(57)【要約】  手術器具（１００，１１０）は、医療用処置具（１ａ，１０１ａ）と、医療用処置具（１ａ，１０１ａ）が装着される被取付装置（６，１０６，１１７）とを備える。医療用処置具（１ａ，１０１ａ）は、多自由度で動作可能な先端部（２０，１２０）と、先端部（２０，１２０）を操作するためのワイヤまたはケーブルである細長要素（１４，１１４）と、細長要素（１４，１１４）を収容し先端部（２０，１２０）が連結されるシャフト（１２，１１２）と、を有する。医療用処置具（１ａ，１０１ａ）は、シャフト（１２，１１２）の長手方向における先端部（２０，１２０）とは反対側で細長要素（１４，１１４）に連結される被係合部材（１３，１１３）をさらに有する。被取付装置（６，１０６，１１７）は、駆動源（８１）により駆動されると共に被係合部材（１３，１１３）と係合する係合部材（８４，１８４）と、係合部材（８４，１８４）と被係合部材（１３，１１３）との係合状態を解除可能にする解除機構（７３，１７３）と、を有する。
2019130984.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多自由度で動作可能な先端部と、前記先端部を操作するためのワイヤまたはケーブルである細長要素と、前記細長要素を収容し前記先端部が連結されるシャフトと、を有する医療用処置具と、
前記医療用処置具が装着される被取付装置と、を備え、
前記医療用処置具は、前記シャフトの長手方向における前記先端部とは反対側で前記細長要素に連結される被係合部材をさらに有し、
前記被取付装置は、駆動源により駆動されると共に前記被係合部材と係合する係合部材と、前記係合部材と前記被係合部材との係合状態を解除可能にする解除機構と、を有する手術器具。
【請求項２】
前記被取付装置は、前記係合部材を収容するハウジングをさらに有し、
前記ハウジングは、当該ハウジングを開閉するための蓋部を有し、
前記解除機構は、前記蓋部を含む、請求項１に記載の手術器具。
【請求項３】
前記被取付装置は、前記係合部材を支持する支持部をさらに有し、
前記支持部は、前記蓋部に設けられ、
前記解除機構は、前記蓋部の開動作と連動して前記係合部材と前記被係合部材との係合状態が解除される位置まで前記支持部を移動させるように構成されている、請求項２に記載の手術器具。
【請求項４】
前記解除機構は、前記蓋部の閉動作と連動して前記係合部材と前記被係合部材とを係合状態にする位置まで前記支持部を移動させるように構成されている、請求項３に記載の手術器具。
【請求項５】
前記被取付装置は、前記駆動源から駆動力を前記係合部材に伝達するために前記係合部材に連結される連結部材をさらに有し、
前記解除機構は、可撓性部材、または関節を有する部材から成る前記連結部材を含む、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の手術器具。
【請求項６】
前記被取付装置は、前記係合部材を収容するハウジングと、前記駆動源から駆動力を前記係合部材に伝達するために前記係合部材に連結される連結部材と、をさらに有し、
前記解除機構は、前記ハウジングの外部から押圧されることにより前記連結部材と前記係合部材との連結を解除する押圧部材を含む、請求項１に記載の手術器具。
【請求項７】
前記解除機構は、前記連結部材を前記係合部材の位置する側に付勢する弾性部材と、前記連結部材に設けられ前記押圧部材の押圧により前記弾性部材の付勢力に抗して前記連結部材を前記係合部材から離れる方向に移動させる切り欠きと、をさらに含む、請求項６に記載の手術器具。
【請求項８】
前記ハウジングは、前記駆動源をさらに収容している、請求項２から請求項７のいずれか１項に記載の手術器具。
【請求項９】
前記ハウジングは、前記駆動源を収容する駆動装置に対して着脱可能である、請求項２から請求項８のいずれか１項に記載の手術器具。
【請求項１０】
前記係合部材はウォームホイールであり、
前記被係合部材はウォームである、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の手術器具。
【請求項１１】
前記ウォームホイールは、はす歯歯車または平歯車である、請求項１０に記載の手術器具。
【請求項１２】
多自由度で動作可能な先端部と、前記先端部を操作するためのワイヤまたはケーブルである細長要素と、前記細長要素を収容し前記先端部が連結されるシャフトと、前記シャフトの長手方向における前記先端部とは反対側で前記細長要素に連結される被係合部材と、を有する医療用処置具が装着される被取付装置であって、
駆動源により駆動されると共に前記被係合部材と係合する係合部材と、
前記係合部材と前記被係合部材との係合状態を解除可能にする解除機構と、を備える被取付装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の被取付装置に装着される医療用処置具。
【請求項１４】
前記シャフトにおける前記先端部の反対側に設けられ、前記被取付装置に対して取り付けられる部分である基端部をさらに備え、
前記基端部の前記シャフトの長手方向に直交する断面の最大寸法は、前記シャフトの断面の最大寸法の１倍以上かつ２倍以下である、請求項１３に記載の医療用処置具。
【請求項１５】
前記被係合部材は、前記シャフトの長手方向において少なくとも一部が前記基端部から露出している、請求項１４に記載の医療用処置具。
【請求項１６】
前記基端部は、前記シャフトの長手方向において前記被係合部材の全体を収容し、
前記被係合部材は、前記シャフトの長手方向に直交する方向において少なくとも一部が前記基端部から露出する、請求項１４に記載の医療用処置具。
【請求項１７】
前記被係合部材の露出した部分を覆い、前記基端部が嵌め込まれるキャップを備える、請求項１５または請求項１６に記載の医療用処置具。
【請求項１８】
複数のリンクと前記複数のリンクを連結する複数の関節とを有するロボットアームと、
請求項１２に記載の被取付装置と、を備え、
前記被取付装置は、前記ロボットアームに一体に設けられている、手術ロボット。
【請求項１９】
複数のリンクと前記複数のリンクを連結する複数の関節とを有するロボットアームと、
請求項１２に記載の被取付装置と、を備え、
前記ロボットアームは、前記駆動源を収容する駆動装置を有し、
前記被取付装置は、前記ロボットアームを覆うドレープおよび当該被取付装置に係合する無菌アダプタを介して前記駆動装置に対し着脱可能に取り付けられる、手術ロボット。
【請求項２０】
請求項１８または請求項１９に記載の手術ロボットと、
前記ロボットアームを無線または有線で遠隔操作する遠隔操作装置と、を備える、遠隔手術システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、手術に用いられる把持鉗子などの先端部を含む手術器具、これに設けられる被取付装置および医療用処置具、ならびにこれらの少なくとも一部を備える手術ロボットおよび遠隔手術システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、内視鏡手術などの分野において手術支援ロボットが用いられている。手術支援ロボットは、一般的に、マニピュレータを含む患者側装置を備え、マニピュレータに適当な医療用処置具を装着し、この医療用処置具を遠隔から操作することによって、手術を実施する。このような医療用処置具の例として、たとえば特許文献１（国際公開第２０００／３３７５５号）には、先端部と、先端部を操作するための細長要素が収容されるシャフトと、インターフェースとを含み、インターフェースをロボットアームに対して着脱可能に構成された手術器具が開示されている。【０００３】
また、たとえば特許文献２（特表２０１５−５２１９０５号公報）には、先端部がシャフトに対して取り外し可能に構成された手術装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０００／３３７５５号
【特許文献２】特表２０１５−５２１９０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の手術器具は、先端部、シャフト、およびインターフェースが一体的に構成されているため、いずれか一部分のみの交換が必要な場合であっても手術器具全体をロボットアームから取り外して交換しなければならないため、消耗品である手術器具を定期的に購入するためのコストが高いという問題がある。【０００６】
