(57)【要約】【課題】医療用器具の操作性を向上させることができる医療用器具の関節部構造を提供する。【解決手段】医療用器具１の関節部構造は、関節部２が関節部２のワイヤ収容穴５に挿通されたワイヤ７によって曲げられるようになっている。関節部２は、硬さが異なる複数の樹脂材料製の関節部分１６，１７が関節部２の軸心１３に沿って一体に成形されている。そして、関節部２の軸心１３に沿って隣り合う第１関節部分１６と第２関節部分１７の境界面は、第１関節部分１６側の境界面が関節部２の軸心１３に沿った方向に向けて出っ張る凸面１８であり、第２関節部分１７の境界面が第１関節部分１６の凸面１８に密着する凹面２１である。【選択図】図１
2019103649.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
医療用器具の先端被操作部に関節部の一端側が接続され、前記医療用器具の操作部に前記関節部の他端側が接続されて、操作者によって操られる複数のワイヤで前記関節部が回動及び屈曲の少なくとも一方の動作をさせられる医療用器具の関節部構造において、
前記関節部は、硬さが異なる複数の樹脂材料製の関節部分が前記関節部の軸心に沿って一体に形成され、
前記関節部の軸心に沿って隣り合う前記関節部分の境界面は、隣り合う前記関節部分のうちの一方が前記関節部の軸心方向に向けて出っ張る凸面である場合に、隣り合う前記関節部分のうちの他方が前記凸面に密着する凹面である、
ことを特徴とする医療用器具の関節部構造。
【請求項２】
前記関節部は、硬さの異なる第１関節部分と第２関節部分とが前記関節部の軸心に沿って交互に配置された、
ことを特徴とする請求項１に記載の医療用器具の関節部構造。
【請求項３】
前記第１関節部分と前記第２関節部分は、外周面の直径が同一であり、前記外周面の前記関節部の軸心に沿った方向の長さが同一である、
ことを特徴とする請求項２に記載の医療用器具の関節部構造。
【請求項４】
前記第１関節部分と前記第２関節部分は、前記関節部の軸心位置における前記関節部の軸心に沿った方向の長さが異なる、
ことを特徴とする請求項２に記載の医療用器具の関節部構造。
【請求項５】
前記第１関節部分は、前記第２関節部分よりも硬く、且つ前記境界面が凸面である、
ことを特徴とする請求項３に記載の医療用器具の関節部構造。
【請求項６】
前記第１関節部分は、前記関節部の軸心位置における前記関節部の軸心に沿った方向の長さが前記第２関節部分よりも長く、且つ、前記第２関節部分よりも硬い、
ことを特徴とする請求項４に記載の医療用器具の関節部構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、医療用器具（例えば、手術用鉗子、内視鏡、カテーテル、光源）の滑らかな作動を可能にした医療用器具の関節部構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
器具などを容易に遠隔操作する機能は、多種多様な分野において関心がもたれている。この機能は、例えば、外科的手術、機械の製造または修理、商業的及び家事などの分野において、目標とする場所への器具のアクセスが制限されるような場合に適している。より具体的には、例えば、外科的手術で用いられる内視鏡及び顕微鏡などでは、一般に、目標となる器官または組織の内部で、身体の外側の位置から操作される器具を使用する。このような外科的手術に使用される医療用器具には、手術用鉗子、内視鏡、光源、カテーテル、ドップラー流量計、マイクロフォン、探査子、レトラクタ、ペースメーカーリード配置デバイス、解析器具、ステープラ、グラスバー、はさみ、カッター、切除要素、及び焼灼要素等がある。
このような外科的手術（内視鏡手術、腹腔鏡手術等）に使用される医療用器具は、例えば、チューブが人間等の体内に挿入され、チューブ内に収容された複数のワイヤがチューブの基端側に取り付けられたハンドル（手元操作部）によって操作されると、チューブの関節部が曲げられ、チューブの先端に取り付けられた先端被操作部が外科的手術に都合の良い姿勢に変化させられるようになっている。
【０００３】
図８は、このような医療用器具１０１を示す図である。なお、図８（ａ）は、医療用器具１０１の概略構成図である。また、図８（ｂ）は、医療用器具１０１を構成するチューブ１０２の関節部１０３の縦断面図（チューブ１０２の軸心１０４に沿って切断して示す断面図）である。また、図８（ｃ）は、図８（ｂ）に示したチューブ１０２の関節部１０３が曲げられた状態を示す断面図である。
