(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
臓器に接触する複数の接触部と、
前記臓器に処置を施す術具と、
前記接触部を支持する接触部支持部と、
少なくとも１自由度の可動性を有するように前記複数の接触部上にそれぞれ配設され、かつ前記複数の接触部に対して回転可能に配設された一つ以上の部材から成り、前記臓器に対する処置に用いられる一つ以上の前記術具を保持するマニピュレータ保持部と、
前記術具により処置される前記臓器を観察する観察部と、
前記接触部支持部に設けられ、前記観察部を保持する観察保持部と、
を具備し、
前記マニピュレータ保持部及び前記観察部保持部により前記臓器に対して前記術具を回転させて処置を施すことを特徴とする臓器接触具。
【請求項２】
前記接触部に対する前記マニピュレータ保持部の移動は、術者の手動或いは駆動部材による駆動により行われることを特徴とする請求項１に記載の臓器接触具。
【請求項３】
前記術具は、マニピュレータ及び撮像装置であることを特徴とする請求項２に記載の臓器接触具。
【請求項４】
前記接触部は、前記臓器に対して吸着する吸着部を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の臓器接触具。
【請求項５】
前記接触部は、略コ字状の板状部材であり、
前記マニピュレータ保持部は、前記接触部に対して回転可能に配設された一つ以上の円筒形状の部材から成り、前記接触部上に複数設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の臓器接触具。
【請求項６】
前記円筒形状の部材には、径方向に貫通した孔部が設けられており、
前記術具は、前記孔部に挿入されることで前記マニピュレータ保持部により保持される、
ことを特徴とする請求項５に記載の臓器接触具。
【請求項７】
前記複数の前記マニピュレータ保持部は、各々が互いに独立して、前記接触部に対して可動自由度を有することを特徴とする請求項６に記載の臓器接触具。
【請求項８】
前記マニピュレータ保持部は、前記接触部に対して、術者の手動或いは駆動部材による駆動により回転することを特徴とする請求項７に記載の臓器接触具。
【請求項９】
前記術具は、マニピュレータ及び撮像装置であることを特徴とする請求項８に記載の臓器接触具。
【請求項１０】
前記マニピュレータ保持部は、複数の関節部を連結して成ることを特徴とする請求項１に記載の臓器接触具。
【請求項１１】
前記術具は、前記マニピュレータ保持部に対して相対的に移動可能に設けられることを特徴とする請求項１に記載の臓器接触具。
【請求項１２】
医療用マスタ・スレーブシステムであって、
操作情報を位置・姿勢情報に変換して出力するマスタ装置と、
前記マスタ装置の出力に基づいて、前記スレーブ装置の動作制御を行なう制御装置と、
を具備し、
前記スレーブ装置は、
臓器に接触する複数の接触部と、
前記臓器に処置を施す術具と、
前記接触部を支持する接触部支持部と、
少なくとも１自由度の可動性を有するように前記複数の接触部上にそれぞれ配設され、かつ前記複数の接触部に対して回転可能に配設された一つ以上の部材から成り、前記臓器に対する処置に用いられる一つ以上の前記術具を保持するマニピュレータ保持部と、
前記術具により処置される前記臓器を観察する観察部と、
前記接触部支持部に設けられ、前記観察部を保持する観察保持部と、
を具備し、
前記マニピュレータ保持部及び前記観察部保持部により前記臓器に対して前記術具を回転させて処置を施す、
ことを特徴とする医療用マスタ・スレーブシステム。
【請求項１３】
前記術具は、マニピュレータ及び撮像装置であることを特徴とする請求項１２に記載の医療用マスタ・スレーブシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、臓器に接触する臓器接触具及び該臓器接触具を具備する医療用マスタ・スレーブシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の心臓外科手術においては、胸腔内へのアクセスは、胸骨を切開して（正中胸骨切開術）行なわれている。そして、胸腔内へのアクセスが前記のようにして行なわれる場合、開創器が胸の切開位置に配置され、該開創器によって胸骨及び組織が広げられ、大きな開口が形成される。そして、外科用器具がその開口を通して配置され、心臓外科手術が行われる。
【０００３】
ところで、最も一般的な心臓外科手術の１つは、冠動脈バイパス手術（Ｃｏｒｏｎａｒｙ Ａｒｔｅｒｙ Ｂｙｐａｓｓ Ｇｒａｆｔｉｎｇ：以下、ＣＡＢＧと称する）である。このＣＡＢＧでは、１つ又は複数の冠動脈内の閉塞が、その閉塞の下流側の冠動脈に移植血管（以下、グラフトと称する）を接続することによってバイパスされる。
【０００４】
このように冠動脈にグラフトを接続する技術は、吻合術として知られている。前記グラフトとしては、例えば、胸の壁から切開された内胸動脈が用いられる。この場合、内胸動脈の上流側の端部は無傷のまま残され、内胸動脈の下流側の端部が冠動脈に接続される。
【０００５】
また、前記グラフトとしては、患者の体の何れの部分からの動脈又は静脈を用いても良い。更には、前記グラフトとして、人工血管移植片を用いることもできる。この場合には、移植片の上流側の端部は大動脈などの動脈に接続され、下流側の端部が冠動脈に接続される。上述のようにして、心臓の正面、側面及び背面の様々な位置の複数の冠動脈の閉塞が、複数のグラフトを用いてバイパスされる。
