(57)【要約】      （修正有）【課題】医療器具を保持および／あるいは操縦するためのはめ込み支持体を提供する。【解決手段】第１はめ込み段階が支持体８に関して第１動作を行うことができる支持体８によって支持される第１はめ込み段階；第１はめ込み段階に関して第２動作を行うことができる第２はめ込み段階；および第１はめ込み構成部品が第１動作を行いそして第２はめ込み構成部品が第２動作を同時に行うように、そこでははめ込み駆動器は動作が点の周囲に中心があるようにさらなる装置を支持しそしてさらなる装置を動作するかあるいは各構成部品が弓形である、第１および第２動作を駆動するために操作できる駆動システム；からなるはめ込み駆動器をもつ装置。【選択図】図１
2009213891.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持体；
第１はめ込み段階が支持体に関して第１動作を行うことができ、支持体によって移動される第１はめ込み段階；
第１はめ込み段階に関して第２動作を行うことができる第２はめ込み段階；および
第１はめ込み構成部品が第１動作を行いそして第２はめ込み構成部品が第２動作を同時に行うように、そこでは各はめ込み構成部品が弓形である、第１および第２動作を駆動するために操作できる駆動システム；
からなるはめ込み駆動器をもつ装置であって外科器具を保持するための装置。
【請求項２】
各はめ込み構成部品はそれぞれの端で動作の範囲をもち、そしてそこでは、両方のはめ込み構成部品は動作のこれらのそれぞれの範囲の１端にある位置から始まり、はめ込み構成部品が実質的に同時にこれらのそれぞれの範囲の端に到達するように、駆動システムが同時にはめ込み構成部品を駆動するために操作できる請求項１に従う装置。
【請求項３】
第３はめ込み段階が備えられ、第３はめ込み段階が第２はめ込み段階に関して第３動作を行うに適しており、そしてそこでは駆動器配置が第３動作を第１および第２の動作と同時に駆動する形式である請求項１あるいは請求項２のいずれか一項に従う装置駆動器。
【請求項４】
内視鏡がはめ込み駆動器によって支持される請求項１から請求項３のいずれか一項に従う装置。
【請求項５】
はめ込み駆動器は動作が点の周囲に中心があるようにさらなる装置を支持しそしてさらなる装置を動作するために操作できる請求項１から請求項４のいずれか一項に従う装置。
【請求項６】
はめ込み駆動器がさらなる装置を点に関して傾斜動作で動作する請求項５に従う装置。
【請求項７】
さらなる目的物が点の周囲で共焦点である動作を描くために複数の軸に沿ってあるいは軸の周囲で動作される請求項５あるいは請求項６に従う装置。
【請求項８】
装置がロボットである請求項１から請求項７のいずれか一項に従う装置。
【請求項９】
支持体；
第１はめ込み段階が支持体に関して第１動作を行うことができ、支持体によって移動される第１はめ込み段階；
第１はめ込み段階に関して第２動作を行うことができる第２はめ込み段階；および
第１はめ込み構成部品が第１動作を行いそして第２はめ込み構成部品が第２動作を同時に行うように、そこでははめ込み駆動器は動作が点の周囲に中心があるようにさらなる装置を支持しそしてさらなる装置を動作する、第１および第２動作を駆動するために操作できる駆動システム；
からなるはめ込み駆動器をもつ装置であって外科器具を保持するための装置。
【請求項１０】
付帯する図面を参照して上述されるような実質的に装置あるいはロボット。
【請求項１１】
ここに開示されたいかなる新しい特徴あるいは特徴の組み合わせ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明ははめ込み支持体、そして特に医療器具を保持および／あるいは操縦するためのはめ込み支持体に関する。
【０００２】
駆動器が移動体を点の周囲で操作するために利用される種々な応用がある。このような応用の例は内視鏡内で使用するためのカメラを保持するロボット配置であり、そこでは内視鏡は患者の身体の切開に挿入され、そしてそれから動作が切開の周囲で共焦点である方法で２つあるいはそれ以上の軸に沿ってあるいは軸の周囲を動くように駆動される。これは内視鏡が切開に挿入されて残りそして切開の側面にどのような実質的な力をもかけないように、内視鏡は動作の中心にある切開の点で動作されることを意味している。
