(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤ部材と、
前記ワイヤ部材の基端を支持し、前記ワイヤ部材の軸方向に移動可能なワイヤ支持部と、
少なくとも一つの手指による操作に応じて前記ワイヤ支持部を直接的又は間接的に移動させる操作リンク部と、
前記ワイヤ部材の先端に接続され、前記ワイヤ支持部の移動に伴う前記ワイヤ部材の押し引きにより作動する処置部と、
前記操作リンク部から前記ワイヤ支持部への前記ワイヤ部材を引く向きの作用力を第一検出面に受け、反力としての前記ワイヤ支持部にかかる前記ワイヤ部材の張力を該第一検出面の反対側の第二検出面に受ける圧力センサと、
を備える医療装置。
【請求項２】
前記操作リンク部は、
前記ワイヤ支持部とは別に前記ワイヤ部材の軸方向に移動可能であり、
前記ワイヤ部材を引く向きに移動する際に、前記圧力センサの前記第一検出面と少なくとも一部で当接しつつ、前記ワイヤ部材を引く向きに前記ワイヤ支持部を直接的又は間接的に押す第一作用面と、
前記ワイヤ部材を押す向きに移動する際に、前記ワイヤ部材を押す向きに前記ワイヤ支持部を直接的又は間接的に押す第二作用面と、
を含む、
請求項１に記載の医療装置。
【請求項３】
前記第一作用面が前記ワイヤ支持部を押している状態では、前記第二作用面と前記ワイヤ支持部との間に隙間が確保され、
前記第二作用面が前記ワイヤ支持部を押している状態では、前記圧力センサの前記第一検出面上又は前記第二検出面上に隙間が確保される、
請求項２に記載の医療装置。
【請求項４】
前記圧力センサの前記第一検出面及び前記第二検出面は、前記ワイヤ部材の軸方向と直交せず交差する、
請求項１から３のいずれか一項に記載の医療装置。
【請求項５】
前記ワイヤ部材の変位量を検出する変位センサと、
前記圧力センサにより検出される圧力情報及び前記変位センサにより検出される変位量情報を出力する出力端子部と、
を更に備える請求項１から４のいずれか一項に記載の医療装置。
【請求項６】
前記出力端子部から出力された圧力情報及び変位量情報に基づいて、力覚情報を出力装置に出力させる出力処理手段、
を更に備える請求項５に記載の医療装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療用の装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
腔鏡下手術などで利用される医療装置において、その装置で触れる臓器の硬さ情報などの力覚情報を医師にフィードバックする機能が望まれている。
下記特許文献１では、一対の把持部の先端の、相互に対向する位置に力センサを設けて、把持部の先端に加わる応力を検出して演算する医療装置が提案されている。
なお、下記特許文献２及び３については後述する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１５９８４０号公報
【特許文献２】特開２００３−１０２７３７号公報
【特許文献３】特開２０１０−２０７２６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
医療装置における把持部は、基本的には体内の組織を処置する部位であるため、体液などが付着し、術後には、洗浄や除菌、又は新たなものへの取り換えが必要となる。このため、繰り返し利用する場合には、把持部は消耗が激しく、そこに設けられたセンサ機器は、破損の可能性が高くなる。また、取り換えする場合には、コスト面の問題がある。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、力覚検出が可能であって、故障可能性が低い医療装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一側面に係る医療装置は、上述した課題を解決するために、以下の構成を採用する。
即ち、当該一側面に係る医療装置は、ワイヤ部材と、ワイヤ部材の基端を支持し、そのワイヤ部材の軸方向に移動可能なワイヤ支持部と、少なくとも一つの手指による操作に応じて前記ワイヤ支持部を直接的又は間接的に移動させる操作リンク部と、前記ワイヤ部材の先端に接続され、前記ワイヤ支持部の移動に伴う前記ワイヤ部材の押し引きにより作動する処置部と、前記操作リンク部から前記ワイヤ支持部への前記ワイヤ部材を引く向きの作用力を第一検出面に受け、反力としての前記ワイヤ支持部にかかる前記ワイヤ部材の張力を該第一検出面の反対側の第二検出面に受ける圧力センサと、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
上記一側面において、操作リンク部からワイヤ支持部へのワイヤ部材を引く向きの作用力は、処置部を作動させる力に相当する。操作リンク部がワイヤ支持部を移動させることにより、ワイヤ部材が引っ張られ、結果、処置部が作動するからである。一方で、ワイヤ支持部にかかるワイヤ部材の張力は、処置部を作動させる力の反力に相当する。つまり、当該圧力センサによれば、処置部と被処置物との間に作用する力、更に言えば、処置部の力覚を検出することができる。
本明細書において、「処置部の力覚」とは、処置部と被処置物との間に作用する力の感覚、言い換えれば、処置部が物に触れた際にその物から受ける反力の感覚を意味する。
【０００８】
加えて、当該圧力センサは、上述のような力の検出にあたり、ワイヤ部材の基端側に設けられているワイヤ支持部に作用する力を検出すればよいため、体内組織に直接的及び間接的に接触しなくてもよく、更に言えば、体内に挿入されなくてもよい。よって、当該圧力センサには体液などが付着することもなく、術後の洗浄及び除菌、並びに新たなものへの取り換えを不要とすることができる。
従って、本発明によれば、力覚検出が可能であって、故障可能性が低い医療装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態に係る医療装置における処置具の先端側から目視した斜視図である。
