JP2020127616A - ダブルアーム装置 - Google Patents

Abstract

【課題】操作感に優れた第１アームと、曲率半径の小さい屈曲変形が可能な第２アームと、を備えたダブルアーム装置を提供すること。【解決手段】本発明は、複数の節輪を有する湾曲可能な湾曲部を有する第１アームと、前記湾曲部を所定の方向に湾曲させる第１駆動機構と、超弾性合金製の屈曲部を有する第２アームと、前記第２アームの前記屈曲部を弾性変形させた状態で収容可能なスリーブと、前記第２アームを前記スリーブ内で相対移動させることで前記屈曲部を前記スリーブから出没させる第２駆動機構と、を備えたことを特徴とするダブルアーム装置である。【選択図】図８

Description

本発明は、微細な対象物に対して複雑な操作を施すことができるダブルアーム装置に関し、特には、生体内に挿入されて腫瘍等を切除することができるダブルアーム装置に関する。

簡易な駆動機構によって湾曲動作を実現する細径の構造体として、管軸線に沿って一列に連なる複数の節輪を備えた湾曲管が、特許文献１によって開示されている。

特許文献１に開示された湾曲管は、管径や長さ等に制約が無く、極めて高い自由度で設計ないし製造が可能である。そして、例えば複数の節輪の一側部を順に貫くようにワイヤを通しておいて当該ワイヤを引っ張ることにより、複数の節輪の間隔（節輪間ギャップ）が一側部において他側部よりも狭められ、結果として湾曲管を湾曲させることができる（複数の節輪の一側部が湾曲形状の内側となる）。

しかしながら、特許文献１に開示された構造体（湾曲管）において実現できる湾曲形状は、節輪間ギャップが狭められることによってもたらされるという原理的な制約から、曲率半径の最小値は概ね１８ｍｍ程度である。そのような屈曲の程度では、湾曲管の先端を対象物（例えば腫瘍等）の裏側に回り込ませることが不可能であるか、少なくとも非常に難しい。

一方で、近年では、超弾性合金という材料が開発され、当該超弾性合金製の屈曲棒材を例えば円筒状のスリーブから出没させることによって、屈曲棒材を円筒状のスリーブ内に収容させたり（弾性変形して直線状になる）、スリーブの外で弾性復帰させたり（元の屈曲形状になる）することが、特許文献２によって提案されている。

特許第５４８９１４１号公報 P. Dupont, J. Lock, B. Itkowitz and E. Butler: "Design and Control of Concentric Tube Robots", IEEE Transactions On Robotics, Vol. 26, No. 2, April 2010, p.209-225

以上のような背景の下、本件発明者は、微細な対象物に対して複雑な操作を施すことができるダブルアーム装置、特には、生体内に挿入されて腫瘍等を切除することができるダブルアーム装置、の開発に取り組んできた。

超弾性合金の弾性変形を利用するアームは、より小さい曲率半径での屈曲（湾曲）を実現することができるが、弾性変形または弾性変形からの復帰に加えて、スリーブの軸方向に超弾性合金が移動する動作が重畳される。このため、本件発明者による検討結果によれば、特に対象物（例えば腫瘍等）を把持する操作において、操作者による操作感が芳しくない。

そこで、本件発明者は、対象物を把持するアームとしては、特許文献１に開示された構造体（湾曲管）を採用し、対象物に何らかの処置を施す（例えば対象物を電気メスで切除する）アームとしては、超弾性合金の弾性変形を利用する、という開発指針を固め、そのようなダブルアーム装置の開発を進めてきた。

本発明は、以上の知見に基づいて創案されたものである。本発明の目的は、操作感に優れた第１アームと、曲率半径の小さい屈曲変形が可能な第２アームと、を備えたダブルアーム装置を提供することである。

本発明は、複数の節輪を有する湾曲可能な湾曲部を有する第１アームと、前記湾曲部を所定の方向に湾曲させる第１駆動機構と、超弾性合金製の屈曲部を有する第２アームと、前記第２アームの前記屈曲部を弾性変形させた状態で収容可能なスリーブと、前記第２アームを前記スリーブ内で相対移動させることで前記屈曲部を前記スリーブから出没させる第２駆動機構と、を備えたことを特徴とするダブルアーム装置である。

本発明によれば、第１アームが複数の節輪を有する湾曲可能な湾曲部を有するタイプのアームであるため、対象物を把持するアームとして好適な操作感を操作者に与えることができる。一方、第２アームが超弾性合金製の屈曲部を有するタイプのアームであるため、曲率半径の小さい屈曲姿勢を取ることができ、例えば対象物の裏側に回り込むような動作をも実現することができる。

例えば、前記第１アーム及び前記第２アームは、共通の中空管内に挿通されており、前記スリーブは、前記中空管に支持されている。この場合、例えば経尿道的膀胱腫瘍切除術（ＴＵＲＢＴ）において、尿道内に中空管を挿入することで、第１アーム及び第２アームを膀胱内において機能させることが容易である。

