一种医疗处置器具的制作方法

本发明属于医疗器械技术领域，具体涉及一种医疗处置器具。

背景技术：

以往，在医疗领域中使用一种医疗用处置器具，其用于把持着活体组织或手术器具等而进行操作。这些医疗用处置器具安装于例如构成主从方式的医疗用机械手系统的机械手，或贯穿插入于内窥镜的钳子用通道中而被导入患者等的体腔内，用于各种操作。

医疗用处置器具通常具备能够开闭自如的钳子部的把持钳子。在钳子部，借助于连杆机构而连接有线。线贯穿插入于螺旋护套。当推拉该线而使其在长度方向进退时，钳子部进行开闭。在上述那样的把持钳子中，有要进一步加强钳子部的把持力的要求，以便能够牢固地把持缝合针等用具及组织等。

但是，常用的医疗处置器具中的连杆由长圆孔部和滑动销连结。并且，通过滑动销在长圆孔部内滑动而使肘式机构动作。因此，在滑动销与长圆孔部之间产生摩擦。由此，存在这样的问题：钳子不顺畅地动作，或者操作输入的传递效率变差。

技术实现要素：

本发明的目的就是为克服上述技术不足，提供操作输入被高效率地传递并能够利用小的操作输入产生大的把持力的医疗用处置器具。

为实现上述技术方案，本发明提供了一种医疗处置器具，包括：处置部，其具有一对处置器具片，所述一对处置器具片中的至少一方被支承为能够相对于基体转动；操作部件，其通过相对于所述基体沿自身的轴线方向进退，从而使所述一对处置器具片转动而开闭；以及连杆部件，其第一端部与能够转动的所述处置器具片连结，第二端部与所述操作部件连结，所述第二端部的进退轴与所述操作部件的轴线平行；所述第二端部的进退轴与第一端部的距离短于所述连杆部件的长度；将所述第二端部与所述一对处置器具片的转动中心连结起来的线段投影于所述进退轴上的长度，短于将所述第一端部和所述转动中心连结起来的线段投影于所述进退轴上的长度。

优选的，所述连杆部件的所述第一端部在比所述一对处置器具片的转动中心靠所述操作部件侧相连结。

优选的，所述医疗用处置器具还具备止挡部，所述止挡部用于防止在所述操作部件进退时，将所述第二端部与所述转动中心连结起来的线段投影于所述进退轴上的长度成为将所述第一端部与所述转动中心连结起来的线段投影于所述进退轴上的长度以上的长度。

优选的，所述止挡部是形成于所述基体并沿所述操作部件的进退方向延伸的长孔，将所述第二端部与所述操作部件连结起来的连接转动轴贯穿插入于所述长孔。

本发明提供的一种医疗处置器具的有益效果在于：本医疗处置器具结构简单，便于生产加工，也便于调节安装，可以提供操作输入被高效率地传递并能够利用小的操作输入产生大的把持力。

附图说明

图1是示出了应用本发明的实施方式的医疗用处置器具的医疗用机械手系统的结构的一例的图。

图2是示出了本发明的第一实施方式的医疗用处置器具的末端侧的图。

图3是示出了本发明的第一实施方式的医疗用处置器具的末端侧内部的图。

图4是示出了本发明的第一实施方式的医疗用处置器具的处置部打开的状态的图。

图5是用于对把持力增大的构造进行说明的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本发明的保护范围。

实施例：一种医疗处置器具。

下面，对本发明的第一实施方式进行说明，在这之前先对应用本实施方式的医疗用处置器具(下面，简称为“处置器具”)和机械手的医疗用机械手系统的一例进行说明。

图1是示出医疗用机械手系统的一例的图，示出了主从方式的医疗用机械手系统。主从方式的医疗用机械手系统具有由主臂和从臂构成的两种臂。主从方式的医疗用机械手系统是随从于主臂的动作而远程控制从臂的系统。作为该从臂，能够应用本实施方式的机械手。

图1所示的医疗用机械手系统具有手术台100、从臂(机械手)200a～200d、从控制电路400、主臂500a、500b、操作部600、输入处理电路700、图像处理电路800以及显示器900a、900b。

手术台100是载置作为观察/处置的对象的患者P的台。在手术台100的附近设置有多个从臂200a、200b、200c、200d。另外，也可以在手术台100设置从臂200a～200d。

各从臂200a、200b、200c、200d构成为分别具有多个多自由度关节。并且，通过使各多自由度关节弯曲而相对于载置在手术台100上的患者P对安装于从臂200a～200d的末端侧(朝向患者P的体腔的一侧)的处置器具等进行定位。利用未图示的动力部单独地驱动各多自由度关节。作为动力部，例如可以采用具有伺服机构的马达(伺服马达)，该伺服机构具备增量式编码器及减速器等。利用从控制电路400进行动力部的动作控制。

