JP5587318B2 - 最小侵襲手術用器具 - Google Patents

Description

本発明は、制御が容易な最小侵襲手術（ＭＩＳ）用器具に関し、より詳細には、所定のシャフトの一端側に連結された調節ハンドルと、シャフトの他端側に連結されかつ最小侵襲手術を行うために調節ハンドルの操作だけで制御可能なエンドエフェクタとを含む器具に関する。

最小侵襲手術は、幾つかの小切開された孔から挿入される手術用器具を使用することによって、組織のダメージを最小限にして手術を行う外科的技法である。

この最小侵襲手術は、術後の患者の代謝の変化を比較的少なくするので、患者の早期回復に役立つ。したがって、そのような最小侵襲手術は患者の術後の入院期間を短縮し、早期の社会復帰を可能にする。また、最小侵襲手術は、術後において患者の疼痛を軽減し、術創を小さくする。

最小侵襲手術の最も一般的な形態は、内視鏡検査である。とりわけ、腹腔内で侵襲の少ない検査及び手術を行う腹腔鏡検査は、最も一般的な形態の内視鏡検査として知られている。標準的な腹腔鏡下手術を行うためには、患者の腹部をガスで満たし、小さな切開部（約１２．７ｃｍ以下）を開口させてそれを腹腔鏡下手術用の器具の入口として用い、そこにトロカールを挿入する。一般的に、腹腔鏡下手術用器具には、腹腔鏡（手術部位観察用）及びその他の作業器具が含まれる。作業器具は、各器具のエンドエフェクタすなわち作業端がハンドルから長寸のシャフトの分だけ離れている点を除いて、従来の小切開手術用器具と構造が類似している。例えば、作業器具は、鉗子、把持装置、剪刀、ステープラー、持針器などを含み得る。手術を行うために、外科医等のユーザは、トロカールを通じて手術部位内へ作業器具を挿入し、それを腹腔の外部から操作する。その後、外科医は、腹腔鏡が撮影した手術部位の画像を表示するモニタを通じて手術の進行を観察する。これと類似の内視鏡アプローチは、後腹膜腔鏡検査、骨盤鏡検査、関節鏡検査、脳髄膜鏡検査、副鼻腔鏡検査、子宮鏡検査、腎臓鏡検査、膀胱鏡検査、尿道鏡検査、腎盂鏡検査などに広く用いられている。

この最小侵襲手術は数多くの利点があるが、従来の最小侵襲手術用器具は、硬い長寸のシャフトにエンドエフェクタが連結されているので、手術部位に接近させることが困難であり、そのような器具の操作が不便または複雑なことが欠点である。特に、従来のエンドエフェクタには、関節のように曲がる部分がないため、手術に必要な器用な操作を行うことが困難である。しかも、手術部位が特定の臓器の裏側にあるときには、既存の最小侵襲手術用器具ではそこに近付くことさえできない。

また、伝統的には、最小侵襲手術であっても多数の手術道具を併用することも多く、そのために患者の体に複数の切開部が形成されていた。このような問題を、ただ１つの切開部を形成してこの切開部を通じてトロカールを挿入して手術を行うという考えを提案することによって、解決しようとする試みがなされたが、残念ながら、この考えを支持するための適切な手術道具がない。

上記のことを考慮して、本願の発明者は、上記した問題は全て、結局のところ、最小侵襲手術の発展の主たる障害であることに気付いた。

韓国特許公開第２００９−１２４８２８号（韓国特許出願第２００８−５１２４８号）公報 韓国特許公開第２０１０−１８２３号（韓国特許出願第２００８−６１８９４号）公報 米国特許第４，８５３，８７４号明細書 米国特許第５，７７９，６２３号明細書 米国特許第６，１０２，８５０号明細書 韓国特許出願第２００８−７９１２６号明細書

本発明は、上記した問題点全てを解決することを目的とする。

また、本発明の別の目的は、自由度の高いエンドエフェクタを有する最小侵襲手術用器具を提供することである。

本発明のさらに別の目的は、比較的簡単な駆動制御要素によっても精巧に動作する最小侵襲手術用器具を提供することである。

本発明のさらに別の目的は、手術の際に、ヒトの臓器に隠された部位に近付くことができるように、複数の関節部を有する最小侵襲手術用器具を提供することである。

本発明のさらに別の目的は、手術の際に、患者の体に最小限の数の切開部、最も好ましくは１つの切開部のみを用いて精巧かつ使い勝手が良い方法で最小侵襲手術を成し遂げるための手術用器具を提供することことである。

本発明のさらに別の目的は、本願の発明者が以前に出願した韓国特許出願（特許文献１及び特許文献２）に記載されている最小侵襲手術用器具よりも技術的に改良された最小侵襲手術用器具を提供することである。

本発明のさらに別の目的は、本発明に従う最小侵襲手術用器具の新規な使用方法を提供することである。

前記目的を達成するための本発明の代表的な構成は、次の通りである。

本発明の一態様によれば、最小侵襲手術用器具であって、メインシャフトと、メインシャフトの一端から順次直列に延出する第１操作シャフト及び第２操作シャフトと、メインシャフトの他端から順次直列に延出する第１動作シャフト及び第２動作シャフトと、第２操作シャフトの一端に配置されている調節ハンドルと、第２動作シャフトの一端に配置されているエンドエフェクタと、メインシャフトと第１操作シャフトとの間、第１操作シャフトと第２操作シャフトとの間、または第２操作シャフトと調節ハンドルとの間のうちのいずれか１つの位置に配置され、調節ハンドルのピッチ方向の動きをエンドエフェクタに伝達するためのピッチ操作部と、メインシャフトと第１操作シャフトとの間、第１操作シャフトと第２操作シャフトの間、及び第２操作シャフトと調節ハンドルとの間のうちの他の２つの位置にそれぞれ配置され、調節ハンドルのヨー方向の動きをエンドエフェクタに伝達するための第１ヨー操作部及び第２ヨー操作部と、メインシャフトと第１動作シャフトとの間、第１動作シャフトと第２動作シャフトとの間、または第２動作シャフトとエンドエフェクタとの間のうちのいずれか１つの位置に配置されているピッチ動作部と、メインシャフトと第１動作シャフトとの間、第１動作シャフトと第２動作シャフトとの間、及び第２動作シャフトとエンドエフェクタとの間のうちの他の２つの位置にそれぞれ配置されている第１ヨー動作部及び第２ヨー動作部と、ピッチ操作部、第１ヨー操作部、及び第２ヨー操作部からの動きを、ピッチ動作部、第１ヨー動作部、及び第２ヨー動作部にそれぞれ伝達するための、ピッチケーブル、第１ヨーケーブル、及び第２ヨーケーブルと、第１ピッチケーブル及び第２ピッチケーブルとともに、第１ヨー操作部の動きを第１ヨー動作部に伝達するためのヨーケーブルとを含む器具が提供される。

本発明の他の態様によれば、最小侵襲手術用器具であって、メインシャフトと、メインシャフトの一端に配置されている調節ハンドルと、メインシャフトの他端から順次直列に延出する第１動作シャフト及び第２動作シャフトと、第２動作シャフトの一端に配置されているエンドエフェクタと、メインシャフトと調節ハンドルとの間に配置され、調節ハンドルのピッチ方向及びヨー方向の動きをエンドエフェクタに伝達するための連結部と、メインシャフトと第１動作シャフトとの間、第１動作シャフトと第２動作シャフトとの間、または第２動作シャフトとエンドエフェクタとの間のうちのいずれか１つの位置に配置されているピッチ動作部と、メインシャフトと第１動作シャフトとの間、第１動作シャフトと第２動作シャフトとの間、及び第２動作シャフトとエンドエフェクタとの間のうちの他の２つの位置にそれぞれ配置されている第１ヨー動作部及び第２ヨー動作部と、連結部の動きを、ピッチ動作部、第１ヨー動作部、及び第２ヨー動作部に伝達するための、第１ピッチケーブル及び第２ピッチケーブルと、１ピッチケーブル及び第２ピッチケーブルとともに、連結部の動きを第１ヨー動作部に伝達するためのヨーケーブルとを含む器具が提供される。

本発明のまた他の態様によれば、最小侵襲手術用器具であって、メインシャフトと、メインシャフトの一端から順次直列に延出する第１操作シャフト及び第２操作シャフトと、メインシャフトの他端から順次直列に延出する第１動作シャフト及び第２動作シャフトと、第２操作シャフトの一端に配置されている調節ハンドルと、第２動作シャフトの一端に配置されているエンドエフェクタと、第２操作シャフトと調節ハンドルとの間に配置され、調節ハンドルのピッチ方向及びヨー方向の動きをエンドエフェクタに伝達するための第１連結部と、メインシャフトと第１操作シャフトとの間及び、第１操作シャフトと第２操作シャフトとの間にそれぞれ配置され、調節ハンドルのヨー方向の動きをエンドエフェクタに伝達するための第１ヨー操作部及び第２ヨー操作部と、第２動作シャフトと前記エンドエフェクタとの間に配置されている第２連結部と、メインシャフトと第１操作シャフトとの間及び、第１操作シャフトと第２操作シャフトとの間にそれぞれ配置されている、第１ヨー動作部及び第２ヨー動作部と、第１連結部、第１ヨー操作部、及び第２ヨー操作部の動きを、第２連結部、第１ヨー動作部、及び第２ヨー動作部にそれぞれ伝達するための、第１ピッチケーブル及び第２ピッチケーブルと、第１ピッチケーブル及び第２ピッチケーブルとともに、第２ヨー操作部の動きを第２ヨー動作部に伝達するための第１ヨーケーブルと、第１ピッチケーブル、第２ピッチケーブル、及び第１ヨーケーブルとともに、第１ヨー操作部の動きを第１ヨー動作部に伝達するための第２ヨーケーブルとを含む器具が提供される。