【０００４】
この図８に示すように、医療用器具１０１は、手元操作部１０５と先端被操作部（処置部）１０６とがチューブ１０２で接続されている。そして、チューブ１０２には、先端被操作部１０６を操作するための第１のワイヤ１０７が収容されると共に、チューブ１０２の関節部１０３を曲げるための第２のワイヤ１０８が収容されている。
【０００５】
チューブ１０２の関節部１０３は、凸レンズ状の第１関節部品１１０と凹レンズ状の第２関節部品１１１とを交互に複数配置して、第１関節部品１１０及び第２関節部品１１１の第１のワイヤ収容穴１１２に第１のワイヤ１０７を挿通し、第１関節部品１１０及び第２関節部品１１１の第２のワイヤ収容穴１１３に第２のワイヤ１０８を挿通することによって形作られている。なお、第２のワイヤ収容穴１１３は、第１関節部品１１０及び第２関節部品１１１の中心からずれた位置に形成されている。
【０００６】
関節部１０３を構成する第１関節部品１１０の凸曲面１１４は、隣り合う第２関節部品１１１の凹曲面１１５に当接しているが、曲率半径が第２関節部品１１１の凹曲面１１５の曲率半径よりも小さくなっている。その結果、図８（ｂ）に示すように、関節部１０３が真っ直ぐな状態において、第１関節部品１１０の凸曲面１１４は、径方向内方から径方向外方へ向かうに従って第２関節部品１１１の凹曲面１１５との間の隙間が漸増し、第２関節部品１１１の凹曲面１１５の外周端縁１１５ａとの間の隙間が周方向で均等になっている。そして、この図８（ｂ）に示す関節部１０３が真っ直ぐな状態において、第２のワイヤ１０８が手元操作部１０５によって引かれると、第１関節部品１１０の凸曲面１１４と第２関節部品１１１の凹曲面１１５との間の隙間は、第１関節部品１１０及び第２関節部品１１１の中心に対して第２のワイヤ１０８寄りの部分で少なくなる。その結果、関節部１０３は、図８（ｃ）に示すような曲がった状態に変形する（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２−１００８６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、図８に示した従来の医療用器具１０１は、第１関節部品１１０と第２関節部品１１１とが独立した別体の部品であり、複数の第１関節部品１１０と第２関節部品１１１とが第１のワイヤ１０７及び第２のワイヤ１０８によって姿勢が保持されている。したがって、図８に示した従来の医療用器具１０１は、先端被操作部に回動方向の抵抗が作用するような場合、関節部の捩り剛性が主に第１のワイヤ及び第２のワイヤの張力に依存しているため、関節部の捩り剛性が不十分になり、操作性が悪化するという問題を有している。
【０００９】
そこで、本発明は、関節部の捩り剛性を大きくすることによって、医療用器具の操作性を向上させることができる医療用器具の関節部構造を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、医療用器具１の先端被操作部１０に関節部２の一端側が接続され、前記医療用器具１の操作部３に前記関節部２の他端側が接続されて、操作者によって操られる複数のワイヤ６，７で前記関節部２が回動及び屈曲の少なくとも一方の動作をさせられる医療用器具１の関節部構造に関するものである。本発明において、前記関節部２は、硬さが異なる複数の樹脂材料製の関節部分１６，１７が前記関節部２の軸心１３に沿って一体に形成されている。そして、前記関節部２の軸心１３に沿って隣り合う前記関節部分１６，１７の境界面は、隣り合う前記関節部分１６，１７のうちの一方が前記関節部２の軸心１３に沿った方向に向けて出っ張る凸面１８である場合に、隣り合う前記関節部分１６，１７のうちの他方が前記凸面１８に密着する凹面２１である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る医療用器具の関節部構造は、硬い樹脂材料の関節部分と軟らかい樹脂材料の関節部分とが関節部の軸心に沿って一体に形成されることによって関節部を構成しているため、複数の関節部分が分離した状態の従来と比較し、捩り方向の剛性が大きくなる。また、本発明に係る医療用器具の関節部構造において、関節部の軸心に沿って隣り合う関節部分の境界面は、隣り合う関節部分の一方が凸面であり、隣り合う関節部分の他方が凹面であるため、境界面が平坦面である場合と比較し、境界面の面積が増大し、境界面に作用する応力が小さくなる。