JP2020031768A - 手術器具 - Google Patents

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Abstract

【課題】アダプタに対して手術器具を容易に着脱することができ、かつ、アダプタに安定して手術器具を固定すること。【解決手段】この手術器具40は、アダプタ60に対する取付面40aを有する基体40bと、処置具41と、基体40bに回転可能に設けられた複数の被駆動部44材と、基体40bに設けられ複数の被駆動部材44を覆うハウジング43と、ハウジング43および基体40bに対して移動可能に設けられた第1および第2の可動部材46と、を備える。基体40bの取付面40aは、アダプタ60に設けられた第1および第2のガイドレール63をスライドにより受け入れるための第1および第2の案内溝45を含む。第1および第2の案内溝45は、それぞれ、基体40bと可動部材46とにより構成されており、第1および第2の可動部材46を移動させることにより、溝幅を変更可能に構成されている。【選択図】図5

Description

この発明は、手術器具に関し、特に、ロボット手術システムのロボットアームにアダプタを介して取り外し可能に接続される手術器具に関する。
従来、ロボット手術システムのロボットアームにアダプタを介して取り外し可能に接続される手術器具が知られている(たとえば、特許文献1参照)。
上記特許文献1には、アダプタの保持部材に係合する複数のタブを有しアダプタに対して取り付けられる基体と、処置具と、一方端が基体に接続され、他方端に処置具が接続された細長形状のシャフトと、基体に回転可能に設けられ、処置具を操作するための細長要素の端部が接続された複数の被駆動部材とを備える、手術器具が開示されている。この特許文献1の手術器具では、手術器具をアダプタに対して取り付ける場合は、基体をアダプタに対してスライドさせて基体のタブをアダプタの保持部材に係合させるように構成されている。また、手術器具をアダプタから取り外す場合は、取り付け方向とは逆に手術器具をスライドさせて基体のタブとアダプタの保持部材との係合を解除させるように構成されている。
米国特許第8998930号明細書
しかしながら、特許文献1の手術器具では、手術器具をアダプタから取り外す場合は、取り付け方向とは逆に手術器具をスライドさせて基体のタブとアダプタの保持部材との係合を解除させるため、タブと保持部材との係合力が大きい場合、アダプタから手術器具を取り外す際に係合を解除するのに必要な力が大きくなる。この場合、アダプタに対して手術器具を容易に着脱することが困難であるという問題点がある。一方、タブと保持部材との係合力が小さい場合、アダプタへの手術器具の固定する力が小さくなる。この場合、アダプタに安定して手術器具を固定することが困難であるという問題点がある。上記のように、特許文献1の手術器具では、アダプタに対して手術器具を容易に着脱することと、アダプタに安定して手術器具を固定することとを両立するのは困難であるという問題点がある。
この発明は、ロボット手術システムのロボットアームにアダプタを介して取り外し可能に接続される手術器具において、アダプタに対して手術器具を容易に着脱することができ、かつ、アダプタに安定して手術器具を固定することに向けたものである。
この発明の一の局面による手術器具は、ロボット手術システムのロボットアームにアダプタを介して取り外し可能に接続される手術器具であって、アダプタに対する取付面を有する基体と、処置具と、一方端が基体に接続され、他方端に処置具が接続された細長形状のシャフトと、基体に回転可能に設けられ、処置具を操作するための細長要素の端部が接続された複数の被駆動部材と、基体に設けられ、複数の被駆動部材を覆うように設けられるハウジングと、ハウジングおよび基体に対して移動可能に設けられた第1および第2の可動部材と、を備え、基体の取付面は、アダプタに設けられた第1および第2のガイドレールをそれぞれスライドにより受け入れるための第1および第2の案内溝を含み、第1および第2の案内溝は、それぞれ、基体と第1および第2の可動部材とにより構成されており、第1および第2の可動部材を移動させることにより、溝幅を変更可能に構成されている。
この発明の一の局面による手術器具では、上記のように構成することによって、第1および第2の可動部材を移動させることにより第1および第2の案内溝の溝幅を変更することができるので、溝幅を大きくした状態の第1および第2の案内溝をアダプタの第1および第2のガイドレールにスライドさせることにより、アダプタに対して手術器具を容易に着脱することができる。また、アダプタの第1および第2のガイドレールをそれぞれ第1および第2の案内溝に挿入させた状態で、第1および第2の案内溝の溝幅を小さくすることにより、アダプタに対して手術器具の基体を係合させて固定することができるので、アダプタに対して手術器具を安定して固定することができる。これらの結果、ロボット手術システムのロボットアームにアダプタを介して取り外し可能に接続される手術器具において、アダプタに対して手術器具を容易に着脱することができ、かつ、アダプタに安定して手術器具を固定することができる。
本発明によれば、ロボット手術システムのロボットアームにアダプタを介して取り外し可能に接続される手術器具において、アダプタに対して手術器具を容易に着脱することができ、かつ、アダプタに安定して手術器具を固定することができる。
一実施形態によるロボット手術システムの概略を示した図である。 一実施形態によるロボット手術システムの制御的な構成を示したブロック図である。 一実施形態によるロボットアームにアダプタを介して手術器具が取り付けられた状態を示した斜視図である。 一実施形態によるロボットアームからアダプタおよび手術器具を取り外した状態を示した斜視図である。 一実施形態による手術器具およびアダプタを下方から見た斜視図である。 一実施形態による手術器具の取付面を下方から見た図である。 一実施形態によるアダプタを上方から見た斜視図である。 一実施形態によるアダプタの駆動伝達部材の分解斜視図である。 一実施形態による手術器具の可動部材を示した分解斜視図である。 一実施形態による手術器具の可動部材の移動を説明するための第1図である。 一実施形態による手術器具の可動部材の移動を説明するための第2図である。 一実施形態によるバイポーラ用接続部材を有する手術器具の例を示した図である。 一実施形態によるモノポーラ用接続部材を有する手術器具の例を示した図である。 一実施形態による非通電用接続部材を有する手術器具の例を示した図である。 一実施形態によるロボットアームへのアダプタの取り付けを説明するための図である。 一実施形態によるアダプタへの手術器具の取り付けを説明するための第1図である。 一実施形態によるアダプタへの手術器具の取り付けを説明するための第2図である。
以下、実施形態を図面に基づいて説明する。
(ロボット手術システムの構成)
図1および図2を参照して、一実施形態によるロボット手術システム100の構成について説明する。
図1に示すように、ロボット手術システム100は、遠隔操作装置10と、患者側装置20と、を備えている。遠隔操作装置10は、患者側装置20に設けられた医療器具(medical equipment)を遠隔操作するために設けられている。患者側装置20によって実行されるべき動作態様指令が術者(surgeon)である操作者Oにより遠隔操作装置10に入力されると、遠隔操作装置10は、動作態様指令をコントローラ26を介して患者側装置20に送信する。そして、患者側装置20は、遠隔操作装置10から送信された動作態様指令に応答して、ロボットアーム21に取り付けられた手術器具(surgical instrument)40、内視鏡50等の医療器具を操作する。これにより、低侵襲手術が行われる。
