專利名稱：多關(guān)節(jié)彎曲機(jī)構(gòu)以及具備多關(guān)節(jié)彎曲機(jī)構(gòu)的多關(guān)節(jié)醫(yī)療器械的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能夠分別通過操作線獨(dú)立地對(duì)多個(gè)彎曲塊單獨(dú)進(jìn)行操作的多關(guān)節(jié)彎曲機(jī)構(gòu)以及具備多關(guān)節(jié)彎曲機(jī)構(gòu)的多關(guān)節(jié)醫(yī)療器械。

背景技術(shù)：
一般，在內(nèi)窺鏡等醫(yī)療器械的插入部中設(shè)有彎曲部。在彎曲部中，多個(gè)彎曲塊以轉(zhuǎn)動(dòng)自如的方式連結(jié)。操作線僅連接在彎曲部中的最前端的彎曲塊上。通過推拉操作線，彎曲部整體彎曲。即，各個(gè)彎曲塊無法獨(dú)立地轉(zhuǎn)動(dòng)，難以獲得預(yù)定的彎曲狀態(tài)。
因此，在專利文獻(xiàn)1中，在彎曲部的基端側(cè)部位設(shè)有回彈力賦予單元。當(dāng)彎曲部通過操作線被彎曲操作時(shí)，回彈力賦予單元使彎曲部從前端側(cè)部分優(yōu)先開始彎曲。并且，在專利文獻(xiàn)2中，在彎曲塊之間分別配置有球囊。通過球囊膨脹或者收縮，對(duì)彎曲塊相互的轉(zhuǎn)動(dòng)間隔進(jìn)行調(diào)節(jié)。由此，當(dāng)彎曲部彎曲時(shí)，能夠?qū)澢康那拾霃竭M(jìn)行調(diào)節(jié)使其可變。
專利文獻(xiàn)1日本特開2003-126024號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)2日本特開平06-105797號(hào)公報(bào) 在現(xiàn)有的彎曲機(jī)構(gòu)中，當(dāng)操作線被牽引、彎曲部彎曲時(shí)，所有的彎曲塊都朝相同的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。由此，有可能無法使多個(gè)彎曲塊獨(dú)立地分別朝任意的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，彎曲部的彎曲形態(tài)被限定，有可能無法僅使彎曲部的特定部分朝期望的方向彎曲，存在彎曲形態(tài)的自由度變低的可能性。
在如專利文獻(xiàn)1那樣通過回彈力賦予單元、以及如專利文獻(xiàn)2那樣通過球囊來限制彎曲部的彎曲狀態(tài)的情況下，僅彎曲部的一部分優(yōu)先彎曲。因此，無法僅使任意的彎曲塊選擇性地轉(zhuǎn)動(dòng)，有可能無法形成期望的彎曲狀態(tài)。并且，在為了提高彎曲狀態(tài)的自由度而分別在各彎曲塊上配置操作線的情況下，操作線的數(shù)量增加。因此，多條操作線相互纏繞、彎曲部?jī)?nèi)容易變得繁雜。


發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明提供能夠僅使任意的彎曲塊獨(dú)立地分別轉(zhuǎn)動(dòng)、操作線不會(huì)相互纏繞、能夠緊湊地配置的多關(guān)節(jié)式彎曲機(jī)構(gòu)，以及具備多關(guān)節(jié)式彎曲機(jī)構(gòu)的多關(guān)節(jié)醫(yī)療器械。
本發(fā)明的一個(gè)方式提供一種如下的多關(guān)節(jié)彎曲機(jī)構(gòu)，所述多關(guān)節(jié)彎曲機(jī)構(gòu)具有第一彎曲塊；第二彎曲塊，其以能夠以第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸為中心轉(zhuǎn)動(dòng)的方式與所述第一彎曲塊連接；第三彎曲塊，其以能夠以第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸為中心轉(zhuǎn)動(dòng)的方式與所述第二彎曲塊連接；至少兩根第一操作線，它們連接在所述第一彎曲塊上，使所述第一彎曲塊轉(zhuǎn)動(dòng)；以及至少兩根第二操作線，它們連接在所述第二彎曲塊上，使所述第二彎曲塊轉(zhuǎn)動(dòng)，其特征在于，所述第一操作線和所述第二操作線相對(duì)于與所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸以及所述第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸垂直的方向配置成同心圓狀。
本發(fā)明的一個(gè)方式提供一種如下的多關(guān)節(jié)彎曲機(jī)構(gòu)，所述多關(guān)節(jié)彎曲機(jī)構(gòu)具有第一彎曲塊；第二彎曲塊，其以能夠以第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸為中心轉(zhuǎn)動(dòng)的方式與所述第一彎曲塊連接；第三彎曲塊，其以能夠以第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸為中心轉(zhuǎn)動(dòng)的方式與所述第二彎曲塊連接；第四彎曲塊，其以能夠以第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸為中心轉(zhuǎn)動(dòng)的方式與所述第三彎曲塊連接；至少兩根第一操作線，它們連接在所述第一彎曲塊上，使所述第一彎曲塊轉(zhuǎn)動(dòng)；至少兩根第二操作線，它們連接在所述第二彎曲塊上，使所述第二彎曲塊轉(zhuǎn)動(dòng)；以及至少兩根第三操作線，它們連接在所述第三彎曲塊上，使所述第三彎曲塊轉(zhuǎn)動(dòng)，其特征在于，所述第一操作線、所述第二操作線以及所述第三操作線相對(duì)于與所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸、所述第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸以及所述第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸垂直的方向配置成同心圓狀。
本發(fā)明的一個(gè)方式提供一種具有上述多關(guān)節(jié)彎曲機(jī)構(gòu)的多關(guān)節(jié)醫(yī)療器械。



圖1是概要地示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)中所包含的內(nèi)窺鏡裝置的立體圖。
圖2是概要地示出該實(shí)施方式所涉及的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)中的內(nèi)窺鏡和處置器械的立體圖。
圖3是概要地示出該實(shí)施方式所涉及的處置器械的立體圖。
圖4是示出該實(shí)施方式所涉及的處置器械的插入部中的前端部和彎曲部的立體圖。
圖5A是從上方觀察利用圖4中的A-A箭頭線所示的水平面沿著插入部的長(zhǎng)軸方向縱剖彎曲部后的剖面的剖面圖。
圖5B是從左側(cè)觀察利用圖4中的B-B箭頭線所示的豎直面沿著插入部的長(zhǎng)軸方向縱剖彎曲部后的剖面的剖面圖。
圖5C是沿圖5A中的A-A箭頭線的剖面圖。
圖5D是分隔件的立體圖。
圖6A示出彎曲塊轉(zhuǎn)動(dòng)的角度的關(guān)系，是縱剖彎曲部并從上方觀察的縱剖面圖。
圖6B示出彎曲塊轉(zhuǎn)動(dòng)的角度的關(guān)系，是縱剖彎曲部并從上方觀察的縱剖面圖。
圖7A是處置器械的彎曲部中的多關(guān)節(jié)構(gòu)造的說明圖。
圖7B是處置器械的彎曲部中的多關(guān)節(jié)構(gòu)造的說明圖。
圖8是操縱桿中的多關(guān)節(jié)構(gòu)造的說明圖。
圖9是示出實(shí)施方式中的定位配置單元的其他的變形例的圖。
圖10是示出實(shí)施方式中的定位配置單元的其他的變形例的圖。
圖11是示出實(shí)施方式中的定位配置單元的其他的變形例的圖。
圖12是本發(fā)明的另一其他的實(shí)施方式的處置器械的彎曲部中的多關(guān)節(jié)構(gòu)造的說明圖。
圖13是該實(shí)施方式中的操縱桿的多關(guān)節(jié)構(gòu)造的說明圖。

具體實(shí)施例方式 以下，參照附圖對(duì)具備本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的多關(guān)節(jié)彎曲機(jī)構(gòu)的多關(guān)節(jié)處置器械(例如多關(guān)節(jié)醫(yī)療器械)以及具有多關(guān)節(jié)處置器械的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)進(jìn)行說明。
