JP6777694B2 - 内視鏡アダプタ - Google Patents

Description

この発明は、内視鏡アダプタに関し、特に、内視鏡を保持する内視鏡アダプタに関する。

従来、内視鏡を保持する内視鏡保持装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、内視鏡のホルダ部を吸着して保持する永久磁石を含むマウント部と、マウント部に収容され、内視鏡のホルダ部に設けられたギアに噛合するギア部とを備える内視鏡保持装置が開示されている。この特許文献１の内視鏡保持装置では、マウント部の永久磁石に内視鏡のホルダ部が吸着されると、マウント部のギア部と、内視鏡のギアとが噛合して、ギア部の駆動により内視鏡が回転するように構成されている。

特開２００４−１２９９５６号公報

しかしながら、特許文献１の内視鏡保持装置では、マウント部の永久磁石に内視鏡のホルダ部が吸着されると、マウント部のギア部と、内視鏡のギアとが噛合して、ギア部の駆動により内視鏡が回転するように構成されている。このため、マウント部と内視鏡との間に清潔操作のためのドレープを挟むと、マウント部のギア部と内視鏡のギアとが噛合しなくなるため、内視鏡を回転させることができないという不都合がある。このため、内視鏡を保持する装置にドレープをかけた状態で内視鏡を回転可能に保持することが困難であるという問題点がある。

この発明は、内視鏡を保持するロボットアームにドレープをかけた状態で内視鏡を回転可能に保持することが可能な内視鏡アダプタを提供することである。

この発明の一の局面による内視鏡アダプタは、ロボット手術システムのロボットアームにドレープアダプタを介して接続される内視鏡アダプタであって、ドレープアダプタに取り外し可能に接続するための基部と、基部に回転可能に設けられ、ドレープアダプタを介してロボットアームの回転駆動部によって回転駆動される被駆動部材と、先端に撮像部が設けられた挿入部と挿入部に接続された本体部とを含む内視鏡を、挿入部が延びる方向の回転軸線を中心に回転可能に保持する保持部と、内視鏡を保持した保持部に被駆動部材の回転を伝達する伝達機構と、を備え、保持部は、内視鏡を保持する第１保持部材と、基部に設けられ、内視鏡を保持した第１保持部材を回転可能に保持する第２保持部材とを含む。

この発明の一の局面による内視鏡アダプタでは、上記のように構成することによって、ロボットアームとドレープアダプタとの間にドレープを挟み込んだ状態で、ロボットアームの回転駆動部の回転駆動をドレープアダプタを介して内視鏡を保持した保持部に伝達することができるので、内視鏡を挿入部が延びる方向の回転軸線を中心に回転させることができる。これにより、内視鏡を保持するロボットアームにドレープをかけた状態で内視鏡を回転可能に保持することができる。また、内視鏡の回転以外の移動は、ロボットアームの移動により行うことができるので、内視鏡の移動の自由度を向上させることができる。また、ロボットアームに取り付けるための専用の内視鏡を用いなくても、内視鏡アダプタに既存の内視鏡を取り付けて用いることができるので、汎用性を向上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にアダプタを介して内視鏡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内視鏡アダプタを取り外した状態を示した斜視図である。 一実施形態による内視鏡アダプタおよびアダプタを下方から見た斜視図である。 一実施形態による内視鏡アダプタ、アダプタおよびロボットアームを側方から見た図である。 一実施形態による内視鏡アダプタによる内視鏡の保持を説明するための図である。 一実施形態による内視鏡アダプタの被駆動部材の駆動を説明するための図である。

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４１（図３参照）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２１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。

（アダプタ、内視鏡アダプタおよび内視鏡の構成）
図４〜図９を参照して、一実施形態によるアダプタ６０、内視鏡アダプタ８０および内視鏡５０の構成について説明する。

図４に示すように、内視鏡５０は、内視鏡アダプタ８０に回転可能に保持されている。内視鏡５０は、本体部５１と、細長形状の挿入部５２と、撮像部５３とを含んでいる。また、内視鏡５０は、挿入部５２が延びる方向（Ｙ方向）の回転軸線を中心に回転可能に内視鏡アダプタ８０に保持されている。内視鏡５０が回転する回転軸線は、挿入部５２の中心線と略重なっている。本体部５１は、Ｙ方向に延びる細長形状を有している。本体部５１は、一方端に挿入部５２が接続され、他方端にケーブルが接続されている。また、内視鏡５０は、ロボットアーム２１に取り付けるための専用の内視鏡ではなく、汎用の内視鏡を用いてもよい。