【０００６】
なお、ＣＡＢＧは、患者の心臓を停止して行われる。したがって、当該患者の血液は、人工心肺装置を用いて循環される。しかしながら、ＣＡＢＧは、「オフポンプ（Ｏｆｆ−ｐｕｍｐ）冠動脈バイパス（以下、ＯＰＣＡＢと称する）」として知られている技術を用いて、心臓を鼓動させながら行なうこともできる。つまり、ＯＰＣＡＢによって、人工心肺装置の使用を避けることができる。
【０００７】
このＯＰＣＡＢにおいては、心臓を拍動させながら、冠動脈の吻合部位に近い心臓の表面が、スタビライザと称されている器具を用いて固定される。このスタビライザによる局部的な心臓表面（冠動脈の吻合部位に近い心臓の表面）の固定によって、当該部位における心臓の拍動を抑制することができる。つまり、スタビライザを用いることで、グラフトが冠動脈に接続される間、吻合部位ができるだけ動かないように保たれ、精密な処置を行なうことが可能となる。
【０００８】
このようなスタビライザに関連する技術として、例えば特許文献１に次のような技術が開示されている。すなわち、特許文献１には、臓器に対して所定の処置を施すときの術野を確保する術野確保装置であって、前記臓器に接触する接触部と、前記臓器と前記臓器に対して所定の処置を施すマニピュレータ部との相対的位置を固定して前記マニピュレータ部を保持するマニピュレータ保持部と、を具備する術野確保装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００８−１８８１１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、特許文献１に開示されている術野確保装置では、臓器に対して接触する接触部とマニピュレータ部とを、マニピュレータ保持部によって固定する構造を採る。このように臓器に対して接触する部材と術具とを固定する構造は、処置の自由度（処置容易性）を高める構造ではない。
【００１１】
本発明は、前記の事情に鑑みて為されたものであり、処置の自由度（処置容易性）を向上させた臓器接触具及び医療用マスタ・スレーブシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記の目的を達成するために、本発明の第１の態様による臓器接触具は、
臓器に接触する複数の接触部と、
前記臓器に処置を施す術具と、
前記接触部を支持する接触部支持部と、
少なくとも１自由度の可動性を有するように前記複数の接触部上にそれぞれ配設され、かつ前記複数の接触部に対して回転可能に配設された一つ以上の部材から成り、前記臓器に対する処置に用いられる一つ以上の前記術具を保持するマニピュレータ保持部と、
前記術具により処置される前記臓器を観察する観察部と、
前記接触部支持部に設けられ、前記観察部を保持する観察保持部と、
を具備し、
前記マニピュレータ保持部及び前記観察部保持部により前記臓器に対して前記術具を回転させて処置を施すことを特徴とする。
【００１３】
前記の目的を達成するために、本発明の第２の態様による医療用マスタ・スレーブシステムは、
医療用マスタ・スレーブシステムであって、
操作情報を位置・姿勢情報に変換して出力するマスタ装置と、
前記マスタ装置の出力に基づいて、前記スレーブ装置の動作制御を行なう制御装置と、
を具備し、
前記スレーブ装置は、
臓器に接触する複数の接触部と、
前記臓器に処置を施す術具と、
前記接触部を支持する接触部支持部と、
少なくとも１自由度の可動性を有するように前記複数の接触部上にそれぞれ配設され、かつ前記複数の接触部に対して回転可能に配設された一つ以上の部材から成り、前記臓器に対する処置に用いられる一つ以上の前記術具を保持するマニピュレータ保持部と、
前記術具により処置される前記臓器を観察する観察部と、
前記接触部支持部に設けられ、前記観察部を保持する観察保持部と、
を具備し、
前記マニピュレータ保持部及び前記観察部保持部により前記臓器に対して前記術具を回転させて処置を施す、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、処置の自由度（処置容易性）を向上させた臓器接触具及び医療用マスタ・スレーブシステムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る臓器接触具が適用された医療用マスタ・スレーブシステムの一構成例を示す図。
【図２】図１に示す医療用マスタ・スレーブシステムの制御システム構成を示すブロック図。
【図３】臓器接触具の一構成例を示す斜視図。
【図４】臓器接触具における接触部の側面図。
【図５】回転操作機構の一例を示す図。
【図６】変形例１に係る臓器接触具の接触部の側面図。
【図７】第２実施形態に係る臓器接触具の一構成例を示す図。
【図８】節輪構造を模式的に示す図。
【図９】変形例２に係る臓器接触具の一構成例を示す図。
【図１０】変形例３に係る臓器接触具の一構成例を示す図。
【図１１】マニピュレータ保持部と観察部保持部とを一体的に構成した術具保持部を用いた臓器接触具の一構成例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る臓器接触具及び医療用マスタ・スレーブシステムについて説明する。
[第１実施形態]
図１は、本発明の第１実施形態に係る臓器接触具が適用された医療用マスタ・スレーブシステムの一構成例を示す図である。図２は、図１に示す医療用マスタ・スレーブシステムの制御システム構成を示すブロック図である。
