WO2015111475A1 - 術具及び医療用マニピュレータシステム - Google Patents

術具及び医療用マニピュレータシステム Download PDF

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WO2015111475A1
WO2015111475A1 PCT/JP2015/050738 JP2015050738W WO2015111475A1 WO 2015111475 A1 WO2015111475 A1 WO 2015111475A1 JP 2015050738 W JP2015050738 W JP 2015050738W WO 2015111475 A1 WO2015111475 A1 WO 2015111475A1
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WO
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rotation axis
path
shaft
surgical instrument
power transmission
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PCT/JP2015/050738
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English (en)
French (fr)
Inventor
亮治 兵頭
岸　宏亮
Original Assignee
オリンパス株式会社
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Publication date
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    • A61B2034/715—Cable tensioning mechanisms for removing slack

Definitions

  • the present invention relates to a surgical instrument and a medical manipulator system.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2014-010543 filed in Japan on January 23, 2014, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • Patent Document 1 Conventionally, a medical manipulator having a bendable joint at its distal end is known (see, for example, Patent Document 1).
  • the manipulator described in Patent Document 1 has a wire for opening and closing a gripper that can be opened and closed, and a joint for swinging the gripper.
  • the wire for opening and closing the gripping part is inserted into the joint with a path that does not change the path length of the wire during the swinging motion of the gripping part.
  • the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a surgical instrument and a medical manipulator system that can be easily assembled.
  • the surgical instrument according to the first aspect of the present invention is a long member having a longitudinal axis, and can be bent with respect to the long member in a direction perpendicular to the longitudinal axis, which is disposed at a distal end of the long member.
  • a drive control unit disposed at the proximal end of the elongate member, and the shaft and the drive control unit are connected together to transmit power from the drive control unit to the shaft.
  • a power transmission member having a first path for transmitting and a second path, wherein the connecting portion has a first rotation axis perpendicular to the longitudinal axis at a distal end of the long member.
  • the moving shaft portion and the first rotation axis can be moved with respect to the first rotation axis about the first rotation axis.
  • a second rotation shaft portion having a second rotation axis extending in parallel with the axis and coupled to the shaft, wherein the power transmission member is connected to the first path and the first in the circumferential direction of the shaft.
  • the first rotation axis is fixed to a part of the outer periphery of the shaft so that the two paths are opposite to each other and viewed from the direction in which the first rotation axis and the second rotation axis extend.
  • the surgical instrument is characterized in that the first path and the second path intersect each other between the second rotation axis.
  • the surgical instrument according to the first aspect when viewed from a direction orthogonal to the longitudinal axis and orthogonal to the first rotation axis and the second rotation axis.
  • the first path and the second path are directions in which the first rotation axis and the second rotation axis extend at least in a section from the rotation center of the shaft to the first rotation axis. May be separated from each other.
  • the shaft includes a first pulley on which the first path in the power transmission member is disposed, and the shaft in the power transmission member.
  • the first path and the second path may be substantially parallel to each other in a section from the rotation center of the shaft to the second rotation axis.
  • the power transmission member includes a first end and a second end fixed to the shaft, and the drive.
  • a drive unit connected to the intermediate unit; and a tension adjusting unit capable of applying tension to the power transmission member by moving the mobile unit. And may be provided.
  • a medical manipulator system includes the surgical instrument of the above aspect and an arm that is attached to the surgical instrument and operates the surgical instrument.
  • the surgical instrument and medical manipulator system of the present invention are easy to assemble.
  • 1 is an overall view of a medical manipulator system including a surgical instrument according to a first embodiment of the present invention. It is a mimetic diagram of a surgical instrument concerning a 1st embodiment of the present invention. It is a typical right view which shows a part of surgical instrument which concerns on 1st Embodiment of this invention. It is a typical left view which shows a part of surgical instrument which concerns on 1st Embodiment of this invention. It is a front view of the surgical instrument which concerns on 1st Embodiment of this invention. It is a schematic diagram which shows the structure of the modification of 1st Embodiment of this invention. It is a typical right view which shows a part of surgical instrument of the modification of 1st Embodiment of this invention.
  • a surgical instrument 1 according to a first embodiment of the present invention will be described.
  • the surgical instrument 1 according to the present embodiment is incorporated into a medical manipulator system for performing a medical procedure.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of the configuration of a medical manipulator system 1000 to which the surgical instrument of the present invention is applied.
  • FIG. 1 shows an example of a master-slave type medical manipulator system.
  • a master-slave medical manipulator system is a system that has two types of arms, a master arm and a slave arm, and remotely controls the slave arm so as to follow the operation of the master arm.
  • the surgical instrument 1 can be attached to the slave arm.
  • a medical manipulator system 1000 shown in FIG. 1 includes an operating table 100, slave arms 200a, 200b, 200c, and 200d, a slave control circuit 400, master arms 500a and 500b, an operation unit 600, and an input processing circuit 700. , An image processing circuit 800, an operator display 900a, and an assistant display 900b.
  • Xa, Xb,..., Xz in alphabetical order may be expressed as “Xa to Xz”.
  • slave arms 200a, 200b, 200c, 200d may be represented as “slave arms 200a-200d”.
  • the operating table 100 is a table on which a patient P to be observed and treated is placed. In the vicinity of the operating table 100, a plurality of slave arms 200a to 200d are installed. The slave arms 200a to 200d may be installed on the operating table 100.
  • Each slave arm 200a to 200d has a plurality of multi-degree-of-freedom joints.
  • Each of the slave arms 200a to 200d bends each multi-degree-of-freedom joint, thereby making the distal end side of the slave arms 200a to 200d (side toward the body cavity of the patient P) with respect to the patient P placed on the operating table 100.
  • the surgical tools 1, surgical tools 240a to 240c, and the like to be mounted on are positioned.
  • Each multi-degree-of-freedom joint is individually driven by a power unit (not shown).