【０００３】
この型の共焦点の動作は曲面、傾斜、遠近の動作からしばしばなる。“傾斜”動作の間、内視鏡の角度は切開された患者の皮膚の表面に関して変化する。
【０００４】
患者の身体の切開の側面に力をかけない傾斜動作を達成するために、切開に中心のある曲率半径をもつ弓形の腕が備えられる。内視鏡は弓形の腕の片端に典型的に支持され、そして切開の周囲の回転動作を描く弓形の腕の駆動が、切開から同じ距離を保つ腕の全ての部分で、患者に対して内視鏡を傾斜させ、一方内視鏡が切開を通過する点で実質的に動作なくとどまることが理解される。
【０００５】
しかしながら、内視鏡が使用される応用に応じて、内視鏡に要求される傾斜動作の範囲は相対的に大きい。種々の外科手術に要求される内視鏡の位置を適切にするために、内視鏡は実質的に垂直方向（すなわち切開された患者の皮膚に直角に）で、水平下数度の位置（すなわち切開された患者の皮膚面以下に）に位置されることを要求される。全体に内視鏡に対して１１０°の周囲の回転範囲をもつことが望ましい。
【０００６】
しかしながら、もし硬い弓形の腕が使用されるならば、この弓形の腕はこれらの両端の範囲の位置で内視鏡を支持できるために少なくとも１１０°の円弧に亘らなければならないことが理解される。これは、もし内視鏡が垂直に動かされるならば、弓形の腕の遠方端（すなわち内視鏡が支持されている点から最も遠い端）が患者の皮膚内に押し当たるようその弓形の通路に沿って十分遠く移動するため難しい問題を生じる。明らかに、これは望ましくない。
【０００７】
この困難を改良することを探すことが本発明の目的である。
【０００８】
従って、本発明の１つの観点は支持体；第１はめ込み段階が支持体に関して第１動作を行うことができ、支持体によって移動される第１はめ込み段階；第１はめ込み段階に関して第２動作を行うことができる第２はめ込み段階；および第１はめ込み構成部品が第１動作を行いそして第２はめ込み構成部品が第２動作を同時に行うように、そこでは各はめ込み構成部品が弓形である、第１および第２動作を駆動するために操作できる駆動システム；からなるはめ込み駆動器をもつ装置であって外科器具を保持するための装置を提供する。
【０００９】
望ましくは、各はめ込み構成部品はそれぞれの端で動作の範囲をもち、そしてそこでは、両方のはめ込み構成部品は動作のこれらのそれぞれの範囲の１端にある位置から始まり、はめ込み構成部品が実質的に同時にこれらのそれぞれの範囲の端に到達するように、駆動システムが同時にはめ込み構成部品を駆動するために操作できる。
【００１０】
望ましくは、第３はめ込み段階が備えられ、第３はめ込み段階は第２はめ込み段階に関して第３動作を行うに適しており、そしてそこでは駆動器配置が第３動作を第１および第２の動作と同時に駆動する形式である。
【００１１】
便利に、内視鏡ははめ込み駆動器によって支持される。
【００１２】
望ましくは、はめ込み駆動器は動作が点の周囲に中心があるようにさらなる装置を支持しそしてさらなる装置を動かすために操作できる。
【００１３】
有利に、はめ込み駆動器はさらなる装置を点に関して傾斜動作で動作する。
【００１４】
便利に、さらなる目的物は点に関して共焦点である動作を描くために複数の軸に沿ってあるいは軸の周囲で動作される。
【００１５】
有利に、装置はロボットである。
【００１６】
従って、本発明の１つの観点は支持体；第１はめ込み段階が支持体に関して第１動作を行うことができ、支持体によって移動される第１はめ込み段階；第１はめ込み段階に関して第２動作を行うことができる第２はめ込み段階；および第１はめ込み構成部品が第１動作を行いそして第２はめ込み構成部品が第２動作を同時に行うように、そこでははめ込み駆動器は動作が点の周囲に中心があるようにさらなる装置を支持しそしてさらなる装置を動作する、第１および第２動作を駆動するために操作できる駆動システム；からなるはめ込み駆動器をもつ装置であって外科器具を保持するための装置を備える。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施態様のはめ込み駆動器を示す。
