ｂにおいて、シース９から突き出すアーム部１０の途中でその長手方向の２箇所には湾曲部１５，１６を設けられ、基端側の第１の湾曲部１５はＣ１方向に湾曲し、先端側の第２の湾曲部１６はＣ２方向の湾曲が行われる。第１の湾曲部１５が湾曲するＣ１方向と第２の湾曲部１６が湾曲するＣ２方向とは通常の動作において同一の面内で互いに異なる向き、例えば直角な向きに湾曲するようになっている。また、シース９から突き出すアーム部１０はその基端側に設けた回転部１７によって自軸まわりのＣ３方向の回転も可能である。把持鉗子７ａ，７ｂのアーム部１０の先端には処置作業用の一対の把持部材を回動可能に設けてなるグリッパ１８が設けられている。各把持鉗子７ａ，７ｂは内視鏡６の挿入部８の軸に対して左右対称の構造をとり、同様の自由度を有している。
【００１３】
処置用内視鏡６はその後端に駆動部１９が設けられており、この駆動部１９にはエンコーダ付き電磁モータ（図示しない）を備え、この駆動力を例えばワイヤー（図示しない）等によって、前記内視鏡６の湾曲部１１の湾曲と把持鉗子７ａ，７ｂの湾曲部１５，１６の湾曲やそのアーム部１０の回転、グリッパ１８の開閉などの動作を駆動可能となっている。図２（ａ）はこのような手術器械４の各部における対偶関係を概略的に示すものである。
【００１４】
図３は前記手術器械４において、シース９の先端から突き出す内視鏡６の挿入部８と把持鉗子７ａ，７ｂのアーム部１０の部分をその上面側から見た図である。左右の各把持鉗子７ａ，７ｂにおいて、シース９から突き出すアーム部１０の途中に設けられた湾曲部１５，１６のうち最も基端側に位置する湾曲部、ここでは湾曲部１５の湾曲開始基端Ｅ１が内視鏡６における湾曲部１１の湾曲開始基端Ｅ２よりも基端側にある。
【００１５】
一方、前記移動用マニピュレータ５はベッドサイドに設置される支持機構であり、次に述べる如く、直動および回転の自由度を有する複数の軸を備えた多関節アーム構造で構成されている。つまり、これは基部２０、水平旋回方向Ａ１と垂直移動方向Ａ２に動作する第１の動作軸２１、この第１の動作軸２１に対して水平方向Ａ３に移動しかつ自軸周りの旋回方向Ａ４に回転可能な第２の動作軸２２とを備えてなり、さらに第２の動作軸２２の先端にはその軸方向に直交した旋回方向Ａ５とその旋回方向Ａ５の軸に直交する軸まわりの旋回方向Ａ６に回転可能ないわゆる手首機能を有する器具装着部材２３が取り付けられている。この器具装着部材２３に対して前記手術器械４のシース９を挿通し、その状態で手術器械４が支持されるようになっている。また、内視鏡６と一対の把持鉗子７ａ，７ｂからなる手術器械４のユニットは、移動用マニピュレータ５の先端に設けられた器具装着部材２３に対して着脱可能に取り付けられている。この移動用マニピュレータ５の各軸には各方向に駆動する電磁モータ等のアクチュエータ（図示せず）とその回転角を検出するアブソリュート型エンコーダ（図示せず）および減速機（図示せず）がそれぞれ設けられている。
【００１６】
一方、操作手段のマスターマニピュレータ２は移動用マスターアーム３１と、これの先端に設けられたＨＭＤ用アーム３２及び一対の処置手段操作用アーム３３ａ，３３ｂとによって構成されている。前記移動用マスターアーム３１はリンク機構から構成されており、これは手術室の壁部や架台等の基台３４に取り付けられ、その軸まわりのＤ１方向に回転する第１の軸部材３６と、この第１の軸部材３６の先端に関節３７を介してＤ２方向に回転するように連結された第２の軸部材３８と、この第２の軸部材３８の先端に関節３９を介してＤ３方向に回転するように連結された第３の軸部材４０と、この第３の軸部材４０の先端にＤ４方向に回転するように連結された装着用先端部材４１を連結してなる。また、これらの各回転軸部分にはその回転角度を検出可能なようにエンコーダ４２がそれぞれ取り付けられていて、これの検出データによって移動用マスターアーム３１の先端の位置と向きとを検出可能になっている。
【００１７】
前記ＨＭＤ用アーム３２は図２（ｂ）で示すように２つの回転関節５１，５２を持つアーム５３とこのアーム５３の先端に固定された表示手段としてのＨＭＤ（ヘッドマウントディスプレイ）５４とによって構成されている。このアーム５３の回転関節５１，５２の回転方向Ｅ１，Ｅ２は互いに直交する向きにあり、それぞれにはエンコーダ５５，５６が設けられ、これによってＨＭＤ５４の各回転方向Ｅ１，Ｅ２の回転量をそれぞれ検出可能になっている。
【００１８】
また、一方の処置手段操作用アーム３３ａは３つの回転関節６１，６２，６３を持つアーム６４と、そのアーム６４の先端に設けられた開閉可能な操作用グリッパ６５によって構成されている。各回転関節６１，６２，６３によってそれぞれＦ３，Ｆ１，Ｆ２の３つの方向への動きが可能になっている。また、３つの回転関節６１，６２，６３と操作用グリッパ６５にはそれぞれエンコーダが設けられ、その各回転関節６１，６２，６３の回転角度やグリッパ６５の開き角度がそれぞれ検出可能になっている。他方の処置手段操作用アーム３３ｂは一方の処置手段用アーム３３ａに対して前記回転方向Ｄ４の回転軸に対して左右対称の構造をとり、これら両者の構成は同様であるため、この他方の処置手段操作用アーム３３ｂについての説明を省略する。
【００１９】
次に、前記スレーブマニピュレータ１とマスターマニピュレータ２の関連動作を制御するための制御装置３の構成について説明する。図１で示すように制御装置３は第１の制御装置７１、第２の制御装置７２、第３の制御装置７３の部分からなり、制御対象の役割分担がなされている。まず、第１の制御装置７１は移動用マスターアーム３１の各エンコーダ４２と電気的に接続され、そのエンコーダ４２により回転角を検出することにより、移動用マスターアーム３１の先端の位置を検出することができる。さらに第１の制御装置７１は移動用マニピュレータ５の各電磁モータとこのモータに付いているエンコーダとも電気的に接続され、そのエンコーダで移動量を検出しながらそのモータを駆動し、移動用マニピュレータ５の先端の位置を決める。
【００２０】
第２の制御装置７２は、ＨＭＤ用アーム３２の各エンコーダ５５，５６と電気的に接続され、そのエンコーダ５５，５６の回転角を検出することにより、ＨＭＤ５４の向きを検出することができる。さらに第２の制御装置７２は駆動部１９内に設けられたモータと、このモータに付いているエンコーダと電気的に接続され、エンコーダで移動量を検出しながらそのモータを駆動できるので、指定された方向に処置用内視鏡６の挿入部８における湾曲部１１を湾曲させることが可能である。
【００２１】
また、第３の制御装置７３は処置手段操作用アーム３３ａ，３３ｂの各エンコーダ７４と電気的に接続され、このエンコーダ７４により回転関節６１，６２，６３と操作用グリッパ６５の回転角を検出することにより、そのグリッパ６５の向きと位置および開閉角度を検出することができる。さらに第３の制御装置７３は駆動部１９内に設けられた処置手段駆動用の各電磁モータと、このモータに付いているエンコーダと電気的に接続され、エンコーダで移動量を検出しながらそのモータを駆動できるので、処置手段としての把持鉗子７ａ，７ｂの位置と方向を決めることが可能である。
