本發(fā)明屬于醫(yī)療器械技術領域，具體涉及一種醫(yī)療處置器具。

背景技術：

以往，在醫(yī)療領域中使用一種醫(yī)療用處置器具，其用于把持著活體組織或手術器具等而進行操作。這些醫(yī)療用處置器具安裝于例如構成主從方式的醫(yī)療用機械手系統(tǒng)的機械手，或貫穿插入于內窺鏡的鉗子用通道中而被導入患者等的體腔內，用于各種操作。

醫(yī)療用處置器具通常具備能夠開閉自如的鉗子部的把持鉗子。在鉗子部，借助于連桿機構而連接有線。線貫穿插入于螺旋護套。當推拉該線而使其在長度方向進退時，鉗子部進行開閉。在上述那樣的把持鉗子中，有要進一步加強鉗子部的把持力的要求，以便能夠牢固地把持縫合針等用具及組織等。

但是，常用的醫(yī)療處置器具中的連桿由長圓孔部和滑動銷連結。并且，通過滑動銷在長圓孔部內滑動而使肘式機構動作。因此，在滑動銷與長圓孔部之間產(chǎn)生摩擦。由此，存在這樣的問題：鉗子不順暢地動作，或者操作輸入的傳遞效率變差。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為克服上述技術不足，提供操作輸入被高效率地傳遞并能夠利用小的操作輸入產(chǎn)生大的把持力的醫(yī)療用處置器具。

為實現(xiàn)上述技術方案，本發(fā)明提供了一種醫(yī)療處置器具，包括：處置部，其具有一對處置器具片，所述一對處置器具片中的至少一方被支承為能夠相對于基體轉動；操作部件，其通過相對于所述基體沿自身的軸線方向進退，從而使所述一對處置器具片轉動而開閉；以及連桿部件，其第一端部與能夠轉動的所述處置器具片連結，第二端部與所述操作部件連結，所述第二端部的進退軸與所述操作部件的軸線平行；所述第二端部的進退軸與第一端部的距離短于所述連桿部件的長度；將所述第二端部與所述一對處置器具片的轉動中心連結起來的線段投影于所述進退軸上的長度，短于將所述第一端部和所述轉動中心連結起來的線段投影于所述進退軸上的長度。

優(yōu)選的，所述連桿部件的所述第一端部在比所述一對處置器具片的轉動中心靠所述操作部件側相連結。

優(yōu)選的，所述醫(yī)療用處置器具還具備止擋部，所述止擋部用于防止在所述操作部件進退時，將所述第二端部與所述轉動中心連結起來的線段投影于所述進退軸上的長度成為將所述第一端部與所述轉動中心連結起來的線段投影于所述進退軸上的長度以上的長度。

優(yōu)選的，所述止擋部是形成于所述基體并沿所述操作部件的進退方向延伸的長孔，將所述第二端部與所述操作部件連結起來的連接轉動軸貫穿插入于所述長孔。

本發(fā)明提供的一種醫(yī)療處置器具的有益效果在于：本醫(yī)療處置器具結構簡單，便于生產(chǎn)加工，也便于調節(jié)安裝，可以提供操作輸入被高效率地傳遞并能夠利用小的操作輸入產(chǎn)生大的把持力。

附圖說明

圖1是示出了應用本發(fā)明的實施方式的醫(yī)療用處置器具的醫(yī)療用機械手系統(tǒng)的結構的一例的圖。

圖2是示出了本發(fā)明的第一實施方式的醫(yī)療用處置器具的末端側的圖。

圖3是示出了本發(fā)明的第一實施方式的醫(yī)療用處置器具的末端側內部的圖。

圖4是示出了本發(fā)明的第一實施方式的醫(yī)療用處置器具的處置部打開的狀態(tài)的圖。

圖5是用于對把持力增大的構造進行說明的示意圖。

具體實施方式

下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。本領域普通人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，均屬于本發(fā)明的保護范圍。

實施例：一種醫(yī)療處置器具。

下面，對本發(fā)明的第一實施方式進行說明，在這之前先對應用本實施方式的醫(yī)療用處置器具(下面，簡稱為“處置器具”)和機械手的醫(yī)療用機械手系統(tǒng)的一例進行說明。