圖1是概要地示出內(nèi)窺鏡系統(tǒng)中所包含的內(nèi)窺鏡裝置1的立體圖。內(nèi)窺鏡裝置1由電子式內(nèi)窺鏡(內(nèi)窺鏡主體)2和內(nèi)窺鏡2的外圍裝置(裝置主體)構(gòu)成。
外圍裝置具有光源裝置3，其生成內(nèi)窺鏡用照明光；圖像處理裝置4，其對(duì)由內(nèi)窺鏡2中的攝像部(未圖示)拍攝的圖像進(jìn)行各種圖像處理；圖像顯示裝置(例如監(jiān)視器)5，其顯示圖像、圖像數(shù)據(jù)(由圖像處理裝置4進(jìn)行圖像處理后的圖像)以及裝置狀態(tài)和操作指示狀態(tài)等；控制裝置6，其進(jìn)行內(nèi)窺鏡系統(tǒng)整體的控制和運(yùn)算處理等；輸入裝置7，其具備鍵盤等；帶有抽吸泵的廢液箱裝置8；以及送水箱9等。外圍裝置搭載在手推車(trolley)10上。
光源裝置3在前表面上具有與連接器部16連接的連接口11和顯示光源裝置3的動(dòng)作狀態(tài)的顯示部12。
圖像處理裝置4在前表面上具有與連接線纜13連接的連接器座14。在連接線纜13的基端設(shè)有帶帽的連接部17。并且，在內(nèi)窺鏡2的通用軟線15的前端設(shè)有連接器部16。連接器部16的電連接部以裝卸自如的方式連接在帶帽的連接部17上。
利用攝像部得到的攝像信號(hào)通過連接線纜13被送入圖像處理裝置4，并被轉(zhuǎn)換為影像信號(hào)。影像信號(hào)作為由內(nèi)窺鏡2拍攝的像映出在圖像顯示裝置5上。
內(nèi)窺鏡2是通過設(shè)在后述的插入部21的前端的攝像部(未圖示的攝像元件)拍攝內(nèi)窺鏡像的電子式的內(nèi)窺鏡，但是，例如也可以是使用傳像用光纖的光纖式的內(nèi)窺鏡。在使用光纖式的內(nèi)窺鏡的情況下，由傳像用光纖引導(dǎo)的光學(xué)像利用TV攝像機(jī)等拍攝。
如圖1和圖2所示，內(nèi)窺鏡2以操作部20和插入部21作為基體。
通用軟線15連接在操作部20上。在操作部20中設(shè)有把持部22。在操作部20中設(shè)有角度操作旋鈕23、送氣送水操作鈕24、抽吸操作鈕25、氣體供給操作鈕26以及開關(guān)類27等各種功能操作部件。功能操作部件設(shè)在位于比把持部22的位置還靠手邊側(cè)的位置的部位。并且，在位于比把持部22的位置還靠前端側(cè)的位置的部位設(shè)有供后述的處置器械40等貫穿插入的貫穿插入用通道的插入口28。
如圖1和圖2所示，插入部21由以下部分構(gòu)成位于手邊側(cè)的撓性管(軟性部)31；與撓性管31的前端連接的彎曲部32；以及與彎曲部32的前端連接的前端部33。撓性管31具有彈性和撓性，通過外力彎曲。彎曲部32通過對(duì)角度操作旋鈕23進(jìn)行操作而被強(qiáng)制地彎曲。通過彎曲部32彎曲，前端部33的位置和朝向變化，從而期望的觀察對(duì)象物(病變部等)被捕捉在觀察視場(chǎng)(或者攝像視場(chǎng))內(nèi)。
如圖2所示，在前端部33的前端面部中設(shè)有觀察窗34、照明窗35以及通道口36。
在觀察窗34的內(nèi)側(cè)設(shè)有具備未圖示的物鏡等光學(xué)系統(tǒng)和CCD等攝像元件的攝像部。攝像部拍攝體腔內(nèi)的病變部等。利用攝像部得到的攝像信號(hào)如上所述通過連接線纜13被送入圖像處理裝置4。
通道口36通過形成于插入部21內(nèi)的貫穿插入用通道(未圖示)與插入口28連通。貫穿插入用通道用作貫穿插入多關(guān)節(jié)式的內(nèi)窺鏡用處置器械40的插入部42的通路。
在本實(shí)施方式中，假想對(duì)一個(gè)貫穿插入用通道貫穿插入一個(gè)處置器械40的情況，但是也可以將多個(gè)處置器械40插入一個(gè)貫穿插入用通道中。并且，也可以設(shè)置多個(gè)貫穿插入用通道，將處置器械40分別貫穿插入在各貫穿插入用通道中。
接著，參照?qǐng)D2、圖3、圖4、圖5A以及圖5B對(duì)處置器械前端移動(dòng)控制裝置18進(jìn)行說明。如圖2所示，處置器械前端移動(dòng)控制裝置18具備處置器械控制部37、處置器械驅(qū)動(dòng)部(電動(dòng)機(jī)單元)38、彎曲操作部(操作輸入裝置)39以及處置器械40。
處置器械40具有手術(shù)操作者能夠把持的操作部41和連結(jié)在操作部41上的插入部42。
處置器械驅(qū)動(dòng)部38組裝在操作部41中。
如圖2所示，插入部42通過貫穿插入用通道被插入體腔內(nèi)。插入部42由以下部分構(gòu)成位于手邊(基端)側(cè)的撓性管(軟性部)45；與撓性管45的前端連接的彎曲部46；以及與彎曲部46的前端連接的前端部47。
撓性管45具有彈性和撓性，通過外力彎曲。
彎曲部46通過操作部41彎曲。
在前端部47中設(shè)有作為對(duì)病變部等進(jìn)行處置的處置器械的把持鉗子48。如圖4所示，把持鉗子48具有上下開閉的把持部件48a、48b。把持部件48a、48b通過貫穿插入在插入部42內(nèi)的后述的操作線92在上下方向開閉。在前端部47中，并不限于把持鉗子48，例如，還可以設(shè)有高頻刀或者高頻凝固工具等處置器械。
如圖4、圖5A以及圖5B所示，彎曲部46具備多關(guān)節(jié)彎曲機(jī)構(gòu)。該多關(guān)節(jié)彎曲機(jī)構(gòu)通過連結(jié)彎曲塊51、52、53、54而構(gòu)成。圖4是示出前端部47和彎曲部46的立體圖。圖5A是從上方觀察利用圖4中的A-A箭頭線所示的水平面沿著插入部42的長(zhǎng)軸方向縱剖彎曲部46后的剖面的剖面圖。圖5B是從左側(cè)觀察利用圖4中的B-B箭頭線所示的豎直面沿著插入部42的長(zhǎng)軸方向縱剖彎曲部46后的剖面的剖面圖。關(guān)于彎曲部46的上下左右的方向如圖4中示出的標(biāo)識(shí)所示。
彎曲塊51、52、53、54由環(huán)狀的部件形成。如圖4所示，彎曲塊51、52、53、54沿著插入部42的長(zhǎng)軸方向同軸地排列配置成一列。將彎曲塊51、52、53、54從前端側(cè)開始依次稱為第一彎曲塊51、第二彎曲塊52、第三彎曲塊53、第四彎曲塊54。
第一彎曲塊51和第二彎曲塊52以能夠以第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸部61為中心轉(zhuǎn)動(dòng)的方式連接，由第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸部61連結(jié)為轉(zhuǎn)動(dòng)自如。第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸部61的軸方向與插入部42的長(zhǎng)軸方向正交、并且以沿著圖4中所示的上下方向的方向配置。因此，第一彎曲塊51和第二彎曲塊52從圖4中的手邊(基端)側(cè)觀察朝左右方向相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)自如。
第二彎曲塊52和第三彎曲塊53以能夠以第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸部62為中心轉(zhuǎn)動(dòng)的方式連接，由第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸部62連結(jié)為轉(zhuǎn)動(dòng)自如。第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸部62的軸方向與插入部42的長(zhǎng)軸方向正交、并且以沿著圖4中所示的左右方向的方向配置。因此，第二彎曲塊52和第三彎曲塊53從圖4中的手邊(基端)側(cè)觀察朝上下方向相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)自如。
第三彎曲塊53和第四彎曲塊54以能夠以第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸部63為中心轉(zhuǎn)動(dòng)的方式連接，由第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸部63連結(jié)為轉(zhuǎn)動(dòng)自如。第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸部63的軸方向與插入部42的長(zhǎng)軸方向正交、并且以沿著圖4中所示的上下方向的方向配置。因此，第三彎曲塊53和第四彎曲塊54從圖4中的手邊(基端)側(cè)觀察朝左右方向相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)自如。
