JP7257353B2 - 内視鏡アダプタ、ロボット手術システムおよび内視鏡アダプタの回転位置調整方法 - Google Patents

Description

この発明は、内視鏡アダプタ、ロボット手術システムおよび内視鏡アダプタの回転位置調整方法に関し、特に、内視鏡を回転可能に保持する内視鏡アダプタ、内視鏡アダプタを備えるロボット手術システムおよび内視鏡アダプタの回転位置調整方法に関する。

従来、内視鏡を回転可能に保持する内視鏡アダプタが知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、内視鏡を回転可能に保持する内視鏡アダプタが開示されている。上記特許文献１に記載の内視鏡アダプタは、ドレープアダプタに取外し可能に接続される基部と、内視鏡を回転可能に保持する保持部（内視鏡保持部）と、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（駆動部）によって回転駆動される被駆動部材と、保持部に被駆動部材の回転を減速して伝達する伝達機構と、を備えている。すなわち、伝達機構は、被駆動部材の回転を減速して内視鏡保持部に伝達するように構成されている。また、上記特許文献１には、操作ハンドルを回動させることによりロボットアームの回転駆動部を回転駆動させて内視鏡を回転させることが可能なロボット手術システムが開示されている。

特開２０２０－３１７６７号公報

ここで、上記特許文献１に記載されているようなロボット手術システムによる手術を行う際に、たとえば、ロボットアームに内視鏡を取り付けた際の初期において、内視鏡の視野を同じにするためや、内視鏡を回転させるときの操作ハンドルの左右の回転可能量を均等にするために、内視鏡およびロボットアームの駆動部を各々の回転角度範囲の原点に配置させたいという要望がある。特に、上記特許文献１に記載されているような内視鏡保持部に対しロボットアームの駆動部による回転を減速して伝達する伝達機構を内視鏡アダプタが備えている場合、内視鏡およびロボットアームの駆動部を各々の回転角度範囲の原点に配置させるのが難しいという問題があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の目的は、内視鏡およびロボットアームの駆動部を各々の回転角度範囲の原点に配置させることが可能な内視鏡アダプタ、ロボット手術システムおよび内視鏡アダプタの回転位置調整方法を提供することである。

上記目的を達成するために、この発明の第１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接続される内視鏡アダプタであって、内視鏡を回転可能に保持する内視鏡保持部と、ロボットアームに取り付けられる取付部と取付部に設けられロボットアームの駆動部によって回転駆動される被駆動部材と被駆動部材の回転を減速して内視鏡保持部に伝達する伝達機構とを含む基部と、を備え、伝達機構は、被駆動部材の回転により回転する駆動伝達軸と、駆動伝達軸と一体的に回転する第１連係部材と、駆動伝達軸に対して回転可能に設けられ、第１連係部材と連係して回転する第２連係部材と、を含み、基部は、第２連係部材に当接することによって駆動伝達軸の回転を停止させるストッパ部を含む。

この発明の第１の局面による内視鏡アダプタでは、上記のように、伝達機構を、被駆動部材の回転により回転する駆動伝達軸と、駆動伝達軸と一体的に回転する第１連係部材と、駆動伝達軸に対して回転可能に設けられ、第１連係部材と連係して回転する第２連係部材と、を含むように構成するとともに、基部を、第２連係部材に当接することによって駆動伝達軸の回転を停止させるストッパ部を含むように構成する。これにより、第１連係部材と連係して回転する第２連係部材がストッパ部に当接するまで被駆動部材を回転させることによって、被駆動部材を、メカエンド（機械的な動作限界）となるまで回転させて停止させることができる。したがって、被駆動部材に回転角度範囲（一方側のメカエンドと他方側のメカエンドとの間）における原点が予め設定されている場合、設定されている回転角度範囲と原点との関係に基づいて、メカエンドに配置された被駆動部材を原点に配置させることができる。すなわち、被駆動部材を回転駆動させた駆動部を備えるロボットアームにおいて、被駆動部材を原点に配置させた際の駆動部の回転位置を原点として設定することができる（駆動部の回転位置を原点に配置させることができる）。また、被駆動部材を原点に配置させることによって、被駆動部材の回転が伝達される内視鏡保持部に保持された内視鏡も原点に配置させることができる。その結果、ロボットアームに内視鏡を取り付けた際等に、内視鏡およびロボットアームの駆動部を各々の回転角度範囲の原点に配置させることが可能な内視鏡アダプタを提供することができる。

また、上記目的を達成するために、この発明の第２の局面によるロボット手術システムは、ロボットアームと、ロボットアームに接続される内視鏡アダプタと、前記ロボットアームの駆動部を制御する制御部と、を備え、内視鏡アダプタは、内視鏡を回転可能に保持する内視鏡保持部と、ロボットアームに取り付けられる取付部と取付部に設けられ、ロボットアームの駆動部によって回転駆動される被駆動部材と被駆動部材の回転を減速して内視鏡保持部に伝達する伝達機構とを含む基部と、を備え、伝達機構は、被駆動部材の回転により回転する駆動伝達軸と、駆動伝達軸と一体的に回転する第１連係部材と、駆動伝達軸に対して回転可能に設けられ、第１連係部材と連係して回転する第２連係部材と、を含み、基部は、第２連係部材に当接することによって駆動伝達軸の回転を停止させるストッパ部を含み、制御部は、駆動伝達軸の回転が停止した際のロボットアームの駆動部の回転位置に基づいて、駆動部の回転位置を原点に配置させる制御を行うように構成されている。

この発明の第２の局面によるロボット手術システムでは、上記のように、伝達機構を、上記第１の局面による内視鏡アダプタと同様に構成する。これにより、上記第１の局面による内視鏡アダプタと同様に、被駆動部材を、メカエンド（機械的な動作限界）となるまで回転させて停止させることができる。また、上記第２の局面によるロボット手術システムでは、上記のように、ロボットアームの駆動部を制御する制御部を、駆動伝達軸の回転が停止した際のロボットアームの駆動部の回転位置に基づいて、駆動部の回転位置を原点に配置させる制御を行うように構成する。これにより、制御部の制御によって、被駆動部材がメカエンドに配置された場合のロボットアームの駆動部の回転位置に基づいて、駆動部の回転位置を原点に配置させることができる。すなわち、被駆動部材に回転角度範囲（一方側のメカエンドと他方側のメカエンドとの間）における原点が予め設定されている場合、設定されている回転角度範囲と原点との関係に基づいて、メカエンドに配置された被駆動部材を原点に配置させるように駆動部を回転させることによって、駆動部の回転位置を原点に配置させることができる。また、被駆動部材を原点に配置させることによって、被駆動部材の回転が伝達される内視鏡保持部に保持された内視鏡も原点に配置させることができる。その結果、ロボットアームに内視鏡を取り付けた際等に、内視鏡およびロボットアームの駆動部を各々の回転角度範囲の原点に配置させることが可能なロボット手術システムを提供することができる。

また、上記目的を達成するために、この発明の第３の局面による内視鏡アダプタの回転位置調整方法は、ロボット手術システムのロボットアームに接続される内視鏡アダプタの回転位置調整方法であって、内視鏡を回転可能に保持する内視鏡保持部と、基部と、を備え、基部が、ロボットアームに取り付けられる取付部と、取付部に設けられ、ロボットアームの駆動部によって回転駆動される被駆動部材と、被駆動部材の回転を減速して内視鏡保持部に伝達する伝達機構と、を含む内視鏡アダプタを準備する工程と、ロボットアームに内視鏡アダプタを取り付けた後、被駆動部材を回転させることにより、第１連係部材を、被駆動部材の回転により回転する駆動伝達軸と一体的に回転させる工程と、駆動伝達軸に対して回転可能に設けられた第２連係部材を、第１連係部材と連係して回転させるとともに、基部に含まれるストッパ部に当接させることによって駆動伝達軸の回転を停止させる工程と、駆動伝達軸の回転を停止させる工程の後、駆動伝達軸の回転が停止した際のロボットアームの駆動部の回転位置に基づいて、駆動部の回転位置を原点に配置させる工程と、を備える。

