JP2012192103A - 手術支援システム及び術具 - Google Patents

Abstract

【課題】より耐久性に優れた構成により術具の使用回数を計測することが可能な手術支援システム、及びこのような手術支援システムに用いられる術具を提供すること。
【解決手段】術具１００には、回転可能に構成された歯車１０１と、歯車１０１を回転させる歯車移動機構１０３とが設けられている。歯車１０１上にはポテンショメータ１０２が設けられている。アーム部２００には、術具１００が装着されたときに歯車移動機構１０３を介して歯車１０１を所定量移動させる柱状部２０１が設けられている。術具１００がアーム部２００に装着されることにより、歯車移動機構１０３を介して歯車１０１が回転される。これによってポテンショメータ１０２の出力電圧値が変化して術具１００の使用回数が累積される。
【選択図】図２

Description

本発明は、術具を装着して使用される手術支援システム、及びこの手術支援システムに用いられる術具に関する。

近年、手術の低侵襲化のため、ロボットによる医療処置の研究及び臨床現場への導入が行われている。特に、外科分野では、多自由度アームを有する多自由度マニピュレータによって患者の処置をする医療用マニピュレータシステム（手術支援システム）についての各種の提案がなされている。このような医療用マニピュレータシステムにおいては、アームの先端にグリッパ（把持器）や鉗子等の各種の術具が装着される。従来、これらの術具は使い捨てられるものであったが、近年では滅菌等の処理を施すことによって同一の術具を複数回装着して使用できるようになっている。しかしながら、このような術具は、複数回の使用によって劣化するものであり、この劣化によって使用時に不具合が生じる可能性がある。このような不具合を生じさせないためには、アームの先端に装着される術具の使用限界（寿命）を正しく把握して使用する必要がある。

特許文献１では、術具にメモリを搭載することにより、術具の使用回数等を記録できるようにしている。このような構成において、術具がアームに装着された場合には、メモリに記録されている術具の使用回数を読み出すことが可能である。

米国特許第６３３１１８１号明細書

ここで、特許文献１では術具の使用回数の把握のために不揮発性メモリを使用している。不揮発性メモリの場合、滅菌のためのオートクレーブ等による高温及び高湿度で破壊されてしまう可能性がある。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、より耐久性に優れた構成により術具の使用回数を計測することが可能な手術支援システム、及びこのような手術支援システムに用いられる術具を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の第１の態様の手術支援システムは、移動可能に構成された移動部と、該移動部を移動させる移動機構とを有する使用回数累積部を具備する術具と、前記術具を着脱自在であって、前記術具が着脱されたときに前記移動機構を介して前記移動部を所定量移動させる駆動部を具備する本体と、を有し、前記使用回数累積部は、前記移動部の移動によって前記術具の使用回数を累積することを特徴とする。

上記の目的を達成するために、本発明の第２の態様の術具は、手術支援システムの本体に着脱自在な術具であって、移動可能に構成された移動部と、該術具が着脱されたときに該移動部を移動させる移動機構とを有する使用回数累積部を具備し、前記使用回数累積部は、前記移動部の移動によって前記術具の使用回数を累積することを特徴とする。

本発明によれば、より耐久性に優れた構成により術具の使用回数を計測することが可能な手術支援システム、及びこのような手術支援システムに用いられる術具を提供することができる。

本発明の第１の実施形態に係る手術支援システムの構成を示す図である。 術具とアーム部の使用回数累積部の詳細を示した図である。 歯車の回転回数とポテンショメータで計測される電圧値との関係の例を示した図である。 本発明の第１の実施形態における歯車移動機構の詳細について説明するための図である。 本発明の第１の実施形態における歯車移動機構の変形例について説明するための図である。 術具の使用回数を視認可能とした変形例について示す図である。 術具の使用回数を容量センサによって計測する変形例について示す図である。 術具の使用回数をアーム部に無線通信する変形例について示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る手術支援システムの構成を示す図である。 本発明の第３の実施形態に係る手術支援システムの構成を示す図である。 本発明の第４の実施形態に係る手術支援システムの構成を示す図である。 本発明の第５の実施形態に係る手術支援システムの構成を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
［第１の実施形態］
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る手術支援システムの構成を示す図である。ここで、図１（ａ）は、本実施形態に係る手術支援システムを横から見た図である。図１（ｂ）は術具のアーム部に着脱される部分を示している。図１（ｃ）はアーム部の術具が着脱される部分を示している。

図１（ａ）に示すように、本実施形態に係る手術支援システムは、術具１００と、アーム部２００とを有している。術具１００は、アーム部２００に着脱自在に構成されている。術具１００の先端には、可動部１５１が設けられている。この可動部１５１は、動力伝達部１５２に連結されており、動力伝達部１５２の動作に連動して動作する。本実施形態においては、可動部１５１の構成は限定されるものではない。図１は、動力伝達部１５２の動作に連動して可動部１５１の回転や屈曲、開閉動作する把持器（グリッパ）が設けられている例を示しているが、持針器、はさみ、電気メスなどの処置具であっても良い。