患者側装置20は、患者Pに対して手術を行うインターフェースを構成する。患者側装置20は、患者Pが横たわる手術台30の傍らに配置される。患者側装置20は、複数のロボットアーム21を有し、このうち1つのロボットアーム21(21b)に内視鏡50が取り付けられ、その他のロボットアーム21(21a)に手術器具40が取り付けられる。各ロボットアーム21は、プラットホーム23に共通に支持されている。複数のロボットアーム21は複数の関節を有し、それぞれの関節には、サーボモータを含む駆動部と、エンコーダ等の位置検出器とが設けられている。ロボットアーム21は、コントローラ26を介して与えられた駆動信号によりロボットアーム21に取り付けられた医療器具が所望の動作を行うように制御されるように構成されている。
プラットホーム23は、手術室の床の上に載置されたポジショナ22に支持されている。ポジショナ22は、鉛直方向に調整可能な昇降軸を有する柱部24が、車輪を備え床面を移動可能なベース25に連結されている。
ロボットアーム21aには、先端部に医療器具としての手術器具40が着脱可能に取り付けられる。手術器具40は、ロボットアーム21aに取り付けられるハウジング43(図4参照)と、細長形状のシャフト42(図4参照)と、シャフト42の先端部に設けられたエンドエフェクタ41(図4参照)とを備えている。エンドエフェクタ41として、例えば、把持鉗子、シザーズ、フック、高周波ナイフ、スネアワイヤ、クランプ、ステイプラーが挙げられるがこれに限られるものではなく、各種の処置具を適用することができる。患者側装置20を用いた手術において、ロボットアーム21aは、患者Pの体表に留置したカニューラ(トロッカ)を介して患者Pの体内に手術器具40を導入する。そして、手術器具40のエンドエフェクタ41は、手術部位の近傍に配置される。
ロボットアーム21bには、先端部に医療器具としての内視鏡50が着脱可能に取り付けられる。内視鏡50は、患者Pの体腔内を撮影するものであり、撮影した画像は、遠隔操作装置10に対して出力される。内視鏡50として、3次元画像を撮影することができる3D内視鏡若しくは2D内視鏡が用いられる。患者側装置20を用いた手術において、ロボットアーム21bは、患者Pに体表に留置したトロッカを介して患者Pの体内に内視鏡50を導入する。そして、内視鏡50が手術部位の近傍に配置される。
遠隔操作装置10は、操作者Oとのインターフェースを構成する。遠隔操作装置10は、ロボットアーム21に取り付けられた医療器具を操作者Oが操作するための装置である。すなわち、遠隔操作装置10は、操作者Oによって入力された手術器具40および内視鏡50によって実行されるべき動作態様指令をコントローラ26を介して患者側装置20へ送信可能に構成されている。遠隔操作装置10は、たとえば、マスタの操作をしながらも患者Pの様子がよく見えるように手術台30の傍らに設置される。なお、遠隔操作装置10は、例えば動作態様指令を無線で送信するようにし、手術台30が設置された手術室とは別室に設置することも可能である。
手術器具40によって実行されるべき動作態様とは、手術器具40の動作(一連の位置及び姿勢)及び手術器具40個別の機能によって実現される動作の態様である。たとえば、手術器具40が把持鉗子である場合には、手術器具40によって実行されるべき動作態様とは、エンドエフェクタ41の手首のロール回転位置及びピッチ回転位置と、ジョーの開閉を行う動作である。また、手術器具40が高周波ナイフである場合には、手術器具40によって実行されるべき動作態様とは、高周波ナイフの振動動作、具体的には高周波ナイフに対する電流の供給であり得る。また、手術器具40がスネアワイヤである場合には、手術器具40によって実行されるべき動作態様とは、束縛動作および束縛状態の解放動作であり得る。また、バイポーラやモノポーラに電流を供給することによって手術対象部位を焼き切る動作であり得る。
内視鏡50によって実行されるべき動作態様とは、たとえば、内視鏡50先端の位置及び姿勢、又はズーム倍率の設定である。
遠隔操作装置10は、図1および図2に示すように、操作ハンドル11と、操作ペダル部12と、表示部13と、制御装置14と、を備えている。
操作ハンドル11は、ロボットアーム21に取り付けられた医療器具を遠隔で操作するために設けられている。具体的には、操作ハンドル11は、医療器具(手術器具40、内視鏡50)を操作するための操作者Oによる操作を受け付ける。操作ハンドル11は、水平方向に沿って2つ設けられている。つまり、2つの操作ハンドル11のうち一方の操作ハンドル11は、操作者Oの右手により操作され、2つの操作ハンドル11のうち他方の操作ハンドル11は、操作者Oの左手により操作される。
また、操作ハンドル11は、遠隔操作装置10の後方側から、前方側に向かって延びるように配置されている。操作ハンドル11は、所定の3次元の操作領域内で動かすことができるように構成されている。すなわち、操作ハンドル11は、上下方向、左右方向、および前後方向に動かすことができるように構成されている。
遠隔操作装置10と患者側装置20とは、ロボットアーム21aおよびロボットアーム21bの動作の制御においては、マスタスレーブ型のシステムを構成する。すなわち、操作ハンドル11は、マスタスレーブ型のシステムにおけるマスタ側の操作部を構成し、医療器具が取り付けられたロボットアーム21aおよびロボットアーム21bはスレーブ側の動作部を構成する。そして、操作ハンドル11を操作者Oが操作すると、操作ハンドル11の動きをロボットアーム21aの先端部(手術器具40のエンドエフェクタ41)またはロボットアーム21bの先端部(内視鏡50)がトレースして移動するようにロボットアーム21aまたはロボットアーム21bの動作が制御される。
また、患者側装置20は、設定された動作倍率に応じてロボットアーム21aの動作を制御するよう構成されている。たとえば、動作倍率が1/2倍に設定されている場合、手術器具40のエンドエフェクタ41は、操作ハンドル11の移動距離の1/2の移動距離を移動するよう制御される。これによって、精細な手術を精確に行うことができる。
操作ペダル部12は、医療器具に関する機能を実行するための複数のペダルを含んでいる。複数のペダルは、凝固ペダルと、切断ペダルと、カメラペダルと、クラッチペダルと、を含んでいる。また、複数のペダルは、操作者Oの足により操作される。
凝固ペダルは、手術器具40を用いて手術部位を凝固させる操作を行うことができる。具体的には、凝固ペダルは、操作されることにより、手術器具40に凝固用の電圧が印加されて、手術部位の凝固が行われる。切断ペダルは、手術器具40を用いて手術部位を切断させる操作を行うことができる。具体的には、切断ペダルは、操作されることにより、手術器具40に切断用の電圧が印加されて、手術部位の切断が行われる。
カメラペダルは、体腔内を撮像する内視鏡50の位置及び姿勢を操作するために用いられる。具体的には、カメラペダルは、内視鏡50の操作ハンドル11による操作を有効にする。つまり、カメラペダルが押されている間は、操作ハンドル11により内視鏡50の位置および姿勢を操作することが可能である。たとえば、内視鏡50は、左右の操作ハンドル11の両方を用いることにより操作される。具体的には、左右の操作ハンドル11の中間点を中心に左右の操作ハンドル11を回動させることにより、内視鏡50が回動される。また、左右の操作ハンドル11を共に押し込むことにより、内視鏡50が奥に進む。また、左右の操作ハンドル11を共に引っ張ることにより、内視鏡50が手前に戻る。また、左右の操作ハンドル11を共に上下左右に移動させることにより、内視鏡50が上下左右に移動する。
クラッチペダルは、ロボットアーム21と、操作ハンドル11との操作接続を一時切断し手術器具40の動作を停止させる場合に用いられる。具体的には、クラッチペダルが操作されている間は、操作ハンドル11を操作しても、患者側装置20のロボットアーム21が動作しない。たとえば、操作により操作ハンドル11が移動可能な範囲の端部近傍に来た場合に、クラッチペダルが操作されることにより、操作接続を一時切断して、操作ハンドル11を中央位置付近に戻すことができる。そして、クラッチペダルの操作を中止するとロボットアーム21と操作ハンドル11とが再び接続され、中央付近で操作ハンドル11の操作を再開することができる。