したがって、本発明に係る医療用器具の関節部構造は、関節部に作用する捩り方向の力に対する強度が増し、医療用器具の操作を円滑且つ正確に行うことが可能になり、医療用器具の操作性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る医療用器具の関節部構造を説明するための図であり、図１（ａ）は医療用器具の一部の概略構成図、図１（ｂ）は医療用器具の関節部の先端面の図、図１（ｃ）は関節部を一部破断して示す側面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る医療用器具の関節部構造を説明するための図であり、図２（ａ）は複数のワイヤ収容穴にそれぞれワイヤを挿通した状態を示す関節部の先端面の図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ１−Ａ１線に沿って切断して示す関節部の断面図である。
【図３】関節部の変形例１を示す図であり、図３（ａ）は医療用器具の関節部の先端面の図、図３（ｂ）は関節部を一部破断して示す側面図である。
【図４】関節部の変形例２を示す図である。
【図５】関節部の変形例３を示す図である。
【図６】関節部の変形例４を示す図である。
【図７】関節部の変形例５を示す図である。
【図８】図８（ａ）は医療用器具の概略構成図であり、図８（ｂ）は医療用器具を構成する関節部の縦断面図（関節部の軸心に沿って切断して示す断面図）、図８（ｃ）は図８（ｂ）に示した関節部が曲げられた状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づき詳述する。
【００１４】
図１及び図２は、本発明の実施形態に係る医療用器具１の関節部構造を説明するための図である。なお、図１（ａ）は、医療用器具１の一部の概略構成図である。また、図１（ｂ）は、医療用器具１の関節部２の先端面の図である。また、図１（ｃ）は、関節部２を一部破断して示す側面図である。また、図２（ａ）は、複数のワイヤ収容穴４，５にそれぞれワイヤ６，７を挿通した状態を示す関節部２の先端面の図である。また、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ１−Ａ１線に沿って切断して示す関節部２の断面図である。
【００１５】
（医療用器具の概略構成）
図１に示すように、医療用器具１は、開閉可能な一対のアーム８，８を有する先端被操作部１０と、この先端被操作部１０と関節部２とを接続するジョイント部１１と、このジョイント部１１に一端が接続され且つ他端が操作部３に接続される関節部２と、この関節部２の中心部に形成された第１のワイヤ収容穴４に挿通された第１のワイヤ６と、関節部２の第１のワイヤ収容穴４の周囲に複数形成された第２のワイヤ収容穴５にそれぞれ挿通された第２のワイヤ７と、を有している。そして、第１のワイヤ６は、一端が先端被操作部１０に接続され、他端が操作部３に接続され、操作部３に接続された図示しない手元操作部が操作者等によって操作されることによって先端被操作部１０の一対のアーム８，８の開閉及び先端被操作部１０の回動を行うようになっている。また、第２のワイヤ７は、一端がジョイント部１１に係止され、他端が手元操作部に接続され、手元操作部が操作者等によって操作されることによって関節部２を曲げるようになっている。
【００１６】
（関節部）
関節部２は、硬さが異なる複数の樹脂材料製の関節部分１６，１７を有している。この関節部２は、第１の樹脂材料（例えば、シリコーン、ウレタン、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＥＩ（ポリエーテルイミド）、ＰＥＳ（ポリエーテルサルホン）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）など）で形成された第１関節部分１６と第２の樹脂材料（例えば、シリコーン、ウレタンなど）で形成された第２関節部分１７とが関節部２の軸心１３に沿って交互に複数配置され、隣り合う第１関節部分１６と第２関節部分１７とが一体に形成されている。この関節部２には、第１のワイヤ収容穴４と複数の第２のワイヤ収容穴５が関節部２の軸心１３に沿って貫通している。
【００１７】