また、特許文献２に記載の手術装置のように、シャフトに対して先端部を取り外し可能とする場合、構造が複雑化し、製造が困難となる可能性がある。また、体腔内に挿入される部分に着脱機構が含まれ、複雑な構造である着脱機構にタンパク質の汚れ等が残留しやすくなるため、消毒滅菌が不完全となる確率が高くなる。【０００７】
この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、簡易な構造であり、低コストでの医療用処置具の交換を可能とする手術器具、これに設けられる被取付装置および医療用処置具、ならびにこれらの少なくとも一部を備える手術ロボットおよび遠隔システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明のある局面に係る手術器具は、医療用処置具と、医療用処置具が装着される被取付装置とを備える。医療用処置具は、多自由度で動作可能な先端部と、先端部を操作するためのワイヤまたはケーブルである細長要素と、細長要素を収容し先端部が連結されるシャフトと、を有する。医療用処置具は、シャフトの長手方向における先端部とは反対側で細長要素に連結される被係合部材をさらに有する。被取付装置は、駆動源により駆動されると共に被係合部材と係合する係合部材と、係合部材と被係合部材との係合状態を解除可能にする解除機構と、を有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、簡易な構造であり、低コストでの医療用処置具の交換を可能とする。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、遠隔手術システムの構成（例１）を示す図である。
【図２】図２は、医療用処置具の構成（例１）を示す図である。
【図３】図３は、医療用処置具における先端部の構成を示す図である。
【図４】図４は、医療用処置具における、先端部に対して反対側の端部の構成を示す図である。
【図５】図５は、医療用処置具およびロボットアームの先端側の構成を示す図である。
【図６】図６は、被係合部材、ならびに被取付装置における動力変換機構および係合部材の詳細な構成を示す拡大図である。
【図７】図７は、医療用処置具がロボットアームの被取付装置に装着された状態を示す図である。
【図８】図８は、医療用処置具を被取付装置から取り外す過程を示す図である。
【図９】図９は、医療用処置具が変形例１に係るロボットアームの被取付装置に装着された状態を示す図である。
【図１０】図１０は、医療用処置具を変形例１に係る被取付装置から取り外す過程を示す図である。
【図１１】図１１は、医療用処置具が変形例２に係るロボットアームの被取付装置に装着された状態を示す図である。
【図１２】図１２は、医療用処置具を変形例２に係る被取付装置から取り外す過程を示す図である。
【図１３】図１３は、医療用処置具における基端部の構成の変形例を示す図である。
【図１４】図１４は、医療用処置具の構成（例１）において、基端部にキャップが取り付けられる構成を示す図である。
【図１５】図１５は、遠隔手術システムの構成（例２）を示す図である。
【図１６】図１６は、医療用処置具の構成（例２）を示す図である。
【図１７】図１７は、遠隔手術システムの構成（例３）を示す図である。
【図１８】図１８は、医療用処置具の構成（例３）を示す図である。
【図１９】図１９は、医療用処置具における先端部に対して反対側の端部、インターフェースおよび駆動装置の詳細な構成を示す図である。
【図２０】図２０は、医療用処置具とインターフェースとの着脱機構の構成を示す図である。
【図２１】図２１は、６つの被係合部材の配置の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜第１の実施の形態＞
［遠隔手術システム］
図１は、遠隔手術システムの構成（例１）を示す図である。
【００１２】
図１を参照して、遠隔手術システム２０１は、１または複数の手術器具１００と、医療用処置具１ａと、内視鏡１ｂと、遠隔操作装置４と、指令入力部５と、患者側装置（手術ロボット）１０とを備える。手術器具１００は、医療用処置具１ａを含む。
【００１３】
医療用処置具１ａおよび内視鏡１ｂは、ロボットアーム３に取り付けられる。ロボットアーム３は、遠隔操作装置４に有線または無線で電気的に接続される。医療用処置具１ａは、把持鉗子（グラスパ）、持針器（ニードルドライバ）、またはシザーズなどの先端器具を含む。
【００１４】
指令入力部５は、術者Ｗにより操作されると、患者側装置１０に対する動作指令を遠隔操作装置４へ入力する。遠隔操作装置４は、入力された動作指令を含む制御信号を患者側装置１０へ送信する。
【００１５】
患者側装置１０は、遠隔操作装置４から送信された制御信号を受信し、受信した制御信号に含まれる動作指令に従って動作する。
【００１６】
より詳細には、患者側装置１０は、ポジショナ７と、ポジショナ７の先端部に取り付けられたプラットホーム８と、プラットホーム８に取り付けられる複数のロボットアーム３と、コントローラ９とを含む。
【００１７】
コントローラ９は、遠隔操作装置４から送信された制御信号を受信すると、当該制御信号に含まれる動作指令に基づいて、プラットホーム８およびロボットアーム３の少なくともいずれか一方の位置決めを行う。また、コントローラ９は、当該制御信号をロボットアーム３へ送信する。
【００１８】
ロボットアーム３は、複数のリンク３３と、複数のリンク３３を連結する複数の関節３４とを有する。ロボットアーム３は、コントローラ９から送信された制御信号を受信すると、当該制御信号に従って動作することにより、対応する医療用処置具１ａまたは内視鏡１ｂを操作する。これにより、術者Ｗは、医療用処置具１ａおよび内視鏡１ｂを遠隔操作することができる。
【００１９】
なお、コントローラ９は必ずしも患者側装置１０に一体的に備わっている必要はなく、患者側装置１０から独立して設けられてもよい。
【００２０】
［医療用処置具］
（全体構成）
図２は、医療用処置具の構成（例１）を示す図である。
【００２１】
図２を参照して、医療用処置具１ａは、細長い硬質の部材により形成されたシャフト１２と、シャフト１２の先端に連結された先端部２０と、先端部２０を操作するための複数の細長要素１４と、複数の細長要素１４にそれぞれ連結された複数の被係合部材１３とを含む。図２では、２つの細長要素１４および２つの被係合部材１３を代表的に示している。
【００２２】
細長要素１４は、ロッドなどの硬質の部材、またはワイヤもしくはケーブルなどの軟質の部材であり、シャフト１２に収容される。
【００２３】
先端部２０は、エンドエフェクタ２２と、手首部２３とを有し、多自由度で動作可能である。エンドエフェクタ２２は、第１ジョー２２ａと、第２ジョー２２ｂとを有する。
【００２４】
第１ジョー２２ａおよび第２ジョー２２ｂは、たとえば、互いに近づいたり離れたりするように動作可能である。手首部２３は、矢印Ｂ１および矢印Ｂ２に示すように、たとえば、Ｚ軸に対して垂直な回転軸を中心に回転可能である。
【００２５】
（先端部の構成）
図３は、医療用処置具における先端部の構成を示す図である。
【００２６】
図３を参照して、先端部２０は、エンドエフェクタ２２および手首部２３に加えて、さらに、エンドエフェクタ２２と手首部２３とを連結する第１連結部３１と、手首部２３とシャフト１２とを連結する第２連結部３２とを有する。第１連結部３１および第２連結部３２は、ボルト、ネジまたは回転軸用シャフトなど、手首部２３またはエンドエフェクタ２２を回動可能に固定する固定具である。
【００２７】
第１連結部３１により規定される第１軸Ｓ１と平行な軸をＸ軸とし、第２連結部３２により規定される第２軸Ｓ２と平行な軸をＹ軸とする。また、シャフト１２により規定される第３軸Ｓ３と平行な軸をＺ軸とする。
【００２８】
なお、第１軸Ｓ１の延びる方向は、第１連結部３１の延びる方向と多少ずれてもよい。また、第２軸Ｓ２の延びる方向は、第２連結部３２の延びる方向と多少ずれてもよい。また、第３軸Ｓ３の延びる方向は、シャフト１２の延びる方向と多少ずれてもよい。
【００２９】
第１軸Ｓ１および第２軸Ｓ２は、エンドエフェクタ２２からの平面視、すなわちＺ軸の負から正の方向に見た平面視において交差することが好ましい。すなわち、第１軸Ｓ１、第２軸Ｓ２および第３軸Ｓ３は、互いに異なる方向であることが好ましい。ここでは、第１軸Ｓ１と第２軸Ｓ２とのなす角、第１軸Ｓ１と第３軸Ｓ３とのなす角、および第２軸Ｓ２と第３軸Ｓ３とのなす角を、いずれも９０度とする。
【００３０】