この発明の第３の局面による内視鏡アダプタの回転位置調整方法では、上記のように、ロボットアームに内視鏡アダプタを取り付けた後、被駆動部材を回転させることにより、第１連係部材を、駆動伝達軸と一体的に回転させるとともに、第２連係部材を、第１連係部材と連係して回転させ、第２連係部材を、ストッパ部に当接させることによって駆動伝達軸の回転を停止させる。これにより、上記第１の局面による内視鏡アダプタおよび上記第２の局面によるロボット手術システムと同様に、被駆動部材の回転位置をメカエンド（機械的な動作限界）に配置させることができる。また、上記第３の局面による内視鏡アダプタの回転位置調整方法では、上記のように、駆動伝達軸の回転を停止させた後、駆動伝達軸の回転が停止した際のロボットアームの駆動部の回転位置に基づいて、駆動部の回転位置を原点に配置させる。これにより、上記第２の局面によるロボット手術システムと同様に、被駆動部材がメカエンドに配置された場合のロボットアームの駆動部の回転位置に基づいて、駆動部の回転位置を原点に配置させることができる。すなわち、メカエンドに配置された被駆動部材を原点に配置させるように駆動部を回転させることによって、駆動部の回転位置を原点に配置させることができるとともに、被駆動部材の回転が伝達される内視鏡保持部に保持された内視鏡も原点に配置させることができる。その結果、ロボットアームに内視鏡を取り付けた際等に、内視鏡およびロボットアームの駆動部を各々の回転角度範囲の原点に配置させることができる。

本発明によれば、上記のように、内視鏡およびロボットアームの駆動部を各々の回転角度範囲の原点に配置させることができる。

本発明の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。 本発明の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。 本発明の一実施形態によるロボットアームに内視鏡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。 本発明の一実施形態によるロボットアームからドレープ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分解斜視図である。 本発明の一実施形態による内視鏡アダプタおよびドレープアダプタを下方から見た分解斜視図である。 本発明の一実施形態による内視鏡アダプタの一部を示した斜視図である。 本発明の一実施形態による内視鏡アダプタの伝達機構を示した側面図である。 （Ａ）は、本発明の一実施形態による内視鏡アダプタの被駆動部材を原点に配置させた状態を示した平面図である。（Ｂ）は、本発明の一実施形態による内視鏡アダプタの被駆動部材をメカエンドに配置させた状態を示した平面図である。 本発明の一実施形態による内視鏡アダプタの回転位置調整機構を示した斜視図である。 本発明の一実施形態による内視鏡アダプタの回転位置調整機構を示した拡大斜視図である。 本発明の一実施形態による内視鏡アダプタの回転位置調整機構を分解した状態を示した斜視図である。 本発明の一実施形態による内視鏡アダプタの駆動伝達軸のキー溝を示した斜視図である。 本発明の一実施形態による内視鏡アダプタのストッパ部を示した斜視図である。 本発明の一実施形態による内視鏡アダプタの回転位置調整方法のフローである。

以下、本発明を具体化した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、本発明の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、画像処理装置３と、を備える。

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１３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、動作態様指令をコントローラを介して患者側装置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２ａに取り付けられた内視鏡２ｄ、ロボットアーム２ｂに取り付けられた手術器具２ｃ（ｓｕｒｇｉｃａｌ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ）等の医療器具を操作する。画像処理装置３は、内視鏡２ｄにより撮影された術野の画像を遠隔操作装置１などに送信する。これにより、低侵襲手術が行われる。

患者側装置２は、患者４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２は、患者４が横たわる手術台５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２ｅを有し、このうち１つのロボットアーム２ａに内視鏡２ｄが取り付けられ、その他のロボットアーム２ｂに手術器具２ｃが取り付けられる。患者側装置２は、ロボットアーム２ａに内視鏡２ｄを取り付けるための内視鏡アダプタ６（図３参照）と、ロボットアーム２ａにドレープ１２（図３参照）を取り付けるためのドレープアダプタ７（図３参照）と、を含む。なお、ドレープアダプタ７は、ロボットアーム２ｂに内視鏡アダプタ６または手術器具２ｃを取り付けるためのアダプタでもある。

複数のロボットアーム２ｅは、プラットホーム８に共通に支持されている。複数のロボットアーム２ｅ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。複数のロボットアーム２ｅは、コントローラを介して与えられた駆動信号により、ロボットアーム２ｅ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８は、手術室の床の上に載置されたポジショナ９に支持されている。ポジショナ９では、鉛直方向に調整可能な昇降軸を有する柱部１０が、車輪を備えるとともに床面を移動可能なベース１１に連結されている。

ロボットアーム２ａには、先端部に医療器具としての内視鏡２ｄが着脱可能に取り付けられる。内視鏡２ｄは、患者４の体腔内を撮影するものであり、撮影した画像は、画像処理装置３を介して遠隔操作装置１に対して出力される。内視鏡２ｄ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２ｅは、患者４に体表に留置したトロッカを介して患者４の体内に内視鏡２ｄを導入する。そして、内視鏡２ｄ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１３とのインターフェースを構成する。遠隔操作装置１は、ロボットアーム２ｅに取り付けられた医療器具を操作者１３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１３によって入力された手術器具２ｃおよび内視鏡２ｄによって実行されるべき動作態様指令をコントローラを介して患者側装置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患者４の様子がよく見えるように手術台５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５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２ｃによって実行されるべき動作態様とは、手術器具２ｃの動作（一連の位置および姿勢）および手術器具２ｃ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２ｃが把持鉗子である場合には、手術器具２ｃによって実行されるべき動作態様とは、エンドエフェクタの手首のロール回転位置およ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２ｃが高周波ナイフである場合には、手術器具２ｃ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２ｃがスネアワイヤである場合には、手術器具２ｃ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２ｄによって実行されるべき動作態様とは、たとえば、内視鏡２ｄ先端の位置および姿勢、又はズーム倍率の設定である。

遠隔操作装置１は、操作ハンドル１ａと、操作ペダル部１ｂと、表示部１ｃと、制御装置１ｄ（図２参照）と、を備える。

操作ハンドル１ａは、ロボットアーム２ｅ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１ａは、医療器具（手術器具２ｃ、内視鏡２ｄ）を操作するための操作者１３による操作を受け付ける。操作ハンドル１ａは、水平方向に沿って２つ設けられている。すなわち、２つの操作ハンドル１ａのうち一方の操作ハンドル１ａは、操作者１３の右手により操作され、２つの操作ハンドル１ａのうち他方の操作ハンドル１ａは、操作者１３の左手により操作される。

また、操作ハンドル１ａ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１ａ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１ａ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。

図２に示すように、遠隔操作装置１と患者側装置２とは、ロボットアーム２ａおよびロボットアーム２ｂ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１ａ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２ａおよびロボットアーム２ｂはスレーブ側の動作部を構成する。そして、操作ハンドル１ａを操作者１３が操作すると、操作ハンドル１ａの動きをロボットアーム２ａの先端部（内視鏡２ｄ）またはロボットアーム２ｂの先端部（手術器具２ｃのエンドエフェクタ）がトレースして移動するようにロボットアーム２ａまたはロボットアーム２ｂ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２ｂ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２ｃのエンドエフェクタは、操作ハンドル１ａ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、精細な手術を正確に行うことができる。

図１に示すように、操作ペダル部１ｂ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む。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、を含む。また、複数のペダルは、操作者１３の足により操作される。

凝固ペダルは、手術器具２ｃ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２ｃ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２ｃ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２ｃ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２ｄの位置およ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２ｄの操作ハンドル１ａによる操作を有効にする。すなわち、カメラペダルが押されている間は、操作ハンドル１ａにより内視鏡２ｄ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２ｄは、左右の操作ハンドル１ａ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１ａの中間点を中心に左右の操作ハンドル１ａを回動させることにより、内視鏡２ｄが回動される。また、左右の操作ハンドル１ａを共に押し込むことにより、内視鏡２ｄが奥に進む。また、左右の操作ハンドル１ａを共に引っ張ることにより、内視鏡２ｄが手前に戻る。また、左右の操作ハンドル１ａを共に上下左右に移動させることにより、内視鏡２ｄ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２ｅと、操作ハンドル１ａとの操作接続を一時切断し手術器具２ｃ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１ａを操作しても、患者側装置２のロボットアーム２ｅが動作しない。たとえば、操作により操作ハンドル１ａ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１ａ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２ｅと操作ハンドル１ａとが再び接続され、中央付近で操作ハンドル１ａの操作を再開することができる。

表示部１ｃは、内視鏡２ｄ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１ｃ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２ｅに取り付けられた内視鏡２ｄ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２ｄ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２ｄ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１ｄは、たとえば、ＣＰＵ等の演算器を有する制御部１０１と、ＲＯＭおよびＲＡＭ等のメモリを有する記憶部１０２と、画像制御部１０３と、を含む。制御装置１ｄ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１０１は、操作ハンドル１ａにより入力された動作態様指令を、操作ペダル部１ｂの切替状態に応じて、ロボットアーム２ｂ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２ｄ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１０１は、操作ハンドル１ａに入力された動作態様指令が手術器具２ｃ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２ｂに対して送信する。これによって、ロボットアーム２ｂが駆動され、この駆動によってロボットアーム２ｂに取り付けられた手術器具２ｃの動作が制御される。

