(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
最小侵襲手術用器具であって、
所定の長さを有する長寸のシャフト（１００）と、
ユーザにより手動で制御可能な調節ハンドル（１１０）と、
前記長寸のシャフト（１００）の一端に配置され、前記調節ハンドル（１１０）の操作によって生じたピッチ及びヨー方向の動きをそれぞれ伝達するための第１ピッチ軸部（２２０）及び第１ヨー軸部（３２０）と、
前記シャフト（１００）の他端に配置され、それぞれ前記第１ピッチ軸部（２２０）及び第１ヨー軸部（３２０）からの動作に対応して作動する第２ピッチ軸部（２４０）及び第２ヨー軸部（３４０）と、
前記第２ピッチ軸部（２４０）及び前記第２ヨー軸部（３４０）により制御可能なエンドエフェクター（６００）とを含み、
前記第１ピッチ軸部（２２０）が、少なくとも１つのピッチ軸動作ケーブル（２６０）により前記第２ピッチ軸部（２４０）を駆動し、前記第１ヨー軸部（３２０）が、少なくとも１つのヨー軸動作ケーブル（３６０）により前記第２ヨー軸部（３４０）を駆動し、
前記最小侵襲手術用器具は、さらに、前記調節ハンドル（１１０）を前記シャフト（１００）の前記一端に連結する第１軸連結部（５００Ａ)と、前記シャフト（１００）の前
記他端を前記エンドエフェクター（６００）に連結する第２軸連結部（５００Ｂ）とを含み、
前記第１軸連結部（５００Ａ）が、
互いから離間している１対のプレートを有しかつ前記第１ピッチ軸部（２２０）に連結されているピッチ軸連結部（５２０Ａ）と、
互いから離間している１対のプレートを有しかつ前記第１ヨー軸部（３２０）に連結されているヨー軸連結部（５４０Ａ）とを含み、
前記ピッチ軸連結部（５２０Ａ）と前記ヨー軸連結部（５４０Ａ）とが、互いに直交するように結合され、
第１軸連結部（５００Ａ）の両端にピッチ軸連結部（５２０Ａ）及びヨー軸連結部（５４０Ａ）がそれぞれ配置される
ことを特徴とする器具。
【請求項２】
前記長寸のシャフト（１００）内に少なくとも１つの空間が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の器具。
【請求項３】
前記少なくとも１つのピッチ軸動作ケーブル（２６０）の少なくとも一部及び前記少なくとも１つのヨー軸動作ケーブル（３６０）の少なくとも一部が、前記シャフト（１００）の前記空間内に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の器具。
【請求項４】
前記第１ピッチ軸部及び前記第２ピッチ軸部が、第１ピッチ軸ケーブルプーリ（２２０）及び第２ピッチ軸ケーブルプーリ（２４０）をそれぞれ含むことを特徴とする請求項１に記載の器具。
【請求項５】
前記第１ヨー軸部及び前記第２ヨー軸部が、第１ヨー軸ケーブルプーリ（３２０）及び第２ヨー軸ケーブルプーリ（３４０）をそれぞれ含むことを特徴とする請求項１に記載の器具。
【請求項６】
前記ピッチ軸動作ケーブル（２６０）の動作方向を変えるための少なくとも１つの連結プーリ（５６０Ａ）を前記ヨー軸連結部（５４０Ａ）の外側にさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の器具。
【請求項７】
開閉ケーブル（４８０）と協働する開閉部（４００）をさらに含み、該開閉部（４００）が、
前記調節ハンドル（１１０）の開閉動作によって回転する第１開閉ケーブルプーリ（４２０）と、
前記動作を、前記開閉ケーブル（４８０）によって前記第１開閉ケーブルプーリ（４２０）から前記エンドエフェクター（６００）へ伝達するための第２開閉ケーブルプーリ（４４０）とを含むことを特徴とする請求項６に記載の器具。
【請求項８】
前記連結プーリ（５６０Ａ）が少なくとも２対あり、前記ヨー軸連結部（５４０Ａ）の両側面に少なくとも１対ずつ配置されていることを特徴とする請求項７に記載の器具。
【請求項９】
前記開閉ケーブル（４８０）の少なくとも一部が、前記シャフト（１００）の前記空間内に形成されていることを特徴とする請求項７に記載の器具。
【請求項１０】
最小侵襲手術用器具であって、
所定の長さを有する長寸のシャフト（１００）と、
ユーザにより手動で制御可能な調節ハンドル（１１０）と、
前記長寸のシャフト（１００）の一端に配置され、前記調節ハンドル（１１０）の操作によって生じたピッチ及びヨー方向の動きをそれぞれ伝達するための第１ピッチ軸部（２２０）及び第１ヨー軸部（３２０）と、
前記シャフト（１００）の他端に配置され、それぞれ前記第１ピッチ軸部（２２０）及び前記第１ヨー軸部（３２０）からの動作に対応して作動する第２ピッチ軸部（２４０）及び第２ヨー軸部（３４０）と、
前記第２ピッチ軸部（２４０）及び前記第２ヨー軸部（３４０）により制御可能なエンドエフェクター（６００）とを含み、
前記第１ピッチ軸部（２２０）及び前記第１ヨー軸部（３２０）が、少なくとも１つの動作ケーブル（２６０，３６０）によりそれぞれ前記第２ピッチ軸部（２４０）及び前記第２ヨー軸部（３４０）を駆動し、
前記最小侵襲手術用器具は、さらに、前記調節ハンドル（１１０）を前記シャフト（１００）の前記一端に連結する第１軸連結部（５００Ａ）と、
前記シャフト（１００）の前記他端を前記エンドエフェクター（６００）に連結する第
２軸連結部（５００Ｂ）とをさらに含み、
前記第１軸連結部（５００Ａ）が、
互いから離間している１対のプレートを有しかつ前記第１ピッチ軸部（２２０）に連結されているピッチ軸連結部（５２０Ａ）と、
互いから離間している１対のプレートを有しかつ前記第１ヨー軸部（３２０）に連結されているヨー軸連結部（５４０Ａ）とを含み、
前記ピッチ軸連結部（５２０Ａ）と前記ヨー軸連結部（５４０Ａ）とが、互いに直交するように結合され、
第１軸連結部（５００Ａ）の両端にピッチ軸連結部（５２０Ａ）及びヨー軸連結部（５４０Ａ）がそれぞれ配置される
ことを特徴とする器具。
【請求項１１】
前記第１ヨー軸部が、少なくとも１つの復元ばね（７００）により前記第２ヨー軸部をさらに駆動することを特徴とする請求項１０に記載の器具。
【請求項１２】
前記エンドエフェクター（６００）が、開閉するように構成され、
開閉ケーブル（４８０）と協働して前記エンドエフェクター（６００）の開閉動作を制御するための開閉部（４００）をさらに含むことを特徴とする請求項１０または１１に記載の器具。
【請求項１３】
前記ピッチ軸連結部（５２０Ａ）及び前記ヨー軸連結部（５４０Ａ）が中心軸部を含み、該中心軸部が、前記開閉ケーブル（４８０）が挿入される開閉ケーブル溝（５１４）を含むことを特徴とする請求項１２に記載の器具。
【請求項１４】
最小侵襲手術用器具であって、
所定の長さを有する長寸のシャフト（１００）と、
ユーザにより手動で制御可能な調節ハンドル（１１０）と、
前記長寸のシャフト（１００）の一端に配置され、前記調節ハンドル（１１０）の操作によって生じたピッチ及びヨー方向の動きをそれぞれ伝達するための第１ピッチ軸部（２２０）及び第１ヨー軸部（３２０）と、
前記シャフト（１００）の他端に配置され、それぞれ前記第１ピッチ軸部（２２０）及び第１ヨー軸部（３２０）からの動作に対応して作動する第２ピッチ軸部（２４０）及び第２ヨー軸部（３４０）と、
前記第２ピッチ軸部（２４０）及び前記第２ヨー軸部（３４０）により制御可能なエンドエフェクター（６００）とを含み、