  • a power unit for example, a motor having a servo mechanism including an incremental encoder, a speed reducer, and the like can be used. Operation control of the power unit is performed by the slave control circuit 400.
  • the surgical instrument 1 and the other surgical instruments 240a to 240c may be hard or soft.
  • the surgical instrument 1 and the other surgical instruments 240a to 240c operate an operating body for performing treatment on a living body by pushing and pulling a hard rod, or an operating body for performing treatment on a living body. Can be appropriately selected and employed to operate by pulling the soft wire.
  • the operating body may be configured to be operated by pulling the flexible wire.
  • the surgical instrument 1 has a configuration in which a driving force for operating the operating body is transmitted to the operating body through a flexible wire.
  • the surgical tools 240a to 240c inserted into the abdominal cavity of a patient are rigid.
  • the slave control circuit 400 includes, for example, a CPU and a memory.
  • the slave control circuit 400 stores a predetermined program for controlling the slave arms 200a to 200d, and according to the control signal from the input processing circuit 700, the slave arms 200a to 200d or the surgical instrument 1 and other surgical tools.
  • the operation of 240a to 240c is controlled. That is, the slave control circuit 400 specifies the slave arm (or the surgical instrument 1) that is the operation target of the master arm operated by the operator Op based on the control signal from the input processing circuit 700, and specifies the specified slave arm or the like. Then, a driving amount necessary for making the movement corresponding to the operation amount of the master arm of the operator Op is calculated.
  • the slave control circuit 400 controls the operation of the slave arm or the like to be operated by the master arm according to the calculated drive amount.
  • the slave control circuit 400 inputs a drive signal to the corresponding slave arm, and determines the operation target according to the detection signal input from the position detector of the power unit according to the operation of the corresponding slave arm.
  • the magnitude and polarity of the drive signal are controlled so that the drive amount of the slave arm becomes the target drive amount.
  • Master arms 500a and 500b are composed of a plurality of link mechanisms. Each link constituting the link mechanism is provided with a position detector such as an incremental encoder. By detecting the operation of each link by this position detector, the operation amount of the master arms 500a and 500b is detected in the input processing circuit 700.
  • the medical manipulator system 1000 shown in FIG. 1 operates four slave arms using two master arms 500a and 500b, and it is necessary to appropriately switch the slave arm to be operated by the master arm. Such switching is performed, for example, by operating the operation unit 600 of the operator Op. Of course, if the number of master arms and the number of slave arms are the same, the operation target is made to correspond one-to-one, such switching is unnecessary.
  • the operation unit 600 includes a switching button for switching the slave arm to be operated by the master arms 500a and 500b, a scaling change switch for changing the operation ratio of the master and the slave, a foot switch for urgently stopping the system, and the like. It has various operation members. When any one of the operation members constituting the operation unit 600 is operated by the operator Op, an operation signal corresponding to the operation of the corresponding operation member is input from the operation unit 600 to the input processing circuit 700.
  • the input processing circuit 700 analyzes the operation signal from the master arms 500a and 500b and the operation signal from the operation unit 600, and generates a control signal for controlling the medical manipulator system 1000 according to the analysis result of the operation signal. Input to the slave control circuit 400.
  • the image processing circuit 800 performs various types of image processing for displaying the image signal input from the slave control circuit 400, and generates image data for display on the operator display 900a and the assistant display 900b.
  • the display for operator 900a and the display for assistant 900b are composed of, for example, a liquid crystal display, and display an image based on the image data generated in the image processing circuit 800 according to an image signal acquired through the observation instrument.
  • the operator Op operates the master arms 500a and 500b, the corresponding slave arm, the surgical instrument 1 attached to the slave arm, and other surgical instruments 240a to 240c. Operates in response to the movement of the master arms 500a and 500b. Thereby, a desired procedure can be performed on the patient P.
  • reference numerals 220a, 220b, 220c, and 220d are surgical power transmission adapters.
  • the surgical power transmission adapters 220a, 220b, and 220c connect the slave arms 200a, 200b, and 200c to the rigid surgical tools 240a, 240b, and 240c, respectively.
  • the surgical power transmission adapter 220d connects the slave arm 200d and the flexible surgical instrument 1.
  • the drape 300 for separating the part to be sterilized (clean area) and the part not to be sterilized (unclean area) in the medical manipulator system 1000 is attached to the medical manipulator system 1000.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of the surgical instrument 1 according to the present embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic right side view showing a part of the surgical instrument 1.
  • FIG. 4 is a schematic left side view showing a part of the surgical instrument 1.
  • FIG. 5 is a front view of the surgical instrument 1.
  • the surgical instrument 1 is attached to the slave arms 200a to 200d shown in FIG.
  • the surgical instrument 1 operates in response to an operation input to the master arms 500a and 500b.
  • a surgical instrument 1 shown in FIG. 2 is a medical instrument for performing a treatment on a treatment target site.
  • the surgical instrument 1 includes a long member 2, a connecting portion 3, a treatment portion 14, and a drive control portion 22.
  • the long member 2 is a cylindrical member having a longitudinal axis 2a.
  • the long member 2 may be flexible or rigid depending on the configuration of the slave arm 200d (see FIG. 1) to be attached. In the present embodiment, the long member 2 is flexible.
  • the connecting portion 3 includes a first rotation shaft portion 4 having a first rotation axis 4 a orthogonal to the longitudinal axis 2 a of the long member 2 at the distal end of the long member 2, and the first rotation shaft portion 4. And a second rotation shaft portion 5 having a second rotation axis 5a movable with respect to the first rotation axis 4a with the first rotation axis 4a as a rotation center.
  • the connecting portion 3 in the present embodiment includes a first fitting tooth portion 6 fixed to the distal end of the long member 2 and a first fitting tooth.
