WO2014007113A1 - 医療用マニピュレータ - Google Patents

Abstract

　この医療用マニピュレータは、本体部と、挿入部と、チャンネルと、本体部に配された本体側チャンネルに挿通された処置具の移動量を検出する移動量検出部と、挿入部に配された挿入側チャンネルに挿通された処置具に当接可能であり、軸線周りに回転することで処置具を移動させる先端側当接部と、先端側当接部を回転させる駆動部と、駆動部により先端側当接部を回転させることで、移動量検出部により検出された移動量と等しい移動量で処置具を移動させる駆動量調節部とを備える。

Description

医療用マニピュレータ

　本発明は、軟性の処置具を挿通させて用いる医療用マニピュレータに関する。本願は、２０１２年７月３日に、日本に出願された特願２０１２－１４９３４０号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

　処置具には、術者などの使用により容易に撓む軟性の処置具と、通常の処置においては撓まない硬性の処置具とがある。手技に応じて軟性の処置具と硬性の処置具が使い分けられている。既存の軟性の処置具を硬性の処置具であるかのように使用するために、内部に形成されたチャンネルに軟性の処置具を挿通させて用いる医療用マニピュレータや内視鏡システムなどの処置装置が検討されている。

　例えば、特許文献１に記載された内視鏡システムでは、操作者が操作するための操作部（本体部）の先端に可撓性の挿入部が設けられている。挿入部の先端から操作部の基端にいたるまでの間には、処置具チャンネルが形成されている。
　挿入部の基端には、処置具挿抜装置を介して処置具の収容装置が取付けられている。処置具挿抜装置は、操作部の基端側に固定されるハウジングを有している。ハウジング内には一対のローラが処置具の処置具挿入部を挟むように配置されている。各ローラの回転軸は、枠体であるローラ支持部に回転自在に支持されている。各ローラには伝達機構を介してモータが接続されていて、ローラを所望の方向に回転させることができる。
　また、ローラ支持部は回転軸によりハウジングに対して回転自在に支持されている。そして、モータで回転軸を回転させることで、ローラ支持部や一対のローラが配置される向きを回転させることができる。
　すなわち、ローラ支持部が配置される向きを切替えることで、処置具チャンネルに挿通された処置具挿入部を一対のローラにより電動で処置具チャンネルに対して進退させるモードと、処置具チャンネルの軸線周りに回転させるモードとに切替えることができる。

　なお、一般的に、挿入部は被検体内に挿入されるために内部の部品の数や大きさを最低限に抑えて細長く形成される。一方、操作部は、挿入部に収まりきらなかった部品を配するために挿入部より太く（大きく）形成される。

日本国特開２００５－２７０１７１号公報

　しかし、軟性の処置具においては、処置具挿入部が比較的柔らかい材料で形成されている。軟性の処置具においては、処置具チャンネルと処置具挿入部との間に摩擦力が生じる。そのため、処置具挿抜装置において処置具挿入部を進退させたり回転させたりした場合に、処置具の基端の移動量が処置具の先端まで伝達されにくく、処置具の先端側の応答性が悪くなる。このため、処置具の先端に所望の動きをさせる操作は困難となる。この影響は、処置具挿入部が長くなるほど顕著になる。

　本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであって、チャンネルに挿通された軟性の処置具の基端側を移動させたときに処置具の先端側も同様に移動させることができる医療用マニピュレータを提供することを目的とする。

本発明の第一の態様に係る医療用マニピュレータは、本体部と、基端部が前記本体部に接続された細長い挿入部と、軟性の処置具が挿通可能であり、前記挿入部の先端部に形成された先端開口に連通し、且つ、前記本体部に形成された基端開口に連通するチャンネルと、前記チャンネルのうち前記本体部に配された部分である本体側チャンネルに挿通された前記処置具の前記本体側チャンネルに対する移動量を検出する移動量検出部と、前記チャンネルのうち前記挿入部に配された部分である挿入側チャンネルに挿通された前記処置具に当接可能に設けられ、自身の軸線周りに回転することで前記挿入側チャンネルに対して前記処置具を移動させる先端側当接部と、前記本体部に設けられ、前記先端側当接部を回転させる駆動部と、前記駆動部により前記先端側当接部を回転させることで、前記移動量検出部により検出された前記移動量と等しい移動量で前記挿入側チャンネルに対して前記処置具を移動させる駆動量調節部と、を備える。

　本発明の第二の態様によれば、第一の態様に係る医療用マニピュレータにおいて、前記先端側当接部を回転させるワイヤを更に備えてもよい。また、前記駆動部は、回転することで駆動力を伝達させる出力軸を有し、前記ワイヤは、前記出力軸に巻回され、且つ前記先端側当接部に接続されてもよい。

　本発明の第三の態様によれば、第二の態様に係る医療用マニピュレータは、前記本体側チャンネルに挿通された前記処置具に当接可能とされ、自身の軸線周りに回転することで前記本体側チャンネルに対して前記処置具を移動させるための基端側当接部をさらに備えてもよい。さらに、前記駆動部は前記基端側当接部を回転させてもよい。

　本発明の第四の態様によれば、第三の態様に係る医療用マニピュレータにおいて、前記出力軸の軸線周りの駆動力の一部を、前記出力軸の軸線に交差する軸線を有する補助出力軸の軸線周りの駆動力として伝達させる出力分岐機構をさらに備えてもよい。さらに、前記出力軸は、前記チャンネルの軸線と平行に配置され、前記ワイヤは、前記補助出力軸に巻回されるとともに前記先端側当接部に接続され、前記移動量は、前記チャンネルの軸線周りの移動量であり、前記基端側当接部の軸線は、前記チャンネルの軸線と平行に配置され、前記出力軸に伝達された駆動力により前記基端側当接部を回転させてもよい。

