(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
医療用ロボットに装着される術具であって、
患者の体内に挿入されるシャフトの先端に駆動力を伝達する１つまたは複数の従動部と、
前記１つまたは複数の従動部をそれぞれ前記シャフトの長手方向に相対移動可能に保持する本体と、
前記シャフトの長手方向に対して交差する方向であって、前記１つまたは複数の従動部および前記本体に向かう方向に移動し、前記１つまたは複数の従動部および前記本体と当接可能に構成された１つまたは複数の固定部と、
が設けられている術具。
【請求項２】
前記１つまたは複数の従動部および／または前記本体には、前記１つまたは複数の固定部を前記１つまたは複数の従動部および前記本体の間の隙間に導く１つまたは複数の第１傾斜面が設けられている請求項１記載の術具。
【請求項３】
前記１つまたは複数の固定部における前記第１傾斜面に対向する位置に１つまたは複数の第２傾斜面が設けられている請求項２記載の術具。
【請求項４】
前記１つまたは複数の従動部は、複数の従動部であり、前記シャフトの長手方向を含むとともに前記交差する方向を含まない面上に並んで配置され、
前記１つまたは複数の固定部は、前記複数の従動部の一部および前記本体に当接可能に構成されている請求項１から３のいずれか１項に記載の術具。
【請求項５】
前記シャフトには、前記１つまたは複数の従動部から伝達される駆動力により先端の向きを変更可能とする関節部が設けられ、
前記１つまたは複数の固定部は、前記関節部に駆動力を伝達する前記１つまたは複数の従動部および前記本体に当接可能に構成されている請求項４記載の術具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、術具に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療用ロボットを用いた手術などの医療処置を行っている最中に、緊急停止等により、医療用ロボットへの電力の供給が停止する可能性がある。電力の供給が停止している期間に、医療用ロボットに設けられた術具が有する処置部が、術者の意図しない動きをすることを防止することが求められている。ここで術具としては鉗子を例示することができ、処置部としては把持部を例示することができる。【０００３】
処置部の意図しない動きを防止する技術として、例えば、駆動部に回転ロック機構を設け、術具の可動部分が不要な方向に動くことを防ぐ技術が提案されている（特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２０１９−５２１７８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の器具における被駆動ディスクの被駆動インタフェースには、係合レセプタクル、駆動ドグレセプタクル、及び回転不能化要素が含まれている。回転不能化要素には、回転ロック機構が含まれている。回転を不能化する場合、回転ロック機構は被駆動ディスクレセプタクルに係合する。これにより被駆動ディスクは回転が妨げられ、回転が不能化される。【０００６】
しかしながら、特許文献１における回転を不能化する構成には、係合レセプタクル、駆動ドグレセプタクル、及び回転不能化要素などの部品が含まれている。これらの部品は、複雑な形状を有しているなど、洗浄作業に手間がかかる構成を有しているという問題があった。【０００７】
本開示は、術具の意図しない動きを抑制可能にするとともに、洗浄作業を行いやすくする術具を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の術具は、患者の体内に挿入されるシャフトの先端に駆動力を伝達する１つまたは複数の従動部と、前記１つまたは複数の従動部を所定の方向に相対移動可能に保持する本体と、前記所定の方向に対して交差する方向であって、前記１つまたは複数の従動部および前記本体に向かう方向に移動し、前記１つまたは複数の従動部および前記本体と当接可能に構成された１つまたは複数の固定部と、が設けられている。なお、以下、単に１つの従動部、１つの固定部、とも記載する。【０００９】
このような構成によれば、移動した固定部は従動部および本体に押し付けられる。固定部に押し付けられた従動部は本体にも押し付けられる。固定部と従動部との当接領域、および、従動部と本体との当接領域には、従動部と本体との相対移動に抵抗する力である摩擦力が発生する。そのため、固定部を従動部および本体に向かって移動させた際に、術具が意図しない動きをすることを抑制しやすい。【００１０】
