(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持面が形成された基部と、
前記支持面に平行な基準方向を規定したときに、前記基部に対して前記基準方向の先端側である先端位置と、前記基準方向の基端側である基端位置との間で、前記支持面上を移動可能に支持された可動部と、
前記基部に対して前記可動部を前記先端位置で位置決めするための位置決め機構と、
前記可動部に対して前記基準方向に移動可能に支持され、細長状の処置具を前記処置具の長手方向が前記基準方向と略平行になるように、前記処置具の基端部を着脱可能に保持する保持部と、
前記可動部に対して前記保持部を前記基準方向に移動させる駆動部と、
を備え、
前記位置決め機構は、
前記基部および前記可動部の一方に設けられた係合部と、
前記基部および前記可動部の他方に設けられ、前記係合部と係合したときに前記基準方向への移動が規制される被係合部を備える被係合手段と、を有し、
前記被係合手段は、
前記被係合部を備える支持部材と、
前記係合部に前記被係合部が係合するように前記支持部材を付勢する付勢部材と、
を有することを特徴とする医療用マニピュレータ。
【請求項２】
前記被係合手段は、前記基部および前記可動部の他方と、前記支持部材とを回動可能に接続する回動軸を有し、
前記付勢部材は、前記支持部材を付勢して前記回動軸周りに回動させることを特徴とする請求項１に記載の医療用マニピュレータ。
【請求項３】
前記支持部材は、棒状に形成され、
前記支持部材は、前記支持部材が延びる延在方向の中間部で前記回動軸に支持され、
前記被係合部は、前記支持部材における前記基準方向の先端側となる一端部に設けられ、
前記支持部材の他端部は、前記支持部材の一端部に対して前記基準方向の基端側に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の医療用マニピュレータ。
【請求項４】
前記位置決め機構は、前記係合部および前記被係合手段をそれぞれ一対備え、
一対の前記係合部は、前記支持面に平行であって前記基準方向に直交する直交方向に互いに離間して設けられ、
それぞれの前記被係合手段の前記被係合部は、一対の前記係合部の間に配置可能とされ、
前記付勢部材は、それぞれの前記支持部材の一端部を互いに離間するように付勢することを特徴とする請求項３に記載の医療用マニピュレータ。
【請求項５】
前記位置決め機構は、
前記基部に対して前記可動部を前記基端位置で位置決め可能であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の医療用マニピュレータ。
【請求項６】
前記基部に対して前記可動部が前記先端位置に配置されている先端配置状態か、前記基部に対して前記可動部が前記先端位置に配置されていない非先端配置状態かを検出可能な位置検出部と、
操作者からの入力に基づいて前記駆動部を制御するための操作信号を出力する入力部と、
前記操作信号に基づいて前記駆動部による前記保持部の前記基準方向の移動を制御する駆動モードと、前記駆動部を制御しない待機モードとを有し、前記位置検出部が前記先端配置状態を検出したときには前記駆動モードを選択し、前記位置検出部が前記非先端配置状態を検出したときには前記待機モードを選択する制御部と、
を備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の医療用マニピュレータ。
【請求項７】
前記基部に対して前記可動部を、前記基準方向の基端側に付勢する付勢機構を備えることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の医療用マニピュレータ。
【請求項８】
前記付勢機構が前記可動部を付勢する付勢力は、前記基部に対する前記可動部の前記基準方向の位置によらず一定であることを特徴とする請求項７に記載の医療用マニピュレータ。
【請求項９】
前記基部に対して前記可動部を基準方向の基端側に移動させたとき、前記基部から前記可動部が取り外し可能であることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の医療用マニピュレータ。
【請求項１０】
前記処置具の長手方向の長さは、前記先端位置と前記基端位置との間の前記基準方向の長さより短く設定されていることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の医療用マニピュレータ。
【請求項１１】
前記保持部に着脱可能に保持される複数の処置具における前記長手方向の長さは、互いに同一であることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の医療用マニピュータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療用マニピュレータに関する。
【背景技術】
【０００２】
術者による手技を補助するために、処置具を着脱可能に保持するとともに、この処置具を移動させて処置を行う医療用マニピュレータ（以下、単に「マニピュレータ」とも称する。）が検討されている。
この種のマニピュレータとしては、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。
【０００３】
このマニピュレータには、マニピュレータの動作を検出するためのセンサが設けられているとともに、種々の処置具が着脱可能となっている。マニピュレータには、制御装置が設けられている。制御装置は、処理装置および記録部を有している。マニピュレータの動作は制御装置に制御される。
制御装置には、ユーザインターフェースおよびマスタマニピュレータが接続されている。ユーザインターフェースは、ＣＲＴモニタやキーボードなどを有している。
マスタマニピュレータに設けられたマスタ用センサがマスタマニピュレータの動作を検出する。術者が操作するマスタマニピュレータの動作をマスタ用センサで検出し、この動作に基づいてマニピュレータや処置具を動作させる。
【０００４】
ここで、患者の体腔内の処置領域を処置具で処置した後に、処置領域から処置具を取り出し、この処置具をマニピュレータから取り外す前に、交換前後の処置具の寸法や配置を前述の記録部に電気的に記憶しておく。この電気的記憶情報に基づいてマニピュレータを移動させることで、交換後の処置具の先端を患者の処置領域に自動的に配置することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第６６４５１９６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
マニピュレータを動作させるのには、一般的にモータが用いられ、制御装置によりモータが制御される。
しかしながら、特許文献１のマニピュレータでは、ユーザインターフェースの誤操作や電気的な不具合などにより制御装置が故障した場合には、マニピュレータの動作を制御できなくなり、患者の体腔内に導入した処置具を患者から取り出しにくくなる。
【０００７】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、電気的に故障した場合であっても、迅速に患者から処置具を取り出すことができる医療用マニピュレータ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】
