JPH08224247A - 医療用マニピュレータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は比較的簡単で安価な湾曲部構造とする
ことができるとともにその湾曲部の湾曲力が大きく、ま
た湾曲操作性の良い医療用マニピュレータを提供するこ
とを目的とする。 【構成】先端側に設けた処置手段を支持してその手段の
位置や向きを選択するための湾曲部を設けたアームを備
え、前記湾曲部はその湾曲中立面からオフセットされた
位置にバイアス部材を設け、前記湾曲部の湾曲中立面に
対して前記バイアス部材とは反対側にオフセットされた
位置に湾曲操作ワイヤを設け、一端側に円弧状の凸部を
設け他端側に凹部を設けて隣接するものの凸部と凹部を
互いに嵌合して係合する複数個の湾曲部用節輪とを設け
たものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、処置手段を先端側に設
け、この処置手段を支持してその処置手段の位置および
向きを選択するための湾曲部を設けたアームを備えた医
療用マニピュレータに関する。

【０００２】

【従来の技術】腹壁等の体壁に挿入孔を開け、この挿入
孔を通じて内視鏡や処置具等の器械を体腔内に誘導し、
その器械による体腔内での様々な処置をマニピュレータ
操作で行う経皮的内視鏡下外科手術が知られている。こ
の種の経皮的内視鏡下外科手術は大きな切開を要しない
低侵襲な術式として優れたものである。このような術式
において用いる処置用マニピュレータとして、アーム部
に予め湾曲した部分を設け、その湾曲した部分を管状の
ハウジングから突き出すことにより湾曲をかけるものが
ＵＳＰ第５，２５４，１３０号明細書で知られている。

【０００３】また、挿入部に湾曲部を設け、これを挿入
部内に挿通した上下または左右の操作ワイヤで湾曲操作
するようにした内視鏡がある。このような内視鏡の湾曲
部の構造として複数個の節輪を突き合わせてその突き合
わせ連結端部分の一方に円弧状の凹部を設け、他方の連
結端部分に円弧状の凸部を設けてこの凹部と凸部を突き
合わせ嵌合して節輪同志を連結するものが知られている
（実開昭６３−１８２７０３号公報）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
処置用マニピュレータの湾曲部構造は剛性が低いため
に、肝臓等の比較的重い臓器を把持したり牽引したりす
る場合にはその湾曲部が容易に変形し、術者の思う通り
の操作ができないという問題があった。また、後者のワ
イヤ操作方式の湾曲部構造では１自由度の湾曲動作に対
して、１対の湾曲操作ワイヤが必要となるために、湾曲
部とそれの操作部の構造が複雑なものとなってしまう。

【０００５】本発明は前記課題に着目してなされたもの
であり、その目的とするところは比較的簡単で安価な湾
曲部構造とすることができるとともにその湾曲部の湾曲
力が大きく、また湾曲操作性の良い医療用マニピュレー
タを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決する手段および作用】本発明は、処置手段
を先端側に設け、この処置手段を支持してその処置手段
の位置および向きを選択するための湾曲部を設けたアー
ムを備えた医療用マニピュレータにおいて、前記湾曲部
はその湾曲中立面からオフセットされた位置でかつ前記
アームの略軸方向に延設されたバイアス部材と、前記湾
曲部の湾曲中立面に対して前記バイアス部材とは反対側
にオフセットされた位置でかつ前記アームの略軸方向に
延設された湾曲操作ワイヤと、一端側に円弧状の凸部を
設け他端側に凹部を設け前記アームの略軸方向に沿って
配置され隣接するものの凸部と凹部を互いに嵌合して係
合するとともに前記バイアス部材と前記湾曲操作ワイヤ
を内包する複数個の湾曲部用節輪とを具備したものであ
る。湾曲操作ワイヤの張力の加減を調節することにより
湾曲部を湾曲操作し、少ない本数の湾曲操作ワイヤで湾
曲部を湾曲することができる。

【０００７】

【実施例】

＜第１の実施例＞図１〜３を参照して、本発明の第１の
実施例を説明する。 （構成）図１は特に経皮的内視鏡下外科手術に用いる医
療用マニピュレータシステムの全体的な構成を概略的に
示している。この医療用マニピュレータシステムはスレ
ーブマニピュレータ１とマスターマニピュレータ２と両
マニピュレータ１，２の関連動作を制御するための制御
装置３とを備えている。