本発明のさらに別の態様によれば、最小侵襲手術用器具であって、メインシャフトと、メインシャフトの一端から順次直列に延出する第１動作シャフト及び第２動作シャフトと、メインシャフトの他端に配置されているコントローラと、第２動作シャフトの一端に配置されているエンドエフェクタと、メインシャフトと第１動作シャフトとの間、第１動作シャフトと第２動作シャフトとの間、または第２動作シャフトとエンドエフェクタとの間のうちのいずれか１つの位置に配置されているピッチ動作部と、メインシャフトと第１動作シャフトとの間、第１動作シャフトと第２動作シャフトとの間、及び第２動作シャフトとエンドエフェクタとの間のうちの他の２つの位置にそれぞれ配置されている第１ヨー動作部及び第２ヨー動作部と、ピッチ動作部、第１ヨー動作部、及び第２ヨー動作部の動きを制御するための、第１ピッチケーブル、第２ピッチケーブル、及びヨーケーブルとを含み、コントローラが、ピッチ動作部を制御するためのピッチ操作モジュールと、第１ヨー動作部を制御するための第１ヨー操作モジュールと、第２ヨー動作部を制御するための第２ヨー操作モジュールとを含む器具が提供される。

本発明のもう１つの態様によれば、本発明に係る最小侵襲手術用器具の多様な使用方法が提供される。

上記したような構成を有する本発明によれば、以下の優れた効果を達成することができる。

１．本発明によれば、最小侵襲手術用器具であって、そのエンドエフェクタが、調節ハンドルからのピッチ方向及びヨー方向の動作及び／または開閉動作に対応して動作するような器具が提供される。さらに、本発明によれば、最小侵襲手術用器具であって、そのエンドエフェクタが、従来技術によるものに比べて高い自由度で動作することができるような器具が提供される。

２．本発明によれば、最小侵襲手術用器具であって、複雑な制御要素がなしでユーザにより自由に制御できるような器具が提供される。さらに、本発明によれば、最小侵襲手術用器具であって、比較的簡単な駆動制御要素によって精巧に動作することができる器具が提供される。

３．本発明によれば、最小侵襲手術用器具であって、嵩張らず、軽量で、動かしやすい器具が提供される。

４．本発明によれば、最小侵襲手術用器具であって、手術の際に、ヒトの臓器に隠された部位に近付くことができるように、複数の関節部を有する器具が提供される。

５．本発明によれば、最小侵襲手術用器具であって、手術の際に、患者の体に最小限の数の切開部（１つの切開部のみであることが好ましい）しか必要としないながらも、精巧かつ容易な外科手術を可能にする器具が提供される。

６．本発明によれば、最小侵襲手術用器具であって、本願の発明者が以前に出願した韓国特許出願（特許文献１及び特許文献２）に記載されている最小侵襲手術用器具よりも改良された器具が提供される。

７．本発明によれば、本発明に従う最小侵襲手術用器具の新規な使用方法が提供される。

本発明の第１実施形態に従う最小侵襲手術用器具の外観を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態に従う第２操作シャフトと調節ハンドルとの間の連結部を示す斜視図である。 図１のａ部分の詳細図である。 本発明の第１実施形態に従う第１ヨー操作部の構成を示す分解斜視図である。 本発明の第１実施形態に従い、第１ヨー操作部に用いられている第１操作本体の構成を様々な角度から示す図の１つである。 本発明の第１実施形態に従い、第１ヨー操作部に用いられている第１操作本体の構成を様々な角度から示す図の１つである。 本発明の第１実施形態に従い、第１ヨー操作部に用いられている第１操作本体の構成を様々な角度から示す図の１つである。 図１のｂ部分の詳細図である。 本発明の第１実施形態に従う第２ヨー操作部の構成を示す分解斜視図である。 図１のｃ部分の詳細図である。 本発明の第１実施形態に従う第１ヨー動作部の構成を示す分解斜視図である。 図１のｄ部分の詳細図である。 本発明の第１実施形態に従う第２ヨー動作部の構成を示す分解斜視図である。 図１のｅ部分の詳細図である。 本発明の第１実施形態に従い、如何にしてエンドエフェクタが第２動作シャフトに連結されるかを示す分解斜視図である。 本発明の第１実施形態に従い、第１ヨー操作部及び第１ヨー動作部をそれぞれ構成する第１操作本体及び第１動作本体に如何にしてヨーケーブルが巻かれるかを示す例である。 本発明の第１実施形態に従い、第２ヨー操作部において如何にしてケーブルが連結されているかを示す例である。 本発明の第１実施形態に従い、第１ヨー操作部において如何にしてケーブルが連結されているかを示す例である。 本発明の第１実施形態に従い、第１ヨー動作部における第１ピッチケーブル及び第２ピッチケーブルの連結状態を示す。 本発明の第１実施形態に従い、第２ヨー動作部における第１ピッチケーブル及び第２ピッチケーブルの連結状態を示す。 本発明の第１実施形態に従う最小侵襲手術用器具の動作状態を示す。 本発明の第１実施形態に従う最小侵襲手術用器具の動作状態を示す。 本発明の第１実施形態に従う最小侵襲手術用器具の動作状態を示す。 本発明の第２実施形態に従う最小侵襲手術用器具の第２操作シャフトと調節ハンドルとの間の連結部を示す斜視図であり、第１ロッドが延出している。 本発明の第２実施形態に従う最小侵襲手術用器具の第２操作シャフトと調節ハンドルとの間の連結部を示す斜視図であり、第２ロッドが延出している。 本発明の第３実施形態に従う最小侵襲手術用器具の外観を示す斜視図である。 図２６のｂ部分の詳細図である。 図２６のａ部分の詳細図である。 本発明の第４実施形態に従う最小侵襲手術用器具の外観を示す斜視図である。 図２９のａ部分の詳細図である。 本発明の第４実施形態に従うシャフトと調節ハンドルとの間の連結部の構成を示す分解斜視図である。 本発明の第４実施形態に従い、如何にしてヨーケーブが連結されるかの例を示す。 本発明の第４実施形態に従う最小侵襲手術用器具の動作状態を示す。 本発明の第４実施形態に従う最小侵襲手術用器具の動作状態を示す。 本発明の第５実施形態に従う最小侵襲手術用器具の外観を示す斜視図である。 図３５のａ部分の詳細図であり、本発明の第５実施形態に従う第１ヨー操作部の構成を相異なる角度から見た図の１つである。 図３５のａ部分の詳細図であり、本発明の第５実施形態に従う第１ヨー操作部の構成を相異なる角度から見た図の１つである。 本発明の第５実施形態に従う第１ヨー操作部の構成を示す分解斜視図である。 図３５のｂ部分の詳細図であり、本発明の第５実施形態に従い、第２ヨー操作部の構成を相異なる角度から見た図の１つである。 図３５のｂ部分の詳細図であり、本発明の第５実施形態に従い、第２ヨー操作部の構成を相異なる角度から見た図の１つである。 本発明の第５実施形態に従う第２ヨー操作部の構成を示す分解斜視図である。 図３５のｃ部分の詳細図である。 本発明の第５実施形態に従う第１ヨー動作部の構成を示す分解斜視図である。 図３５のｄ部分の詳細図である。 本発明の第５実施形態に従う第２ヨー動作部の構成を示す分解斜視図である。 本発明の第５実施形態に従う最小侵襲手術用器具の動作状態を示す。 本発明の第５実施形態に従う最小侵襲手術用器具の動作状態を示す。 本発明の第１応用例に従う最小侵襲手術用器具の外観を示す斜視図である。 本発明に従う最小侵襲手術用器具の使用方法を示す。 本発明に従う最小侵襲手術用器具の使用方法を示す。 本発明に従う最小侵襲手術用器具の使用方法を示す。

後述する本発明に関する詳細な説明は、本発明が実施できる特定実施形態を例示として示す添付図面を参照する。これらの実施形態は、当業者が本発明を実施できるのに充分なように詳細に説明する。本発明の多様な実施形態は、互いに異なるが、相互排他的な必要はないことを理解するべきである。例えば、ここに記載されている特定形状、構造及び特性は、一実施形態に関連して本発明の技術的思想及びその範囲から逸脱せずに他の実施形態に具現することができる。また、ここに開示したそれぞれの実施形態のうち、個別構成要素の位置または配置は、本発明の技術的思想及びその範囲から逸脱せずに変更できることを理解するべきである。したがって、後述する詳細な説明は限定的な意味で扱うものでなく、本発明の技術的範囲は、適切に説明されるならば、その請求項に記載された本発明と均等な全ての技術的範囲と共に添付した特許請求範囲によって定められる。図面で類似する参照符号は、様々な側面にわたって同一または類似する機能を示す。