从臂200a～200d还具有用于对所安装的处置器具240a～240d进行驱动的多个动力部(未图示)。该动力部也可以采用例如伺服马达。利用从控制电路400进行动力部的动作控制。

在从臂200a～200d的动力部被驱动的情况下，利用位置检测器检测动力部的驱动量。将来自位置检测器的检测信号输入到从控制电路400，根据该检测信号在从控制电路400中检测从臂200a～200d的驱动量。

手术用动力传递适配器(下面，简称为“适配器”)220a、220b、220c、220d介于从臂200a、200b、200c、200d与处置器具240a、240b、240c、240d之间而将从臂200a、200b、200c、200d与处置器具240a、240b、240c、240d分别连接起来。适配器220a～220d构成为：分别具有直动机构，通过直动运动而将在对应的从臂的动力部产生的动力传递给对应的处置器具。

从控制电路400构成为具有例如CPU及存储器等。从控制电路400存储用于对从臂200a～200d进行控制的预定的程序。从控制电路400根据来自输入处理电路700的控制信号来控制从臂200a～200d或处置器具240a～240d的动作。即，从控制电路400根据来自输入处理电路700的控制信号来确定由操作者Op操作的主臂的操作对象的从臂(或处置器具)。接着，从控制电路400运算使所确定的从臂等进行与操作者Op的主臂的操作量对应的动作所需的驱动量。

进而，从控制电路400根据计算出的驱动量来控制主臂的操作对象的从臂等的动作。此时，从控制电路400向对应的从臂输入驱动信号。并且，从控制电路400接收检测信号来控制驱动信号的大小及极性，使得操作对象的从臂的驱动量成为目标的驱动量，其中，该检测信号是根据对应的从臂的动作从动力部的位置检测器输入的。

主臂500a、500b由多个连杆机构构成。在构成连杆机构的各连杆设置有例如增量式编码器等位置检测器。通过该位置检测器检测各连杆的动作，在输入处理电路700中检测主臂500a、500b的操作量。

图1中的医疗用机械手系统是采用两只主臂500a、500b来操作四只从臂的系统。因此，需要适当地对主臂的操作对象的从臂进行切换。通过例如操作者Op对操作部600的操作来进行这样的切换。当然，若通过使主臂的只数与从臂的只数相同而使操作对象为一对一的对应，则无需进行这样的切换。

操作部600具有用于对主臂500a、500b的操作对象的从臂进行切换的切换按钮、变更主与从的动作比率的比率变更开关、用于使系统紧急停止的脚踏开关等各种操作部件。在操作者Op操作了构成操作部600的任一操作部件的情况下，从操作部600向输入处理电路700输入与对应的操作部件的操作相应的操作信号。

输入处理电路700对来自主臂500a、500b的操作信号和来自操作部600的操作信号进行解析。并且，输入处理电路700根据操作信号的解析结果而生成用于控制本医疗用机械手系统的控制信号并将其输入到从控制电路400。

图像处理电路800实施用于显示由从控制电路400输入的图像信号的各种图像处理，并生成用于在操作者用显示器900a、助手用显示器900b中显示的图像数据。操作者用显示器900a和助手用显示器900b由例如液晶显示器构成，并基于图像数据显示图像，该图像数据是根据经由观察器具取得的图像信号在图像处理电路800中生成的。

根据如上述那样构成的医疗用机械手系统，当操作者Op操作主臂500a、500b时，对应的从臂和安装于从臂的处置器具与主臂500a、500b的动作对应地进行动作。由此，能够对患者P进行所希望的操作。

下面，对本实施方式的处置器具1进行说明。图2是示出处置器具1的末端侧的图。图3是示出处置器具1的末端侧内部的图。能够将处置器具1作为上述的处置器具240a～240d而安装于从臂200a～200d。如图2和图3所示那样，处置器具1具备：用于进行各种处置的处置部10；用于操作处置部10的操作部件20；和供操作部件20贯穿插入的护套部30。

处置部10具备由第一钳子片11和第二钳子片12构成的一对钳子片(处置器具片)。第一钳子片11和第二钳子片12由钳子转动轴13以能够相互转动的方式连结。在第一钳子片11和第二钳子片12中，比钳子转动轴13靠末端侧的区域构成把持部14，所述把持部14进行开闭来把持体内组织及手术器具等对象物。