前記第１ピッチ軸部（２２０）が、少なくとも１つのピッチ軸動作ケーブル（２６０）により前記第２ピッチ軸部（２４０）を駆動し、前記第１ヨー軸部（３２０）が、少なくとも１つのヨー軸動作ケーブル（３６０）により前記第２ヨー軸部（３４０）を駆動し、
前記最小侵襲手術用器具は、さらに、前記調節ハンドル（１１０）を前記シャフト（１００）の前記一端に連結する第１軸連結部（５００Ａ)と、前記シャフト（１００）の前記他端を前記エンドエフェクター（６００）に連結する第２軸連結部（５００Ｂ）とを含み、
前記第２軸連結部（５００Ｂ）が、
互いから離間している１対のプレートを有しかつ前記第２ピッチ軸部（２４０）に連結されているピッチ軸連結部（５２０Ｂ）と、
互いから離間している１対のプレートを有しかつ前記第２ヨー軸部（３４０）に連結されているヨー軸連結部（５４０Ｂ）とを含み、
前記ピッチ軸連結部（５２０Ｂ）と前記ヨー軸連結部（５４０Ｂ）とが、互いに直交するように結合され、
第２軸連結部（５００Ｂ）の両端にピッチ軸連結部（５２０Ｂ）及びヨー軸連結部（５４０Ｂ）がそれぞれ配置される
ことを特徴とする器具。
【請求項１５】
最小侵襲手術用器具であって、
所定の長さを有する長寸のシャフト（１００）と、
ユーザにより手動で制御可能な調節ハンドル（１１０）と、
前記長寸のシャフト（１００）の一端に配置され、前記調節ハンドル（１１０）の操作によって生じたピッチ及びヨー方向の動きをそれぞれ伝達するための第１ピッチ軸部（２２０）及び第１ヨー軸部（３２０）と、
前記シャフト（１００）の他端に配置され、それぞれ前記第１ピッチ軸部（２２０）及び前記第１ヨー軸部（３２０）からの動作に対応して作動する第２ピッチ軸部（２４０）及び第２ヨー軸部（３４０）と、
前記第２ピッチ軸部（２４０）及び前記第２ヨー軸部（３４０）により制御可能なエンドエフェクター（６００）とを含み、
前記第１ピッチ軸部（２２０）及び前記第１ヨー軸部（３２０）が、少なくとも１つの動作ケーブル（２６０，３６０）によりそれぞれ前記第２ピッチ軸部（２４０）及び前記第２ヨー軸部（３４０）を駆動し、
前記最小侵襲手術用器具は、さらに、前記調節ハンドル１１０）を前記シャフト（１００）の前記一端に連結する第１軸連結部（５００Ａ）と、
前記シャフト（１００）の前記他端を前記エンドエフェクター（６００）に連結する第２軸連結部（５００Ｂ）とをさらに含み、
前記第２軸連結部（５００Ｂ）が、
互いから離間している１対のプレートを有しかつ前記第２ピッチ軸部（２４０）に連結されているピッチ軸連結部（５２０Ｂ）と、
互いから離間している１対のプレートを有しかつ前記第２ヨー軸部（３４０）に連結されているヨー軸連結部（５４０Ｂ）とを含み、
前記ピッチ軸連結部（５２０Ｂ）と前記ヨー軸連結部（５４０Ｂ）とが、互いに直交するように結合され、
第２軸連結部（５００Ｂ）の両端にピッチ軸連結部（５２０Ｂ）及びヨー軸連結部（５４０Ｂ）がそれぞれ配置される
ことを特徴とする器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御が容易な最小侵襲手術（ＭＩＳ）用器具に関し、より詳細には、所定のシャフトの一端側に連結された調節ハンドルと、シャフトの他端側に連結されかつ最小侵襲手術を行うために調節ハンドルの操作だけで制御可能なエンドエフェクタとを含む器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
最小侵襲手術は、幾つかの小切開された孔から挿入される手術用器具を使用することによって、組織のダメージを最小限にして手術を行う外科的技法である。
【０００３】
この最小侵襲手術は、術後の患者の代謝の変化を比較的少なくするので、患者の早期回復に役立つ。従って、そのような最小侵襲手術は患者の術後の入院期間を短縮し、早期の社会復帰を可能にする。また、最小侵襲手術は、術後において患者の疼痛を軽減し、術創を小さくする。
【０００４】
最小侵襲手術の最も一般的な形態は、内視鏡検査である。とりわけ、腹腔内で侵襲の少ない検査及び手術を行う腹腔鏡検査は、最も一般的な形態の内視鏡検査として知られている。標準的な腹腔鏡下手術を行うためには、患者の腹部をガスで満たし、小さな切開部（約１２．７ｃｍ以下）を開口させてそれを腹腔鏡下手術用の器具の入口として用い、そこにトロカールを挿入する。一般的に、腹腔鏡下手術用器具には、腹腔鏡（手術部位観察用）及びその他の作業器具が含まれる。作業器具は、各器具のエンドエフェクタすなわち作業端がハンドルから長寸のシャフトの分だけ離れている点を除いて、従来の小切開手術用器具と構造が類似している。例えば、作業器具は、鉗子、把持装置、剪刀、ステープラー、持針器などを含み得る。手術を行うために、外科医等のユーザは、トロカールを通じて手術部位内へ作業器具を挿入し、それを腹腔の外部から操作する。その後、外科医は、腹腔鏡が撮影した手術部位の画像を表示するモニタを通じて手術の進行を観察する。これと類似の内視鏡アプローチは、後腹膜腔鏡検査、骨盤鏡検査、関節鏡検査、脳髄膜鏡検査、副鼻腔鏡検査、子宮鏡検査、腎臓鏡検査、膀胱鏡検査、尿道鏡検査、腎盂鏡検査などに広く用いられている。
【０００５】
この最小侵襲手術は数多くの利点があるが、従来の最小侵襲手術用器具は、硬い長寸のシャフトにエンドエフェクタが連結されているので、手術部位に接近させることが困難であり、そのような器具の操作が不便または複雑なことが欠点である。特に、従来のエンドエフェクタには、関節のように曲がる部分がないため、手術に必要な器用な操作を行うことが困難である。これらの欠点は、最小侵襲手術の大いなる発展を妨げる主要因である。
【０００６】
従来の最小侵襲手術のこれらの欠点を克服するために、最近、インテュイティブサージカル社によりダ・ビンチ（登録商標）・サージカルシステムと呼ばれるロボット支援型手術システムが開発された。現在市販されているこのロボット支援型手術システムは、主にマスタ・スレーブ型ロボットを利用した手術システムであって、これは、術者が手術を行う場所であるサージョンコンソールと、手術を行うロボットが装着されたロボットカートと、そこに連結されている内視鏡スタックとからなる。ロボット手術システムの内視鏡スタックは、ピッチ（上下）方向及びヨー（左右）方向に動くことができる関節を有しているので、術者の手の動きをほぼ正確に伝達することができる。また、ロボット手術システムは、術者の手の生理的振動を除去する機能や、術者の手の動きに対するロボットの動きの縮小割合を設定できるモーションスケーリング機能を有しており、かつ３次元視野を確保することができる。
【０００７】
しかしながら、このロボット手術システムは非常に高価な装備であり、さらには初期設置及び設置後の維持管理に莫大な費用がかさむ。この装置はまた、大型で非常に重い（ロボットカートだけで高さが約２ｍ、重さが５４４ｋｇある）。言うまでもなく、装備をあちこち移動させることは困難であるので、システムが既に設置された場所で手術を行うしかない。さらに、ロボットシステムを使用する場合、外科医は、従来の腹腔鏡下手術用器具に比べて接触感覚が伝わりづらいと感じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】韓国特許出願第２００８−５１２４８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記した問題点全てを解決することを目的とする。
【００１０】