図２は術具とアーム部の使用回数累積部の詳細を示した図である。図２ではさらに、アーム部に接続された処理部３００が示されている。術具１００は、使用回数累積部としての、歯車１０１と、ポテンショメータ１０２と、歯車移動機構１０３と、回転止め部材１０４とを有している。
移動部としての歯車１０１は、少なくとも術具の使用回数の限界値に対応した数の歯を有しており、回転自在に術具１００の本体に支持されている。図２は、術具１００の使用回数の限界値を１０回とした例であり、この場合には歯車１０１に少なくとも１０個の歯が形成されている。

ポテンショメータ１０２は、歯車１０１上に形成されており、回転接点部と、抵抗素子部とを有している。回転接点部は、歯車の回転に連動して回転するように構成された金属部材であり、術具１００がアーム部２００に装着された際に、アーム部２００に設けられた電極２０２ａと電気的に接続するための電極を有している。抵抗素子部は、回転接点部と接するように構成された抵抗素子であり、術具１００がアーム部２００に装着された際に、アーム部に設けられた電極２０２ｂ及び電極２０２ｃと電気的に接続するための電極を有している。このような構成のポテンショメータ１０２は、歯車１０１の回転に伴って抵抗値を変化させる。ポテンショメータ１０２の抵抗値は、電極２０２ａと電極２０２ｂ間の電圧値Ｖとして検出される。

移動機構としての歯車移動機構１０３は、歯車１０１を回転させるための機構である。この歯車移動機構１０３は、術具１００がアーム部２００に装着される毎に、歯車１０１を所定の角度ずつ回転させるように構成されている。したがって、図３に示すように、歯車１０１の回転角度（回転回数に対応している）は、ポテンショメータ１０２の抵抗値（電圧値Ｖとして検出される）と線形関係を有することになる。このため、本実施形態では、ポテンショメータ１０２の歯車１０１の回転回数、即ち術具の使用回数をポテンショメータ１０２の抵抗値から検出することが可能である。

図２、図４を参照して歯車移動機構１０３についてさらに説明する。図２に示すように、歯車移動機構１０３は、コイルバネ１０３ａと、柱状部１０３ｂと、可動部１０３ｃとを有している。
コイルバネ１０３ａは、術具１００がアーム部２００に装着された際に、柱状部１０３ｂからの押圧力を受けて縮み、術具１００がアーム部２００から取り外された際にもとの位置まで復帰するように構成されている。

柱状部１０３ｂは、図示Ｂ方向に移動可能なようにコイルバネ１０３ａに取り付けられている。この柱状部１０３ｂには、可動部１０３ｃが取り付けられている。可動部１０３ｃは、図４（ａ）に示すように、柱状部１０３ｂに対して９０度の角度をなすようにつるまきバネ１０３ｄにより付勢されている。このような構成により、可動部１０３ｃは、通常時においては、図２に示すようにして歯車１０１と噛み合った状態となっている。

図４（ａ）に示した構成において、術具１００がアーム部２００に装着された際、術具１００の柱状部１０３ｂは、アーム部２００の柱状部２０１により図４（ｂ）に示すＢ１方向の押圧力を受ける。このＢ１方向の押圧力により、可動部１０３ｃは、柱状部１０３ｂに対して９０度の角度を保ったまま歯車１０１の歯と当接して歯車１０１に図示Ａ方向の回転力が与えられる。したがって、歯車１０１は、可動部１０３ｃによって与えられたＡ方向の回転力に従って所定の角度だけ回転する。

また、術具１００がアーム部２００から取り外された際、柱状部１０３ｂは、コイルバネ１０３ａの復元力によって図４（ｃ）に示すＢ２方向の押圧力を受ける。このＢ２方向の押圧力により、柱状部１０３ｂはＢ２方向に移動する。この際、可動部１０３ｃが歯車の歯と当接するが、つるまきバネ１０３ｄの作用によって可動部１０３ｃが回動し、歯車１０１と可動部１０３ｃとの噛み合い状態が一時的に解除される。このため、歯車１０１が逆回転することはない。その後、つるまきバネ１０３ｄによる復元力によって可動部１０３ｃがＣ１方向に回動し、可動部１０３ｃと歯車１０１とが再び噛み合った状態となる。

以上説明した構成により、術具１００がアーム部２００に装着されたときにのみ、歯車１０１をＡ方向に所定角度だけ回転させる歯車移動機構１０３を構成することができる。
ここで、再び図２の説明に戻る。使用回数制限部としての回転止め部材１０４は、歯車１０１のＡ方向の回転量を所定量に規制するための部材である。この所定量は、術具１００の使用回数の限界値に対応している。例えば、術具１００の使用回数が１０回に制限されている場合には、歯車１０１が１０回分だけ回転した後で歯車１０１の歯が回転止め部材１０４に当接して歯車１０１のそれ以上の回転が制限されるように、回転止め部材１０４の位置が決定されている。