また、特許文献１に記載の構成と比較して、構成する部品の数が少ない。さらに構成する部品の形状を単純化しやすい。そのため、洗浄作業に要する手間が少なくなりやすく、洗浄作業に要する時間を短くしやすい。【００１１】
上記開示において前記従動部および／または前記本体には、前記固定部を前記従動部および前記本体の間の隙間に導く１つまたは複数の第１傾斜面が設けられていることが好ましい。【００１２】
このような構成により、固定部が従動部および本体の隙間に導かれやすくなる。隙間に導かれた固定部は、従動部および本体に押し付けられる。そのため、固定部を従動部および本体の間の隙間に向かって移動させた際に、術具における意図しない動きを抑制しやすくなる。【００１３】
上記開示においては、前記固定部における前記第１傾斜面に対向する位置に１つまたは複数の第２傾斜面が設けられていることが好ましい。【００１４】
このような構成により、固定部が従動部および本体の隙間に更に導かれやすくなる。そのため、固定部を従動部および本体の間の隙間に向かって移動させた際に、術具における意図しない動きを更に抑制しやすくなる。【００１５】
また、第２傾斜面は第１傾斜面と当接するため、両者が当接する領域が確保されやすい。第１傾斜面と第２傾斜面との当接領域には、従動部と本体との相対移動に抵抗する力である摩擦力が発生する。そのため、固定部を従動部および本体の間の隙間に向かって移動させた際に、術具における意図しない動きを更に抑制しやすくなる。【００１６】
上記開示において前記従動部は複数設けられるとともに、前記所定の方向を含むとともに前記交差する方向を含まない面上に並んで配置され、１つまたは複数の前記固定部は、複数の前記従動部の一部および前記本体に当接可能に構成されていることが好ましい。【００１７】
このような構成により、抑制する術具の動きと、抑制しない術具の動きと、を分けることができる。つまり、抑制する術具の動きに関係する従動部および本体に固定部が当接可能とし、抑制しない術具の動きに関係する従動部および本体には固定部は当接しない構成とすることで、抑制する術具の動きと、抑制しない術具の動きと、を分けることができる。【００１８】
上記開示において前記シャフトには、前記従動部から伝達される駆動力により先端の向きを変更可能とする関節部が設けられ、１つまたは複数の前記固定部は、前記関節部に駆動力を伝達する１つまたは複数の従動部および前記本体に当接可能に構成されていることが好ましい。【００１９】
このような構成により、関節部の動きを抑制することができる。患者の体内に挿入されたシャフトの先端の向きが意図しない方向に変更されることが抑制される。例えば、シャフトを患者の体内から抜き取る際に、意図せず向きが変わったシャフトの先端が引っ掛かることを抑制できる。
【発明の効果】
【００２０】
本開示の術具によれば、従動部および前記本体の間の隙間に向かう方向に移動し、従動部および本体と当接可能に構成された１つまたは複数の固定部を設けることにより、術具の意図しない動きが抑制可能となり、洗浄作業を行いやすくなるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本開示による術具の一実施形態を示す図である。
【図２】図１の術具の本体およびシャフトを示す図である。
【図３】図１の術具の本体を示す図である。
【図４】術具の固定部、枠部および従動部を示す図である。
【図５】固定部、固定部、枠部および従動部を示す図である。
【符号の説明】
【００２２】
１…術具、  １０…シャフト、  １１…関節部、  ２０…本体、  ２５…従動部、  ３７…本体側傾斜面（第１傾斜面）、  ４１…固定部、  ４３…固定部傾斜面（第２傾斜面）、  ２６…従動部傾斜面（第１傾斜面）、  Ｇ…隙間
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本開示の一実施形態に係る術具について、図１から図５を参照しながら説明する。本実施形態の術具１は、遠隔操作可能な多自由度アームを有する多自由度マニピュレータに把持される術具である。術具１は、患者の処置、例えば内視鏡手術を行う際に用いる鉗子などの構成を有していてもよい。
【００２４】
術具１には、図１に示すように、シャフト１０と、本体２０と、固定具５０とが設けられている。
【００２５】
なお、本実施形態では説明を容易にするために、シャフト１０が延びる方向をＺ軸とし、シャフト１０の根元から先端に向かう方向を正方向として説明する。また、Ｚ軸と直交する方向であって、後述する複数の従動部２５が並ぶ方向をＸ軸とし、Ｚ軸の正方向に向かって左方向をＸ軸の正方向として説明する。さらに、Ｚ軸およびＸ軸に直交する方向をＹ軸とし、本体２０における従動部２５が並ぶ面から反対の面に向かう方向をＹ軸の正方向として説明する。
