(57)【要約】  可撓性手術器具システム（１０）は、主に順に関連する遠位端構造体（１１）、中部コネクタ（１５）及び近位端構造体（１６）で構成された可撓性連続体構造を含み、近位端構造体（１６）に関連される伝動駆動ユニット（２１）を更に含み、伝動駆動ユニット（２１）は近位端構造部（１７、１８）をそれぞれ対応的に駆動する複数の伝動機構（２２）を含み、伝動機構（２２）は１対の軸線が平行である回転運動入力を１対の軸線が直交する回転運動出力に変換することができ、回転運動入力の軸線に平行な１つの回転運動出力は近位端構造部（１７、１８）の湾曲平面の向きを制御し、回転運動入力の軸線と垂直である他の回転運動出力は近位端構造部（１７、１８）の湾曲平面内における湾曲角度を制御し、それによって近位端構造体（１６）における近位端構造部（１７、１８）を、任意の方向に湾曲させるように駆動し、更にそれに関連される遠位端構造体（１１）における遠位端構造部（１２、１３）を、反対方向に湾曲させるように駆動する。
2019528147.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主に順に関連する遠位端構造体、中部接続体及び近位端構造体で構成される可撓性連続体構造を含み、前記遠位端構造体は、近位端が前記中部接続体を介して前記近位端構造体に関連され、遠位端が手術実行端であり、前記遠位端構造体は少なくとも１つの遠位端構造部で構成され、各前記遠位端構造部は遠位端固定ディスクと構造物を含み、前記近位端構造体は近位端構造部を含み、各前記近位端構造部は近位端固定ディスクと構造物を含む可撓性手術器具システムであって、
前記可撓性手術器具システムは前記近位端構造体に関連される伝動駆動ユニットを更に含み、
前記伝動駆動ユニットは前記近位端構造部をそれぞれ対応的に駆動する１つ又は複数の伝動機構を含み、前記伝動機構は１対の軸線が平行である回転運動入力を１対の軸線が直交する回転運動出力に変換することができ、前記回転運動入力の軸線に平行な１つの回転運動出力は前記近位端構造部の湾曲平面の向きを制御し、前記回転運動入力の軸線と垂直である他の前記回転運動出力は前記近位端構造部の湾曲平面内における湾曲角度を制御し、それによって前記近位端構造体における前記近位端構造部を、任意の方向に湾曲させるように駆動し、更にそれに関連される前記遠位端構造体における前記遠位端構造部を、反対方向に湾曲させるように駆動することを特徴とする可撓性手術器具システム。
【請求項２】
前記中部接続体は可撓性手術器具遠位端板、チャネル支持板、伝動機構基板、及び前記可撓性手術器具遠位端板と前記伝動機構基板との間に固定接続されて前記チャネル支持板を貫通する構造物ガイドチャネルを含み、
前記遠位端構造部における構造物と前記近位端構造部における構造物とは、１対１に締め付けて接続するか、又は同一の構造物であり、前記構造物は、一端が前記近位端固定ディスクに締め付けて接続され、他端が前記構造物ガイドチャネルを貫通してから前記遠位端固定ディスクに締め付けて接続されることを特徴とする請求項１に記載の可撓性手術器具システム。
【請求項３】
前記伝動機構は歯車伝動機構であり、前記歯車伝動機構は駆動歯車伝動機構と、遊星歯車伝動機構と、揺動レバー伝動機構とを含み、前記駆動歯車伝動機構は外部からの動力を前記遊星歯車伝動機構に伝達し、前記遊星歯車伝動機構と前記揺動レバー伝動機構は１対の軸線が平行である前記回転運動入力を１対の軸線が直交する前記回転運動出力に変換することができ、前記遊星歯車伝動機構は前記回転運動入力の軸線に平行な前記回転運動を出力して前記近位端構造部の湾曲平面の向きを制御し、前記揺動レバー伝動機構は前記回転運動入力の軸線と垂直である前記回転運動を出力して前記近位端構造部の湾曲平面内における湾曲角度を制御することを特徴とする請求項２に記載の可撓性手術器具システム。
【請求項４】
前記駆動歯車伝動機構はそれぞれ２本の駆動軸の一端に締め付けて接続される２つの駆動歯車を含み、前記駆動軸の他端は第１カップリングオスコンタクトに締め付けて接続され、２つの前記駆動歯車はそれぞれ１つのアイドラーを介してそれぞれ第１従動リングギアと第２従動リングギアに噛合してその回転を駆動し、前記第２従動リングギアは、その内外側はいずれも歯を有し、その外側歯が前記アイドラーに噛合することを特徴とする請求項３に記載の可撓性手術器具システム。
【請求項５】
前記遊星歯車伝動機構は、
前記第１従動リングギアに締め付けて接続される遊星キャリアプレート及び支持ベースと、
一端が前記遊星キャリアプレートに回転可能に設置される遊星伝動軸と、
前記遊星伝動軸に締め付けて接続される遊星歯車と、
前記遊星伝動軸の他端に締め付けて接続される遊星傘歯車と、を含み、
前記第２従動リングギアは前記遊星キャリアプレートに回転可能に設置され、前記第２従動リングギアの内側歯は前記遊星歯車に噛合するとともに、前記支持ベースは前記伝動機構基板に回転接続されることを特徴とする請求項４に記載の可撓性手術器具システム。
【請求項６】
前記揺動レバー伝動機構は、
前記支持ベースに締め付けて接続される揺動軸ブラケットと、
前記揺動軸ブラケットに回転可能に設置される揺動軸と、
前記揺動軸に締め付けて接続されるウエブと、
前記ウエブに締め付けて接続される揺動傘歯車及びガイドスタッドと、
前記ガイドスタッドに摺動可能に接続されるガイドスリーブと、を含み、
前記揺動傘歯車は部分傘歯車であり、前記揺動傘歯車の揺動軸線は前記揺動軸の軸線に重なり、前記揺動傘歯車は前記遊星傘歯車に噛合し、前記ガイドスリーブは近位端構造部固定ディスク駆動板に締め付けて接続されるとともに、前記近位端固定ディスクは前記近位端構造部固定ディスク駆動板に締め付けて接続されることを特徴とする請求項５に記載の可撓性手術器具システム。
【請求項７】
前記伝動駆動ユニットは手術アクチュエータ駆動機構を更に含み、また、前記遠位端構造体の遠位端には手術アクチュエータが設置され、前記手術アクチュエータ駆動機構は、
可撓性手術器具基板と、
前記チャネル支持板と前記可撓性手術器具基板との間に回転可能に支持されるスクリューと、
前記スクリューの一端に締め付けて接続される第１カップリングオスコンタクトと、
前記スクリューに螺合するナットと、
前記伝動機構基板と前記チャネル支持板との間に締め付けて接続され且つ前記ナットに摺動可能に接続されるガイドロッドと、
一端が前記手術アクチュエータに締め付けて接続され、他端が前記遠位端構造体を貫通し且つ前記ナットに締め付けて接続される手術アクチュエータ制御線と、を含むことを特徴とする請求項２に記載の可撓性手術器具システム。
【請求項８】
前記可撓性手術器具システムは前記可撓性手術器具に関連するモータ駆動ユニットを更に含み、前記モータ駆動ユニットは、
モータ固定板に締め付けて接続される複数の第１モータと、
前記モータ固定板の外周に回転可能に接続されるモータ駆動ユニットハウジングと、
前記モータ駆動ユニットハウジングの端面に締め付けて接続される内部リングギアと、
そのうち１つの前記第１モータの出力軸に締め付けて接続される歯車と、
他の前記第１モータの出力軸に締め付けて接続される第２カップリングオスコンタクトと、を含み、
前記歯車に接続される前記第１モータは前記歯車の回転を駆動し、前記モータ駆動ユニットにおける前記モータ駆動ユニットハウジングと前記内部リングギア以外の構造全体を、前記内部リングギアの軸線の周りを全体的に回転させるように駆動し、それよって前記遠位端構造体のローリング角度に対する制御を実現することを特徴とする請求項１に記載の可撓性手術器具システム。
【請求項９】
前記可撓性手術器具は無菌障壁を介して前記モータ駆動ユニットに接続され、前記無菌障壁は無菌障壁アウターカバーと無菌障壁支持板を含み、前記無菌障壁支持板にはそれぞれ前記第１カップリングオスコンタクトと前記第２カップリングオスコンタクトに迅速に嵌合接続可能な複数のカップリングメスコンタクトが回転可能に設置され、前記無菌障壁支持板にはモータ駆動ユニット連結ネジが設置され、前記モータ固定板には無菌障壁連結ベースが対応的に設置され、前記無菌障壁連結ベースは前記モータ駆動ユニット連結ネジに接続され、それによって前記無菌障壁は前記モータ固定板に固定接続され、全体の運動を伝達することができ、