以下に、本発明の好適実施形態について、当業者が本発明を容易に実施できるように、添付の図面を参照して詳細に説明する。

（第１実施形態）

図１は、本発明の第１実施形態に従う最小侵襲手術用器具１の外観を示す斜視図である。

図１を参照すると、本実施形態の最小侵襲手術用器具１は、シャフト１００（すなわちメインシャフト）と、調節ハンドル１１０と、エンドエフェクタ１２０と、第１操作シャフト１３０と、第２操作シャフト１４０と、第１動作シャフト１５０と、第２動作シャフト１６０と、ピッチ操作部２００と、第１及び第２ヨー操作部３００、４００と、ピッチ動作部６００と、第１及び第２ヨー動作部７００、８００とを含む。

まず、図１に示すように、メインシャフト１００があり、メインシャフト１００の一端から順に第１操作シャフト１３０及び第２操作シャフト１４０が配置されており、メインシャフト１００の他端から順に第１動作シャフト１５０及び第２動作シャフト１６０が配置されている。これらのシャフトのうち少なくとも一部は、必要に応じて、内部に１若しくは複数の空間（例えば、パイプ形、レンコン形または螺旋形の空間）（図示せず）を有する。

さらに、図のように、第２操作シャフト１４０の一端に調節ハンドル１１０が配置され、第２動作シャフト１６０一端にエンドエフェクタ１２０が配置されている。

以下では、本発明の第１実施形態に従う最小侵襲手術用器具１の構成について、添付の図面を参照して詳細に説明する。

図２は、本発明の第１実施形態に従う第２操作シャフトと調節ハンドルとの間の連結部を示す斜視図である。図２に示すように、調節ハンドル１１０には、第１ロッド１１２ａ及び第２ロッド１１２ｂが含まれ、各ロッドの一端は枢支軸に連結されており、各ロッドには、互いに対称になるように半円形状の指入れ部分（enclosure）１１４が１つずつ形成されている。

調節ハンドル１１０の第１ロッド１１２ａ及び第２ロッド１１２ｂが連結される枢支軸には、図２に示すようなピッチ操作部２００の第１ピッチケーブルプーリ２２０及び第２ピッチケーブルプーリ２４０（後述）が設けられている。ここで、枢支軸は、第２操作シャフト１４０の一端に連結されている連結リング２１０を横切って配置されることができ、１対の連結端２１２を有する。これについての詳細は、図３を参照して説明する。

図３は、図１のａ部分の詳細図であり、本発明の第１実施形態に従い、第２操作シャフト１４０と調節ハンドル１１０とがピッチ操作部２００により互いに連結され、シャフト１００と第１操作シャフト１３０とが第１ヨー操作部３００により互いに連結されている構成を示す。

図３を参照すると、ピッチ操作部２００は、前述したように第１ピッチケーブルプーリ２２０及び第２ピッチケーブルプーリ２４０を含み得る。ここで、第１ピッチケーブルプーリ２２０及び第２ピッチケーブルプーリ２４０は実質的に同じ直径を有し、さらに第１及び第２ピッチケーブルＰＣ１、ＰＣ２と実質的に同じ幅を有する。第１ピッチケーブルプーリ２２０及び第２ピッチケーブルプーリ２４０は、後述するように、第１及び第２ピッチケーブルＰＣ１、ＰＣ２を動作させるように、調節ハンドル１１０を構成する第１ロッド１１２ａ及び第２ロッド１１２ｂに機能的に連結されている。

ここで、本発明の第１実施形態に従う第１ヨー操作部３００の構成について、図３及び図４の分解斜視図を参照しながら説明する。

図４を参照すると、第１ヨー操作部３００には、円形リング形状を有する第１及び第２連結リング３１０、３２０が含まれる（本明細書に記載の連結リングは、ケーブルの動作が円滑に行なわれるようにリングまたはそれに似た形状であることが好ましいが、必ずしもこのような形状に制限されるものではない）。第１及び第２連結リング３１０、３２０は、メインシャフト１００及び第１操作シャフト１３０にそれぞれ連結させるか、または第１操作本体３３０（後述）の両端に近接して配置することができる。さらに、第１連結リング３１０上に１対の第１連結端３１２が形成され、第２連結リング３２０上に１対の第２連結端３２２が形成されている。第１及び第２連結端ペア３１２、３２２は、それぞれ、第１及び第２連結リング３１０、３２０の中心軸に対して、これを中心に互いに実質的に平行にであるように形成されることが好ましい。

そして、第１及び第２連結端ペア３１２、３２２の間には、第１操作本体３３０が配置される。第１操作本体３３０の一端には、所定の回転軸を受容するための連結孔３３２が形成されているので、第１操作本体３３０は、回転軸を介して第１連結端３１２と連結されることができる。さらに、第１操作本体３３０の他端は、第２連結リング３２０の内側に一体に形成されることができる（もちろん、他の固定要素により第１操作本体３３０の端部を第２連結リング３２０に結合することもできる。また、後述する他の操作本体についても、必ずしも任意の他の連結リングと一体化させることなく、任意の他の適切な固定要素により、対応する連結リングに結合することができる）。これに関して、図５、図６、図７に、異なる角度から見た、第２連結リング３２０と一体に形成される第１操作本体３３０の構成を示す。

図４を参照すると、第１操作本体３３０の各端部の回転軸上に、それぞれ２対の連結プーリが配置されている。図に示すように、これらのプーリペアをそれぞれ第１及び第２連結プーリ３４０、３５０と呼ぶ。第１及び第２連結プーリ３４０、３５０は、それぞれ第１及び第２連結端ペア３１２、３２２の内側に配置されることができ、互いに独立して回転することができる。第１及び第２連結プーリ３４０、３５０は、直径が同じで、第１及び第２ピッチケーブルＰＣ１、ＰＣ２の約２倍の幅を有することが好ましい。

また、第１連結端ペア３１２の回転軸上には、さらに第１ヨーケーブルプーリ３６０を配置することができる。第１ヨーケーブルプーリ３６０は、１対の固定ピンにより第１操作本体３３０に固定されているので、第１操作本体３３０の動作に従って動作する。第１ヨーケーブルプーリ３６０は、後述するヨーケーブルの幅と実質的に同じ幅を有する。

図８は、図１のｂ部分の詳細図であって、本発明の第１実施形態に従い、第１操作シャフト１３０と第２操作シャフト１４０が第２ヨー操作部４００により連結されている構成を示す。図９は、図８に示した第２ヨー操作部４００の構成を示す分解斜視図である。第２ヨー操作部４００は、別体をなすヨーケーブルプーリが第２操作本体４３０に配置されていないことを除いて、第１ヨー操作部３００と実質的に同じ構成を有するので、簡単にするためにこれについての詳細な説明は省略する。

図１０は、図１のｃ部分の詳細図であって、本発明の第１実施形態に従い、シャフト１００と第１動作シャフト１５０が第１ヨー動作部７００により連結されている構成を示す。図１１は、第１ヨー動作部７００の構成を示す分解斜視図であって、互いから所定の間隔を置いて離間している２枚のプレートで構成されている第１動作本体７３０が、第２連結リング７２０と一体に形成されており、第１連結リング７１０から延出している１対の連結端７１２には回転軸が通っている。

ここで、第２ヨーケーブルプーリ７６０を、第１動作本体７３０を構成する２枚のプレート間の空間に固定して配置することができ、２対の連結プーリ７４０を、第１動作本体７３０の両端にそれぞれ１対ずつ近接して配置することができる。このとき、２対の連結プーリ７４０は、互いに独立して回転することができるように取り付けられる。

第２ヨーケーブルプーリ７６０は、ヨーケーブルＹＣ（後述）と実質的に同じ幅を有し、各連結プーリ７４０は、第１及び第２ピッチケーブルＰＣ１、ＰＣ２の約２倍の幅を有する。また、第１ヨーケーブルプーリ３６０及び第２ヨーケーブルプーリ７６０が互いに実質的に同じ直径を有するようにすることが好ましい。

図１２は、図１のｄ部分の詳細図であって、本発明の第１実施形態に従い、第１動作シャフト１５０と第２動作シャフト１６０が第２ヨー動作部８００により連結されている構成を示す。図１３は、第２ヨー動作部８００の構成を示す分解斜視図である。

図面から分かるように、第２ヨー動作部８００は、第１動作シャフト１５０及び第２動作シャフト１６０の動作範囲を９０°以上に広げるために、第１連結リング８１０から延出している１対の第１連結端８１２及び第２連結リング８２０と一体に形成されている第２動作本体８３０が相対的により長い点と、ヨーケーブルプーリを含まない点を除いて、第１ヨー動作部７００の構成と類似した構成を有している。従って、これについての詳細な説明はここでは省略する。

