(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々が、先端側に術具が設けられた可撓性シャフトを含む手術器具の前記可撓性シャフトを内部に挿入可能な複数のインナーチューブと、
前記複数のインナーチューブを内部に挿入可能であり、体腔に挿入されるアウターチューブと、
各前記インナーチューブを屈曲させる操作要素を含み、前記操作要素を電動制御するインナーチューブ駆動機構とを備える、医療用器具。
【請求項２】
前記インナーチューブ駆動機構は、駆動指令信号を受信し、受信した前記駆動指令信号に基づいて前記操作要素を電動制御する、請求項１に記載の医療用器具。
【請求項３】
前記駆動指令信号は、遠隔配置された遠隔操作装置から送信される、請求項２に記載の医療用器具。
【請求項４】
前記駆動指令信号は、前記インナーチューブの傾きを示す、請求項２または請求項３に記載の医療用器具。
【請求項５】
前記インナーチューブ駆動機構はモータを含み、前記モータを制御する制御部により前記操作要素が電動制御される、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の医療用器具。
【請求項６】
前記インナーチューブ駆動機構は、前記操作要素が接続されたギアを含む、請求項５に記載の医療用器具。
【請求項７】
前記操作要素はワイヤであり、
前記ワイヤは、第１端が前記インナーチューブの先端部に固定され、第２端が前記ギアに固定されており、
前記インナーチューブ駆動機構は、前記モータにより前記ギアを駆動させることにより、前記ワイヤの引き込みまたは送り出しを行う、請求項６に記載の医療用器具。
【請求項８】
前記手術器具は、多関節部を含み、
前記多関節部は、前記手術器具が前記インナーチューブに挿入された状態において、前記インナーチューブの屈曲方向とは反対の方向に屈曲可能である、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の医療用器具。
【請求項９】
前記アウターチューブは、前記インナーチューブの挿入を案内するガイド部を含み、
前記インナーチューブは、前記ガイド部に摺動可能に係合する係合部を含んでいる、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の医療用器具。
【請求項１０】
前記係合部は、前記インナーチューブの外周面において前記インナーチューブの軸方向に断続的に延設されている、請求項９に記載の医療用器具。
【請求項１１】
前記インナーチューブは、前記アウターチューブの内部に挿入された状態で、少なくとも一部が前記アウターチューブから露出している、請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の医療用器具。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の医療用器具と、
前記医療用器具の前記アウターチューブを把持する把持部、および前記把持部を一定位置に固定支持する支持部を含む把持機構とを備える、手術システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療用器具および手術システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内視鏡、鉗子またはメス等の処置具を体腔内へ挿入して、体腔内の手術が行われている。このような手術を行うための医療用器具として、内視鏡と、該内視鏡の観察下において使用される前記処置具と、前記内視鏡と前記処置具とを夫々内部に進退自在に挿入可能である複数のインナーチューブと、前記インナーチューブを挿入可能であるアウターチューブとを備える内視鏡治療装置が知られている（たとえば、国際公開第２０１５／１０７９９４号（特許文献１）参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１５／１０７９９４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような複数のインナーチューブを挿入可能なアウターチューブを有する医療用器具を用いて手術を行う場合、手術開始時にラチェット機構などによりインナーチューブを固定したうえで、インナーチューブ内の処置具を操作していた。【０００５】
しかしながら、インナーチューブの屈曲角度または方向を手術中に変更したい場合もあり、この場合は、たとえば術者の指示を受けた助手等の人手により変更されるため、術者の指示通りにインナーチューブの屈曲角度または方向を変更することは容易ではなかった。【０００６】
この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、インナーチューブを挿入可能なアウターチューブを有する医療用器具を用いた処置をより良好に行うことのできる医療用器具および手術システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明のある局面に係る医療用器具は、手術器具を内部に挿入可能であり、操作要素の動作に応じて屈曲するインナーチューブと、１または複数の前記インナーチューブを内部に挿入可能であり、体腔に挿入されるアウターチューブと、前記操作要素を電動制御するインナーチューブ駆動機構とを備える。【０００８】
また、上記目的を達成するための本発明のある局面に係る手術システムは、前記医療用器具の前記アウターチューブを把持する把持部と、前記把持部を一定位置に固定支持する支持部とを含む把持機構と、前記医療用器具とを備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、インナーチューブを挿入可能なアウターチューブを有する医療用器具を用いた処置をより良好に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態に係る手術システムの構成を示す図である。
【図２】図１における医療用器具および把持機構の構成を拡大して示した斜視図である。
