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発明の名称 術具装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−29274(P2007−29274A)
公開日 平成19年2月8日(2007.2.8)
出願番号 特願2005−214519(P2005−214519)
出願日 平成17年7月25日(2005.7.25)
代理人 【識別番号】100098017
【弁理士】
【氏名又は名称】吉岡 宏嗣
発明者 河合 俊和 / 桃井 康行
要約 課題
術具部と駆動部との着脱を速やかに行えるようにすると共に、装着時の位置合わせを簡単化する。

解決手段
術具6及び術具6を操作する操作機構を有してなる術具部2と、操作機構に連結される動力伝達機構及び動力伝達機構を介して操作機構を駆動するアクチュエータを有してなる駆動部3とを備え、術具部2と駆動部3とが着脱自在に連結されてなる術具装置1において、術具部2と駆動部3は、それぞれ互いに着脱自在に接合される接合面4、5を有し、操作機構と動力伝達機構とが接合面4、5の位置で着脱自在に連結され、接合面の一方の接合面に極性が異なる磁石を含む複数の磁石が配置され、かつ極性が同じ磁石を連続して配置し、他方の接合面に前記一方の接合面に配置された複数の磁石に対して鏡像対称に、かつ極性を逆にして複数の磁石が配置されてなることを特徴とする。
特許請求の範囲
【請求項1】
術具及び該術具を操作する操作機構を有してなる術具部と、前記操作機構に連結される動力伝達機構及び該動力伝達機構を介して前記操作機構を駆動するアクチュエータを有してなる駆動部とを備え、前記術具部と前記駆動部とが着脱自在に連結されてなる術具装置において、前記術具部と前記駆動部は、それぞれ互いに着脱自在に接合される接合面を有し、前記操作機構と前記動力伝達機構とが前記接合面の位置で着脱自在に連結され、前記接合面の一方の接合面に極性が異なる磁石を含む複数の磁石が配置され、他方の接合面に前記一方の接合面に配置された複数の磁石に対して鏡像対称に、かつ極性を逆にして複数の磁石が配置されてなることを特徴とする術具装置。
【請求項2】
前記操作機構と前記動力伝達機構は、それぞれ直線運動する複数の駆動軸を有し、前記駆動軸の先端部に駆動軸同士を連結する連結手段が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の術具装置。
【請求項3】
前記連結手段は、磁石であることを特徴とする請求項2に記載の術具装置。
【請求項4】
前記操作機構と前記動力伝達機構は、それぞれ回転運動する複数の駆動部材を有し、前記駆動部材の先端部駆動部材同士が連結する連結手段が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の術具装置。
【請求項5】
術具及び該術具を操作する操作機構を有してなる術具部と、前記操作機構に連結される動力伝達機構及び該動力伝達機構を介して前記操作機構を駆動するアクチュエータを有してなる駆動部とを備え、前記術具部と前記駆動部とが着脱自在に連結されてなる術具装置において、前記術具部と前記駆動部は、それぞれ互いに着脱自在に接合される接合面を有し、前記操作機構と前記動力伝達機構は、前記接合面の位置で着脱自在に連結され、かつそれぞれ直線運動する複数の駆動軸を有し、前記駆動軸の先端部に対応する駆動軸同士を連結する連結手段が設けられ、該連結手段は、前記術具部の複数の前記駆動軸の先端にそれぞれ設けられた磁石と、前記駆動部の複数の前記駆動軸の先端にそれぞれ設けられた磁石とを有して形成され、前記術具部側に設けられた複数の磁石は極性が異なる磁石を含んで配置され、前記駆動部側に設けられた磁石は前記術具部側に設けられた複数の磁石に対して鏡像対称に、かつ極性を逆にして配置されてなることを特徴とする術具装置。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、医療に用いられる術具装置に係り、特に、低侵襲治療を支援する手術支援装置のマニピュレータとして用いる術具装置に関する。