【図２】歯車の配置を示す。
【図３】別の歯車のシステムを示す。
【００１８】
本発明がもっと容易に理解されるために、それらの実施態様が、実施例の方法によって、付帯する図面を参照して記述される。
【００１９】
図１は本発明の実施態様のはめ込み駆動器を示す；そして
【００２０】
図２は本発明で使用のための歯車の配置を示す。
【００２１】
最初に図１を参照して、内視鏡１を支持する外科ロボットの部分が示される。内視鏡１は長い本体２からなり、そこから細くて長いカメラ３が突き出る。画像はこのカメラ３の遠方端で集められ、そしてカメラ３はカメラの視野内の目的物を照明するための光源をまた含む。外科医に患者の身体の部分を検診させあるいは外科手術手順の進展を見させることは内視鏡外科手術の間患者の身体の切開の部分に挿入されるカメラであることが理解される。カメラ３は函２から延ばされるか、あるいは函内に引き込まれ、このように内視鏡１の遠近動作をさせる。この遠近動作は切開の側面にどのような著しい応力をもかけないことが理解される。
【００２２】
カメラ３によって集められ画像は内視鏡２から離れた場所に伝達され、そこで、例えば、外科手術の間外科医によってスクリーンに映し出される。この伝達は無線あるいは何らかの他の適当な手段で行われる。
【００２３】
内視鏡１は外腕４によって支持され、外腕の形は一定の曲率半径をもつ弓形の部分を描く頑丈で平らな細長い片である。上記より理解されるように、外腕４の曲率半径はカメラ３の長さに沿う点に中心がある。それは内視鏡外科手術の間患者の身体の切開を通過し、それ故内視鏡１の動作の焦点であるカメラ３の長さに沿ったこの点である。
【００２４】
外腕４は内腕５によって、それ自身、移動される。内腕５は外腕４と同じ曲率半径をもつ弓型のスリーブの形状をとる。内腕５は外腕４を滑って受け入れる形でそして寸法である内部通路６を定義する。外腕４が内腕５内に完全に引き込まれたとき内視鏡１は内腕５に隣接するかあるいは近くにあるように、外腕４は内腕５のスリーブ内にはめ込み的に受け入れられる。しかしながら、内視鏡１が内腕５からある距離で支持されるように、外腕４は内腕５から延ばされる。
【００２５】
内腕５は内腕５が函７に完全にあるいは実質的に完全に引き込まれるに十分な長さである函７によって支持される。
【００２６】
もし内腕５が函７に完全に引きこまれそして外腕４が内腕５に完全に引き込まれるならば、内視鏡１が函７に隣接するかあるいは近くにあることは明らかである。この位置で内視鏡１の長いカメラ３は動作の範囲の一端にあるかあるいは一端の近くにある。内腕５は函７から延びて、そして外腕４が内腕５から延び、そしてこの位置で内視鏡１は動作の範囲の他端にあるかあるいは他端の近くにある。
【００２７】
函７は函７を患者の身体の切開を通す支持点から通過する軸の周囲を回転させるため支持体８によって支持される。この回転は内視鏡１の“曲面（ｐａｎ）”の動作をおこす。支持体８は外科手順のための適切な位置に内視鏡１を支持する大型の外科ロボット（示されない）の望ましくは一部である。
【００２８】
２段階のはめ込みの弓状の腕の備えは上記の問題を緩和できることは明らかである。もし内および外腕５、４が１つの硬い弓形の腕によって置き換えられそして内視鏡１が函７に閉じ込まれている動作の範囲の一端にあるとき、弓形の腕は函７の後端から突き出てそして患者の身体に圧力をかける。外腕４が内腕５内に適合するという事実がこれを発生から防ぐ。
【００２９】
しかしながら、この型の従来のはめ込み配置において、１つのはめ込み構成部品が第１相の延びの間完全に延び、そしてそれからこのはめ込み構成要素がさらなるはめ込み構成部品の動作が継続する間停止する。例えば、両腕４，５が引き出されそして函７に受け入れられる状況から始まるこの型の従来の配置において、第１段階は内腕５をも延ばすことなく外腕４を完全に延ばされる。外腕４がその動作の範囲の全くの端に到達したならば、内腕５に関して外腕４のさらなる相対的動作なく、内腕５は延ばされる。
【００３０】