【図３】アウターチューブの内部にインナーチューブが挿入されている状態を示す斜視図である。
【図４】図３におけるＩＶ−ＩＶ線に沿った断面を示す断面斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るインナーチューブの構成を示す斜視図である。
【図６】図５におけるＶＩ−ＶＩ線に沿った断面を示す断面図である。
【図７】手術器具の構成例を概略的に示す図である。
【図８】手術器具の先端側の構成を詳細に示す図である。
【図９】本発明の実施の形態に係るインナーチューブ駆動機構の構成を示す斜視図である。
【図１０】制御器の構成例を示すブロック図である。
【図１１】第１操作部としてのハンドコントロールの構成例を示す図である。
【図１２】第２操作部の構成例を示す図である。
【図１３】インナーチューブの傾きの角度を示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態に係る把持機構を示す斜視図である。
【図１５】図１４に示す把持機構における把持部の開状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
最初に、本発明の実施形態の内容を列記して説明する。
【００１２】
（１）本発明の実施の形態に係る医療用器具は、手術器具を内部に挿入可能であり、操作要素の動作に応じて屈曲するインナーチューブと、１または複数の前記インナーチューブを内部に挿入可能であり、体腔に挿入されるアウターチューブと、前記操作要素を電動制御するインナーチューブ駆動機構とを備える。
【００１３】
このような構成により、インナーチューブを直接人手によって屈曲させることなく、インナーチューブ駆動機構の動作によってインナーチューブを屈曲させることができるため、より正確かつ容易にインナーチューブの屈曲を行うことができる。また、たとえば、インナーチューブ内へ手術器具を挿入するために、インナーチューブを直線状に変形させる場合において、インナーチューブを正確に直線状にすることができるため、手術器具の挿入を容易に行うことができる。したがって、インナーチューブを挿入可能なアウターチューブを有する医療用器具を用いた処置をより良好に行うことができる。
【００１４】
（２）好ましくは、前記インナーチューブ駆動機構は、駆動指令信号を受信し、受信した前記駆動指令信号に基づいて前記操作要素を電動制御する。
【００１５】
このような構成により、遠隔からインナーチューブを屈曲させることが可能であるため、たとえば、患者から離れた場所にいる術者が、手術器具の操作に加えて、さらに、インナーチューブの屈曲を操作可能となり、操作性を向上させることができる。
【００１６】
（３）より好ましくは、前記駆動指令信号は、遠隔配置された遠隔操作装置によって与えられる。
【００１７】
このような構成により、たとえば術者が、遠隔操作装置を操作することにより、インナーチューブを屈曲させることができる。
【００１８】
（４）より好ましくは、前記駆動指令信号は、前記インナーチューブの傾きを示す。
【００１９】
このような構成により、たとえば、駆動指令信号において傾きを指定することにより、インナーチューブを任意の傾きに屈曲させることができる。
【００２０】
（５）好ましくは、前記インナーチューブ駆動機構はモータを含み、前記モータにより前記操作要素が電動制御される。
【００２１】
このような構成により、モータの回転を利用して、インナーチューブを容易に屈曲させることができる。また、たとえばモータの回転を調整することにより、インナーチューブの傾きを段階的に変更することができる。
【００２２】
（６）好ましくは、インナーチューブ駆動機構は、前記操作要素が接続されたギアを含む。
【００２３】
このような構成により、ギアを回転させて操作要素を動作させるという簡単な構成により、インナーチューブを正確かつ容易に屈曲させることができる。
【００２４】
（７）より好ましくは、前記操作要素はワイヤであり、前記インナーチューブ駆動機構は、駆動指令信号を受信し、受信した前記駆動指令信号に基づいて、前記モータによりギアを駆動させることにより、前記ワイヤの引き込みまたは送り出しを行う。
【００２５】
このような構成により、より簡単な構成によって、インナーチューブを正確かつ容易に屈曲させることができる。
【００２６】
（８）好ましくは、前記手術器具は、多関節部を備え、前記多関節部は、前記手術器具が前記インナーチューブに挿入された状態において、前記インナーチューブの屈曲方向とは反対の方向に屈曲可能である。
【００２７】
このような構成により、手術器具の可動域を広くすることができるため、当該手術器具の先端に設けられた術具の手術箇所に対する位置および向きを任意に変更することができる。
【００２８】
（９）本発明の実施の形態に係る手術システムは、前記医療用器具の前記アウターチューブを把持する把持部、および前記把持部を一定位置に固定支持する支持部を含む把持機構と、前記医療用器具とを備える。
【００２９】
インナーチューブ駆動機構を備える医療用器具は、重量が増すため、従来のようなカニューラまたは人手で当該医療用器具を把持することは困難であることから、上記のように、医療用器具のアウターチューブを把持する把持機構を採用することは、特に有用である。
【００３０】
また、本発明の実施の形態に係る把持機構は、手術器具を内部に挿入可能であり、可撓性を有するインナーチューブと、１または複数の前記インナーチューブを内部に挿入可能であり、体腔に挿入されるアウターチューブと、を備える医療用器具を把持する把持機構であって、前記アウターチューブを把持する把持部と、前記把持部を固定支持する支持部とを備え、前記支持部は、前記医療用器具の位置および向きを調整可能とする少なくとも１つの関節部を有する。
【００３１】
このような構成により、把持部に把持された医療用器具の位置および向きを任意に調整することができる。したがって、インナーチューブを挿入可能なアウターチューブを有する医療用器具を用いた処置をより良好に行うことができる。
【００３２】