また、例えば、前記第１駆動機構は、前記複数の節輪の一側部を順に貫く操作ワイヤを用いて当該湾曲部を湾曲させる機構であり、前記操作ワイヤも、前記中空管内に挿通されている。例えば、操作ワイヤが引っ張られることにより、複数の節輪の間隔（節輪間ギャップ）が一側部において他側部よりも狭められ、結果として湾曲部を湾曲させることができる（複数の節輪の一側部が湾曲形状の内側となる）。

また、前記中空管内に、更に内視鏡が挿通されていることが好ましい。この場合、例えば経尿道的膀胱腫瘍切除術（ＴＵＲＢＴ）において、膀胱内部の状況を確認しながら各アームを操作することができる。

また、前記中空管内に、更に灌流液注入管と灌流液注排出管とが挿通されていることが好ましい。この場合、例えば経尿道的膀胱腫瘍切除術（ＴＵＲＢＴ）において、膀胱内を一定圧力に維持することが容易である。

また、前記中空管の外径は、５．０ｍｍ以上１２ｍｍ以下であることが好ましい。人間の尿管径は約１２ｍｍであるから、中空管の外径が１２ｍｍ以下であれば、人体に対する経尿道的膀胱腫瘍切除術（ＴＵＲＢＴ）に利用することができる。

また、例えば、前記第２アームの先端部には、電気メスが取り付けられている。この場合、例えば経尿道的膀胱腫瘍切除術（ＴＵＲＢＴ）において、第１アームによって腫瘍を把持した状態で、第２アームによって当該腫瘍を切除することが可能である。

更に以下の条件は、実際に試作機（プロトタイプ）を製造して、経尿道的膀胱腫瘍切除術（ＴＵＲＢＴ）における有効性が検証されたものある。

まず、前記屈曲部は、曲率半径６〜１０ｍｍ（例えば８ｍｍ）、対応角度１１０〜１３０°（例えば１２０°）の円弧状である基端側屈曲部と、曲率半径１０〜１４ｍｍ（例えば１２ｍｍ）、対応角度１２５〜１４５°（例えば１３５°）の円弧状である先端側屈曲部と、を有し、前記基端側屈曲部の屈曲方向と前記先端側屈曲部の屈曲方向とは、互いに逆方向であることが好ましい。

この場合、基端側屈曲部（の少なくとも一部）をスリーブに収容した状態（基端側屈曲部が弾性変形した状態）と基端側屈曲部（の少なくとも一部）をスリーブから出した状態（基端側屈曲部が弾性復帰した屈曲状態）とで、先端側屈曲部の屈曲形状を利用して、「鎌」が移動するような大きなストロークを確保することができる。

更に、前記第２アームが、前記先端側屈曲部の先端側に、長さ１８〜２２ｍｍの直線部を有している場合には、横方向に３０ｍｍ以上という大きなストロークを確保することができる一方、前後方向の変位量は１ｍｍ以下に抑えることができる。これにより、例えば膀胱内の後壁の腫瘍を第２アームによって切除する際、後壁自体を傷つける虞が顕著に低減される。

また、前記第１アームは、前記湾曲部の基端側に、超弾性合金製の補助屈曲部を有しており、前記補助屈曲部を弾性変形させた状態で収容可能な補助スリーブが、前記中空管に支持されていることが好ましい。

この場合、例えば補助屈曲部の屈曲形状を利用して、第１駆動機構を駆動する前の状態において、第１アームをより開いた状態とすることが可能である。

そして、前記補助屈曲部が、曲率半径３０〜３５ｍｍ、対応角度１５〜２５°の円弧状であり、前記湾曲部が、前記第１駆動機構によって、曲率半径１６〜２０ｍｍ、対応角度４０〜５５°の円弧状に湾曲可能であり、前記補助屈曲部の屈曲方向と前記湾曲部の湾曲方向とが、互いに逆方向である場合には、第１駆動機構を駆動する前と後とで、補助スリーブに対して概ね対称な位置に第１アームの先端を移動させることができる。

更に、前記第１アームが、前記湾曲部の先端側に、長さ２５〜３５ｍｍの直線部を有している場合には、横方向に３０ｍｍ以上という大きなストロークを確保することができる一方、前後方向の変位量は５ｍｍ以下に抑えることができる。

本発明によれば、第１アームが複数の節輪を有する湾曲可能な湾曲部を有するタイプのアームであるため、対象物を把持するアームとして好適な操作感を操作者に与えることができる。一方、第２アームが超弾性合金製の屈曲部を有するタイプのアームであるため、
曲率半径の小さい屈曲姿勢を取ることができ、例えば対象物の裏側に回り込むような動作をも実現することができる。