即，第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸部61構(gòu)成使第一彎曲塊51和第二彎曲塊52朝左右方向相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的關(guān)節(jié)。并且，第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸部62構(gòu)成使第二彎曲塊52和第三彎曲塊53朝上下方向相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的關(guān)節(jié)。并且，第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸部63構(gòu)成使第三彎曲塊53和第四彎曲塊54朝左右方向相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的關(guān)節(jié)。
在本實(shí)施方式中，第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸部61、第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸部62以及第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸部63的軸方向互相錯(cuò)開90°。即，彎曲塊51、52和彎曲塊53、54朝左右方向轉(zhuǎn)動(dòng)。并且，彎曲塊52、53朝上下方向轉(zhuǎn)動(dòng)。另外，轉(zhuǎn)動(dòng)軸部61、62、63的軸方向與彎曲部46的中心軸(長(zhǎng)軸)L(參照?qǐng)D4、圖5A以及圖5B)正交。該中心軸L與插入部42的長(zhǎng)軸一致。
如圖5A和圖5B所示，在彎曲塊51、52、53、54中設(shè)有從各自的端緣突出的舌片狀的連結(jié)部65。當(dāng)連結(jié)部65相互重疊時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)軸部61、62、63貫通重疊的部分。即，轉(zhuǎn)動(dòng)軸部61、62、63是鉚釘狀的軸部件。
這樣構(gòu)成的多關(guān)節(jié)彎曲機(jī)構(gòu)由柔軟的外皮(未圖示)覆蓋。由此構(gòu)成彎曲部46。
在插入部42內(nèi)貫穿插入有與第一彎曲塊51連接的第一組非伸縮性的一對(duì)操作線56(56a、56b)；與第二彎曲塊52連接的第二組非伸縮性的一對(duì)操作線57(57a、57b)；以及與第三彎曲塊53連接的第三組非伸縮性的一對(duì)操作線58(58a、58b)。
如圖5A所示，操作線56a、56b在彎曲部46內(nèi)將中心軸L夾在中間左右對(duì)稱地配置。操作線56a、56b的前端朝第一彎曲塊51內(nèi)的區(qū)域延伸、并與第一彎曲塊51連接。
第一彎曲塊51的中心軸的方向與中心軸L的方向大致一致。在通過第一彎曲塊51的中心軸的方向和第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸部61的軸方向雙方的一個(gè)平面中，以第一彎曲塊51的右側(cè)半部作為右側(cè)部位，以第一彎曲塊51的左側(cè)半部作為左側(cè)部位。
上述操作線56a的前端與第一彎曲塊51的右側(cè)部位連接。并且，操作線56b的前端與第一彎曲塊51的左側(cè)部位連接。當(dāng)操作線56a被朝向圖5A中所示的基端(手邊)側(cè)牽引時(shí)，第一彎曲塊51以第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸部61為中心朝向右側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)。并且，當(dāng)操作線56b被朝向基端側(cè)牽引時(shí)，第一彎曲塊51以第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸部61為中心朝向左側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣，操作線56使第一彎曲塊51轉(zhuǎn)動(dòng)。
如圖5B所示，操作線57a、57b在彎曲部46內(nèi)將中心軸L夾在中間上下對(duì)稱地配置。操作線57a、57b的前端朝第二彎曲塊52內(nèi)的區(qū)域延伸、并與第二彎曲塊52連接。
第二彎曲塊52的中心軸的方向與中心軸L的方向大致一致。在通過第二彎曲塊52的中心軸的方向和第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸部62的軸方向雙方的一個(gè)平面中，以第二彎曲塊52的上側(cè)半部作為上側(cè)部位，以第二彎曲塊52的下側(cè)半部作為下側(cè)部位。
上述操作線57a的前端與第二彎曲塊52的上側(cè)部位連接。并且，操作線57b的前端與第二彎曲塊52的下側(cè)部位連接。當(dāng)操作線57a被朝向圖5B中所示的基端(手邊)側(cè)牽引時(shí)，第二彎曲塊52以第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸部62為中心朝向上側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)。并且，當(dāng)操作線57b被朝向圖5B中所示的基端側(cè)牽引時(shí)，第二彎曲塊52以第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸部62為中心朝向下側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣，操作線57使第二彎曲塊52轉(zhuǎn)動(dòng)。
如圖5A所示，操作線58a、58b在彎曲部46內(nèi)將中心軸L夾在中間左右對(duì)稱地配置。操作線58a、58b的前端朝第三彎曲塊53內(nèi)的區(qū)域延伸、并與第三彎曲塊53連接。
第三彎曲塊53的中心軸的方向與中心軸L的方向大致一致。在通過第三彎曲塊53的中心軸的方向和第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸部63的軸方向雙方的一個(gè)平面中，以第三彎曲塊53的右側(cè)半部作為右側(cè)部位，以第三彎曲塊53的左側(cè)半部作為左側(cè)部位。
上述操作線58a的前端與第三彎曲塊53的右側(cè)部位連接。并且，操作線58b的前端與第三彎曲塊53的左側(cè)部位連接。當(dāng)操作線58a被朝向圖5A中所示的基端(手邊)側(cè)牽引時(shí)，第三彎曲塊53以第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸部63為中心朝向右側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)。并且，當(dāng)操作線58b被朝向圖5A中所示的基端側(cè)牽引時(shí)，第三彎曲塊53以第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸部63為中心朝向左側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣，操作線58使第三彎曲塊53轉(zhuǎn)動(dòng)。
如上所述，在彎曲塊51、52、53上分別連接有對(duì)應(yīng)的一對(duì)操作線56、57、58。在彎曲部46中，如果適當(dāng)選擇一對(duì)操作線56、57、58并對(duì)其進(jìn)行推拉操作，則彎曲塊51、52、53獨(dú)立地轉(zhuǎn)動(dòng)。
操作線56、57、58的前端與彎曲塊51、52、53連接的手段可以采用各種方法。在本實(shí)施方式中以如下方式構(gòu)成。
如圖5A所示，在第一彎曲塊51的基端部中，在第一彎曲塊51的右側(cè)部位和左側(cè)部位形成有朝向第一彎曲塊51的內(nèi)側(cè)突出的切出立起片(切起し片)70。操作線56a的前端插入處于右側(cè)部位的切出立起片70，并釬焊固定在該切出立起片70上。并且，操作線56b的前端插入處于左側(cè)部位的切出立起片70，并釬焊固定在該切出立起片70上。