挿入部５２は、患者Ｐの体内に挿入される部分である。挿入部５２は、たとえば、変形しずらい硬さを有している。つまり、内視鏡５０は硬性内視鏡である。挿入部５２は、患者Ｐの体表に配置されたトロッカを介して患者Ｐの体内に挿入される。挿入部５２の先端（本体部５１とは反対側の端部）には、撮像部５３が設けられている。これにより、撮像部５３が患者Ｐの体内に配置されて、手術部分を撮像することが可能である。

撮像部５３は、単眼または複眼により、撮像することが可能である。つまり、撮像部５３は、複数の位置または１つの位置から対象を撮像する。また、撮像部５３には照明が設けられている。照明は、撮像時に点灯して、撮像対象に光を照射する。

内視鏡５０は、内視鏡アダプタ８０に取り付けられた状態で、ロボット手術システム１００のロボットアーム２１（２１ｂ）にアダプタ６０（ドレープアダプタ）を介して接続される。つまり、ドレープ７０は、ロボットアーム２１ｂと、内視鏡５０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２１ｂ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２１ｂに取り付けられる。つまり、アダプタ６０は、ロボットアーム２１ｂ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。ロボットアーム２１ｂは、内視鏡５０を回転させるために、アダプタ６０を介して内視鏡アダプタ８０に動力を伝達する。

図５に示すように、アダプタ６０は、基体６１と、複数の回転駆動伝達部材６２と、ガイドレール６３と、先行ガイドレール６４と、電極アレイ６５と、アーム係合部６６と、を備えている。また、図６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。回転駆動伝達部材６２は、図５に示すように、Ｙ２方向側に配置された複数の第１回転駆動伝達部材６２ａと、Ｙ１方向側に配置された複数の第２回転駆動伝達部材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２１ｂ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に内視鏡アダプタ８０が取り付けられる。

内視鏡アダプタ８０は、ロボット手術システム１００のロボットアーム２１ｂにアダプタ６０を介して取り外し可能に接続される。図５に示すように、内視鏡アダプタ８０は、取付部８１と、延長部８２とを含む基部８０ａと、保持部８３とを備えている。また、内視鏡アダプタ８０は、取付部８１のＺ２方向側に配置された取付面８１ａがアダプタ６０に取り付けられる。また、内視鏡アダプタ８０は、図６に示すように、複数の被駆動部材８４と、２つの案内溝８５と、２つの可動部材８６と、先行案内溝８７とを備えている。被駆動部材８４は、Ｘ１方向側に配置された第１被駆動部材８４ａと、Ｘ２方向側に配置された第２被駆動部材８４ｂとを含んでいる。

図５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２１ｂ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、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２１ｂに内視鏡アダプタ８０を取り外し可能に接続するために設けられている。つまり、アダプタ６０は、ロボットアーム２１に手術器具４０を取り付ける場合と、ロボットアーム２１に内視鏡アダプタ８０を取り付ける場合とで、共通に用いることが可能である。図５および図６に示すように、基体６１は、ロボットアーム２１ｂに取り付けるための第１面６０ａと、内視鏡アダプタ８０の取付面８１ａが装着される第２面６０ｂと、を含んでいる。

回転駆動伝達部材６２は、基体６１に回転可能に設けられている。具体的には、回転駆動伝達部材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。回転駆動伝達部材６２は、ロボットアーム２１ｂの回転駆動部２１２の駆動力を、内視鏡アダプタ８０の被駆動部材８４に伝達する。

ガイドレール６３は、図５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。２つのガイドレール６３は、略平行に設けられている。また、ガイドレール６３は、内視鏡アダプタ８０の取付面８１ａに略平行に設けられた案内溝８５にそれぞれ対応するように設けられている。第２面６０ｂのガイドレール６３は、それぞれ、取付面８１ａの案内溝８５を対応させてＹ方向にスライドさせることにより、複数の回転駆動伝達部材６２の各々と、取付面８１ａに設けられた複数の被駆動部材８４の各々とが対応するように内視鏡アダプタ８０を案内するように構成されている。