本発明の一実施形態に係るダブルアーム装置の概略図である。 本実施形態に係るダブルアーム装置の中空管の概略断面図である。 本実施形態に係るダブルアーム装置の第１アームの変位操作前の詳細図である。 本実施形態に係るダブルアーム装置の第１アームの変位操作後の詳細図である。 本実施形態に係るダブルアーム装置の第１アームの変位操作の前後のストロークを示す図である。 本実施形態に係るダブルアーム装置の第２アームの変位操作前の詳細図である。 本実施形態に係るダブルアーム装置の第２アームの変位操作後の詳細図である。 本実施形態に係るダブルアーム装置の第２アームの変位操作の前後のストロークを示す図である。 本実施形態に係るダブルアーム装置の直動機構の一例を示す概略図である。 本実施形態に係るダブルアーム装置の第２駆動機構及び補助駆動機構の一例を示す概略図である。 本実施形態に係るダブルアーム装置の回転機構の一例を示す概略図である。 本実施形態に係るダブルアーム装置の第１アームの湾曲部の一例を示す概略図である。 本実施形態に係るダブルアーム装置の第１アームの第１駆動機構の一例を示す概略図である。 本実施形態に係るダブルアーム装置の第１アームの把持機構の一例を示す概略図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。

（アーム自体に関する構成）
図１は、本発明の一実施形態に係るダブルアーム装置１００の概略図であり、図２は、本実施形態に係るダブルアーム装置１００の中空管３０の概略断面図である。

図１及び図２に示すように、本実施形態のダブルアーム装置１００においては、第１アーム１１及び第２アーム２１が、共通の中空管３０内に挿通されており、第１アーム１１は第１スリーブ１２を介して中空管３０に支持（例えば接着）されており、第２アーム２１は第２スリーブ２２（補助スリーブ）を介して中空管３０に支持（例えば接着）されている。第１スリーブ１２及び第２スリーブ２２は、いずれも、外形３．０ｍｍ、内径２．６ｍｍ、長さ２０ｃｍ（１１ｃｍ以上３０ｃｍ以下）のステンレス製の中空円筒管からなり、その先端領域に第１アーム１１及び第２アーム２１の摺動をガイドするための外形２．６ｍｍ、内径２．５５ｍｍ、長さ６．０ｍｍの樹脂製の摺動ガイドが挿入されている。

図１に示すように、本実施形態のダブルアーム装置１００では、中空管３０の先端において、第１スリーブ１２の先端部及び第２スリーブ２２の先端部が突出している。（もっとも、第１スリーブ１２の全部及び第２スリーブ２２の全部が中空管３０内に収容されていてもよい。）

図２に示すように、中空管３０内には、更に、内視鏡４１（例えば直径３．０ｍｍ）と、灌流液注入管４２（例えば直径４．０ｍｍ）と、灌流液注排出管４３（例えば直径４．０ｍｍ）と、が挿通されている。中空管３０は、例えばステンレス製である。また、中空管３０の外径は、人間の尿道径に対応するように、１２ｍｍ以下となっており、中空管３０の長さは、人間の尿道の長さ（約４０ｍｍ）と膀胱の奥行き（約７０ｍｍ）との和に対応するように、１１ｃｍ以上３０ｃｍ以下（例えば１３ｃｍ）となっている。内視鏡４１で得られる画像は、例えばディスプレイ４１ｄ（図１参照）によって操作者に表示される。中空管３０の外径は、電子内視鏡を用いれば、通常の内視鏡４１を用いる場合よりも低減できるが、第１スリーブ１２と第２スリーブ２２の径を考慮すれば、少なくとも５．０ｍｍ程度は必要となる。

次に、図３は、本実施形態のダブルアーム装置１００の第１アーム１１の変位操作前の詳細図であり、図４は、本実施形態のダブルアーム装置の第１アーム１１の変位操作後の詳細図である。図３（ａ）及び図４（ａ）は、各部の寸法例が記載された概念図であり、図３（ｂ）及び図４（ｂ）は、実際に製造された試作機の対応写真である。

図３及び図４に示すように、本実施形態の第１アーム１１は、複数の節輪を有する湾曲可能な湾曲部１１ｂを有しており、当該湾曲部１１ｂの先端側に、直線部１１ａを有しており、前記湾曲部１１ｂの基端側に、直線部１１ｃを挟んで、超弾性合金製の補助屈曲部１１ｄを有している。直線部１１ａの更に先端側には、把持機構５０（例えば鉗子）が設けられている。（把持機構５０については、図１４を参照して後述する。）

湾曲部１１ｂの長さは、１４．８ｍｍであり、後述の第１駆動機構によって直線状態から曲率半径１８ｍｍ、対応角度４７．１１°の円弧状に湾曲可能となっている。また、直線部１１ａ及び把持機構５０の合計長さは、２９．１５ｍｍであり、直線部１１ｃの長さは、２．００ｍｍであり、補助屈曲部１１ｄは、曲率半径３２．４３８ｍｍ、対応角度２０．２２°の円弧状である。図４から明らかである通り、補助屈曲部１１ｄの屈曲方向と湾曲部１１ｂの湾曲方向とは、互いに逆方向（Ｓ字状の方向）である。

