JP2002360594A - 外科用処置具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、処置部を任意の姿勢に保ちつつ、簡
単な操作で、処置部の姿勢軸回りの回転を行う事がで
き、マニピュレータ挿入部軸線に対して、角度を持った
切開傷の縫合動作や処置動作を容易に行う事が出来る外
科用処置具を提供する事を目的とする。 【解決手段】本発明は、挿入部の軸回りの回転量を検出
する回転角度検出センサ９を有し、上記挿入部２が、そ
の軸線回りに回転せしめた際、その回転量は、上記処置
部３の姿勢軸線回りの回転量に変換され、上記処置部３
は、姿勢軸線回りに回転制御され、上記姿勢指示部４の
指示する処置部３の姿勢を保持するよう制御される外科
用処置具である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、処置部の旋回及び
傾斜を姿勢指示部の指示により調節するようにした外科
用処置具に関する。

【０００２】

【従来の技術】出願人は、内視鏡下で外科手術を行う外
科用処置具であって、処置部の姿勢を任意に変更可能な
手術用マニピュレータを、既に特願２０００−１２８２
６５号として出願している。この外科用処置具１０１は
図７(ａ)、(ｂ)、(ｃ)に示されるように、挿入部１０２
の向きを変える事なく、操作部１０４を回動する事によ
って、挿入部１０２の先端に設けた処置部１０３が、挿
入部１０２の軸線に対して、旋回及び傾斜を行うように
構成されている。その結果、操作部１０４を回動する事
によって、挿入部１０２の向きを変える事なく、処置部
１０３のみの姿勢を変える事が出来る。

【０００３】また、特開２０００−３５０７３５号公報
において提案された外科用処置具があるが、この外科用
処置具１１１は図８に示されるように、挿入部１１２の
基端部に設置された姿勢指示部１１４を操作する事によ
って複数のアクチェータ１１５を電気的に制御し、挿入
部１１２の先端に設けた処置部１１３の姿勢を変更する
事が出来るようにした電動式医療用マニピュレータであ
る。

【０００４】以上のいずれの外科用処置具１０１，１１
１にあっても、患者の腹腔内に挿入した手術用マニピュ
レータの処置部１０３及び１１３の姿勢を、術者が患者
の腹腔外に位置する操作部１０４及び姿勢指示部１１４
を操作する事で変更可能なように構成されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記特願２０００−１
２８２６５号の出願において提案された外科用処置具１
０１においては、患者の腹腔内に挿入位置した処置部１
０３の姿勢を変更するためには操作部１０４を処置部１
０３と同じ姿勢に保たなければならない。このため、術
者の操作に大変な負担を強いる事となるばかりか、処置
部１０３の姿勢によっては、手術中の術者の動作範囲を
超えてしまうといった問題があった。また、処置部１０
３を、姿勢軸線回りに回転動作させるためには、術者
は、無理な体勢のまま、操作部１０４を処置部１０３と
同じ姿勢に保ちながら、操作部１０４を操作部１０４の
姿勢軸線回りに回転させなければならないといった難し
い操作を強いられるという問題があった。

【０００６】また、特開２０００−３５０７３５号公報
に示される医療用マニピュレータにおいては患者の腹腔
内に挿入した医療用マニピュレータの処置部１１３の姿
勢は、それぞれの姿勢指示部１１４に対して１対１で対
応付けがなされており、このため、処置部１１３を任意
の姿勢で保持することは可能である。しかし、処置部１
１３の姿勢を維持したままの状態で、処置部１１３を処
置部姿勢軸回りに回転する事は簡単に出来できなかっ
た。

【０００７】上記特願２０００−１２８２６５号の出願
及び特開２０００−３５０７３５号公報においては、マ
ニピュレータ挿入部１０２，１１２の軸線に対する回転
量を検出するといった概念はなく、外科手術の際、術者
が患者に対して、マニピュレータ本体をどう回転させて
いるかを検出する事ができない。よって、患者に対する
挿入部の回転量を、外科用処置具処置部の姿勢制御に適
応させることは出来なかった。