手術支援システムの本体としてのアーム部２００は、動力発生部２５１を有している。動力発生部２５１は、例えばモータと動力伝達機構とを有し、術具１００がアーム部２００に装着された際に、術具１００の動力伝達部１５２と連結するように構成されている。この動力発生部２５１は、処理部３００内に設けられた図示しない制御部からの制御信号を受けて術具１００の可動部１５１を駆動するための動力を発生させ、この動力を動力伝達部１５２に伝達する。ここでは動力伝達部１５２より術具１００の可動部１５１は開閉するような機構の例を示しているが、術具１００の前後左右の移動などその他の動作を行っても良い。

また、アーム部２００は、柱状部２０１と、電極２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃとを有している。
駆動部としての柱状部２０１は、術具１００がアーム部２００に装着された際に、図４（ｂ）に示すＢ１方向の押圧力を接触して柱状部１０３ｂに与える程度の長さを有するように電極２０２ａに形成されている。

柱状部２０１は導電体であり、電極２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃはリング状になっており、ポテンショメータ１０２と接続されている。術具１００がアーム部２００に装着された際、柱状部２０１は電極２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃのリングの中に挿入され、当接することによりポテンショメータ１０２と接続される。また、電極２０２ａ、２０２ｂは、処理部３００のアナログ/デジタル（Ａ/Ｄ）変換部３０１に接続されている。さらに電極２０２ｂ、２０２ｃはＤＣ電源３０３Ｃに接続されている。
処理部３００は、Ａ/Ｄ変換部３０１と、演算部３０２、ＤＣ電源３０３とを有している。
ＤＣ電源３０３はポテンショメータ１０２に電圧を印加する機能を持ち、Ａ/Ｄ変換部３０１は、ポテンショメータ１０２で検出された抵抗値（電圧値Ｖ）をデジタル値に変換する。演算部３０２は、Ａ/Ｄ変換部３０１で変換されたデジタル値に従って術具１００の装着回数を術具１００の使用回数として累積する。演算部３０２で計測された術具１００の使用回数は、例えば所定の表示部に表示させることが可能である。また、術具１００の使用回数の計測結果より、術具１００の使用回数が限界値に達していた場合に、警告を行うようにすることも可能である。

以上説明したように、本実施形態によれば、術具１００の使用回数を機械的に計測できるので、滅菌処理等に強い耐久性に優れた術具を構成することが可能である。
ここで、歯車移動機構１０３の構成は、図４に示した構成に限るものではない。例えば、図５に示した構成の歯車移動機構１０３を用いても良い。図４は、可動部１０３ｃをつるまきバネ１０３ｄによって柱状部１０３ｂに取り付けているが、この変形例は、図５（ａ）に示すように、コイルバネ１０３ｅによって可動部１０３ｃを柱状部１０３ｂに取り付ける例である。なお、図５（ａ）では、可動部１０３ｃの形状を直角三角柱状としている。

図５に示した構成において、術具１００がアーム部２００に装着された際、術具１００の柱状部１０３ｂは、柱状部２０１により図５（ｂ）に示すＢ１方向の押圧力を受ける。このＢ１方向の押圧力により、可動部１０３ｃは、柱状部１０３ｂに対して９０度の角度で歯車１０１の歯と当接して歯車１０１に図示Ａ方向の回転力が与えられる。これによって歯車１０１は、可動部１０３ｃによって与えられたＡ方向の回転力に従って所定の角度だけ回転する。

また、術具１００がアーム部２００から取り外された際、柱状部１０３ｂは、コイルバネ１０３ａの復元力によって図５（ｃ）に示すＢ２方向の押圧力を受ける。このＢ２方向の押圧力により、柱状部１０３ｂはＢ２方向に移動する。この際、可動部１０３ｃは歯車１０１の歯からのＣ２方向の押圧力を受けて移動するが、可動部１０３ｃが直角三角柱状であるので、歯車１０１に図示Ａ方向の回転力１０１が与えられることがない。このため、歯車１０１が逆回転することはない。その後、コイルバネ１０３ｅによる復元力によって可動部１０３ｃがＣ１方向に移動し、可動部１０３ｃと歯車１０１とが再び噛み合った状態となる。