従って、本発明の目的は、ピッチ／ヨー方向の動き及び／または開閉動作に応じて動作するエンドエフェクタを備えた最小侵襲手術用器具を提供することである。
【００１１】
本発明の別の目的は、特別な駆動要素がなくてもユーザが自由に操作できる最小侵襲手術用器具を提供することである。
【００１２】
本発明のさらなる目的は、小型、軽量、かつ移動が便利な最小侵襲手術用器具を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一態様によれば、最小侵襲手術用器具であって、所定の長さを有する長寸のシャフトと、ユーザにより手動で制御可能な調節ハンドルと、シャフトの一端に配置され、調節ハンドルの操作によって生じたピッチ及びヨー方向の動きをそれぞれ伝達するための第１ピッチ軸部及び第１ヨー軸部と、シャフトの他端に配置され、それぞれピッチ方向操作部及びヨー方向操作部からの動作に対応して作動する第２ピッチ軸部及び第２ヨー軸部と、第２ピッチ軸部及び第２ヨー軸部により制御可能なエンドエフェクターとを含み、第１ピッチ軸部は、少なくとも１つのピッチ軸動作ケーブルにより第２ピッチ軸部を駆動し、第１ヨー軸部は、少なくとも１つのヨー軸動作ケーブルにより第２ヨー軸部を駆動することを特徴とする器具が提供される。
【００１４】
本発明の別の態様によれば、最小侵襲手術用器具であって、所定の長さを有する長寸のシャフトと、ユーザにより手動で制御可能な調節ハンドルと、長寸のシャフトの一端に配置され、調節ハンドルの操作によって生じたピッチ及びヨー方向の動きをそれぞれ伝達するための第１ピッチ軸部及び第１ヨー軸部と、シャフトの他端に配置され、それぞれピッチ方向操作部及びヨー方向操作部からの動作に対応して作動する第２ピッチ軸部及び第２ヨー軸部と、第２ピッチ軸部及び第２ヨー軸部により制御可能なエンドエフェクターとを含み、第１ピッチ軸部及び第１ヨー軸部が、少なくとも１つの動作ケーブルによりそれぞれ第２ピッチ軸部及び第２ヨー軸部を駆動することを特徴とする器具が提供される。
【００１５】
本発明のさらに別の態様によれば、最小侵襲手術用器具であって、所定の長さを有する長寸のシャフトと、ユーザにより手動で制御可能な調節ハンドルと、長寸のシャフトの一端に配置され、調節ハンドルの操作によって生じたピッチ及びヨー方向の動きをそれぞれ伝達するための第１ピッチ軸部及び第１ヨー軸部と、シャフトの他端に配置され、それぞれピッチ方向操作部及びヨー方向操作部からの動作に対応して作動する第２ピッチ軸部及び第２ヨー軸部と、制御可能であり、第２ピッチ軸部及び第２ヨー軸部により開閉されるように構成されたエンドエフェクターとを含み、第１ピッチ軸部及び第１ヨー軸部は、それぞれ少なくとも１つの第１ケーブル及び少なくとも１つの第２ケーブルにより第２ピッチ軸部及び第２ヨー軸部を駆動し、エンドエフェクターは、少なくとも１つの第１ケーブル及び少なくとも１つの第２ケーブルの変位量の差によって開閉されるように構成されていることを特徴とする器具が提供される。
【発明の効果】
【００１６】
上記のように、本発明に従う最小侵襲手術用器具には、ユーザが調節ハンドルを手動操作するのに応じた自由度の高い動きを特徴とするエンドエフェクタが設けられている。
【００１７】
その上、本発明に従う最小侵襲手術用器具は、誰でも簡単に操作できるように構成されている。
【００１８】
さらに、本発明に従う最小侵襲手術用器具は、低コストで製造・供給ができ、小型かつ軽量で、供給を容易にする。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態に従う最小侵襲手術用器具の外観を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態に従う最小侵襲手術用器具の詳細構成図である。
【図３】本発明の第１実施形態に従う最小侵襲手術用器具の詳細構成図である。
【図４】本発明の第１実施形態に従うシャフトと調節ハンドルの連結状態を示す分解斜視図である。
【図５】本発明の第１実施形態に従うシャフトとエンドエフェクターの連結状態を示す分解斜視図である。
【図６】本発明の第１実施形態に従う調節ハンドル方向のピッチ軸動作ケーブルとヨー軸動作ケーブルの設置状態を示す図面である。
【図７】本発明の第１実施形態に従う調節ハンドル方向のピッチ軸動作ケーブルとヨー軸動作ケーブルの設置状態を示す図面である。
【図８】本発明の第１実施形態に従う調節ハンドル方向のピッチ軸動作ケーブルとヨー軸動作ケーブルの設置状態を示す図面である。
【図９】本発明の第１実施形態に従うエンドエフェクター方向のピッチ軸動作ケーブルとヨー軸動作ケーブルの設置状態を示す図面である。
【図１０】本発明の第１実施形態に従うエンドエフェクター方向のピッチ軸動作ケーブルとヨー軸動作ケーブルの設置状態を示す図面である。
【図１１】本発明の第１実施形態に従うエンドエフェクター方向のピッチ軸動作ケーブルとヨー軸動作ケーブルの設置状態を示す図面である。
【図１２】本発明の第１実施形態に従う最小侵襲手術用器具の使用例を示す図面である。
【図１３】本発明の第１実施形態に従う最小侵襲手術用器具の使用例を示す図面である。
【図１４】本発明の第１実施形態に従う最小侵襲手術用器具の使用例を示す図面である。
【図１５】本発明の第１実施形態に従う第１及び第２連結プーリ５６０Ａ、５６０Ｂの動き伝達の原理を説明する概念図である。
【図１６】本発明の第１実施形態に従う第１及び第２連結プーリ５６０Ａ、５６０Ｂの動き伝達の原理を説明する概念図である。
【図１７】本発明の第１実施形態に従う第１及び第２連結プーリ５６０Ａ、５６０Ｂの動き伝達の原理を説明する概念図である。
【図１８】本発明の第２実施形態に従う最小侵襲手術用器具の構成を示す図面である。
【図１９】本発明の第２実施形態に従う最小侵襲手術用器具の構成を示す図面である。
【図２０】本発明の第２実施形態に従う最小侵襲手術用器具の構成を示す図面である。
【図２１】本発明の第２実施形態に従う最小侵襲手術用器具の構成を示す図面である。
【図２２】本発明の第２実施形態に従う最小侵襲手術用器具の構成を示す図面である。
【図２３】本発明の第３実施形態に従う最小侵襲手術用器具の構成を示す図面である。
【図２４】本発明の第３実施形態に従う最小侵襲手術用器具の構成を示す図面である。
【図２５】本発明の第３実施形態に従う最小侵襲手術用器具の構成を示す図面である。
【図２６】本発明の第３実施形態に従う最小侵襲手術用器具の構成を示す図面である。
【図２７】本発明の第４実施形態に従う最小侵襲手術用器具の構成を示す図面である。
【図２８】本発明の第４実施形態に従う最小侵襲手術用器具の構成を示す図面である。
【図２９】本発明の第４実施形態に従う最小侵襲手術用器具の構成を示す図面である。
【図３０】本発明の第４実施形態に従う最小侵襲手術用器具の構成を示す図面である。
【図３１】本発明の第４実施形態に従う最小侵襲手術用器具の構成を示す図面である。
【図３２】本発明の第４実施形態に従う最小侵襲手術用器具の構成を示す図面である。
【図３３】本発明の第４実施形態に従う最小侵襲手術用器具の構成を示す図面である。
【図３４】本発明の第４実施形態に従う最小侵襲手術用器具の変形された構成を示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
