特表 2023-518428 血管介入用の弾性収束セルフセンタリング平板把持機能を備えたマニピュレータフィンガー

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-05-01

(54)【発明の名称】血管介入用の弾性収束セルフセンタリング平板把持機能を備えたマニピュレータフィンガー

(51)【国際特許分類】

   A61B 34/37 20160101AFI20230424BHJP

   B25J 15/08 20060101ALI20230424BHJP

【ＦＩ】

A61B34/37

B25J15/08 C

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022556085

(86)(22)【出願日】2020-04-07

(85)【翻訳文提出日】2022-09-16

(86)【国際出願番号】 CN2020083458

(87)【国際公開番号】W WO2021184443

(87)【国際公開日】2021-09-23

(31)【優先権主張番号】202010188608.7

(32)【優先日】2020-03-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】522287673

【氏名又は名称】上海奥朋医▲療▼科技有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】110002527

【氏名又は名称】弁理士法人北斗特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】王 坤▲東▼

(72)【発明者】

【氏名】▲陸▼ 清声

(72)【発明者】

【氏名】周 官林

(72)【発明者】

【氏名】▲劉▼ 道志

(72)【発明者】

【氏名】▲劉▼ 奕▲コン▼

(72)【発明者】

【氏名】▲虞▼ 忠▲偉▼

【テーマコード（参考）】

3C707

【Ｆターム（参考）】

3C707AS35

3C707ET08

3C707EU01

3C707EV03

3C707HS27

(57)【要約】

本発明は、カテーテルガイドワイヤなどの器材を把持する血管介入用のマニピュレータフィンガーを提供し、左把持平板、右把持平板、左収束片、右収束片、直線推進機構及びフレームを含み、直線推進機構はフレームに取り付けられ、左把持平板と右把持平板は対向して設けられ、両方とも直線推進機構に設けられ、左収束片と右収束片はそれぞれ左把持平板と右把持平板に設けられ、直線推進機構は、左把持平板と右把持平板を駆動して互いに向かって移動させるか又は反対方向に移動させる。本発明は、直径変化範囲の広い介入器材の適応把持を実現でき、現在臨床的に使用されている介入器材との互換性が良好であり、機能が高く、汎用性が高く、構造がコンパクトであるという特徴を有する。本発明の平板把持面は、格子状の微細構造を有し、弾性材料を用い、介入器材を安全かつ確実に維持でき、破損することなく把持できる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

左把持平板と、右把持平板と、左収束片と、右収束片と、直線推進機構と、フレームと、を含み、
前記直線推進機構は、前記フレームに取り付けられ、
前記左把持平板と前記右把持平板は対向して設けられ、両方とも前記直線推進機構に設けられ、
前記左収束片は、前記左把持平板に設けられ、前記右収束片は、前記右把持平板に設けられ、
前記直線推進機構は、前記左把持平板と前記右把持平板を駆動して、前記左把持平板と前記右把持平板を互いに向かって移動させるか又は反対方向に移動させる、
血管介入用の弾性収束セルフセンタリング平板把持機能を備えたマニピュレータフィンガー。

【請求項2】

前記左収束片は、前記左把持平板の両側に設けられ、前記右収束片は、前記右把持平板の両側に設けられ、前記左収束片の把持面と前記右収束片の把持面は、対向して設けられる、
請求項１に記載の血管介入用の弾性収束セルフセンタリング平板把持機能を備えたマニピュレータフィンガー。

【請求項3】

前記直線推進機構は、駆動モータと、制限ガイドレールと、調整スクリューと、移動ユニットと、を含み、
前記移動ユニットに制限孔及び螺旋孔が設けられ、前記制限孔と前記螺旋孔の軸線方向は同じであり、
前記制限ガイドレールは、前記制限孔に設けられ、前記調整スクリューは、前記螺旋孔に設けられ、
前記調整スクリューは、回転移動により前記移動ユニットを前記制限ガイドレール上で往復移動させ、
前記駆動モータの出力端は、ギアを介して前記調整スクリューの端部と噛み合い、前記駆動モータは、前記ギアを介して前記調整スクリューを回転させる、
請求項１に記載の血管介入用の弾性収束セルフセンタリング平板把持機能を備えたマニピュレータフィンガー。