　本発明の第五の態様によれば、第一又は第二の態様に係る医療用マニピュレータは、前記本体側チャンネルに挿通された前記処置具に当接可能であり、自身の軸線周りに回転することで前記本体側チャンネルに対して前記処置具を移動させるための基端側当接部と、前記本体部に設けられ、前記基端側当接部を回転させる第二の駆動部と、をさらに備えてもよい。さらに、前記第二の駆動部により前記基端側当接部を回転させたときに、前記移動量検出部は前記移動量の検出結果を前記駆動量調節部に送信し、前記駆動量調節部は、前記検出結果に基づいて前記駆動部により前記先端側当接部を回転させてもよい。

　本発明の第六の態様によれば、第一から第三、第五のいずれかの態様に係る医療用マニピュレータにおいて、前記移動量は、前記チャンネルの軸線方向の移動量であり、前記先端側当接部は、前記チャンネルの軸線を含む基準平面上で回転するように配置されてもよい。

　本発明の第七の態様によれば、第一から第三、第五のいずれかの態様に係る医療用マニピュレータにおいて、前記移動量は、前記チャンネルの軸線周りの移動量であり、前記先端側当接部は、前記チャンネルの軸線に平行な軸線周りに回転するように配置されていてもよい。

　上記医療用マニピュレータによれば、チャンネルに挿通された軟性の処置具の基端側を移動させたときに処置具の先端側も同様に移動させることができる。

本発明の第１実施形態に係る医療用マニピュレータがアームに取付けられている状態を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る医療用マニピュレータの平面の模式的要部断面図である。 本発明の第２実施形態に係る医療用マニピュレータの平面の模式的要部断面図である。 本発明の第３実施形態に係る医療用マニピュレータに係る平面の模式的要部断面図である。 本発明の第４実施形態に係る医療用マニピュレータの平面の模式的要部断面図である。 本発明の第４実施形態の変形例における医療用マニピュレータの平面の模式的要部断面図である。 本発明の実施形態の変形例における医療用マニピュレータの斜視図である。

（第１実施形態）
　以下、本発明に係る医療用マニピュレータ１の第１実施形態を、図１および図２を参照しながら説明する。
　この医療用マニピュレータ１は、図１に示すように、例えば、アームＡ１０の先端に取付けられ、内部に形成された後述するチャンネル４１（図２参照。）に、可撓性を有する材料で形成された軟性の処置具Ｄ１を挿通させて用いる。
　アームＡ１０は、ベースＡ１上に配置されたロッドＡ１１の端部と、関節部Ａ１２を介して互いに回動可能に接続されている。アームＡ１０の先端、すなわち、ロッドＡ１１の端部には保持部Ａ１３が固定されている。保持部Ａ１３には、不図示の着脱機構により医療用マニピュレータ１の後述する本体部１０が着脱可能に取付けられている。

　ここで、処置具Ｄ１について説明する。処置具Ｄ１は、公知の構成のものが用いられており、処置具挿入部Ｄ１０と、処置部Ｄ２０と、不図示の処置具操作部とを有している。処置具挿入部Ｄ１０は、樹脂などの金属に比べて柔らかい軟性の材料で形成されている。処置部Ｄ２０は、把持などの処置を行うために、処置具挿入部Ｄ１０の先端部に設けられている。処置具操作部は、処置具挿入部Ｄ１０の基端部に設けられ、処置部Ｄ２０を操作する。処置具挿入部Ｄ１０の外面には、処置具挿入部Ｄ１０の長手方向に延びる凹部が形成されている。
　本実施形態では、処置具Ｄ１として、把持鉗子が用いられている。処置具Ｄ１は、処置具操作部を操作することで開閉可能な一対の鉗子片Ｄ２１を処置部Ｄ２０に備えている。ただし、処置具Ｄ１は把持鉗子に限ることなく、軟性の処置具であれば所望の処置具を用いることができる。

　医療用マニピュレータ１は、図１および図２に示すように、本体部１０と、挿入部３０とを備えている。挿入部３０は、本体部１０よりも細長く形成され、基端部が本体部１０に接続されている。
　本体部１０は、図２に示すように、ケーシング１１と、本体側処置具回転ローラ（基端側当接部、移動量検出部）１２と、駆動モータ（駆動部）１３とを備えている。本体側処置具回転ローラ１２は、ケーシング１１内に収容されている。駆動モータ１３は、本体側処置具回転ローラ１２と同軸に接続されている。

　本体部１０および挿入部３０の内部には、不図示の管材などにより前述のチャンネル４１が形成されている。チャンネル４１は、挿入部３０の先端側に形成された先端開口３２ａ、および、ケーシング１１に形成された基端開口１１ａにそれぞれ連通している。チャンネル４１のうち、本体部１０に配された部分を「本体側チャンネル４１ａ」と称し、挿入部３０に配された部分を「挿入側チャンネル４１ｂ」と称する。チャンネル４１（本体側チャンネル４１ａ）のうち、本体側処置具回転ローラ１２および後述する支持ローラ１４が設けられた部分には不図示の貫通孔が形成されている。この貫通孔がケーシング１１の内部空間と連通している。チャンネル４１には、前述の処置具Ｄ１が挿通可能であり、処置具Ｄ１の処置具挿入部Ｄ１０がチャンネル４１に挿入されている。