後述する本発明に関する詳細な説明は、本発明が実施できる特定実施形態を例示として示す添付図面を参照する。これらの実施形態は、当業者が本発明を実施できるのに充分なように詳細に説明する。本発明の多様な実施形態は、互いに異なるが、相互排他的な必要はないことを理解するべきである。例えば、ここに記載されている特定形状、構造及び特性は、一実施形態に関連して本発明の技術的思想及びその範囲から逸脱せずに他の実施形態に具現することができる。また、ここに開示したそれぞれの実施形態のうち、個別構成要素の位置または配置は、本発明の技術的思想及びその範囲から逸脱せずに変更できることを理解するべきである。従って、後述する詳細な説明は限定的な意味で扱うものでなく、本発明の技術的範囲は、適切に説明されるならば、その請求項に記載された本発明と均等な全ての技術的範囲と共に添付した特許請求範囲によって定められる。図面で類似する参照符号は、様々な側面にわたって同一または類似する機能を示す。
【００２１】
以下に、本発明の好適実施形態について、添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００２２】
第１実施形態
【００２３】
図１は、本発明の第１実施形態に従う最小侵襲手術用器具１の外観を示す斜視図である。図１を参照すると、最小侵襲手術用器具１は、内部に１若しくは複数の空間（例えば、パイプ形、レンコン形または螺旋形の空間）を有する所定の長さの長寸のシャフト１００と、調節ハンドル１１０とを含む。
【００２４】
図２は、本発明の第１実施形態に従うピッチ軸部２００やヨー軸部３００などの主要構成要素の詳細な構成を示す側面図であり、図３は、本発明の第１実施形態に従うヨー軸部３００などの主要構成要素の構成を示す平面図である。
【００２５】
図２及び図３に示すように、本発明の第１実施形態に従う最小侵襲手術用器具１は、長寸のシャフト１００と、該長寸のシャフト１００の両端にそれぞれ配置された調節ハンドル１１０及びエンドエフェクター６００とを含む。ここで、最小侵襲手術用器具１は、調節ハンドル１１０の操作が、ピッチ軸部２００、ヨー軸部３００及び開閉部４００を介してエンドエフェクター６００に伝達されるように構成されている。本発明の第１実施形態に従うシャフト１００に連結されたエンドエフェクター６００は、調節ハンドル１１０の開閉動作に応じて動作し、体内で手術に用いる器具、例えば、鉗子、把持装置、剪刀、ステープラー、持針器などとして用いられる。
【００２６】
必要に応じて、本発明に従うエンドエフェクター６００は、フック型電極のように、必ずしも開閉動作が必要でない構成要素であり得る。開閉動作が不要なエンドエフェクターの実施形態については後述する。
【００２７】
より詳細には、図面を参照すると、ピッチ軸部２００は、第１ピッチ軸ケーブルプーリ２２０と、第２ピッチ軸ケーブルプーリ２４０と、ピッチ軸動作ケーブルとを含み、ヨー軸部３００は、第１ヨー軸ケーブルプーリ３２０と、第２ヨー軸ケーブルプーリ３４０と、ヨー軸動作ケーブルとを含み、開閉部４００は、第１開閉ケーブルプーリ４２０と、第２開閉ケーブルプーリ４４０と、第３開閉ケーブルプーリ４６０とを含む。
【００２８】
図４は、本発明の第１実施形態に従うシャフト１００と調節ハンドル１１０間の連結状態を示す分解斜視図である。
【００２９】
図に示すように、第１ロッド１１０Ａ及び第２ロッド１１０Ｂが、枢支軸によって相互に連結されて調節ハンドル１１０を構成し、２つの半円形状の指入れ部分（enclosure）１１２が、枢支軸によって連結されている第１及び第２ロッド１１０Ａ、１１０Ｂそれぞれの一端に１つずつ、互いに対称に形成されている。そして、第１開閉ケーブルプーリ４２０は、調節ハンドル１１０の枢支軸の一端側に設けられ、調節ハンドル１１０の開閉動作によって回転する。第１開閉ケーブルプーリ４２０は、従来の開閉ケーブルと同じ幅を有するように構成され得る。
【００３０】
反対側には、長手方向に延在する第１ロッド１１０Ａがあり、長寸の第１ロッド１１０Ａの一端の両側面において、その一方の側面に第１ピッチ軸ケーブルプーリ２２０を構成するピッチ軸部２００が、他方の側面に第２開閉ケーブルプーリ４４０を構成する開閉部４００がそれぞれ設けられている。第１ピッチ軸ケーブルプーリ２２０と第２開閉ケーブルプーリ４４０は同一軸上に設けられているが、第１ピッチ軸ケーブルプーリ２２０は回転しないようにしっかりと固定される一方で、第２開閉ケーブルプーリ４４０は自由に回転できるように設けられている。図４では、第１ピッチ軸ケーブルプーリ２２０と第２開閉ケーブルプーリ４４０は直径の大きさが同じであるが、ユーザのニーズに応じて異なる直径を用いることもできる。
【００３１】
一方、第１ピッチ軸ケーブルプーリ２２０は、ピッチ軸動作ケーブルと同程度の幅であるように形成され、第２開閉ケーブルプーリ４４０は、開閉ケーブルの３倍の幅であるように形成されることが好ましい。
【００３２】
また、第１ピッチ軸ケーブルプーリ２２０と第１ヨー軸ケーブルプーリ３２０との間に第１軸連結部５００Ａが介装されており、第１軸連結部５００Ａの両端に第１ピッチ軸連結部５２０Ａ及び第１ヨー軸連結部５４０Ａがそれぞれ配置されているので、調節ハンドル１１０のピッチ及びヨー方向の動きをエンドエフェクターに容易に伝達することができる。
【００３３】
より具体的には、第１軸連結部５００Ａは、互いから所定の距離をおいて離間している１対の円形形状のプレートを有する第１ピッチ軸連結部５２０Ａと、互いから所定の距離をおいて離間している１対の円形形状のプレートを有する第１ヨー軸連結部５４０Ａとを含む。このとき、図４に示すように、第１ピッチ軸連結部５２０Ａ及び第１ヨー軸連結部５４０Ａは互いに直交するように結合されているので、調節ハンドル１１０の一端に配置されている第１ピッチ軸ケーブルプーリ２２０は第１ピッチ軸連結部５２０Ａの内側に回転可能に設けられ、第１ヨー軸ケーブルプーリ３２０は、第１ヨー軸連結部５４０Ａの内側にしっかりと固定される。第１ヨー軸ケーブルプーリ３２０は、ヨー軸動作ケーブルと実質的に同じ幅を有することができる。
【００３４】
また、第１ヨー軸連結部５４０Ａの両外面には、それぞれ１対の第１連結プーリ５６０Ａが回転可能に配置されている。このとき、第１連結プーリ５６０Ａと第１ヨー軸ケーブルプーリ３２０は同軸上に配置されており、互いから独立して回転する。それぞれの第１連結プーリ５６０Ａは、ピッチ軸動作ケーブルまたは開閉ケーブルの約２倍の幅を有するように形成されることが好ましい。
【００３５】
一方、調節ハンドル１１０が連結される長寸のシャフト１００の一端から、シャフト１００
所定の長さを有する１対の第１連結部１０５Ａが互いに平行に突設されている。第１ヨー軸連結部５４０Ａに配置された第１ヨー軸ケーブルプーリ３２０は、一方の１対の第１連結部１０５Ａと他方の１対の第１連結部１０５Ａとの間において、中心軸の周りを回転することができるように配置される。
【００３６】
図５は、本発明の第１実施形態に従うシャフト１００とエンドエフェクター６００の連結状態を示す分解斜視図である。図５を参照すると、シャフト１００の一端、すなわち、エンドエフェクター６００が配置されている端部に、第２ピッチ軸ケーブルプーリ２４０及び第２ヨー軸ケーブルプーリ３４０が、１対の第２連結部１０５Ｂによって連結されている。第２連結部１０５Ｂは、第１連結部１０５Ａと同じようにして構成され得ることが好ましい。
【００３７】