また、制御部１０１は、操作ハンドル１ａに入力された動作態様指令が内視鏡２ｄ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２ａに対して送信する。これによって、ロボットアーム２ａが駆動され、この駆動によってロボットアーム２ａに取り付けられた内視鏡２ｄの動作が制御される。

記憶部１０２には、たとえば、手術器具２ｃ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２ｃの種類に応じて制御部１０１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１ａおよび／または操作ペダル部１ｂの動作指令が個別の手術器具２ｃに適合した動作をさせることができる。

画像制御部１０３は、内視鏡２ｄが取得した画像を表示部１ｃに伝送する。画像制御部１０３は、必要に応じて画像の加工修正処理を行う。

画像処理装置３は、内視鏡２ｄから取得した画像を遠隔操作装置１（図１参照）に伝送するとともに、内視鏡２ｄが取得した画像を表示するように構成されている。画像処理装置３は、必要に応じて内視鏡２ｄから取得した画像の加工修正処理を行う。具体的には、画像処理装置３は、外部モニタ部３１を含む。外部モニタ部３１は、内視鏡２ｄが撮像した画像を表示可能に構成されている。外部モニタ部３１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平坦な画面を有する開放型の表示部である。

（ドレープアダプタ、内視鏡アダプタおよび内視鏡の構成）
図３～図１３を参照して、本発明の一実施形態によるドレープアダプタ７、内視鏡アダプタ６および内視鏡２ｄ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２ｅは、清潔区域において使用されるため、ドレープ１２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１３（図１参照）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１３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１２により覆われる。

ドレープ１２は、ドレープアダプタ７と、ロボットアーム２ａ（２ｂ（図１参照））との間に配置される。ドレープアダプタ７は、ドレープ１２を挟み込むようにして、ロボットアーム２ｅ（図１参照）に取り付けられる。すなわち、ドレープアダプタ７は、ロボットアーム２ｅとの間にドレープ１２を挟み込むためのアダプタである。

以下の説明では、内視鏡アダプタ６の取付部６３（後述する）と内視鏡２ｄとが並ぶ方向をＺ方向とし、Ｚ方向のうち、内視鏡２ｄ側および取付部６３側を、それぞれ、Ｚ１方向（Ｚ１側）およびＺ２方向（Ｚ２側）とする。また、内視鏡アダプタ６の基部６２（後述する）が延びる方向をＹ方向とし、Ｙ方向のうち、内視鏡２ｄを内視鏡アダプタ６に挿入する方向をＹ１方向（Ｙ１側）とし、Ｙ１方向の逆方向をＹ２方向（Ｙ２側）とする。また、Ｚ方向およびＹ方向に直交する方向をＸ方向とし、Ｘ方向のうち一方側および他方側を、それぞれ、Ｘ１方向（Ｚ１側）およびＸ２方向（Ｘ２側）とする。

内視鏡２ｄは、内視鏡アダプタ６に回転可能に保持されている。また、内視鏡２ｄは、内視鏡アダプタ６に着脱可能に取り付けられている。内視鏡２ｄは、本体部２１と、細長形状の挿入部２２と、撮像部２３と、を含む。また、内視鏡２ｄは、挿入部２２が延びる方向（Ｙ方向）の回転軸線Ｃ１（図５参照）を中心に回転可能に内視鏡アダプタ６に保持されている。回転軸線Ｃ１は、挿入部２２の中心線と略重なっている。

本体部２１は、Ｙ方向に延びる細長形状を有している。本体部２１は、一方端に挿入部２２が接続され、他方端にケーブル２４が接続されている。ケーブル２４は、内視鏡２ｄにより撮影された画像を送るためのカメラケーブル２４ａと、内視鏡２ｄにより体腔内を撮影する際に光を照射するためのライトケーブル２４ｂと、を含む。カメラケーブル２４ａの直径は、ライトケーブル２４ｂの直径よりも小さい。カメラケーブル２４ａは、ライトケーブル２４ｂよりもＺ１側に配置されている。なお、内視鏡２ｄには、汎用の内視鏡を用いてもよいし、ロボットアーム２ａに取り付けるための専用の内視鏡を用いてもよい。

挿入部２２は、患者４の体内に挿入される部分である。挿入部２２は、たとえば、変形しずらい硬さを有している。すなわち、内視鏡２ｄは硬性内視鏡である。挿入部２２は、患者４の体表に配置されたトロッカを介して患者４の体内に挿入される。挿入部２２の先端（本体部２１とは反対側の端部）には、撮像部２３が設けられている。これにより、撮像部２３が患者４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２３は、単眼または複眼により、撮像することが可能である。すなわち、撮像部２３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２３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。

図４および図５に示すように、内視鏡２ｄは、内視鏡アダプタ６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２ａにドレープアダプタ７を介して接続される。ロボットアーム２ａは、内視鏡２ｄを回転させるために、ドレープアダプタ７を介して内視鏡アダプタ６に動力を伝達する。具体的には、ロボットアーム２ａは、駆動部２０１を備える。

図７に示すように、駆動部２０１は、係合凸部２０１ａと、モータ２０１ｂと、エンコーダ２０１ｃと、を含む。係合凸部２０１ａは、駆動源としてのモータ２０１ｂにより、Ｚ方向に延びる回転軸線Ｃ２を中心に回動するように構成されている。エンコーダ２０１ｃは、モータ２０１ｂおよび係合凸部２０１ａの回転位置を検出する。エンコーダ２０１ｃは、モータ２０１ｂの回転位置を検出するために、アブソリュート形ロータリエンコーダが好適に用いられる。

図４および図５に示すように、ドレープアダプタ７は、基体７１と、複数の駆動伝達部材７２と、を含む。駆動伝達部材７２は、Ｙ２側に配置された複数の第１駆動伝達部材７３と、Ｙ１側に配置された複数の第２駆動伝達部材７４と、を含む。駆動伝達部材７２は、基体７１に回転可能に設けられている。具体的には、駆動伝達部材７２は、Ｚ方向に延びる回転軸線Ｃ３を中心に回転可能に設けられている。駆動伝達部材７２は、ロボットアーム２ａの駆動部２０１の駆動力を、内視鏡アダプタ６の被駆動部材６４に伝達する。

図４および図５に示すように、内視鏡アダプタ６は、内視鏡を回転可能に保持する内視鏡保持部６１と、内視鏡保持部６１が取り付けられる基部６２と、を備える。

図６に示すように、内視鏡保持部６１は、内視鏡２ｄを保持するように構成されている。すなわち、内視鏡保持部６１は、内視鏡２ｄを基部６２に取り付けている。具体的には、内視鏡保持部６１は、保持部本体６７と、ロック部６８と、を有する。

保持部本体６７は、円筒形状を有している。保持部本体６７は、内視鏡２ｄが挿入される挿入孔（図示しない）を有している。挿入孔は、保持部本体６７をＹ方向に貫通している。保持部本体６７は、ロック部６８を取り付けるための一対の係合部（図示しない）を有している。一対の係合部は、Ｙ方向に直交する方向に突出している。保持部本体６７は、ロック部６８のＹ２側に配置されている。

内視鏡保持部６１は、内視鏡２ｄを取り付ける際に、内視鏡２ｄの被係合部２１０と係合する係合部６７ｃを有している。係合部６７ｃは、内視鏡２ｄの外表面２１ａから突出した凸形状の被係合部２１０としての操作部２１１に係合するとともに、内視鏡保持部６１に内視鏡２ｄを挿入する際のＹ１方向（挿入方向）に、内視鏡保持部６１を窪ませた切り欠き６７ｄである。切り欠き６７ｄは、係合部６７ｃと被係合部２１０とを係合させた状態で、内視鏡２ｄを位置決めするように構成されている。したがって、内視鏡２ｄは、内視鏡保持部６１と一体となって回転する。

ロック部６８は、内視鏡２ｄの本体部２１の先端部分が挿入される挿入孔（図示しない）を有している。ロック部６８は、保持部本体６７の係合部（図示しない）が係合するように構成されている。