【請求項4】

前記制限ガイドレール、前記調整スクリュー及び前記移動ユニットは、いずれも２つずつ設けられ、
前記左把持平板と前記右把持平板は、それぞれ１つの移動ユニットに取り付けられる、
請求項３に記載の血管介入用の弾性収束セルフセンタリング平板把持機能を備えたマニピュレータフィンガー。

【請求項5】

前記移動ユニットには、制限ブロックが設けられ、前記左把持平板の底部と前記右把持平板の底部には、取付溝が設けられ、前記左把持平板と前記右把持平板は、前記制限ブロックを介して前記取付溝に挿入されて前記移動ユニットに設けられる、
請求項３に記載の血管介入用の弾性収束セルフセンタリング平板把持機能を備えたマニピュレータフィンガー。

【請求項6】

前記制限ブロックの上端に弾性ロック片が設けられ、前記取付溝の内壁に制限貫通孔が設けられ、前記制限ブロックが前記取付溝に挿入されるとき、前記弾性ロック片は、前記制限貫通孔に係合されて前記左把持平板又は前記右把持平板と前記移動ユニットとの間の固定接続を実現する、
請求項５に記載の血管介入用の弾性収束セルフセンタリング平板把持機能を備えたマニピュレータフィンガー。

【請求項7】

アンロックプラグをさらに含み、前記アンロックプラグは、前記制限貫通孔に延在して前記弾性ロック片を前記制限貫通孔から押し離すことができる、
請求項６に記載の血管介入用の弾性収束セルフセンタリング平板把持機能を備えたマニピュレータフィンガー。

【請求項8】

前記フレームは、底板と、前記底板の両側に設けられた互いに平行な側板と、を含み、前記制限ガイドレールと前記調整スクリューの両方は、前記底板の両側の前記側板に取り付けられる、
請求項３に記載の血管介入用の弾性収束セルフセンタリング平板把持機能を備えたマニピュレータフィンガー。

【請求項9】

前記左収束片の把持面と前記右収束片の把持面は、弾性的に設定された把持面である、
請求項１に記載の血管介入用の弾性収束セルフセンタリング平板把持機能を備えたマニピュレータフィンガー。

【請求項10】

前記左収束片の把持面と前記右収束片の把持面には、ストライプが設けられる、
請求項１に記載の血管介入用の弾性収束セルフセンタリング平板把持機能を備えたマニピュレータフィンガー。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、医療機器の分野に関し、具体的には血管介入用の弾性収束セルフセンタリング平板把持機能を備えたマニピュレータフィンガーに関する。

【背景技術】

【0002】

血管介入手術ロボットは、放射線による医師の損傷を回避でき、正確な操作を実現できるマスタースレーブ式の遠隔操作ロボットシステムである。マスタースレーブ式の介入手術ロボットのマスターハンドは、例えば器材の把持、器材の押し及び器材の回転などの医師の動作命令を送信し、スレーブハンドはこれらの動作を実現する役割を果たす。器材の把持は非常に重要な過程である。医師は、器材を操作するとき、先ず指で器材を把持し、次に回転又は押し動作を行う。把持のためのマニピュレータフィンガーは、常に２本指のマニピュレータを使用し、器材が適切な力で把持されることを確保する必要があり、力が大きすぎると、器材の表面が破壊される可能性があり、力が小さすぎると、器材が操作時にスリップし、また、把持器が現在市場で臨床的に普及に成功している数千種類の器材との互換性を考慮する必要があるには技術的な挑戦も存在する。

【0003】

現在、血管介入用手術ロボットの器材の把持は、例えばフランスＣａｔｈｅｔｅｒ Ｒｏｂｏｔｉｃｓ社、米国ＣｏｒＰａｔｈ社の製品など、基本的に２つのローラ対圧又は２つの平面トラック対圧の方式を用いる。最大の問題は、このような把持方法は現在市場に出回っている多様な介入器材との互換性がなく、ひいてはロボットの専用器材が必要であり、これらが血管介入手術ロボットの使用範囲を最大限に制限することである。中国国内では、中国科学院自動化研究所は、ローラ転動方式を用いて把持し、北京理工大学は、ギア押出式のカテーテルガイドワイヤ把持方法を開発し、器材が１つの閉鎖された専用通路を貫通する必要がある。