【００２２】
また、前記内視鏡６の左のＣＣＤの出力は図示しないビデオプロセッサによりＴＶ信号に変換され、ＨＭＤ５４の左目の表示部の例えばＬＣＤにその映像を表示することが可能になっている。また、右のＣＣＤの出力は図示しないビデオプロセッサによりＴＶ信号に変換され、ＨＭＤ５４の右目の表示部の例えばＬＣＤにその映像を表示することが可能になっている。したがって、ＨＭＤ５４を装着した術者８０は３次元的（立体的）に観察することが可能である。
（作用）
前述した医療用マニピュレータシステムを使用する際、まず、術者８０はＨＭＤ５４を頭にかぶり、左手で左のグリッパ６５を持ち、右手で右のグリッパ６５を持つ。このとき、術者８０はＨＭＤ５４により内視鏡６により得られた体腔内の映像を立体視することができる。
【００２３】
ついで、術者８０がその頭部の位置を変えると、その位置の変化を移動用マスターアーム３１の各軸のエンコーダ４２が検知し、第１の制御装置７１はこれにより移動用マスターアーム３１の先端位置を計算し、これに対応して内視鏡６における挿入部８の先端の位置が動くようにスレーブ側の移動用マニピュレータ５の各電磁モータを制御する。このとき、先端同士の座標系がそれぞれ対応するように制御を行う。
【００２４】
また、術者８０が首の向きを変えると、ＨＭＤ用アーム３２のエンコーダ５５，５６がこの動きを検出し、第２の制御装置７２はＨＭＤ５４の回転Ｅ１，Ｅ２と、内視鏡６の湾曲Ｂ１，Ｂ２が１対１に対応して動くように駆動部１９内の図示しないエンコーダ付きモータを制御する。これらにより、処置用内視鏡６の位置及び向きが、術者８０の頭の位置及び向きに対応して動くので、術者８０はその頭の位置や向きを変えることによって患部に処置用内視鏡６を誘導し、様々な角度から患部を立体的に観察することが可能になる。
【００２５】
次に、術者８０が処置するときの動作を説明する。術者８０が、例えば右の操作用グリッパ６５の位置を変えたり、そのグリッパ６５を開閉させたときの動きを処置手段操作用アーム３３ａの各関節６１，６２，６３等に設けられたエンコーダ７４が検知し、第３の制御装置７３は右の処置手段操作用アーム３３ａの回転Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３と、右の把持鉗子７ａの回転Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３が１対１に対応し、さらに操作用グリッパ６５の開閉Ｆ４が、右の処置用グリッパ１８の開閉Ｃ４の開閉量と一致して動作するように駆動部１９内の図示しないエンコーダ付きモータを制御する。また、第３の制御装置７３は左の処置手段操作用アーム３３ｂと右の処置用把持鉗子７ｂも同様に１対１に対応して動くように、駆動部１９内の図示しないエンコーダ付きモータを制御するが、右側と同様のため、これの説明は省略する。このように術者８０の手の動きと処置具の動きが１対１に対応するので、術者８０はＨＭＤ５４の立体映像を観察しながら、例えば左の把持鉗子７ｂで患部を押さえ、右の把持鉗子７ａで患部の剥離を行うなどの動作が可能である。
【００２６】
次に、内視鏡６を湾曲するときの把持鉗子７ａ，７ｂのアーム部１０の湾曲動作について図３を参照して説明する。３次元（立体）内視鏡６の湾曲部１１が真直な同図３（ａ）の状態から同図３（ｂ）の状態に左側に湾曲した場合、その湾曲向きにある把持鉗子７ａのアーム部１０における最も基端部側にある湾曲部１５が同方向に湾曲するように制御される。このように内視鏡６を湾曲したとき、同時あるいは事前にその湾曲側に位置する把持鉗子７ａのアーム部１０が退避動作を行うため、内視鏡６の湾曲動作を把持鉗子７ａ，７ｂのアーム部１０が妨げることがない。
（効果）
（１）このように３次元（立体）内視鏡６と把持鉗子７ａのアーム部１０との動作の干渉をなるべく避けることによって、操作性の良い医療用マニピュレータとすることができる。把持鉗子７ａ，７ｂの湾曲部１５，１６のうち最も基端側に位置するものの湾曲開始基端が内視鏡６における湾曲部１１の湾曲開始基端よりも基端側にあるため、その退避動作が確実に行われる。
【００２７】
（２）処置手段の把持鉗子７ａ，７ｂのアーム部１０が、内視鏡６に沿って配設され、そのアーム部１０の湾曲部１５，１６が内視鏡６を含む同一平面内において互いに異なるために、マニピュレータの動作範囲を内視鏡先端部近傍に展開することができ、内視鏡の視野範囲を広くカバーすることができる。
＜第２の実施例＞
図４を参照して、本発明の第２の実施例を説明する。
（構成）
この第２の実施例は前述した第１の実施例の医療用マニピュレータにおいての把持鉗子７ａ，７ｂのアーム部１０の湾曲構造が相違し、これに関連しないものについては前述した第１の実施例のものと同様である。すなわち、各把持鉗子７ａ，７ｂはそのアーム部１０の部分にそれぞれ３か所の湾曲部８１，８２，８３を設けたものである。そして、最も基端部側にある湾曲部８１の湾曲開始位置Ｅ１は内視鏡６の湾曲部１１の湾曲開始位置Ｅ２よりも基端側に位置させてある。これによる作用効果は第１の実施例と略同じある。
＜第３の実施例＞
図５を参照して、本発明の第３の実施例を説明する。
（構成）
図５（ａ）はこの第３の実施例の構成をモデル化した図である。これは前述した第１の実施例の医療用マニピュレータにおいての把持鉗子７ａ，７ｂのアーム部１０の湾曲構造が相違し、これに関連しないものについては前述した第１の実施例のものと同様である。すなわち、把持鉗子７ａ，７ｂの各アーム部１０は第１の実施例と同様、２か所の湾曲部１５，１６を有するが、その湾曲部１５，１６によって区画されるアーム長Ｌ１より第２の湾曲部１６よりグリッパ１８までのアーム長Ｌ２を長くしたものである（Ｌ_１ ＜Ｌ_２ ）。
【００２８】
また、図５（ａ）において第１の湾曲部１５は反時計まわり（同図中矢印Ａ）、先端側の第２の湾曲部１６は時計まわり（図中矢印Ｂ）に同一平面内で湾曲する制御が可能なようになっている。図５（ｂ）は比較のためにＬ_１ ＝Ｌ_２ の場合の構成を示している。
（作用）
２つの湾曲部１５，１６が同一平面内で互いに異なる方向に湾曲動作を行うことによって、その把持鉗子７ａ，７ｂの動作範囲を内視鏡６の先端部近傍の視野領域内に大きく展開することができる。
また、Ｌ_１ ＜Ｌ_２ とすることによって、Ｌ_１ ≧Ｌ_２ である場合よりも把持鉗子７ａ，７ｂの動作範囲を広げることができる。
（効果）
処置手段としての把持鉗子７ａ，７ｂの動作範囲は内視鏡６の先端近傍に大きく展開させることによって、その内視鏡６の視野内を広くカバーすることができ、また広い動作範囲によって、操作性を向上させることができる。
＜第４の実施例＞
図６ないし図７を参照して、本発明の第４の実施例を説明する。
（構成）