また、第２面６０ｂの２つのガイドレール６３は、回転駆動伝達部材６２の回転軸線方向（Ｚ方向）と交差する方向（Ｙ方向）に、内視鏡アダプタ８０の２つの案内溝８５を案内するように構成されている。つまり、アダプタ６０に対する内視鏡アダプタ８０のスライド挿入方向は、内視鏡５０の挿入部５２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、２つのガイドレール６３の間に設けられている。また、先行ガイドレール６４は、２つのガイドレール６３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８１ａに設けられた先行案内溝８７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、２つのガイドレール６３よりも先行して内視鏡アダプタ８０を案内する。

電極アレイ６５は、ロボットアーム２１に接続される。なお、電極アレイ６５は、アダプタ６０に手術器具４０が接続される場合に、手術器具４０の電極アレイとロボットアーム２１とを接続するために設けられている。

アーム係合部６６は、図５および図６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。

ここで、本実施形態では、図６に示すように、内視鏡アダプタ８０の基部８０ａは、アダプタ６０に取り外し可能に接続するために設けられている。基部８０ａは、アダプタ６０に取り付けられる取付部８１と、取付部８１から挿入部５２が延びる方向（Ｙ方向）に延びる延長部８２とを含んでいる。また、基部８０ａには、内視鏡５０を、挿入部５２が延びる方向（Ｙ方向）の回転軸線を中心に回転可能に保持する保持部８３が設けられている。また、基部８０ａには、アダプタ６０を介してロボットアーム２１ｂの回転駆動部２１２によって回転駆動される被駆動部材８４が回転可能に設けられている。また、伝達機構８８は、内視鏡５０を保持した保持部８３に被駆動部材８４の回転を伝達する。

これにより、ロボットアーム２１ｂとアダプタ６０との間にドレープ７０を挟み込んだ状態で、ロボットアーム２１ｂの回転駆動部２１２の回転駆動をアダプタ６０を介して内視鏡５０を保持した保持部８３に伝達することができるので、内視鏡５０を挿入部５２が延びる方向（Ｙ方向）の回転軸線を中心に回転させることができる。その結果、内視鏡５０を保持するロボットアーム２１ｂにドレープ７０をかけた状態で内視鏡５０を回転可能に保持することができる。また、内視鏡５０の回転以外の移動は、ロボットアーム２１ｂの移動により行うことができるので、内視鏡５０の移動の自由度を向上させることができる。また、ロボットアーム２１ｂに取り付けるための専用の内視鏡を用いなくても、内視鏡アダプタ８０に既存の内視鏡５０を取り付けて用いることができるので、汎用性を向上させることができる。

図６に示すように、内視鏡アダプタ８０の被駆動部材８４は、回転駆動されることにより、内視鏡５０を回転させる。たとえば、被駆動部材８４は、２つ設けられている。なお、ロボットアーム２１には、回転駆動部２１２が４つ設けられている。また、アダプタ６０には、回転駆動部２１２に係合する回転駆動伝達部材６２が４つ設けられている。ロボットアーム２１には、アダプタ６０を介して手術器具４０が取り付けることも可能である。この場合、手術器具４０は、４つの回転駆動部２１２により駆動される。たとえば、１つの回転駆動部２１２の回転により、手術器具４０のシャフト４２が回転される。また、他の３つの回転駆動部２１２の回転により、エンドエフェクタ４１が駆動される。

具体的には、被駆動部材８４は、アダプタ６０の回転駆動伝達部材６２によりロボットアーム２１ｂの回転駆動部２１２の回転が伝達されて回転する。これにより、回転駆動伝達部材６２により、ロボットアーム２１ｂの回転駆動部２１２の回転駆動を内視鏡アダプタ８０の被駆動部材８４に容易に伝達することができる。

図７に示すように、被駆動部材８４には、軸８４１を介して、はす歯歯車８４２が接続されている。はす歯歯車８４２は、被駆動部材８４の回転に伴って、Ｚ方向の回転軸線を中心に回転する。

図６に示すように、被駆動部材８４は、スライド挿入方向上流側（Ｙ１方向側）に配置されている。被駆動部材８４は、アダプタ６０の第２回転駆動伝達部材６２ｂと係合する。また、被駆動部材８４は、第１回転駆動伝達部材６２ａとは係合しない形状を有している。これにより、アダプタ６０に対する内視鏡アダプタ８０のスライドの途中で、被駆動部材８４と第１回転駆動伝達部材６２ａとが係合して引っかかるのを抑制することができる。