基部６２は、図４、５に示すように、ドレープアダプタ７を介してロボットアーム２ａに取り付けられる取付部６３と、取付部６３に設けられ、ロボットアーム２ａの駆動部２０１によって回転駆動される被駆動部材６４と、被駆動部材の回転を内視鏡保持部６１に伝達する伝達機構６５と、を含む。

図４に示すように、取付部６３は、内視鏡アダプタ６とドレープアダプタ７とを取り外し可能に接続するために設けられている。取付部６３は、基部６２においてＹ２側に配置されている。基部６２には、取付部６３からＹ１方向に延びる延長部６９が設けられている。被駆動部材６４は、取付部６３に設けられている。

内視鏡アダプタ６の被駆動部材６４は、回転駆動されることにより、内視鏡２ｄを回転させる。被駆動部材６４は、１つ設けられている。ロボットアーム２ａには、駆動部２０１が４つ設けられている。また、ドレープアダプタ７には、駆動部２０１に係合する駆動伝達部材７２が４つ設けられている。ロボットアーム２ａの駆動部２０１の係合凸部２０１ａ（図７参照）は、ドレープアダプタ７の駆動伝達部材７２と係合している。ドレープアダプタ７の駆動伝達部材７２は、内視鏡アダプタ６の被駆動部材６４の係合凸部６４ａ（図８参照）と係合している。これにより、被駆動部材６４は、ドレープアダプタ７を介してロボットアーム２ａの駆動部２０１により回転駆動される。

図７に示すように、伝達機構６５は、被駆動部材６４の回転を内視鏡保持部６１に伝達することにより、内視鏡２ｄを回転軸線Ｃ１（図５参照）回りに回転させるように構成されている。伝達機構６５は、シャフト６５ａと、はす歯歯車６５ｂと、円筒ウォーム６５ｃと、シャフト６５ｄと、歯車６５ｅと、歯車６５ｆと、を有している。シャフト６５ａは、Ｚ方向に直線的に延びるよう配置されている。被駆動部材６４は、シャフト６５ａのＺ２側の端部に接続されている。はす歯歯車６５ｂは、シャフト６５ａのＺ１側の端部に、接続されている。はす歯歯車６５ｂは、円筒ウォーム６５ｃと接続（噛合）されている。シャフト６５ｄは、Ｙ方向に直線的に延びるよう配置されている。円筒ウォーム６５ｃは、シャフト６５ｄのＹ２側の端部に接続されている。歯車６５ｅは、シャフト６５ｄのＹ１側の端部に接続されている。すなわち、歯車６５ｅと円筒ウォーム６５ｃとは、同軸に設けられている。歯車６５ｅは、歯車６５ｆと接続（噛合）されている。歯車６５ｆは、内視鏡保持部６１に設けられている。これにより、ロボットアーム２ａの駆動部２０１が回転することに伴って内視鏡保持部６１が回転するので、内視鏡２ｄが回転する。なお、シャフト６５ｄは、特許請求の範囲の「駆動伝達軸」の一例である。

伝達機構６５では、被駆動部材６４の回転を減速して内視鏡保持部６１に伝達するように構成されている。すなわち、内視鏡保持部６１（内視鏡２ｄ）の回転量は、被駆動部材６４の回転量と比較して小さくなる。詳細には、駆動部２０１の回転は、はす歯歯車６５ｂおよび円筒ウォーム６５ｃによって、略１．６倍に増速してシャフト６５ｄに伝達されるように構成されている。すなわち、シャフト６５ｄの回転量は、被駆動部材６４の回転量と比較して大きくなる。一方、シャフト６５ｄの回転は、歯車６５ｅと歯車６５ｆとによって、略６／１１倍に減速して内視鏡保持部６１に伝達されるように構成されている。すなわち、内視鏡保持部６１（内視鏡２ｄ）の回転量は、シャフト６５ｄの回転量と比較して小さくなる。伝達機構６５全体として見ると、被駆動部材６４の回転を減速して内視鏡保持部６１に伝達するように構成されている。したがって、内視鏡保持部６１（内視鏡２ｄ）の回転量は、被駆動部材６４の回転量と比較して小さくなる。

図５に示すように、内視鏡アダプタ６は、Ｙ１側に垂れ下がるケーブル２４（図１参照）を保持することにより、まとめるように構成されている。ケーブル保持部６６は、内部にケーブル２４を保持するクランプ機構により構成されている。すなわち、ケーブル保持部６６は、ケーブル２４を保持することにより、ケーブル２４を所望の配置位置に配置している。

ここで、図３に示すように、内視鏡アダプタ６は、ロボット手術システム１００のロボットアーム２ａに、（ドレープ１２を保持するドレープアダプタ７を介して）接続されている。内視鏡アダプタ６は、内視鏡保持部６１と、基部６２と、を備える。内視鏡保持部６１は、内視鏡２ｄを回転可能に保持する。図３に示すように、基部６２は、取付部６３と、被駆動部材６４と、伝達機構６５（図７参照）と、を含む。取付部６３は、（ドレープアダプタ７を介して）ロボットアーム２ａ（の駆動部２０１（図４参照））に取り付けられている。図７に示すように、被駆動部材６４は、取付部６３に設けられ、（ドレープアダプタ７を介して）ロボットアーム２ａの駆動部２０１によって回転駆動される。伝達機構６５は、被駆動部材６４の回転を減速して内視鏡保持部６１に伝達する。図９に示すように、伝達機構６５は、被駆動部材６４の回転により回転するシャフト６５ｄと、シャフト６５ｄと一体的に回転する第１連係部材６５１と、シャフト６５ｄに対して回転可能に設けられ、第１連係部材６５１と連係して回転する第２連係部材６５２と、を含む。基部６２（の延長部６９）は、第２連係部材６５２に当接することによってシャフト６５ｄの回転を停止させるストッパ部６２ａを含む。

本実施形態の内視鏡アダプタ６では、伝達機構６５は、被駆動部材６４の回転により回転するシャフト６５ｄと、シャフト６５ｄと一体的に回転する第１連係部材６５１と、シャフト６５ｄに対して回転可能に設けられ、第１連係部材６５１と連係して回転する第２連係部材６５２と、を含む。また、基部６２（の延長部６９）は、第２連係部材６５２に当接することによってシャフト６５ｄの回転を停止させるストッパ部６２ａを含む。これにより、第１連係部材６５１と連係して回転する第２連係部材６５２がストッパ部６２ａに当接するまで被駆動部材６４を回転させることによって、被駆動部材６４を、メカエンド（機械的な動作限界）となるまで回転させて停止させることができる。したがって、被駆動部材６４に回転角度範囲（一方側のメカエンドと他方側のメカエンドとの間）における原点が予め設定されている場合、設定されている回転角度範囲と原点との関係に基づいて、メカエンドに配置された被駆動部材６４を原点に配置させることができる。すなわち、被駆動部材６４を回転駆動させた駆動部２０１を備えるロボットアーム２ａにおいて、被駆動部材６４を原点に配置させた際の駆動部２０１の回転位置を原点として設定することができる（駆動部２０１の回転位置を原点に配置させることができる）。具体的には、本実施形態では、後述するように、被駆動部材６４および駆動部２０１（の係合凸部２０１ａ）の回転角度範囲は、左回りを＋、右回りを－であるとすると、略＋４１２度から略－４１２度の略８２４度である。したがって、被駆動部材６４および駆動部２０１（の係合凸部２０１ａ）がメカエンドに配置された状態からロボットアーム２ａの駆動部２０１（の係合凸部２０１ａ）を、略４１２度回転させることで、被駆動部材６４および駆動部２０１（の係合凸部２０１ａ）を０度の位置（原点）に配置させることができる。また、被駆動部材６４を原点に配置させることによって、被駆動部材６４の回転が伝達される内視鏡保持部６１に保持された内視鏡２ｄも原点に配置させることができる。その結果、ロボットアーム２ａに内視鏡２ｄを取り付けた際に、内視鏡２ｄおよびロボットアーム２ａの駆動部２０１を各々の回転角度範囲の原点に配置させることが可能な内視鏡アダプタ６を提供することができる。

詳細には、図１１に示すように、第１連係部材６５１および第２連係部材６５２は、各々、Ｙ方向から見て、シャフト６５ｄが貫通する貫通孔が形成された円環形状を有する。すなわち、第１連係部材６５１および第２連係部材６５２は、リング状に形成されている。