　本体側処置具回転ローラ１２は、円板状に形成され、且つ、本体側処置具回転ローラ１２の軸線Ｃ１が、チャンネル４１の軸線Ｃ２と平行となるように配置されている。本体側処置具回転ローラ１２の側面には、本体側処置具回転ローラ１２の軸線Ｃ１に平行に延びる微小な溝が形成されるなどの滑り防止処理が施されていることが好ましい。
　本体側処置具回転ローラ１２の側面は、チャンネル４１に形成された貫通孔を介して、本体側チャンネル４１ａに挿通された処置具Ｄ１の処置具挿入部Ｄ１０の側面に当接可能となるように配置されている。

　本体側処置具回転ローラ１２の基端には、駆動モータ１３の出力軸１３ａの先端部が固定されている。駆動モータ１３のモータ本体１３ｂはケーシング１１に固定されていて、モータ本体１３ｂが発生する駆動力により出力軸１３ａが本体側処置具回転ローラ１２の軸線Ｃ１周りに回転する。これにより、モータ本体１３ｂが発生させる駆動力が出力軸１３ａを介して本体側処置具回転ローラ１２に伝達され、本体側処置具回転ローラ１２を軸線Ｃ１周りに回転させることができる。
　また、本実施形態では、本体側処置具回転ローラ１２が本体側処置具回転ローラ１２の軸線Ｃ１周りに回転することで、本体側処置具回転ローラ１２の側面に接触する処置具Ｄ１が本体側チャンネル４１ａに対して処置具Ｄ１の軸線Ｃ２周りに回転する。すなわち、本体側チャンネル４１ａに対する処置具Ｄ１の移動量は、処置具Ｄ１の軸線Ｃ２周りの回転量（回転角度。以下、「回転移動量」と称する。）である。本体側処置具回転ローラ１２は、本体側チャンネル４１ａに挿通された処置具Ｄ１の軸線Ｃ２周りの回転移動量を検出する移動量検出部としても機能する。

　ケーシング１１内には、本体側処置具回転ローラ１２とともに処置具Ｄ１の処置具挿入部Ｄ１０を挟むように、支持ローラ１４が配置されている。支持ローラ１４は、ケーシング１１に回転可能に支持されている。本体側チャンネル４１ａに挿通された処置具挿入部Ｄ１０の径方向両側から本体側処置具回転ローラ１２および支持ローラ１４がそれぞれ接触することで、本体側処置具回転ローラ１２に対して処置具挿入部Ｄ１０が本体側処置具回転ローラ１２の周方向に滑るのを防止している。

　本体側処置具回転ローラ１２の先端部には、出力分岐機構１７が接続されている。具体的には、出力分岐機構１７は、第一歯車１８と、第二歯車（補助出力軸）１９とを有している。第一歯車１８は、本体側処置具回転ローラ１２の先端に固定されている。第二歯車１９は、第一歯車１８に係合する。歯車１８、１９は、いわゆるかさ歯車である。第一歯車１８は、自身の軸線が本体側処置具回転ローラ１２の軸線Ｃ１に一致するように本体側処置具回転ローラ１２に固定されている。これに対して、第二歯車１９は、平面視において、自身の軸線Ｃ３が本体側処置具回転ローラ１２の軸線Ｃ１に直交するようにケーシング１１に回転可能に支持されている。すなわち、駆動モータ１３の出力軸１３ａから伝達されるモータ本体１３ｂの駆動力の一部は、互いに係合する歯車１８、１９により本体側処置具回転ローラ１２の軸線Ｃ１周りの駆動力から第二歯車１９の軸線Ｃ３周りの駆動力へと変換されて伝達される。

　また、ケーシング１１内には、ウォーム２２が本体側処置具回転ローラ１２の軸線Ｃ１に平行に延びるように配置されている。また、ケーシング１１内には、ウォーム２２と、ウォーム２２に係合するウォームホイール２３とが回転可能に支持されている。ウォーム２２の基端部には、揺動モータ２４が接続される。揺動モータ２４はケーシング１１に接続されている。揺動モータ２４によりウォーム２２がウォーム２２の軸線Ｃ４周りに回転することで、ウォーム２２に対してウォームホイール２３を本体側処置具回転ローラ１２の軸線Ｃ１方向に移動させることができる。

　挿入部３０は、挿入部本体３１と、揺動部材３２と、回転部材（先端側当接部）３３とを有している。挿入部本体３１は、ケーシング１１の先端面に固定され、チャンネル４１の軸線Ｃ２方向に延びる管状の部材である。揺動部材３２は、挿入部本体３１の先端部に揺動可能に接続されている。回転部材３３は、揺動部材３２の先端面の法線に平行な軸線Ｃ５（以下、「回転部材３３の軸線Ｃ５」と称する。）周りに回転可能に揺動部材３２に支持されている。
　図示はしないが、挿入部本体３１および揺動部材３２の一方には軸部材が設けられ、他方にはこの軸部材周りに相対移動可能に軸部材と係合する孔が形成されている。この構成により、挿入部本体３１の先端部に対して揺動部材３２が揺動可能に接続されている。

　また、揺動部材３２の先端面にはベアリングが設けられていて、揺動部材３２は、回転部材３３を回転部材３３の軸線Ｃ５周りに回転可能に支持されている。
　挿入部本体３１、および揺動部材３２には、チャンネル４１のうち挿入部３０に配された部分である挿入側チャンネル４１ｂが形成されている。挿入側チャンネル４１ｂは、揺動部材３２の先端面に形成された前述の先端開口３２ａに連通している。