２つの案内溝８５は、取付部８１の取付面８１ａに設けられている。また、２つの案内溝８５は、アダプタ６０に設けられた２つのガイドレール６３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８５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８５は、Ｘ方向に対向するように２つ設けられている。２つの案内溝８５は、略平行に設けられている。案内溝８５は、アダプタ６０のガイドレール６３がそれぞれ挿入されてアダプタ６０への取り付けを案内する。

案内溝８５は、可動部材８６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８６が内側に移動することにより、案内溝８５の幅が拡張される。また、可動部材８６が外側に移動することにより、案内溝８５の幅が縮小される。可動部材８６は、案内溝８５の幅を狭める方向（外側方向）に向けて付勢されている。具体的には、可動部材８６は、バネにより付勢されている。可動部材８６は、ボタン８６１を作業者が押すことにより、案内溝８５の幅を広げる方向（内側方向）に移動する。

先行案内溝８７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８７は、２つの案内溝８５の間に設けられている。また、先行案内溝８７は、２つの案内溝８５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８７は、Ｘ方向における取付面８１ａの略中央に設けられている。

図７に示すように、保持部８３は、第１保持部材８３１と、第２保持部材８３２とを含んでいる。また、保持部８３は、固定部材８３３を含んでいる。また、第１保持部材８３１の外周には、第１歯車８３４が設けられている。また、保持部８３は、Ｙ方向に延びる延長部８２の先端に設けられている。これにより、延長部８２によりアダプタ６０の位置と保持部８３の位置とを離すことができるので、内視鏡５０の本体部５１がアダプタ６０のロボットアーム２１ｂ側（保持部８３とは反対側）にはみ出るのを抑制することができる。これにより、ロボットアーム２１ｂの移動に内視鏡５０の本体部５１が干渉するのを抑制することができる。

第１保持部材８３１は、内視鏡５０を保持する。第２保持部材８３２は、基部８０ａに設けられ、第１保持部材８３１を回転可能に保持する。具体的には、第１保持部材８３１は、複数の軸受８３５および８３６を介して第２保持部材８３２に回転可能に保持されている。つまり、軸受８３５および８３６の内周部分に第１保持部材８３１が接続され、軸受８３５および８３６の外周部分に第２保持部材８３２が接続されている。これにより、内視鏡５０を保持した第１保持部材８３１を第２保持部材８３２により安定して回転可能に保持させることができるので、ロボットアーム２１ｂに対する内視鏡５０の先端の撮像部５３の位置がずれるのを抑制することができる。

第１保持部材８３１は、Ｙ方向に貫通する貫通穴が形成されている。第１保持部材８３１のＹ１方向側は、内視鏡５０の挿入部５２の直径よりも大きく、内視鏡５０の本体部５１の直径よりも小さい直径を有する開口が形成されている。第１保持部材８３１のＹ２方向側は、内視鏡５０の本体部５１の直径よりも大きい直径を有する開口が形成されている。

第１保持部材８３１は、内視鏡５０の本体部５１の挿入部５２側（Ｙ１方向側）の形状に沿った内壁８３１ａを有している。つまり、内視鏡５０の本体部５１のＹ１方向側には、先端部５１１が設けられている。第１保持部材８３１の内壁８３１ａは、先端部５１１に沿った形状を有している。これにより、内視鏡５０の本体部５１の外周と第１保持部材８３１の内壁８３１ａとを密着させることができるので、第１保持部材８３１により内視鏡５０を安定して保持することができる。

具体的には、先端部５１１は、断面形状が円形状の先細り形状を有している。つまり、先端部５１１は、円すい形状を有している。第１保持部材８３１は、内視鏡５０の本体部５１の挿入部５２側の先端部５１１の円すい形状に沿った円すい形状の内壁８３１ａを有している。これにより、内視鏡５０の本体部５１の円すいの中心角度と、第１保持部材８３１の内壁８３１ａの円すいの中心角度とが、多少異なる場合でも、直径が等しい部分においては円周状に線接触させることができるので、第１保持部材８３１の内壁８３１ａの寸法精度を過度に追及しなくても、第１保持部材８３１により内視鏡５０を安定して保持することができる。また、第１保持部材８３１の内壁８３１ａの円すいの中心角度と異なる円すいの中心角度を有する内視鏡５０も用いることができるので、既存の内視鏡をより適用しやすくすることができる。