【０００８】上記特開２０００−３５０７３５号公報に
示される医療用マニピュレータにおいて、その操作指示
部１１４は、挿入部１１２の進退と共に進退する事が出
来るが、挿入部１１２の軸線回りの回転に伴って回転し
てしまうため、上記医療用マニピュレータの処置部１１
３の姿勢は挿入部１１２の軸線まわりの回転に伴って変
化してしまうこととなるばかりか、操作性も悪くなる。

【０００９】本発明はこれらの問題点に着目してなされ
たものであり、処置部を任意の姿勢に保ちつつ、簡単な
操作で、処置部の姿勢軸回りの回転を行う事ができ、マ
ニピュレータ挿入部軸線に対して、角度を持った切開傷
の縫合動作や処置動作を容易に行う事が出来る外科用処
置具を提供する事を目的とする。

【００１０】また、本発明は、患者に対するマニピュレ
ータ本体の回転量を検出する事が出来る外科用処置具を
提供する事を目的とする。

【００１１】さらに、本発明は、処置部の姿勢を指示す
る姿勢指示部が、マニピュレータ本体の進退と共に進退
するものの、マニピュレータ本体の回転に拘わらず、処
置部の姿勢指示部が一定の位置にある外科用処置具を提
供する事を目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段および作用】請求項１に係
る発明は、挿入部と、この挿入部の先端付近に配置さ
れ、開閉自在に構成され、上記挿入部の軸線に対して旋
回及び傾斜可能に設けられた処置部と、上記挿入部の操
作端側に配置され、上記処置部の姿勢を指示する姿勢指
示部と、この姿勢指示部の指示により上記処置部の旋回
及び傾斜の姿勢を調節する作動をさせる駆動部を制御す
る制御部を有した外科用マニピュレータを構成し、か
つ、上記挿入部の軸回りの回転量を検出する手段を有
し、上記挿入部を、その軸線回りに回転せしめた際、そ
の回転量は、上記処置部の姿勢軸線回りの回転量に変換
され、この変換された回転量で、上記処置部を、姿勢軸
線回りに回転し、上記姿勢指示部の指示する処置部の姿
勢に保持するように制御される事を特徴とする外科用処
置具である。上記姿勢指示部によって、処置部の姿勢が
指示され、制御部によって処置部の姿勢が姿勢指示部の
指示通りに制御される。その後、挿入部を回転すると、
その回転量が検出され、検出された挿入部の回転量を基
に処置部姿勢軸線が変化しないような旋回角度、傾斜角
度が算出され、処置部の姿勢制御が成される。その結
果、挿入部軸線回りの回転操作が処置部の姿勢軸線回り
の回転量となって制御する事が可能となる。

【００１３】請求項２に係る発明は、挿入部の回転量を
検出する手段は、上記外科用処置具以外の部位を基準と
する検出部によって構成した事を特徴とする請求項１の
外科用処置具である。外科用処置具以外の部位を基準と
する検出部によって、マニピュレータ本体の挿入部の軸
線回りの回転量を検出することで、検出された回転量
を、処置部の姿勢の制御に利用する事が容易になる。

【００１４】請求項３に係る発明は、上記姿勢指示部
は、上記挿入部の進退と共に進退する構成とし、これに
より上記操作部の回転には影響されないようにした事を
特徴とする請求項１の外科用処置具である。マニピュレ
ータ本体である挿入部を回転しても、姿勢指示部は回転
しないため、処置部の指示されている姿勢を一定に保つ
事が可能となる。また、挿入部の進退と共に姿勢指示部
も進退することで、術者と姿勢指示部の相対的な位置関
係も一定に保つ事が可能となる。