【背景技術】
【0002】
手術による患者の負担を軽減するために、手術支援装置を用いて小さな切開による低侵襲治療を行うことが知られている。このような手術支援装置のマニピュレータとして用いる術具装置は、患者の体内に挿入される鉗子等の術具及び術具を操作する操作機構を一体化した術具部と、その術具部の操作機構を動力伝達機構を介して駆動するアクチュエータを有する駆動部とを備えて構成される。
【0003】
このような術具装置の術具は、手術時に生態組織に直接触れることから、感染症防止等の観点から、臨床使用前に滅菌や洗浄を行う必要がある。医療施設で普及している簡便な滅菌方法は、オートクレーブ滅菌法(高圧蒸気下、100℃以上)である。しかし、駆動部は、アクチュエータ及び電気部品を有しているため、通常、耐熱性及び耐水性が低い。
【0004】
そこで、従来、滅菌及び洗浄が必要な術具部と、アクチュエータを有する駆動部とを着脱可能に構成し、アクチュエータの駆動力を歯車等を介して伝達機構部の歯車に伝達可能に構成している(特許文献1)。
【0005】
また、術具装置ではないが、特許文献2では、直線送りの対象物と駆動部を電磁石を介して着脱自在に構成することが記載されている。
【0006】
【特許文献1】特開2003ー24336号公報
【特許文献2】特開平11ー166504号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかし、特許文献1の記載の術具装置は、術具部と駆動部とを機械的なねじ込み、フック或いは爪によって着脱可能に結合しているため、術具部の分離に手間と時間がかかり、術中の迅速な術具部の交換には対応し難い。また、術中に不要な外力が駆動部に加わると、術具部を介して患者に不要な外力を与えるおそれがある。
【0008】
この点、特許文献2に記載の電磁石を利用して、術具部と駆動部とを着脱自在に連結することが考えられる。しかし、複数の駆動軸を有する術具装置の場合は、対応関係のある複数の駆動軸を正しい位置関係で連結しなければ、術具装置の機能を発揮することができない。そこで、術具部と駆動部とに位置合せマークなどを付して正しい関係に連結することが考えられるが、連結作業に手間がかかるだけでなく、誤って連結すると術具装置の機能が発揮できないから、使い勝手が悪い。
【0009】
本発明は、術具部と駆動部との着脱を速やかに行えるようにすると共に、装着時の位置合わせを簡単化することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記課題を解決するため、本発明は、術具及び該術具を操作する操作機構を有してなる術具部と、前記操作機構に連結される動力伝達機構及び該動力伝達機構を介して前記操作機構を駆動するアクチュエータを有してなる駆動部とを備え、前記術具部と前記駆動部とが着脱自在に連結されてなる術具装置において、前記術具部と前記駆動部は、それぞれ互いに着脱自在に接合される接合面を有し、前記操作機構と前記動力伝達機構とが前記接合面の位置で着脱自在に連結され、前記接合面の一方の接合面に極性が異なる磁石を含む複数の磁石が配置され、他方の接合面に前記一方の接合面に配置された複数の磁石に対して鏡像対称に、かつ極性を逆にして複数の磁石が配置されてなることを特徴とする。
【0011】
すなわち、本発明によれば、術具部と駆動部の連結に磁石を利用しているため、術具部と駆動部の着脱を速やかに行うことができる。特に、一方の接合面に極性が異なる磁石を含む複数の磁石を配置し、他方の接合面に鏡像対称に、かつ極性を逆にして複数の磁石を配置した構成としていることから、両方の接合面に配置された磁石が互いに吸引し合う位置関係を1箇所に限らせることができる。これにより、装着時の位置合わせを簡単に行うことができる。その結果、術具部の交換を短時間で、かつ誤りなく行うことができる。また、術中に術具装置に外力が加わったとしても、術具部が容易に外れるから、患部に不要な外力が加わるおそれを回避できる。
