JP2022066965A - 医療用ツール - Google Patents

Abstract

【課題】ロボット手術システムのロボットアームに着脱可能に接続される手術器具を手動により容易に動作させること。【解決手段】この医療用ツール７は、ロボット手術システム１００のロボットアーム２１に着脱可能に接続される手術器具４を手動により動作させる医療用ツールであって、手で把持するための把持部７１と、把持部７１から延びる軸部７２と、を備える。軸部７２の先端には、手術器具４の先端部のエンドエフェクタ４３を操作するための細長要素Ｗが接続された回転部材４３ｂ～４３ｄに係合する係合部７３が設けられている。【選択図】図１１

Description

この発明は、医療用ツールに関し、特に、ロボット手術システムのロボットアームに着脱可能に接続される手術器具を手動により動作させる医療用ツールに関する。

従来、ロボット手術システムのロボットアームに着脱可能に接続される手術器具を手動により動作させる構成が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、ロボットアームに着脱可能に接続される手術器具が開示されている。この手術器具は、ロボットアームに係合して回転するインターフェイス構造に窪みが設けられている。そして、手術器具は、インターフェイス構造の窪みに指先をかけることにより洗浄時にインターフェイス構造を回転操作することが可能に構成されている。

米国特許第９７５０５７８号明細書

しかしながら、上記特許文献１の手術器具では、インターフェイス構造の窪みに指先をかけることにより洗浄時にインターフェイス構造を回転操作する構成であるため、インターフェイス構造が小さい場合には、窪みも小さくなり、窪みを指先にかけて回転操作することが困難であるという不都合がある。また、洗浄時に手袋を着用している場合には、窪みに指先をかけることがさらに困難になるという不都合がある。これらのため、手術器具を手動により動作させることが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着脱可能に接続される手術器具を手動により容易に動作させることを目的としたものである。

この発明の一の局面による医療用ツールは、ロボット手術システムのロボットアームに着脱可能に接続される手術器具を手動により動作させる医療用ツールであって、手で把持するための把持部と、把持部から延びる軸部と、を備え、軸部の先端には、手術器具の先端部を操作するための細長要素が接続された回転部材に係合する係合部が設けられている。

この発明の一の局面による医療用ツールでは、上記のように構成することにより、軸部の先端の係合部を、手術器具の回転部材に係合させた状態で、軸部に接続された把持部を手により把持して回転操作することにより、手術器具の回転部材を回転させることができる。これにより、回転部材が小さい場合でも、手袋を着用している場合でも、手術器具の回転部材を容易に回転させることができるので、ロボット手術システムのロボットアームに着脱可能に接続される手術器具を手動により容易に動作させることができる。

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着脱可能に接続される手術器具を手動により容易に動作させることができる。

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にアダプタを介して手術器具が取り付けられる状態を示した分解斜視図である。 一実施形態による手術器具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基体からカバー部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の基体からカバー部を取り外した状態を示した平面図である。 一実施形態による手術器具のエンドエフェクタを示した斜視図である。 一実施形態による手術器具のシール部材を示した斜視図である。 一実施形態による手術器具の洗浄を説明するための図である。 一実施形態による手術器具の洗浄の際に用いる医療用ツールを示した斜視図である。 一実施形態の第１変形例による手術器具の洗浄の際に用いる医療用ツールを示した斜視図である。 一実施形態の第２変形例による手術器具の洗浄の際に用いる医療用ツールを示した斜視図である。 一実施形態の第３変形例による手術器具の洗浄の際に用いる医療用ツールを示した斜視図である。 一実施形態の第４変形例による手術器具の洗浄の際に用いる医療用ツールを示した斜視図である。

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１と、患者側装置２と、を備えている。遠隔操作装置１は、患者側装置２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２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１に入力されると、遠隔操作装置１は、患者側装置２に送信する。そして、患者側装置２は、遠隔操作装置１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）４、および、ロボットアーム２２に取り付けられた内視鏡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２は、患者Ｐに対して手術を行うインターフェイスを構成する。患者側装置２は、患者Ｐが横たわる手術台３の傍らに配置される。患者側装置２は、複数のロボットアーム２１、２２を有し、このうち１つのロボットアーム２２に内視鏡５０が取り付けられ、その他のロボットアーム２１に手術器具４が取り付けられる。各ロボットアーム２１、２２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、２２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、２２は、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２４に支持されている。ポジショナ２４は、鉛直方向に調整可能な昇降軸を有する柱部２４ａが、車輪を備え床面を移動可能なベース２４ｂに連結されている。