　回転部材３３には、図示はしないがチャンネル４１の軸線Ｃ２上に、チャンネル４１に連通する貫通孔が形成されている。この貫通孔の内周面には、内周面から突出する突出部が設けられている。処置具Ｄ１は、回転部材３３の前方に処置部Ｄ２０が突出するように挿入側チャンネル４１ｂに挿通されている。この突出部が処置具挿入部Ｄ１０の側面に形成された凹部に係合（当接）することで、挿入側チャンネル４１ｂに対する処置具Ｄ１の軸線Ｃ２周りの回転が規制される。また、チャンネル４１に対して処置具Ｄ１を処置具Ｄ１の軸線Ｃ２方向に移動させるときにも突出部と処置具挿入部Ｄ１０の側面との間に所定の摩擦力が生じるように、突出部の大きさが設定されている。
　回転部材３３は、回転部材３３の軸線Ｃ５がチャンネル４１の軸線Ｃ２と一致するように配置されている。

　本実施形態では、挿入部本体３１、揺動部材３２、および回転部材３３は、金属などの材料で略管状に形成されたものが用いられている。すなわち、本実施形態に係る挿入部３０はいわゆる硬性の挿入部である。

　挿入部本体３１の管路には、コネクティングロッド３６が挿通されている。コネクティングロッド３６の先端部は、平面視において揺動部材３２の揺動中心に対してチャンネル４１の軸線Ｃ２に直交する方向にずらした位置で揺動部材３２に取付けられ、コネクティングロッド３６の基端部はウォームホイール２３に取付けられている。このため、揺動モータ２４によりウォームホイール２３を本体側処置具回転ローラ１２の軸線Ｃ１方向に移動させることで、揺動部材３２を揺動させることができる。

　また、挿入部本体３１の管路には、線状に形成された操作ワイヤ（ワイヤ）３７が挿通されている。操作ワイヤ３７の先端側は回転部材３３の基端部３３ａ周りに巻回された状態で回転部材３３に接続されている。一方で、操作ワイヤ３７の基端側は第二歯車１９の外周面に巻回されている。なお、操作ワイヤ３７の動きを安定化させるために、操作ワイヤ３７をガイド管内に挿通させて用いることが好ましい。

　このような構成により、駆動モータ１３により第二歯車１９を第二歯車１９の軸線Ｃ３周りに回転させることで、第二歯車１９の回転力が操作ワイヤ３７を介して伝達され、回転部材３３を自身の軸線Ｃ５周りに回転させることができる。そして、回転部材３３の貫通孔に挿通された処置具Ｄ１の処置具挿入部Ｄ１０を挿入側チャンネル４１ｂに対して回転させることができる。
　なお、第二歯車１９と回転部材３３との間の駆動力の伝達に外径の細い操作ワイヤ３７を用いているため、挿入部３０の外径が大きくなりにくい。

　上述のように、駆動モータ１３を駆動することで、本体側処置具回転ローラ１２および回転部材３３を回転させることができる。操作ワイヤ３７を巻回させる回転部材３３の基端部３３ａの外径は、以下のように設定されている。すなわち、駆動モータ１３を駆動することによる、本体側処置具回転ローラ１２による処置具挿入部Ｄ１０の基端側の回転移動量と、回転部材３３による処置具挿入部Ｄ１０の先端側の回転移動量とが互いに等しくなるように設定されている。このように、回転部材３３の基端部３３ａは、駆動量調節部として機能する。

　なお、ケーシング１１の外面に設けられた不図示の電気接点が保持部Ａ１３に設けられた電気接点と接続されている。駆動モータ１３および揺動モータ２４の制御は、これらの電気接点を介してベースＡ１上に設けられた不図示の操作部から行えるように構成されている。

　次に、以上のように構成された医療用マニピュレータ１の動作について説明する。ここでは、医療用マニピュレータ１を患者の体腔内に挿入して処置を行う場合について説明する。
　術者は、アームＡ１の保持部Ａ１３に医療用マニピュレータ１の本体部１０を取付ける。そして、患者に装着したトロッカーを通して、体腔内に医療用マニピュレータ１の挿入部３０を導入する。内視鏡の観察下において、必要に応じて操作部を操作することで、揺動モータ２４を駆動して挿入部本体３１に対する揺動部材３２の向きを調節する。挿入部３０の先端部を、処置対象であるターゲット組織に対向させる。
　医療用マニピュレータ１の基端開口１１ａからチャンネル４１に把持鉗子などの軟性の処置具Ｄ１を挿通させる。処置具Ｄ１の処置部Ｄ２０を回転部材３３の前方に突出させ、回転部材３３の突出部に処置具挿入部Ｄ１０の凹部を係合させる。

　術者は、ターゲット組織に対する処置部Ｄ２０の軸線Ｃ２周りの向きを調節する必要があるときは、操作部を操作して駆動モータ１３を駆動させる。これにより、本体側処置具回転ローラ１２が軸線Ｃ１周りに回転され、回転部材３３が自身の軸線Ｃ５周りに回転される。このとき、本体側処置具回転ローラ１２の回転量と回転部材３３の回転量とは前述のように調節されている。そのため、処置具挿入部Ｄ１０は、本体側処置具回転ローラ１２の軸線Ｃ１周りの回転移動量が基端側及び先端側において同じとなる。
　また、処置具挿入部Ｄ１０を本体側処置具回転ローラ１２の軸線Ｃ１方向の２カ所で回転させるため、軟性の処置具Ｄ１であっても処置具Ｄ１の捻れが抑制される。