以上のような図５の構成であっても、術具１００がアーム部２００に装着されたときにのみ、歯車１０１をＡ方向に所定角度だけ回転させる歯車移動機構を構成することが可能である。
図５の構成では可動部１０３ｃの下面に斜面を設けることで、柱状部１０３ｂがＢ１方向に移動する場合、つまり術具１００をアーム２００に取り付ける場合に歯車１０１が回転するようしている。これに対し、可動部１０３ｃの上面に斜面を設けることで、柱状部１０３ｂがＢ２方向に移動する場合、つまり術具１００をアーム２００から取り外す場合に歯車１０１が回転するようしても良い。
ここで、上述した図１〜図５の例では、歯車１０１の回転回数を、ポテンショメータ１０２を用いて計測している。しかしながら、必ずしもポテンショメータ１０２を用いる必要はない。

例えば、図６に示すように、術具１００の本体に窓１００ａを設けておき、歯車１０１上の、１回分の歯車の回転角度毎に対応した位置に数字を形成（印字、刻印等）しておくように構成しても良い。このような構成では、歯車１０１の１回の回転毎に窓１００ａから見える数字が変化する。このようにして術具１００の使用回数を目視することが可能である。このような構成であれば、ポテンショメータ１０２を設ける必要もない。この場合、術具１００とアーム部２００との間には電気接点が無くなるので、より滅菌等に強い構成とすることが可能である。
また、ポテンショメータ１０２と同時に設けることも可能である。この場合は、術具１００をアーム部２００から取り外した場合において、目視することで残り使用回数を確認することが可能である。

さらに、非接触方式で歯車１０１の回転回数を計測するようにしても良い。図７は、容量センサを用いて歯車１０１の回転回数を計測する例である。図７に示す例では、歯車１０１を金属材料で構成しておき、また、歯車１０１に形成する歯は、それぞれ、歯車１０１の回転中心からの高さが異なるように形成しておく。さらに、歯車１０１に形成されたアーム部２００には、容量センサ２０３を設けておく。

歯車１０１に形成しておく歯の高さを異ならせておくことにより、歯車１０１の回転回数に応じて、歯車１０１の歯と容量センサ２０３との間の距離が変化し、これによって歯車１０１の歯と容量センサ２０３との間の静電容量が変化する。この静電容量の変化を歯車１０１の回転回数、即ち術具１００の使用回数として検出することが可能である。また、術具１００に窓１００ａや窓１００ｂを設けておけば、歯車１０１に形成された歯の高さを視認することができる。これによっても歯車１０１の回転回数を認識することが可能である。

また、図８（ａ）に示すように、術具１００とアーム部２００の双方に無線通信部としての無線通信用ＩＣを設けることにより、ポテンショメータ１０２の計測結果を無線通信できるようにしても良い。図８（ｂ）に術具１００の無線通信用ＩＣ１０５とアーム部２００の無線通信用ＩＣ２０４の構成例を示す。

無線通信用ＩＣ１０５は、ループアンテナ１０５ａ、１０５ｂを有している。
ループアンテナ１０５ａは、ポテンショメータ１０２の抵抗素子部の両端に接続されており、無線通信用ＩＣ２０４のループアンテナ２０４ａとの間の誘導結合によって送信された電力をポテンショメータ１０２に供給する。ループアンテナ１０５ｂは、一端がポテンショメータ１０２の回転接点部に接続されており、他端がポテンショメータ１０２の一端（グランド側）に接続されている。このループアンテナ１０５ｂは、無線通信用ＩＣ２０４のループアンテナ２０４ｂとの間の誘導結合によって、ポテンショメータ１０２の抵抗値に対応した電圧値Ｖを無線通信用ＩＣ２０４のループアンテナ２０４ｂに伝達する。

無線通信用ＩＣ２０４は、ループアンテナ２０４ａ、２０４ｂと、電源２０４ｃと、Ａ/Ｄ変換部２０４ｄとを有している。
ループアンテナ２０４ａは、電源２０４ｃに接続されており、無線通信用ＩＣ１０５のループアンテナ１０５ａとの間の誘導結合によって、電源２０４ｃで発生した電力をポテンショメータ１０２に供給する。ループアンテナ２０４ｂは、Ａ/Ｄ変換部２０４ｄに接続されており、無線通信用ＩＣ１０５のループアンテナ１０５ｂとの間の誘導結合によって伝達された電圧値ＶをＡ/Ｄ変換部２０４ｄに出力する。

電源２０４ｃは、ポテンショメータ１０２に電力を供給するための電源である。Ａ/Ｄ変換部２０４ｄは、ループアンテナ２０４ｂを介して伝達された電圧値Ｖをデジタル値に変換する。
図８に示す構成でも、術具１００とアーム部２００との間に電気接点が不要であるので、より滅菌等に強い構成とすることが可能である。

［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図９は、本発明の第２の実施形態に係る手術支援システムの構成を示す図である。ここで、図９は、第２の実施形態における使用回数累積部の構成を特に図示している。
第２の実施形態における術具１００は、使用回数累積部としての、歯車１０１（第１の歯車）と、ポテンショメータ１０２と、歯車移動機構１０３と、回転止め部材１０４とを有している。また、第２の実施形態における歯車移動機構１０３は、歯車１０６（第２の歯車）と、リンク機構１０７とを有している。

