技术领域
本发明涉及手术布单元。
背景技术
公知有下述的双层构造导管：在将内导管插入到外导管内的状态下，使分别设置于外导管的基端侧和内导管的基端侧的连接部同时相对于并排设置于平坦的基座的驱动部进行装卸(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：美国专利第7972298号说明书
发明内容
发明要解决的课题
专利文献1的双层构造导管在预先将内导管插入到外导管内的状态下与设置于平坦的基座的驱动部连接。此时，为了将无法灭菌的不洁的驱动部与插入到体内的清洁的机械手分离，利用柔软的手术布对基座的整个上表面进行包覆，使外导管和内导管隔着手术布与驱动部连接。
但是，柔软的手术布可能被驱动部的动作卷入而破损。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供如下的手术布单元：在将机械手与设置于平坦的基座的驱动部连接的情况下，即使驱动部进行动作，也能够维持将清洁区域与不洁区域分离的状态。
用于解决课题的手段
本发明的一个方式是手术布单元，该手术布单元对机械手与基座之间进行区分，所述机械手在长条部的前端具有处置部，在基端具有对所述处置部进行驱动的基端驱动部，所述基座在大致水平的上表面具有驱动源，该驱动源以能够装卸的方式与该机械手的所述基端驱动部连接，向该基端驱动部提供驱动力，其中，该手术布单元具有：手术布主体，其对所述基座的上表面进行包覆，具有使所述驱动源露出的开口部；以及适配器，其被夹在所述驱动源与所述基端驱动部之间，在所述开口部的竖直上方隔开间隙地配置，对所述开口部整体进行包覆，该适配器具有将来自所述驱动源的驱动力传递给所述基端驱动部的动力传递部。
根据本方式，在基座的大致水平的上表面配置手术布主体，从而利用手术布主体在使驱动源从开口部露出的状态下对基座的上表面进行包覆。当将露出的驱动源与机械手的基端驱动部连接时以夹着适配器的方式进行连接，从而利用适配器对使驱动源露出的开口部整体进行包覆。由此，能够防止从上方靠近的机械手等物体与基座和露出于开口部的驱动源接触，能够维持机械手等的清洁性。
在上述方式中，也可以是，所述驱动源被设置成能够在沿着所述基座的上表面的方向上移动，所述开口部的大小被设置成使所述驱动源在所述驱动源的整个移动范围内露出，无论所述驱动源的位置如何，所述适配器均对所述开口部整体进行包覆。
这样，当使驱动源在沿着基座的上表面的方向上移动时，驱动源、基端驱动部和适配器在水平方向上相对于包覆在基座的上表面的手术布主体移动。由于手术布主体与适配器在上下方向上隔开间隙地配置，因此即使适配器移动，手术布主体也不会移动，能够防止手术布主体被卷入到驱动源的移动中而产生破损。另外，由于适配器对开口部整体进行包覆，因此无论驱动源的位置如何均能够防止与从上方靠近的机械手等物体接触，能够维持机械手等的清洁性。
另外，在上述方式中，也可以是，所述手术布主体在所述开口部的周围沿整个周向具有向上方立起的阶差部。
这样，能够利用阶差部来阻挡从上方靠近的物体进入到开口部内。特别是在物体为液体的情况下，能够利用阶差部进行阻止，防止该液体侵入到开口部内。
另外，在上述方式中，也可以是，在所述阶差部的上端设置有外凸缘部，该外凸缘部朝向所述开口部的外侧与所述手术布主体的表面大致平行地延伸，在所述适配器上设置有防止该适配器从所述手术布主体脱离的爪部。
这样，由于适配器被维持为其爪部被外凸缘部安装在手术布主体上的状态，因此能够通过将手术布主体配置在基座的上表面而利用适配器对驱动源进行包覆。
另外，在上述方式中，也可以是，所述手术布单元具有将所述手术布主体定位在所述基座上的定位部。
这样，当将手术布主体配置在基座的上表面时，利用定位部对基座上的手术布主体进行定位，因此能够简单且准确地对基座的上表面进行包覆。
另外，在上述方式中，也可以是，在所述手术布主体的表面上设置有能够贮存液体的凹部，所述手术布主体的该表面是在将所述手术布主体安装于所述基座的上表面时配置于上侧的表面。
这样，当将手术布主体安装于基座的上表面时，凹部朝上配置。在从上方靠近手术布主体的物体为液体的情况下，液体贮存在凹部中。另外，即使物体为液体以外的细胞等，也可保持在凹部内而不飞散到外部。
另外，在上述方式中，也可以是，所述手术布主体具有支承部，该支承部对具有供所述机械手贯穿的通道的外套管的基端部进行支承。