　なお、回転部材３３から処置部Ｄ２０が突出する突出量は、回転部材３３の突出部と処置具挿入部Ｄ１０との間に生じる摩擦力に抗して、術者が医療用マニピュレータ１に対して処置具Ｄ１を押込んだり、牽引したりすることで調節することができる。

　処置具操作部を操作して処置具Ｄ１の処置部Ｄ２０でターゲット組織を把持し、必要な処置を行う。続いて、医療用マニピュレータ１から処置具Ｄ１を引出す。トロッカーから医療用マニピュレータ１の挿入部３０を引出し、トロッカーを患者から取外す。この後で、患者の開口を縫合するなど必要な処置を行い、一連の手技を終了する。

　以上説明したように、本実施形態に係る医療用マニピュレータ１によれば、本体側チャンネル４１ａ内で処置具挿入部Ｄ１０が回転した処置具挿入部Ｄ１０の基端側の回転移動量を本体側処置具回転ローラ１２で検出する。そして、検出された回転移動量と同じ回転移動量となるように、挿入側チャンネル４１ｂに対して回転部材３３とともに処置具挿入部Ｄ１０の先端側を回転させる。このため、軟性の処置具Ｄ１を用いた場合であっても、処置具挿入部Ｄ１０の基端側と先端側とをチャンネル４１に対して同様に回転させることができる。

　本実施形態に係る医療用マニピュレータ１は、処置具挿入部Ｄ１０の基端側の側面に接触する本体側処置具回転ローラ１２を備え、駆動モータ１３により本体側処置具回転ローラ１２を回転できるように構成している。したがって、処置具挿入部Ｄ１０の先端側だけでなく基端側も駆動モータ１３により自動的に回転させることができる。そのため、術者が処置具Ｄ１を操作する負担を軽減させることができる。
　また、本実施形態に係る医療用マニピュレータ１は、駆動モータ１３で発生した駆動力を、出力分岐機構１７により、回転軸の向きが互いに異なる本体側処置具回転ローラ１２周りと、第二歯車１９周りとに分配する。すなわち、駆動モータ１３で発生した駆動力により処置具挿入部Ｄ１０の先端側および基端側を回転させている。これにより、１つの駆動モータ１３で処置具挿入部Ｄ１０の先端側および基端側をともに回転させることができる。したがって、医療用マニピュレータ１を構成するのに必要なモータの数を低減させることができる。

　本体側処置具回転ローラ１２の軸線Ｃ１はチャンネル４１の軸線Ｃ２と平行に配置されている。このため、本体側処置具回転ローラ１２に伝達された本体側処置具回転ローラ１２の軸線Ｃ１周りの駆動力を、処置具挿入部Ｄ１０をチャンネル４１の軸線Ｃ２周りに回転させる駆動力として効果的に伝達させることができる。

　また、本実施形態に係る医療用マニピュレータ１は、第二歯車１９と回転部材３３との間の駆動力の伝達に操作ワイヤ３７を用いているため、挿入部３０の外径を小さく抑えることができる。
　本実施形態に係る医療用マニピュレータ１は、回転部材３３を自身の軸線Ｃ５周りに回転させることで、回転部材３３に係合する処置具Ｄ１をチャンネル４１の軸線Ｃ２周りに回転させ、挿入側チャンネル４１ｂに対する処置部Ｄ２０の軸線Ｃ２周りの向きを調節することができる。

　なお、本実施形態では、回転部材３３の基端部３３ａの外径を調節することで、駆動モータ１３を駆動したときの本体側処置具回転ローラ１２による処置具挿入部Ｄ１０の基端側の回転移動量と、回転部材３３が自身の軸線Ｃ５周りに回転する回転移動量とを一致させた。しかし、この調節は、基端部３３ａに限ることなく、例えば、本体側処置具回転ローラ１２の外径や、第二歯車１９の外径（歯数）を調節することで行うことができる。この場合、本体側処置具回転ローラ１２や第二歯車１９が駆動量調節部となる。
　本実施形態では、処置具挿入部Ｄ１０に凹部が形成され、回転部材３３には、凹部に係合する突出部が形成されている構成とした。しかし、これら凹部、突出部は形成されなくてもよい。

（第２実施形態）
　次に、本発明の第２実施形態について図３を参照しながら説明する。第１実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
　図３に示すように、本実施形態に係る医療用マニピュレータ２は、第１実施形態に係る医療用マニピュレータ１の出力分岐機構１７に代えて、第二の駆動モータ（第二の駆動部）５１、エンコーダ（移動量検出部）５２、および、駆動量制御部（駆動量調節部）５３を備えている。なお、本実施形態における本体側処置具回転ローラ１２Ａは、第１実施形態に係る本体側処置具回転ローラ１２と同一の構成である。しかし、本実施形態における本体側処置具回転ローラ１２Ａは、第１実施形態に係る移動量検出部としては機能しない。

　第二の駆動モータ５１は、ケーシング１１内に収容されるとともに本体側処置具回転ローラ１２Ａの基端側の面に固定されている。第二の駆動モータ５１は、処置具回転ローラ１２Ａを自身の軸線Ｃ１周りに回転させることができる。
　エンコーダ５２は公知の構成のものを用いることができ、第二の駆動モータ５１の回転軸の回転量を検出し、回転量の検出結果を駆動量制御部５３に送信する。
　なお、この回転軸の回転量と処置具Ｄ１の軸線Ｃ２周りの回転移動量とは、比例の関係にある。そのため、エンコーダ５２で実質的に処置具Ｄ１の回転移動量を検出できる。