【００１５】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）本発明の第１
の実施形態に係る外科用処置具を、図１及び図２に基づ
いて説明する。図１はその外科用処置具の構成を概略的
に示す斜視図であり、図２はその外科用処置具の先端に
おける処置部の回転動作を説明するための模式図であ
る。

【００１６】本実施形態に係る外科用処置具は、電動式
鉗子としての外科用マニピュレータの例である。図１で
示すように、本実施形態に係る外科用処置具は手元側に
配置されたマニピュレータ本体１と、このマニピュレー
タ本体１に連結された挿入部２と、この挿入部２の先端
部に設けられた処置部３と、この処置部３の旋回および
傾斜を操作する姿勢指示部４と、上記挿入部２の基端部
に設けられ、処置部３を開閉操作する把持ハンドル５
と、上記処置部３を旋回および傾斜自在に姿勢を調節す
る駆動をする姿勢制御アクチェータ６ａ，６ｂとを備え
て構成されている。

【００１７】さらに、マニピュレータ本体１には挿入部
２に対して回動自在なセンサ保持部７が設置されてい
る。このセンサ保持部７には挿入部２の軸回りの回動角
度を検出する手段として回転角度検出センサ９が保持さ
れている。この回転角度検出センサ９の従動軸には挿入
部２に固定的に結合している歯車８ａに噛み合う歯車８
ｂが取り付けられている。そして、回転角度検出センサ
９は歯車８ａ及び歯車８ｂを介して挿入部２の軸回りの
回転を受けてその挿入部２の軸回りの回転角度を検出す
るようになっている。

【００１８】上記センサ保持部７は回転止め部材１０に
よって支持されていて、マニピュレータ本体１をその軸
線Ｏ回りに回転させてもセンサ保持部７は回転しないよ
うになっている。回転止め部材１０は図示しない架台に
支持されるのが普通である。

【００１９】ここでは、回転角度検出センサ９は、歯車
８ａ及び歯車８ｂを介して挿入部２の軸回りの回転を受
けるようにしているが、ベルト等の伝達機構を介して回
転を受けるようにしても構わない。また、検出手段の検
出部に挿入部２を直接に接続するようにしたものでも構
わない。さらにはポテンショメータ等の回転角度を検出
するセンサで構成しても構わない。

【００２０】上記センサ保持部７には処置部３の傾斜角
度を検出する傾斜角度検出センサ４ａと処置部３の旋回
角度を検出する旋回角度検出センサ４ｂが重連した状態
で保持されている。つまり、処置部３の傾斜角度を検出
する傾斜角度検出センサ４ａは旋回角度検出センサ４ｂ
の回動部に保持されている。また、傾斜角度検出センサ
４ａの回動部には上記姿勢指示部４が設けられている。
そして、姿勢指示部４は２つの回転検出センサ４ａ，４
ｂを使用して上記処置部３の姿勢方向そのものを指示す
る。

【００２１】次に、本実施形態に係る外科用処置具の作
用について説明する。まず、マニピュレータ本体１が、
センサ保持部７に対して回転がない状態、つまり、図１
の状態で、姿勢指示部４を同図１中ＡからＢへと移動す
るように操作する。すると、姿勢指示部４の操作量は傾
斜角度検出センサ４ａおよび旋回角度検出センサ４ｂに
よって、それぞれ姿勢指示傾斜角度α、姿勢指示旋回角
度βに分解されて検出される。これと共に、その姿勢指
示傾斜角度α、姿勢指示旋回角度βを基に図示されてい
ない制御部(制御装置)により、処置部３が所定の姿勢を
形成するように姿勢制御アクチュエータ６ａ，６ｂを動
作させる。

【００２２】これと同時に、姿勢制御アクチュエータ６
ａ，６ｂは、図示されていない伝達機構を通じて処置部
３の姿勢を、同図１中に示す所定の位置Ａ’からＢ’へ
と移動し、その新たな位置に処置部３は保持される。

