(57)【要約】  医療用マニピュレータシステム（１）は、処置具チャンネルを有するガイド器具と、処置具チャンネルに挿通される挿入体（３１）と、挿入体（３１）に対して着脱可能な動力源部（５６）と、挿入体（３１）の関節部が処置具チャンネル内に位置している状態に対応する第一領域，及び関節部が処置具チャンネルの先端から露出されている状態に対応する第二領域，を有し第一領域と第二領域とからなる所定の直線方向に動力源部（５６）を進退移動可能に案内するガイドレール（５３）と、ガイドレール（５３）における動力源部（５６）の進退移動経路のうち第一領域と第二領域との境界に介在され、挿入体（３１）が動力源部（５６）に取り付けられた状態での第二領域から第一領域への挿入体（３１）の移動を規制する規制部（７０）とを備える。
2016125385.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処置具チャンネルを有し体内に挿入されるガイド器具と、
所定の動力を受けて湾曲変形可能な関節部を有し前記処置具チャンネルに挿通される挿入体と、
前記挿入体に対して着脱可能で前記挿入体に対して前記動力を伝達可能な動力源部と、
前記関節部が前記処置具チャンネル内に位置している状態に対応する第一領域，及び前記関節部が前記処置具チャンネルの先端から露出されている状態に対応して前記第一領域と繋がる第二領域，を有し前記第一領域と前記第二領域とからなる所定の直線方向に前記動力源部を進退移動可能に案内することにより前記挿入体を前記処置具チャンネル内で進退させるガイドレールと、
前記ガイドレールにおける前記動力源部の進退移動経路のうち前記第一領域と前記第二領域との境界に介在され、前記挿入体と前記動力源部とが前記動力を伝達可能に取り付けられた状態での前記第二領域から前記第一領域への前記挿入体の移動を規制する規制部と、
を備えたことを特徴とする医療用マニピュレータシステム。
【請求項２】
前記規制部は、
前記挿入体が前記動力源部に取り付けられた状態における前記ガイドレールに沿った前記挿入体の移動経路上に配されて前記挿入体と前記動力源部との少なくとも一部に接触可能な開閉部材と、
前記開閉部材を前記移動経路に対して挿脱可能に前記境界に支持する支持体と、
前記開閉部材が前記移動経路上に配されるように前記支持体に対して前記開閉部材を付勢する付勢部材と、
を有し、
前記開閉部材は、
前記第一領域側に向けられており前記挿入体及び前記動力源部の少なくとも一部が接触可能な第一面と、
前記第二領域側に向けられており前記挿入体及び前記動力源部の少なくとも一部が前記移動経路の方向に当接可能な第二面と、
を有し、
前記挿入体が前記動力源部に取り付けられた状態で前記移動経路に沿って前記第一領域から前記第二領域へと移動する過程で前記挿入体が前記第一面に接して前記開閉部材を前記付勢部材の付勢力に抗して前記移動経路の外へ押しのけることにより前記挿入体を前記第二領域へ進入させるための空間を生じさせる
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システム。
【請求項３】
前記第一面は前記移動経路の方向に対して傾斜するテーパー面であり、
前記挿入体が前記動力源部に取り付けられた状態で前記移動経路に沿って前記第一領域から前記第二領域へと移動する過程で前記挿入体及び前記動力源部の少なくとも一部が前記テーパー面に接して前記開閉部材を前記付勢部材の付勢力に抗して前記移動経路の外へ押しのけることにより前記挿入体を前記第二領域へ進入させるための空間を生じさせる
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システム。
【請求項４】
前記開閉部材は、前記移動経路の方向に対して直交する方向に延びる回動軸線回りに回動可能となるように前記支持体に支持されている
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システム。
【請求項５】
前記動力源部を前記第二領域から前記第一領域へ向かって前記ガイドレールに沿って移動させる復帰機構をさらに備えた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システム。
【請求項６】
前記第二領域内に配された前記動力源部に対する前記挿入体の取付けを禁止し、且つ前記第二領域内に配された前記動力源部が挿入体にすでに取り付けられている時には前記動力源部からの前記挿入体の取り外しを許容する着脱規制手段をさらに備えた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システム。
【請求項７】
前記挿入体が前記動力源部に取り付けられていることを検知可能な装着センサと、
前記動力源部が前記第一領域と前記第二領域とのどちらに位置しているかを検知可能な位置センサと、
前記挿入体が前記動力源部に取り付けられていることを前記装着センサが検知し且つ前記動力源部が前記第二領域内にあることを前記位置センサが検知しているときに前記第一領域と前記第二領域との間の前記動力源部の移動を規制するように前記規制部を制御する制御部と、
をさらに備えた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システム。
【請求項８】
前記挿入体が前記動力源部に取り付けられていないことを前記装着センサが検知し且つ前記動力源部が前記第二領域内にあることを前記位置センサが検知しているときに前記制御部が前記規制部における規制の制御を解除して前記動力源部を前記第二領域から前記第一領域へ移動可能とする
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システム。
【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システムに関する。
本願は、２０１５年２月６日に、日本に出願された特願２０１５−０２２６１４号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内視鏡を含む医療用マニピュレータシステムを用いた手術等において、内視鏡の処置具チャンネルに対して処置具を進退させることにより、処置具を処置具チャンネル内に収容したり、処置具を処置具チャンネル内から処置対象部位に向けて突出させたりすることが行われている。【０００３】
たとえば特許文献１には、内視鏡の処置具チャンネルの入口に連結される処置具進退規制機構が開示されている。特許文献１に記載された処置具進退規制機構は、処置具チャンネルの内部で処置具チャンネルの先端近傍にある所定の位置と、処置具チャンネルの先端側の外部との間の一定の範囲で、処置具の先端部分の進退量を規制する。特許文献１に開示された技術では、内視鏡の処置具チャンネル内の上記の所定の位置で処置具の初期位置を設定し、初期位置の設定後に処置具を処置具チャンネルから突出させることができる。【０００４】
また、たとえば特許文献２には、湾曲動作可能な先端部を有する処置具を長尺シャフト内で進退させ、また、この処置具の先端部を長尺シャフトから突没させることができる医療器具が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−６９００３号公報
【特許文献２】米国特許第７８５４７３８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
湾曲動作可能な先端部分を有する処置具を処置具チャンネル内に引き込む場合、処置具チャンネルに処置具の先端が倣うようにして、スムーズに処置具が処置具チャンネル内に引き込まれるようにすることが好ましい。しかしながら、特許文献１，２に開示された技術では、処置具の先端部分が湾曲状態とされたまま処置具チャンネル内に処置具が誤操作により引き込まれる可能性が考慮されていない。【０００７】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、先端部分が湾曲状態とされたまま処置具が誤操作により処置具チャンネル内に引き込まれるのを予防できる医療用マニピュレータ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】
【０００８】
本発明の一態様は、処置具チャンネルを有し体内に挿入されるガイド器具と、所定の動力を受けて湾曲変形可能な関節部を有し前記処置具チャンネルに挿通される挿入体と、前記挿入体に対して着脱可能で前記挿入体に対して前記動力を伝達可能な動力源部と、前記関節部が前記処置具チャンネル内に位置している状態に対応する第一領域，及び前記関節部が前記処置具チャンネルの先端から露出されている状態に対応して前記第一領域と繋がる第二領域，を有し前記第一領域と前記第二領域とからなる所定の直線方向に前記動力源部を進退移動可能に案内することにより前記挿入体を前記処置具チャンネル内で進退させるガイドレールと、前記ガイドレールにおける前記動力源部の進退移動経路のうち前記第一領域と前記第二領域との境界に介在され、前記挿入体と前記動力源部とが前記動力を伝達可能に取り付けられた状態での前記第二領域から前記第一領域への前記挿入体の移動を規制する規制部と、を備えたことを特徴とする医療用マニピュレータシステムである。【０００９】
前記規制部は、前記挿入体が前記動力源部に取り付けられた状態における前記ガイドレールに沿った前記挿入体の移動経路上に配されて前記挿入体及び前記動力源部の少なくとも一部に接触可能な開閉部材と、前記開閉部材を前記移動経路に対して挿脱可能に前記境界に支持する支持体と、前記開閉部材が前記移動経路上に配されるように前記支持体に対して前記開閉部材を付勢する付勢部材と、を有していてもよく、前記開閉部材は、前記第一領域側に向けられており前記挿入体及び前記動力源部の少なくとも一部が接触可能な第一面と、前記第二領域側に向けられており前記挿入体及び前記動力源部の少なくとも一部が前記移動経路の方向に当接可能な第二面と、を有していてもよく、前記挿入体が前記動力源部に取り付けられた状態で前記移動経路に沿って前記第一領域から前記第二領域へと移動する過程で前記挿入体が前記第一面に接して前記開閉部材を前記付勢部材の付勢力に抗して前記移動経路の外へ押しのけることにより前記挿入体を前記第二領域へ進入させるための空間を生じさせてもよい。【００１０】
前記第一面は前記移動経路の方向に対して傾斜するテーパー面であってもよく、前記挿入体が前記動力源部に取り付けられた状態で前記移動経路に沿って前記第一領域から前記第二領域へと移動する過程で前記挿入体及び前記動力源部の少なくとも一部が前記テーパー面に接して前記開閉部材を前記付勢部材の付勢力に抗して前記移動経路の外へ押しのけることにより前記挿入体を前記第二領域へ進入させるための空間を生じさせてもよい。【００１１】
前記開閉部材は、前記移動経路の方向に対して直交する方向に延びる回動軸線回りに回動可能となるように前記支持体に支持されていてもよい。【００１２】
上記態様の医療用マニピュレータシステムは、前記動力源部を前記第二領域から前記第一領域へ向かって前記ガイドレールに沿って移動させる復帰機構をさらに備えていてもよい。【００１３】
上記態様の医療用マニピュレータシステムは、前記第二領域内に配された前記動力源部に対する前記挿入体の取付けを禁止し、且つ前記第二領域内に配された前記動力源部が挿入体にすでに取り付けられている時には前記動力源部からの前記挿入体の取り外しを許容する着脱規制手段をさらに備えていてもよい。【００１４】