第１アーム１１は、その全体がニッケルチタン合金（超弾性合金）製の中空円筒体から構成されており、外径が２．５５ｍｍ、内径が２．０５ｍｍである。そして、湾曲部１１ｂにおいては、複数の節輪が現れるように切り込みパターンが加工されており、補助屈曲部１１ｄにおいては、前記のような屈曲形状が形状記憶されるように熱処理がなされている。もっとも、第１アーム１１については、ステンレス製としてもよい。

第１アーム１１は、補助屈曲部１１ｄよりも更に基端側において直線状に延びており、中空管３０を貫通して後述の補助駆動機構に接続されている。第１アーム１１が第１スリーブ１２内に収容されている状態では、屈曲形状の補助屈曲部１１ｄが直線形状に弾性変形されている。補助駆動機構によって第１アーム１１が第１スリーブ１２の先端から繰り出されると、補助屈曲部１１ｄが元の屈曲形状に戻る（図３参照）。これにより、変位操作前の状態において、第１アーム１１がより開いた状態とされる。

図５は、本実施形態のダブルアーム装置１００の第１アーム１１の変位操作の前後のストロークを示す図である。図３乃至図５に示すように、本実施形態の第１アーム１１は、変位操作の前後で、第１スリーブ１２（補助スリーブ）に対して概ね対称な位置に把持機構５０の先端を移動させることができる。これによって、変位操作の前後のストローク全体を、内視鏡４１の視野内に収めることができ、また、変位操作中に視野が遮られる程度も低い。

また、本実施形態の第１アーム１１の直線部１１ａに取り付けられた把持機構５０の先端は、横方向に３０ｍｍ以上という大きなストロークを確保することができる一方、前後方向の変位量は５ｍｍ以下に抑えることができる。

次に、図６は、本実施形態のダブルアーム装置１００の第２アーム２１の変位操作前の詳細図であり、図７は、本実施形態のダブルアーム装置の第２アーム２１の変位操作後の詳細図である。図６（ａ）及び図７（ａ）は、各部の寸法例が記載された概念図であり、図６（ｂ）及び図７（ｂ）は、実際に製造された試作機の対応写真である。

図６及び図７に示すように、本実施形態の第２アーム２１は、超弾性合金製の屈曲部２１ｂ、２１ｃを有しており、当該屈曲部２１ｂ、２１ｃの先端側に、直線部２１ａを有している。直線部２１ａの先端領域には、腫瘍切除等のための電気メス２１ｍが設けられている。

直線部２１ａの長さは、２０．０ｍｍであり、屈曲部２１ｂ、２１ｃは、曲率半径８ｍｍ、対応角度１２０°の円弧状である基端側屈曲部２１ｃと、曲率半径１２ｍｍ、対応角度１３５°の円弧状である先端側屈曲部２１ｂと、からなっている。図６及び図７から明らかである通り、基端側屈曲部２１ｃの屈曲方向と先端側屈曲部２１ｂの屈曲方向とは、互いに逆方向（Ｓ字状の方向）である。

第２アーム２１は、その全体がニッケルチタン合金（超弾性合金）製の中実円筒体から構成されており、外径が１．００ｍｍである。そして、屈曲部２１ｂ、２１ｃにおいては、前記のような屈曲形状が形状記憶されるように熱処理がなされている。

第２アーム２１は、基端側屈曲部２１ｃよりも更に基端側において直線状に延びており、中空管３０を貫通して後述の第２駆動機構に接続されている。第２アーム２１が第２スリーブ２２内に収容されている状態では、屈曲形状の屈曲部２１ｂ、２１ｃが直線形状に弾性変形されている。第２駆動機構によって第２アーム２１が第２スリーブ２２の先端から繰り出されると、屈曲部２１ｂ、２１ｃが元の屈曲形状に戻る（図６参照）。これにより、変位操作前の状態において、第２アーム２１がより開いた状態とされる。

第２アーム２１の変位操作は、図７に示すように、第２駆動機構によって、基端側屈曲部２１ｃの約半分が第２スリーブ２２内に引き戻されることによって実施される。

図８は、本実施形態のダブルアーム装置１００の第２アーム２１の変位操作の前後のストロークを示す図である。図６乃至図８に示すように、本実施形態の第２アーム２１も、変位操作の前後で、第２スリーブ２２に対して概ね対称な位置に第２アーム２１の先端を移動させることができる。これによって、変位操作の前後のストローク全体を、内視鏡４１の視野内に収めることができ、また、変位操作中に視野が遮られる程度も顕著に低い。

また、本実施形態の第２アーム２１の直線部２１ａの先端は、横方向に３０ｍｍ以上という大きなストロークを確保することができる一方、前後方向の変位量は１ｍｍ以下に抑えることができる。

（アームの操作に関連する構成）
次に、図９は、本実施形態のダブルアーム装置１００の直動機構の一例を示す概略図である。図９に示すように、本実施形態では、第１アーム１１及び第２アーム２１が、一体的にリニアガイド３５を介して直動操作可能となっている。この直動機構を利用して、第１アーム１１の操作部（補助屈曲部１１ｄから把持機構５０までの部分）と第２アーム２１の操作部（先端側屈曲部２１ｃから直線部２１ａまでの部分）とを、中空管３０の先端から繰り出すことができる。直動機構のストロークは、そのような繰り出しを可能にする長さに設定されている。