前記無菌障壁アウターカバーには消毒可能な部分と未消毒の部分を隔離するための無菌膜が締め付けて接続されることを特徴とする請求項８に記載の可撓性手術器具システム。
【請求項１０】
前記可撓性手術器具システムはリニアモジュールを更に含み、前記リニアモジュールは、
リニア滑り溝付きブラケット本体と、
前記ブラケット本体に回転可能に設置されるガイドスクリューと、
前記ガイドスクリューに螺合し且つ前記リニア滑り溝内に摺動可能に設置されるスライダーと、
前記ブラケット本体に締め付けて接続される第２モータと、を含み、
前記スライダーは前記モータ駆動ユニットハウジングに締め付けて接続され、前記第２モータ出力軸は前記ガイドスクリューに締め付けて接続されることを特徴とする請求項８に記載の可撓性手術器具システム。
【請求項１１】
前記伝動機構はカム伝動機構であり、前記カム伝動機構はそれぞれ２本の駆動軸の一端に締め付けて接続される２つの駆動歯車を含み、前記駆動軸の他端は第１カップリングオスコンタクトに同軸に締め付けて接続され、各前記駆動歯車はそれぞれ第１従動リングギアと第２従動リングギアに噛合してその回転を駆動し、前記第１従動リングギアはカムに締め付けて接続され、前記カムは前記伝動機構基板に回転接続されるとともに、前記第２従動リングギアは伝動軸、回転駆動板及び支持板に一体的に締め付けて接続され、前記支持板は前記伝動機構基板に回転接続され、前記カムは前記回転駆動板に回転接続され、
前記カム伝動機構は一端がスライダーに締め付けて接続される平面リンク機構を更に含み、前記スライダーは前記伝動軸に軸方向に沿って摺動可能に接続されて周方向に沿う回転運動を伝達することができ、前記スライダーには複数のローラが締め付けて接続され、前記ローラは前記カムにおける螺旋状のカム溝にマッチングし、前記伝動軸の軸方向に沿う押し引き力を発生することができ、前記平面リンク機構の他端は近位端固定ディスク駆動板に摺動可能に接続されるとともに、前記近位端固定ディスクは前記近位端固定ディスク駆動板に締め付けて接続されることを特徴とする請求項２に記載の可撓性手術器具システム。
【請求項１２】
前記平面リンク機構は主に押し棒、リンク及び揺動リンクで構成され、前記押し棒は前記支持板に摺動可能に接続され、その一端が前記スライダーに締め付けて接続され、他端が前記支持板を貫通して前記リンクの一端に回転接続され、前記リンクの他端は、前記伝動軸に回転可能に固定される前記揺動リンクに回転接続され、前記揺動リンクは前記近位端固定ディスク駆動板に摺動可能に接続されることを特徴とする請求項１１に記載の可撓性手術器具システム。
【請求項１３】
前記遠位端構造部はその中に間隔をおいて分布される複数の遠位端スペーサーディスクを更に含み、前記遠位端構造部の複数本の構造物は各前記遠位端スペーサーディスクに分布される構造物貫通孔を貫通し、末端が前記遠位端固定ディスクに固定され、
前記近位端構造部はその中に間隔をおいて分布される複数の近位端スペーサーディスクと、前記伝動機構基板に締め付けて接続される近位端構造部固定基板とを更に含み、前記近位端構造部の複数本の構造物は、一端が前記近位端固定ディスクに固定され、他端が順に各前記近位端スペーサーディスクに分布される構造物貫通孔を貫通してから前記遠位端構造部における構造物と、１対１に対応して締め付けて接続するか、又は同一の構造物であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の可撓性手術器具システム。
【請求項１４】
前記遠位端構造部の構造物及び／又は前記近位端構造部の構造物は弾性のある細棒又は細管であり、材料はニッケルチタン合金又はステンレス鋼であり、複数の前記遠位端構造部又は前記近位端構造部を使用する場合、前の前記遠位端構造部の構造物又は前記近位端構造部の構造物は弾性のある細管を用いる場合、後ろの前記遠位端構造部の構造物又は前記近位端構造部の構造物は前記弾性のある細管を貫通し、又は前記遠位端スペーサーディスクや前記近位端スペーサーディスクにおける構造物貫通孔を直接貫通することができ、各前記遠位端構造部の構造物又は前記近位端構造部における構造物の数は３本以上であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の可撓性手術器具システム。
【請求項１５】
前記遠位端構造体の外部には被覆が被覆され、前記被覆の外部にはスリーブとシースが更に設置されることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の可撓性手術器具システム。
【請求項１６】
前記近位端構造部の数は前記遠位端構造部の数と等しいことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の可撓性手術器具システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[関連出願の相互参照]
本願は、２０１６年８月３１日に出願された出願番号が２０１６１０７９９２３５．０であり発明名称が「構造物を用いた可撓性手術器具システム」である中国特許出願及び２０１６年８月３１日に出願された出願番号が２０１６１０７９５８６９．９であり発明名称が「複数の運動対により駆動される可撓性手術器具システム」である中国特許出願の優先権を主張し、上記出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、医療器具に関するものであり、具体的に可撓性手術器具システムに関するものである。
【背景技術】
【０００３】
多孔式腹腔鏡下低侵襲手術は、その傷口が小さく、術後回復が速いため、既に外科手術において重要な地位を占めてきた。従来のＩｎｔｕｉｔｉｖｅ  Ｓｕｒｇｉｃａｌ会社（米国インテュイティヴ・サージカル社）製のｄａ  Ｖｉｎｃｉ（ダ・ヴィンチ）手術支援ロボットは医師を支援して多孔式腹腔鏡下低侵襲手術を完成させ、商業上の大成功を収めた。
【０００４】
低侵襲手術は多孔式腹腔鏡下手術の後に単孔式腹腔鏡下手術及び経管腔的非侵襲手術が開発され、これらは患者に対する創傷がより小さく、より良好な術後転帰が得られる。しかし、単孔式腹腔鏡下手術と経管腔的非侵襲手術において、視覚照明モジュール及び手術操作用アームが含まれる手術器具の全てが単一チャンネルを通して手術部位に到達し、これは手術器具の製造に対して極めて厳しく要求されている。従来の手術器具の遠位端構造は主に複数のロッド部材の直列ヒンジであり、それはワイヤケーブルの張力により駆動され、それによって手術器具がヒンジ関節で湾曲することを実現する。ワイヤケーブルは滑車を介して継続的な引張状態を保持する必要があるため、この駆動方式では手術器具の更なる小型化を実現しにくく、器具の運動性能を更に向上させることも困難である。
【０００５】
最近、Ｉｎｔｕｉｔｉｖｅ  Ｓｕｒｇｉｃａｌ社には、従来の剛性手術器具を半剛性手術器具に改良し、プリカーブ型スリーブを増やすｄａ  Ｖｉｎｃｉ  Ｓｉｎｇｌｅ−Ｓｉｔｅ（ＳＳ型ダ・ヴィンチ）手術ロボットが提出され、それは手術器具の運動性能をある程度向上させるが、依然として従来の手術器具が面する問題を根本的に解決することができない。
【発明の概要】
【０００６】
上記問題に対し、本発明は、人体の自然管腔又は単一外科的切開部を経由して手術を実施する手術ロボットシステムに良好に適用することができる可撓性手術器具システムを提供することを目的とする。
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の技術案を採用した。主に順に関連する遠位端構造体、中部接続体及び近位端構造体で構成された可撓性連続体構造を含み、前記遠位端構造体は、近位端が前記中部接続体を介して前記近位端構造体に関連され、遠位端が手術実行端であり、前記遠位端構造体は少なくとも１つの遠位端構造部で構成され、各前記遠位端構造部は遠位端固定ディスクと構造物を含み、前記近位端構造体は近位端構造部を含み、各前記近位端構造部は近位端固定ディスクと構造物を含む可撓性手術器具システムであって、該可撓性手術器具システムは前記近位端構造体に関連される伝動駆動ユニットを更に含み、前記伝動駆動ユニットは前記近位端構造部をそれぞれ対応的に駆動する１つ又は複数の伝動機構を含み、前記伝動機構は１対の軸線が平行である回転運動入力を１対の軸線が直交する回転運動出力に変換することができ、前記回転運動入力の軸線に平行な１つの回転運動出力は前記近位端構造部の湾曲平面の向きを制御し、回転運動入力の軸線と垂直である他の前記回転運動出力は前記近位端構造部の湾曲平面内における湾曲角度を制御し、それによって前記近位端構造体における前記近位端構造部を、任意の方向に湾曲させるように駆動し、更にそれに関連される前記遠位端構造体における前記遠位端構造部を、反対方向に湾曲させるように駆動する。