【０００８】前記スレーブマニピュレータ１は手術器械
４とこれを支持する移動用マニピュレータ（ロボット）
５を備える。手術器械４は移動用マニピュレータ５のア
ーム先端に対して着脱自在に搭載される。ここでの手術
器械４としては立体式内視鏡６と一対の処置具（手段）
としての一対の把持鉗子７ａ，７ｂとからなる。内視鏡
６における挿入部８と一対の把持鉗子７ａ，７ｂは共通
のシース９の内部に挿通されて同じ向きで配置されるこ
とにより一体的なユニットとして構成されている。すな
わち一対の処置具７ａ，７ｂのアーム部１０は内視鏡６
の挿入部８に沿うとともにその挿入部８の左右位置に隣
接して並んで配置されている。図１で示すように手術器
械４のシース９は患者の体壁ａに形成した挿通孔ｂを通
じて体腔ｃの内部に挿入される。そして、前記手術器械
４においての内視鏡６と把持鉗子７ａ，７ｂの先端部分
は略同じ向きで体腔ｃ内に突き出すように設置されるよ
うになっている。

【０００９】ところで、前記内視鏡６はシース９の先端
から突き出す挿入部８の先端側途中部分に自由度が２の
湾曲部１１を設けてなり、この湾曲部１１は上下方向Ｂ
１と左右方向Ｂ２の２方向に湾曲することによりその先
端部１２の向きを上下左右に変向するようになってい
る。前記内視鏡６の先端部１２には左右一対の照明窓１
３と左右一対の観察窓１４が設けられていて、この照明
窓１３から体腔ｃ内の視野に照明光を照射する。そし
て、視野内を左右一対の観察窓１４を通じて観察する。
各観察窓１４の内側にはＣＣＤ等の固体撮像素子がそれ
ぞれ設置されており、各固体撮像素子は図示しないカメ
ラコントロール回路によって駆動制御され、各観察窓１
４を通じて得られるそれぞれの視野を撮像する。

【００１０】また、左右の各把持鉗子７ａ，７ｂにおい
て、シース９から突き出すアーム部１０の途中でその長
手方向の２箇所には湾曲部１５，１６を設けられ、基端
側の第１の湾曲部１５はＣ１方向に湾曲し、先端側の第
２の湾曲部１６はＣ２方向の湾曲が行われる。第１の湾
曲部１５が湾曲するＣ１方向と第２の湾曲部１６が湾曲
するＣ２方向とは通常の動作において同一の面内で互い
に異なる向きに湾曲するようになっている。また、シー
ス９から突き出す支持用アーム部１０はその基端側に設
けた回転部１７によって自軸まわりのＣ３方向の回転も
可能である。把持鉗子７ａ，７ｂのアーム部１０の先端
には処置作業用の一対の把持部材を回動可能に設けてな
るグリッパ（処置部）１８が設けられている。各把持鉗
子７ａ，７ｂは内視鏡６の挿入部８の軸に対して左右対
称の構造をとり、同様の自由度を有している。

【００１１】処置用内視鏡６はその後端に駆動部１９が
設けられており、この駆動部１９にはエンコーダ付き電
磁モータ（図示しない）を備え、この駆動力を例えばワ
イヤー（図示しない）等によって、前記内視鏡６の湾曲
部１１の湾曲と把持鉗子７ａ，７ｂの湾曲部１５，１６
の湾曲やそのアーム部１０の回転、グリッパ１８の開閉
などの動作を駆動可能となっている。