　また、本実施形態では、駆動モータ１３は、平面視において出力軸１３ａの軸線Ｃ８がチャンネル４１の軸線Ｃ２に直交するように配置されている。そして、操作ワイヤ３７の基端側は、出力軸１３ａの外周面に巻回されている。

　駆動量制御部５３は、不図示の演算素子およびメモリを備えている。メモリには、本体側処置具回転ローラ１２Ａによる処置具挿入部Ｄ１０の基端側の回転移動量と、回転部材３３の軸線Ｃ５周りの回転移動量とを互いに等しくするために、第二の駆動モータ５１の回転軸が１回転したときに必要となる駆動モータ１３の出力軸１３ａの回転数を示した定数が記憶されている。
　演算素子は、エンコーダ５２から送信された検出結果に上記定数を乗じる演算をする。この演算の結果に応じた電圧を駆動モータ１３に印加して出力軸１３ａの回転速度を調節し、駆動モータ１３により回転部材３３を回転させる。

　このように構成された本実施形態に係る医療用マニピュレータ２によれば、チャンネル４１に挿通された軟性の処置具Ｄ１の基端側を回転させたときに処置具Ｄ１の先端側も同様に回転させることができる。

　さらに、本実施形態に係る医療用マニピュレータ２は、本体側処置具回転ローラ１２Ａ、第二の駆動モータ５１、エンコーダ５２、および駆動量制御部５３を備える。このため、処置具Ｄ１の先端側、基端側を２つの駆動モータ１３、５１でより精度を高めて回転させることができる。
　また、出力軸１３ａと回転部材３３との間の駆動力の伝達に操作ワイヤ３７を用いているため、挿入部３０の外径を小さく抑えることができる。

　なお、本実施形態では、駆動モータ１３の回転軸の回転量を検出するエンコーダを備え、このエンコーダによる検出結果を駆動量制御部５３に送信してもよい。この場合、駆動量制御部５３の演算素子は、駆動モータ１３の実際の回転量を受信し、処置具挿入部Ｄ１０の基端側と先端側とで回転移動量が等しくなるようにフィードバック制御を行う。

（第３実施形態）
　次に、本発明の第３実施形態について図４を参照しながら説明する。前記実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
　図４に示すように、本実施形態に係る医療用マニピュレータ３は、第２実施形態に係る医療用マニピュレータ２の第二の駆動モータ５１、および本体側処置具回転ローラ１２Ａに代えて、本体側処置具回転ローラ６１を備えている。

　本体側処置具回転ローラ６１は、前述の支持ローラ１４とともに、本体側チャンネル４１ａに挿通された処置具挿入部Ｄ１０を挟むように配置されている。本体側処置具回転ローラ６１は、ケーシング１１に回転可能に支持されている。本実施形態では、術者が処置具挿入部Ｄ１０の基端側をチャンネル４１の軸線Ｃ２周りに回転させる。このときに、処置具挿入部Ｄ１０に対して本体側処置具回転ローラ６１および支持ローラ１４が滑ることなく回転するように構成されている。

　駆動量制御部５３のメモリには、術者が処置具挿入部Ｄ１０の基端側を回転させた回転移動量と、回転部材３３が自身の軸線Ｃ５周りに回転する回転移動量とを互いに等しくするために、本体側処置具回転ローラ６１が１回転したときに必要となる駆動モータ１３の出力軸１３ａの回転数を示した定数が記憶されている。
　演算素子は、エンコーダ５２から送信された検出結果に上記定数を乗じる演算をし、この演算の結果に応じた電圧を駆動モータ１３に印加し、駆動モータ１３により回転部材３３を回転させる。

　本実施形態に係る医療用マニピュレータ３によれば、チャンネル４１に挿通された軟性の処置具Ｄ１の基端側を回転させたときに先端側も同様に回転させることができる。
　さらに、第２実施形態に係る医療用マニピュレータ２に対して第二の駆動モータ５１を備えない構成とし、処置具Ｄ１の基端側を手動で回転させる仕様としても、前述した実施形態と同様効果を奏することができる。これにより、医療用マニピュレータ３の製造コストを低減させることができる。
　処置具挿入部Ｄ１０の基端側を術者が操作することで、直感的に回転操作を行うことができる。

（第４実施形態）
　次に、本発明の第４実施形態について図５を参照しながら説明する。前記実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
　図５に示すように、本実施形態に係る医療用マニピュレータ４は、本体部７０と、挿入部８０とを備えている。挿入部８０は、本体部７０よりも細長く形成され、基端部が本体部７０に接続されている。

　本体部７０は、第３実施形態に係る医療用マニピュレータ３における本体部１０に有する支持ローラ１４、本体側処置具回転ローラ６１、エンコーダ５２、駆動量制御部５３、および駆動モータ１３に代えて、本体側処置具移動ローラ（基端側当接部、移動量検出部）７１、支持ローラ７２、および駆動モータ７３を備えている。