ロボットアーム２１には、先端部に医療器具としての手術器具４が着脱可能に取り付けられる。手術器具４は、ロボットアーム２１に取り付けられるハウジング４１（図３参照）と、細長形状のシャフト４２（図３参照）と、シャフト４２の先端部に設けられたエンドエフェクタ４３（図３参照）とを備えている。エンドエフェクタ４３として、たとえば、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２を用いた手術において、ロボットアーム２１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４を導入する。そして、手術器具４のエンドエフェクタ４３は、手術部位の近傍に配置される。

ロボットアーム２２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１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内視鏡または２Ｄ内視鏡が用いられる。患者側装置２を用いた手術において、ロボットアーム２２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１は、操作者Ｏとのインターフェイスを構成する。遠隔操作装置１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１は、操作者Ｏによって入力された手術器具４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患者側装置２へ送信可能に構成されている。遠隔操作装置１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３の傍らに設置される。なお、遠隔操作装置１は、たとえば、動作態様指令を無線で送信するようにし、手術台３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４によって実行されるべき動作態様とは、手術器具４の動作（一連の位置及び姿勢）及び手術器具４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４が把持鉗子である場合には、手術器具４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４３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４が高周波ナイフである場合には、手術器具４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４がスネアワイヤである場合には、手術器具４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１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４、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１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１と患者側装置２とは、ロボットアーム２１およびロボットアーム２２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２１およびロボットアーム２２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２１の先端部（手術器具４のエンドエフェクタ４３）またはロボットアーム２２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２１またはロボットアーム２２の動作が制御される。

また、患者側装置２は、設定された動作倍率に応じてロボットアーム２１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４のエンドエフェクタ４３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４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４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４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４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４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２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２のロボットアーム２２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２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２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、たとえば、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２１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４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２１に対して送信する。これによって、ロボットアーム２１が駆動され、この駆動によってロボットアーム２１に取り付けられた手術器具４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２２に対して送信する。これによって、ロボットアーム２２が駆動され、この駆動によってロボットアーム２２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、たとえば、手術器具４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４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１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４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。

（手術器具、アダプタ、ドレープおよびロボットアームの構成）
図３～図５を参照して、手術器具４、アダプタ５、ドレープ６およびロボットアーム２１の構成について説明する。

ここで、手術器具４の延びる方向（シャフト４２の延びる方向）をＹ方向とし、Ｙ方向のうち手術器具４の先端側方向（エンドエフェクタ４３側方向）をＹ１方向とし、Ｙ１方向の反対側をＹ２方向とする。手術器具４とアダプタ５とが隣接する方向をＺ方向とし、Ｚ方向のうち手術器具４側をＺ１方向とし、Ｚ１方向の反対側をＺ２方向とする。また、Ｙ方向およびＺ方向に直交する方向をＸ方向とし、Ｘ方向のうち一方側をＸ１方向とし、Ｘ方向のうち他方側をＸ２方向とする。

図３および図４に示すように、手術器具４は、ロボット手術システム１００のロボットアーム２１に着脱可能に接続される。具体的には、手術器具４は、ロボットアーム２１にアダプタ５を介して取り外し可能に接続される。アダプタ５は、ロボットアーム２１を覆うための滅菌処理されたドレープ６をロボットアーム２１との間に挟み込むためのドレープアダプタである。

手術器具４は、アダプタ５のＺ１方向側に取り付けられる。アダプタ５は、ロボットアーム２１のＺ１方向側に取り付けられる。

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６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補助者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６により覆われる。

図４に示すように、ドレープ６は、ロボットアーム２１を覆う本体部６１と、ロボットアーム２１とアダプタ５との間に挟み込まれる取付部６２とを備えている。本体部６１は、フィルム状に形成された可撓性フィルム部材により構成されている。可撓性フィルム部材は、熱可塑性ポリウレタンやポリエチレンなどの樹脂材料からなる。本体部６１には、ロボットアーム２１とアダプタ５とが互いに係合可能なように、開口部が設けられている。本体部６１の開口部には、取付部６２が設けられている。取付部６２は、樹脂成形部材により構成されている。樹脂成形部材は、ポリエチレンテレフタレートなどの樹脂材料からなる。取付部６２は、本体部６１に比べて硬く（撓みにくく）形成されている。取付部６２は、ロボットアーム２１とアダプタ５とが互いに係合可能なように、開口部が設けられている。取付部６２の開口部は、ロボットアーム２１とアダプタ５と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。また、取付部６２の開口部は、ロボットアーム２１とアダプタ５との複数の係合する部分に対応するように複数設けられていてもよい。