表示部13は、内視鏡50が撮像した画像を表示することができるものである。表示部13は、スコープ型表示部または非スコープ型表示部からなる。スコープ型表示部とは、たとえば、覗き込むタイプの表示部である。また、非スコープ型表示部とは、通常のパーソナルコンピュータのディスプレイのような覗き込むタイプではない平坦な画面を有する開放型の表示部を含む概念である。
スコープ型表示部が取り付けられた場合、患者側装置20のロボットアーム21bに取り付けられた内視鏡50により撮像された3D画像が表示される。非スコープ型表示部が取り付けられた場合にも、患者側装置20に設けられた内視鏡50により撮像された3D画像が表示される。なお、非スコープ型表示部が取り付けられた場合、患者側装置20に設けられた内視鏡50により撮像された2D画像が表示されてもよい。
図2に示すように、制御装置14は、例えば、CPU等の演算器を有する制御部141と、ROMおよびRAM等のメモリを有する記憶部142と、画像制御部143とを含んでいる。制御装置14は、集中制御する単独の制御装置により構成されていてもよく、互いに協働して分散制御する複数の制御装置により構成されてもよい。制御部141は、操作ハンドル11により入力された動作態様指令を、操作ペダル部12の切替状態に応じて、ロボットアーム21aによって実行されるべき動作態様指令であるか、または、内視鏡50によって実行されるべき動作態様指令であるかを判定する。そして、制御部141は、操作ハンドル11に入力された動作態様指令が手術器具40によって実行されるべき動作態様指令であると判断すると、動作態様指令をロボットアーム21aに対して送信する。これによって、ロボットアーム21aが駆動され、この駆動によってロボットアーム21aに取り付けられた手術器具40の動作が制御される。
また、制御部141は、操作ハンドル11に入力された動作態様指令が内視鏡50によって実行されるべき動作態様指令であると判定すると、当該動作態様指令をロボットアーム21bに対して送信する。これによって、ロボットアーム21bが駆動され、この駆動によってロボットアーム21bに取り付けられた内視鏡50の動作が制御される。
記憶部142には例えば手術器具40の種類に応じた制御プログラムが記憶されていて、取り付けられた手術器具40の種類に応じて制御部141がこれらの制御プログラムを読み出すことにより、遠隔操作装置10の操作ハンドル11及び/又は操作ペダル部12の動作指令が個別の手術器具40に適合した動作をさせることができる。
画像制御部143は、内視鏡50が取得した画像を表示部13に伝送する。画像制御部143は、必要に応じて画像の加工修正処理を行う。
(アダプタおよび手術器具の構成)
図3〜図14を参照して、一実施形態によるアダプタ60および手術器具40の構成について説明する。
図3に示すように、ロボットアーム21は、清潔区域において使用されるため、ドレープ70により覆われる。ここで、手術室では、手術により切開した部分および医療機器が病原菌や異物などにより汚染されることを防ぐため、清潔操作が行われる。この清潔操作においては、清潔区域および清潔区域以外の区域である汚染区域が設定される。手術部位は、清潔区域に配置される。操作者Oを含む手術チームのメンバーは、手術中、清潔区域に殺菌されている物体のみが位置するよう配慮し、かつ、汚染区域に位置している物体を清潔区域に移動させるときは、この物体に滅菌処理を施す。同様に、操作者Oを含む手術チームのメンバーがその手を汚染区域に位置させたときは、清潔区域に位置している物体に直接接触する前に、手の滅菌処理を行う。清潔区域において用いられる器具は、滅菌処理が行われる、または、滅菌処理されたドレープ70により覆われる。
ドレープ70は、ロボットアーム21と、手術器具40との間に配置される。具体的には、ドレープ70は、アダプタ60と、ロボットアーム21との間に配置される。アダプタ60は、ドレープ70を挟み込むようにして、ロボットアーム21に取り付けられる。つまり、アダプタ60は、ロボットアーム21aとの間にドレープ70を挟み込むためのドレープアダプタである。また、手術器具40は、ロボットアーム21aにドレープ70を介して取り付けられたアダプタ60に取り付けられる。ロボットアーム21は、手術器具40のエンドエフェクタ41を駆動させるために、アダプタ60を介して手術器具40に動力を伝達する。なお、エンドエフェクタ41は、特許請求の範囲の「処置具」の一例である。
図4に示すように、アダプタ60は、基体61と、複数の駆動伝達部材62と、ガイドレール63と、先行ガイドレール64と、第1電極アレイ65と、アーム係合部66と、を備えている。また、図5に示すように、アダプタ60は、複数のアーム係合穴部67と、複数の位置決孔68とを備えている。駆動伝達部材62は、図4に示すように、Y2方向側に配置された複数の第1駆動伝達部材62aと、Y1方向側に配置された複数の第2駆動伝達部材62bとを含んでいる。また、アダプタ60は、Z2方向側に配置された第1面60aがロボットアーム21aに取り付けられる。また、アダプタ60は、Z1方向側に配置された第2面60bに手術器具40が取り付けられる。
手術器具40は、ロボット手術システム100のロボットアーム21aにアダプタ60を介して取り外し可能に接続される手術器具である。図5に示すように、手術器具40のハウジング43のZ2方向側に配置された取付面40aがアダプタ60に取り付けられる。また、手術器具40は、複数の被駆動部材44と、2つの案内溝45(第1の案内溝45aおよび第2の案内溝45b)と、2つの可動部材46(第1の可動部材46aおよび第2の可動部材46b)と、先行案内溝47と、第2電極アレイ48とを備えている。被駆動部材44は、Y1方向側に配置された複数の第1被駆動部材44aと、Y2方向側に配置された複数の第2被駆動部材44bとを含んでいる。また、手術器具40は、アダプタ60に対する取付面40aを有する基体40bを備えている。
図4に示すように、ドレープ70は、本体部71と、取付部72とを備えている。本体部71は、フィルム状に形成されている。取付部72は、樹脂成型により形成されている。取付部72は、ロボットアーム21aおよびアダプタ60が係合する部分に貫通口が設けられている。貫通口は、係合する部分ごとに対応するように設けられていてもよい。また、貫通口は、複数の係合する部分に対応するように設けられていてもよい。
ロボットアーム21のアダプタ取付面211には、アダプタ60が取り付けられる。また、ロボットアーム21は、回転駆動部212と、係合部213と、ボス214とを備えている。
図5に示すように、手術器具40の複数の被駆動部材44は、回転駆動されることにより、エンドエフェクタ41を駆動させる。具体的には、シャフト42は、一方端(Y2方向側の端部)が基体40bに接続され、他方端(Y1方向側の端部)にエンドエフェクタ41が接続されている。図10に示すように、被駆動部材44とエンドエフェクタ41とは、シャフト42内に通されたワイヤ421により接続されている。つまり、被駆動部材44は、基体40bに回転可能に設けられている。また、被駆動部材44は、エンドエフェクタ41を操作するためのワイヤ421の端部が接続されている。そして、被駆動部材44が回転されることにより、ワイヤ421が引っ張られてエンドエフェクタ41が駆動される。また、被駆動部材44は、ハウジング43内において、シャフト42とギアにより接続されている。つまり、ハウジング43は、基体40bに、複数の被駆動部材44を覆うように設けられる。そして、被駆動部材44が回転されることにより、シャフト42が回転される。なお、ワイヤ421は、特許請求の範囲の「細長要素」の一例である。
図5に示すように、たとえば、被駆動部材44は、4つ設けられている。1つの被駆動部材44の回転により、シャフト42が回転される。また、他の3つの被駆動部材44の回転により、エンドエフェクタ41が駆動される。4つの被駆動部材44は、X方向に2つ配列され、Y方向に2つ配列されている。
