JP2003126116A

JP2003126116A - 医療用マニピュレータ装置

Info

Publication number: JP2003126116A
Application number: JP2001327094A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Momoi; 康行桃井; Kazutoshi Suga; 和俊菅
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2001-10-25
Filing date: 2001-10-25
Publication date: 2003-05-07

Abstract

(57)【要約】【課題】術者が使いやすい医療用マニピュレータ装置を
提供する．【解決手段】複数の腕部が組み合わされたマニピュレー
タの先端部に配置され被手術者の体内に挿入される第１
の術具と、この第１の術具の前記被手術者の体に対する
位置を設定する位置決め手段と、この位置決め手段の動
作を調節する制御手段と、その一端が前記被手術者の体
内に挿入され患部を操作する第２の術具とを備えた手術
装置において、前記第２の術具は、他端部に使用者が一
方の手で把持され動作する２つの握り部と、前記位置決
め手段の動作を調節するための指令を出力するスイッチ
を有した操作手段とを有し、前記スイッチは、使用者が
前記握り部を把持した手の親指で操作可能な位置に配置
された医療用マニピュレータ装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、手術において術具
の保持や操作を行う医療用マニピュレータ装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、手術中に術者を支援するために術
具の保持や操作を行う医療用マニピュレータ装置が開発
されている。このような装置では、マニピュレータで正
確に術具の位置決めや術具の処置を行うことにより正確
な手術が実現できるものである。また、術者が術具を操
作することにより術者の意図した手術が実現できるなど
の効果が期待されている。

【０００３】このような従来の技術の一例として、特開
平１０−１１８０１５号公報（従来技術）に示されてい
る内視鏡下手術に使用する内視鏡の視野変更（内視鏡視
野の移動および拡大・縮小）を行う装置が知られてい
る。

【０００４】上記従来技術における内視鏡下手術の術具
は、体内に挿入される細長い中空の軸の先端に鉗子が取
り付けられ、この軸の後端に体外で使用者が鉗子等を操
作するため握り部が取り付けられている。軸内には、鉗
子等の手術用具を駆動するためのワイヤ或いは信号線や
内視鏡のファイバ等が通っている。また、後端の握り部
には軸を術中に回転させるため使用者が回転させる円板
状のノブも取り付けられている。

【０００５】この従来技術での握り部は、鉗子等の動作
を２又のレバーを開閉することで行わせるようにしてい
るもので、レバーには丁度ハサミのように指を掛けるこ
とが出来る輪形状の指掛け部が設けられている。

【０００６】また、この内視鏡を動作させる操作手段は
内視鏡の視野移動方向を指定するスイッチが術具先端方
向を向くように術具の握り部に取り付けられている。ま
た、操作手段には術具の形状に合わせた溝があり、その
溝を術具と勘合させ取り付ける。

【０００７】実際の手術では、上記術具の握り部に中
指、薬指及び手の平をかけ、手で握り部全体を握るよう
に把持される。また、人差し指を軸に沿えて安定させる
ように把持することもできる。さらに、人差し指はノブ
を操作して軸を回転させるに使われる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術で開示
されている操作手段は、術具の握り部の先端側に位置さ
れ、さらに内視鏡を駆動してその視野を移動させる方向
などを指令するためのスイッチは術具先端方向を向くよ
うに取り付けられている。すなわち、人差し指や中指等
の長くて微小な操作をし易い指での操作を想定してい
る。

【０００９】このため、握り部で操作して術具を動作さ
せる際には、上記人差し指、中指に負担が集中する。さ
らに、握る指の先でスイッチを操作するために、スイッ
チの操作中の握りの位置や力に影響が及び易く微小て注
意深い動きを求められる手術中において、使用者に熟練
を要し、大きな負担となっていた。

【００１０】また、術具形状に合わせた溝を利用して術
具に取り付けるため、特定の術具にしか取付できないと
いう問題があった。

【００１１】本発明の目的は、使用者に使いやすい医療
用マニピュレータ装置を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的は複数の腕部が
組み合わされたマニピュレータの先端部に配置され被手
術者の体内に挿入される第１の術具と、この第１の術具
の前記被手術者の体に対する位置を設定する位置決め手
段と、この位置決め手段の動作を調節する制御手段と、
その一端が前記被手術者の体内に挿入され患部を操作す
る第２の術具とを備えた手術装置において、前記第２の
術具は、他端部に使用者が一方の手で把持され動作する
２つの握り部と、前記位置決め手段の動作を調節するた
めの指令を出力するスイッチを有した操作手段とを有
し、前記スイッチは、使用者が前記握り部を把持した手
の親指で操作可能な位置に配置された医療用マニピュレ
ータ装置により達成される。