第１関節部分１６は、第２関節部分１７よりも硬い樹脂材料で形成されており、両側面が軸心１３に沿って出っ張るように形成された球面状の凸面１８になっている。そして、この第１関節部分１６は、外周面の直径が第２関節部分１７の外周面の直径と同一であり、外周面の軸心１３に沿った方向の長さＬ１が第２関節部分１７の外周面の軸心１３に沿った方向の長さＬ２と同一の寸法（Ｌ１＝Ｌ２）であるが、中心部の（軸心１３の位置における）軸心１３に沿った方向の長さＬａ１が第２関節部分１７の中心部の（軸心１３の位置における）軸心１３に沿った方向の長さＬａ２よりも長く（Ｌａ１＞Ｌａ２）なっている。なお、関節部２の先端側の関節部分接続端面２０は、第１関節部分１６の球面状の凸面１８に密着する球面状の凹面になっている。
【００１８】
第２関節部分１７は、第１関節部分１６よりも軟らかい樹脂材料で形成されており、両側面が軸心１３に沿って引っ込むように形成された球面状の凹面２１であり、第１関節部分１６の凸面１８に密着する形状になっている。なお、関節部２の手元側の関節部分接続端面２２は、第２関節部分１７の凹面２１に密着する球面状の凸面になっている。
【００１９】
このような構造の関節部２は、第２のワイヤ収容穴５に挿通された第２のワイヤ７が図示しない手元操作部によって操作されることにより、複数の第２関節部分１７が柔軟に変形し、操作部３に対して曲げられる。なお、関節部２は、射出成形、溶着等の技術で成形される。
【００２０】
（本実施形態の効果）
以上のように、本実施形態に係る医療用器具１の関節部構造は、硬い樹脂材料の第１関節部分１６と軟らかい樹脂材料の第２関節部分１７とが交互に複数配置され、且つ、隣り合う第１関節部分１６と第２関節部分１７とが一体に形成されることによって関節部２を構成しているため、複数の関節部分が分離した状態の従来と比較し、捩り方向の剛性が大きく、先端被操作部１０を正確に操作することが可能になる。また、本実施形態において、関節部２の軸心１３に沿って隣り合う第１関節部分１６と第２関節部分１７の境界面は、第１関節部分１６側の境界面が凸面１８であり、第２関節部分１７側の境界面が凹面２１であるため、境界面が平坦面である場合と比較し、境界面の面積が増大し、境界面に作用する応力が小さくなる。したがって、本実施形態に係る医療用器具１の関節部構造は、関節部２に作用する捩り方向の力に対する強度が増し、医療用器具１の操作を円滑且つ正確に行うことが可能になり、医療用器具１の操作性が向上する。
【００２１】
また、本実施形態に係る医療用器具１の関節部構造は、軟らかい樹脂材料の第２関節部分１７の両側面が球面状の凹面２１であり、第２関節部分１７の軸心１３に沿った方向の肉厚が第２関節部分１７の中心部から径方向外方端に向かうに従って漸増するため、第２関節部分１７の軸心１３に沿った方向の肉厚が第２関節部分１７の中心部から径方向外方端まで一定の場合と比較し、関節部３の曲がり量を大きくすることができ、医療用器具１の操作性が向上する。
【００２２】
また、本実施形態に係る医療用器具１の関節部構造は、硬い樹脂材料（例えば、シリコーン系の樹脂材料、ウレタン系の樹脂材料、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＥＩ（ポリエーテルイミド）、ＰＥＳ（ポリエーテルサルホン）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）など）の第１関節部分１６の両側面が球面状の凸面１８であり、軟らかい樹脂材料（例えば、第１関節部分１６と成分が異なるシリコーン系の樹脂材料、第１関節部分１６と成分が異なるウレタン系の樹脂材料など）の第２関節部分１７の両側面が球面状の凹面２１であって、第１関節部分１６と第２関節部分１７の外径が同一であり、且つ第１関節部分１６と第２関節部分１７の外周面の軸心１３に沿った方向の長さＬ１，Ｌ２が同一であるため、第１関節部分１６と第１のワイヤ６との接触長さが第２関節部分１７と第１のワイヤ６との接触長さよりも長くなり、第１関節部分１６と第２のワイヤ７との接触長さが第２関節部分１７と第２のワイヤ７との接触長さよりも長くなる。したがって、本実施形態に係る医療用器具１の関節部構造は、関節部２の全体を軟らかい樹脂材料で形成する場合や、第１関節部分１６の軸心１３に沿った方向の長さＬａ１と第２関節部分１７の軸心１３に沿った方向の長さＬａ２とが同一（Ｌａ１＝Ｌａ２）の場合と比較し、第１のワイヤ６と第１のワイヤ収容穴４及び第２のワイヤ７と第２のワイヤ収容穴５との摩擦抵抗が軽減し、第１のワイヤ６及び第２のワイヤ７の操作が円滑になり、医療用器具１の操作性が向上する。なお、第１関節部分１６を構成する硬い樹脂材料（例えば、シリコーン、ウレタン、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＥＩ（ポリエーテルイミド）、ＰＥＳ（ポリエーテルサルホン）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）など）は、第２関節部分１７を構成する軟らかい樹脂材料（例えば、シリコーン、ウレタンなど）よりも摩擦係数が小さい。