歯車１０６は、その回転軸がリンク機構１０７に取り付けられている。この歯車１０６には歯車１０１と噛み合うように１つの歯が形成されている。リンク機構１０７は、アーム部２００の柱状部２０１からの押圧力を歯車１０６の回転力に変換するように構成されている。

図９に示す構成において、術具１００がアーム部２００に装着された際、アーム部２００の柱状部２０１によってリンク機構１０７に設けられたコイルバネが図示鉛直方向の押圧力を受ける。この押圧力によりリンク機構１０７が動作し、歯車１０６は図示Ｂ方向に回転しつつ歯車１０１と噛み合う。これにより、歯車１０１にＡ方向の回転力が与えられ、歯車１０１が所定の角度だけ回転する。

また、術具１００がアーム部２００から取り外された際、リンク機構１０７に設けられたコイルバネの復元力によって歯車１０１と歯車１０６との噛み合い状態が解除される。
以上説明したように、本実施形態においても、術具１００の使用回数を機械的に計測できるので、滅菌処理等に強い耐久性に優れた術具を構成することが可能である。

ここで、図９は歯車１０１の回転回数をポテンショメータ１０２によって計測する例を示している。図９においても、歯車１０１の回転回数を必ずしもポテンショメータ１０２によって計測する必要はない。図９においても、第１の実施形態で示した各種の変形例を適用することが可能である。

［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。図１０は、本発明の第３の実施形態に係る手術支援システムの構成を示す図である。ここで、図１０は、第３の実施形態における使用回数累積部の構成を特に図示している。
第３の実施形態における術具１００は、図１０（ａ）に示すように、使用回数累積部としての、ラチェット式回転機構を有している。ラチェット式回転機構は、移動部としての回転部１１１及び突起部１１２と、移動機構としてのリンク１１３ａと、コイルバネ１１３ｂとを有している。

回転部１１１には、ポテンショメータ１０２が形成されており、この回転部１１１の回転によってポテンショメータ１０２で計測される抵抗値（電圧値）を変化させるように構成されている。そして、回転部１１１は、その回転軸付近に回転部１１１の本体を図示Ａ方向にのみ回転させるように構成されたラチェット機構が設けられている。また、回転部１１１には突起部１１２が形成されている。突起部１１２は、回転部１１１の所定回数の回転の後に回転止め部材１０４と当接し、回転部１１１のそれ以上の回転を制限するために設けられている。

リンク１１３ａは、回転部１１１の回転軸の部分に取り付けられている。このリンク１１３ａは、アーム部２００の柱状部２０１によって押圧されることでＢ１方向に押し上げされ、回転部１１１を回転させるための回転力を与える。
図１０に示す構成において、術具１００がアーム部２００に装着された際、図１０（ａ）に示すように、アーム部２００の柱状部２０１によってリンク１１３ａが押し上げされ、回転部１１１に図示Ａ方向の回転力が与えられる。これにより、歯車１０１はＡ方向に所定の角度だけ回転する。

また、術具１００がアーム部２００から取り外された際、コイルバネ１１３ｂの復元力によって、図１０（ｂ）に示すように、リンク１１３ａが押し下げされ、回転部１１１に図示Ａ方向とは逆方向の回転力が与えられる。しかしながら、ラチェット機構の働きにより、歯車１０１の回転は規制され、逆方向へは回転しない。

以上説明したように、本実施形態においても、術具１００の使用回数を機械的に計測できるので、滅菌処理等に強い耐久性に優れた術具を構成することが可能である。
ここで、図１０は、歯車１０１の回転回数をポテンショメータ１０２によって計測する例を示している。図１０においても、歯車１０１の回転回数を必ずしもポテンショメータ１０２によって計測する必要はない。図１０においても、第１の実施形態で示した各種の変形例を適用することが可能である。

［第４の実施形態］
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。図１１は、本発明の第４の実施形態に係る手術支援システムの構成を示す図である。ここで、図１１は、第４の実施形態における使用回数累積部の構成を特に図示している。
第４の実施形態における術具１００は、図１１に示すように、使用回数累積部としての、ラチェット式直動機構を有している。ラチェット式直動機構は、直動移動部１２１と、直動ポテンショメータ１２２と、直動移動機構１２３と、制限部材１２４と、柱状部１２５とを有している。また、直動移動機構１２３は、コイルバネ１２３ａと、柱状部１２３ｂと、可動部１２３ｃとを有している。

直動移動部１２１は、直角三角柱状の凹部が一定間隔で形成されており、図示Ａ方向に所定量ずつ移動自在に構成されている。直動ポテンショメータ１２２は、直動移動部１２１上に形成されており、直動移動部１２１のＡ方向への直動移動に従って抵抗値を変化させるように構成されている。