【００２３】つぎに、この状態において、マニピュレー
タ本体１を、その軸線Ｏ回りに回転させる。このとき、
センサ保持部７は回転止め部材１０によって支持され、
回転しないが、回転角度検出センサ９は歯車８ａ，８ｂ
を介して挿入部２の回転を検出し、これより、マニピュ
レータ本体１の回転角度θを検出する。

【００２４】上述のように、図示しない制御部(制御装
置)はマニピュレータ本体１の回転角θを基に、姿勢指
示部４の操作量を分解して検出したそれぞれの姿勢指示
傾斜角度α、姿勢制御旋回角度βを、処置部３の処置部
傾斜角度α’、処置部旋回角度β’に変換し、処置部３
の回転角θ’を得ている。これに応じて、姿勢制御アク
チュエータ６ａ，６ｂの動作をリアルタイムで制御す
る。従って、姿勢指示部４で任意に処置部３の姿勢を設
定し、マニピュレータ本体１を回転せしめる。処置部３
は、図２の(ａ)，(ｂ)，(ｃ)で示されるように、あたか
も挿入部２と自在継手で接続され、結合されているかの
如く、その処置部３の姿勢軸線に対しての回転動作と処
置部３の傾斜する動作を行う。

【００２５】このため、術中における、把持ハンドル５
を持った術者の手首の回転動作と、処置部３の回転動作
が同期することとなり、術中、処置部３の姿勢軸線に対
する回転動作を良好に操作する事が可能であり、また、
マニピュレータ挿入軸線Ｏに対して角度を持った切開傷
の縫合等も容易に行う事が出来る。

【００２６】（第２の実施の形態）本発明の第２の実施
形態に係る外科用処置具を、図３及び図４に基づいて説
明する。図３は電動式鉗子としての外科用マニピュレー
タの例である外科用処置具の構成を概略的に示す斜視図
である。図４はその外科用処置具の構成を概略的に示す
斜視図である。

【００２７】本実施形態の外科用処置具の概要は先に説
明した第１の実施形態のものと同様であり、その説明を
省略する。

【００２８】本実施形態の外科用処置具は図３おいて示
すように、マニピュレータ本体１の挿入部２をトラカー
ル１１に挿入して使用するようにしたものである。トラ
カール１１は図示しない患者の腹部に開けられた切開孔
に挿入して固定され、留置される状態で使用される。ト
ラカール１１には外科用処置具の回転止め部材１０を差
し込む結合孔１２ａが設けられている。

【００２９】そして、トラカール１１にマニピュレータ
本体１の挿入部２を挿入し、回転止め部材１０を結合孔
１２ａに差し込んで装着し、センサ保持部７をトラカー
ル１１に固定する。トラカール１１は外科用処置具を保
持する保持具として使用するものである。

【００３０】本実施形態の外科用処置具を使用する場
合、マニピュレータ本体１の挿入部２をトラカール１１
に挿入する。この際、図４の(ａ)に示されるように、ト
ラカール１１の結合孔１２ａに回転止め部材１０を挿入
し、上記回転止め部材１０とトラカール１１を連結し、
マニピュレータ本体１の軸線Ｏに対する回転方向の動き
を拘束するように両者を結合するようにする。以後は先
に説明した第１の実施形態のものと同様に使用する事が
できる。

【００３１】本実施形態の構成を採用することにより、
術中において、トラカール１１は患者に固定されるた
め、マニピュレータ本体１の軸線回りの回転量はトラカ
ール１１との相対的な回転位置関係となり、マニピュレ
ータ本体１の軸線回りの回転量の基準は外科用処置具以
外の患者自身に置かれることとなる。

【００３２】尚、上記結合孔１２ａはトラカール１１を
貫通するように設けても構わないし、図４の(ｂ)に示さ
れるように、トラカール１１の方に予め回転止め部材１
０を付設しておき、マニピュレータ本体１をトラカール
１１に挿入する際、センサ保持部７に構成された結合孔
１２ｂに回転止め部材１０を嵌合させるようにしても構
わない。また、後者の形式の場合、図５で示すように、
センサ保持部７を貫通するように結合孔１２ｃを設けて
も構わない。