【００２６】
シャフト１０は、図２に示すように、本体２０からＺ軸の正方向に向かって延びて配置される部材であり、患者の体内に挿入される棒状に構成された部材である。シャフト１０は円柱状または円筒状の構成を有する。
【００２７】
シャフト１０におけるＺ軸の正方向の端部には、関節部１１および鉗子１２が設けられている。
【００２８】
関節部１１は、後述する従動部２５から伝達される駆動力により、鉗子１２の向きを変更可能とする構成を有している。関節部１１の具体的な構成としては、一般的な構成でよく、特に限定されない。
【００２９】
鉗子１２は、患者の処置を行う一般的な鉗子の構成を有している。シャフト１０の先端には、鉗子１２に代えて、患者の処置に用いられる他の器具が配置されていてもよい。
【００３０】
本体２０は、多自由度マニピュレータに着脱可能に固定される構成を有している。本体２０におけるＺ軸の正方向の端部には、シャフト１０が配置されている。また、本体２０は固定具５０が着脱可能な構成を有している。
【００３１】
本体２０には、図２に示すように、複数（本実施形態では３つ）の従動溝２１（以下、単に１つの従動溝２１と記載する）と、複数（本実施形態では３つ）の従動部２５（以下、単に１つの従動部２５と記載する）と、が設けられている。
【００３２】
従動溝２１は、本体２０におけるＹ軸方向に垂直な２つの面のうちＹ軸の負方向側の端面に設けられた長孔である。言い換えると、従動溝２１は、本体２０と多自由度マニピュレータとの着脱面に設けられた長孔である。また、従動溝２１は、Ｚ軸に沿って延びる構成を有している。
【００３３】
３つの従動溝２１がＸ軸方向に等間隔に並んで配置されている。従動溝２１の数は、関節部１１及び／又は鉗子１２などの動き（求められる仕様に基づく動き）などに基づいて定めることができる。求められる仕様に応じて、従動溝２１の数は、３つよりも多い場合もあり得、少ない場合もあり得る。
【００３４】
従動部２５は、多自由度マニピュレータから駆動力が伝達され、関節部１１や鉗子１２に駆動力を伝達する構成を有している。また、従動部２５は、多自由度マニピュレータと着脱が可能な構成を有している。
【００３５】
３つの従動溝２１のそれぞれに、１つの従動部２５が配置され、従動部２５は、従動溝２１の内部をＺ軸方向に移動可能に配置されている。３つの従動部２５のうち、Ｘ軸方向に沿った第１端及び第２端に配置された２つの従動部２５は、関節部１１に駆動力を伝達する構成を有している。具体的には、２つの従動部２５にはそれぞれ、駆動力を伝達するワイヤ２８が配置されている。３つの従動部２５のうち、中央に配置された従動部２５は鉗子１２に駆動力を伝達する構成を有している。具体的には、中央の従動部２５には、鉗子１２に駆動力を伝達するロッド２９が配置されている。
【００３６】
本体２０の外形を構成する筺体３１には、図３に示すように、切欠き部３２が設けられている。切欠き部３２は、本体２０と固定具５０との着脱を実現する。図３では、１つの切欠き部３２のみが示されている。実際には、筺体３１におけるＸ軸方向の両端部にそれぞれ切欠き部３２が設けられている。つまり、２つの切欠き部３２が設けられている。
【００３７】
切欠き部３２は、筺体３１における領域であって、従動部２５が本体２０に対して相対移動する領域に形成されている。切欠き部３２は、筺体３１において、Ｚ軸方向の中央領域に形成されている。
【００３８】
筺体３１において、Ｘ軸の正方向側に設けられた切欠き部３２（図３において示される切欠き部３２）は、Ｘ軸の正方向、および、Ｙ軸の正方向に向かって開口する凹形状を有している。図示は省略するが、筺体３１において、Ｘ軸の負方向側に設けられた切欠き部３２は、Ｘ軸の負方向、および、Ｙ軸の正方向に向かって開口する凹形状を有している。
【００３９】
切欠き部３２における側面、具体的にはＹ−Ｚ平面に沿って延びる面には、後述する固定具５０の係合凸部５２と係合離脱する係合凹部３３が設けられている。切欠き部３２における底面、具体的にはＺ−Ｘ平面に沿って延びる面には、固定部４１が設けられている。言い換えると、固定部４１は関節部１１に駆動力を伝達する従動部２５と対向する位置に配置されている。固定部４１は、Ｘ軸に沿って延びる２つのスリット３４により区画される構成を有している。
【００４０】
固定部４１は、図４に示すように、筺体３１の端部から中央に向かって（図４ではＸ軸の正側から負側に向かって）延びる片持ち梁状の構成を有している。固定部４１における中央側の端部には、関節部１１に駆動力を伝達する従動部２５に向かって延びる突出部４２が設けられている。言い換えると、突出部４２は、固定部４１からＹ軸の負方向に向かって延びている。