手首部２３は、矢印Ｂ１および矢印Ｂ２に示すように、第２軸Ｓ２を中心に回転可能である。エンドエフェクタ２２における第１ジョー２２ａおよび第２ジョー２２ｂは、矢印Ｃ１および矢印Ｃ２に示すように、第１軸Ｓ１を中心に回転することにより、互いに近づいたり、離れたり、同じ方向へ回転したりすることができる。
【００３１】
より詳細には、図２に示す医療用処置具１ａは、図３に示すように、第１ジョー２２ａを矢印Ｃ２の方向に回動させるための引き込み可能な２つの細長要素１４、第２ジョー２２ｂを矢印Ｃ１の方向に回動させるための引き込み可能な２つの細長要素１４、ならびに手首部２３を矢印Ｂ１および矢印Ｂ２の両方向に回動させるための引き込み可能な２つの細長要素１４を含む。すなわち、医療用処置具１ａは、本実施例では６つの引き込み可能な軟質の細長要素１４を有する。
【００３２】
なお、細長要素１４がロッドなどの硬質部材である場合、１つの細長要素１４で引き込みおよび押し出しが可能であるため、細長要素１４の数を半数にすることができる。ただし、硬質の細長要素１４は医療用処置具１ａにおける屈曲部分の運動を妨げるおそれがあるため、自由度の高い複雑な構成においては、軟質の細長要素１４が用いられることが好ましい。
【００３３】
さらに、第１ジョー２２ａの動作および第２ジョー２２ｂの動作を連動させることもできる。この場合、１つの細長要素１４で第１ジョー２２ａおよび第２ジョー２２ｂの開閉動作を行うことができる。
【００３４】
（細長要素および被係合部の構成）
図４は、医療用処置具における、先端部に対して反対側の端部の構成を示す図である。図４では、２つの細長要素１４および２つの被係合部材１３を代表的に示している。
【００３５】
図４を参照して、各細長要素１４における先端側すなわち図３に示す先端部２０が位置する側、に対する反対側（以下、「基端側」とも称する。）の端部には、被係合部材１３が連結されている。医療用処置具１ａは、細長要素１４と被係合部材１３との組を３つ以上有しており、本実施の形態では６つ有している。
【００３６】
たとえば、医療用処置具１ａのエンドエフェクタ２２が、単一のフック型の部材で形成されており、軟質の細長要素１４により操作されるような場合、医療用処置具１ａは、エンドエフェクタ２２および手首部２３を細長要素１４の引き込み操作で動作させるため、細長要素１４と被係合部材１３との組は４組となる。
【００３７】
また、医療用処置具１ａは、さらに、シャフト１２の基端側においてシャフト１２と連結される基端部１５を有する。シャフト１２と基端部１５とは、互いの内部空間が連通している。シャフト１２および基端部１５は、一体的に形成されてもよい。被係合部材１３の少なくとも一部が、基端部１５から露出している。より詳細には、被係合部材１３には溝が形成されており、たとえば、溝の部分がシャフト１２の長手方向において基端部１５から露出し、他の部分が基端部１５に収容されている。
【００３８】
Ｚ軸方向に直交する基端部１５の断面の最大寸法は、Ｚ軸方向に直交するシャフト１２の断面の最大寸法より若干大きく形成されている。具体的には、基端部１５の断面の最大寸法は、基端部１５の取付挿入時に邪魔にならない程度の寸法であり、たとえばＺ軸方向に直交するシャフト１２の断面の最大寸法の１倍以上かつ２倍以下である。基端部１５の断面の最大寸法は、シャフト１２の断面とほぼ同程度の大きさであればなおよく、好ましくは、１．２倍以下である。
【００３９】
より詳細には、シャフト１２および基端部１５は筒形状を有し、基端部１５の直径は、シャフト１２の直径の１倍以上かつ２倍以下である。
【００４０】
なお、シャフト１２および基端部１５は、筒形状を有する構成に限らず、たとえば細長の箱形状を有する構成であってもよい。また、シャフト１２および基端部１５は、Ｚ軸方向に直交する断面が均一である構成に限らず、たとえば外壁が凹凸を有し、断面が不均一な構成であってもよい。
【００４１】
［ロボットアーム］
図５は、医療用処置具およびロボットアームの先端側の構成を示す図である。図５では、ロボットアーム３の内部の構成の一部を実線で示している。
【００４２】
図５を参照して、ロボットアーム３は、たとえば複数のリンク３３の先端部に被取付装置６を含む。すなわち、被取付装置６は、ロボットアーム３に一体に設けられている。手術器具１００は、医療用処置具１ａと、被取付装置６とを含む。被取付装置６には、医療用処置具１ａが着脱可能に取り付けられる。
【００４３】
より詳細には、被取付装置６は、ハウジング７０と、ハウジング７０内に医療用処置具１ａの着脱を可能とする取付機構（解除機構）７３とを有する。また、被取付装置６は、ドレープ３０により覆われている。なお、図５では、ドレープ３０を２点鎖線で示している。取付機構７３は、複数の駆動源８１を有し、複数の駆動源８１が複数の細長要素１４をそれぞれ動作させる。そして、各細長要素１４が動作することにより、図３に示す、第１ジョー２２ａ、第２ジョー２２ｂおよび手首部２３が独立して駆動する。すなわち、本発明の実施の形態に係る医療用処置具１ａは、多自由度で動作可能に構成される。
【００４４】
具体的には、再び図３を参照して、取付機構７３は、手首部２３について矢印Ｂ１および矢印Ｂ２の両方向への動作を可能とする場合、２つの被係合部材１３および２つの細長要素１４が設けられ、第１の被係合部材１３は第１の細長要素１４に連結され、第２の被係合部材１３は第２の細長要素１４に連結されている。第１の駆動源８１は第１の被係合部材１３を動作させ、第２の駆動源８１は第２の被係合部材１３を動作させる。
【００４５】
術者Ｗは、手首部２３を矢印Ｂ１の方向に動作させる場合、指令入力部５を操作することにより、第１の駆動源８１を正回転させて第１の被係合部材１３を動作させることにより第１の細長要素１４を引き込むとともに、第２の駆動源８１を逆回転させて第２の被係合部材１３を動作させることにより第２の細長要素１４を同量だけ送り出す。
【００４６】
また、術者Ｗは、手首部２３を矢印Ｂ２の方向に動作させる場合、指令入力部５を操作することにより、第２の駆動源８１を正回転させて第２の被係合部材１３を動作させることにより第２の細長要素１４を引き込むとともに、第１の駆動源８１を逆回転させて第１の被係合部材１３を動作させることにより第１の細長要素１４を同量だけ送り出す。
【００４７】
第１ジョー２２ａおよび第２ジョー２２ｂについても同様の動作制御が行われる場合、さらに４つの駆動源８１が設けられるため、合計６つの駆動源８１が設けられる。
【００４８】
なお、医療用処置具１ａの先端部２０を動作制御するための別の手法として、たとえば、第１の細長要素１４の第１端および第２の細長要素１４の第１端を手首部２３に固定して第１の細長要素１４を駆動源８１により操作可能とし、第２の細長要素１４の第２端をバネなどの弾性体に固定する。
【００４９】
この場合、術者Ｗは、駆動源８１を正回転させて第１の被係合部材１３を動作させることにより第１の細長要素１４の引き込み操作を行い、手首部２３を矢印Ｂ１の方向に動作させる。
【００５０】
駆動源８１を逆回転させると、第２の細長要素１４が弾性体の弾性力により引き込まれるため、手首部２３を矢印Ｂ２の方向に動作させることができる。第１ジョー２２ａおよび第２ジョー２２ｂについても同様の動作制御が行われる場合、さらに２つの駆動源８１が設けられるため、合計３つの駆動源８１が設けられる。
【００５１】
医療用処置具１ａの先端部２０を動作制御するためのさらに別の手法として、たとえば、細長要素１４としてロッドなどの硬性の部材を用いる場合、１つの駆動源８１により細長要素１４の引き込みおよび送り出しを行うことで、手首部２３を矢印Ｂ１および矢印Ｂ２の両方向へ動作させることが可能である。第１ジョー２２ａおよび第２ジョー２２ｂについても同様の動作制御が行われる場合、さらに２つの駆動源８１が設けられるため、合計３つの駆動源８１が設けられる。
【００５２】
再び図５を参照して、ロボットアーム３は、先端側に関節３４を有することにより、コントローラ９からの制御信号に従い、被取付装置６および医療用処置具１ａを、Ｚ軸を中心に矢印Ａの方向に回転するように動作させることが可能である。
【００５３】
本実施の形態において、ハウジング７０は、本体部７１と、解除機構としての下蓋（蓋部）７２とを有する。本体部７１は、シャフト１２の長手方向と直交する方向に延びる連結部７９を有する。下蓋７２は、連結部７９を中心に回転することにより、矢印Ｄの方向に沿って開閉可能である。下蓋７２の開閉操作は、たとえば下蓋７２に設けられた窪み７４に作業者の指を掛けて行う。図５では、下蓋７２が閉じた状態を示している。
【００５４】