【図２】本実施形態における操作リンク部の内部断面の概略図である。
【図３】本実施形態における処置具の正面図である。
【図４】本実施形態における処置具を平面視した（図１及び図３の紙面上側から目視した）平面図である。
【図５】一対の操作部に関連するハンドル部の内部構造の一部の正面図である。
【図６】一対の操作部に関連するハンドル部の内部構造の一部を平面視した平面図である。
【図７】一対の操作部が図６に示される状態よりも相互に接近した状態を平面視した平面図である。
【図８】本実施形態における操作リンク部の内部断面の概略図である。
【図９】本実施形態における処置具の動作を概念的に示す図である。
【図１０】本実施形態に係る医療装置を概念的に示す図である。
【図１１】変位センサで検出される変位量と圧力センサで検出される圧力との対応グラフの例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。以下に挙げる実施形態は例示であり、本発明は以下の実施形態の構成に限定されない。また、以下の説明では、本実施形態における各構成要素の相対的な位置関係を特定するために便宜的に上下方向、正面、背面などを設定しているが、これらは、重力方向の上下とは一致しない場合もあるし、本実施形態の使用態様を限定するものでもない。
【００１１】
はじめに、本実施形態の概要について図１を用いて説明する。
図１は、本実施形態に係る医療装置における処置具１の先端側から目視した斜視図であり、図２は、本実施形態における操作リンク部６５の内部断面の概略図であり、操作リンク部６５の内部断面を正面側から目視した図である。また、図２には、圧力センサ７７の斜視図も補助的に示されている。
図１及び図２に例示される処置具１は、把持機能を有する医療用のいわゆる鉗子である。但し、本実施形態に係る医療装置は、内視鏡などの把持機能を有さない処置具１を有していてもよい。本実施形態に係る医療装置は、ワイヤ駆動の処置部２を先端側に持つ処置具１を含んでいればよい。
【００１２】
本実施形態における処置具１は、ワイヤ部材７と、ワイヤ支持部７１と、操作リンク部６５と、処置部２と、圧力センサ７７とを有する。
ワイヤ支持部７１は、ワイヤ部材７の基端８を支持し、そのワイヤ部材７の軸方向に移動可能である。
操作リンク部６５は、少なくとも一つの手指による操作に応じてワイヤ支持部７１を直接的又は間接的に移動させる。
処置部２は、ワイヤ部材７の先端に接続され、ワイヤ支持部７１の移動に伴うワイヤ部材７の押し引きにより作動する。
圧力センサ７７は、操作リンク部６５からワイヤ支持部７１へのワイヤ部材７を引く向きの作用力を第一検出面７８に受け、反力としてのワイヤ支持部７１にかかるワイヤ部材７の張力を第一検出面７８の反対側の第二検出面７９に受ける。ここで、第一検出面７８及び第二検出面７９は、圧力センサ７７の中で圧力を検出可能な平面を意味する。
【００１３】
本実施形態では、圧力センサ７７が第一検出面７８及び第二検出面７９に受ける力に基づいて圧力を検出し、その圧力は、ワイヤ支持部７１に対して作用するワイヤ部材７を引く向きの力（作用力）とワイヤ支持部７１に対してその反力として作用するワイヤ部材７の張力とに基づいている。その作用力は、処置部２に対する作動力に相当し、そのワイヤ張力は、その作動力に対する反力に相当する。つまり、当該圧力センサ７７によれば、処置部２と被処置物との間に作用する力、更に言えば、処置部２の力覚を検出することができる。
【００１４】
更に、圧力センサ７７は、ワイヤ部材７の基端側に設けられているワイヤ支持部７１に作用する力（作用力及びワイヤの張力）を検出することで、処置部２の力覚に対応する圧力を検出することができる。このため、圧力センサ７７は、体内組織に直接的及び間接的に接触しなくてもよく、更に言えば、体内に挿入されなくてもよい。図１及び図２に例示される構成では、圧力センサ７７は、処置具１のグリップ部５１の外形カバーの内部に設けられている。
従って、圧力センサ７７には体液などが付着することもなく、術後の洗浄及び除菌、並びに新たなものへの取り換えも不要である。即ち、本実施形態によれば、力覚検出を可能とすると共に、故障可能性を抑えることができる。
【００１５】
以下、本実施形態に係る医療装置について更に詳細に説明する。
まずは、本実施形態に係る医療装置が有する処置具１について詳述する。
図３は、処置具１の正面図であり、図４は、処置具１を平面視した（図１及び図３の紙面上側から目視した）平面図である。なお、図４は、使用態様を示すために操作者の手も示されている。
【００１６】
本実施形態では、処置具１は、上述したとおり、医療用鉗子であり、主な構成として、先端が開閉する一対の把持片２１を含む処置部２と、処置部２に対する操作を可能とするハンドル部５と、処置部２とハンドル部５とを繋ぐシャフト部３とを有している。
ハンドル部５は、グリップ部５１及び一対の操作部５３を含んでおり、一対の操作部５３（５３ａ及び５３ｂ）は、連動して互いに接近動作及び離間動作が可能である。そして、一対の把持片２１は、一対の操作部５３の接近動作及び離間動作に伴い、開閉する。
これにより、操作者は、グリップ部５１を手のひらで握った状態で、その手の親指で一方の操作部５３ａを操作し、その手の少なくとも一本の他の指で他方の操作部５３ｂを操作することで、一対の把持片２１が開閉するように処置部２を作動させることができる。
本明細書では、説明の便宜のため、処置部２が設けられている側を処置具１の先端側と表記し、ハンドル部５が設けられている側を処置具１の基端側と表記する。また、ハンドル部５において、上方を先端側と表記し、下方を基端側と表記する場合もある。
【００１７】
上述したとおり、本実施形態では、処置部２は、先端が開閉可能な一対の把持片２１を有する。一対の把持片２１の開閉動作は公知の構造により実現されればよく、本実施形態では、一対の把持片２１の開閉動作の実現手法は制限されない。例えば、一対の把持片２１は、支持ピン（図示せず）によって軸支されつつ、リンク機構（図示せず）に接続されている。リンク機構は、例えば、シャフト部３内で押し引きされるワイヤ部材７に接続されており、そのワイヤ部材７の押し引きにより、一対の把持片２１を開閉させる。以降、一対の把持片２１の開閉を処置部２の作動と表記する場合もある。