この第４の実施例は前述した把持鉗子の一例を具体的に示すものである。この把持鉗子１００はアーム部１０１の先端にグリップ部１０２を設けてなり、グリップ部１０２は回転軸１０３を中心に回転する２つの刃部（処置部材）１０４ａ，１０４ｂによって構成されている。２つの刃部１０４ａ，１０４ｂはその基端側に構成された図示しないリンク機構を介して同じく図示しない操作ワイヤに連結されている。そして、操作ワイヤを押し引きすることによりグリップ部１０２を開閉するようになっている。片側の刃部１０４ａの背面にはその刃部１０４ａに受ける力を検知するための触覚センサ１０５が取り付けられている。この触覚センサ１０５にはリード線１０６が接続されており、このリード線１０６を通じて触覚センサ１０５への電源の供給、触覚センサ１０５からの電気信号の取り出しを行うようになっている。
【００２９】
前記把持鉗子１００のアーム部１０１の途中に設けられる湾曲部１０７は次のように構成されている。すなわち、湾曲部１０７は複数の節輪１０８をアーム部１０１の軸方向に配列し、その隣接するもの同士をピン１０９で回転可能に接続し、全体的に湾曲するようになっている。隣接する各節輪１０８を枢支するピン１０９はアーム部１０１の中心軸から側方へ僅かに偏って配列されている。また、各節輪１０８は各ピン１０９を通る面より上面側の突当て端面は湾曲部１０７が真っ直ぐなとき互いに当たり、各ピン１０９を通る面より下側の突当て端面は湾曲部１０７が中心Ｐを中心として湾曲したときに互いに当たる。
【００３０】
さらに節輪１０８の最先端のものにはその上下位置で上下の湾曲操作ワイヤ１１０ａ，１１０ｂの先端がそれぞれ固定されており、把持鉗子１００の基端部側で、その湾曲操作ワイヤ１１０ａ，１１０ｂのどちらか一方を引くことによって、その引いた方へ節輪１０８に回転モーメントを与え、湾曲部１０７を湾曲するようになっている。図６（ｂ）では下側の湾曲操作ワイヤ１１０ｂを引いたときの湾曲形状を示している。
【００３１】
湾曲部１０７において各ピン１０９を通る面は軸方向長さの変化しない中立面１１２となるが、この中立面１１２上に前記リード線１０６が挿通されている。リード線１０６はアーム部１０１内を通って基端部側の図示しない制御装置へと結線されている。また、湾曲部１０７の湾曲回転中心Ｐは前記グリップ部１０２の回転軸１０３に直交するように配置して構成されている。
（作用）
触覚センサ１０５のリード線１０６が把持鉗子１００のアーム部１０１内を通じて導かれる際、湾曲部１０７では中立面１１２を通っているため、湾曲部１０７が湾曲動作しても引張られて切れることがない。触覚センサ用配線の断線の可能性を低くすることによって、故障の少い安全性、経済性の高い医療用マニピュレータを提供できる。
【００３２】
また、前述した実施例で示した場合と同様、例えば図７で示すように内視鏡１１５の隣りに把持鉗子１００を配設して使用する場合、これの作用を説明する。図７（ａ）はその把持鉗子１００にて、内視鏡１１５の観察下に生体組織１１６を把持している場面を後方上部から見た図である。この医療用マニピュレータでは湾曲部１０７の回転中心Ｐとグリップ部１０２の回転軸１０３とが直交しているために、生体組織１１６のまさに把持している部分を刃部１０４ａ，１０４ｂの間を通して観察可能である。なお、これとの比較のために示す図７（ｂ）は湾曲部１０７の回転中心Ｐとグリップ部１０２の回転軸１０３とが平行になっている場合であるが、この場合、手前の刃部１０４ａによってスコープ視野Ｓは妨げられ生体組織１１６の把持されている部分は見ることができず、把持状況を直接に把握しにくい。
（効果）
リード線１０６が断線することを予防しているために故障の少ない医療用マニピュレータとすることができる。また、グリップ部１０２によって把持されている部分がそのグリップ部１０２の部材の裏にならず、把持状態を常に見える観察能の高い医療用マニピュレータとすることができる。
［付記］
（１）挿入部に湾曲部を有した内視鏡と、この内視鏡の挿入部に沿って隣接され少なくとも１または２か所以上に湾曲部を有するアーム部を有した処置具とを備え、内視鏡の湾曲部と処置具の湾曲部を湾曲操作するようにした医療用マニピュレータにおいて、前記アーム部の最も基端部側の湾曲部の湾曲開始位置が、内視鏡の湾曲部の湾曲開始位置よりも基端部側にあることを特徴とする医療用マニピュレータ。
（２）第１項の医療用マニピュレータにおいて、内視鏡の湾曲部と処置具のアーム部における湾曲部がそれぞれ独立に動作が可能であることを特徴とする医療用マニピュレータ。
（３）第１項または第２項の医療用マニピュレータにおいて、処置具のアーム部における少なくとも２つの湾曲部が同一平面内において、互いに異なる方向に湾曲することを特徴とする医療用マニピュレータ。
（４）第１項、第２項または第３項の医療用マニピュレータにおいて、処置具が２つの、互いに同一の回転軸を中心に回転し、かみ合う複数の処置部材を持ち、前記処置部材の回転軸とその処置部材を支持するアーム部の複数の湾曲部の湾曲中心軸とが平行ではないことを特徴とする医療用マニピュレータ。
【００３３】
（５）第１項ないし第４項のいずれかの医療用マニピュレータにおいて、処置具のアーム部における２つの湾曲部間のアーム部分の長さよりも、その湾曲部間よりも先端側に位置する湾曲部間のアーム部分の長さ及び最先端に位置する湾曲部とアーム部先端までのアーム部分の長さの少なくとも一方が長いことを特徴とする医療用マニピュレータ。
【００３４】
（６）第１項ないし第５項のいずれかの医療用マニピュレータにおいて、処置具に配設された触覚センサへ電源を供給するための電源線と触覚センサからの電気信号を取出すための信号線を有し、電源線と信号線の少なくとも一方が、アーム部の湾曲部における湾曲中立面内に挿通されていることを特徴とする医療用マニピュレータ。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、内視鏡挿入部の湾曲部とこれに隣接する処置具の湾曲部をそれぞれ湾曲させる場合において、その内視鏡と処置具が干渉を極力少なくでき、それらを動作させる際の操作性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例に係る医療用マニピュレータシステムの全体的な構成の概略的説明図。
【図２】（ａ）は前記医療用マニピュレータシステムにおけるマスターマニピュレータの手術器械の対偶関係を示す説明図、（ｂ）は前記医療用マニピュレータシステムにおけるＨＭＤ用アームと処置手段用アームの対偶関係を示す説明図。
【図３】前記医療用マニピュレータシステムにおけるマスターマニピュレータの手術器械の湾曲動作の説明図。
【図４】本発明の第２の実施例に係る医療用マニピュレータシステムにおけるマスターマニピュレータの手術器械の湾曲動作の説明図。
【図５】本発明の第３の実施例に係る医療用マニピュレータシステムにおけるマスターマニピュレータの手術器械の湾曲動作の説明図。
【図６】（ａ）は本発明の第４の実施例に係る医療用マニピュレータシステムにおける把持鉗子の上面図、（ｂ）は同じくその側面から見た断面図。