【0012】
また、本発明は、操作機構と動力伝達機構が、それぞれ直線運動する複数の駆動軸を有し、駆動軸の先端部に駆動軸同士を連結する連結手段が設けられている術具装置に適用できる。この場合、接合面に設ける磁石を連結手段とは別途設けることができるが、各駆動軸の先端に磁石を設けて連結手段を構成することにより、構成を簡単化することができる。また、操作機構と動力伝達機構が、それぞれ回転運動する複数の駆動軸を有する場合も、各駆動軸の先端に磁石を設けて連結手段を構成することができる。しかし、本発明の連結手段は、これに限られるものではなく、特許文献1に記載のように、歯車を介して着脱自在に連結する構成の場合にも適用でき、この場合、接合面の歯車とは異なる複数の位置に磁石を配置する。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、術具部と駆動部との着脱を速やかに行えるようにすると共に、装着時の位置合わせを簡単化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0014】
以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。図1は、本発明の一実施形態の術具装置を一部断面にして示す構成図である。図2は、図1の術具装置の脱着状態を示した斜視図である。
【0015】
図1に示すように、本実施形態の術具装置1は、術具部2と駆動部3とを備え、術具部2と駆動部3は各々の接合面4、5で着脱可能に設けられている。
【0016】
術具部2は、円筒状の筐体19と、この筐体19に取り付けられた把持鉗子6とを有して構成され、内部を含む全体が耐熱性、耐水性に優れた金属材料や樹脂材料のみによって形成されている。術具部2の筐体19の直径は、例えば、30mm〜50mmである。把持鉗子6の直径は、例えば、3mm〜10mmであり、先端に開閉動作する一対の把持ブレード7を有している。
【0017】
駆動部3は、金属や樹脂製の円筒状の筐体20と、内部に電気部品である電気モータ8を有して構成され、筐体20の直径は、例えば、30mm〜50mmである。電気モータ8で発生した駆動力を把持ブレード7に伝達するために、術具部2の内部と駆動部3の内部には、それぞれ駆動力の伝達機構が設けられている。駆動部3の内部の駆動力の伝達機構は、2個の電気モータ8のそれぞれの回転軸に取り付けられたギア9と、ギア9と噛み合うラックギア10を有する2本の駆動部側の接合ロッド11とにより構成される。接合ロッド11は、2箇所に設けられた軸合わせスペーサ12によって、駆動部3内に軸がずれないように保持されている。
【0018】
術具部2の内部の操作機構である駆動力の伝達機構は、2本の術具部側の接合ロッド13と、各々の接合ロッド13に接続された直角に折れ曲がった2本の伝達部材14と、伝達部材14と接続したワイヤ15によって構成され、把持ブレード7に駆動力を伝達して操作するようになっている。本実施形態では、ワイヤ15を用いているが、取り付けられる術具や操作機構によって、ロッドを用いる場合もある。接合ロッド13と部材14とワイヤ15は、各々、3箇所に設けられた軸合わせスペーサ12によって術具部2内に軸がずれないように保持されている。
【0019】
術具部2と駆動部3が、各々の接合面4、5で接合すると同時に各々の駆動力の伝達機構が連結されて駆動力の伝達が行われる。ここで、図1、2を用いて、接合面4、5の構成を説明する。
【0020】
術具部2側の接合面4は、磁石あるいは係脱自在な係合テープで構成される接続部材16を有し、術具部側の接合ロッド13の接合面4側の先端に設けられた磁石17が接合面4に設けられた穴から突き出ている。また、図2には示していないが、駆動部3側の接合面5も同様に、接合面4の接続部材16に接合する磁石あるいは係脱自在な係合テープで構成される接続部材21を有し、駆動部側の接合ロッド11の接合面5側の先端に設けられた磁石18が接合面5に設けられた穴から突き出ている。