【００１８】
本実施形態では、圧力センサ７７により検出される力（圧力）は、一対の把持片２１が被処置物を把持する際にその被処置物から受ける反力に相当する。即ち、被処置物を把持する際の力覚を検出することができる。但し、上述したとおり、処置部２は、開閉可能な一対の把持片２１を有していなくてもよい。例えば、処置部２は、ワイヤ部材７の押し引きにより屈曲動作可能な構造を有していてもよい。この場合、圧力センサ７７により検出される力は、処置部２の屈曲動作時にその屈曲動作を妨げるように処置部２にかかる被処置物からの反力に相当する。
【００１９】
シャフト部３は、中空の管部材である。シャフト部３は、ワイヤ部材７などのような、処置部２を作動させるために一対の操作部５３に対してなされた操作を伝達する伝達手段をその中空領域に内包している。
シャフト部３の形状は、所定の長さの直線棒形状である。但し、シャフト部３の長さ及び形状は任意である。シャフト部３は、曲線形状を部分的に有していてもよい。また、シャフト部３自体は、内視鏡のように曲げ動作を可能とする構造を有していてもよい。また、シャフト部３の素材は任意である。
シャフト部３は、先端側で処置部２と接続され、基端側でハンドル部５と接続されている。シャフト部３と処置部２との間及びシャフト部３とハンドル部５との間の接続形態は制限されない。シャフト部３と処置部２とは着脱可能であってもよいし、着脱不能であってもよい。
【００２０】
ハンドル部５は、グリップ部５１及び一対の操作部５３を含んでいる。
グリップ部５１は、シャフト部３から下方に延設されている。操作者は、このグリップ部５１を手のひらで握ることで、安定した状態で処置具１を操作することができる。グリップ部５１は、手のひら及びその手の一対の操作部５３の操作に利用されていない手指により握られる部位であるため、握りやすさから楕円柱形状を有することが好ましい。
また、グリップ部５１の長手方向は、一対の操作部５３における接近動作及び離間動作が行われる動作平面（後述）を図３に示されるように水平面に設定した場合に、グリップ部５１の下端が上端よりも基端側に傾けられている。この傾きは、操作者の摘み動作時の手のひらの傾きに近似するよう設定されているため、操作者は、より自然な手の形で一対の操作部５３を操作することができる。
【００２１】
図５は、一対の操作部５３に関連するハンドル部５の内部構造の一部を正面側から目視した図である。図６は、一対の操作部５３に関連するハンドル部５の内部構造の一部を平面視した平面図である。図５は、ハンドル部５の正面側の外形カバーが取り外された状態を簡略化して表しており、背面側の外形カバーが部分的に図示されている。図６では、外形カバーは図示されていない。
【００２２】
一対の操作部５３は、操作者の手指による操作を受ける一対の操作面５４を含んでいる。本実施形態では、各操作面５４ａ及び５４ｂは、手指の腹と接触するための、所定の面積を有する平面として実現されている。本実施形態では、各操作面５４ａ及び５４ｂは、一対の操作部５３が相互に最も離れた状態で、平面視においてシャフト部３の長手方向の延長線に対して略逆向きとなるように配置されている。また、各操作部５３ａ及び５４ｂは、図１に示されているように、コの字形状を有しており、そのコの字形状の内部に設けられている。このように各操作面５４ａ及び５４ｂに上壁及び下壁が設けられることで、操作する手指が各操作面５４ａ及び５４ｂからずれることを防ぐことができる。
【００２３】
また、一対の操作部５３は、パンタグラフ機構５２に接続されている。このパンタグラフ機構５２は、図６に示されるように、四つの連結軸５７、５８、５９ａ及び５９ｂと、四つのリンク５５ａ、５５ｂ、５６ａ及び５６ｂとから形成されている。
【００２４】
各連結軸は、例えば、連結する二つのリンクを貫通してピン接合させる連結ピンである。中でも、連結軸５７は、外部ケースで位置が固定されており、固定軸５７とも表記される。また、連結軸５８は、その固定軸５７に対して接近及び離間する方向に移動可能であり、移動軸５８とも表記される。移動軸５８の移動方向及び移動範囲は、外部ケースにて制限されている。移動軸５８の移動方向は、固定軸５７に対して接近及び離間する方向、即ち、四つのリンク５５ａ、５５ｂ、５６ａ及び５６ｂで形成するひし形における固定軸５７と移動軸５８とを結ぶ対角線及びその延長線上の方向に制限されている。移動範囲については、例えば、移動軸５８が固定軸５７に接近する限界が外部ケースにより設定されている。なお、移動軸５８が固定軸５７から離間する限界については、パンタグラフ機構５２の構造上の限界とされてもよい。
【００２５】
各リンクは、四つの連結軸の中の二つによりその両端において他の二つのリンクとそれぞれ回動可能に連結されている。具体的には、リンク５５ａは、一端で移動軸５８によりリンク５５ｂとピン接合されており、他端で連結軸５９ａによりリンク５６ａとピン接合されている。リンク５５ｂは、一端で移動軸５８によりリンク５５ａとピン接合されており、他端で連結軸５９ｂによりリンク５６ｂとピン接合されている。リンク５６ａは、一端で固定軸５７によりリンク５６ｂとピン接合されており、他端で連結軸５９ａによりリンク５５ａとピン接合されている。リンク５６ｂは、一端で固定軸５７によりリンク５６ａとピン接合されており、他端で連結軸５９ｂによりリンク５５ｂとピン接合されている。
【００２６】
一対の操作部５３は、移動軸５８で連結されている二つのリンク５５ａ及び５５ｂにおける他の連結軸５９ａ及び５９ｂ側にそれぞれ接続されている。本実施形態では、各操作部５３ａ及び５４ｂは、リンク５５ａ及び５５ｂと一体形成されており、各リンク５５ａ及び５５ｂにおける連結軸５９ａ及び５９ｂによる連結部からパンタグラフ機構５２の（ひし形の）外側向きに延設されている。但し、各操作部５３ａ及び５３ｂとリンク５５ａ及び５５ｂとの接続形態は一体形成に限定されない。各操作部５３ａ及び５３ｂとリンク５５ａ及び５５ｂとはそれぞれ別体として形成されており、各々が何らかの連結手段により連結されていてもよい。