【００１７】
図１及び図２に示すように、本一実施形態に係る臓器接触具が適用された医療用マスタ・スレーブシステムは、制御ユニット２と、マスタ部４と、カメラ表示部６と、臓器接触具を備えるスレーブ本体８と、を具備する。
前記制御ユニット２は、ユーザによるマスタ部４の操作に基づいて、スレーブ本体８における後述する各部の動作制御を行なう為の演算をする演算部２Ａと、この演算部２Ａによる演算結果に基づいてスレーブ本体８の動作制御を行なうスレーブ本体制御部２Ｂと、当該制御ユニット２、マスタ部４、カメラ表示部６、及びスレーブ本体８の各々に電源を供給する為の電源部２Ｃと、後述する観察部１０Ｂ５及び観察カメラ部１４を制御し且つ該それらによって取得した画像のカメラ表示部６への表示制御を行なうカメラ制御部２Ｄと、を有する。
【００１８】
前記マスタ部４は、ユーザによる当該マスタ部４における操作を位置・姿勢情報に変換し、制御ユニット２の演算部２Ａに出力する。
前記カメラ表示部６は、観察部１０Ｂ５及び観察カメラ部１４による撮像で取得した画像を出力表示する。
前記スレーブ本体８は、本第１実施形態に係る臓器接触具１０Ｂを含む臓器接触具スレーブ部１０と、臓器等に対して各種処置を行なう為のマニピュレータスレーブ部１２と、このマニピュレータスレーブ部１２により処置される部位等の画像を撮像して取得する観察カメラ部１４と、を有する。
【００１９】
前記臓器接触具スレーブ部１０は、臓器接触具１０Ｂを支持し且つスレーブ本体制御部２Ｂによる制御で臓器接触具１０Ｂをユーザの所望の位置へ移動させる為の臓器接触具支持アーム部１０Ａと、この臓器接触具支持アーム部１０Ａを駆動するモータ１１Ａと、後述する臓器接触具１０Ｂと、スレーブ本体制御部２Ｂによる制御で臓器接触具１０Ｂを動作させる為のモータ１１Ｂと、を有するスレーブ装置である。
【００２０】
なお、図１においては、臓器接触具１０Ｂの寸法を、当該臓器接触具１０Ｂが通過する体壁通過部の寸法よりも大きく描画しているが、これは本第１実施形態に係る臓器接触具１０Ｂについての理解を容易にする為の便宜的な配慮によるものである。従って、実際には、当該臓器接触具１０Ｂの寸法は、前記体壁通過部を通過可能な寸法であることは言うまでも無い。
【００２１】
前記臓器接触具１０Ｂは、図２に示すように、接触部１０Ｂ１と、マニピュレータ部１０Ｂ２と、臓器接触具支持部１０Ｂ３と、マニピュレータ保持部１０Ｂ４と、観察部１０Ｂ５と、観察部保持部１０Ｂ６と、を備える。
図３は、臓器接触具１０Ｂの一構成例を示す斜視図である。図４は、臓器接触具１０Ｂのうち接触部１０Ｂ１の側面図である。
【００２２】
前記接触部１０Ｂ１は、図４に示すように臓器５０（例えば心臓）に対して接触する接触基部１０Ｂ１ａと、各種術具等を保持する術具保持部１０Ｂ１ｂと、を備える。なお、図４に示す側面図では、説明の便宜上、接触基部１０Ｂ１ａと術具保持部１０Ｂ１ｂとの係合部位については断面を示している。
【００２３】
前記接触基部１０Ｂ１ａは、略環状の部材であり、臓器５０に対して接触する面に設けられた一つ以上の吸引口１０ｂ１と、後述する術具保持部１０Ｂ１ｂの凹部１０ｂ３と係合して臓器５０表面に対して略水平方向に回転可能に術具保持部１０Ｂ１ｂを保持する凸部１０ｂ２と、を備えている。この接触基部１０Ｂ１ａによる臓器５０への接触により、接触基部１０Ｂ１ａは、臓器５０の拍動と同期して拍動するようになる。
【００２４】
なお、詳細は後述するが、接触基部１０Ｂ１ａと係合している術具保持部１０Ｂ１ｂ、この術具保持部１０Ｂ１ｂにより保持されているマニピュレータ部１０Ｂ２及び観察部１０Ｂ５も、当然ながら臓器５０と同期拍動する。これにより、マニピュレータ部１０Ｂ２及び観察部１０Ｂ５と臓器５０との相対的位置関係は、臓器５０の拍動に関わらず常に固定される。従って、臓器５０の拍動を完全に抑制できなくとも、臓器５０の拍動により阻害されずに、マニピュレータ部１０Ｂ２によって所望の処置を臓器５０に施すことが可能となる。
【００２５】
前記術具保持部１０Ｂ１ｂは、接触基部１０Ｂ１ａの外形に沿った略環状の部材であり、接触基部１０Ｂ１ａ上において接触基部１０Ｂ１ａの凸部１０ｂ２と係合する凹部１０ｂ３と、径方向に周壁部１０ｗを貫通する貫通孔部１０ｂ４と、貫通孔部１０ｂ４に挿入された術具等を臓器５０表面に対して垂直な方向に押圧して固定する術具固定螺子１０６が螺合される螺子孔部１０ｂ５と、を備える。
【００２６】
前記吸引口１０ｂ１に吸引管Ｔ１が接続されている。この吸引口１０ｂ１は、接続された吸引管Ｔ１を介して負圧を掛けられることで、当該接触基部１０Ｂ１ａを臓器５０に対して吸着固定する。つまり、この吸引口１０ｂ１は、当該臓器接触具１０Ｂを臓器５０に対して強固に固定する為の構成要件である。なお、当該臓器接触具１０Ｂと臓器５０とが同期は拍動する程度に安定して接触している状態であれば、当然ながら吸引口１０ｂ１は不要である。
【００２７】
前記臓器５０が例えば心臓のように拍動する臓器の場合、臓器５０と接触部１０Ｂ１とが同期拍動することで、術具保持部１０Ｂ１ｂによって支持された術具等による処置を、あたかも臓器５０の拍動が無いかのような状態で行うことができる。
前記凸部１０ｂ２と前記凹部１０ｂ３とが係合することで、術具保持部１０Ｂ１ｂは、接触基部１０Ｂ１ａ上で臓器５０表面に対して略水平方向に回転可能に保持される。換言すれば、術具保持部１０Ｂ１ｂは、臓器５０表面に対する可動が１自由度を有するように、接触基部１０Ｂ１ａに保持されている。
【００２８】