直動移動機構１２３は、図５で示した歯車移動機構と同等の構成を有している。詳細な動作については後述する。
制限部材１２４は、図示Ｄ方向に回転可能なように、また、直動移動部１２１に対して略直交するように柱状部１２５に支持された略菱形状の部材である。この制限部材１２４は、直動移動部１２１に形成された凹部と嵌り合うようになっており、直動移動機構１２３の移動方向を図示Ａ方向のみに規制する。柱状部１２５は、制限部材１２４を支持するように、術具１００の本体に固定されている。

図１１に示す構成において、術具１００がアーム部２００に装着された際、術具１００の柱状部１２３ｂは、図１１に示すＢ方向（図面上方向）の押圧力を受ける。この上方向の押圧力により、可動部１２３ｃは、柱状部１０３ｂに対して９０度の角度で直動移動部１２１に形成された凹部と嵌り合う。このとき直動移動部１２１に図示Ａ方向の押圧力が発生する。また、この際、可動部１２３ｃは直動移動部１２１に形成された凹部からの押圧力を受けてＣ方向（図面右方向）に移動し、直動移動部１２１と可動部１２３ｃとの嵌り合い状態が一時的に解除される。このとき、直動移動部１２１と制限部材１２４との嵌り合い状態も一時的に解除される。このような動作により、直動移動部１２１は、可動部１２３ｃによって与えられたＡ方向の押圧力に従って所定の距離だけ直動移動する。その後、柱状部１２３ｂと可動部１２３ｃとの間に設けられた図示しないコイルバネによる復元力によって可動部１２３ｃがＣ方向（図面左方向）に移動し、可動部１２３ｃは直動移動部１２１に形成された凹部に嵌った状態となる。また、このとき、制限部材１２４も直動移動部１２１に形成された凹部に嵌った状態となる。

また、術具１００がアーム部２００から取り外された際、柱状部１２３ｂは、コイルバネ１２３ａの復元力によってＢ方向（図面下方向）の押圧力を受ける。この下方向の押圧力により、柱状部１２３ｂは下方向に移動する。この際、可動部１２３ｃは直動移動部１２１からの図面右方向の押圧力を受けるので、直動移動部１２１と可動部１２３ｃとの嵌り合い状態が一時的に解除される。しかしながら、直動移動部１２１と制限部材１２４との嵌り合い状態は解除されず、直動移動部１２１のＡ方向の移動が制限される。その後、柱状部１２３ｂと可動部１２３ｃとの間に設けられた図示しないコイルバネによる復元力によって可動部１２３ｃがＣ方向（図面左方向）に移動し、可動部１２３ｃは直動移動部１２１に形成された凹部に嵌った状態となる。

以上説明したように、本実施形態においても、術具１００の使用回数を機械的に計測できるので、滅菌処理等に強い耐久性に優れた術具を構成することが可能である。
ここで、図１１において、ポテンショメータ１０２の計測結果を無線通信するようにしたり、直動移動部１２１に数字を形成したりしても良い。

［第５の実施形態］
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。図１２は、本発明の第５の実施形態に係る手術支援システムの構成を示す図である。ここで、図１２は、第５の実施形態における使用回数累積部の構成を特に図示している。
第５の実施形態における術具１００の構成は、図２で示したものとほぼ同等である。第５の実施形態においては、柱状部１０３ｂが磁石で構成されている点が異なる。また、第５の実施形態においては、アーム部２００に磁石２０５が設けられている。磁石２０５は、柱状部１０３ｂと磁石２０５とは互いの対向する側の極性が同極性となるように配置される。

図１２に示す構成において、術具１００がアーム部２００に装着された際、術具１００の柱状部１０３ｂは、磁石２０５により、非接触で図１２（ａ）に示すＢ１方向の押圧力を受ける。このＢ１方向の押圧力により、可動部１０３ｃは、柱状部１０３ｂに対して９０度の角度を保ったまま歯車１０１の歯と当接して歯車１０１に図示Ａ方向の回転力が与えられる。これによって歯車１０１は、可動部１０３ｃによって与えられたＡ方向の回転力に従って所定の角度だけ回転する。

また、術具１００がアーム部２００から取り外された際、柱状部１０３ｂは、コイルバネ１０３ａの復元力によって図１２（ｂ）に示すＢ２方向の押圧力を受ける。このＢ２方向の押圧力により、柱状部１０３ｂはＢ２方向に移動する。この際、可動部１０３ｃが歯車の歯と当接するが、つるまきバネ１０３ｄの作用によって歯車１０１には図示Ａ方向の回転力１０１が与えられることなく、可動部１０３ｃが回動し、歯車１０１と可動部１０３ｃとの噛み合い状態が一時的に解除される。このため、歯車１０１が逆回転することはない。その後、つるまきバネ１０３ｄによる復元力によって可動部１０３ｃがＣ１方向に回動し、可動部１０３ｃと歯車１０１とが再び噛み合った状態となる。