好ましくは、前記把持部は、前記アウターチューブを内部に挿入可能な開口部が形成され、前記開口部の径の大きさが変更可能な調整機構を含む。
【００３３】
このような構成により、たとえば、医療用器具が挿入される場所に応じて外径の大きさの異なるアウターチューブが使用される場合であっても、使用されるアウターチューブに応じて開口部の径の大きさを変更することにより、これらのアウターチューブをそれぞれ把持することができる。
【００３４】
より好ましくは、前記調整機構は、前記開口部に対して着脱可能な調整部材であり、前記調整部材の着脱により、前記開口部の径の大きさを変更可能である。
【００３５】
このような構成により、多くの種類の開口部の径の大きさに対応することができる。
【００３６】
より好ましくは、前記調整機構は、前記開口部の中心へ向かって突出可能に形成され、突出量を変更可能な爪部である。
【００３７】
このような構成により、部材を多く用いることなく、開口部の径の大きさを容易に変更することができる。
【００３８】
好ましくは、前記医療用器具は、腹腔鏡用手術に用いられる器具である。
【００３９】
腹腔鏡用手術の場合、たとえば、医療用器具は、患者の体表に形成された切開部から体腔へ挿入されるため、口腔などの自然孔から挿入される場合と比較して、医療用器具の位置および向きが固定されにくい。このため、医療用器具を上記のように把持する把持機構は、腹腔鏡用手術に用いられる医療用器具を把持する場合に特に有用である。
【００４０】
好ましくは、前記アウターチューブの内部には、前記インナーチューブの挿入を案内するガイド部が設けられている。
【００４１】
このような構成により、アウターチューブの内部へのインナーチューブの挿入を容易に行うことができる。また、アウターチューブの内部にインナーチューブが挿入された状態において、医療用器具の位置または向きを変更した場合であっても、インナーチューブとアウターチューブとの位置関係を保つことができる。
【００４２】
好ましくは、前記把持部は、環形状である。
【００４３】
このような構成により、把持部の位置または向きを変更した場合であっても、把持部が他の器具または作業者等と接触する可能性を低く抑えることができる。
【００４４】
好ましくは、前記支持部は、複数のアーム部が前記関節部を介して連結されている継手を含む。
【００４５】
このような構成により、医療用器具の位置および向きのより細かい調整を行うことができる。
【００４６】
より好ましくは、前記支持部は、さらに、前記継手と前記把持部とを接続する接続部を含む。
【００４７】
このような構成により、複雑な構成を要することなく、医療用器具を任意の位置および向きに把持する把持機構を実現することができる。
【００４８】
より好ましくは、前記接続部は、棒形状であり、前記把持部の外周面から延設されている。
【００４９】
このような構成により、接続部の構造体への接続作業を容易に行うことができる。
【００５０】
好ましくは、前記把持部は、互いに結合可能な複数の構成部材を有し、前記複数の構成部材が結合されることにより、前記アウターチューブを内部に挿入可能な開口部が形成され、前記把持機構は、さらに、前記複数の構成部材が結合された状態を固定するための固定部材を備える。
【００５１】
このような構成により、たとえば、複数の構成部材の結合を解除して開口部の径を大きくすることにより、アウターチューブの着脱を容易に行うことができる。また、上記のように、固定部材により複数の構成部材が結合された状態を固定することができるため、アウターチューブをより確実に把持することができる。
【００５２】
好ましくは、前記支持部は、さらに、継手、および前記継手と前記把持部とを接続する接続部を含み、前記固定部材と、前記接続部とは、前記開口部を介して対向している。
【００５３】
このような構成により、たとえば、医療用器具の向きを変更するために、接続部を軸として把持部を回転させた場合であっても、固定部材の位置が大きく変化することがない。このため、医療用器具の向きに関わらず、固定部材が他の器具または作業者等と接触する可能性を低く抑えることができる。
【００５４】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。また、以下に記載する実施の形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
【００５５】
［全体の概略構成］
図１は、本発明の実施の形態に係る手術システム２０１の構成を示す図である。
【００５６】
図１に示すように、手術システム２０１は、術者Ｗが手術器具１および医療用器具１０１を遠隔的に操作することによって、治療台１１１上の患者Ｐの体内に挿入した手術器具１により低侵襲手術を行う遠隔手術システムである。
【００５７】
手術器具１は、たとえば治療台１１１に取り付けられた支持台１１３に支持される。手術器具１は、細長く形成された可撓性シャフトを備え、先端側に多関節で連結される術具を備える。
【００５８】
手術器具１、医療用器具１０１、および操作部（遠隔操作装置）５は、制御器４に電気的に接続される。操作部５は、術者Ｗにより操作されると、制御器４を介して手術器具１および医療用器具１０１に動作指令を与える。これにより、手術器具１および医療用器具１０１を遠隔操作することができる。
【００５９】
図２は、図１における医療用器具１０１および把持機構１０２の構成を拡大して示した斜視図である。
【００６０】
図２を参照して、医療用器具１０１は、内視鏡手術等に用いられる器具であって、手術器具１が挿入される１または複数のインナーチューブ１１と、アウターチューブ１２と、インナーチューブ駆動機構１０３とを備える。医療用器具１０１のインナーチューブ１１に、手術器具１の先端側に設けられた可撓性シャフト２および術具２２が挿入される。
【００６１】
医療用器具１０１は、たとえば腹腔鏡内手術が行われる場合、患者の体表に形成された切開部Ｘから体腔へ挿入される。なお、医療用器具１０１は、切開部Ｘから挿入される代わりに、口腔などの自然孔から患者の体内へ挿入されてもよい。すなわち、医療用器具１０１は、腹腔鏡内手術に限らず、自然開口部越経管腔的内視鏡手術などに用いられてもよい。