本実施形態では、図１及び図４などに示されるように、一対の操作部５３、それらに接続されるリンク５５ａ及び５５ｂの一部、並びにリンク５６ａ及び５６ｂの一部が、外形カバーの開口部から処置具１の正面側外向き及び背面側の外向きに突出している。
【００２７】
ここで、パンタグラフ機構５２では、対向する連結軸５７及び５８のうちの一方の固定軸５７の位置が固定されており、他方の移動軸５８の位置が可変である。このようなパンタグラフ機構５２の構造により、連結軸５９ａ及び５９ｂに接続されている各操作部５３ａ及び５３ｂは、連動して互いに接近動作及び離間動作が可能である。一対の操作部５３における接近動作及び離間動作が行われる平面（図２及び図５の左右方向からなる面）は、一対の操作部５３の動作平面と表記される場合もある。
【００２８】
図７は、一対の操作部５３が図６に示される状態よりも相互に接近した状態を平面視した平面図である。
図７に示されるように、一対の操作部５３は、各操作面５４ａ及び５４ｂで操作者の手指からの押圧を受けると、リンク５６ｂとリンク５５ｂとのなす角度及びリンク５６ａとリンク５５ａとのなす角度の増大により、連動して互いに接近する。このような一対の操作部５３の接近動作に伴い、移動軸５８は、図７の紙面縦方向にパンタグラフ機構５２が収縮することにより、固定軸５７に対して離間する方向に移動する。
逆に、一対の操作部５３は、リンク５６ｂとリンク５５ｂとのなす角度及びリンク５６ａとリンク５５ａとのなす角度の減少により、連動して互いに離間する。この離間動作に伴い、移動軸５８は、図７の紙面縦方向にパンタグラフ機構５２の伸長により、固定軸５７に対して接近する方向に移動する。
【００２９】
また、本実施形態では、一対の操作部５３が最も離間している状態（例えば、図６に図示される状態）において、一対の操作面５４は、略平行状態となっているため、一対の操作部５３の接近動作に伴い、一対の操作面５４は、先端側の端部どうしが基端側の端部どうしよりも接近する位置関係となる。一対の操作面５４におけるこのような接近軌跡は、手の指先を使った人の摘み動作時の指先の軌跡に限りなく近い軌跡となる。この摘み動作は、関節を曲げず手指を伸ばした状態で物を挟む動作よりも、摘む部分に力を加え易いため、このような一対の操作面５４の動作により、より安定して緻密な操作を可能とすることができる。
【００３０】
パンタグラフ機構５２の移動軸５８にはアーム部６３が回動可能に連結されている。本実施形態では、移動軸５８に固定されている軸支部６１がアーム部６３を正面背面方向に貫通する支軸ピン６２により回動可能に軸支する。但し、移動軸５８とアーム部６３との連結構造は、このような例に限定されず、移動軸５８とアーム部６３とは一体形成されていてもよい。
アーム部６３は、直線棒状の部材であり、その一端が移動軸５８と回動可能に連結されており、他端が操作リンク部６５と回動可能に連結されている。
【００３１】
操作リンク部６５は、上述のようにアーム部６３の一端と回動可能に連結されており、ワイヤ部材７の軸方向に移動可能である。本実施形態では、操作リンク部６５の一部である軸支部６６がアーム部６３を正面背面方向に貫通する支軸ピン６４により回動可能に軸支する。但し、操作リンク部６５とアーム部６３との連結構造はこのような例に限定されない。また、操作リンク部６５と軸支部６６とは一体形成されていなくてもよい。
また、操作リンク部６５は、少なくとも一部がグリップ部５１の外形カバーで覆われており、その外形カバーの内装によりその移動方向がワイヤ部材７の軸方向に制限されている。本実施形態では、ワイヤ部材７の軸方向は、一対の操作部５３の動作平面に直交する方向となっている。即ち、本実施形態では、移動軸５８の移動方向、即ち、一対の操作部５３の動作平面上における固定軸５７に対して移動軸５８が接近及び離間する方向が、その動作平面に直交する方向に変換される。
【００３２】
本実施形態では、操作リンク部６５には、静荷重として、付勢手段（図示せず）からの付勢力が上向きにかかっている。付勢手段は、押しバネなどにより実現される。但し、操作リンク部６５を上向きに付勢できる構造であれば、付勢手段の具体的構造は限定されない。
一方で、動荷重として、操作リンク部６５には、アーム部６３からの押圧力が下向きにかかる。アーム部６３による押圧力の原動力は、一対の操作部５３ｂに対する操作者の操作力（摘み押圧力）であるため、その動荷重は操作荷重とも呼ぶことができる。
なお、ここでは、説明の便宜のため、操作リンク部６５に作用する重力や摩擦抵抗、操作リンク部６５と連動する他の構成の動き抵抗などの他の外力は無視する。
操作荷重が静荷重よりも優位な場合、操作リンク部６５は、下方に移動する。一方で、一対の操作部５３に対して何ら操作が加えられない状態などのように、静荷重が操作荷重よりも優位な場合、操作リンク部６５は、上方に移動する。
【００３３】
加えて、本実施形態では、操作リンク部６５は、変位センサ８０に接続されている。
変位センサ８０は、ワイヤ部材７の変位量（移動量）を検出するセンサであり、リニアポテンショメータと呼ぶこともできる。本実施形態では、変位センサ８０は、直接的には、操作リンク部６５の移動量を検出する。ここで、操作リンク部６５のワイヤ部材７の軸方向の移動量は、ワイヤ部材７の移動量と略等価であるため、変位センサ８０により検出された操作リンク部６５の移動量がワイヤ部材７の移動量とみなされる。更に、本実施形態では、ワイヤ部材７の移動量は、一対の把持片２１の開度にも対応する。
具体的には、変位センサ８０は、グリップ部５１の外形カバーの内装で固定されており、変位センサ８０の測定子８１が操作リンク部６５と接続されている。これにより、測定子８１は、操作リンク部６５と共にワイヤ部材７の軸方向に移動する。これにより、例えば、変位センサ８０は、測定子８１の移動量に応じて、抵抗値を変化させることで、操作リンク部６５の移動量を検出することができる。