なお、接触基部１０Ｂ１ａに凹部１０ｂ３を設け、術具保持部１０Ｂ１ｂに凸部１０ｂ２を設けることで、接触基部１０Ｂ１ａと術具保持部１０Ｂ１ｂとを係合させても勿論よい。つまり、凹凸構造による接触基部１０Ｂ１ａと術具保持部１０Ｂ１ｂとの係合においては、凸部１０ｂ２／凹部１０ｂ３を設ける部材は限定されない。また前記凹凸構造の形成部位としては、例えば略環状の部材（接触基部１０Ｂ１ａ、術具保持部１０Ｂ１ｂ）の径方向内側、径方向外側、及び径方向内外両側を挙げることができる。
【００２９】
前記貫通孔部１０ｂ４には、例えば内視鏡等の観察部１０Ｂ５やマニピュレータ部１０Ｂ２（或いはマニピュレータ部１０Ｂ２等が挿通された管状部材である案内管１０５）等の術具が、それら術具の先端が当該接触部１０Ｂ１の中空部位に位置して臓器５０に対して露出するように、挿入される。
【００３０】
この貫通孔部１０ｂ４は、環状の術具保持部１０Ｂ１ｂの周壁部１０ｗに複数設けられているので、複数の術具を同時に利用することができる。
なお、図３に示すように、貫通孔部１０ｂ４に案内管１０５を挿入し、この案内管１０５を介してマニピュレータ部１０Ｂ２等の術具を挿入するように構成することで、術具保持部１０Ｂ１ｂへの術具の抜き差しが容易になる。すなわち、案内管１０５によって術具が案内されるので、容易に術具を術具保持部１０Ｂ１ｂの中空部まで到達させることができ、術具交換も容易になる。
【００３１】
前記螺子孔部１０ｂ５は、貫通孔部１０ｂ４に対して垂直に（略環状の術具保持部１０Ｂ１ｂの径方向に対して垂直に）形成されている。この螺子孔部１０ｂ５に螺合された術具固定螺子１０６が、当該貫通孔部１０ｂ４に挿入された観察部１０Ｂ５やマニピュレータ部１０Ｂ２等の術具（或いはそれらが挿通された案内管１０５）を、臓器５０表面に対して略垂直な方向に押圧して固定する。この構成により、術具（及びそれらが挿通された案内管１０５）は抜き差し不能に固定される。
【００３２】
なお、この固定は必要に応じて行えばよく、完全な固定が不要な場合には、多少の抜き差しが可能な程度に固定しても勿論よい。このように多少の抜き差しが可能な程度に固定することで、より柔軟な術具の扱いが可能となる。
以下、術具保持部１０Ｂ１ｂを接触基部１０Ｂ１ａ上で回転操作させる為の機構（以降、回転操作機構と称する）の一例について説明する。図５は、回転操作機構の一例を示す上面図である。なお、説明の便宜上、同図においては術具保持部１０Ｂ１ｂ以外の部材については、図示を省略している。
【００３３】
図５に示すように、回転操作機構は、一対の駆動ケーブル１０ｃ１，１０ｃ２と、これら駆動ケーブル１０ｃ１，１０ｃ２がそれぞれ挿通されているケーブル管１０ｄ１，１０ｄ２と、を備える。
前記駆動ケーブル１０ｃ１，１０ｃ２は、一端が術具保持部１０Ｂ１ｂの外周壁面１０ｗｏに固定され、且つ、他端が操作部（不図示）に連結された細径ワイヤである。なお、駆動ケーブル１０ｃ１と術具保持部１０Ｂ１ｂの外周壁面１０ｗｏとの固定点１０ｓ１と、駆動ケーブル１０ｃ２と術具保持部１０Ｂ１ｂの外周壁面１０ｗｏとの固定点１０ｓ２とは、図５に示す直線Ｌ（外周壁面１０ｗｏを円周とする円の中心を通る直線）に対して略対称に設けられていることが好ましい。
【００３４】
前記ケーブル管１０ｄ１，１０ｄ２は、それぞれ駆動ケーブル１０ｃ１，１０ｃ２を収納する管状部材である。なお、このケーブル管１０ｄ１，１０ｄ２は、例えば前記吸引管Ｔ１に対して固定して設けてもよいし、前記吸引管Ｔ１とは別個独立に設けても勿論よい。
【００３５】
回転操作方法としては、前記操作部（不図示）により、駆動ケーブル１０ｃ１，１０ｃ２の張力を適宜調整することで、前記固定点１０ｓ１，１０ｓ２を介して術具保持部１０Ｂ１ｂに力を印加する。これにより、術具保持部１０Ｂ１ｂが接触基部１０Ｂ１ａ上で回転動作する。詳細な動作手段は後に説明する。
【００３６】
この回転動作により、例えば内視鏡等の観察部１０Ｂ５と、処置具であるマニピュレータ部１０Ｂ２と、の相対的位置関係を維持したまま、術具保持部１０Ｂ１ｂを、臓器５０表面に対して略水平方向に回転させることができる。
つまり、あたかも臓器５０自体を回転させているかのようにして処置を行うことが可能になる。従って、処置の自由度（処置容易性）は従来技術に比べて飛躍的に向上している。
【００３７】
ところで、前記マニピュレータ部１０Ｂ２は、臓器５０に対して処置等を行なう為の処置具を成す器具である。なお、このマニピュレータ部１０Ｂ２は、処置の自由度を向上させる観点からは、後述する屈曲部を備えた、いわゆる軟性の材料で構成することが好ましい。しかしながら、屈曲部を備えない、いわゆる硬性の材料でマニピュレータ部１０Ｂ２を構成しても勿論よい。
【００３８】
前記臓器接触具支持部１０Ｂ３は、臓器接触具１０Ｂと支持アーム１０Ａとを連結する部材である。
前記マニピュレータ保持部１０Ｂ４は、マニピュレータ部１０Ｂ２を臓器接触具支持部１０Ｂ３に連結して保持する部材である。
前記観察部１０Ｂ５は、マニピュレータ部１０Ｂ２によって処置等が施される部位を撮像する撮像装置である。
【００３９】
前記観察部保持部１０Ｂ６は、観察部１０Ｂ５を臓器接触具支持部１０Ｂ３に連結して保持する部材である。
ところで、前記マニピュレータスレーブ部１２は、マニピュレータ機構部１２Ｂを支持し且つスレーブ本体制御部２Ｂによる制御でマニピュレータ機構部１２Ｂをユーザの所望の位置へ移動させる為のマニピュレータ支持アーム部１２Ａと、マニピュレータ支持アーム部１２Ａを駆動するモータ１３Ａと、臓器５０に対して所望の処置を行なう為のマニピュレータ機構部１２Ｂと、スレーブ本体制御部２Ｂによる制御で前記マニピュレータ機構部１２Ｂを動作させる為のモータ１３Ｂと、を備える。