【０００８】
好ましい一実施例において、前記近位端構造部の数は前記遠位端構造部の数と等しい。
【０００９】
好ましい一実施例において、前記中部接続体は、可撓性手術器具遠位端板、チャネル支持板、伝動機構基板、及び前記可撓性手術器具遠位端板と前記伝動機構基板との間に固定接続されて前記チャネル支持板を貫通する構造物ガイドチャネルを含み、前記遠位端構造部における構造物と前記近位端構造部における構造物とは、１対１に対応して締め付けて接続するか、又は同一の構造物であり、該構造物は、一端が前記近位端固定ディスクに締め付けて接続され、他端が前記構造物ガイドチャネルを貫通して前記遠位端固定ディスクに締め付けて接続される。
【００１０】
好ましい一実施例において、前記伝動機構は歯車伝動機構であり、前記歯車伝動機構は駆動歯車伝動機構、遊星歯車伝動機構及び揺動レバー伝動機構を含み、前記駆動歯車伝動機構は外部からの動力を前記遊星歯車伝動機構に伝達し、前記遊星歯車伝動機構と前記揺動レバー伝動機構は１対の軸線が平行である前記回転運動入力を１対の軸線が直交する前記回転運動出力に変換することができ、前記遊星歯車伝動機構は前記回転運動入力の軸線に平行な前記回転運動を出力して前記近位端構造部の湾曲平面の向きを制御し、前記揺動レバー伝動機構は前記回転運動入力の軸線と垂直である前記回転運動を出力して前記近位端構造部の湾曲平面内における湾曲角度を制御する。
【００１１】
好ましい一実施例において、前記駆動歯車伝動機構は、それぞれ２本の駆動軸の一端に締め付けて接続される２つの駆動歯車を含み、前記駆動軸の他端は第１カップリングオスコンタクトに締め付けて接続され、２つの前記駆動歯車はそれぞれ１つのアイドラーを介して第１従動リングギア、第２従動リングギアにそれぞれに噛合してその回転を駆動し、前記第２従動リングギアは、その内外側がいずれも歯を有し、その外側歯が前記アイドラーに噛合る。
【００１２】
好ましい一実施例において、前記遊星歯車伝動機構は、前記第１従動リングギアに締め付けて接続される遊星キャリアプレート及び支持ベースと、一端が前記遊星キャリアプレートに回転可能に設置される遊星伝動軸と、前記遊星伝動軸に締め付けて接続される遊星歯車と、前記遊星伝動軸の他端に締め付けて接続される遊星傘歯車とを含み、前記第２従動リングギアは前記遊星キャリアプレートに回転可能に設置され、前記第２従動リングギアの内側歯は前記遊星歯車に噛合するとともに、前記支持ベースは前記伝動機構基板に回転接続される。
【００１３】
好ましい一実施例において、前記揺動レバー伝動機構は、前記支持ベースに締め付けて接続される揺動軸ブラケットと、前記揺動軸ブラケットに回転可能に設置される揺動軸と、前記揺動軸に締め付けて接続されるウエブと、前記ウエブに締め付けて接続される揺動傘歯車及びガイドスタッドと、前記ガイドスタッドに摺動可能に接続されるガイドスリーブと、を含み、前記揺動傘歯車は傘歯車の一部であり、前記揺動傘歯車の揺動軸線は前記揺動軸の軸線に重なり、前記揺動傘歯車は前記遊星傘歯車に噛合し、前記ガイドスリーブは近位端構造部固定ディスク駆動板に締め付けて接続されるとともに、前記近位端固定ディスクは前記近位端構造部固定ディスク駆動板に締め付けて接続される。
【００１４】
好ましい一実施例において、前記伝動駆動ユニットは手術アクチュエータ駆動機構を更に含み、また、前記遠位端構造体の遠位端には手術アクチュエータが設置され、前記手術アクチュエータ駆動機構は、可撓性手術器具基板と、前記チャネル支持板と前記可撓性手術器具基板との間に回転可能に支持されるスクリューと、前記スクリューの一端に締め付けて接続される第１カップリングオスコンタクトと、前記スクリューに螺合されるナットと、前記伝動機構基板と前記チャネル支持板との間に締め付けて接続されて前記ナットに摺動可能に接続されるガイドロッドと、一端が前記手術アクチュエータに締め付けて接続され、他端が前記遠位端構造体を貫通して前記ナットに締め付けて接続される手術アクチュエータ制御線と、を含む。
【００１５】
好ましい一実施例において、該可撓性手術器具システムは前記可撓性手術器具に接続されるモータ駆動ユニットを更に含み、前記モータ駆動ユニットは、モータ固定板に締め付けて接続される複数の第１モータと、前記モータ固定板外周に回転可能に接続されるモータ駆動ユニットハウジングと、前記モータ駆動ユニットハウジングの端面に締め付けて接続される内部リングギアと、そのうち１つの前記第１モータの出力軸に締め付けて接続される歯車と、他の前記第１モータの出力軸に締め付けて接続される第２カップリングオスコンタクトと、を含み、前記歯車に接続される前記第１モータは前記歯車の回転を駆動し、前記モータ駆動ユニットにおける前記モータ駆動ユニットハウジングと前記内部リングギア以外の全て構造を前記内部リングギアの軸線の周りに全体的に回転させるように駆動し、これによって前記遠位端構造体のローリング角度に対する制御を実現する。
【００１６】
好ましい一実施例において、前記可撓性手術器具は無菌障壁を介して前記モータ駆動ユニットに接続され、前記無菌障壁は無菌障壁アウターカバーと無菌障壁支持板を含み、前記無菌障壁支持板にはそれぞれ前記第１カップリングオスコンタクトと前記第２カップリングオスコンタクトに迅速に嵌合接続可能な複数のカップリングメスコンタクトが回転可能に設置され、前記無菌障壁支持板にはモータ駆動ユニット連結ネジが設置され、前記モータ固定板には無菌障壁連結ベースが対応的に設置され、前記無菌障壁連結ベースは前記モータ駆動ユニット連結ネジに接続され、これによって前記無菌障壁は前記モータ固定板に固定接続され、全体の運動を伝達することができ、前記無菌障壁アウターカバーには消毒可能な部分と未消毒の部分を隔離するための無菌膜が締め付けて接続される。
【００１７】
好ましい一実施例において、該可撓性手術器具システムはリニアモジュールを更に含み、前記リニアモジュールは、リニア滑り溝付きブラケット本体と、前記ブラケット本体に回転可能に設置されるガイドスクリューと、前記ガイドスクリューに螺合されて前記リニア滑り溝内に摺動可能に設置されるスライダーと、前記ブラケット本体に締め付けて接続される第２モータと、を含み、前記スライダーは前記モータ駆動ユニットハウジングに締め付けて接続され、前記第２モータ出力軸は前記ガイドスクリューに締め付けて接続される。
【００１８】
好ましい一実施例において、前記伝動機構はカム伝動機構であり、前記カム伝動機構はそれぞれ２本の駆動軸の一端に締め付けて接続される２つの駆動歯車を含み、前記駆動軸の他端は第１カップリングオスコンタクトに同軸に締め付けて接続され、各前記駆動歯車はそれぞれ第１従動リングギアと第２従動リングギアに噛合してその回転を駆動し、前記第１従動リングギアはカムに締め付けて接続され、前記カムは前記伝動機構基板に回転接続されるとともに、前記第２従動リングギアは伝動軸、回転駆動板及び支持板に一体的に締め付けて接続され、前記支持板は前記伝動機構基板に回転接続され、前記カムは前記回転駆動板に回転接続され、前記カム伝動機構は一端がスライダーに締め付けて接続される平面リンク機構を更に含み、前記スライダーは前記伝動軸に軸方向に沿って摺動可能に接続されて周方向に沿う回転運動を伝達することができ、前記スライダーには複数のローラが締め付けて接続され、前記ローラは前記カムにおける螺旋状のカム溝にマッチングし、前記伝動軸の軸方向に沿う押し引き力を発生することができ、前記平面リンク機構の他端は近位端固定ディスク駆動板に摺動可能に接続されるとともに、前記近位端固定ディスクは前記近位端固定ディスク駆動板に締め付けて接続される。
【００１９】
好ましい一実施例において、前記平面リンク機構は主に押し棒、リンク及び揺動リンクで構成され、前記押し棒は前記支持板に摺動可能に接続され、その一端が前記スライダーに締め付けて接続され、他端が前記支持板を貫通して前記リンクの一端に回転接続され、前記リンクの他端は前記伝動軸に回転可能に固定される前記揺動リンクに回転接続され、前記揺動リンクは前記近位端固定ディスク駆動板に摺動可能に接続される。