図４および図５に示すように、手術器具４は、複数（４個）の回転部材４４ａ、４４ｂ、４４ｃおよび４４ｄを有している。回転部材４４ａ～４４ｄは、ハウジング４１内に設けられ、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。複数の回転部材４４ａ～４４ｄは、エンドエフェクタ４３を操作（駆動）するために設けられている。回転部材４４ｂ～４４ｄは、シャフト４２内に挿通された細長要素Ｗ（ワイヤ）により、エンドエフェクタ４３と接続されている。これにより、回転部材４４ｂ～４４ｄの回転に応じて細長要素Ｗ（ワイヤ）が駆動されるとともに、細長要素Ｗの駆動に応じてエンドエフェクタ４３が操作（駆動）される。また、回転部材４４ａは、ギア４２ａ（図６参照）を介してシャフト４２に接続されている。これにより、回転部材４４ａの回転に応じてシャフト４２が回転されるとともに、シャフト４２の回転に応じてエンドエフェクタ４３が操作される。

複数の回転部材４４ａ～４４ｄの各々は、ロボットアーム２１からの駆動力をエンドエフェクタ４３に伝達させるために、アダプタ５の駆動伝達部材５１と係合する突起４４１および４４２を含んでいる。突起４４１および４４２は、回転部材４４ａ～４４ｄのＺ２方向側の表面からアダプタ５側（Ｚ２方向側）に向かって突出している。また、突起４４１および４４２は、直線状に並んだ複数並んでいる。また、回転部材４４ａおよび４４ｂに設けられた突起４４１と、回転部材４４ｃおよび４４ｄに設けられた突起４４２とは、互いに異なる形状を有している。

図４に示すように、アダプタ５は、複数（４個）の駆動伝達部材５１を有している。駆動伝達部材５１は、ロボットアーム２１からの駆動力を手術器具４の回転部材４４ａ～４４ｄに伝達するように構成されている。つまり、駆動伝達部材５１は、手術器具４の回転部材４４ａ～４４ｄに対応するように設けられている。駆動伝達部材５１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。

複数の駆動伝達部材５１は、各々、手術器具４の回転部材４４ａ～４４ｄの突起４４１および４４２と係合する係合凹部５１１を含んでいる。係合凹部５１１は、駆動伝達部材５１の手術器具４側（Ｚ１方向側）に設けられているとともに、駆動伝達部材５１のＺ１方向側の表面から手術器具４側とは反対側（Ｚ２方向側）に向かって窪んでいる。複数の駆動伝達部材５１は、各々、Ｚ２方向側の面に、ロボットアーム２１の駆動部２１ｂの係合凸部２１１と係合する係合凹部を含んでいる。

ロボットアーム２１は、フレーム２１ａと、複数（４個）の駆動部２１ｂとを有している。複数の駆動部２１ｂは、アダプタ５の複数（４個）の駆動伝達部材５１に対応するように設けられている。駆動部２１ｂは、係合凸部２１１と、アクチュエータ２１２とを含んでいる。

係合凸部２１１は、駆動伝達部材５１の係合凹部と係合する。係合凸部２１１は、駆動部２１ｂのＺ１方向側の表面からＺ１方向側（アダプタ５側）に向かって突出している。

アクチュエータ２１２は、モータを有している。アクチュエータ２１２は、係合凸部２１１をＺ方向に延びる回転軸線回りに回転させるように構成されている。これにより、係合凸部２１１と係合したアダプタ５の駆動伝達部材５１をＺ方向に延びる回転軸線回りに回転させることができるとともに、駆動伝達部材５１と係合した手術器具４の回転部材４４ａ～４４ｄを回転軸線回りに回転させることができる。

（手術器具の詳細な構成）
図６～図１０を参照して、手術器具４の詳細な構成について説明する。なお、ここでは、手術器具４としてエンドエフェクタが把持鉗子である例について説明する。

