(57)【要約】【課題】  ３本以上の複数の管状部材を的確に保持し、且つ、管状部材間の経路長差を低減することが可能なシース部材、マニピュレータ、及びマニピュレータシステムを提供する。【解決手段】  シース部材６は、線状の部材をそれぞれ挿通可能な少なくとも３本の可撓性を有する管状部材６ａ，６ｂ，６ｃと、管状部材６ａ，６ｂ，６ｃの一端側を保持する第１保持部６１と、管状部材６ａ，６ｂ，６ｃの他端側を保持する第２保持部６２と、を備え、第１保持部６１及び第２保持部６２は、少なくとも３本の管状部材６ａ，６ｂ，６ｃの軸方向に直交する断面が直線状に並ぶように、管状部材６ａ，６ｂ，６ｃを保持することを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
線状の部材をそれぞれ挿通可能な少なくとも３本の可撓性を有する管状部材と、
前記管状部材の一端側を保持する第１保持部と、
前記管状部材の他端側を保持する第２保持部と、
を備え、
前記第１保持部及び前記第２保持部は、少なくとも３本の前記管状部材の軸方向に直交する断面が直線状に並ぶように、前記管状部材を保持する
ことを特徴とするシース部材。
【請求項２】
前記少なくとも３本の管状部材は、
前記断面が繰り返し同じ配列となるように並べられる所定の長さの単位周期部を有し、
前記単位周期部の始端位置と終端位置において、前記断面が同じ第１の配列で直線状に並び、
前記単位周期部の前記始端位置と前記終端位置の間の中間位置において、前記断面が前記始端位置及び前記終端位置とは逆の第２の配列で直線状に並ぶ
ことを特徴とする請求項１に記載のシース部材。
【請求項３】
前記第１保持部及び前記第２保持部は、前記管状部材の前記断面が前記第１の配列で直線状に並んだ両端を保持する
ことを特徴とする請求項２に記載のシース部材。
【請求項４】
前記第１保持部及び前記第２保持部のうち、
一方は前記管状部材の前記断面が前記第１の配列で直線状に並んだ一端を保持し、
他方は前記管状部材の前記断面が前記第２の配列で直線状に並んだ他端を保持する
ことを特徴とする請求項２に記載のシース部材。
【請求項５】
前記単位周期部の前記始端位置と前記中間位置の間及び前記終端位置と前記中間位置の間で、前記管状部材を保持する中間保持部を有する
ことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１つに記載のシース部材。
【請求項６】
前記中間保持部は、
前記管状部材の前記断面が直線状に並ぶように保持する矩形の直線状保持部と、
前記管状部材の前記断面が環状に並ぶように保持する円形の環状保持部と、
を有する
ことを特徴とする請求項５に記載のシース部材。
【請求項７】
前記管状部材は、編み込まれている
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１つに記載のシース部材。
【請求項８】
前記管状部材の外周を覆うカバー部材を備える
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１つに記載のシース部材。
【請求項９】
駆動部と、
前記駆動部が駆動することによって湾曲する湾曲部と、
前記駆動部の駆動力を前記湾曲部に伝達する少なくとも３本の線状部材と、
前記線状部材をそれぞれ挿通する前記管状部材を有する請求項１乃至７のいずれか１つに記載のシース部材と、
を備える
ことを特徴とするマニピュレータ。
【請求項１０】
前記湾曲部に処置具及び内視鏡を有する請求項９に記載のマニピュレータと、
前記内視鏡から得られた画像信号に対して画像処理を行う画像処理部と、
前記画像処理部から送信された映像信号を表示する表示部と、
を備える
ことを特徴とするマニピュレータシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、線状の部材を移動可能に挿通するシース部材、マニピュレータ、及びマニピュレータシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、患者の体腔内に処置具を挿入して、処置具先端をワイヤ等で牽引することで湾曲させ、体腔内の臓器を観察したり、治療をおこなったりするマニピュレータが広く用いられている。手術の際には、観察のための内視鏡、組織を把持する鉗子、又は組織を切除する電気メス等の複数の処置具が体腔内に挿入されることが多い。【０００３】
従来、このようなマニピュレータにおいて、関節部分に位置して、駆動ワイヤを収納する複数のシースを、まとめて捩ることで、それぞれのシース間の経路長の差を低減させる構造が開示されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第７７４４６０８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、関節の自由度を多くするためには駆動ワイヤを多くする必要があるが、特許文献１には３本以上の駆動ワイヤを有する構造については記載されていない。【０００６】