以上説明したように、本実施形態においても、術具１００の使用回数を機械的に計測できるので、滅菌処理等に強い耐久性に優れた術具を構成することが可能である。また、第５の実施形態においては、柱状部２０１を挿入するための部分を術具１００に設ける必要がない。このため、第１の実施形態よりも滅菌処理等に強い耐久性に優れた術具を構成することが可能である。
なお、本実施形態では、磁石２０５を、柱状部１０３ｂと磁石２０５とは互いの対向する側の極性が同極性となるように配置し、術具１００の使用回数を計測している。これに対し、反対極性にして、術具１００の使用回数を計測しても良い。この場合、術具１００がアーム部２００に装着された際、着磁力により、術具１００の柱状部１０３ｂは、図１２（ｂ）に示すＢ２方向に移動することになり、歯車１０１がＡ方向とは逆方向に回転して、術具１００の使用回数が計測される。したがって、コイルバネ１０３ａの付勢力の方向や可動部１０３ｃの回動状態は本実施形態とは逆となる。

ここで、図１２は、歯車１０１の回転回数をポテンショメータ１０２によって計測する例を示している。図１２においても、歯車１０１の回転回数を必ずしもポテンショメータ１０２によって計測する必要はない。図１２においても、第１の実施形態で示した各種の変形例を適用することが可能である。

以上実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。
さらに、上記した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適当な組合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、上述したような課題を解決でき、上述したような効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成も発明として抽出され得る。

１００…術具、１０１…歯車、１０２…ポテンショメータ、１０３…歯車移動機構、１０４…回転止め部材、１０５…無線通信用ＩＣ、１０６…歯車、１０７…リンク機構、１１１…回転部、１１３ａ…リンク、１２１…直動移動部、１２２…直動ポテンショメータ、１２３…直動移動機構、１２４…制限部材、２００…アーム部、２０１…柱状部、２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃ…電極、２０３…容量センサ、２０４…無線通信用ＩＣ、２０５…磁石、３００…処理部、３０１…アナログ/デジタル（Ａ/Ｄ）変換部、３０２…演算部

Claims (26)