図６および図７に示すように、手術器具４の回転部材４４ｂ～４４ｄは、細長要素Ｗが巻き止められている。具体的には、回転部材４４ｂには、細長要素Ｗ３が巻き止められている。また、回転部材４４ｃには、細長要素Ｗ１が巻き止められている。また、回転部材４４ｄには、細長要素Ｗ２が巻き止められている。細長要素Ｗは、回転部材４４ｂ～４４ｄの各々から、シャフト４２を通り、エンドエフェクタ４３に掛けられて、再びシャフト４２を通り、回転部材４４ｂ～４４ｄに到達している。また、細長要素Ｗは、内臓プーリ４５に掛けられている。内臓プーリ４５は、プーリ保持部４５１により保持されている。

図７および図８に示すように、回転部材４４ｃは、回転軸を中心に回転することにより、エンドエフェクタ４３の一対のジョー４３ａおよび４３ｂのうちのジョー４３ａを操作する。具体的には、回転部材４４ｃは、回転することにより、細長要素Ｗ１を駆動させる。回転部材４４ｃは、Ｃ１方向（図７参照）に回転することにより、ジョー４３ａをジョー４３ａが開く方向であるＣ１ａ方向（図８参照）に駆動する。また、回転部材４４ｃは、Ｃ１方向とは反対方向であるＣ２方向（図７参照）に回転することにより、ジョー４３ａをジョー４３ａが閉じる方向であるＣ２ａ方向（図８参照）に駆動する。

回転部材４４ｄは、回転軸を中心に回転することにより、エンドエフェクタ４３の一対のジョー４３ａおよび４３ｂのうちのジョー４３ｂを操作する。具体的には、回転部材４４ｄは、回転することにより、細長要素Ｗ２を駆動させる。回転部材４４ｄは、Ｃ３方向（図７参照）に回転することにより、ジョー４３ｂをジョー４３ｂが開く方向であるＣ３ａ方向（図８参照）に駆動する。また、回転部材４４ｄは、Ｃ３方向とは反対方向であるＣ４方向（図７参照）に回転することにより、ジョー４３ｂをジョー４３ｂが閉じる方向であるＣ４ａ方向（図８参照）に駆動する。

回転部材４４ｂは、回転軸を中心に回転することにより、エンドエフェクタ４３の手首部４３ｃを操作する。具体的には、回転部材４４ｂは、回転することにより、細長要素Ｗ３を駆動させる。回転部材４４ｂは、Ｃ５方向（図７参照）に回転することにより、手首部４３ｃをＣ５ａ方向（図８参照）に駆動する。また、回転部材４４ｂは、Ｃ５方向とは反対方向であるＣ６方向（図７参照）に回転することにより、手首部４３ｃをＣ５ａ方向とは反対方向であるＣ６ａ方向（図８参照）に駆動する。

ギア４４３を有する回転部材４４ａは、シャフト４２の近位端に接続されたギア４２ａとギア４４３が係合した状態で、回転軸を中心に回転することにより、シャフト４２を操作して、エンドエフェクタ４３を操作する。具体的には、回転部材４４ａは、Ｃ７方向（図７参照）に回転することにより、シャフト４２をＣ７ａ方向（図８参照）に駆動して、エンドエフェクタ４３をＣ７ａ方向に駆動する。また、回転部材４４ａは、Ｃ８方向（図７参照）に回転することにより、シャフト４２をＣ７ａ方向とは反対方向であるＣ８ａ方向（図８参照）に駆動して、エンドエフェクタ４３をＣ８ａ方向に駆動する。

図８に示すように、シャフト４２のエンドエフェクタ４３側（Ｙ１方向側）の端部には、シール部材４６が設けられている。シール部材４６は、シャフト４２内を通り手術部位から空気が漏れないように設けられている。シール部材４６は、シャフト４２内に圧入されている。

具体的には、シール部材４６は、弾性変形可能な材料により形成されている。たとえば、シール部材４６は、シリコンゴムにより形成されている。また、図９に示すように、シール部材４６には、複数（６つ）の貫通孔４６１と、複数の貫通孔４６１の各々に接続する複数の切り込み４６１ａと、が設けられている。複数の貫通孔４６１には、それぞれ、細長要素Ｗ（Ｗ１、Ｗ２およびＷ３）が通されるように構成されている。貫通孔４６１は、細長要素Ｗ（Ｗ１、Ｗ２およびＷ３）の直径（外径）と略同じ直径（内径）を有するように形成されている。つまり、貫通孔４６１の内周面と、細長要素Ｗの外周面とは密着するように構成されている。切り込み４６１ａは、複数の貫通孔４６１のそれぞれに細長要素Ｗ（Ｗ１、Ｗ２およびＷ３）を配置する際に、外側から細長要素Ｗを通すために設けられている。切り込み４６１ａは、シール部材４６がシャフト４２内に配置された状態で、密着して、隙間が略なくなるように構成されている。