上記態様の医療用マニピュレータシステムは、前記挿入体が前記動力源部に取り付けられていることを検知可能な装着センサと、前記動力源部が前記第一領域と前記第二領域とのどちらに位置しているかを検知可能な位置センサと、前記挿入体が前記動力源部に取り付けられていることを前記装着センサが検知し且つ前記動力源部が前記第二領域内にあることを前記位置センサが検知しているときに前記第一領域と前記第二領域との間の前記動力源部の移動を規制するように前記規制部を制御する制御部とをさらに備えていてもよい。【００１５】
上記態様の医療用マニピュレータシステムは、前記挿入体が前記動力源部に取り付けられていないことを前記装着センサが検知し且つ前記動力源部が前記第二領域内にあることを前記位置センサが検知しているときに前記制御部が前記規制部における規制の制御を解除して前記動力源部を前記第二領域から前記第一領域へ移動可能としてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、先端部分が湾曲状態とされたまま処置具が誤操作により処置具チャンネル内に引き込まれるのを予防できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態の医療用マニピュレータシステムの全体図である。
【図２】同医療用マニピュレータの術具を示す模式図である。
【図３】同術具のガイド器具を示す部分断面図である。
【図４】同術具の処置具を示す模式図である。
【図５】同処置具の挿入体の先端部分を拡大して示す部分断面図である。
【図６】同挿入体の着脱部を示す部分断面図である。
【図７】同処置具の駆動体を示す側面図である。
【図８】同駆動体の背面図である。
【図９】同駆動体の平面図である。
【図１０】同ガイド器具の処置具チャンネル内に同挿入体を挿入する過程を示す部分断面図である。
【図１１】同駆動体のガイドレールに沿って同挿入体の着脱部が移動する過程を示す側面図である。
【図１２】同駆動体のガイドレールに沿って同挿入体の着脱部が移動する過程を示す背面図である。
【図１３】同駆動体のガイドレールに沿って同挿入体の着脱部が移動する過程を示す側面図である。
【図１４】同駆動体の動力源部から同挿入体が取り外された後において同動力源部が移動する過程を示す側面図である。
【図１５】同実施形態の変形例の構成を示す側面図である。
【図１６】同変形例の構成を示す平面図である。
【図１７】同実施形態の他の変形例の構成を示す側面図である。
【図１８】同変形例の構成を示す平面図である。
【図１９】本発明の第２実施形態の医療用マニピュレータシステムにおける処置具を示す側面図である。
【図２０】同処置具の背面図である。
【図２１】同処置具の平面図である。
【図２２】同実施形態の医療用マニピュレータシステムのスレーブ制御回路の一部の構成を示すブロック図である。
【図２３】同スレーブ制御回路における一部の処理を示すフローチャートである。
【図２４】同駆動体のガイドレールに沿って同駆動体の動力源部が移動する過程を示す平面図である。
【図２５】図２４のＡ−Ａ線における断面図である。
【図２６】本発明の第３実施形態の医療用マニピュレータシステムにおける処置具を示す側面図である。
【図２７】同実施形態の変形例の構成を示す側面図である。
【図２８】本発明の第４実施形態の医療用マニピュレータシステムにおける処置具を示す側面図である。
【図２９】同処置具の平面図である。
【図３０】同駆動体のガイドレールに沿って同駆動体の動力源部が移動する過程を示す平面図である。
【図３１】本発明の第５実施形態の医療用マニピュレータシステムにおける処置具を側面視で示す部分断面図である。
【図３２】同実施形態の処置具の作用を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。
まず、本実施形態の医療用マニピュレータシステムの全体の概略構成について説明する。図１は、本発明の第１実施形態の医療用マニピュレータシステムの全体図である。
【００１９】
図１に示す本実施形態の医療用マニピュレータシステム１は、マスタースレーブ方式のマニピュレータシステムである。マスタースレーブ方式の医療用マニピュレータシステム１とは、マスターアームとスレーブアームとからなる２種のアームを有し、マスターアームの動作に追従させるようにしてスレーブアームを遠隔制御するシステムである。
【００２０】
図１に示す医療用マニピュレータシステム１は、手術台１５０と、スレーブアーム２００ａ、２００ｂ、２００ｃ、２００ｄと、スレーブ制御回路４００と、マスターアーム５００ａ、５００ｂと、操作部６００と、入力処理回路７００と、画像処理回路８００と、操作者用ディスプレイ９００ａと、助手用ディスプレイ９００ｂと、を有している。
【００２１】
以下、記載を簡潔にするため、アルファベット順の符号「Ｘａ、Ｘｂ、…、Ｘｚ」を、「Ｘａ〜Ｘｚ」のように表す場合がある。例えば、「スレーブアーム２００ａ、２００ｂ、２００ｃ、２００ｄ」を「スレーブアーム２００ａ〜２００ｄ」と表す場合がある。
【００２２】
手術台１５０は、観察や処置の対象となる患者Ｐが載置される台である。手術台１５０の近傍には、複数のスレーブアーム２００ａ〜２００ｄが設置されている。なお、スレーブアーム２００ａ〜２００ｄが手術台１５０に設置されていてもよい。
【００２３】
各スレーブアーム２００ａ〜２００ｄは、それぞれ複数の多自由度関節を有している。また、各スレーブアーム２００ａ〜２００ｄは、各スレーブアーム２００ａ〜２００ｄに対して着脱可能な術具２４０ａ〜２４０ｄを有している。
【００２４】
各スレーブアーム２００ａ〜２００ｄの多自由度関節は、湾曲させることによって、手術台１５０に載置された患者Ｐに対して術具２４０ａ〜２４０ｄ等を位置決めする。
術具２４０ａ〜２４０ｄは、スレーブアーム２００ａ〜２００ｄの遠位端側（患者Ｐの体腔に向かう側とする）に装着される。
【００２５】
各多自由度関節は、図示しない動力部によって個別に駆動される。動力部としては、例えばインクリメンタルエンコーダや減速器等を備えたサーボ機構を有するモータを用いることができる。各多自由度関節を駆動する動力部の動作制御は、スレーブ制御回路４００によって行われる。
【００２６】
図１中、符号２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃ、２２０ｄは、手術用動力伝達アダプタを示している。手術用動力伝達アダプタ２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃ、２２０ｄは、スレーブアーム２００ａ、２００ｂ、２００ｃ、２００ｄと術具２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃ、２４０ｄとの間に介在されている。手術用動力伝達アダプタ２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃ、２２０ｄは、スレーブアーム２００ａ、２００ｂ、２００ｃ、２００ｄと術具２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃ、２４０ｄとをそれぞれ接続する。
【００２７】
術具２４０ａ〜２４０ｄは、硬性であってもよいし、軟性であってもよい。すなわち、術具２４０ａ〜２４０ｄとして、生体に対して処置を行うための処置部や関節部等の作動体を硬質なロッドの押し引きによって動作させるものや、生体に対して処置を行うために体内で動作する作動体を軟性ワイヤの牽引によって動作させるものを適宜選択して採用することができる。なお、術具２４０ａ〜２４０ｄが硬性である場合においても、その作動体を軟性ワイヤの牽引によって動作させる構成を有していてよい。
【００２８】
図１においては、術具２４０ａ〜２４０ｃが硬性であり、術具２４０ｄが軟性である例を示している。軟性の術具２４０ｄは、例えば口などの患者の自然開口から消化管等を経由して体内へと導入される。
【００２９】
スレーブ制御回路４００は、例えばＣＰＵやメモリ等を有して構成されている。スレーブ制御回路４００は、スレーブアーム２００ａ〜２００ｄの制御を行うための所定のプログラムを記憶している。スレーブ制御回路４００は、入力処理回路７００からの制御信号に従って、スレーブアーム２００ａ〜２００ｄ又は術具２４０ａ〜２４０ｄの動作を制御する。すなわち、スレーブ制御回路４００は、入力処理回路７００からの制御信号に基づいて、操作者Ｏｐによって操作されたマスターアームの操作対象のスレーブアームを特定し、特定したスレーブアーム等に操作者Ｏｐのマスターアームの操作量に対応した動きをさせるために必要な駆動量を演算する。
【００３０】
そして、スレーブ制御回路４００は、算出した駆動量に応じてマスターアームの操作対象のスレーブアーム等の動作を制御する。この際、スレーブ制御回路４００は、対応したスレーブアームに駆動信号を入力するとともに、対応したスレーブアームの動作に応じて動力部の位置検出器から入力されてくる検出信号に応じて、操作対象のスレーブアームの駆動量が目標の駆動量となるように駆動信号の大きさや極性を制御する。
【００３１】
マスターアーム５００ａ、５００ｂは複数のリンク機構を有して構成されている。リンク機構を構成する各リンクには例えばインクリメンタルエンコーダ等の位置検出器が設けられている。この位置検出器によって各リンクの動作を検知することで、マスターアーム５００ａ、５００ｂの操作量が入力処理回路７００において検出される。
【００３２】
図１の医療用マニピュレータシステム１は、２本のマスターアーム５００ａ、５００ｂを用いて４本のスレーブアームを操作するものであり、マスターアームの操作対象のスレーブアームを適宜切り替えることができる。このような切り替えは、例えば操作者Ｏｐの操作部６００の操作によって行われる。勿論、マスターアームの本数とスレーブアームの本数とを同数とすることで操作対象を１対１の対応とすれば、このような切り替えは不要である。
【００３３】
操作部６００は、マスターアーム５００ａ、５００ｂの操作対象のスレーブアームを切り替えるための切替ボタンや、マスターとスレーブの動作比率を変更するスケーリング変更スイッチ、システムを緊急停止させたりするためのフットスイッチ等の各種の操作部材を有している。操作部６００を構成する何れかの操作部材が操作者Ｏｐによって操作された場合には、対応する操作部材の操作に応じた操作信号が操作部６００から入力処理回路７００に入力される。
【００３４】
入力処理回路７００は、マスターアーム５００ａ、５００ｂからの操作信号及び操作部６００からの操作信号を解析し、操作信号の解析結果に従って本医療用マニピュレータシステム１を制御するための制御信号を生成してスレーブ制御回路４００に入力する。
【００３５】
画像処理回路８００は、スレーブ制御回路４００から入力された画像信号を表示させるための各種の画像処理を施して、操作者用ディスプレイ９００ａ、助手用ディスプレイ９００ｂにおける表示用の画像データを生成する。操作者用ディスプレイ９００ａ及び助手用ディスプレイ９００ｂは、例えば液晶ディスプレイで構成され、観察器具を介して取得された画像信号に従って画像処理回路８００において生成された画像データに基づく画像を表示する。
【００３６】
以上のように構成された医療用マニピュレータシステム１では、操作者Ｏｐがマスターアーム５００ａ、５００ｂを操作すると、対応するスレーブアームおよび当該スレーブアームに取り付けられた術具２４０ａ〜２４０ｄがマスターアーム５００ａ、５００ｂの動きに対応して動作する。これにより、患者Ｐに対して所望の手技を行うことができる。
【００３７】
なお、符号３００は、本実施形態に係る医療用マニピュレータシステム１において滅菌処理を行う部位（清潔域）と滅菌処理を行わない部位（不潔域）とを分けるためのドレープを示している。
【００３８】