また、図１２に示すように、シャフト６５ｄには、キー溝６５ｇが形成されている。また、図１１に示すように、第１連係部材６５１には、キー溝６５ｇと係合するキー６５１ａが形成されている。これにより、第１連係部材６５１は、シャフト６５ｄと固定され、シャフト６５ｄと一体的に回転する。なお、図１２に示すように、キー溝６５ｇのＹ１側には、シャフト６５ｄからシャフト６５ｄの周方向の外側に突出する規制部６５５が形成されている。規制部６５５は、Ｙ方向から見て、円環状に形成されている。図１０に示すように、第１連係部材６５１は、規制部６５５により、Ｙ１方向への移動が規制される。これにより、第１連係部材６５１は、より確実に、シャフト６５ｄと一体的に回転する。

また、図１０および図１１に示すように、第１連係部材６５１は、シャフト６５ｄの軸方向（Ｙ方向）における一方側（Ｙ１側）に配置されるとともに、第２連係部材６５２を連係して回転させるように軸方向（Ｙ方向）における他方側（Ｙ２側）に突出する第１連係用凸部６５１ｂを含む。第２連係部材６５２は、軸方向（Ｙ方向）における他方側（Ｙ２側）に配置されるとともに、第１連係部材６５１と連係して回転するように軸方向（Ｙ方向）における一方側（Ｙ１側）に突出する第２連係用凸部６５２ａを含む。

これにより、第１連係部材６５１の第１連係用凸部６５１ｂと第２連係部材６５２の第２連係用凸部６５２ａとによって、第２連係部材６５２を第１連係部材６５１と容易に連係して回転させることができる。

また、図１１に示すように、第１連係部材６５１において、第１連係用凸部６５１ｂと、キー６５１ａとは、Ｙ方向から見て、円環形状を有する第１連係部材６５１の周方向における互いに反対側の位置（略１８０度異なる位置）に設けられている。

また、図１０に示すように、第２連係部材６５２は、シャフト６５ｄの径方向の外側に向かって突出するとともに、シャフト６５ｄの回転を停止させるための第１ストッパ用凸部６５２ｂを含む。図１３に示すように、ストッパ部６２ａは、シャフト６５ｄに向かって突出するとともに、第２連係部材６５２が回転することによって第２連係部材６５２の第１ストッパ用凸部６５２ｂと当接する第２ストッパ用凸部６２ｂを含む。

これにより、第２連係部材６５２の第１ストッパ用凸部６５２ｂがストッパ部６２ａの第２ストッパ用凸部６２ｂに当接することよって、第２連係部材６５２の回転を停止させることができる。その結果、被駆動部材６４を、メカエンドにおいて停止させることができる。

また、図１１に示すように、第２連係部材６５２において、第２連係用凸部６５２ａと、第１ストッパ用凸部６５２ｂとは、Ｙ方向から見て、円環形状を有する第２連係部材６５２の周方向における互いに反対側の位置（略１８０度異なる位置）に設けられている。

また、図１０に示すように、第２連係部材６５２のＹ２側には、第２連係部材６５２のＹ方向の位置を規制するための規制部材６５４が設けられている。規制部材６５４は、Ｙ方向から見て、シャフト６５ｄが貫通する貫通孔が形成された円環形状を有する。すなわち、第２連係部材６５２と、第３連係部材６５３（後述する）とは、Ｙ方向において、第１連係部材６５１と規制部材６５４とに挟まれることによって、Ｙ方向における位置が規制されている。

また、伝達機構６５は、軸方向（Ｙ方向）において第１連係部材６５１と第２連係部材６５２との間に設けられる第３連係部材６５３を含む。図１１に示すように、第３連係部材６５３は、第１連係部材６５１と連係して回転するように軸方向（Ｙ方向）における一方側（Ｙ１側）に突出する第３連係用凸部６５３ａと、第２連係部材６５２と連係して回転するように軸方向（Ｙ方向）における他方側（Ｙ２側）に突出する第４連係用凸部６５３ｂと、を有する。

これにより、第３連係部材６５３の第３連係用凸部６５３ａによって、第３連係部材６５３を、第１連係部材６５１と連係して回転させることができる。また、第４連係用凸部６５３ｂによって、第３連係部材６５３を、第２連係部材６５２と連係して回転させることができる。また、第３連係部材６５３が第１連係部材６５１と第２連係部材６５２との間に第１連係部材６５１および第２連係部材６５２と連係して回転するように設けられることによって、第１連係部材６５１と連係して回転する第２連係部材６５２がストッパ部６２ａに当接するまでの被駆動部材６４の回転量を、第３連係部材６５３を設けた分だけ大きくすることができる。その結果、被駆動部材６４の回転角度範囲を大きくすることができる。

また、第３連係部材６５３は、Ｙ方向から見て、シャフト６５ｄが貫通する貫通孔が形成された円環形状を有する。すなわち、第３連係部材６５３は、第１連係部材６５１および第２連係部材６５２と同様に、リング状に形成されている。

また、第３連係部材６５３において、第３連係用凸部６５３ａと第４連係用凸部６５３ｂとは、Ｙ方向から見て、円環形状を有する第３連係部材６５３の周方向における互いに反対側の位置（略１８０度異なる位置）に設けられている。

また、第３連係部材６５３は、軸方向（Ｙ方向）に沿って並ぶように複数（２つ）設けられている。複数（２つ）の第３連係部材６５３は、互いに連係して回転するように構成されている。

これにより、第１連係部材６５１と連係して回転する第２連係部材６５２がストッパ部６２ａに当接するまでの被駆動部材６４の回転量を、第３連係部材６５３の個数に応じて大きくすることができる。その結果、被駆動部材６４の回転角度範囲を容易に大きくすることができる。また、本実施形態では、２つの第３連係部材６５３の形状を互いに同じにすることで、製造コストを低減している。

また、被駆動部材６４は、３６０度よりも大きい角度範囲内において回転可能に構成されている。換言すれば、駆動部２０１（の係合凸部２０１ａ）は、３６０度よりも大きい角度範囲内において回転可能に構成されている。

ここで、被駆動部材６４の回転角度範囲が３６０度よりも大きい場合には、位置Ａおよび位置Ａから３６０度回転した位置Ｂ等のように、被駆動部材６４が同じ方向を向く場合が複数の回転位置において存在するため、エンコーダ２０１ｃによって駆動部２０１の係合凸部２０１ａの回転位置が認識できない場合がある。したがって、ロボットアーム２ａに内視鏡２ｄを取り付けた際に、内視鏡２ｄおよびロボットアーム２ａの駆動部２０１を各々の回転角度範囲の原点に配置させることが可能な内視鏡アダプタ６を効果的に用いることができる。

具体的には、図８に示すように、被駆動部材６４は、原点（図８（Ａ）の状態）から、Ｚ２側から見て、右回りおよび左回りに、各々略４１２度回転させた位置（メカエンド）まで回転可能に構成されている。すなわち、被駆動部材６４は、８２４度の回転角度範囲を有する。すなわち、駆動部２０１（の係合凸部２０１ａ）が右回りおよび左回りに３６０度以上（１回転以上）回転するので、駆動部２０１（の係合凸部２０１ａ）が、原点に配置されている場合と、原点から右回りに３６０度回転させた位置に配置されている場合と、原点から左回りに３６０度回転させた位置に配置されている場合とは、エンコーダ２０１ｃによって判別することができない。図８（Ｂ）では、被駆動部材６４を、Ｚ２側から見て、左回りに略４１２度回転させた位置（メカエンド）を示している。

また、内視鏡保持部６１は、内視鏡２ｄの回転位置と被駆動部材６４の回転位置とが一定の関係になるように内視鏡２ｄを回転可能に保持するように構成されている。

これにより、被駆動部材６４を原点に配置させた際に、内視鏡２ｄの回転位置も原点等の特定の位置に配置させることができるので、ロボットアーム２ａに内視鏡２ｄを取り付けた際に、内視鏡２ｄおよびロボットアーム２ａの駆動部２０１を各々の回転角度範囲の原点に確実に配置させることができる。

具体的には、上述したように、内視鏡保持部６１は、内視鏡保持部６１の切り欠き６７ｄが内視鏡２ｄの操作部２１１と係合するように、内視鏡２ｄを保持している。そして、内視鏡保持部６１は、切り欠き６７ｄが下側（Ｚ２側）を向いている場合が原点となるように構成されている。内視鏡保持部６１は、原点から、Ｙ１側から見て、右回りおよび左回りに、各々３６０度回転させた位置まで回転可能に構成されている。すなわち、被駆動部材６４の略４１２度の回転角度範囲と内視鏡２ｄの３６０度の回転角度範囲とが対応する。換言すれば、駆動部２０１（の係合凸部２０１ａ）の略４１２度の回転角度範囲と内視鏡２ｄの３６０度の回転角度範囲とが対応する。