変位センサ８０は、ワイヤ部材７の変位量を検出可能なセンサであれば、その具体的態様は上記例に限定されない。変位センサ８０は、ワイヤ部材７の移動量を直接検出するセンサであってもよい。
【００３４】
図８は、本実施形態における操作リンク部６５の内部断面の概略図であり、操作リンク部６５の内部断面を正面側から目視した図である。図８は、一対の把持片２１を開く際の操作リンク部６５の内部断面が示されている。一方で、図２は、一対の把持片２１を閉じる際の操作リンク部６５の内部断面が示されている。
【００３５】
操作リンク部６５とは別にワイヤ部材７の軸方向に移動可能なワイヤ支持部７１及び介在部７４が設けられている。本実施形態では、図２及び図８に示されるように、ワイヤ支持部７１及び介在部７４が、操作リンク部６５とは別体形成されており、操作リンク部６５の内側に設けられている。圧力センサ７７についても、その一部が操作リンク部６５の内側に配置されており、圧力センサ７７の端子部が操作リンク部６５の外部に突出している。
ワイヤ支持部７１は、上述したとおり、ワイヤ部材７の基端を支持し、ワイヤ部材７の軸方向（図２及び図８の上下方向）に移動可能である。ワイヤ支持部７１の移動方向は、操作リンク部６５の内壁により規制されている。
介在部７４は、操作リンク部６５及びワイヤ支持部７１とは別体形成されており、ワイヤ部材７の軸方向において圧力センサ７７とワイヤ支持部７１との間に介在している。介在部７４もワイヤ部材７の軸方向に移動可能であり、その移動方向は、操作リンク部６５の内壁などにより規制されている。
【００３６】
操作リンク部６５は、第一作用面６９及び第二作用面６７を内壁の一部に有する。本実施形態では、第一作用面６９は、ワイヤ部材７を引く向き（図２及び図８の下方）を向く面であり、第二作用面６７は、ワイヤ部材７を押す向き（図２及び図８の上方）を向く面である。但し、厳密には、第一作用面６９は、ワイヤ部材７の軸方向と直交せず、交差している。
第一作用面６９は、図２に示されるように、操作リンク部６５がワイヤ部材７を引く向き（図２の下向き）に移動する際に、圧力センサ７７の第一検出面７８と少なくとも一部で当接しつつ、介在部７４を介して、ワイヤ部材７を引く向きにワイヤ支持部７１を間接的に押す面である。
第二作用面６７は、図８に示されるように、操作リンク部６５がワイヤ部材７を押す向き（図８の上向き）に移動する際に、ワイヤ部材７を押す向き（図８の上向き）にワイヤ支持部７１を直接的に押す面である。本実施形態では、第二作用面６７は、ワイヤ支持部７１と当接しているが、第二作用面６７とワイヤ支持部７１との間にも介在部材が設けられてもよい。この場合、第二作用面６７は、その介在部材を介して、ワイヤ部材７を推す向きにワイヤ支持部７１を押す面であればよい。
【００３７】
圧力センサ７７は、第一検出面７８及びその反対側の第二検出面７９を有する板状のセンサである。圧力センサ７７は、第一検出面７８及び第二検出面７９に対する押圧力を検出可能なセンサであれば、その種類は制限されない。例えば、圧力センサ７７には、第一検出面７８及び第二検出面７９に対する押し付け力に応じて抵抗が変化する押圧力センサが用いられる。
本実施形態では、圧力センサ７７は、その検出面の少なくとも一部が第一作用面６９の少なくとも一部に当接された状態で、操作リンク部６５に固定されている。即ち、圧力センサ７７の第一検出面７８の少なくとも一部は、操作リンク部６５の第一作用面６９の少なくとも一部に常時当接しており、その第二検出面７９の少なくとも一部は、操作リンク部６５がワイヤ部材７を引く向き（図２の下向き）にワイヤ支持部７１を移動させる際に、介在部７４の先端側当接面７６の少なくとも一部に当接する。
介在部７４は、その先端側当接面７６と、基端側当接面７５とを有する。基端側当接面７５は、操作リンク部６５がワイヤ部材７を引く向き（図２の下向き）にワイヤ支持部７１を移動させる際に、ワイヤ支持部７１の当接面７２に当接する。
なお、圧力センサ７７は、操作リンク部６５の第一作用面６９ではなく、介在部７４の先端側当接面７６に当接された状態で固定されてもよい。
【００３８】
本実施形態では、図２及び図８に示されるように、圧力センサ７７は、その第一検出面７８及び第二検出面７９がワイヤ部材７の軸方向と直交せず交差するように、配置されている。具体的には、圧力センサ７７を挟む操作リンク部６５の第一作用面６９と介在部７４の先端側当接面７６とが、ワイヤ部材７の軸方向と直交しない傾きで平行に形成されている。これにより、ワイヤ支持部７１にかかるワイヤ部材７を引く向きの押圧力に比べて、圧力センサ７７の第一検出面７８にかかる同向きの押圧力を軽減し、圧力センサ７７で検出できる力覚の大きさの範囲を拡げることができる。よって、圧力センサ７７の圧力検出範囲が大きい場合には、第一検出面７８及び第二検出面７９がワイヤ部材７の軸方向と直交するように、圧力センサ７７が配置されてもよい。
【００３９】
更に、本実施形態では、図２に示されるように、第一作用面６９がワイヤ支持部７１を介在部７４を介して押している状態において、第二作用面６７とワイヤ支持部７１との間には隙間７３が確保されている（形成される）。この隙間７３により、一対の把持片２１が何も把持していないときのように、処置部２が他の物から反力を受けていないときに、圧力センサ７７が不当な圧力を検知するのを防ぐことができる。この隙間７３が形成されない場合、隙間７３が形成される場合に比べて、圧力センサ７７は、常時所定の圧力を検知してしまうことから、処置部２と被処置物との間に生ずる力の検出誤差を増大させてしまう場合がある。
しかしながら、これは、圧力センサ７７の感度に依存すると考えられるため、圧力センサ７７の感度によっては、隙間７３が形成されなくてもよい。
【００４０】