次に、本実施形態の医療用マニピュレータシステム１の術具２４０ｄの構成について詳細に説明する。図２は、医療用マニピュレータの術具を示す模式図である。図３は、術具のガイド器具を示す部分断面図である。
【００３９】
術具２４０ｄは、体内に挿入可能なガイド器具１０と、ガイド器具１０に取り付けられる処置具３０とを備えている。ガイド器具１０及び処置具３０は、本実施形態ではいずれも手術用動力伝達アダプタ２２０ｄに取り付けられている。なお、ガイド器具１０及び処置具３０は、いずれも必要に応じて手術用動力伝達アダプタ２２０ｄに対して着脱可能である。
【００４０】
図２及び図３に示すガイド器具１０は、処置具３０を体内の処置対象部位まで案内するために体内に挿入される器具である。本実施形態のガイド器具１０は、体内に挿入される長尺の挿入部１１と、挿入部１１の基端部に配された操作部２０とを備えている。
また、本実施形態のガイド器具１０は、体内を観察可能ないわゆる内視鏡である。なお、ガイド器具１０が体内を観察可能であることは必須ではない。
【００４１】
図３に示すように、挿入部１１は、先端硬質部１２と、撮像部１４と、能動湾曲部１５と、可撓管部１６とを備えている。
【００４２】
先端硬質部１２は、処置具３０が挿通されるチャンネル管路１３を有している。また、先端硬質部１２には、後述する撮像部１４が配されている。
【００４３】
チャンネル管路１３は、直線状をなす管路である。チャンネル管路１３には、処置具３０における後述する処置部３２及び関節部３９を挿通することができる（図１０参照）。チャンネル管路１３の内径は、処置部３２及び関節部３９を略直線状に保持することができるように設定されている。チャンネル管路１３の中心線に沿ったチャンネル管路１３の長さは、処置具３０の処置部３２及び関節部３９をチャンネル管路１３内に収容可能な長さとされている。
【００４４】
撮像部１４は、例えば不図示の光学系及びイメージセンサを備えることにより、挿入部１１の外部を撮像することができる。撮像部１４の構成は特に限定されない。
【００４５】
能動湾曲部１５は、先端硬質部１２と可撓管部１６との間に配された管状部である。能動湾曲部１５は、例えば挿入部１１の長手軸方向に並べて屈曲可能に連結された複数の筒状の節輪１５ａを有している。この場合、複数の節輪のうち先端側にある節輪に後述するアングルワイヤ２５が連結される。能動湾曲部１５は、操作部２０における操作に対応してアングルワイヤ２５に牽引されて湾曲形状に変形可能である。
【００４６】
可撓管部１６は、撮像部１４に接続される不図示の信号線や後述するアングルワイヤ２５等が内部に配された柔軟な筒状部材である。また、可撓管部１６は、先端硬質部１２のチャンネル管路１３の基端に先端が連結されたチャンネルチューブ１７と、チャンネルチューブ１７の基端に連結された処置具導入開口部１８とを有している。
【００４７】
チャンネルチューブ１７は、内部に処置具３０の挿入体３１を挿入することが可能なチューブである。チャンネルチューブ１７は、可撓管部１６の変形に倣って柔軟に変形可能である。チャンネルチューブ１７の先端はチャンネル管路１３の基端と連通している。チャンネルチューブ１７の基端は処置具導入開口部１８の先端と連通している。
【００４８】
処置具導入開口部１８は、操作部２０に配されている。処置具導入開口部１８は、処置具３０の挿入体３１（図２参照）を挿入することが可能な硬質又は柔軟な筒状部材からなる。処置具導入開口部１８は、処置具３０の使用時に体外に位置する。
【００４９】
本実施形態では、図３に示すように、先端硬質部１２に設けられたチャンネル管路１３と、可撓管部１６に設けられたチャンネルチューブ１７及び処置具導入開口部１８とによって、処置具３０の挿入体３１が挿入される処置具チャンネル１９が構成されている。なお、本実施形態においてガイド器具１０は処置具チャンネル１９を有していればよく他の構成要素は必須ではない。
【００５０】
操作部２０は、可撓管部１６の基端に配された筐体２１と、筐体２１に取り付けられたアングルノブ２２とを有している。
【００５１】
アングルノブ２２は、筐体２１の外部に配された回転動作可能なダイヤル部２３と、ダイヤル部２３に連結され筐体２１の内部に配された不図示のスプロケット又はプーリ（以下、「スプロケット等２４」という。）とを備えている。ダイヤル部２３は、不図示の駆動装置により図１に示すマスターアーム５００ａ、５００ｂを用いて操作可能である。
アングルノブ２２のスプロケット等２４には、アングルワイヤ２５が連結されている。このため、アングルノブ２２を回転させることによってスプロケット等２４を介してアングルワイヤ２５を動作させることで、能動湾曲部１５の湾曲動作が可能となっている。
【００５２】
アングルワイヤ２５は、能動湾曲部１５及びアングルノブ２２に連結され、アングルノブ２２のダイヤル部２３に対する回転操作の力量を能動湾曲部１５へと伝達する。本実施形態では、能動湾曲部１５における湾曲可能な方向に対応して複数のアングルワイヤ２５が設けられている。複数のアングルワイヤ２５はアングルノブ２２によって独立して操作可能である。
【００５３】
次に、本実施形態のガイド器具１０の処置具チャンネル１９に挿入されて使用される処置具３０の構成について説明する。図４は、術具の処置具を示す模式図である。図５は、処置具の挿入体の先端部分を拡大して示す部分断面図である。図６は、挿入体の着脱部を示す部分断面図である。図７は、処置具の駆動体を示す側面図である。図８は、駆動体の背面図である。図９は、駆動体の平面図である。
【００５４】
図２及び図４に示す処置具３０は、処置具チャンネル１９に挿入されて挿入部１１の先端から突没可能な挿入体３１と、挿入体３１の基端に配された駆動体５０とを備えている。
【００５５】
図４及び図６に示すように、挿入体３１は、処置部３２と、関節部３９と、軟性部４０と、着脱部４１と、伝達部材４４とを備えている。
【００５６】
図４及び図５に示す処置部３２は、体内の処置対象部位に対して処置をするために、挿入体３１の先端に設けられている。なお、処置部３２の構成は特に限定されない。処置部３２には、処置対象部位に対して把持，切離，焼灼，縫合，観察その他の処置を行うための公知の構成が適宜選択されて採用されてよい。たとえば、処置部３２の例としては、鉗子，ナイフ，マーキングデバイス，及び縫合器などを挙げることができる。以下では、処置部３２の一例として、処置対象部位にある組織等を把持することができる構成が例示される。
図５に示すように、本実施形態の処置部３２は、一対のジョー３３と、一対のジョー３３を互いに連結する回動軸部材３８とを備えている。
【００５７】
一対のジョー３３は、処置対象部位を把持するための第一把持面３５を有する第一ジョー３４と、処置対象部位を把持するための第二把持面３７を有する第二ジョー３６とを有している。第一ジョー３４と第二ジョー３６とは、回動軸部材３８の中心線を回動中心として回動することにより開閉動作可能である。第一ジョー３４と第二ジョー３６とは、後述する駆動体５０からワイヤ（後述する第一伝達部材４５）を介して第一ジョー３４及び第二ジョー３６に伝達される力によって開閉動作する。これにより、一対のジョー３３は、第一把持面３５と第二把持面３７との間に組織を挟み込んだ状態で組織を把持することができる。
【００５８】
関節部３９は、処置部３２と軟性部４０との間に介在されている。関節部３９は、１以上の自由度を有する。関節部３９は、後述する駆動体５０からワイヤ（後述する第二伝達部材４６）を介して関節部３９に伝達される力によって屈曲動作する。たとえば、関節部３９は、第二伝達部材４６からの力を受けて所定の回動軸を回動の中心とした回動動作により湾曲変形することにより、処置部３２を首振りさせることができる。なお、関節部３９における所定の回動軸は、互いに離間して複数設けられていてもよい。関節部３９は、駆動体５０が第二伝達部材４６に力をかけていないときにはその自由度の範囲で外力により自在に屈曲変形可能である。
【００５９】
軟性部４０は、可撓性を有する筒状部材である。本実施形態の軟性部４０の内部には、処置部３２を動作させるための第一伝達部材４５や関節部３９を動作させるための第二伝達部材４６等の伝達部材４４が配されている。軟性部４０は、処置具チャンネル１９の全長よりも長い。このため、軟性部４０の先端が処置具チャンネル１９の先端に位置している時に、軟性部４０の基端は処置具導入開口部１８の外部に位置している。
【００６０】
図４及び図６に示すように、着脱部４１は、軟性部４０の基端に配されている。着脱部４１は、枠体４２と、回動体部４３とを有している。
【００６１】
枠体４２は、軟性部４０の基端に固定されている。枠体４２は、後述する駆動体５０の動力源部５６に設けられた基体５７に対して着脱可能な部材である。たとえば、枠体４２には、動力源部５６の基体５７に係合する不図示の爪構造が形成されている。また、枠体４２と基体５７とが係合した状態では、回動体部４３が動力源部５６の動力伝達部６２に対して所定の位置関係を有して接続される。
【００６２】
回動体部４３は、枠体４２の内部に配されている。回動体部４３は、処置部３２を動作させるワイヤである第一伝達部材４５，及び関節部３９を動作させるワイヤである第二伝達部材４６がそれぞれ巻き付けられた不図示の複数の軸要素を有している。回動体部４３を構成する複数の軸要素がそれぞれ動力源部５６の各動力源５８から動力を受けて回転することにより、第一伝達部材４５及び第二伝達部材４６がそれぞれ独立して牽引される。
【００６３】
伝達部材４４は、処置部３２の一対のジョー３３を開閉動作させるための第一伝達部材４５と、関節部３９を屈曲動作させるための第二伝達部材４６とを有する。本実施形態では、第一伝達部材４５及び第二伝達部材４６はいずれもワイヤである。
【００６４】
図７に示すように、駆動体５０は、直動ガイド５１と、直動ガイド５１に配された動力源部５６と、直動ガイド５１に固定された規制部７０とを備えている。
直動ガイド５１は、図２に示すように、スレーブアーム２００ｄの手術用動力伝達アダプタ２２０ｄに取り付け可能である。直動ガイド５１は、手術用動力伝達アダプタ２２０ｄに固定可能な土台部材５２と、土台部材５２に設けられたガイドレール５３とを有している。
【００６５】
土台部材５２及びガイドレール５３は、ガイドレール５３が概ねガイド器具１０の処置具導入開口部１８へ向かって延びるように、ガイド器具１０との位置関係が決められた状態で手術用動力伝達アダプタ２２０ｄに固定される。ガイドレール５３には後述する動力源部５６が進退可能に接続されている。このため、ガイドレール５３は、動力源部５６が処置具導入開口部１８に対して近接又は離間するように一方向に動力源部５６を移動可能に支持する。本実施形態では、ガイドレール５３が延びる方向において処置具導入開口部１８に近づく方向をガイドレール５３の先端５３ａ方向という。また、本実施形態では、ガイドレール５３が延びる方向において処置具導入開口部１８から離れる方向をガイドレール５３の基端５３ｂ方向という。
【００６６】
図７及び図９に示すように、ガイドレール５３は、規制部７０の位置を境界として、規制部７０よりも基端側である第一領域５４と、規制部７０よりも先端側である第二領域５５とを有している。ガイドレール５３が延びる方向において、規制部７０よりも基端側の第一領域５４に動力源部５６があると、処置具３０の処置部３２がチャンネル管路１３内に位置する（図１０参照）。ガイドレール５３が延びる方向において、第一領域５４から規制部７０を超えて先端側の第二領域５５に動力源部５６があると、処置具３０の処置部３２及び関節部３９は、ガイドレール５３上の動力源部５６の位置に応じて、チャンネル管路１３の先端から突出した位置にある。
【００６７】
図７に示すように、動力源部５６は、基体５７と、動力源５８と、動力伝達部６２とを備えている。
【００６８】