本発明は上記課題に着目してなされたものであり、３本以上の複数の管状部材を的確に保持し、且つ、管状部材間の経路長差を低減することが可能なシース部材、マニピュレータ、及びマニピュレータシステムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施形態に係るシース部材は、
線状の部材をそれぞれ挿通可能な少なくとも３本の可撓性を有する管状部材と、
前記管状部材の一端側を保持する第１保持部と、
前記管状部材の他端側を保持する第２保持部と、
を備え、
前記第１保持部及び前記第２保持部は、少なくとも３本の前記管状部材の軸方向に直交する断面が直線状に並ぶように、前記管状部材を保持する
ことを特徴とする。【０００８】
本発明の一実施形態に係るシース部材は、
前記少なくとも３本の管状部材は、
前記断面が繰り返し同じ配列となるように並べられる所定の長さの単位周期部を有し、
前記単位周期部の始端位置と終端位置において、前記断面が同じ第１の配列で直線状に並び、
前記単位周期部の前記始端位置と前記終端位置の間の中間位置において、前記断面が前記始端位置及び前記終端位置とは逆の第２の配列で直線状に並ぶ
ことを特徴とする。【０００９】
本発明の一実施形態に係るシース部材は、
前記第１保持部及び前記第２保持部は、前記管状部材の前記断面が前記第１の配列で直線状に並んだ両端を保持する
ことを特徴とする。【００１０】
本発明の一実施形態に係るシース部材は、
前記第１保持部及び前記第２保持部のうち、
一方は前記管状部材の前記断面が前記第１の配列で直線状に並んだ一端を保持し、
他方は前記管状部材の前記断面が前記第２の配列で直線状に並んだ他端を保持する
ことを特徴とする。【００１１】
本発明の一実施形態に係るシース部材は、
前記単位周期部の前記始端位置と前記中間位置の間及び前記終端位置と前記中間位置の間で、前記管状部材を保持する中間保持部を有する
ことを特徴とする。【００１２】
本発明の一実施形態に係るシース部材は、
前記中間保持部は、
前記管状部材の前記断面が直線状に並ぶように保持する矩形の直線状保持部と、
前記管状部材の前記断面が環状に並ぶように保持する円形の環状保持部と、
を有する
ことを特徴とする。【００１３】
本発明の一実施形態に係るシース部材は、
前記管状部材は、編み込まれている
ことを特徴とする。【００１４】
本発明の一実施形態に係るシース部材は、
前記管状部材の外周を覆うカバー部材を備える
ことを特徴とする。【００１５】
本発明の一実施形態に係るマニピュレータは、
駆動部と、
前記駆動部が駆動することによって湾曲する湾曲部と、
前記駆動部の駆動力を前記湾曲部に伝達する少なくとも３本の線状部材と、
前記線状部材をそれぞれ挿通する前記管状部材を有する前記シース部材と、
を備える
ことを特徴とする。【００１６】
本発明の一実施形態に係るマニピュレータシステムは、
前記湾曲部に処置具及び内視鏡を有する前記マニピュレータと、
前記内視鏡から得られた画像信号に対して画像処理を行う画像処理部と、
前記画像処理部から送信された映像信号を表示する表示部と、
を備える
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
この態様に係るシース部材、マニピュレータ及びマニピュレータシステムによれば、３本以上の複数の管状部材を的確に保持し、且つ、管状部材間の経路長差を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施形態のマニピュレータの概略を示す。
【図２】本実施形態のマニピュレータの長尺部と湾曲部の一部を示す。
【図３】第１実施形態のシース部材を示す。
【図４】図３に示した各断面IV(a) 〜 断面IV(h)を矢印方向から見た図を示す。
【図５】第１実施形態のシース部材の編み込み方法を示す。
【図６】第２実施形態のシース部材を示す。
【図７】図６に示した各断面VII(a) 〜 断面VII(c)を矢印方向から見た図を示す。
【図８】第３実施形態のシース部材を示す。
【図９】図８に示した各断面IX(a) 〜 断面IX(e)を矢印方向から見た図を示す。
【図１０】第４実施形態のシース部材を示す。
【図１１】第５実施形態のシース部材を示す。
【図１２】図１１に示した各断面XII(a) 〜 断面XII (e)を矢印方向から見た図を示す。
【図１３】本実施形態のマニピュレータを適用したマニピュレータシステムを示す。
【図１４】本実施形態のマニピュレータの湾曲部の一例を示す。
【図１５】本実施形態のマニピュレータを適用したマニピュレータシステムのシステム構成図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、実施形態について説明する。
【００２０】
図１は、本実施形態のマニピュレータ１の概略を示す。
【００２１】
本実施形態のマニピュレータ１は、本体部２と、本体部２から延びる長尺部３と、長尺部３に接続される湾曲部４と、湾曲部４を動作させる動力を伝達するワイヤ等の動力伝達部材５と、動力伝達部材５を挿通するシース部材６と、を備える。
【００２２】