取付機構７３は、ハウジング７０に収容される駆動源８１と、駆動源８１の回転動力を異なる方向の回転動力に変換する動力変換機構８０と、係合部材８４と、駆動源８１と動力変換機構８０とを連結する連結部材８３と、係合部材８４の回転軸を支持する支持部８５とを有する。
【００５５】
より詳細には、ハウジング７０は、駆動源８１、動力変換機構８０、連結部材８３および係合部材８４の組を複数収容する。また、図５では、１組の細長要素１４および被係合部材１３を代表的に示している。支持部８５は、複数の係合部材８４の各々の回転軸を支持するとともに下蓋７２に固定されている。
【００５６】
なお、取付機構７３は、複数の係合部材８４の各々の回転軸をそれぞれ支持する複数の支持部８５を有してもよい。
【００５７】
駆動源８１は、たとえばサーボモータであり、図１に示す遠隔操作装置４により制御されて動作することにより、連結部材８３および動力変換機構８０を介して係合部材８４を動作させる。
【００５８】
図６は、被係合部材、ならびに被取付装置における動力変換機構および係合部材の詳細な構成を示す拡大図である。
【００５９】
図６を参照して、動力変換機構８０は、伝達側部材８２と、受動側部材８８とを有する。伝達側部材８２は、連結部材８３の端部に設けられるとともに連結部材８３を介して駆動源８１に連結され、たとえば、駆動源８１に連動して回転する傘歯車である。
【００６０】
係合部材８４は、たとえば、はす歯歯車である。このはす歯歯車の側面に、受動側部材８８としての傘歯車が設けられている。係合部材８４および受動側部材８８は、たとえば一体的に形成されている。受動側部材８８としての傘歯車が、伝達側部材８２としての傘歯車と係合している。これにより、駆動源８１が駆動すると、伝達側部材８２が連結部材８３を中心に回転し、同時に伝達側部材８２に噛み合う受動側部材８８が回転し、係合部材８４が連結部材８３の長手方向に直交する軸Ｘ１を中心に回転する。係合部材８４には、医療用処置具１ａにおける被係合部材１３が係合している。
【００６１】
より詳細には、被係合部材１３は、ウォームホイールである係合部材８４のはす歯歯車と係合するウォームである。すなわち、被係合部材１３および係合部材８４がウォームギアとして機能する。駆動源８１が駆動することにより係合部材８４が回転すると、係合部材８４と係合している被係合部材１３、および被係合部材１３に連結されている細長要素１４がＺ軸に沿って移動する。
【００６２】
そして、複数の細長要素１４がそれぞれ独立してＺ軸に沿って移動することにより、対応する第１ジョー２２ａ、第２ジョー２２ｂおよび手首部２３がそれぞれ独立して駆動する。
【００６３】
なお、被係合部材１３および係合部材８４は、ウォームギアの代わりに、たとえばラックアンドピニオンであってもよい。すなわち、係合部材８４が、平歯車であって、被係合部材１３が、当該平歯車に係合する溝が形成された平板であってもよい。
【００６４】
また、係合部材８４および伝達側部材８２は、傘歯車同士である構成に限らない。たとえば、係合部材８４が傘歯車の代わりにフェースギアを有し、伝達側部材８２が当該フェースギアと係合する平歯車またははす歯歯車であってもよい。
【００６５】
［医療用処置具とロボットアームとの着脱機構］
図７は、医療用処置具がロボットアームの被取付装置に装着された状態を示す図である。図８は、医療用処置具を被取付装置から取り外す過程を示す図である。図７および図８では、ドレープ３０を図示していない。
【００６６】
図７および図８を参照して、被係合部材１３および係合部材８４は、互いの係合状態が解除可能となるように構成されている。すなわち、取付機構７３が被係合部材１３と係合部材８４との係合状態を解除することができるため、医療用処置具１ａをロボットアーム３における被取付装置６に対して着脱することができる。
【００６７】
より詳細には、被取付装置６における連結部材８３は、駆動源８１に連結された第１連結部８３ａと、動力変換機構８０の伝達側部材８２に連結された第２連結部８３ｂと、第１連結部８３ａと第２連結部８３ｂとを連結する軸部材８６で構成された関節とを有する。第１連結部８３ａは、駆動源８１に対して固定されている。第２連結部８３ｂは、軸部材８６を中心に回転可能である。
【００６８】
具体的には、作業者は、医療用処置具１ａを被取付装置６から取り外す場合、下蓋７２を開ける。すなわち、作業者は、図８に示すように、窪み７４に指を掛けて連結部７９を中心に下蓋７２を矢印Ｄ１の方向へ回動させる。
【００６９】
このとき、下蓋７２に設けられた支持部８５、および支持部８５により支持されている係合部材８４も、下蓋７２の開動作と連動して矢印Ｄ１の方向へ移動する。また、係合部材８４と係合している伝達側部材８２、および伝達側部材８２に連結された第２連結部８３ｂは、軸部材８６を中心に回転し、矢印Ｄ１の方向へ移動する。これにより、係合部材８４が被係合部材１３から離れ、被係合部材１３との係合状態が解除されるため、医療用処置具１ａを被取付装置６に形成された挿入孔７５から挿抜することができる。
【００７０】
また、作業者は、医療用処置具１ａを被取付装置６に取り付ける場合、挿入孔７５から医療用処置具１ａの基端部１５を挿入し、係合部材１３をハウジング７０の内部に位置させた状態で、下蓋７２を閉める。すなわち、作業者は、連結部７９を中心に下蓋７２を矢印Ｄ２の方向へ回動させる。
【００７１】
このとき、支持部８５、第２連結部８３ｂ、伝達側部材８２および係合部材８４が、図７に示すように、下蓋７２の閉動作と連動して、係合部材８４と被係合部材１３とが係合状態となるまで移動する。これにより、医療用処置具１ａを被取付装置６に取り付けることができる。
【００７２】
その後、遠隔操作装置４がキャリブレーションを行い、先端部２０の位置や姿勢を標準化することによって、医療用処置具１ａを動作可能な状態とすることができる。
【００７３】
このような構成により、医療用処置具１ａおよび被取付装置６の全体を交換することなく、医療用処置具１ａの基端部１５の着脱で術具の種類を変更することができるため、経済的である。
【００７４】
また、シャフト１２に対して先端部２０を着脱可能とする場合、構造が複雑化するうえ、手術の後、体腔内で付着した血液およびタンパク質などを取り除くための洗浄滅菌作業が困難となる。これに対して、医療用処置具１ａでは、基端部１５より先端側は従来と同じ簡易な構成を採用できるため、先端側における洗浄滅菌作業は従来と同様の作業でよい。
【００７５】
［変形例１］
図９は、医療用処置具が変形例１に係るロボットアームの被取付装置に装着された状態を示す図である。図１０は、医療用処置具を変形例１に係る被取付装置から取り外す過程を示す図である。図９および図１０では、ドレープ３０を図示していない。
【００７６】
図９および図１０を参照して、ロボットアーム３における取付機構７３は、図７に示す連結部材８３の代わりに、駆動源８１と伝達側部材８２との間に設けられる可撓性部材９０と、支持台８７とを有する構成であってもよい。この場合、可撓性部材９０の先端側、すなわち係合部材８４が位置する側が、Ｚ軸と直交する方向であって、被係合部材１３の位置する側とは反対側である矢印Ｅ２の方向に付勢されている。また、支持台８７は、下蓋７２が閉じている状態においては、可撓性部材９０を、Ｚ軸と直交する方向であって、被係合部材１３の位置する側である矢印Ｅ１の方向へ押圧している。
【００７７】
作業者は、医療用処置具１ａを被取付装置６から取り外す場合、たとえば窪み７４に指を掛けて下蓋７２を開ける。すなわち、作業者は、連結部７９を中心に下蓋７２を矢印Ｄ１の方向へ回動させる。
【００７８】
このとき、下蓋７２に設けられた支持台８７が移動し、支持台８７により押圧されていた可撓性部材９０は、被係合部材１３の位置する側とは反対側である矢印Ｄ１の方向へ撓む。そして、可撓性部材９０に連結されている動力変換機構８０、および支持部８５により支持されている係合部材８４は、矢印Ｄ１の方向へ移動する。これにより、係合部材８４と被係合部材１３との係合が解除されるため、医療用処置具１ａを被取付装置６に形成された挿入孔７５から取り外すことができる。
【００７９】
また、作業者は、医療用処置具１ａを被取付装置６に取り付ける場合、医療用処置具１ａを挿入孔７５から挿入し、係合部材１３をハウジング７０の内部に位置させた状態で、下蓋７２を閉める。すなわち、作業者は、連結部７９を中心に下蓋７２を矢印Ｄ２の方向へ回動させる。
【００８０】
このとき、支持部８５により支持された係合部材８４、可撓性部材９０、および動力変換機構８０が、図９に示す状態となるように移動し、係合部材８４と被係合部材１３とが係合する。これにより、医療用処置具１ａを被取付装置６に取り付けることができる。