【０００８】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の医療用マニピュレータは、支持面が形成された基部と、前記支持面に平行な基準方向を規定したときに、前記基部に対して前記基準方向の先端側である先端位置と、前記基準方向の基端側である基端位置との間で、前記支持面上を移動可能に支持された可動部と、前記基部に対して前記可動部を前記先端位置で位置決めするための位置決め機構と、前記可動部に対して前記基準方向に移動可能に支持され、細長状の処置具を前記処置具の長手方向が前記基準方向と略平行になるように、前記処置具の基端部を着脱可能に保持する保持部と、前記可動部に対して前記保持部を前記基準方向に移動させる駆動部と、を備え、前記位置決め機構は、前記基部および前記可動部の一方に設けられた係合部と、前記基部および前記可動部の他方に設けられ、前記係合部と係合したときに前記基準方向への移動が規制される被係合部を備える被係合手段と、を有し、前記被係合手段は、前記被係合部を備える支持部材と、前記係合部に前記被係合部が係合するように前記支持部材を付勢する付勢部材と、を有することを特徴としている。
【０００９】
また、上記の医療用マニピュレータにおいて、前記被係合手段は、前記基部および前記可動部の他方と、前記支持部材とを回動可能に接続する回動軸を有し、前記付勢部材は、前記支持部材を付勢して前記回動軸周りに回動させることがより好ましい。
【００１０】
また、上記の医療用マニピュレータにおいて、前記支持部材は、棒状に形成され、前記支持部材は、前記支持部材が延びる延在方向の中間部で前記回動軸に支持され、前記被係合部は、前記支持部材における前記基準方向の先端側となる一端部に設けられ、前記支持部材の他端部は、前記支持部材の一端部に対して前記基準方向の基端側に配置されていることがより好ましい。
また、上記の医療用マニピュレータにおいて、前記位置決め機構は、前記係合部および前記被係合手段をそれぞれ一対備え、一対の前記係合部は、前記支持面に平行であって前記基準方向に直交する直交方向に互いに離間して設けられ、それぞれの前記被係合手段の前記被係合部は、一対の前記係合部の間に配置可能とされ、前記付勢部材は、それぞれの前記支持部材の一端部を互いに離間するように付勢することがより好ましい。
また、上記の医療用マニピュレータにおいて、前記位置決め機構は、前記基部に対して前記可動部を前記基端位置で位置決め可能であることがより好ましい。
【００１１】
また、上記の医療用マニピュレータにおいて、前記基部に対して前記可動部が前記先端位置に配置されている先端配置状態か、前記基部に対して前記可動部が前記先端位置に配置されていない非先端配置状態かを検出可能な位置検出部と、操作者からの入力に基づいて前記駆動部を制御するための操作信号を出力する入力部と、前記操作信号に基づいて前記駆動部による前記保持部の前記基準方向の移動を制御する駆動モードと、前記駆動部を制御しない待機モードとを有し、前記位置検出部が前記先端配置状態を検出したときには前記駆動モードを選択し、前記位置検出部が前記非先端配置状態を検出したときには前記待機モードを選択する制御部と、を備えることがより好ましい。
【００１２】
また、上記の医療用マニピュレータにおいて、前記基部に対して前記可動部を、前記基準方向の基端側に付勢する付勢機構を備えることがより好ましい。
また、上記の医療用マニピュレータにおいて、前記付勢機構が前記可動部を付勢する付勢力は、前記基部に対する前記可動部の前記基準方向の位置によらず一定であることがより好ましい。
【００１３】
また、上記の医療用マニピュレータにおいて、前記基部に対して前記可動部を基準方向の基端側に移動させたとき、前記基部から前記可動部が取り外し可能であることがより好ましい。
また、上記の医療用マニピュレータにおいて、前記処置具の長手方向の長さは、前記先端位置と前記基端位置との間の前記基準方向の長さより短く設定されていることがより好ましい。
また、上記の医療用マニピュレータにおいて、前記保持部に着脱可能に保持される複数の処置具における前記長手方向の長さは、互いに同一であることがより好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の医療用マニピュレータによれば、電気的に故障した場合であっても、迅速に患者から処置具を取り出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態の医療用マニピュレータを用いた手術支援装置を示す全体図である。
【図２】同医療用マニピュレータにおいてスライドテーブルが先端位置に固定されたときの斜視図である。
【図３】同医療用マニピュレータの要部の構成を模式的に示す図である。
【図４】同医療用マニピュレータのスレーブアームおよび可動保持部の要部の正面図である。
【図５】同スレーブアームおよび可動保持部において支持部材を回動させたときの正面図である。
【図６】同医療用マニピュレータにおいてスライドテーブルが基端位置に固定されたときの要部の斜視図である。
【図７】同手術支援装置を用いた手技を説明する模式図である。
【図８】同手術支援装置を用いた手技を説明する模式図である。
【図９】同手術支援装置を用いた手技を説明する模式図である。
【図１０】本発明の第１実施形態の変形例における医療用マニピュレータの要部の斜視図である。
【図１１】同医療用マニピュレータにおいて介助者が固定解除ボタンを押し込んでいない状態を示す平面の断面図である。
【図１２】同医療用マニピュレータにおいて介助者が固定解除ボタンを押し込んだ状態を示す平面の断面図である。
【図１３】本発明の第２実施形態の医療用マニピュレータの要部の構成を模式的に示す図である。
【図１４】同医療用マニピュレータのスレーブ制御部の制御モードを切替える処理を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の第３実施形態の医療用マニピュレータの要部の構成についてスライドテーブルを先端位置に配置したときの状態を模式的に示す図である。
【図１６】同構成についてスライドテーブルを基端位置に配置したときの状態を模式的に示す図である。
【図１７】本発明の変形例の実施形態における医療用マニピュレータのスレーブアームおよび可動保持部の要部の正面図である。
【図１８】同スレーブアームおよび可動保持部において、透孔と爪との係合を解除した状態の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（第１実施形態）
以下、本発明に係る医療用マニピュレータの第１実施形態を用いた手術支援装置を、図１から図１２を参照しながら説明する。
図１に示すように、この手術支援装置１は、マスタ操作入力部１０と、本発明のスレーブマニピュレータ（医療用マニピュレータ）２０と、マスタ操作入力部１０およびスレーブマニピュレータ２０にそれぞれ接続された主制御部７０とを備えている。
【００１７】
マスタ操作入力部１０は、手術支援装置１におけるマスタとして機能するものであって、操作部（入力部）１１と、表示部１２とを有している。
操作部１１は、例えば表示部１２に固定されており、術者などの操作者Ｏからの操作（入力）に基づいてスレーブマニピュレータ２０を制御するための操作信号を出力する。
表示部１２は、液晶パネルなどの表示パネル１２ａを有していて、内視鏡装置などの観察装置で取得された画像信号が主制御部７０で処理されて表示部１２に表示された画像を表示することができる。
【００１８】