固定部材８３３は、図８に示すように、第１保持部材８３１の先端部に当接され、内視鏡５０の挿入部５２の係合部５２１に係合して、本体部５１を第１保持部材８３１の内壁８３１ａに押し当てる。つまり、内視鏡５０の挿入部５２には、雄ねじ状の係合部５２１が設けられている。また、固定部材８３３は、雌ねじ状に形成されている。固定部材８３３と、係合部５２１を係合させて、固定部材８３３を締めるように回転させることにより、第１保持部材８３１を挟み込んだ、固定部材８３３と本体部５１との距離が小さくなる。これにより、内視鏡５０の本体部５１を第１保持部材８３１の内壁８３１ａにより密着させることができるので、第１保持部材８３１により内視鏡５０をより安定して保持することができる。

つまり、内視鏡５０を第１保持部材８３１に取り付ける場合は、内視鏡５０の挿入部５２を、第１保持部材８３１に対してＹ２方向側から挿入させる。第１保持部材８３１の内壁８３１ａと、内視鏡５０の先端部５１１とを当接させた状態で、係合部５２１に、固定部材８３３を締めるように係合させて、第１保持部材８３１に対して内視鏡５０を固定する。内視鏡５０を第１保持部材８３１から取り外す場合は、係合部５２１がら、固定部材８３３を緩めて係合を解除してから、内視鏡５０の挿入部５２を、第１保持部材８３１に対してＹ２方向側に移動させて抜き取る。

内視鏡５０の本体部５１は、内視鏡アダプタ８０において、第１保持部材８３１および固定部材８３３のみに接して、支持される。つまり、第１保持部材８３１に内視鏡５０を取り付けた場合は、内視鏡５０の本体部５１は、取付部分以外の部分は、内視鏡アダプタ８０に対して離間している（浮いている）。

図７に示すように、伝達機構８８は、第２歯車８８１と、円筒ウォームギア８８２と、シャフト８８３と、軸受８８４および８８５とを含む。第２歯車８８１は、円筒ウォームギア８８２と同軸に設けられている。つまり、第２歯車８８１および円筒ウォームギア８８２は、直線状に延びるシャフト８８３の一方端および他方端にそれぞれ設けられている。第２歯車８８１は、シャフト８８３のＹ１方向側の端部に設けられている。円筒ウォームギア８８２は、シャフト８８３のＹ２方向側の端部に設けられている。第２歯車８８１は、第１歯車８３４に噛合する。第２歯車８８１の回転により第１保持部材８３１を回転させる。また、第２歯車８８１の歯数は、第１歯車８３４の歯数よりも少ない。これにより、伝達機構８８は、被駆動部材８４の回転を減速して第１歯車８３４に伝達する。

円筒ウォームギア８８２は、被駆動部材８４のはす歯歯車８４２に噛合する。これにより、ロボットアーム２１ｂの回転駆動部２１２からの回転をはす歯歯車８４２と円筒ウォームギア８８２とにより回転軸線方向を変えて伝達して、第２歯車８８１により内視鏡５０を保持した第１保持部材８３１を回転させることができる。また、内視鏡アダプタ８０の保持部８３に、外周に第１歯車８３４が形成された第１保持部材８３１を設けることによって、内視鏡５０自体に歯車を設ける必要がないので、汎用的な既存の内視鏡を用いることができる。

たとえば、はす歯歯車８４２および円筒ウォームギア８８２のうち少なくとも１つは、樹脂歯車である。これにより、金属歯車を用いる場合に比べて、ギアの噛み合いによる騒音および振動が発生するのを抑制することができる。また、樹脂歯車の弾性変形により、バックラッシュを低減することができる。なお、はす歯歯車８４２および円筒ウォームギア８８２は、ともに金属製であってもよい。

図９に示すように、第１被駆動部材８４ａおよび第２被駆動部材８４ｂは、一方が正回転駆動して他方が逆回転駆動して駆動を伝達してもよい。これにより、第１被駆動部材８４ａおよび第２被駆動部材８４ｂの各々を一方向のみに回転駆動させることができるので、バックラッシュの発生を抑制することができる。