并且，如圖5B所示，在第二彎曲塊52的基端部中，在第二彎曲塊52的上側(cè)部位和下側(cè)部位形成有朝向第二彎曲塊52的內(nèi)側(cè)突出的切出立起片70。操作線57a的前端插入處于上側(cè)部位的切出立起片70，并釬焊固定在該切出立起片70上。并且，操作線57b的前端插入處于下側(cè)部位的切出立起片70，并釬焊固定在該切出立起片70上。
并且，如圖5A所示，在第三彎曲塊53的基端部周圍，在第三彎曲塊53的右側(cè)部位和左側(cè)部位形成有朝向第三彎曲塊53的內(nèi)側(cè)突出的切出立起片70。操作線58a的前端插入處于右側(cè)部位的切出立起片70，并釬焊固定在該切出立起片70上。并且，操作線58b的前端插入處于左側(cè)部位的切出立起片70，并釬焊固定在該切出立起片70上。
操作線56貫穿插入在引導(dǎo)護(hù)套66中，操作線57貫穿插入在引導(dǎo)護(hù)套67中，操作線58貫穿插入在引導(dǎo)護(hù)套68中，并且操作線56、57、58分別被引導(dǎo)至操作部41。引導(dǎo)護(hù)套66、67、68具有撓性，例如由密繞線圈或者樹脂管等護(hù)套狀的具有彈性的彈性部件形成。引導(dǎo)護(hù)套66、67、68的內(nèi)孔是對(duì)操作線56、57、58的行進(jìn)方向進(jìn)行引導(dǎo)的導(dǎo)向部件。
引導(dǎo)護(hù)套的前端并不與連接于自身所引導(dǎo)的操作線的彎曲塊連接，而是與配置為比該彎曲塊更靠基端側(cè)的彎曲塊連接。例如，引導(dǎo)護(hù)套66a、66b的前端與第二彎曲塊52連接。并且，引導(dǎo)護(hù)套67a、67b的前端與第三彎曲塊53連接。并且，引導(dǎo)護(hù)套68a、68b的前端與第四彎曲塊54連接。
另外，引導(dǎo)護(hù)套的基端也可以連接在彎曲部46的基端部(撓性管45的前端部)。并且，如圖6A和圖6B所示，引導(dǎo)護(hù)套66a、66b的最前端面也可以具有斜面，所述斜面的靠彎曲部46的中心的一側(cè)比靠外周的一側(cè)向基端側(cè)后退。這樣，可以避免引導(dǎo)護(hù)套66a、66b與內(nèi)置物干涉。
接著，參照?qǐng)D6A和圖6B對(duì)各彎曲塊相互轉(zhuǎn)動(dòng)的角度的關(guān)系進(jìn)行說明。
在鄰接的彎曲塊中相互面對(duì)(鄰接)的端面82之間形成間隙81。間隙81以轉(zhuǎn)動(dòng)軸部的軸為中心以角度θ呈扇狀擴(kuò)張。詳細(xì)地說，從端面82延長(zhǎng)的線在轉(zhuǎn)動(dòng)軸部的軸上交叉。因此，各端面82分別形成為通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸的直線的端緣。進(jìn)而，間隙81由相互面對(duì)的兩個(gè)端面82形成，且以交叉的點(diǎn)(轉(zhuǎn)動(dòng)軸部的軸)為中心以角度θ呈扇狀擴(kuò)張。
另外，延長(zhǎng)的線也未必一定在轉(zhuǎn)動(dòng)軸部的軸上交叉，并且各端面82也可以不是分別形成為通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸的直線的端緣。在這種情況下，只要通過端面82的位于最外側(cè)的端部(頂點(diǎn))82a和各自的轉(zhuǎn)動(dòng)軸部的軸的線段形成以角度θ呈扇狀擴(kuò)張的間隙81即可。
另外，在朝相同的方向轉(zhuǎn)動(dòng)的彎曲塊中，鄰接的兩個(gè)以上的間隙81的角度θ之和設(shè)定成90°以上。例如，如圖6A和圖6B所示，基于朝相同的方向轉(zhuǎn)動(dòng)的彎曲塊51、52之間的間隙81而能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的角度θ1、與基于彎曲塊53、54之間的間隙81而能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的角度θ2之和設(shè)定成90°以上。
這樣，基于多關(guān)節(jié)彎曲塊而能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的角度θ并不僅是一個(gè)間隙81，而是可以分配至以相同的方向轉(zhuǎn)動(dòng)的彎曲塊之間的間隙81(鄰接的多個(gè)間隙81)。由此，角度θ在一個(gè)間隙81中不用太大。由此，由一個(gè)間隙81形成的最大的角度θ變小。因此，一個(gè)間隙81中的彎曲塊的轉(zhuǎn)動(dòng)量變小。由此，當(dāng)操作線或引導(dǎo)護(hù)套等內(nèi)置物由于彎曲動(dòng)作而橫穿間隙81時(shí)，被夾在間隙81內(nèi)的情況變少。
如圖4所示，第四彎曲塊54是位于彎曲部46的最基端的彎曲塊。即，第四彎曲塊54能夠看作彎曲部46的基端部。在撓性管45的前端部設(shè)有連接接頭等連接部件83。第四彎曲塊54與連接部件83連結(jié)。并且，第四彎曲塊54也可以以相對(duì)于連接部件83轉(zhuǎn)動(dòng)自如的方式與該連接部件83連結(jié)。在這種形式的情況下，連接部件83被看作是彎曲部46的基端部。
另外，將第四彎曲塊54連接并固定在連接部件83上，但是并不限于此。例如在增加彎曲塊的數(shù)量的情況下，以如下方式進(jìn)行連結(jié)將未圖示的第五彎曲塊以能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的方式連接在第四彎曲塊54上，進(jìn)一步將未圖示的第六彎曲塊以能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的方式連接在第五彎曲塊上。第六彎曲塊連接在連接部件83上。
接著，參照?qǐng)D5C和圖5D對(duì)彎曲塊內(nèi)的操作線和引導(dǎo)護(hù)套的配置、以及定位配置單元進(jìn)行說明。
如圖5A和圖5B所示，在連接部件83中設(shè)有圖5C和圖5D所示的框狀的分隔件85。分隔件85是確定操作線以及貫穿插入有操作線的引導(dǎo)護(hù)套的位置的定位配置單元。引導(dǎo)操作線的引導(dǎo)護(hù)套通過分隔件85沿著彎曲部46的內(nèi)周配置成同心圓狀。
由此，相對(duì)于與第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸部61、第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸部62以及第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸部63的軸方向垂直的方向(中心軸L的方向)，操作線56、57、58配置成同心圓狀。
換言之，分隔件85以操作線56、57、58配置成同心圓狀的方式進(jìn)行定位。該分隔件85也可以設(shè)在第四彎曲塊54上。
如圖5D所示，分隔件85具有圓筒部87。在該圓筒部87的外周，以大致相等的間隔沿著中心軸L設(shè)置有多個(gè)分隔板88。圓筒部87的中心軸與中心軸L一致。并且，分隔板88相對(duì)于圓筒部87的中心軸大致呈放射狀配置。由此，在分隔板88之間，在圓筒部87的周方向上形成有多個(gè)收納路86。即，收納路86在圓筒部87的周圍沿著圓筒部87的周方向呈同心狀地排列配置。操作線56、57、58穿過收納路86。
這樣，分隔件85通過分隔板88形成供操作線56、57、58穿過的收納部86。分隔件85通過使操作線56、57、58穿過收納部86，從而呈同心圓狀地定位配置操作線56、57、58。
另外，圓筒部87的內(nèi)孔用作供內(nèi)置物等貫穿插入的貫穿插入通路89。該貫穿插入通路89是設(shè)置其他內(nèi)置物的空間，位于插入部42的中央?yún)^(qū)域。
如上所述，操作線和引導(dǎo)護(hù)套通過分隔件85被呈同心圓狀定位配置在彎曲部46以及插入部42內(nèi)的周圍部。
并且，如圖5C所示，操作線和引導(dǎo)護(hù)套一組一組地分開配置在收納路86中。另外，不同組的操作線和引導(dǎo)護(hù)套也可以配置在一個(gè)收納路86中。操作線和引導(dǎo)護(hù)套從分隔件85通過插入部42內(nèi)被引導(dǎo)至操作部41。
并且，在收納路86的數(shù)量比引導(dǎo)護(hù)套的數(shù)量多的情況下，如圖5C所示，在沒有配置引導(dǎo)護(hù)套的收納路86中配置其他的內(nèi)置部件(例如對(duì)把持鉗子48進(jìn)行操作的操作線92或信號(hào)線等)。該操作線92貫穿插入在具有撓性的引導(dǎo)護(hù)套93中并被引導(dǎo)，且通過撓性管45內(nèi)被引導(dǎo)至操作部41。