【００１３】また、複数の腕部が組み合わされたマニピ
ュレータの先端部に配置され被手術者の体内に挿入され
る第１の術具と、この第１の術具の前記被手術者の体に
対する位置を設定する位置決め手段と、この位置決め手
段の動作を調節する制御手段と、その一端が前記被手術
者の体内に挿入され患部を操作する第２の術具とを備え
た手術装置において、前記第２の術具は、他端部に使用
者が一方の手で把持され動作する２つの握り部と、前記
位置決め手段の動作を調節するための指令を出力するス
イッチを有した操作手段とを有し、前記操作手段が前記
握り部の動作方向についてその握り部の側面の上に取り
付けられた医療用マニピュレータ装置により達成され
る。

【００１４】また、一端に被手術者の体内に挿入される
術具を有したマニピュレータと、このマニピュレータの
他端部に設けられこのマニピュレータまたは前記術具を
操作する複数の操作手段と有した使用者が保持可能な握
り部とを有した操作部とを備え、この握り部の根元に前
記使用者が保持した手の親指で操作可能な前記操作手段
を備えた医療用マニピュレータ装置により達成される。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について図
を用いて詳細に説明する。なお、以下の実施例では内視
鏡下手術において内視鏡の保持・操作に用いる場合につ
いて説明するが、本発明は術式・術具により限定される
ものではない。

【００１６】図１に、本発明の医療用マニピュレータ装
置の実施例の構成の概略を示す。本装置は、術具１と、
術具１を位置決めする位置決め手段２（２−１，２−
２，２−３）及び３と、この位置決め手段の動作を調節
する制御手段４とを有している。この術具は、術具とし
て内視鏡を用いており、内視鏡映像を表示する表示手段
６も付加される。また、一方の端部に体内に挿入される
鉗子等の手術用具を有した別の術具１００を有してお
り、手術者である操作者がこの術具を操作することがで
きる構成となっているとともに、この術具には上記位置
決め手段の動作を調節するための操作手段５とを有して
いる。

【００１７】上記位置決め手段２は、駆動部２−１、リ
ンク部２−２、フレキシブルアーム２−２、球面ジョイ
ント３とを有する。体腔への内視鏡を挿入するための孔
の付近で内視鏡１の先端を球面ジョイント３で固定す
る。駆動部２−１はリンク部２−２・フレキシブルアー
ム２−３を介して内視鏡１の把持部を位置決めする。こ
れにより、内視鏡は挿入孔を中心とした回転運動が実現
でき、内視鏡の方向の制御、すなわち、内視鏡視野の移
動が実現できる。なお、位置決め手段は、内視鏡挿入孔
を中心とした回転運動が実現できれば、例えば６自由度
マニピュレータを用いてもよい。本発明は、上記した本
実施例の位置決め手段の構成のみにより限定されるもの
ではない。

【００１８】駆動部のリンク部取付部分を図２に示す。
駆動部２−１とリンク部２−２とは、間に中間部材２−
４を介して取り付けられる。蝶ボルト２−５、ボルト２
−６を用いて、中間部材２−４、リンク部２−２は容易
に分離できる構造になっている。ところで、手術で用い
られる機器は滅菌されていなくてはならない。中間部材
２−４、リンク部２−２は機械部品のみで構成し、高圧
蒸気滅菌処理が可能とする。しかし、駆動部２−１は電
子部品を含むので高圧蒸気滅菌やガス滅菌といった滅菌
処理が行えないため、滅菌カバーをかけて清潔さを保
つ。ただし、駆動部にリンク部を直接取り付ける場合に
は取り付け時にリンク部が汚染される恐れがあり、リン
ク部も滅菌カバーをかける必要がある。そこで、まず、
駆動部２−１に中間部材２−４を取り付けて滅菌カバー
をかける。その後、リンク部２−２を取り付けるように
する。このことで、リンク部２−２の汚染は回避でき、
リンク部２−２に滅菌カバーをかけることなく清潔さを
確保できる。