図１０に示すように、手術器具４には、洗浄時にシャフト４２内に洗浄水を供給する管４７が設けられている。管４７は、ハウジング４１のＹ２方向側からシャフト４２のエンドエフェクタ４３側（Ｙ１方向側）まで延びるように配置されている。管４７は、Ｙ２方向側の端部４７２にホース４７３が接続されるように構成されている。また、管４７は、ホース４７３から供給される洗浄水をＹ１方向側の端部４７１から吐出するように構成されている。管４７の端部４７１から供給された洗浄水は、シャフト４２内を通り、ハウジング４１に流入する。ハウジング４１に流入した洗浄水は、ハウジング４１の隙間から外部に流出する。

（医療用ツールの構成）
図１１を参照して、ロボット手術システム１００のロボットアーム２１に着脱可能に接続される手術器具４を手動により動作させるための医療用ツール７の構成について説明する。

図１１に示すように、医療用ツール７は、手術器具４を手動により動作させるために用いられる。具体的には、医療用ツール７は、手術器具４を洗浄する際に、細長要素Ｗ（Ｗ１～Ｗ３）を動かすために回転部材４４ｂ～４４ｄを回転させるように構成されている。つまり、医療用ツール７は、管４７からシャフト４２内に洗浄水を流入させてシャフト４２内を洗浄する場合に、回転部材４４ｂ～４４ｄを回転させて、細長要素Ｗ（Ｗ１～Ｗ３）を動かすように構成されている。これにより、細長要素Ｗが動かされるので、シール部材４６内に配置される部分を、シール部材４６からハウジング４１側（Ｙ２方向側）に出すことができる。その結果、細長要素Ｗ全体を洗浄水により洗浄することが可能である。

また、医療用ツール７は、手で把持するための把持部７１と、把持部７１から延びる軸部７２と、を備えている。軸部７２の先端には、手術器具４の先端部のエンドエフェクタ４３を操作するための細長要素Ｗ（Ｗ１～Ｗ３）が接続された回転部材４４ｂ～４４ｄに係合する係合部７３が設けられている。これにより、軸部７２の先端の係合部７３を、手術器具４の回転部材４４ｂ～４４ｄに係合させた状態で、軸部７２に接続された把持部７１を手により把持して回転操作することにより、手術器具４の回転部材４４ｂ～４４ｄを回転させることができる。これにより、回転部材４４ｂ～４４ｄが小さい場合でも、手袋を着用している場合でも、手術器具４の回転部材４４ｂ～４４ｄを容易に回転させることができるので、ロボット手術システム１００のロボットアーム２１に着脱可能に接続される手術器具４を手動により容易に動作させることができる。また、手術器具４を洗浄する際に、細長要素Ｗが接続された回転部材４４ｂ～４４ｄを医療用ツール７により容易に回転させることができるので、洗浄時に細長要素Ｗを容易に動かすことができる。その結果、細長要素を効果的に洗浄することができる。また、細長要素Ｗを容易に動かすことにより、シール部材４６の貫通孔４６１と細長要素Ｗの間の汚物や、シール部材４６や細長要素Ｗに付着した汚物を擦り落とすことができる。

また、回転部材４４ｂ～４４ｄの突起４４１、４４２は、係合部７３に係合するように構成されている。そして、軸部７２の係合部７３は、回転部材４４ｂ～４４ｄの突起４４１、４４２に係合する溝７３１を含んでいる。これにより、回転部材４４ｂ～４４ｄの突起４４１、４４２と、医療用ツール７の係合部７３の溝７３１とを、確実に係合させることができるので、医療用ツール７により回転部材４４ｂ～４４ｄを確実に回転させることができる。

また、軸部７２の溝７３１は、十字形状に形成されている。このように、直線状（マイナス形状）に並んだ突起４４１、４４２に対して、突起４４１、４４２に係合する医療用ツール７の溝７３１を十字形状（プラス形状）にすることにより、医療用ツール７を回転部材４４ｂ～４４ｄに係合させる角度を、溝７３１の形状がマイナス形状（図１４参照）の場合の１８０度間隔の２つに対して、９０度間隔の４つに増やすことができる。これにより、医療用ツール７を回転部材４４ｂ～４４ｄに容易に係合させることができる。