【0004】

様々なデータから見れば、血管介入手術ロボットの介入器材の把持方法にはまだ緊急に解決すべき多くの問題が存在し、先ず、把持ハンドは、良好な互換性を有する必要があり、最も細かいカテーテルガイドワイヤから大型ブラケットのハンドルまでの把持を含み、良好な互換性はロボットの操作汎用性を向上させ、次に、把持ハンドは、器材を容易に挿入する必要があり、好ましくは、閉鎖構造ではなく開放構造であり、さらに、把持ハンドは、適応センタリングを行うことができる必要があり、すなわち異なる種類の器材に対して、器材の中心点は交換前後に不変性を有し、これは、手術中に常に複数の把持ハンドが必要であり、自動センタリング能力により複数種の器材の使用時の同軸性を確保するためであり、最後に、把持前端を取り外しやすくなるように設計する必要があり、一度使用した後に廃棄するか又は消毒して再利用でき、臨床手術の清潔要件を満たす。

【0005】

出願番号が２０１７１０４１４３８０．７の発明特許には、遠隔操作血管介入手術ロボットシステム及び方法が開示されており、吊り上げ部、近端操作部及び遠端操作部を含み、前記近端操作部は前記吊り上げ部に取り付けられ、前記遠端操作部は前記近端操作部を駆動することに用いられ、前記近端操作部は三次元空間内で移動又は回転することができる。本発明は、構造がコンパクトであり、操作が柔軟で機動性が高く、一般的な臨床介入手術の操作需要を満たし、遠端操作部によりマニピュレータを制御して手術を行い、操作が柔軟で正確であり、介入手術の品質を向上させ、遠端操作部によりマニピュレータを制御して手術を行い、介入科医を放射線環境から解放し、累積放射線による損傷を低減させるという利点を有する。しかし、上記特許は、操作が複雑で互換性が低い。

【発明の概要】

【0006】

従来技術における欠陥に対して、本発明の目的は、血管介入用の弾性収束セルフセンタリング平板把持機能を備えたマニピュレータフィンガーを提供することである。

【0007】

本発明に係る血管介入用の弾性収束セルフセンタリング平板把持機能を備えたマニピュレータフィンガーは、左把持平板、右把持平板、左収束片、右収束片、直線推進機構及びフレームを含み、
直線推進機構はフレームに取り付けられ、
左把持平板と右把持平板は対向して設けられ、両方とも直線推進機構に設けられ、
左収束片と右収束片はそれぞれ左把持平板と右把持平板に設けられ、
直線推進機構は、左把持平板と右把持平板を駆動して互いに向かって移動させるか又は反対方向に移動させる。

【0008】

好ましくは、前記左収束片は左把持平板の両側に設けられ、前記右収束片は右把持平板の両側に設けられ、左収束片と右収束片の把持面は対向して設けられる。

【0009】

好ましくは、前記直線推進機構は、駆動モータ、制限ガイドレール、調整スクリュー及び移動ユニットを含み、
移動ユニットに制限孔及び螺旋孔が設けられ、制限孔と螺旋孔の軸線方向は同じであり、
制限ガイドレールと調整スクリューはそれぞれ制限孔と螺旋孔内に設けられ、
調整スクリューは、回転移動により移動ユニットを制限ガイドレール上で往復移動させ、
駆動モータの出力端はギアを介して調整スクリューの端部と噛み合い、駆動モータはギアを介して調整スクリューを回転させる。

【0010】

好ましくは、前記制限ガイドレール、調整スクリュー及び移動ユニットはいずれも２つ設けられ、
左把持平板と右把持平板はそれぞれ１つの移動ユニットに取り付けられる。

【0011】

好ましくは、前記移動ユニットに制限ブロックが設けられ、前記左把持平板と右把持平板の底部に取付溝が設けられ、左把持平板と右把持平板は、制限ブロックを介して前記取付溝に挿入されて前記移動ユニットに設けられる。