【００２０】
好ましい一実施例において、前記遠位端構造部はその中に間隔をおいて分布される複数の遠位端スペーサーディスクを更に含み、前記遠位端構造部の複数本の構造物は各前記遠位端スペーサーディスクに分布される構造物貫通孔を貫通し、末端が前記遠位端固定ディスクに固定され、前記近位端構造部はその中に間隔をおいて分布される複数の近位端スペーサーディスクと前記伝動機構基板に締め付けて接続される近位端構造部固定基板とを更に含み、複数本の前記近位端構造部の構造物は、一端が前記近位端固定ディスクに固定され、他端が順に各前記近位端スペーサーディスクに分布される構造物貫通孔を貫通して前記遠位端構造部における構造物と、１対１に対応して締め付けて接続するか、又は同一の構造物である。
【００２１】
好ましい一実施例において、前記遠位端構造部の構造物及び／又は前記近位端構造部の構造物は弾性のある細棒又は細管であり、材料はニッケルチタン合金又はステンレス鋼であり、複数の前記遠位端構造部又は近位端構造部を使用する場合、前の前記遠位端構造部又は近位端構造部の構造物は弾性のある細管を用いる場合、後の前記遠位端構造部又は前記近位端構造部の構造物は該弾性のある細管を貫通し、又は直接的に前記遠位端スペーサーディスクや前記近位端スペーサーディスクにおける構造物貫通孔を貫通することができ、各前記遠位端構造部又は近位端構造部における構造物の数は３本以上である。
【００２２】
好ましい一実施例において、前記遠位端構造体の外部には被覆が被覆され、前記被覆の外部にはスリーブとシースが更に設置される。
【００２３】
本発明は、以上の技術案を採用するため、以下の利点を有する。１、本発明は、近位端構造体、中部接続体及び遠位端構造体を含む可撓性連続体構造を本体とし、伝動駆動ユニットを合わせて採用し、遠位端構造体は中部接続体を介して近位端構造体に関連され、伝動駆動ユニットは近位端構造体に関連され、伝動駆動ユニットは近位端構造体における各近位端構造部を、任意の方向に湾曲させるように駆動する場合、遠位端構造体は対応的に反対方向に湾曲するため、遠位端構造体と被覆で構成された可撓性手術アームの任意方向の湾曲運動を実現することができる。２、本発明は、近位端構造体、中部接続体及び遠位端構造体において、余裕な構造物配置（３本より多い）を採用し、可撓性手術器具システムの安全性、確実性と負荷能力を向上させることができる。３、本発明に係る無菌障壁は、一端が可撓性手術器具に迅速に接続することができ、他端がモータ駆動ユニットに迅速に接続することができ、これによってシステムにおける消毒済みの可撓性手術器具と他の未消毒の部分を効果的に隔離し、臨床手術の実施可能性を保証する。４、本発明に係る可撓性手術器具内には歯車伝動機構が設置され、該歯車伝動機構は１対の軸線が平行である回転運動入力を１対の軸線が直交する回転運動出力に変換することができ、回転運動入力の軸線に平行な１つの回転運動出力（第１駆動モードにより実現される）は近位端構造部の湾曲平面の向きを制御し、回転運動入力の軸線と垂直である他の回転運動出力（第２駆動モードにより実現される）は近位端構造部の湾曲平面内における湾曲角度を制御し、最終的に小さい空間内において１組の歯車伝動機構を介して近位端構造体における１つの近位端構造部を、任意の方向に湾曲させるように駆動することができる。５、本発明に係る遠位端構造体の先端には手術アクチュエータが設置され、手術アクチュエータの制御線は可撓性連続体構造を貫通し、可撓性手術器具内に位置する手術アクチュエータ駆動機構に接続され、これによって手術アクチュエータ動作に対する制御を実現する。６、本発明ではモータ駆動ユニットハウジングが更に設置され、モータ駆動ユニットハウジングの端面には内部リングギアが固定接続され、モータ駆動ユニットにおける他の構造とモータ駆動ユニットハウジングとの間は相対的に回転することができ、モータ出力軸には歯車が固定接続され、歯車は内部リングギアに噛合するため、前記モータはモータ駆動ユニットハウジングと内部リングギア以外の部分を、全体的に回転させるように駆動することができ、これによって可撓性手術アームは全体的な回転自由度を有する。７、本発明ではリニアモジュールが更に設置され、モータ駆動ユニットハウジングに固定接続されてモータ駆動ユニット、無菌障壁及び可撓性手術器具を、直線的に運動させるように駆動することができるため、可撓性手術アームは更にリニアフィード自由度を有する。８、本発明は、単孔式腹腔鏡下手術に応用することができ、経自然管腔非侵襲手術に応用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施例による可撓性手術器具システムの全体構成を示す概略図である。
【図２】図１の遠位端構造体の構成を示す概略図である。
【図３】図１の近位端構造部の構成を示す概略図である。
【図４】図１の中部接続体の構成を示す概略図である。
【図５】図１の伝動駆動ユニットの構成を示す概略図である。
【図６】図１の歯車伝動機構及び手術アクチュエータ駆動機構の構成を示す概略図である。
【図７】図１の歯車伝動機構の断面図である。
【図８】図１の歯車伝動機構の他方向の断面図である。
【図９】図１のモータ駆動ユニットの構成を示す概略図である。
【図１０】本発明に無菌障壁、モータ駆動ユニット及びリニアモジュールが取り付けられた構成を示す概略図である。
【図１１】本発明に係る無菌障壁の構成を示す概略図である。
【図１２】本発明に係る遠位端構造体に可撓性シースを用いる構成を示す概略図である。
【図１３】本発明の第２実施例による可撓性手術器具システムの全体構成を示す概略図である。
【図１４】図１３の遠位端構造体の構成を示す概略図である。
【図１５】図１３の近位端構造部の構成を示す概略図である。
【図１６】図１３の中部接続体の構成を示す概略図である。
【図１７】図１３の伝動駆動ユニットの構成を示す概略図である。
【図１８】図１３のカム伝動機構及び手術アクチュエータ駆動機構の構成を示す概略図である。
【図１９】図１８のカム伝動機構の断面図である。
【図２０】本発明の第２実施例に基づく可撓性手術器具システムのモータ駆動ユニットの構成を示す概略図である。
【図２１】本発明の第２実施例による無菌障壁、モータ駆動ユニット及びリニアモジュールが取り付けられた構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の目的、特徴及び利点をより明確に理解するように、図面に合わせて本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。理解すべきことは、図面に示される実施例は、本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の技術案の本質的な精神を説明するためのものに過ぎないことである。
【００２６】
図１は本実施例に基づいて提供される可撓性手術器具システム１０を示し、それは主に遠位端構造体１１、近位端構造体１６及び中部接続体１５で構成される可撓性連続体構造と、可撓性連続体構造に関連する伝動駆動ユニット２１とを含む。ここでは、遠位端構造体１１は、近位端が中部接続体１５を介して近位端構造体１６に関連し、遠位端が手術実行端である。伝動駆動ユニット２１は近位端構造体１６に関連し、伝動駆動ユニット２１は任意の方向に湾曲するように近位端構造体１６を駆動する時、遠位端構造体１１は対応的に反対方向に湾曲する。
【００２７】
図２に示すように、遠位端構造体１１は手術アクチュエータ１０１、第１遠位端構造部１２及び第２遠位端構造部１３を含む。第１遠位端構造部１２は第１遠位端スペーサーディスク１２１と、第１遠位端固定ディスク１２２と、第１構造部構造物１２３とを含む。複数の第１遠位端スペーサーディスク１２１は、第１構造部構造物１２３が押された時に不安定になることを防止するために、第１遠位端構造部１２に間隔をおいて分布される。複数本の第１構造部構造物１２３は各第１遠位端スペーサーディスク１２１に分布される構造物貫通孔を貫通し、末端部が第１遠位端固定ディスク１２２に固定される。同様に、第２遠位端構造部１３は第２遠位端スペーサーディスク１３１と、第２遠位端固定ディスク１３２と、第２構造部構造物１３３とを含む。複数の第２遠位端スペーサーディスク１３１は、第２構造部構造物１３３が押された時に不安定になることを防止するために、第２遠位端構造部１３に間隔をおいて分布する。複数本の第２構造部構造物１３３は各第２遠位端スペーサーディスク１３１に分布される構造物貫通孔を貫通し、末端が第２遠位端固定ディスク１３２に固定される。注意すべきのは、第１構造部構造物１２３と第２構造部構造物１３３はそれぞれ３本以上である。
