技术领域
本发明涉及医疗用机械手系统。
背景技术
公知有如下的双重构造导管：在将内导管插入到外导管内的状态下，将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地相对于在平坦的基座上并列设置的驱动部装卸(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的双重构造导管是在内导管预先插入到外导管内的状态下插入到体内的，但在最初插入外套管之后，将机械手插入到外套管的通道中的情况或者更换机械手的情况下，将机械手沿基座的表面插入于固定在平坦的基座上的外套管的基端的话，插入到体内的清洁的机械手很可能与基座上的不干净的部分接触。
本发明就是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供能够提高机械手从固定在平坦的基座上的外套管的基端向通道内插入的插入性的医疗用机械手系统。
用于解决课题的手段
本发明的一个方式是一种医疗用机械手系统，其具有：机械手，其在长条部的前端具有处置部，在基端具有驱动所述处置部的基端驱动部；外套管，其具有供该机械手在长度方向上贯通的通道；以及基座，其在上表面具有支承部和驱动源，该支承部供该外套管的基端部安装，该驱动源供从所述外套管的所述基端部插入到所述通道内的所述机械手的所述基端驱动部能够装卸地连接并且向该基端驱动部提供驱动力，所述支承部具有：可动部，其被设置为能够在第一位置与第二位置之间移动，在该第一位置，将所安装的所述外套管的基端部的长度轴支承为水平，在该第二位置，将所述基端部支承于比在该第一位置时远离所述上表面的位置；以及施力部，其在所述基端驱动部被从所述驱动源取下的状态下使所述可动部向所述第二位置移动。
根据本方式，在将插入到患者的体内的外套管的基端部安装于支承部的可动部的状态下，通过将机械手的长条部从前端的处置部侧插入到外套管的通道内并贯通而使处置部从外套管的前端突出并且将从外套管的基端露出的基端驱动部与基座的驱动源连接，能够借助来自驱动源的驱动力使基端驱动部进行工作从而通过基端驱动部来驱动处置部而进行患部的处置。
在这种情况下，在进行机械手向外套管的通道内的插入时，通过施力部的工作使支承部的可动部移动到第二位置。由于在第二位置，外套管的基端部比在第一位置时远离基座的上表面，因此能够进行插入作业，而不会在意机械手与基座的上表面接触。由此，能够提高插入性。
而且，在插入作业结束之后，通过将可动部从第二位置移动到第一位置而使外套管的基端部的长度轴为水平从而使从基端部突出的机械手为水平，由此，能够容易地将机械手的基端驱动部安装于设置在基座的上表面的驱动源。
在上述方式中，可以是，所述可动部被设置为能够绕水平轴线摆动。
这样，当使可动部绕水平轴线摆动而配置在第一位置时，安装于可动部的外套管的基端部的长度轴配置在水平方向上，从而能够容易地进行机械手的基端驱动部与驱动源的连接。
另一方面，在机械手的基端驱动部与驱动源未连接的状态下，可动部通过施力部而绕水平轴线摆动而配置在第二位置，因此能够使设置在基端部的通道的开口朝向上方或朝向斜上方。由此，在进行机械手的插入时，由于基端部远离基座的上表面，因此能够从上方或斜上方进行插入作业，而不会在意机械手与基座的上表面接触。由此，能够提高插入性。
另外，在将机械手从外套管取下时，要考虑到血液等体液会从患者的体内经由外套管的通道溢出来，但通过使通道的开口朝向上方或朝向斜上方，能够使血液等体液难以从开口溢出。
另外，在上述方式中，可以是，所述施力部是向所述第二位置的方向对所述支承部施加弹力的弹性部件。
这样，在进行机械手的插入时，借助弹性部件的弹力使支承部的可动部移动到第二位置而提高了插入性，在将基端驱动部与驱动源连接时，通过克服弹性部件的弹力使支承部的可动部移动到第一位置，能够容易地进行连接。
另外，在上述方式中，可以是，所述支承部被设置为能够相对于所述基座装卸，所述医疗用机械手系统具有被安装成覆盖所述基座的至少一部分的遮蔽部，所述支承部隔着所述遮蔽部安装在所述基座上。