如圖3所示，在操作部41中設(shè)有彎曲部操作機(jī)構(gòu)和處置部操作機(jī)構(gòu)。彎曲部操作機(jī)構(gòu)具備分別對(duì)操作線56、57、58進(jìn)行推拉操作的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)95、96、97。并且，處置部操作機(jī)構(gòu)具備用于對(duì)操作線92進(jìn)行推拉操作的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)98。操作線56、57、58與彎曲塊(轉(zhuǎn)動(dòng)操作對(duì)象)51、52、53對(duì)應(yīng)，進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)操作。操作線92對(duì)把持鉗子48進(jìn)行操作。
在驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)95、96、97、98的驅(qū)動(dòng)軸上分別安裝有線輪(pulley)99。各驅(qū)動(dòng)軸也可以經(jīng)由未圖示的減速器與各線輪99連接。操作線56、57、58、92掛在各線輪99上。進(jìn)而，當(dāng)分別單獨(dú)地驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)95、96、97、98從而線輪99轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，掛在線輪99上的操作線56、57、58、92被推拉操作。
彎曲操作機(jī)構(gòu)和處置部操作機(jī)構(gòu)使用利用了線輪99的傳遞機(jī)構(gòu)，但例如也可以是利用小齒輪或齒條的齒輪機(jī)構(gòu)等。并且，彎曲操作機(jī)構(gòu)和處置部操作機(jī)構(gòu)也可以代替驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)95、96、97、98而使用其他形式的驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器。
如圖2和圖3所示，操作部41經(jīng)由線纜201連接在處置器械控制部37上。作為操作輸入裝置的彎曲操作部39經(jīng)由線纜204連接在處置器械控制部37上。圖3中，在處置器械控制部37上設(shè)有電力供給用電源軟線205。
彎曲操作部39具有指示處置器械40的位置和姿態(tài)的操縱桿(操作輸入裝置)203。該操縱桿203具有三級(jí)重疊連接的三個(gè)操縱桿開關(guān)203a、203b、203c。操縱桿開關(guān)203a、203b、203c安裝在操作箱210上。
當(dāng)選擇性地操作操縱桿開關(guān)203a、203b、203c時(shí)，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)95、96、97與操作對(duì)應(yīng)地分別驅(qū)動(dòng)。由此，彎曲塊51、52、53分別獨(dú)立地朝上下左右方向轉(zhuǎn)動(dòng)，各關(guān)節(jié)部屈曲。
處置器械前端移動(dòng)控制裝置18能夠通過伴隨著操縱桿203的操作的動(dòng)作對(duì)前端部47進(jìn)行操作使其移動(dòng)至期望的位置。即，處置器械前端移動(dòng)控制裝置18構(gòu)成主從型電動(dòng)式處置器械40。另外，在設(shè)定了使處置器械40動(dòng)作的控制之后操縱桿203由手術(shù)操作者等操作的情況下，操縱桿203的操作指示優(yōu)先。
如圖2所示，在處置器械控制部37中設(shè)有功能控制輸入部121，其輸入從操縱桿203輸出的指示或用于對(duì)操縱桿203的功能進(jìn)行控制的條件等；電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器(處置器械驅(qū)動(dòng)控制部)122，其對(duì)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)95、96、97進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制；以及電動(dòng)機(jī)單元通信部123，其經(jīng)由線纜201與處置器械驅(qū)動(dòng)部38連接并與處置器械驅(qū)動(dòng)部38之間進(jìn)行通信。
處置器械控制部37根據(jù)手術(shù)操作者對(duì)操縱桿203的操作將對(duì)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)95、96、97進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的控制信號(hào)發(fā)送至電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器122，使驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)95、96、97旋轉(zhuǎn)。在驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)95、96、97中安裝有測(cè)量轉(zhuǎn)速的未圖示的編碼器。編碼器生成與轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的信號(hào)，并發(fā)送至電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器122，從而對(duì)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)95、96、97進(jìn)行反饋控制。
參照?qǐng)D7A、圖7B以及圖8對(duì)彎曲部46中的多關(guān)節(jié)構(gòu)造與操縱桿203的關(guān)系進(jìn)行說明。
如圖7所示，在彎曲部46中的所有的關(guān)節(jié)部都從前端部33突出的狀態(tài)中，將從配置在操作部側(cè)(基端側(cè))的關(guān)節(jié)開始到配置在前端側(cè)的關(guān)節(jié)依次稱為關(guān)節(jié)J1、J2、J3。設(shè)定以配置在最靠近操作部側(cè)的關(guān)節(jié)J1為基準(zhǔn)的坐標(biāo)系。在該坐標(biāo)系中，Y軸方向與攝像元件的垂直方向一致。關(guān)節(jié)J1和關(guān)節(jié)J3繞X軸屈曲，關(guān)節(jié)J2繞Y軸屈曲。
如圖8所示，操縱桿203(操作輸入裝置)具有與從關(guān)節(jié)J1到前端側(cè)的關(guān)節(jié)J2、J3的構(gòu)造相同構(gòu)造的關(guān)節(jié)J1’、J2’、J3’。
操縱桿203的關(guān)節(jié)數(shù)量和屈曲方向與彎曲部46的關(guān)節(jié)數(shù)量和屈曲方向相同。操縱桿203的各桿的長(zhǎng)度設(shè)定為乘以適當(dāng)?shù)南禂?shù)k后的值，以便于手術(shù)操作者操縱。例如，在設(shè)k＝10、并使處置器械40的桿的長(zhǎng)度為3mm的情況下，將操縱桿203(操作輸入裝置)的桿的長(zhǎng)度形成為30mm。在關(guān)節(jié)J1’、J2’、J3’中組裝有用于測(cè)定屈曲的角度的未圖示的編碼器。由編碼器測(cè)定的屈曲的角度信息被送入處置器械控制部37。處置器械控制部37產(chǎn)生與角度信息(關(guān)節(jié)J1’、J2’、J3’)對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，使驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)95、96、97分別旋轉(zhuǎn)，從而使關(guān)節(jié)J1、J2、J3屈曲。如果關(guān)節(jié)J1’、J2’、J3’例如如圖8所示那樣屈曲，則關(guān)節(jié)J1、J2、J3如圖7B所示那樣屈曲。
因此，通過彎曲部46具有多個(gè)關(guān)節(jié)，處置器械40的前端能夠移動(dòng)至任意的位置和姿態(tài)，能夠比以往更容易地進(jìn)行病變部的切開·剝離。并且，通過使處置器械40的關(guān)節(jié)構(gòu)造和操作輸入裝置的關(guān)節(jié)構(gòu)造同等地對(duì)應(yīng)，手術(shù)操作者能夠容易地對(duì)具有多個(gè)關(guān)節(jié)的處置器械進(jìn)行操作。