【００８１】
［変形例２］
図１１は、医療用処置具が変形例２に係るロボットアームの被取付装置に装着された状態を示す図である。図１２は、医療用処置具を変形例２に係る被取付装置から取り外す過程を示す図である。図１１および図１２では、ドレープ３０を図示していない。
【００８２】
図１１および図１２を参照して、ロボットアーム３における被取付装置６の取付機構７３は、図７に示す関節を有する連結部材８３の代わりに、切り欠きを有する連結部材９１と、押圧部材９２とを有する構成であってもよい。また、この場合、ハウジング７０は、下蓋７２を有していなくてもよい。
【００８３】
押圧部材９２は、たとえば、棒形状の部材であり、ハウジング７０の一部に形成された穴７１ａを貫通している。また、押圧部材９２における、ハウジング７０の内部に位置する端部９２ａは、傾斜を有している。より詳細には、端部９２ａは、駆動源８１側が低く、係合部材８４側が高くなるような傾斜を有している。
【００８４】
連結部材９１は、押圧部材９２における端部９２ａと係合可能な切り欠き９３が形成されている。より詳細には、切り欠き９３は、駆動源８１側が浅く、係合部材８４側が深くなるような傾斜を有している。また、連結部材９１は、駆動源８１側の端部に設けられたバネ部材（弾性部材）９４を有する。
【００８５】
連結部材９１は、医療用処置具１ａが被取付装置６に装着されている状態において、図１１に示すように、バネ部材９４により係合部材８４が位置する方向、すなわち図１１に示す矢印Ｚ２の方向へ付勢されている。また、この状態において、たとえば、押圧部材９２における端部９２ａが、切り欠き９３の傾斜部分における駆動源８１側の端部に当接している。そして、押圧部材９２は、図示しない付勢部材によってハウジング７０の外部側、すなわち図１１に示す矢印Ｇ２の方向に付勢されている。
【００８６】
作業者は、医療用処置具１ａを被取付装置６から取り外す場合、押圧部材９２を、付勢力に逆らってハウジング７０に内部側、すなわち図１２に示す矢印Ｇ１の方向へ押圧する。これにより、押圧部材９２は、連結部材８３と係合部材８４との連結を解除する。
【００８７】
より詳細には、このとき、切り欠き９３は、バネ部材９４の付勢力に抗して連結部材９１を係合部材８４から離れる方向へ移動させる。すなわち、連結部材９１は、押圧部材９２からの押圧を受けることにより、切り欠き９３の傾斜部分が押圧部材９２における端部９２ａの傾斜部分に沿うように、矢印Ｚ１の方向へ移動する。そして、連結部材９１に連結されている動力変換機構８０の伝達側部材８２は、受動側部材８８との噛合状態が解除され、被係合部材１３から離れる方向である矢印Ｚ１の方向へ移動する。
【００８８】
これにより、係合部材８４は、被係合部材１３との係合によってのみ回転し、他の部材からのストレスがかからない状態となる。すなわち、係合部材８４は、被係合部材１３以外の他の部材との関係による動作の制限を受けない。このため、医療用処置具１ａをシャフト１２の延びる方向に沿ってハウジング７０の挿入孔７５から引き抜くことで、医療用処置具１ａを被取付装置６から取り外すことができる。
【００８９】
また、作業者は、医療用処置具１ａを被取付装置６に取り付ける場合、押圧部材９２を付勢力に逆らってハウジング７０の内部側に押圧することにより、係合部材８４は、被係合部材１３以外の他の部材との関係による動作の制限を受けない状態となる。そして、作業者は、このような状態において、シャフト１２の基端部１５をハウジング７０の挿入孔７５に挿入する。
【００９０】
このとき、動力変換機構８０の受動側部材８８は、伝達側部材８２との噛合状態が解除されている。このため、係合部材８４は、シャフト１２の挿入に伴い、被係合部材１３と係合しながら、たとえば時計回りに回転する。そして、作業者が、押圧部材９２の押圧を解除することにより、連結部材９１はバネ部材９４の付勢力によって係合部材８４の位置する方向、すなわち図１１に示す矢印Ｚ２の方向に移動し、伝達側部材８２と受動側部材８８とが噛合状態となる。これにより、駆動源８１の駆動力を係合部材８４に伝達可能な状態とすることができる。
【００９１】
［変形例３］
作業者は、指令入力部５を操作することにより、医療用処置具１ａを被取付装置６から取り外してもよい。具体的には、図７を参照して、作業者は、係合部材８４がたとえば反時計回りに回転するように指令入力部５を操作する。そして、被係合部材１３が係合部材８４との係合状態が解除される位置まで移動すると、被係合部材１３はストレスがかからない状態となるため、医療用処置具１ａの基端部１５を挿入孔７５から取り外すことにより、医療用処置具１ａを被取付装置６から取り外すことができる。
【００９２】
［変形例４］
また、たとえば、本体部７１が解除機構として上蓋（蓋部）を有する構成である場合、作業者は、上蓋を開けた状態で、被係合部材１３を係合部材８４から離れるように上側へ取り出すことにより、医療用処置具１ａを被取付装置６から取り外すことができる。
【００９３】
［医療用処置具の変形例］
図１３は、医療用処置具における基端部の構成の変形例を示す図である。図１３では、２組の細長要素１４および被係合部材１３を代表的に示している。
【００９４】
図１３を参照して、基端部１５は、シャフト１２の長手方向において被係合部材１３の全体を収容する構成であってもよい。この場合、基端部１５は、たとえば、複数の開口部１７が形成された筒形状を有する。そして、各被係合部材１３の少なくとも一部は、シャフト１２の長手方向に直交する方向において開口部１７から露出するように構成されている。ただし、被係合部材１３における開口部１７からの露出部分は、シャフト１２の長手方向に直交する方向において、基端部１５の外側へは突出していない。
【００９５】
このような構成により、市場における流通時など、医療用処置具１ａを被取付装置６から取り外した状態において、被係合部材１３を破損等から保護することができ、かつ医療用処置具１ａをロボットアーム３における被取付装置６に装着する際、被係合部材１３と係合部材８４とを係合させることができる。
【００９６】
また、医療用処置具１ａは、さらに、被取付装置６から取り外した状態において基端部１５を覆い、基端部１５が嵌め込まれるキャップ１８を有する構成であってもよい。このような構成により、市場における流通時などにおいては、被係合部材１３が外部に露出しないため、被係合部材１３を破損等からより確実に保護することができる。また、医療用処置具１ａを被取付装置６に装着する際には、キャップ１８を基端部１５から取り外すことにより被係合部材１３の溝部分の一部を露出させることができるため、被係合部材１３と係合部材８４とを係合させることができる。
【００９７】
図１４は、医療用処置具の構成（例１）において、基端部にキャップが取り付けられる構成を示す図である。
【００９８】
キャップ１８は、図１３に示すように、基端部１５がシャフト１２の長手方向において被係合部材１３の全体を収容する構成に対して採用されるだけでなく、図１４に示すように、シャフト１２の長手方向における被係合部材１３の少なくとも一部が基端部１５から露出している構成に対しても採用可能である。
【００９９】
次に、本発明の他の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【０１００】
＜第２の実施の形態＞
上述した第１の実施の形態に係る遠隔手術システム２０１では、医療用処置具１ａは、硬質の部材であるシャフト１２を有する。これに対して、第２の実施の形態に係る遠隔手術システム２０２では、医療用処置具１０１ａは、軟質の部材であるシャフト１１２を有する。
【０１０１】
［遠隔手術システム］
図１５は、遠隔手術システムの構成（例２）を示す図である。
【０１０２】
図１５を参照して、遠隔手術システム２０２は、１または複数の手術器具１１０と、内視鏡１０１ｂと、遠隔操作装置１０４と、指令入力部１０５と、複数の駆動装置（手術ロボット）１０６とを備える。本実施の形態において、駆動装置１０６は、被取付装置の一例である。手術器具１１０は、医療用処置具１０１ａを含む。
【０１０３】
医療用処置具１０１ａおよび内視鏡１０１ｂは、駆動装置１０６に取り付けられる。駆動装置１０６は、支持台１１１に載置されており、遠隔操作装置１０４に電気的に接続される。支持台１１１は、公知の構成により、駆動装置１０６を、駆動装置１０６の長手方向に沿って移動させたり、当該長手方向に沿う軸を中心に回転させたりできるように支持する。医療用処置具１０１ａは、図１に示す医療用処置具１ａと同様に、把持鉗子（グラスパ）、持針器（ニードルドライバ）、またはシザーズなどの先端器具を含む。