図5および図6に示すように、複数の被駆動部材44は、それぞれ、アダプタ60に設けられた対応する駆動伝達部材62に係合する係合部440を含む。係合部440は、複数の被駆動部材44のうちスライド挿入方向上流側(Y1方向側)に位置する第1被駆動部材44aに設けられた第1係合部440aと、複数の被駆動部材44のうちスライド挿入方向下流側(Y2方向側)に位置する第2被駆動部材44bに設けられた第2係合部440bとを有している。第1係合部440aと第2係合部440bとは異なる形状を有している。第1係合部440aは、アダプタ60の第2駆動伝達部材62bと係合する。第2係合部440bは、アダプタ60の第1駆動伝達部材62aと係合する。これにより、アダプタ60に対する手術器具40のスライドの途中で、第1被駆動部材44aと第2被駆動部材44bに対応する第1駆動伝達部材62aとが係合して引っかかるのを抑制することができるので、アダプタ60に対して手術器具40をスムーズに取り付けることができる。
つまり、第1係合部440aは、第2係合部440bに係合する駆動伝達部材62(第1駆動伝達部材62a)が係合しない形状を有している。これにより、アダプタ60に対する手術器具40のスライドの途中で、第1被駆動部材44aと第2被駆動部材44bに対応する第1駆動伝達部材62aとが係合して引っかかるのをより確実に抑制することができる。
具体的には、第1係合部440aは、第1突起部441と、第1突起部441と独立して設けられた第2突起部442と、第1突起部441および第2突起部442の間に配置された第3突起部443とを有している。また、第2係合部440bは、第3突起部443を有さずに、第1突起部441と、第2突起部442とを有している。これにより、第1突起部441および第2突起部442を構成する部品を共通にして、第3突起部443の有無により、第1係合部440aおよび第2係合部440bを互いに異なる形状に形成することができるので、部品の種類が増加するのを抑制することができる。
第1の案内溝45aおよび第2の案内溝45bは、基体40bの取付面40aに設けられている。また、第1の案内溝45aおよび第2の案内溝45bは、それぞれ、アダプタ60に設けられた第1のガイドレール63aおよび第2のガイドレール63bをスライドにより受け入れるために設けられている。案内溝45は、Y方向に沿って延びるように設けられている。また、案内溝45は、X方向に対向するように2つ設けられている。第1の案内溝45aおよび第2の案内溝45bは、略平行に設けられている。第1の案内溝45aおよび第2の案内溝45bは、それぞれ、アダプタ60の第1のガイドレール63aおよび第2のガイドレール63bが挿入されてアダプタ60への取り付けを案内する。また、第1の案内溝45aおよび第2の案内溝45bは、図6に示すように、それぞれ、入口(Y1方向側の端部)の溝幅が広くなるように形成されている。これにより、アダプタ60の第1のガイドレール63aおよび第2のガイドレール63bに対して、それぞれ、第1の案内溝45aおよび第2の案内溝45bを容易に導くことができるので、アダプタ60に対して手術器具40を容易に取り付けることができる。
ここで、本実施形態では、第1の案内溝45aは、基体40bと第1の可動部材46aとにより構成されている。また、第2の案内溝45bは、基体40bと第2の可動部材46bとにより構成されている。また、第1の可動部材46aおよび第2の可動部材46bは、ハウジング43および基体40bに対して移動可能に設けられている。第1の可動部材46aおよび第2の可動部材46bを移動させることにより、案内溝45の溝幅を変更可能に構成されている。具体的には、案内溝45は、可動部材46がX方向に移動することにより、幅が変化する。つまり、可動部材46が内側に移動することにより、案内溝45の幅が拡張される。また、可動部材46が外側に移動することにより、案内溝45の幅が縮小される。可動部材46は、案内溝45の幅を狭める方向(外側方向)に向けて付勢されている。
これにより、可動部材46を移動させることにより案内溝45の溝幅を変更することができるので、溝幅を大きくした状態の案内溝45をアダプタ60のガイドレール63にスライドさせることにより、アダプタ60に対して手術器具40を容易に着脱することができる。また、アダプタ60のガイドレール63を案内溝45に挿入させた状態で、案内溝45の溝幅を小さくすることにより、アダプタ60に対して手術器具40の基体40bを係合させて固定することができるので、アダプタ60に対して手術器具40を安定して固定することができる。これらの結果、ロボット手術システム100のロボットアーム21aにアダプタ60を介して取り外し可能に接続される手術器具40において、アダプタ60に対して手術器具40を容易に着脱することができ、かつ、アダプタ60に安定して手術器具40を固定することができる。
先行案内溝47は、Y方向に沿って延びるように設けられている。また、先行案内溝47は、第1の案内溝45aおよび第2の案内溝45bの間に設けられている。また、先行案内溝47は、第1の案内溝45aおよび第2の案内溝45bと略平行に延びるように形成されている。また、先行案内溝47は、X方向における取付面40aの略中央に設けられている。
第2電極アレイ48は、アダプタ60の第1電極アレイ65を介してロボットアーム21に接続される。また、第2電極アレイ48は、ハウジング43内に設けられた基板に接続されている。つまり、手術器具40をアダプタ60を介してロボットアーム21に取り付けることにより、手術器具40の基板と、ロボットアーム21とが接続される。ハウジング43内の基板は、手術器具40の種類や手術器具40の使用回数を管理するためなどに用いられる。
手術器具40の取付面40aの第2電極アレイ48は、図6に示すように、複数の電極481と、突出部482とを含んでいる。複数の電極481は、それぞれ、アダプタ60の第1電極アレイ65の複数の電極651と接続される。突出部482は、電極481近傍に取付面40aから突出するように形成されている。突出部482は、各々の電極481に対してX方向の両側に配置されている。突出部482は、電極481に手などが触れるのを防止するために設けられている。具体的には、電極481を挟み込む突出部482の間隔は、指の大きさよりも十分に小さい。また、突出部482は、Z方向において、電極481よりも大きく突出している。これにより、手術器具40がアダプタ60から取り外されている状態において、第2電極アレイ48に触れることを防止することができる。
図4に示すように、アダプタ60は、ロボット手術システム100のロボットアーム21aに手術器具40を取り外し可能に接続するために設けられている。図4および図5に示すように、基体61は、ロボットアーム21aに取り付けるための第1面60aと、手術器具40の取付面40aが装着される第2面60bと、を含んでいる。アダプタ60は、Z方向にみて、手術器具40のハウジング43と略同じ大きさを有している。具体的には、アダプタ60は、Z方向にみて、ハウジング43と略同じ直径を有する略円形状に形成されている。
駆動伝達部材62は、基体61に回転可能に設けられている。具体的には、駆動伝達部材62は、Z方向に延びる回転軸線を中心に回転可能に設けられている。駆動伝達部材62は、ロボットアーム21aの回転駆動部212の駆動力を、手術器具40の被駆動部材44に伝達する。駆動伝達部材62は、手術器具40の被駆動部材44に対応するように複数設けられている。また、複数の駆動伝達部材62は、手術器具40の被駆動部材44に対応する位置に各々配置されている。
ガイドレール63は、図7に示すように、第2面60bに設けられている。また、ガイドレール63は、Y方向に沿って延びるように設けられている。また、ガイドレール63は、X方向に対向するように2つ設けられている。第1のガイドレール63aおよび第2のガイドレール63bは、略平行に設けられている。また、第1のガイドレール63aおよび第2のガイドレール63bは、それぞれ、手術器具40の取付面40aに略平行に設けられた第1の案内溝45aおよび第2の案内溝45bに対応するように設けられている。第2面60bの第1のガイドレール63aおよび第2のガイドレール63bは、取付面40aの第1の案内溝45aおよび第2の案内溝45bをそれぞれ対応させてY方向にスライドさせることにより、複数の駆動伝達部材62の各々と、取付面40aに設けられた複数の被駆動部材44の各々とが対応するように手術器具40を案内するように構成されている。