【００４０】
なお、前記マニピュレータスレーブ部１２に関しては、本発明の特徴部ではないので、詳細な説明は省略する。
前記観察カメラ部１４は、観察カメラ１４Ｂを支持し且つスレーブ本体制御部２Ｂによる制御で観察カメラ１４Ｂをユーザの所望の位置へ移動させる為の観察カメラ支持アーム部１４Ａと、観察カメラ支持アーム部１４Ａを駆動するモータ１５と、臓器接触具スレーブ部１０により臓器５０を押圧する部位やマニピュレータスレーブ部１２にて臓器５０を処置する部位等を観察する為の画像を撮像して取得する観察カメラ１４Ｂと、を備える。
【００４１】
なお、前記観察カメラ部１４に関しては、本発明の特徴部ではないので、詳細な説明は省略する。
ところで、上述した接触基部１０Ｂ１ａ上での術具保持部１０Ｂ１ｂの回転動作は、主として次の２つの手段により実現することができる。
《動作手段１》術者の手動による動作
・ 術者が操作する術具の動きに伴って、術具保持部１０Ｂ１ｂが接触基部１０Ｂ１ａ上で回転動作する。
・ 術者が直接的に、術具保持部１０Ｂ１ｂを接触基部１０Ｂ１ａ上で回転動作させる。
《動作手段２》駆動部材（例えばモータ及びワイヤ等）を利用した動作
・ 接触基部１０Ｂ１ａ上で術具保持部１０Ｂ１ｂを回転させる為の駆動部材を設け、例えば前記マスタ部４を用いて当該駆動部材を操作することで、術具保持部１０Ｂ１ｂを接触基部１０Ｂ１ａ上で回転動作させる。
【００４２】
以上説明したように、本第１実施形態によれば、処置の自由度（処置容易性）を向上させた臓器接触具及び医療用マスタ・スレーブシステムを提供することができる。
具体的には、マニピュレータ部１０Ｂ２と観察部１０Ｂ５とを保持して臓器５０表面に固定される接触部１０Ｂ１を、接触基部１０Ｂ１ａと術具保持部１０Ｂ１ｂとにより構成する。そして、術具保持部１０Ｂ１ｂを接触基部１０Ｂ１ａ上で回転可能なように、術具保持部１０Ｂ１ｂと接触基部１０Ｂ１ａとを係合させる。このような構成を採ることにより、臓器５０に対して安定して載置された状態を維持しつつ、且つ、マニピュレータ部１０Ｂ２と観察部１０Ｂ５との相対的位置関係を変化させずに、あたかも臓器５０自体を回転させているかのような状態を創り出して処置等を行うことができる。
【００４３】
さらには、術具保持部１０Ｂ１ｂにより支持されているマニピュレータ部１０Ｂ２と観察部１０Ｂ５との相対的位置関係を維持した状態で、術具保持部１０Ｂ１ｂが接触基部１０Ｂ１ａに対して少なくとも１自由度を有するように構成されている。従って、術具保持部１０Ｂ１ｂがどのように動こうとも、観察部１０Ｂ５による視野に対するマニピュレータ部１０Ｂ２の位置は変化しない。このことは、処置の容易性を格段に向上させた。
【００４４】
また、臓器５０の拍動を完全に抑制できなくとも、臓器接触具１０Ｂが臓器５０の拍動と同期拍動することで、前記マニピュレータ部１０Ｂ２によって所望の処置を臓器５０に施すことができる。
また、上述したように臓器５０と同期拍動する観察部１０Ｂ５によって撮像された画像が、カメラ表示部６に再生出力されるので、マニピュレータ部１０Ｂ２によって臓器５０に施される処置の様子を、臓器５０の拍動に起因するブレ等に悩まされること無く観察することができる。
【００４５】
さらには、術具等の器具を交換する際には、貫通孔部１０ｂ４に対する器具の抜き差し動作のみで器具交換可能な為、利便性が高い。前記案内管１０５を利用すると、更に抜き差し動作は容易となる。
また、本第１実施形態においては、術具等を保持する術具保持部１０Ｂ１ｂを、臓器５０に対して相対変位可能に構成する。この相対変位を実現する関節構造は、最低限１自由度を有する構造であればよい。
【００４６】
なお、術具保持部１０Ｂ１ｂを、接触基部１０Ｂ１ａに対して上下方向（図３に示す矢印Ｃ方向）に移動可能に構成してもよい。これにより、臓器５０表面に対する観察部１０Ｂ５とマニピュレータ部１０Ｂ２との可動範囲が拡大し、２自由度を有する構成となる。
【００４７】
ところで、本第１実施形態は上述の態様に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で、例えば次のような変形及び応用が可能なことは勿論である。
＜変形例１＞
以下、説明の重複を避ける為、第１実施形態との相違点を説明する。図６は、本変形例１に係る臓器接触具及び医療用マスタ・スレーブシステムにおける臓器接触具１０Ｂの接触部１０Ｂ１の側面図である。なお、図６に示す側面図においては、説明の便宜上、接触基部１０Ｂ１ａと術具保持部１０Ｂ１ｂとの係合部位については断面を示している。
【００４８】
本変形例１においては、接触基部１０Ｂ１ａには、凸部１０ｂ２を術具保持部１０Ｂ１ｂの径方向に貫通して形成された螺子孔と、該螺子孔に螺合された回転抑止螺子１０ｂ６と、が設けられている。
他方、術具保持部１０Ｂ１ｂには、凸部１０ｂ２に形成された螺子孔に螺合されて凸部１０ｂ２を貫通した回転抑止螺子１０ｂ６の先端が挿入される係合孔部１０ｂ７が、所定の間隔で（例えば、図６に示すように前記螺子孔部１０ｂ５に対応して）設けられている。
【００４９】