一方で、本実施形態では、図８に示されるように、操作リンク部６５がワイヤ部材７を押す向き（図８の上向き）にワイヤ支持部７１を移動させる際、即ち、第二作用面６７がワイヤ支持部７１を押している状態では、圧力センサ７７の第二検出面７９上には隙間６８が確保されている（形成される）。具体的には、圧力センサ７７の第二検出面７９と介在部７４の先端側当接面７６との間に隙間６８が生じ、圧力センサ７７の第二検出面７９には押圧がかからない構造となっている。但し、圧力センサ７７は、操作リンク部６５の第一作用面６９ではなく、介在部７４の先端側当接面７６に当接された状態で固定されている場合、圧力センサ７７の第一検出面７８と第一作用面６９との間に隙間６８が確保（形成）されればよい。また、図８に示されるように、第二作用面６７がワイヤ支持部７１を押している状態では、第二作用面６７がワイヤ支持部７１（の下面）と当接しているため、隙間７３は生じない。
【００４１】
本実施形態では、一対の操作部５３に対する操作を処置部２に伝達する手段として、ワイヤ部材７が用いられる。ワイヤ部材７は、操作リンク部６５の上述のような移動により、ハンドル部５内及びシャフト部３内をガイド手段（図示せず）に沿って押し引きされる。ワイヤ部材７は、操作リンク部６５からガイド手段（図示せず）に沿ってハンドル部５内及びシャフト部３内を通り、処置部２に接続されており、処置部２において、そのワイヤ部材７の押し引きによって、一対の把持片２１が開閉するように構成されている。
ワイヤ部材７の材質は、金属、樹脂若しくはそれらの複合体であり、また、単線であっても撚り線であってもよい。また、ワイヤ部材７は、そのような線状体でなく、ロッドのような棒状の部材であってもよい。
【００４２】
図９は、処置具１の動作を概念的に示す図である。図９（ａ）は、一対の把持片２１が開いた状態の鉗子１を示しており、図９（ｂ）は、一対の把持片２１が閉じた状態の鉗子１を示している。加えて、図９（ａ）及び（ｂ）では、各構成要素の動作方向が矢印で概念的に示されている。以下、図９等の図面を用いて、一対の把持片２１の開閉に関わる鉗子１の動作について説明する。
【００４３】
一対の把持片２１の先端を閉じる際には、図９（ｂ）に示されるように、各構成要素は次のように動作する。
操作者の操作により一対の操作部５３が連動して相互に接近する（図７参照）。このとき、一対の操作面５４に操作荷重（動荷重）がかかり、各操作面５４ａ及び５４ｂにおいて先端側のほうが基端側よりもより接近し、操作者の手指の形が指先を使った摘み動作時の形状となる。
一対の操作部５３の接近動作に伴い、移動軸５８が固定軸５７に対して離間する方向に移動する。
移動軸５８が離間方向へ移動すると、アーム部６３が、起き上がる方向に回動し、軸支部６６を介して操作リンク部６５を下方に押圧する。
【００４４】
アーム部６３の押圧により動荷重優位となると、操作リンク部６５は、グリップ部５１の外形カバーの内装により制限されている移動方向のうち下方向に移動する。
操作リンク部６５が下方に移動すると、第一作用面６９が介在部７４を介してワイヤ支持部７１を押し下げ、結果、介在部７４及びワイヤ支持部７１も同様に下方に移動する。これにより、ワイヤ部材７が基端側（グリップ部５１の下端側）に引っ張られ、結果、処置部２が一対の把持片２１の先端を閉じる。
【００４５】
このとき、一対の把持片２１が物を把持していない場合、第一作用面６９と介在部７４の先端側当接面７６との間に介在している圧力センサ７７は、隙間７３の存在により、略一定の圧力を検出する。検出されるこの略一定の圧力を示す値は、物を把持していない状況を示す値である。
一方で、硬い物が把持されている場合、手指の操作に応じて操作リンク部６５の第一作用面６９が介在部７４及びワイヤ支持部７１を押し下げようとするが、一対の把持片２１が閉じなくなる。これにより、ワイヤ部材７が動かなくなり、ワイヤ支持部７１を押し下げることができなくなる。これにより、第一作用面６９がワイヤ支持部７１を押し下げようとする力と、その反力としてのワイヤ支持部７１にかかるワイヤ部材７の張力とに応じて、圧力センサ７７にかかる押圧力が強まる。このように、圧力センサ７７は、操作リンク部６５からワイヤ支持部７１へのワイヤ部材７を引く向き（下向き）の作用力を第一検出面７８に受け、反力としてのワイヤ支持部７１にかかるワイヤ部材７の張力を第二検出面７９に受けることで、処置部２と被処置物との間に作用する力を検出し、ひいては、力覚を検出することができる。
【００４６】
一対の把持片２１の先端が開く際には、各構成要素は次のように動作する。
操作荷重が小さくなる又はなくなると、静荷重優位となり、付勢手段（図示せず）による付勢力により操作リンク部６５が上向きに移動する。
操作リンク部６５が上向きに移動すると、隙間７３がなくなり、操作リンク部６５の第二作用面６７とワイヤ支持部７１とが当接し、その第二作用面６７がワイヤ支持部７１を押し上げる。これにより、ワイヤ部材７が押し出される。ワイヤ部材７が押し出されると、処置部２が一対の把持片２１の先端を開かせる。このとき、ワイヤ支持部７１と共に介在部７４も押し上げられるが、介在部７４の先端側当接面７６と圧力センサ７７の第二検出面７９との間には、隙間６８が形成されているため、圧力センサ７７は圧力を検出しない。
一方で、操作リンク部６５が上向きに移動すると、アーム部６３は、その操作リンク部６５側の支持端が上昇することにより、軸支部６１を介して移動軸５８を固定軸５７に接近する方向に押圧する。
移動軸５８の接近動作に伴い、一対の操作部５３ｂが相互に離間する方向に移動する（図６参照）。これにより、各操作部５３ａ及び５３ｂが略平行状態に近づいていくため、操作者の手指の形が指先を使った摘み動作から解放する形状に変化することになる。
【００４７】
図１０は、本実施形態に係る医療装置を概念的に示す図である。
本実施形態に係る医療装置１０は、図１０に示されるように、処置具１に加えて、制御部１１を更に有する。