　本体側処置具移動ローラ７１、支持ローラ７２、および駆動モータ７３は、ケーシング１１内に収容されている。
　本体側処置具移動ローラ７１、及び支持ローラ７２は、チャンネル４１の軸線Ｃ２を含む基準平面Ｓ上で回転するように配置され、ケーシング１１に支持されている。本体側処置具移動ローラ７１及び支持ローラ７２は、本体側チャンネル４１ａに挿通された処置具Ｄ１の処置具挿入部Ｄ１０を挟むように配置されている。また、本体側処置具移動ローラ７１の軸線上には、不図示の係合軸が突設されていて、この係合軸に操作ワイヤ３７の基端側が巻回されている。
　図示はしないが、駆動モータ７３の出力軸は本体側処置具移動ローラ７１に固定されている。また、駆動力を発生して出力軸にその駆動力を伝達するモータ本体は、ケーシング１１に固定されている。
　駆動モータ７３は、本体側処置具移動ローラ７１を基準平面Ｓ上で所望の向きに回転させることができる。
　本体側チャンネル４１ａに挿通された処置具Ｄ１の処置具挿入部Ｄ１０は、本体側処置具移動ローラ７１の側面、及び支持ローラ７２の側面に接触する。

　挿入部８０は、第１及び第２実施形態に係る挿入部本体３１および揺動部材３２で構成されている。
　本実施形態では、挿入部本体３１の先端部に、挿入側処置具移動ローラ（先端側当接部）８１が配されている。挿入側処置具移動ローラ８１は、前述の基準平面Ｓ上で回転するように配置され、挿入部本体３１に回転可能に支持されている。挿入側処置具移動ローラ８１の軸線上には、不図示の係合軸が突設されている。この係合軸に操作ワイヤ３７の先端側が巻回されている。

　挿入側チャンネル４１ｂに挿通された処置具Ｄ１の処置具挿入部Ｄ１０は、挿入側処置具移動ローラ８１の側面に当接する。
　本体側処置具移動ローラ７１及び挿入側処置具移動ローラ８１の外径は互いに等しく設定されている。また、本体側処置具移動ローラ７１の係合軸の外径と、挿入側処置具移動ローラ８１の係合軸の外径とは互いに等しく設定されている。

　駆動モータ７３により本体側処置具移動ローラ７１を回転させたときに、操作ワイヤ３７を介して駆動力が伝達されることで挿入側処置具移動ローラ８１が回転する。このとき、本体側処置具移動ローラ７１及び挿入側処置具移動ローラ８１は同じ速度で回転する。さらに、本体側処置具移動ローラ７１及び挿入側処置具移動ローラ８１が処置具挿入部Ｄ１０を処置具Ｄ１の軸線Ｃ２方向に移動させる速度（本体側処置具移動ローラ７１及び挿入側処置具移動ローラ８１の周速度。）は互いに等しい。

　すなわち、本実施形態において、チャンネル４１に対する処置具Ｄ１の移動量は、処置具Ｄ１の軸線Ｃ２方向の移動量（以下、「進退移動量」と称する。）である。本体側処置具移動ローラ７１及び挿入側処置具移動ローラ８１は、駆動量調節部として機能する。
　本実施形態に係る医療用マニピュレータ４によれば、チャンネル４１に挿通された軟性の処置具Ｄ１の基端側を処置具Ｄ１の軸線Ｃ２方向に移動させたときに処置具Ｄ１の先端側も同様に処置具Ｄ１の軸線Ｃ２方向に移動させることができる。
　挿入側処置具移動ローラ８１を自身の軸線Ｃ６周りに回転させることで、処置具挿入部Ｄ１０を処置具Ｄ１の軸線Ｃ２方向に移動させ、挿入部８０から処置部Ｄ２０が突出する突出量の調節を自動的に行うことができる。

　なお、本実施形態では、挿入側処置具移動ローラ８１は挿入部本体３１の先端部に配置されている構成とした。しかし、挿入側処置具移動ローラ８１は挿入部８０に配置されていればその位置は特に限定されない。例えば、図６に示す医療用マニピュレータ４Ａのように、挿入側処置具移動ローラ８１を挿入部本体３１における長手方向の中間部に配置してもよいし、揺動部材３２内に配置してもよい。

　また、本実施形態では、処置具Ｄ１の基端側を軸線Ｃ２方向に移動させる操作と、処置具Ｄ１の先端側を処置具Ｄ１の軸線Ｃ２方向に移動させる操作とを異なるモータを用いて行ってもよい。また、処置具Ｄ１の基端側を処置具Ｄ１の軸線Ｃ２方向に移動させる操作は術者が行い、術者が移動させた処置具Ｄ１の基端側の進退移動量を医療用マニピュレータが検出して、処置具Ｄ１の先端側を処置具Ｄ１の軸線Ｃ２方向に処置具Ｄ１の基端側の進退移動量と同じ進退移動量で移動させるように構成してもよい。

　以上、本発明の第１実施形態から第４実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の構成の変更なども含まれる。さらに、各実施形態で示した構成のそれぞれを適宜組み合わせて利用できることは、言うまでもない。

　たとえば、図７に示す医療用マニピュレータ５のように、医療用マニピュレータ１において挿入部９０が樹脂などの軟性の材料で形成されていて、可撓性を有するものであってもよい。この場合であっても、処置具Ｄ１の基端側の回転移動量を検出し、回転部材３３により処置具Ｄ１の先端側をその回転移動量だけ回転させることで、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。他の実施形態においても同様に、軟性の挿入部を用いることができる。