【図７】前記本発明の第４の実施例に係る前記把持鉗子の使用状態の説明図。
【符号の説明】
１…スレーブマニピュレータ、２…マスターマニピュレータ、３…制御装置、４…手術器械、５…移動用マニピュレータ、６…内視鏡、７ａ，７ｂ…把持鉗子、８…挿入部、１０…アーム部、１１…湾曲部、１５，１６…湾曲部、Ｅ１…湾曲開始基端、Ｅ２…湾曲開始基端。[0001]
[Industrial application fields]
In the present invention, for example, an insertion hole is formed in a body wall such as an abdominal wall, and a surgical instrument such as an endoscope or a treatment tool is inserted into the body cavity through the insertion hole. The present invention relates to a medical manipulator used in percutaneous endoscopic surgery.
[0002]
[Prior art]
This type of percutaneous endoscopic surgery is actually performed as a minimally invasive technique that does not require a large incision, such as a cholecystectomy or a surgery to remove and remove part of the lung. In this case, it is common for surgical instruments such as endoscopes and treatment tools to be inserted into the body cavity percutaneously. However, they are individually mounted on separate manipulators, and the surgical instruments are attached to the respective manipulators. Japanese Laid-Open Patent Publication No. 6-30896 proposes a surgical manipulator device that operates and performs a surgical operation on a body part with a high degree of freedom on behalf of an operator. In this surgical manipulator device, an observation manipulator equipped with an endoscope and a treatment tool manipulator equipped with a treatment tool are individually provided independently.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, if the observation manipulator and the treatment tool manipulator are individually provided independently, a large number of percutaneous insertion holes for these manipulators must be opened individually. In addition, since the orientation directions of the slave manipulators are different, there arises a problem that it is difficult to make adjustments with the operation means such as a master arm for operating them.
[0004]
Therefore, a method is considered in which surgical instruments such as an endoscope and a treatment tool are collectively introduced into the body cavity from the same insertion hole. That is, a treatment tool is arranged adjacent to the insertion portion of the observation endoscope, and a surgical operation with a high degree of freedom is performed while observing by bending the endoscope and the treatment tool. It is.
[0005]
However, when the bending portion of the endoscope insertion portion and the bending portion of the treatment tool adjacent to the endoscope insertion portion are operated independently, the endoscope and the treatment tool may interfere with each other, and each operation may be hindered. There was a problem with operability.
[0006]
The present invention has been made paying attention to the above-mentioned problems, and the purpose of the present invention is to provide a medical manipulator capable of operating so as to avoid interference between the endoscope and the manipulator as much as possible and improving the operability thereof. It is to provide.