【００３３】また、本発明の外科用処置具を、図示しな
い例えば硬性鏡保持具等のような架台を設けて外科用処
置具の自重をキャンセルするように支持する形態に構成
する変形例も考えられる。この際、回転止め部材１０を
図示しない架台にマニピュレータ本体１の軸線に対して
回転自在になるように取り付けるようにしても構わな
い。この場合、架台は外科用処置具を保持する保持具と
して機能する。

【００３４】このような場合、マニピュレータ本体１の
軸線回りの回転量は、図示しない架台との相対的な回転
位置関係にあり、マニピュレータ本体１の軸線回りの回
転量の基準は図示しない架台を固定している手術用ベッ
ド等の外科用処置具以外の部位に置かれた事となる。

【００３５】さらに、マニピュレータ本体１中に、図示
しない傾斜角センサを設置し、マニピュレータ本体１の
傾斜角からマニピュレータ本体１の軸線回りの回転量に
変換するよう構成された変形例もあり得る。この場合、
マニピュレータ本体１の軸回りの基準は、重力方向に置
かれた事になる。

【００３６】従って、いずれの場合も、処置部３の姿勢
制御の基準は、本発明の外科用処置具の部位であるとこ
ろの患者の患部に置く事ができ、処置部３の姿勢を患者
の患部に対して良好な姿勢に制御する事が出来る。

【００３７】この第２の実施形態では、マニピュレータ
を患者の腹腔内に挿入する際のガイドとして用いられる
トラカールを基準とするよう構成されているが、外科用
処置具本体以外のものとして、例えばマニピュレータ本
体を支持する架台を別途設置し、この架台を基準として
検出部が構成されていても構わない。この場合、挿入部
２の回転量を検出する検出部としては、加速度センサ、
ジャイロセンサ等の検出器を利用した、傾斜センサでも
構わないが、外科用処置具本体以外のものとしては重力
を基準とするよう構成された事となる。

【００３８】（第３の実施の形態）本発明の第３の実施
形態に係る外科用処置具を、図５および図６に基づいて
説明する。図５は電動式鉗子としての外科用マニピュレ
ータの例である外科用処置具の構成を概略的に示す斜視
図であり、図６はその外科用処置具の構成を概略的に示
す斜視図である。

【００３９】本実施形態の外科用処置具の概要は前述し
た各実施形態のものと同様であり、その説明を省略す
る。

【００４０】本実施形態の外科用処置具は、図５で示す
ように、センサ保持部７に形成した結合孔１２ｃを、セ
ンサ保持部７を貫通するように設けたものである。

【００４１】従って、本実施形態の外科用処置具を使用
する場合、挿入部２を前進させ、例えば患者の腹腔内側
へ押し込んだ場合には、トラカール１１と、センサ保持
部７の相対的な距離が縮まる。また、挿入部２を前述と
は逆方向、つまり後退させた場合は、トラカール１１
と、センサ保持部７の相対的な距離は広がり、一方、セ
ンサ保持部７に支持されている姿勢指示部４と術者の操
作する把持ハンドル５の距離は、挿入部２の進退に拘わ
らず、一定距離を確保する。

【００４２】ここで、術者が把持ハンドル５を持って、
図６の（ａ）で示す状態から図６の（ｂ）で示す状態に
軸線Ｏに対し回転させたとする。すると、挿入部２とセ
ンサ保持部７は挿入部２の軸線に対して、回転自在に結
合されているので、マニピュレータ本体１の前後位置に
拘わらず、姿勢指示部４は常に同じ位置を保つ。また、
姿勢指示部４の軸線Ｃと処置部３の軸線Ｃ'は抜き差し
や把持ハンドル５の回転動作に関係が無く、一定に保つ
事が可能となる。従って、術者は外科用処置具の移動に
伴う先端の処置部３の姿勢変更を気にすることなく、外
科用処置具を自由に操る事が出来る。