并且，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)98也與驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)95、96、97同樣具有電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器和電動(dòng)機(jī)單元通信部等。通過對(duì)設(shè)在操作部41等上的手柄(功能控制輸入部)125等的操作體進(jìn)行操作，來操作把持鉗子48。
另外，在操作輸入裝置中也可以設(shè)有與第一彎曲塊51對(duì)應(yīng)的第一操作開關(guān)；與第二彎曲塊52對(duì)應(yīng)的第二操作開關(guān)；與第三彎曲塊53對(duì)應(yīng)的第三操作開關(guān)；以及與第四彎曲塊54對(duì)應(yīng)的第四操作開關(guān)。例如當(dāng)按壓第一操作開關(guān)時(shí)，第一彎曲塊51屈曲。并且，在操作部41中也可以設(shè)有用于進(jìn)行彎曲操作的開關(guān)裝置(操作開關(guān))。操作輸入裝置可以使用輸入三維位置的筆型的輸入裝置。
下面，對(duì)使用處置器械40的情況下的作用進(jìn)行說明。
首先，如圖2所示，插入部21被插入在體腔內(nèi)，在該狀態(tài)下，插入部42從插入口28插入貫穿插入用通道中。前端部47以及彎曲部46從通道口36向體腔內(nèi)突出。進(jìn)而，在基于內(nèi)窺鏡2的觀察下利用把持鉗子48在體腔內(nèi)進(jìn)行把持病變部等的作業(yè)等。
在該情況下，彎曲部46能夠根據(jù)體腔內(nèi)的狀態(tài)或處置作業(yè)而彎曲成適當(dāng)?shù)亩嚓P(guān)節(jié)屈曲形狀。即，通過操縱桿203的操作，彎曲塊51、52、53分別轉(zhuǎn)動(dòng)，由此彎曲部46彎曲成適當(dāng)?shù)男螤睢?br> 例如，當(dāng)驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)95時(shí)，掛在驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)95的線輪99上的操作線56a、56b被推拉。由此第一彎曲塊51獨(dú)立地轉(zhuǎn)動(dòng)。并且，當(dāng)驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)96時(shí)，掛在驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)96的線輪99上的操作線57a、57b被推拉。由此第二彎曲塊52獨(dú)立地轉(zhuǎn)動(dòng)。并且，當(dāng)驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)97時(shí)，掛在驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)97的線輪99上的操作線58a、58b被推拉。由此第三彎曲塊53獨(dú)立地轉(zhuǎn)動(dòng)。
因此，通過操縱桿203適當(dāng)?shù)厍?，彎曲塊51、52、53獨(dú)立地轉(zhuǎn)動(dòng)，彎曲部46彎曲(屈曲)。通過調(diào)節(jié)操縱桿203的轉(zhuǎn)動(dòng)方向以及轉(zhuǎn)動(dòng)量，彎曲部46能夠彎曲成復(fù)雜的形狀。
如上所述，對(duì)于本實(shí)施方式，由于針對(duì)多個(gè)彎曲塊的每個(gè)都配置操作線，因此能夠僅使任意的彎曲塊獨(dú)立地轉(zhuǎn)動(dòng)。由此，對(duì)于本實(shí)施方式，由于彎曲機(jī)構(gòu)具有多個(gè)自由度，因此在像體腔內(nèi)這樣的狹窄的區(qū)域內(nèi)的作業(yè)也變得容易。
詳細(xì)地說，對(duì)于本實(shí)施方式，由于使彎曲塊51、52、53分別獨(dú)立地轉(zhuǎn)動(dòng)(彎曲)，因此能夠使彎曲部46局部地朝不同的方向彎曲。由此，本實(shí)施方式能夠根據(jù)使用狀況將彎曲部46彎曲成合適的形狀。因此，彎曲部46的彎曲自由度提高，與使彎曲部46一律彎曲的情況相比，本實(shí)施方式即使是狹窄的體腔內(nèi)區(qū)域中的復(fù)雜的作業(yè)也能夠容易地進(jìn)行。并且，對(duì)于本實(shí)施方式，能夠以彎曲部46的姿態(tài)不妨礙其他的處置器械或內(nèi)窺鏡2的觀察的方式容易地彎曲，能夠提高處置器械40的作業(yè)性。
并且，對(duì)于本實(shí)施方式，由于將配置在彎曲塊內(nèi)的多根操作線配置成同心圓狀，因此能夠在彎曲塊內(nèi)緊湊地配置多根操作線。由此，本實(shí)施方式能夠避免多根操作線相互纏繞等的繁雜的配置。并且，本實(shí)施方式能夠在彎曲塊內(nèi)形成設(shè)置其他的內(nèi)置物的空間。
詳細(xì)地說，對(duì)于本實(shí)施方式，使操作線56、57、58和引導(dǎo)護(hù)套66、67、68貫穿插入在收納路86內(nèi)，并使它們配置成同心圓狀。由此，對(duì)于本實(shí)施方式，雖然貫穿插入在狹窄的彎曲部46內(nèi)，但操作線56、57、58能夠以不會(huì)纏繞的方式配置，并且能夠緊湊地配置操作線56、57、58。換言之，對(duì)于本實(shí)施方式，能夠防止操作線56、57、58在彎曲部46內(nèi)纏繞，能夠減少引起操作線相互干涉的情況。并且，本實(shí)施方式能夠防止妨礙操作線56、57、58的操作力的傳遞。并且，本實(shí)施方式能夠在彎曲部46內(nèi)產(chǎn)生配置其他的內(nèi)置物的余裕，能夠?qū)崿F(xiàn)彎曲部46的細(xì)徑化。
并且，對(duì)于本實(shí)施方式，使操作線56、57、58配置成同心圓狀。由此，本實(shí)施方式能夠在彎曲塊內(nèi)形成設(shè)置其他的內(nèi)置物的空間即貫穿插入通路89。
并且，對(duì)于本實(shí)施方式，使引導(dǎo)護(hù)套連接在通過該引導(dǎo)護(hù)套所導(dǎo)向的操作線而轉(zhuǎn)動(dòng)的彎曲塊的緊跟著(基端側(cè))的彎曲塊上。因此，本實(shí)施方式能夠最大限度地發(fā)揮基于引導(dǎo)護(hù)套的操作線引導(dǎo)功能。另外，操作線單獨(dú)露出的區(qū)域變少。由此，本實(shí)施方式能夠減輕給操作線引導(dǎo)功能帶來的影響。并且，對(duì)于本實(shí)施方式，例如在插入部42自身被施加扭轉(zhuǎn)的情況下，能夠緩和給引導(dǎo)護(hù)套的操作線引導(dǎo)功能帶來的由扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生的影響。
并且，對(duì)于本實(shí)施方式，也可以利用金屬制作的密繞線圈形成引導(dǎo)護(hù)套。由此，本實(shí)施方式能夠充分地耐受彎曲塊的急劇的轉(zhuǎn)動(dòng)或彎曲的作用。
參照?qǐng)D9對(duì)上述實(shí)施方式中的定位配置單元(分隔件)的其他變形例進(jìn)行說明。
本實(shí)施例中的作為定位配置單元的各分隔件100沿著第四彎曲塊54的內(nèi)周以相等的間隔呈同心圓狀配置在以中心軸L為中心的圓上。分隔件100釬焊固定在第四彎曲塊54的內(nèi)周。并且，分隔件100由金屬制作的管狀的部件構(gòu)成。
另外，雖然各分隔件100以相等的間隔配置，但未必一定要以相等的間隔配置。
進(jìn)而，引導(dǎo)護(hù)套66、67、68以進(jìn)退自如的方式貫穿插入在各分隔件100的孔中。由此，各分隔件100對(duì)引導(dǎo)護(hù)套66、67、68進(jìn)行定位。由此，引導(dǎo)護(hù)套66、67、68配置成同心圓狀。
這樣，本變形例在定位配置單元中使用管狀的分隔件100，與上述實(shí)施方式中的框狀的分隔件85相比，能夠更加緊湊地配置操作線56、57、58。
另外，分隔件100也可以設(shè)在連接部件83上。
下面，參照?qǐng)D10對(duì)上述實(shí)施方式中的定位配置單元(片部)的其他變形例進(jìn)行說明。
本變形例中的定位配置單元在第四彎曲塊54中具有凸緣狀或者肋狀的多個(gè)片部111。片部111朝向第四彎曲塊54的內(nèi)側(cè)呈U字狀切出立起而形成。片部111以相等的間隔配置在以中心軸L為中心的圓上。