【００１２】一方、前記移動用マニピュレータ５はベッ
ドサイドに設置される支持機構とし用いられるものであ
り、次に述べる如く、直動および回転の自由度を有する
複数の軸を備えた多関節アーム構造で構成されている。
つまり、これは基部２０、水平旋回方向Ａ１と垂直移動
方向Ａ２に動作する第１の動作軸２１、この第１の動作
軸２１に対して水平方向Ａ３に移動しかつ自軸周りの旋
回方向Ａ４に回転可能な第２の動作軸２２とを備えてな
り、さらに第２の動作軸２２の先端にはその軸方向に直
交した旋回方向Ａ５とその旋回方向Ａ５の軸に直交する
軸まわりの旋回方向Ａ６に回転可能ないわゆる手首機能
を持つ器具装着部材２３が取り付けられている。この器
具装着部材２３に対して前記手術器械４のシース９を挿
通し、その状態で手術器械４が支持されるようになって
いる。また、内視鏡６と一対の把持鉗子７ａ，７ｂから
なる手術器械４のユニットは、移動用マニピュレータ５
の先端に設けられた器具装着部材２３に対して着脱可能
に取り付けられている。この移動用マニピュレータ５の
各軸には各方向に駆動する電磁モータ等のアクチュエー
タ（図示せず）とその回転角を検出するアブソリュート
型エンコーダ（図示せず）および減速機（図示せず）が
それぞれ設けられている。

【００１３】一方、操作手段のマスターマニピュレータ
２は移動用マスターアーム３１と、これの先端に設けら
れたＨＭＤ用アーム３２及び一対の処置手段操作用アー
ム３３ａ，３３ｂとによって構成されている。前記移動
用マスターアーム３１はリンク機構から構成されてお
り、これは手術室の壁部や架台等の基台３４に取り付け
られ、その軸まわりのＤ１方向に回転する第１の軸部材
３６と、この第１の軸部材３６の先端に関節３７を介し
てＤ２方向に回転するように連結された第２の軸部材３
８と、この第２の軸部材３８の先端に関節３９を介して
Ｄ３方向に回転するように連結された第３の軸部材４０
と、この第３の軸部材４０の先端にＤ４方向に回転する
ように連結された装着用先端部材４１を連結してなる。
また、これらの各回転軸部分にはその回転角度を検出可
能なようにエンコーダ４２がそれぞれ取り付けられてい
て、これの検出データによって移動用マスターアーム３
１の先端の位置と向きとを検出可能になっている。

【００１４】前記ＨＭＤ用アーム３２は複数の回転関節
５１，５２を持つアーム５３とこのアーム５３の先端に
固定された表示手段としてのＨＭＤ（ヘッドマウントデ
ィスプレイ）５４とによって構成されている。このアー
ム５３の各回転関節５１，５２の回転方向Ｅ１，Ｅ２は
互いに直交する向きにあり、それぞれにはエンコーダ５
５，５６が設けられ、これによってＨＭＤ５４の各回転
方向Ｅ１，Ｅ２の回転量をそれぞれ検出可能になってい
る。

【００１５】また、一方の処置手段操作用アーム３３ａ
は３つの回転関節６１，６２，６３を持つアーム６４
と、そのアーム６４の先端に設けられた開閉可能な操作
用グリッパ６５によって構成されている。各回転関節６
１，６２，６３によってそれぞれＦ３，Ｆ１，Ｆ２の３
つの方向への動きが可能になっている。また、３つの回
転関節６１，６２，６３と操作用グリッパ６５にはそれ
ぞれエンコーダが設けられ、その各回転関節６１，６
２，６３の回転角度やグリッパ６５の開き角度がそれぞ
れ検出可能になっている。他方の処置手段操作用アーム
３３ｂは一方の処置手段用アーム３３ａに対して前記回
転方向Ｄ４の回転軸に対して左右対称の構造をとり、こ
れら両者の構成は同様であるため、この他方の処置手段
操作用アーム３３ｂについての説明を省略する。

【００１６】次に、前記スレーブマニピュレータ１とマ
スターマニピュレータ２の関連動作を制御するための制
御装置３の構成について説明する。図１で示すように制
御装置３は第１の制御装置７１、第２の制御装置７２、
第３の制御装置７３の部分からなり、制御対象の役割分
担がなされている。まず、第１の制御装置７１は移動用
マスターアーム３１の各エンコーダ４２と電気的に接続
され、そのエンコーダ４２により回転角を検出すること
により、移動用マスターアーム３１の先端の位置を検出
することができる。さらに第１の制御装置７１は移動用
マニピュレータ５の各電磁モータとこのモータに付いて
いるエンコーダとも電気的に接続され、そのエンコーダ
で移動量を検出しながらそのモータを駆動し、移動用マ
ニピュレータ５の先端の位置を決める。