さらに、第２動作本体８３０の回転範囲を拡大するために、第１連結リング８１０の一部に拡張溝８１４を含み得ることが好ましい。また、図１３に示すような所定の面取り部８２４を第２連結リング８２０の一部に含めることもできる。

図１４は、図１のe部分の詳細図であって、第２動作シャフト１６０とエンドエフェクタ１２０がピッチ動作部６００により連結されている構成を示す。図１５は、本発明の第１実施形態に従うエンドエフェクタ１２０と第２動作シャフト１６０との間の連結部を示す分解斜視図である。これら図面を参照すると、エンドエフェクタ１２０は、第１及び第２ロッド１２２ａ、１２２ｂから構成されており、各ロッドは、角錐台形状を有し、回転軸により互いに連結されている。エンドエフェクタ１２０は、ピッチケーブルプーリ６００に属しかつ第１及び第２ロッド１２２ａ、１２２ｂの端部にそれぞれ配置されている第１ピッチケーブルプーリ６２０及び第２ピッチケーブルプーリ６４０によって、第２動作シャフト１６０に連結されている。

第１ピッチケーブルプーリ６２０及び第２ピッチケーブルプーリ６４０は、ピッチ操作部２００の動きに従って動作するように第１及び第２ピッチケーブルＰＣ１、ＰＣ２（後述）によって連結されている。従って、エンドエフェクタ１２０を構成する第１及び第２ロッド１２２ａ、１２２ｂは、互いに独立して動作することができる。

一方、第１ピッチケーブルプーリ６２０及び第２ピッチケーブルプーリ６４０は、実質的に同じ直径を有し、第１及び第２ピッチケーブルＰＣ１、ＰＣ２と実質的に同じ幅を有する。さらに、ピッチ動作部６００を構成する第１及び第２ピッチケーブルプーリ６２０、６４０は、ピッチ操作部２００を構成する第１及び第２ピッチケーブルプーリ２２０、２４０と実質的に同じ直径を有することが好ましい。

一方、エンドエフェクタ１２０を構成する第１及び第２ロッド１２２ａ、１２２ｂは互いに独立して動作するので、エンドエフェクタ１２０は開閉される。従って、エンドエフェクタ１２０は、体内で手術に用いる器具、すなわち、鉗子、把持装置、剪刀、ステープラー、持針器などに用いられ得る。必要に応じて、図示したものとは異なり、本発明の別の実施形態に従うエンドエフェクタ１２０は、開閉不要なフック型電極などの構成要素であり得る。

以下では、第１及び第２ピッチケーブルＰＣ１、ＰＣ２及びヨーケーブルＹＣの連結状態について、上記した図面及び対応する図面を参照しながら、詳細に説明する。

まず、ヨーケーブルＹＣの連結状態について説明する。

図１６に示すように、ヨーケーブルＹＣは、第１操作本体３３０及び第１動作本体７３０にそれぞれ配置されている第１ヨーケーブルプーリ３６０及び第２ヨーケーブルプーリ７６０に巻きつけられている。ここで、第１操作本体３３０及び第１動作本体７３０は、メインシャフト１００の両端に連結されている第１ヨー操作部３００及び第１ヨー動作部７００をそれぞれ構成している。それゆえ、第１操作シャフト１３０のヨー方向の動きを第１動作シャフト１５０に伝達することができる。

本発明の好適実施形態によれば、ヨーケーブルＹＣは、第１ヨーケーブルプーリ３６０及び第２ヨーケーブルプーリ７６０が同一方向に回転し得るように巻きつけられることができるが、ユーザーの必要性に応じて、第１ヨー軸ケーブルプーリ３２０及び第２ヨー軸ケーブルプーリ３４０が互いに逆方向に動作するように長い「８」の字形状に巻きつけられることもある（これは、他のケーブルの巻きつけにも同様に適用することができる）。いずれの場合にも、ヨーケーブルＹＣは、シャフト１００の内部空間を通って巻きつけられる。また、第１ヨーケーブルプーリ３６０及び第２ヨーケーブルプーリ７６０が実質的に同じ直径を有していれば、第１操作シャフト１３０及び第１動作シャフト１５０は実質的に同じ量だけ動く。

再び図３を参照すると、第２操作シャフト１４０を調節ハンドル１１０に連結するピッチ操作部２００を構成している第１ピッチケーブルプーリ２２０及び第２ピッチケーブルプーリ２４０に、第１ピッチケーブルＰＣ１及び第２ピッチケーブルＰＣ２がそれぞれ巻きつけられている。

ここで、本発明の第１実施形態に従う第２ヨー操作部におけるケーブル連結部を示す図１７を参照すると、第１ピッチケーブルＰＣ１及び第２ピッチケーブルＰＣ２が、第２ヨー操作部４００に含まれている第１及び第２連結プーリ４４０、４５０にそれぞれ巻きつけられている。詳細には、第２ヨー操作部４００の第２操作本体４３０の両端には、一端に２対の第１連結プーリ４４０、他端に２対の第２連結プーリ４５０がそれぞれ配置されており、第１連結プーリ４４０及び第２連結プーリ４５０には、図に示すように、第２操作本体４３０を間に挟んだ状態で第１及び第２ピッチケーブルＰＣ１、ＰＣ２がそれぞれ巻きつけられている。このとき、図１７に示すように、第１ピッチケーブルＰＣ１は第１連結プーリ４４０に実際的に巻きつけられているが、第２連結プーリ４５０に関してはそうではなくてもよい。その一方で、第２ピッチケーブルＰＣ２は、実質的に第１及び第２連結プーリ４４０、４５０の両者に巻きつけられることができる。上記の例と同様に、以下の例のケーブルも、プーリから外れたり互いに絡まったりして動作の邪魔にならない限り、任意の形態でプーリに巻き取られることができる。

図１８は、本発明の第１実施形態に従い、第１ヨー操作部において如何にしてケーブルが連結されているかの例を示している。

図６及び図１９に示すように、第１及び第２ピッチケーブルＰＣ１、ＰＣ２は、シャフト１００を通して第１ヨー操作部３００と第１ヨー動作部７００を結び付けることができる。さらに、第１及び第２ピッチケーブルＰＣ１、ＰＣ２は、第１ヨー動作部７００の連結プーリ７４０に巻きつけられ、さらに、図２０に示すように、第２ヨー動作部８００の連結プーリ８４０に巻きつけられる。あるいは、第１及び第２ピッチケーブルＰＣ１、ＰＣ２は、ピッチ動作部６００の第１及び第２ピッチケーブルプーリ６２０、６４０に巻きつけられてもよい。この構成は、図１４に関連して既に説明した。

ここで、本発明の第１実施形態に従って前記のように構成される最小侵襲手術用器具１の操作について、より詳細に説明する。

まず、ユーザは、最小侵襲手術用器具１を図１に示すように配置することができる。次に、ユーザは、最小侵襲手術用器具１の一端に設けられている調節ハンドル１１０の指入れ部分１１２に手を入れ、調節ハンドル１１０を保持する。

これ以降、調節ハンドル１１０のピッチ方向の動きについて説明する便宜上、ピッチ方向の（＋）及び（−）の動きはユーザの上側及び下側の動きをそれぞれ表すことを前提とする。同様に、調節ハンドル１１０のヨー方向の動きについて説明する便宜上、ヨー方向の（＋）及び（−）の動きはユーザの右側及び左側の動きをそれぞれ表すことを前提とする。

図２１に示すように、調節ハンドル１１０を保持しているユーザが調節ハンドル１１０を左に回動させると、第１及び第２操作シャフト１３０、１４０が第１ヨー操作部３００の第１ヨーケーブルプーリ３６０の回動軸を軸に回動する。ここで、第１ヨーケーブルプーリ３６０は、第１ヨー操作部３００の第１操作本体３３０に固定されているので、第１及び第２操作シャフト１３０、１４０と共に回動する。この回動動作は、第１ヨーケーブルプーリ３６０に連結されているヨーケーブルＹＣによって、第１ヨー動作部７００の第２ヨーケーブルプーリ７６０に伝達されることができる。

第１ヨー動作部７００の第２ヨーケーブルプーリ７６０も第１動作本体７３０に固定されているので、第１動作シャフト１５０は、第１及び第２操作シャフト１３０、１４０と同じ方向に実質的に同じ角度まで動く。このとき、第２動作シャフト１６０は、図に示すように第１動作シャフト１５０と共に回動する。

ここで図２２を参照すると、ユーザが調節ハンドル１１０を右に回動させると、第２操作シャフト１４０は、第２ヨー操作部４００の第１連結プーリ４４０の回動軸を軸に回動することができる。このとき、第２ヨー操作部４００の第２連結プーリ４５０は実際に回動しないので、第２操作本体４３０は、第２操作シャフト１４０と同様に、第１連結プーリ４４０の回動軸を軸に回動することができる。図によれば、この過程で、第１ピッチケーブルＰＣ１が調節ハンドル１１０から第１操作シャフト１３０に向かって押され、第２ピッチケーブルＰＣ２が第１操作シャフト１３０から調節ハンドル１１０に向かって引っ張られる。