本体部２は、動力伝達部材５へ伝える動力を発生するモータ及びギヤ等からなる駆動部２ａと、駆動部２ａを操作する駆動操作部２ｂと、を有する。本体部２は、駆動部２ａを収納するケース状の部分である。第１実施形態では、本体部２から動力伝達部５を収納する長尺部３が延びる。長尺部３の先端には、長尺部３に対して屈曲又は湾曲可能な湾曲部４が取り付けられている。動力伝達部材５は、ワイヤ等から構成される少なくとも第１動力伝達部材５ａと第２動力伝達部材５ｂを有し、どちらも一端側が湾曲部４に取り付けられ、長尺部３の内部を挿通し、他端側が駆動部２ａに取り付けられる。
【００２３】
このような構造のマニピュレータ１は、通常時、駆動操作部２ｂを操作することで湾曲部４を湾曲させる。駆動操作部２ｂを操作すると、駆動部２ａが駆動する。駆動部２ａが発生する動力は、第１シース６ａ内の第１動力伝達部材５ａまたは第２シース６ｂ内の第２動力伝達部材５ｂを引っ張る。引っ張られた動力伝達部材５は、長尺部３内で移動し、湾曲部４の一方を引っ張る。そして、湾曲部４を湾曲させる。なお、動力伝達部材は、２本に限らず、それ以上設置してもよい。動力伝達部材の本数を多くすることによって、湾曲の自由度をを増やすことができる。
【００２４】
図２は、第１実施形態のマニピュレータ１の長尺部３と湾曲部４の一部を示す。
【００２５】
本実施形態のマニピュレータ１の湾曲部４は、少なくとも１つの関節部１０を有する。関節部１０は、第１リンク部材１１と、第２リンク部材１２と、第１リンク部材１１と第２リンク部材１２の間に取り付けられる中間リンク部材１３と、第１リンク部材１１と中間リンク部材１３を連結する第１連結部材２１と、第２リンク部材１２と中間リンク部材１３を連結する第２連結部材２２と、第１リンク部材１１、第２リンク部材１２、及び中間リンク部材１３に巻き掛けられる線状部材等からなる規定部材３０と、を有する。なお、湾曲部４は、複数の関節部１０から形成されてもよい。
【００２６】
長尺部３の内部には、動力伝達部材５を挿通するシース部材６が収納される。シース部材６は、少なくとも３本の管状部材としての第１シース６ａ、第２シース６ｂ、及び第３シース６ｃが編み込まれて、長尺部３に収納される。図１に示した駆動部２ａが駆動すると、各シース６ａ，６ｂ，６ｃ内で動力伝達部材５が移動し、湾曲部４を湾曲させる構造となっている。各シース６ａ，６ｂ，６ｃの外周面の表面粗さは、各シース６ａ，６ｂ，６ｃ同士が交差する部分での摩擦を大きくするために粗くすることが好ましい。
【００２７】
図３は、第１実施形態のシース部材６を示す。図４は、図３に示した各断面IV(a) 〜 断面IV(h)を矢印方向から見た図を示す。
【００２８】
第１実施形態のシース部材６は、管状部材としての第１シース６ａ、第２シース６ｂ、第３シース６ｃ、及び第４シース６ｄを有する。第１シース６ａ、第２シース６ｂ、第３シース６ｃ、及び第４シース６ｄは、それぞれ一端が第１保持部６１、他端が第２保持部６２に保持される。第１保持部６１及び第２保持部６２は、金属又は樹脂等から形成され、シース６を貫通させる孔を有し、シース部材６をそれぞれ接着、熱溶着、半田付け、ロウ付け等によって固定する。
【００２９】
第１シース６ａ、第２シース６ｂ、第３シース６ｃ、及び第４シース６ｄには、それぞれ図４に示すように、第１線状部材５ａ、第２線状部材５ｂ、第３線状部材５ｃ、及び第４線状部材５ｄがそれぞれ挿通されている。なお、シース部材６の数は、少なくとも３本あればよい。
【００３０】
シース部材６は、第１シース６ａ、第２シース６ｂ、第３シース６ｃ、及び第４シース６ｄが編み込まれた構造を有する。図４（ａ）に示すように、断面IV(a)を矢印の方向から見ると、左方から第１シース６ａ、第２シース６ｂ、第３シース６ｃ、及び第４シース６ｄが直線状に配置される。次に、図４（ｂ）に示すように、断面IV(b)を矢印の方向から見ると、上方に第３シース６ｃ、下方に第２シース６ｂ、左方に第１シース６ａ、及び右方に第４シース６ｄとなり、環状に配置される。続いて、図４（ｃ）に示すように、断面IV(c)を矢印の方向から見ると、上方から第３シース６ｃ、第１シース６ａ、第４シース６ｄ、及び第２シース６ｂが直線状に配置される。次に、図４（ｄ）に示すように、断面IV(d)を矢印の方向から見ると、上方に第３シース６ｃ、下方に第２シース６ｂ、左方に第４シース６ｄ、及び右方に第１シース６ａとなり、環状に配置される。
【００３１】
次に、図４（ｅ）に示すように、断面IV(e)を矢印の方向から見ると、左方から第４シース６ｄ、第３シース６ｃ、第２シース６ｂ、及び第１シース６ａが直線状に配置される。次に、図４（ｆ）に示すように、断面IV(f)を矢印の方向から見ると、上方に第２シース６ｂ、下方に第３シース６ｃ、左方に第４シース６ｄ、及び右方に第１シース６ａが環状に配置される。続いて、図４（ｇ）に示すように、断面IV(g)を矢印の方向から見ると、上方から第２シース６ｂ、第４シース６ｄ、第１シース６ａ、及び第３シース６ｃが直線状に配置される。次に、図４（ｈ）に示すように、断面IV(h)を矢印の方向から見ると、上方に第２シース６ｂ、下方に第３シース６ｃ、左方に第１シース６ａ、及び右方に第４シース６ｄが環状に配置される。そして、図３に示す断面IV(i)を矢印の方向から見ると、図４（ａ）に示した断面IV(a)を矢印の方向から見た場合と同じように、左方から第１シース６ａ、第２シース６ｂ、第３シース６ｃ、及び第４シース６ｄが直線状に配置される。
【００３２】