【０１０４】
指令入力部１０５は、術者Ｗにより操作されると、遠隔操作装置１０４へ動作指令を与える。遠隔操作装置１０４は、指令入力部１０５から動作指令を受けると、当該動作指令を含む制御信号を駆動装置１０６へ送信する。
【０１０５】
駆動装置１０６は、上述した第１の実施の形態に係る被取付装置６と同様の構成である。駆動装置１０６は、遠隔操作装置１０４から送信された制御信号を受信すると、当該制御信号に従って動作することにより、対応する医療用処置具１０１ａまたは内視鏡１０１ｂを操作する。これにより、術者Ｗは、医療用処置具１０１ａおよび内視鏡１０１ｂを遠隔操作することができる。
【０１０６】
［医療用処置具］
図１６は、医療用処置具の構成（例２）を示す図である。
【０１０７】
図１６を参照して、医療用処置具１０１ａは、細長い軟質の部材により形成され、可撓性を有するシャフト１１２と、シャフト１１２の先端に連結された先端部１２０と、先端部１２０を操作するための複数の細長要素１１４と、複数の細長要素１１４にそれぞれ連結された複数の被係合部材１１３と、シャフト１１２における先端部１２０の反対側においてシャフト１１２と連結される基端部１１５とを含む。図１５では、１つの細長要素１１４および１つの被係合部材１１３を代表的に示している。
【０１０８】
先端部１２０は、エンドエフェクタ１２２と、多関節部１２４とを有する。エンドエフェクタ１２２は、第１ジョー１２２ａと、第２ジョー１２２ｂと、手首部１２３とを有する。多関節部１２４は、第１多関節部１２４ａと、第２多関節部１２４ｂとを有する。
【０１０９】
手首部１２３は、自己の長手方向における第１端に第１ジョー１２２ａおよび第２ジョー１２２ｂが連結され、第２端に第１多関節部１２４ａが連結されている。第１多関節部１２４ａにおける手首部１２３とは反対側の端部には第２多関節部１２４ｂが連結され、第２多関節部１２４ｂにおける第１多関節部１２４ａの反対側の端部には軟性のシャフト１１２が連結されている。
【０１１０】
手首部１２３は、自己の長手方向に延びる軸まわりに回転可能である。第１ジョー１２２ａおよび第２ジョー１２２ｂは、たとえば、互いに近づいたり離れたりするように動作可能である。第１多関節部１２４ａおよび第２多関節部１２４ｂは、自己の長手方向に延びる軸まわりに回転可能である。
【０１１１】
第１ジョー１２２ａ、第２ジョー１２２ｂ、手首部１２３、第１多関節部１２４ａ、および第２多関節部１２４ｂには、細長要素１１４の一端が固定されている。細長要素１１４は、ワイヤまたはケーブルなどの軟質の部材であり、シャフト１１２に収容されている。
【０１１２】
医療用処置具１０１ａにおける、先端部１２０に対して反対側の端部の構成は、図４に示す医療用処置具１ａと同様であり、基端部１１５を有している。なお、本実施の形態において、シャフト１２の長手方向は、基端部１１５の長手方向と同一であるとする。そして、各細長要素１１４が動作することにより、第１ジョー１２２ａ、第２ジョー１２２ｂ、手首部１２３、第１多関節部１２４ａ、および第２多関節部１２４ｂが独立して駆動する。
【０１１３】
すなわち、本発明の第２の実施の形態に係る医療用処置具１０１ａは、たとえば、図１６の各矢印で示されるように、多自由度、具体的には７自由度で動作可能に構成される。
【０１１４】
具体的には、２つの細長要素１１４の各々の第１端が第１多関節部１２４ａおよび第２多関節部１２４ｂにそれぞれ固定されている。そして、一方の細長要素１１４の第２端が引き込まれることにより、第１多関節部１２４ａおよび第２多関節部１２４ｂのうち当該細長要素１１４に固定された多関節部が屈曲する。また、他方の細長要素１１４の第２端が引き込まれることにより、第１多関節部１２４ａおよび第２多関節部１２４ｂのうち当該細長要素１１４に固定された多関節部が屈曲する。
【０１１５】
したがって、第１多関節部１２４ａおよび第２多関節部１２４ｂは互いに独立して屈曲することができ、多関節部２４をＳ字カーブなどの複雑な形状に屈曲させることができる。
【０１１６】
第１ジョー１２２ａおよび第２ジョー１２２ｂについては、第１の実施の形態と同様に、細長要素１１４を２つずつ用いて引き込み操作を行うことにより、互いに独立して操作することができる。
【０１１７】
このように、本実施の形態においても細長要素１１４および被係合部材１１３の組は、たとえば６つ設けられる。なお、手首部１２３は、例えばトルク伝達チューブを用いて回転させることができる。
【０１１８】
なお、医療用処置具１０１ａは、たとえば、第１ジョー１２２ａの動作および第２ジョー１２２ｂの動作を独立させるのではなく、これらの動作を連動させたり、第１多関節部１２４ａおよび第２多関節部１２４ｂのうちのいずれか一方を省いたり、駆動装置１０６によるスライド運動および回転運動の少なくともいずれか一方を制限したりするなど、３自由度〜６自由度で動作可能に構成されてもよい。
【０１１９】
第２の実施の形態に係る医療用処置具１０１ａと駆動装置１０６との着脱機構または着脱方法として、第１の実施の形態の変形例１〜変形例４のうちのいずれか１つにおいて説明した着脱機構または着脱方法を採用してもよい。
【０１２０】
その他の構成および動作は、第１の実施の形態において説明した構成および動作と同様であるため、ここでは詳細な説明を繰り返さない。
【０１２１】
＜第３の実施の形態＞
上述した第１の実施の形態に係る遠隔手術システム２０１では、医療用処置具１ａがロボットアーム３の一部を構成している被取付装置６に対して着脱可能に構成されている。また、第２の実施の形態に係る遠隔手術システム２０２では、医療用処置具１０１ａが、手術ロボットを構成する駆動装置１０６であって、被取付装置の一例である駆動装置１０６に対して着脱可能に構成されている。
【０１２２】
これに対して、第３の実施の形態に係る遠隔手術システム２０３では、ロボットアーム３または駆動装置１１６が取付機構を有するのではなく、インターフェース１１７が取付機構を有する。すなわち、医療用処置具１ａは、被取付装置であるインターフェース１１７に着脱可能に構成され、さらにインターフェース１１７は、ロボットアーム３または駆動装置１１６に対して着脱可能に構成されている。
【０１２３】
［遠隔手術システム］
図１７は、遠隔手術システムの構成（例３）を示す図である。
【０１２４】
図１７を参照して、遠隔手術システム２０３は、図１に示す遠隔手術システム２０１と比較して、さらに、被取付装置としてのインターフェース１１７を備える。医療用処置具１ａは、インターフェース１１７を介して駆動装置１１６に取り付けられる。また、インターフェース１１７は、ロボットアーム３を覆うドレープ１３０および当該インターフェース１１７に係合する無菌アダプタ１３１を介して駆動装置１１６に対し着脱可能に取り付けられる。なお、図１７では、ドレープ１３０を２点鎖線で示している。駆動源を収容する駆動装置１１６は、ロボットアーム３の先端に設けられている。
【０１２５】
［医療用処置具］
図１８は、医療用処置具の構成（例３）を示す図である。図１８では、医療用処置具１ａがインターフェース１１７から取り外され、さらに、インターフェース１１７が駆動装置１１６から取り外された状態を示している。また、図１８では、ドレープ１３０および無菌アダプタ１３１を図示していない。
【０１２６】
図１８を参照して、医療用処置具１ａは、図２に示す第１の実施の形態に係る医療用処置具１ａと同様の構成である。
【０１２７】
図１９は、医療用処置具における先端部に対して反対側の端部、インターフェースおよび駆動装置の詳細な構成を示す図である。また、図１９では、ドレープ１３０および無菌アダプタ１３１を図示していない。
【０１２８】
図１９を参照して、各細長要素１４における先端部２０に対して反対側の端部には、図７に示す医療用処置具１ａと同様に、被係合部材１３が連結されている。また、医療用処置具１ａは、さらに、シャフト１２における先端部２０の反対側においてシャフト１２と接続される基端部１５を有する。シャフト１２と基端部１５とは、互いの内部空間が連通している。シャフト１２および基端部１５は、一体で形成されてもよい。また、被係合部材１３の少なくとも一部が、シャフト１２の長手方向において基端部１５から露出している。
【０１２９】
駆動装置１１６は、複数の伝達部材１６１と、複数の伝達部材１６１をそれぞれ動作させる図示しない複数の駆動源とを含む。