その後、ユーザが調節ハンドル１１０を右に回動させ続けると、第２操作シャフト１４０及び第２動作シャフト１６０は、図２３に示すように動くことができる。この場合、角度ａ２は角度ａ１と実質的に同じであり、角度ｂ２は角度ｂ１と実質的に同じなので、ユーザは、好都合なことに、調節ハンドル１１０を操作するだけで、エンドエフェクタ１２０を自分の望む方向に向けることができる。

一方、図２３に示すように、ユーザは、調節ハンドル１１０を操作するだけで、エンドエフェクタ１２０をピッチ方向に動かしたり開閉したりすることもできる。前述した図面を再び参照すると、第１ピッチケーブルＰＣ１は、調節ハンドル１１０の第１ピッチケーブルプーリ２２０の動きを、第１連結プーリ４４０、第２連結プーリ４５０、第１連結プーリ３４０、第２連結プーリ３５０、連結プーリ７４０、連結プーリ８４０を介して第１ピッチケーブルプーリ６２０に伝達し、それによってエンドエフェクタ１２０の第１ロッド１２２ａを操作することができる。そして、第２ピッチケーブルＰＣ２は、調節ハンドル１１０の第２ピッチケーブルプーリ２４０の動きを、第１連結プーリ４４０、第２連結プーリ４５０、第１連結プーリ３４０、第２連結プーリ３５０、連結プーリ７４０、連結プーリ８４０を介して第２ピッチケーブルプーリ６４０に伝達し、それによってエンドエフェクタ１２０の第２ロッド１２２ｂを操作することができる。その結果、第１ピッチケーブルプーリ２２０に連結されている第１ロッド１１２ａ及び第２ピッチケーブルプーリ２４０に連結されている第２ロッド１１２ｂが共に上向きに回動すると、エンドエフェクタ１２０は下向きに動く。さらに、ユーザが、エンドエフェクタ１２０の第１及び第２ロッド１１２ａ、１１２ｂ間のピッチ方向の角距離を増減させるように所定の方法で調節ハンドル１１０を操作すると、第１及び第２ロッド１１２ａ、１１２ｂ間のピッチ方向の角距離はそれに応じて増減し、それによってエンドエフェクタ１２０の開閉が可能になる。

これまで、本発明に従う最小侵襲手術用器具１の動作について、説明の便宜上、ヨー方向の動き、ピッチ方向の動き、エンドエフェクタの開閉の順に述べてきたが、上記と異なる順に行われることもあるし、あるいは２つ以上の動作が同時に行われることもある。いずれにせよ、本発明に従う最小侵襲手術用器具１の動作原理は不変である（これは、以下の実施形態にも同様に適用することができる）。

一方、操作部及び動作部に用いられるプーリが全て同じサイズであれば、調節ハンドル１１０の変位量とエンドエフェクタ１２０の変位量は同じである。すなわち、操作部及び動作部に用いられるプーリのサイズが異なれば、調節ハンドル１１０及びエンドエフェクタ１２０の変位量は互いに異なることになる。例えば、第１ヨーケーブルプーリ３６０の直径が第２ヨーケーブルプーリ７６０の直径より大きい場合には、ユーザがヨー方向に操作すると、第２ヨーケーブルプーリ７６０は第１ヨーケーブルプーリ３６０よりも大きな角度で回動する。結果として、第１動作シャフト１５０は、第１操作シャフト１３０よりもさらに回動することができる。

（第２実施形態）

図２４は、本発明の第２実施形態に従う最小侵襲手術用器具の調節ハンドル１１０と第２操作シャフト１４０との間の連結部を示す斜視図である。本発明の第２実施形態によれば、調節ハンドル１１０は、ピッチ操作部２００ａによって第２動作シャフト１４０に連結されている。

そのような構成の詳細について以下に説明する。

ピッチ操作部２００ａは、第１ピッチケーブルプーリ２２０ａと、第２ピッチケーブルプーリ２４０ａと、第３ピッチケーブルプーリ２６０ａとを含むことができる。図に示すように、調節ハンドル１１０を構成する第１及び第２ロッド１１２ａ、１１２ｂのうち、第１ロッド１１２ａは、その延長端部の両側面に固定されている第１ピッチケーブルプーリ２２０ａと、第２動作シャフト１４０の端部にある連結リング２１０上に形成された連結端２１２の内側で独立的に回動するように同一枢支軸上に配置されている第２ピッチケーブルプーリ２４０ａとを有する。さらに、第１及び第２ロッド１１２ａ、１１２ｂが連結されている枢支軸上に第３ピッチケーブルプーリ２６０ａを配置することができる。ここで、第３ピッチケーブルプーリ２６０は、図のように第２ロッド１１２ｂと連動する。

次に、第１ピッチケーブルＰＣ１が、第１ピッチケーブルプーリ２２０ａに連結され、第２ピッチケーブルプーリ２４０ａに連結されている第２ピッチケーブルＰＣ２が、さらに第３ピッチケーブルプーリ２６０ａまで延びて連結されている。第２ピッチケーブルプーリ２４０ａは、第２ピッチケーブルＰＣ２の約３倍の幅を有することが好ましい。一方、第１ピッチケーブルプーリ２２０ａ、第２ピッチケーブルプーリ２４０ａ及び第３ピッチケーブルプーリ２６０ａは、実質的に同じ幅を有する。

上記のような構成により、ユーザは、調節ハンドル１１０を操作するだけでエンドエフェクタ１２０のピッチ方向の動きを制御することができ、あるいは、第３ピッチケーブルプーリ２６０ａに連結されている第２ロッド１１２ｂのみを操作することによって達成され得る第２ピッチケーブルＰＣ２のみの操作によってエンドエフェクタ１２０を開閉することができる。

エンドエフェクタ１２０の開閉操作についてのユーザのさらなる理解に役立つように、本実施形態では、第２ピッチケーブルＰＣ２は、第２ピッチケーブルプーリ２４０ａと第３ピッチケーブルプーリ２６０ａとの間で長い８の字形状に巻きつけられることが好ましい。図２５を参照すると、調節ハンドル１１０の第２ロッド１１２ｂの端部が延出しており、延出端部の両側面に近接して第１ピッチケーブルプーリ２２０ｂ及び第２ピッチケーブルプーリ２４０ｂを配置することができる。この場合、第１及び第２ロッド１１２ａ、１１２ｂを共にピッチ方向に動かしてエンドエフェクタ１２０のピッチ方向の動作を制御するか、または第１ロッド１１２ｂに対する第１ロッド１１２ａの角距離を変えることによってエンドエフェクタ１２０の開閉動作を制御するように、ユーザは調節ハンドル１１０を操作することができる。

これまで説明したことを除いて、本発明の第２実施形態に従う最小侵襲手術用器具は、第１実施形態のものと構成及び動作が同じであるので、それらについての詳細な説明は省略する。本発明の第２実施形態に従う器具の構成を後述する第４及び第５実施形態に対して適用できることも明らかである。

（第３実施形態）

図２６は、本発明の第３実施形態に従う最小侵襲手術用器具の外観を示す斜視図であり、図２７は図２６のｂ部分の詳細図であり、図２８は図２６のａ部分の詳細図である。

本発明の第３実施形態によれば、フック型電極の形態をとるエンドエフェクタ１２０ａの動きを制御するための調節ハンドル１１０ａが、ピッチ操作部２００によって第２操作シャフト１４０に連結されており、エンドエフェクタ１２０ａは、ピッチ動作部６００によって第２動作シャフト１６０に連結されている。

本実施形態によれば、第１及び第２ピッチケーブルＰＣ１、ＰＣ２は、調節ハンドル１１０ａのピッチ／ヨー方向の動きをエンドエフェクタ１２０ａに伝達するように共に動作する。

さらに、第１実施形態とは異なり、本実施形態のエンドエフェクタ１２０ａは、屈曲可能部分を有する棒形状（または、開閉動作を伴わない限り、ユーザの必要性に応じて任意の他の形状、例えばリング形状）を有する。

本実施形態の最小侵襲手術用器具は、エンドエフェクタの開閉のためのメカニズムを有しない点を除いて第１実施形態のものと基本的に同じ構成を有する。従って、簡単にするために、ここでは詳細な説明は省略する。本実施形態の技術的態様は、以下の実施形態にも同様に適用することができる

（第４実施形態）

図２９は、本発明の第４実施形態に従う最小侵襲手術用器具の外観を示す斜視図であり、図３０は図２９のａ部分の詳細図であり、図３１は本発明の第４実施形態に従う第２操作シャフト１４００と調節ハンドル１１０との間の連結部５００の構成を示す分解斜視図である。

図２９及び図３０に示すように、シャフト１００に調節ハンドル１１０を直接連結することができ、シャフト１００と調節ハンドル１１０との間に連結部５００が設けられ、連結部５００を、第１ピッチケーブルＰＣ１、第２ピッチケーブルＰＣ２、ヨーケーブルＹＣの全てが通過する。それ以外は、図２９に示すように、本実施形態の最小侵襲手術用器具は、基本的に、第１実施形態と類似の構成を有する。