  • a first rotating shaft portion 4 connected to the distal end of the elongated member 2 so as to pass through the center of the portion 6, and a second fitting tooth portion 7 that meshes with the first fitting tooth portion 6. 14, a second rotating shaft portion 5 extending in parallel with the first rotating shaft portion 4 through the center of the second fitting tooth portion 7, the first rotating shaft portion 4, and the first rotating shaft portion 4. It has the connection main-body part 9 which connects the two rotation shaft parts 5.
  • the first fitting tooth portion 6 has gear-like teeth on the circumference centered on the rotation center of the first rotation shaft portion 4.
  • the second fitting tooth portion 7 has gear-like teeth on the circumference centered on the turning center of the second turning shaft portion 5 and meshes with the first fitting tooth portion 6.
  • the 1st fitting tooth part 6 and the 2nd fitting tooth part 7 have a tooth
  • the first fitting tooth portion 6 includes a proximal first circumferential portion 6 a and a proximal second circumferential portion 6 b that are disk-shaped around the rotation center of the first rotation shaft portion 4. It is connected.
  • the second fitting tooth portion 7 can move while rotating along the circumference of the first fitting tooth portion 6.
  • a plate-like member that rotates relative to each other with the outer peripheral portions in contact with each other by frictional force may be provided.
  • the configuration in which the first fitting tooth portion 6 and the second fitting tooth portion 7 are frictionally contacted by meshing of the gear is shown, but the configuration is not necessarily limited to the configuration of frictionally contacting by meshing of the gear. Absent.
  • the two rotating bodies do not slip each other, such as a configuration in which two rubber rollers (which have a large frictional force) that are not meshed by frictional contact are frictionally contacted.
  • the second fitting tooth portion 7 includes a distal-side first circumferential portion 7 a and a distal-side second circumferential portion 7 b that are disk-shaped around the rotation center of the second rotation shaft portion 5. It is connected.
  • the first rotation shaft portion 4 and the second rotation shaft portion 5 are each an axis line (first rotation axis line 4a) in which the rotation center extends in a direction orthogonal to the extension line of the longitudinal axis 2a of the long member 2. , Second rotation axis 5a).
  • the first rotation axis 4a and the second rotation axis 5a are parallel to each other.
  • the support portion 8 has a second fitting tooth portion 7 on the proximal side.
  • a pair of support pieces 8 a and 8 b that are spaced apart from each other are formed on the distal side of the support portion 8.
  • Each of the pair of support pieces 8a and 8b is connected to a support shaft 15 described later in the treatment section 14 so as to connect the pair of support pieces 8a and 8b.
  • the support unit 8 includes the second rotation axis 5a and the support shaft 15 so that the direction in which the rotation center 15a of the support shaft 15 extends and the direction in which the second rotation axis 5a extends are perpendicular to each other. I support it.
  • the support unit 8 is configured so that the rotation center 15a of the support shaft 15 and the second rotation axis 5a are twisted with each other and the direction vector in which the rotation center 15a of the support shaft 15 extends and the second rotation.
  • the second rotation axis 5a and the support shaft 15 are supported so that the direction vector in which the axis 5a extends is in a state of being orthogonal to each other. That is, in the present embodiment, the second rotation axis 5 a and the support shaft 15 are connected via the support portion 8.
  • connection main body portion 9 is disposed between the first fitting tooth portion 6 and the second fitting tooth portion 7 so that the first fitting tooth portion 6 and the second fitting tooth portion 7 are engaged with each other. Keep the distance constant.
  • the connection main body 9 includes a pair of outer members 10 and 11 that connect both ends of the first rotation shaft 4 and the second rotation shaft 5, and the first rotation shaft 4 and the second rotation.
  • a bending plate 12 that is a plate-like member through which the shaft portion 5 is inserted.
  • the bending plate 12 can be rotated around the first rotation axis 4 a corresponding to the pulling direction of the bending operation wire 13. Further, the bending plate 12 that rotates about the first rotation axis 4 a causes the second rotation shaft 5 to rotate about the first rotation shaft 4 as a rotation center.
  • the connecting portion 3 is bent in the direction orthogonal to the longitudinal axis 2 a of the long member 2 as a whole.
  • the treatment unit 14 is a member for performing treatment on a treatment target site.
  • the treatment portion 14 is disposed at the distal end of the support portion 8 in the connecting portion 3 and is rotatable with respect to the support portion 8, and the rotation center 15 a of the support shaft 15 is fixed to the support shaft 15. And a treatment piece 16 extending in a direction intersecting with the treatment piece 16.
  • the support shaft 15 has a pair of pulleys (the first treatment pulley 17 and the second treatment pulley 18) having the same diameter at positions spaced apart from each other with the treatment piece 16 therebetween in the direction in which the rotation center 15a of the support shaft 15 extends. ).
  • the distance between the treatment first pulley (first pulley) 17 and the treatment second pulley (second pulley) 18 is such that the distal first circumferential portion 7a and the second distal side provided on the connecting portion 3 It is approximately equal to the diameter of the circumferential portion 7b.
  • the power transmission members 19 extend parallel to each other in the section from the rotation center 15a of the support shaft 15 to the second rotation axis 5a when viewed from the direction in which the second rotation axis 5a extends. .
  • the second rotation axis 5a, the center 17a of the treatment first pulley 17, and the center 18a of the treatment second pulley 18 are the treatment first pulley.
  • 17 is in a positional relationship that constitutes each vertex of an isosceles triangle having a line segment connecting the center 17a of the 17 and the center 18a of the treatment second pulley 18 as a base.
  • the connecting portion 3 is not bent and is in a straight line state with respect to the long member 2
  • the treatment first pulley 17 and the treatment second pulley 18 are connected to the longitudinal axis 2 a of the long member 2. Are equidistant from each other.
  • the diameters of the treatment first pulley 17 and the treatment second pulley 18 are set between the distal first circumferential portion 7a and the distal second circumferential portion 7b in the direction in which the second rotation axis 5a extends. It is approximately equal to the distance. Therefore, when viewed from the direction in which the rotation center 15a of the support shaft 15 extends, the power transmission members 19 extend in parallel to each other in the section from the rotation center 15a of the support shaft 15 to the second rotation axis 5a. Yes.