また、把持部７１および軸部７２は、全体として略Ｔ字形状に形成されている。具体的には、把持部７１は、Ａ方向に延びるように形成されている。また、軸部７２は、Ａ方向において把持部７１の中央近傍に接続されている。また、軸部７２は、Ａ方向と直交するＢ方向に延びるように形成されている。これにより、軸線方向（Ｂ方向）に見て、軸部７２の先端の係合部７３から半径方向に把持部７１が延びるように形成することができるので、係合部７３（作用点）から把持部７１の把持位置（力点）までの距離を大きくすることができる。その結果、係合部に加わるトルクを大きくすることができるので、手術器具４の回転部材４４ｂ～４４ｄを小さな力でも容易に回転させることができる。

また、把持部７１は、長さＤ１の直径を有する円柱形状に形成されている。また、軸部７２は、長さＤ１よりも小さい長さＤ２の直径を有する円柱形状に形成されている。これにより、長さＤ１の直径の円柱形状の把持部７１を握りやすい大きさに形成しつつ、軸部７２を長さＤ１よりも小さい長さＤ２を有するコンパクトな円柱形状に形成することができる。その結果、軸部７２が手術器具４の他の部分に干渉するのを抑制しつつ、把持部７１を確実に把持することができる。

また、軸部７２のＢ方向の長さＬ２は、把持部７１のＡ方向の半分の長さＬ１よりも大きい。これにより、軸部７２の軸方向（Ｂ方向）の長さを十分に確保することができるので、把持部７１および把持部７１を把持した手が手術器具４に干渉するのを抑制することができる。

また、把持部７１および軸部７２は、樹脂により一体的に形成されている。これにより、医療用ツール７の質量が大きくなるのを抑制することができるので、医療用ツール７を容易に扱うことができる。医療用ツール７は、たとえば、ＰＯＭ（ポリアセタール）により形成されている。また、医療用ツール７は、手術器具４の回転部材４４ｂ～４４ｄよりも軟質な材料により形成されている。これにより、医療用ツール７により、手術器具４の回転部材４４ｂ～４４ｄを傷つけるのを抑制することが可能である。

（手術器具の洗浄滅菌処理）
手術器具４は、手術が行われる毎に洗浄滅菌される。まず、手術器具４は、洗浄液（洗剤）に浸漬される。この際に、管４７に、シリンジを用いて洗浄液が注入されて、内部の空気が抜かれる。

次に、手術器具４は、洗浄液から取り出され、洗浄水（水）によりすすがれる。この際に、管４７にホース４７３が接続されて、シャフト４２内に洗浄水が流入される。この場合に、手術器具４に医療用ツール７を係合させて、回転部材４４ｂ～４４ｄが回転されて、細長要素Ｗが動かされる。回転部材４４ｂ～４４ｄは、順次、医療用ツール７を係合されて、所定時間回転される。この場合、回転部材４４ｂ～４４ｄは、一方方向に１回転未満（３６０度未満）回転されて、その後、一方方向とは反対方向の他方方向に１回転未満（３６０度未満）回転される。これにより、医療用ツール７の回転を１回転未満の範囲で行うことができるので、医療用ツール７の把持部７１を持ち直すことなく作業を行うことが可能である。また、洗浄水は、水道水圧力（約０．４ＭＰａ）により、ホース４７３から管４７に供給される。

次に、手術器具４は、外表面がブラシで擦られて洗浄される。その後、手術器具４は、外表面が洗浄水によりすすがれる。次に、手術器具４は、洗浄液（洗剤）内において超音波洗浄される。この際、管４７に、シリンジを用いて洗浄液が注入されて、内部の空気が抜かれる。次に、手術器具４は、洗浄液から取り出され、洗浄水（水）によりすすがれる。この際、管４７にホース４７３が接続されて、シャフト４２内に洗浄水が流入される。このとき、手術器具４に医療用ツール７を係合させて、回転部材４４ｂ～４４ｄが回転されて、細長要素Ｗが動かされる。回転部材４４ｂ～４４ｄは、順次、医療用ツール７を係合されて、所定時間回転される。この場合、回転部材４４ｂ～４４ｄは、一方方向に１回転未満（３６０度未満）回転されて、その後、一方方向とは反対方向の他方方向に１回転未満（３６０度未満）回転される。これにより、医療用ツール７の回転を１回転未満の範囲で行うことができるので、医療用ツール７の把持部７１を持ち直すことなく作業を行うことが可能である。また、洗浄水は、水道水圧力（約０．４ＭＰａ）により、ホース４７３から管４７に供給される。次に、手術器具４は、外表面が洗浄水によりすすがれる。その後、手術器具４の外表面や内腔が圧縮空気により乾燥される。そして、手術器具４は、高圧蒸気により滅菌処理が施される。これにより、手術器具４の洗浄滅菌処理が終了する。