【００１９】また、内視鏡視野の拡大・縮小を行うため
に内視鏡の光学ズームを駆動させるズーム機構を付加し
てもよい。この機構の一構成例を図４に示す。この構成
例では、内視鏡１のズームレンズの外套管８−１に外歯
の歯車８−２を取り付け、それを歯車８−３を取り付け
たモータ（図示せず）で回転させる。また、可動限界を
超えないようにリミットスイッチ８−４を設ける。さら
に、汚れが付着や、回転部に巻き込まれないようにカバ
ー８−５で覆う。以上のようにすれば内視鏡の保持およ
び視野操作（視野の移動および拡大・縮小）が実現でき
る。

【００２０】図３に、本発明実施例に係るマニピュレー
タ装置の術者がもつ術具の一例を示す。この術具は、細
長い軸７−１の先端に鉗子７−２、７−３が取り付けら
れ、軸の後端に開閉操作のためのレバー形状をした握り
部７−４、７−５が取り付けられている。これら握り部
の内、一つは軸に固定された固定握り部であり、もうひ
とつは回転ジョイント７−６で取り付けてある可動握り
部である。この例では、先端側（鉗子、内視鏡等の手術
用具が設けられた一方の端部側）の握り部７−４を固定
握り部、その後側（他方の端側）の握り部７−５を可動
握り部としているが、逆の場合でもよい。また、軸７−
１を回転させるためのノブ７−７も取り付けてある。本
実施例では、術部の後端側にこれら握り部、ジョイン
ト、操作手段、ノブを有する操作部を備えているもので
ある。

【００２１】この構成では、体内に挿入される鉗子や内
視鏡の側にある握り部（レバー）あるいは両方の握り部
に指を掛ける、あるいは輪形状であって指を入れること
のできる指掛け部があって、使用者はこの指掛け部とレ
バー本体とを手の平と指で把持して術具及び手術用具を
操作する。例えば、握り部の握りの操作により術具の位
置を固定するとともにジョイント７−６を視点として７
−４，７−５が移動、動作されて、鉗子の開閉動作が行
われる。

【００２２】実際の手術では、術具は先端側の握り部７
−４に中指・薬指をかけ、握り部７−４・７−５全体を
握るように把持される。さらに、人差し指は軸７−１に
沿えて安定されるとともに、ノブ７−７を操作して軸７
−１を回転させるのに使われる。

【００２３】操作手段５は術者が把持する術具７に取り
付けられている。操作手段５には内視鏡の視野移動方向
を指定するための方向スイッチ５−１と、視野の拡大・
縮小を指示するためのズームスイッチ５−２が取り付け
られている。方向スイッチおよびズームスイッチの形状
はボタン型でもスティック型でもよい。これらスイッチ
５−１，５−２は、レバー７−４，７−５上でこれらレ
バーの動作方向に沿った術具外側の表面上に設けられ、
術具を握る際に外側から押引、上下の操作を行うことが
よう配置されている。

【００２４】本発明の特徴は、操作手段５を術具７の術
者が親指で操作しやすい位置に取り付けることである。
つまり、レバー７−４，７−５上で握りによる動作方向
に沿った外側面上にスイッチを有している。より具体的
には、術具７の握り部７−４・７−５を含む平面と平行
に方向スイッチ５−１、ズームスイッチ５−２が設けら
れた面を有する操作手段５を取り付けられる。動作の方
向に向かって握り部の側面側に配置された操作部５の外
側面上に設けられいるものである。

【００２５】そして、それらのスイッチは、スイッチを
取り付けてある面の外側からの操作により操作される。
特には、取り付け面と略垂直な方向、あるいは斜め方向
から操作させたときに、その操作が検出される。望まし
くは、軸７−１と先端側握り部７−４の境界付近に操作
手段５を取り付けるとよい。

【００２６】これのような操作手段を用いることにより
術具をもった状態で術者が親指で操作することが可能と
なり、術者の使い勝手が向上できる。

【００２７】また、操作手段５を固定握り部の上に、特
に軸に近い（レバーの根元）側、ジョイント７−６の
側、その近傍に取り付けられる。固定握り部は軸７−１
に固定されているので鉗子７−３、７−４の開閉操作な
どを軸に対する位置が変わらない。したがって、親指で
の操作が行いやすくなり、術具７と操作手段５の位置が
変わらないので、術具７の操作と操作手段５への操作が
同時に行いやすく、これにより使い勝手が向上できる。