【００６２】
インナーチューブ１１は、筒形状であり、可撓性を有する。また、インナーチューブ１１は、インナーチューブ駆動機構１０３に含まれる操作要素の動作に応じて屈曲する。アウターチューブ１２は、インナーチューブ１１の外径よりも内径が大きい筒形状であり、可撓性を有する。また、アウターチューブ１２は、内部に１または複数のインナーチューブ１１が挿入される。また、アウターチューブ１２は、たとえば外径の大きさの異なる複数種類が用意されている。
【００６３】
具体的には、腹腔鏡内手術が行われる場合、一般的に外径の大きさが２０ｍｍ〜４０ｍｍであるアウターチューブ１２が使用される。また、自然開口部越経管腔的内視鏡手術が行われる場合、一般的に外径の大きさが２０ｍｍ程度のアウターチューブ１２が使用される。
【００６４】
インナーチューブ駆動機構１０３は、インナーチューブ１１を屈曲させるための操作要素を電動制御する。
【００６５】
把持機構１０２は、医療用器具１０１のアウターチューブ１２の基端側、すなわち体表に挿入されない側の外径を把持して、当該医療用器具１０１の位置および向きを固定する。また、把持機構１０２は、たとえば、治療台１１１付近に設置された継手１０５を備える。
【００６６】
［医療用器具］
図３は、アウターチューブ１２の内部にインナーチューブ１１が挿入されている状態を示す斜視図である。また、図４は、図３におけるＩＶ−ＩＶ線に沿った断面を示す断面斜視図である。
【００６７】
図３および図４を参照して、アウターチューブ１２は、インナーチューブ１１の挿入を案内する１または複数のガイド部２１を有する。ガイド部２１は、たとえば、アウターチューブ１２の内壁においてアウターチューブ１２の軸方向に延設された蟻溝であって、図４に示すように、アウターチューブ１２の内周面から外周面へ向かう方向へ徐々に広がった略台形の断面形状を有する。
【００６８】
図５は、本発明の実施の形態に係るインナーチューブ１１の構成を示す斜視図である。
【００６９】
図５を参照して、インナーチューブ１１は、ある程度硬質であり可撓性を有する軸部３０と、屈曲部３１と、先端部３２と、基端部３３とを含む。また、インナーチューブ１１は、軸部３０の外周面において軸方向に断続的に延設された係合部３４を含む。
【００７０】
アウターチューブ１２の内部にインナーチューブ１１が挿入された状態では、少なくとも屈曲部３１の一部および先端部３２がアウターチューブ１２から露出する。また、アウターチューブ１２の内部にインナーチューブ１１が挿入された状態において、屈曲部３１は、インナーチューブ駆動機構１０３の動作により屈曲可能である。
【００７１】
図６は、図５におけるＶＩ−ＶＩ線に沿った断面を示す断面図である。
【００７２】
図６を参照して、係合部３４は、たとえば、インナーチューブ１１の内周面から外周面へ向かう方向へ徐々に広がった略台形の断面形状を有する。
【００７３】
係合部３４は、アウターチューブ１２の内部にインナーチューブ１１が挿入される際、アウターチューブ１２におけるガイド部２１に摺動可能に係合される。これにより、アウターチューブ１２の内部にインナーチューブ１１が挿入された状態において、医療用器具１０１の位置または向きが変更された場合であっても、インナーチューブ１１とアウターチューブ１２との位置関係を保つことができる。
【００７４】
係合部３４の内部には操作要素としてワイヤ部材５１ａが挿通しており、図５に示すように、ワイヤ部材５１ａの一端側はインナーチューブ１１の先端部３２に固定されている。ワイヤ部材５１ａの他端側を引き込み動作または送り出し動作させることにより、屈曲部３１を屈曲させることができる。
【００７５】
また、図５に示すように、断続的に設けられた係合部３４は、屈曲したアウターチューブ１２にインナーチューブ１１を挿抜する場合に好適であるが、係合部３４が軸部３０の軸方向に連続的に設けられてもよい。
【００７６】
なお、医療用器具１０１の位置または角度の調整時においてアウターチューブ１２とインナーチューブ１１との位置関係を正確に維持することを要しないような場合は、アウターチューブ１２は、上記のようなガイド部２１を有さなくてもよく、また、インナーチューブ１１は、上記のような係合部３４を有さなくてもよい。
【００７７】
また、再び図３を参照して、インナーチューブ１１を操作する操作要素として、ワイヤ部材５１ａ，５１ｂが設けられているが、ワイヤ部材５１ａ，５１ｂの代わりに、たとえば、屈曲可能に連結された複数のロッド、複数の平板、またはロッドと平板との組み合わせが用いられてもよい。
【００７８】
また、操作要素として、ワイヤ部材５１ａと、複数のロッドまたは複数の平板との組み合わせが用いられてもよい。たとえば、操作要素のうち、係合部３４に挿通している部分がワイヤ部材５１ａであり、係合部３４と先端部３２とを繋ぐ露出部分が屈曲可能に連結された複数のロッドなどであってもよい。
【００７９】
［手術器具］
図７は、手術器具１の構成例を概略的に示す図である。
【００８０】
図７に示すように、手術器具１は、先端に位置する鉗子等の術具２２と、手首関節部２３と、多関節部２４と、可撓性シャフト２２と、手術器具駆動機構２７とを備える。
【００８１】
手術器具駆動機構２７には、サーボモータなどの複数のモータが内蔵されている。複数のモータは、それぞれ、ワイヤを介して術具２２および多関節部２４と連結され、トルク伝達チューブを介して手首関節部２３と連結されている。これにより、手術器具駆動機構２７は、術具２２、多関節部２４、および手首関節部２３を独立して駆動させることができる。
【００８２】
また、手術器具駆動機構２７は、歯車機構などを介して、外部モータＹ１およびＹ２と連結されており、外部モータＹ１の駆動により手術器具駆動機構２７が可撓性シャフト２２の軸、すなわち図７に示すＺ軸周りに回転し、外部モータＹ２の駆動により手術器具駆動機構２７が可撓性シャフト２２の軸方向に摺動する。
【００８３】