次に、図１０は、本実施形態のダブルアーム装置１００の第２駆動機構及び補助駆動機構の一例を示す概略図である。図１０に示すように、本実施形態の第２駆動機構は、前述の直動機構上（リニアガイド３５の可動部上）において第２アーム２１を単独で第２スリーブ２２内で相対移動させる送りネジ機構（すべりネジ機構）２３と、当該送りネジ機構を作動させる回転ハンドル２４と、を有している。同様に、本実施形態の補助駆動機構は、前述の直動機構上（リニアガイド３５の可動部上）において第１アーム１１を単独で第１スリーブ１２内で相対移動させる送りネジ機構（すべりネジ機構）１３と、当該送りネジ機構を作動させる回転ハンドル１４と、を有している。

第２駆動機構は、屈曲部２１ｂ、２１ｃを弾性変形させながら第２アーム２１を第２スリーブ２２内に収容させたり、あるいは、弾性変形して直線状態とされている屈曲部２１ｂ、２１ｃを第２スリーブ２２内で押し出しながら第２アーム２１を第２スリーブ２２から繰り出すための駆動機構である。このような駆動には、比較的大きな駆動力が必要であるが、この駆動力の問題は、送りネジ機構（すべりネジ機構）２３を用いることで解決される。例えば送りネジ機構（すべりネジ機構）２３のギヤ比は、回転ハンドル２４の１回転操作によって、第２アーム２１を１８ｍｍだけ繰り出す／引き戻すことが可能となっている。

同様に、補助駆動機構は、補助屈曲部１１ｄを弾性変形させながら第１アーム１１を第１スリーブ１２（補助スリーブ）内に収容させたり、あるいは、弾性変形して直線状態とされている補助屈曲部１１ｄを第１スリーブ１２内で押し出しながら第１アーム１１を第１スリーブ１２から繰り出すための駆動機構である。このような駆動には、比較的大きな駆動力が必要であるが、この駆動力の問題は、送りネジ機構（すべりネジ機構）１３を用いることで解決される。例えば送りネジ機構（すべりネジ機構）１３のギヤ比は、回転ハンドル１４の１回転操作によって、第１アーム１１を１８ｍｍだけ繰り出す／引き戻すことが可能となっている。

次に、図１１は、本実施形態のダブルアーム装置１００の回転機構の一例を示す概略図である。図１１に示すように、本実施形態の第２回転機構は、前述の第２駆動機構上において第２アーム２１を第２スリーブ２２内で回転させるために、第２アーム２１の基端部に取り付けられた歯車２５と、回転操作ハンドル２７と、回転操作ハンドル２７の回転を歯車２５に伝達する中間歯車２６と、を有している。同様に、本実施形態の第１回転機構は、前述の補助駆動機構上において第１アーム１１を第１スリーブ１２内で回転させるために、第１アーム１１の基端部に取り付けられた歯車１５と、回転操作ハンドル１７と、回転操作ハンドル１７の回転を歯車１５に伝達する中間歯車１６と、を有している。

次に、図１２は、本実施形態のダブルアーム装置１００の第１アーム１１の湾曲部１１ｂの一例を示す概略図である。図１２（ａ）は、正面から見た切り込みパターンの一例を示しており、図１２（ｂ）は、側面から見た切り込みパターンの一例を示している。

このような切り込みパターンが設けられて複数の節輪が区画されていることによって、当該複数の節輪の一側部を順に貫くように操作ワイヤ１８（例えば直径０．２２ｍｍのステンレス製ワイヤ）を通しておいて当該ワイヤ１８を引っ張ることにより、複数の節輪の間隔（節輪間ギャップ）が一側部において他側部よりも狭められ、結果として図１２（ｃ）に示すように湾曲部１１ｂを湾曲させることができる（複数の節輪の一側部が湾曲形状の内側となる）。

この他、本発明の湾曲部としては、特許文献１（特許第５４８９１４１号公報）に開示された種々の構造体が採用され得る。

次に、図１３は、本実施形態のダブルアーム装置１００の第１アーム１１の第１駆動機構の一例を示す概略図である。図１３に示すように、操作ワイヤ１８は、第１駆動機構としての操作レバー１９を操作することによって引っ張られるようになっている。

次に、図１４は、本実施形態のダブルアーム装置１００の第１アーム１１の把持機構５０の一例を示す概略図である。図１４に示すように、把持機構５０は、トリガー５１を回動させることによってクランプ操作を実施するようになっている。トリガー５１の操作力は、中空の第１アーム１１内を貫いて延びる柔軟なワイヤ５２を介して把持機構５０に伝達されるようになっている。本実施形態の把持機構５０は、２５０ｍＮ以上の挙上力を実現している。