这样，当将手术布主体配置成通过手术布主体对基座的上表面进行包覆时，由于设置于手术布主体的支承部被配置在手术布主体的上方，因此能够使外套管的基端部支承于该支承部，将机械手插入到通道内，使机械手的基端驱动部隔着适配器与驱动源连接。
另外，在上述方式中，也可以是，所述适配器具有：平板状的适配器主体，其被配置成对所述开口部进行包覆；以及连接轴，其在将该适配器主体沿厚度方向贯穿的贯穿孔内以能够绕在厚度方向上延伸的轴线旋转的方式被支承，利用所述连接轴的旋转对所述驱动源的旋转驱动力进行传递。
这样，当将适配器安装于驱动源时，能够利用平板状的适配器主体将开口部封闭，同时能够利用在贯穿孔中贯穿的连接轴将驱动源的旋转驱动力传递给基端驱动部而使处置部进行动作。
另外，在上述方式中，也可以是，所述手术布单元具有防水机构，该防水机构阻止液体在所述贯穿孔与所述连接轴之间流通。
这样，利用防水机构来阻止液体经由适配器主体的贯穿孔与连接轴的间隙进行流通，能够防止体液等液体侵入到无法灭菌的区域。
发明效果
根据本发明，起到下述效果：在将机械手与设置于平坦的基座的驱动部连接的情况下，即使驱动部进行动作，也能够维持将清洁区域与不洁区域分离的状态。另外，本发明中的手术布单元有时也不进行灭菌而仅进行消毒。
附图说明
图1是示出安装了本发明的一个实施方式的手术布单元的医疗用机械手系统的整体结构图。
图2是示出图1的医疗用机械手系统的一部分的立体图。
图3是示出图1的医疗用机械手系统的操作输入部、指令传递部和机械手的图。
图4是示出图1的医疗用机械手系统的操作输入部和机械动力传递部的俯视图。
图5是对图1的手术布单元进行说明的分解立体图。
图6A是示出将图5的手术布单元安装在控制台上的状态的立体图。
图6B是示出在图6A的手术布单元安装之后安装了外套管和机械手的状态的立体图。
图7A是利用与马达单元的移动方向平行的平面将图5的手术布单元切断而得的纵剖视图。
图7B是利用沿着马达单元的宽度方向的平面将图5的手术布单元切断而得的纵剖视图。
图7C是示出使马达单元和适配器从图7A的状态移动后的状态的纵剖视图。
图8A是示出图5的手术布单元的变形例的利用与马达单元的移动方向平行的平面切断而得的纵剖视图。
图8B是利用沿着马达单元的宽度方向的平面将图8A的手术布单元切断而得的纵剖视图。
图9A是示出图5的手术布单元的其他变形例的利用与马达单元的移动方向平行的平面切断而得的纵剖视图。
图9B是利用沿着马达单元的宽度方向的平面将图9A的手术布单元切断而得的纵剖视图。
图10A是示出图5的手术布单元的其他变形例的利用与马达单元的移动方向平行的平面切断而得的纵剖视图。
图10B是利用沿着马达单元的宽度方向的平面将图10A的手术布单元切断而得的纵剖视图。
图11是示出图5的手术布单元的手术布主体的变形例的立体图。
图12是示出图5的手术布单元的适配器所具有的连接轴的一例的立体图。
图13是示出图12的连接轴与适配器主体的贯穿孔之间的防水机构的一例的纵剖视图。
图14是示出图12的连接轴与适配器主体的贯穿孔之间的防水机构的其他例的纵剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的一个实施方式的手术布单元43进行说明。
本实施方式的手术布单元43被安装在图1所示的医疗用机械手系统1中而使用。
如图1和图2所示，医疗用机械手系统1具有：由操作者O进行操作的操作输入部2；插入到患者P的体腔内的外套管3；分别插入到该外套管3的两个通道4内的两个机械手5；根据操作输入部2的操作对机械手5进行控制的控制部6；监视器7；以及供该操作输入部2、控制部6和监视器7配置的控制台(基座)8。
如图3所示，机械手5分别具有：插入部(长条部)9，其经由后述的外套管3的通道4而插入到患者P的体内；可动部10，其配备在该插入部9的前端；以及基端驱动部11，其配置在插入部9的基端侧，利用未图示的线等动力传递部件对可动部10进行驱动。
可动部10具有：处置部12，其配置在最前端，作用于体内的患部而对该患部进行处置；以及多个关节13，它们使该处置部12的前端位置和姿势发生变化。处置部12例如是把持钳子或高频刀等。
在基端驱动部11上设置有卡合片(图示略)，该卡合片用于以能够装卸的方式与设置于后述的马达单元14的卡合凹部(图示略)连接。