【００２８】
図１、図３に示すように、近位端構造体１６は２つの構造が完全に一致する第１近位端構造部１７と第２近位端構造部１８とを含む。第１近位端構造部１７は第１近位端スペーサーディスク１７１と、第１近位端固定ディスク１７２と、第１構造部構造物１７３と、第１近位端構造部固定基板１７４とを含み、複数の第１近位端スペーサーディスク１７１は、第１構造部構造物１７３が押された時に不安定になることを防止するために、それぞれ第１近位端構造部１７に間隔をおいて分布する。同様に、第２近位端構造部１８は第２近位端スペーサーディスク１８１と、第２近位端固定ディスク１８２と、第２構造部構造物１８３と、第２近位端構造部固定基板１８４とを含み、複数の第２近位端スペーサーディスク１８１は、第２構造部構造物１８３が押された時に不安定になることを防止するために、それぞれ第２近位端構造部１８に間隔をおいて分布する。第１近位端構造部１７に位置する第１構造部構造物１７３と第１遠位端構造部１２に位置する第１構造部構造物１２３とは、１対１に締め付けて接続するか、又は同一の構造物であり、第２近位端構造部１８に位置する第２構造部構造物１８３と第２遠位端構造部１３に位置する第２構造部構造物１３３とは、１対１に締め付けて接続するか、又は同一の構造物である。注意すべきことは、第１構造部構造物１７３と第２構造部構造物１８３の数はそれぞれ第１構造部構造物１２３と第２構造部構造物１３３の数に一致すべきであることである。
【００２９】
図４に示すように、中部接続体１５は、順に間隔をおいて設置された遠位端チャネル固定板１５４、チャネル支持板１５２、歯車伝動機構基板２３８、及び遠位端チャネル固定板１５４と歯車伝動機構基板２３８との間に固定接続されかつチャネル支持板１５２を貫通する構造物ガイドチャネル１５１を含む。注意すべきことは、チャネル支持板１５２と歯車伝動機構基板２３８とは１組であってもよいし、間隔をおいて設置される複数組（例えば図５に示すような２組）であってもよく、チャネル支持板１５２と歯車伝動機構基板２３８との組数は伝動駆動ユニット２１における歯車伝動機構２２の個数に一致することである。第１構造部構造物１７３（１２３）は、一端が第１近位端固定ディスク１７２に締め付けて接続され、他端が順に、第１近位端スペーサーディスク１７１、構造物ガイドチャネル１５１、第１遠位端スペーサーディスク１２１を貫通してから第１遠位端固定ディスク１２２に締め付けて接続される。第２構造部構造物１８３（１３３）は、一端が第２近位端固定ディスク１８２に締め付けて接続され、他端が順に、第２近位端スペーサーディスク１８１、構造物ガイドチャネル１５１、第１遠位端構造部１２、第２遠位端スペーサーディスク１３１を貫通してから第２遠位端固定ディスク１３２に締め付けて接続される。構造物ガイドチャネル１５１は、構造物が押されたり、引かされたりした時にその形状が変わらないように保持するという役割を有する。
【００３０】
好ましい実施例において、上記遠位端構造体１１における構造物及び／又は近位端構造体１６における構造物は弾性のある細棒又は細管であってもよく、材料はニッケルチタン合金又はステンレス鋼などであってもよい。また、上記遠位端構造体１１における遠位端構造部の数及び近位端構造体１６における近位端構造部の数は１つ又は２つ以上であってもよいが、遠位端構造体１１における遠位端構造部の数は常に近位端構造体１６における近位端構造部の数に一致すべきである。複数の遠位端構造部又は近位端構造部を使用する場合、前の遠位端構造部又は近位端構造部の構造物は弾性のある細管を用いれば、後ろの遠位端構造部又は近位端構造部の構造物はこの弾性のある細管を貫通し、又は遠位端スペーサーディスクや近位端スペーサーディスクにおける構造物貫通孔を直接貫通することができ、これにより遠位端構造体１１又は近位端構造体１６の相対運動関係を変えずに更なる小型化を達成することができる。更に、近位端構造体１６における各近位端構造部の相対配置は直列接続、嵌設又は単独配置（図１に示すように）などであってもよい。
【００３１】
図５〜図８に示すように、伝動駆動ユニット２１は、それぞれ第１近位端構造部１７と第２近位端構造部１８とを対応的に駆動する２つの歯車伝動機構２２（一例に過ぎず、それに限定されない）を含む。歯車伝動機構２２はそれぞれ２本の駆動軸２１３の一端に締め付けて接続される２つの駆動歯車２２１を含み、２つの駆動軸２１３の他端はそれぞれ２つのカップリングオスコンタクト２１２に同軸に締め付けて接続される。２つの駆動歯車２２１はそれぞれ１つのアイドラー２２２を介してそれぞれ第１従動リングギア２２３、第２従動リングギア２２４に噛合してその回転を駆動する。第１従動リングギア２２３は遊星キャリアプレート２２７及び支持ベース２２８に締め付けて接続され、支持ベース２２８は揺動軸ブラケット２３４に締め付けて接続され、また、支持ベース２２８は、第１近位端構造部固定基板１７４又は第２近位端構造部固定基板１７５に締め付けて接続される歯車伝動機構基板２３８に回転可能に接続される。第２従動リングギア２２４は遊星キャリアプレート２２７に回転可能に設置され、その内外側がいずれも歯を有し、その外側歯がアイドラー２２２に噛合し、内側歯が、遊星伝動軸２２６に締め付けて接続される遊星歯車２２５に噛合してそれを駆動する。遊星伝動軸２２６は遊星キャリアプレート２２７に回転可能に設置され、遊星伝動軸２２６の一端は遊星傘歯車２２９に締め付けて接続される。揺動傘歯車２３１はウエブ２３２に締め付けて接続される部分傘歯車であり、ウエブ２３２は揺動軸２３３に締め付けて接続され、揺動傘歯車２３１の揺動軸線は揺動軸２３３の軸線に重なる。揺動軸２３３は揺動軸ブラケット２３４に回転可能に設置され、該揺動傘歯車２３１は遊星傘歯車２２９に噛合して運動を伝動する。ウエブ２３２はガイドスタッド２３５に締め付けて接続され、ガイドスタッド２３５はガイドスリーブ２３６に摺動可能に接続され、ガイドスリーブ２３６は近位端構造部固定ディスク駆動板２３７に締め付けて接続され、また、第１近位端固定ディスク１７２、第２近位端固定ディスク１８２はいずれも１つの近位端固定ディスク駆動板２３７に締め付けて接続される。
【００３２】
第１従動リングギア２２３が回転する場合、第１従動リングギア２２３に締め付けて接続される遊星キャリアプレート２２７、支持ベース２２８は揺動軸ブラケット２３４と共に第１従動リングギア２２３の軸線周りを回転し、更に第１従動リングギア２２３の軸線周りを回転させるように遊星伝動軸２２６、遊星歯車２２５、遊星傘歯車２２９、揺動傘歯車２３１、揺動軸２３３、ウエブ２３２、ガイドスタッド２３５などの構造を駆動し、第１近位端構造部１７と第２近位端構造部１８の湾曲平面の向きを直接制御し、第２従動リングギア２２４が回転する場合、その内側歯は遊星歯車２２５に噛合し、第２従動リングギア２２４と第１従動リングギア２２３の回転角度の差によって遊星歯車２２５、遊星伝動軸２２６及び遊星傘歯車２２９をそれら自体の軸線の周りを回転するように駆動し、遊星傘歯車２２９と揺動傘歯車２３１との噛合により、揺動傘歯車２３１とウエブ２３２を一定の範囲内において揺動軸２３３の軸線の周りを揺動させるように駆動し、ガイドスタッド２３５をガイドスリーブ２３６に沿って摺動するように駆動し、最終的に近位端構造部固定ディスク駆動板２３７の湾曲を駆動し、それによって第１近位端構造部１７と第２近位端構造部１８との上記湾曲平面内における湾曲角度を直接制御し、第１近位端構造部１７と第２近位端構造部１８の長さを変えず、第１近位端構造部１７と第２近位端構造部１８の湾曲形状は略円弧状なされる。
【００３３】