（使用例）
以上のような本実施形態のダブルアーム装置１００は、例えば経尿道的膀胱腫瘍切除術（ＴＵＲＢＴ）に利用される。

まず、リニアガイド３５を含む直動機構を利用して、中空管３０の全体が、人間の尿管内に挿入される（図９参照）。このような中空管３０の挿入も、内視鏡４１によって尿管内の状況を確認しながら行われることが好ましい。

中空管３０の先端部が膀胱内に到達したら、内視鏡４１によって、切除対象である腫瘍の状態を確認する。ここでは、例えば腫瘍が膀胱の後壁から隆起している場合について説明する。

次に、膀胱内での腫瘍の状態（特に位置）と第１アーム１１及び第２アーム２１の各変位ストローク（図５、図８参照）とを相対的に考慮して、必要に応じて、回転操作ハンドル１７、２７を利用して各アーム１１、２１を回転させておく。

また、膀胱内の状態に応じて、灌流液注入管４２と灌流液注排出管４３とを利用して、膀胱内を一定圧力に維持しておく。灌流液は、例えば生理食塩水等の電解質溶液や非電解質溶液である。

次に、送りネジ機構（すべりネジ機構）１３を利用して（補助駆動機構を駆動して）、第１アーム１１を第１スリーブ１２の先端から繰り出し、第１アーム１１を図３に示す変位操作前の状態とする。同様に、送りネジ機構（すべりネジ機構）２３を利用して（第２駆動機構を駆動して）、第２アーム２１を第２スリーブ２２の先端から繰り出し、第２アーム２１を図６に示す変位操作前の状態とする。これらの状態では、内視鏡４１の視野が良好に確保される。

そして、操作レバー１９を操作することによって、操作ワイヤ１８を引っ張って第１アーム１１の湾曲部１１ｂを適宜の位置まで湾曲させることにより、第１アーム１１の先端の把持機構５０を腫瘍に対して好適に位置決めすることができる。そして、トリガー５１を回動させることによってクランプ操作を実施し、腫瘍を把持することができる。

把持機構５０によって腫瘍が把持された状態で、回転操作ハンドル１７を利用して第１アーム１１を回転させることによって、腫瘍を持ち上げる（膀胱の後壁から引き離す）ことができる。

そして、送りネジ機構（すべりネジ機構）２３を利用して（第２駆動機構を駆動して）、第２アーム２１の先端側屈曲部２１ｂの半分を第２スリーブ２２内に引き戻すことによって、第２アーム２１を図７に示す変位操作後の状態とすることができる。この変位のストローク（図８参照）の途中で、電気メス２１ｍの作用によって、腫瘍を切除することができる。

（作用効果）
以上の通り、本実施形態のダブルアーム装置１００によれば、第１アーム１１が複数の節輪を有する湾曲可能な湾曲部１１ｂを有するタイプのアームであるため、腫瘍等の対象物を把持するアームとして好適な操作感を操作者に与えることができる。一方、第２アーム２１が超弾性合金製の屈曲部２１ｂ、２１ｃを有するタイプのアームであるため、曲率半径の小さい屈曲姿勢を取ることができ、例えば腫瘍等の対象物の裏側に回り込むような動作をも実現することができる。

特に、本実施形態のダブルアーム装置１００は、第１アーム１１及び第２アーム２１が共通の中空管３０内に挿通されているため、例えば経尿道的膀胱腫瘍切除術（ＴＵＲＢＴ）において尿道内に中空管３０を挿入することで、第１アーム１１及び第２アーム２１を膀胱内において機能させることが容易である。

また、中空管３０内に内視鏡４１が挿通されているため、例えば経尿道的膀胱腫瘍切除術（ＴＵＲＢＴ）において、膀胱内部の状況を確認しながら各アーム１１、２１を操作することができる。

また、中空管３０内に灌流液注入管４２と灌流液注排出管４３とが挿通されているため、例えば経尿道的膀胱腫瘍切除術（ＴＵＲＢＴ）において、膀胱内を一定圧力に維持することが容易である。

また、第２アーム２１の先端領域に電気メス２１ｍが取り付けられているため、例えば経尿道的膀胱腫瘍切除術（ＴＵＲＢＴ）において、第１アーム１１の把持機構５０によって腫瘍を把持して持ち上げた状態で、第２アーム２１の当該電気メス２１ｍによって当該腫瘍を切除することが可能である。

更に、第２アーム２１の屈曲部２１ｂ、２１ｂが、曲率半径８ｍｍ、対応角度１２０°の円弧状である基端側屈曲部２１ｃと、曲率半径１２ｍｍ、対応角度１３５°の円弧状である先端側屈曲部２１ｂと、を有し、基端側屈曲部２１ｃの屈曲方向と先端側屈曲部２１ｂの屈曲方向とが互いに逆方向であることにより、基端側屈曲部２１ｃを第２スリーブ２２から出した状態（図６参照）と基端側屈曲部２１ｃの半分を第２スリーブ２２に戻した状態（図７参照）とで、先端側屈曲部２１ｂの屈曲形状を利用して、「鎌」が移動するような大きなストロークを確保することができる。