ここで、図面を参照しながら、第２ピッチ軸ケーブルプーリ２４０及び第２ヨー軸ケーブルプーリ３４０の設置状態を詳細に説明する。
【００３８】
まず、エンドエフェクター６００が配置されるシャフト１００の一端から、１対の第２連結部１０５Ｂが互いに平行に突設されており、第２連結部１０５Ｂには第２軸連結部５００Ｂが連結されており、第２軸連結部５００Ｂは両端に第２ピッチ軸連結部５２０Ｂ及び第２ヨー軸連結部５４０Ｂをそれぞれ有する。第２ピッチ軸連結部５２０Ｂ及び第２ヨー軸連結部５４０Ｂにより構成されている第２軸連結部５００Ｂは、第１軸連結部５００Ａと同じようにして構成されているので、これについての詳細な説明は省略する。
【００３９】
第２ヨー軸ケーブルプーリ３４０は、第２ヨー軸連結部５４０Ｂの間に固定して配置され、第２ヨー軸ケーブルプーリ３４０の中心軸は、第２ヨー軸連結部５４０Ｂの中心軸と同軸上に形成されている。このとき、第２ヨー軸ケーブルプーリ３４０は、ヨー軸動作ケーブルと実質的に同じ幅を有する。ユーザ（例えば外科医）が、調節ハンドル１１０のヨー方向操作量がエンドエフェクター６００のヨー方向動作量と等しくなるようにしたい場合は、第２ヨー軸ケーブルプーリ３４０は、第１ヨー軸ケーブルプーリ３２０と同じ直径を有するように形成されることができる。一方で、ユーザが、調節ハンドル１１０のヨー方向操作量がエンドエフェクター６００のヨー方向変位量と異なるようにしたい場合は、上記した２つの構成要素は相異なる直径を有するように形成され得る。
【００４０】
さらに、図５を参照すると、エンドエフェクター６００は、長い直角三角形形状の２つのロッドと各ロッドの一端に連結された回転軸によって構成され、第２軸連結部５００Ｂの第２ピッチ軸連結部５２０Ｂに回転可能に連結されている。それに加えて、第２ピッチ軸ケーブルプーリ２４０は、エンドエフェクター６００を第２ピッチ軸連結部５２０Ｂと連結する連結軸の一端に固定して配置されているので、エンドエフェクター６００は、第２ピッチ軸ケーブルプーリ２４０の回転によってピッチ方向に動作する。一方で、連結軸の他端には第３開閉ケーブルプーリ４６０が配置され、それによってエンドエフェクター６００を開閉する。このように、第２ピッチ軸ケーブルプーリ２４０と第３開閉ケーブルプーリ４６０は、互いから独立して動作する。
【００４１】
一方、第２ピッチ軸ケーブルプーリ２４０と第３開閉ケーブルプーリ４６０は、例として直径の大きさが同じであるが、ユーザのニーズに応じて異なる直径を有し得る。また、第２ピッチ軸ケーブルプーリ２４０及び第３開閉ケーブルプーリ４６０は、各ケーブルと実質的に同じ幅を有する。
【００４２】
次に、調節ハンドル１１０の操作によってエンドエフェクター６００を所望の方向に回転させることに関与するピッチ軸部２００及びヨー軸部３００の構成について、ここからより詳細に説明する。前述したように、ピッチ軸動作ケーブル及びヨー軸動作ケーブルは、調節ハンドル１１０の動きを伝達するためにピッチ軸部２００及びヨー軸部３００にそれぞれ連結される。図６、図７、及び図８は、本発明の第１実施形態に従う調節ハンドル１１０の側面におけるケーブルの設置状態を示し、図９、図１０及び図１１は、本発明の第１実施形態に従うエンドエフェクター６００の側面におけるケーブルの設置状態を示している。
【００４３】
より明確な説明のために、図６、図７、及び図８並びに図９、図１０及び図１１と共にこれより前の図面も参照する。
【００４４】
まず、ヨー軸動作ケーブル３６０の連結例について説明する。ヨー軸動作ケーブル３６０は、長寸のシャフト１００の両端にそれぞれ配置されている第１ヨー軸ケーブルプーリ３２０及び第２ヨー軸ケーブルプーリ３４０に巻きついており、それにより調節ハンドル１１０のヨー方向の動きをエンドエフェクター６００に伝達する。本発明の好適実施形態によれば、ヨー軸動作ケーブル３６０は、第１ヨー軸ケーブルプーリ３２０及び第２ヨー軸ケーブルプーリ３４０を同一方向に動作させるように両プーリに巻きつけられるが、ユーザのニーズに応じて、第１ヨー軸ケーブルプーリ３２０及び第２ヨー軸ケーブルプーリ３４０が互いに逆方向に動作するように長い「８」の字形状に巻きつけられることもある。いずれの場合にも、ヨー軸動作ケーブル３６０は、内部に空間を有するシャフト１００の中を通って巻きつけられる。さらに、必要であれば、第１ヨー軸ケーブルプーリ３２０及び第２ヨー軸ケーブルプーリ３４０は相異なる直径を有し得るので、調節ハンドル１１０の操作量とエンドエフェクター６００の変位量を相異なるようにすることができる。
【００４５】
たとえ第１ヨー軸ケーブルプーリ３２０及び第２ヨー軸ケーブルプーリ３４０が相異なる直径を有し得るとしても、第１ヨー軸ケーブルプーリ３２０と第２ヨー軸ケーブルプーリ３４０の直径比が第１連結プーリ５６０Ａと第２連結プーリ５６０Ｂの直径比と同じでなければ、エンドエフェクター６００は調節ハンドル１１０の操作によって動作せず、それゆえ動作性能を低下させることになる。従って、第１ヨー軸ケーブルプーリ３２０と第２ヨー軸ケーブルプーリ３４０の直径比を第１連結プーリ５６０Ａと第２連結プーリ５６０Ｂの直径比と等しくすることによって、エンドエフェクター６００が円滑に動作するようにすることが好ましい。
【００４６】
一方、前述したように、第１開閉ケーブルプーリ４２０は、調節ハンドル１１０を構成する第１ロッド１１０Ａ及び第２ロッド１１０Ｂが連結されている枢支軸上に固定して配置されている。また、開閉ケーブル４８０は、第１開閉ケーブルプーリ４２０に連結され、かつ調節ハンドル１１０と第１軸連結部５００Ａとの間の接合部に配置された第２開閉ケーブルプーリ４４０に連結される。詳細には、第２開閉ケーブルプーリ４４０に連結されている開閉ケーブル４８０は、図面に示すように、第２開閉ケーブルプーリ４４０に巻きつき、その後、第１軸連結部５００Ａの両側面にある第１連結プーリ対５６０Ａの一方に連結される。第２開閉ケーブルプーリ４４０に巻きつけられている一方で、開閉ケーブル４８０は、シャフト１００の内部空間を通過して第２軸連結部５００Ｂに連結される。次に、開閉ケーブル４８０は、第１連結プーリ５６０Ａに巻きつけられている一方で、この場合もやはり、第２軸連結部５００Ｂの両側面にある第２連結プーリ対５６０Ｂの一方に巻きつき、さらにエンドエフェクター６００の側面において第３開閉ケーブルプーリ４６０にも巻きつく。
【００４７】
図面を参照すると、第１開閉ケーブルプーリ４２０と第２開閉ケーブルプーリ４４０との間の開閉ケーブル４８０は、長い「８」の字形状に巻きつけられるのが好ましい。本発明の他の実施形態によれば、第１開閉ケーブルプーリ４２０は、調節ハンドル１１０の第１ロッド１１０Ａ上に形成され得るので、第１開閉ケーブルプーリ４２０と第２開閉ケーブルプーリ４４０との間で十字に交差して巻きつけられる必要がない。また、必要に応じて、第１開閉ケーブルプーリ４２０及び第３開閉ケーブルプーリ４６０は相異なる直径を有し、それによって、調節ハンドル１１０の開閉量とエンドエフェクター６００の開閉量を互いに異なるようにすることができる。
【００４８】
さらに、ピッチ軸動作ケーブル２６０は、調節ハンドル１１０の一端上に配置された第１ピッチ軸ケーブルプーリ２２０に巻きつけられている。ピッチ軸動作ケーブル２６０の他端は、第１軸連結部５００Ａの第１ヨー軸連結部５４０Ａに連結されている複数の第１連結プーリ５６０Ａから選択されかつ開閉ケーブル４８０が巻きつけられていない１つの特定の連結プーリ５６０Ａに巻きついており、さらに、シャフト１００の内部空間を通過してシャフト１００の他端に連結されている第２軸連結部５００Ｂの第２連結プーリ５６０Ｂに巻きついている。