ここで、連結部５００の構成について説明する。

図３１を参照すると、連結部５００は、互いから所定の間隔を置いて離間している２枚の円形プレートからなる１対のピッチ連結端５２０ａと、互いから所定の間隔を置いて離間している２枚の円形プレートからなりかつ１対のピッチ連結端５２０ａに直交する方向に配置されている１対のヨー連結端５４０ａとを有して構成されることができる。１対のピッチ連結端５２０ａの内側に、第１ピッチケーブルプーリ２２０及び第２ピッチケーブルプーリ２４０が、調節ハンドル１１０を構成する第１及び第１ロッド１１２ａ、１１２ｂが連結されている枢支軸を軸に、回動可能であるように配置されている。さらに、ヨー連結端５４０ａの内側に、ヨーケーブルプーリ５６０が固定して配置されている。第１ピッチケーブルプーリ２２０及び第２ピッチケーブルプーリ２４０は、第１及び第２ピッチケーブルＰＣ１、ＰＣ２と同じ幅を有し、ヨーケーブルプーリ５６０は、ヨーケーブルＹＣと同じ幅を有する。

さらに、１対のヨー連結端５４０ａの両側面にそれぞれ１対ずつ、合計２対の連結プーリ５５０が回転可能に配置されている。このとき、ヨーケーブルプーリ５６０と連結プーリ５５０とが同軸上に配置されているとしても、両プーリは互いから独立して回転することができる。各連結プーリ５５０は、後述するピッチケーブルＰＣ１、ＰＣ２の約２倍の幅を有することが好ましい。

上記の構成を有する連結部５００の連結プーリ５５０は、ヨーケーブルＹＣによって、第１ヨー動作部７００の第２ヨーケーブルプーリ７６０に連結されている。ここで、ヨーケーブルの連結状態は、図３２に示すように長い８の字形状をなし得る。

上記した本発明の第４実施形態に従う最小侵襲手術用器具により、ユーザは、図３３に示すように調節ハンドル１１０を操作してエンドエフェクタ１２０をピッチ方向及び／またはヨー方向に制御し、かつ／または調節ハンドル１１０を構成する２つのロッド間の角距離を増減させることによってエンドエフェクタ１２０を開閉することができる。

換言すると、ヨーケーブルＹＣは図３２に示すように長い８の字形状で連結されているので、ユーザが調節ハンドル１１０を操作すると、ヨーケーブルＹＣの一方の側が引っ張られるが、ヨーケーブルＹＣの他の側は押される。すると、第１動作シャフト１５０は、図３４に示すように第１ヨー動作部７００を中心に回動する。このとき、角度ａ２は、ヨーケーブルＹＣによる調節ハンドル１１０の回動角度ａ１と実質的に同じである。

調節ハンドル１１０のヨー方向の動きは、ヨーケーブルＹＣによってのみならず、第１及び第２ピッチケーブルＰＣ１、ＰＣ２によっても伝達される。しかしながら、第１及び第２ピッチケーブルＰＣ１、ＰＣ２は、調節ハンドル１１０のヨー方向の動きを第２ヨー動作部８００に伝達し、ヨーケーブルＹＣによって伝達される動きとは方向が反対である。その結果、ユーザが調節ハンドル１１０を角度ａ１だけ回動させると、第２動作シャフト８００及びエンドエフェクタ１２０は、図のように角度ａ３だけ回動する。理想的には、角度ａ３は角度ａ１の２倍であり得る。

ここまで説明してきたように、第１実施形態とは異なり、本発明の本実施形態は別途の操作シャフトが不要である。

（第５実施形態）

図３５は、本発明の第５実施形態に従う最小侵襲手術用器具の外観を示す斜視図である。図３５を参照すると、本発明の第５実施形態に従う最小侵襲手術用器具は、第１実施形態のものと同様に、基本的に、シャフト１００と、調節ハンドル１１０と、エンドエフェクタ１２０と、第１操作シャフト１３０と、第２操作シャフト１４０と、第１動作シャフト１５０と、第２動作シャフト１６０と、第１操作部３００ａと、第２ヨー操作部４００ａと、第１ヨー動作部７００ａと、第２ヨー動作部８００ａとを含む。これらに加えて、器具は、後述する第１連結部５００ａ及び第２連結部９００をさらに含む。構成に関しては以下に詳細に述べる。

図３６は、図３５のａ部分の詳細図である。図３６の第１ヨー操作部３００ａの構成を詳細に示すために、別の角度から見た第１ヨー操作部３００ａを図３７に示す。そして、図３８は、本発明の第５実施形態に従う第１ヨー操作部３００ａの構成を示す分解斜視図である。

第５実施形態の第１ヨー操作部３００ａの構成は、第１操作本体３３０ａの一端に３対の第１連結プーリ３４０ａが、他端に３対の第２連結プーリ３５０ａがそれぞれ近接して配置されている点を除いて、第１実施形態の第１ヨー操作部３００の構成と類似している。図３６及び図３７を参照すると、第１ヨー操作部３００ａの第１及び第２連結プーリ３４０ａ、３５０ａのそれぞれに、第１ピッチケーブルＰＣ１、第２ピッチケーブルＰＣ２、第１ヨーケーブルＹＣ１、第２ヨーケーブルＹＣ２がどのように巻きつけれているかが分かる。ここで、第１及び第２連結プーリ３４０ａ、３５０ａはそれぞれ、第１ピッチケーブルＰＣ１、第２ピッチケーブルＰＣ２及び第２ヨーケーブルＹＣ２の約２倍の幅を有することができる。

図３９は、図３５のｂ部分の詳細図である。図３９の第２ヨー操作部４００ａの構成を詳細に示すために、別の角度から見た第２ヨー操作部４００ａを図４０に示す。そして、図４１は、第２ヨー操作部４００ａの構成を示す分解斜視図である。

第２ヨー操作部４００ａの構成は、第２操作本体４３０ａの一端に第３連結プーリ４６０ａがさらに固定して配置されている点を除いて、第１実施形態の第２ヨー操作部４００の構成と類似している。図４０を参照すると、第２ヨー操作部４００ａの第１連結プーリ４４０ａ、第２連結プーリ４５０ａ及び第３連結プーリ４６０ａのそれぞれに、第１ピッチケーブルＰＣ１、第２ピッチケーブルＰＣ２、第２ヨーケーブルＹＣ２がどのように巻きつけれているかが分かる。ここで、第１、第２及び第３連結プーリ４４０ａ、４５０ａ、４６０ａはそれぞれ、第１ピッチケーブルＰＣ１、第２ピッチケーブルＰＣ２及び第２ヨーケーブルＹＣ２の約２倍の幅を有することができる。

図４２は、図３５のｃ部分の詳細図であり、図４３は、本発明の第５実施形態に従う第１ヨー動作部の構成を示す分解斜視図である。

第１ヨー動作部７００ａの構成は、第１動作本体７３０ａの両側面に連結プーリ７４０ａが３つずつ配置され、３つの連結プーリ７４０ａのうち最も内側の連結プーリ７４０ａに第２ヨーケーブルＹＣ２が連結されている点を除いて、第１実施形態の第１ヨー動作部７００の構成と実質的に同じであるので、構成についての詳細な説明は省略する。

図４４は、図３５のｄ部分の詳細図であり、図４５は、本発明の第５実施形態に従う第２ヨー動作部８００ａの構成を示す分解斜視図である。

第２ヨー動作部８００ａにおいて、第２動作本体８３０ａの両側面に第１連結プーリ８４０ａが２つずつ配置され、第１連結プーリ８４０ａと第２動作本体８３０ａとの間には、第２ヨーケーブルＹＣ２が連結される第２連結プーリ８６０ａが配置されている。ここで、第２ヨーケーブルＹＣ２が連結される第２連結プーリ８６０ａは、第２動作本体８３０ａに固定されている。また、第２ヨーケーブルＹＣ２も、第２動作本体８３０ａに連結されて固定される。

以下は、第１実施形態には見られない、本実施形態に従う第２ヨーケーブルＹＣ２の連結状態についてのさらなる説明である。図４０に示すように、第２ヨーケーブルＹＣ２の一端は、第２操作本体４３０ａに連結されて固定されることができる。また、第２ヨーケーブルＹＣ２は、第２ヨー操作部４００ａの第３連結プーリ４６０ａに巻きつけられ、図３７に示すように、第１ヨー操作部３００ａに含まれている第１及び第２連結プーリ３４０ａ、３５０ａのうち内側に配置されている方のプーリを介して、第１ヨー動作部７００ａ、第２ヨー動作部８００ａの順にヨー動作部に連結されている。第２ヨーケーブルＹＣ２の他端は、図４４に示すように、第２動作本体８３０ａに連結されて固定されている。