圖1是示出醫(yī)療用機械手系統(tǒng)的一例的圖，示出了主從方式的醫(yī)療用機械手系統(tǒng)。主從方式的醫(yī)療用機械手系統(tǒng)具有由主臂和從臂構成的兩種臂。主從方式的醫(yī)療用機械手系統(tǒng)是隨從于主臂的動作而遠程控制從臂的系統(tǒng)。作為該從臂，能夠應用本實施方式的機械手。

圖1所示的醫(yī)療用機械手系統(tǒng)具有手術臺100、從臂(機械手)200a～200d、從控制電路400、主臂500a、500b、操作部600、輸入處理電路700、圖像處理電路800以及顯示器900a、900b。

手術臺100是載置作為觀察/處置的對象的患者P的臺。在手術臺100的附近設置有多個從臂200a、200b、200c、200d。另外，也可以在手術臺100設置從臂200a～200d。

各從臂200a、200b、200c、200d構成為分別具有多個多自由度關節(jié)。并且，通過使各多自由度關節(jié)彎曲而相對于載置在手術臺100上的患者P對安裝于從臂200a～200d的末端側(朝向患者P的體腔的一側)的處置器具等進行定位。利用未圖示的動力部單獨地驅動各多自由度關節(jié)。作為動力部，例如可以采用具有伺服機構的馬達(伺服馬達)，該伺服機構具備增量式編碼器及減速器等。利用從控制電路400進行動力部的動作控制。

從臂200a～200d還具有用于對所安裝的處置器具240a～240d進行驅動的多個動力部(未圖示)。該動力部也可以采用例如伺服馬達。利用從控制電路400進行動力部的動作控制。

在從臂200a～200d的動力部被驅動的情況下，利用位置檢測器檢測動力部的驅動量。將來自位置檢測器的檢測信號輸入到從控制電路400，根據(jù)該檢測信號在從控制電路400中檢測從臂200a～200d的驅動量。

手術用動力傳遞適配器(下面，簡稱為“適配器”)220a、220b、220c、220d介于從臂200a、200b、200c、200d與處置器具240a、240b、240c、240d之間而將從臂200a、200b、200c、200d與處置器具240a、240b、240c、240d分別連接起來。適配器220a～220d構成為：分別具有直動機構，通過直動運動而將在對應的從臂的動力部產(chǎn)生的動力傳遞給對應的處置器具。

從控制電路400構成為具有例如CPU及存儲器等。從控制電路400存儲用于對從臂200a～200d進行控制的預定的程序。從控制電路400根據(jù)來自輸入處理電路700的控制信號來控制從臂200a～200d或處置器具240a～240d的動作。即，從控制電路400根據(jù)來自輸入處理電路700的控制信號來確定由操作者Op操作的主臂的操作對象的從臂(或處置器具)。接著，從控制電路400運算使所確定的從臂等進行與操作者Op的主臂的操作量對應的動作所需的驅動量。

進而，從控制電路400根據(jù)計算出的驅動量來控制主臂的操作對象的從臂等的動作。此時，從控制電路400向對應的從臂輸入驅動信號。并且，從控制電路400接收檢測信號來控制驅動信號的大小及極性，使得操作對象的從臂的驅動量成為目標的驅動量，其中，該檢測信號是根據(jù)對應的從臂的動作從動力部的位置檢測器輸入的。

主臂500a、500b由多個連桿機構構成。在構成連桿機構的各連桿設置有例如增量式編碼器等位置檢測器。通過該位置檢測器檢測各連桿的動作，在輸入處理電路700中檢測主臂500a、500b的操作量。

圖1中的醫(yī)療用機械手系統(tǒng)是采用兩只主臂500a、500b來操作四只從臂的系統(tǒng)。因此，需要適當?shù)貙χ鞅鄣牟僮鲗ο蟮膹谋圻M行切換。通過例如操作者Op對操作部600的操作來進行這樣的切換。當然，若通過使主臂的只數(shù)與從臂的只數(shù)相同而使操作對象為一對一的對應，則無需進行這樣的切換。