【００２８】このような操作手段５を親指の側となるレ
バー７−５を軸に固定されるようにして、レバー７−５
上に設けても良い。このようにすることで、レバーの開
閉動作をしても親指の根元（手の平）と操作手段５との
相対位置は変化が少なくなり、スイッチ５−１，５−２
の操作性が向上する。

【００２９】本実施例に用いられる操作手段５の方向ス
イッチの構成の例を図５に示す。上側の図（ａ）が上か
ら見た平面図、下方の図（ｂ）がその断面図である。こ
の例では、ボタン１０の周縁部の下に１接点スイッチ１
１を９０度ずつ位相をずらし４個配置する。術者は視野
を移動させたい方向に対応するボタン上の方向のボタン
周縁部を押す。これにより、押された部分の下にあるス
イッチが入り、方向が検知できる。また、隣り合うスイ
ッチの中間方向が押された場合に、その方向の両隣のス
イッチが入り中間方向が検知できる。以上のようにすれ
ば、８方向が検知できる方向スイッチが実現でき、使用
する１接点スイッチの個数を増やすことにより指定でき
る方向を増やすことが可能となる。さらには、アナログ
式のスイッチを用いれば連続的に方向を検出することも
可能である。

【００３０】以上のような方向スイッチを用いれば、例
えば斜め方向に動かしたい場合に、その方向にボタンを
押すことで移動させることが可能となり、４方向のみ指
定できる場合に比べボタン操作回数・操作時間を低減で
き、術者の使い勝手が向上できる。なお、本発明が主張
するのは、少なくとも８方向の指定が可能なデバイスを
用いることであり、必ずしもデバイスの実現方法により
本発明が限定されるものではない。

【００３１】上記の例の操作手段の変形例を図６に示
す。図（ａ），（ｂ）の対応は図５と同様である。この
構成では、操作手段５のスイッチ取り付け面の反対面に
ネジ取り付け部材５−５が取り付けられている。ネジ取
り付け部材には先端に押し付け部材５−３を取り付けた
ネジ５−６が取り付けてある。術具に操作手段を取り付
けるときは、ネジ５−６をまわして押し付け部材５−４
と操作手段５のスイッチ取り付け面と反対面とで、術具
の握り部７−４を挟み込み取り付ける。取り付け部材５
−３と操作手段のスイッチ取り付け面の反対面には、ゴ
ムなどの滑りを防ぐ部材が貼り付けてあってもよい。こ
れにより、術具の握り部の厚みが異なるものでも、操作
手段を取り付けることが可能となり、術者の使い勝手が
向上できる。

【００３２】また、さらに別の変形例を図７に示す。図
（ａ），（ｂ）の対応は図５と同様である。この構成で
は、操作手段５に回転ジョイント５−６と、その回転ジ
ョイントを介して押し付け部材５−７が取り付けてあ
る。操作手段５の回転ジョイントの取り付け面と押し付
け部材とは回転ジョイントを中心に開閉可能な構造とな
っており、バネ（図示せず）により押し付け部材５−７
を回転ジョイント取り付け面に押し付ける。この操作手
段を術具に取り付ける場合には、術具の握り部７−４を
押し付け部材５−７と操作手段の回転ジョイントの取り
付け面とで挟み込み取り付ける。押し付け部材５−７と
操作手段の回転ジョイントの取り付け面には、ゴムなど
の滑りを防ぐ部材が貼り付けてあってもよい。これによ
り、術具の握り部の厚みが異なるものでも、操作手段を
取り付けることが可能となり、術者の使い勝手が向上で
きる。

【００３３】以上説明した実施例によれば、術具の操作
時に人差し指や中指に負担が集中することが抑制され使
用者の負担が低減される。これにより、微小で繊細な動
きが求められる手術の使用者の負担が軽減される。ま
た、手術者に求められる熟練の度合も低減され、より安
全で信頼性の高い手術を行うことが可能となる。

【００３４】また、親指の動作で操作手段上のスイッチ
を操作できるように装置が配置されており、スイッチの
操作を行うことによる術具の位置の固定や術具先端の手
術用具の操作に影響が及ぶことが抑制される。これによ
り安定して手術動作を行うことができ、装置の操作がし
易くなるとともに手術の安全性も向上できる。