また、第2面60bの第1のガイドレール63aおよび第2のガイドレール63bは、第2部材622の第1部材621に対する移動方向(Z方向)と交差する方向(Y方向)に、手術器具40の第1の案内溝45aおよび第2の案内溝45bをそれぞれ案内するように構成されている。つまり、アダプタ60に対する手術器具40のスライド挿入方向は、手術器具40のシャフト42が延びる方向と略平行である。
先行ガイドレール64は、第2面60bに設けられている。また、先行ガイドレール64は、Y方向に沿って延びるように設けられている。また、先行ガイドレール64は、第1のガイドレール63aおよび第2のガイドレール63bの間に設けられている。また、先行ガイドレール64は、第1のガイドレール63aおよび第2のガイドレール63bと略平行に延びるように形成されている。また、先行ガイドレール64は、X方向における第2面60bの略中央に設けられている。また、先行ガイドレール64は、取付面40aに設けられた先行案内溝47に対応して設けられている。つまり、先行ガイドレール64は、第1のガイドレール63aおよび第2のガイドレール63bよりも先行して手術器具40を案内する。
また、先行ガイドレール64は、アダプタ60に対する手術器具40のスライド挿入方向上流側(Y2方向側)が先細り形状に形成されている。具体的には、先行ガイドレール64は、Y2方向側の端部がX方向の幅が先細る形状に形成されている。また、先行ガイドレール64は、Y2方向側の端部がZ方向の高さが先細る形状に形成されている。
第1電極アレイ65は、手術器具40の第2電極アレイ48とロボットアーム21とに接続される。
アーム係合部66は、図4および図5に示すように、ロボットアーム21の係合部213に係合する。具体的には、アーム係合部66は、第1面60aに設けられたアーム係合穴部67に挿入された係合部213と係合する。また、アーム係合部66は、Y方向に移動可能である。アーム係合部66は、付勢部材によりY1方向に付勢されている。アーム係合部66は、Y1方向に移動されることにより、係合部213と係合する。一方アーム係合部66は、Y2方向に移動されることにより、係合部213との係合が解除される。
アーム係合穴部67は、複数設けられている。つまり、アダプタ60は、複数個所の係合により、ロボットアーム21に固定される。アーム係合穴部67は、たとえば、5つ設けられている。また、複数のアーム係合穴部67は、第1面60aの周方向に沿って、均等に設けられている。
位置決孔68は、第1面60aに設けられている。位置決孔68は、ロボットアーム21のボス214が嵌り込む。位置決孔68は、複数設けられている。位置決孔68は、第1面60aのY1方向側の端部近傍に設けられている。
図7に示すように、ガイドレール63は、レール部631と、張出部632と、爪部633とを含んでいる。レール部631は、Y方向に延びるように形成されている。レール部631は、手術器具40の案内溝45に入り込んで、アダプタ60に対する手術器具40の移動をガイドする。
張出部632は、レール部631からX方向に張り出すように形成されている。具体的には、第1のガイドレール63a(X1方向側のガイドレール63)の張出部632は、レール部631に対してX1方向側に配置されている。また、第2のガイドレール63b(X2方向側のガイドレール63)の張出部632は、レール部631に対してX2方向側に配置されている。
爪部633は、レール部631からX方向に張り出すように形成されている。具体的には、第1のガイドレール63a(X1方向側のガイドレール63)の爪部633は、レール部631に対してX2方向側に配置されている。また、第2のガイドレール63b(X2方向側のガイドレール63)の爪部633は、レール部631に対してX1方向側に配置されている。つまり、張出部632は、レール部631に対して、爪部633の反対側に設けられている。張出部632は、レール部631に対してX方向における外側に配置されている。爪部633は、レール部631に対してX方向における内側に配置されている。
張出部632は、手術器具40の案内溝45に設けられた規制部451(図10および図11参照)に係合する。張出部632が規制部451に係合することにより、アダプタ60に対して手術器具40がZ方向に抜けないように接続される。
爪部633は、手術器具40の案内溝45に設けられた係合穴462(図9〜図11参照)に係合する。具体的には、爪部633は、案内溝45を形成する可動部材46の側壁463に設けられた係合穴462に係合する。これにより、爪部633が係合穴462に係合されることによって、ガイドレール63により案内した手術器具40をアダプタ60に対して位置決めして固定することができる。つまり、爪部633が係合穴462に係合することにより、手術器具40がアダプタ60に対してY方向に位置決めされるとともに、アダプタ60に対して手術器具40がY方向に抜けないように固定(ロック)される。また、爪部633は、図10に示すように、X方向に沿って傾斜するように形成されている。
図8に示すように、駆動伝達部材62は、第1部材621と、付勢部材623を介して第1部材621に対して移動可能に設けられた第2部材622と、を含んでいる。第1部材621は、第2部材622が嵌り込む凹部621bと、第2部材622に係合する係合部621cとを有している。第2部材622は、付勢部材623が収容される凹部622aと、第1部材621に係合する係合部622bとを有している。第1部材621と、第2部材622とは、付勢部材623を間に挟んだ状態でZ方向に篏合している。第1部材621は、第2面60b側(Z1方向側)に配置されている。第2部材622は、第1面60a側(Z2方向側)に配置されている。付勢部材623は、第1部材621を第2部材622に対してZ1方向側に付勢している。付勢部材623は、たとえば、バネにより構成されている。
第2部材622は、Z方向において、第1面60aと面一に配置されている。また、第2部材622は、Z方向において、基体61に対して移動されないように配置されている。第1部材621は、Z方向において、基体61に対して移動可能に配置されている。これにより、手術器具40を第1のガイドレール63aおよび第2のガイドレール63bに沿って案内してアダプタ60に取り付ける場合に、手術器具40の移動の妨げにならないように駆動伝達部材62の第1部材621をZ方向にくぼむように移動させることができる。つまり、第1の案内溝45aおよび第2の案内溝45bは、被駆動部材44と駆動伝達部材62とが係合する方向(Z方向)と交差する方向(Y方向)にガイドレール63を案内するように構成されている。この場合に、手術器具40をガイドレール63に沿って案内してアダプタ60に取り付ける場合に、手術器具40の移動の妨げにならないように駆動伝達部材62の第1部材621を移動させることができる。
また、第1部材621は、第2部材622がZ方向の回転軸線を中心に回転することに伴って、回転されるように構成されている。具体的には、第1部材621の内周部に設けられた係合部621cと、第2部材622の外周部に設けられた係合部622bとが、係合するように構成されている。第1部材621の係合部621cは、凹部621bから内側に突出するように形成されている。第2部材622の係合部622bは、第2部材622の外周部から内側に凹むように形成されている。第1部材621の係合部621cと、第2部材622の係合部622bとは、第1部材621が第2部材622に対してZ方向に移動したとしても、互いに係合するように構成されている。つまり、第2部材622に対する第1部材621のZ方向における位置に関わらず、第1部材621は、第2部材622とともに回転されるように構成されている。これにより、第2部材622がロボットアーム21の回転駆動部212の回転により回転されると、第1部材621も回転される。その結果、第1部材621に係合する手術器具40の被駆動部材44に、ロボットアーム21の回転駆動部212の回転が伝達される。