操作部600具有用于對主臂500a、500b的操作對象的從臂進行切換的切換按鈕、變更主與從的動作比率的比率變更開關、用于使系統(tǒng)緊急停止的腳踏開關等各種操作部件。在操作者Op操作了構成操作部600的任一操作部件的情況下，從操作部600向輸入處理電路700輸入與對應的操作部件的操作相應的操作信號。

輸入處理電路700對來自主臂500a、500b的操作信號和來自操作部600的操作信號進行解析。并且，輸入處理電路700根據(jù)操作信號的解析結果而生成用于控制本醫(yī)療用機械手系統(tǒng)的控制信號并將其輸入到從控制電路400。

圖像處理電路800實施用于顯示由從控制電路400輸入的圖像信號的各種圖像處理，并生成用于在操作者用顯示器900a、助手用顯示器900b中顯示的圖像數(shù)據(jù)。操作者用顯示器900a和助手用顯示器900b由例如液晶顯示器構成，并基于圖像數(shù)據(jù)顯示圖像，該圖像數(shù)據(jù)是根據(jù)經(jīng)由觀察器具取得的圖像信號在圖像處理電路800中生成的。

根據(jù)如上述那樣構成的醫(yī)療用機械手系統(tǒng)，當操作者Op操作主臂500a、500b時，對應的從臂和安裝于從臂的處置器具與主臂500a、500b的動作對應地進行動作。由此，能夠對患者P進行所希望的操作。

下面，對本實施方式的處置器具1進行說明。圖2是示出處置器具1的末端側的圖。圖3是示出處置器具1的末端側內部的圖。能夠將處置器具1作為上述的處置器具240a～240d而安裝于從臂200a～200d。如圖2和圖3所示那樣，處置器具1具備：用于進行各種處置的處置部10；用于操作處置部10的操作部件20；和供操作部件20貫穿插入的護套部30。

處置部10具備由第一鉗子片11和第二鉗子片12構成的一對鉗子片(處置器具片)。第一鉗子片11和第二鉗子片12由鉗子轉動軸13以能夠相互轉動的方式連結。在第一鉗子片11和第二鉗子片12中，比鉗子轉動軸13靠末端側的區(qū)域構成把持部14，所述把持部14進行開閉來把持體內組織及手術器具等對象物。

連桿部件15的末端部(第一端部)15A經(jīng)由連桿轉動軸16，以能夠相對于第一鉗子片11轉動的方式與成為把持部14的相反側的第一鉗子片11的基端側連結。同樣地，連桿部件17的末端部(第一端部)17A經(jīng)由連桿轉動軸18，以能夠相對于第二鉗子片12轉動的方式與第二鉗子片12的基端側連結。

連桿轉動軸16、18的軸線均與鉗子轉動軸13的軸線平行。此外，各連桿部件15、17的各末端部15A、17A在比鉗子轉動軸13靠操作部件20側相連結。

連桿部件15、17的基端部(第二端部)15B、17B經(jīng)由連接轉動軸19A能夠轉動地與連接部件19連接。連接轉動軸19A的軸線與鉗子轉動軸13和連桿轉動軸16、18平行，各連桿部件15、17相對于連接部件19能夠相對轉動。

連接部件19由金屬等形成，在末端側具有連接轉動軸19A。連接部件19的基端側是形成為大致圓筒狀的操作部件連接部19B。操作部件20的末端部插入于操作部件連接部19B內并通過焊接或粘接或鉚接等而被連接成一體。

操作部件20是長條的部件，其具有能夠將基端部的進退操作傳遞到末端部的程度的剛性。操作部件20的末端部被插入到連接部件19的操作部件連接部19B，從而操作部件20與處置部10的基端側的連接部件19連接成一體。

護套部30具備形成為筒狀的護套31。操作部件20能夠進退地貫穿插入護套部30。在本實施方式中，作為護套31，采用具有撓性的已知的螺旋護套。

如圖2所示，在護套31的末端部安裝有由金屬等形成的罩部件(基體)32。在罩部件32固定有鉗子轉動軸13。即，第一鉗子片11和第二鉗子片12被支承為能夠相對于罩部件32轉動，鉗子轉動軸13被固定成相對于護套部30不移動。