[0007]
[Means and Actions to Solve the Problems]
The present invention includes an endoscope having a curved portion in an insertion portion, and a treatment instrument having an arm portion adjacent to the insertion portion of the endoscope and having a curved portion in at least one place, In the medical manipulator configured to bend the bending portion of the endoscope and the bending portion of the treatment instrument, the bending start position of the bending portion on the most proximal side of the arm portion is the bending of the bending portion of the endoscope. It is characterized in that it is on the base end side with respect to the starting position.
The bending start position of the bending portion on the most proximal end side in the arm portion of the treatment instrument arranged along the endoscope insertion portion is located closer to the proximal end portion than the bending start position of the bending portion of the endoscope. Therefore, mutual interference is difficult to occur. Further, for example, when the bending portion of the endoscope is bent toward the arm portion side of the treatment instrument, the bending portion on the most proximal end side of the arm portion is bent in the same direction as the endoscope. The bending movement is not hindered.
[0008]
【Example】
<First embodiment>
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
(Constitution)
FIG. 1 schematically shows an overall configuration of a medical manipulator system. This medical manipulator system includes a slave manipulator 1, amaster manipulator 2, and acontrol device 3 for controlling related operations of bothmanipulators 1 and 2. I have.
[0009]
The slave manipulator 1 includes a surgical instrument 4 and a moving manipulator (robot) 5 that supports the surgical instrument 4. The surgical instrument 4 is detachably mounted on the arm tip of the movingmanipulator 5. The surgical instrument 4 here includes a three-dimensional endoscope 6 and a pair ofgrasping forceps 7a and 7b as a pair of treatment tools (means). Theinsertion portion 8 and the pair ofgrasping forceps 7a and 7b in theendoscope 6 are configured as an integral unit by being inserted into thecommon sheath 9 and arranged in the same direction. That is, thearm portions 10 of the pair oftreatment instruments 7 a and 7 b are arranged along theinsertion portion 8 of theendoscope 6 and adjacent to the left and right positions of theinsertion portion 8. As shown in FIG. 1, thesheath 9 of the surgical instrument 4 is inserted into the body cavity c through the insertion hole b formed in the body wall a of the patient. Theendoscope 6 and the distal ends of thegrasping forceps 7a and 7b in the surgical instrument 4 are installed so as to protrude into the body cavity c in substantially the same direction.
[0010]
By the way, theendoscope 6 is provided with abending portion 11 having a degree of freedom of 2 in the middle of the distal end side of theinsertion portion 8 projecting from the distal end of thesheath 9, and thisbending portion 11 has two in the vertical direction B1 and the horizontal direction B2. By curving in the direction, the direction of thetip 12 is changed vertically and horizontally.
[0011]
Thedistal end portion 12 of theendoscope 6 is provided with a pair of left andright illumination windows 13 and a pair of left and right observation windows 14, and the illumination light is irradiated from theillumination windows 13 to the visual field in the body cavity c. Then, the inside of the visual field is observed through a pair of left and right observation windows 14. A solid-state image sensor such as a CCD is installed inside each observation window 14, and each solid-state image sensor is driven and controlled by a camera control circuit (not shown) to capture each field of view obtained through each observation window 14.
[0012]
Further, in each of the left andright grasping forceps 7a and 7b,curved portions 15 and 16 are provided at two positions in the longitudinal direction in the middle of thearm portion 10 protruding from thesheath 9, and the firstcurved portion 15 on the proximal end side is Thesecond bending portion 16 on the distal end side is bent in the C1 direction, and thesecond bending portion 16 on the tip side is bent in the C2 direction. The C1 direction in which thefirst bending portion 15 is bent and the C2 direction in which thesecond bending portion 16 is bent are bent in different directions, for example, at right angles, in the same plane in normal operation. . Thearm portion 10 protruding from thesheath 9 can also be rotated in the C3 direction around its own axis by a rotatingportion 17 provided on the base end side. Agripper 18 is provided at the distal end of thearm portion 10 of thegrasping forceps 7a, 7b so that a pair of grasping members for treatment work can be rotated. Eachgripping forceps 7a, 7b has a structure that is symmetrical with respect to the axis of theinsertion portion 8 of theendoscope 6, and has the same degree of freedom.
[0013]
Thetreatment endoscope 6 is provided with adrive unit 19 at the rear end thereof. Thedrive unit 19 includes an electromagnetic motor (not shown) with an encoder, and this driving force is applied by, for example, a wire (not shown). Operations such as bending of the bendingportion 11 of theendoscope 6 and bending of the bendingportions 15 and 16 of the graspingforceps 7a and 7b, rotation of thearm portion 10 and opening and closing of thegripper 18 can be driven. FIG. 2A schematically shows an even number relationship in each part of the surgical instrument 4.
[0014]
FIG. 3 is a view of the surgical instrument 4 as seen from the upper surface side of theinsertion portion 8 of theendoscope 6 protruding from the distal end of thesheath 9 and thearm portion 10 of the graspingforceps 7a and 7b. In each of the left and rightgripping forceps 7a and 7b, the bending portion located on the most proximal side among the bendingportions 15 and 16 provided in the middle of thearm portion 10 protruding from thesheath 9, here, the bending start proximal end of the bendingportion 15 E1 is on the proximal end side of the bending start proximal end E2 of the bendingportion 11 in theendoscope 6.
[0015]
On the other hand, the movingmanipulator 5 is a support mechanism installed on the bedside, and has a multi-joint arm structure including a plurality of shafts having degrees of freedom of linear motion and rotation, as will be described below. That is, this is the base 20, thefirst operation shaft 21 that operates in the horizontal turning direction A1 and the vertical movement direction A2, the horizontal movement A3 with respect to thefirst operation shaft 21, and the turning direction A4 around its own axis. Thesecond operating shaft 22 is rotatable, and the tip of thesecond operating shaft 22 has a turning direction A5 perpendicular to the axial direction and a turning about an axis perpendicular to the turning direction A5. Aninstrument mounting member 23 having a so-called wrist function that can rotate in the direction A6 is attached. The surgical instrument 4 is inserted into theinstrument mounting member 23 and the surgical instrument 4 is supported in this state. The unit of the surgical instrument 4 including theendoscope 6 and the pair of graspingforceps 7 a and 7 b is detachably attached to theinstrument mounting member 23 provided at the distal end of the movingmanipulator 5. Each axis of the movingmanipulator 5 is provided with an actuator (not shown) such as an electromagnetic motor driven in each direction, an absolute encoder (not shown) for detecting the rotation angle, and a speed reducer (not shown). Is provided.