したがって、本発明の実施の形態に係る手術器具１の先端部分の動作は、図７の矢印で示されるように５自由度を有する。なお、手術器具１の先端部分の動作は、たとえば多関節部２４を第１多関節部と第２多関節部とに分割して６自由度にしたり、手術器具駆動機構２７の回転を省略して４自由度にしたりしてもよく、手術器具１が５自由であることに限定されない。
【００８４】
図８は、手術器具１の先端側の構成を詳細に示す図である。
【００８５】
図８に示すように、多関節部２４は、ピン２８を介して軸線方向に一列に連なった複数のコマ部材２９を含む。コマ部材２９は、多関節部２４の軸線方向に延在する円柱状に形成されている。そして、コマ部材２９は、コマ部材２９の軸線から両側に離れるに従ってコマ部材２９の軸線方向の厚さ寸法が小さくなるテーパー状に形成されている。
【００８６】
コマ部材２９の軸線から離れた両側にはコマ部材２９の軸線と平行して多関節操作ケーブル４１が挿通されており、多関節操作ケーブル４１の一端は、連続するコマ部材２９の先端側固定端４５に固定され、多関節操作ケーブル４１の他端は、手術器具駆動機構２７内のモータに接続されている。コマ部材２９の両側に挿通された多関節操作ケーブル４１の一方を引き込み、他方を送り出すことにより、術具２２を所望の方向へ屈曲させることができる。
【００８７】
また、コマ部材２９の軸線付近にはトルク伝達チューブ４７が挿通されている。トルク伝達チューブ４７の一端は手首関節部２３に固定され、他端は手術器具駆動機構２７内のモータに接続されている。トルク伝達チューブ４７により、チューブの他端にかかるトルクを一端に伝達することができ、手首関節部２３をコマ部材２９の軸線周りに回転させることができる。
【００８８】
そして、コマ部材２９の軸線付近にはさらに術具操作ケーブル４６が挿通されている。術具操作ケーブル４６の第１端は図示しない術具操作子に連結され、術具操作ケーブル４６の第２端は手術器具駆動機構２７内のモータに接続されている。術具操作ケーブル４６を引き込む操作、または送り出す操作を行うことにより、たとえば術具２２が把持鉗子である場合、把持鉗子の開閉動作を行うことができる。
【００８９】
なお、術具２２は、鉗子、メス、フック、または内視鏡などであり、開閉動作に限らず、回転動作を行ってもよい。
【００９０】
［インナーチューブ駆動機構］
次に、インナーチューブ駆動機構１０３の詳細な構成について説明する。
【００９１】
図９は、本発明の実施の形態に係るインナーチューブ駆動機構１０３の構成を示す斜視図である。
【００９２】
図９を参照して、インナーチューブ駆動機構１０３は、インナーチューブ駆動用モータ４２ａ，４２ｂと、インナーチューブ１１の軸方向に沿って設けられた操作要素としてのワイヤ部材５１ａ，５１ｂと、インナーチューブ１１の基端部３３に設けられたギア部５２ａ，５２ｂとを含む。
【００９３】
ワイヤ部材５１ａ，５１ｂは、第１端がインナーチューブ１１の先端部３２に固定されている。また、ワイヤ部材５１ａ，５１ｂは、屈曲部３１の外側を通り、軸部３０を挿通して、第２端がギア部５２ａ，５２ｂに固定されている。
【００９４】
インナーチューブ駆動用モータ４２ａ，４２ｂは、たとえば操作部５の操作によって制御器４経由で動作指令が与えられることにより、ギア部５２ａ，５２ｂを回転させる。
【００９５】
以上のように、インナーチューブ駆動用モータ４２ａ，４２ｂを有するインナーチューブ駆動機構１０３を設けることにより、１操作自由度を追加することができる。図７および図８で例示した手術器具１の場合、操作自由度が５であったものを６の操作自由度とすることができる。
【００９６】
また、インナーチューブ駆動用モータ４２ａ，４２ｂを有するインナーチューブ駆動機構１０３を設けることにより、インナーチューブ１１の屈曲率を任意に段階的に変更および固定することができる。
【００９７】
［手術システムの動作方法］
図１０は、制御器４の構成例を示すブロック図である。
【００９８】
図１０に示すように、制御器４は、たとえばＣＰＵ等の演算器を有する。制御器４は、集中制御する単独の制御器で構成されてもよく、互いに協働して分散制御する複数の制御器で構成されてもよい。
【００９９】
操作部５は、術者Ｗが操作して、医療用器具１０１および手術器具１の動作によって実行されるべき動作命令を入力するためのものである。操作部５は、制御器４と有線または無線で通信可能に構成されている。そして、操作部５は、術者Ｗによって入力された医療用器具１０１および手術器具１によって実行されるべき動作命令をデータに変換し、制御器４へ送信する。そして、制御器４は、操作部５から受信した動作命令データに基づいて、有線または無線で遠隔的に医療用器具１０１および手術器具１の動作を制御する。
【０１００】
具体的には、制御器４は、制御部１２１と、多関節駆動部１２２と、術具駆動部１２３と、手首関節駆動部１２４と、インナーチューブ駆動部１２５と、外部モータ駆動部１２６とを含む。制御器４における制御部１２１は、操作部５から動作命令データを受信すると、受信した動作命令データを、多関節駆動部１２２、術具駆動部１２３、手首関節駆動部１２４、インナーチューブ駆動部１２５および外部モータ駆動部１２６のうちの対応する駆動部へ出力する。
【０１０１】
多関節駆動部１２２は、制御部１２１から動作命令データを受けると、当該動作命令データに基づいて、手術器具駆動機構２７に動作指令を与えることにより、多関節部２４を駆動させる。また、術具駆動部１２３は、制御部１２１から動作命令データを受けると、当該動作命令データに基づいて、手術器具駆動機構２７に動作指令を与えることにより、術具２２を駆動させる。また、手首関節駆動部１２４は、制御部１２１から動作命令データを受けると、当該動作命令データに基づいて、手術器具駆動機構２７に動作指令を与えることにより、手首関節部２３を駆動させる。
【０１０２】
外部モータ駆動部１２６は、制御部１２１から動作命令データを受けると、当該動作命令データに基づいて、外部モータＹ１，Ｙ２に動作指令を与えることにより、外部モータＹ１，Ｙ２を駆動させる。
【０１０３】
インナーチューブ駆動部１２５は、制御部１２１から動作命令データを受けると、当該動作命令データに基づいて、インナーチューブ駆動機構１０３のインナーチューブ駆動用モータ４２ａ，４２ｂに動作指令を与えることにより、インナーチューブ１１を屈曲させる。