  • the power transmission member 19 when viewed from the longitudinal axis 2 a direction of the long member 2 is the rotation center 15 a of the support shaft 15.
  • the long member 2 In the section from the first rotation axis 5a to the second rotation axis 5a, the long member 2 is disposed at a rotationally symmetric position around the longitudinal axis 2a.
  • the distal portion of the power transmission member 19 is wound around the treatment first pulley 17 and the treatment second pulley 18, and the distal end of the power transmission member 19 is fixed.
  • the treatment first pulley 17 is provided with a first path 20 in a power transmission member 19 described later.
  • the treatment second pulley 18 is provided with a second path 21 in a power transmission member 19 described later.
  • the power transmission member 19 includes a first end 19a fixed to the treatment first pulley 17 of the support shaft 15, a second end 19b fixed to the treatment second pulley 18 of the support shaft 15, and a drive control unit 22 described later. It is a linear member which has the intermediate part 19c hung on the drive pulley 23.
  • the power transmission member 19 includes a first path 20 and a second path 21 that transmit power from the drive control unit 22 to the support shaft 15.
  • the power transmission member 19 is wound around the treatment first pulley 17 and the treatment second pulley 18 in directions opposite to each other. That is, in the circumferential direction of the support shaft 15, the first path 20 and the second path 21 of the power transmission member 19 are the outer periphery of the treatment first pulley 17 and the treatment second pulley 18 that form a part of the outer periphery of the support shaft 15. It is being fixed to each of the outer periphery of so that it may go to a mutually reverse direction.
  • the first path 20 of the power transmission member 19 is supported on the outer surface of the distal first circumferential portion 7a, and is first time when viewed from the direction in which the first rotation axis 4a and the second rotation axis 5a extend.
  • the drive control unit 22 extends so as to intersect the line connecting the movement axis 4a and the second rotation axis 5a, is supported on the outer surface of the proximal first circumferential portion 6a, passes through the inside of the long member 2, and is driven. It extends to.
  • the second path 21 of the power transmission member 19 is supported on the outer surface of the distal second circumferential portion 7b and is first time when viewed from the direction in which the first rotation axis 4a and the second rotation axis 5a extend.
  • the line segment connecting the movement axis 4a and the second rotation axis 5a extends so as to intersect the first path 20 in the opposite direction, and is supported on the outer surface of the proximal second circumferential portion 6b. , And extends through the inside of the long member 2 to the drive control unit 22.
  • the first path 20 and the second path 21 are between the first rotation axis 4a and the second rotation axis 5a. Cross each other.
  • the treatment piece 16 is a living tissue such as an electrode for performing ablation, incision, marking or other treatment on the living tissue, a puncture needle for piercing the living tissue, or a suture tool for suturing the living tissue.
  • a well-known configuration for treating is appropriately selected and applied.
  • the treatment piece 16 is a rod-shaped electrode through which a high-frequency current is passed.
  • the treatment piece 16 can be electrically connected to the high frequency power supply device by wiring not shown.
  • the treatment piece 16 of the present embodiment has a substantially rod shape extending in a direction orthogonal to the support shaft 15 and having a proximal end fixed to an intermediate portion of the support shaft 15.
  • the distal end of the treatment piece 16 is pivotable about the rotation center 15a of the support shaft 15 as a pivot center.
  • the drive control unit 22 is disposed at the proximal end of the elongated member 2 in order to perform an operation of rotating the support shaft 15 with respect to the support unit 8 of the connecting unit 3.
  • the drive control unit 22 transmits power by moving the drive pulley 23 in which the intermediate portion 19c of the power transmission member 19 is hung on the outer peripheral surface, a first power source (not shown) that rotates the drive pulley 23, and the drive pulley 23.
  • a tension adjusting unit 24 that applies tension to the member 19 and a second power source (not shown) that moves the bending operation wire 13 are provided.
  • the configurations of the first power source, the second power source, and the tension adjusting unit 24 are not particularly limited.
  • the first power source, the second power source, and the tension adjusting unit 24 may each include, for example, a servo motor.
  • the tension adjusting unit 24 may have a biasing member that moves the drive pulley 23 by a biasing force.
  • the operation of the surgical instrument 1 according to this embodiment will be described.
  • the power transmission member 19 fixed to the treatment first pulley 17 and the treatment second pulley 18 of the support shaft 15 is hung on the drive pulley 23 and moved proximally by the tension adjusting unit 24. By being pulled, tension is applied.
  • the first path 20 and the second path 21 of the power transmission member 19 are pulled proximally by a traction force having the same magnitude.
  • the first path 20 pulls the treatment first pulley 17 to the proximal side
  • the second path 21 pulls the treatment second pulley 18 to the proximal side.
  • the treatment first pulley 17 and the treatment second pulley Since the force with which the treatment first pulley 17 is pulled in the first path 20 and the force with which the treatment second pulley 18 is pulled in the second path 21 are equal to each other, the treatment first pulley 17 and the treatment second pulley.
  • the support shaft 15 provided with 18 does not rotate.
  • the force that pulls the treatment first pulley 17 and the treatment second pulley 18 to the proximal side is that the power transmission member 19 intersects between the first rotation axis 4a and the second rotation axis 5a.
  • the first rotation shaft portion 4 and the second rotation shaft portion 5 are canceled out without being a force for rotating around the respective rotation axis. For this reason, in the process of applying tension to the power transmission member 19, neither the treatment unit 14 nor the connecting unit 3 moves, and maintains the same positional relationship as before the application of tension.
  • the treatment pulley 23 is moved to the proximal side by rotating the drive pulley 23, for example, in the first path 20 and by releasing the traction force in the second path 21.