また、図２に示すように、本実施形態のロボット手術システム１００では、ロボットアーム２ａと、内視鏡アダプタ６と、制御部２０２と、を備える。制御部２０２は、ロボットアーム２ａの駆動部２０１を制御する。制御部２０２は、シャフト６５ｄの回転が停止した際のロボットアームの２ａの駆動部２０１（の係合凸部２０１ａ）の回転位置に基づいて、駆動部２０１（の係合凸部２０１ａ）の回転位置を原点に配置させる制御を行うように構成されている。

これにより、制御部２０２による制御によって、被駆動部材６４がメカエンドに配置された場合のロボットアーム２ａの駆動部２０１の回転位置に基づいて、駆動部２０１の回転位置を原点に配置させることができる。すなわち、駆動部２０１（の係合凸部２０１ａ）に回転角度範囲（一方側のメカエンドと他方側のメカエンドとの間）における原点が予め設定されている場合、設定されている回転角度範囲と原点との関係に基づいて、メカエンドに配置された駆動部２０１（の係合凸部２０１ａ）を原点に配置させるように駆動部２０１を回転させることによって、駆動部２０１の回転位置を原点に配置させることができる。具体的には、本実施形態では、上述したように、駆動部２０１（の係合凸部２０１ａ）の回転角度範囲は、右回りを＋、左回りを－であるとすると、略＋４１２度から略－４１２度の略８２４度となる。したがって、被駆動部材６４および駆動部２０１（の係合凸部２０１ａ）がメカエンドに配置された状態からロボットアーム２ａの駆動部２０１（の係合凸部２０１ａ）を、略４１２度回転させることで、被駆動部材６４および駆動部２０１（の係合凸部２０１ａ）を０度の位置（原点）に配置させることができる。また、被駆動部材６４を原点に配置させることによって、被駆動部材６４の回転が伝達される内視鏡保持部６１に保持された内視鏡２ｄも原点に配置させることができる。その結果、ロボットアーム２ａに内視鏡２ｄを取り付けた際に、内視鏡２ｄおよびロボットアーム２ａの駆動部２０１を各々の回転角度範囲の原点に配置させることが可能なロボット手術システム１００を提供することができる。

（内視鏡アダプタの回転位置調整方法）
図１４を参照して、本発明の一実施形態による内視鏡アダプタ６の回転位置調整方法について説明する。

図１４に示すように、内視鏡アダプタ６の回転位置調整方法は、内視鏡アダプタ６を準備する工程（Ｓ１）と、第１連係部材６５１をシャフト６５ｄと一体的に回転させる工程（Ｓ３）と、シャフト６５ｄの回転を停止させる工程（Ｓ４）と、駆動部２０１（の係合凸部２０１ａ）の回転位置を原点に配置させる工程（Ｓ６）と、を備える。内視鏡アダプタ６を準備する工程（Ｓ１）は、内視鏡２ｄを回転可能に保持する内視鏡保持部６１と、基部６２と、を備え、基部６２が、（ドレープアダプタ７を介して）ロボットアーム２ａ（の駆動部２０１）に取り付けられる取付部６３と、取付部６３に設けられ、（ドレープアダプタ７を介して）ロボットアーム２ａの駆動部２０１によって回転駆動される被駆動部材６４と、被駆動部材６４の回転を減速して内視鏡保持部６１に伝達する伝達機構６５と、を含む内視鏡アダプタ６を準備する工程である。第１連係部材６５１をシャフト６５ｄと一体的に回転させる工程（Ｓ３）は、ロボットアーム２ａに内視鏡アダプタ６を取り付けた後、被駆動部材６４を回転させることにより、第１連係部材６５１を、被駆動部材６４の回転により回転するシャフト６５ｄと一体的に回転させる工程である。シャフト６５ｄの回転を停止させる工程（Ｓ４）は、シャフトして回転させるとともに、基部６２に含まれるストッパ部６２ａに当接させることによってシャフト６５ｄの回転を停止させる工程である。駆動部２０１（の係合凸部２０１ａ）の回転位置を原点に配置させる工程（Ｓ６）は、シャフト６５ｄの回転を停止させる工程（Ｓ４）の後、シャフト６５ｄの回転が停止した際のロボットアーム２ａの駆動部２０１（の係合凸部２０１ａ）の回転位置に基づいて、駆動部２０１（の係合凸部２０１ａ）の回転位置を原点に配置させる工程である。

本実施形態の内視鏡アダプタ６の回転位置調整方法では、ロボットアーム２ａに内視鏡アダプタ６を取り付けた後、（駆動部２０１により）被駆動部材６４を回転させることにより、第１連係部材６５１を、シャフト６５ｄと一体的に回転させるとともに、第２連係部材６５２を、第１連係部材６５１と連係して回転させ、第２連係部材６５２を、ストッパ部６２ａに当接させることによってシャフト６５ｄの回転を停止させる。これにより、被駆動部材６４の回転位置をメカエンド（機械的な動作限界）に配置させることができる。また、本実施形態の内視鏡アダプタ６の回転位置調整方法では、シャフト６５ｄの回転を停止させた後、シャフト６５ｄの回転が停止した際のロボットアーム２ａの駆動部２０１（の係合凸部２０１ａ）の回転位置に基づいて、駆動部２０１（の係合凸部２０１ａ）の回転位置を原点に配置させる。これにより、被駆動部材６４がメカエンドに配置された場合のロボットアーム２ａの駆動部２０１（の係合凸部２０１ａ）の回転位置に基づいて、駆動部２０１の回転位置を原点に配置させることができる。すなわち、メカエンドに配置された被駆動部材６４を原点に配置させるように駆動部２０１を回転させることによって、駆動部２０１の回転位置を原点に配置させることができるとともに、被駆動部材６４の回転が伝達される内視鏡保持部６１に保持された内視鏡２ｄも原点に配置させることができる。その結果、ロボットアーム２ａに内視鏡２ｄを取り付けた際に、内視鏡２ｄとロボットアーム２ａの駆動部２０１を各々の回転角度範囲の原点に配置させることができる。

詳細には、まず、ステップＳ１において、内視鏡保持部６１と、取付部６３と被駆動部材６４と伝達機構６５とを含む基部６２と、を備える内視鏡アダプタ６を準備する工程が行われる。

次に、ステップＳ２において、内視鏡アダプタ６をドレープアダプタ７を介してロボットアーム２ａに取り付ける工程が行われる。ここで、内視鏡アダプタ６をドレープアダプタ７を介して、ロボットアーム２ａの駆動部２０１に接続した際、被駆動部材６４の回転角度範囲における位置（回転位置）は不明（ランダム）である。したがって、ロボットアーム２ａの駆動部２０１の係合凸部２０１ａの回転位置もランダムになるため、内視鏡２ｄとロボットアーム２ａの駆動部２０１を、各々の回転角度範囲の原点に配置させる必要がある。

次に、ステップＳ３において、被駆動部材６４を回転させることにより、第１連係部材６５１をシャフト６５ｄと一体的に回転させる工程が行われる。具体的には、ロボットアーム２ａの駆動部２０１によって被駆動部材６４を回転駆動させることによって、被駆動部材６４の回転を増速してシャフト６５ｄを回転させる。これにより、シャフト６５ｄに固定された第１連係部材６５１が、シャフト６５ｄと一体的に回転する。

次に、ステップＳ４において、第２連係部材６５２を第１連係部材６５１と連係して回転させるとともに、ストッパ部６２ａに当接させることによってシャフト６５ｄの回転を停止させる工程が行われる。

具体的には、第１連係部材６５１が、シャフト６５ｄと一体的に回転することにより、第１連係部材６５１の第１連係用凸部６５１ｂがＹ１側の第３連係部材６５３の第３連係用凸部６５３ａに当接すると、Ｙ１側の第３連係部材６５３が第１連係部材６５１と供回りを開始する。そして、Ｙ１側の第３連係部材６５３の第４連係用凸部６５３ｂが、Ｙ２側の第３連係部材６５３の第３連係用凸部６５３ａに当接すると、Ｙ２側の第３連係部材６５３が、第１連係部材６５１およびＹ１側の第３連係部材６５３と供回りを開始する。そして、Ｙ２側の第３連係部材６５３の第４連係用凸部６５３ｂが、第２連係部材６５２の第２連係用凸部６５２ａと当接すると、第２連係部材６５２が、第１連係部材６５１、Ｙ１側の第３連係部材６５３およびＹ２側の第３連係部材６５３と供回りを開始する。そして、第２連係部材６５２の第１ストッパ用凸部６５２ｂが、ストッパ部６２ａの第２ストッパ用凸部６２ｂと当接すると、供回りしていた第１連係部材６５１、Ｙ１側の第３連係部材６５３、Ｙ２側の第３連係部材６５３および第２連係部材６５２の回転が阻害されることによって、回転が停止する。