スレーブマニピュレータ２０は、図１および図２に示すように、ベース２１上に取り付けられたスレーブアーム（基部）２５と、スレーブアーム２５に対して基準方向Ｘに移動可能に支持された可動保持部３５と、スレーブアーム２５および可動保持部３５を制御するスレーブ制御部（制御部）６０とを有している。なお、スレーブマニピュレータ２０は複数組のスレーブアーム２５、可動保持部３５を備えているが、図２では説明の便宜のため、１組のスレーブアーム２５、可動保持部３５のみを示している。
【００１９】
スレーブアーム２５は、図２に示すように、複数のロッド２６の端部が、関節部２７を介して互いに回動可能に接続されたものである。関節部２７にはアクチュエータ２７ａが設けられていて、隣り合うロッド２６のなす角度を調節することができる。
スレーブアーム２５の下端部はベース２１に設けられたレール２１ａにスライド可能に取り付けられている。一方で、スレーブアーム２５の先端、すなわち、ロッド２６の端部には、箱状のベースプレート２８の底面が接続（連結）されている。ベースプレート２８において、底面とは反対側となる天面（支持面）２８ａは、矩形状に形成されたほぼ平坦な面となっている。ここで、天面２８ａにおける長辺に平行な方向を、基準方向Ｘと規定する。ベースプレート２８における基準方向Ｘに平行なそれぞれの側面には、各側面から天面２８ａを超えて上方に延びる側板２９、３０が固定されている。
側板２９における基準方向Ｘの先端側には、側板２９を貫通する透孔（係合部）２９ａが形成されている。同様に、側板２９における透孔２９ａよりも基端側には、透孔２９ａと同形状の透孔（係合部）２９ｂが形成されている。
【００２０】
図３に示すように、ベースプレート２８内には、一対のベーススライドレール３１が取り付けられている（一方のベーススライドレール３１は、図示していない。）。ベーススライドレール３１は、ベースプレート２８内において、基準方向Ｘに延びるように互いに平行に配置されている。
【００２１】
可動保持部３５は、図２および図３に示すように、箱状のスライドテーブル（可動部）３６と、スライドテーブル３６の天面３６ａに支持された保持ユニット（保持部）３７とを有している。スライドテーブル３６の底面には一対のベーススライドガイド３９が固定されている（一方のベーススライドガイド３９は、図示していない。）。これらベーススライドガイド３９は、ベーススライドレール３１に対して基準方向Ｘに摺動自在に嵌合している。具体的には、例えば、略棒状に形成されたベーススライドレール３１の外周面を囲うように略筒状のベーススライドガイド３９を嵌合させている。ベースプレート２８の天面２８ａ上に支持されたスライドテーブル３６は、側板２９、３０に挟まれるように配置される。
このように構成することで、介助者などが、ベースプレート２８に対してスライドテーブル３６を基準方向Ｘに手動で移動させることができる。
また、ベースプレート２８に対してスライドテーブル３６を基準方向Ｘの基端側に移動させたときに、ベースプレート２８からスライドテーブル３６を取り外すことができる。なお、この取り外されたスライドテーブル３６は、ベーススライドレール３１にベーススライドガイド３９を嵌合させつつ、ベースプレート２８に対してスライドテーブル３６を基準方向Ｘの先端側に移動させることで、ベースプレート２８に取り付けることができる。
【００２２】
スライドテーブル３６内には、保持ユニット駆動手段（駆動部）４０が設けられている。具体的には、保持ユニット駆動手段４０は、スライドテーブル３６に取り付けられた一対のテーブルスライドレール４１（一方のテーブルスライドレール４１は、図示していない。）と、基準方向Ｘに平行に配置されたボールネジ４２と、ボールネジ４２をその軸線周りに回転させるサーボモータ４３とを有している。
テーブルスライドレール４１は、基準方向Ｘに延びるように配置されている。サーボモータ４３は、モータ支持部４４を介してスライドテーブル３６に取り付けられている。
【００２３】
図２および図４に示すように、スライドテーブル３６の側面には、回動爪部（被係合手段）４７が取り付けられている。
回動爪部４７は、透孔２９ａ、２９ｂと係合可能な爪（被係合部）４８が一端部に形成された支持部材４９と、スライドテーブル３６と支持部材４９の中央部とを回動可能に接続する回動軸５０と、透孔２９ａ、２９ｂに爪４８が係合するように支持部材４９を付勢するバネ部材（付勢部材）５１とを有している。
回動軸５０は、スライドテーブル３６の側面に、その回動軸線が基準方向Ｘに対して平行となるように配されている。支持部材４９の一端部は、スライドテーブル３６との間に側板２９を挟むように配置される。爪４８は、支持部材４９の一端部における側板２９側の面に形成されている。バネ部材５１は、スライドテーブル３６と支持部材４９の他端部とにそれぞれ接続されている。
【００２４】
前述のように、ベースプレート２８に対してスライドテーブル３６を基準方向Ｘに移動させることができるが、スライドテーブル３６の基準方向Ｘの可動範囲の中で最も先端側の位置となる先端位置Ｐ１（図２参照。）にスライドテーブル３６を配置させたときに、透孔２９ａに爪４８が係合できるようになっている。
支持部材４９に介助者が力を加えていない自然状態においては、バネ部材５１が支持部材４９の他端部をスライドテーブル３６から離間するように付勢することで、支持部材４９を回動軸５０周りに回動させて支持部材４９の一端部を側板２９側に移動させる。透孔２９ａに爪４８が係合したときに透孔２９ａに対して爪４８が基準方向Ｘに移動できないことで、ベースプレート２８に対してスライドテーブル３６が基準方向Ｘへ移動するのが規制される。
透孔２９ａ、２９ｂ、および回動爪部４７により、本発明の位置決め機構５２を構成する。
このように、本実施形態では、ベースプレート２８に対してスライドテーブル３６を先端位置Ｐ１で位置決め（固定）することができる。
【００２５】
なお、図５に示すように、介助者が支持部材４９の他端部をバネ部材５１の付勢力に抗してスライドテーブル３６側に押すことで、支持部材４９を回動軸５０周りに回動させ、透孔２９ａと爪４８との係合を解除することができる。
また、図６に示すように、ベースプレート２８に対してスライドテーブル３６を基準方向Ｘの基端側に移動させ、透孔２９ｂに回動爪部４７の爪４８を係合させたときのベースプレート２８に対するスライドテーブル３６の位置が基端位置Ｐ２となる。すなわち、基端位置Ｐ２においても、ベースプレート２８に対してスライドテーブル３６を位置決めすることができる。
【００２６】
図３に示すように、保持ユニット３７において、箱状に形成されたユニット本体５４の底面には、テーブルスライドガイド５５が固定されている。テーブルスライドガイド５５は、テーブルスライドレール４１に対して基準方向Ｘに摺動自在に嵌合するとともに、テーブルスライドガイド５５に形成された雌ネジ部５５ａがボールネジ４２に螺合している。
サーボモータ４３は、ボールネジ４２を軸線周りの所望の向きに回転させることができる。サーボモータ４３によりボールネジ４２を回転させることで、ボールネジ４２と雌ネジ部５５ａとの螺合によりテーブルスライドガイド５５が基準方向Ｘに移動するため、スライドテーブル３６の天面３６ａ上でスライドテーブル３６に対して保持ユニット３７を基準方向Ｘに移動させることができる。
【００２７】
ユニット本体５４には公知の保持機構５６が、基準方向Ｘの先端側から露出した状態で取り付けられている。なお、保持機構５６の取り付けについては、基準方向Ｘの基端側からでも良く、また基準方向Ｘに関わらず上からでも良く、取り付け方向は特に限定されない。
保持機構５６には、鉗子Ｄ１０などの細長状の処置具の基端部が着脱可能に保持される。保持機構５６に装着される処置具は、鉗子Ｄ１０に限られず、高周波切開具、局注針などを適宜選択することができる。以下の例では、処置具として鉗子Ｄ１０および高周波切開具Ｄ２０を用いた場合について説明する。