此外，如圖2所示，在罩部件32形成有沿著操作部件20的軸線X1延伸的長孔(止擋部)33。連接轉動軸19A貫穿插入于長孔33。當使操作部件20沿軸線X1方向進退時，與連接轉動軸19A連結的各連桿部件的基端部15B、17B沿著長孔33移動。下面，將包括操作部件20進退時的連接轉動軸19A的軌跡在內的直線稱為“基端部的進退軸”。

以安裝于上述的從臂200a～200d之一的情況為例對如上述那樣構成的處置器具1使用時的動作進行說明。

首先，操作者Op將處置器具1安裝于所希望的從臂，并將操作部件20的基端部與從臂的適配器連接。

當操作者Op對對應的主臂進行預定的操作時，經(jīng)由從控制電路400驅動從臂的動力部。在動力部產(chǎn)生的動力被適配器轉換成直動運動，通過直動運動使操作部件20沿著軸線X1方向進退。

當操作部件20前進時，與操作部件20連接的連接部件19相對于護套部30前進。但是，由于鉗子轉動軸13被固定于罩部件32，因此鉗子轉動軸13相對于護套部30不前進。由此，連接轉動軸19A接近鉗子轉動軸13，連桿部件15、17相對于各鉗子片11、12和連接部件19轉動。其結果是，第一鉗子片11和第二鉗子片12以鉗子轉動軸13為中心轉動，如圖4所示，把持部14打開。

當操作部件20后退時，連接轉動軸19A從鉗子轉動軸13離開，通過與上述動作相反的動作使把持部14閉合。因此，通過使操作部件20相對于罩部件32沿著軸線X1方向進退，使把持部14開閉，從而能夠進行把持對象組織、或對彎針及縫合針等處置所需的用具等進行把持等所希望的操作。

圖3示出了在比鉗子轉動軸13靠末端側處第一鉗子片11和第二鉗子片12接觸、把持部14閉合的狀態(tài)。在該把持部14閉合的狀態(tài)下，連接轉動軸19A位于比各連桿轉動軸16、18靠末端側的位置。即，各連桿部件15、17的基端部15B、17B位于比末端部15A、17A靠末端側的位置。

此外，各連桿部件15、17的基端部15B、17B的進退軸與連桿轉動軸16的距離短于連桿部件15的長度。同樣地，基端部的進退軸與連桿轉動軸18的距離短于連桿部件17的長度。

如圖5所示，設將一對處置器具片的轉動中心與連桿部件的基端部連結起來的線段投影于基端部的進退軸上的長度為長度L1。此外，設將轉動中心與連桿部件的末端部連結起來的線段投影于基端部的進退軸上的長度為長度L2。該長度L1被設定成短于長度L2。

在本實施方式中對此進行說明。在本實施方式中，一對處置器具片的轉動中心是指鉗子轉動軸13的中心軸線。此外，連桿部件的基端部是與連接轉動軸19A的位置大致相同的位置。并且，連桿部件的末端部與連桿轉動軸16的位置大致相同。因此，長度L1是將鉗子轉動軸的中心軸線與連桿部件的基端部連結起來的線段投影于基端部的進退軸上的長度。在本實施方式中，該長度L1被設定成短于長度L2。另外，后面對圖5中的具體情況進行說明。

根據(jù)這樣的結構，連接部件19和各連桿部件15、17以及各鉗子片11、12作為所謂的肘式機構而發(fā)揮作用。因此，通過從把持部14閉合的狀態(tài)起，進一步地對操作部件20向使操作部件20進退的方向進行操作輸入，從而各連桿部件15、17和各鉗子片11、12發(fā)生彈性變形。并且，與連接部件19連結的各連桿部件的基端部15B、17B沿著操作部件20的軸線X1進行移動。即，基端部的進退軸與軸線X1平行(包括大致平行)。此時，把持部14閉合的外表幾乎不發(fā)生變化，但把持部14產(chǎn)生的把持力增大。

