JP2006116194A - 手術器具 - Google Patents

Abstract

【課題】操作部における術者の無理の掛からない手首と指の操作によって、鉗子として機能する把持部の位置及び姿勢をたやすく、且つ安定して操作すること。
【解決手段】開閉自在の把持部を有する先端関節部と、握り部１２３と複数操作ダイヤルを有する操作部と、操作部と先端関節部の動作を連携させるワイヤを収容する腕部と、を備えた手術器具であって、操作部には、握り部の上方であって操作部の上部傾斜面に第１の操作ダイヤル１０３を配置するとともに、握り部の上方であって操作部の前面に第２と第３の操作ダイヤル１０４，１０５を配置し、第１の操作ダイヤルを親指１１０操作し、第２の操作ダイヤルを人指し指１１１操作することによって、先端関節部を上・下動作させるとともに左・右動作させて先端関節部に首振り動作を行わせ、第３の操作ダイヤルを人指し指１１１操作することによって、先端把持部を開・閉動作させること。
【選択図】図６

Description

本発明は、臨床現場で用いる手術器具に係り、特に、ワイヤ駆動方式関節部によって位置及び姿勢操作を可能とする手術器具に関する。

鉗子先端に２自由度以上の可動部を有し、鉗子の後端部に鉗子操作部を有して鉗子を微細操作する医療用マニピュレータの従来技術として、特許文献１に示すように、鉗子先端に第１の回転関節と第２の回転関節を備え、操作部におけるモータ駆動でワイヤ、歯車等を介してそれぞれの回転関節を制御して鉗子の先端姿勢決め操作を行い、さらに、操作桿に設けたレバー操作によって鉗子の開閉量を制御することが開示されている。

また、多自由度型処置具の従来技術として、引用文献２には、関節部を介して接続された処置部を備える処置具本体に、処置部を上下方向及び左右方向に屈曲動作させるジョイスティックと、処置部を回転動作させるダイヤルと、処置部を開閉動作させるレバーと、を設け、処置部を所望の位置及び姿勢に簡易に設定することが開示されている。

また、医療用マニピュレータの従来技術として、駆動ワイヤの線路長及び位相を関節の角度変化によらず一定に保持することで、マニピュレータの小型化と制御性を向上させることが開示されている（例えば、特許文献３を参照）。
特開２００１−２７６０９１号公報 特開２００４−１５４１６４号公報 特開２００４−１２２２８６号公報

しかしながら、特許文献１に示すような従来技術によると、関節部に設けた第１の回転軸と第２の回転軸の回転操作は、操作桿に設けたジョイスティックを左右及び上下の複雑な操作をすることによって鉗子の位置決めと姿勢決めを行うものであり、なおかつこの位置決めと姿勢決めは操作桿に設置したモータ駆動で行っているので、ジョイスティック操作とモータ駆動とで複雑な制御を行う必要がある。

また、特許文献２では、モータを用いずに手動操作のジョイスティックで直接に駆動ワイヤを操作しているが、処置部の位置及び姿勢を適宜に設定する際に、ジョイスティックの操作に熟練を要するものである。また、特許文献３に提案された関節構造では、開示された実施例でのブレードの首振り運動と開閉運動の駆動方法はモータ制御を有するものであった。

本発明の目的は、多自由度型把持部の位置及び姿勢について、操作部における術者の無理の掛からない手首と指の操作によって、たやすく操作できる手術器具を提供することにある。

前記課題を解決するために、本発明は主として次のような構成を採用する。
開閉自在の把持部を有する先端関節部と、手の平で握る握り部と複数の操作ダイヤルを有する操作部と、前記操作部と前記先端関節部の動作を連携させるワイヤを収容する腕部と、を備えた手術器具であって、
前記操作部には、前記握り部の上方であって且つ前記操作部の上部傾斜面に第１の操作ダイヤルを配置するとともに、前記握り部の上方であって且つ前記操作部の前面に第２と第３の操作ダイヤルを配置し、
前記第１の操作ダイヤルを親指操作し、前記第２の操作ダイヤルを人指し指操作することによって、前記先端関節部を上・下動作させるとともに左・右動作させて前記先端関節部に首振り動作を行わせ、
前記第３の操作ダイヤルを人指し指操作することによって、前記先端把持部を開・閉動作させる構成とする。

また、開閉自在の把持部を有する先端関節部と、手の平で握る握り部と複数の操作ダイヤルを有する操作部と、前記操作部と前記先端関節部の動作を連携させるワイヤを収容する腕部と、を備えた手術器具であって、
前記操作部は断面が略変形楕円形状であって、その手前側の前記握り部の上部に傾斜面が形成されて第１の操作ダイヤルと第２の操作ダイヤルを配置するとともに、その手前反対側の前記握り部の上部に第３の操作ダイヤルを配置し、
前記第１の操作ダイヤルと前記第２の操作ダイヤルを親指操作することによって、前記先端関節部を上・下動作させるとともに左・右動作させて前記先端関節部に首振り動作を行わせ、
前記第３の操作ダイヤルを人指し指操作することによって、前記先端把持部を開・閉動作させる構成とする。

本発明によれば、アクチュエータなどの電子的な制御を用いずに、操作部における術者の無理の掛からない手首と指の操作によって、鉗子として機能する把持部の位置及び姿勢をたやすく、安定して操作することができる。

また、把持部の位置及び姿勢が、操作部において主として親指と人差し指で楽に操作可能であるので、長時間の操作に適している。また、構造が簡単であり操作も簡易である手術器具を提供することができる。

本発明の実施形態に係る手術器具について、図面を参照しながら以下詳細に説明する。まず、図１〜図４を用いて、本発明の実施形態に係る手術器具の基本的構成を説明する。

図１は、本実施形態の手術器具における先端部分の斜視図である。図２は図１に示した手術器具の先端部分の分解斜視図であり、図２では、理解を容易にするため、ブレードおよび関節の首振りを駆動するワイヤを省いている。図３は、ワイヤの配線状態を説明する図であり、関節がまっすぐな状態と関節を曲げたときの状態を示している。図４は、本実施形態の手術器具における先端部分の詳細斜視図である。

本実施形態においては、具体的な記述のために、医療用の手術器具を例示して説明する（本発明は特に医療用手術器具に限ることはなく、把持部を手動操作する操作器具一般の構成として成り立つものである）。手術器具（以下、術具とも称する）の先端部分（以下、先端関節又は術具関節とも称する）は、縫合糸や針等を把持する把持部（鉗子部）１４と、図１の把持部１４の下部付近に位置する先端部１５と、先端部１５とともに第２関節を形成する中間部１６と、中間部１６とともに第１関節を形成する根元部１７と、を備え、さらに、把持部１４と先端部１５と中間部１６を操作するために、駆動ワイヤ３ａ〜３ｄ，５ａ，５ｂを有している。この先端部分は、鉗子形状の術具の関節として機能している。また、手術器具は、この先端部分の他に、根元部１７のさらに手元側には、駆動ワイヤ３ａ〜３ｄ，５ａ，５ｂの引き量を操作する図１には図示されていない手元操作部（その詳細は後述する）を備えている。

把持部１４は、一対のブレード１ａ，１ｂを有し、各ブレード１ａ，１ｂの根元にはブレードプーリ２ａ，２ｂが配置されている。ブレードプーリ２ａ，２ｂには、詳細を図４に示すように、ブレードを操作する駆動ワイヤ３ａ〜３ｄが巻きつく溝２２ａ，２２ｂが形成されており（図４参照）、この溝２２ａ，２２ｂに巻きついたワイヤ３ａ〜３ｄをブレードプーリ２ａ，２ｂに保持するための保持部２３ａ，２３ｂが設けられている。

先端部１５は、一対のブレード１ａ，１ｂ間に挟まれた平板状の先端基部４と、この先端基部４にほぼ直交する平板であって半円形の歯車部４ａを有する転がり部材４ｂとを有している（図２参照）。先端基部４の中心部には穴が形成されており、この穴とブレードプーリ２ａ，２ｂの中心部に形成された穴とを軸７が貫通する。歯車部４ａの中心部にも穴が形成されており、この穴を貫通する軸８ａが中間部１６に形成された穴を貫通する。

根元部１７は、円筒状の筒部１３とこの筒部１３の先端部に位置し半円形の歯車部１３ａが形成された転がり部材１３ｂとを有している。転がり部材１３ｂの中央部には穴が形成されている（図２参照）。ここで、図示の例において、半円形の歯車部４ａ，１３ａは、転がり接触をさせるための一手段であり、歯車部を用いる方法以外に、摩擦を高めるための加工や、ゴム質の表面加工、滑り止め加工、滑り止めワイヤによる接続などの方法がある。

先端部１５と根元部１７間には、２本の軸８ａ，８ｂの各軸を中心に先端部１５と根元部１７が回動可能なように、中間部１６が形成されている。すなわち、中間部１６は、軸８ａ，８ｂに取付けられ２個の穴が形成された卵型の中間プレート９ｂ，１２と、この中間プレート９ｂ，１２間に挟まれたワイヤ案内用のプーリ６ｅ〜６ｈと、同様に軸８ａ，８ｂに取り付けられ２個の穴が形成された卵型の中間プレート１１，９ａと、中間プレート１１に隣り合い軸８ｂが貫通する側に円板状の凸部２０が形成された中間プレート１０と、中間プレート１０，９ａ間に挟まれた案内用のプーリ６ａ〜６ｄとを有している（図２参照）。