この鉗子Ｄ１０は、略円柱状の処置具挿入部Ｄ１１の先端部に、一対の鉗子片Ｄ１７を有する処置部Ｄ１６が設けられている。処置具挿入部Ｄ１１の先端側には湾曲可能な湾曲部Ｄ１２が設けられている。
処置具挿入部Ｄ１１の基端側には、モータを有する駆動部Ｄ１３が内蔵されている。鉗子片Ｄ１７や湾曲部Ｄ１２には、不図示の操作ワイヤの先端部が接続されていて、駆動部Ｄ１３で操作ワイヤを進退操作することで、一対の鉗子片Ｄ１７を開閉操作するとともに、湾曲部Ｄ１２を所望の方向に湾曲させることができる。
【００２８】
このように構成された鉗子Ｄ１０の長手方向の長さＬ１は、スライドテーブル３６の先端位置Ｐ１と基端位置Ｐ２との間の基準方向Ｘの長さ、言い換えれば、図２に示す透孔２９ａ、２９ｂの基準方向ＸのピッチＬ２、よりも短く設定されている。
また、保持機構５６には、図３に示すように、鉗子Ｄ１０とは異なる他の細長状の処置具である高周波切開具Ｄ２０が着脱可能である（図９も参照のこと。）。この高周波切開具Ｄ２０の長手方向の長さＬ３は、鉗子Ｄ１０の長さＬ１と同一に設定されている。
【００２９】
保持機構５６は、鉗子Ｄ１０の基端部を、鉗子Ｄ１０の長手方向が基準方向Ｘと略平行になるように保持する。保持機構５６は、高周波切開具Ｄ２０についても同様に保持する。なお、図示はしないが、保持機構５６が高周波切開具Ｄ２０を保持したときには、高周波電源から保持機構５６を介して高周波切開具Ｄ２０の刃部Ｄ２１に高周波電圧を印加することができる。
手術支援装置１を使用する際には、他のスレーブアーム２５の可動保持部３５に、不図示の内視鏡装置を取り付け、この内視鏡装置で取得した画像を表示パネル１２ａに表示しながら手技が行われる。
【００３０】
スレーブ制御部６０は、バス６１に接続されたＣＰＵ６２、記憶部６３、および入出力部６４を有している。バス６１には、スレーブマニピュレータ２０のサーボモータ４３、主制御部７０、およびアクチュエータ２７ａ（不図示。）が接続され、保持機構５６に鉗子Ｄ１０が保持されたときの鉗子Ｄ１０の駆動部Ｄ１３が接続可能となっている。
記憶部６３には、アクチュエータ２７ａやサーボモータ４３を駆動してスレーブマニピュレータ２０を動作させるためのプログラムが記憶されている。
ＣＰＵ６２は、手術支援装置１が起動されたときに記憶部６３からプログラムを読み出して、このプログラム、および操作部１１から出力される操作信号などに基づいてスレーブマニピュレータ２０を動作させる。
入出力部６４は、例えばキーボードや表示パネルであり、介助者は表示パネル１２ａで操作状態を確認しながら、キーボードから指示を入力する。入力された指示はＣＰＵ６２に送信される。
【００３１】
主制御部７０は、不図示の電源を備えていて、マスタ操作入力部１０およびスレーブマニピュレータ２０に電力を供給する。
マスタ操作入力部１０の操作部１１から出力される操作信号をスレーブ制御部６０に送信する。スレーブアーム２５の可動保持部３５に取り付けられた内視鏡装置で取得した画像の信号を処理し、表示部１２に出力する。
【００３２】
次に、以上のように構成された手術支援装置１を用いた手技を、スレーブマニピュレータ２０の動作に重点をおいて説明する。以下では、患者の体腔内に処置具を導入して対象組織を処置する場合を例にとって説明する。
なお、通常は、ベースプレート２８に対してスライドテーブル３６は先端位置Ｐ１に配置され、透孔２９ａに爪４８を係合させることで、ベースプレート２８にスライドテーブル３６が固定されている。
【００３３】
手術支援装置１を起動すると、主制御部７０の電源からマスタ操作入力部１０およびスレーブマニピュレータ２０に電力が供給される。スレーブマニピュレータ２０では、ＣＰＵ６２が記憶部６３からプログラムを読み出す。
介助者は、入出力部６４を操作してサーボモータ４３を駆動することで、スライドテーブル３６に対して保持ユニット３７を基準方向Ｘの基端側に移動させておく。保持ユニット３７の保持機構５６に鉗子Ｄ１０を取り付ける。スレーブアーム２５を動作させて、図７に示すように、患者Ｑに取り付けたトロッカーＴ１の同軸上に鉗子Ｄ１０を配置する。
トロッカーＴ１とは別のトロッカーＴ２から患者Ｑの体腔Ｑ１内に内視鏡装置Ｅを導入し、内視鏡装置Ｅで取得した画像を表示部１２に出力する。
表示部１２に表示された画像を確認しながら、サーボモータ４３を駆動して、スライドテーブル３６に対して保持ユニット３７を基準方向Ｘの先端側に移動させ、トロッカーＴ１を通して体腔Ｑ１内に鉗子Ｄ１０を導入する。鉗子Ｄ１０は、保持ユニット３７が移動する基準方向Ｘと略平行となるように保持されているため、トロッカーＴ１内に鉗子Ｄ１０を容易に導入することができる。
なお、体腔Ｑ１内に導入するときの鉗子Ｄ１０は、一対の鉗子片Ｄ１７が互いに離間した開いた状態になっているとともに、湾曲部Ｄ１２を湾曲させていない真っすぐな状態になっている。
【００３４】
サーボモータ４３の駆動量を調節して、導入した鉗子Ｄ１０の処置部Ｄ１６を体腔Ｑ１内の対象組織Ｑ２に近づける。
操作者Ｏは、操作部１１を操作して駆動部Ｄ１３を駆動させることで、適宜湾曲部Ｄ１２を湾曲させながら、一対の鉗子片Ｄ１７を開閉操作することで対象組織Ｑ２の処置を行う。
このように、最終的に体腔Ｑ１内に鉗子Ｄ１０を導入する動作と、体腔Ｑ１内で鉗子Ｄ１０の位置を調節する動作とは、スレーブアーム２５を固定して、サーボモータ４３を駆動させることのみで行う。
【００３５】
次に、鉗子Ｄ１０による処置が終了し、保持ユニット３７に取り付けている処置具を鉗子Ｄ１０から高周波切開具Ｄ２０に交換する手順について説明する。
予め、操作部１１を操作して、鉗子Ｄ１０を開いた状態にするとともに湾曲部Ｄ１２を真っすぐな状態にしておく。
まず、スライドテーブル３６に対する保持ユニット３７の位置を固定した状態で、支持部材４９の一端部を操作して透孔２９ａと爪４８との係合を解除する。
図８に示すように、介助者は、ベースプレート２８に対してスライドテーブル３６を基準方向Ｘの基端側に手動で移動させ、スライドテーブル３６を基端位置Ｐ２に配置する。すると、患者Ｑの体腔Ｑ１から鉗子Ｄ１０が取り出される。
透孔２９ｂに回動爪部４７の爪４８を係合させ、ベースプレート２８に対してスライドテーブル３６を基端位置Ｐ２で固定する。
保持ユニット３７から鉗子Ｄ１０を取り外し、保持ユニット３７に高周波切開具Ｄ２０を取り付ける。
【００３６】
支持部材４９を操作して透孔２９ｂと爪４８との係合を解除する。
図９に示すように、ベースプレート２８に対してスライドテーブル３６を基準方向Ｘの先端側に手動で移動させ、トロッカーＴ１を通して体腔Ｑ１内に高周波切開具Ｄ２０を導入する。スライドテーブル３６を先端位置Ｐ１に配置し、回動爪部４７によりベースプレート２８に対してスライドテーブル３６を固定する。このように、処置具を交換する前後において、ベースプレート２８に対してスライドテーブル３６をともに先端位置Ｐ１に配置する。
鉗子Ｄ１０の長さＬ１と高周波切開具Ｄ２０の長さＬ３とは同一に設定されているため、処置具を交換する前に鉗子Ｄ１０の処置部Ｄ１６が配置されていた位置とほぼ同じ位置に、高周波切開具Ｄ２０の刃部Ｄ２１を配置することが可能となる。
【００３７】
操作者Ｏは、操作部１１を操作し、刃部Ｄ２１に高周波電圧を印加して対象組織Ｑ２を切開するなどの処置を行う。
高周波切開具Ｄ２０による処置が終了したら、ベースプレート２８に対してスライドテーブル３６を基端側に移動させることで、トロッカーＴ１を通して体腔Ｑ１から高周波切開具Ｄ２０を取り出す。