このように、断面で見た場合に、第１シース６ａ、第２シース６ｂ、第３シース６ｃ、及び第４シース６ｄは、直線状に配置される箇所と環状に配置される箇所が所定の間隔で交互に存在する。そして、断面で見た場合に、第１シース６ａ、第２シース６ｂ、第３シース６ｃ、及び第４シース６ｄが直線状に配置される箇所は、所定の第１の方向に直線状に配置される箇所と、第１の方向に対して垂直又はほぼ垂直な第２の方向に直線状に配置される箇所と、が交互に存在する。図３に示す例では、紙面に垂直な方向が第１の方向、紙面に平行な上下方向が第２の方向である。
【００３３】
また、第１シース６ａ、第２シース６ｂ、第３シース６ｃ、及び第４シース６ｄは、単位セグメント部毎に、軸方向に直交する断面が直線状に並ぶように配置され、単位周期部毎に同じ方向に同じ順序で配置される。すなわち、２つの単位セグメント部が１つの単位周期部となる。そして、シース部材６は、単位周期部の繰り返しによって形成されることが好ましい。なお、単位セグメント部の長さは、どの箇所でもすべて同じになることが好ましいが、多少ずれてもよい。
【００３４】
第１保持部６１及び第２保持部６２は、図３に示す例では、各シース６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄが第１の方向に直線状に配置される位置に設定されているが、これに限らず、どの位置に設定してもよい。例えば、各シース６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄが第２の方向に直線状に配置される位置、又は、各シース６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄが環状に配置される位置でもよい。
【００３５】
図５は、第１実施形態のシース部材６の編み込み方法を示す。
【００３６】
まず、図５（ａ）に示すように、第１シース６ａ、第２シース６ｂ、第３シース６ｃ、及び第４シース６ｄを並べて配置する。続いて、図５（ａ）の矢印Ａに示すように、第４シース６ｄの下方を第２シース６ｂ及び第３シース６ｃの後方を通して、第１シース６ａと第２シース６ｂの間から前方に回し、第２シース６ｂと第３シース６ｃの間に配置させる。
【００３７】
次に、図５（ｂ）の矢印Ｂに示すように、第１シース６ａの下方を第２シース６ｂ及び第４シース６ｄの後方を通して、第３シース６ｃと第４シース６ｄの間から前方に回し、第２シース６ｂと第４シース６ｄの間に配置させる。
【００３８】
次に、図５（ｃ）の矢印Ｃに示すように、第３シース６ｃの下方を第１シース６ａ及び第４シース６ｄの後方を通して、第１シース６ａと第２シース６ｂの間から前方に回し、第１シース６ａと第４シース６ｄの間に配置させる。
【００３９】
次に、図５（ｄ）の矢印Ｄに示すように、第２シース６ｂの下方を第１シース６ａ及び第３シース６ｃの後方を通して、第３シース６ｃと第４シース６ｄの間から前方に回し、第１シース６ａと第３シース６ｃの間に配置させる。
【００４０】
すると、図５（ｅ）に示すように、図５（ａ）〜図５（ｄ）のように編み込まれた第１シース６ａ、第２シース６ｂ、第３シース６ｃ、及び第４シース６ｄの下方は、図５（ａ）と同じ配置となる。すなわち、この後、図５（ａ）〜図５（ｄ）のように編み込みを続けることで、第１シース６ａ、第２シース６ｂ、第３シース６ｃ、及び第４シース６ｄが編み込まれていく。
【００４１】
このように、第１実施形態のシース部材６によれば、編み込まれることで、第１シース６ａ、第２シース６ｂ、第３シース６ｃ、及び第４シース６ｄが長手方向に直交する断面毎に、上下方向と左右方向にそれぞれの位置を代えて配置されるので、複数のシースがほどけることなく安定して保持され、且つ、シース間の経路長差を低減することが可能となる。また、単に編み込むだけで容易に作成することが可能となる。
【００４２】
図６は、第２実施形態のシース部材６を示す。図７は、図６に示した各断面VII(a) 〜 断面VII(c)を矢印方向から見た図を示す。
【００４３】
第２実施形態のシース部材６は、編み込まれた各シース６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄを線状に並んだ状態で保持する中間保持部６３を有する。中間保持部６３の長手方向に直交する断面形状は、円であって、各シース６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄを貫通させる孔を有する。中間保持部６３は、金属又は樹脂等から形成され、各シース６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄを貫通させる孔を有し、各シース６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄをそれぞれ接着、熱溶着、半田付け、ロウ付け等によって固定する。第１シース６ａ、第２シース６ｂ、第３シース６ｃ、及び第４シース６ｄは、それぞれ一端が第１保持部６１、他端が第２保持部６２に保持される。なお、中間保持部６３に形成される孔は、第１シース６ａ、第２シース６ｂ、第３シース６ｃ、及び第４シース６ｄに対応して形成され、連結されてもよいし、離間してもよい。なお、中間保持部６３に形成される孔は、シースの本数に対応していることが好ましい。第２実施形態では、第１シース６ａ、第２シース６ｂ、第３シース６ｃ、及び第４シース６ｄに対応して形成され、各孔は、連結されてもよいし、離間していてもよい。