中間プレート１０は、凸部２０の周りが低くなっており、軸８ａが貫通する穴の周りが凸部２０と同じ高さに形成されている。このように形成したプレート１０とプレート１１とを接合して、ワイヤ５ａ，５ｂの案内路を形成する（図３参照）。プレート１１，１２間には、転がり部材４ｂ，１３ｂが挟まれている。プレート９ａ，９ｂ、プレート１０〜１２とプーリ６ａ〜６ｇに形成された穴を、軸８ａ，８ｂが貫通する。各プーリ６ａ〜６ｇは、軸８ａ，８ｂ回りに回転自在であり、転がり部材４ｂ，１３ｂは歯車部４ａ，１３ａにおいて転がり接触している。これらの部材は、さび等の発生を防止し、軽量で高剛性であるチタン合金製などが好ましい。

中間プレート１０の凸部２０の周上であって２本の軸８ａ，８ｂの中心を結ぶ線との交点Ｐｅに（図２参照）、ワイヤ５ａ，５ｂを固定し、凸部２０の外周部に装架する。手術器具先端部分における先端関節でのワイヤ５ａ，５ｂは、筒部１３内部を通って、後述する図９に示すように術具手元側の操作部１０２の上下首振りダイヤル１０３に掛け渡される。ワイヤ５ａとワイヤ５ｂは一本の連続するワイヤでも良いし、２本のワイヤであってもよい。

図４に示すように、ブレードプーリ２ａ，２ｂには、ワイヤを装架する溝２２ａ，２２ｂが設けられている。プーリ２ａ，２ｂの外周の一部には、ワイヤ固定部２３ａ，２３ｂが取付けられている。ワイヤ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの一部は、固定部２３ａ，２３ｂで接着、溶接、ロウ付けあるいはカシメ等により固定される。

ブレードプーリ２ａに１点を固定されたワイヤ３ａは、プーリ６ａ、次いでプーリ６ｃへ導かれた後、後述する図９に示すように、手元側の操作部１０２における握り部１２３の回転軸１２５の外周上の１点で固定される。同様に、プーリ２ａに１点を固定されたワイヤ３ｂは握り部１２３の回転軸１２５の外周上の１点で固定される。本実施形態では、ワイヤ３ａとワイヤ３ｂを１本の連続するワイヤとしたが、ブレードプーリ２ａ，２ｂに固定される２本のワイヤとしてもよい。

ブレード１ｂ側も、ブレード１ａ側と同様にワイヤ３ｃ，３ｄが装架される。つまり、ブレードプーリ２ｂに１点を固定されたワイヤ３ｃは、プーリ６ｂ、次いでプーリ６ｄへ導かれた後、後述する図９に示すように、手元側の操作部１０２における握り部１２３の回転軸１２６の外周上の１点で固定される。同様に、プーリ２ｂに１点を固定されたワイヤ３ｄは握り部１２３の回転軸１２６の外周上の１点で固定される。

上述したような構成を備えた本実施形態に係る手術器具の先端部分（先端関節又は術具関節）の動作について、図１〜図４を参照しながら以下に説明する。把持部１４は先端部１５に対して軸７回りに回転する。その際、軸７とブレード１ａ，１ｂとの回転方向が同じであれば、把持部１４の向きが変わり、ブレード１ａ，１ｂが軸７とは逆方向に回転すれば、把持部１４は開閉動作する。具体的には、第１のブレード駆動源、例えば後述するダイヤルを手動操作してワイヤ３ｂを引くと、ブレード１ａは閉じる方向に動く。逆に、ワイヤ３ａを引くとブレード１ａは開く方向に動く。第２のブレード駆動源、例えば後述するダイヤルを手動操作してワイヤ３ｃを引くと、ブレード１ｂは閉じ、ワイヤ３ｄを引くとブレード１ｂは開く。ワイヤ３ａとワイヤ３ｃを一緒に引く、あるいはワイヤ３ｂとワイヤ３ｄを一緒に引けば、把持部１４が軸７回りに回転して把持方向が変わる。これを把持部関節の首振り動作と称する。

図３に示すように、先端部１５の首振り角度αは、根元部１７と中間部１６とが成す角度θ１と、中間部１６と先端部１５が成す角度θ２の和で表される。手術器具の手元操作部を操作し、後述する図９に示す上下首振りダイヤル１０３を回転させワイヤ５ａを引くと、中間プレート１０は軸８ｂ回りに図３のＡ方向へ回転する。同時に、軸８ａ、先端部４、プーリ６ａ，６ｂ，６ｅ，６ｆ、中間プレート９ａ，９ｂも軸８ｂ回りに図３のＡ方向へ回転する。このとき、歯車部４ａ，１３ａが転がり接触しながら噛み合い動作する。

歯車部４ａと歯車部１３ａが同じ大きさの歯車のときは、中間プレート１０が軸８ｂ回りにθ１だけ回転すると、先端部１５は軸８ｂ回りにθ１だけ回転しそれとともに軸８ａ回りにθ２＝θ１だけ回転する。これにより、先端部１５が根元部１７に対して首を振る角度αは、中間プレート１０が軸８ｂ回りに回転する角度の２倍となる。手術器具の手元操作部を操作し、後述する図９に示す上下首振りダイヤル１０３を回転させワイヤ５ｂを引くと、先端部１４は図３のＢ方向に首を振る。このときもＡ方向への首振りと同様であり、先端部１５が根元部１７に対して首を振る角度αは中間プレート１０が軸８ｂ回りに回転した角度の２倍となる。

歯車部４ａの半径が歯車部１３ａの半径のＲ倍のときは、中間プレート１０が軸８ｂ回りにθ１だけ回転すると、先端部１５は軸８ａ回りにθ２＝θ１／Ｒだけ回転する。したがって、先端部１５は根元部１７に対して角度α＝θ１（１＋１／Ｒ）だけ首を振る。

ワイヤ３ａ，３ｂが、各プーリに接触している部分のプーリの中心角度は、首振り角度αにより変化する。例えば、ワイヤ３ａは２個のプーリ６ａ，６ｃと接触する。この２個のプーリ６ａ，６ｃにワイヤ３ａが接触する部分の中心角度の和は、図３（ａ）ではｄ１＋ｄ２であり、図３（ｂ）ではｄ３＋ｄ４となる。この値は歯車部４ａと歯車部１３ａが噛み合い接触しているので、常に一定であり、根元部１７と先端部１５がなす先端部関節の首振り角度αによらない。したがって、点Ｐａと点Ｐｄ間のワイヤの経路長さおよび点Ｐｃと点Ｐｂ間のワイヤの経路長さは、角度αによらず不変であり、ワイヤの位相も変化しない。

ここで、ワイヤの位相はブレード１ａ，１ｂの開閉角度であるが、この開閉角度に応じたワイヤの位置、つまり駆動部がワイヤを引く量にも相当する。ワイヤの位相が変化しないので、先端部１５の関節が動いてもブレード１ａ，１ｂは開閉しない。これにより、先端部１５の関節の角度αが変化しても、この関節のさらに先に設けたブレード１ａ，１ｂを制御するワイヤの経路長や位相や張力が影響されない。その結果、ワイヤを通して可動部にかかる力のみを張力の変化として、術具関節（先端関節）を操作する操作者の手に伝えることができる。

本実施形態によれば、首振り動作時はワイヤ５ａ，５ｂだけ操作してブレード１ａ，１ｂの開閉角度を一定に保持するから、ワイヤ３ａ〜３ｄの引き量を調整する必要がない。また、首振り角度が変化してもワイヤの経路長が変化しないので、ワイヤが引かれて首振り角度を変化させられない事態を防止できる。また、首振り角度が変化したときにワイヤがたるむ事態が発生しない。

本実施形態によれば、ワイヤの干渉がないためワイヤ操作を正確に術具関節（先端関節）の動作として表すことができ、操作に伴う張力の変化による操作感度の変化がないので、常に同じ操作感で操作できる。また、術具関節で発生する力を張力の変化として操作者に伝えることができるので、治療操作の状況を力覚を通じて感じることができ、通常自分の手で直接治療を行うような力覚を感じながら操作できるので、臨床現場において、血管や組織を把持して縫合する場合など、把持している対象物を適切な力で把持できる。これにより、低侵襲で繊細な治療が可能になる。

上下首振りワイヤ（例えば、ワイヤ５ａ，５ｂ）と、把持部動作ワイヤ（例えば、ワイヤ３ａ〜３ｄ）が干渉せずに操作できるので、操作が容易になると共に術具関節の動作が安定する。可動範囲内の任意の首振り角度でのブレードの開閉動作やブレードで対象物を把持したまま行う首振り動作を正確に行え、操作者は複雑な操作を必要とせずに、直感的な操作感で操作できる。また、２個の回転中心を有する中間部１６を設けたので、先端部１５の根元部１７に対する首振り可能範囲を大きくすることができる。そのため、臓器の陰に隠れた患部に対しても処置することができる。