しかしながら、内視鏡外科手術のような応用に対して、この型の動作は問題を引き起こしやすい。外腕４の動作が終わり、そして内腕５の動作が続く点で、内視鏡１の動作において必然的にいくらかの“ぎくしゃくした動き”あるいは不連続的動作を駆動することがある。さらに、モーターへの荷重は両腕４、５が一緒に駆動される必要のあるとき、外腕４のみ駆動される必要のある状況と比較して、著しく変化する。それ故内視鏡１の動作速度は２つの相の動作の間異なりやすい。
【００３１】
この問題を処理するために、本発明の望ましい実施態様において内腕および外腕４、５は内視鏡の傾斜動作の間、両腕４、５は同時に進みそして引き込むように歯車に噛み合わされる。
【００３２】
例えば、両腕４、５は完全に引き込まれている状況からの動作において、本発明の有利な実施態様において、両腕４、５がこれらのそれぞれの動作の範囲の端に同時に到達するまで、両腕４、５は等しい速度で延ばされる。言い替えれば、内腕５に関して外腕４の延びが完了するとき、函７に関して内腕５の延びはまた完了する。
【００３３】
この技術を使用して、１つのはめ込み構成部品が終了した進みをもち、そして他のはめ込み構成部品の動作が始まるとき、ぎくしゃくした動きあるいは不連続性はないことは明らかである。さらに、モーターに掛かる荷重は、同じ構成部品が全ての動作の段階で駆動されるので、いかなる動作の間も著しく変化しない。
【００３４】
図２は本発明で使用される１つの可能な歯車のシステムを示す。明らかに、歯車のシステム９は真っ直ぐな直線の方向の駆動動作を示すが、しかし構成部品は弓形の腕を駆動するため容易に適用される。モーター（示されない）によって直接駆動される歯の切られた主駆動ホイール１０が備えられる。主駆動ホイール１０は回転できるがしかし位置に固定される。第１歯の切られた歯ざお１１は主駆動ホイール１０の周囲に接触して備えられ、そして主駆動ホイール１０の回転が前進あるいは後進の何れかの方向に第１歯ざお１１を推進するように配置される。内腕５は第１歯ざお１１に接続され、そして主駆動ホイール１０の回転はそれ故函７に関して内腕５を延ばしそして引き込むために働く。
【００３５】
一対の自由に回転するするホイール１３ａ、１３ｂの周囲を通過する歯の切られたベルト１２が内腕５内に含まれるかあるいは本質的に含まれる。固定された歯車１４が函７に取り付けられ、そして回転しない。ホイール１３ａ、１３ｂは函７に関して内腕５の延ばしおよび引き戻しの位置に係わらず、固定された歯車１４が常に歯の切られた部分と接触する。それ故歯の切られたベルト１２は内腕５の全長を実質的に延ばす。
【００３６】
内腕５が函７から延びるにつれ、歯の切られたベルト１２はベルト１２が取り付けられたホイール１３ａ、１３ｂに関して回転する。これは固定された歯車１４を接触する歯の切られたベルト１２の部分が固定された歯車１４に関して動作する自由がないのに対して、ホイール１３ａ、１３ｂが固定された歯車１４に関して動作するからである。内腕５が延ばされるとき函７から最も隔たっている内腕５の端に閉じ込まれているホイール１３ａはそれ故内腕５が函７から延ばされるので回転する。
【００３７】
第２駆動歯車１５はホイール１３ａが回転する軸に取り付けられ、そしてこの第２駆動歯車１５は外腕４が取り付けられている第２歯ざお１６に噛み合いに適している。第２駆動歯車１５は回転するにつれ、第２歯ざお１６、およびそれ故外腕４は内腕５に関して延びるかあるいは引き込む動作で駆動される。
【００３８】
図２に示される配置を参照して、内腕５が函７から延びるために駆動されるとき、外腕４は内腕５から同時に延びるために駆動されることが理解される。同様に、内腕５が函７内に引き込まれるために駆動されるとき、外腕４は内腕５内に引き込まれるために駆動される。
【００３９】
図３を参照して、別の歯車システムが示される。別の歯車システムはピニオンホイール１８が取り付けられる固定函１７からなる。ピニオンホイール１８はモーターにより回転駆動される（示されない）。第３の歯の切られた歯ざお１９は第３歯ざおの歯２０がピニオンホイール１８の歯２１と噛み合うように函１７に関して滑るように取り付けられる。それ故ピニオンホイール１８の回転は函１７に関して第３歯ざお１９の平行移動動作を引き起こす。