【０１０４】
また、制御部１２１は、たとえば、操作部５から受けた動作命令データの内容を表示装置１４１に表示する。
【０１０５】
操作部５は、たとえば、手術器具駆動機構２７に動作指令を与えるための第１操作部５Ａと、インナーチューブ駆動機構１０３のインナーチューブ駆動用モータ４２ａ，４２ｂに動作指令を与えるための第２操作部５Ｂとを備える。
【０１０６】
図１１は、第１操作部５Ａとしてのハンドコントロール１３０の構成例を示す図である。
【０１０７】
図１１に示すように、ハンドコントロール１３０は、複数のリンク部材１３１，１３２，１３３，１３４と、昇降ガイド１３５と、ハンドグリップ１３６と含み、それぞれが回転または直進ジョイントで連結されている。また、ハンドコントロール１３０は、さらに、ハンドグリップ１３６に対して開閉可能に連結されたハンドグリップ１３７を含む。このような構成により、ハンドコントロール１３０は、最大８自由度の入力が可能となっている。
【０１０８】
なお、たとえば、リンク部材１３１とリンク部材１３２とを連動して動作させることにより自由度を減らしたり、リンク部材１３１およびリンク部材１３２の少なくともいずれか１つを設けないことにより、１または２の自由度を減らしたりしてもよい。
【０１０９】
図１２は、第２操作部５Ｂの構成例を示す図である。第２操作部５Ｂは、たとえば第１操作部５Ａに隣接して配置される。また、図１３は、インナーチューブ１１の傾きの角度を示す図である。
【０１１０】
図１２を参照して、第２操作部５Ｂは、たとえば、回転つまみ６１と、表示部６２とを含む。インナーチューブ駆動用モータ４２ａ，４２ｂは、たとえば、第２操作部５Ｂにおける回転つまみ６１の回転に連動する。
【０１１１】
具体的には、術者等が回転つまみ６１を回転させると、回転つまみ６１の回転角に対応する角度αの値が表示部６２に表示される。
【０１１２】
なお、角度αは、回転つまみ６１の回転角と同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。また、表示部６２には、具体的な数値である角度αの代わりに、たとえば「大」、「中」、「小」など、回転つまみ６１の回転角に応じた傾きのレベルが表示されてもよい。
【０１１３】
回転つまみ６１の回転角に対応する角度α、または回転つまみ６１の回転角に応じた傾きのレベルを示す駆動指令信号は、制御器４を介して、インナーチューブ駆動機構１０３におけるインナーチューブ駆動用モータ４２ａおよび４２ｂへ有線または無線でそれぞれ送信される。
【０１１４】
インナーチューブ駆動用モータ４２ｂは、たとえば、駆動指令信号の示す角度３０°に対応する分だけギア部５２ａを回転させることにより、ワイヤ部５１ａを引く。これにより、屈曲部３１は、軸部３０の中心軸Ｏに対して図９に示す矢印Ａ２の方向へ角度α、すなわち３０°傾く。
【０１１５】
なお、インナーチューブ１１の屈曲方向は、ワイヤ部材５１ａ、ワイヤ部材５１ｂ、および軸部３０の中心軸Ｏを包含する面の面内方向であり、角度αは、図１３に示すように、インナーチューブ１１の先端における屈曲半径の接線の角度である。
【０１１６】
たとえば、術者等が、回転つまみ６１を図１２に示す矢印Ａ１の方向へ３０°回転させると、表示部６２には、角度αとして「３０°」が表示され、制御器４は、「３０°」を示す駆動指令信号を、インナーチューブ駆動用モータ４２ａおよび４２ｂへそれぞれ送信する。
【０１１７】
また、たとえば、術者等が、回転つまみ６１を図１２に示す矢印Ｂ１の方向へ３０°回転させると、表示部６２には、角度αとして「−３０°」が表示され、制御器４は、「−３０°」を示す駆動指令信号を、インナーチューブ駆動用モータ４２ａおよび４２ｂへそれぞれ送信する。
【０１１８】
インナーチューブ駆動用モータ４２ｂは、たとえば、駆動指令信号の示す角度３０°に対応する分だけギア部５２ｂを回転させることにより、ワイヤ部５１ｂを引く。これにより、屈曲部３１は、軸部３０の中心軸Ｏに対して図９に示す矢印Ｂ２の方向へ角度α、すなわち３０°傾く。
【０１１９】
なお、制御器４は、上記のようなインナーチューブ１１の屈曲角度の制御を行うと同時に、手術器具１における多関節部２４をインナーチューブ１１の屈曲方向とは反対の方向に屈曲させるように制御してもよい。たとえば、制御器４は、多関節部２４を、インナーチューブ１１の屈曲角度と同じ角度分だけ反対の方向に屈曲させるように制御する。これにより、手術器具１の可動域を広くすることができるため、患者Ｐの臓器などの手術箇所に対する術具２２の位置および向き、すなわちアプローチ角度を任意に変更することができる。
【０１２０】
再び図１０を参照して、意図せず第１操作部５Ａを操作して手術器具１を誤作動させてしまうことを防ぐため、第２操作部５Ｂを操作する場合において第１操作部５Ａの操作を無効にするための第１操作部無効化ボタン６が設けられていることが好ましい。また、同様の理由により、第１操作部５Ａを操作する場合において第２操作部５Ｂの操作を無効にするための第２操作部無効化ボタン７が設けられていることが好ましい。
【０１２１】
また、たとえば、制御器４において動作命令データの出力を制御することにより、第１操作部５Ａおよび第２操作部５Ｂの一方の操作が無効になると他方の操作も無効にするなど、第１操作部５Ａの操作と第２操作部５Ｂの操作とを連動させてもよい。
【０１２２】
なお、図９に示すインナーチューブ駆動機構１０３は、ワイヤ部材およびインナーチューブ駆動用モータをそれぞれ２つずつ備えているが、ワイヤ部材およびインナーチューブ駆動用モータを１つずつ備えてもよい。ワイヤ部材およびインナーチューブ駆動用モータを２つずつ備えていると、インナーチューブ１１を屈曲状態から直線状態に戻す場合に、それぞれのインナーチューブ駆動用モータでワイヤ部材の引き込みおよび送り出しを同時に行うことにより、インナーチューブ１１の屈曲影響が残ることなく、正確かつ迅速にインナーチューブ１１を直線状態とすることができる。したがって、手術器具１の交換作業が容易になり、手術時の作業効率が向上する。