基体５７は、ガイドレール５３に接続されてガイドレール５３に支持される。基体５７は、ガイドレール５３に沿って移動可能であり、挿入体３１の基端に配された上述の枠体４２に係合することで枠体４２と接続可能である。基体５７は枠体４２に対して着脱可能である。これにより、動力源部５６は挿入体３１に対して着脱可能である。
【００６９】
動力源５８は、基体５７に取り付けられている。動力源５８は、電力の供給を受けて回転動作する複数のモータ５９を有している。複数のモータ５９は、挿入体３１に設けられた伝達部材４４に対応して設けられている。図６及び図７に示すように、たとえば、複数のモータ５９は、第一伝達部材４５を牽引することで処置部３２の一対のジョー３３を開閉動作させるための第一モータ６０と、第二伝達部材４６を牽引することで関節部３９を屈曲動作させるための第二モータ６１とを備えている。本実施形態の動力源５８は、図１に示すマスターアーム５００ａ、５００ｂを用いて動作可能である。なお、処置部３２が機械的な動作を要しない構成である場合には、上記の第一モータ６０が設けられなくてもよい。
【００７０】
図７に示すように、動力伝達部６２は、基体５７に取り付けられている。動力伝達部６２は、動力源５８が発する動力により動作し、動力源５８が発する動力を挿入体３１の着脱部４１の回動体部４３へと伝達する。本実施形態の動力伝達部６２は、着脱部４１の各軸要素に対して同時に着脱されるように基体５７内に配された不図示の複数の伝達要素を有している。このため、基体５７に枠体４２を係合させることにより、動力伝達部６２に着脱部４１が接続され、動力源５８から挿入体３１の処置部３２及び関節部３９に対して駆動力を伝達することができる。
【００７１】
図７，図８，及び図９に示すように、規制部７０は、直動ガイド５１の土台部材５２に固定された支持体７１と、軸部材７６を介して支持体７１に連結された回動体７４（開閉部材）と、支持体７１及び回動体７４に連結された付勢部材７７とを備えている。
【００７２】
支持体７１は、ガイドレール５３に沿った動力源部５６及び着脱部４１の移動の邪魔にならない位置に配された柱部材７２と、柱部材７２の端部に配された載置台部７３とを有している。
【００７３】
柱部材７２には、ガイドレール５３が延びる方向と平行に延びる貫通孔が形成されている。柱部材７２に形成された貫通孔に上述の軸部材７６が挿入されている。
【００７４】
載置台部７３は、柱部材７２の中心線に対して交差する方向（本実施形態では柱部材７２の中心線に対して直交する方向）に延びる載置面７３ａを有している。載置台部７３の載置面７３ａには、回動体７４が載置される。図７及び図８に示すように回動体７４が載置面７３ａに接している状態では、動力源部５６が通過可能な隙間をガイドレール５３と回動体７４との間に生じている。さらに、回動体７４が載置面７３ａに接している状態では、動力源部５６に着脱部４１が取り付けられている状態における着脱部４１の枠体４２が回動体７４に接触可能である（図８参照）。載置台部７３の載置面７３ａは、回動体７４が枠体４２の移動経路上に位置するように回動体７４を支持する。
【００７５】
図７に示すように、回動体７４は、ガイドレール５３が延びる方向と平行に延びる貫通孔が形成された連結部７５と、ガイドレール５３の基端５３ｂ方向且つガイドレール５３側に向けられたテーパー面７４ａ（第一面）と、ガイドレール５３の先端５３ａ方向に向けられた当接面７４ｂ（第二面）とを有している。また、回動体７４は、第一領域５４と第二領域５５との境界に介在されるように、支持体７１に支持されている。
【００７６】
連結部７５は、回動体７４と柱部材７２とを連結する軸部材７６が挿通される貫通孔が形成されていることにより、この貫通孔の中心線を回動中心として柱部材７２に対して回動体７４を回動可能とする（図１２参照）。すなわち、回動体７４は、ガイドレール５３が延びる方向に沿って延びる回動軸線を中心に柱部材７２に対して回動可能である。回動体７４が載置台部７３の載置面７３ａから離れるように回動した状態では、着脱部４１と係合状態とされた動力源部５６が、着脱部４１とともに規制部７０を通過してガイドレール５３に沿って進退自在である。
【００７７】
図８に示すように、テーパー面７４ａは、動力源部５６が通過可能な隙間をガイドレール５３との間に有し着脱部４１の枠体４２に接触可能な程度にガイドレール５３から離間した位置に配された面である。すなわち、挿入体３１の着脱部４１が駆動体５０の動力源部５６に係合している状態で、ガイドレール５３の基端５３ｂからガイドレール５３の先端５３ａへ向かって動力源部５６がガイドレール５３に沿って移動すると、挿入体３１の着脱部４１の枠体４２は、テーパー面７４ａに接触する（図１１参照）。枠体４２がテーパー面７４ａを押すことで、回動体７４は載置面７３ａから離れるように移動する。本実施形態では、回動体７４は、連結部７５の貫通孔の中心線を回動中心として枠体４２に押されて回動することで載置面７３ａから離れ、枠体４２が回動体７４から離れると載置面７３ａに接する状態に戻る。
【００７８】
当接面７４ｂは、ガイドレール５３が延びる方向に対して直交する面である。当接面７４ｂは、動力源部５６が通過可能な隙間をガイドレール５３との間に有し着脱部４１の枠体４２に接触可能な程度にガイドレール５３から離間した位置に配されている。すなわち、挿入体３１の着脱部４１が駆動体５０の動力源部５６に係合している状態で、ガイドレール５３の先端５３ａからガイドレール５３の基端５３ｂへ向かって動力源部５６がガイドレール５３に沿って移動すると、挿入体３１の着脱部４１は、当接面７４ｂに接触する。挿入体３１の着脱部４１が当接面７４ｂに接している状態では、着脱部４１がガイドレール５３の基端５３ｂ方向へ移動することが回動体７４により規制されている。
なお、当接面７４ｂに代えて、着脱部４１がガイドレール５３の基端５３ｂ方向へ移動してきたときに着脱部４１をガイドレール５３の先端５３ａ方向に押し返す力をかけるための形状を有する当接部が回動体７４に形成されていてもよい。
【００７９】
図７に示す付勢部材７７は、回動体７４が載置台部７３の載置面７３ａに近接する方向へと回動体７４を付勢する部材である。本実施形態では、付勢部材７７は、柱部材７２と回動体７４とを連結する引張コイルばねからなる。回動体７４が載置面７３ａから離れるように手作業にて回動体７４が移動された場合、回動体７４から手を離すと、回動体７４が載置面７３ａに接するまで付勢部材７７の作用により回動体７４が逆に移動する。
また、本実施形態では、枠体４２がテーパー面７４ａを押すことで回動体７４が載置面７３ａから離れるように移動し（図１２参照）、枠体４２が回動体７４から離間したときに、回動体７４が載置面７３ａに接するまで、回動体７４が載置面７３ａに近づくように、回動体７４が逆に移動する。
【００８０】
駆動体５０における規制部７０の位置は、処置具３０の構成に対応して設定される。本実施形態では、着脱部４１が当接面７４ｂに接している状態にあるときに、処置具チャンネル１９の先端から関節部３９が露出している状態となるように、駆動体５０における規制部７０の位置が決められている。
【００８１】
本実施形態の医療用マニピュレータシステム１の作用について説明する。図１０は、ガイド器具の処置具チャンネル内に挿入体を挿入する過程を示す部分断面図である。図１１は、駆動体のガイドレールに沿って挿入体の着脱部が移動する過程を示す側面図である。図１２は、駆動体のガイドレールに沿って挿入体の着脱部が移動する過程を示す背面図である。図１３は、駆動体のガイドレールに沿って挿入体の着脱部が移動する過程を示す側面図である。図１４は、駆動体の動力源部から挿入体が取り外された後において動力源部が移動する過程を示す側面図である。
【００８２】
図１に示す本実施形態の医療用マニピュレータシステム１の使用時には、スレーブアーム２００ａ〜２００ｄに対して必要に応じて術具２４０ａ〜２４０ｄが取り付けられる。
【００８３】
たとえば、図２に示すようにスレーブアーム２００ｄに術具２４０ｄが取り付けられて使用される場合、スレーブアーム２００ｄの手術用動力伝達アダプタ２２０ｄに、ガイド器具１０及び処置具３０があらかじめ取り付けられる。すなわち、まず、ガイド器具１０の挿入部１１が体内へと図１に示すように挿入され、手術用動力伝達アダプタ２２０ｄにガイド器具１０が図２に示すように取り付けられる。必要に応じて撮像部１４を用いた観察をしながら、挿入部１１の先端を処置対象部位まで案内する。なお、アングルノブ２２を動作させて能動湾曲部１５を湾曲変形させることにより、体内の湾曲部分に沿って挿入部１１を移動させたり障害物を避けて挿入部１１を移動させたりすることができる。
【００８４】
挿入部１１の先端が処置対象部位の近傍まで案内されたら、挿入部１１の処置具導入開口部１８を通じて、処置具３０の挿入体３１を処置具チャンネル１９内に挿入する。このとき、着脱部４１は駆動体５０から切り離された状態とされている。着脱部４１が駆動体５０から切り離された状態では、処置部３２及び関節部３９は、外力を受けて自在に動作可能となっている。その結果、処置具３０及び関節部３９は、処置具チャンネル１９の内部を通って処置具チャンネル１９に沿ってスムーズに先端側まで案内される。
【００８５】
処置具チャンネル１９の内部に挿入体３１が挿入されたら、本実施形態の医療用マニピュレータの操作者は、動力源部５６と着脱部４１とを接続する。具体的には、図７に示すように、動力源部５６の基体５７に着脱部４１の枠体４２を係合するように、基体５７に枠体４２を差し込む。基体５７と枠体４２とを係合させるときには、まず、基体５７がガイドレール５３の最も基端に位置するようにガイドレール５３に沿って基体５７を移動させ、ガイドレール５３の基端５３ｂにおいて基体５７に枠体４２を係合させる。このとき、挿入体３１の処置部３２及び関節部３９は、処置具チャンネル１９の内部に収容された状態にある。
【００８６】
図７に示すように、枠体４２が基体５７に係合されると、回動体部４３と動力伝達部６２とが接続される。このとき、ガイドレール５３の基端５３ｂに基体５７があるときに、処置具３０の処置部３２及び関節部３９は、図１０に示すように、ガイド器具１０の挿入部１１の先端硬質部１２に形成されたチャンネル管路１３の内部に位置している。従って、処置部３２及び関節部３９はチャンネル管路１３に倣って直線状となっている。
【００８７】
枠体４２が基体５７に係合されたあと、枠体４２と基体５７とを係合させたことを示す入力がたとえば操作者による手入力等によりスレーブ制御回路４００に伝達されると、スレーブ制御回路４００は、チャンネル管路１３内で直線状となっている関節部３９に対応した状態にある動力源５８の状態を初期状態として記憶する。なお、この初期状態を記憶するために処置部３２及び関節部３９に対して規定のキャリブレーション動作をチャンネル管路１３内で行ってもよい。
【００８８】
上記の初期状態が記憶された後は、初期状態を原点として各動力源５８が動作するように制御される。また、一対のジョー３３（図１０参照）についても、一対のジョー３３が閉じる方向へ第一ジョー３４及び第二ジョー３６を移動させたときに第一ジョー３４及び第二ジョー３６が接して静止している状態に対応した動力源５８の状態を初期位置としてスレーブ制御回路４００が記憶する。
【００８９】