【００１７】第２の制御装置７２は、ＨＭＤ用アーム３
２の各エンコーダ５５，５６と電気的に接続され、その
エンコーダ５５，５６の回転角を検出することにより、
ＨＭＤ５４の向きを検出することができる。さらに第２
の制御装置７２は駆動部１９内に設けられたモータと、
このモータに付いているエンコーダと電気的に接続さ
れ、エンコーダで移動量を検出しながらそのモータを駆
動できるので、指定された方向に処置用内視鏡６の挿入
部８における湾曲部１１を湾曲させることが可能であ
る。

【００１８】また、第３の制御装置７３は処置手段操作
用アーム３３ａ，３３ｂの各エンコーダ７４と電気的に
接続され、このエンコーダ７４により回転関節６１，６
２，６３と操作用グリッパ６５の回転角を検出すること
により、そのグリッパ６５の向きと位置およびグリッパ
６５の開く角度を検出することができる。さらに第３の
制御装置７３は駆動部１９内に設けられた処置手段駆動
用の各電磁モータと、このモータに付いているエンコー
ダと電気的に接続され、エンコーダで移動量を検出しな
がらそのモータを駆動できるので、処置手段としての把
持鉗子７ａ，７ｂの位置と方向を決めることが可能であ
る。

【００１９】また、前記内視鏡６の左のＣＣＤの出力は
図示しないビデオプロセッサによりＴＶ信号に変換さ
れ、ＨＭＤ５４の左目の表示部の例えばＬＣＤにその映
像を表示することが可能になっている。また、右のＣＣ
Ｄの出力は図示しないビデオプロセッサによりＴＶ信号
に変換され、ＨＭＤ５４の右目の表示部の例えばＬＣＤ
にその映像を表示することが可能になっている。したが
って、ＨＭＤ５４を装着した術者８０は３次元的（立体
的）に観察することが可能である。

【００２０】図２および図３は前述した処置具たる同様
な構成の把持鉗子７ａ，７ｂの一方を取り上げて示し、
特にその湾曲部１５，１６を備えた支持用アーム部１０
を示すものである。この支持用アーム部１０に直列に設
けられた２つの湾曲部１５，１６はそれぞれ異なる方
向、例えば互いに直角な向きに湾曲するように構成され
ている。また、湾曲部１５，１６の間を第１の支持アー
ム部１０ａとし、先端側の湾曲部１６と最先端のグリッ
パ１８との間に第２の支持アーム１０ｂを形成してい
る。グリッパ１８の一方の部材の外面には触覚センサ２
５が取り付けられており、グリッパ１８の一方の部材に
接触する生体組織の触覚を検知できるようになってい
る。触覚センサ２５にはこれへの電源供給と電気信号の
取出しのためのリード線２６が接続されており、このリ
ード線２６はアーム部１０内を通ってその基端部側へ導
かれて前記制御装置３に結線されている。

【００２１】次に、アーム部１０に設けられた湾曲部１
５，１６の構成を詳細に説明する。湾曲部１５，１６は
略同様に構成されているので、第２の湾曲部１６付近を
示す図３を参照して説明する。すなわち、この第２の湾
曲部１６は図３（ｂ）で示すように略円柱状に形成され
た複数個の節輪２７を軸方向へ同軸的に１列に並べてあ
り、各節輪２７の一方の端面にはその端面を直線的に横
切る断面形状が円弧状の凸部２８を形成し、他方の端面
にはその端面を直線的に横切る断面形状が円弧状の凹部
２９が設ける。そして、複数の節輪２７を同じ向きで一
列に並べることによりその凸部２８と凹部２９を回動自
在に嵌合して係合するようにする。また、凸部２８と凹
部２９が嵌合する回転中心軸は湾曲部１５の中心軸Ｌ１
に対して僅かに偏り、これに直交してこれらを繋ぐ湾曲
中心軸Ｌ２が湾曲部１５の中心軸Ｌ１に対して偏位して
配設されている。つまり、各々の節輪２７の凸部２８と
凹部２９を形成する円弧の中心を通る面内を前記湾曲中
心軸Ｌ２が通り、その面は湾曲部１５が真直な時、湾曲
な時にかかわらずその軸方向長さが変化しない湾曲中立
面３０を形成する。