连杆部件15的末端部(第一端部)15A经由连杆转动轴16，以能够相对于第一钳子片11转动的方式与成为把持部14的相反侧的第一钳子片11的基端侧连结。同样地，连杆部件17的末端部(第一端部)17A经由连杆转动轴18，以能够相对于第二钳子片12转动的方式与第二钳子片12的基端侧连结。

连杆转动轴16、18的轴线均与钳子转动轴13的轴线平行。此外，各连杆部件15、17的各末端部15A、17A在比钳子转动轴13靠操作部件20侧相连结。

连杆部件15、17的基端部(第二端部)15B、17B经由连接转动轴19A能够转动地与连接部件19连接。连接转动轴19A的轴线与钳子转动轴13和连杆转动轴16、18平行，各连杆部件15、17相对于连接部件19能够相对转动。

连接部件19由金属等形成，在末端侧具有连接转动轴19A。连接部件19的基端侧是形成为大致圆筒状的操作部件连接部19B。操作部件20的末端部插入于操作部件连接部19B内并通过焊接或粘接或铆接等而被连接成一体。

操作部件20是长条的部件，其具有能够将基端部的进退操作传递到末端部的程度的刚性。操作部件20的末端部被插入到连接部件19的操作部件连接部19B，从而操作部件20与处置部10的基端侧的连接部件19连接成一体。

护套部30具备形成为筒状的护套31。操作部件20能够进退地贯穿插入护套部30。在本实施方式中，作为护套31，采用具有挠性的已知的螺旋护套。

如图2所示，在护套31的末端部安装有由金属等形成的罩部件(基体)32。在罩部件32固定有钳子转动轴13。即，第一钳子片11和第二钳子片12被支承为能够相对于罩部件32转动，钳子转动轴13被固定成相对于护套部30不移动。

此外，如图2所示，在罩部件32形成有沿着操作部件20的轴线X1延伸的长孔(止挡部)33。连接转动轴19A贯穿插入于长孔33。当使操作部件20沿轴线X1方向进退时，与连接转动轴19A连结的各连杆部件的基端部15B、17B沿着长孔33移动。下面，将包括操作部件20进退时的连接转动轴19A的轨迹在内的直线称为“基端部的进退轴”。

以安装于上述的从臂200a～200d之一的情况为例对如上述那样构成的处置器具1使用时的动作进行说明。

首先，操作者Op将处置器具1安装于所希望的从臂，并将操作部件20的基端部与从臂的适配器连接。

当操作者Op对对应的主臂进行预定的操作时，经由从控制电路400驱动从臂的动力部。在动力部产生的动力被适配器转换成直动运动，通过直动运动使操作部件20沿着轴线X1方向进退。

当操作部件20前进时，与操作部件20连接的连接部件19相对于护套部30前进。但是，由于钳子转动轴13被固定于罩部件32，因此钳子转动轴13相对于护套部30不前进。由此，连接转动轴19A接近钳子转动轴13，连杆部件15、17相对于各钳子片11、12和连接部件19转动。其结果是，第一钳子片11和第二钳子片12以钳子转动轴13为中心转动，如图4所示，把持部14打开。

当操作部件20后退时，连接转动轴19A从钳子转动轴13离开，通过与上述动作相反的动作使把持部14闭合。因此，通过使操作部件20相对于罩部件32沿着轴线X1方向进退，使把持部14开闭，从而能够进行把持对象组织、或对弯针及缝合针等处置所需的用具等进行把持等所希望的操作。

图3示出了在比钳子转动轴13靠末端侧处第一钳子片11和第二钳子片12接触、把持部14闭合的状态。在该把持部14闭合的状态下，连接转动轴19A位于比各连杆转动轴16、18靠末端侧的位置。即，各连杆部件15、17的基端部15B、17B位于比末端部15A、17A靠末端侧的位置。

此外，各连杆部件15、17的基端部15B、17B的进退轴与连杆转动轴16的距离短于连杆部件15的长度。同样地，基端部的进退轴与连杆转动轴18的距离短于连杆部件17的长度。

如图5所示，设将一对处置器具片的转动中心与连杆部件的基端部连结起来的线段投影于基端部的进退轴上的长度为长度L1。此外，设将转动中心与连杆部件的末端部连结起来的线段投影于基端部的进退轴上的长度为长度L2。该长度L1被设定成短于长度L2。

在本实施方式中对此进行说明。在本实施方式中，一对处置器具片的转动中心是指钳子转动轴13的中心轴线。此外，连杆部件的基端部是与连接转动轴19A的位置大致相同的位置。并且，连杆部件的末端部与连杆转动轴16的位置大致相同。因此，长度L1是将钳子转动轴的中心轴线与连杆部件的基端部连结起来的线段投影于基端部的进退轴上的长度。在本实施方式中，该长度L1被设定成短于长度L2。另外，后面对图5中的具体情况进行说明。