なお、ステップＳ４では、駆動部２０１（の係合凸部２０１ａ）は所定の回転速度で回転させる。すなわち、被駆動部材６４は所定の回転速度で回転させる。そして、被駆動部材６４の回転位置がメカエンドと同じ位置（左回りに回転させる場合は略＋５２度の位置、右回りに回転させる場合は略－５２度の位置）付近に近づくと、被駆動部材６４の回転速度を一端下降させる。そして、被駆動部材６４の回転が止まらない場合（被駆動部材６４の回転位置がメカエンドでない場合）には、被駆動部材６４の回転速度を再度所定の回転速度まで上昇させて、回転を継続させる。被駆動部材６４の回転位置は、たとえば、駆動部２０１のエンコーダ２０１ｃによって駆動部２０１のモータ２０１ｂの回転位置を検出することによって間接的に検出される。

次に、ステップＳ５において、被駆動部材６４を回転させる駆動部２０１を停止させる工程が行われる。

すなわち、本実施形態の内視鏡アダプタ６の回転位置調整方法では、シャフト６５ｄの回転を停止させる工程（Ｓ４）の後、かつ、駆動部２０１を原点に配置させる工程（Ｓ６）の前に、被駆動部材６４を回転させる駆動部２０１を停止させる工程（Ｓ５）を備える。駆動部２０１は、モータ２０１ｂを含む。そして、駆動部２０１を停止させる工程（Ｓ５）は、モータ２０１ｂの出力電流値に基づいて、駆動部２０１を停止させる工程である。

ここで、第２連係部材６５２をストッパ部６２ａに当接させてシャフト６５ｄの回転を停止させた後、モータ２０１ｂの駆動が継続されている場合、モータ２０１ｂの出力電流値が急激に上昇する。したがって、モータ２０１ｂの出力電流値に基づいて、第２連係部材６５２がストッパ部６２ａに当接してシャフト６５ｄの回転が停止していることを容易に判別することができる。

また、駆動部２０１を停止させる工程（Ｓ５）は、モータ２０１ｂの出力電流値に加えて、モータ２０１ｂの回転位置に基づいて、駆動部２０１を停止させる工程である。

これにより、モータ２０１ｂの出力電流値のみに基づく場合と比較して、第２連係部材６５２がストッパ部６２ａに当接してシャフト６５ｄの回転が停止していることを精度良く判別することができる。

なお、モータ２０１ｂの回転位置は、駆動部２０１のエンコーダ２０１ｃによって検出され、第２連係部材６５２がストッパ部６２ａに当接してシャフト６５ｄの回転が停止していることは、モータ２０１ｂの回転位置が変化しないことに基づいて、容易に判別することができる。

次に、ステップＳ６において、シャフト６５ｄの回転が停止した際の駆動部２０１の回転位置に基づいて、駆動部２０１の回転位置を原点に配置させる工程が行われる。

駆動部２０１を原点に配置させる工程（Ｓ６）は、駆動部２０１を所定の角度だけ逆回転させることにより、駆動部２０１を原点に配置させる工程である。

これにより、シャフト６５ｄの回転を停止させる工程（Ｓ６）において、メカエンドに配置された駆動部２０１を、シャフト６５ｄの回転を停止させる工程（Ｓ６）における駆動部２０１の回転方向とは逆方向に回転させることにより、駆動部２０１を、回転角度範囲のいずれかの位置にある原点に容易に配置させることができる。

具体的には、被駆動部材６４の回転位置がメカエンドに配置されている状態において、駆動部２０１により被駆動部材６４を、シャフト６５ｄの回転を停止させる工程における回転方向とは逆方向に向かって、メカエンドから原点までの角度（略４１２度）だけ回転させる。これによって、被駆動部材６４の回転位置が原点に配置される。そして、制御部２０２は、被駆動部材６４の回転位置が原点に配置された状態における、ロボットアーム２ａの駆動部２０１の回転位置を原点として設定する。これにより、内視鏡２ｄおよびロボットアーム２ａの駆動部２０１を各々の回転角度範囲の原点に配置する（イニシャライズする）ことができる。

［変形例］
今回開示された実施形態は、全ての点で例示であり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全ての変更（変形例）が含まれる。

たとえば、上記実施形態では、駆動部２０１を停止させる工程（Ｓ６）を、モータ２０１ｂの出力電流値に加えて、モータ２０１ｂの回転位置に基づいて、駆動部２０１を停止させるするように構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、駆動部を停止させる工程を、モータの出力電流値のみに基づいて、駆動部を停止させるように構成してもよい。また、駆動部を停止させる工程を、モータの回転位置のみに基づいて、駆動部を停止させるするように構成してもよい。

また、上記実施形態では、被駆動部材６４が、３６０度よりも大きい角度範囲内において回転可能に構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、被駆動部材が、３６０度未満の角度範囲内において回転可能に構成されていてもよい。その場合、ロボットアームに内視鏡アダプタを取り付けた際に、被駆動部材を原点に配置させることができるので、被駆動部材の形状等に基づいて被駆動部材が向いている方向を特定できる構成を省略することができる。

また、上記実施形態では、軸方向（Ｙ方向）において第１連係部材６５１と第２連係部材６５２との間に設けられ、第１連係部材６５１と連係して回転する第３連係用凸部６５３ａと、第２連係部材６５２と連係して回転する第４連係用凸部６５３ｂと、を有する第３連係部材６５３が、軸方向（Ｙ方向）に沿って並ぶように複数（２つ）設けられている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、軸方向において第１連係部材と第２連係部材との間に設けられ、第１連係部材と連係して回転する第３連係用凸部と、第２連係部材と連係して回転する第４連係用凸部と、を有する第３連係部材が、軸方向に沿って並ぶように３つ以上設けられていてもよいし、１つのみが設けられていてもよい。

また、上記実施形態では、伝達機構６５が、軸方向（Ｙ方向）において第１連係部材６５１と第２連係部材６５２との間に設けられ、第１連係部材６５１と連係して回転する第３連係用凸部６５３ａと、第２連係部材６５２と連係して回転する第４連係用凸部６５３ｂと、を有する第３連係部材６５３を含むように構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では伝達機構が、軸方向において第１連係部材と第２連係部材との間に設けられ、第１連係部材と連係して回転する第３連係用凸部と、第２連係部材と連係して回転する第４連係用凸部と、を有する第３連係部材を含まないように構成してもよい。

また、上記実施形態では、第２連係部材６５２を、シャフト６５ｄの径方向の外側に向かって突出するとともに、シャフト６５ｄの回転を停止させるための第１ストッパ用凸部６５２ｂを含むとともに、ストッパ部６２ａが、シャフト６５ｄに向かって突出するとともに、第２連係部材６５２が回転することによって第２連係部材６５２の第１ストッパ用凸部６５２ｂと当接する第２ストッパ用凸部６２ｂを含むように構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第２連係部材を、駆動伝達軸の軸方向の一方側に向かって突出するとともに、駆動伝達軸の回転を停止させるための第１ストッパ用凸部を含むように構成してもよい。その場合、ストッパ部の第２ストッパ用凸部が第２連係部材の第１ストッパ用凸部と当接するように、第１ストッパ用凸部が駆動伝達軸の径方向の外側に向かって突出する場合と比較して、駆動伝達軸に向かって突出する突出量を大きくする必要がある。

また、上記実施形態では、第１連係部材６５１において、第１連係用凸部６５１ｂと、キー６５１ａとが、Ｙ方向から見て、円環形状を有する第１連係部材６５１の周方向における互いに反対側の位置（略１８０度異なる位置）に設けられている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第１連係部材において、第１連係用凸部と、キーとが、Ｙ方向から見て、円環形状を有する第１連係部材の周方向における互いに反対側の位置に設けられていなくともよい。同様に、上記実施形態では、第２連係部材６５２において、第２連係用凸部６５２ａと、第１ストッパ用凸部６５２ｂとが、Ｙ方向から見て、円環形状を有する第２連係部材６５２の周方向における互いに反対側の位置（略１８０度異なる位置）に設けられている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第２連係部材において、第２連係用凸部と、第１ストッパ用凸部とが、Ｙ方向から見て、円環形状を有する第２連係部材の周方向における互いに反対側の位置に設けられていなくともよい。また、同様に、上記実施形態では、第３連係部材６５３において、第３連係用凸部６５３ａと第４連係用凸部６５３ｂとが、Ｙ方向から見て、円環形状を有する第３連係部材６５３の周方向における互いに反対側の位置（略１８０度異なる位置）に設けられている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第３連係部材において、第３連係用凸部と第４連係用凸部とが、Ｙ方向から見て、円環形状を有する第３連係部材の周方向における互いに反対側の位置に設けられていなくともよい。