第１駆動モードで、第１従動リングギア２２３と第２従動リングギア２２４を同じ角速度で同じ方向に回転するように駆動する場合、遊星歯車２２５と第２従動リングギア２２４とは相対的に回転せず、それによって遊星歯車２２５、遊星伝動軸２２６及び遊星傘歯車２２９は自体の軸線に対して回転せず、第１近位端構造部１７と第２近位端構造部１８の対応する湾曲平面内における湾曲角度が変わらず、揺動傘歯車２３１の揺動平面の向きのみ、すなわち、近位端構造部固定ディスク駆動板２３７の反転平面の向きのみを変え、最終的に、第１近位端構造部１７と第２近位端構造部１８の上記湾曲平面内における湾曲角度を変えず、第１近位端構造部１７と第２近位端構造部１８の湾曲平面の向きへの調節を実現し、第２駆動モードでは、第１従動リングギア２２３が静止し、第２従動リングギア２２４が駆動され、この場合に遊星キャリアプレート２２７及びそれに締め付けて接続される部品はいずれも歯車伝動機構基板２３８に対して相対的に静止し、第１近位端構造部１７と第２近位端構造部１８は、湾曲平面内における湾曲角度のみが変り、その湾曲平面の向きが変わらない。前記第１駆動モードと第２駆動モードを組み合わせることで、第１近位端構造部１７と第２近位端構造部１８の湾曲平面の向きと該湾曲平面内における湾曲角度への共同制御を実現することができる。第１近位端構造部１７はある方向へ湾曲する場合、第１遠位端構造部１２は一定の比例関係（第１構造部構造物１２３（１７３）の分布半径により共同で決定される）で反対方向に湾曲し、同様に、第２近位端構造部１８はある方向に湾曲する場合、第２遠位端構造部１３は一定の比例関係（第２構造部構造物１３３（１８３）の分布半径により共同で決定される）で反対方向に湾曲する。
【００３４】
好ましい実施例において、遠位端構造体１１の遠位端には手術アクチュエータ１０１（図１、図２に示すように）が設置され、手術アクチュエータ制御線１０２は、一端が手術アクチュエータ１０１に固定接続され、他端が遠位端構造体１１を貫通し、伝動駆動ユニット２１の末端に位置する手術アクチュエータ駆動機構２５（図５、図６に示すように）に接続され、手術アクチュエータ駆動機構２５は手術アクチュエータ制御線１０２に対して物理的に押し引きすることで手術アクチュエータ１０１（例えば、手術用鉗子）の動作に対する制御を実現する。手術アクチュエータ制御線１０２が、例えば、電気エネルギー、超音波振動などのエネルギーを電気外科用の手術アクチュエータ１０１（例えば、電気メス、超音波メスなど）に伝達して手術アクチュエータ１０１の特定の手術機能を達成することもできることは、当業者が理解するすべきである。手術アクチュエータ駆動機構２５はスクリュー２５１とナット２５２を含む。ここでは、スクリュー２５１はチャネル支持板１５２と可撓性手術器具基板１０６との間に回転可能に支持され、スクリュー２５１の一端は他のカップリングオスコンタクト２１２に同軸に締め付けて接続され、スクリュー２５１はナット２５２と螺合し、ガイドロッド２５３は歯車伝動機構基板２３８とチャネル支持板１５２との間に締め付けて接続され、ナット２５２に摺動可能に接続される。外部からの動力はカップリングオスコンタクト２１２を通じてスクリュー２５１の回転を駆動し、ナット２５２をガイドロッド２５３のガイドで前後に直線的に運動させ、一端がナット２５２に締め付けて接続される手術アクチュエータ制御線１０２を押したり引いたりし、最終的に手術アクチュエータ１０１の動作に対する制御を実現する。
【００３５】
好ましい実施例において、図９、図１０に示すように、本発明は、可撓性手術器具１０に関連するモータ駆動ユニット４０を更に含み、モータ駆動ユニット４０はモータ駆動ユニットハウジング４０１、モータ固定板４０２、歯車４２１及び内部リングギア４２２を含む。ここでは、モータ駆動ユニットハウジング４０１はモータ固定板４０２の外周に位置し、モータ駆動ユニットハウジング４０１の端面は内部リングギア４２２に締め付けて接続され、モータ固定板４０２はモータ駆動ユニットハウジング４０１に回転接続される。モータ固定板４０２には複数のモータ（本実施例では、モータが６つ）が締め付けて接続され、そのうち１つのモータの出力軸は歯車４２１に締め付けて接続され、他のモータの出力軸はカップリングオスコンタクト４０３に締め付けて接続され、歯車４２１は内部リングギア４２２に噛合する。歯車４２１に接続されるモータは歯車４２１の回転を駆動し、モータ駆動ユニット４０におけるモータ駆動ユニットハウジング４０１と内部リングギア４２２以外の構造全体を内部リングギア４２２の軸線の周りを全体的に回転するように駆動することができ、それによって遠位端構造体１１と手術アクチュエータ１０１のローリング角度への制御を実現する。
【００３６】
好ましい実施例において、図１０、１１に示すように、可撓性手術器具１０とモータ駆動ユニット４０は無菌障壁３０を介して迅速に接続することができ、無菌障壁３０は無菌障壁アウターカバー３０１と無菌障壁支持板３０２を含み、無菌障壁支持板３０２にはそれぞれカップリングオスコンタクト２１２、４０３に迅速に嵌合接続可能な複数のカップリングメスコンタクト３０３が回転可能に設置される。無菌障壁支持板３０２にはモータ駆動ユニット連結ネジ３０４が設置され、対応的にモータ固定板４０２には無菌障壁連結ベース４０４（図９に示すように）が設置され、無菌障壁連結ベース４０４はモータ駆動ユニット連結ネジ３０４に迅速に接続することができ、それによって無菌障壁３０はモータ固定板４０２に固定接続され、全体運動が伝動可能である。無菌障壁アウターカバー３０１には無菌膜（図示せず）が締め付けて接続され、消毒可能な部分（例えば、無菌障壁３０の前に位置する可撓性手術器具１０などの部分）と未消毒の部分（例えば、無菌障壁３０の後ろに位置するモータ駆動ユニット４０、リニアモジュール５０などの部分）を隔離し、手術の臨床実施可能性を保証する。
【００３７】
好ましい実施例において、図１０に示すように、本発明は、リニアモジュール５０（リニアモジュール５０も無菌膜を介して消毒済みの部分から隔離する）を更に含み、前記リニアモジュール５０はリニア滑り溝付きブラケット本体５０１を含み、ブラケット本体５０１にはガイドスクリュー５０３が回転可能に設置され、ガイドスクリュー５０３には、ガイドスクリュー５０３と螺合し且つリニア滑り溝内に摺動可能に設置されるスライダー５０２が嵌設され、ブラケット本体５０１の一端にはモータ５０４が設置され、モータ５０４の出力軸はカップリングを介してガイドスクリュー５０３に締め付けて接続される。モータ駆動ユニットハウジング４０１はスライダー５０２に締め付けて接続される。モータ５０４の出力軸が回転する場合、スライダー５０２は、モータ駆動ユニットハウジング４０１をリニア滑り溝に沿って直線的に運動させるように駆動し、それによって可撓性手術器具１０のフィード運動を達成する。
【００３８】
好ましい実施例において、更に中部接続体１５において１つ以上（本実施例では、１つである）の支持リング１０８を設置することができ、構造物ガイドチャネル１５１と駆動軸２１３は支持リング１０８の上を貫通し、その役割は構造物ガイドチャネル１５１と駆動軸２１３を支持することである。
【００３９】
好ましい一実施例において、図１、図１２に示すように、遠位端構造体１１の外部には被覆１０３が設置され、その役割は遠位端構造体１１が人体の自然管腔又は外科的切開部に挿入される時の円滑性を改善するためである。被覆１０３の外部は更に、スリーブ１０４とシース６０を設置することができる。図１に示すように、一つの応用例において、シース６０は腹腔の単一切開口に固定され、遠位端構造体１１は被覆１０３、手術アクチュエータ１０１と共にシース６０における手術器具を通過させるための貫通孔を自在に貫通して術部に到着することができる。図１２に示すように、他の応用例において、シース６０は可撓性シースを用いてもよく、人体の様々な自然管腔に更に容易に挿入して管腔の形状に従って外形を変えることができ、可撓性シースの一端は管腔入口に固定され、遠位端構造体１１は同様に、被覆１０３、手術アクチュエータ１０１とともに可撓性シースにおける手術器具を通過させるための貫通孔を自在に貫通して術部に到着することができる。
【００４０】
図１３は本発明の別の実施例に基づく可撓性手術器具システム１０ａを示し、それは、主に、遠位端構造体１１ａ、近位端構造体１６ａ及び中部接続体１５ａで構成された可撓性連続体構造と、可撓性連続体構造に関連する伝動駆動ユニット２１ａとを含む。遠位端構造体１１ａは、近位端が中部接続体１５ａを介して近位端構造体１６ａに関連し、遠位端が手術実行端である。伝動駆動ユニット２１ａは近位端構造体１６ａに関連し、伝動駆動ユニット２１ａは近位端構造体１６ａを、任意の方向に湾曲するように駆動する場合、遠位端構造体１１ａは対応的に反対方向に湾曲する。