以上説明した、本実施形態における把持部１４、先端部１５、中間部１６、根本部１７の構造は、本発明の手術器具に採用される基本構成例である。以下、図５〜図１０を用いて説明する本発明の第１の実施形態に係る手術器具においても図１〜図４に示す基本的構成例を適用するものである。

次に、本発明の第１の実施形態に係る手術器具の特徴について、図５〜図１０を参照しながら以下詳細に説明する。図５は本発明の第１の実施形態に係る手術器具の全体構成を示す斜視図である。図６は第１の実施形態に係る手術器具を右手で握った状態を示す斜視図である。図７は第１の実施形態に係る手術器具における握り部の操作ダイヤルの配置を示す図である。図８は第１の実施形態における握り部の安定保持器の着脱態様を示す図である。図９は第１の実施形態における先端の関節機構と手元の操作機構との間の駆動ワイヤの懸架状態を示す図である。図１０は第１の実施形態に関する左右首振りダイヤルの詳細構造を示す図である。

図５〜図１０において、１００は術具関節部、１０１は腕部、１０２は操作部、１０３は上下首振りダイヤル、１０４は左右首振りダイヤル、１０５は開閉ダイヤル、１０６はロックボタン、１０７は安定保持器、１０８，１０９は固定部、１１０は親指、１１１は人差し指、１１２，１１３は固定部、１１４〜１２２はプーリ、１２３は握り部、１２４は凸部、１２５，１２６は回転軸、１２７は傾斜取り付け面、１２８，１２９，１３１，１３２は回転軸、１３３〜１３６は駆動ワイヤ、１３７，１３８はダイヤル設置角度、１３９は握り部水平線、１４０は握り部垂直線、１４１は握り面、１４２はダイヤル設置面、１４３は安定保持器の内角、１４４，１４５は安定保持器の辺、１４６は軸、１４８，１４９は保持板、１５０はバネ板、１５２はスライド穴、１５４，１５５は取り付け面、をそれぞれ表す。

本発明の第１の実施形態に係る手術器具（以下、術具と称する）は、図５に示すように、把持部と首振りの関節を含む術具関節部１００と、操作者が保持するために握る部位と関節の首振り（上下と左右）と開閉を操作する部位を含む操作部１０２と、操作部１０２と術具関節部１００を繋いで操作部１０２で操作する操作量を術具関節１００に伝達するための伝達手段を含む腕部１０１と、を備えている。

また、操作部１０２は、先端関節の上下首振りを操作するためのダイヤル１０３（例えば、Ａ方向に操作すると先端関節がＢ方向に動作する）と、把持部（ブレード１ａ，１ｂ）の左右首振りを操作するためのダイヤル１０４（例えば、Ｃ方向に操作するとＤ方向に二つの把持部１ａ，１ｂがそろって同じ方向に首振りを行う）と、把持部（ブレード）の開閉を操作するためのダイヤル１０５（例えば、Ｅ方向に操作すると把持部１ａ，１ｂがそれぞれ互いに開く方向に動作し、操作方向を逆にすれば、図中の矢印と逆の動作を行う）と、を有している。なお、操作部１０２における上下首振りダイヤル１０３、左右首振りダイヤル１０４、開閉ダイヤル１０５と、術具関節部１００との動作関連については、後に、図９の説明で詳説する。また、操作部１０２における安定保持器１０７は、術具を安定して保持するためのものである。

図６〜図８において、第１の実施形態に係る術具の特徴の１つは、手のひらで握り部１２３を把持するとともに中指、薬指及び小指でグリップすることができる形状、構造である。また、安定保持器１０７は、図８を参照して分かるように、略Ｌ字形状を有し、それぞれの辺１４４，１４５を備え（辺１４４と１４５のなす角度は９０度（Ｌ字形状）に限ることはなく、術具を安定保持するための角度であれば良く、通常、９０度を超える角度を形成する、すなわち略ヘの字形状）、固定部１１２，１１３によって握り部１２３の一側部に固定され、術具を安定して保持するためのものである。術具を右手で使用するときの安定保持器１０７は、図８に示すように握り部１２３の右側部に固定し、術具を左手で使用するときの安定保持器１０７は、握り部１２３の左側部の固定部１０８，１０９に固定する（詳細は図８の説明において後述する）。このように、安定保持器１０７は術具の使い方によって取り付け位置を変更することができ、いずれの場合にでも安定して術具を保持するためのものである。

図６を用いてさらに説明すると、安定保持器１０７は、握り部１２３を把持したときに親指と人差し指の間に位置し、辺１４５が手の甲に接触し、手のひらを握り部１２３に密着させる。さらには、安定保持器の辺１４４，１４５と握り部１２３で手の甲と手の平を軽くはさむように安定保持器１０７の内角１４３が形作られるため、中指、薬指及び小指を握り部から離しても、安定保持器１０７が親指と人差し指の間に保持されており、かつ、握り部１２３が手のひらに当接しているために、術具が手の平から落ちることがない。

また、握り部１２３を把持したときに、人差し指１１１を自然に伸ばした位置に左右首振りダイヤル１０４、開閉ダイヤル（術具関節部１００のブレード１ａ，１ｂを開閉するためのダイヤル）１０５が位置しているように両ダイヤルを配置する。図７において、左右首振りダイヤル１０４の回転面（回転軸に垂直の面）１３７は、握り部１２３の水平方向を表している握り部水平線１３９よりやや前方下向きとなるように配置する。左右首振りダイヤル１０４より下方に配置される開閉ダイヤル１０５はその回転面１３８が左右首振りダイヤル回転面１３７よりさらに前方下向きとなるように配置する。回転面１３７と回転面１３８の間の角度は２０度程度であり、間隔は指１本分から１本半の距離（１ｃｍ程度）を有する。さらに、中指薬指小指が接触する握り面１４１よりもダイヤルを配置するダイヤル設置面１４２は前方にせり出す形状とする。

握り部１２３を中指、薬指及び小指で把持した状態で、人指し指１１１を上下させると、指の腹が指の根本側関節を中心に円弧運動するように指骨格が形作られているため、図７に示すように、左右首振りダイヤル１０４と開閉ダイヤル１０５はその回転面に相対的に角度をつけて設置されていることによって、どちらのダイヤルも自然な角度で人指し指による操作が可能となる。図６に図示するように、左右首振りダイヤル１０４と開閉ダイヤル１０５は、握り部１２３を把持した状態で人差し指１１１が無理の掛からない状態で操作できるように、握り部１２３の上方であって且つ操作部１０２の前面側（腕部１０１が操作部１０２に連結している部分の下方部（凹んだ握り部の上方に延設した張り出し部））に配置される。

また、上下首振りダイヤル１０３は、握り部１２３を把持したときに親指１１０で操作し易いように、握り部１２３の垂直方向を表している握り部垂直線１４０（図７参照）に対して斜面を形成する傾斜取付面１２７に設ける。この構成によって、親指１１０を前方（又は斜め前方）に倒した姿勢で上下首振りダイヤル１０３を無理なく操作することが可能となる。換言すると、親指１１0を前方に倒した姿勢、つまり、人差し指１１１との角度が小さい方が親指１１0は可動範囲が広く、自由に対象を操作することができる。第１の実施形態では、上下首振りダイヤル１０３を傾斜取付面１２７（垂直取付面ではなくて）に設けることで、親指１１０の可動範囲を広く確保した状態で上下首振りダイヤル１０３を操作できる握り姿勢をとることが可能になる。

図８において、固定部１０８，１０９は安定保持器１０７を操作部１０２に固定するための部位である。安定保持器１０７には固定部１０８，１０９と嵌合する部位１１２，１１３を有しており、着脱が自在である。具体的には、固定部１０８，１０９が凹部形状をしており、これと嵌合する安定保持器１０７の部位には凸部が形成されている。あるいは、凹凸の振り分けを逆にしても良い。単なる凹凸ではなく、装着したときのがたつき防止のために、弾性を持たせた爪形状を凸部に設けても良い。さらには、スナップボタンを用いてもよい。

右手で把持する場合は、図５及び図６に示すように、握り部１２３に対して右側に安定保持器１０７を取り付ける。左手で把持する場合は、図５及び図６とは逆に、固定部１１２，１１３を固定部１０８，１０９に嵌合させ、握り部１２３の左側に固定する。これにより、左右どちらの手でも安定して術具を保持することが可能になる。

次に、図９は、握り部に設置したダイヤルと術具関節部の関節を駆動する駆動ワイヤとの縣架構成を示す図である。ダイヤル廻りの駆動ワイヤは、操作部１０２の内部に縣架されて収容されている。以下の説明では、駆動に係わる部品とワイヤで接続される関節のプーリ部分のみを図示してそのつながりを説明する。

図９の（ａ）はダイヤルと関節のワイヤ配線の全体構成を示し、（ｂ）は左右首振りダイヤル１０４から回転軸１２６，１２５までの配線、（ｃ）は開閉ダイヤル１０５から回転軸１２６，１２５までのワイヤ配線をそれぞれ上方から見て図示したものである。