　また、上記第１実施形態から第４実施形態では、処置具Ｄ１の基端側の回転移動量および進退移動量のいずれか一方を検出するものについて説明した。しかし、これら回転移動量を検出する構成及び進退移動量を検出する構成の両方を医療用マニピュレータに備え、回転移動量および進退移動量のいずれか一方を検出するように切替えて、その検出した移動量だけ処置具Ｄ１の先端側を移動させるように構成してもよい。
　上記第１実施形態から第４実施形態では、支持ローラ１４、７２は必須の構成要素ではない。一方のローラにより、チャンネル４１の内周面に処置具挿入部Ｄ１０を押し付けるようにローラを配しても同様の効果を奏することができるからである。

　上記第１実施形態から第３実施形態では回転部材３３を複数備える構成にしてもよい。この場合、操作ワイヤ３７の軸線Ｃ２方向における複数個所に回転部材３３が巻回されて取付けられる構成となる。
　第４実施形態においても、挿入側処置具移動ローラ８１を複数備える構成にしてもよい。

　上記医療用マニピュレータによれば、チャンネルに挿通された処置具の基端側を移動させたときに先端側も同様に移動させることができる医療用マニピュレータを提供することができる。

　１、２、３、４、４Ａ、５　医療用マニピュレータ
　１０、７０　本体部
　１１ａ　基端開口
　１２　本体側処置具回転ローラ（基端側当接部、移動量検出部）
　１２Ａ　本体側処置具回転ローラ（基端側当接部）
　１３、７３　駆動モータ（駆動部）
　１７　出力分岐機構
　１９　第二歯車（補助出力軸）
　３０、８０、９０　挿入部
　３２ａ　先端開口
　３３　回転部材（先端側当接部）
　３３ａ　基端部（駆動量調節部）
　４１　チャンネル
　４１ａ　本体側チャンネル
　４１ｂ　挿入側チャンネル
　５１　第二の駆動モータ（第二の駆動部）
　７１　本体側処置具移動ローラ（基端側当接部、移動量検出部）
　８１　挿入側処置具移動ローラ（先端側当接部、駆動量調節部）
　Ｃ２　軸線
　Ｄ１　処置具
　Ｓ　基準平面

Claims (7)

1. 　本体部と、
   　基端部が前記本体部に接続された細長い挿入部と、
   　軟性の処置具が挿通可能であり、前記挿入部の先端部に形成された先端開口に連通し、且つ、前記本体部に形成された基端開口に連通するチャンネルと、
   　前記チャンネルのうち前記本体部に配された部分である本体側チャンネルに挿通された前記処置具の前記本体側チャンネルに対する移動量を検出する移動量検出部と、
   　前記チャンネルのうち前記挿入部に配された部分である挿入側チャンネルに挿通された前記処置具に当接可能に設けられ、自身の軸線周りに回転することで前記挿入側チャンネルに対して前記処置具を移動させる先端側当接部と、
   　前記本体部に設けられ、前記先端側当接部を回転させる駆動部と、
   　前記駆動部により前記先端側当接部を回転させることで、前記移動量検出部により検出された前記移動量と等しい移動量で前記挿入側チャンネルに対して前記処置具を移動させる駆動量調節部と、
   　を備える医療用マニピュレータ。
2. 　前記先端側当接部を回転させるワイヤを更に備え、
   前記駆動部は、回転することで駆動力を伝達させる出力軸を有し、
   　前記ワイヤは、前記出力軸に巻回され、且つ前記先端側当接部に接続される請求項１に記載の医療用マニピュレータ。
3. 　前記本体側チャンネルに挿通された前記処置具に当接可能であり、自身の軸線周りに回転することで前記本体側チャンネルに対して前記処置具を移動させる基端側当接部をさらに備え、
   　前記駆動部は前記基端側当接部を回転させる請求項２に記載の医療用マニピュレータ。
4. 　前記出力軸の軸線周りの駆動力の一部を、前記出力軸の軸線に交差する補助出力軸の軸線周りの駆動力として伝達させる出力分岐機構をさらに備え、
   　前記出力軸は、前記チャンネルの軸線と平行に配置され、
   　前記ワイヤは、前記補助出力軸に巻回されるとともに前記先端側当接部に接続され、
   　前記移動量は、前記チャンネルの軸線周りの移動量であり、
   　前記基端側当接部の軸線は、前記チャンネルの軸線と平行に配置され、
   　前記出力軸に伝達された駆動力により前記基端側当接部を回転させる請求項３に記載の医療用マニピュレータ。
5. 　前記本体側チャンネルに挿通された前記処置具に当接可能であり、自身の軸線周りに回転することで前記本体側チャンネルに対して前記処置具を移動させる基端側当接部と、
   　前記本体部に設けられ、前記基端側当接部を回転させる第二の駆動部と、
   　をさらに備え、
   　前記第二の駆動部により前記基端側当接部を回転させたときに、前記移動量検出部は前記移動量の検出結果を前記駆動量調節部に送信し、前記駆動量調節部は、前記検出結果に基づいて前記駆動部により前記先端側当接部を回転させる請求項１または２に記載の医療用マニピュレータ。
6. 　前記移動量は、前記チャンネルの軸線方向の移動量であり、
   　前記先端側当接部は、前記チャンネルの軸線を含む基準平面上で回転するように配置されている請求項１から３、および５のいずれか一項に記載の医療用マニピュレータ。
7. 　前記移動量は、前記チャンネルの軸線周りの移動量であり、
   　前記先端側当接部は、前記チャンネルの軸線に平行な軸線周りに回転するように配置されている請求項１から３、および５のいずれか一項に記載の医療用マニピュレータ。

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