【００３５】上記実施例では、術具１００のレバーの上
に内視鏡の視野を調節するための操作手段５を設けた例
を説明したが、内視鏡の操作に限られるもものではな
く、またレバーにより操作される手術用具も鉗子に限ら
れるものではない。操作手段５で鉗子等の操作を行って
も良く、レバーで内視鏡を操作するものに本発明を適用
しても、上記と同様の作用、効果を奏することが可能で
ある。

【００３６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、使
用者に使いやすい医療用マニピュレータ装置を提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の医療用マニピュレータ装置の実施例の
構成の概略を示す図である。

【図２】図１に示すマニピュレータ装置の駆動部のリン
ク部取付部分を示す断面図である。

【図３】本発明実施例に係るマニピュレータ装置の術者
がもつ術具の一例を示す図である。

【図４】本発明における内視鏡のズームレンズの外套管
を回転させる機構の一構成例を説明する図である．

【図５】本実施例に用いられる操作手段５の方向スイッ
チの構成の例を示す図である。

【図６】図５に示す操作手段の変形例を示す図である。

【図７】図５に示す操作手段のさらに別の変形例を示す
図である。

【符号の説明】

１：術具（内視鏡），２：位置決め手段，２−１：駆動
部，２−２：リンク部，２−３：フレキシブルアーム，
２−４：中間部材，３：球面ジョイント，４：制御手
段，５：操作手段，５−１：方向スイッチ，５−２：ズ
ームスイッチ，５−３：押し付け部材，５−４：クラン
プネジ，５−５：ネジ取り付け部材，５−６：回転ジョ
イント，５−７：押し付け部材，６：表示手段，７：術
具，７−１：軸，７−２・７−３：鉗子，７−４・７−
５：握り部，７−６：回転ジョイント，７−７：ノブ，
８−１：ズームレンズの外套管，８−２：外歯歯車，８
−３：歯車，８−４：リミットスイッチ，８−５：カバ
ー．

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H040 DA21 DA56 3C007 AS35 BS29 JU16 KT01 KT06 KT18 XF00 XF05 4C060 GG21 GG24

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の腕部が組み合わされたマニピュレー
タの先端部に配置され被手術者の体内に挿入される第１
の術具と、この第１の術具の前記被手術者の体に対する
位置を設定する位置決め手段と、この位置決め手段の動
作を調節する制御手段と、その一端が前記被手術者の体
内に挿入され患部を操作する第２の術具とを備えた手術
装置において、前記第２の術具は、他端部に使用者が一方の手で把持さ
れ動作する２つの握り部と、前記位置決め手段の動作を
調節するための指令を出力するスイッチを有した操作手
段とを有し、前記スイッチは、使用者が前記握り部を把持した手の親
指で操作可能な位置に配置された医療用マニピュレータ
装置。
【請求項２】複数の腕部が組み合わされたマニピュレー
タの先端部に配置され被手術者の体内に挿入される第１
の術具と、この第１の術具の前記被手術者の体に対する
位置を設定する位置決め手段と、この位置決め手段の動
作を調節する制御手段と、その一端が前記被手術者の体
内に挿入され患部を操作する第２の術具とを備えた手術
装置において、前記第２の術具は、他端部に使用者が一方の手で把持さ
れ動作する２つの握り部と、前記位置決め手段の動作を
調節するための指令を出力するスイッチを有した操作手
段とを有し、前記操作手段が前記握り部の動作方向についてその握り
部の側面の上に取り付けられた医療用マニピュレータ装
置。
【請求項３】前記スイッチは前記握り部の動作方向に略
垂直な方向、または、斜め方向から操作可能であるよう
に前記操作手段の表面に設けられた請求項１または２に
記載の医療用マニピュレータ装置。
【請求項４】前記握り部は、一方が前記第２の術具に固
定され、他方が動作可能に設けられ、前記操作手段が前
記固定された握り部に取り付けられた請求項３に記載の
医療用マニピュレータ装置。
【請求項５】前記操作手段は前記第２の術具から着脱可
能である請求項１乃至４のいずれかに記載の医療用マニ
ピュレータ装置。
【請求項６】一端に被手術者の体内に挿入される術具を
有したマニピュレータと、このマニピュレータの他端部
に設けられこのマニピュレータまたは前記術具を操作す
る複数の操作手段と有した使用者が保持可能な握り部と
を有した操作部とを備え、この握り部の根元に前記使用者が保持した手の親指で操
作可能な前記操作手段を備えた医療用マニピュレータ装
置。