【0012】

好ましくは、前記制限ブロックの上端に弾性ロック片が設けられ、前記取付溝の内壁に制限貫通孔が設けられ、制限ブロックが取付溝に挿入されるとき、弾性ロック片は、前記制限貫通孔に係合されて左把持平板又は右把持平板と移動ユニットとの間の固定接続を実現する。

【0013】

好ましくは、アンロックプラグをさらに含み、前記アンロックプラグは、前記制限貫通孔に延在して前記弾性ロック片を前記制限貫通孔から押し離すことができる。

【0014】

好ましくは、前記フレームは、底板及び底板の両側に設けられた互いに平行な側板を含み、制限ガイドレールと調整スクリューの両方は底板の両側の側板に取り付けられる。

【0015】

好ましくは、前記左収束片と右収束片の把持面は弾性的に設定された把持面である。

【0016】

好ましくは、前記左収束片と右収束片の把持面にストライプが設けられる。

【0017】

従来技術と比較して、本発明は以下の有益な効果を有する。

【0018】

１、本発明は、直径変化範囲の広い介入器材の適応把持を実現でき、現在臨床的に使用されている介入器材との互換性が良好であり、機能が高く、汎用性が高く、構造がコンパクトであるという特徴を有する。

【0019】

２、本発明の平板把持面は、格子状の微細構造を有し、弾性材料を用い、介入器材を安全かつ確実に維持でき、破損することなく把持できる。

【0020】

３、本発明は、Ｖ字型の収束弾性片により器材を自動的にセンタリングし、把持中心が把持板に対して固定され、器材の直径が異なるため中心が変化することはなく、ガイドワイヤのカテーテル内での操作が容易である。

【0021】

４、本発明の把持平板は、取り外し可能に設計され、臨床的に使用されるときに廃棄でき、無菌清潔処理又は消毒処理が容易である。

【0022】

以下の図面を参照して非限定的な実施例に対して行われた詳細な説明を閲読することにより、本発明の他の特徴、目的及び利点はより明らかになる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】図１は本発明の構造模式図である。

【図2】図２は本発明の平板着脱の内部構造の模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、具体的な実施例を参照しながら、本発明を詳細に説明する。以下の実施例は、当業者が本発明をさらに理解するのを助けるためのものであるが、本発明を任意の形で制限するものではない。なお、当業者であれば、本発明の構想から逸脱することなく、さらに複数の変化や改良を行うことができる。これらはいずれも本発明の保護範囲に属するものとする。

【0025】

図１及び図２に示すように、本発明に係る血管介入用の弾性収束自動センタリング平板把持機能を備えたマニピュレータフィンガーは、左収束片２、左把持平板３、右収束片１５、右把持平板１６、フレーム９及び直線推進機構を含み、前記直線推進機構は、前スクリュー１１、前移動ユニット１３、前ガイドレール５、前ギア７、後スクリュー１２、後移動ユニット４、後ガイドレール１４、後ギア６、モータギア８及びモータ１０を含む。図１を例にとると、本発明は、紙面に垂直な外向きの方向を前方向とし、紙面に垂直な内向きの方向を後方向とする。直線推進機構はフレーム９に取り付けられ、前記フレーム９は、底板及び底板の両側に設けられた互いに平行な側板を含み、前ガイドレール５、前スクリュー１１、後ガイドレール１４、後スクリュー１２はいずれも底板の両側の側板に取り付けられる。左収束片２は、一対があり、左把持平板３の前後の２つの側辺に取り付けられ、左把持平板３は後移動ユニット４に取り付けられ、後移動ユニット４は後スクリュー１２とねじ込まれ、後ガイドレール１４により回転を停止し、後ギア６は後スクリュー１２の端部に固定して取り付けられ、右収束片１５は右把持平板１６の側辺に取り付けられ、右把持平板１６は前移動ユニット１３に取り付けられ、前移動ユニット１３は前スクリュー１１とねじ込まれ、前ガイドレール５により回転を停止し、前ギア７は前スクリュー１１の端部に取り付けられる。後移動ユニット４と前移動ユニット１３を別々に取り付ける設計方法は、後移動ユニット４と前移動ユニット１３の長さを長くすることを確保し、介入器材１の押し引き及び押し締めに起因して移動が止まるのを防止することができる。