トロッカーＴ２を通して内視鏡装置Ｅを取り出し、患者ＱからトロッカーＴ１、Ｔ２を取り外す。その後、トロッカーＴ１、Ｔ２を患者Ｑに取り付ける際に形成した開口を縫合するなどの適切な処置を行い、一連の手技を終了する。
【００３８】
以上説明したように、本実施形態のスレーブマニピュレータ２０によれば、スレーブアーム２５のベースプレート２８に対してスライドテーブル３６を先端位置Ｐ１に配置するとともに、位置決め機構５２によりベースプレート２８に対してスライドテーブル３６を先端位置Ｐ１で位置決めしておく。保持ユニット駆動手段４０によりスライドテーブル３６に対して保持ユニット３７を基準方向Ｘの基端側に移動させる。保持ユニット３７に鉗子Ｄ１０を、鉗子Ｄ１０の長手方向が基準方向Ｘと略平行になるように取り付ける。
保持ユニット３７に鉗子Ｄ１０を保持させた状態で、保持ユニット駆動手段４０により保持ユニット３７を基準方向Ｘの先端側に移動させることで、基準方向Ｘと略平行に延びるように保持した鉗子Ｄ１０を患者Ｑの体腔Ｑ１内に容易に導入することができる。
【００３９】
また、処置具を交換するときには、位置決め機構５２によるベースプレート２８に対するスライドテーブル３６の固定を解除し、介助者がベースプレート２８に対してスライドテーブル３６および保持ユニット３７を基準方向Ｘの基端側に手動で移動させる。これにより、保持ユニット３７とともに鉗子Ｄ１０が基準方向Ｘの基端側に移動する。
このとき、位置決め機構５２による固定の解除、および、ベースプレート２８に対するスライドテーブル３６の移動は、介助者が手動で行っている。したがって、スレーブマニピュレータ２０のスレーブ制御部６０などが電気的に故障して動作しなくなった場合であっても、機械的な操作のみを用いて患者Ｑから鉗子Ｄ１０を迅速に取り出すことができる。
【００４０】
そして、保持ユニット３７から鉗子Ｄ１０を取り外し、保持ユニット３７に高周波切開具Ｄ２０を取り付ける。ベースプレート２８に対してスライドテーブル３６および保持ユニット３７を基準方向Ｘの先端側に手動で移動させ、ベースプレート２８に対してスライドテーブル３６を先端位置Ｐ１に配置した状態で、位置決め機構５２によりベースプレート２８に対してスライドテーブル３６を位置決めする。
ここで、鉗子Ｄ１０の長さＬ１と高周波切開具Ｄ２０の長さＬ３とを同一に設定した場合、処置具を交換する前に鉗子Ｄ１０の処置部Ｄ１６が配置されていた位置とほぼ同じ位置に、高周波切開具Ｄ２０の刃部Ｄ２１が配置される。これにより、処置の再開を迅速に行うことができる。
すなわち、特許文献１に記載された従来のマニピュレータとは異なり、処置具の寸法や配置を記録部に記録することなく、機械的機構で交換後の処置具の先端部を元の処置領域に配置することができる。このため、スレーブ制御部６０などの電気的な不具合による影響を受けずに、機械的な操作のみを用いて処置具の先端部を処置領域に確実に配置することができる。
以上のことから、本実施形態によれば、患者Ｑの対象組織Ｑ２に対して迅速に処置具の交換ができる。
【００４１】
位置決め機構５２は、側板２９形成された透孔２９ａ、２９ｂ、および回動爪部４７で構成されるため、簡単な構成であっても、ベースプレート２８に対してスライドテーブル３６を基準方向Ｘに確実に固定することができる。
回動爪部４７は、回動軸５０周りに回動可能に支持された支持部材４９をバネ部材５１で付勢する構成となっている。これにより、回動軸５０で支持される支持部材４９の動きを安定させることができる。
また、側板２９の透孔２９ｂに爪４８を係合させることで、位置決め機構５２によりスライドテーブル３６を基端位置Ｐ２で固定することができる。したがって、基端位置Ｐ２において処置具を交換する作業を、スライドテーブル３６および保持ユニット３７の位置を安定させた状態で確実に行うことができる。
【００４２】
ベースプレート２８に対してスライドテーブル３６を基準方向Ｘの基端側に移動させたときに、ベースプレート２８からスライドテーブル３６を取り外すことができる構成となっている。このため、緊急の場合などに、ベースプレート２８に対してスライドテーブル３６を基準方向Ｘの基端側に移動させて取り外してしまうことで、患者Ｑからスライドテーブル３６や処置具を迅速かつ確実に退避させることができる。
【００４３】
本実施形態では、互いに別の部材からなる回動軸５０、支持部材４９、および付勢部材であるバネ部材５１で回動爪部４７を構成した。しかし、回動軸、支持部材、被係合部である爪、および付勢部材を、弾性を有する樹脂などで一体に形成することで、いわゆるスナップフィットのような回動爪部を構成してもよい。
この場合、回動軸が付勢部材を兼ねる構成となり、介助者が力を加えていない自然状態において、透孔２９ａに爪が係合するように回動軸が支持部材を介して爪を透孔２９ａ側に付勢する構成とする。そして、支持部材の一端部を操作して回動軸を変形させて支持部材を回動軸周りに回動させることで、透孔２９ａと爪との係合を解除する。
【００４４】
本実施形態では、透孔２９ａ、２９ｂを側板２９のみに形成した。しかし、側板３０に透孔２９ａ、２９ｂに対向する位置に透孔をそれぞれ形成するとともに、スライドテーブル３６にこれらの透孔に係合する回動爪部を備えてもよい。
一方で、本実施形態では、側板２９に透孔２９ｂは設けられなくてもよい。基端位置Ｐ２においては、患者Ｑから処置具が取り出されているため、介助者自身がベースプレート２８に対してスライドテーブル３６を固定してもよいからである。
【００４５】
なお、本実施形態では、図１０および図１１に示すスレーブマニピュレータ８０のように、第１実施形態の位置決め機構５２に代えて、位置決め機構８１を備えてもよい。この位置決め機構８１は、第１実施形態の側板２９の透孔２９ａ、２９ｂに加えて、側板３０の透孔３０ａ、３０ｂ、および回動爪部８２を有している。
側板３０の透孔３０ａは、側板２９の透孔２９ａに対向する位置に形成されている。より具体的には、支持面２８ａに平行であって基準方向Ｘに直交する方向を直交方向Ｙとしたときに、側板２９の透孔３０ａは、透孔２９ａに対して直交方向Ｙに離間した位置に形成されている。同様に、側板３０の透孔３０ｂは、側板２９の透孔２９ｂに対向する位置に形成されている。
【００４６】
回動爪部８２は、スライドテーブル３６に設けられたピン（回動軸）８３周りに回動可能に支持された棒状のリンク部材（支持部材）８４、８５と、リンク部材８４、８５に取り付けられたバネ部材（付勢部材）８６とを有している。リンク部材８４、８５は、それぞれが延びる延在方向の中間部でピン８３に支持されている。なお、ピン８３、リンク部材８４、およびバネ部材８６で１つの回動爪部が構成され、ピン８３、リンク部材８５、およびバネ部材８６でもう１つの回動爪部が構成される。すなわち、回動爪部８２は２つの回動爪部で構成されている。この２つの回動爪部は、ピン８３およびバネ部材８６を兼ねた構成として備えている。
リンク部材８４は、一端部８４ａがピン８３に対して基準方向Ｘの先端側に配置されるとともに、他端部８４ｂがピン８３に対して基準方向Ｘの基端側に配置されている。同様に、リンク部材８５は、一端部８５ａがピン８３に対して基準方向Ｘの先端側に配置されるとともに、他端部８５ｂがピン８３に対して基準方向Ｘの基端側に配置されている。
この例では、バネ部材８６は、リンク部材８４、８５の基準方向Ｘの先端部にそれぞれ取り付けられていて、リンク部材８４の一端部８４ａおよびリンク部材８５の一端部８５ａを互いに離間するように付勢している。このように構成されたリンク部材８４、８５は、平面視でＸ字形になるように配置されている。
【００４７】