処置具１は、圧力センサ７７により検出される圧力情報及び変位センサ８０により検出される変位量情報を出力する出力端子部８５を更に有する。図１０の例では、圧力センサ７７に電気的に接続される出力端子部８５と、変位センサ８０に電気的に接続される出力端子部８５との２つの出力端子部８５が例示されている。但し、出力端子部８５は一つであってもよい。また、処置具１から延設されている配線の先に出力端子部８５が設けられているが、処置具１に端子台として出力端子部８５が設けられていてもよい。
【００４８】
制御部１１は、出力端子部８５から出力される圧力情報及び変位量情報に基づいて、力覚情報を出力装置（図示せず）に出力させる出力処理部１５を有する機器である。具体的には、制御部１１は、出力端子部８５と電気的に接続する入出力インタフェース（図示せず）を有し、その入力インタフェースから得られる電気信号（電圧変位など）に基づいて、圧力情報及び変位量情報を取得する。ここで、処置具１から制御部１１へ出力端子部８５を介して伝送される圧力情報及び変位量情報の伝送手法は、制御部１１がその出力端子部８５から電気的に圧力情報及び変位量情報を得ることができれば、何ら制限されない。
【００４９】
制御部１１は、ＭＰＵ（Micro Processor）、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサ、メモリ、入出力インタフェースを備え、メモリに格納されるプログラムをプロセッサで実行することにより出力処理部１５を実現することができる。また、制御部１１は、出力装置を有していてもよい。制御部１１は、ＰＣ（Personal Computer）、タブレット端末、スマートフォンなどの汎用コンピュータであってもよいし、組み込みマイコンデバイスであってもよい。制御部１１のハードウェア構成は何ら制限されない。
更に、制御部１１は、処置具１の筐体内に内蔵されてもよい。この場合には、処置具１は、力覚情報を出力する出力端子を備えてもよいし、力覚情報を表示する表示部を備えていてもよい。
【００５０】
出力処理部１５は、取得された圧力情報及び変位量情報に基づいて力覚情報を生成し、その力覚情報を出力装置（図示せず）に出力させる。出力装置は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）若しくはＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイ、又は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）ランプ若しくはＬＥＤディスプレイ（７セグメントディスプレイなど）といった表示を出力する装置、印刷装置、音声出力装置の少なくとも一つである。
出力処理部１５により出力される「力覚情報」とは、処置部２が物に触れた際にその物から受ける反力の感覚を示す情報を意味する。本実施形態では、その反力が圧力センサ７７に押圧力として検出され、その反力を受けたときの一対の把持片２１の開度が変位センサ８０により操作リンク部６５の移動量として検出される。そして、本実施形態では、この二つの情報を関連付けた情報又はその二つの情報から導出される情報が「力覚情報」として出力される。このような力覚情報を出力することにより、単に処置部２が受ける反力の大きさのみでなく、その際の処置部２の状態（一対の把持片２１の開度など）が考慮されるため、被処置物の大きさ、固さ、柔らかさなどの特性又は質感を力覚情報として得ることができる。
【００５１】
圧力情報と変位量情報とに基づく力覚情報の出力形態は様々である。例えば、圧力（値）と変位量（開度）との対応関係を示す相対表が力覚情報として出力されてもよいし、圧力（値）と変位量（開度）との対応関係を２軸で示すグラフが力覚情報として出力されてもよい。また、圧力情報は、変位量情報に比べてノイズが乗りやすいため、移動平均化や平滑化フィルタなどが施されてもよい。
【００５２】
図１１は、変位センサ８０で検出される変位量と圧力センサ７７で検出される圧力との対応グラフの例を示す図である。図１１は、本実施形態に係る医療装置のプロトタイプを用いた実験により得られた実測値である。図１１では、変位量が「先端（一対の把持片２１）開度」として横軸に配置され、圧力（値）が縦軸に配置されている。なお、本実施形態では、変位センサ８０としてリニアポテンショメータが採用され、抵抗値の変化に伴う電圧の変化によって変位量が検出されるため、先端開度の単位はボルト（Ｖ）で示されている。また、図１１では、柔らかいものを把持した場合（実線）と固いものを把持した場合（長鎖線）と何も把持していない場合（破線）とが示されている。更に、各場合の圧力については、生データ（丸点）と移動平均化されたデータ（三角点）とがそれぞれ示されている。なお、圧力値５（Ｖ）が本実験で用いられた圧力センサ７７の検出上限であったため、全てのグラフが圧力値５（Ｖ）で収束している。
このグラフによれば、何かものを把持している場合、生データよりも移動平均データのほうが圧力の上昇が緩やかになっている。
更に、このグラフによれば、何も把持されていない状態では、一対の把持片２１が閉まった際に、急激に、圧力が上昇している。また、柔らかいものが把持されている状態では、固いものが把持されている状態に比べて、一対の把持片２１の閉動作に伴う、移動平均された圧力の上昇が緩やかになっている。
出力処理部１５は、図１１に例示されるようなグラフを力覚情報として出力してもよい。
【００５３】
更に、出力処理部１５は、処置部２の動作に伴う圧力の上昇グラフの傾きを算出し、この傾きにより、被処置物の柔らかさ及び固さ（柔固）の程度を力覚情報として出力することもできる。例えば、図１１の例に従い、出力処理部１５は、一対の把持片２１の閉動作に伴う、移動平均された圧力の上昇グラフの傾きを算出することができる。傾きは、微分演算により算出されてもよいし、圧力の検出開始から圧力の検出限界までの開度によって算出されてもよい。当該傾きの算出手法は限定されない。出力処理部１５は、この傾きにより、「把持なし」、「柔らかいものを把持」、「固いものを把持」といった力覚情報を出力することができる。この場合、出力処理部１５は、開度が所定閾値より小さいときの傾きが大きい場合に、「把持なし」と判定し、開度が所定閾値より大きいときの傾きが所定値よりも大きい場合に、「固いものを把持」と判定し、それ以外を「柔らかいものを把持」と判定してもよい。更に、傾きの大きさに複数の閾値を設け、それにより、多段階で柔らかさを判定することもできる。加えて、上昇カーブがはじまる開度に従って、被処置物の大きさを力覚情報として出力することもできる。