【００４４】
第１シース６ａ、第２シース６ｂ、第３シース６ｃ、及び第４シース６ｄには、それぞれ図７に示すように、第１線状部材５ａ、第２線状部材５ｂ、第３線状部材５ｃ、及び第４線状部材５ｄがそれぞれ挿通されている。
【００４５】
シース部材６は、第１シース６ａ、第２シース６ｂ、第３シース６ｃ、及び第４シース６ｄが編み込まれた構造を有する。図７（ａ）に示すように、中間保持部６３である断面VII(a)を矢印の方向から見ると、左方から第１シース６ａ、第２シース６ｂ、第３シース６ｃ、及び第４シース６ｄが線状に配置される。次に、図７（ｂ）に示すように、中間保持部６３である断面VII(b)を矢印の方向から見ると、上方から第３シース６ｃ、第１シース６ａ、第４シース６ｄ、及び第２シース６ｂが線状に配置される。次に、図７（Ｃ）に示すように、中間保持部６３である断面VII(c)を矢印の方向から見ると、左方から第４シース６ｄ、第３シース６ｃ、第２シース６ｂ、及び第１シース６ａが線状に配置される。
【００４６】
このように、中間保持部６３を設けることによって、シース部材６の保持力がさらに強化され、複数のシースをほどけることなく、より安定して保持することが可能となる。なお、中間保持部６３は、編み込まれたシース部材６を環状に並んだ状態で保持する構造であってもよい。また、中間保持部６３の長手方向に直交する断面形状は、円に限らず、矩形であってもよい。
【００４７】
図８は、第３実施形態のシース部材６を示す。図９は、図８に示した各断面IX(a) 〜 断面IX(e)を矢印方向から見た図を示す。
【００４８】
第３実施形態のシース部材６は、編み込まれた各シース６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄを線状に並んだ状態で保持する直線状保持部６４と、編み込まれた各シース６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄを環状に並んだ状態で保持する環状保持部６５と、を有する。直線状保持部６４の長手方向に直交する断面形状は、長方形状であって、各シース６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄを貫通させる孔を有する。環状保持部６５の長手方向に直交する断面形状は、円形状であって、各シース６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄを貫通させる孔を有する。直線状保持部６４及び環状保持部６５は、金属又は樹脂等から形成され、各シース６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄをそれぞれ接着、熱溶着、半田付け、ロウ付け等によって固定する。なお、直線状保持部６４及び環状保持部６５に形成される孔は、シースの本数に対応していることが好ましい。第３実施形態では、第１シース６ａ、第２シース６ｂ、第３シース６ｃ、及び第４シース６ｄに対応して形成され、各孔は、連結されてもよいし、離間していてもよい。
【００４９】
第１シース６ａ、第２シース６ｂ、第３シース６ｃ、及び第４シース６ｄは、それぞれ一端が第１保持部６１、他端が第２保持部６２に保持される。第１シース６ａ、第２シース６ｂ、第３シース６ｃ、及び第４シース６ｄには、それぞれ図９に示すように、第１線状部材５ａ、第２線状部材５ｂ、第３線状部材５ｃ、及び第４線状部材５ｄがそれぞれ挿通されている。
【００５０】
シース６は、第１シース６ａ、第２シース６ｂ、第３シース６ｃ、及び第４シース６ｄが編み込まれた構造である。図９（ａ）に示すように、断面IX(a)を矢印の方向から見ると、左方から第１シース６ａ、第２シース６ｂ、第３シース６ｃ、及び第４シース６ｄが線状に配置される。次に、図９（ｂ）に示すように、断面IX(b)を矢印の方向から見ると、上方に第３シース６ｃ、下方に第２シース６ｂ、左方に第１シース６ａ、及び右方に第４シース６ｄとなり、環状に配置される。続いて、図９（ｃ）に示すように、断面IX (c)を矢印の方向から見ると、上方から第３シース６ｃ、第１シース６ａ、第４シース６ｄ、及び第２シース６ｂが線状に配置される。次に、図９（ｄ）に示すように、断面IX(d)を矢印の方向から見ると、上方に第３シース６ｃ、下方に第２シース６ｂ、左方に第４シース６ｄ、及び右方に第１シース６ａとなり、環状に配置される。次に、図９（ｅ）に示すように、断面IX (e)を矢印の方向から見ると、左方から第４シース６ｄ、第３シース６ｃ、第２シース６ｂ、及び第１シース６ａが線状に配置される。ここまで編み込むことで、単位セグメントが完成し、その後、図４と同じような配列で、単位周期分が編み込まれ、さらに、同じような配列で連続して編み込まれる。
【００５１】
このように、直線状保持部６４及び環状保持部６５を設けることによって、シース部材６の保持力がさらに強化され、複数のシースをほどけることなく、より安定して保持することが可能となる。なお、直線状保持部６４及び環状保持部６５の長手方向に直交する断面形状は、円や長方形に限らず、他の形状であってもよい。