上下首振りダイヤル１０４と開閉ダイヤル１０５は、図１０に示すようにスライド可能となるように、握り部１２３に取り付けられている。回転軸１２５，１２６，１２８，１２９，１３１，１３２は、それぞれ握り部１２３に回転自由に保持されている。プーリ１１４，１１５，１１６，１１７，１１８，１１９，１２０，１２１，１２２はワイヤをガイドするための部品であり、それぞれ回転自由に握り部１２３に取り付けられている。上下首振りダイヤル１０３は凸部１２４を有する形状をしており（凸部の代わりにプーリを固定しても良い）、回転自由に握り部１２３に取り付けられている。

また、ワイヤ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，５ａ，５ｂは図１に図示した関節より配線され、その関節内での配線については、図１、図４にて説明した通りである。すなわち、図４に示すように、ブレードプーリ２ａには、ワイヤ３ａ，３ｂを装架する溝２２ａが設けられていて、プーリ２ａの外周の一部には、ワイヤ固定部２３ａが取付けられており、ワイヤ３ａ，３ｂの一部は、固定部２３ａに固定される。また、ワイヤ３ｃ，３ｄについても同様にして、ブレードプーリ２ｂのワイヤ固定部２４ｂに固定される。また、ワイヤ５ａ，５ｂについては、中間プレート１０の凸部２０の周上の点Ｐｅで（図２参照）固定され、凸部２０の外周部に装架されて、後述する図９に示すように術具手元側の上下首振りダイヤル１０３の凸部１２４に掛け渡される。

ブレードプーリ２ａに１点を固定されたワイヤ３ａは、プーリ６ａ、次いでプーリ６ｃへ導かれた後（図１参照）、図９に示すように、最終的に回転軸１２５（プーリでもよい）の外周上の１点で固定される。同様に、プーリ２ａに１点を固定されたワイヤ３ｂはプーリ６ｆ、次いでプーリ６ｈへ導かれ、同様に回転軸１２５の外周上の１点で固定される。

さらに詳しく説明すると、ワイヤ５ａ，５ｂはプーリ１２２で経路をガイドされて、上下首振りダイヤル１０３の凸部１２４に沿って配線され、ワイヤ５ｂとして関節側へと再度導かれる。ワイヤ５ａ，５ｂは凸部１２４にそれぞれ固定され、上下首振りダイヤル１０３、すなわち凸部１２４の回転に応じて駆動力を中間プレート１０に伝達可能に接続される。ワイヤ５ａ，５ｂは１本のワイヤでも良いし、２本のワイヤであっても構わない。

ワイヤ３ａはプーリ１１９，１２１で経路をガイドされて回転軸１２５に導かれ、回転軸１２５に設けた所定の溝（図示省略）に沿って配線され、ワイヤ３ｂとしてプーリ１２０，１１８に経路をガイドされて再度関節側へと配線される。回転軸１２５に設ける所定の溝は、単なる凹形状でよい。ワイヤ３ａとワイヤ３ｂは回転軸１２５にそれぞれ固定され、回転軸１２５の回転に応じて駆動力を関節側に伝達可能に接続される。ワイヤ３ａとワイヤ３ｂは１本のワイヤでも良いし、２本別々のワイヤであってもよい。

ワイヤ３ｃはプーリ１１５，１１７で経路をガイドされて回転軸１２６（プーリでもよい）に導かれ、回転軸１２６に設けた所定の溝（図示省略）に沿って配線され、ワイヤ３ｄとしてプーリ１１６，１１４に経路をガイドされて再度関節側へと配線される。回転軸１２６に設ける所定の溝は、単なる凹形状でよい。ワイヤ３ｃとワイヤ３ｄは回転軸１２６にそれぞれ固定され、回転軸１２６の回転に応じて駆動力を関節側に伝達可能に接続される。ワイヤ３ｃとワイヤ３ｄは１本のワイヤでも良いし、２本別々のワイヤであってもよい。

ワイヤ１３３は、前述した回転軸１２５と回転軸１２８の間で駆動力を伝達するように配線されるワイヤであり、回転軸１２８の一点と回転軸１２５の一点で固定される。ワイヤ１３３は図９（ｂ）に示すように回転軸１２８と回転軸１２５の間で交差するような経路で配線する。この際、ワイヤ１３３が互いに接触しないように、配線の高さを変えるように、回転軸１２８，１２５の所定の溝に沿わせて配線する。また、ワイヤ１３４は、前述した回転軸１２６と回転軸１２９の間で駆動力を伝達するように配線されるワイヤであり、回転軸１２９の一点と回転軸１２６の一点で固定される。ワイヤ１３４は図９（ｂ）に示すように回転軸１２９と回転軸１２６の間で交差するような経路で配線する。この際、ワイヤ１３４が互いに接触しないように、配線の高さを変えるように、回転軸１２９，１２６の所定の溝に沿わせて配線する。

また、ワイヤ１３５は、前述した回転軸１２６と回転軸１３２の間で駆動力を伝達するように配線されるワイヤであり、回転軸１３２の一点と回転軸１２６の一点で固定される。この際、ワイヤ１３５は回転軸１３２，１２６の所定の溝に沿わせて配線する。さらに、ワイヤ１３６は、前述した回転軸１２５と回転軸１３１の間で駆動力を伝達するように配線されるワイヤであり、回転軸１３１の一点と回転軸１２５の一点で固定される。ワイヤ１３６は図９（ｃ）に示すように回転軸１３１と回転軸１２５の間で交差するような経路で配線する。この際、ワイヤが互いに接触しないように、配線の高さを変えるように、回転軸１３１，１２５の所定の溝に沿わせて配線する。なお、これらの所定の溝はすべて単なる凹形状でよい。中間部１０１内でプーリとの接触が無い部分においてはワイヤ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，５ａ，５ｂをロッドに変えることも可能である。ロッドは金属製、ＦＲＰ製など、伸びの少ない素材を用い、プーリから配線される各ワイヤをそれぞれロッドに固定し、所定の長さのロッドのもう一方の端にて再びワイヤと固定する。ロッドの長さは、ワイヤの動作領域全般で動作したときに、プーリなどの構造と干渉しないように設定する。ワイヤの一部を高強度のロッドに変更することで、駆動力伝達経路の強度を向上させ、かつワイヤの伸びの影響を抑える効果が期待できる。

次に、ダイヤル（上下首振り、左右首振り、開閉のそれぞれのダイヤル）と駆動ワイヤの動作について説明する。上下首振りダイヤル１０３をＡ方向に親指１１０で操作すると、ワイヤ５ｂが引かれ、中間プレート１０が凸部２０の回転中心周りにＢ方向へ首振りを行う。上下首振りダイヤル１０３をＡ方向と逆方向に操作したときは、ワイヤ５ａが引かれて、Ｂの逆方向へ首振りを行う。このとき、上下首振りダイヤル１０３を指で操作する方向と関節が首振りする方向自体は一致するように動作する。

左右首振りダイヤル１０４を操作するときは、人差し指１１１でダイヤル１０４を押し込んで回転させる（この押し込み回転の詳細構造は後述の図１０で説明する）。ダイヤル１０４と回転軸１２８，１２９の間には回転力伝達が可能な形状を施す。例えば、摩擦力による回転力伝達あるいはギヤ形状による伝達である。人指し指１１１をダイヤル１０４から離すと、ダイヤル１０４は回転軸１２８，１２９から離れ、相互に回転力を伝達できない状態となるように構成される。

左右首振りダイヤル１０４をＣ方向へ操作すると（図９の（ｂ）を参照）、回転軸１２８，１２９はそれぞれＦ，Ｈ方向に回転する。そうすると、ワイヤ１３３，１３４を介して回転軸１２５，１２６はＧ，Ｉ方向へ回転する。これにより、ワイヤ３ａと３ｃが引かれ、把持部のプーリ２ａ，２ｂはそろってＤ方向に首振りをする。また、左右首振りダイヤル１０４をＣ方向と逆方向へ操作すると、上記と逆の回転で回転力が伝達され、把持部のプーリ２ａ，２ｂはそろってＤと逆方向に首振りをする。このとき、左右首振りダイヤル１０４を人指し指１１１で操作する方向と関節が首を振る方向自体は一致するように動作する。

また、開閉ダイヤル１０５を操作するときは、人差し指１１１でダイヤル１０５を押し込んで回転させる。ダイヤル１０５と回転軸１３１，１３２の間には回転力伝達が可能な形状を施す。例えば、摩擦力による回転力伝達あるいはギヤ形状による伝達である。人指し指１１１をダイヤル１０５から離すと、ダイヤル１０５は回転軸１３１，１３２から離れ、相互に回転力を伝達できない状態となる。

開閉ダイヤル１０５をＥ方向へ操作すると（図９の（ｃ）を参照）、回転軸１３１，１３２はそれぞれＪ，Ｌ方向に回転する。そうすると、ワイヤ１３５，１３６を介して回転軸１２５，１２６はＫ，Ｍ方向へ回転する。これにより、ワイヤ３ａと３ｄが引かれ、把持部のプーリ２ａはＤ方向へ、プーリ２ｂはＤ方向の逆方向に回転し、把持部（ブレード１ａ，１ｂ）が開く。また、開閉ダイヤル１０５をＥ方向と逆方向へ操作すると、上記と逆の回転で回転力が伝達され、把持部のプーリ２ａはＤ方向と逆方向へ回転し、プーリ２ｂはＤ方向に回転することで、把持部が閉じる。