【００４１】
突出部４２における、関節部１１に駆動力を伝達する従動部２５側の端部には、固定部傾斜面（第２傾斜面に相当する。）４３が設けられている。固定部傾斜面４３は、後述する本体側傾斜面３７と対向して設けられる傾斜面である。具体的には、Ｙ軸の負方向に向かって突出部４２の厚さが薄くなる傾斜面である。なお、固定部傾斜面４３が、従動部傾斜面２６と対向して設けられる傾斜面であってもよい。
【００４２】
本体２０には、従動溝２１の内部に従動部２５を移動可能に保持する枠部（本体に相当する。）３６が設けられている。枠部３６と関節部１１に駆動力を伝達する従動部２５との間には隙間Ｇが設けられている。隙間Ｇは、枠部３６におけるＺ軸方向に延びる部分と関節部１１に駆動力を伝達する従動部２５との間に形成される空間である。隙間Ｇが設けられていることにより、関節部１１に駆動力を伝達する従動部２５は本体２０に対して相対移動可能となる。
【００４３】
枠部３６における隙間Ｇと対向する領域、かつ、突出部４２と対向する領域には、本体側傾斜面（第１傾斜面に相当する。）３７が設けられている。本体側傾斜面３７は固定部傾斜面４３と対向して設けられる斜面である。また、本体側傾斜面３７は、後述する従動部傾斜面２６とも対向して設けられる傾斜面である。具体的には、本体側傾斜面３７は、関節部１１に駆動力を伝達する従動部２５に向かって突出部４２から離れる方向に傾斜する面である。
【００４４】
従動部２５における隙間Ｇと対向する領域、かつ、突出部４２と対向する領域には、従動部傾斜面（第１傾斜面に相当する。）２６が設けられている。従動部傾斜面２６は固定部傾斜面４３と対向して設けられる傾斜面である。また、本体側傾斜面３７と対向して設けられる傾斜面である。具体的には、従動部傾斜面２６は、隙間Ｇに向かって突出部４２から離れる方向に傾斜する面である。
【００４５】
本実施形態では本体側傾斜面３７および従動部傾斜面２６が設けられている例について説明したが、本体側傾斜面３７のみが設けられていてもよいし、従動部傾斜面２６のみが設けられていてもよい。
【００４６】
固定具５０は、図１に示すように、本体２０に対して着脱可能なＵ字状の構成を有している。固定具５０は、本体２０の切欠き部３２に挿入される２つの腕部５１を有している。腕部５１には、図５に示すように、係合凹部３３と係合する係合凸部５２が設けられている。
【００４７】
腕部５１の先端５１Ａには、固定具５０を本体２０に取り付けた際に固定部４１と当接する面５１Ｂが形成されている。具体的には、面５１Ｂは、固定具５０の係合凸部５２と、本体２０の係合凹部３３とが係合した際に、固定部４１と当接する面である。
【００４８】
また、腕部５１は、固定部４１と当接した際に突出部４２をＹ軸の負方向に向かって押し下げる構成を有している。具体的には、腕部５１の先端５１Ａから係合凸部５２までの寸法は、固定具５０の係合凸部５２と、本体２０の係合凹部３３とが係合した際に、突出部４２をＹ軸の負方向に向かって押し下げる値を有している。
【００４９】
次に、上記の構成からなる術具１における動作について説明する。術具１が患者の処置に使用されている場合、固定具５０は本体２０から取り外されている（図３参照、ただし、固定具５０の図示は省略されている）。このとき、従動部２５は本体２０に対して相対移動が可能となっている。つまり、術具１の関節部１１や鉗子１２へ駆動力の伝達が可能となっている。
【００５０】
例えば、術具１が取り付けられている多自由度マニピュレータが緊急停止した場合など、術具１の関節部１１の動きを規制する必要が発生するときがある。このとき、図１に示すように、本体２０に固定具５０が取り付けられる。
【００５１】
具体的には、図５に示すように、本体２０の切欠き部３２に、固定具５０の腕部５１が差し込まれる。腕部５１は、切欠き部３２の係合凹部３３に係合凸部５２が係合するまで差し込まれる。
【００５２】
腕部５１が差し込まれると、腕部５１の先端５１Ａにおける面５１Ｂは固定部４１に当接する。固定部４１における、突出部４２が設けられた端部は、Ｙ軸の負方向に向かって押し下げられる。押し下げられた突出部４２の先端４２Ａは、従動部傾斜面２６または本体側傾斜面３７と接触して隙間Ｇに向かって誘導される。
【００５３】
誘導された突出部４２の先端４２Ａは隙間Ｇの内部に向かって押し込まれる。このとき、突出部４２の固定部傾斜面４３と本体側傾斜面３７とは当接する。従動部２５は、隙間Ｇに押し込まれた突出部４２により、本体２０または枠部３６に押し付けられる。
【００５４】