【００５２】
図１０は、第４実施形態のシース部材６を示す。
【００５３】
第４実施形態のシース部材６は、筒状のアウターシース内に編み込まれた状態で収納される。編み込まれたシース部材６は、図３に示した第１実施形態のシース部材６と同じ構造でよい。
【００５４】
このように、シース部材６をアウターシース６６内に収納することによって、シース部材６の保持力がさらに強化され、複数のシースをほどけることなく、より安定して保持することが可能となる。なお、アウターシース６６の長手方向に直交する断面形状は、円や長方形に限らず、他の形状であってもよい。
【００５５】
図１１は、第５実施形態のシース部材６を示す。図１２は、図１１に示した各断面XII(a) 〜 断面XII (e)を矢印方向から見た図を示す。
【００５６】
第５実施形態のシース６部材は、第１シース６ａ、第２シース６ｂ、及び第３シース６ｃを有する。第１シース６ａ、第２シース６ｂ、及び第３シース６ｃは、それぞれ一端が第１保持部６１、他端が第２保持部６２に保持される。第１保持部６１及び第２保持部６２は、金属又は樹脂等から形成され、各シース６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄを貫通させる孔を有し、各シース６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄをそれぞれ接着、熱溶着、半田付け、ロウ付け等によって固定する。
【００５７】
第１シース６ａ、第２シース６ｂ、及び第３シース６ｃには、それぞれ図１２に示すように、第１線状部材５ａ、第２線状部材５ｂ、及び第３線状部材５ｃがそれぞれ挿通されている。なお、シースの数は、少なくとも３本あればよい。
【００５８】
シース部材６は、第１シース６ａ、第２シース６ｂ、及び第３シース６ｃが編み込まれた構造を有する。図１２（ａ）に示すように、断面XII(a)を矢印の方向から見ると、左方から第１シース６ａ、第２シース６ｂ、及び第３シース６ｃが線状に配置される。次に、図１２（ｂ）に示すように、断面XII(b)を矢印の方向から見ると、上方に第１シース６ａ及び第３シース６ｃ、下方に第２シース６ｂとなり、環状に配置される。続いて、図１２（ｃ）に示すように、断面XII(c)を矢印の方向から見ると、上方から第１シース６ａ、第２シース６ｂ、及び第３シース６ｃが線状に配置される。次に、図１２（ｄ）に示すように、断面XII(d)を矢印の方向から見ると、上方に第１シース６ａ、左方中間に第２シース６ｂ、下方に第３シース６ｃとなり、環状に配置される。次に、図１２（ｅ）に示すように、断面XII(e)を矢印の方向から見ると、左方から、第３シース６ｃ、第２シース６ｂ、及び第１シース６ａが線状に配置される。ここまで編み込むことで、単位セグメントが完成し、その後、単位周期分が編み込まれ、さらに、同じような配列で連続して編み込まれる。
【００５９】
このように、断面で見た場合に、第１シース６ａ、第２シース６ｂ、及び第３シース６ｃは、線状に配置される状態と環状に配置される状態が所定の間隔で交互に存在する。そして、断面で見た場合に、第１シース６ａ、第２シース６ｂ、及び第３シース６ｃｄが線状に配置される状態は、所定の第１の方向に線状に配置される状態と、第１の方向に対して垂直又はほぼ垂直な第２の方向に線状に配置される状態と、が交互に存在する。図１２に示す例では、紙面に垂直な方向が第１の方向、紙面に平行な上下方向が第２の方向である。
【００６０】
また、第１シース６ａ、第２シース６ｂ、及び第３シース６ｃは、単位セグメント部毎に、同じ方向に線状に配置され、単位周期部毎に同じ方向に同じ順序で配置される。すなわち、２つの単位セグメント部が１つの単位周期部となる。そして、各シース６ａ，６ｂ，６ｃは、単位周期部の繰り返しによって形成されることが好ましい。なお、単位セグメント部の長さは、どの箇所でもすべて同じになることが好ましいが、多少ずれてもよい。
【００６１】
第１保持部６１及び第２保持部６２は、図１２に示す例では、各シース６ａ，６ｂ，６ｃが第１の方向に線状に配置される位置に設定されているが、これに限らず、どの位置に設定してもよい。例えば、シース６が第２の方向に線状に配置される位置、又は、シース６が環状に配置される位置でもよい。
【００６２】
第５実施形態のシース部材６のように、第１シース６ａ、第２シース６ｂ、及び第３シース６ｃの少なくとも３本のシース６が編み込まれることで、長手方向に直交する断面毎に、上下方向と左右方向にそれぞれの位置を代えて配置されるので、複数のシースがほどけることなく安定して保持され、且つ、シース間の経路長差を低減することが可能となる。また、単に編み込むだけで容易に作成することが可能となる。
【００６３】
図１３は、本実施形態のマニピュレータ１を適用したマニピュレータシステム９０を示す。図１４は、本実施形態のマニピュレータ１の湾曲部４の一例を示す。図１５は、本実施形態のマニピュレータ１を適用したマニピュレータシステム９０のシステム構成図を示す。
【００６４】