【００４９】
最後に、ピッチ軸動作ケーブル２６０は、第２連結プーリ５６０Ｂに巻きついているが、エンドエフェクター６００の一端に上に配置された第２ピッチ軸ケーブルプーリ２４０にも巻きついており、それによって調節ハンドル１１０のピッチ方向の動きをエンドエフェクター６００に伝達する。
【００５０】
ここで図９を参照すると、ピッチ軸動作ケーブル２６０は、第２ピッチ軸連結部５２０Ｂの左側にある１対の第２連結プーリ５６０Ｂのうち最左端のプーリーに巻きついているが、開閉ケーブル４８０は、その隣のプーリーに巻きついているので、２本のケーブルは互いに絡まったりこすれ合ったりしない。
【００５１】
前述のようなピッチ軸動作ケーブル２６０による連結下において、第１ピッチ軸ケーブルプーリ２２０及び第２ピッチ軸ケーブルプーリ２４０は、同一方向に動作する。しかし、必要であれば、ピッチ軸動作ケーブル２６０は、第１ピッチ軸ケーブルプーリ２２０及び第２ピッチ軸ケーブルプーリ２４０が互いに逆方向に動作するように巻きつけられ得る。いずれの場合にも、ピッチ軸動作ケーブル２６０は、シャフト１００の内部空間を通って巻きつけられる。ここで、ユーザのニーズに応じて、調節ハンドル１１０の操作量とエンドエフェクター６００の変位量を相異なるようにするために、第１ピッチ軸ケーブルプーリ２２０及び第２ピッチ軸ケーブルプーリ２４０は直径の大きさが相異なっていてもよい。しかしながら、エンドエフェクター６００の動作性能の低下防止のために、第１ピッチ軸ケーブルプーリ２２０と第２ピッチ軸ケーブルプーリ２４０の直径比は、第２開閉ケーブルプーリ４４０と第３開閉ケーブルプーリ４６０の直径比と同じであることが好ましい。
【００５２】
以下は、本発明の第１実施形態に従う前述の構成を有する最小侵襲手術用器具１の動作の説明である。
【００５３】
まず、最小侵襲手術用器具１は、図１に示す状態に配置される。
【００５４】
最小侵襲手術を行う外科医は、最小侵襲手術用器具１の一端に設けられている調節ハンドル１１０の指入れ部分１１２内に手を入れ、調節ハンドル１１０を保持する。
【００５５】
これ以降、調節ハンドル１１０のヨー方向の動きについて説明する便宜上、ヨー方向の（＋）及び（−）の動きは外科医の右側及び左側の動きを表すことを前提とする。同様に、調節ハンドル１１０のピッチ方向の動きについて説明する便宜上、ピッチ方向の（＋）及び（−）の動きは外科医の上側及び下側の動きを表すことを前提とする。
【００５６】
図１２は、本発明の第１実施形態に従う最小侵襲手術用器具１の使用例を示し、図１３は図１２の「Ｂ」部分の詳細図であり、図１４は図１２の「Ａ」部分の詳細図である。
【００５７】
図１に示すように配置されている最小侵襲手術用器具１の調節ハンドル１１０を保持している外科医が、図１３に示すように上向き（Ａ方向）に調節ハンドル１１０を回動させると、調節ハンドル１１０の一端上に配置された第１ピッチ軸ケーブルプーリ２２０及び第２開閉ケーブルプーリ４４０も、調節ハンドル１１０の回動量と同じだけ回転する。このように、第１ピッチ軸ケーブルプーリ２２０及び第２開閉ケーブルプーリ４４０が回転すると、第１ピッチ軸ケーブルプーリ２２０及び第２開閉ケーブルプーリ４４０にそれぞれ巻きついているピッチ軸動作ケーブル２６０及び開閉ケーブル４８０は、下側では引っ張られ、上側では弛緩される。この動作機構によって、ピッチ軸動作ケーブル２６０及び開閉ケーブル４８０は、第２ピッチ軸ケーブルプーリ２４０及び第３開閉ケーブルプーリ４６０を駆動（または回転）させる。これによって、図１２及び図１４に示すように、第２ピッチ軸ケーブルプーリ２４０及び第３開閉ケーブルプーリ４６０が固定して配置されているエンドエフェクター６００は、下を向く。
【００５８】
一方、外科医が調節ハンドル１１０を左（Ｂ方向）に回動させると、第１ヨー軸ケーブルプーリ３２０及び第２ヨー軸ケーブルプーリ３４０に巻きついているヨー軸動作ケーブル３６０は、右側では引っ張られ、左側では弛緩される。さらに、ピッチ軸動作ケーブル２６０は、ピッチ軸動作ケーブル２６０に連結されている第１連結プーリ５６０Ａが回転すると同程度に上向き及び下向きに引っ張られるが、開閉ケーブル４８０は、第１連結プーリ５６０Ａが回転すると上側でも下側でも弛緩される。この動作機構によって、ピッチ軸動作ケーブル２６０、ヨー軸動作ケーブル３６０及び開閉ケーブル４８０は、第２軸連結部５００Ｂをヨー方向に駆動（または回動）させ、これによってエンドエフェクター６００は図１４に示すように右方向に向く。
【００５９】
他方では、外科医が手を広げることによって調節ハンドル１１０を解放すると、調節ハンドル１１０が開くと同時に第２ロッド１１０Ｂは下（Ｃ方向）に回動する。調節ハンドル１１０が開くに従って、第１開閉ケーブルプーリ４２０は時計回りに回転する。その結果、第１開閉ケーブルプーリ４２０の時計回りの回転によって生じる回転力が、開閉ケーブル４８０によって第２開閉ケーブルプーリ４４０を駆動（または回転）させる。このとき、第１開閉ケーブルプーリ４２０及び第２開閉ケーブルプーリ４４０は、開閉ケーブル４８０によって互いに逆方向に回転する。ここで、第２開閉ケーブルプーリ４４０の動きは、第３開閉ケーブルプーリ４６０に伝達され、さらに第３開閉ケーブルプーリ４６０が固定されたエンドエフェクター６００の下側ロッドに伝達され、それによってエンドエフェクター６００をＣ方向に開く。
【００６０】
上記した動作は、それぞれの動きを理解しやすくするために、ピッチ方向の動き、ヨー方向の動き、エンドエフェクター６００の開動作の順に述べてきたが、これらの動きは本明細書に記載の順序に正確に従うとは限らない。代わりに、２つ以上の動きが同時に行われることもある。たとえそうであっても、前述したのと同じ動作原理に基づき、同じ動作結果を得ることができる。
【００６１】
一方、前述したように調節ハンドル１１０の動きがエンドエフェクター６００に伝達されるとき、エンドエフェクター６００が回動した方向によっては、動きが円滑に伝達されないことがある。例えば、外科医が調節ハンドル１１０を回動させたと仮定する。この場合、シャフト１００に隣接して互いに平行に連結されている第１及び第２ヨー軸ケーブルプーリ３２０、３４０は、ヨー方向の動きの伝達を容易にすることができるが、ピッチ方向の動きまたは調節ハンドル１１０の開閉動作は、必ずしも円滑に伝達されるとは限らないことがある。
【００６２】
従って、ピッチ方向の動き及び調節ハンドル１１０の開閉動作をエンドエフェクター６００に伝達することを容易にするために、前述したものと同様な第１及び第２連結プーリ５６０Ａ、５６０Ｂが、第１軸連結部５００Ａ及び第２軸連結部５００Ｂにさらに備えられる。第１及び第２連結プーリ５６０Ａ、５６０Ｂの構成及び機能に関するさらなる詳細については、図１５、図１６及び図１７を参照して以下に説明する。
【００６３】
図１５、図１６及び図１７は、本発明の第１実施形態に従う第１及び第２連結プーリ５６０Ａ、５６０Ｂの動き伝達の原理を説明する概念図である。図１５、図１６及び図１７に示すように、本発明の第１実施形態に従う第１及び第２連結プーリ５６０Ａ、５６０Ｂを使用することによって、エンドエフェクター６００がヨー方向に回動されたとしても、ピッチ軸動作ケーブル２６０による動きの伝達は、第１及び第２連結プーリ５６０Ａ、５６０Ｂによって、より容易になる。言うまでもなく、同じ原理に基づき、開閉ケーブル４８０による動きの伝達も、より容易になる。