進(jìn)而，引導(dǎo)護(hù)套66、67、68以進(jìn)退自如的方式貫穿插入在片部111的內(nèi)部。由此，片部111對(duì)引導(dǎo)護(hù)套66、67、68進(jìn)行定位。由此，引導(dǎo)護(hù)套66、67、68配置成同心圓狀。
這樣，本變形例在定位配置單元中使用片部111，與分隔件85、100相比能夠減少部件數(shù)量。
另外，片部111也可以形成在連接部件83上。
下面，參照?qǐng)D11對(duì)上述實(shí)施方式中的定位配置單元(圓板)的其他變形例進(jìn)行說明。
本變形例中的定位配置單元例如在第四彎曲塊54中具有圓板150。例如在第四彎曲塊54中，圓板150相對(duì)于中心軸L呈直角且與中心軸L同軸地配置。在圓板150上，在以中心軸L為中心的同心圓上形成有多個(gè)孔151。
引導(dǎo)護(hù)套66、67、68以進(jìn)退自如的方式貫穿插入在孔151中。由此，圓板150對(duì)引導(dǎo)護(hù)套66、67、68進(jìn)行定位。由此引導(dǎo)護(hù)套66、67、68配置成同心圓狀。
并且，在圓板150的中央形成有通孔152，通孔152用作貫穿插入其他的內(nèi)置物的空間。
另外，在本變形例中，定位配置單元例如也可以在連接部件83中具有圓板150。
上述的實(shí)施方式和變形例將引導(dǎo)護(hù)套66、67、68配置成單層的同心圓狀，但也可以將引導(dǎo)護(hù)套66、67、68配置成兩層的同心圓狀。即，也可以對(duì)配置成同心圓狀的多個(gè)操作線(第一組)、和配置在比第一組還靠外側(cè)的位置且配置成同心圓狀的多個(gè)操作線(第二組)進(jìn)行定位。這樣，如果上述的實(shí)施方式和變形例將操作線定位成兩層的同心圓狀，能夠緊湊地配置多根操作線。
下面，參照?qǐng)D12和圖13對(duì)本發(fā)明的其他實(shí)施方式進(jìn)行說明。該內(nèi)窺鏡裝置系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)與上述的實(shí)施方式大致相同。但是，在處置器械40的電動(dòng)機(jī)單元中追加使彎曲部46繞插入部42的軸旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)131和使彎曲部46在插入部42的軸方向上并進(jìn)的機(jī)構(gòu)132。并且，在彎曲部46中設(shè)有至少四個(gè)關(guān)節(jié)。由此，能夠任意地控制前端部47的位置和姿態(tài)。并且，處置器械40的動(dòng)作與操作輸入裝置140的動(dòng)作對(duì)應(yīng)。操作輸入裝置140使用具有進(jìn)退·旋轉(zhuǎn)·關(guān)節(jié)構(gòu)造的操縱桿型的操作輸入裝置。
如圖12所示那樣設(shè)定坐標(biāo)系。該坐標(biāo)系以操作輸入裝置140的基端部141為基準(zhǔn)，且與處置器械40對(duì)應(yīng)。在坐標(biāo)系中，關(guān)節(jié)J1形成進(jìn)退的構(gòu)造，關(guān)節(jié)J2形成軸方向的旋轉(zhuǎn)的構(gòu)造，關(guān)節(jié)J3、J5形成繞Y軸屈曲的構(gòu)造，關(guān)節(jié)J4、J6形成繞X軸屈曲的構(gòu)造。設(shè)從關(guān)節(jié)J2到J6的各關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)角分別為θ2～θ6。設(shè)各桿的長(zhǎng)度為L(zhǎng)1至L5，設(shè)前端桿的長(zhǎng)度為L(zhǎng)6。于是，從機(jī)械手(處置器械40)的運(yùn)動(dòng)學(xué)可知，各關(guān)節(jié)J1、J2、J3、J4、J5、J6中的變換矩陣如下式所示。
[數(shù)學(xué)式1] 關(guān)節(jié)J1 關(guān)節(jié)J2 關(guān)節(jié)J3 關(guān)節(jié)J4 關(guān)節(jié)J5 關(guān)節(jié)J6 因此，齊次變換矩陣為 [數(shù)學(xué)式2] 由于該坐標(biāo)系以基端部141作為基準(zhǔn)，因此操作輸入裝置140的前端部的位置(x，y，z)和姿態(tài)(θx，θy，θz)可以如下那樣求出。
[數(shù)學(xué)式3] 處置器械40的結(jié)構(gòu)與操作輸入裝置140的結(jié)構(gòu)不同。由此，為了通過操作輸入裝置140動(dòng)作使處置器械40動(dòng)作，需要使處置器械40的位置和姿態(tài)與操作輸入裝置140的位置和姿態(tài)一致。為此需要求出處置器械40中的各關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)角、平行(進(jìn)退)移動(dòng)量。
如上所述，處置器械40的動(dòng)作與操作輸入裝置140的動(dòng)作對(duì)應(yīng)。由此，能夠通過操作輸入裝置140的動(dòng)作和姿態(tài)求出處置器械40的位置和姿態(tài)。如果處置器械40的結(jié)構(gòu)已知，則處置器械40的各結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)角、平行移動(dòng)量能夠通過逆運(yùn)動(dòng)學(xué)求出。逆運(yùn)動(dòng)學(xué)是根據(jù)作業(yè)空間中的機(jī)械手(處置器械40)的位置、姿態(tài)信息推定節(jié)點(diǎn)(關(guān)節(jié)的角度等)的具體的值的方法。如果設(shè)各節(jié)點(diǎn)1、2、...、n的節(jié)點(diǎn)參數(shù)

為 [數(shù)學(xué)式4] Φ＝(θ1，θ2，…，θn)T 設(shè)機(jī)械手的位置、姿態(tài)為 [數(shù)學(xué)式5] Ep＝(xEp，yEp，zEp，RollEp，YawEp，PittchEp)T 則它們的關(guān)系可以用下式表示。
[數(shù)學(xué)式6] Ep＝A(Φ) 此處，如果設(shè)機(jī)械手的位置、姿態(tài)的目標(biāo)P為 [數(shù)學(xué)式7] Pp＝(xPp，yPp，zPp，RollPp，YawPp，PitchPp)T 則為了使機(jī)械手處于Pp的狀態(tài)，需要求出滿足 [數(shù)學(xué)式8] Pp＝A(Φ) 的

但是，由于這些關(guān)系式是非線性的，因此為了求出

一般采用如下的方法求出用

的要素對(duì)Ep進(jìn)行偏微分而得到的雅克比矩陣J
[數(shù)學(xué)式9] 并通過收斂計(jì)算根據(jù) [數(shù)學(xué)式10] 求出滿足 [數(shù)學(xué)式11] Pp＝A(Φ) 的
因此，根據(jù)本實(shí)施方式，即使是在操作輸入裝置140和處置器械40的結(jié)構(gòu)不同的情況下，也能夠通過操作輸入裝置140的位置和姿態(tài)使處置器械40的前端移動(dòng)至任意的位置和姿態(tài)，與以往相比能夠更容易地進(jìn)行病變部的切開·剝離。
本發(fā)明也能夠應(yīng)用于內(nèi)窺鏡的彎曲部中。例如，能夠應(yīng)用于上述的實(shí)施方式所涉及的內(nèi)窺鏡的插入部中的彎曲部的彎曲機(jī)構(gòu)中。并且，作為本發(fā)明的對(duì)象的處置器械也包括處置用探針。
<附記>根據(jù)上述的說明，能夠得到以下的各事項(xiàng)以及任意地組合這些事項(xiàng)或者權(quán)利要求中所記載的事項(xiàng)而成的事項(xiàng)。
1、一種內(nèi)窺鏡處置器械，其特征在于，所述內(nèi)窺鏡處置器械包括用于觀察體腔內(nèi)的病變部的內(nèi)窺鏡；用于通過上述內(nèi)窺鏡的插入部對(duì)病變部進(jìn)行處置的處置器械，在上述處置器械的前端具有至少一個(gè)屈曲單元；用于使上述處置器械的前端朝操作者期望的方向移動(dòng)的操作單元；根據(jù)上述操作單元的操作對(duì)上述處置器械的前端的移動(dòng)進(jìn)行控制的控制單元；以及根據(jù)來自上述控制單元的控制信號(hào)使上述處置器械的屈曲單元?jiǎng)幼鞯膯卧?br> 2、根據(jù)第一項(xiàng)所述的內(nèi)窺鏡處置器械，其特征在于，上述處置器械由軟性的插入部和對(duì)活體的病變部進(jìn)行切開·剝離的處置部構(gòu)成。