[0016]
On the other hand, themaster manipulator 2 of the operating means is constituted by a movingmaster arm 31, anHMD arm 32 and a pair of treatment means operatingarms 33a and 33b provided at the distal end thereof. The movingmaster arm 31 is composed of a link mechanism, which is attached to a base 34 such as a wall or a base of an operating room and rotates in a direction D1 around its axis, Asecond shaft member 38 connected to the tip of thefirst shaft member 36 via the joint 37 so as to rotate in the D2 direction, and a tip of thesecond shaft member 38 via the joint 39 in the direction D3. A third shaft member 40 that is connected so as to rotate in rotation, and a mounting tip member 41 that is connected so as to rotate in the direction D4 are connected to the tip of the third shaft member 40. In addition, anencoder 42 is attached to each of the rotating shaft portions so that the rotation angle can be detected, and the position and orientation of the tip of the movingmaster arm 31 can be detected based on the detected data. ing.
[0017]
As shown in FIG. 2B, theHMD arm 32 includes an arm 53 having tworotary joints 51 and 52 and an HMD (head mounted display) 54 as a display means fixed to the tip of the arm 53. Has been. The rotation directions E1 and E2 of the rotary joints 51 and 52 of the arm 53 are orthogonal to each other, and are provided withencoders 55 and 56, respectively, thereby detecting the rotation amounts of the rotation directions E1 and E2 of theHMD 54, respectively. It is possible.
[0018]
One treatment means operation arm 33 a is constituted by anarm 64 having threerotary joints 61, 62, 63 and an openable /closable operation gripper 65 provided at the tip of thearm 64. The rotary joints 61, 62, and 63 can move in three directions F3, F1, and F2, respectively. Each of the threerotary joints 61, 62, 63 and theoperation gripper 65 is provided with an encoder so that the rotation angle of each rotary joint 61, 62, 63 and the opening angle of thegripper 65 can be detected. . The other treatment meansoperation arm 33b has a symmetrical structure with respect to the rotation axis in the rotational direction D4 with respect to the one treatment means arm 33a, and the configuration of both is the same. A description of themeans operating arm 33b is omitted.
[0019]
Next, the configuration of thecontrol device 3 for controlling the related operations of the slave manipulator 1 and themaster manipulator 2 will be described. As shown in FIG. 1, thecontrol device 3 is composed of afirst control device 71, a second control device 72, and athird control device 73, and the roles of control objects are shared. First, thefirst control device 71 is electrically connected to eachencoder 42 of the movingmaster arm 31, and detects the position of the tip of the movingmaster arm 31 by detecting the rotation angle by theencoder 42. Can do. Further, thefirst control device 71 is also electrically connected to each electromagnetic motor of the movingmanipulator 5 and an encoder attached to the motor, and drives the motor while detecting the moving amount by the encoder. Determine the position of the tip.
[0020]
The second control device 72 is electrically connected to theencoders 55 and 56 of theHMD arm 32 and can detect the direction of theHMD 54 by detecting the rotation angle of theencoders 55 and 56. Furthermore, the second control device 72 is electrically connected to a motor provided in thedrive unit 19 and an encoder attached to this motor, and can be driven while detecting the amount of movement by the encoder. It is possible to bend the bendingportion 11 in theinsertion portion 8 of thetreatment endoscope 6 in the determined direction.
[0021]
Thethird control device 73 is electrically connected to theencoders 74 of the treatment meansoperation arms 33a and 33b, and detects the rotation angles of the rotary joints 61, 62 and 63 and theoperation gripper 65 by theencoder 74. Thus, the direction and position of thegripper 65 and the opening / closing angle can be detected. Further, thethird control device 73 is electrically connected to each electromagnetic motor for driving the treatment means provided in thedrive unit 19 and an encoder attached to the motor, and the motor is detected while detecting the movement amount by the encoder. Therefore, it is possible to determine the position and direction of the graspingforceps 7a and 7b as the treatment means.
[0022]
The output of the left CCD of theendoscope 6 is converted into a TV signal by a video processor (not shown), and the image can be displayed on, for example, the LCD of the left eye display section of theHMD 54. Further, the output of the right CCD is converted into a TV signal by a video processor (not shown), and the video can be displayed on, for example, the LCD of the right eye display unit of theHMD 54. Therefore, theoperator 80 wearing theHMD 54 can observe three-dimensionally (three-dimensionally).
(Function)
When using the medical manipulator system described above, first, theoperator 80 covers theHMD 54 on the head, has theleft gripper 65 with the left hand, and theright gripper 65 with the right hand. At this time, theoperator 80 can stereoscopically view the image in the body cavity obtained by theendoscope 6 using theHMD 54.
[0023]
Next, when theoperator 80 changes the position of the head, the change of the position is detected by theencoder 42 of each axis of themovement master arm 31, and thefirst control device 71 thereby detects the movement of themovement master arm 31. The tip position is calculated, and each electromagnetic motor of the slave-side moving manipulator 5 is controlled so that the position of the tip of theinsertion portion 8 in theendoscope 6 moves correspondingly. At this time, control is performed so that the coordinate systems of the tips correspond to each other.
[0024]
When theoperator 80 changes the direction of the neck, theencoders 55 and 56 of theHMD arm 32 detect this movement, and the second control device 72 detects the rotations E1 and E2 of theHMD 54 and the bending of theendoscope 6. A motor with an encoder (not shown) in thedrive unit 19 is controlled so that B1 and B2 move in a one-to-one correspondence. As a result, the position and orientation of thetreatment endoscope 6 move in correspondence with the position and orientation of the head of theoperator 80, so that theoperator 80 changes the position and orientation of the head to the affected area. It is possible to guide theendoscope 6 and observe the affected part in three dimensions from various angles.