外套管3是由具有挠性的材质构成的套管，如图2所示，外套管3具有：前端侧管状部19，其具有分别供机械手5贯穿的两个机械手用通道(通道)4和供内窥镜17贯穿的单个内窥镜用通道18；以及基端侧管状部20，其从该前端侧管状部19的基端延伸以使两个机械手用通道4向基端侧延长，进而在该基端侧分支成两个。
如图3所示，操作输入部2具有：由操作者O的手把持来进行操作的第一操作部21；由操作者O的手腕或臂来进行操作的第二操作部22；以及将该操作部21、22所输入的操作指令传递给机械手5的指令传递部23。
第一操作部21与机械手5的可动部10构成为相似形状，通过操作者O的手来把持由数量与可动部10相同的关节24支承的前端部25，通过手掌或手指使该前端部25移动。在第一操作部21上具有未图示的传感器，该传感器对构成该第一操作部21的各关节24的角度进行检测。
传感器产生与各关节24的角度对应的电信号。由此，各第一操作部21能够通过操作者O的手掌或手指来输入操作指令，产生由电信号构成的动作指令。
第二操作部22具有：臂放置台26，其固定于第一操作部21的基部；以及直动机构27，其将该臂放置台26和第一操作部21支承为能够一体地移动。臂放置台26配置在当操作者O对第一操作部21的前端部25进行把持时正好供把持前端部25的手的手腕附近的臂载置的位置。
直动机构27具有：滑块28，其对臂放置台26和第一操作部21进行固定；以及直线导向件36，其将该滑块28支承为能够如图3和图4中涂黑的箭头所示的那样沿水平方向移动。通过放置在臂放置台26上的臂使滑块28沿水平方向移动，从而能够在维持着对第一操作部21进行把持的姿势的状态下使第一操作部21的位置移动。由此，第二操作部22能够通过操作者O的手腕或臂来输入操作指令，将手腕或臂所输入的力作为两个滑块28的机械驱动力来产生动作指令。
指令传递部23具有：电信号传递部29，其将第一操作部21和基端驱动部11连接；以及机械动力传递部31，其将第二操作部22和进退机构连接。
电信号传递部29将由第一操作部21所产生的电信号构成的动作指令传递给控制部6，将控制部6所生成的指令信号提供给马达单元14的各马达。控制部6根据第一操作部21所产生的动作指令，计算出马达单元14的各马达的旋转移动量和旋转速度，来对各马达进行控制。
如图4所示，机械动力传递部31具有传递部32，该传递部32将使操作输入部2的各滑块28前进/后退的直线动作转换为进退机构的直线动作。
传递部32具有：第一齿轮齿条机构33，其将操作输入部2的滑块28的直行移动量转换为旋转角度；第二齿轮齿条机构34，其将旋转动作转换为进退机构的直行移动量；滑轮37、38，它们分别固定在这些齿轮齿条机构33、34的小齿轮35上；以及带39，其搭挂在这些滑轮37、38上。
另外，也可以采用以电的方式传递动力的传递部来代替机械动力传递部31。
如图5所示，控制台8具有：两个支承部41，它们将外套管3的基端侧管状部20的基端部分别安装在水平配置的平坦的上表面上；马达单元(驱动源)14，其以能够装卸的方式与插入到外套管3中的状态下的各机械手5的基端驱动部11连接，内设有将动力提供给各基端驱动部11的马达；以及进退机构，其使该马达单元14直线移动。
如图5、图6A、图6B所示，各支承部41具有将外套管3的基端侧管状部20安装成能够装卸的构造。例如，各支承部41具有横截面形状朝向开口方向变窄的槽42，将外套管3相对于槽42的开口按压而一边使外套管3弹性变形或使支承部41弹性变形一边按入到槽42内，从而能够简便地安装在外套管3上。
在图5所示的例子中，示出了在各马达单元14中具有两个马达且马达轴14a朝向竖直上方延伸的情况。在马达轴14a的上端设置有未图示的连接器。
进退机构是未图示的直动机构，能够使马达单元14在开口于控制台8的上表面的开口部30的范围内在朝向支承部41的方向上直线移动。
如图5所示，本实施方式的手术布单元43分别具有：片状的手术布主体44，其被配置成对控制台8的上表面进行包覆；以及适配器45，其被配置成对在控制台8的上表面露出的马达单元14的上表面进行包覆。