ここで、左右首振りダイヤル１０４をＣ方向に操作すると、その操作に伴い回転軸１２５，１２６を介して、回転軸１３１はＪ方向に、回転軸１３２はＬ方向と逆方向に回転するが、回転軸１３１と回転軸１３２はそれぞれ開閉ダイヤル１０５との間に回転力を伝達しない状態になっているため、干渉することは無い。同様に、開閉ダイヤル１０５を操作しているときにも左右首振りダイヤル１０４と干渉することは無い。

以上説明したように、本実施形態の関節構造は操作性の高い多自由度構造を実現するために、それぞれの把持部にはそれぞれの駆動ワイヤが設けられており、これらは独立に操作可能な構造となっているが、操作部と関節との接続を本実施形態のような構成とすることで、二つの把持部の動きを同方向に同時に動かしたり、または、二つの把持部を逆方向に同時に動かしたりするような、二つの把持部が相対的に異なる動作を、それぞれ独立したダイヤルに振り分けることができる。

よって、本実施形態の関節構造を手動で操作するときに、二つのワイヤを別々の操作手段に割り当てて、操作者がその別々の操作手段を同時に同じ方向へ同じ量だけ操作したり、あるいは、別々の方向へ同時に操作したりするような複雑な操作方法ではなく、ダイヤル一つを操作することで、二つの把持部をそろって同じ方向へ操作する首振り動作や、互いに異なる方向へ操作する開閉動作を実現することができ、多自由度の関節を直感的で容易に操作することが可能になる。関節の動作自由度が増え、かつ操作性が向上することで、より複雑な治療をより安全に実施することが可能となる。また、電動ではなく手動で直接操作できることから、先端の術具の把持力や、臓器と接触したときの感覚を直接術者の手で感じることができ、電動で制御する機器では得られない触覚を生かした微妙な力の入れ具合をコントロールすることが可能になる。

図１０は左右首振りダイヤル１０４のスライド動作機構について図示している。開閉ダイヤルの１０５は左右首振りダイヤル１０４と同様構造のため、左右首振りダイヤル１０４の説明にて統一して説明する（以下、ダイヤル１０４とも云う）。図１０の（ａ）はダイヤル１０４を押し込んでいない状態、（ｂ）は押し込んだ状態を表す。

ダイヤル１０４には回転軸となる凸部１４６が形作られている。図１０では見えないが、反対側にも対象の位置に同様の凸部がある。これを便宜上、回転軸凸部１４７（図示せず）とする。保持板１４８には回転軸１４６を通すためのスライド穴１５２が設けられており、回転軸１４６を通してダイヤル１０４を保持する機能を有する部品である。保持板１４８と対象の位置に、同形状の保持板１４９が回転軸１４７を通して、保持板１４８と共にダイヤル１０４をはさむように取り付けらている。保持板１４８，１４９は取付面１５４，１５５の面にて握り部１２３に固定される。１５０は弾性体からなり、（ａ）のように保持板１４８に一端が固定されており、もう一端でスライド穴１５２の溝に沿って回転軸１４６を一方に押し付けている。保持板１４９にも弾性体であるバネ板１５０と同様のバネ板１５１（図示せず）がバネ板１５０と対象の位置に設けらており、回転軸１４７を回転軸１４６と同様に一方に押し付けている。

保持板１４８のスライド穴１５２の長手方向がダイヤル１０４のスライドする方向である。ダイヤル１０４を操作するときは、図１０の（ｂ）のように、スライド穴１５２に沿ってダイヤル１０４がスライド穴１５２の反対側の一端に人指し指の力で押し付けられ、バネ板１５０（およびバネ板１５１）は（ｂ）のように湾曲する。（ｂ）の状態では、ダイヤル１０４は図９の回転軸１２８，１２９と接触し、ダイヤル１０４の回転を回転軸１２８，１２９に伝達可能な状態となり、鉗子（ブレード１ａ，１ｂ）を操作するときは（ｂ）の状態でダイヤル１０４を回転させればよい。図１０の（ｂ）の状態では、バネ板１５０（およびバネ板１５１）が（ａ）の状態に戻る方向に力を発生するので、人指し指１１１を離せば（ａ）の状態に復帰する。（ａ）の状態では、ダイヤル１０４は回転軸１２８，１２９と離れるため、互いに回転を伝達することはできない。

以上、本発明の第１の実施形態に係る手術器具の構成と機能ないし作用について説明したが、特に、第１実施形態では次のような特徴を備えている。すなわち、手の平で握り部をグリップし且つ安定保持器で手の甲にて術具を保持する基本形態において、親指を斜め前又は上にして親指操作することは腕の付け根（脇）を胴体に締め付けることができるので、安定した手術姿勢が確保できて疲れにくい。これによって、長時間の術具操作を可能とすることができる。

また、中指、薬指及び小指と手の平で握り部をホールドし、人指し指の自然な（無理の掛からない）姿勢で、左右首振りダイヤルと開閉ダイヤルを操作することができる。具体的例示としては、両ダイヤルの相対距離を１ｃｍ程度とし、相対角度（図７の設置角度１３７と１３８のなす角度）を２０度程度とする。これによって、人差し指で左右首振りと開閉の動作を無理なく、且つ誤りなく実施することができる。

また、図１〜図４に示した構成を適用した本発明における第１の実施形態の基本的な機能ないし作用としては、鉗子の首振りの可動範囲が広く且つ多自由度を確保できるので、操作性を高めることが期待できる。また、鉗子の首振り動作に伴う鉗子の前方移動が生じない先端関節部の構造であるので、術具の先端が首振りによって大きくシフトすることがなく、治療操作の流れの中で首振り操作を織り込ませながら繊細でより的確な治療操作を実現できる。さらには、操作する姿勢に無理が生じずに、術具先端の複雑な動きを楽に操作できるので、疲労が少なく、かつ常に安定した精度の高い術具操作が可能となる。

次に、本発明の第２の実施形態に係る手術器具について、図１１を参照しながら以下説明する。図１１は本発明の第２の実施形態に係る手術器具の全体構成を示す外観図である。なお、図１２に示す本発明の第３の実施形態は、第２の実施形態との比較において、開閉ダイヤルの構成を異にしているが、共通する構成要素が多々あるので、ここにおいて、第２と第３の実施形態における各構成要素を紹介する。

図１１〜図１８において、１５６は操作部、１５７は握り部、１５８は指置き（中指移動のストッパ）、１５９は上下首振りダイヤル、１６０は左右首振りダイヤル、１６１は開閉ダイヤル、１６２はロックボタン、１６３は操作部、１６４は開閉ダイヤル、１６５は操作部、１６７は手首、１６８は親指、１６９は人差し指、１７０は中指、１７１は薬指、１７２は小指、１７３は取り付け面、１７４は操作部軸線、１７５はダイヤル回転軸、１７６はプーリ、１７７はプーリ、１７８はプーリ、１７９はプーリ、１８０はプーリ、１８１はプーリ、１８２は凸部、１８３は回転軸、１８４は回転軸、１８５は回転軸、１８６は回転軸、１８７は回転軸、１８８は回転軸、１８９は駆動ワイヤ、１９０は駆動ワイヤ、１９１は駆動ワイヤ、１９２は駆動ワイヤ、１９３は回転軸、１９４は回転軸、をそれぞれ表す。

第２の実施形態に係る手術器具は、把持部と首振りの関節を含む術具関節部１００と、操作者が保持するために握る部位および関節の首振りと開閉を操作する部位を含む操作部１５６と、操作部１５６と術具関節部１００を繋いで操作部１５６で操作する操作量を術具関節部１００に伝達するための伝達手段を内包する腕部１０１と、から構成される。図１１の（ａ）と（ｂ）は第２の実施形態に係る術具の表面と裏面の外観形状を示す図である。

１５７は操作者が握る握り部であり、内部にはダイヤル操作系と術具関節部１００をつなげる操作力伝達機構が設けられる。１５８は握り部１５７から凸形状で形成される指置きであり、開閉ダイヤル１６１を操作するときに指を置いたり、把持する他の指がダイヤルに触れたりするのを防ぐものである（詳細は図１３で説明する）。また、１５９は術具関節部１００の上下首振りを操作するための上下首振りダイヤルであり、Ａ方向に操作するとＢ方向に術具関節部（先端関節部）１００が動作する。

また、１６０は把持部の左右首振りを操作するための左右首振りダイヤルであり、ダイヤル１６０をＣ方向に操作するとＤ方向に二つの把持部１ａ，１ｂ（図３参照）がそろって同じ方向に首振りを行う。１６１は把持部の開閉を操作するための開閉ダイヤルであり、ダイヤル１６１をＥ方向に操作すると、把持部１ａ，１ｂがそれぞれ互いに開く方向に動作する。操作方向を逆にすれば、図１１の（ｂ）に示す矢印と逆の動作を行って閉じる方向に動作する。これらの動作の詳細については図１５、図１６において説明する。１６２は開閉ダイヤル１６１のロックボタンである。