[0025]
Next, the operation when thesurgeon 80 performs treatment will be described. For example, anencoder 74 provided at each joint 61, 62, 63, etc. of the treatment means operation arm 33a indicates the movement when theoperator 80 changes the position of theright operation gripper 65 or opens or closes thegripper 65. Thethird control device 73 has a one-to-one correspondence between the rotations F1, F2, and F3 of the right treatment means operation arm 33a and the rotations C1, C2, and C3 of theright grasping forceps 7a. The motor with encoder (not shown) in thedrive unit 19 is controlled so that the opening / closing F4 of thegripper 65 operates in accordance with the opening / closing amount of the opening / closing C4 of theright treatment gripper 18. In addition, thethird control device 73 uses a motor with an encoder (not shown) in thedrive unit 19 so that the left treatment meansoperation arm 33b and the righttreatment gripping forceps 7b similarly move in a one-to-one correspondence. Although the control is the same as that on the right side, description thereof is omitted. Thus, since the movement of the hand of thesurgeon 80 and the movement of the treatment tool have a one-to-one correspondence, thesurgeon 80 presses the affected area with, for example, theleft grasping forceps 7b while observing the stereoscopic image of theHMD 54, Operations such as peeling the affected area with the graspingforceps 7a are possible.
[0026]
Next, the bending operation of thearm portion 10 of the graspingforceps 7a and 7b when theendoscope 6 is bent will be described with reference to FIG. When the bendingportion 11 of the three-dimensional (stereoscopic)endoscope 6 is bent leftward from the straight state of FIG. 3A to the state of FIG. 3B, the arm of the graspingforceps 7a in the bending direction The bendingportion 15 that is closest to the proximal end portion of theportion 10 is controlled to bend in the same direction. When theendoscope 6 is bent in this way, thearm portion 10 of the graspingforceps 7a positioned on the bending side simultaneously or in advance performs a retracting operation, so that the bending operation of theendoscope 6 is controlled by the graspingforceps 7a and 7b. Thearm part 10 does not interfere.
(effect)
(1) Thus, it is possible to obtain a medical manipulator with good operability by avoiding interference between the operations of the three-dimensional (stereoscopic)endoscope 6 and thearm portion 10 of the graspingforceps 7a as much as possible. Since the bending start proximal end of the bendingportions 15 and 16 of the graspingforceps 7a and 7b located closest to the proximal end is closer to the proximal end than the bending start proximal end of the bendingportion 11 in theendoscope 6, the retraction thereof Operation is ensured.
[0027]
(2) Thearm portions 10 of the graspingforceps 7 a and 7 b of the treatment means are disposed along theendoscope 6, and thecurved portions 15 and 16 of thearm portion 10 are mutually in the same plane including theendoscope 6. Because of the difference, the operating range of the manipulator can be expanded in the vicinity of the distal end portion of the endoscope, and the visual field range of the endoscope can be widely covered.
<Second embodiment>
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
(Constitution)
This second embodiment is different in the bending structure of thearm portion 10 of the graspingforceps 7a, 7b in the medical manipulator of the first embodiment described above, and those not related thereto are described in the first embodiment. Is the same as That is, each grippingforceps 7a, 7b is provided with threecurved portions 81, 82, 83 in thearm portion 10 respectively. The bending start position E1 of the bendingportion 81 located closest to the proximal end portion is positioned closer to the proximal end than the bending start position E2 of the bendingportion 11 of theendoscope 6. The effect by this is as substantially the same as the 1st Example.
<Third embodiment>
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
(Constitution)
FIG. 5A is a diagram modeling the configuration of the third embodiment. This is different in the bending structure of thearm portion 10 of the graspingforceps 7a, 7b in the medical manipulator of the first embodiment described above, and those not related to this are the same as those of the first embodiment described above. is there. That is, eacharm portion 10 of the graspingforceps 7a, 7b has twocurved portions 15, 16 as in the first embodiment, but is second from the arm length L1 defined by thecurved portions 15, 16. The arm length L2 from thecurved portion 16 to thegripper 18 is increased (L₁ <L₂ ).
[0028]
In FIG. 5A, thefirst bending portion 15 is bent in the same plane counterclockwise (arrow A in the figure), and thesecond bending portion 16 on the tip side is turned clockwise (arrow B in the figure) in the same plane. Control is possible. FIG. 5 (b) shows L for comparison.₁ = L₂ The configuration in the case of is shown.
(Function)
By causing the two bendingportions 15 and 16 to perform bending operations in different directions within the same plane, the operation range of the graspingforceps 7a and 7b is greatly expanded in the visual field region near the distal end portion of theendoscope 6. Can do.
L₁ <L₂ L₁ ≧ L₂ Therefore, the operating range of the graspingforceps 7a, 7b can be expanded as compared with the case of the above.
(effect)
The operating range of the graspingforceps 7a, 7b as a treatment means can be expanded widely in the vicinity of the distal end of theendoscope 6, so that the visual field of theendoscope 6 can be widely covered, and the operation range can be controlled by the wide operating range. Can be improved.
<Fourth embodiment>
A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
(Constitution)
The fourth embodiment specifically shows an example of the aforementioned grasping forceps. This grippingforceps 100 is provided with agrip portion 102 at the tip of anarm portion 101, and thegrip portion 102 is constituted by two blade portions (treatment members) 104 a and 104 b that rotate about arotation shaft 103. The twoblade portions 104a and 104b are also connected to an operation wire (not shown) through a link mechanism (not shown) configured on the base end side. Thegrip portion 102 is opened and closed by pushing and pulling the operation wire. Atactile sensor 105 for detecting a force applied to the blade portion 104a is attached to the back surface of the blade portion 104a on one side. Alead wire 106 is connected to thetactile sensor 105, and power is supplied to thetactile sensor 105 and an electric signal is extracted from thetactile sensor 105 through thelead wire 106.
[0029]
The bendingportion 107 provided in the middle of thearm portion 101 of the graspingforceps 100 is configured as follows. That is, the bendingportion 107 is configured such that a plurality of node rings 108 are arranged in the axial direction of thearm portion 101 and their adjacent ones are rotatably connected by thepins 109 so as to be bent as a whole. Thepins 109 that pivotally support the adjacent node rings 108 are arranged slightly offset from the central axis of thearm portion 101 to the side. Further, the abutting end surfaces on the upper surface side from the surface passing through eachpin 109 come into contact with each other when thecurved portion 107 is straight, and the abutting end surface below the surface passing through eachpin 109 is centered on thecurved portion 107. When they are bent around P, they hit each other.
[0030]
Further, the distal ends of the upper and lower bending operation wires 110a and 110b are fixed to the most advanced one of the node rings 108 at the upper and lower positions, respectively, and the bending operation wires 110a and 110b of thegripping forceps 100 are fixed on the proximal end side. By pulling either one, a rotational moment is applied to thenode ring 108 in the direction of the pull, and the bendingportion 107 is bent. FIG. 6B shows a curved shape when the lower bending operation wire 110b is pulled.