【００６４】
まず、図１５は、調節ハンドル１１０がエンドエフェクター６００と整合されており、ピッチ軸動作ケーブル２６０が第１ピッチ軸ケーブルプーリ２２０及び第２ピッチ軸ケーブルプーリ２４０に巻きつけられており、両者の間に第１及び第２連結プーリ５６０Ａ、５６０Ｂが介装されている状態を示している。
【００６５】
図１６は、調節ハンドル１１０及びエンドエフェクター６００が、ある程度ヨー方向に回動した状態を示している。この場合、調節ハンドル１１０のヨー方向の回動に相当するエンドエフェクター６００のヨー方向の回動は、ヨー軸動作ケーブル３６０（図１６には図示せず）によって生じ得るが、第１ピッチ軸ケーブルプーリ２２０及び第２開閉ケーブルプーリ４４０の回転によって生じる場合もある。この場合、第１及び第２連結プーリ５６０Ａ、５６０Ｂは、ヨー方向における第１ピッチ軸ケーブルプーリ２２０及び第２開閉ケーブルプーリ４４０の回転の動作を、第２ピッチ軸ケーブルプーリ２４０及び第３開閉ケーブルプーリ４６０に伝達することに関与する。
【００６６】
図１７は、図１６に示す状態にあった調節ハンドル１１０が、ピッチ方向に操作されていない状態を示している。図面に示すように、第１及び第２連結プーリ５６０Ａ、５６０Ｂは、ピッチ方向における第１ピッチ軸ケーブルプーリ２２０及び第２開閉ケーブルプーリ４４０の動作を、第２ピッチ軸ケーブルプーリ２４０及び第３開閉ケーブルプーリ４６０に伝達することに関与する。
【００６７】
前述した第１及び第２連結プーリ５６０Ａ、５６０Ｂの機能を確実に円滑に実現できるようにするために、第１ピッチ軸ケーブルプーリ２２０及び第２開閉ケーブルプーリ４４０は、両者の中心が第１連結プーリ対５６０Ａから同じ距離に位置するように配置されることが好ましい。同様に、第２ピッチ軸ケーブルプーリ２４０及び第３開閉ケーブルプーリ４６０も、第２連結プーリ対５６０Ｂから同じ距離に位置するように配置されることが好ましい。さらに、第１ピッチ軸ケーブルプーリ２２０と第２開閉ケーブルプーリ４４０間との間隔の大きさは、第１連結プーリ５６０Ａの直径と同じであり、第２ピッチ軸ケーブルプーリ２４０と第３開閉ケーブルプーリ４６０との間の間隔の大きさは、第２連結プーリ５６０Ｂの直径と同じである。
【００６８】
第２実施形態
【００６９】
前述した本発明の第１実施形態では、開閉型エンドエフェクター６００を利用した最小侵襲手術用器具１を示したが、それとは異なり、開閉動作を必ずしも絶対的に必要とするわけではない最小侵襲手術用器具を検討することもできる。例えば、エンドエフェクターに用いられるフック型電極が検討され得る。
【００７０】
図１８は、本発明の第２実施形態に従う最小侵襲手術用器具の外観を示す斜視図であり、図１９及び図２０は、図１８の「Ａ」部分及び「Ｂ」部分の詳細図をそれぞれ示している。
【００７１】
図１８ないし図２０を参照すると、フック型電極の形態であるエンドエフェクター６００Ａの動作を制御するための調節ハンドル１１０Ａが、第１軸連結部５００Ａによりシャフト１００の一端に連結されており、エンドエフェクター６００Ａは、第２軸連結部５００Ｂによりシャフト１００の他端に連結されている。第１実施形態とは異なり、本実施形態のエンドエフェクター６００Ａは、棒の形態（または、開閉動作を伴わない限りは、環形状などの任意の形態）をとり得る。
【００７２】
第１軸連結部５００Ａ及び第２軸連結部５００Ｂとケーブルとの連結は、ヨー軸動作ケーブル及び開閉ケーブルが不要である点を除いて、基本的には第１実施形態のものと同様である。従って、以下には簡単な説明のみを示す。
【００７３】
１対の第１ケーブルプーリ２２０Ａが、調節ハンドル１１０Ａの動作と相互に作用するように、調節ハンドル１１０Ａと第１軸連結部５００Ａとの間の接合部の両側面に、各面上に１つずつ、形成されている。また、１対の第１ケーブルプーリ２２０Ａのそれぞれに第１ケーブル２６０Ａ及び第２ケーブル２６０Ｂが巻きついている。
【００７４】
エンドエフェクター６００Ａはシャフト１００の他端に配置され、エンドエフェクター６００Ａとシャフト１００との間には第２軸連結部５００Ｂが介装されている。第２軸連結部５００Ｂをエンドエフェクター６００Ａと連結している回動軸の両側にはそれぞれ、第１ケーブル２６０Ａ及び第２ケーブル２６０Ｂにそれぞれ巻きつけられている１対の第２ケーブルプーリ２２０Ｂの各々が配置され、それによって調節ハンドル１１０Ａの動作をエンドエフェクター６００Ａに伝達する。また、第１実施形態と関連する図１５ないし図１７に示す構成（すなわち、第１連結プーリ５６０Ａ及び第２連結プーリ５６０Ｂを用いる構成）も本実施形態に同様に適用されることができる。
【００７５】
図２１及び図２２は、本発明の第２実施形態に従う最小侵襲手術用器具の使用例を示す。図２１及び図２２を参照して、最小侵襲手術用器具の動作について以下に説明する。
【００７６】
調節ハンドル１１０Ａを保持する外科医が、ピッチ軸の反時計回り方向（Ａ１方向）に調節ハンドル１１０Ａを回動させると、第１ケーブルプーリ２２０Ａに連結されている第１ケーブル２６０Ａ及び第２ケーブル２６０Ｂは、下側では引っ張られ、上側では弛緩されるので、調節ハンドル１１０Ａのピッチ方向の動きがエンドエフェクター６００Ａに伝達される。このとき、エンドエフェクター６００Ａの回動軸の両側にそれぞれ配置された１対の第２ケーブルプーリ２２０Ｂは、第１ケーブル２６０Ａ及び第２ケーブル２６０Ｂにより反時計回り方向（Ａ２方向）に回転する。
【００７７】
この場合もやはり、外科医が調節ハンドル１１０Ａをヨー軸の左（Ｂ１方向）に回動させると、第１軸連結部５００Ａの第１ヨー軸連結部５４０Ａの一方の側面上の連結プーリに巻きつけられた第１ケーブル２６０Ａが引っ張られるが、第１ヨー軸連結部５４０Ａの他方の側面上の連結プーリに巻きつけられた第２ケーブル２６０Ｂは弛緩される。その結果、調節ハンドル１１０Ａのヨー方向の動きがエンドエフェクター６００Ａに伝達され、それによってエンドエフェクター６００Ａをヨー軸の右（Ｂ２方向）に回動させる。
【００７８】
第３実施形態
【００７９】
次に、図２３ないし図２６を参照して、第３実施形態について説明する。第３実施形態では、エンドエフェクター６００Ｂが、調節ハンドル１１０Ｂを構成する２つのロッド１１４Ａ、１１４Ｂと同時に動作する。
【００８０】
図２３は、本発明の第３実施形態に従う最小侵襲手術用器具に用いられる調節ハンドル１１０Ｂの構成を示す斜視図であり、図２４は、図２３のＡ部分の詳細図面である。
【００８１】
長寸のシャフト１００の一端に配置される調節ハンドル１１０Ｂを構成するために、第１ロッド１１４Ａ及び第２ロッド１１４Ｂのそれぞれの一端が枢支軸により互いに連結され、２つの半円形状の指入れ部分１１４Ｃが第１ロッド１１４Ａ及び第２ロッド１１４Ｂの片側にそれぞれ互いに対称に形成されている。また、第１ロッド１１４Ａを第２ロッド１１４Ｂに連結する枢支軸の一方の側には第１ケーブルプーリ２２２Ａが、他方の側には第２ケーブルプーリ４２２Ａがそれぞれ配置されている。ここで、第１ケーブルプーリ２２２Ａ及び第２ケーブルプーリ４２２Ａは、第２ロッド１１４Ｂ及び第１ロッド１１４Ａの動作とそれぞれ連動するように構成され、第１ケーブルプーリ２２２Ａ及び第２ケーブルプーリ４２２Ａには第１ケーブル２６０Ａ及び第２ケーブル４８０Ａがそれぞれ連結される。さらに、第１ケーブルプーリ２２２Ａ及び第２ケーブルプーリ４２２Ａは、第１軸連結部５００Ａの第１ピッチ軸連結部５２０Ａの内側に回転可能に配置される。第１ケーブル２６０Ａ及び第２ケーブル４８０Ａは各々、第１ヨー軸連結部５４０Ａの両側面に形成されている連結プーリに巻きついている。