以下では、第５実施形態に従う最小侵襲手術用器具の動作について説明する。

本実施形態では、第１ヨーケーブルＹＣ１は、第１実施形態のヨーケーブルＹＣと同様に、第１ヨー操作部３００ａと第１ヨー動作部７００ａとを連結するように配置されており、それによって、第１ヨー操作部３００ａのヨー方向の動きを第１ヨー動作部７００ａに伝達する。その結果、図４６に示すように、第１動作シャフト１５０は第１操作シャフト１３０の操作に従って動作し、このとき得られる角度ａ１及び角度ａ２は互いに実質的に同じである。この場合、第１ヨーケーブルＹＣ１のみならず、第１ピッチケーブルＰＣ１、第２ピッチケーブルＰＣ２、第２ヨーケーブルＹＣ２もまた、第１ヨー操作部３００ａ及び第１ヨー動作部７００ａのヨー方向の動きに影響を与える。しかしながら、第１及び第２ピッチケーブルＰＣ１、ＰＣ２及び第２ヨーケーブルＹＣ２のヨー方向の動きが第１ヨー操作部３００ａの動きによってトリガされなければ、第１ヨー動作部７００ａの動きは第１ヨーケーブルＹＣ１の作用によってほとんど影響を受けない。

さらに、図３９及び図４０に示すように、第１ピッチケーブルＰＣ１、第２ピッチケーブルＰＣ２、第２ヨーケーブルＹＣ２は、第２ヨー操作部４００ａのヨー方向の動きを第２ヨー動作部８００ａに伝達するように、第２ヨー操作部４００ａに配置されている。このとき、図４６に示すように、第１動作シャフト１５０及び第２動作シャフト１６０がなす角度ｂ２は、第１操作シャフト１３０及び第２操作シャフト１４０がなす角度ｂ１と実質的に同じである。この場合、第１及び第２ピッチケーブルＰＣ１、ＰＣ２は、第１実施形態の第２ヨー操作部４００及び第２ヨー動作部８００の動作原理と同じ原理に従って動作し、第２ヨーケーブルＹＣ２は、第１及び第２ピッチケーブルＰＣ１、ＰＣ２と共に、第２ヨー操作部４００のヨー方向の動きを第２ヨー動作部８００に伝達する。さらに、第２ヨーケーブルＹＣ２は、第２ヨー操作部４００及び第２ヨー動作部８００のヨー方向の動きが、後述する第１連結部５００ａの第１及び第２ピッチケーブルＰＣ１、ＰＣ２のヨー方向の動きに影響されることを防止するように機能する。

図３６に示すように、第５実施形態の第１連結部５００ａは、第１及び第２ピッチケーブルＰＣ１、ＰＣ２がピッチ方向にもヨー方向にも動きやすくするように、第４実施形態の連結部５００と同様に構成されることができる。事実、第１連結部５００ａは、ヨーケーブルＹＣが連結されていない点を除いて、図３０に示したように構成されている。従って、ユーザが調節ハンドル１１０を回動させて第１連結部５００ａを動作させると、それによるピッチ方向及びヨー方向の動きは、第１及び第２ピッチケーブルＰＣ１、ＰＣ２を通じて第２連結部９００に伝達され、それによってエンドエフェクタ１２０の動作方向を決定する（ここで、第２連結部９００は、第１連結部５００ａと実質的に同じ構成を有する）。この場合、図４７に示すように、ユーザは、第２操作シャフト１４０に対してより広い角度まで調節ハンドル１１０を回動させることができ、調節ハンドル１１０の回動に従う第１連結部５００ａの動作は第２連結部９００に伝達され、それによってエンドエフェクタ１２０もより広い範囲まで動作することができる。図４７を参照すると、ユーザが調節ハンドル１１０を左に回動させると、それによってエンドエフェクタ１２０は右に回動する。従って、エンドエフェクタ１２０及び第２動作シャフト１６０がなす角度ｃ２は、調節ハンドル１１０の左への回動角度ｃ１と同じであり得る。

以下は、本発明の具体的な応用例に関する詳細な説明であり、これらは、上記の実施形態のうちの少なくとも１つを用いることによって、あるいはそのような応用例を上記の実施形態のうちの少なくとも１つに適用することによって達成される。

（第１応用例）

図４８は、本発明に従う最小侵襲手術用器具の外観を示す斜視図であり、幾つかの実施形態において調節ハンドル１１０並びに第１操作シャフト１３０及び第２操作シャフト１４０の機能を果たすコントローラ１０００が、シャフト１００の一端に連結されていることを示している。

ここで、コントローラ１０００は、既に述べた実施形態の調節ハンドル１１０が行っていたようなピッチ／ヨー方向の動き及び開閉動作を、モータなどの電動手段を用いて電気的に制御することができる。

当業者は、従来の電気駆動制御技術を適用することによって、コントローラ１０００の構成を自由に決めることができる。幾つかのコントローラ１０００の例示的な構成は、従来技術、例えば特許文献３、特許文献４及び特許文献５に見られる。

しかし、これらの特定の従来技術は、例示のためだけに記載しているもので、本発明のコントローラ１０００の構成を意図的に制限するものではない。

（第２応用例）

本発明、特に、本発明の第５実施形態では、ヨー方向の自由度は過大であり、そのことが手術の妨げになる恐れがある。これを解決するために、同一出願人による韓国特許出願（特許文献６）に開示したように、第１操作シャフト１３０の外側のボルトに蝶ナット１３４を締め付けることができ、さらに、一端がシャフト１００に固定されかつ他端がボルト締めされている円弧状のガイドを設けることができる。そうすることによって、第１ヨー操作部３００の変位パターンが適切に決定され、さらに第１ヨー動作部７００の変位パターンが決定され、それによって、他のヨー操作部を利用してヨー方向の追加的な制御が行われる。

本応用例と関連して、当然のことながら、シャフト１００及び第１操作シャフト１３０に設けられる構成要素は、第１シャフト１３０及び第２操作シャフト１４０にも設けられることができ、いずれかのシャフトの動きを制限することができる限り、任意の他の構成要素が用いられ得る。

（第３応用例）

これ以降、前述した実施形態を通じて理解し易いように教示してきた本発明の最小侵襲手術用器具の使用方法を、図４９及び図５０を参照しながら紹介する。

まず、本発明の一応用例によれば、手術に際して、患者の体には、図４９に示すように、複数の切開部を形成するのではなく１つの切開部を形成するのみである。図５０は、唯１つの切開部から本発明の最小侵襲手術用器具を２つ平行に挿入して手術を行う事例を示している。この場合には、２つの最小侵襲手術用器具は、図のように、互いに対して左右対称の動きをするように提供されることが好ましい。すなわち、外科医は、手術用器具を片手に１つずつ持って手術を行うことができる。任意選択で、図４５に示したような１つの切開部から、内視鏡をさらに挿入することができる（この事例のメリットの１つは内視鏡と手術用器具との平行配置の確保が容易なので、外科医は、自分の動作をより直観的に理解するようになることである）。

言うまでもなく、本発明に従う最小侵襲手術用器具の使用方法は、上記した方法に限定されるものではない。例えば、手術に際して、内視鏡と、本発明の最小侵襲手術用器具１つとを、１つの切開部から挿入し、それらを並べたままにしておくことができ、あるいは、手術に際して、内視鏡と、本発明の最小侵襲手術用器具１つとを、１つの切開部から挿入してそれらを並べたままにしておく一方で、別の従来技術の器具をさらに同じ切開部から挿入することができる。

２つの最小侵襲手術用器具は、平行に配置されて対称的な動きをすることができるが、その理由は、本発明の第１ヨー操作部３００及び第２ヨー操作部４００を構成する第１及び第２操作本体３３０、４３０が、第１及び第２操作シャフト１３０、１４０に対して直交するように形成されているので、器具同士が衝突することなく器具を動かすことができるからである。

さらに、１つの切開部から挿入される手術用器具の数を制限する必要はなく、技術的効果が手術用器具の軽量化、小型化、微細化をもたらすので、様々な手術用器具を自由に利用することができる。

（第４応用例）

図５１を参照すると、より単純かつ直観的に理解できる例が、本発明の利点を理解するのに役立つであろう。図５１は、本発明の器具が、患者の体の臓器の１つである腎臓を通り過ぎて副腎まで比較的容易に近付くことができることを示す例示図である。すなわち、本発明の最小侵襲手術用器具を用いると、切開部の位置を制限することなく邪魔になる臓器を容易に回避することによって、動きの自由度を高くして必要な手術を行うことができる。

以上に説明したように、最小侵襲手術道具は、調節ハンドルのピッチ方向及びヨー方向の動き及び／または開閉動作に対応してエンドエフェクタが動作することができ、従来技術を採用する場合より非常に大きい自由度を有してエンドエフェクタを動作できる。

一方、本明細書内で本発明をいくつかの好適実施形態によって記述したが、当業者であれば、添付の特許請求範囲に開示した本発明の範囲及び思想から逸脱することなく、多くの変形形態及び変更形態が可能であることが分かるであろう。