[0031]
A surface passing through eachpin 109 in the bendingportion 107 becomes aneutral surface 112 whose axial length does not change, and thelead wire 106 is inserted on theneutral surface 112. Thelead wire 106 passes through thearm portion 101 and is connected to a control device (not shown) on the base end side. The bending rotation center P of the bendingportion 107 is arranged so as to be orthogonal to therotation axis 103 of thegrip portion 102.
(Function)
When thelead wire 106 of thetactile sensor 105 is guided through thearm portion 101 of the graspingforceps 100, the bendingportion 107 passes through theneutral surface 112. Therefore, the bendingportion 107 may be pulled and cut even when the bendingportion 107 is bent. Absent. By reducing the possibility of disconnection of the tactile sensor wiring, it is possible to provide a medical manipulator that is safe and economical with few failures.
[0032]
Similar to the case shown in the above-described embodiment, for example, when the graspingforceps 100 is disposed adjacent to theendoscope 115 as shown in FIG. FIG. 7A is a view of a scene in which theliving tissue 116 is being grasped by the graspingforceps 100 under the observation of theendoscope 115 from the upper rear side. In this medical manipulator, since the rotation center P of the bendingportion 107 and therotation axis 103 of thegrip portion 102 are orthogonal to each other, the portion of theliving tissue 116 that is exactly grasped can be observed through theblade portions 104a and 104b. It is. FIG. 7B for comparison with this shows a case where the rotation center P of the bendingportion 107 and therotation shaft 103 of thegrip portion 102 are parallel, but in this case, the front blade portion The scope visual field S is blocked by 104a, and the gripped portion of theliving tissue 116 cannot be seen, and it is difficult to directly grasp the gripping state.
(effect)
Since thelead wire 106 is prevented from being disconnected, a medical manipulator with few failures can be obtained. In addition, the portion gripped by thegrip portion 102 does not become the back of the member of thegrip portion 102, and a medical manipulator with high observation ability that can always see the gripped state can be obtained.
[Appendix]
(1) An endoscope having a curved portion in the insertion portion, and a treatment instrument having an arm portion adjacent to the insertion portion of the endoscope and having a curved portion in at least one or more places. In the medical manipulator in which the bending portion of the endoscope and the bending portion of the treatment tool are bent, the bending start position of the bending portion closest to the proximal end of the arm portion is the position of the bending portion of the endoscope. A medical manipulator characterized by being on a proximal end side with respect to a bending start position.
(2) The medical manipulator according to the first item, wherein the bending portion of the endoscope and the bending portion of the arm portion of the treatment instrument can operate independently.
(3) The medical manipulator according toitem 1 or 2, wherein at least two bending portions of the arm portion of the treatment instrument are bent in different directions within the same plane.
(4) In the medical manipulator according to the first, second, or third item, the treatment instrument has two treatment members that rotate around the same rotation axis and mesh with each other, and the treatment member rotates. A medical manipulator characterized in that an axis and a bending central axis of a plurality of bending portions of an arm portion supporting the treatment member are not parallel.
[0033]
(5) In the medical manipulator according to any one of Items 1 to 4, the curvature is located on the distal side of the arm portion between the two bending portions in the arm portion of the treatment instrument, rather than between the bending portions. A medical manipulator characterized in that at least one of the length of the arm part between the parts and the length of the bending part located at the forefront and the length of the arm part up to the tip of the arm part are long.
[0034]
(6) In the medical manipulator according to any one of items 1 to 5, a power supply line for supplying power to a tactile sensor disposed in a treatment instrument and a signal line for taking out an electrical signal from the tactile sensor And at least one of the power line and the signal line is inserted into a curved neutral plane in the curved portion of the arm portion.
[0035]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when bending the bending portion of the endoscope insertion portion and the bending portion of the treatment tool adjacent thereto, the endoscope and the treatment tool can reduce interference as much as possible, The operability when operating them can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic explanatory diagram of an overall configuration of a medical manipulator system according to a first embodiment of the present invention.
FIGS. 2A and 2B are explanatory views showing the even relationship between surgical instruments of a master manipulator in the medical manipulator system, and FIG. 2B shows the even relationship between an arm for HMD and an arm for treatment means in the medical manipulator system. Illustration.
FIG. 3 is an explanatory view of a bending operation of a surgical instrument of a master manipulator in the medical manipulator system.
FIG. 4 is an explanatory view of a bending operation of a surgical instrument of a master manipulator in a medical manipulator system according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an explanatory view of a bending operation of a surgical instrument of a master manipulator in a medical manipulator system according to a third embodiment of the present invention.
6A is a top view of a grasping forceps in a medical manipulator system according to a fourth embodiment of the present invention, and FIG. 6B is a cross-sectional view seen from the side thereof.
FIG. 7 is an explanatory diagram of a usage state of the grasping forceps according to the fourth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Slave manipulator, 2 ... Master manipulator, 3 ... Control apparatus, 4 ... Surgical instrument, 5 ... Movement manipulator, 6 ... Endoscope, 7a, 7b ... Grasping forceps, 8 ... Insertion part, 10 ... Arm part, 11 ... bending part, 15, 16 ... bending part, E1 ... bending start proximal end, E2 ... bending start proximal end.

Claims (1)

Translated fromJapanese

挿入部に湾曲部を有した内視鏡と、この内視鏡の挿入部に沿って隣接され少なくとも１か所以上に湾曲部を有するアーム部を有した処置具とを備え、内視鏡の湾曲部と処置具の湾曲部を湾曲操作するようにした医療用マニピュレータにおいて、前記アーム部の最も基端部側の湾曲部の湾曲開始位置が、内視鏡の湾曲部の湾曲開始位置よりも基端部側にあることを特徴とする医療用マニピュレータ。An endoscope having a curved portion in the insertion portion; and a treatment instrument having an arm portion adjacent to the insertion portion of the endoscope and having a curved portion in at least one place. In the medical manipulator configured to bend the bending portion and the bending portion of the treatment instrument, the bending start position of the bending portion on the most proximal side of the arm portion is more than the bending start position of the bending portion of the endoscope. A medical manipulator characterized by being on the proximal end side.

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