【００４１】
図１４に示すように、遠位端構造体１１ａは手術アクチュエータ１０１ａ、第１遠位端構造部１２ａ及び第２遠位端構造部１３ａを含む。第１遠位端構造部１２ａは第１遠位端スペーサーディスク１２１ａ、第１遠位端固定ディスク１２２ａ及び第１構造部構造物１２３ａを含む。複数の第１遠位端スペーサーディスク１２１ａは第１構造部構造物１２３ａが押された時に不安定になることを防止するために、第１遠位端構造部１２ａに間隔をおいて分布する。複数本の第１構造部構造物１２３ａは各第１遠位端スペーサーディスク１２１ａに分布される構造物貫通孔を貫通し、末端が第１遠位端固定ディスク１２２ａに固定される。同様に、第２遠位端構造部１３ａは第２遠位端スペーサーディスク１３１ａ、第２遠位端固定ディスク１３２ａ及び第２構造部構造物１３３ａを含む。複数の第２遠位端スペーサーディスク１３１ａは、第２構造部構造物１３３ａが押された時に不安定になることを防止するために、第２遠位端構造部１３ａに間隔をおいて分布する。複数本の第２構造部構造物１３３ａは各第２遠位端スペーサーディスク１３１ａに分布される構造物貫通孔を貫通し、末端が第２遠位端固定ディスク１３２ａに固定される。注意すべきのは、第１構造部構造物１２３ａと第２構造部構造物１３３ａはそれぞれ３本以上である。
【００４２】
図１３、図１５に示すように、近位端構造体１６ａは２つの構造が完全に一致する第１近位端構造部１７ａと第２近位端構造部１８ａを含む。第１近位端構造部１７ａは第１近位端スペーサーディスク１７１ａ、第１近位端固定ディスク１７２ａ及び第１構造部構造物１７３ａを含み、複数の第１近位端スペーサーディスク１７１ａは、第１構造部構造物１７３ａが押された時に不安定になることを防止するために、それぞれ第１近位端構造部１７ａに間隔をおいて分布する。同様に、第２近位端構造部１８ａは第２近位端スペーサーディスク１８１ａ、第２近位端固定ディスク１８２ａ及び第２構造部構造物１８３ａを含み、複数の第２近位端スペーサーディスク１８１ａは、第２構造部構造物１８３ａが押された時に不安定になることを防止するためにそれぞれ第２近位端構造部１８ａに間隔をおいて分布する。第１近位端構造部１７ａに位置する第１構造部構造物１７３ａと第１遠位端構造部１２ａに位置する第１構造部構造物１２３ａとは、１対１に対応して締め付けて接続するか、又は同一の構造物であり、第２近位端構造部１８ａに位置する第２構造部構造物１８３ａと第２遠位端構造部１３ａに位置する第２構造部構造物１３３ａとは、１対１に対応して締め付けて接続するか、又は同一の構造物である。注意すべきことは、第１構造部構造物１７３ａと第２構造部構造物１８３ａの数はそれぞれ第１構造部構造物１２３ａと第２構造部構造物１３３ａの数に一致すべきであることである。
【００４３】
図１６に示すように、中部接続体１５ａは、順に間隔をおいて設置された可撓性手術器具遠位端板１０７ａ、チャネル支持板１５２ａ、カム伝動機構基板２３６ａ、及び両端が可撓性手術器具遠位端板１０７ａとカム伝動機構基板２３６ａとの間に固定接続されてチャネル支持板１５２ａを貫通する構造物ガイドチャネル１５１ａを含む。注意すべきことは、チャネル支持板１５２ａとカム伝動機構基板２３６ａとは１組であってもよく、交互に配置された複数組（例えば、図１７では２組）であってもよく、チャネル支持板１５２ａとカム伝動機構基板２３６ａとの組数はカム伝動機構２２ａの個数に一致することである。第１構造部構造物１７３ａ（１２３ａ）は、一端が第１近位端固定ディスク１７２ａに締め付けて接続され、他端が順に第１近位端スペーサーディスク１７１ａ、構造物ガイドチャネル１５１ａ、第１遠位端スペーサーディスク１２１ａを貫通してから第１遠位端固定ディスク１２２ａに締め付けて接続される。第２構造部構造物１８３ａ（１３３ａ）は、一端が第２近位端固定ディスク１８２ａに締め付けて接続され、他端が順に第２近位端スペーサーディスク１８１ａ、構造物ガイドチャネル１５１ａ、第１遠位端構造部１２ａ、第２遠位端スペーサーディスク１３１ａを貫通してから第２遠位端固定ディスク１３２ａに締め付けて接続される。構造物ガイドチャネル１５１ａの役割は構造物が押されたり、引かされたりした時に形状を保つことである。好ましい一実施例において、上記遠位端構造体１１ａにおける構造物及び／又は近位端構造体１６ａにおける構造物は弾性のある細棒又は細管であってもよく、材料はニッケルチタン合金又はステンレス鋼などであってもよい。また、上記遠位端構造体１１ａにおける遠位端構造部の数及び近位端構造体１６ａにおける近位端構造部の数は１つ又は２つ以上であってもよいが、遠位端構造体１１ａにおける遠位端構造部の数は常に近位端構造体１６ａにおける近位端構造部の数に一致すべきである。複数の遠位端構造部又は近位端構造部を使用する場合、前の遠位端構造部又は近位端構造部の構造物は弾性のある細管を用いる場合、後の遠位端構造部又は近位端構造部の構造物はこの弾性のある細管を貫通し、又は直接的に遠位端スペーサーディスクや近位端スペーサーディスクにおける構造物貫通孔を貫通することができ、これは遠位端構造体１１ａ又は近位端構造体１６ａの相対運動関係を変えずに更なる小型化を実現することができる。更に、近位端構造体１２ａにおける各近位端構造部の相対配置は直列接続、嵌設又は単独配置（図１３に示すように）などであってもよい。
【００４４】
図１７〜図１９に示すように、伝動駆動ユニット２１ａは２つのカム伝動機構２２ａ（一例に過ぎず、それに限定されない）を含み、それぞれ第１近位端構造部１７ａと第２近位端構造部１８ａを対応的に駆動する。カム伝動機構２２ａはそれぞれ２本の駆動軸２１３ａの一端に締め付けて接続される２つの駆動歯車２２１ａを含み、２つの駆動軸２１３ａの他端はそれぞれ２つのカップリングオスコンタクト２１２ａに同軸に締め付けて接続される。各駆動歯車２２１ａはそれぞれ第１従動リングギア２２２ａ、第２従動リングギア２２３ａに噛合してその回転を駆動する。第１従動リングギア２２２ａはカム２２９ａに締め付けて接続され、カム２２９ａはカム伝動機構基板２３６ａに回転接続されるとともに、第２従動リングギア２２３ａ、伝動軸２２６ａ、回転駆動板２２４ａは支持板２２５ａと一体的に締め付けて接続され、支持板２２５ａはカム伝動機構基板２３６ａに回転接続され、カム２２９ａは回転駆動板２２４ａに回転接続される。スライダー２２７ａは押し棒２３２ａに締め付けて接続され、伝動軸２２６ａに軸方向に沿って摺動可能に接続されて周方向に沿う回転運動を伝達することができ、好ましくは、スライダー２２７ａはボールスプラインを介して伝動軸２２６ａに接続されてもよい。スライダー２２７ａには複数のローラ２２８ａが締め付けて接続され、ローラ２２８ａはカム２２９ａにおける螺旋状のカム溝２３１ａにマッチングし、伝動軸２２６ａの軸方向に沿う押し引き力を発生することができる。押し棒２３２ａは支持板２２５ａに摺動可能に接続されて支持板２２５ａを貫通してリンク２３４ａの一端に回転接続され、リンク２３４ａの他端は伝動軸２２６ａに回転可能に固定される揺動リンク２３３ａに回転接続され、揺動リンク２３３ａは近位端固定ディスク駆動板２３５ａに摺動可能に接続されるとともに、第１近位端固定ディスク１７２ａ、第２近位端固定ディスク１８２ａはいずれも１つの近位端固定ディスク駆動板２３５ａに締め付けて接続される。
【００４５】