上述の構成を採ることで、術具保持部１０Ｂ１ｂが保持する術具等を所望の方向に向けた状態で、当該術具保持部１０Ｂ１ｂの回転を止めて固定することができる。すなわち、術者は、接触基部１０Ｂ１ａと術具保持部１０Ｂ１ｂとを所望の相対位置関係に設定した後（術具保持部１０Ｂ１ｂが保持する術具等を所望の方向に向けた後）、回転抑止螺子１０ｂ６を係合孔部１０ｂ７に挿入して係合させて、術具保持部１０Ｂ１ｂを固定する。
【００５０】
換言すれば、本変形例１においては、回転抑止螺子１０ｂ６と係合孔部１０ｂ７とにより、所謂“ロックフリー機構”と称される一時固定機構を構成している。この一時固定機構は、《動作手段１》を採用する場合には特に有用となる。
[第２実施形態]
以下、本発明の第２実施形態に係る臓器接触具及び医療用マスタ・スレーブシステムについて説明する。説明の重複を避ける為、第１実施形態との相違点について説明する。
【００５１】
図７は、本第２実施形態に係る臓器接触具の一構成例を示す図である。同図に示すように、本第２実施形態に係る臓器接触具１０Ｂは、接触部１０Ｂ１と、マニピュレータ部１０Ｂ２と、臓器接触具支持部１０Ｂ３と、マニピュレータ保持部１０Ｂ４と、観察部１０Ｂ５と、観察部保持部１０Ｂ６と、接触部支持部１０Ｂ７と、を備える。
【００５２】
第１実施形態に係る臓器接触具との相違点は、各構成部材の態様である。第１実施形態においては、処置の自由度を接触部１０Ｂ１の構造により実現しているが、本第２実施形態においては、処置の自由度を“マニピュレータ保持部１０Ｂ４及び観察部保持部１０Ｂ６”等により実現する。
【００５３】
前記接触部１０Ｂ１は、２本の板状部材から成り、接触部支持部１０Ｂ７と共に略“コ”字状を呈する部材であり、臓器５０に対して接触してその拍動を抑制する。なお、この接触部１０Ｂ１に、臓器５０に対して吸着する機能を有する吸着部（不図示）を設けることで、臓器５０への固定力を向上させることができる。
【００５４】
前記接触部支持部１０Ｂ７は、上述の形態で接触部１０Ｂ１を支持し、図７においては不図示である前記臓器接触具支持部１０Ｂ３に連結されている。
前記マニピュレータ部１０Ｂ２は、複数の接合体１０Ｂ２２が所謂“節輪構造”を構成するように連結して成る屈曲部１０Ｂ２２２と、先端に設けられた把持部１０Ｂ２３と、から成る。
【００５５】
詳細には、前記屈曲部１０Ｂ２２２を構成する接合体１０Ｂ２２の内部には、ワイヤ等の細径長尺のケーブル１０Ｂ２５が挿通されている。図８は、節輪構造を模式的に示す図である。複数の接合体１０Ｂ２２の各連結部が、図８に示すように関節部として所定の自由度を有するように構成されることで、屈曲部１０Ｂ２２２全体として屈曲形状を呈することが可能となる。具体的には、前記ケーブル１０Ｂ２５の張力を適宜調整することで、屈曲部１０Ｂ２２２を所望の形状に屈曲させることができる。
【００５６】
なお、前記ケーブル１０Ｂ２５は、屈曲部１０Ｂ２２２に接続されている案内管１０Ｂ２５´内を挿通され、その一端は、上述の張力調整の為の操作部（不図示）或いは前記制御ユニット２に連結されている。
さらに、前記マニピュレータ部１０Ｂ２の先端部には、例えば把持部１０Ｂ２３が設けられている。この把持部１０Ｂ２３は、接合体１０Ｂ２２の内部に挿通されたケーブル１０Ｂ２５の張力を適宜調整することで、動作される。すなわち、ケーブル１０Ｂ２５の張力を適宜調整することで、前記マニピュレータ部１０Ｂ２によって所望の処置を臓器５０に施すことができる。
【００５７】
前記マニピュレータ保持部１０Ｂ４は、マニピュレータ部１０Ｂ２を保持し、且つ、接触部１０Ｂ１に対して１自由度を有する関節部を成すように連結された円筒形状の部材である。具体的には、マニピュレータ保持部１０Ｂ４は、マニピュレータ部１０Ｂ２を保持する円筒形状の部材が、その外周面において接触部１０Ｂ１上に配設されて成る。詳細には、この円筒形状の部材は、接触部１０Ｂ１上において臓器５０表面に対して水平方向に回転可能に配設されている。
【００５８】
このマニピュレータ保持部１０Ｂ４には、径方向に貫通する貫通孔が形成されている。この貫通孔に、複数の接合体１０Ｂ２２で構成される屈曲部１０Ｂ２２２が挿入されて、マニピュレータ部１０Ｂ２が保持されている。
前記観察部保持部１０Ｂ６は、観察部１０Ｂ５を保持し、且つ、接触部支持部１０Ｂ７に対して１自由度を有する関節部を成すように連結された円筒形状の部材である。具体的には、観察部保持部１０Ｂ６は、観察部１０Ｂ５を保持する円筒形状の部材が、その外周面において接触部支持部１０Ｂ７上に配設されて成る。詳細には、この円筒形状の部材は、接触部支持部１０Ｂ７上において臓器５０表面に対して水平方向に回転可能に配設されている。
【００５９】
以上説明したように、前記マニピュレータ部１０Ｂ２及び前記観察部１０Ｂ５は、各々が別個に臓器５０表面に対して水平方向に回転可能な１自由度を有するように構成されている。
ところで、前記接触部１０Ｂ１は、拍動する臓器５０に対して同期拍動する程度に安定して臓器５０に接触している。従って、前記接触部１０Ｂ１を支持する接触部支持部１０Ｂ７も臓器５０に対して同期拍動するので、観察部保持部１０Ｂ６により接触部支持部１０Ｂ７に対して固定されている観察部１０Ｂ５、及びマニピュレータ保持部１０Ｂ４により接触部１０Ｂ１に固定されているマニピュレータ部１０Ｂ２も、臓器５０に対して同期拍動する。
【００６０】
なお、前記観察部１０Ｂ５には、各種操作・動作の為の電気信号を伝達する細径長尺のケーブル１０Ｂ５１が接続されており、該ケーブル１０Ｂ５１は、案内管１０Ｂ５１´内に挿通され、その一端は操作部（不図示）或いは前記制御ユニット２に接続されている。
【００６１】