【０１２３】
また、第２操作部５Ｂを設けることなく、第１操作部５Ａによる操作が第２操作部５Ｂによる操作を兼ねるようにしてもよい。たとえば、図７および図８で例示したような操作自由度が５の手術器具１に、インナーチューブ１１の屈曲自由度をプラスした６の自由度で操作できるような演算を行うことにより、図１１で示すような単一のハンドコントロール１３０により手術器具１およびインナーチューブ１１を操作することが可能である。
【０１２４】
また、第２操作部５Ｂは、回転つまみ６１の代わりに、たとえば、インナーチューブ１１を屈曲させるための「屈曲ボタン」と、インナーチューブ１１を直線状にするための「直線ボタン」とを備えてもよい。
【０１２５】
具体的には、術者Ｗ等により第２操作部５Ｂの「屈曲ボタン」を選択する操作が行われると、予め設定された角度βを示す駆動指令信号が制御器４へ送信される。そして、制御器４は、受信した駆動指令信号に基づいてインナーチューブ駆動用モータ４２ａおよび４２ｂを駆動させ、たとえば、屈曲部３１の傾きが角度βとなるように制御する。
【０１２６】
また、術者Ｗ等により第２操作部５Ｂの「直線ボタン」を選択する操作が行われると、角度「０°」を示す駆動指令信号が制御器４へ送信される。そして、制御器４は、受信した駆動指令信号に基づいてインナーチューブ駆動用モータ４２ａおよび４２ｂを駆動させ、たとえば、屈曲部３１の傾きが「０°」となるように制御する。
【０１２７】
以上のように、本発明の実施の形態においては、インナーチューブ駆動機構１０３におけるインナーチューブ駆動用モータ４２ａおよび４２ｂを、操作部５により遠隔操作することが可能である。
【０１２８】
なお、インナーチューブ駆動用モータ４２ａ，４２ｂに駆動スイッチを設け、遠隔操作ではなく駆動スイッチを直接ＯＮ／ＯＦＦすることにより、インナーチューブ駆動用モータ４２ａ，４２ｂをアクチュエートすることも可能である。
【０１２９】
［把持機構］
次に、把持機構１０２の詳細な構成について説明する。
【０１３０】
図１４は、本発明の実施の形態に係る把持機構１０２を示す斜視図である。また、図１５は、図１４に示す把持機構１０２における把持部７１の開状態を示す斜視図である。
【０１３１】
図１４および図１５を参照して、把持機構１０２は、把持部７１と、固定部材７３と、支持部１０６とを備える。
【０１３２】
（ａ）把持部および固定部材
把持部７１は、たとえば環形状の部材であり、第１構成部材８１と、第２構成部材８２と、ヒンジ部８３と、調整部材８４とを含む。なお、把持部７１の形状は環形状に限定されず、多角形状などであってもよい。
【０１３３】
第１構成部材８１および第２構成部材８２は、略Ｃ形状であって、これら第１構成部材８１と第２構成部材８２とが結合することにより、把持部７１の内部に開口部８５が形成される。
【０１３４】
第１構成部材８１の第１端８１ａと、第２構成部材８２の第１端８２ａとは、ヒンジ部８３を介して結合されている。また、第１構成部材８１の第２端８１ｂと、第２構成部材８２の第２端８２ｂとは、結合および結合の解除が可能である。
【０１３５】
第１構成部材８１の第２端８１ｂと、第２構成部材８２の第２端８２ｂとが結合している状態を、以下「閉状態」と称する。なお、第１構成部材８１の第２端８１ｂと、第２構成部材８２の第２端８２ｂとが結合している状態において、これら第２端８１ｂと第２端８２ｂとの間に微小な隙間が存在してもよい。
【０１３６】
また、第１構成部材８１の第２端８１ｂと、第２構成部材８２の第２端８２ｂとの結合が解除されている状態、すなわち第１構成部材８１の第２端８１ｂと、第２構成部材８２の第２端８２ｂとが互いに離れている状態を、以下「開状態」と称する。
【０１３７】
固定部材７３は、たとえばネジであり、本体部６５と、軸部６６と、支点部６７とを有する。本体部６５および軸部６６は、第１構成部材８１に設けられた支点部６７を支点として、図１５に示す矢印Ａ３の方向および矢印Ｂ３の方向へ回動可能である。
【０１３８】
また、第２構成部材８２には、軸部６６を嵌合可能な嵌合部８６が設けられている。把持部７１が閉状態である場合に、本体部６５および軸部６６を矢印Ｂ３の方向へ回動させて、軸部６６を嵌合部８６に嵌合させることにより、把持部７１の閉状態を固定することができる。また、本体部６５および軸部６６を矢印Ａ３の方向へ回動させて、軸部６６を嵌合部８６から外すことにより、把持部７１の閉状態を解除することができる。
【０１３９】
固定部材７３は、把持部７１の閉状態の固定および閉状態の解除を行うことのできる部材であれば、ネジに限定されない。
【０１４０】
なお、把持部７１は、開口部が形成されており、当該開口部の内部にアウターチューブ１２を把持可能であれば、複数の構成部材、具体的には第１構成部材８１および第２構成部材８２を含む構成でなくてもよい。また、このように把持部７１が複数の構成部材を含まない場合、把持機構１０２は、固定部材７３を備える必要がない。
【０１４１】
調整部材８４は、たとえば環形状であり、開口部８５に対して着脱可能である。調整部材８４は、略Ｃ形状である第１湾曲部材８４ａと、略Ｃ形状である第２湾曲部材８４ｂとを含む。
【０１４２】
第１湾曲部材８４ａと、第２湾曲部材８４ｂとは、互いに結合および結合の解除が可能である。第１湾曲部材８４ａと第２湾曲部材８４ｂとが互いに結合することにより、内部にアウターチューブ１２を挿入可能な貫通孔が形成される。なお、第１湾曲部材８４ａおよび第２湾曲部材８４ｂは、略Ｃ形状に限定されず、多角形状などであってもよい。
【０１４３】
把持機構１０３に医療用器具１０１を把持させる際の具体的な作業としては、助手等の作業者は、まず、軸部６６を嵌合部８６から外して、把持部７１の閉状態を解除し、把持部７１を開状態にする。
【０１４４】
そして、作業者は、第１湾曲部材８４ａまたは第２湾曲部材８４ｂを開口部８５から取り外す。ここでは、作業者は、第２湾曲部材８４ｂを開口部８５から取り外すとする。そして、作業者は、開口部８５に装着された状態である第１湾曲部材８４ａの内周面にアウターチューブ１２の外周面を当接させる。
【０１４５】