这样，当将遮蔽部安装在基座上时，基座的至少一部分被遮蔽部覆盖。通过将支承部隔着遮蔽部安装在基座上而配置在遮蔽部的上方，将机械手从安装在配置于第二位置的支承部的可动部上的外套管的基端部向通道内插入，将可动部配置在第一位置，能够将机械手的基端驱动部与驱动源连接。通过遮蔽部来覆盖基座，从而能够减少机械手与不干净的部分接触的机会。
另外，在上述方式中，可以是，所述支承部被设置为能够相对于所述基座装卸并且一体地具有被安装成覆盖所述基座的至少一部分的遮蔽部。
这样，当将支承部安装在基座上时，与支承部一体设置的遮蔽部安装成覆盖基座的至少一部分。
另外，在上述方式中，可以是，所述外套管被安装成能够相对于所述支承部的所述可动部装卸，所述医疗用机械手系统具有被安装成覆盖所述基座的至少一部分的遮蔽部，所述外套管隔着所述遮蔽部安装在所述可动部上。
这样，通过使遮蔽部从安装在基座的至少一部分上的支承部的上方覆盖，由遮蔽部覆盖包含支承部在内的基座的至少一部分。在该状态下，通过将外套管的基端部隔着遮蔽部安装在支承部的可动部上，能够安装成仅外套管和机械手露出到遮蔽部的外侧。
另外，在上述方式中，可以是，所述遮蔽部至少具有使所述驱动源露出的开口，并且被安装成以使所述驱动源从该开口露出的方式覆盖所述基座。
这样，当将遮蔽部安装在基座上时，在使驱动部从设置于遮蔽部的开口露出的状态下通过遮蔽部覆盖基座。能够将机械手的基端驱动部与从设置于遮蔽部的开口露出的驱动源连接。
另外，在上述方式中，可以是，在所述基座上，在安装于所述可动部上的所述外套管的所述基端部的铅直下方位置具有能够贮存液体的凹部。
这样，即使在将机械手从外套管的通道内拉拔出时，液体经由通道从患者的体内溢出，也能够利用配置在基端部的铅直下方位置的凹部来挡住并贮存液体从而抑制液体流出到外部。
发明效果
根据本发明，实现了如下效果：能够提高机械手从固定在平坦的基座上的外套管的基端向通道内插入的插入性。
附图说明
图1是示出本发明的一个实施方式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所使用的机械手、操作输入部以及控制部的图。
图4是对图1的医疗用机械手系统的操作输入部的第二操作部、指令传递部以及进退机构进行说明的俯视图。
图5A是示出从安装在图1的医疗用机械手系统的控制台上表面的支承部上的外套管的基端将机械手插入到机械手用通道内之前的状态的主视图。
图5B是示出从图5A的状态插入机械手而结束插入的状态的主视图。
图5C是示出从图5B的状态使可动部摆动而使机械手的基端驱动部与电动机单元连接的状态的主视图。
图6A是示出图1的医疗用机械手系统的支承部的变形例的立体图。
图6B是示出将外套管以嵌入的方式安装于设置在图6A的支承部的可动部上的槽的状态的立体图。
图7A是图1的医疗用机械手系统的变形例的图，是对具有遮蔽部的情况进行说明的分解立体图。
图7B是示出组装图7A的控制台、遮蔽部以及支承部后的状态的立体图。
图8是示出图1的医疗用机械手系统的另一变形例的控制台的立体图。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的一个实施方式的医疗用机械手系统1进行以下说明。
如图1和图2所示，本实施方式的医疗用机械手系统1具有：操作输入部2，其由操作者O进行操作；外套管3，其插入到患者P的体腔内；两个机械手5，它们分别插入到该外套管3的两个通道4内；控制部6，其根据操作输入部2的操作而对机械手5进行控制；监视器7；以及控制台(基座)8，其配置有这些操作输入部2、控制部6和监视器7。
如图3所示，机械手5具有分别经由后述的外套管3的通道4插入到患者P的体内的插入部(长条部)9、该插入部9的前端所具有的可动部10以及配置于插入部9的基端侧并借助未图示的线等动力传递部件来驱动可动部10的基端驱动部11。