【００２２】また、各節輪２７にはその軸方向に複数の
孔４５があけられており、これらを利用して後述するバ
イアス材４６、処置具（手段）操作ワイヤ４７、湾曲操
作ワイヤ４８及び前述したリード線２６などが湾曲部１
６の中心軸Ｌ１に平行に挿通されている。つまり、湾曲
部１５の内部には前記湾曲中立面３０よりその偏り側に
位置して直線的なくせを付けた線状の弾性バイアス材４
６が２本に平行に挿通されており、この２本のバイアス
材２６の後端側は第１の支持アーム１０ａの部材にねじ
締結された調節部材４９に対して回転自在な固定部材５
０に固定され、２本のバイアス材２６の先端側は第２の
支持アーム１０ｂの部材に対して固定されている。バイ
アス材２６の素材にはニッケルチタン合金製の超弾性合
金が使用されている。さらに、各節輪２７の表面に対し
てそれの回動性を向上させるために減摩表面処理、例え
ば、フッ素樹脂コーティング（テフロンコーティン
グ）、二硫化モリブデンコーティング、窒化チタン蒸着
等を行ってもよい。ここでは２本のバイアス材４６を設
けたが、１本でも３本以上でも良い。

【００２３】さらに、湾曲部１６の内部には湾曲操作ワ
イヤ４８が２本並列に挿通されているが、この２本の湾
曲操作ワイヤ４８と前記バイアス材４６は互いに中立面
３０を間に挟んで互いに反対側に配置されている。湾曲
操作ワイヤ４８の先端側は第２の支持アーム１０ｂに固
定されている。湾曲操作ワイヤ４８の基端側はアーム部
１０内を通じて前記駆動部１９に導かれている。なお、
湾曲操作ワイヤ４８は１本でも３本以上でも良い。ま
た、中立面３０上には処置具操作ワイヤ４７が位置して
挿通されている。凸部２８と凹部２９の円弧中心軸は中
立面３０上に存在するが、円弧中心軸とアーム１０およ
び湾曲部１５，１６の中心軸Ｌ１とは互いにねじれの関
係にあり、交叉することはない。 （作用）前述した医療用マニピュレータシステムを使用
する際、まず、術者８０はＨＭＤ５４を頭にかぶり、左
手で左のグリッパ６５を持ち、右手で右のグリッパ６５
を持つ。このとき、術者８０はＨＭＤ５４により内視鏡
６により得られた体腔内の映像を立体視することができ
る。

【００２４】ついで、術者８０がその頭部の位置を変え
ると、その位置の変化を移動用マスターアーム３１の各
軸のエンコーダ４２が検知し、第１の制御装置７１はこ
れにより移動用マスターアーム３１の先端位置を計算
し、これに対応して内視鏡６における挿入部８の先端の
位置が動くようにスレーブ側の移動用マニピュレータ５
の各電磁モータを制御する。このとき、先端同士の座標
系がそれぞれ対応するように制御を行う。

【００２５】また、術者８０が首の向きを変えると、Ｈ
ＭＤ用アーム３２のエンコーダ５５，５６がこの動きを
検出し、第２の制御装置７２はＨＭＤ５４の回転Ｅ１，
Ｅ２と、内視鏡６の湾曲Ｂ１，Ｂ２が１対１に対応して
動くように駆動部１９内の図示しないエンコーダ付きモ
ータを制御する。これらにより、処置用内視鏡６の位置
及び向きが、術者８０の頭の位置及び向きに対応して動
くので、術者８０はその頭の位置や向きを変えることに
よって患部に処置用内視鏡６を誘導し、様々な角度から
患部を立体的に観察することが可能になる。