図9に示すように、手術器具40の可動部材46は、ボタン461と、係合穴462と、側壁463と、押下げ部464と、付勢部材465と、固定部材466とを含んでいる。可動部材46は、図10および図11に示すように、付勢部材465により案内溝45の幅を狭める方向(外側方向)に付勢されている。可動部材46は、ボタン461を作業者が押すことにより、案内溝45の幅を広げる方向(内側方向)に移動する。具体的には、第1の可動部材46a(X1方向側の可動部材46)は、付勢部材465によりX1方向側に付勢されている。また、第1の可動部材46a(X1方向側の可動部材46)は、X2方向側に押されることにより、付勢力に抗してX2方向側に移動する。また、第2の可動部材46b(X2方向側の可動部材46)は、付勢部材465によりX2方向側に付勢されている。また、第2の可動部材46b(X2方向側の可動部材46)は、X1方向側に押されることにより、付勢力に抗してX1方向側に移動する。
可動部材46は、図6、図10および図11に示すように、押圧されることにより、案内溝45の溝幅が大きくなるように移動するように構成されている。これにより、作業者が可動部材46に対して押圧する作業を行うことにより、案内溝45の溝幅を容易に大きくすることができる。
ボタン461は、作業者により押圧されて操作されるために設けられている。ボタン461は、図5に示すように、ハウジング43から露出するように、X方向の外側に設けられている。ボタン461は、Y方向に沿った複数の溝が形成されている。これにより、ボタン461の位置を触るだけで認識することが可能であるとともに、操作する手が滑るのを抑制することが可能である。
係合穴462は、アダプタ60のガイドレール63に設けられた爪部633に係合する。係合穴462は、図9に示すように、側壁463に設けられている。また、係合穴462は、図10および図11に示すように、側壁463をX方向に貫通するように形成されている。これにより、ガイドレール63により案内した手術器具40をアダプタ60に対して位置決めして固定することができる。
また、可動部材46は、図11に示すように、案内溝45の溝幅が大きくなるように移動されることにより、係合穴462と爪部633との係合を解除するように構成されている。これにより、案内溝45の溝幅を大きくする操作と、係合穴462とアダプタ60の爪部633との係合を解除する操作とを、同時に行うことができるので、アダプタ60から手術器具40を取り外す際の作業を容易に行うことができる。
側壁463は、案内溝45のX方向における内側の壁を構成する。つまり、側壁463は、図10および図11に示すように、基体40bに設けられた規制部451と対向するように配置されている。側壁463と規制部451とにより形成された案内溝45により、ガイドレール63のレール部631を挟み込むようにして、ガイドレール63がガイドされる。
規制部451は、第1の案内溝45aおよび第2の案内溝45bの基体40b側に、それぞれ、設けられている。規制部451は、Y方向に延びるように形成されている。規制部451は、取付面40aと平行な方向(X方向)に張り出すようにガイドレール63に設けられた張出部632に係合して、被駆動部材44の回転軸線方向(Z方向)に取付面40aがアダプタ60に対して移動するのを規制する。これにより、張出部632と規制部451とを係合させて被駆動部材の回転軸線方向(取付面40aと直交する方向)の移動を規制することにより、アダプタ60に対して手術器具40を安定して固定することができる。
図10および図11に示すように、押下げ部464は、案内溝45の溝幅が大きくなるように可動部材46が移動されることにより、駆動伝達部材62の第1部材621を被駆動部材44と遠ざかる方向(Z2方向)に移動させて、駆動伝達部材62と被駆動部材44との係合を解除する。これにより、案内溝45の溝幅を大きくする操作と、被駆動部材44と駆動伝達部材62との係合を解除する操作とを、同時に行うことができるので、アダプタ60から手術器具40を取り外す際の作業を容易に行うことができる。
具体的には、押下げ部464は、可動部材46の移動に伴って、被駆動部材44と駆動伝達部材62とが係合する方向(Z方向)と交差する方向(X方向)に移動されることにより、駆動伝達部材62と被駆動部材44との係合を解除するように構成されている。これにより、被駆動部材44と駆動伝達部材62とが係合する方向と交差する方向(X方向)に案内溝45の溝幅を広げるように作業者が可動部材46に対して作業を行うことにより、被駆動部材44と駆動伝達部材62との係合を解除することができる。
つまり、押下げ部464は、可動部材46の移動に伴って第1部材621に設けられたテーパ部621aに乗り上げて、第1部材621を被駆動部材44と遠ざかる方向(Z2方向)に移動させるように構成されている。これにより、押下げ部464の移動方向と被駆動部材44および駆動伝達部材62が係合する方向とが異なる場合でも、押下げ部464の移動により被駆動部材44と駆動伝達部材62との係合を容易に解除することができる。
押下げ部464は、側壁463の下部のX方向内側に接続されている。押下げ部464は、XY平面状に延びる板状に形成されている。押下げ部464は、被駆動部材44に対応する部分に切り欠きが設けられている。
付勢部材465は、ボタン461、側壁463、押下げ部464を、X方向外側に付勢するように構成されている。付勢部材465の内側の端部は、固定部材466に当接して、X方向内側への移動が規制されている。また、付勢部材465の外側の端部は、ボタン461の内側に当接して、ボタン461、側壁463、押下げ部464を、X方向外側に付勢している。付勢部材623は、たとえば、バネにより構成されている。
図10および図11に示すように、手術器具40の取付面40aの案内溝45には、規制部451が設けられている。規制部451は、案内溝45に沿って、Y方向に延びるように形成されている。規制部451には、アダプタ60の第2面60bに設けられたガイドレール63の張出部632が係合する。
案内溝45を形成する可動部材46の側壁463に設けられた係合穴462には、アダプタ60の第2面60bに設けられたガイドレール63の爪部633が係合する。また、可動部材46を、X方向における内側方向に移動させることにより、爪部633の係合穴462への係合が解除される。また、可動部材46を、X方向における内側方向に移動させることにより、駆動伝達部材62がZ2方向に押されて、駆動伝達部材62と、被駆動部材44との係合が解除される。この状態で、手術器具40をアダプタ60に対してY2方向にスライドさせることにより、手術器具40をアダプタ60から取り外すことができる。
図12〜図14に示すように、接続部材49は、基体40bに着脱可能に設けられ、エンドエフェクタ41(処置具)への通電の有無または通電の種類に応じて取り付けられる。これにより、エンドエフェクタ41への通電の有無または通電の種類に応じて接続部材49を替えることにより、複数種類の手術器具40を組み立てることができるので、複数種類の手術器具40に対して、基体40b、ハウジング43、被駆動部材44、可動部材46などの部材を共通化することができる。
たとえば、接続部材49は、エンドエフェクタ41の種類に応じて、モノポーラ用接続部材49b(図13参照)、バイポーラ用接続部材49a(図12参照)または非通電用接続部材49c(図14参照)を含む。これにより、モノポーラ用接続部材49b、バイポーラ用接続部材49aおよび非通電用接続部材49cを、エンドエフェクタ41への通電の有無または通電の種類に応じて替えて、複数種類の手術器具40を組み立てることができる。