【0021】
図3を用いて、術具部側の接合ロッド13の磁石17と駆動部側の接合ロッド11の磁石18の配列及び極性の特徴について説明する。図3(a)に示すように、本実施形態の術具部2側の磁石17は、互いに異なる極性のN磁石17aとS磁石17bから構成されている。また、駆動部3側の磁石18は、互いに異なる極性のS磁石18aとN磁石18bから構成され、術具部2側のN磁石17aとS磁石17bと鏡像対称の位置、つまり鏡に写した関係の位置に、かつ対向する位置の磁石の極性が逆の極性に形成されている。
【0022】
これらのN磁石17a、S磁石17bはそれぞれ接合ロッド13の先端に設けられ、同様に、S磁石18a、N磁石18bはそれぞれ接合ロッド11の先端に設けられている。
【0023】
なお、駆動力を伝達する接合ロッドが3本の場合は、図3(b)に示すように、同一の円周上に接合ロッドを配置し、術具部2側の接合ロッドの先端に右回りでN磁石17c,S磁石17d,S磁石17eの順に配置し、駆動部3側の接合ロッドの先端に左回りでS磁石18c,N磁石18d,N磁石18eの順に配置する。また、接合ロッドが4本の場合は、図3(c)に示すように、同一の円周上に接合ロッドを配置し、術具部2側の接合ロッドの先端に右回りでN磁石17f〜17g、S極17h〜17iの順に配置し、駆動部3側の接合ロッドの先端に左回りでS磁石18f〜18g,N極18h〜18iの順に配置する。
【0024】
つまり、一方の接合ロッドに極性が異なる磁石を含む複数の磁石を配置して、かつ極性が同じ磁石を連続して配置し、他方の接合ロッドに一方の接合ロッドに配置された複数の磁石に対して鏡像対称に、かつ極性を逆にして複数の磁石が配置する。すなわち、一つの組み合わせでのみ互いに吸引し合う磁石の配置としている。
【0025】
このように磁石を配置することにより、術具部2と駆動部3が連結可能な円形接合面の回転位相を規定することができる。つまり、図3(a)の場合は、N極17aとS極18a、S極17bとN極18bの位置があった場合のみである。円形接合面の回転位相が180°ずれると、対向する磁石が同極性となって反発するから連結できない。図3(b)、(c)の場合も同様に、連結可能な円形接合面の回転位相が1箇所に規定される。
【0026】
図4に、接合ロッド13と接合ロッド11に設ける磁石17と磁石18の設置方式を示す。図4(a)は、磁石17、18を、接合ロッド11、13の先端部に固着する方式である。これに代えて、図4(b)に示すように、各々の接合ロッド11、13の先端部に、磁石17、18を埋め込んで固着する方式を採用できる。つまり、接合ロッド11、13の先端部に溝孔を形成し、その溝孔に磁石17、18を挿入して固着する。さらに、図4(c)に示すように、各々の接合ロッド11、13の先端部に磁石を着磁させることができる。
【0027】
ここで、磁石17、18の素材は、オートクレーブ滅菌法に耐えられるように、耐熱性及び耐食性に優れたサマリウムコバルトなどの希土類磁石又はフェライト磁石を用いることが好ましい。また、同一接合面に配置する磁石の相互間の距離は、磁石の種類や大きさによる磁束密度や保磁力を考慮して最適値に設定する。例えば、外径3mmで長さ9mmのサマリウムコバルト磁石を用いる場合、磁石間の距離は30mm以上にするように設定する。また、本実施形態では、磁石17,18に永久磁石を用いているため耐水性の問題はないが、駆動部側の磁石18の場合は電磁石を用いることができる。
【0028】
