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SURGERY SUPPORT MANIPULATOR WITH THREE SHAFTS

Patent code P10P006815
Posted date May 21, 2010
Application number P2008-275764
Publication number P2010-099403A
Patent number P5435327
Date of filing Oct 27, 2008
Date of publication of application May 6, 2010
Date of registration Dec 20, 2013
Inventor
  • (In Japanese)荒田 純平
  • (In Japanese)池本 純一
  • (In Japanese)坂口 正道
  • (In Japanese)藤本 英雄
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人 名古屋工業大学
Title SURGERY SUPPORT MANIPULATOR WITH THREE SHAFTS
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a surgery support manipulator using a parallel mechanism allowing all driving means to be arranged on a base.
SOLUTION: Translational connecting linkage for translational operation of a surgical instrument is composed of eight links which are fixed to translational driving shafts rotated by translational driving means formed by fixing one end of the translational connecting linkage to the surgical instrument and the other end to the base.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


近年、外科手術において、患者への負担を軽減するための低侵襲手術が注目されている。低侵襲手術において術者は、内視鏡下の限られた視野のもと手術を行う必要があり、また、手術器具挿入点において動作を拘束された状態で手術を行う必要があるため、緻密で正確な作業を行うことは困難である。
そこで、そのような低侵襲手術における術者の負担を軽減するため、ロボット技術などの工学技術の導入による手術支援に関わる試みが行われている。ロボット技術を用いて患者の体内に手術器具等を挿入する場合、皮膚切開部における機構的不動点を有する手術支援マニピュレータが安全であり有用性が高い。



この種の手術支援マニピュレータの先行技術としては例えば非特許文献1~4があげられる。
【非特許文献1】
Gary S. Guthart and J. Kenneth Salisbury, Jr., “The Intuitive(TM) Telesurgery System: Overview and Application”, Proceedings of the 2000 IEEE International Conference on Robotics & Automation San Francisco, CA April 2000, pp. 618-621, 2000
【非特許文献2】
Baumann R. Maeder W. Glauser D. Clavel R., “The Pantoscope: A SphericalRemote-Center-of-Motion Parallel Manipulator for Force Reflection”, Proceedingsof the 2000 IEEE International Conference on Robotics & Automation,Albuquerque, New Mexico, April, pp.718-723,1997.
【非特許文献3】
藤本英雄、外4名、「パラレルリンク機構を用いた低侵襲手術支援ロボットの開発」、日本ロボット学会2007講演論文集、1J-21、2007
【非特許文献4】
藤本英雄、外4名、「パラレルリンク機構を用いた低侵襲手術支援ロボットの開発」、日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2008講演論文集、1P1-C04、2008

Field of industrial application (In Japanese)


本発明は、低侵襲手術等に用いられる手術支援マニピュレータに関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
ベース(1)と、
前記ベース(1)に固定した2つの術具回転用駆動手段(2,3)と術具並進用駆動手段(4)と、
各前記術具回転用駆動手段(2,3)により回転する2つの術具回転用駆動軸(12,13)と前記術具並進用駆動手段(4)により回転する術具並進用駆動軸(14)と、
各前記術具回転用駆動軸(12,13)回転自在に連結した2つの術具回転用連結連鎖(5、6)前記術具並進用駆動軸(14)に回転自在に連結した術具並進用連結連鎖(7)と、
各前記術具回転用連結連鎖(5,6)に連結した2つの術具回転用エンドプレート(8a、8b)前記術具並進用連結連鎖(7)に連結した術具並進(15)に沿って並進する術具並進用エンドプレート(8c)と、
2つの前記術具回転用エンドプレート(8a、8b)を回転自在に連結し、
前記並進用エンドプレート(8c)を並進自在に連結する術具(9)を備え
前記術具(9)は、2つの前記術具回転用駆動軸の交点である術具回転中心(11)まわり回転することを特徴とするパラレルメカニズムを用いた手術支援マニピュレータ。

【請求項2】
 
前記術具回転用駆動軸(12,13)に固定した2つの前記術具回転用連結連鎖(5,6)のうち少なくとも1つは平行四節リンク(5a、5b、5c、5d)によって構成し、
他方は3本のリンク(6a、6b、6c)を回転自在に直列で連結して構成し、
前記術具回転用連結連鎖(5,6)を構成するリンクをそれぞれ回転自在に連結する回転軸は全て平行かつ前記術具回転用駆動軸(12,13)と垂直な方向になるよう配置し、
各前記術具回転用エンドプレート(8a、8b)は各前記術具回転用連結連鎖(5,6)を構
成するリンクの回転軸と平行な軸まわりに回転するよう各前記術具回転用連結連鎖(5,6)に連結し、
2つの前記術具回転用エンドプレート(8a、8b)は各前記術具回転用連結連鎖(5,6)
と前記術具回転用エンドプレート(8a、8b)を連結する回転軸に直行する前記術具並進軸(15)まわりで回転自在となるよう連結する。
また、前記術具並進用連結連鎖(7)を構成する8つのリンク(7a、7b、7c、7d、7e、7f、7g、7h)は、
前記術具並進用駆動軸(14)である並進用第1軸は術具回転中心通過軸(16)に直行するよう配置し、
並進用第1リンク(7a)は前記並進用第1軸(14a)回転自在にベース1に連結し、並進用第2リンク(7b)は前記並進用第1軸(14a)に直交する並進用第2軸(14b)まわりで回転自在となるよう前記並進用第1リンク(7a)に連結し、
並進用第3リンク(7c)は前記並進用第2軸(14b)に直交し、かつ前記並進用第1軸(14a)と一致しない並進用第3軸(14c)まわりで回転自在となるよう前記並進用第2リンク(7b)に連結し、
並進用第4リンク(7d)は術具回転中心通過軸(16)に配置した、前記並進用第1軸(14a)に平行かつ一致しない並進用第4軸(14d)に回転自在にベース1に連結し、
並進用第5リンク(7e)は前記並進用第4軸(14d)に直行する並進用第5軸(14e)まわりで回転自在となるよう前記並進用第4リンク(7d)に連結し、
並進用第6リンク(7f)は前記並進用第5軸(14e)に直行し、かつ前記並進用第4軸(14d)と一致しない並進用第6軸(14f)まわりで回転自在となるよう前記並進用第5リンク(7e)に連結する。
ここで、前記並進用第2リンク(7b)と前記並進用第3リンク(7c)の長さの和は前記並進用第5リンク(7e)と前記並進用第6リンク(7f)の長さの和と等しくする。
並進用第7リンク(7g)は前記並進用第3軸(14c)に直交する並進用第7a軸(14g)と前記並進用第6軸(14f)に直交する並進用第7b軸(14g′)まわりで回転自在となるよう前記並進用第3リンク(7c)と前記並進用第6リンク(7f)に連結する。
ここで前記並進用第7リンク(7g)は、前記並進用第3軸(14c)と前記並進用第6軸(14f)が常に平行になるよう前記並進用第3リンク(7c)と前記並進用第6リンク(7f)に連結する。
並進用第8リンク(7h)は前記並進用第7a軸(14g)と前記並進用第7b軸(14g′)に平行な並進用第8軸(14h)まわりで回転自在となるよう前記並進用第7リンク(7g)に連結する。
前記術具並進用エンドプレート(8c)は前記並進用第8軸(14h)に平行な並進用第9軸(14j)まわりで回転自在となるよう前記並進用第8リンク(7h)と連結することを特徴とする請求項1記載の手術支援マニピュレータ。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2008275764thum.jpg
State of application right Registered
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