次に、本発明の第３の実施形態に係る手術器具を図１２に示す。図１２は本発明の第３の実施形態に係る手術器具の全体構成を示す外観図である。第３の実施形態に係る術具は、第２の実施形態との対比において、開閉ダイヤル１６４を操作する向きが異なるという、構成上と操作上の違いである。術具の内部構造については図１７、図１８において説明する。

図１３は本発明の第３の実施形態に係る手術器具における操作部１６３と手の平及び指との把持状態を示す図である。なお、図１３は第２の実施形態における操作部に対しても当然に適用できるものであり、ここでは第３の実施形態を例示して説明する。本発明の第２と第３の実施形態の特徴の１つは、第１の実施形態との対比で云えば、親指１６８で上下首振りダイヤルと左右首振りダイヤルとを操作することであり、その際、図１１の（ａ）に示すように、上下首振りダイヤル１５９と左右首振りダイヤル１６０の回転方向をＡ方向とＣ方向のように９０度異ならせることによって両ダイヤルの誤操作を防止していることである。また、他の特徴は、操作部の外形形状と腕部の取り付け方の違いである（第１の実施形態がピストル形状であるのに対して、第２及び第３の実施形態は図１１に示すような油差し形状である）。

図１３において、握り部１５７を中指１７０、薬指１７１、小指１７２と手のひらで把持する。上下首振りダイヤル１５９と左右首振りダイヤル１６０を親指１６８で操作し、開閉ダイヤル１６４（第２の実施形態では開閉ダイヤル１６１）を人指し指１６９で操作する。

図１３の構成によると、手首に対して親指が自然な（無理な力が働かない）姿勢の状態で操作ダイヤル１５９，１６０に触れることができる。この状態であれば、親指の可動範囲が広いため、楽に大きく操作することが可能になる。またこの状態であれば、親指の第一関節を使う上下首振りダイヤル１５９の操作方向の動きも楽に実施することが出来る。親指の可動範囲が広いため、上下首振りダイヤル１５９だけでなく、その横に配置された左右首振りダイヤル１６０を同じ親指で操作することも可能となる。

親指を上下首振りダイヤル１５９から左右首振りダイヤル１６０へ移動させるときには、指を横方向に動かす動作となるが、この動きは親指にとって楽に動かせる方向となる。左右首振りダイヤル１６０のダイヤルの操作方向（図１２のＣ方向参照）もこの横方向に一致しているため、左右首振りダイヤル１６０を操作する際にも、自然な動きで操作可能であり、操作性を損なうことがない。

また、手首を伸ばした自然な状態で握り部１５７を把持し、術具を操作することができるので、把持および操作が楽になり、疲労を低減できる。また、楽な姿勢で把持し操作できるために、指先の感覚をより正確に術具の先端操作に反映させることができ、その結果、繊細な術具操作を実現できる。繊細に術具を操作することができるために、治療操作の安全性と正確性を向上させることが可能になる。

図１４は本発明の第３の実施形態に係る手術器具における操作部１６３の形状を示す図である。なお、図１４は第２の実施形態における操作部に対しても当然に適用できるものであり、ここでは第３の実施形態を例示して説明する。

操作部における握り部１５７は略円錐形又はテーパー状の断面略変形楕円形に造形することによって、握り部１５７が手のひらに収まりやすく、且つ持ちやすくすることができる。また、小指側が中指側に比較して断面積が広いために、薬指、小指で把持する力を高めることができ、よりしっかりと把持することが可能になる。また、上下首振りダイヤル１５９及び左右首振りダイヤル１６０の取付面１７３が握り部１５７の略円錐形状から内側に向けた傾斜面となっているため、図１３の（ｂ）に示すように、把持した状態で、親指の可動範囲が広い姿勢（角度）で親指がダイヤル１５９，１６０に触れることができ、親指による操作性を高めることができる。図示例では、ダイヤル１５９，１６０の取付面１７３は凹部で且つテーパー形状であり、ダイヤル１５９は凹部の中央部分に、ダイヤル１６０は凹部の右端部分（左端部分でもよい）に配置されている。

また、図１４の（ｂ）に示すように、指置き１５８は握り部１５７の略円錐形からの凸形状を形成しており、図１３の（ａ）に図示するように、中指１７０が指置き１５８に触れる位置で把持することにより、常に同じ位置で把持することができ、親指１６８及び人指し指１６９を操作するときの位置関係を毎回同じにすることができる。指置き１５８が中指１７０の動く範囲を制限していて開閉ダイヤル１６４に触れることを防いでいるため、中指１７０が、術具を把持している最中に、開閉ダイヤル１６４に触れてしまうなどの誤操作を防止することができる。

次に、図１５は本発明の第２の実施形態における先端の関節機構と手元の操作機構の間の駆動ワイヤの懸架状態を示す図である。図１６は図１５に示す操作ダイヤル廻りのワイヤ配線状況を上方から観察した図である。

第２の実施形態に係る術具の操作部１５６の操作力伝達機構とワイヤ配線を示す図１５と、操作ダイヤル１５９，１６０，１６１と、術具関節部１００から導かれるワイヤを固定する回転軸１８５，１８６との間のワイヤ配線状況を示す図１６とを参照しながら、操作力の伝達とワイヤの配線状況を以下説明する。

握り部１５７の内部には、プーリ１７６，１７７，１７８，１７９，１８０，１８１と、回転軸１８３，１８４，１８５，１８６，１８７，１８８が回転自由に設けられている。上下首振りダイヤル１５９には回転軸の周辺に凸部１８２が設けられている。左右首振りダイヤル１６０と開閉ダイヤル１６１は図１０と同様の構成を備えて握り部１５７に設けられている。

左右首振りダイヤル１６０はこれを指で奥へスライドさせることで、回転軸１８３，１８４に同時に接触し、互いに回転力を伝達可能である。指を離すと図１０と同様にバネ板１５０，１５１の力で押し戻され、左右首振りダイヤル１６０と回転軸１８３，１８４との間で回転力の伝達がなされない状態となる。開閉ダイヤル１６１も左右首振りダイヤル１６０と同様に、指で奥へスライドさせることで、回転軸１８７，１８８に同時に接触し、互いに回転力を伝達可能である。指を離すと図１０と同様にバネ板１５０，１５１の力で押し戻され、回転軸１８７，１８８との間で回転力の伝達がなされない状態となる。

回転軸１８３と回転軸１８５の間には駆動ワイヤ１８９が配線されており、回転力が伝達可能に構成されている。回転軸１８４と回転軸１８６の間には駆動ワイヤ１９０が配線されており、回転力が伝達可能に構成されている。また、回転軸１８７と回転軸１８６の間には駆動ワイヤ１９２が配線されており、回転力が伝達可能に構成されている。回転軸１８８と回転軸１８５の間には駆動ワイヤ１９１が配線されており、回転力が伝達可能に構成されている。

ここで、術具関節部（先端関節部）１００から延びる駆動ワイヤは図１で示すように、３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，５ａ，５ｂの６本である。ワイヤ３ａはプーリ１７９で回転軸１８６に導かれ、所定の位置で固定される。ワイヤ３ｂはプーリ１７８で回転軸１８６に導かれ、所定の位置で固定される。回転軸１８６の回転に応じて、ワイヤ３ａ，３ｂに張力が伝達され、回転軸１８６の回転角度を先端関節部のブレードプーリ２ａの回転角度へ伝達する。ワイヤ３ｃはプーリ１８１で回転軸１８５に導かれ、所定の位置で固定される。ワイヤ３ｄはプーリ１８０で回転軸１８５に導かれ所定の位置で固定される。回転軸１８５の回転に応じて、ワイヤ３ｃ，３ｄに張力が伝達され、回転軸１８５の回転角度を先端関節部のブレードプーリ２ｂの回転角度へ伝達する。

また、ワイヤ５ａはプーリ１７６で上下首振りダイヤル１５９に設けた凸部１８２に導かれ、凸部１８２の一点で固定される。ワイヤ５ｂはプーリ１７７で上下首振りダイヤル１５９に設けた凸部１８２に導かれ、凸部１８２の一点で固定される。ワイヤ５ａ，５ｂは一本のワイヤであってもかまわない。上下首振りダイヤル１５９を回転させることで、ワイヤ５ａ，５ｂに張力を与え、上下首振りダイヤル１５９の回転角度を中間プレート１０に設けた凸部２０に伝達することができる。

具体的な動作として、たとえば、上下首振りダイヤル１５９をＡ方向に回転させると、上下首振りダイヤル１５９に同期して凸部２０は回転し、術具関節部１００はＢ方向へ回転することとなる。また、左右首振りダイヤル１６０を押し込み、回転軸１８３，１８４との間で回転力伝達可能な状態として、左右首振りダイヤル１６０をＣ方向へ回転させると、回転軸１８３はＦ方向へ、回転軸１８４はＧ方向へ回転する（図１６を参照）。さらに、駆動ワイヤ１８９を介して回転軸１８５はＨ方向へ、駆動ワイヤ１９０を介して回転軸１８６はＩ方向へ回転する。回転軸１８５がＨ方向へ回転し、回転軸１８６がＩ方向へ回転することで、ワイヤ３ａ，３ｃが引かれて、ブレードプーリ２ａ，２ｂはそろってＤ方向へ首振りを行う。