従動部２５は、本体２０または枠部３６との間に働く摩擦力により、本体２０に対して相対的な移動が抑制される。または本体２０に対して固定される。その結果、従動部２５から駆動力が伝達される関節部１１の動きが規制される。
【００５５】
上記の構成の術具１によれば、移動した固定部４１の突出部４２は従動部２５および本体２０の枠部３６に押し付けられる。突出部４２が押し付けられた従動部２５は本体２０または枠部３６にも押し付けられる。突出部４２と従動部２５との当接領域、および、従動部２５と本体２０または枠部３６との当接領域には、従動部２５と本体２０との相対移動に抵抗する力である摩擦力が発生する。そのため、固定部４１の突出部４２を従動部２５および本体２０の枠部３６に向かって移動させた際に、術具１が意図しない動きをすることを抑制しやすい。
【００５６】
また、特許文献１に記載の構成と比較して、術具１を構成する部品の数が少ない。さらに構成する部品の形状を単純化しやすい。そのため、術具１を洗浄作業、滅菌作業に要する手間が少なくなりやすく、作業に要する時間が短くしやすい。
【００５７】
本体側傾斜面３７および従動部傾斜面２６を設けることにより、固定部４１の突出部４２が従動部２５およびの枠部３６の間の隙間Ｇに導かれやすくなる。隙間Ｇに導かれた固定部４１の突出部４２は、従動部２５と本体２０または枠部３６とに押し付けられる。そのため、固定部４１の突出部４２を従動部２５および本体２０の間の隙間Ｇに向かって移動させた際に、術具１における意図しない動きを抑制しやすくなる。
【００５８】
固定部傾斜面４３を設けることにより、固定部４１の突出部４２が従動部２５および本体２０の隙間Ｇに更に導かれやすくなる。そのため、固定部４１の突出部４２を従動部２５と本体２０との間の隙間Ｇに向かって移動させた際に、術具１における意図しない動きを更に抑制しやすくなる。
【００５９】
また、固定部傾斜面４３は本体側傾斜面３７と当接するため、両者が当接する領域が確保されやすい。本体側傾斜面３７と固定部傾斜面４３との当接領域には、従動部２５と本体２０との相対移動に抵抗する力である摩擦力が発生する。そのため、固定部４１を従動部２５および本体の間の隙間Ｇに向かって移動させた際に、術具１における意図しない動きを更に抑制しやすくなる。
【００６０】
並んで配置される３つの従動部２５の内の２つと、固定部４１の突出部４２とが当接する構成であるため、抑制する術具１の動きと、抑制しない術具１の動きと、を分けることができる。つまり、関節部１１の動きに関係する従動部２５と固定部４１とが当接可能とし、鉗子１２の動きに関係する従動部２５には固定部４１は当接しない構成とされている。そのため、動きを抑制する対象と、動きを抑制しない対象と、を分けることができる。
【００６１】
関節部１１に駆動力を伝達する従動部２５と固定部４１の突出部４２とが当接する構成であるため、関節部１１の動きを抑制することができる。より具体的には、患者の体内に挿入されたシャフト１０の先端の向きが意図しない方向に変更されることが抑制される。例えば、シャフト１０を患者の体内から抜き取る際に、意図せず向きが変わったシャフト１０の先端が引っ掛かることを抑制できる。
【００６２】
なお、本開示の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、上記の実施の形態においては、３つの従動部２５のうち２つが固定部４１により相対移動を規制されるが、１つの従動部２５のみが相対移動を規制されてもよいし、３つの従動部２５全てが相対移動を規制されてもよい。
【００６３】
また、本実施形態では、固定部傾斜面４３が、本体側傾斜面３７と対向して設けられているが、固定部傾斜面４３は従動部傾斜面２６と対向して設けられてもよい。
【００６４】
さらに、本実施形態では術具１のシャフト１０に、鉗子１２が配置されるが、シャフト１０に配置されるものは患者の処置に用いられる全ての器具のいずれであってもよい。
【要約】
術具を提供する。本開示の術具は、患者の体内に挿入されるシャフトの先端に駆動力を伝達する１つまたは複数の従動部と、前記１つまたは複数の従動部を所定の方向に相対移動可能に保持する本体と、前記所定の方向に対して交差する方向であって、前記１つまたは複数の従動部および前記本体に向かう方向に移動し、前記１つまたは複数の従動部および前記本体と当接可能に構成された１つまたは複数の固定部と、が設けられている。【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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