  • the support shaft 15 is rotated or pulled, for example, in the second path 21, and the traction force is released in the first path 20, so that the treatment second pulley 18 is moved to the proximal side and the support shaft 15 is reversed. It can be rotated.
  • the surgical instrument 1 according to the present embodiment is connected to the connecting portion 3 that swings the treatment portion 14 even when tension is applied to the power transmission member 19 for rotating the treatment portion 14. Since the force for applying tension is offset, the force for bending the connecting portion 3 does not act. For this reason, it is easy to assemble the surgical instrument 1 in a state where an appropriate tension is applied.
  • the case where the long member 2 is soft has been described as an example.
  • the surgical instrument 1 can be easily assembled, and the tension applied to the power transmission member 19 Has an effect of reducing the influence of the bending portion on the bending motion of the connecting portion 3.
  • the tension applied to the treatment first pulley 17 and the treatment second pulley 18 is balanced and the tension is applied by the power transmission member 19 having two paths and the connection portion 3 is bent. Operation is performed. For this reason, the surgical instrument 1 according to the present embodiment has a compact configuration of the distal portion.
  • the driving pulley 23 and the tension adjusting unit 24 may be detachable.
  • the tension applied to the treatment portion 14 is released by removing the drive pulley 23 from the tension adjusting portion 24 while the intermediate portion 19c of the power transmission member 19 is hung on the drive pulley 23, and the surgical instrument 1 is replaced with another surgical tool. It is possible to facilitate the replacement work.
  • the drive pulley 23 and the tension adjusting unit 24 need to be attached and detached.
  • the tension after the drive pulley 23 is attached to the tension adjusting unit 24. Appropriate tension can be applied without making unnecessary adjustments to the treatment section 14 and the connecting section 3 without making complicated adjustments in the application.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing the configuration of this modification.
  • FIG. 7 is a schematic right side view showing a part of the surgical instrument of the present modification.
  • the surgical instrument 1A according to the present modification includes a treatment portion 14A having a different configuration from the treatment portion 14 described in the first embodiment, and the power transmission member 19 described in the first embodiment. And a power transmission member 19A having a different configuration.
  • a pair of drive pulleys 23A in which the first wire 30 and the second wire 31 of the power transmission member 19 are individually hung are provided.
  • the pair of drive pulleys 23A are rotated independently of each other or in cooperation by, for example, a servo motor.
  • the treatment portion 14A includes a pair of support shafts 15A and 15B that are coaxial with each other, and gripping members 32 and 33 fixed to the pair of support shafts 15A and 15B, respectively.