リンク部材８４の一端部８４ａには、直交方向Ｙに略平行であってリンク部材８４、８５に対して外側となる向きに突出する固定部（被係合部）８８が設けられている。固定部８８は、側板２９の透孔２９ａ、２９ｂに係合可能な大きさに形成されている。透孔２９ａ、２９ｂに固定部８８が係合したときに、透孔２９ａ、２９ｂに対して固定部８８が基準方向Ｘに移動できないことで、ベースプレート２８に対してスライドテーブル３６が基準方向Ｘへ移動するのが規制される。固定部８８は、リンク部材８４を回動させることで、側板２９、３０の間に配置可能となっている。
リンク部材８４の他端部８４ｂには、直交方向Ｙに略平行であってリンク部材８４、８５に対して外側となる向きに突出する固定解除ボタン８９が設けられている。
【００４８】
リンク部材８５においても、リンク部材８４と同様に、一端部８５ａには固定部（被係合部）９０が設けられているとともに、他端部８５ｂには固定解除ボタン９１が設けられている。
固定解除ボタン８９、９１は、スライドテーブル３６における基準方向Ｘの基端側に配置されていて、さらに、ベースプレート２８およびスライドテーブル３６に対して直交方向Ｙに突出するように配置されている。
【００４９】
このように構成されたスレーブマニピュレータ８０は、図１２に示すように、介助者がバネ部材８６の付勢力に抗して固定解除ボタン８９、９１を互いに近づけるように直交方向Ｙに押し込むことで、リンク部材８４、８５がピン８３周りに回動する。これにより、一端部８４ａ、８５ａが互いに近づき、透孔２９ａと固定部８８、透孔３０ａと固定部９０の係合が解除され、ベースプレート２８に対してスライドテーブル３６を基準方向Ｘへ移動できるようになる。
なお、ベースプレート２８に対してスライドテーブル３６を基準方向Ｘの基端側へ移動してスライドテーブル３６を基端位置Ｐ２に配置したときに、透孔２９ｂ、３０ｂに固定部８８、９０がそれぞれ係合可能となり、スライドテーブル３６が基端位置Ｐ２で固定される。
【００５０】
本変形例のスレーブマニピュレータ８０によれば、位置決め機構８１が一対の回動爪部、すなわち、一対のリンク部材８４、８５を備えることで、固定解除ボタン８９、９１のうち一方のみを押し込んでもベースプレート２８とスライドテーブル３６との係合は完全には解除されない。このため、介助者が意図せずに固定解除ボタン８９、９１に接触することでベースプレート２８とスライドテーブル３６との係合が解除されることを抑制することができる。
また、固定解除ボタン８９、９１をスライドテーブル３６における基準方向Ｘの基端側に配置することで、ベースプレート２８にスライドテーブル３６を固定したり、この固定を解除したりする操作が、保持ユニット３７、あるいは鉗子Ｄ１０などの処置具によって邪魔されることなく、介助者の片手による操作が可能となる。したがって、スレーブマニピュレータ８０の操作性を向上させることができる。
【００５１】
なお、本変形例においては、バネ部材８６を、リンク部材８４、８５の基準方向Ｘの先端部にそれぞれ取り付けたが、リンク部材８４、８５の基準方向Ｘの基端部にそれぞれ取り付けてもよい。
本変形例においては、スレーブマニピュレータ８０にリンク部材８５、側板３０の透孔３０ａ、３０ｂは備えられなくてもよい。これらが備えられていなくても、リンク部材８４、側板２９の透孔２９ａ、２９ｂを用いて、ベースプレート２８に対してスライドテーブル３６を先端位置Ｐ１および基端位置Ｐ２で固定することができるからである。
【００５２】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図１３および図１４を参照しながら説明するが、前記実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
図１３に示すように、この手術支援装置２に用いられているスレーブマニピュレータ１００は、第１実施形態のスレーブマニピュレータ２０においてベースプレート２８内に位置検出部１０１を備えるとともに、スレーブ制御部６０に代えてスレーブ制御部（制御部）１１０を備えている。
【００５３】
位置検出部１０１は、図示はしないが、公知の近接センサ、および近接センサに接続された判別基板を有している。位置検出部１０１は、ベースプレート２８内の基準方向Ｘの先端部に配置されている。ベースプレート２８に対してスライドテーブル３６が先端位置Ｐ１に配置されたときに、例えば、金属で形成されたベースプレート２８により電界分布が変化する。近接センサがこの電界分布の変化を電圧値として検出する。判別基板は、検出された電圧値を予め定められた閾値と比較することで、ベースプレート２８に対してスライドテーブル３６が先端位置Ｐ１に配置されている先端配置状態か、先端位置Ｐ１に配置されていない非先端配置状態かを検出することができる。
位置検出部１０１は、スレーブ制御部１１０のバス６１に接続されていて、先端配置状態または非先端配置状態の検出結果を、バス６１を介して後述するモード切替部１１１に出力する。
【００５４】
スレーブ制御部１１０は、第１実施形態のスレーブ制御部６０の各構成に加えてモード切替部１１１を備えている。モード切替部１１１は、位置検出部１０１から送信された検出結果に基づいて、ＣＰＵ６２がサーボモータ４３を駆動する制御モードを、駆動モードと待機モードとの間で切替えることができる。
駆動モードは、操作部１１から出力される操作信号に基づいて、サーボモータ４３によりスライドテーブル３６の基準方向Ｘの移動を制御する制御モードである。一方で、待機モードは、出力される操作信号によらずサーボモータ４３を制御しない制御モードである。そして、モード切替部１１１は、位置検出部１０１から送信された検出結果が先端配置状態であるときには制御モードを駆動モードに設定し、非先端配置状態であるときには制御モードを待機モードに設定する。
【００５５】
モード切替部１１１が制御モードを駆動モードや待機モードに設定することは、例えば、以下のように行われる。
すなわち、モード切替部１１１は、不図示のメモリを有していて、このメモリに、駆動モード、待機モードに応じたフラグを記憶する。ＣＰＵ６２は、所定の読み取りタイミングにしたがって、モード切替部１１１のメモリからフラグを定期的に読み込み、読み込んだフラグにしたがって、サーボモータ４３の制御を行う。
このような制御手順とすることで、位置検出部１０１が検出した配置状態に基づいて、ＣＰＵ６２がサーボモータ４３を制御する制御モードが駆動モードと待機モードとの間で切替わる。
【００５６】
次に、以上のように構成された手術支援装置２において、制御モードを切替える処理について説明する。図１４は、スレーブ制御部１１０の制御モードを切替える処理を示すフローチャートである。
以下では、予め、ベースプレート２８に対してスライドテーブル３６が先端位置Ｐ１に配置されているとして説明する。
【００５７】
手術支援装置２を起動すると、スレーブマニピュレータ２０に電力が供給される。
まず、ステップＳ１０において、制御モードが駆動モードに設定される。具体的には、位置検出部１０１からモード切替部１１１に先端配置状態を示す検出結果が出力され、モード切替部１１１では、駆動モードに対応するフラグがメモリに記憶される。
次に、ステップＳ１０を開始してから読み取りタイミング後に、ステップＳ２０において、スライドテーブル３６が先端位置Ｐ１に配置されているか否かを判断する。
位置検出部１０１が、スライドテーブル３６が先端位置Ｐ１に配置されていることを検出したとき（ＹＥＳ）は、再びステップＳ２０を行う。すなわち、スライドテーブル３６が先端位置Ｐ１に配置されている間は、操作部１１から出力される操作信号に基づいて、サーボモータ４３によりスライドテーブル３６の基準方向Ｘの移動を制御する。