【００２６】次に、術者８０が処置するときの動作を説
明する。術者８０が、例えば右の操作用グリッパ６５の
位置を変えたり、そのグリッパ６５を開閉させたときの
動きを処置手段操作用アーム３３ａの各関節６１，６
２，６３等に設けられたエンコーダ７４が検知し、第３
の制御装置７３は右の処置手段操作用アーム３３ａの回
転Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３と、右の把持鉗子７ａの回転Ｃ１、
Ｃ２、Ｃ３が１対１に対応し、さらに操作用グリッパ６
５の開閉Ｆ４が、右の処置用グリッパ１８の開閉Ｃ４の
開閉量と一致して動作するように駆動部１９内の図示し
ないエンコーダ付きモータを制御する。また、第３の制
御装置７３ｃは左の処置手段操作用アーム３３ｂと右の
処置用把持鉗子７ｂも同様に１対１に対応して動くよう
に、駆動部１９内の図示しないエンコーダ付きモータを
制御するが、右側と同様のため、これの説明は省略す
る。このように術者８０の手の動きと処置具の動きが１
対１に対応するので、術者８０はＨＭＤ５４の立体映像
を観察しながら、例えば左の把持鉗子７ｂで患部を押さ
え、右の把持鉗子７ａで患部の剥離を行うなどの動作が
可能である。

【００２７】次に、処置具たる把持鉗子７ａ，７ｂの作
用を説明する。湾曲操作ワイヤ４８を基端側の駆動部１
９にて図示しないアクチュエータによって引き加減を調
節して各節輪２７にモーメントを与えて回動する。この
作用が連続的に行われることによって結果として湾曲部
１５，１６は湾曲する。湾曲時において、湾曲操作ワイ
ヤ４８に対して中立面３０をはさんで反対側において挿
通されて両端を固定されたバイアス材４６が引張られ、
軸方向に伸びる。

【００２８】逆に、湾曲操作ワイヤ４８を緩めると、延
びているバイアス材４６の縮もうとする力によって、湾
曲部１５，１６は真直に戻る。また、バイアス材４６の
張力は調節部材４９を第１の支持アーム１０ａの部材に
対してねじ込み量を調節し、軸方向の相対位置を変える
ことによって調節することができる。この場合、バイア
ス材４６が固定されている固定部材５０は、調節部材４
９に対して回転自在なため、第１の支持アーム１０ａの
内部で湾曲操作ワイヤ４８、バイアス材４６等が捩じれ
てしまうことはない。

【００２９】また、各節輪２７の表面を減摩表面処理す
ることによって、その節輪２７の回動時の滑りを良くす
ることができる。バイアス材４６、湾曲操作ワイヤ４８
をそれぞれ２本ずつ並列に配置することによって、同じ
断面積の１本のバイアス材４６、湾曲操作ワイヤ４８を
用いるよりも狭い断面内に効率良く配置することができ
る。

【００３０】処置具操作ワイヤ４７が、中立面３０を通
っているために、湾曲部１５，１６の湾曲動作によって
も、その張力が変化することはない。この結果、駆動部
１９での処置具操作ワイヤ４７の押し引きで行うグリッ
プ１８の開閉操作を一意的に正確に操作できる。

【００３１】凸部２８と凹部２９の円弧中心軸つまり湾
曲中心軸Ｌ２を湾曲部１５，１６の中心軸Ｌ１とは交わ
らないように湾曲操作ワイヤ４８の配置位置から離れる
側に偏位させる構成とすることによって、湾曲操作ワイ
ヤ４８と円弧中心軸の距離をより大きくして湾曲操作ワ
イヤ４８を牽引するときのモーメントを大きくすること
ができる。 （効果）各節輪２７はその凸部２８と凹部２９によって
互いに嵌合しているために、湾曲部１５，１６の剛性を
高めることができる。また、湾曲構造が簡単なため、安
価な医療用マニピュレータとすることができる。

【００３２】バイアス材４６の張力を調節することがで
きるために、組立性の高い医療用マニピュレータとする
ことができる。各節輪２７の回動摩擦を低下させる処理
を施すことによって、湾曲部１５，１６の湾曲の動きが
スムーズな医療用マニピュレータとすることができる。
回動に要する力が小さくて済むために、湾曲操作ワイヤ
４８を細くすることができ、結果として、支持アームの
外形の細径化が可能となる。

【００３３】また、バイアス材４６や湾曲操作ワイヤ４
８を効率良く配設することによって、アーム部１０の外
径を細くすることができ、狭所での操作やデリケートな
操作が可能な医療用マニピュレータとすることができ
る。