また、上記実施形態では、ロボットアームに内視鏡を取り付けた際に内視鏡およびロボットアームの駆動部を各々の回転角度範囲の原点に配置させる例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ロボットアームに内視鏡を取り付けた際以外（たとえば、ロボットアームに内視鏡を取り付けた後等に内視鏡およびロボットアームの駆動部を各々の回転角度範囲の原点に再度配置させたい場合（再度イニシャライズさせたい場合））に内視鏡およびロボットアームの駆動部を各々の回転角度範囲の原点に配置させてもよい。

２ａ：ロボットアーム、２ｄ：内視鏡、６：内視鏡アダプタ、７：ドレープアダプタ、１２：ドレープ、６１：内視鏡保持部、６２：基部、６２ａ：ストッパ部、６２ｂ：第２ストッパ用凸部、６３：取付部、６４：被駆動部材、６５：伝達機構、６５ｄ：シャフト（駆動伝達軸）、１００：ロボット手術システム、２０１：駆動部、２０１ｂ：モータ、２０２：制御部、６５１：第１連係部材、６５１ｂ：第１連係用凸部、６５２：第２連係部材、６５２ａ：第２連係用凸部、６５２ｂ：第１ストッパ用凸部、６５３：第３連係部材、６５３ａ：第３連係用凸部、６５３ｂ：第４連係用凸部

Claims (14)

1. ロボット手術システムのロボットアームに接続される内視鏡アダプタであって、
   内視鏡を回転可能に保持する内視鏡保持部と、
   前記ロボットアームに取り付けられる取付部と、前記取付部に設けられ、前記ロボットアームの駆動部によって回転駆動される被駆動部材と、前記被駆動部材の回転を減速して前記内視鏡保持部に伝達する伝達機構と、を含む基部と、を備え、
   前記伝達機構は、
   前記被駆動部材の回転により回転する駆動伝達軸と、
   前記駆動伝達軸と一体的に回転する第１連係部材と、
   前記駆動伝達軸に対して回転可能に設けられ、前記第１連係部材と連係して回転する第２連係部材と、を含み、
   前記基部は、前記第２連係部材に当接することによって前記駆動伝達軸の回転を停止させるストッパ部を含む、内視鏡アダプタ。
2. 前記被駆動部材は、３６０度よりも大きい角度範囲内において回転可能に構成されている、請求項１に記載の内視鏡アダプタ。
3. 前記第２連係部材は、前記駆動伝達軸の径方向の外側または前記駆動伝達軸の軸方向の一方側に向かって突出するとともに、前記駆動伝達軸の回転を停止させるための第１ストッパ用凸部を含み、
   前記ストッパ部は、前記駆動伝達軸に向かって突出するとともに、前記第２連係部材が回転することによって前記第２連係部材の前記第１ストッパ用凸部と当接する第２ストッパ用凸部を含む、請求項１または２に記載の内視鏡アダプタ。
4. 前記第１連係部材は、前記駆動伝達軸の軸方向における一方側に配置されるとともに、前記第２連係部材を連係して回転させるように前記軸方向における他方側に突出する第１連係用凸部を含み、
   前記第２連係部材は、前記軸方向における他方側に配置されるとともに、前記第１連係部材と連係して回転するように前記軸方向における一方側に突出する第２連係用凸部を含む、請求項１～３のいずれか１項に記載の内視鏡アダプタ。
5. 前記伝達機構は、前記軸方向において前記第１連係部材と前記第２連係部材との間に設けられ、前記第１連係部材と連係して回転するように前記軸方向における一方側に突出する第３連係用凸部と、前記第２連係部材と連係して回転するように前記軸方向における他方側に突出する第４連係用凸部と、を有する第３連係部材をさらに含む、請求項４に記載の内視鏡アダプタ。
6. 前記第３連係部材は、前記軸方向に沿って並ぶように複数設けられており、
   前記複数の第３連係部材は、互いに連係して回転するように構成されている、請求項５に記載の内視鏡アダプタ。
7. 前記複数の第３連係部材は、互いに形状が同じである、請求項６に記載の内視鏡アダプタ。
8. 前記内視鏡保持部は、前記内視鏡の回転位置と前記被駆動部材の回転位置とが一定の関係になるように前記内視鏡を回転可能に保持するように構成されている、請求項１～７のいずれか１項に記載の内視鏡アダプタ。
9. 前記取付部は、ドレープを保持するドレープアダプタを介して前記ロボットアームの前記駆動部に取り付けられる、請求項１～８のいずれか１項に記載の内視鏡アダプタ。
10. ロボットアームと、
    前記ロボットアームに接続される内視鏡アダプタと、
    前記ロボットアームの駆動部を制御する制御部と、を備え、
    前記内視鏡アダプタは、
    内視鏡を回転可能に保持する内視鏡保持部と、
    前記ロボットアームに取り付けられる取付部と、前記取付部に設けられ、前記ロボットアームの前記駆動部によって回転駆動される被駆動部材と、前記被駆動部材の回転を減速して前記内視鏡保持部に伝達する伝達機構と、を含む基部と、を備え、
    前記伝達機構は、
    前記被駆動部材の回転により回転する駆動伝達軸と、
    前記駆動伝達軸と一体的に回転する第１連係部材と、
    前記駆動伝達軸に対して回転可能に設けられ、前記第１連係部材と連係して回転する第２連係部材と、を含み、
    前記基部は、前記第２連係部材に当接することによって前記駆動伝達軸の回転を停止させるストッパ部を含み、
    前記制御部は、前記駆動伝達軸の回転が停止した際の前記ロボットアームの前記駆動部の回転位置に基づいて、前記駆動部の回転位置を原点に配置させる制御を行うように構成されている、ロボット手術システム。
11. ロボット手術システムのロボットアームに接続される内視鏡アダプタの回転位置調整方法であって、
    内視鏡を回転可能に保持する内視鏡保持部と、基部と、を備え、前記基部が、前記ロボットアームに取り付けられる取付部と、前記取付部に設けられ、前記ロボットアームの駆動部によって回転駆動される被駆動部材と、前記被駆動部材の回転を減速して前記内視鏡保持部に伝達する伝達機構と、を含む前記内視鏡アダプタを準備する工程と、
    前記ロボットアームに前記内視鏡アダプタを取り付けた後、前記被駆動部材を回転させることにより、第１連係部材を、前記被駆動部材の回転により回転する駆動伝達軸と一体的に回転させる工程と、
    前記駆動伝達軸に対して回転可能に設けられた第２連係部材を、前記第１連係部材と連係して回転させるとともに、前記基部に含まれるストッパ部に当接させることによって前記駆動伝達軸の回転を停止させる工程と、
    前記駆動伝達軸の回転を停止させる工程の後、前記駆動伝達軸の回転が停止した際の前記ロボットアームの前記駆動部の回転位置に基づいて、前記駆動部の回転位置を原点に配置させる工程と、を備える、内視鏡アダプタの回転位置調整方法。
12. 前記駆動部を原点に配置させる工程は、前記駆動部を所定の角度だけ逆回転させることにより、前記駆動部を原点に配置させる工程である、請求項１１に記載の内視鏡アダプタの回転位置調整方法。
13. 前記駆動伝達軸の回転を停止させる工程の後、かつ、前記駆動部を原点に配置させる工程の前に、前記被駆動部材を回転させる前記駆動部を停止させる工程をさらに備え、
    前記駆動部は、モータを含み、
    前記駆動部を停止させる工程は、前記モータの出力電流値に基づいて、前記駆動部を停止させる工程である、請求項１１または１２に記載の内視鏡アダプタの回転位置調整方法。
14. 前記駆動部を停止させる工程は、前記モータの出力電流値に加えて、前記モータの回転位置に基づいて、前記駆動部を停止させる工程である、請求項１３に記載の内視鏡アダプタの回転位置調整方法。

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