但し、圧力センサ７７の感度などによっては、移動平均された圧力ではなく、検出された圧力（値）から算出される傾きにより、被処置物の柔らかさ及び固さの程度を判定してもよい。
このような力覚情報は、文字、図形、色、音声などにより区別可能に出力することができる。
【００５４】
［変形例］
本実施形態では、一対の操作部５３は、それらを互いに離間する操作を受け付ける構成を有していなかった。しかしながら、一対の操作部５３は、そのような構成を有していてもよい。例えば、各操作部５３ａ及び５３ｂを上述したコの字形状ではなく、ロの字形状としてもよい。操作部５３ａは、操作面５４ａに対向する操作面を正面側に更に有し、操作部５３ｂは、操作面５４ｂに対向する操作面を背面側に更に有していてもよい。これら各操作面によれば、操作者の親指及び他の指の背側から、一対の操作部５３を互いに離間させる操作を受け付けることができる。
この場合、付勢手段（図示せず）を除外してもよいし、付勢手段による付勢力を弱め、その付勢力を一対の操作部５３を互いに離間させる操作の助力に用いるようにしてもよい。
【００５５】
また、本実施形態では、図２に示されるように、一対の操作部５３の動作平面を水平面に設定した場合に、グリップ部５１の下端がその上端よりも基端側に向けられており、かつ、シャフト部３の先端がその基端よりも水平面に対して上方に向けられていた。しかしながら、グリップ部５１の長手方向が一対の操作部５３の動作面に直交するように設けられていてもよいし、シャフト部３の長手方向がその動作面と平行に設けられていてもよい。
また、本実施形態では、一対の把持片２１の先端の開閉方向と一対の操作部５３に対する操作方向とが略一致している。しかしながら、各方向は、相違していてもよい。例えば、一対の把持片２１の先端の開閉方向は、上下方向であってもよい。
【００５６】
本実施形態では、一対の操作部５３が、平面視において、シャフト部３の長手方向の延長線を挟んだ両側にそれぞれ設けられており、連動して互いに接近動作及び離間動作が可能に構成されていた。しかしながら、処置部２を作動させる操作部は、ワイヤ部材７の押し引きにより処置部２を作動させ得る構造であれば、上記特許文献２及び３に記載されるような操作部の構造を有していてもよい。例えば、特許文献２に開示される鉗子は、グリップの前後に設けられてグリップに対して出没可能とされた後ボタン部と前ボタン部ｂとを有し、前後のボタン部をそれぞれ押圧することで、先端作動部を作動させる。また、特許文献３に開示される鉗子は、操作者が指を掛けて操作する固定ハンドル及び可動ハンドルがシャフトの長手方向に沿って前後に配列されている。
【００５７】
また、本実施形態では、ワイヤ支持部７１と介在部７４とが別体形成されていたが、それらは一体形成されていてもよい。この場合、操作リンク部６５がワイヤ部材７を引く向きに移動する際には、第一作用面６９は、圧力センサ７７の第一検出面７８と少なくとも一部で当接しつつ、ワイヤ部材７を引く向きにその第一検出面７８を介してワイヤ支持部７１（と一体形成された介在部７４）の先端側当接面７６を押す。
更に、本実施形態は、開く際に一対の把持片２１の外側に作用する反力を検出する構造も更に有していてもよい。この場合には、上述した通り、処置具１は、一対の操作部５３を互いに離間させる操作を受け付ける構造（操作面など）と、操作リンク部６５からワイヤ支持部７１へのワイヤ部材７を押す向きの作用力を第一検出面に受け、反力としてのワイヤ支持部７１にかかるワイヤ部材７の押す力（圧力）を該第一検出面の反対側の第二検出面に受ける圧力センサとを更に備えればよい。この圧力センサは、例えば、第二作用面６７とワイヤ支持部７１の下面との間に配置されればよい。この場合であっても、第二作用面６７がワイヤ支持部７１を押している状態では、圧力センサ７７の第二検出面７９上には隙間６８が確保されているため、処置部２が他の物から反力を受けていないときに、その圧力センサが不当な圧力を検知するのを防ぐことができる。
【符号の説明】
【００５８】
１  処置具
２  処置部
３  シャフト部
５  ハンドル部
７  ワイヤ部材
８  ワイヤ部材の基端
１０  医療装置
１１  制御部
１５  出力処理部
２１  把持片
５１  グリップ部
５２  パンタグラフ機構
５３  一対の操作部
５３ａ、５３ｂ  操作部
５４  一対の操作面
５４ａ、５４ｂ  操作面
５５ａ、５５ｂ、５６ａ、５６ｂ  リンク
５７  固定軸、連結軸
５８  移動軸、連結軸
５９ａ、５９ｂ  連結軸
６１、６６  軸支部
６２、６４  支軸ピン
６３  アーム部
６５  操作リンク部
６６  軸支部
６７  第二作用面
６８  隙間
６９  第一作用面
７１  ワイヤ支持部
７２  当接面
７３  隙間
７４  介在部
７５  基端側当接面
７６  先端側当接面
７７  圧力センサ
７８  第一検出面
７９  第二検出面
８０  変位センサ
８１  測定子
８５  出力端子部
【図１】
0006683369.tif 000002
【図２】
0006683369.tif 000003
【図３】
0006683369.tif 000004
【図４】
0006683369.tif 000005
【図５】
0006683369.tif 000006
【図６】
0006683369.tif 000007
【図７】
0006683369.tif 000008
【図８】
0006683369.tif 000009
【図９】
0006683369.tif 000010
【図１０】
0006683369.tif 000011
【図１１】
0006683369.tif 000012