在手术布主体44上具有当配置在控制台8的上表面时使马达单元14露出的与控制台8上的开口部30大致一致的开口部46和使支承部41的托架47通过的切口48。切口48通过抵接在托架47上而将手术布主体44定位在控制台8的上表面。另外，切口48不仅可以是缺口，有时也可以是孔，可以从上方与托架47嵌合而进行定位。
适配器45具有：平板状的适配器主体49；以及连接轴(动力传递部)51，其在将该适配器主体49沿板厚方向贯穿的贯穿孔50内以能够绕该贯穿孔50的轴线旋转的方式被支承。
如图7B所示，适配器主体49具有手术布主体44的开口部46的宽度尺寸以上的宽度尺寸，如图7A和图7C所示，适配器主体49具有将开口部30的长度尺寸与马达单元14的移动距离相加后的尺寸以上的长度尺寸。
如图12所示，各连接轴51在一端具有与马达单元14的马达轴14a的连接器连接的第一连接器52，在另一端具有与机械手5的基端驱动部11连接的第二连接器53。
第一连接器52具有通过相对于轴线倾斜的两个斜面将圆柱状的连接轴51切取而成的朝向前端逐渐变细的形状。第二连接器53是与第一连接器52互补的形状，具有V槽状的形状。第一连接器52与第二连接器53的绕连接轴51的轴线的相位相差90°。
如图7A至图7C所示，马达轴14a的连接器具有与第二连接器53相同的形状，未图示的基端驱动部11的连接器具有与第一连接器52相同的形状。
以下对这样构成的本实施方式的手术布单元43的作用进行说明。
要想将本实施方式的手术布单元43安装在医疗用机械手系统1的控制台8上，如图6A所示，将手术布主体44配置成定位在控制台8上表面的状态。并且，在马达单元14的上表面配置适配器45。由此，如图7A和图7B所示，适配器45的连接轴51的第一连接器52与马达单元14的马达轴14a的连接器连接，并且手术布主体44对控制台8的上表面的开口部30的竖直上方的整个区域进行覆盖。
在该状态下，如图6B所示，在支承部41上安装外套管3的基端侧管状部20，将机械手5从该外套管3的基端面的开口插入到机械手用通道4内，使机械手5的基端驱动部11隔着适配器45与马达单元14连接。在该情况下，也可以是，在基端驱动部11上设置卡合片(未图示)，该卡合片用于以能够装卸的方式与设置于适配器45的卡合凹部(未图示)连接，在适配器45上设置另一个卡合片(未图示)，该另一个卡合片用于以能够装卸的方式与设置于马达单元14的另一个卡合凹部(未图示)连接。
并且，在该状态下，如图3所示，由于机械手5的前端从外套管3的机械手用通道4的前端突出并配置为靠近体腔内的患部，因此操作者O一边利用监视器7来确认内窥镜17所取得的图像，一边对操作输入部2进行操作。要想对操作输入部2进行操作，操作者O如图4所示的那样使用双手来把持两个一对的第一操作部21的各前端部25，将双手的臂放置在两个一对的各第二操作部22的各臂放置台26上。
然后，当操作者O从任意的臂向臂放置台26施加力时，固定有臂放置台26的滑块28向该力的方向移动，其直行移动量被第一齿轮齿条机构33转换为旋转角度。
第一齿轮齿条机构33的被转换为旋转角度的直行移动量经由滑轮37、38和带39传递给第二齿轮齿条机构34，进而转换为进退机构的直行移动量。由于在进退机构上固定有马达单元14，因此与马达单元14连接的基端驱动部11、长条部9和可动部10一体地沿着长条部9的长度方向移动。由此，位于可动部10的前端的处置部12通过手动在前进/后退方向上大致移动。
在该情况下，根据本实施方式的手术布单元43，如图7A至图7C所示，由于适配器45被配置成在马达单元14的移动范围的整个区域内对手术布主体44的开口部46的上方进行包覆，因此具有下述优点：无论马达单元14配置在哪个位置，都能够防止当插入到外套管3的机械手用通道4内时从上方靠近的机械手5与马达单元14接触，能够维持机械手5等的清洁性。
另外，当利用进退机构的动作使马达单元14直线移动时，马达单元14、适配器45和基端驱动部11一体地进行水平移动。由于手术布主体44与适配器45在上下方向上隔开间隙地配置，因此即使适配器45移动，手术布主体44也不会移动，能够防止手术布主体44被移动的马达单元14卷入而产生破损。
当利用手掌或手指的力使操作者O用双手把持的第一操作部21的前端部25移动时，利用设置于各关节24的传感器对其移动量进行检测，并作为电信号传递给控制部6。在控制部6中，计算出使可动部10的各关节24进行动作的电动作指令以便与传感器所检测出的各关节24的角度一致，将该电动作指令提供给与各关节24连接的马达单元14的马达。由此，使设置于可动部10的前端的处置部12的前端位置如手掌或手指所指示的那样通过电动来精密地移动。