そして、作業者は、第１湾曲部材８４ａと第２湾曲部材８４ｂとの間にアウターチューブ１２が挟持されるように、開口部８５から取り外していた第２湾曲部材８４ｂを開口部８５に装着して、第１湾曲部材８４ａと第２湾曲部材８４ｂとを結合させる。
【０１４６】
そして、作業者は、第１構成部材８１の第２端８１ｂと第２構成部材８２の第２端８１ｂとを結合させて、把持部７１を閉状態にする。そして、作業者は、固定部材７３の軸部６６を第２構成部材８２の嵌合部８６に嵌合させて、把持部７１の閉状態を固定する。これにより、把持機構１０３に医療用器具１０１が把持された状態が保持される。
【０１４７】
（ｂ）開口部の径の大きさの調整
調整部材８４は、たとえば、内径の大きさの異なる複数種類が用意されている。上述のとおり、医療用器具１０１の挿入される体腔の場所に応じて外径の大きさの異なるアウターチューブ１２が使用されるため、作業者は、使用するアウターチューブ１２の外径の大きさに応じて、複数種類の調整部材８４の中から適切な調整部材８４を選択して用いる。
【０１４８】
なお、調整部材８４は、開口部８５の径の大きさを変更可能であれば、内径の大きさの異なる複数種類が用意されていなくてもよい。たとえば、調整部材８４を開口部８５から取り外して、把持部７１の内周面にアウターチューブ１２の外周面を直接当接することにより、調整部材８４が開口部８５に装着されている場合と比較して、外径の大きいアウターチューブ１２を把持することが可能である。
【０１４９】
また、たとえば、把持部７１は、調整部材８４の代わりに、開口部８５の中心へ向かって突出可能に構成された爪部を含み、当該爪部の突出量が変更されることにより、開口部８５の径の大きさを変更可能に構成されてもよい。
【０１５０】
（ｃ）支持部
支持部１０６は、接続部７２および継手１０５を含む。接続部７２は、把持部７１に接続されている。また、接続部７２は、たとえば棒形状であり、把持部７１の外周面から延設されている。なお、接続部７２は、棒形状に限定されず、把持部７１の外周面から突出した突起などであってもよい。
【０１５１】
また、図１４および図１５に示す接続部７２は、開口部８５による開口面に対して平行に設けられているが、接続部７２は当該開口面に対して平行でなくてもよい。また、図１４に示すように、固定部材７３の軸部６６が嵌合部８６に嵌合されている状態において、接続部７２は、たとえば、開口部８５を介して固定部材７３の本体部６５と対向している。
【０１５２】
また、図１４に示すように、接続部７２は、継手１０５に接続される。継手１０５は、複数のアーム部９１を有する。また、継手１０５は、医療用器具１０１の位置および向きを調整可能とする１または複数の関節部９２を有する。複数のアーム部９１は、関節部９２を介して連結されている。
【０１５３】
より詳細には、たとえば、アーム部９１は、関節部９２を中心に回動可能に構成されている。また、関節部９２は、自己に対するアーム部９１の位置および向きを固定することが可能である。これにより、関節部９２を介して連結された複数のアーム部９１のそれぞれの位置および向きを調整することができるため、医療用器具１０１の位置および向きを任意に調整することができる。
【０１５４】
手術時においては、作業者は、たとえば、医療用器具１０１を把持部７１に把持させた後、接続部７２を継手１０５に接続する。そして、作業者は、たとえば、継手１０５における複数のアーム部９１の位置および向きを調整することにより、把持部７１に把持された医療用器具１０１が手術箇所に近づくように、医療用器具１０１の位置および向きを調整する。
【０１５５】
なお、把持部７１を含む環形状等の部材が継手１０５に対して直接接続されてもよい。この場合、支持部１０６は継手１０５で構成され、支持部１０６が把持部７１に直接接続される。
【０１５６】
ところで、特許文献１に示すような、複数のインナーチューブを挿入可能なアウターチューブを有する医療用器具を用いて手術を行う場合、手術開始時にラチェット機構などによりインナーチューブを固定したうえで、インナーチューブ内の処置具を操作していた。
【０１５７】
しかしながら、インナーチューブの屈曲角度または方向を手術中に変更したい場合もあり、この場合は、たとえば術者の指示を受けた助手等の人手により変更されるため、術者の指示通りにインナーチューブの屈曲角度または方向を変更することは容易ではなかった。
【０１５８】
これに対して、本発明の実施の形態に係る医療用器具１０１は、手術器具１を内部に挿入可能であり、操作要素の動作に応じて屈曲するインナーチューブ１１と、１または複数のインナーチューブ１１を内部に挿入可能であり、体腔に挿入されるアウターチューブ１２と、操作要素を電動制御するインナーチューブ駆動機構１０３とを備える。
【０１５９】
このような構成により、インナーチューブ１１を直接人手によって屈曲させることなく、インナーチューブ駆動機構１０３の動作によってインナーチューブ１１を屈曲させることができるため、より正確かつ容易にインナーチューブ１１の屈曲を行うことができる。また、たとえば、インナーチューブ１１内へ手術器具１を挿入するために、インナーチューブ１１を直線状に変形させる場合において、インナーチューブ１１を正確に直線状にすることができるため、手術器具１の挿入を容易に行うことができる。したがって、インナーチューブ１１を挿入可能なアウターチューブ１２を有する医療用器具１０１を用いた処置をより良好に行うことができる。
【０１６０】
上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記説明ではなく請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１６１】
１  手術器具
１１  インナーチューブ
１２  アウターチューブ
１０１  医療用器具
１０３  インナーチューブ駆動機構
【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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