可动部10具有：处置部12，其配置于最前端，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设置有卡合片16，该卡合片16用于能够装卸地与设置于后述的电动机单元14的卡合凹部15连接。
外套管3是由具有挠性的材质构成的管，如图2所示，该外套管3具有：前端侧管状部19，其具有供机械手5分别贯通的两个机械手用通道(通道)4和供内窥镜17贯通的单个内窥镜用通道18；以及基端侧管状部(基端部)20，其从该前端侧管状部19的基端以使两个机械手用通道4向基端侧延长的方式延伸，进而在该基端侧分支成两部分。
如图3所示，操作输入部2具有由操作者O的手进行把持而进行操作的第一操作部21、由操作者O的手腕或手臂进行操作的第二操作部22、以及将通过这些操作部21、22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，由操作者O的手把持着被与可动部10相同数量的关节24支承的前端部25，从而通过手掌或手指使该前端部25移动。在第一操作部21上具有对构成该第一操作部21的各关节24的角度进行检测的未图示的传感器。
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而产生由电信号构成的动作指令。
第二操作部22具有固定于第一操作部21的基部的手臂放置台26以及将该手臂放置台26和第一操作部21支承为能够一体地移动的直动机构27。在操作者O把持第一操作部21的前端部25时，手臂放置台26正好配置在把持前端部25的手的手腕附近的载着手臂的位置。
直动机构27具有手臂放置台26和固定第一操作部21的滑块28以及像图3和图4中涂黑的箭头所示那样将该滑块28支承为能够在水平方向上移动的直线引导件36。能够在利用放在手臂放置台26上的手臂使滑块28在水平方向上移动从而维持着把持第一操作部21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的手腕或手臂来输入操作指令，并将通过手腕或手臂输入的力作为两个滑块28的机械驱动力而产生动作指令。
指令传递部23具有连接第一操作部21与基端驱动部11的电信号传递部29和连接第二操作部22与进退机构30的机械动力传递部31。
电信号传递部29将第一操作部21所产生的由电信号构成的动作指令传递给控制部6，并将控制部6所生成的指令信号提供给电动机单元14的各电动机。控制部6根据第一操作部21所产生的动作指令来计算电动机单元14的各电动机的旋转移动量和旋转速度并控制各电动机。
如图3所示，机械动力传递部31具有将使操作输入部2的各滑块28前进后退的直线动作转换为进退机构30的直线动作的传递部32。
如图4所示，传递部32具有将操作输入部2的滑块28的直进移动量转换为旋转角度的第一齿条齿轮机构33、将旋转动作转换为进退机构30的直进移动量的第二齿条齿轮机构34、分别固定在这些齿条齿轮机构33、34的小齿轮35上的滑轮37、38以及架设在这些滑轮37、38上的带39。
另外，也可以代替机械动力传递部31而采用电传递动力的部件。
如图5A至图5C所示，控制台8在配置为水平的平坦的上表面上具有：两个支承部41，它们分别安装有外套管3的基端侧管状部20的基端部；内置有电动机等(省略图示)的电动机单元(驱动源)14，其供插入到外套管3的状态下的各机械手5的基端驱动部11能够装卸地连接，并向各基端驱动部11提供动力；以及进退机构30，其使该电动机单元14直线移动。
各支承部41具有：可动部件(可动部)42，其安装有外套管3的基端侧管状部20的基端部；托架43，其将该可动部件42以能够绕水平轴线摆动的方式安装在控制台8的上表面上；以及弹簧(施力部、弹性部件)44，其对可动部件42的基端侧向上方施力。弹簧44例如是配置在托架43与可动部件42之间的扭簧，但并不限定于此。