  • tension adjusting unit 24 pulls the drive pulley 23
  • tension may be applied to the power transmission member 19 by moving a rack to which the power transmission member 19 is fixed by rotation of a pinion.
  • the rotation center 15a of the support shaft 15 is a straight line extending in a direction orthogonal to the first rotation axis 4a and the second rotation axis 5a is shown.
  • the rotation center 15a may extend in a direction (twisted position) intersecting the first rotation axis 4a and the second rotation axis 5a.
  • the diameters of the treatment first pulley 17 and the treatment second pulley 18 may be different from each other.
  • the first path 20 and the second path 21 are strictly
  • the first path 20 and the second path need not be parallel to each other in the section from the rotation center 15a of the support shaft 15 to the second rotation axis 5a when viewed from the direction in which the second rotation axis 5a extends.
  • the path 21 may be substantially parallel.

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Abstract

術具(1)は長尺部材(2)を有する。長尺部材(2)の先端に第一嵌合歯部(6)が固定されている。第一嵌合歯部(6)には第二嵌合歯部(7)がかみ合っている。第二嵌合歯部(7)は支持部(8)の近位側にある。支持部(8)の遠位側には支持軸(15)が回動可能に支持されている。支持軸(15)には処置片(16)が固定されている。支持軸(15)には動力伝達部材(19)の第一端(19a)及び第二端(19b)が固定されている。動力伝達部材(19)は、第一端(19a)から第一経路(20)を通り駆動プーリ(23)に至り、駆動プーリ(23)の周りを巡って折り返し、第二経路(21)を通り第二端(19b)に至る。第一経路(20)と第二経路(21)は、第一嵌合歯部(6)と第二嵌合歯部(7)の間で交差している。駆動プーリ(23)が回転すると、動力伝達部材(19)が動き、支持軸(15)及び処置片(16)が回転する。

Description

術具及び医療用マニピュレータシステム
　本発明は、術具及び医療用マニピュレータシステムに関する。本願は、２０１４年１月２３日に、日本国に出願された特願２０１４－０１０５４３号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　従来、屈曲可能な関節を遠位端部に有する医療用のマニピュレータが知られている（たとえば特許文献１参照）。特許文献１に記載されたマニピュレータは、開閉動作可能な把持部を開閉動作させるためのワイヤと、把持部を首振り動作させるための関節とを有している。把持部を開閉動作させるためのワイヤは、把持部の首振り動作時にこのワイヤの経路長が変わらないような経路を有して関節内に挿通されている。
日本国特許第３９１２２５１号公報
　特許文献１に記載のマニピュレータにおいて、ワイヤを用いて把持部を開閉動作させる場合、把持部に対して適切な動力を伝達するためにワイヤに張力が掛けられる。しかし、特許文献１に開示された技術では、把持部を開閉動作させるためのワイヤに張力を掛けると、把持部を首振り動作させるための関節に対して、この関節を屈曲させる力が作用し、適切な張力が付与された状態にマニピュレータを組み上げるために煩雑な調整を要する。
　本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、組み立てが容易な術具及び医療用マニピュレータシステムを提供することである。
　本発明の第一の態様に係る術具は、長手軸を有する長尺部材と、前記長尺部材の遠位端に配され前記長手軸と直交する方向へ前記長尺部材に対して屈曲可能な連結部と、前記連結部の遠位端に配され前記連結部に対して回動可能な軸を有し処置対象部位に対して処置を行うための処置部と、前記軸を前記連結部に対して回動させる操作をするために前記長尺部材の近位端に配された駆動制御部と、前記軸と前記駆動制御部とに共に接続され前記駆動制御部から前記軸へ動力を伝達する第一経路と第二経路とを有する動力伝達部材と、を備え、前記連結部は、前記長尺部材の遠位端において前記長手軸と直交する第一回動軸線を有する第一回動軸部と、前記第一回動軸線を回動中心として前記第一回動軸線に対して移動可能であり前記第一回動軸線と平行に延びる第二回動軸線を有し前記軸に連結された第二回動軸部と、を有し、前記動力伝達部材は、前記軸の周方向において前記第一経路と前記第二経路とが互いに逆方向へ向かうように前記軸の外周の一部に固定され、前記第一回動軸線及び前記第二回動軸線が延びる方向から見たときに前記第一回動軸線と前記第二回動軸線との間で前記第一経路と前記第二経路とが互いに交差していることを特徴とする術具である。
　本発明の第二の態様によれば、上記第一の態様に係る術具では、前記長手軸に直交し且つ前記第一回動軸線及び前記第二回動軸線に直交する方向から見たときに、前記第一経路と前記第二経路とは、少なくとも前記軸の回転中心から前記第一回動軸線に至るまでの区間において、前記第一回動軸線及び前記第二回動軸線が延びる方向に互いに離間していてもよい。
　本発明の第三の態様によれば、上記第二の態様に係る術具では、前記軸は、前記動力伝達部材における前記第一経路が配される第一プーリと、前記動力伝達部材における前記第二経路が配される第二プーリと、を有し、前記第一プーリと前記第二プーリとは前記軸の前記回転中心が延びる方向に互いに離間しており、前記第二回動軸線方向から見たときに、前記軸の回転中心から前記第二回動軸線に至るまでの区間において前記第一経路と前記第二経路とは互いに略平行であってもよい。
　本発明の第四の態様によれば、上記第一の態様に係る術具では、前記動力伝達部材は、前記動力伝達部材は、前記軸に固定された第一端及び第二端並びに前記駆動制御部に配された中間部を有し、前記駆動制御部は、前記中間部に連結された移動体と、前記移動体を移動させることによって前記動力伝達部材に張力を付与可能な張力調整部とを備えてもよい。