チャンネル管路１３内における初期状態の設定が終了したら、処置対象部位に対する処置具３０を用いた処置が可能となる。図１１に示すように、操作者は、直動ガイド５１のガイドレール５３に沿って、基端側から先端側へ向かって、動力源部５６又は着脱部４１を把持して、動力源部５６及び着脱部４１を一体的に移動させる。動力源部５６及び着脱部４１がガイドレール５３に沿って先端側へ移動する過程で、着脱部４１の枠体４２は回動体７４のテーパー面７４ａに接する。枠体４２がさらにガイドレール５３の先端５３ａ側へと移動すると、図１２に示すように、枠体４２がテーパー面７４ａを押しのける状態となる。回動体７４は、連結部７５の貫通孔の中心線を回動中心としてガイドレール５３から離れるように、付勢部材７７の付勢力に抗して回動する。これにより、動力源部５６及び着脱部４１は一体の状態で規制部７０を超えてガイドレール５３の先端５３ａ方向へと移動可能である。
【００９０】
規制部７０を超えて先端側へと動力源部５６及び着脱部４１が移動して回動体７４から枠体４２が離間すると、付勢部材７７は、回動体７４が載置台部７３の載置面７３ａに接する元の位置に戻るように、回動体７４を移動させる。これにより、図１３に示すように、回動体７４の当接面７４ｂは、ガイドレール５３に沿った枠体４２の移動を規制可能な位置に配置される。すなわち、動力源部５６及び着脱部４１が規制部７０よりも先端側へと移動すると、付勢部材７７により自動的に、動力源部５６と着脱部４１とが互いに係合された状態では動力源部５６及び着脱部４１が規制部７０よりも基端側へ移動できない状態が確立される。
【００９１】
動力源部５６及び着脱部４１が規制部７０を超えて先端側にある状態では、処置具３０の処置部３２及び関節部３９（図４参照）が処置具チャンネル１９の先端から突出されているので、動力源部５６の各動力源５８を用いて処置部３２及び関節部３９に対して所望の操作をすることができる。処置部３２及び関節部３９に対する操作には、図１に示すマスターアーム５００ａ、５００ｂが使用される。
【００９２】
処置具３０の使用が終了したら、図２に示すガイド器具１０から処置具３０を取り外すことができる。このとき、処置具３０の関節部３９が湾曲状態であると、関節部３９がチャンネル管路１３の先端に引っかかってしまう。本実施形態では、処置具３０をガイド器具１０から取り外すときには、動力源部５６から着脱部４１を取り外す（図１３及び図１４参照）ことにより、動力伝達部６２から回動体部４３を離間させる。具体的には、動力源部５６の基体５７と着脱部４１の枠体４２との係合を解除して、基体５７から枠体４２を抜き取る。これにより、処置部３２及び関節部３９は外力により自在に動作する状態となるので、挿入体３１を処置具チャンネル１９から操作者が引き抜くことで処置部３２及び関節部３９は処置具チャンネル１９に倣って変形しながらスムーズに引き抜かれる。
【００９３】
以上に説明したように、本実施形態の医療用マニピュレータシステム１は、動力源部５６と着脱部４１とが接続されている状態では、規制部７０の先端側から規制部７０を通過して基端側へ移動することができないようになっている。したがって、処置具チャンネル１９から挿入体３１を引き抜くためには動力源部５６と着脱部４１との接続を解消する必要がある。すなわち、本実施形態の医療用マニピュレータシステム１では、関節部３９に対して関節部３９を湾曲させるような力が掛けられたまま挿入体３１を処置具チャンネル１９内に引き込むことができないように規制部７０により規制されている。その結果、本実施形態の医療用マニピュレータシステム１によれば、関節部３９を湾曲させるような力が掛けられたまま挿入体３１を処置具チャンネル１９内に引き込む誤操作が起こり得ない。
【００９４】
また、本実施形態では動力源部５６から着脱部４１が取り外されれば動力源部５６をガイドレール５３の基端５３ｂ側へと規制部７０を超えて移動させることができる。すなわち、動力源部５６に着脱部４１が取り付けられていなければ動力源部５６はガイドレール５３に沿って移動自在である。その結果、処置部３２の挿入体３１を交換する場合の作業が容易である。
【００９５】
（変形例１−１）
上記実施形態の変形例について説明する。図１５は、本変形例の構成を示す側面図である。図１６は、本変形例の構成を示す平面図である。
【００９６】
図１５及び図１６に示すように、本変形例の医療用マニピュレータシステム１Ａは、第１実施形態に開示された処置具３０とは構成が異なる処置具３０Ａを、第１実施形態に開示された処置具３０に代えて備えている。
【００９７】
本変形例の処置具３０Ａは、第１実施形態に開示された挿入体３１と、第１実施形態に開示された駆動体５０に代えて設けられた駆動体５０Ａとを備えている。
【００９８】
駆動体５０Ａは、第１実施形態に開示された直動ガイド５１及び動力源部５６と、第１実施形態に開示された規制部７０に代えて設けられた規制部７０Ａとを備えている。
【００９９】
規制部７０Ａは、支持体７１Ａと、回動体７４Ａ（開閉部材）と、軸部材７６Ａと、付勢部材７７Ａとを備えている。
【０１００】
支持体７１Ａは、柱部材７２Ａと、規制板７８とを有している。
【０１０１】
柱部材７２Ａは、第１実施形態に開示された柱部材７２と同様に土台部材５２に設けられている。柱部材７２Ａには、ガイドレール５３が延びる方向に対して直交する方向に延び軸部材７６Ａが配される貫通孔が形成されている。
【０１０２】
規制板７８は、ガイドレール５３の先端５３ａ側へ向けられ回動体７４Ａが接触可能な接触面７８ａを有する板状部材である。規制板７８は柱部材７２Ａに固定されている。規制板７８の接触面７８ａは、回動体７４Ａが枠体４２の移動経路上に位置するように回動体７４Ａを支持する点で、第１実施形態に開示された載置台部７３の載置面７３ａと同様の作用を有する。
【０１０３】
回動体７４Ａ（開閉部材）は、連結部７５Ａと、板部材７９とを有している。
【０１０４】
連結部７５Ａは、柱部材７２Ａの貫通孔と同軸をなし軸部材７６Ａが配される貫通孔が形成された部分であり、連結部７５Ａの貫通孔の中心線を回転中心として柱部材７２Ａに対して回動体７４Ａが回動可能となるように、軸部材７６Ａを介して柱部材７２Ａと回動体７４Ａとを連結する。すなわち、回動体７４Ａは、ガイドレール５３が延びる方向に対して直交する方向に延びる回動軸線を中心に柱部材７２Ａに対して回動可能である。
【０１０５】
板部材７９は、第１実施形態に開示された回動体７４と同様に枠体４２の移動経路状に挿脱される部材であり、本実施形態では平板状に形成されている。板部材７９において、第一領域５４側に向けられた面が上記実施形態における第一面に相当し、第二領域５５側に向けられた面が上記実施形態における第二面に相当する。
【０１０６】
付勢部材７７Ａは、板部材７９と接触面７８ａとが接する方向へと、柱部材７２Ａに対して回動体７４Ａを付勢する。
【０１０７】
本変形例では、動力源部５６に着脱部４１が接続された状態で動力源部５６及び着脱部４１が一体にガイドレール５３の基端５３ｂ側から先端側へ向かって移動すると、着脱部４１の枠体４２が板部材７９に接触する。さらに、回動体７４Ａに設けられた連結部７５Ａの貫通孔の中心線を回動中心として枠体４２が板部材７９をガイドレール５３の先端５３ａ側へと押しつつ回動させる。すなわち、回動体７４Ａを付勢部材７７Ａの付勢力に抗して枠体４２の移動経路の外へ押しのけることにより、動力源部５６及び着脱部４１を一体として第二領域５５へ進入させるための空間を生じさせることができる。
【０１０８】
動力源部５６及び着脱部４１が第二領域５５内に入って枠体４２が回動体７４Ａから離間すると、回動体７４Ａは、付勢部材７７Ａにより、板部材７９が規制板７８の接触面７８ａに接する位置まで移動されて元の位置に戻る。
【０１０９】
板部材７９が規制板７８の接触面７８ａに接している状態では、板部材７９はガイドレール５３の基端５３ｂ側には移動できないので、第二領域５５に位置する動力源部５６及び着脱部４１が一体としてガイドレール５３の基端５３ｂ側に移動したときに、着脱部４１が板部材７９に接した状態からさらに基端側へは移動することができない。第二領域５５内において動力源部５６から着脱部４１が取り外されると、動力源部５６は板部材７９とガイドレール５３との間の空間を通じて第１実施形態と同様に第一領域５４へと移動可能である。
【０１１０】
このように、本変形例の構成であっても、上記実施形態と同様の効果を奏する。
また、本変形例では、第１実施形態に開示された回動体７４と比較して単純な構造であり、本変形例の規制部７０Ａは第１実施形態の規制部７０よりも容易に生産可能である。
【０１１１】
（変形例１−２）
上記第一実施形態の他の変形例について説明する。図１７は、本変形例の構成を示す側面図である。図１８は、本変形例の構成を示す平面図である。
【０１１２】
図１７及び図１８に示すように、本変形例の医療用マニピュレータシステム１Ｂは、第１実施形態に開示された処置具３０とは構成が異なる処置具３０Ｂを、第１実施形態に開示された処置具３０に代えて備えている。
【０１１３】
本変形例の処置具３０Ｂは、第１実施形態に開示された挿入体３１と、第１実施形態に開示された駆動体５０に代えて設けられた駆動体５０Ｂとを備えている。
【０１１４】
駆動体５０Ｂは、第１実施形態に開示された直動ガイド５１及び動力源部５６と、第１実施形態に開示された規制部７０に代えて設けられた規制部７０Ｂとを備えている。
【０１１５】
規制部７０Ｂは、支持体７１Ｂと、移動体８１（開閉部材）と、付勢部材７７Ｂとを備えている。
【０１１６】
支持体７１Ｂは、移動体８１を保持するための保持部８０を有する柱部材７２Ｂからなる。
【０１１７】
柱部材７２Ｂは、第１実施形態と同様に土台部材５２に固定されている。また、柱部材７２Ｂに設けられた保持部８０には、ガイドレール５３が延びる方向に対して直交し、且つ枠体４２の移動経路と交差する方向に中心線が延びる貫通孔が形成されている。
【０１１８】
移動体８１は、保持部８０に形成された貫通孔に対して進退自在に挿入された棒状部材である。移動体８１の軸方向の両端のうちの一方の端の近傍には上記第１実施形態に開示されたテーパー面７４ａ及び当接面７４ｂと同様のテーパー面７４ａＢ（第一面）及び当接面７４ｂＢ（第二面）が形成されており、移動体８１の軸方向の両端のうちの他方の端の近傍には、接触面８１ａが形成されている。
【０１１９】
テーパー面７４ａＢは、ガイドレール５３が延びる方向に対して傾斜する面であり、ガイドレール５３の基端５３ｂ側且つ柱部材７２Ｂから離れる側に向けられている。
【０１２０】
当接面７４ｂＢは、ガイドレール５３が延びる方向における先端側に向けられ、ガイドレール５３が延びる方向に対して直交する面である。
【０１２１】
接触面８１ａは、テーパー面７４ａＢ及び当接面７４ｂＢが枠体４２の移動経路上に位置しているときに柱部材７２Ｂと接するように、柱部材７２Ｂ側に向けられて形成された面である。
【０１２２】
付勢部材７７Ｂは、テーパー面７４ａＢ及び当接面７４ｂＢが枠体４２の移動経路上に配されるように柱部材７２Ｂに対して移動体８１を付勢する。
【０１２３】
本変形例では、移動体８１に対して付勢部材７７Ｂ以外から外力がかかっていない状態では、付勢部材７７Ｂの付勢力により、接触面８１ａが柱部材７２Ｂに接した状態となっている。このとき、移動体８１のテーパー面７４ａＢ及び当接面７４ｂＢは、枠体４２の移動経路上に位置している。
【０１２４】
動力源部５６及び着脱部４１が一体となってガイドレール５３の基端５３ｂ側からガイドレール５３の先端５３ａ側へと移動する過程では、まず、着脱部４１の枠体４２がテーパー面７４ａＢに接する。動力源部５６及び着脱部４１が一体となってガイドレール５３の先端５３ａ側へとさらに移動すると、枠体４２は移動体８１を付勢部材７７Ｂの付勢力に抗して押しのける。
【０１２５】
着脱部４１の枠体４２が第二領域５５へと進入して枠体４２が移動体８１から離間すると、付勢部材７７Ｂの付勢力により、移動体８１のテーパー面７４ａＢ及び当接面７４ｂＢは再び枠体４２の移動経路上に位置する。
【０１２６】