【００３４】湾曲時に処置手段、例えばグリップ１８の
開閉が変化しない操作性の良い医療用マニピュレータと
することができる。牽引時のモーメントを大きくするこ
とによって湾曲の力の強い、操作性の高い医療用マニピ
ュレータとすることができる。 ＜第２の実施例＞図４および図５を参照して、本発明の
第２の実施例を説明する。 （構成）この実施例では内視鏡下外科手術のための処置
具の例であり、この処置具１００はその挿入部１０１の
先端に処置手段としてのグリップ１０２を設けてある。
挿入部１０１の基端には固定ハンドル１０３と可動ハン
ドル１０４を備えた操作部１０５が取り付けられてい
る。挿入部１０１を構成するアーム１０６の先端側部分
には湾曲部１０７が形成されている。この湾曲部１０７
の構成は以下に述べる点を除き前述した第１の実施例で
のものと略同じである。

【００３５】すなわち、湾曲部１０７には複数の節輪２
７、バイアス材４６、処置手段操作ワイヤ４７および湾
曲操作ワイヤ４８が組み込まれており、前記処置手段操
作ワイヤ４７は、凸部２８と凹部２９を備えた節輪２７
における回転中心軸が通る湾曲中立面に沿って延設され
ている。また、その湾曲中立面を間にしてバイアス材４
６と湾曲操作ワイヤ４８が配置されている。湾曲操作ワ
イヤ４８の先端は前記グリップ１０２の部材１０８に取
着されている。湾曲操作ワイヤ４８の基端部側は挿入部
１０１内を通じて前記操作部１０５に導かれ、その操作
部１０５に軸方向にスライド可能に取り付けられた湾曲
操作レバー１１０に固定されている。

【００３６】また、処置手段操作ワイヤ４７の基端側は
挿入部１０１内を通じて操作部１０５に導かれ、可動ハ
ンドル１０４に接続されている。前記バイアス材４６の
先端は前記グリップ１０２の部材１０８に取着され、ま
た、バイアス材４６の基端はアーム１０６の部材に取着
されている。バイアス材４６の部分は湾曲部１０７内で
は直線的な形状であり、これより基端側部分はコイル部
１０９となっている。コイル部１０９の部分は湾曲部１
０７を経てアーム１０６内に入り込み、そのアーム１０
６内に形成された孔部分１１１内に収納されている。 （作用）図４で示すように、処置具１００を使用する場
合には患者の体壁ａの挿入孔ｂに穿刺したトラカール１
１２を通じて体腔ｃ内にその挿入部１０１を挿入し、術
者が体外部に出たハンドル１０３，１０４を操作して、
臓器の把持や剥離等を行う。そして、湾曲操作レバー１
１０を後方へ移動する操作を行うことによって湾曲操作
ワイヤ４８を牽引し、各節輪２７に回転モーメントを与
え、湾曲部１０７を湾曲する。 ［付記］ １．処置手段を先端側に設け、この処置手段を支持して
その処置手段の位置および向きを選択するための湾曲部
を設けたアームを備えた医療用マニピュレータにおい
て、前記湾曲部はその湾曲中立面からオフセットされた
位置でかつ前記アームの略軸方向に延設されたバイアス
部材と、前記湾曲部の湾曲中立面に対して前記バイアス
部材とは反対側にオフセットされた位置でかつ前記アー
ムの略軸方向に延設された湾曲操作ワイヤと、一端側に
円弧状の凸部を設け他端側に凹部を設け前記アームの略
軸方向に沿って配置され隣接するものの凸部と凹部を互
いに嵌合して係合するとともに前記バイアス部材と前記
湾曲操作ワイヤを内包する複数個の湾曲部用節輪とを具
備したことを特徴とする医療用マニピュレータ。 ２．第１項に記載の医療用マニピュレータであって、前
記バイアス部材は超弾性素材で構成されていることを特
徴とする医療用マニピュレータ。 ３．第１〜２項に記載の医療用マニピュレータであっ
て、前記節輪が減摩擦表面処理されていることを特徴と
する医療用マニピュレータ。 ４．第１〜２項に記載の医療用マニピュレータであっ
て、前記節輪がフッ素樹脂コーティングされていること
を特徴とする医療用マニピュレータ。 ５．第１〜２項に記載の医療用マニピュレータであっ
て、前記節輪が二硫化モリブデンコーティングされてい
ることを特徴とする医療用マニピュレータ。 ６．第１〜２項に記載の医療用マニピュレータであっ
て、前記節輪が窒化チタン表面処理されていることを特
徴とする医療用マニピュレータ。 ７．第１〜６項に記載の医療用マニピュレータであっ
て、前記湾曲操作ワイヤが複数本有することを特徴とす
る医療用マニピュレータ。 ８．第１〜７項に記載の医療用マニピュレータであっ
て、前記バイアス部材が前記湾曲部の前後で、それぞれ
の両端が前記アーム部に固定されていることを特徴とす
る医療用マニピュレータ。 ９．第１〜８項に記載の医療用マニピュレータであっ
て、前記バイアス部材の端部にそのバイアス部材を固定
するための固定部材を有し、この固定部材が前記アーム
部内で、軸方向に移動可能であり、その任意位置に固定
可能であることを特徴とする医療用マニピュレータ。こ
れによれば、バイアス材の張力調節ができるために組立
性が高い。 １０．第９項に記載の医療用マニピュレータであって、
前記バイアス部材を固定するための固定部材と前記アー
ム部とがねじ係合により嵌合していることを特徴とする
医療用マニピュレータ。 １１．第１〜１０項に記載の医療用マニピュレータであ
って、先端処置部を操作するための処置手段用操作ワイ
ヤがアーム部内に挿通されており、前記処置手段用操作
ワイヤが湾曲部内の湾曲中立面内に挿通されていること
を特徴とする医療用マニピュレータ。処置手段用操作ワ
イヤが湾曲部内で湾曲中立面内に挿通されているため、
湾曲部の湾曲の度合いに関係なく、処置手段の動作を一
意的に行うことができる。 １２．第１〜１１項に記載の医療用マニピュレータであ
って、複数個の互いに嵌合する円弧状の凸部と同じく円
弧状の凹部とを有する節輪が互いに回転する回転の中心
軸が前記アーム部の中心軸と交叉しないことを特徴とす
る医療用マニピュレータ。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、体
腔内での自由度を高め剛性の高い湾曲部によって操作性
を向上させることができる。また、湾曲部の構造が簡単
であるために、安価な医療用マニピュレータとすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係る医療用マニピュレ
ータシステムの全体的な構成を概略的に示す説明図。