また、第１被駆動部材８４ａおよび第２被駆動部材８４ｂは、一方が正逆回転駆動して駆動を伝達して他方が従動してもよい。これにより、第１被駆動部材８４ａおよび第２被駆動部材８４ｂのうち一の被駆動部材８４のみを回転駆動させればよいので、装置構成を簡素化することができる。

軸受８８４は、シャフト８８３の円筒ウォームギア８８２の近傍を回転可能に支持している。軸受８８５は、円筒ウォームギア８８２のＹ２方向側の端部近傍を回転可能に支持している。つまり、軸受８８４および８８５は、円筒ウォームギア８８２のはす歯歯車８４２の噛合する位置を挟むようにして、円筒ウォームギア８８２を回転可能に支持している。

ロボットアーム２１は、それぞれ、手術器具４０または内視鏡５０が取り付けられるように複数設けられている。内視鏡アダプタ８０（内視鏡５０）は、複数のロボットアーム２１のいずれにも装着可能である。これにより、内視鏡５０を複数のロボットアーム２１のいずれにも装着することができるので、内視鏡５０を取り付ける自由度を向上させることができる。また、複数のロボットアーム２１に取り付けられる手術器具４０および内視鏡５０のアダプタ６０を共通にすることができる。

（ロボットアームへの内視鏡の取り付け）
図５を参照して、一実施形態によるロボットアーム２１ｂへの内視鏡５０（内視鏡アダプタ８０）の取り付けについて説明する。

図５に示すように、ロボットアーム２１ｂをドレープ７０で覆った状態で、ロボットアーム２１ｂ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２１ｂに対してＺ方向に移動させて、ロボットアーム２１ｂに取り付けられる。ロボットアーム２１ｂに取り付けられたアダプタ６０に対して内視鏡５０を保持した状態の内視鏡アダプタ８０を取り付ける。内視鏡アダプタ８０は、アダプタ６０の先行ガイドレール６４および２つのガイドレール６３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、内視鏡アダプタ８０（内視鏡５０）がアダプタ６０を介してロボットアーム２１ｂに取り付けられる。

内視鏡アダプタ８０をロボットアーム２１ｂから取り外す場合は、内視鏡アダプタ８０の可動部材８６のボタン８６１を押しながら、内視鏡アダプタ８０をＹ２方向にスライド移動させることにより、内視鏡アダプタ８０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（ドレープアダプタ）の第２面に沿って内視鏡アダプタを挿入部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、ドレープアダプタの第２面に沿って内視鏡アダプタを挿入部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、内視鏡アダプタは、ドレープアダプタに対して、スライド移動させずに着脱させてもよい。たとえば、内視鏡アダプタは、ドレープアダプタに対して係合する方向に移動させて着脱させてもよい。

また、上記実施形態では、保持部により内視鏡の本体部の挿入部側の先端を支持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、保持部により内視鏡の挿入部を支持してもよいし、内視鏡の本体部の挿入部側の先端以外の部分を支持してもよい。

また、上記実施形態では、平面視においてアダプタ（ドレープアダプタ）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、ドレープアダプタ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、ドレープアダプタは、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、内視鏡アダプタに２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、内視鏡アダプタに１つの被駆動部材が設けられていてもよいし、３以上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、ロボットアームに手術器具を取り付ける場合と、ロボットアームに内視鏡アダプタを取り付ける場合とで、共通のアダプタ（ドレープアダプタ）を用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、ロボットアームに手術器具を取り付ける場合と、ロボットアームに内視鏡アダプタを取り付ける場合とで、互いに異なる種類のドレープアダプタを用いてもよい。

また、上記実施形態では、アダプタ（ドレープアダプタ）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、ドレープ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。

２１：ロボットアーム、４０：手術器具、５０：内視鏡、５１：本体部、５２：挿入部、５３：撮像部、６０：アダプタ（ドレープアダプタ）、６２：回転駆動伝達部材、７０：ドレープ、８０：内視鏡アダプタ、８０ａ：基部、８１：取付部、８２：延長部、８３：保持部、８４：被駆動部材、８４ａ：第１被駆動部材、８４ｂ：第２被駆動部材、８８：伝達機構、１００：ロボット手術システム、２１２：回転駆動部、５２１：係合部、８３１：第１保持部材、８３１ａ：内壁、８３２：第２保持部材、８３３：固定部材、８３４：第１歯車、８３５、８３６：軸受、８４２：はす歯歯車、８８１：第２歯車、８８２：円筒ウォームギア