【００４３】尚、本発明は前述した各実施形態に限定さ
れるものではなく、他の形態にも適用が可能なものであ
る。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、処
置部を任意の姿勢に保ちつつ、簡単な操作で、処置部の
姿勢軸回りの回転を行う事ができ、マニピュレータ挿入
部軸線に対して、角度を持った例えば切開傷の縫合動作
や処置動作を容易に行う事が出来る。

【００４５】また、本発明によれば、患者に対するマニ
ピュレータ本体の回転量を検出する事が出来る。

【００４６】さらに、本発明によれば、処置部の姿勢を
指示する姿勢指示部が、マニピュレータ本体の進退と共
に進退するものの、マニピュレータ本体の回転に拘わら
ず、処置部の姿勢指示部が一定の位置にあるようにする
事が出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る外科用処置具の
構成を概略的に示す斜視図。

【図２】本発明の第１の実施形態に係る外科用処置具の
先端における処置部の回転動作を説明するための模式
図。

【図３】本発明の第２の実施形態に係る外科用処置具の
構成を概略的に示す斜視図。

【図４】本発明の第２の実施形態に係る外科用処置具の
構成を概略的に示す斜視図。

【図５】本発明の第３の実施形態に係る外科用処置具の
構成を概略的に示す斜視図。

【図６】本発明の第２の実施形態に係る外科用処置具の
構成を概略的に示す斜視図。

【図７】未公開の先願に係る外科用処置具の構成を概略
的に示す説明図。

【図８】従来の外科用処置具の構成を概略的に示す斜視
図。

【符号の説明】

１…マニピュレータ本体、２…挿入部、３…処置部、４
…姿勢指示部、５…把持ハンドル、６ａ，６ｂ…姿勢制
御アクチェータ、７…センサ保持部、９…回転角度検出
センサ、８ａ，８ｂ…歯車、１０…回転止め部材、α…
姿勢指示傾斜角度、β…姿勢指示旋回角度、θ…マニピ
ュレータ本体の回転角度、θ’…処置部の回転角、α’
…処置部傾斜角度、β’…処置部旋回角度。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】挿入部と、この挿入部の先端付近に配置さ
   れ、開閉自在に構成され、上記挿入部の軸線に対して旋
   回及び傾斜可能に設けられた処置部と、上記挿入部の操
   作端側に配置され、上記処置部の姿勢を指示する姿勢指
   示部と、この姿勢指示部の指示により上記処置部の旋回
   及び傾斜の姿勢を調節する作動をさせる駆動部を制御す
   る制御部を有した外科用マニピュレータを構成し、か
   つ、上記挿入部の軸回りの回転量を検出する手段を有
   し、上記挿入部を、その軸線回りに回転せしめた際、そ
   の回転量は、上記処置部の姿勢軸線回りの回転量に変換
   され、この変換された回転量で、上記処置部を、姿勢軸
   線回りに回転し、上記姿勢指示部の指示する姿勢に処置
   部を保持するように制御される事を特徴とする外科用処
   置具。
2. 【請求項２】挿入部の回転量を検出する手段は、上記外
   科用処置具以外の部位を基準とする検出部によって構成
   した事を特徴とする請求項１の外科用処置具。
3. 【請求項３】上記姿勢指示部は、上記挿入部の進退と共
   に進退する構成とし、これにより上記操作部の回転には
   影響されないようにした事を特徴とする請求項１の外科
   用処置具。
4. 【請求項４】上記挿入部の回転量を検出する手段は、挿
   入部の回転量を検出する検出部をトラカールに設けた事
   を特徴とする請求項２の外科用処置具。
5. 【請求項５】上記挿入部の回転量を検出する手段は、挿
   入部の回転量を検出する検出部を外科用処置具を保持す
   る保持具に設けた事を特徴とする請求項２の外科用処置
   具。