動力源部５６に着脱部４１が取り付けられている状態では、動力源部５６及び着脱部４１が一体となって第二領域５５から第一領域５４へと移動しようとしても枠体４２が当接面７４ｂＢに当接するので、移動体８１は枠体４２の移動経路の外へは押しのけられない。その結果、枠体４２の移動は規制される。第二領域５５内で動力源部５６から着脱部４１が取り外されると、動力源部５６は移動体８１とガイドレール５３との間を通過して第一領域５４へと移動可能である。
【０１２７】
このように、本変形例の構成であっても、上記実施形態の処置具３０と同様の効果を奏する。
【０１２８】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。以下に説明する各実施形態において、上述した第１実施形態に係る構成要素と同様の構成要素には、第１実施形態と同一の符号が付され、重複する説明は省略される。図１９は、本実施形態の医療用マニピュレータシステムにおける処置具を示す側面図である。図２０は、処置具の背面図である。図２１は、処置具の平面図である。図２２は、実施形態の医療用マニピュレータシステムのスレーブ制御回路の一部の構成を示すブロック図である。図２３は、スレーブ制御回路における一部の処理を示すフローチャートである。
【０１２９】
図１９に示すように、本実施形態の医療用マニピュレータシステム１Ｃは、第１実施形態に開示された処置具３０とは構成が異なる処置具３０Ｃを、第１実施形態に開示された処置具３０に代えて備えている。さらに、本実施形態の医療用マニピュレータシステム１Ｃは、第１実施形態に開示されたスレーブ制御回路４００（図１参照）が、ガイドレール５３上に配された動力源部５６Ｃ（図１９参照）の位置に応じて規制部７０Ｃ（図１９参照）における規制状態を切り替えることができる点で上記第１実施形態と異なっている。
【０１３０】
本実施形態の処置具３０Ｃは、第１実施形態に開示された挿入体３１と、第１実施形態に開示された駆動体５０に代えて設けられた駆動体５０Ｃとを備えている。
【０１３１】
駆動体５０Ｃは、直動ガイド５１Ｃと、動力源部５６Ｃと、規制部７０Ｃとを備えている。
【０１３２】
図１９及び図２１に示すように、直動ガイド５１Ｃは、第１実施形態に開示された土台部材５２及びガイドレール５３と、ガイドレール５３近傍に配された固定電極８３とを備えている。
固定電極８３は、後述する位置センサ８２の構成要素である。固定電極８３は、土台部材５２に固定された導体からなる。固定電極８３は、ガイドレール５３における第二領域５５において、ガイドレール５３が延びる方向に延ばして設けられている。
【０１３３】
図１９に示す動力源部５６Ｃは、第１実施形態に開示された基体５７，動力源５８，及び動力伝達部６２（図７参照）と、基体５７に取り付けられた一対の検出電極８４と、基体５７に取り付けられたスイッチ８９とを備えている。
【０１３４】
図２１，図２４，及び図２５に示す一対の検出電極８４は、後述する位置センサ８２の構成要素である。一対の検出電極８４は、第二領域５５内において固定電極８３に接触可能な第一検出電極８５及び第二検出電極８６からなる。第一検出電極８５及び第二検出電極８６が共に固定電極８３に接していると第一検出電極８５と第二検出電極８６とは導通状態となる。第一検出電極８５と第二検出電極８６との少なくともいずれかが固定電極８３に対して非接触状態であれば第一検出電極８５と第二検出電極８６とは絶縁状態となる。一対の検出電極８４を構成する第一検出電極８５及び第二検出電極８６は、それぞれ、スレーブ制御回路４００の位置検知部８７に対して電気的に接続されている。
【０１３５】
図１９に示すスイッチ８９は、後述する装着センサ８８の構成要素である。スイッチ８９は、挿入体３１の枠体４２が基体５７に取り付けられたときに枠体４２によって押圧される移動子９０と、移動子９０の位置に対応して導通状態と絶縁状態とが切り替わる一対の端子９１（たとえばマイクロスイッチ）とを有している。
スイッチ８９に設けられた移動子９０は、枠体４２が基体５７に係合することによって押圧される（図１９及び図２０参照）。移動子９０は、枠体４２が基体５７に係合している状態で一対の端子９１を導通状態とする。
スイッチ８９に設けられた一対の端子９１は、図２２に示すように、スレーブ制御回路４００の装着検知部９２に対して電気的に接続されている。一対の端子９１が互いに導通されているか否かは、後述する装着検知部９２において検知される。
【０１３６】
図１９，図２０，及び図２１に示すように、規制部７０Ｃは、支持体７１Ｃと、移動体８１Ｃ（開閉部材）とを備えている。
【０１３７】
支持体７１Ｃは、柱部材７２Ｃと、開閉モータ９３と、ピニオン９４とを備えている。
【０１３８】
柱部材７２Ｃは、土台部材５２に固定されている。柱部材７２Ｃには、移動体８１Ｃが挿入される貫通孔部が形成されている。柱部材７２Ｃの貫通孔部は、ガイドレール５３の延びる方向に対して直交する方向へ中心線が延びる孔が形成されていることにより、ガイドレール５３に沿って移動する動力源部５６Ｃの移動経路に対して移動体８１Ｃが突没可能となるように、移動体８１Ｃを支持する。
また、柱部材７２Ｃは、直動ガイド５１Ｃにおける第一領域５４と第二領域５５との境界部分に移動体８１Ｃを保持している。
【０１３９】
開閉モータ９３は、図２２に示すように、スレーブ制御回路４００に対して電気的に接続されている。開閉モータ９３は、スレーブ制御回路４００における後述する制御に従ってピニオン９４（図２０参照）を回転させる。
【０１４０】
図２０に示すピニオン９４は、開閉モータ９３の出力軸に固定され、移動体８１Ｃに連結された平歯車である。
【０１４１】
移動体８１Ｃは、柱部材７２Ｃの貫通孔部に支持された状態で貫通孔部に対して進退移動可能な棒状の部材である。移動体８１Ｃには、移動体８１Ｃの長手方向に延びるラック９５が形成されている。ラック９５は、上記のピニオン９４と噛み合う歯竿である。ピニオン９４の回転によりラック９５はその長手方向に進退移動可能である。移動体８１Ｃは、動力源部５６Ｃの基体５７又は着脱部４１の枠体４２（本実施形態では動力源部５６Ｃの基体５７である）に接触したときに、ガイドレール５３に沿った動力源部５６Ｃの移動を規制する。本実施形態における移動体８１Ｃは、動力源部５６Ｃに接触可能かつ着脱部４１に接触しない位置に配されている。
【０１４２】
図２２に示すスレーブ制御回路４００は、図１９に示すガイドレール５３に沿った動力源部５６Ｃの移動経路における動力源部５６Ｃの位置と、動力源部５６Ｃに対する着脱部４１の装着状態とに応じて、規制部７０Ｃの移動体８１Ｃの位置を制御する。
スレーブ制御回路４００は、規制部７０Ｃの移動体８１Ｃの位置を制御するため開閉制御部４０１を有している。
【０１４３】
開閉制御部４０１は、位置検知部８７と、装着検知部９２と、駆動制御部４０２とを備えている。
位置検知部８７は、第一検出電極８５及び第二検出電極８６が絶縁状態となっているときに、動力源部５６Ｃがガイドレール５３上で第一領域５４に位置していると判定する。また、位置検知部８７は、第一検出電極８５及び第二検出電極８６が導通状態となっているときに、動力源部５６Ｃがガイドレール５３上で第二領域５５に位置していると判定する。
【０１４４】
装着検知部９２は、基体５７に設けられたスイッチ８９の一対の端子９１が絶縁状態となっているときに、基体５７と枠体４２とが係合していないと判定する。また、装着検知部９２は、基体５７に設けられたスイッチ８９の一対の端子９１が導通状態となっているときに、基体５７と枠体４２とが係合していると判定する。
【０１４５】
駆動制御部４０２は、位置検知部８７における上記の判定状態と、装着検知部９２における上記の判定状態とに応じて、移動体８１Ｃを移動させる。
【０１４６】
次に、開閉制御部４０１における制御フローの一例について説明する。
医療用マニピュレータシステム１Ｃの使用時には、動力源部５６Ｃの位置と、動力源部５６Ｃに対する着脱部４１の装着の有無とが繰り返し検出されている。
【０１４７】
図２３に示すように、一対の端子９１が導通していることが装着検知部９２により検知され（ステップＳ１においてＹＥＳ）、且つ一対の検出電極８４が導通していることが位置検知部８７により検知されている（ステップＳ２においてＹＥＳ）場合、駆動制御部４０２及び開閉モータ９３が、移動体８１Ｃを、動力源部５６Ｃの移動経路上に介在させる（ステップＳ３）。
【０１４８】
また、図２３に示すように、一対の端子９１が導通していることが装着検知部９２により検知され（ステップＳ１においてＹＥＳ）、且つ一対の検出電極８４が導通していないことが位置検知部８７により検知されている（ステップＳ２においてＮＯ）場合、駆動制御部４０２及び開閉モータ９３が、移動体８１Ｃを動力源部５６Ｃの移動経路外へと移動させる（ステップＳ４）。
【０１４９】
また、図２３に示すように、一対の端子９１が導通していないことが装着検知部９２により検知され（ステップＳ１においてＮＯ）ている場合、移動体８１Ｃは、動力源部５６Ｃの移動経路外へと駆動制御部４０２及び開閉モータ９３により移動される。
【０１５０】
本実施形態の医療用マニピュレータシステム１Ｃにおける移動体８１Ｃの動作について説明する。図２４は、駆動体のガイドレールに沿って駆動体の動力源部が移動する過程を示す平面図である。図２５は、図２４のＡ−Ａ線における断面図である。
【０１５１】
本実施形態では、図２１に示すように動力源部５６Ｃがガイドレール５３上で第一領域５４に位置していると位置検知部８７（図２２参照）において判定されているときには、駆動制御部４０２は、装着検知部９２における判定とは無関係に、ガイドレール５３に沿った動力源部５６Ｃの移動経路の外へと移動体８１Ｃを移動させるように、規制部７０Ｃの支持体７１Ｃに設けられた開閉モータ９３を制御する。
【０１５２】
図２４に示すように動力源部５６Ｃがガイドレール５３上で第二領域５５に位置しているときには、図２５に示すように一対の検出電極８４は固定電極８３を介して導通状態にある。このため、駆動制御部４０２は、装着検知部９２における判定状態に応じて移動体８１Ｃの位置を決定する。
すなわち、第一に、動力源部５６Ｃがガイドレール５３上で第二領域５５に位置していると判定され、かつ基体５７と枠体４２とが係合していると判定されている場合（図２４参照）には、駆動制御部４０２は、ガイドレール５３に沿った動力源部５６Ｃの移動経路内に移動体８１Ｃを挿入するように、規制部７０Ｃの支持体７１Ｃに設けられた開閉モータ９３を制御する。
第二に、動力源部５６Ｃがガイドレール５３上で第二領域５５に位置していると判定され、かつ基体５７と枠体４２とが係合していないと判定されている場合（すなわち、第二領域５５において動力源部５６Ｃから着脱部４１が取り外された場合）には、駆動制御部４０２は、ガイドレール５３に沿った動力源部５６Ｃの移動経路外に移動体８１Ｃを移動させるように、規制部７０Ｃの支持体７１Ｃに設けられた開閉モータ９３を制御する。
【０１５３】
このように、本実施形態では、直動ガイド５１Ｃに設けられた固定電極８３と、動力源部５６に設けられた一対の検出電極８４と、スレーブ制御回路４００に設けられた位置検知部８７とによって、ガイドレール５３に沿って移動する本実施形態の動力源部５６Ｃの位置を検出する位置センサ８２が構成されている。
本実施形態の位置センサ８２は、ガイドレール５３における第一領域５４と第二領域５５とのうちのどちらに動力源部５６Ｃが位置しているかを、固定電極８３に対する一対の検出電極８４の接触状態に基づいて判定する。たとえば、動力源部５６Ｃが第一領域５４から第二領域５５へと移動したときに、第一検出電極８５及び第二検出電極８６が固定電極８３により導通状態となることで、位置センサ８２の位置検知部８７が、動力源部５６Ｃがガイドレール５３上で第二領域５５に位置していると判定する。
なお、位置センサ８２は上記の構成には限定されない。たとえば、位置センサ８２は、公知のリニアエンコーダを有していてもよい。