本実施形態に係るマニピュレータシステム９０は、図１に示したマニピュレータ１を適用する。マニピュレータシステム９０は、操作者Ｏにより操作される操作部９１、手術台ＢＤ上の患者Ｐの体内、例えば、大腸等の柔らかい臓器内に挿入可能な図１に示した長尺部３、及び長尺部３の先端に設置された内視鏡等を有する図１に示した湾曲部４等を有するマニピュレータ１と、マニピュレータ１を制御する制御部９２と、マニピュレータ１により取得された画像を表示する表示部９３と、を備えている。
【００６５】
操作部９１は、図１３に示すように、操作台に取り付けられた一対の操作ハンドルと、床面上に配置されたフットスイッチ等を有している。操作部９１は、多関節構造を有してもよい。操作部９１は、長尺部３及び湾曲部４と機械的に接続され、長尺部３の湾曲操作を行う。また、操作した操作部９１の角度をエンコーダ等の角度取得部から取得し、その取得した信号によって、制御部９２は、ドライバ９２ａを介して湾曲部４を作動させる。
【００６６】
マニピュレータ１は、図１４に示したように、湾曲部４として内視鏡４ａ及び屈曲または湾曲付処置具４ｂであり得る。また、従来の関節の無い処置具を挿通させる湾曲付ガイドチューブのようなものであっても良い。内視鏡４ａは、体内を照明し、画像を取得するための観察光学系、照明光学系、及び撮像素子等を備えている。観察光学系を経て撮像素子により取得された画像は、制御部９２内の画像処理部９２ｂに出力される。画像処理部９２ｂで処理された画像は、表示部９３に表示される。そして、操作者Ｏは、表示部９３に表示された画像を見ながらマニピュレータ１を操作する。
【００６７】
このようなマニピュレータシステム９０によれば、安定して円滑に作動することが可能となる。
【００６８】
以上、本実施形態のシース部材６によれば、線状の部材をそれぞれ挿通可能な少なくとも３本の可撓性を有する各シース６ａ，６ｂ，６ｃと、各シース６ａ，６ｂ，６ｃの一端側を保持する第１保持部６１と、各シース６ａ，６ｂ，６ｃの他端側を保持する第２保持部６２と、を備え、第１保持部６１及び第２保持部６２は、少なくとも３本のシース６ａ，６ｂ，６ｃの軸方向に直交する断面が直線状に並ぶように、各シース６ａ，６ｂ，６ｃを保持するので、３本以上の複数のシース６ａ，６ｂ，６ｃを的確に保持し、且つ、管状部材６ａ，６ｂ，６ｃ間の経路長差を低減することが可能となる。
【００６９】
本発明の一実施形態に係るシース部材６によれば、少なくとも３本のシース６ａ，６ｂ，６ｃは、断面が繰り返し同じ配列となるように並べられる所定の長さの単位周期部を有し、単位周期部の始端位置と終端位置において、断面が同じ第１の配列で直線状に並び、単位周期部の始端位置と終端位置の間の中間位置において、断面が始端位置及び終端位置とは逆の第２の配列で直線状に並ぶので、各シース６ａ，６ｂ，６ｃ同士の保持力を高めることが可能となる。
【００７０】
本発明の一実施形態に係るシース部材６によれば、第１保持部６１及び第２保持部６２は、各シース６ａ，６ｂ，６ｃの断面が第１の配列で直線状に並んだ両端を保持するので、線状の部材を容易に挿通することが可能となる。
【００７１】
本発明の一実施形態に係るシース部材６によれば、第１保持部６１及び第２保持部６２のうち、一方は各シース６ａ，６ｂ，６ｃの断面が第１の配列で直線状に並んだ一端を保持し、他方は各シース６ａ，６ｂ，６ｃの断面が第２の配列で直線状に並んだ他端を保持するので、単位周期部よりも短い単位セグメント部を基準として長さを決定でき、各シース６ａ，６ｂ，６ｃの長さの自由度を高めることが可能となる。
【００７２】
本発明の一実施形態に係るシース部材６によれば、単位周期部の始端位置と中間位置の間及び終端位置と中間位置の間で、各シース６ａ，６ｂ，６ｃを保持する中間保持部６３を有するので、各シース６ａ，６ｂ，６ｃ同士の保持力をより高めることが可能となる。
【００７３】
本発明の一実施形態に係るシース部材６によれば、中間保持部６３は、各シース６ａ，６ｂ，６ｃの断面が直線状に並ぶように保持する矩形の直線状保持部６４と、各シース６ａ，６ｂ，６ｃの断面が環状に並ぶように保持する円形の環状保持部６５と、を有するので、各シース６ａ，６ｂ，６ｃ同士の保持力をより高めることが可能となる。
【００７４】
本発明の一実施形態に係るシース部材６によれば、各シース６ａ，６ｂ，６ｃは、編み込まれているので、各シース６ａ，６ｂ，６ｃ同士の保持力をより高めることが可能となる。
【００７５】
本発明の一実施形態に係るシース部材６によれば、各シース６ａ，６ｂ，６ｃの外周を覆うカバー部材６６を備えるので、各シース６ａ，６ｂ，６ｃ同士の保持力をより高めることが可能となる。
【００７６】
本発明の一実施形態に係るマニピュレータ１は、駆動部２ａと、駆動部２ａが駆動することによって湾曲する湾曲部３と、駆動部２ａの駆動力を湾曲部３に伝達する少なくとも３本の線状部材５ａ，５ｂ，５ｃと、線状部材５ａ，５ｂ，５ｃをそれぞれ挿通する各シース６ａ，６ｂ，６ｃを有するシース部材６と、を備えるので、３本以上の複数の各シース６ａ，６ｂ，６ｃを的確に保持し、且つ、各シース６ａ，６ｂ，６ｃ間の経路長差を低減することができ、円滑に作動することが可能となる。
【００７７】