また、接続部材49は、基体40bおよびハウジング43に対してスライドさせることにより装着されるように構成されている。具体的には、接続部材49は、基体40bおよびハウジング43に対してY方向にスライドさせることにより着脱される。これにより、スライド移動により、基体40bおよびハウジング43に対して接続部材49を容易に取り付けることができる。
図12に示すように、バイポーラ用接続部材49aは、エンドエフェクタ41に対して、バイポーラの電力を供給するために設けられる。バイポーラ用接続部材49aは、本体部491と、電極492と、電極493と、を含む。電極492には、配線492aが接続されている。電極493には、配線493aが接続されている。配線492aおよび493aは、それぞれ、エンドエフェクタ41に接続されている。本体部491は、電極492および493を保持している。また、本体部491は、基体40bおよびハウジング43に対して取り付け可能に構成されている。電極492および493は、電力を供給する配線が接続されたコネクタに接続可能に構成されている。
図13に示すように、モノポーラ用接続部材49bは、エンドエフェクタ41に対して、モノポーラの電力を供給するために設けられる。モノポーラ用接続部材49bは、本体部494と、電極495と、を含む。電極495には、配線495aが接続されている。配線495aは、エンドエフェクタ41に接続されている。本体部494は、電極495を保持している。また、本体部494は、基体40bおよびハウジング43に対して取り付け可能に構成されている。電極495は、電力を供給する配線が接続されたコネクタに接続可能に構成されている。
図14に示すように、非通電用接続部材49cは、ハウジング43の開口を塞ぐように設けられている。つまり、ハウジング43には、バイポーラ用接続部材49aまたはモノポーラ用接続部材49bを接続するための開口が設けられている。電力が供給されないエンドエフェクタ41が設けられている場合は、開口は、非通電用接続部材49cにより覆われる。非通電用接続部材49cは、本体部496を含む。本体部496は、基体40bおよびハウジング43に対して取り付け可能に構成されている。
(ロボットアームへの手術器具の取り付け)
図15〜図17を参照して、一実施形態によるロボットアーム21aへの手術器具40の取り付けについて説明する。
図15に示すように、ロボットアーム21aをドレープ70で覆った状態で、ロボットアーム21aにアダプタ60を取り付ける。アダプタ60は、ロボットアーム21aに対してZ方向に移動させて、ロボットアーム21aに取り付けられる。図16および図17に示すように、ロボットアーム21aに取り付けられたアダプタ60に対して手術器具40を取り付ける。手術器具40は、アダプタ60の先行ガイドレール64および第1のガイドレール63aおよび第2のガイドレール63bに沿ってY方向に移動させて、アダプタ60に取り付けられる。これにより、手術器具40がアダプタ60を介してロボットアーム21aに取り付けられる。
手術器具40をロボットアーム21aから取り外す場合は、手術器具40の可動部材46のボタン461を押しながら、手術器具40をY2方向にスライド移動させることにより、手術器具40がアダプタ60から外される。
(変形例)
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更(変形例)が含まれる。
たとえば、上記実施形態では、アダプタの第2面に沿って手術器具をシャフトの延びる方向にスライド移動させることにより、着脱する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、アダプタの第2面に沿って手術器具をシャフトの延びる方向と交差する方向にスライド移動させることにより、着脱させてもよい。
また、上記実施形態では、可動部材がシャフトの延びる方向と交差する方向に移動可能な構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、可動部材がシャフトの延びる方向に移動可能であってもよい。また、可動部材は、被駆動部材の回転軸線方向に移動可能であってもよい。
また、上記実施形態では、平面視において手術器具の取付面が略円形状を有する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、手術器具の取付面の平面視における形状は略円形状でなくてもよい。たとえば、手術器具の取付面は、平面視において矩形形状を有していてもよい。
また、上記実施形態では、手術器具の基体に4つの被駆動部材が設けられている構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、手術器具の基体に4つ以外の複数の被駆動部材が設けられていてもよい。
また、上記実施形態では、アダプタとドレープとが別体に設けられている構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、アダプタとドレープとが一体的に設けられている構成でもよい。
21a:ロボットアーム、40:手術器具、40a:取付面、40b:基体、41:エンドエフェクタ(処置具)、42:シャフト、43:ハウジング、44:被駆動部材、44a:第1被駆動部材、44b:第2被駆動部材、45:案内溝、45a:第1の案内溝、45b:第2の案内溝、46:可動部材、46a:第1の可動部材、46b:第2の可動部材、48:第2電極アレイ、49:接続部材、49a:バイポーラ用接続部材、49b:モノポーラ用接続部材、49c:非通電用接続部材、60:アダプタ、62:駆動伝達部材、63:ガイドレール、63a:第1のガイドレール、63b:第2のガイドレール、65:第1電極アレイ、70:ドレープ、100:ロボット手術システム、440:係合部、440a:第1係合部、440b:第2係合部、421:ワイヤ(細長要素)、441:第1突起部、442:第2突起部、443:第3突起部、451:規制部、462:係合穴、464:押下げ部、482:突出部、621:第1部材、621a:テーパ部、622:第2部材、623:付勢部材、632:張出部、633:爪部
この発明の一の局面による手術器具は、ロボット手術システムのロボットアームにアダプタを介して取り外し可能に接続される手術器具であって、アダプタに対する取付面を有する基体と、処置具と、一方端が基体に接続され、他方端に処置具が接続された細長形状のシャフトと、基体に回転可能に設けられ、処置具を操作するための細長要素の端部が接続された複数の被駆動部材と、複数の被駆動部材を覆うように設けられるハウジングと、ハウジングおよび基体に対して移動可能に設けられた第1および第2の可動部材と、を備え、基体の取付面は、アダプタに設けられた第1および第2のガイドレールをそれぞれスライドにより受け入れるための第1および第2の案内溝を含み、第1および第2の案内溝は、それぞれ、基体と第1および第2の可動部材とにより構成されており、第1および第2の可動部材を移動させることにより、溝幅を変更可能に構成されている。

Claims (18)

  1. ロボット手術システムのロボットアームにアダプタを介して取り外し可能に接続される手術器具であって、
    前記アダプタに対する取付面を有する基体と、
    処置具と、
    一方端が前記基体に接続され、他方端に前記処置具が接続された細長形状のシャフトと、
    前記基体に回転可能に設けられ、前記処置具を操作するための細長要素の端部が接続された複数の被駆動部材と、
    前記基体に設けられ、前記複数の被駆動部材を覆うように設けられるハウジングと、
    前記ハウジングおよび前記基体に対して移動可能に設けられた第1および第2の可動部材と、を備え、
    前記基体の取付面は、前記アダプタに設けられた第1および第2のガイドレールをそれぞれスライドにより受け入れるための第1および第2の案内溝を含み、
    前記第1および第2の案内溝は、それぞれ、前記基体と前記第1および第2の可動部材とにより構成されており、前記第1および第2の可動部材を移動させることにより、溝幅を変更可能に構成されている、手術器具。