１ 最小侵襲手術用器具
１００ シャフト
１１０ 調節ハンドル
１２０、１２０ａ エンドエフェクタ
１３０ 第１操作シャフト
１４０ 第２操作シャフト
１５０ 第１動作シャフト
１６０ 第２動作シャフト
２００ ピッチ操作部
３００、３００ａ 第１ヨー操作部
４００、４００ａ 第２ヨー操作部
５００ 連結部
５００ａ 第１連結部
６００ ピッチ動作部
７００、７００ａ 第１ヨー動作部
８００、８００ａ 第２ヨー動作部
９００ 第２連結部
ＰＣ１、ＰＣ２ 第１及び第２ピッチ連結部
ＹＣ ヨーケーブル
ＹＣ１、ＹＣ２ 第２ヨーケーブル

Claims (21)

1. 最小侵襲手術用器具であって、
   メインシャフトと、
   前記メインシャフトの一端から順次直列に延出する第１操作シャフト及び第２操作シャフトと、
   前記メインシャフトの他端から順次直列に延出する第１動作シャフト及び第２動作シャフトと、
   前記第２操作シャフトの一端に配置されている調節ハンドルと、
   前記第２動作シャフトの一端に配置されているエンドエフェクタと、
   前記メインシャフトと前記第１操作シャフトとの間、前記第１操作シャフトと前記第２操作シャフトとの間、または前記第２操作シャフトと前記調節ハンドルとの間のうちのいずれか１つの位置に配置され、前記調節ハンドルのピッチ方向の動きを前記エンドエフェクタに伝達するためのピッチ操作部と、
   前記メインシャフトと前記第１操作シャフトとの間、前記第１操作シャフトと前記第２操作シャフトの間、及び前記第２操作シャフトと前記調節ハンドルとの間のうちの他の２つの位置にそれぞれ配置され、前記調節ハンドルのヨー方向の動きを前記エンドエフェクタに伝達するための第１ヨー操作部及び第２ヨー操作部と、
   前記メインシャフトと前記第１動作シャフトとの間、前記第１動作シャフトと前記第２動作シャフトとの間、または前記第２動作シャフトと前記エンドエフェクタとの間のうちのいずれか１つの位置に配置されているピッチ動作部と、
   前記メインシャフトと前記第１動作シャフトとの間、前記第１動作シャフトと前記第２動作シャフトとの間、及び前記第２動作シャフトと前記エンドエフェクタとの間のうちの他の２つの位置にそれぞれ配置されている第１ヨー動作部及び第２ヨー動作部と、
   前記ピッチ操作部、前記第１ヨー操作部、及び前記第２ヨー操作部の動きを、前記ピッチ動作部、前記第１ヨー動作部、及び前記第２ヨー動作部にそれぞれ伝達するための、第１ピッチケーブル及び第２ピッチケーブルと、
   前記第１ピッチケーブル及び前記第２ピッチケーブルとともに、前記第１ヨー操作部の動きを前記第１ヨー動作部に伝達するためのヨーケーブルとを含むことを特徴とする器具。
2. 前記調節ハンドル及び前記エンドエフェクタが開閉可能であるように構成されており、
   前記エンドエフェクタが、前記調節ハンドルの操作に従って前記第１ピッチケーブルおよび前記第２ピッチケーブルの少なくとも一方の動作により開閉されるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の器具。
3. 前記メインシャフト、前記第１操作シャフト、前記第２操作シャフト、前記第１動作シャフト、及び前記第２動作シャフトのうちの少なくとも１つのシャフトの内部に、少なくとも１つの空間が形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の器具。
4. 前記ケーブルの少なくとも一部が、前記空間の少なくとも一部を通って配置されていることを特徴とする請求項３に記載の器具。
5. 前記第１ヨー操作部、前記第２ヨー操作部、前記第１ヨー動作部、及び前記第２ヨー動作部のうちの少なくとも１つが、
   操作本体と、
   前記操作本体の両端に近接して配置された複数の連結プーリとを含み、前記各連結プーリが、前記操作本体の一端の回動軸上に配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の器具。
6. 前記操作本体が、前記２つの互いに隣接するシャフトのうちの一方に固定されていることを特徴とする請求項５に記載の器具。
7. 前記操作本体が、前記シャフトに対して直角に固定されていることを特徴とする請求項６に記載の器具。
8. 前記第１ヨー操作部、前記第２ヨー操作部、前記第１ヨー動作部、及び前記第２ヨー動作部のうちの少なくとも１つが、前記ヨーケーブルに連結されているヨーケーブルプーリをさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の器具。
9. 前記ピッチ操作部及び前記ピッチ動作部のうちの少なくとも１つが、前記第１ピッチケーブルに連結されている第１ピッチケーブルプーリ及び前記第２ピッチケーブルに連結されている第２ピッチケーブルプーリを含むことを特徴とする請求項１に記載の器具。
10. 前記ピッチ操作部が、前記調節ハンドルの１つのロッドの操作に従って動作する第３ピッチケーブルプーリをさらに含み、該第３ピッチケーブルプーリが第１ピッチケーブルまたは前記第２ピッチケーブルに連結されていることを特徴とする請求項９に記載の器具。
11. 最小侵襲手術用器具であって、
    メインシャフトと、
    前記メインシャフトの一端から順次直列に延出する第１操作シャフト及び第２操作シャフトと、
    前記メインシャフトの他端から順次直列に延出する第１動作シャフト及び第２動作シャフトと、
    前記第２操作シャフトの一端に配置されている調節ハンドルと、
    前記第２動作シャフトの一端に配置されているエンドエフェクタと、
    前記第２操作シャフトと前記調節ハンドルとの間に配置され、前記調節ハンドルのピッチ方向及びヨー方向の動きを前記エンドエフェクタに伝達するための第１連結部と、
    前記メインシャフトと前記第１操作シャフトとの間及び、前記第１操作シャフトと前記第２操作シャフトとの間にそれぞれ配置され、前記調節ハンドルのヨー方向の動きを前記エンドエフェクタに伝達するための第１ヨー操作部及び第２ヨー操作部と、
    前記第２動作シャフトと前記エンドエフェクタとの間に配置されている第２連結部と、
    前記メインシャフトと前記第１操作シャフトとの間及び、前記第１操作シャフトと前記第２操作シャフトとの間にそれぞれ配置されている、第１ヨー動作部及び第２ヨー動作部と、
    前記第１連結部、前記第１ヨー操作部、及び前記第２ヨー操作部の動きを、前記第２連結部、前記第１ヨー動作部、及び前記第２ヨー動作部にそれぞれ伝達するための、第１ピッチケーブル及び第２ピッチケーブルと、
    前記第１ピッチケーブル及び前記第２ピッチケーブルとともに、前記第２ヨー操作部の動きを前記第２ヨー動作部に伝達するための第１ヨーケーブルと、
    前記第１ピッチケーブル、前記第２ピッチケーブル、及び前記第１ヨーケーブルとともに、前記第１ヨー操作部の動きを前記第１ヨー動作部に伝達するための第２ヨーケーブルとを含むことを特徴とする器具。
12. 前記調節ハンドル及び前記エンドエフェクタが開閉可能であるように構成されており、
    前記エンドエフェクタが、前記調節ハンドルの操作に従って前記第１ピッチケーブルおよび前記第２ピッチケーブルの少なくとも一方の動作により開閉されるように構成されていることを特徴とする請求項１１に記載の器具。
13. 前記メインシャフト、前記第１操作シャフト、前記第２操作シャフト、前記第１動作シャフト、及び前記第２動作シャフトのうちの少なくとも１つのシャフトの内部に、少なくとも１つの空間が形成されていることを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載の器具。
14. 前記ケーブルの少なくとも一部が、前記空間の少なくとも一部を通って配置されていることを特徴とする請求項１３に記載の器具。
15. 前記第１ヨー操作部、前記第２ヨー操作部、前記第１ヨー動作部、及び前記第２ヨー動作部のうちの少なくとも１つが、
    操作本体と、
    前記操作本体の両端に近接して配置された複数の連結プーリとを含み、前記各連結プーリが、前記操作本体の一端の回動軸上に配置されていることを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載の器具。
16. 前記操作本体が、前記２つの互いに隣接するシャフトのうちの一方に固定されていることを特徴とする請求項１５に記載の器具。
17. 前記操作本体が、前記シャフトに対して直角に固定されていることを特徴とする請求項１６に記載の器具。
18. 前記第１ヨー操作部及び前記第１ヨー動作部のうちの少なくとも１つが、前記ヨーケーブルに連結されているヨーケーブルプーリをさらに含むことを特徴とする請求項１５に記載の器具。
19. 前記第１ヨー操作部及び前記第１ヨー動作部のうちの少なくとも１つが、前記ヨーケーブルに連結されているヨーケーブルプーリをさらに含むことを特徴とする請求項１５に記載の器具。
20. 前記１対のヨー連結端に近接して配置されている複数の連結プーリをさらに含むことを特徴とする請求項１９に記載の器具。
21. 前記第１連結部が、前記調節ハンドルの１つのロッドの操作に従って動作する第３ピッチケーブルプーリをさらに含み、該第３ピッチケーブルプーリが第１ピッチケーブルまたは前記第２ピッチケーブルに連結されていることを特徴とする請求項１９に記載の器具。

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