對上述的把持力增大的具體情況進行說明。圖5示意性地示出了第一鉗子片11、鉗子轉動軸13、連桿部件15、連桿轉動軸16、連接轉動軸19A和操作部件20。如圖5所示，當使操作輸入Fi作用于操作部件20而使操作部件20后退時，連接轉動軸19A后退。于是，基端部的進退軸和連桿部件15在基端側形成的角度α變大，產(chǎn)生使連桿轉動軸16向從操作部件20的軸線離開的方向移動的力Fb。力Fb作為使各鉗子片11、12繞鉗子轉動軸13轉動的力而發(fā)揮作用，最終在把持部14產(chǎn)生輸出Fo。

另外，圖5所示的標號la表示各鉗子片中比鉗子轉動軸13靠基端側的區(qū)域的長度。標號lb表示各鉗子片中比鉗子轉動軸13靠末端側的區(qū)域的長度。角度β是指轉動軸19A的進退軸與將鉗子轉動軸13和連桿轉動軸16連結起來的直線所形成的角度。此外，第二鉗子片12等未圖示，但它們也同樣地產(chǎn)生輸出Fo。

各鉗子片11、12中在把持部14產(chǎn)生作用的輸出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，輸出Fo越是按照指數(shù)函數(shù)增大。在理論上，能夠使輸出Fo無窮大。但是，實際上，當輸出Fo成為預定的大小以上時，由于各連桿部件15、17及各鉗子片11、12發(fā)生塑性變形，因此，由這些部件的屈服應力規(guī)定把持力的上限。

考慮所把持的對象物的形狀和上述屈服應力來設定形成于罩部件32的長孔33的形狀及在操作部件20的進退方向上的尺寸。因此，在把持對象物的狀態(tài)下，即使操作部件20后退到連接轉動軸19A與長孔33的基端接觸，各連桿部件15、17和各鉗子片11、12也不產(chǎn)生塑性變形。即，長孔33作為使與連接轉動軸19A連結的各連桿部件的基端部沿著操作部件20的軸線X1方向移動的引導件而發(fā)揮作用。此外，長孔33還作為與連接轉動軸19A接觸來限制操作部件20的最大后退量的止擋件而發(fā)揮作用。

如以上說明的那樣，根據(jù)本實施方式的處置器具1，由處置部10的各鉗子片11、12、各連桿部件15、17和連接部件19構成肘式機構。因此，根據(jù)本實施方式的處置器具1，通過進行從把持部14閉合的狀態(tài)起進一步使操作部件20后退的操作輸入，從而即使是比較小的操作輸入，也能夠高效率地增大把持部14產(chǎn)生的把持力。

此外，各連桿部件15、17經(jīng)由連桿轉動軸16、18和連接轉動軸19A而與各鉗子片11、12和操作部件20連結，不是經(jīng)由專利文獻2所述的那樣的長孔連結。因此，在增大把持力時，各連桿部件15、17不會相對于其它部件滑動。其結果是，不會發(fā)生由于滑動而引起的摩擦，操作輸入高效率地被傳遞到處置部，能夠高效率地增大把持力。

這里，輸出Fo的反作用力作用于操作輸入Fi所作用的連接轉動軸19A，使得其從操作部件20的軸線離開。但是，由于連接轉動軸19A在把持部14的開閉方向上位于連桿轉動軸16、18的大致中間，因此作用于各連桿轉動軸的輸出Fo的反作用力大致沿相反的方向起作用。其結果是，輸入Fi和輸出Fo相互抵銷而大致成為零。因此，貫穿插入于長孔33中的連接轉動軸19A不會被強力地按壓在長孔33的內表面上，能夠抑制產(chǎn)生大的摩擦。

并且，如上述那樣，長孔33還作為止擋件而發(fā)揮作用。由此，能夠防止由于鉗子片和連桿部件發(fā)生塑性變形、或連接轉動軸19A向比連桿轉動軸16、18靠基端側的位置移動而使上述長度L1變成長度L2以上導致肘式機構破裂，適合進行使用。

在本實施方式中，對止擋部為長孔的示例進行了說明，但也可以代替于此而形成為這樣的結構：設置不貫通罩部件的槽或凹部作為止擋部，連接轉動軸19A插入于槽中。

以上內容是結合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術領域的技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干等同替代或明顯變型，而且性能或用途相同，都應當視為屬于本發(fā)明的保護范圍。