特に、本実施形態の第２アーム２１は、先端側屈曲部２１ｂの先端側に長さ２０ｍｍの直線部２１ａを有しているため、横方向に３０ｍｍ以上という大きなストロークを確保することができる一方、前後方向の変位量は１ｍｍ以下に抑えることができる。これにより、例えば膀胱内の後壁の腫瘍を第２アーム２１の電気メス２１ｍによって切除する際、後壁自体を傷つける虞が顕著に低減される。

また、本実施形態の第１アーム１１が、湾曲部１１ｂの基端側に、超弾性合金製の補助屈曲部１１ｄを有しており、補助屈曲部１１ｄを弾性変形させた状態で収容可能な第１スリーブ１２が中空管３０に支持されていることにより、当該補助屈曲部１１ｄの屈曲形状を利用して、変位操作前の状態において、第１アーム１１をより開いた状態とすることが可能である。

そして、補助屈曲部１１ｄが、曲率半径３２．４３８ｍｍ、対応角度２０．２２°の円弧状であり、湾曲部１１ｂが、曲率半径１８ｍｍ、対応角度４７．１１°の円弧状に湾曲可能であり、補助屈曲部１１ｄの屈曲方向と湾曲部１１ｂの湾曲方向とが、互いに逆方向であることにより、変位操作の前後で、第１スリーブ１２に対して概ね対称な位置に第１アーム１１の先端を移動させることができる。

更に、第１アーム１１が、湾曲部１１ｂの先端側に、長さ２９．１５ｍｍの直線部１１ａ及び把持機構５０を有していることにより、横方向に３０ｍｍ以上という大きなストロークを確保することができる一方、前後方向の変位量は５ｍｍ以下に抑えることができる。

（灌流液の代替例）
以上の実施形態では、灌流液の注入と排出とを利用して膀胱内を一定圧で膨張させて維持する場合について説明したが、気体（空気や二酸化炭素など）によって膀胱内を一定圧で膨張させて維持することもできる。

（内視鏡及びディスプレイに関する補足）
内視鏡としては、電子内視鏡を用いることもできる。電子内視鏡は、先端に電荷結合素子（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ、以下ＣＣＤ）センサや相補性金属酸化膜半導体 （Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ｍｅｔａｌ−ｏｘｉｄｅ−ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ、以下ＣＭＯＳ）センサ等の撮像素子を内蔵している。例えば光源からの導光がファイバー束で行われ、体内での反射光が電子内視鏡の先端のＣＣＤで電気信号に変換され、当該電気信号が電子内視鏡（スコープ）内を通ってビデオプロセッサヘ送られ、テレビ信号に変換されてディスプレイ４１ｄへ映し出される。

あるいは、ＣＣＤをディスプレイ４１ｄの近傍に配置して、体内での反射光を先端からＣＣＤまで光学視管で導光する態様が採用されてもよい。

図１に示すように操作部周辺にディスプレイ４１ｄを配置すれば、執刀医の視線の先に術野（内視鏡モニターとしてのディスプレイ４１ｄ）と手が存在するため、いわゆる「Ｈａｎｄ−Ｅｙｅ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ」が自然である。このため、手術を容易かつ効率的に行うことができる。このようなディスプレイ４１ｄのレイアウト上の工夫に伴う作用効果は、一方のアームを複数の節輪を有する湾曲可能な湾曲部を有する第１アームとし、他方のアームを超弾性合金製の屈曲部を有する第２アームとする態様に限定されることなく、有用である。すなわち、例えば２つのアームを共に複数の節輪を有する湾曲可能な湾曲部を有するアームとしても、有用である。

特に、前述のように電子内視鏡の先端にＣＣＤが設けられる場合には、ＣＣＤからディスプレイ４１ｄまで柔軟な電気ケーブルを用いることができる。このため、硬性鏡の光学視管に比べて、よりフレキシブルに電子内視鏡（スコープ）を屈曲することが可能である。その結果、２つのアームを共に複数の節輪を有する湾曲可能な湾曲部を有するアームとしても、術野（執刀医の視野）をある程度確保することができる。

もっとも、少なくとも本願出願の時点では、本発明はディスプレイ４１ｄを操作部周辺に配置する態様に限定されない。例えば、通常の内視鏡システムを用いる場合、ファイバー、ケーブル等を介して、当該内視鏡を各種のディスプレイに接続することができる。内視鏡としては、硬性鏡も軟性内視鏡も採用可能である。（軟性内視鏡を用いる場合には、フレキシブルな屈曲が可能であるため、両方のアームを共に複数の節輪を有する湾曲可能な湾曲部を有するアームとしても、術野（執刀医の視野）をある程度確保することができる。）

（その他の使用例）
なお、本発明のダブルアーム装置は、各要素の寸法を適宜に変更することによって、経尿道的膀胱腫瘍切除術（ＴＵＲＢＴ）以外の用途にも適用可能である。例えば、頭頸部における腫瘍切除術や、幼児や小児（臓器等のサイズが小さい）を対象にした他臓器の内視鏡腫瘍切除術に適用可能である。