【００４０】
第３歯ざお１９は第３歯ざお１９から延びる、実質的に第３歯ざお１９の歯の切られた面から延びる突出部２２をもつ。さらなるピニオンホイール２３は突出部２２上に回転するように取り付けられる。
【００４１】
歯２４の配列は函１７上に備えられ、さらなるピニオンホイール２３の歯２５が歯２４の配列と噛み合うように配列される。第３歯ざお１９は函１７に関して動作するので、函上に備えられる歯２４の配列およびさらなるピニオンホイール２３の噛み合わせはさらなるピニオンホイール２３を回転させる。
【００４２】
最終的に、第４の歯の切られた歯ざおは函１７および第３歯ざおの両方に関して滑るように取り付けられ、そして第４歯ざおの歯２７がさらなるピニオンホイール２３の歯と噛み合うように配置される。それ故さらなるピニオンホイール２３の回転は第３歯ざお１９に関して第４歯ざおの平行移動動作を引き起こす。かくして、ピニオンホイール２３の回転は函１７に関して第３歯ざお１９の平行移動動作を引き起こし；そして第３歯ざお１９に関して第４歯ざお２６の平行移動動作を引き起こすことが分かる。
【００４３】
さらなる歯車システム１６は例えば内腕４の動作が第３歯ざお１９の動作によって制御され、そして外腕５の動作が第４歯ざお２６の動作によって制御される本発明と連動して使用される。
【００４４】
しかしながら、当業者が多くの他の駆動器配置の型が可能であり。そして本発明は上記の配置に制約されないことを実現する。
【００４５】
上記の実施例は２つのはめ込み構成部品で与えられるけれども、当業者は同様の配置が３つあるいはそれ以上のはめ込み段階で機能することができることを容易に心に描く。
【００４６】
さらに、上記の実施態様は弓状のはめ込み腕を含むけれども、本発明は直線のはめ込み駆動器、あるいは事実どのような他の型のはめ込み駆動器にも等しく適用することは確かである。
【００４７】
本発明は上記の問題に簡単でそして強い解決を提供し、そして多くの分野で有益性を見つけることは確かである。
【００４８】
この明細書及び請求項で用いる時、用語“ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ”及び“ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ”そしてこれらの変形は特別の特徴、ステップあるいは完全体が含まれることを意味している。用語は他の特徴、ステップあるいは部品の提供を排除すると解釈されない。
【００４９】
開示された機能を完成するための特別な形式あるいは手段で表現された上記の説明、あるいは次の特許請求、あるいは付属する図面、適切に、多分、別々に、開示した結果を達成するための方法あるいは工程、あるいはそのような特徴のいずれかの組み合わせにおいて開示した特徴はこれらの異なった形式の発明を実現するために利用される。
【符号の説明】
【００５０】
１      内視鏡
２      長い本体
３      カメラ
４      外腕
５      内腕
６      内部通路
７      函
８      支持体
９      歯車のシステム
１０    主駆動ホイール
１１    第１歯ざお
１２    歯の切られたベルト
１３ａ、ｂ  自由に回転するホイール
１４    固定された歯車
１５    第２駆動歯車
１６    第２歯ざお
１７    固定函
１８    ピニオンホイール
１９    第３歯ざお
２０    第３歯ざおの歯
２１    ピニオンホイール１８の歯
２２    突出部
２３    さらなるピニオンホイール
２４    固定函１７の歯
２５    ピニオンホイール２３の歯
２６    第４歯ざお
２７    第４歯ざおの歯
【図１】
2009213891.tif 000003
【図２】
2009213891.tif 000004
【図３】
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【外国語明細書】
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