这样，在对体内的患部进行处置后将机械手5从外套管3拔出的情况下，将机械手3的基端驱动部11从适配器45取下，将机械手5从外套管3拔出。
当将机械手5从外套管3拔出时，有时患者P的血液等体液经由外套管3的机械手用通道4流出到体外，但由于外套管3的基端侧管状部20的竖直下方被手术布主体44覆盖，因此能够防止体液附着在控制台8的上表面。
另外，在本实施方式中，对将适配器主体49形成为平板状并利用其本身的刚性来维持沿水平方向延伸的形态的情况进行了例示，但也可以取而代之，如图8A、图8B所示，在马达单元14的上部设置呈凸缘状扩大的突出部54，将适配器45配置成对该突出部54进行覆盖。由此，能够采用由刚性较低的材质构成的适配器主体49。
该情况下，由于手术布主体44的开口部46比配置于控制台8的马达单元14的突出部54小，因此当对手术布主体44进行安装时，为了能够使开口部46扩张而使突出部54穿过，需要由具有挠性的材料构成手术布主体44。
另外，在图8A、图8B所示的例子中，手术布主体44在开口部46的周围沿整个周向具有向上方立起的增高一级的阶差部56。由此，能够利用阶差部56来进行阻止，以使得被手术布主体44的上表面接住的体液等液体不会流入到控制台8的开口部30。阶差部56也可以是斜面。
另外，如图9A、图9B所示，也可以是，与图7A同样地由刚性较高的材质构成适配器主体49，在适配器主体49与马达单元14的突出部54之间预先形成间隙，在手术布主体44上设置凸缘状部55，该凸缘状部55向适配器主体49与突出部54之间突出。在图中所示的例子中，能够通过在阶差部56的上端设置凸缘状部55来起到利用阶差部56来阻止液体的效果。
另外，通过使适配器主体49、凸缘状部55和突出部54为复杂的构造，能够利用迷宫效应使液体等不容易到达无法灭菌的控制台8。另外，通过采用这样的结构，能够将手术布主体44和适配器45依次从上方配置在控制台8的上表面上。
另外，如图10B所示，也可以是，在手术布主体44的开口部46的宽度方向的两侧，在阶差部56的上端设置外凸缘部57，该外凸缘部57朝向开口部46的外侧延伸，在适配器主体49上设置爪部58，该爪部58以从外侧环抱隔着开口部46而配置在两侧的两个外凸缘部57的方式延伸。这样，通过外凸缘部57与爪部58的卡合而构成为下述组装件：适配器主体49被保持为能够在沿着外凸缘部57的方向上移动而不会在离开手术布主体44的方向上移动。
另外，在该情况下，如图10A所示，只要在适配器主体49的下表面设置定位销(定位部)59，在马达单元14的上表面设置供定位销59嵌合的嵌合孔(定位部)60即可。由此，将由适配器45与手术布主体44的组装件构成的手术布单元43配置在控制台8的上表面，使定位销59嵌合在嵌合孔60中，从而能够利用进退机构的动作使适配器主体49与马达单元14一起在水平方向上移动，并且能够将来自马达单元14的旋转驱动力传递给连接轴51。
另外，也可以如图11所示在手术布主体44的上表面的作为支承部41的基端侧的竖直下方的位置设置凹部61。这样，在将机械手5从机械手用通道4拔出时，能够贮存从患者P的体内经由机械手用通道4溢出的血液等体液等，防止流到外部。
另外，也可以如图13所示，在适配器45的连接轴51与贯穿孔50之间配置O型环那样的密封部件(防水机构)62，该密封部件62在整个周向上对两者间的间隙进行密封。另外，也可以如图14所示，在适配器45的贯穿孔50的周围沿整个周向构成由适配器主体49与连接轴51的组合而形成的迷宫构造(防水机构)63。
这样，能够有效地防止体液等液体经由连接轴51与贯穿孔50之间的间隙而流入到控制台8侧。
标号说明
5：机械手；8：控制台(基座)；9：插入部(长条部)；11：基端驱动部；12：处置部；14：马达单元(驱动源)；41：支承部；43：手术布单元；44：手术布主体；45：适配器；46：开口部；49：适配器主体；50：贯穿孔；51：连接轴(动力传递部)；56：阶差部；57：外凸缘部；58：爪部；59：定位销(定位部)；60：嵌合孔(定位部)；61：凹部；62：密封部件(防水机构)；63：迷宫构造(防水机构)。