（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、医療用ツールの把持部が第１方向に延びる円柱形状に形成さ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、把持部は、角柱形状に形成されていてもよい。

また、図１２に示す第１変形例のように、医療用ツール７ａの把持部７１ａは、軸部７２と同軸の円柱形状に形成されていてもよい。

また、図１３に示す第２変形例のように、医療用ツール７ｂの把持部７１ｂは、周方向に凹凸を有する形状に形成されていてもよい。これにより、把持部７１ｂを滑りづらくすることが可能である。

また、上記実施形態では、医療用ツールの係合部が十字形状（プラス形状）の溝を含む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、医療用ツールの係合部は、十字以外の溝を含んでいてもよい。

たとえば、図１４に示す第３変形例のように、医療用ツール７ｃの係合部７３ａは、一字形状（マイナス形状）の溝を含んでいてもよい。

また、上記実施形態では、手術器具の回転部材が、医療用ツールの係合部に係合する突起を含む構成の例を示し、医療用ツールの係合部が突起に係合する溝を含む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、たとえば、手術器具の回転部材が凹部を含んでいる場合に、図１５に示す第４変形例のように、医療用ツール７ｄの係合部７３ｂが、回転部材の凹部に係合する凸部７３３を含んでいてもよい。

また、上記実施形態では、手術器具の洗浄時に手術器具を手動により動作させるために医療用ツールが用いられ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、手術器具の洗浄時以外に手術器具を手動により動作させるために医療用ツールが用いられてもよい。たとえば、手術器具の潤滑油の添加などのメンテナンスや、動作確認のために、手術器具を手動により動作させるために医療用ツールが用いられてもよい。

また、上記実施形態では、手術器具に４つの回転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、手術器具に４つ以外の回転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。

４：手術器具、７、７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ：医療用ツール、２１：ロボットアーム、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄ：回転部材、７１、７１ａ、７１ｂ：把持部、７２：軸部、７３、７３ａ、７３ｂ：係合部、１００：ロボット手術システム、４４１、４４２：突起、７３１、７３２：溝、Ｗ、Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３：細長要素

Claims (8)

1. ロボット手術システムのロボットアームに着脱可能に接続される手術器具を手動により動作させる医療用ツールであって、
   手で把持するための把持部と、
   前記把持部から延びる軸部と、を備え、
   前記軸部の先端には、前記手術器具の先端部を操作するための細長要素が接続された回転部材に係合する係合部が設けられている、医療用ツール。
2. 前記手術器具を洗浄する際に、前記細長要素を動かすために前記回転部材を回転させるように構成されている、請求項１に記載の医療用ツール。
3. 前記回転部材は、前記係合部に係合する突起を有しており、
   前記軸部の前記係合部は、前記回転部材の前記突起に係合する溝を含む、請求項１または２に記載の医療用ツール。
4. 前記回転部材には、直線状に並んだ複数の前記突起が設けられており、
   前記軸部の前記溝は、十字形状に形成されている、請求項３に記載の医療用ツール。
5. 前記把持部および前記軸部は、全体として略Ｔ字形状に形成されており、
   前記把持部は、第１方向に延びるように形成されており、
   前記軸部は、前記第１方向において前記把持部の中央近傍に接続されているとともに、前記第１方向と直交する第２方向に延びるように形成されている、請求項１～４のいずれか１項に記載の医療用ツール。
6. 前記把持部は、第１長さの直径を有する円柱形状に形成されており、
   前記軸部は、前記第１長さよりも小さい第２長さの直径を有する円柱形状に形成されている、請求項５に記載の医療用ツール。
7. 前記軸部の前記第２方向の長さは、前記把持部の前記第１方向の半分の長さよりも大きい、請求項５または６に記載の医療用ツール。
8. 前記把持部および前記軸部は、樹脂により一体的に形成されている、請求項１～７のいずれか１項に記載の医療用ツール。

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