次に、本実施形態の術具装置1の動作について説明する。術具部2と駆動部3を接続する際には、把持鉗子6の先端の把持ブレード7を閉じた状態で行う。このとき、術具部側の接合ロッド13は接合面4から突出した状態になっている。そして、術具部2の接合面4に駆動部3の接合面5を近づけていくと、図3(a)に示すように、N極17aとS極18a、S極17bとN極18bが対向する正規の回転位相に合わせると、自然と接合ロッド13と接合ロッド11が互いに引き合って連結する。このとき、回転位相がずれていると、接合ロッド13と接合ロッド11が互いに反発するから、それらの接合ロッドを連結することができない。このようにして、接合ロッド13と接合ロッド11が連結されると同時に、接続部材16、17によって接合面4、5がしっかりと接合し、術具部2と駆動部3が一体化する。そして、種々の際に必要に応じて電気モータ8を駆動させると、その回転力がギア9とラックギア10を介して接合ロッド11が軸方向に直線運動する。この接合ロッド11の直線運動は、磁石17と磁石18を介して接合ロッド13の直線運動に伝達される。その結果、接合ロッド13に連結された伝達部材14とワイヤ15を介して、把持ブレード7が開閉する。
【0029】
なお、術具部2と駆動部3間の電気的な絶縁が要求される場合は、接合面4、5の間に清潔な絶縁性を有する覆布を挟むことにより、漏電を防止することができ、一層、安全に手術を行うことができる。
【0030】
以上説明したように、本実施形態によれば、術具部2と駆動部3との連結に磁石17,18を利用しているため、術具部2と駆動部3の着脱を速やかに行うことができる。特に、磁石17を、極性が異なる磁石を含む複数の磁石を配置して、かつ極性が同じ磁石を連続して配置して形成し、この磁石17に対して磁石18に鏡像対称に、かつ極性を逆にした複数の磁石を配置して構成していることから、磁石が互いに吸引し合う位置関係を1箇所に限らせることができる。これにより、装着時の位置合わせを簡単に行うことができる。その結果、術具部2の交換を短時間で、かつ誤りなく行うことができる。
【0031】
また、術中に術具装置1に外力が加わったとしても、術具部が容易に外れるから、患部に不要な外力が加わるおそれを回避できる。
【0032】
また、接合ロッド13と接合ロッド11の結合に磁石を用いているため、術中に、必要以上の力で患部を処置した場合には、速やかに接合ロッドの結合が外れるため不用意な事態を回避できる。
【0033】
また、本発明の術具装置1は、上記の実施形態に限られるものではない。例えば、上記実施形態では、接合ロッド11と接合ロッド13の先端部の連結に係る磁石を設ける場合を説明したが、これに限らず、接合ロッドの先端ではなく、図3の配置関係を満たした磁石を接合面4、5に配置することができる。この場合は、接合ロッド11と接合ロッド13の連結手段は、例えば、磁石やコネクタなどの着脱が容易な構成のものを別途設けるようにする。
【0034】
また、接合面4、5と接合ロッド11,13のそれぞれに、磁石を分配して設置してもかまわない。
【0035】
また、上記の実施形態では、駆動力の伝達をロッドを介し行ったが、特許文献1に記載のように、歯車を介して着脱自在に連結する構成としてもよく、この場合には、接合面の歯車とは異なる位置に複数の磁石を配置する。また、接合ロッド11,13を直線運動で動力を伝達する構成としたが、これに代えて、接合ロッド11,13を回転運動させて動力を伝達する構成を採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0036】
【図1】本発明の一実施形態の術具装置を一部断面にして示す構成図である。
【図2】図1の術具装置の斜視で示した図である。
【図3】術具部側の接合ロッドの磁石と駆動部側の接合ロッドの磁石の配列及び極性を示す図である。
【図4】術具部側の接合ロッドの磁石と駆動部側の接合ロッドの磁石の設置方式を示す図である。
【符号の説明】
【0037】
1:術具装置
2:術具部
3:駆動部
4、5:接合面
6:把持鉗子
7:把持ブレード
8:電気モータ
9:ギア
10:ラックギア
11、13:接合ロッド
12:軸合わせスペーサ
14:伝達部材
15:ワイヤ
16、21:接続部材
17、18:磁石
19、20:筐体




 

 


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