【図２】前記医療用マニピュレータシステムにおける把
持鉗子の断面図。

【図３】（ａ）は前記把持鉗子の湾曲部付近の断面図、
（ｂ）はその節輪の斜視図、（ｃ）は（ａ）中にＡ−Ａ
線に沿う横断面図、（ｄ）は（ａ）中にＢ−Ｂ線に沿う
横断面図。

【図４】本発明の第２の実施例に係る処置具の使用状態
の説明図、（ｂ）はその操作部の側面図。

【図５】前記第２の実施例に係る処置具の湾曲部の断面
図。

【符号の説明】

１…スレーブマニピュレータ、２…マスターマニピュレ
ータ、３…制御装置、４…手術器械、５…移動用マニピ
ュレータ、６…処置用内視鏡、７ａ，７ｂ…把持鉗子、
１０…アーム部、１５，１６…湾曲部、２７…節輪、２
８…凸部、２９…凹部、４７…バイアス材、４７…処置
具（手段）操作ワイヤ、４８…湾曲操作ワイヤ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】処置手段を先端側に設け、この処置手段を
   支持してその処置手段の位置および向きを選択するため
   の湾曲部を設けたアームを備えた医療用マニピュレータ
   において、前記湾曲部はその湾曲中立面からオフセット
   された位置でかつ前記アームの略軸方向に延設されたバ
   イアス部材と、前記湾曲部の湾曲中立面に対して前記バ
   イアス部材とは反対側にオフセットされた位置でかつ前
   記アームの略軸方向に延設された湾曲操作ワイヤと、一
   端側に円弧状の凸部を設け他端側に凹部を設け前記アー
   ムの略軸方向に沿って配置され隣接するものの凸部と凹
   部を互いに嵌合して係合するとともに前記バイアス部材
   と前記湾曲操作ワイヤを内包する複数個の湾曲部用節輪
   とを具備したことを特徴とする医療用マニピュレータ。