１１ 第１アーム
１１ａ 直線部
１１ｂ 湾曲部
１１ｃ 直線部
１１ｄ 補助屈曲部
１２ 第１スリーブ（補助スリーブ）
１３ 送りネジ機構（すべりネジ機構）
１４ 回転ハンドル
１５ 歯車
１６ 中間歯車
１７ 回転操作ハンドル
１８ 操作ワイヤ
１９ 操作レバー
２１ 第２アーム
２１ａ 直線部
２１ｂ 先端側屈曲部
２１ｃ 基端側屈曲部
２１ｍ 電気メス
２２ 第２スリーブ（スリーブ）
２３ 送りねじ機構（すべりネジ機構）
２４ 回転ハンドル
２５ 歯車
２６ 中間歯車
２７ 回転操作ハンドル
３０ 中空管
３５ リニアガイド
４１ 内視鏡
４１ｄ ディスプレイ
４２ 灌流液注入管
４３ 灌流液注排出管
５０ 把持機構
５１ トリガー
５２ ワイヤ
１００ ダブルアーム装置

Claims (14)

1. 複数の節輪を有する湾曲可能な湾曲部を有する第１アームと、
   前記湾曲部を所定の方向に湾曲させる第１駆動機構と、
   超弾性合金製の屈曲部を有する第２アームと、
   前記第２アームの前記屈曲部を弾性変形させた状態で収容可能なスリーブと、
   前記第２アームを前記スリーブ内で相対移動させることで前記屈曲部を前記スリーブから出没させる第２駆動機構と、
   を備えたことを特徴とするダブルアーム装置。
2. 前記第１アーム及び前記第２アームは、共通の中空管内に挿通されており、
   前記スリーブは、前記中空管に支持されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のダブルアーム装置。
3. 前記第１駆動機構は、前記複数の節輪の一側部を順に貫く操作ワイヤを用いて当該湾曲部を湾曲させる機構であり、
   前記操作ワイヤも、前記中空管内に挿通されている
   ことを特徴とする請求項２に記載のダブルアーム装置。
4. 前記中空管内に、更に内視鏡が挿通されている
   ことを特徴とする請求項２または３に記載のダブルアーム装置。
5. 前記中空管内に、更に灌流液注入管と灌流液注排出管とが挿通されている
   ことを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載のダブルアーム装置。
6. 前記中空管の外径は、５．０ｍｍ以上１２ｍｍ以下である
   ことを特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載のダブルアーム装置。
7. 前記第２アームの先端部には、電気メスが取り付けられている
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のダブルアーム装置。
8. 前記屈曲部は、
   曲率半径６〜１０ｍｍ、対応角度１１０〜１３０°の円弧状である基端側屈曲部と、
   曲率半径１０〜１４ｍｍ、対応角度１２５〜１４５°の円弧状である先端側屈曲部と、
   を有し、
   前記基端側屈曲部の屈曲方向と前記先端側屈曲部の屈曲方向とは、互いに逆方向である
   することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のダブルアーム装置。
9. 前記第２アームは、前記先端側屈曲部の先端側に、長さ１８〜２２ｍｍの直線部を有している
   することを特徴とする請求項８に記載のダブルアーム装置。
10. 前記第１アームは、前記湾曲部の基端側に、超弾性合金製の補助屈曲部を有しており、
    前記補助屈曲部を弾性変形させた状態で収容可能な補助スリーブが、前記中空管に支持されている
    ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載のダブルアーム装置。
11. 前記補助屈曲部は、曲率半径３０〜３５ｍｍ、対応角度１５〜２５°の円弧状であり、
    前記湾曲部は、前記第１駆動機構によって、曲率半径１６〜２０ｍｍ、対応角度４０〜５５°の円弧状に湾曲可能であり、
    前記補助屈曲部の屈曲方向と前記湾曲部の湾曲方向とは、互いに逆方向である
    することを特徴とする請求項１０に記載のダブルアーム装置。
12. 前記第１アームは、前記湾曲部の先端側に、長さ２５〜３５ｍｍの直線部を有している
    することを特徴とする請求項１１に記載のダブルアーム装置。
13. 複数の節輪を有する湾曲可能な第１湾曲部を有する第１アームと、
    前記第１湾曲部を所定の方向に湾曲させる第１駆動機構と、
    複数の節輪を有する湾曲可能な第２湾曲部を有する第２アームと、
    前記第２湾曲部を所定の方向に湾曲させる第２駆動機構と、
    を備え、
    前記第１アーム及び前記第２アームは、共通の中空管内に挿通されており、
    前記中空管の基端側に、ディスプレイが配置されている
    ことを特徴とするダブルアーム装置。
14. 前記中空管内に、更に電子内視鏡が挿通されており、
    前記電子内視鏡の先端には、撮像素子が設けられており、
    前記電子内視鏡は、前記撮像素子によって得られる電気信号を前記ディスプレイに向けて送るようになっている
    ことを特徴とする請求項１３に記載のダブルアーム装置。