Claims (14)

1. ロボット手術システムのロボットアームにドレープアダプタを介して接続される内視鏡アダプタであって、
   前記ドレープアダプタに取り外し可能に接続するための基部と、
   前記基部に回転可能に設けられ、前記ドレープアダプタを介して前記ロボットアームの回転駆動部によって回転駆動される被駆動部材と、
   先端に撮像部が設けられた挿入部と前記挿入部に接続された本体部とを含む内視鏡を、前記挿入部が延びる方向の回転軸線を中心に回転可能に保持する保持部と、
   前記内視鏡を保持した前記保持部に前記被駆動部材の回転を伝達する伝達機構と、を備え、
   前記保持部は、前記内視鏡を保持する第１保持部材と、前記基部に設けられ、前記内視鏡を保持した前記第１保持部材を回転可能に保持する第２保持部材とを含む、内視鏡アダプタ。
2. 前記保持部は、前記内視鏡を保持し、外周に第１歯車が形成された前記第１保持部材と、前記第１保持部材を回転可能に保持する前記第２保持部材とを含み、
   前記被駆動部材は、はす歯歯車を含み、
   前記伝達機構は、前記被駆動部材の前記はす歯歯車に噛合する円筒ウォームギアと、前記円筒ウォームギアと同軸に設けられ、前記第１歯車に噛合する第２歯車とを含み、前記第２歯車の回転により前記第１保持部材を回転させるように構成されている、請求項１に記載の内視鏡アダプタ。
3. 前記はす歯歯車および前記円筒ウォームギアのうち少なくとも１つは、樹脂歯車である、請求項２に記載の内視鏡アダプタ。
4. 前記第１保持部材は、前記内視鏡の前記本体部の前記挿入部側の形状に沿った内壁を有している、請求項２または３に記載の内視鏡アダプタ。
5. 前記第１保持部材は、前記内視鏡の前記本体部の前記挿入部側の円すい形状に沿った円すい形状の内壁を有している、請求項４に記載の内視鏡アダプタ。
6. 前記保持部は、前記第１保持部材の先端部に当接され、前記内視鏡の前記挿入部の係合部に係合して、前記本体部を前記第１保持部材の内壁に押し当てる、固定部材をさらに含む、請求項４または５に記載の内視鏡アダプタ。
7. 前記第１保持部材は、複数の軸受を介して前記第２保持部材に回転可能に保持されている、請求項２〜６のいずれか１項に記載の内視鏡アダプタ。
8. 前記基部は、前記ドレープアダプタに取り付けられる取付部と、前記取付部から前記挿入部が延びる方向に延びる延長部とを含み、
   前記延長部の先端に前記保持部が配置されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の内視鏡アダプタ。
9. 前記被駆動部材は、第１被駆動部材および第２被駆動部材を含み、
   前記第１被駆動部材および前記第２被駆動部材は、一方が正回転駆動して他方が逆回転駆動して駆動を伝達する、または、一方が正逆回転駆動して駆動を伝達して他方が従動するように構成されている、請求項１〜８のいずれか１項に記載の内視鏡アダプタ。
10. 前記ドレープアダプタは、前記ロボットアームの前記回転駆動部によって回転される回転駆動伝達部材を有し、
    前記被駆動部材は、前記回転駆動伝達部材により前記ロボットアームの前記回転駆動部の回転が伝達されて回転するように構成されている、請求項１〜９のいずれか１項に記載の内視鏡アダプタ。
11. 前記挿入部が変形しない硬性内視鏡が取り付けられるように構成されている、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の内視鏡アダプタ。
12. 前記ロボットアームは、それぞれ、手術器具または前記内視鏡が取り付けられるように複数設けられており、
    複数の前記ロボットアームのいずれにも前記内視鏡が装着可能に構成されている、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の内視鏡アダプタ。
13. 前記被駆動部材は、回転軸線が延びる方向が、前記内視鏡の前記挿入部が延びる方向と交差するように配置されている、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の内視鏡アダプタ。
14. 前記第２保持部材は、前記内視鏡の前記本体部の前記挿入部側に対応する位置において、前記第１保持部材を回転可能に保持している、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の内視鏡アダプタ。

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