  2. 前記第1および第2の可動部材は、それぞれ、押圧されることにより、前記第1および第2の案内溝の溝幅が大きくなるように移動するように構成されている、請求項1に記載の手術器具。
  3. 前記アダプタは、第1部材と、付勢部材を介して前記第1部材に対して移動可能に設けられた第2部材とを有し、前記被駆動部材に係合するように設けられた駆動伝達部材を含み、
    前記第1および第2の可動部材は、それぞれ、前記第1および第2の案内溝の溝幅が大きくなるように移動されることにより、前記駆動伝達部材の前記第1部材を前記被駆動部材と遠ざかる方向に移動させて、前記駆動伝達部材と前記被駆動部材との係合を解除する押下げ部を含む、請求項1または2に記載の手術器具。
  4. 前記押下げ部は、前記第1および第2の可動部材の移動に伴って、前記被駆動部材と前記駆動伝達部材とが係合する方向と交差する方向に移動されることにより、前記駆動伝達部材と前記被駆動部材との係合を解除するように構成されている、請求項3に記載の手術器具。
  5. 前記押下げ部は、前記第1および第2の可動部材の移動に伴って前記第1部材に設けられたテーパ部に乗り上げて、前記第1部材を前記被駆動部材と遠ざかる方向に移動させるように構成されている、請求項3または4に記載の手術器具。
  6. 前記第1および第2の案内溝は、前記被駆動部材と前記駆動伝達部材とが係合する方向と交差する方向に前記第1および第2のガイドレールをそれぞれ案内するように構成されている、請求項3〜5のいずれか1項に記載の手術器具。
  7. 前記基体に着脱可能に設けられ、前記処置具への通電の有無または通電の種類に応じて取り付けられる接続部材を備える、請求項1〜6のいずれか1項に記載の手術器具。
  8. 前記接続部材は、前記処置具の種類に応じて、モノポーラ用接続部材、バイポーラ用接続部材または非通電用接続部材を含む、請求項7に記載の手術器具。
  9. 前記接続部材は、前記基体および前記ハウジングに対してスライドさせることにより装着されるように構成されている、請求項7または8に記載の手術器具。
  10. 前記第1および第2の可動部材は、それぞれ、前記第1および第2のガイドレールに各々設けられた爪部に係合する係合穴を有している、請求項1〜9のいずれか1項に記載の手術器具。
  11. 前記第1および第2の可動部材は、それぞれ、前記第1および第2の案内溝の溝幅が大きくなるように移動されることにより、前記係合穴と前記爪部との係合を解除するように構成されている、請求項10に記載の手術器具。
  12. 前記第1および第2の案内溝の前記基体側には、それぞれ、前記取付面と平行な方向に張り出すように前記第1および第2のガイドレールに各々設けられた張出部に係合して、前記被駆動部材の回転軸線方向に前記取付面が前記アダプタに対して移動するのを規制する規制部が形成されている、請求項10または11に記載の手術器具。
  13. 前記第1および第2の案内溝は、それぞれ、入口の溝幅が広くなるように形成されている、請求項1〜12のいずれか1項に記載の手術器具。
  14. 前記取付面には、前記アダプタの第1電極アレイに接続する第2電極アレイ近傍に前記取付面から突出するように設けられた突出部が形成されている、請求項1〜13のいずれか1項に記載の手術器具。
  15. 前記複数の被駆動部材は、それぞれ、前記アダプタに設けられた対応する前記駆動伝達部材に係合する係合部を含み、
    前記係合部は、前記複数の被駆動部材のうちスライド挿入方向上流側に位置する第1被駆動部材に設けられた第1係合部と、前記複数の被駆動部材のうちスライド挿入方向下流側に位置する第2被駆動部材に設けられ、前記第1係合部と異なる形状を有する第2係合部と、を有している、請求項3〜6のいずれか1項に記載の手術器具。
  16. 前記第1係合部は、前記第2係合部に係合する前記駆動伝達部材が係合しない形状を有している、請求項15に記載の手術器具。
  17. 前記第1係合部は、第1突起部と、前記第1突起部と独立して設けられた第2突起部と、前記第1突起部および前記第2突起部の間に配置された第3突起部とを有しており、
    前記第2係合部は、前記第3突起部を有さずに、前記第1突起部と、前記第2突起部とを有している、請求項15または16に記載の手術器具。
  18. 前記ロボットアームにドレープを介して取り付けられた前記アダプタに取り付けられる、請求項1〜17のいずれか1項に記載の手術器具。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7350684B2 (ja) 2020-03-25 2023-09-26 株式会社メディカロイド 電気手術器具

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6745306B2 (ja) * 2018-08-28 2020-08-26 株式会社メディカロイド アダプタおよび接続方法
CA3128340A1 (en) * 2019-01-31 2020-08-06 American Sterilizer Company Modular adapters for medical device support system
US20220265374A1 (en) * 2019-08-28 2022-08-25 Covidien Lp Sterile interface module for robotic surgical assemblies
JP7046880B2 (ja) * 2019-09-27 2022-04-04 株式会社メディカロイド 手術器具
CN114191086A (zh) * 2020-09-18 2022-03-18 上海微创医疗机器人(集团)股份有限公司 悬吊盘摆位机构及手术机器人
CN112472160A (zh) * 2020-12-19 2021-03-12 深圳市精锋医疗科技有限公司 手术器械以及手术机器人
CN112472162A (zh) * 2020-12-19 2021-03-12 深圳市精锋医疗科技有限公司 手术器械装置以及手术机器人
CN113180833A (zh) * 2021-04-28 2021-07-30 珠海横乐医学科技有限公司 机器人对接装置和医疗机器人
CN114305694B (zh) * 2021-11-29 2023-07-14 上海微创医疗机器人(集团)股份有限公司 手术器械保护装置、手术器械、安装部及手术器械组件

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8206406B2 (en) 1996-12-12 2012-06-26 Intuitive Surgical Operations, Inc. Disposable sterile surgical adaptor
JP2009045428A (ja) 2007-07-25 2009-03-05 Terumo Corp 操作機構、医療用マニピュレータ及び手術用ロボットシステム
KR102443416B1 (ko) 2014-03-17 2022-09-15 인튜어티브 서지컬 오퍼레이션즈 인코포레이티드 수술 기구의 장착 기준
CN107666877B (zh) 2015-04-27 2021-11-05 直观外科手术操作公司 手术器械外壳及相关的系统和方法
CA3022071A1 (en) 2016-05-26 2017-11-30 Covidien Lp Robotic surgical assemblies
CN108472029B (zh) 2016-12-20 2021-08-06 威博外科公司 用于机器人外科系统的无菌适配器控制系统和通信接口

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7350684B2 (ja) 2020-03-25 2023-09-26 株式会社メディカロイド 電気手術器具

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