根据这样的结构，连接部件19和各连杆部件15、17以及各钳子片11、12作为所谓的肘式机构而发挥作用。因此，通过从把持部14闭合的状态起，进一步地对操作部件20向使操作部件20进退的方向进行操作输入，从而各连杆部件15、17和各钳子片11、12发生弹性变形。并且，与连接部件19连结的各连杆部件的基端部15B、17B沿着操作部件20的轴线X1进行移动。即，基端部的进退轴与轴线X1平行(包括大致平行)。此时，把持部14闭合的外表几乎不发生变化，但把持部14产生的把持力增大。

对上述的把持力增大的具体情况进行说明。图5示意性地示出了第一钳子片11、钳子转动轴13、连杆部件15、连杆转动轴16、连接转动轴19A和操作部件20。如图5所示，当使操作输入Fi作用于操作部件20而使操作部件20后退时，连接转动轴19A后退。于是，基端部的进退轴和连杆部件15在基端侧形成的角度α变大，产生使连杆转动轴16向从操作部件20的轴线离开的方向移动的力Fb。力Fb作为使各钳子片11、12绕钳子转动轴13转动的力而发挥作用，最终在把持部14产生输出Fo。

另外，图5所示的标号la表示各钳子片中比钳子转动轴13靠基端侧的区域的长度。标号lb表示各钳子片中比钳子转动轴13靠末端侧的区域的长度。角度β是指转动轴19A的进退轴与将钳子转动轴13和连杆转动轴16连结起来的直线所形成的角度。此外，第二钳子片12等未图示，但它们也同样地产生输出Fo。

各钳子片11、12中在把持部14产生作用的输出Fo的大小用下述算式1的式子表示。

[算式1]

Fo＝Ficos(90-α+β)la2cos(α)lb]]>

因此，角度α越接近90度，输出Fo越是按照指数函数增大。在理论上，能够使输出Fo无穷大。但是，实际上，当输出Fo成为预定的大小以上时，由于各连杆部件15、17及各钳子片11、12发生塑性变形，因此，由这些部件的屈服应力规定把持力的上限。

考虑所把持的对象物的形状和上述屈服应力来设定形成于罩部件32的长孔33的形状及在操作部件20的进退方向上的尺寸。因此，在把持对象物的状态下，即使操作部件20后退到连接转动轴19A与长孔33的基端接触，各连杆部件15、17和各钳子片11、12也不产生塑性变形。即，长孔33作为使与连接转动轴19A连结的各连杆部件的基端部沿着操作部件20的轴线X1方向移动的引导件而发挥作用。此外，长孔33还作为与连接转动轴19A接触来限制操作部件20的最大后退量的止挡件而发挥作用。

如以上说明的那样，根据本实施方式的处置器具1，由处置部10的各钳子片11、12、各连杆部件15、17和连接部件19构成肘式机构。因此，根据本实施方式的处置器具1，通过进行从把持部14闭合的状态起进一步使操作部件20后退的操作输入，从而即使是比较小的操作输入，也能够高效率地增大把持部14产生的把持力。

此外，各连杆部件15、17经由连杆转动轴16、18和连接转动轴19A而与各钳子片11、12和操作部件20连结，不是经由专利文献2所述的那样的长孔连结。因此，在增大把持力时，各连杆部件15、17不会相对于其它部件滑动。其结果是，不会发生由于滑动而引起的摩擦，操作输入高效率地被传递到处置部，能够高效率地增大把持力。

这里，输出Fo的反作用力作用于操作输入Fi所作用的连接转动轴19A，使得其从操作部件20的轴线离开。但是，由于连接转动轴19A在把持部14的开闭方向上位于连杆转动轴16、18的大致中间，因此作用于各连杆转动轴的输出Fo的反作用力大致沿相反的方向起作用。其结果是，输入Fi和输出Fo相互抵销而大致成为零。因此，贯穿插入于长孔33中的连接转动轴19A不会被强力地按压在长孔33的内表面上，能够抑制产生大的摩擦。

并且，如上述那样，长孔33还作为止挡件而发挥作用。由此，能够防止由于钳子片和连杆部件发生塑性变形、或连接转动轴19A向比连杆转动轴16、18靠基端侧的位置移动而使上述长度L1变成长度L2以上导致肘式机构破裂，适合进行使用。

在本实施方式中，对止挡部为长孔的示例进行了说明，但也可以代替于此而形成为这样的结构：设置不贯通罩部件的槽或凹部作为止挡部，连接转动轴19A插入于槽中。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围。