【０１５４】
また、動力源部５６Ｃの基体５７に設けられたスイッチ８９と、スレーブ制御回路４００に設けられた装着検知部９２とによって、動力源部５６Ｃに対する着脱部４１の装着の有無を検出する装着センサ８８が構成されている。
なお、装着センサ８８は上記の構成には限定されない。たとえば、装着センサ８８は、公知の光センサを有していてもよい。
【０１５５】
次に、本実施形態の医療用マニピュレータシステム１Ｃの作用及びその効果について説明する。
図２１に示すように、本実施形態の動力源部５６Ｃが第一領域５４に位置しているときには、ガイドレール５３に沿った動力源部５６Ｃの移動経路外に移動体８１Ｃが位置している。このため、動力源部５６Ｃはガイドレール５３に沿って第一領域５４から第二領域５５へと移動可能である。本実施形態では、動力源部５６Ｃに着脱部４１が取り付けられているか否かにかかわらず、動力源部５６Ｃは、第一領域５４から第二領域５５へと移動可能である。
【０１５６】
動力源部５６Ｃに着脱部４１が取り付けられていない場合、基体５７に設けられたスイッチ８９の一対の端子９１が絶縁状態にあるので、基体５７と枠体４２とが係合していないと装着検知部９２に判定される。その結果、動力源部５６Ｃに着脱部４１が取り付けられていない場合、ガイドレール５３に沿った動力源部５６Ｃの移動経路外に移動体８１Ｃが位置している状態が維持される。このため、動力源部５６Ｃに着脱部４１が取り付けられていない場合、動力源部５６Ｃは第一領域５４と第二領域５５との境界を通過してどちら側へも自在に移動可能である。
【０１５７】
図２１に示すように動力源部５６Ｃに着脱部４１が取り付けられている場合、基体５７に設けられたスイッチ８９の一対の端子９１が導通状態にあるので、基体５７と枠体４２とが係合していると装着検知部９２に判定される。動力源部５６Ｃが着脱部４１と一体に第一領域５４から第二領域５５へと移動すると、図２５に示すように第一検出電極８５及び第二検出電極８６が固定電極８３により導通状態となることで、位置検知部８７は、動力源部５６Ｃがガイドレール５３上で第二領域５５に位置していると判定する。その結果、駆動制御部４０２は、図２４に示すように、ガイドレール５３に沿った動力源部５６Ｃの移動経路内に移動体８１Ｃを挿入するように、規制部７０Ｃの支持体７１Ｃに設けられた開閉モータ９３を制御する。これにより、第二領域５５にある動力源部５６Ｃは第一領域５４へは移動できなくなる。
【０１５８】
第二領域５５において動力源部５６Ｃに取り付けられている着脱部４１をたとえば操作者が動力源部５６Ｃから取り外すと、ガイドレール５３に沿った動力源部５６Ｃの移動経路外に移動体８１Ｃが位置するように、駆動制御部４０２が、規制部７０Ｃの支持体７１Ｃに設けられた開閉モータ９３を制御する。これにより、動力源部５６Ｃから着脱部４１が取り外された後は、動力源部５６Ｃを第二領域５５から第一領域５４へと移動させることができる。
【０１５９】
すなわち、本実施形態の医療用マニピュレータシステム１Ｃでは、規制部７０Ｃと、位置センサ８２と、装着センサ８８と、開閉制御部４０１とによって、動力源部５６Ｃの位置と動力源部５６Ｃに対する着脱部４１との取り付け状態とに対応して選択的に動力源部５６Ｃの移動を規制する選択的移動規制手段が構成されている。
【０１６０】
以上に説明したように、本実施形態の医療用マニピュレータシステム１Ｃによっても上記第１実施形態に開示された医療用マニピュレータシステム１と同様の効果を奏する。
さらに、本実施形態の医療用マニピュレータシステム１Ｃによれば、移動体８１Ｃが開閉モータ９３により移動するようになっていることにより、手作業による誤操作によって移動体８１Ｃが不適切な位置に移動されてしまうのを予防することができる。
【０１６１】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。図２６は、本発明の第３実施形態の医療用マニピュレータシステムにおける処置具を示す側面図である。
【０１６２】
図２６に示すように、本実施形態の医療用マニピュレータシステム１Ｄは、第１実施形態に開示された処置具３０とは構成が異なる処置具３０Ｄを、第１実施形態に開示された処置具３０に代えて備えている。
本実施形態の処置具３０Ｄは、第１実施形態に開示された挿入体３１と、第１実施形態に開示された駆動体５０に代えて設けられた駆動体５０Ｄとを備えている。
【０１６３】
駆動体５０Ｄは、第１実施形態に開示された動力源部５６及び規制部７０と、第１実施形態に開示された直動ガイド５１に代えて設けられた直動ガイド５１Ｄとを備えている。
【０１６４】
直動ガイド５１Ｄは、第１実施形態に開示された土台部材５２及びガイドレール５３と、ガイドレール５３における基端方向へと動力源部５６を移動させる復帰機構９６とを備えている。また、ガイドレール５３の基端５３ｂに動力源部５６が位置している状態では、動力源部５６はそれ以上ガイドレール５３の基端５３ｂ方向へ移動しないように、不図示のストッパ等により移動が制限されている。動力源部５６がガイドレール５３の基端５３ｂに位置している状態において、処置具３０の処置部３２及び関節部３９は、ガイド器具１０の先端硬質部１２に形成されたチャンネル管路１３内に位置している。すなわち、動力源部５６がガイドレール５３の基端５３ｂに位置している状態において、チャンネル管路１３内で直線状となっている関節部３９に対応した状態にある動力源５８の状態を、初期状態として記憶することが可能である。
【０１６５】
復帰機構９６は、ガイドレール５３の基端５３ｂ側において土台部材５２あるいはガイドレール５３に連結され、且つ動力源部５６に連結された牽引ばね９７からなる。牽引ばね９７は、ガイドレール５３に沿って移動する動力源部５６によって、ガイドレール５３が延びる方向に伸縮変形可能である。
【０１６６】
本実施形態の医療用マニピュレータシステム１Ｄの作用について説明する。
本実施形態では、動力源部５６は、復帰機構９６の牽引ばね９７により、ガイドレール５３の基端５３ｂ側へ向かって常に一定の力で牽引されている。
たとえば、動力源部５６が着脱部４１と一体に係合された状態で第二領域５５にあるとき（図１３参照）には、動力源部５６をガイドレール５３の先端５３ａ側へ移動させようとする力がなければ、規制部７０の当接面７４ｂに着脱部４１の枠体４２が接するまで動力源部５６は基端５３ｂ側へ移動する。このとき、処置具３０の関節部３９（図１０参照）は処置具チャンネル１９の先端から露出されている。
また、第二領域５５において動力源部５６から着脱部４１が取り外されると、動力源部５６は、復帰機構９６である牽引ばね９７の作用により、回動体７４とガイドレール５３との間を通過してガイドレール５３の基端５３ｂまで移動する。
【０１６７】
以上に説明したように、本実施形態の医療用マニピュレータシステム１Ｄによれば、復帰機構９６によって動力源部５６がガイドレール５３の基端５３ｂに向かって牽引されるので、ガイドレール５３の基端５３ｂよりも先端側において誤操作により着脱部４１が動力源部５６に装着されるのを予防することができる。
【０１６８】
また、動力源部５６が第一領域５４にあるときに、動力源部５６はガイドレール５３の基端５３ｂに静止した状態となるように牽引ばね９７により牽引されているので、この状態で動力源部５６に着脱部４１が接続されて挿入体３１が処置具チャンネル１９内に導入されると処置具チャンネル１９の先端部分ではチャンネル管路１３内に処置部３２及び関節部３９が直線状に位置する。その結果、本実施形態では処置部３２及び関節部３９に対する初期状態の設定をするためのチャンネル管路１３に容易に処置部３２及び関節部３９を位置決めすることができる。
【０１６９】
（変形例３−１）
次に、本実施形態の変形例について説明する。図２７は、実施形態の変形例の構成を示す側面図である。
上記実施形態では復帰機構９６が牽引ばね９７からなる例が開示されているが、本変形例では、復帰機構９６は、牽引ばね９７に代えて、ガイドレール５３における先端側よりも基端側が下となるように土台部材５２に対してガイドレール５３を傾斜させて保持する傾斜台部９８を有している。
復帰機構９６となる傾斜台部９８は、土台部材５２に固定されている、あるいは土台部材５２と一体成型されている。
【０１７０】
本変形例では、第１実施形態に開示されたように土台部材５２が水平になっているときに、ガイドレール５３における先端側よりも基端側が下となるようにガイドレール５３は傾斜台部９８に支持されている。このため、ガイドレール５３に沿って移動可能な動力源部５６は重力の作用によりガイドレール５３の基端５３ｂ側へと移動しようとする力を受ける。
このような構成であっても上記実施形態の復帰機構９６と同様の効果を奏する。
【０１７１】
なお、復帰機構９６として傾斜台部９８を有することに代えて、ガイドレール５３における先端側よりも基端側が下となるように手術用動力伝達アダプタ２２０ｄ（図２参照）が傾斜される制御がスレーブ制御回路４００により行われても、本実施形態と同様の効果によりガイドレール５３の基端５３ｂ側へと動力源部５６を重力により移動させることができる。
【０１７２】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態について説明する。図２８は、本発明の第４実施形態の医療用マニピュレータシステムにおける処置具を示す側面図である。図２９は、処置具の平面図である。
【０１７３】
図２８及び図２９に示すように、本実施形態の医療用マニピュレータシステム１Ｅは、第１実施形態に開示された処置具３０とは構成が異なる処置具３０Ｅを、第１実施形態に開示された処置具３０に代えて備えている。
本実施形態の処置具３０Ｅは、第１実施形態に開示された挿入体３１と、第１実施形態に開示された駆動体５０に代えて設けられた駆動体５０Ｅとを備えている。
【０１７４】
駆動体５０Ｅは、第３実施形態に開示された直動ガイド５１Ｄ，動力源部５６，及び規制部７０と、これらの一部を囲うカバー９９（着脱規制手段）とを備えている。
【０１７５】
カバー９９は、直動ガイド５１における第二領域５５部分に形成された壁部１００と、壁部１００に連結された開閉蓋部１０１とを有する。
【０１７６】
壁部１００は、開閉蓋部１０１を開閉可能に支持するために土台部材５２に取り付けられている。壁部１００は、操作者が動力源部５６をガイドレール５３に沿って移動させることができるように、直動ガイド５１を完全には囲わないようになっている。
【０１７７】
開閉蓋部１０１は、壁部１００に対して公知のヒンジ等を介して連結されている。また、開閉蓋部１０１には、開閉蓋部１０１が閉じる方向に開閉蓋部１０１を付勢する不図示のばねが取り付けられていてもよい。
開閉蓋部１０１が閉じられた状態で開閉蓋部１０１と着脱部４１とは接触しないようになっている。このため、開閉蓋部１０１が閉じられている時に、第二領域５５内で動力源部５６及び着脱部４１は一体にガイドレール５３に沿って進退移動可能である。
【０１７８】
本実施形態の医療用マニピュレータシステム１Ｅの作用について説明する。図３０は、駆動体のガイドレールに沿って駆動体の動力源部が移動する過程を示す側面図である。
【０１７９】
本実施形態では、第一領域５４内で動力源部５６に対して着脱部４１を着脱する場合（図２９に示す位置関係）には、開閉蓋部１０１を開閉する必要はない。これに対して、第二領域５５内で動力源部５６に対して着脱部４１を着脱する場合（図３０に示す位置関係）には、開閉蓋部１０１を空けて着脱部４１を出し入れする必要がある。また、動力源部５６に対して着脱部４１が取り付けられていないときには、牽引ばね９７の作用により、動力源部５６は第一領域５４に位置している。
【０１８０】