【0026】

さらに、左把持平板３と右把持平板１６は互いに向かって移動して介入器材１を把持し、左収束片２と右収束片１５はＶ字型の構造を有し、介入器材１を収束するとともにそれを自動的にセンタリングさせる。介入器材１の直径が非常に小さいと、左収束片２と右収束片１５は互いに押出され、左把持平板３、右把持平板１６の把持面と同一の水平面にあるように変形することができる。左把持平板３、右把持平板１６の把持面は、弾性把持面として設定され、把持面は介入器材１と柔軟に接触して、破損を防止し、把持面にはメッシュ状のストライプエンボスが追加され、摩擦力を増加させ、スリップを防止する。

【0027】

さらに、前移動ユニット１３と後移動ユニット４の構造は同じである。後移動ユニット４を例にとると、後移動ユニット４に制限ブロックが設けられ、前記左把持平板３の底部に取付溝が設けられ、左把持平板３は、制限ブロックを介して前記取付溝に挿入されて前記後移動ユニット４に設けられる。制限ブロックの上端に弾性ロック片３０３が設けられ、前記取付溝の内壁に制限貫通孔が設けられ、制限ブロックが取付溝に挿入されるとき、弾性ロック片３０３は、前記制限貫通孔に係合されて左把持平板又は右把持平板と移動ユニットとの間の固定接続を実現する。左把持平板３にアンロックプラグ３０１が設けられ、前記アンロックプラグ３０１は、前記制限貫通孔に延在して前記弾性ロック片３０１を前記制限貫通孔から押し離すことができ、復帰ばね３０２は、アンロックプラグ３０１を左把持平板３に連結固定することに用いられる。左把持平板３、右把持平板１６は、使用後に消毒して再利用されるか、又は使い捨ての消耗品として廃棄される。

【0028】

さらに、前ギア７、後ギア６は同時にモータ１０の出力軸に取り付けられたモータギア８と噛み合う。前スクリュー１１、後スクリュー１２はフレーム９に平行に取り付けられ、２つのスクリューのねじ旋回方向が反対であり、スクリューの前ギア７、後ギア６を駆動してモータ１０のモータギア８と同時に噛み合って回転させるとき、前スクリュー１１、後スクリュー１２は、同時に同じ方向に回転し、後移動ユニット４と前移動ユニット１３は、同時に互いに向かって移動するか又は反対方向に移動して、介入器材１のセンタリング把持及び解放を実現する。

【0029】

変形例として、前ギア７と後ギア６は互いに噛み合った後、そのうちの一方のギアは前記モータ１０の出力軸のモータギア８と噛み合い、かつ前スクリュー１１と後スクリュー１２のねじ旋回方向が同じである。

【0030】

好ましい例を例にとると、本発明の作動プロセスは以下のとおりである。モータ１０が回転するとき、モータギア８は前ギア７と後ギア６を同じ方向に回転させ、前スクリュー１１と後スクリュー１２のねじ旋回方向が反対であるため、前移動ユニット１３と後移動ユニット４は前ガイドレール５と後ガイドレール１４上で反対方向に向かって同時に移動し、前スクリュー１１と後スクリュー１２のねじ距離が等しく、移動距離、速度が等しい。左把持平板３と右把持平板１６が互いに接近するとき、左収束片２と右収束片１５は、介入器材１を自動的にセンタリングし、所定の距離まで接近すると安定した把持を実現する。

【0031】

以上、本発明の具体的な実施例を説明する。理解されるように、本発明は、上記特定の実施形態に限定されず、当業者は、本発明の実質的内容に影響を与えることなく、特許請求の範囲内に様々な変化や修正を行うことができる。矛盾がない場合、本願の実施例と実施例における特徴を任意に互いに組み合わせることができる。

【符号の説明】

【0032】

１ 介入器材
２ 左収束片
３ 左把持平板
３０１ アンロックプラグ
３０２ 復帰ばね
３０３ 弾性ロック片
４ 後移動ユニット
５ 前ガイドレール
６ 後ギア
７ 前ギア
８ モータギア
９ フレーム
１０ モータ
１１ 前スクリュー
１２ 後スクリュー
１３ 前移動ユニット
１４ 後ガイドレール
１５ 右収束片
１６ 右把持平板

【図1】

【図2】

【国際調査報告】