このとき、回転軸１８５，１８６の回転は回転軸１８８，１８７へも伝達されるが、開閉ダイヤル１６１を押し込んでいない限り、回転軸１８８，１８７は空回りをするだけで、開閉ダイヤル１６１に回転力は伝達されない。また、このとき、回転軸１８８，１８７はそれぞれ開閉ダイヤル１６１を逆の方向へ回転させる向きへ回転しようとするため、開閉ダイヤル１６１を押し込んでいると回転軸１８７，１８８の回転は互いに干渉しあい、固定される。これにより回転軸１８５，１８６の動きも同時に固定することが可能となり、結果として左右首振りダイヤル１６０の動きを固定し、首振り動作を固定することが可能となる。

また、開閉ダイヤル１６１を押し込み、回転軸１８７，１８８との間で回転力伝達可能な状態として、開閉ダイヤル１６１をＥ方向へ回転させると、回転軸１８７はＪ方向へ、回転軸１８８はＫ方向へ回転する。さらに、駆動ワイヤ１９１を介して回転軸１８５はＨと反対の方向へ、駆動ワイヤ１９２を介して回転軸１８６はＩ方向へ回転することで、ワイヤ３ａ，３ｄが引かれて、ブレードプーリ２ａはＤ方向へ、ブレードプーリ２ｂはＤと反対方向へ回転する。これによって、ブレード１ａ，１ｂは互いに開く方向に回転する。開閉ダイヤル１６１をＥと反対方向へ回転させると、ブレード１ａ，１ｂは閉じる方向へ回転する。

このとき、回転軸１８５，１８６の回転は回転軸１８３，１８４へも伝達されるが、左右首振りダイヤル１６０を押し込んでいない限り、回転軸１８３，１８４は空回りをするだけで、左右首振りダイヤル１６０に回転力は伝達されない。また、このとき、回転軸１８３，１８４はそれぞれ左右首振りダイヤル１６０を逆の方向へ回転させる向きへ回転しようとするため、左右首振りダイヤル１６０を押し込んでいると回転軸１８３，１８４の回転は互いに干渉しあい、固定される。これにより回転軸１８５，１８６の動きも同時に固定することが可能となり、結果として１６１の動きを固定し、開閉動作を固定することが可能となる。

このように、上下首振りダイヤル１５９、左右首振りダイヤル１６０、および開閉ダイヤル１６１を用いて、それぞれのダイヤル操作で、術具関節部１００に接続される駆動ワイヤを適宜連携させた操作を行い、それぞれのダイヤルに割り当てられた所定の方向への首振りおよび把持部の開閉操作を独立して実施することが可能となる。これによって、操作者は意図する動作を、複雑な操作無しで指先の動き一つで容易に実現することができる。

次に、図１７は本発明の第３の実施形態における先端の関節機構と手元の操作機構との間の駆動ワイヤの懸架状態を示す図である。図１８は図１７に示す操作ダイヤル廻りのワイヤ配線状況を上方から観察した図である。図１７と図１８は第３の実施形態についての図であり、これらの図はそれぞれ第２の実施形態をついて表した図１５と図１６と略同様である。ただ、第３の実施形態が第２の実施形態と異なる構成は、図１５の開閉ダイヤル１６１に対する開閉ダイヤル１６４の向きの違いであり、この違いに伴う回転軸１９４，１９３の向きである。回転軸１８５，１８６と回転軸１９３，１９４の間の駆動ワイヤ１９１，１９２はワイヤであるため回転軸１９３，１９４の向きが図１５と９０度ねじれていても回転力は伝達可能である。それ以外の構成は図１５、図１６と同様である。開閉ダイヤル１６４をＥ方向へ回転させると、ブレード１ａ，１ｂは開く方向へ動作し、開閉ダイヤル１６４をＥと反対方向へ回転させると、ブレード１ａ，１ｂは閉じる方向へ回転する。

このように、上下首振りダイヤル１５９、左右首振りダイヤル１６０、および開閉ダイヤル１６４を用いて、それぞれのダイヤル操作で、術具関節部１００に接続される駆動ワイヤを適宜連携させた操作を行い、それぞれのダイヤルに割り当てられた所定の方向への首振りおよび把持部の開閉操作を独立して実施することが可能となる。これによって、操作者は意図する動作を、複雑な操作無しで指先の動き一つで容易に実現することができる。

以上のように、本発明の基本的な実施形態、第１、第２及び第３の実施形態に係る手術器具の構成と機能ないし作用について説明したが、特に、本発明の実施形態では次のような機能ないし作用を奏し得る。すなわち、手術器具の操作性についてみると、術具先端（鉗子）の可動範囲が広く且つ多自由度であり、かつ、多自由度の操作を親指と人差し指による無理の無い動きで実現でき、楽な姿勢で鉗子を操作できる。楽な操作姿勢でも先端を多自由度に曲げて思い通りの先端姿勢で患部にアプローチできるので、腕全体を使って操作する必要がない。このため、楽な姿勢で操作できるので疲れない。また、手首に負担のかからない把持姿勢で術具を持ちながら、脇の下を閉めた姿勢で操作できるので、繊細な操作を可能とし、結果として安全性も高まる。

先端が多自由度で操作できるので、術具を挿入する姿勢に限定されず、患部にアプローチする先端の術具姿勢の自由度を高めることができる。

指先の動きのみでも先端関節の姿勢を操作できるため、治療作業を中断することなく、思い通りの先端姿勢に操作できる。治療作業の流れを中断しないため、治療時間を短縮できる。

鉗子の首振りの方向や開閉の動作がそれぞれ一つの操作ダイヤルに割り当てられており、複雑な操作をすることなく、操作ダイヤルを関節操作用の駆動ワイヤと連携させて動作させ、容易に先端関節を操作することが出来るため、より直感的で、思い通りの操作ができ、操作性と安全性を高めることができる。

また、鉗子の可動範囲についてみると、関節の自由度それぞれが互いに干渉しない構造のため、それぞれが大きな可動範囲を持つことができる。また、大きく首振りをしている状態にあっても、その首振り状態がそれ以後の自由度の操作性や操作力に影響を及ぼさないため、関節の首振り姿勢によらず一定の操作性を保つことができる。

一箇所の関節で多自由度に且つ大きく首振りできるため、従来のような術具先端の湾曲に伴う先端位置の移動のような動きがないため（首振りに伴う前方移動がないため）、内視鏡で観察する一定（狭い）視野の範囲内で、鉗子の広い可動範囲を十分に観察することができ、鉗子の広範な動きによる治療を可能とすることができる。

また、関節についてみると、鉗子の首振りを行ってもワイヤ経路長が変わらない。また、先端側の自由度は手元側の自由度を通ってワイヤによって駆動力を伝えられる。手元側の自由度が首振りしても経路長が変わることがないため、先端側まで続くワイヤに首振りによる外力を与えることもなく、さらに、他の自由度（例えば、ブレードの開閉）に干渉することもない。

本発明の実施形態に係る手術器具における先端部分の斜視図である。 図１に示した手術器具の先端部分の分解斜視図である。 本実施形態に係る手術器具に用いるワイヤの配線状態を説明する図であり、関節がまっすぐな状態と関節を曲げたときの状態を示す図である。 本実施形態の手術器具における先端部分の詳細斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係る手術器具の全体構成を示す斜視図である。 第１の実施形態に係る手術器具を右手で握った状態を示す斜視図である。 第１の実施形態に係る手術器具における握り部の操作ダイヤルの配置を示す図である。 第１の実施形態における握り部の安定保持器の着脱態様を示す図である。 第１の実施形態における先端の関節機構と手元の操作機構との間の駆動ワイヤの懸架状態を示す図である。 第１の実施形態における左右首振りダイヤルの詳細構造を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る手術器具の全体構成を示す外観図である。 本発明の第３の実施形態に係る手術器具の全体構成を示す外観図である。 第３の実施形態に係る手術器具における操作部と手の平及び指との把持状態を示す図である。 本発明の第３の実施形態に係る手術器具における操作部の形状を示す図である。 本発明の第２の実施形態における先端の関節機構と手元の操作機構の間の駆動ワイヤの懸架状態を示す図である。 図１５に示す操作ダイヤル廻りのワイヤ配線状況を上方から観察した図である。 本発明の第３の実施形態における先端の関節機構と手元の操作機構との間の駆動ワイヤの懸架状態を示す図である。 図１７に示す操作ダイヤル廻りのワイヤ配線状況を上方から観察した図である。