以上説明したように、本第２実施形態によれば、前記第１実施形態に係る臓器接触具及び医療用マスタ・スレーブシステムと同様の効果を奏する上に、各術具の回転操作を独立して行うことが可能な臓器接触具及び医療用マスタ・スレーブシステムを提供することができる。
【００６２】
具体的には、マニピュレータ保持部１０Ｂ４及び観察部保持部１０Ｂ６は、臓器５０表面に対して水平方向に回転可能な１自由度を成す為、マニピュレータ部１０Ｂ２及び観察部１０Ｂ５自体の方向転換を容易にすることができる。
ここで、この回転動作を実現する具体的な動作手段としては、第１実施形態における《動作手段１》すなわち術者の手動による動作、及び《動作手段２》すなわち駆動部材を利用した動作の両方を適用できる。
【００６３】
なお、マニピュレータ保持部１０Ｂ４を構成する円筒形状の部材を、接触部１０Ｂ１の長手方向（図７に示す矢印Ａ方向）に移動可能に配設し、臓器５０表面に対してマニピュレータ部１０Ｂ２自体を前後方向に進退可能な１自由度に構成しても良い。
さらには、マニピュレータ保持部１０Ｂ４を構成する円筒形状の部材を、接触部１０Ｂ１に対して上下方向（図７に示す矢印Ｂ方向）に移動可能に配設し、臓器５０表面に対してマニピュレータ部１０Ｂ２自体を上下方向に移動可能な１自由度に構成しても良い。
【００６４】
ところで、本第２実施形態は上述した態様に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で、例えば次のような変形及び応用が可能なことは勿論である。例えば、以下説明するように臓器接触具１０Ｂを構成することで、各術具の可動の自由度を更に向上させることができる。
［変形例２］
以下、本変形例２に係る臓器接触具及び医療用マスタ・スレーブシステムについて説明する。説明の重複を避ける為、第２実施形態との相違点について説明する。
【００６５】
図９は、本変形例２に係る臓器接触具の一構成例を示す図である。なお、同図においては、図面の煩雑化を防ぐ為、観察部１０Ｂ５及び観察部保持部１０Ｂ６を不図示としているが、臓器接触具１０Ｂにそれらを具備させてもよいことは勿論である。
同図に示すように、本第２実施形態に係る臓器接触具１０Ｂでは、マニピュレータ保持部１０Ｂ４は、第１関節部１０Ｂ４１と、第２関節部１０Ｂ４２と、第３関節部１０Ｂ４３と、第４関節部１０Ｂ４４と、から成る。
【００６６】
前記第１関節部１０Ｂ４１は、接触部１０Ｂ１と第２関節部１０Ｂ４２とに連結された円筒形状の部材であり、１自由度を有する関節部を成す。詳細には、第１関節部１０Ｂ４１は、接触部１０Ｂ１に対して縦に配置され、臓器５０表面に対して水平方向に回転可能に構成されている。
【００６７】
前記第２関節部１０Ｂ４２は、第１関節部１０Ｂ４１と第３関節部１０Ｂ４３とに連結された円筒形状の部材であり、１自由度を有する関節部を成す。詳細には、第２関節部１０Ｂ４２は、接触部１０Ｂ１に対して横に配置され、臓器５０表面に対して交差方向に回転可能に構成されている。
【００６８】
前記第３関節部１０Ｂ４３は、第２関節部１０Ｂ４２と第４関節部１０Ｂ４４とに連結された円筒形状の部材であり、１自由度を有する関節部を成す。詳細には、第３関節部１０Ｂ４３は、接触部１０Ｂ１に対して縦に配置され、臓器５０表面に対して水平方向に回転可能に構成されている。
【００６９】
前記第４関節部１０Ｂ４４は、第３関節部１０Ｂ４３とマニピュレータ部１０Ｂ２とに連結された円筒形状の部材であり、１自由度を有する関節部を成す。詳細には、第４関節部１０Ｂ４４は、接触部１０Ｂ１に対して横に配置され、臓器５０表面に対して交差方向に回転可能に構成されている。このマニピュレータ保持部１０Ｂ４の最上に配置された第４関節部１０Ｂ４４には、径方向に貫通する貫通孔が形成されている。この貫通孔には、複数の接合体１０Ｂ２２で構成される屈曲部１０Ｂ２２２が挿通されて支持されている。
【００７０】
ここで、第１関節部１０Ｂ４１〜第４関節部１０Ｂ４４には、駆動の為の動力伝達部材として細径長尺の駆動ケーブル（不図示）が挿通されており、この各駆動ケーブル（不図示）の張力を適宜調整することで、各関節部が動作される。
上述の構成を採ることで、マニピュレータ保持部１０Ｂ４は、接触部１０Ｂ１に対して４自由度を成すこととなる。
【００７１】
ところで、このようなマニピュレータ保持部１０Ｂ４の構造を、観察部保持部１０Ｂ６について適用しても勿論よい。つまり、観察部保持部１０Ｂ６を、例えば円筒形状の部材を用いた複数の関節部で構成することで、観察部１０Ｂ５を、接触部１０Ｂ１に対して多自由度を成すように構成してもよい。
【００７２】
ここで、各関節部の動作を実現する具体的な動作手段としては、第１実施形態における《動作手段１》すなわち術者の手動による動作、及び《動作手段２》すなわち駆動部材を利用した動作の両方を適用できる。
以上説明したように、本変形例２によれば、第２実施形態に係る臓器接触具及び医療用マスタ・スレーブシステムと同様の効果を奏する上に、臓器接触具１０Ｂにより保持された各術具の可動の自由度を更に向上させた臓器接触具及び医療用マスタ・スレーブシステムを提供することができる。
【００７３】
具体的には、マニピュレータ保持部１０Ｂ４は、接触部１０Ｂ１に対して能動的に４自由度を有する。そして、マスタ部４によりマニピュレータ保持部１０Ｂ４の各関節部の回転動作を遠隔操作することで、遠隔操作においても処置の際の操作性が向上する。
【００７４】
なお、前記マニピュレータ保持部１０Ｂ４は、接触部１０Ｂ１にではなく、接触部支持部１０Ｂ７上に設けても勿論よい。