3、根據(jù)第一項(xiàng)所述的內(nèi)窺鏡處置器械，其特征在于，將使上述屈曲單元?jiǎng)幼鞯膭?dòng)力組裝在上述處置器械的前端附近。
4、根據(jù)第一項(xiàng)所述的內(nèi)窺鏡處置器械，其特征在于，將使上述屈曲單元?jiǎng)幼鞯膭?dòng)力配置在上述處置器械的前端附近以外的位置，且具有將動(dòng)力傳遞至屈曲單元的傳遞單元。
5、根據(jù)第一項(xiàng)所述的內(nèi)窺鏡處置器械，其特征在于，所述內(nèi)窺鏡處置器械具有使上述處置器械的前端旋轉(zhuǎn)/進(jìn)退的單元。
權(quán)利要求
1、一種多關(guān)節(jié)彎曲機(jī)構(gòu)，所述多關(guān)節(jié)彎曲機(jī)構(gòu)具有
第一彎曲塊；
第二彎曲塊，其以能夠以第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸為中心轉(zhuǎn)動(dòng)的方式與所述第一彎曲塊連接；
第三彎曲塊，其以能夠以第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸為中心轉(zhuǎn)動(dòng)的方式與所述第二彎曲塊連接；
至少兩根第一操作線，它們連接在所述第一彎曲塊上，使所述第一彎曲塊轉(zhuǎn)動(dòng)；以及
至少兩根第二操作線，它們連接在所述第二彎曲塊上，使所述第二彎曲塊轉(zhuǎn)動(dòng)，
其特征在于，
所述第一操作線和所述第二操作線相對(duì)于與所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸以及所述第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸垂直的方向配置成同心圓狀。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的多關(guān)節(jié)彎曲機(jī)構(gòu)，其特征在于，
所述多關(guān)節(jié)彎曲機(jī)構(gòu)具有定位配置單元，該定位配置單元設(shè)在所述第三彎曲塊上，以將所述第一操作線和所述第二操作線配置成同心圓狀的方式對(duì)它們進(jìn)行定位。
3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的多關(guān)節(jié)彎曲機(jī)構(gòu)，其特征在于，
所述多關(guān)節(jié)彎曲機(jī)構(gòu)具有
第一彈性部件，其連接在所述第二彎曲塊上，并對(duì)所述第一操作線進(jìn)行引導(dǎo)；以及
第二彈性部件，其連接在所述第三彎曲塊上，并對(duì)所述第二操作線進(jìn)行引導(dǎo)。
4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的多關(guān)節(jié)彎曲機(jī)構(gòu)，其特征在于，
所述多關(guān)節(jié)彎曲機(jī)構(gòu)具有定位配置單元，該定位配置單元設(shè)在所述第三彎曲塊上，以將所述第一操作線和所述第二操作線配置成同心圓狀的方式對(duì)它們進(jìn)行定位。
5、一種多關(guān)節(jié)醫(yī)療器械，其特征在于，
所述多關(guān)節(jié)醫(yī)療器械具有上述權(quán)利要求1所述的多關(guān)節(jié)彎曲機(jī)構(gòu)。
6、一種多關(guān)節(jié)彎曲機(jī)構(gòu)，所述多關(guān)節(jié)彎曲機(jī)構(gòu)具有
第一彎曲塊；
第二彎曲塊，其以能夠以第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸為中心轉(zhuǎn)動(dòng)的方式與所述第一彎曲塊連接；
第三彎曲塊，其以能夠以第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸為中心轉(zhuǎn)動(dòng)的方式與所述第二彎曲塊連接；
第四彎曲塊，其以能夠以第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸為中心轉(zhuǎn)動(dòng)的方式與所述第三彎曲塊連接；
至少兩根第一操作線，它們連接在所述第一彎曲塊上，使所述第一彎曲塊轉(zhuǎn)動(dòng)；
至少兩根第二操作線，它們連接在所述第二彎曲塊上，使所述第二彎曲塊轉(zhuǎn)動(dòng)；以及
至少兩根第三操作線，它們連接在所述第三彎曲塊上，使所述第三彎曲塊轉(zhuǎn)動(dòng)，
其特征在于，
所述第一操作線、所述第二操作線以及所述第三操作線相對(duì)于與所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸、所述第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸以及所述第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸垂直的方向配置成同心圓狀。
7、根據(jù)權(quán)利要求6所述的多關(guān)節(jié)彎曲機(jī)構(gòu)，其特征在于，
所述多關(guān)節(jié)彎曲機(jī)構(gòu)具有定位配置單元，該定位配置單元設(shè)在所述第四彎曲塊上，以將所述第一操作線、所述第二操作線以及所述第三操作線配置成同心圓狀的方式對(duì)它們進(jìn)行定位。
8、根據(jù)權(quán)利要求7所述的多關(guān)節(jié)彎曲機(jī)構(gòu)，其特征在于，
所述定位配置單元利用分隔板形成供所述第一操作線、所述第二操作線以及所述第三操作線穿過的收納路，通過使所述第一操作線、所述第二操作線以及所述第三操作線穿過所述收納路，從而將所述第一操作線、所述第二操作線以及所述第三操作線定位配置成同心圓狀。
9、根據(jù)權(quán)利要求6所述的多關(guān)節(jié)彎曲機(jī)構(gòu)，其特征在于，
所述多關(guān)節(jié)彎曲機(jī)構(gòu)具有
第一彈性部件，其連接在所述第二彎曲塊上，并對(duì)所述第一操作線進(jìn)行引導(dǎo)；
第二彈性部件，其連接在所述第三彎曲塊上，并對(duì)所述第二操作線進(jìn)行引導(dǎo)；以及
第三彈性部件，其連接在所述第四彎曲塊上，并對(duì)所述第三操作線進(jìn)行引導(dǎo)。
10、根據(jù)權(quán)利要求9所述的多關(guān)節(jié)彎曲機(jī)構(gòu)，其特征在于，
所述多關(guān)節(jié)彎曲機(jī)構(gòu)具有定位配置單元，該定位配置單元設(shè)在所述第四彎曲塊上，以將所述第一操作線、所述第二操作線以及所述第三操作線配置成同心圓狀的方式對(duì)它們進(jìn)行定位。
11、根據(jù)權(quán)利要求10所述的多關(guān)節(jié)彎曲機(jī)構(gòu)，其特征在于，
所述定位配置單元利用分隔板形成供所述第一操作線、所述第二操作線以及所述第三操作線穿過的收納路，通過使所述第一操作線、所述第二操作線以及所述第三操作線穿過所述收納路，從而將所述第一操作線、所述第二操作線以及所述第三操作線定位配置成同心圓狀。
12、一種多關(guān)節(jié)醫(yī)療器械，其特征在于，
所述多關(guān)節(jié)醫(yī)療器械具有上述權(quán)利要求6所述的多關(guān)節(jié)彎曲機(jī)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明提供多關(guān)節(jié)彎曲機(jī)構(gòu)以及具備多關(guān)節(jié)彎曲機(jī)構(gòu)的多關(guān)節(jié)醫(yī)療器械。多關(guān)節(jié)彎曲機(jī)構(gòu)從前端側(cè)開始依次配置有第一彎曲塊(51)、第二彎曲塊(52)以及第三彎曲塊(53)，還具有使第一彎曲塊(51)轉(zhuǎn)動(dòng)的操作線(56a、56b)、使第二彎曲塊(52)轉(zhuǎn)動(dòng)的操作線(57a、57b)、以及使第三彎曲塊(53)轉(zhuǎn)動(dòng)的操作線(58a、58b)，其中，操作線(56a、56b)和操作線(57a、57b)相對(duì)于中心軸(L)的方向配置成同心圓狀。
文檔編號(hào)A61B1/00GK101610709SQ20078005152
公開日2009年12月23日 申請(qǐng)日期2007年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月29日
發(fā)明者內(nèi)藤公彥, 石黑努, 長(zhǎng)谷川潤(rùn), 中村俊夫 申請(qǐng)人:奧林巴斯醫(yī)療株式會(huì)社