【００５８】
一方で、ステップＳ２０において、位置検出部１０１が、スライドテーブル３６が先端位置Ｐ１に配置されていないことを検出したとき（ＮＯ）は、ステップＳ３０に移行する。ステップＳ２０においてスライドテーブル３６が先端位置Ｐ１に配置されていないことを検出するのは、例えば、介助者がベースプレート２８に対してスライドテーブル３６を先端位置Ｐ１から基端位置Ｐ２に手動で移動させたとき、あるいは、先端位置Ｐ１から基端位置Ｐ２に移動させている途中のときである。
ステップＳ３０では、制御モードが待機モードに設定される。具体的には、位置検出部１０１からモード切替部１１１に非先端配置状態を示す検出結果が出力され、モード切替部１１１では、待機モードに対応するフラグがメモリに記憶され、ステップＳ４０に移行する。
【００５９】
ステップＳ４０では、ステップＳ２０を開始してから読み取りタイミング後に、スライドテーブル３６が先端位置Ｐ１に配置されているか否かを判断する。
位置検出部１０１が、スライドテーブル３６が先端位置Ｐ１に配置されていることを検出したとき（ＹＥＳ）は、ステップＳ１０に移行する。ステップＳ４０においてスライドテーブル３６が先端位置Ｐ１に配置されていることを検出するのは、例えば、介助者がベースプレート２８に対してスライドテーブル３６を手動で先端位置Ｐ１に戻したときである。
一方で、ステップＳ４０において、位置検出部１０１が、スライドテーブル３６が先端位置Ｐ１に配置されていないことを検出しないとき（ＮＯ）は、再びステップＳ４０を行う。すなわち、スライドテーブル３６が先端位置Ｐ１に配置されていない間は、出力される操作信号によらずサーボモータ４３を制御しない。
【００６０】
このように、読み取りタイミング毎に、位置検出部１０１が、スライドテーブル３６が先端位置Ｐ１に配置されているか否かを検出し、その検出結果に基づいて制御モードを駆動モードと待機モードとの間で切替える。
この処理は、手術支援装置２を停止するまで続けられる。
【００６１】
以上説明したように、本実施形態のスレーブマニピュレータ１００によれば、電気的に故障した場合であっても、迅速に患者Ｑから処置具を取り出すことができる
さらに、スライドテーブル３６が先端位置Ｐ１に配置されていないときに制御モードを待機モードに設定して操作部１１から出力される操作信号によらずサーボモータ４３を制御しないように制御する。これにより、スライドテーブル３６を先端位置Ｐ１から移動させて処置具を交換している最中に、操作部１１の誤操作によりスライドテーブル３６に対して保持ユニット３７を移動させてしまうのを防止することができる。
さらに、処置具を交換する時にスライドテーブル３６に対して保持ユニット３７の位置を規定することができることから、処置具の長さが同一の場合は、交換前の処置具の先端位置を記録せずとも、交換後の処置具の先端位置を元の先端位置に戻せるようになる。
【００６２】
なお、本実施形態では、位置検出部１０１においてベースプレート２８の位置を検出するのに近接センサを用いたが、位置検出部１０１に用いられるセンサはこの限りではない。ベースプレート２８の位置を検出可能なものであれば、マイクロスイッチ、光電センサ、磁気センサ等を適宜選択して用いることができる。
また、スレーブマニピュレータ１００が備える複数組のスレーブアーム２５、可動保持部３５のそれぞれに対して、制御モードを駆動モードと待機モードとの間で切替え可能としてもよい。すなわち、処置具を交換する必要のあるスレーブアーム２５、可動保持部３５の組だけ制御モードを待機モードにして、その他の組の制御モードは駆動モードのままとして、操作部１１で操作可能としてもよい。
【００６３】
待機モードでは、ＣＰＵ６２がサーボモータ４３を駆動しないとしたが、これに加えて、ＣＰＵ６２が駆動部Ｄ１３を駆動しないようにしてもよい。この場合、第１実施形態のように鉗子Ｄ１０の湾曲部Ｄ１２を湾曲させて使用したときには、湾曲部Ｄ１２を真っすぐな状態にしてから、ＣＰＵ６２がサーボモータ４３および駆動部Ｄ１３を駆動しないようにしてもよい。
湾曲部Ｄ１２を真っすぐな状態にしておくことで、患者Ｑから鉗子Ｄ１０を取り出しやすくすることができる。
【００６４】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図１５および図１６を参照しながら説明するが、前記実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
図１５に示すように、本実施形態のスレーブマニピュレータ１２０は、第１実施形態のスレーブマニピュレータ２０の各構成に加えて、ベースプレート２８に対してスライドテーブル３６を、基準方向Ｘの基端側に付勢する付勢機構１２１を備えている。
【００６５】
この例では、付勢機構１２１として、例えば、コンストン（登録商標、サンコースプリング株式会社製）などの定荷重バネ１２２が、リール１２３内に収容されたものを用いていている。リール１２３内には、リール１２３に回転可能に支持された不図示のドラムが備えられていて、定荷重バネ１２２の基端部は、このドラムに取り付けられるとともに、このドラム回りに巻回されている。
リール１２３は、リール１２３内から定荷重バネ１２２を引き出す方向が基準方向Ｘの先端側となるようにベースプレート２８における基準方向Ｘの基端部に固定されている。定荷重バネ１２２の先端部は、スライドテーブル３６における基準方向Ｘの先端部に固定されている。
定荷重バネ１２２を用いることで、付勢機構１２１がベースプレート２８に対してスライドテーブル３６を付勢する付勢力（荷重）は、ベースプレート２８に対するスライドテーブル３６の基準方向Ｘの位置によらず一定となる。
【００６６】
付勢機構１２１の付勢力は適宜設定できるが、例えば、天面２８ａを水平面から傾けて使用するときの水平面に対する天面２８ａの最大傾き角度を考慮して設定することが好ましい。
付勢力の設定方法の一つとして、水平面に対して天面２８ａが最大傾き角度をなすように配置したときに、スライドテーブル３６、保持ユニット３７および処置具（以下、「スライドテーブル３６など」と称する。）に作用する重力のうち天面２８ａに平行な成分と付勢力とをほぼ等しく設定する方法がある。
この方法によれば、ベースプレート２８に対してスライドテーブル３６を、基準方向Ｘの任意の位置で留まらせることができ、付勢機構１２１は、スライドテーブル３６などの重力補償として機能する。これにより、位置決め機構５２によるベースプレート２８とスライドテーブル３６との固定を解除したときに、スライドテーブル３６が意図せずに移動してしまうのを防止することができる。
【００６７】
また、設定方法の他の一つとして、前述の重力のうち天面２８ａに平行な成分よりも付勢力を大きく設定する方法がある。この方法によれば、介助者などがスライドテーブル３６から手を放したときに、図１６に示すようにベースプレート２８に対してスライドテーブル３６が自動的に基準方向Ｘの基端側に移動し、患者Ｑから鉗子Ｄ１０などの処置具を自動的に離間させることができる。
なお、スレーブマニピュレータ１２０は付勢機構１２１を備えることで、ベースプレート２８に対してスライドテーブル３６を基準方向Ｘの基端側に移動させても、付勢機構１２１が支障となって、ベースプレート２８からスライドテーブル３６を取り外すことはできない。
【００６８】
このように構成された本実施形態のスレーブマニピュレータ１００によれば、電気的に故障した場合であっても、迅速に処置具を患者Ｑから取り出すことができる。