即，各支承部41的可动部件42通过使所安装的各外套管3的基端侧管状部20绕水平轴线摆动而能够在用于供设置于基端侧管状部20的端面上的机械手5插入的通道4的开口朝向水平方向的位置(第一位置)与通道4的开口朝向斜上方的位置(第二位置)之间移动。而且，在未插入机械手5的状态和机械手5的基端驱动部11未与控制台8的上表面上的电动机单元14连接的状态下，可动部件42被弹簧44施力以使得外套管3的基端侧管状部20的开口朝向斜上方。
下面，对这样构成的本实施方式的医疗用机械手系统1的作用进行说明。
要想使用本实施方式的医疗用机械手系统1对患者P的体内的患部进行处置，将外套管3插入到患者P的体腔内，将外套管3的基端侧管状部20安装在设置于控制台8的上表面上的支承部41的可动部件42。另外，将内窥镜17的插入部经由外套管3的内窥镜用通道18插入。
在该状态下，如图5A所示，由于外套管3的基端侧管状部20的开口被设置于支承部41的弹簧44朝向斜上方施力，因此能够提高将机械手5从开口插入到外套管3的机械手用通道4内时的作业性。
即，通过使外套管3的基端侧管状部20的开口朝向斜上方，机械手5的插入作业能够从斜上方进行，从而能够在充分远离控制台8的上表面的位置上对机械手5进行操作。
由于在控制台8的上表面上配置有难以进行灭菌处理的电动机单元14，因此通过在充分远离控制台8的上表面的位置上对机械手5进行操作，能够减小机械手5与电动机单元14接触的可能性从而维持机械手5的清洁性。即，将机械手5插入于外套管3的操作者O可以减轻在以使机械手5不与控制台8的上表面接触的方式进行操作时所需的注意，从而具有能够提高作业性的优点。
而且，如图5B所示，在机械手5充分插入到机械手用通道4中之后，如图5C所示，克服弹簧44的作用力使可动部件42摆动到大致为水平的位置，从而将机械手5的基端驱动部11与控制台8的上表面的电动机单元14连接。
通过使设置于机械手5的基端驱动部11的卡合片16与设置于电动机单元14的卡合凹部15卡合来将基端驱动部11维持在与电动机单元14连接的连接状态。由此，能够将电动机单元14的驱动力传递给基端驱动部11。
在基端驱动部11与电动机单元14连接的时刻，机械手5与难以灭菌的电动机单元14接触，因此会损害机械手5的基端驱动部11的清洁性。然而，由于在配置在患者P的体内的机械手5的前端的可动部10与基端驱动部11之间夹着较长的长条部9，因此不会损害清洁性。
而且，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的前端突出而与体腔内的患部接近配置，因此操作者O一边使用监视器7来确认内窥镜17所获取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像图4所示那样用两手把持两个一对的第一操作部21的各前端部25，并将两手的手臂放在两个一对的各第二操作部22的各手臂放置台26上。
而且，当操作者O从任意一个手臂向手臂放置台26施加力时，固定有手臂放置台26的滑块28沿该力的方向移动，其直进移动量被第一齿条齿轮机构33转换为旋转角度。
被转换为第一齿条齿轮机构33的旋转角度的直进移动量经由滑轮37、38以及带39传递给第二齿条齿轮机构34，而被转换为进退机构30的直进移动量。由于电动机单元14固定于进退机构30，因此与电动机单元14连接的基端驱动部11、长条部9以及可动部10一体地沿长条部9的长度方向移动。由此，位于可动部10的前端的处置部12通过手动而大致在前进后退方向上移动。
当操作者O借助手掌或手指的力使两手把持的第一操作部21的前端部25移动时，其移动量由设置于各关节24的传感器进行检测，并作为电信号传递给控制部6。在控制部6中，以使得与传感器所检测的各关节24的角度一致的方式计算使可动部10的各关节13进行动作的电动作指令，并提供给与各关节13连接的电动机单元14的电动机。由此，设置于可动部10的前端的处置部12的前端位置按照手掌或手指所指示的那样电动且精密地移动。
这样，在对体内的患部进行处置后将机械手5从外套管3拉拔出的情况下，解除设置于机械手5的基端驱动部11的卡合片16与电动机单元14的卡合凹部15的卡合，将基端驱动部11从电动机单元14取下。由此，可动部件42通过弹簧44而摆动，将外套管3的基端侧管状部20的开口配置为朝向斜上方，因此能够将机械手5向斜上方拉拔。