　本発明の第五の態様に係る医療用マニピュレータシステムは、上記態様の術具と、前記術具に取り付けられ前記術具を動作させるアームと、を備える。
　本発明の術具及び医療用マニピュレータシステムは、組み立てが容易である。
本発明の第１実施形態に係る術具を備えた医療用マニピュレータシステムの全体図である。 本発明の第１実施形態に係る術具の模式図である。 本発明の第１実施形態に係る術具の一部を示す模式的な右側面図である。 本発明の第１実施形態に係る術具の一部を示す模式的な左側面図である。 本発明の第１実施形態に係る術具の正面図である。 本発明の第１実施形態の変形例の構成を示す模式図である。 本発明の第１実施形態の変形例の術具の一部を示す模式的な右側面図である。
（第１実施形態）
　本発明の第１実施形態に係る術具１について説明する。
　本実施形態に係る術具１は、医療処置を行うための医療用マニピュレータシステムに組み込まれる。
　まず、本実施形態に係る術具１が組み込まれる医療用マニピュレータシステム１０００の構成について説明する。
　図１は、本発明の術具が適用される医療用マニピュレータシステム１０００の構成の一例を示す模式図である。
　図１には、マスタースレーブ方式の医療用マニピュレータシステムの一例を示している。マスタースレーブ方式の医療用マニピュレータシステムとは、マスターアームとスレーブアームとからなる２種のアームを有し、マスターアームの動作に追従させるようにしてスレーブアームを遠隔制御するシステムである。本実施形態では、このスレーブアームに術具１が装着可能である。
　図１に示す医療用マニピュレータシステム１０００は、手術台１００と、スレーブアーム２００ａ、２００ｂ、２００ｃ、２００ｄと、スレーブ制御回路４００と、マスターアーム５００ａ、５００ｂと、操作部６００と、入力処理回路７００と、画像処理回路８００と、操作者用ディスプレイ９００ａと、助手用ディスプレイ９００ｂと、を有している。
　以下、記載を簡潔にするため、アルファベット順の符号「Ｘａ、Ｘｂ、…、Ｘｚ」を、「Ｘａ～Ｘｚ」のように表す場合がある。例えば、「スレーブアーム２００ａ、２００ｂ、２００ｃ、２００ｄ」を「スレーブアーム２００ａ～２００ｄ」と表す場合がある。
　手術台１００は、観察・処置の対象となる患者Ｐが載置される台である。手術台１００の近傍には、複数のスレーブアーム２００ａ～２００ｄが設置されている。スレーブアーム２００ａ～２００ｄを手術台１００に設置するようにしてもよい。
　各スレーブアーム２００ａ～２００ｄは、それぞれ複数の多自由度関節を有して構成されている。各スレーブアーム２００ａ～２００ｄは、各多自由度関節を湾曲させることによって、手術台１００に載置された患者Ｐに対してスレーブアーム２００ａ～２００ｄの遠位端側（患者Ｐの体腔に向かう側とする）に装着される術具１，術具２４０ａ～２４０ｃ等を位置決めする。各多自由度関節は、図示しない動力部によって個別に駆動される。動力部としては、例えばインクリメンタルエンコーダや減速器等を備えたサーボ機構を有するモータを用いることができる。動力部の動作制御は、スレーブ制御回路４００によって行われる。
　術具１や他の術具２４０ａ～２４０ｃは、硬性であってもよいし、軟性であってもよい。すなわち、術具１や他の術具２４０ａ～２４０ｃは、生体に対して処置を行うための作動体を硬質なロッドの押し引きによって動作させるものや、生体に対して処置を行うための作動体を軟性ワイヤの牽引によって動作させるものを適宜選択して採用することができる。術具１や他の術具２４０ａ～２４０ｃが硬性である場合においても、その作動体を軟性ワイヤの牽引によって動作させる構成を有していてよい。本実施形態では、術具１は、作動体を動作させるための駆動力が軟性ワイヤを通じて作動体に伝達される構成を有する。
　図１においては、たとえば患者の腹腔内に挿入される術具２４０ａ～２４０ｃは硬性であり、たとえば口などの患者の自然開口から消化管等を経由して体内へと導入される術具１は軟性である。
　スレーブ制御回路４００は、例えばＣＰＵやメモリ等を有して構成されている。スレーブ制御回路４００は、スレーブアーム２００ａ～２００ｄの制御を行うための所定のプログラムを記憶しており、入力処理回路７００からの制御信号に従って、スレーブアーム２００ａ～２００ｄ又は術具１や他の術具２４０ａ～２４０ｃの動作を制御する。すなわち、スレーブ制御回路４００は、入力処理回路７００からの制御信号に基づいて、操作者Ｏｐによって操作されたマスターアームの操作対象のスレーブアーム（または術具１）を特定し、特定したスレーブアーム等に操作者Ｏｐのマスターアームの操作量に対応した動きをさせるために必要な駆動量を演算する。
　そして、スレーブ制御回路４００は、算出した駆動量に応じてマスターアームの操作対象のスレーブアーム等の動作を制御する。この際、スレーブ制御回路４００は、対応したスレーブアームに駆動信号を入力するとともに、対応したスレーブアームの動作に応じて動力部の位置検出器から入力されてくる検出信号に応じて、操作対象のスレーブアームの駆動量が目標の駆動量となるように駆動信号の大きさや極性を制御する。
　マスターアーム５００ａ、５００ｂは複数のリンク機構で構成されている。リンク機構を構成する各リンクには例えばインクリメンタルエンコーダ等の位置検出器が設けられている。この位置検出器によって各リンクの動作を検知することで、マスターアーム５００ａ、５００ｂの操作量が入力処理回路７００において検出される。
　図１に示す医療用マニピュレータシステム１０００は、２本のマスターアーム５００ａ、５００ｂを用いて４本のスレーブアームを操作するものであり、マスターアームの操作対象のスレーブアームを適宜切り替える必要が生じる。このような切り替えは、例えば操作者Ｏｐの操作部６００の操作によって行われる。勿論、マスターアームの本数とスレーブアームの本数とを同数とすることで操作対象を１対１の対応とすれば、このような切り替えは不要である。
　操作部６００は、マスターアーム５００ａ、５００ｂの操作対象のスレーブアームを切り替えるための切替ボタンや、マスターとスレーブの動作比率を変更するスケーリング変更スイッチ、システムを緊急停止させたりするためのフットスイッチ等の各種の操作部材を有している。操作者Ｏｐによって操作部６００を構成する何れかの操作部材が操作された場合には、対応する操作部材の操作に応じた操作信号が操作部６００から入力処理回路７００に入力される。
　入力処理回路７００は、マスターアーム５００ａ、５００ｂからの操作信号及び操作部６００からの操作信号を解析し、操作信号の解析結果に従って本医療用マニピュレータシステム１０００を制御するための制御信号を生成してスレーブ制御回路４００に入力する。
　画像処理回路８００は、スレーブ制御回路４００から入力された画像信号を表示させるための各種の画像処理を施して、操作者用ディスプレイ９００ａ、助手用ディスプレイ９００ｂにおける表示用の画像データを生成する。操作者用ディスプレイ９００ａ及び助手用ディスプレイ９００ｂは、例えば液晶ディスプレイで構成され、観察器具を介して取得された画像信号に従って画像処理回路８００において生成された画像データに基づく画像を表示する。