駆動歯車２２１ａが第１従動リングギア２２２ａの回転を駆動する場合、それに締め付けて接続されるカム２２９ａが回転するように駆動することによって、ローラ２２８ａはカム溝２３１ａにおいて摺動し、螺旋状のカム溝２３１ａは、ローラ２２８ａ及びローラ２２８ａに固定接続されるスライダー２２７ａ、押し棒２３２ａを、伝動軸２２６ａに沿って摺動させ、押し棒２３２ａはリンク２３３ａを介して揺動リンク２３４ａを、一定の範囲内に揺動するように駆動し、揺動リンク２３３ａは近位端固定ディスク駆動板２３５ａに対して摺動し、近位端固定ディスク駆動板２３７ａを湾曲させるように駆動し、それによって第１近位端構造部１７ａと第２近位端構造部１８ａの所定の湾曲平面内における湾曲角度を直接制御し、第１近位端構造部１７ａと第２近位端構造部１８ａの長さを変えず、第１近位端構造部１７ａと第２近位端構造部１８ａの湾曲形状が略円弧状になされ、第２従動リングギア２２３ａが回転する場合、それに締め付けて接続される回転駆動板２２４ａ、伝動軸２２６ａと支持板２２５ａを駆動し、伝動軸２２６ａを介してスライダー２２７ａをともに回転運動させ、押し棒２３２ａ、リンク２３３ａと揺動リンク２３４ａで構成された平面リンク機構はそれとともに回転し、最終的に第１近位端構造部１７ａと第２近位端構造部１８ａの湾曲平面の向きを変える。第１駆動モードで、第１従動リングギア２２２ａと第２従動リングギア２２３ａが同じ角速度で同じ方向に回転するように駆動する場合、スライダー２２７ａとカム２２９ａとの間は相対的に静止し、ローラ２２８ａはカム溝２３１ａにおいて相対的に摺動していないため、スライダー２２７ａと押し棒２３２ａは軸方向において摺動せず、この場合に第１近位端構造部１７ａと第２近位端構造部１８ａの対応する湾曲平面内における湾曲角度が変わらず、湾曲平面の向きのみが変わり、第２駆動モードで、第１従動リングギア２２２ａを駆動し且つ第２従動リングギア２２３ａを静止状態に保持させ、この場合にカム２２９ａとスライダー２２７ａとの間は相対的に回転し、伝動軸２２６ａを静止状態に保持させ且つスライダーの回転を制限し、ローラ２２８ａはカム溝２３１ａにおいて伝動軸２２６ａの軸方向に沿って前後摺動するため、スライダー２２７ａはそれに締め付けて接続される押し棒２３２ａを、軸方向に沿って摺動させるように駆動し、この場合に第１近位端構造部１７ａと第２近位端構造部１８ａの湾曲平面の向きが変わらず、該湾曲平面内における湾曲角度のみが変わる。前記第１駆動モードと第２駆動モードを組み合わせることによって、第１近位端構造部１７ａと第２近位端構造部１８ａの湾曲平面の向きと該湾曲平面内における湾曲角度への共同制御を実現することができる。第１近位端構造部１７ａはある方向に湾曲する場合、第１遠位端構造部１２ａは一定の比例関係（第１構造部構造物１２３ａ（１７３ａ）の分布半径により共同で決定される）で反対方向に湾曲し、同様に、第２近位端構造部１８ａはある方向に湾曲する場合、第２遠位端構造部１３ａは一定の比例関係（第２構造部構造物１３３ａ（１８３ａ）の分布半径により共同で決定される）で反対方向に湾曲する。
【００４６】
好ましい一実施例において、遠位端構造体１１ａの遠位端には手術アクチュエータ１０１ａ（図１３、図１４に示すように）が設置され、手術アクチュエータ制御線１０２ａは、一端が手術アクチュエータ１０１ａに締め付けて接続され、他端が遠位端構造体１１ａを貫通し、伝動駆動ユニット２１ａの末端に位置する手術アクチュエータ駆動機構２５ａ（図１７、図１８に示すように）に接続され、手術アクチュエータ駆動機構２５ａは手術アクチュエータ制御線１０２ａへの物理的押し引きによって機械的な手術アクチュエータ１０１ａ（例えば、手術用鉗子など）の動作に対する制御を実現する。当業者にとって理解すべきことは、手術アクチュエータ制御線１０２ａが、例えば、電気エネルギー、超音波振動などのエネルギーを電気外科用の手術アクチュエータ１０１ａ（例えば、電気メス、超音波メスなど）に伝達し、それによって手術アクチュエータ１０１ａの所定の手術機能を実現することもできることである。手術アクチュエータ駆動機構２５ａはスクリュー２５１ａとナット２５２ａを含む。スクリュー２５１ａはチャネル支持板１５２ａと可撓性手術器具基板１０６ａとの間に回転可能に支持され、スクリュー２５１ａの一端は他のカップリングオスコンタクト２１２ａに同軸に締め付けて接続され、スクリュー２５１ａはナット２５２ａに螺合し、ガイドロッド２５３ａはカム伝動機構基板２３６ａとチャネル支持板１５２ａとの間に締め付けて接続され、ナット２５２ａに摺動可能に接続される。カップリングオスコンタクト２１２ａを駆動させてスクリュー２５１ａの回転を駆動し、よってナット２５２ａはガイドロッド２５３ａによるガイドで前後に直線的に運動し、一端がナット２５２ａに締め付けて接続される手術アクチュエータ制御線１０２ａを押し引きし、最終的に手術アクチュエータ１０１ａの動作に対する制御を実現する。
【００４７】
好ましい一実施例において、図２０、図２１に示すように、本発明は、可撓性手術器具１０ａに関連するモータ駆動ユニット４０ａを更に含み、モータ駆動ユニット４０ａはモータ駆動ユニットハウジング４０１ａ、モータ固定板４０２ａ、歯車４２１ａ及び内部リングギア４２２ａを含む。モータ駆動ユニットハウジング４０１ａはモータ固定板４０２ａの外周に位置し、モータ駆動ユニットハウジング４０１ａの端面は内部リングギア４２２ａに締め付けて接続され、モータ固定板４０２ａはモータ駆動ユニットハウジング４０１ａに回転接続される。モータ固定板４０２ａには複数のモータ（本実施例では、６個のモータがある）が締め付けて接続され、そのうち１つのモータの出力軸は歯車４２１ａに締め付けて接続され、他のモータの出力軸はカップリングオスコンタクト４０３ａに締め付けて接続され、歯車４２１ａは内部リングギア４２２ａに噛合する。歯車４２１ａに接続されるモータは歯車４２１ａの回転を駆動することができ、モータ駆動ユニット４０ａにおけるモータ駆動ユニットハウジング４０１ａと内部リングギア４２２ａ以外の構造全体を、内部リングギア４２２ａの軸線の周りを全体的に回転するように駆動し、それによって遠位端構造体１１ａと手術アクチュエータ１０１ａのローリング角度に対する制御を実現する。
【００４８】
本実施例において、第１実施例のリニアモジュール（図１０を参照）、無菌障壁（図１１を参照）及び可撓性シース（図１２を参照）を用いてもよい。
【００４９】
好ましい一実施例において、図１１、２１に示すように、可撓性手術器具１０ａとモータ駆動ユニット４０ａは無菌障壁３０を介して迅速に接続することができ、無菌障壁３０は無菌障壁アウターカバー３０１と無菌障壁支持板３０２を含み、無菌障壁支持板３０２にはそれぞれカップリングオスコンタクト２１２ａ、４０３ａに迅速に嵌合接続可能な複数のカップリングメスコンタクト３０３が回転可能に設置される。無菌障壁支持板３０２にはモータ駆動ユニット連結ネジ３０４が設置され、対応的にモータ固定板４０２ａには無菌障壁連結ベース４０４ａ（図２０に示すように）が設置され、無菌障壁連結ベース４０４ａはモータ駆動ユニット連結ネジ３０４に迅速に接続することができ、それによって無菌障壁３０はモータ固定板４０２ａに固定接続され、全体運動が伝動可能である。無菌障壁アウターカバー３０１には無菌膜（図示せず）が締め付けて接続され、消毒可能な部分（例えば、無菌障壁３０の前に位置する可撓性手術器具１０ａなどの部分）と未消毒の部分（例えば、無菌障壁３０の後ろに位置するモータ駆動ユニット４０ａ、リニアモジュール５０ａなどの部分）を隔離し、手術を臨床的に実施する可能性を保証する。
【００５０】
好ましい一実施例において、図２１に示すように、本発明は、リニアモジュール５０ａ（リニアモジュール５０ａも無菌膜を介して消毒済みの部分から隔離する）を更に含み、前記リニアモジュール５０ａはリニア滑り溝付きブラケット本体５０１ａを含み、ブラケット本体５０１ａにはガイドスクリュー５０３ａが回転可能に設置され、ガイドスクリュー５０３ａにはガイドスクリュー５０３ａに螺合してリニア滑り溝内に摺動可能に設置されるスライダー５０２ａが嵌設され、ブラケット本体５０１ａの一端にはモータ５０４ａが設置され、モータ５０４ａの出力軸はカップリングを介してガイドスクリュー５０３ａに締め付けて接続される。モータ駆動ユニットハウジング４０１ａはスライダー５０２ａに締め付けて接続される。モータ５０４ａの出力軸が回転する場合、スライダー５０２ａはモータ駆動ユニットハウジング４０１ａを、リニア滑り溝に沿って直線的に運動させるように駆動し、それによって可撓性手術器具１０ａのフィード運動を実現する。
【００５１】
上記実施例は本発明を説明するためのものに過ぎず、各部品の構造、設置位置及び接続はいずれも変更可能である。本発明の技術案を基にして、本発明の原理に基づいて個別の部品に対して行われた改良又は同等置換は、いずれも本発明の保護範囲に含まれるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【国際調査報告】
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