そのため、本実施形態では、着脱部４１が取り付けられていない状態の動力源部５６に着脱部４１を取り付けようとするときには、敢えて第二領域５５に動力源部５６を移動させてさらに開閉蓋部１０１を移動させるような手間をかけることなく、第一領域５４において動力源部５６に着脱部４１を取り付ければよい。
【０１８１】
本実施形態では、第一領域５４における着脱部４１の着脱操作よりも第二領域５５における着脱操作を意図的に複雑にしていることにより、第二領域５５における着脱部４１の装着ではなく、第一領域５４における着脱部４１の装着が操作者に無意識に選択されるようにしている。また、本実施形態では牽引ばね９７の作用により動力源部５６はガイドレール５３の基端５３ｂに静止しているので、動力源部５６に対する着脱部４１の取り付けがガイドレール５３の基端５３ｂにおいて行われる。
【０１８２】
動力源部５６に着脱部４１が取り付けられたら、操作者が動力源部５６及び着脱部４１をガイドレール５３に沿って移動させることができる。これにより、上記各実施形態と同様に処置具３０を使用することができる。
【０１８３】
動力源部５６に着脱部４１が取り付けられている状態では、上記第１実施形態と同様に、着脱部４１の枠体４２が回動体７４の当接面７４ｂに当接するので、動力源部５６及び着脱部４１は第一領域５４へは移動できない。処置具３０の使用後、動力源部５６から着脱部４１を取り外す場合には、第二領域５５において開閉蓋部１０１を空けて着脱部４１を取り出す必要がある。動力源部５６から着脱部４１を取り外す場合には、開閉蓋部１０１を空けて着脱部４１を取り出すしか選択肢がないので、誤操作は予防されている。
【０１８４】
このように、本実施形態において、カバー９９は、第二領域５５内に配された動力源部５６に対する挿入体３１の取付けを禁止し、且つ第二領域５５内に配された動力源部５６が挿入体３１にすでに取り付けられている時には動力源部５６からの挿入体３１の取り外しを許容する。
【０１８５】
以上に説明したように、本実施形態の医療用マニピュレータシステム１Ｅによれば、開閉蓋部１０１を有するカバー９９が設けられていることによって、第二領域５５において誤操作により動力源部５６に着脱部４１が取り付けられようとするのを予防することができる。
【０１８６】
（第５実施形態）
本発明の第５実施形態について説明する。図３１は、本発明の第５実施形態の医療用マニピュレータシステムにおける処置具を側面視で示す部分断面図である。図３２は、処置具の作用を説明するための図である。
【０１８７】
図３１に示すように、本実施形態の医療用マニピュレータシステム１Ｆは、第１実施形態に開示された枠体４２とは構成が異なる枠体４２Ｆを、第１実施形態に開示された枠体４２に代えて有している。さらに、本実施形態の医療用マニピュレータシステム１Ｆは、第１実施形態に開示された動力源部５６とは構成が異なる動力源部５６Ｆを、第１実施形態に開示された動力源部５６に代えて有している。
【０１８８】
枠体４２Ｆは、動力源部５６Ｆに設けられた後述する基体５７Ｆに対して着脱可能な部材である。たとえば枠体４２Ｆには、動力源部５６Ｆの基体５７Ｆに係合する不図示の爪構造が形成されている。また、枠体４２Ｆ内には第１実施形態に開示された回動体部４３と同様の構成が設けられている。
【０１８９】
動力源部５６Ｆは、枠体４２Ｆが取り付けられる位置に配されたスライドスイッチ１１０と、スライドスイッチ１１０に対して接触可能なカム面１１１ａを有する移動体１１１とを有している。また、本実施形態の動力源部５６Ｆは、第１実施形態と同様に、基体５７、動力源５８、及び動力伝達部６２を有している。
【０１９０】
スライドスイッチ１１０は、ガイドレール５３が延びる方向へと進退移動可能な棒状部材である。スライドスイッチ１１０は、基体５７の内部に一部が配された状態で基体５７から出没可能である。スライドスイッチ１１０は、枠体４２Ｆが基体５７に取り付けられる動作によって基体５７内に押し込まれる。
【０１９１】
移動体１１１は、スライドスイッチ１１０が基体５７内に押し込まれたときにスライドスイッチ１１０によって移動する略棒状部材である。移動体１１１の外面のうちスライドスイッチ１１０に接触する面は、スライドスイッチ１１０の移動方向に対して傾斜するカム面１１１ａとなっている。このため、スライドスイッチ１１０の移動により移動体１１１のカム面１１１ａが押されることで、移動体１１１が移動可能である。
【０１９２】
本実施形態では、スライドスイッチ１１０が基体５７に押し込まれる過程で、移動体１１１は、ガイドレール５３から離れる方向へと移動する（図３２参照）。スライドスイッチ１１０が押し込まれた状態では、動力源部５６がガイドレール５３に沿って移動する過程で移動体１１１が７４ａ又は７４ｂに接触可能となる。
【０１９３】
すなわち、本実施形態では、第１実施形態において枠体４２がテーパー面７４ａ及び当接面７４ｂに接触可能であることに代えて、動力源部５６Ｆに設けられた移動体１１１がテーパー面７４ａ及び当接面７４ｂに接触可能であることによって、上記第１実施形態と同様の効果を奏する。
【０１９４】
また、本実施形態では、第１実施形態とは異なり、テーパー面７４ａ及び当接面７４ｂに枠体４２Ｆが接触することは必須でない。
なお、本実施形態において、挿入体３１の中心線を回転中心として処置部３２を回転させることにより処置中等における処置部３２の位置や姿勢を最適化することが考えられる。この場合には、例えば枠体４２Ｆが基体５７Ｆに取り付けられた状態で枠体４２Ｆと基体５７Ｆとを挿入体３１の中心線を回転中心として一体に回転可能に構成してもよい。さらにこの場合、上記のように基体５７Ｆが回転しても移動体１１１がテーパー面７４ａ及び当接面７４ｂに当接可能となるように、挿入体３１の中心線に対して放射状に移動体１１１が突出するようになっていてもよい。
【０１９５】
以上、本発明の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設計変更等も含まれる。
【０１９６】
たとえば、上記の各実施形態においては、処置具が手術用動力伝達アダプタに取り付けられる構成が例示されているが、処置具の駆動体は手術台その他の台に取り付けられてもよい。
【０１９７】
また、上記各実施形態に開示された処置具は、マスタースレーブ型のマニピュレータシステム以外の手術ロボットにも好適に適用可能である。
【０１９８】
また、本発明は、モータ等の動力を備えない手動の医療機器にも好適に適用可能である。
【０１９９】
また、上述の各実施形態及び各変形例において示した構成要素は適宜に組み合わせて構成することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【０２００】
本発明は、処置具チャンネルに挿入可能な処置具を動作させることにより処置対象物に対して処置をするマニピュレータシステムに利用することができる。
【符号の説明】
【０２０１】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ  医療用マニピュレータシステム
１０  ガイド器具
１１  挿入部
１２  先端硬質部
１３  チャンネル管路
１４  撮像部
１５  能動湾曲部
１６  可撓管部
１７  チャンネルチューブ
１８  導入開口部
１９  処置具チャンネル
２０  操作部
２１  筐体
２２  アングルノブ
２３  ダイヤル部
２４  スプロケット
２５  アングルワイヤ
３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ  処置具
３１  挿入体
３２  処置部
３３  一対のジョー
３４  第一ジョー
３５  第一把持面
３６  第二ジョー
３７  第二把持面
３８  回動軸部材
３９  関節部
４０  軟性部
４１  着脱部
４２，４２Ｆ  枠体
４３  回動体部
４４  伝達部材
４５  第一伝達部材
４６  第二伝達部材
５０，５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄ，５０Ｅ  駆動体
５１，５１Ｃ，５１Ｄ  直動ガイド
５２  土台部材
５３  ガイドレール
５３ｂ  ガイドレールの基端
５４  第一領域
５５  第二領域
５６，５６Ｃ，５６Ｆ  動力源部
５７，５７Ｆ  基体
５８  動力源
５９  モータ
６０  第一モータ
６１  第二モータ
６２  動力伝達部
７０，７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｃ  規制部
７１，７１Ａ，７１Ｂ，７１Ｃ  支持体
７２，７２Ａ，７２Ｂ，７２Ｃ  柱部材
７３  載置台部
７３ａ  載置面
７４，７４Ａ  回動体
７４ａ，７４ａＢ  テーパー面
７４ｂ，７４ｂＢ  当接面
７５，７５Ａ  連結部
７６，７６Ａ  軸部材
７７，７７Ａ，７７Ｂ  付勢部材
７８  規制板
７８ａ  接触面
７９  板部材
８０  保持部
８１，８１Ｃ  移動体
８１ａ  接触面
８２  位置センサ
８３  固定電極
８４  検出電極
８５  第一検出電極
８６  第二検出電極
８７  位置検知部
８８  装着センサ
８９  スイッチ
９０  移動子
９１  一対の端子
９２  装着検知部
９３  開閉モータ
９４  ピニオン
９５  ラック
９６  復帰機構
９８  傾斜台部
９９  カバー
１００  壁部
１０１  開閉蓋部
１１０  スライドスイッチ
１１１  移動体
１５０  手術台
２００ａ〜２００ｄ  スレーブアーム
２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃ、２２０ｄ  手術用動力伝達アダプタ
２４０ａ〜２４０ｄ  術具
４００  スレーブ制御回路
４０１  開閉制御部
４０２  駆動制御部
５００ａ、５００ｂ  マスターアーム
６００  操作部
７００  入力処理回路
８００  画像処理回路
９００ａ  操作者用ディスプレイ
９００ｂ  助手用ディスプレイ
【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】
2016125385.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2016125385.tif 000015
【図１４】
2016125385.tif 000016
【図１５】
2016125385.tif 000017
【図１６】
2016125385.tif 000018
【図１７】
2016125385.tif 000019
【図１８】
2016125385.tif 000020
【図１９】
2016125385.tif 000021
【図２０】
2016125385.tif 000022
【図２１】
2016125385.tif 000023
【図２２】
2016125385.tif 000024
【図２３】
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【図２４】
2016125385.tif 000026
【図２５】
2016125385.tif 000027
【図２６】
2016125385.tif 000028
【図２７】
2016125385.tif 000029
【図２８】
2016125385.tif 000030
【図２９】
2016125385.tif 000031
【図３０】
2016125385.tif 000032
【図３１】
2016125385.tif 000033
【図３２】
2016125385.tif 000034
【国際調査報告】
2016125385.tif 000035
2016125385.tif 000036