【００２３】
（変形例１）
図３は、関節部２の変形例１を示す図である。なお、図３（ａ）は、関節部２の先端面の図である。また、図３（ｂ）は、関節部２を一部破断して示す側面図である。
【００２４】
図３に示すように、本変形例に係る関節部２は、第１関節部分１６の両側面が円錐台形状の凸面１８であり、第２関節部分１７の両側面が円錐台形状の凹面２１になっている点を除き、他の構成が図１に示した関節部２と共通する。このような本変形例に係る関節部２を上記実施形態の関節部２に置き換えた医療用器具１の関節部構造は、上記実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。
【００２５】
（変形例２）
図４は、関節部２の変形例２を示す図である。この図４に示すように、関節部２は、１箇所の第１関節部分１６と１箇所の第２関節部分１７とで構成してもよい。なお、この場合、第１関節部１６は、第２関節部１７よりも硬い樹脂材料で形成される。
【００２６】
（変形例３）
図５は、関節部２の変形例３を示す図である。この図５に示すように、関節部２は、操作部３側の第２関節部分１７と先端側の第２関節部分１７との間に、第１関節部分１６を配置するようにしてもよい。すなわち、関節部２は、一対の第２関節部分１７，１７と、この一対の第２関節部分１７，１７の間に位置する第１関節部分１６とで構成してもよい。
【００２７】
（変形例４）
図６は、関節部２の変形例４を示す図である。この図６に示すように、関節部２は、第１関節部分１６の両側面を球面状（又は円錐台形状）の凹面２１にし、第２関節部分１７の両側面を球面状（又は円錐台形状）の凸面１８にしてもよい。
【００２８】
（変形例５）
図７は、関節部２の変形例５を示す図である。この図７に示すように、関節部２は、第１関節部分１６の外周面の軸心１３に沿った方向の長さＬ１と第２関節部分１７の外周面の軸心１３に沿った方向の長さＬ２とを異なる寸法（Ｌ１≠Ｌ２）にし、第１関節部分１６の中心部における軸心１３に沿った方向の長さＬａ１が第２関節部分１７の中心部における軸心１３に沿った方向の長さＬａ２よりも長く形成するようにしてもよい。
【００２９】
このような本変形例に係る関節部２を適用した医療用器具１の関節部構造は、硬い樹脂材料（シリコーン系の樹脂材料）の第１関節部分１６の中心部における軸心１３に沿った方向の長さＬａ１が軟らかい樹脂材料（第１関節部分１６と成分が異なるシリコーン系の樹脂材料）の第２関節部分１７の中心部における軸心１３に沿った方向の長さＬａ２よりも長い（Ｌａ１＞Ｌａ２）ため、関節部２の全体を軟らかい樹脂材料で形成する場合や、硬い樹脂材料の第１関節部分１６の中心部における軸心１３に沿った方向の長さＬａ１が軟らかい樹脂材料の第２関節部分１７の中心部における軸心１３に沿った方向の長さＬａ２と等しい（Ｌａ１＝Ｌａ２）場合と比較し、第１のワイヤ６と第１のワイヤ収容穴４との摩擦抵抗が軽減し、第１のワイヤ６の操作が円滑になり、医療用器具１の操作性が向上する。
【００３０】
本発明は、医療用器具（例えば、手術用鉗子、内視鏡、光源、カテーテル、ドップラー流量計、マイクロフォン、探査子、レトラクタ、ペースメーカーリード配置デバイス、解析器具、ステープラ、グラスバー、はさみ、カッター、切除要素、及び焼灼要素）の関節部構造に広く適用できる。
【符号の説明】
【００３１】
１……医療用器具、２……関節部、３……操作部、６……第１のワイヤ（ワイヤ）、７……第２のワイヤ（ワイヤ）、１３……軸心、１６……第１関節部分（関節部分）、１７……第２関節部分（関節部分）、１８……凸面（境界面）、２１……凹面（境界面）
【図１】
2019103649.tif 000003
【図２】
2019103649.tif 000004
【図３】
2019103649.tif 000005
【図４】
2019103649.tif 000006
【図５】
2019103649.tif 000007
【図６】
2019103649.tif 000008
【図７】
2019103649.tif 000009
【図８】
2019103649.tif 000010