［変形例３］
以下、本変形例３に係る臓器接触具及び医療用マスタ・スレーブシステムについて説明する。説明の重複を避ける為、第２実施形態との相違点について説明する。
【００７５】
図１０は、本変形例３に係る臓器接触具の一構成例を示す図である。なお、同図においては、図面の煩雑化を防ぐ為、本変形例３の特徴部に大きく関わらない構成要素については図示を省略している。
本変形例３においては、マニピュレータ部１０Ｂ２を、接触部支持部１０Ｂ７に連結されているマニピュレータ保持部１０Ｂ４に対して“相対移動可能に”固定する。すなわち、図１０に示すように、マニピュレータ部１０Ｂ２とマニピュレータ保持部１０Ｂ４との固定部位１０ＢＳ自体を、同図に示す両矢印Ａで示す方向に移動可能に構成する。具体的には、例えばマニピュレータ保持部１０Ｂ４内にマニピュレータ部１０Ｂ２を挿通し且つ移動可能な固定点１０ＢＳによって当該マニピュレータ保持部１０Ｂ４とマニピュレータ部１０Ｂ２とを連結すればよい。
【００７６】
同様に、観察部１０Ｂ５を、接触部支持部１０Ｂ７に連結されている観察部保持部１０Ｂ６に対して“相対移動可能に”固定する。すなわち、図１０に示すように、観察部１０Ｂ５と観察部保持部１０Ｂ６との固定部位１０ＢＳ自体を、同図に示す両矢印Ａで示す方向に移動可能に構成する。具体的には、例えば観察部保持部１０Ｂ６内に観察部１０Ｂ５を挿通し且つ移動可能な固定点１０ＢＳによって当該観察部保持部１０Ｂ６と観察部１０Ｂ５とを連結すればよい。
【００７７】
以上説明したように、本変形例３によれば、第２実施形態に係る臓器接触具及び医療用マスタ・スレーブシステムと同様の効果を奏する上に、臓器接触具１０Ｂにより保持された各術具の可動の自由度を更に向上させた臓器接触具及び医療用マスタ・スレーブシステムを提供することができる。
【００７８】
なお、前記マニピュレータ保持部１０Ｂ４と前記観察部保持部１０Ｂ６とを一体的に構成した術具保持部１０Ｂ４６（図１１参照）を用いることで、構成を簡略化することができる。
すなわち、図１１に示すように、接触部１０Ｂ１に対して所定の自由度を有するように術具保持部１０Ｂ４６を接触部支持部１０Ｂ７に連結する。具体的には、この術具保持部１０Ｂ４６は、例えば単一の円筒形状の部材で構成する。
【００７９】
そして、マニピュレータ部１０Ｂ２及び観察部１０Ｂ５と、術具保持部１０Ｂ４６との固定部位１０ＢＳを、術具保持部１０Ｂ４６に対して相対移動可能に構成する。
以上説明したように、図１１に示す構成を採用することで、製造の容易性が更に向上する。
【００８０】
さらに、上述した各実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示した複数の構成要件の適当な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、各実施形態に示す全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成も発明として抽出され得る。
【符号の説明】
【００８１】
２…制御ユニット、  ２Ａ…演算部、  ２Ｂ…スレーブ本体制御部、  ２Ｃ…電源部、  ２Ｄ…カメラ制御部、  ４…マスタ部、  ６…カメラ表示部、  ８…スレーブ本体、  １０Ｂ…臓器接触具、  １０…臓器接触具スレーブ部、  １０Ａ…臓器接触具支持アーム部、  １０Ｂ１…接触部、  １０Ｂ２…マニピュレータ部、  １０Ｂ３…臓器接触具支持部、  １０Ｂ４…マニピュレータ保持部、  １０Ｂ５…観察部、  １０Ｂ６…観察部保持部、  １０Ｂ１ｂ…術具保持部、  １０ｂ１…吸引口、  １０ｂ２…凸部、  １０ｂ３…凹部、  １０ｗ…周壁部、  １０ｂ４…貫通孔部、  １０ｂ５…螺子孔部、  １０ｃ１，１０ｃ２…駆動ケーブル、  １０ｄ１，１０ｄ２…ケーブル管、  １０ｗｏ…外周壁面、  １０ｓ１，１０ｓ２…固定点、  １０Ｂ２３…把持部、  １０Ａ…支持アーム、  １０Ｂ１ａ…接触基部、  １０ｂ６…回転抑止螺子、  １０ｂ７…係合孔部、  １０Ｂ７…接触部支持部、  １０Ｂ２２…接合体、  １０Ｂ２２２…屈曲部、  １０Ｂ２５…ケーブル、  １０Ｂ２５´…案内管、  １０Ｂ５１…ケーブル、  １０Ｂ５１´…案内管、  １０Ｂ４１…第１関節部、  １０Ｂ４２…第２関節部、  １０Ｂ４３…第３関節部、  １０Ｂ４４…第４関節部、  １０ＢＳ…固定部位、  １０Ｂ４６…術具保持部、  １１Ａ…モータ、  １１Ｂ…モータ、  １２…マニピュレータスレーブ部、  １２Ｂ…マニピュレータ機構部、  １２Ａ…マニピュレータ支持アーム部、  １３Ａ…モータ、  １３Ｂ…モータ、  １４…観察カメラ部、  １４Ｂ…観察カメラ、  １４Ａ…観察カメラ支持アーム部、  １５…モータ、  ５０…臓器、  １０５…案内管、  １０６…術具固定螺子。
【図１】
0005646186.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0005646186.tif 000006
【図６】
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【図７】
0005646186.tif 000008
【図８】
0005646186.tif 000009
【図９】
0005646186.tif 000010
【図１０】
0005646186.tif 000011
【図１１】
0005646186.tif 000012