在这种情况下，根据本实施方式，也能够在远离控制台8的上表面的位置对机械手5进行拉拔操作。因此，能够降低配置在患者P的体内的机械手5的前端部与控制台8接触的可能性。
并且，当将机械手5从外套管3拉拔出时，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。即使在该情况下，通过使外套管3的基端侧管状部20的开口朝向斜上方而使水头增大，能够防止体液从开口溢出。
另外，在本实施方式中，通过使安装有外套管3的基端侧管状部20的可动部件42绕水平轴线摆动而使设置于基端部的开口远离控制台8的上表面，但也可以取而代之，使可动部件42在上下方向上平移移动。
另外，通过弹簧44使可动部件42摆动，但也可以取而代之，通过电动机等来驱动。
另外，在本实施方式中，如图6A和图6B所示，作为支承部41的可动部件42，可以采用供外套管3的基端侧管状部20能够装卸地安装的构造。例如，在图6A、图6B所示的例子中，作为可动部件42，只要采用具有朝向开口部变窄的横截面形状的槽45的构造即可。
这样，将外套管3与槽45的开口部抵靠，通过一边使外套管3弹性变形或使支承部41弹性变形一边按入槽45内，能够简单地将外套管3安装于可动部件42。在使支承部41弹性变形的情况下，该弹性变形的支承部41自身实现了上述的扭簧的作用，从而在该情况下能够省略扭簧。
另外，在本实施方式中，如图7A、图7B所示，也可以使支承部41的托架43相对于控制台8的上表面能够装卸，在通过遮蔽部(drape)46来覆盖控制台8的上表面的状态下，将支承部41的托架43安装在控制台8上。
在遮蔽部46上设置有使通过进退机构30而直线移动的电动机单元14露出到上方的开口部47和供用于将支承部41的托架43安装在控制台8的上表面上的轴48贯通的孔49。
作为遮蔽部46，只要采用形状变形较小的比较硬质的材料例如硅橡胶或塑料即可。
通过采用覆盖控制台8的上表面的遮蔽部46，具有如下优点：在进行机械手5向外套管3的机械手用通道4内的装入作业时，能够进一步减少机械手5与控制台8的上表面的不干净的区域接触的机会从而保持清洁性。
另外，支承部41和遮蔽部46可以构成为一体。
并且，也可以是，外套管3的基端侧管状部20和可动部件42设置为不可装卸，托架43设置为能够相对于控制台8的上表面装卸。
另外，也可以采用如下的构造：外套管3的基端侧管状部20和可动部件42设置为不可装卸，托架43和遮蔽部46设置为不可装卸，当由遮蔽部46覆盖控制台8的上表面时，托架43能够装卸地安装在控制台8上。
另外，作为遮蔽部46，采用薄的塑料膜那样的能够变形的柔软的材料，在将外套管3的基端侧管状部20嵌入设置于图6A所示的形态的可动部件42的槽45时，可以隔着遮蔽部46进行嵌入。在这种情况下，也可以将支承部41以不可装卸的方式固定在控制台8的上表面上。
另外，如图8所示，也可以在控制台8的上表面上的支承部41的可动部件42的基端侧的铅直下方设置凹部50。这样，在将机械手5从机械手用通道4拉拔出时，能够贮存经由机械手用通道4从患者P的体内溢出的血液等体液从而防止其流到外部。
另外，在本实施方式中，对支承部41设置在控制台8上的结构进行了例示，但也可以取而代之，采用将支承部41设置在各外套管3的基端侧管状部20上的结构。
这样，能够容易地进行支承部41的清洗和灭菌。即，在进行处置时，操作者O不需要考虑支承部41的清洁性，因此能够更容易地进行处置。
标号说明
1：医疗用机械手系统；3：外套管；4：通道(机械手用通道)；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：电动机单元(驱动源)；20：基端侧管状部(基端部)；41：支承部；42：可动部件(可动部)；44：弹簧(施力部、弹性部件)；46：遮蔽部；50：凹部。