【０１３０】
具体的には、駆動装置１１６は、伝達部材１６１と駆動源との組を、図１８に示す第１ジョー２２ａ、第２ジョー２２ｂおよび手首部２３の各々に対して２つずつ、計６つ含む。図１９では、１つの伝達部材１６１を代表的に示している。
【０１３１】
インターフェース１１７は、駆動装置１１６の伝達部材１６１と係合する被伝達部材１６２と、解除機構としての下蓋（蓋部）１７２を有するハウジング１７０と、ハウジング１７０内に設けられた取付機構（解除機構）１７３とを含む。ハウジング１７０は、駆動装置１１６に対して着脱可能である。
【０１３２】
取付機構１７３は、第１動力変換機構１６０と、第２動力変換機構１８０と、第１動力変換機構１６０と第２動力変換機構１８０とを連結する連結部材１８３と、係合部材１８４と、支持部１８５とを有する。
【０１３３】
第１動力変換機構１６０は、第１伝達側部材１６３と、第１受動側部材１６５とを有し、第１伝達側部材１６３および第１受動側部材１６５は、傘歯車で構成されている。
【０１３４】
第２動力変換機構１８０は、第２伝達側部材１８２と、第２受動側部材１８８とを有し、第２伝達側部材１８２および第２受動側部材１８８は、傘歯車で構成されている。
【０１３５】
係合部材１８４は、たとえば、はす歯歯車であり、このはす歯歯車の側面に第２動力変換機構１８０の第２受動側部材１８８としての傘歯車が設けられている。第１動力変換機構１６０の第１受動側部材１６５は、第２動力変換機構１８０の第２伝達側部材１８２と連結部材１８３を介して連結されている。
【０１３６】
インターフェース１１７は、さらに、被伝達部材１６２からの動力を第１動力変換機構１６０に伝えるための伝達シャフト１６４を有する。
【０１３７】
連結部材１８３は、第１動力変換機構１６０の第１受動側部材１６５に連結された第１連結部１８３ａと、第２動力変換機構１８０の第２伝達側部材１８２に連結された第２連結部１８３ｂと、第１連結部１８３ａと第２連結部１８３ｂとを連結する軸部材１８６とを有する。第１連結部１８３ａは、第１動力変換機構１６０の第１受動側部材１６５に対して固定されている。第２連結部１８３ｂは、軸部材１８６を中心に回転可能である。
【０１３８】
支持部１８５は、複数の係合部材１８４の各々の回転軸を支持するとともに、ハウジング１７０の下蓋１７２に固定されている。図１９では、複数の組のうちの１組を代表的に示している。また、図１９では、１組の細長要素１４および被係合部材１３を代表的に示している。
【０１３９】
駆動装置１１６における伝達部材１６１は、凸部を有する形状であり、インターフェース１１７における被伝達部材１６２は、伝達部材１６１における凸部が嵌合可能な凹部を有する形状である。
【０１４０】
被係合部材１３、係合部材１８４、第２動力変換機構１８０、連結部材１８３および支持部１８５は、図７に示す、被係合部材１３、係合部材８４、動力変換機構８０、連結部材８３および支持部８５と、それぞれ同様の構成である。
【０１４１】
駆動装置１１６における駆動源は、遠隔操作装置４からの制御信号に従って動作することにより、伝達部材１６１を回転させる。伝達部材１６１は、駆動源からの動力を被伝達部材１６２へ伝達する。これにより、被伝達部材１６２、および被伝達部材１６２に連結されている第１動力変換機構１６０の第１伝達側部材１６３が回転する。
【０１４２】
そして、第１伝達側部材１６３の回転に伴い、第１伝達側部材１６３に噛合している第１動力変換機構１６０の第１受動側部材１６５、および第１受動側部材１６５に連結されている第２動力変換機構１８０の第２伝達側部材１８２は、Ｚ軸に平行な回転軸を中心に回転する。
【０１４３】
そして、第２伝達側部材１８２の回転に伴い、第２伝達側部材１８２と噛合している第２動力変換機構１８０の第２受動側部材１８８が回転し、同時に係合部材１８４が回転し、係合部材１８４と係合している被係合部材１３、および被係合部材１３に連結された細長要素１４がＺ軸に沿って移動する。
【０１４４】
そして、複数の細長要素１４がそれぞれ独立してＺ軸に沿って移動することにより、対応する第１ジョー２２ａ、第２ジョー２２ｂおよび手首部２３が独立して駆動する。
【０１４５】
［医療用処置具とインターフェースとの着脱機構］
図２０は、医療用処置具とインターフェースとの着脱機構の構成を示す図である。
【０１４６】
図２０を参照して、医療用処置具１ａは、インターフェース１１７に対して着脱可能である。具体的には、作業者は、医療用処置具１ａの基端部１５をインターフェース１１７から取り外す場合、下蓋１７２を開ける。すなわち、作業者は、連結部１７９を中心に下蓋１７２を矢印Ｄ１の方向へ回転させる。
【０１４７】
このとき、下蓋１７２に設けられた支持部１８５が移動し、支持部１８５により支持されている係合部材１８４は矢印Ｄ１の方向へ移動する。また、係合部材１８４と係合している第２動力変換機構１８０、および第２動力変換機構１８０の第２伝達側部材１８２に連結された第２連結部１８３ｂは、軸部材１８６を中心に回転し、矢印Ｄ１の方向へ移動する。これにより、係合部材１８４が被係合部材１３から離れ、被係合部材１３との係合が解除されるため、基端部１５を挿入孔１７５から取り外すことにより、医療用処置具１ａをインターフェース１１７から取り外すことができる。
【０１４８】
また、作業者は、医療用処置具１ａをインターフェース１１７に取り付ける場合、基端部１５を挿入孔１７５から挿入し、被係合部材１３をインターフェース１１７の内部に位置させた状態で、下蓋１７２を閉める。すなわち、作業者は、連結部１７９を中心に下蓋１７２を矢印Ｄ２の方向へ回転させる。
【０１４９】
このとき、支持部１８５、連結部材１８３、第２動力変換機構１８０および係合部材１８４が、図１９に示す状態となるように移動し、係合部材１８４と被係合部材１３とが係合する。これにより、医療用処置具１ａをインターフェース１１７に取り付けることができる。
【０１５０】
このような構成により、医療用処置具１ａおよびインターフェース１１７の全体を交換することなく、交換が必要な部品だけを交換することが可能となる。たとえば、細長要素１４の伸びが原因で手術器具１００の交換が必要な場合、インターフェース１１７は継続使用しつつ医療用処置具１ａの基端部１５より先端側のみを交換することができるため、経済的である。
【０１５１】
また、医療用処置具１ａおよびインターフェース１１７により構成される手術器具１００は、従来と同様の構成により患者側装置１０に対して取り付けられるため、従来と同様の構成を有する患者側装置１０を用いることができるという点でも、経済的である。
【０１５２】
その他の構成および動作は、第１の実施の形態および第２の実施の形態において説明した構成および動作と同様であるため、ここでは詳細な説明を繰り返さない。
【０１５３】
なお、第１の実施の形態、第２の実施の形態および第３の実施の形態に係る遠隔手術システム２０１，２０２，２０３の各々の特徴を適宜組み合わせることも可能である。たとえば、第３の実施の形態に係る医療用処置具１ａとインターフェース１１７との着脱機構または着脱方法として、第１の実施の形態の変形例１〜変形例４のうちのいずれか１つにおいて説明した着脱機構または着脱方法を採用してもよい。
【０１５４】
また、各実施の形態では細長要素１４，１１４および被係合部材１３，１１３の組の代表的なもののみ図示しており、たとえば図４においては２組のみ示しているが、この組の数が増加すると取付機構７３，１７３の構造が複雑化することがある。このため、以下のような構成とすることにより、取付機構７３，１７３の構造が複雑化することを避けることができる。
【０１５５】
図２１は、６つの被係合部材の配置の一例を示す図である。図２１は、医療用処置具１ａの、基端部１５の長手方向に直交する断面を示している。
【０１５６】
図２１を参照して、たとえば、上述のとおり、軟質の細長要素１４を用いた引き込み動作によって医療用処置具１ａの先端部２０の操作を行う場合、被取付装置６のハウジング７０内に、６つの駆動源８１、ならびに細長要素１４および被係合部材１３の６つの組が設けられる。
【０１５７】
６つの組は、３組をつなぐ直線状の列が２列並ぶように配置される。また、この場合、６つの駆動源８１は、３つの駆動源８１をつなぐ直線状の列が２列並ぶように配置される。
【０１５８】
このような場合であって、上述したような蓋部の開閉による医療用処置具１ａの着脱方法を採用する場合、たとえば、ハウジング７０に解除機構として上蓋および下蓋が設けられる。
【０１５９】