また、本実施形態のマニピュレータシステム９０によれば、湾曲部４に処置具４ｂ及び内視鏡４ａを有する前記マニピュレータ１と、内視鏡４ａから得られた画像信号に対して画像処理を行う画像処理部９２ａと、画像処理部９２ａから送信された映像信号を表示する表示部９３と、を備えるので、前記マニピュレータ１に用いるシース部材６が、３本以上の複数の各シース６ａ，６ｂ，６ｃを的確に保持し、且つ、各シース６ａ，６ｂ，６ｃ間の経路長差を低減できることとなり、マニピュレータシステム９０を円滑に作動することが可能となる。
【００７８】
なお、この実施形態によって本発明は限定されるものではない。すなわち、実施形態の説明に当たって、例示のために特定の詳細な内容が多く含まれるが、当業者であれば、これらの詳細な内容に色々なバリエーションや変更を加えても、本発明の範囲を超えないことは理解できよう。従って、本発明の例示的な実施形態は、権利請求された発明に対して、一般性を失わせることなく、また、何ら限定をすることもなく、述べられたものである。
【符号の説明】
【００７９】
１…マニピュレータ
２…本体部
３…長尺部
４…湾曲部
５…線状部材
６…シース部材
６ａ…第１シース（管状部材）
６ｂ…第２シース（管状部材）
６ｃ…第３シース（管状部材）
６ｄ…第４シース（管状部材）
６１…第１保持部
６２…第２保持部
６３…中間保持部
６４…直線状保持部
６５…環状保持部
６６…カバー部材
９０…マニピュレータシステム
９１…操作部
９２…システム制御部
９３…表示部
【図１】
2016190049.tif 000003
【図２】
2016190049.tif 000004
【図３】
2016190049.tif 000005
【図４】
2016190049.tif 000006
【図５】
2016190049.tif 000007
【図６】
2016190049.tif 000008
【図７】
2016190049.tif 000009
【図８】
2016190049.tif 000010
【図９】
2016190049.tif 000011
【図１０】
2016190049.tif 000012
【図１１】
2016190049.tif 000013
【図１２】
2016190049.tif 000014
【図１３】
2016190049.tif 000015
【図１４】
2016190049.tif 000016
【図１５】
2016190049.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成28年11月16日(2016.11.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
線状の部材をそれぞれ挿通可能な少なくとも３本の可撓性を有する管状部材と、
前記管状部材の一端側を保持する第１保持部と、
前記管状部材の他端側を保持する第２保持部と、
を備え、
前記第１保持部及び前記第２保持部は、少なくとも３本の前記管状部材の軸方向に直交する断面が直線状に並ぶように、前記管状部材を保持しており、
前記少なくとも３本の管状部材は、
前記断面が繰り返し同じ配列となるように並べられる所定の長さの単位周期部を有し、
前記単位周期部の始端位置と終端位置において、前記断面が同じ第１の配列で直線状に並び、
前記単位周期部の前記始端位置と前記終端位置の間の中間位置において、前記断面が前記始端位置及び前記終端位置とは逆の第２の配列で直線状に並ぶ
ことを特徴とするシース部材。
【請求項２】
前記第１保持部及び前記第２保持部は、前記管状部材の前記断面が前記第１の配列で直線状に並んだ両端を保持する
請求項１に記載のシース部材。
【請求項３】
前記第１保持部及び前記第２保持部のうち、
一方は前記管状部材の前記断面が前記第１の配列で直線状に並んだ一端を保持し、
他方は前記管状部材の前記断面が前記第２の配列で直線状に並んだ他端を保持する
請求項１に記載のシース部材。
【請求項４】
前記単位周期部の前記始端位置と前記中間位置の間及び前記終端位置と前記中間位置の間で、前記管状部材を保持する中間保持部を有する
請求項１に記載のシース部材。
【請求項５】
前記中間保持部は、
前記管状部材の前記断面が直線状に並ぶように保持する矩形の直線状保持部と、
前記管状部材の前記断面が環状に並ぶように保持する円形の環状保持部と、
を有する
請求項４に記載のシース部材。
【請求項６】
前記管状部材は、編み込まれている
請求項１に記載のシース部材。
【請求項７】
前記管状部材の外周を覆うカバー部材を備える
請求項１に記載のシース部材。
【請求項８】
駆動部と、
前記駆動部が駆動することによって湾曲する湾曲部と、
前記駆動部の駆動力を前記湾曲部に伝達する少なくとも３本の線状部材と、
前記線状部材をそれぞれ挿通する前記管状部材を有する請求項１に記載のシース部材と、
を備える
ことを特徴とするマニピュレータ。
【請求項９】
前記湾曲部に処置具及び内視鏡を有する請求項８に記載のマニピュレータと、
前記内視鏡から得られた画像信号に対して画像処理を行う画像処理部と、
前記画像処理部から送信された映像信号を表示する表示部と、
を備える
ことを特徴とするマニピュレータシステム。
【国際調査報告】
2016190049.tif 000018
2016190049.tif 000019