1. 移動可能に構成された移動部と、該移動部を移動させる移動機構とを有する使用回数累積部を具備する術具と、
   前記術具を着脱自在であって、前記術具が着脱されたときに前記移動機構を介して前記移動部を所定量移動させる駆動部を具備する本体と、
   を有し、
   前記使用回数累積部は、前記移動部の移動によって前記術具の使用回数を累積することを特徴とする手術支援システム。
2. 前記駆動部は、前記術具が着脱されたときに接触して前記移動部を所定量移動させる構成であることを特徴とする請求項１に記載の手術支援システム。
3. 前記移動部は、回転するように移動する歯車であり、
   前記移動機構は、移動することによって前記歯車を回転させるように構成され、
   前記駆動部は、前記術具が着脱されたときに前記移動機構を移動させる柱状部であることを特徴とする請求項２に記載の手術支援システム。
4. 前記移動部は、回転するように移動する第１の歯車であり、
   前記移動機構は、リンク機構を通して回転する第２の歯車を有し、該第２の歯車の回転によって前記第１の歯車を回転させるように構成され、
   前記駆動部は、前記術具が着脱されたときに前記リンク機構を動作させる柱状部であることを特徴とする請求項２に記載の手術支援システム。
5. 前記移動部は、一定間隔の凹部が設けられ直線方向に移動する直動部材であり、
   前記移動機構は、前記直動部材の移動方向に対して直交する方向に移動する部材を移動させて前記直動部材を移動させるとともに、制限部材によって前記直動部材の移動を一定方向に制限するように構成され、
   前記駆動部は、前記術具が着脱されたときに前記移動機構を動作させる柱状部であることを特徴とする請求項２に記載の手術支援システム。
6. 前記駆動部は、前記術具が着脱されたときに非接触で前記移動部を所定量移動させる構成であることを特徴とする請求項１に記載の手術支援システム。
7. 前記移動部は、回転するように移動する歯車であり、
   前記移動機構は、第１の磁石を有し、該第１の磁石に与えられた磁力によって移動して前記歯車を回転させるように構成され、
   前記駆動部は、前記術具が着脱されたときに前記第１の磁石に磁力を与える第２の磁石を有することを特徴とする請求項６に記載の手術支援システム。
8. 前記使用回数累積部は、前記移動部の移動量に応じて抵抗値を変化させるポテンショメータを有し、
   前記術具は、前記ポテンショメータの抵抗値を電圧値として前記本体に出力する出力部をさらに具備することを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の手術支援システム。
9. 前記出力部は、前記ポテンショメータに接続され、前記術具が前記本体に装着された際に前記駆動部と電気的に接続されて前記ポテンショメータの抵抗値を電圧値として前記本体に出力する電極を有することを特徴とする請求項８に記載の手術支援システム。
10. 前記出力部は、前記ポテンショメータに接続され、前記ポテンショメータの抵抗値を電圧値として前記本体に無線通信する無線通信部を有することを特徴とする請求項８に記載の手術支援システム。
11. 前記歯車の歯は、それぞれ、該歯車の中心からの高さが異なるように形成され、
    前記本体は、
    該本体が前記術具に装着された際に前記歯の高さを読み取るセンサと、
    前記センサによって読み取られた前記歯の高さから、前記歯車の回転角度を検出する回転角検出部と、
    をさらに具備することを特徴とする請求項４に記載の手術支援システム。
12. 前記第１の歯車の歯は、それぞれ、該第１の歯車の中心からの高さが異なるように形成され、
    前記本体は、
    該本体が前記術具に装着された際に前記歯の高さを読み取るセンサと、
    前記センサによって読み取られた前記歯の高さから、前記第１の歯車の回転角度を検出する回転角検出部と、
    をさらに具備することを特徴とする請求項５に記載の手術支援システム。
13. 前記術具は、前記移動部の移動量を制限することによって前記術具の使用回数を制限する使用回数制限部をさらに具備することを特徴とする請求項１乃至１２の何れか１項に記載の手術支援システム。
14. 前記移動部には、前記術具の使用回数を表示するための数字が形成されており、
    前記術具には、前記移動部に形成された数字を外部から読み取るための開口部が形成されていることを特徴とする請求項１乃至１３の何れか１項に記載の手術支援システム。
15. 手術支援システムの本体に着脱自在な術具であって、
    移動可能に構成された移動部と、該術具が前記本体部に着脱されたときに該移動部を移動させる移動機構とを有する使用回数累積部を具備し、
    前記使用回数累積部は、前記移動部の移動によって前記術具の使用回数を累積することを特徴とする術具。
16. 前記移動部は、回転するように移動する歯車であり、
    前記移動機構は、該術具が着脱されたときに前記歯車を回転させるように構成されていることを特徴とする請求項１５に記載の術具。
17. 前記移動部は、回転するように移動する第１の歯車であり、
    前記移動機構は、該術具が着脱されたときにリンク機構を通して回転する第２の歯車を有し、該第２の歯車の回転によって前記第１の歯車を回転させるように構成されていることを特徴とする請求項１５に記載の術具。
18. 前記移動部は、一定間隔の凹部が設けられ直線方向に移動する直動部材であり、
    前記移動機構は、該術具が着脱されたときに前記直動部材の移動方向に対して直交する方向に移動する部材を移動させて前記直動部材を移動させるとともに、制限部材によって前記直動部材の移動を一定方向に制限するように構成されていることを特徴とする請求項１５に記載の術具。
19. 前記移動部は、回転するように移動する歯車であり、
    前記移動機構は、第１の磁石を有し、該術具が着脱されたときに前記第１の磁石によって与えられた磁力によって移動して前記歯車を回転させるように構成されていることを特徴とする請求項１５に記載の術具。
20. 前記使用回数累積部は、前記移動部の移動量に応じて抵抗値を変化させるポテンショメータを有し、
    前記ポテンショメータの抵抗値を電圧値として前記本体に出力する出力部をさらに具備することを特徴とする請求項１５乃至１９の何れか１項に記載の術具。
21. 前記出力部は、前記ポテンショメータに接続され、該術具が前記本体に装着された際に前記本体と電気的に接続されて前記ポテンショメータの抵抗値を電圧値として前記本体に出力する電極を有することを特徴とする請求項２０に記載の術具。
22. 前記出力部は、前記ポテンショメータに接続され、前記ポテンショメータの抵抗値を電圧値として前記本体に無線通信する無線通信部を有することを特徴とする請求項２０に記載の術具。
23. 前記歯車の歯は、それぞれ、該歯車の中心からの高さが異なるように形成され、該術具が前記本体に装着された際に前記歯の高さが読み取られるように構成されていることを特徴とする請求項１６に記載の術具。
24. 前記第１の歯車の歯は、それぞれ、該第１の歯車の中心からの高さが異なるように形成され、該術具が前記本体に装着された際に前記歯の高さが読み取られるように構成されていることを特徴とする請求項１７に記載の術具。
25. 前記移動部の移動量を制限することによって該術具の使用回数を制限する使用回数制限部をさらに具備することを特徴とする請求項１５乃至２４の何れか１項に記載の術具。
26. 前記移動部には、該術具の使用回数を表示するための数字が形成されており、
    前記移動部に形成された数字を外部から読み取るための開口部が形成されていることを特徴とする請求項１５乃至２５の何れか１項に記載の術具。

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