また、上述したような押圧部材９２を用いた医療用処置具１ａの着脱方法を採用する場合、たとえば、ハウジング７０の上側に位置する押圧部材、およびハウジング７０の下側に位置する押圧部材が設けられる。
【０１６０】
また、第１の実施の形態、第１の実施の形態の各変形例、第２の実施の形態および第３の実施の形態の各々の特徴を適宜組み合わせることも可能である。
【０１６１】
たとえば、手術システムは、第１の実施の形態の変形例１および変形例２のような下蓋７２の開閉による医療用処置具１ａの着脱方法、ならびに変形例３のような下蓋７２を備えない場合における医療用処置具１ａの着脱方法の両方を可能とするように構成されてもよい。この場合、１つの着脱方法に不具合がある場合でも他の着脱方法により医療用処置具１ａの着脱が可能であるため、故障への耐性が向上する。
【０１６２】
また、上術した先端部２０，１２０の構成は例示であり、上術した着脱方法が利用可能な先端部であれば、如何なる構成も採用することができる。
【０１６３】
また、上術した動力変換機構８０，１８０、および動力伝達のための連結部材８３を用いた連結機構は例示であり、追加の部材を採用した機構または同等の機能を有する他の機構を用いることができる。
【０１６４】
その他、上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記説明ではなく請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１６５】
１ａ，１０１ａ  医療用処置具
３  ロボットアーム
４，１０４  遠隔操作装置
６  被取付装置
１０６，１１６  駆動装置
１２，１１２  シャフト
１３，１１３  被係合部材
１４，１１４  細長要素
１５，１１５  基端部
１８  キャップ
２０，１２０  先端部
３０，１３０  ドレープ
７３，１７３  取付機構（解除機構）
８１  駆動源
８３，１８３  連結部材
８４，１８４  係合部材
８５，１８５  支持部
９０  可撓性部材
１００，１１０  手術器具
１１７  インターフェース（被取付装置）
１３１  無菌アダプタ
１６１  伝達部材
１６２  被伝達部材
２０１，２０２，２０３  遠隔手術システム
【図１】
2019130984.tif 000003
【図２】
2019130984.tif 000004
【図３】
2019130984.tif 000005
【図４】
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【図５】
2019130984.tif 000007
【図６】
2019130984.tif 000008
【図７】
2019130984.tif 000009
【図８】
2019130984.tif 000010
【図９】
2019130984.tif 000011
【図１０】
2019130984.tif 000012
【図１１】
2019130984.tif 000013
【図１２】
2019130984.tif 000014
【図１３】
2019130984.tif 000015
【図１４】
2019130984.tif 000016
【図１５】
2019130984.tif 000017
【図１６】
2019130984.tif 000018
【図１７】
2019130984.tif 000019
【図１８】
2019130984.tif 000020
【図１９】
2019130984.tif 000021
【図２０】
2019130984.tif 000022
【図２１】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年6月9日(2020.6.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多自由度で動作可能な先端部と、前記先端部を操作するための細長要素と、前記細長要素を収容し前記先端部が連結されるシャフトと、を有する医療用処置具と、
前記医療用処置具が装着される被取付装置と、を備え、
前記医療用処置具は、前記シャフトの長手方向における前記先端部とは反対側で前記細長要素に連結される被係合部材をさらに有し、
前記被取付装置は、駆動源により駆動されると共に前記被係合部材と係合する係合部材と、前記係合部材を支持する支持部と、前記係合部材を収容するハウジングと、前記係合部材と前記被係合部材との係合状態を解除可能にする解除機構と、を有し、
前記ハウジングは、前記支持部が設けられ当該ハウジングを開閉するための蓋部を有し、
前記解除機構は、前記蓋部の開動作と連動して前記係合部材と前記被係合部材との係合状態が解除される位置まで前記支持部を移動させるように構成されている、手術器具。
【請求項２】
前記細長要素は、ワイヤ又はケーブルである、請求項１に記載の手術器具。
【請求項３】
前記解除機構は、前記蓋部の閉動作と連動して前記係合部材と前記被係合部材とを係合状態にする位置まで前記支持部を移動させるように構成されている、請求項１に記載の手術器具。
【請求項４】
前記被取付装置は、前記駆動源から駆動力を前記係合部材に伝達するために前記係合部材に連結される連結部材をさらに有し、
前記解除機構は、可撓性部材、または関節を有する部材から成る前記連結部材を含む、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の手術器具。
【請求項５】
前記ハウジングは、前記駆動源をさらに収容している、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の手術器具。
【請求項６】
前記ハウジングは、前記駆動源を収容する駆動装置に対して着脱可能である、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の手術器具。
【請求項７】
前記係合部材はウォームホイールであり、
前記被係合部材はウォームである、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の手術器具。
【請求項８】
前記ウォームホイールは、はす歯歯車または平歯車である、請求項７に記載の手術器具。
【請求項９】
前記係合部材は平歯車であり、
前記被係合部材は、前記平歯車に係合する溝が形成された平板である、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の手術器具。
【請求項１０】
前記医療用処置具は、前記シャフトにおける前記先端部の反対側に設けられ、前記被取付装置に対して取り付けられる部分である基端部をさらに有し、
前記基端部の前記シャフトの長手方向に直交する断面の最大寸法は、前記シャフトの断面の最大寸法の１倍以上かつ２倍以下である、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の手術器具。
【請求項１１】
前記被係合部材は、前記シャフトの長手方向において少なくとも一部が前記基端部から露出している、請求項１０に記載の手術器具。
【請求項１２】
前記基端部は、前記シャフトの長手方向において前記被係合部材の全体を収容し、
前記被係合部材は、前記シャフトの長手方向に直交する方向において少なくとも一部が前記基端部から露出する、請求項１０に記載の手術器具。
【請求項１３】
請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の手術器具と、
複数のリンクと前記複数のリンクを連結する複数の関節とを有するロボットアームと、を備え、
前記被取付装置は、前記ロボットアームに一体に設けられている、手術ロボット。
【請求項１４】
請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の手術器具と、
複数のリンクと前記複数のリンクを連結する複数の関節とを有するロボットアームと、を備え、
前記ロボットアームは、前記駆動源を収容する駆動装置を有し、
前記被取付装置は、前記ロボットアームを覆うドレープおよび当該被取付装置に係合する無菌アダプタを介して前記駆動装置に対し着脱可能に取り付けられる、手術ロボット。
【請求項１５】
請求項１３または請求項１４に記載の手術ロボットと、
前記ロボットアームを無線または有線で遠隔操作する遠隔操作装置と、を備える、遠隔手術システム。
【国際調査報告】
2019130984.tif 000024
2019130984.tif 000025
2019130984.tif 000026
2019130984.tif 000027