【００８２】
長寸のシャフト１００の他端には、第２軸連結部５００Ｂが形成され、第２軸連結部５００Ｂの第２ピッチ軸連結部５２０Ｂの両側面には、それぞれ第１ケーブルプーリ２２２Ａ及び第２ケーブルプーリ４２２Ａに対応するケーブルプーリが設けられる。このようにして、第１ケーブル２６０Ａ及び第２ケーブル４８０Ａを介して伝達される動力は、エンドエフェクター６００Ｂを構成するロッド６２０Ｂ及び６１０Ｂの回転を制御するために用いられる。この場合もやはり、第１実施形態に関連する図１５ないし図１７に示した構成（すなわち、第１連結プーリ５６０Ａ及び第２連結プーリ５６０Ｂを用いる構成）は、本実施形態に同様に適用されることができる。
【００８３】
前述の各実施形態において説明した最小侵襲手術用器具と同様に、本実施形態に従う最小侵襲手術用器具の動作は、ピッチ方向及びヨー方向の動作が２本のケーブル２６０Ａ及び４８０Ａにより制御されるように行われ、エンドエフェクター６００Ｂは、とりわけこれら２本のケーブル２６０Ａ及び４８０Ａがピッチ方向に相異なる変位量を有するとき（すなわち、２本のケーブルが互いに反対方向に動作するか、または同一方向に相異なる変位量をもって動作するかのいずれか）に、開閉され得る。すなわち、図面によれば、エンドエフェクター６００Ｂは、第１ロッド１１４Ａ及び第２ロッド１１４Ｂが互いから離れるときに開かれ得る。言うまでもなく、逆に動作することもある。すなわち、ケーブル２６０Ａ及び４８０Ａの構成の仕方にもよるが、エンドエフェクター６００Ｂは、第１ロッド１１４Ａ及び第２ロッド１１４Ｂが互いから離れるときに閉じられ得る。
【００８４】
第４実施形態
【００８５】
本実施形態は、最小侵襲手術用器具のエンドエフェクターの動作のためのケーブルの本数を減らしてより単純化した構成を紹介する。
【００８６】
図２７は、本発明の第４実施形態に従う最小侵襲手術用器具の構成を示し、図２８及び図２９はそれぞれ図２７のＡ部分及びＢ部分の詳細図を示す。
【００８７】
図面に示すように、本発明の第４実施形態においても、第１実施形態と同様に、ピッチ軸動作ケーブル２６０及び開閉ケーブル４８０が用いられる。さらに、第２軸連結部５００Ｂの第２ヨー軸連結部５４０Ｂの両端上の連結プーリに復元ばね７００が巻きついており、それによってヨー方向の動作のために所定レベルの弾性力を与える。ここで、開閉ケーブル４８０は、第２軸連結部５００Ｂの中心軸部の貫通孔５１２を通じてエンドエフェクター６００Ｃに連結される。
【００８８】
貫通孔５１２に挿入ている開閉ケーブル４８０とともに軸５１０が回転するとき、開閉ケーブル４８０は引っ張られ、エンドエフェクター６００Ｃは外科医の意図に反して開閉されることがある。これを防止するために、図３２及び図３３に示すように、開閉ケーブル４８０が挿入されるケーブル溝５１４が貫通孔５１２の周りに形成され得る。そうすることによって、たとえ軸５１０が回転したとしても、エンドエフェクター６００Ｃの意図しない開閉動作は生じないことになる。ここで、ケーブル溝５１４の深さは、軸５１０の直径の半分を上回ることが好ましい。さらに、図面に示すように、そのようなケーブル溝は、必要に応じて、第１ピッチ軸連結部５２０Ａの中心軸部、第２ピッチ軸連結部５２０Ｂの中心軸部、第１ヨー軸連結部５４０Ａの中心軸部、または所定の回転要素の中心軸部に形成されることもある。
【００８９】
本実施形態に従う開閉ケーブルの構成及び動作原理のさらなる詳細については、関連出願として本願出願人が出願した韓国特許出願第２００８−５１２４８号明細書（特許文献１）に記載されている。
【００９０】
本実施形態によれば、エンドエフェクター６００Ｃは、第１実施形態と同様にピッチ軸動作ケーブル２６０の動作によりピッチ方向に動作し得るか、あるいは特許文献１に説明されているような開閉ケーブル４８０の動作により開閉し得る。一方、図１５、図１６及び図１７で説明した連結プーリの利用によっても、ピッチ軸動作ケーブル２６０と協働してエンドエフェクター６００Ｃのヨー方向の動作を制御することができる。この場合、通常状態でヨー方向（例えば図３０中のＢ１方向）にエンドエフェクター６００Ｃを偏向させるための弾性力を与えるために、復元ばね７００を使用することができる。結果として、ピッチ軸動作ケーブル２６０を利用してエンドエフェクター６００Ｃのヨー方向の動作を制御することが、より一層容易になる。換言すれば、例えば、エンドエフェクター６００Ｃがヨー軸のＢ１方向と反対の方向に動作する必要がある場合には、ピッチ軸動作ケーブル２６０は、ヨー方向の対応する動作を生じさせるように作用する。一方、エンドエフェクター６００Ｃがヨー軸のＢ１方向に動作する必要がある場合には、ピッチ軸動作ケーブル２６０にかかる張力は緩和され、復元ばね７００の復元力への依存がより高まる。
【００９１】
本実施形態と関連する図２８を参照すると、復元ばね７００は、第２軸連結部５００Ｂのヨー軸連結部５４０Ｂの両側に配置されているが、本発明はそのような構成に限定されるものではない。つまり、復元ばね７００は、その弾性力に応じて、エンドエフェクター６００Ｃのヨー方向の動作を元の状態に戻すために、ヨー軸連結部５４０Ｂの片側にのみ、または任意の他の位置に配置され得ることは、当業者に自明である。
【００９２】
一方、図３４に示すように、エンドエフェクター６００Ｃが、開閉動作を全く行わないフック型電極などの構成要素を用いて構成されるとき、最小侵襲手術用器具を考案するために開閉ケーブルはもはや必要なく、ピッチ軸動作ケーブル及び復元ばね７００だけで十分にピッチ方向及びヨー方向の全ての動作を可能にする。
【００９３】
本発明について、特定の好適実施形態に関連して説明してきたが、以下の請求項において画定される本発明の範囲から逸脱することなしに様々な変形形態及び変更形態が可能であることは、当業者に明らかであろう。
【符号の説明】
【００９４】
１    最小侵襲手術用器具
１００    シャフト
１１０    調節ハンドル
１１２    指入れ部分
２００    ピッチ軸部
２２０    第１ピッチ軸ケーブルプーリ
２４０    第２ピッチ軸ケーブルプーリ
２６０    ピッチ軸動作ケーブル
３００    ヨー軸部
３２０    第１ヨー軸ケーブルプーリ
３４０    第２ヨー軸ケーブルプーリ
３６０    ヨー軸動作ケーブル
４００    開閉部
４２０    第１開閉ケーブルプーリ
４４０    第２開閉ケーブルプーリ
４６０    第３開閉ケーブルプーリ
４８０    開閉ケーブル
５００    連結部
５００Ａ    第１軸連結部
５００Ｂ    第２軸連結部
６００    エンドエフェクター
７００    復元ばね
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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