さらに、付勢機構１２１を備えることでベースプレート２８に対してスライドテーブル３６が意図せずに基準方向Ｘの先端側に移動してしまうのを抑えることができる。
水平面に対して天面２８ａが傾いていて、スライドテーブル３６などに作用する重力のうち天面２８ａに平行な成分と付勢機構１２１の付勢力とがほぼ等しいときに、ベースプレート２８に対してスライドテーブル３６を、基準方向Ｘの任意の位置で留まらせることができる。付勢機構１２１による付勢力がスライドテーブル３６の基準方向Ｘの位置によらず一定であるため、介助者がスライドテーブル３６を操作する時の操作性を向上させることができる。
【００６９】
なお、本実施形態では、定荷重バネ１２２を用いた付勢機構１２１に代えて、付勢機構として、つる巻きバネや、ベースプレート２８に対してスライドテーブル３６を基準方向Ｘに移動させることができる電動モータを用いてもよい。この電動モータにおける機構においては、スライドテーブル３６を基準方向Ｘに、手動でも動かせることができるようになっていることが好ましい。
このような場合でも、スライドテーブル３６の固定位置を規制できることから、交換後の処置具先端位置を交換前の先端位置に設定することができるため、処置具の迅速な交換が可能になる。
【００７０】
以上、本発明の第１実施形態から第３実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の構成の変更なども含まれる。さらに、各実施形態で示した構成のそれぞれを適宜組み合わせて利用できることは、言うまでもない。
たとえば、前記第１実施形態から第３実施形態では、鉗子Ｄ１０の長さＬ１と高周波切開具Ｄ２０の長手方向の長さＬ３とは同一であるとしたが、これらの長さは互いに異なっていてもよい。このとき、鉗子Ｄ１０の長さＬ１および高周波切開具Ｄ２０の長手方向の長さＬ３が、スライドテーブル３６の先端位置Ｐ１と基端位置Ｐ２との間の長さよりも短く設定されていれば、迅速に鉗子Ｄ１０および高周波切開具Ｄ２０を患者Ｑから取り出すことができる。
【００７１】
また、鉗子Ｄ１０の長さＬ１より高周波切開具Ｄ２０の長さＬ３が長い場合においては、以下のように処置を行う。すなわち、鉗子Ｄ１０を体内から抜き出す前に予め保持ユニット駆動手段４０を駆動することで、鉗子Ｄ１０と高周波切開具Ｄ２０の長さの差分である（Ｌ３−Ｌ１）の式で求められる値以上、体内の処置中の組織から鉗子Ｄ１０の先端部を離しておく。このように処置することで、交換後の高周波切開具Ｄ２０の先端部が体内の処置中の組織に接触することなくなり、高周波切開具Ｄ２０の先端部を処置領域に確実に配置することが可能となる。
逆に、鉗子Ｄ１０の長さＬ１の方が高周波切開具Ｄ２０の長さＬ３より長い場合は、上記の処置をせずとも、交換後の高周波切開具Ｄ２０の先端部が体内の処置中の組織に接触することなく、高周波切開具Ｄ２０を処置領域に配置することが可能である。
【００７２】
また 、前記第１実施形態から第３実施形態では鉗子Ｄ１０の長さＬ１は、スライドテーブル３６の先端位置Ｐ１と基端位置Ｐ２との間の基準方向Ｘの長さＬ２よりも短く設定されているとした。しかし、鉗子Ｄ１０の長さＬ１は、スライドテーブル３６の先端位置Ｐ１と基端位置Ｐ２との間の基準方向Ｘの長さＬ２よりも長く設定されていてもよい。
この場合は、ベースプレート２８の先端位置とトロッカーとの距離を、鉗子Ｄ１０の長さＬ１と、スライドテーブル３６の先端位置Ｐ１と基端位置Ｐ２との間の基準方向Ｘの長さＬ２との差分である（Ｌ１−Ｌ２）の式で求められる値以上離して設置しておけばよい。このように配置することで、鉗子Ｄ１０を患者から取り出すことができるからである。
【００７３】
前記第１実施形態から第３実施形態では、図１７に示すように、前記実施形態の位置決め機構５２の回動爪部４７に代えて移動爪部（被係合手段）１３１を備える位置決め機構１３０としてもよい。
この変形例では、移動爪部１３１は、前述の爪４８が一端部に形成された支持部材１３２と、透孔２９ａ、２９ｂに爪４８が係合するように支持部材１３２の他端部を付勢するバネ部材１３３とを有している。爪４８は、支持部材１３２の一端部における側板２９側の面に形成されている。バネ部材１３３は、スライドテーブル３６に設けられ、基準方向Ｘに平行に見たときにＬ字形に形成された接続部材１３４と、支持部材１３２の他端部とにそれぞれ接続されている。
【００７４】
支持部材１３２に介助者が力を加えていない自然状態においては、バネ部材１３３が支持部材１３２を側板２９側に付勢することとで、透孔２９ａに爪４８が係合した状態が保持される。これにより、ベースプレート２８に対してスライドテーブル３６が基準方向Ｘへ移動するのが規制される。
一方で、介助者が支持部材１３２を把持して、図１８に示すようにバネ部材１３３の付勢力に抗してスライドテーブル３６から離間するように引き離す（平行移動させる）ことで、透孔２９ａと爪４８との係合を解除させる。これにより、ベースプレート２８に対してスライドテーブル３６を基準方向Ｘに移動させることができる。
【００７５】
なお、前記第１実施形態から第３実施形態、および、この変形例では、付勢部材としてバネ部材を用いたが、付勢部材はこれに限ることなく、例えば磁石を用いてもよい。具体的には、支持部材４９の他端部に、スライドテーブル３６側にＮ極が向くように支持部材側磁石を設けるとともに、スライドテーブル３６に、支持部材４９の他端部側にＮ極が向くようにテーブル側磁石を設ける。支持部材側磁石とテーブル側磁石とが反発することで、透孔２９ａに爪４８が係合するように付勢される。
この変形例では、支持部材側磁石およびテーブル側磁石における互いに向き合う極を、Ｓ極にしてもよい。
【００７６】
前記第１実施形態から第３実施形態では、スレーブアーム２５に係合部として透孔２９ａを形成し、スライドテーブル３６に被係合部として爪４８を設けた。しかし、スレーブアーム２５に係合部として爪を設けるとともに、スライドテーブル３６に被係合部としてこの爪に係合する透孔を形成してもよい。また、スレーブアーム２５の回動軸周りに回動可能に支持された支持部材に被係合部として爪を設けるとともに、スライドテーブル３６に係合部としてこの爪に係合する透孔を形成してもよい。
また、基部は、可動する関節部２７を有するスレーブアーム２５であるとした。しかし、基部はこれに限ることなく、可動部を有さない単なる支持台でもよい。
【符号の説明】
【００７７】
２０、８０、１００、１２０  スレーブマニピュレータ（医療用マニピュレータ）
２５  スレーブアーム（基部）
２８ａ  天面（支持面）
２９ａ、２９ｂ、３０ａ、３０ｂ  透孔（係合部）
３６  スライドテーブル（可動部）
３７  保持ユニット（保持部）
４０  保持ユニット駆動手段（駆動部）
４７、８２  回動爪部（被係合手段）
４８  爪（被係合部）
４９、１３２  支持部材
５０  回動軸
５１、１３３  バネ部材（付勢部材）
５２、８１、１３０  位置決め機構
６０、１１０  スレーブ制御部（制御部）
８３  ピン（回動軸）
８４、８５  リンク部材（支持部材）
８４ａ、８５ａ  一端部
８４ｂ、８５ｂ  他端部
８８、９０  固定部（被係合部）
１０１  位置検出部
１２１  付勢機構
１３１  移動爪部（被係合手段）
Ｄ１０  鉗子（処置具）
Ｄ２０  高周波切開具（処置具）
Ｌ１、Ｌ３  長さ
Ｐ１  先端位置
Ｐ２  基端位置
Ｘ    基準方向
Ｙ    直交方向
【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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