符号の説明

１ａ…ブレード、１ｂ…ブレード、２ａ…ブレードプーリ、２ｂ…ブレードプーリ、３ａ…駆動ワイヤ、３ｂ…駆動ワイヤ、３ｃ…駆動ワイヤ、３ｄ…駆動ワイヤ、４…先端基部、４ａ…歯車部、４ｂ…転がり部材、５ａ…駆動ワイヤ、５ｂ…駆動ワイヤ、６ａ…ワイヤ案内用プーリ、６ｂ…ワイヤ案内用プーリ、６ｃ…ワイヤ案内用プーリ、６ｄ…ワイヤ案内用プーリ、６ｅ…ワイヤ案内用プーリ、６ｆ…ワイヤ案内用プーリ、６ｇ…ワイヤ案内用プーリ、６ｈ…ワイヤ案内用プーリ、７…軸、８ａ…軸、８ｂ…軸、９ａ…中間プレート、９ｂ…中間プレート、１０…中間プレート、１１…中間プレート、１２…中間プレート、１３…筒部、１３ａ…歯車部、１３ｂ…転がり部材、１４…把持部、１５…先端部、１６…中間部、２０…凸部、２２ａ…溝、２２ｂ…溝、２３ａ…ワイヤ固定部、２３ｂ…ワイヤ固定部、２４ａ…穴、２４ｂ…穴、
１００…術具関節部、１０１…腕部、１０２…操作部、１０３…上下首振りダイヤル、１０４…左右首振りダイヤル、１０５…開閉ダイヤル、１０６…ロックボタン、１０７…安定保持器、１０８，１０９…固定部、１１０…親指、１１１…人差し指、１１２，１１３…固定部、１１４〜１２２…プーリ、１２３…握り部、１２４…凸部、１２５，１２６…回転軸、１２７…傾斜取り付け面、１２８，１２９…回転軸、１３１，１３２…回転軸、１３３〜１３５…駆動ワイヤ、１３７，１３８…ダイヤル設置角度、１３９…握り部水平線、１４０…握り部垂直線、１４１…握り面、１４２…ダイヤル設置面、１４３…安定保持器の内角、１４４，１４５…安定保持器の辺、１４６、１４７…軸、１４８，１４９…保持板、１５０，１５１…バネ板、１５２，１５３…スライド穴、１５４，１５５…取り付け面、
１５６…操作部、１５７…握り部、１５８…指置き、１５９…上下首振りダイヤル、１６０…左右首振りダイヤル、１６１…開閉ダイヤル、１６２…ロックボタン、１６３…操作部、１６４…開閉ダイヤル、１６５…操作部、１６７…手首、１６８…親指、１６９…人差し指、１７０…中指、１７１…薬指、１７２…小指、１７３…取り付け面、１７４…操作部軸線、１７５…ダイヤル回転軸、１７６…プーリ、１７７…プーリ、１７８…プーリ、１７９…プーリ、１８０…プーリ、１８１…プーリ、１８２…凸部、１８３…回転軸、１８４…回転軸、１８５…回転軸、１８６…回転軸、１８７…回転軸、１８８…回転軸、１８９…駆動ワイヤ、１９０…駆動ワイヤ、１９１…駆動ワイヤ、１９２…駆動ワイヤ、１９３…回転軸、１９４…回転軸。

Claims (11)

1. 開閉自在の把持部を有する先端関節部と、手の平で握る握り部と複数の操作ダイヤルを有する操作部と、前記操作部と前記先端関節部の動作を連携させるワイヤを収容する腕部と、を備えた手術器具であって、
   前記操作部には、前記握り部の上方であって且つ前記操作部の上部傾斜面に第１の操作ダイヤルを配置するとともに、前記握り部の上方であって且つ前記操作部の前面に第２と第３の操作ダイヤルを配置し、
   前記第１の操作ダイヤルを親指操作し、前記第２の操作ダイヤルを人指し指操作することによって、前記先端関節部を上・下動作させるとともに左・右動作させて前記先端関節部に首振り動作を行わせ、
   前記第３の操作ダイヤルを人指し指操作することによって、前記先端把持部を開・閉動作させる
   ことを特徴とする手術器具。
2. 請求項１に記載の手術器具において、
   前記第１の操作ダイヤルを親指操作で前記腕部の方向に沿って前・後動させることによって前記先端関節部を下・上動させ、
   前記第２の操作ダイヤルを人差し指操作で左・右動させることによって前記先端関節部を左・右動させ、
   前記第３の操作ダイヤルを人指し指操作で前記先端把持部を左右動させることによって前記先端関節部を開閉動作させる
   ことを特徴とする手術器具。
3. 請求項１又は２に記載の手術器具において、
   前記先端関節部には、転がり接触する一対の転がり接触手段を設け、前記一対の転がり接触手段の内のひとつの転がり接触手段にプーリを設け、前記プーリに対して前記把持部を取り付け、
   前記操作部には、前記第１の操作ダイヤルに凸部（またはプーリ）を設けるとともに、前記第２と第３の操作ダイヤルの回転に連携して回転する２つの回転軸を設け、
   前記一対の転がり接触手段の内の他の転がり接触手段と前記凸部（またはプーリ）の間にワイヤを掛け渡し、
   前記ひとつの転がり接触手段のプーリと前記２つの回転軸の間にワイヤを掛け渡す
   ことを特徴とする手術器具。
4. 請求項１又は２に記載の手術器具において、
   前記操作部には、前記握り部の上方であって且つ前記操作部の上部の右又は左側面に、前記手術器具を手の甲に接触し、手の平を前記操作部との間に安定させる保持器を取り付ける
   ことを特徴とする手術器具。
5. 請求項３に記載の手術器具において、
   前記第２と第３の操作ダイヤルは、前記操作部の中心軸方向に弾性付勢に抗して押し込む位置と弾性付勢されて押し込まれていない位置との間でスライドし、
   前記押し込まれていない位置では、前記第２と第３の操作ダイヤルの回転力が前記２つの回転軸に伝達しない
   ことを特徴とする手術器具。
6. 開閉自在の把持部を有する先端関節部と、手の平で握る握り部と複数の操作ダイヤルを有する操作部と、前記操作部と前記先端関節部の動作を連携させるワイヤを収容する腕部と、を備えた手術器具であって、
   前記操作部は断面が略変形楕円形状であって、その手前側の前記握り部の上部に傾斜面が形成されて第１の操作ダイヤルと第２の操作ダイヤルを配置するとともに、その手前反対側の前記握り部の上部に第３の操作ダイヤルを配置し、
   前記第１の操作ダイヤルと前記第２の操作ダイヤルを親指操作することによって、前記先端関節部を上・下動作させるとともに左・右動作させて前記先端関節部に首振り動作を行わせ、
   前記第３の操作ダイヤルを人指し指操作することによって、前記先端把持部を開・閉動作させる
   ことを特徴とする手術器具。
7. 請求項６に記載の手術器具において、
   前記第１の操作ダイヤルは前記手前側の前記傾斜面の左右中央部に配置されるとともに、前記第２の操作ダイヤルは前記手前側の前記傾斜面の左又は右端部に配置され、
   前記第１の操作ダイヤルは、親指操作で前記腕部の方向に沿って前・後動させることによって前記先端関節部を下・上動させ、前記第２の操作ダイヤルは親指操作で左・右動させることによって前記先端関節部を左・右動させ、
   前記第３の操作ダイヤルは、人指し指操作で左右動させることによって前記先端関節部を開閉動作させる
   ことを特徴とする手術器具。
8. 請求項６に記載の手術器具において、
   前記第１の操作ダイヤルは前記手前側の前記傾斜面の左右中央部に配置されるとともに、前記第２の操作ダイヤルは前記手前側の前記傾斜面の左又は右端部に配置され、
   前記第１の操作ダイヤルは、親指操作で前記腕部の方向に沿って前・後動させることによって前記先端関節部を下・上動させ、前記第２の操作ダイヤルは親指操作で左・右動させることによって前記先端関節部を左・右動させ、
   前記第３の操作ダイヤルは、人指し指操作で前記腕部の方向に沿って前・後動させることによって前記先端関節部を開閉動作させる
   ことを特徴とする手術器具。
9. 請求項６、７又は８に記載の手術器具において、
   前記第３の操作ダイヤルの下部には、手の平と中指、薬指、小指とによる握り位置を規定する凸部を設ける
10. 請求項６に記載の手術器具において、
    前記先端関節部には、転がり接触する一対の転がり接触手段を設け、前記一対の転がり接触手段の内の一の転がり接触手段にプーリを設け、前記プーリに対して前記把持部を取り付け、
    前記操作部には、前記第１の操作ダイヤルに凸部を設けるとともに、前記第２と第３の操作ダイヤルの回転に連携して回転する２つの回転軸を設け、
    前記一対の転がり接触手段の内の他の転がり接触手段と前記凸部の間にワイヤを掛け渡し、
    前記プーリと前記２つの回転軸の間にワイヤを掛け渡す
    ことを特徴とする手術器具。
11. 請求項６に記載の手術器具において、
    前記第２と第３の操作ダイヤルは、前記操作部の中心軸方向に弾性付勢に抗して押し込む位置と弾性付勢されて押し込まれていない位置との間でスライドし、
    前記押し込まれていない位置では、前記第２と第３の操作ダイヤルの回転力が前記２つの回転軸に伝達しない
    ことを特徴とする手術器具。

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