　以上のように構成された医療用マニピュレータシステム１０００では、操作者Ｏｐがマスターアーム５００ａ、５００ｂを操作すると、対応するスレーブアームおよび当該スレーブアームに取り付けられた術具１や他の術具２４０ａ～２４０ｃがマスターアーム５００ａ、５００ｂの動きに対応して動作する。これにより、患者Ｐに対して所望の手技を行うことができる。
　なお、図１中、符号２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃ、２２０ｄは、手術用動力伝達アダプタである。手術用動力伝達アダプタ２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃは、スレーブアーム２００ａ、２００ｂ、２００ｃと硬性の術具２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃとをそれぞれ接続する。手術用動力伝達アダプタ２２０ｄは、スレーブアーム２００ｄと軟性の術具１とを接続する。
　また、本実施形態では、医療用マニピュレータシステム１０００において滅菌処理を行う部位（清潔域）と滅菌処理を行わない部位（不潔域）とを分けるためのドレープ３００が医療用マニピュレータシステム１０００に取り付けられる。
　次に、医療用マニピュレータシステム１０００に組み込まれる術具１について説明する。なお、本実施形態に係る術具１の説明においては、術具１が医療用マニピュレータシステム１０００に組み込まれた状態において患者Ｐの体腔に向けられる側が術具１の遠位側であり、術具１において患者Ｐから離れた側で医療用マニピュレータシステム１０００に対する接続部分側が術具１の近位側と称する。
　図２は、本実施形態に係る術具１の模式図である。図３は、術具１の一部を示す模式的な右側面図である。図４は、術具１の一部を示す模式的な左側面図である。図５は、術具１の正面図である。
　本実施形態に係る術具１は、図１に示すスレーブアーム２００ａ～２００ｄに取り付けられる。術具１は、マスターアーム５００ａ、５００ｂに入力された操作に対応して動作する。
　図２に示す術具１は、処置対象部位に対して処置を行うための医療器具である。図２に示すように、術具１は、長尺部材２と、連結部３と、処置部１４と、駆動制御部２２とを備える。
　長尺部材２は、長手軸２ａを有する筒状部材である。長尺部材２は、取り付け対象となるスレーブアーム２００ｄ（図１参照）の構成に応じて、軟性であってもよいし硬性であってもよい。本実施形態では、長尺部材２は軟性である。
　連結部３は、長尺部材２の遠位端において長尺部材２の長手軸２ａと直交する第一回動軸線４ａを有する第一回動軸部４と、第一回動軸部４の第一回動軸線４ａを回動中心として第一回動軸線４ａに対して移動可能な第二回動軸線５ａを有する第二回動軸部５とを有する。
　具体的には、本実施形態における連結部３は、図２ないし図４に示すように、長尺部材２の遠位端に固定された第一嵌合歯部６と、第一嵌合歯部６の中心を通るように長尺部材２の遠位端に連結された第一回動軸部４と、第一嵌合歯部６に噛み合う第二嵌合歯部７を有し処置部１４に連結された支持部８と、第二嵌合歯部７の中心を通り第一回動軸部４と平行に延びる第二回動軸部５と、第一回動軸部４と第二回動軸部５とを連結する連結本体部９とを有する。
　第一嵌合歯部６は、第一回動軸部４の回動中心を中心とする円周上にギア状の歯を有している。第二嵌合歯部７は、第二回動軸部５の回動中心を中心とする円周上にギア状の歯を有し、第一嵌合歯部６とかみ合っている。第一嵌合歯部６と第二嵌合歯部７とは、互いに半径が等しい円周上に歯を有し、比率が１：１の関係に設定されている。
　第一嵌合歯部６には、第一回動軸部４の回動中心を中心とした円板状をなす近位側第一円周部６ａ及び近位側第二円周部６ｂが連結されている。
　第二嵌合歯部７は、第一嵌合歯部６における円周に沿って回転しながら移動することができる。第一嵌合歯部６及び第二嵌合歯部７に代えて、摩擦力によって互いに外周部分が接して相対回動する板状部材が設けられていてもよい。
　本実施形態では、第一嵌合歯部６と第二嵌合歯部７とを歯車の噛み合いで摩擦接触させる構成を示したが、必ずしも歯車の噛み合いで摩擦接触させる構成に限定されるものではない。例えば、歯車の噛み合いによる摩擦接触に代えて、摩擦接触される歯車の噛み合いがない２つのゴムローラ（摩擦力が大きい）を摩擦接触させる構成などのように、２つの回転体間が互いに滑らずに回転転がりができる機構にしてもよい。
　第二嵌合歯部７には、第二回動軸部５の回動中心を中心とした円板状をなす遠位側第一円周部７ａ及び遠位側第二円周部７ｂが連結されている。
　第一回動軸部４及び第二回動軸部５は、それぞれ、長尺部材２の長手軸２ａの延長線に対して直交する方向に回動中心が延びる軸線（第一回動軸線４ａ，第二回動軸線５ａ）を有する。第一回動軸線４ａと第二回動軸線５ａとは互いに平行である。
　支持部８は、近位側に第二嵌合歯部７を有している。また、支持部８の遠位側には、互いに離間する一対の支持片８ａ、８ｂが形成されている。一対の支持片８ａ、８ｂの各々には、一対の支持片８ａ、８ｂを繋ぐように、処置部１４における後述する支持軸１５が連結されている。
　本実施形態では、支持部８は、支持軸１５の回転中心１５ａが延びる方向と、第二回動軸線５ａが延びる方向とが互いに直角となるように第二回動軸線５ａ及び支持軸１５を支持している。より正確には、支持部８は、支持軸１５の回転中心１５ａと第二回動軸線５ａとが互いにねじれの位置にあって且つ支持軸１５の回転中心１５ａが延びる方向ベクトルと第二回動軸線５ａが延びる方向ベクトルとが互いに直交関係にある状態となるように第二回動軸線５ａ及び支持軸１５を支持している。すなわち、本実施形態では、第二回動軸線５ａと支持軸１５とは支持部８を介して連結されている。
　連結本体部９は、第一嵌合歯部６と第二嵌合歯部７とが互いに噛み合った状態となるように、第一嵌合歯部６と第二嵌合歯部７との間の距離を一定に保つ。連結本体部９は、第一回動軸部４及び第二回動軸部５の各々の両端同士を連結する一対の外側部材１０，１１と、第一回動軸部４及び第二回動軸部５が挿通された板状部材である屈曲プレート１２とを有する。
　屈曲プレート１２は、屈曲操作ワイヤ１３の牽引方向に対応して第一回動軸線４ａを中心として回動可能である。さらに、第一回動軸線４ａを中心に回動する屈曲プレート１２は、第二回動軸部５を、第一回動軸部４を旋回中心として旋回動作させる。
　屈曲操作ワイヤ１３の牽引操作により、連結部３は、全体として、長尺部材２の長手軸２ａに直交する方向へ屈曲動作する。
　処置部１４は、処置対象部位に対して処置を行うための部材である。処置部１４は、連結部３における支持部８の遠位端に配され支持部８に対して回動可能な支持軸（軸）１５と、支持軸１５に固定され支持軸１５の回転中心１５ａに対して交差する方向に延びる処置片１６とを有する。
　支持軸１５は、支持軸１５の回転中心１５ａが延びる方向において処置片１６を間に挟んで互いに離間する位置に、互いに同径をなす一対のプーリ（処置第一プーリ１７，処置第二プーリ１８）を有する。処置第一プーリ（第一プーリ）１７と処置第二プーリ（第二プーリ）１８との間の距離は、連結部３に設けられた遠位側第一円周部７ａ及び遠位側第二円周部７ｂの直径と略等しい。このため、第二回動軸線５ａが延びる方向から見たときに、支持軸１５の回転中心１５ａから第二回動軸線５ａに至るまでの区間において、動力伝達部材１９は互いに平行に延びている。
　さらに、第二回動軸線５ａが延びる方向から見たときに、第二回動軸線５ａと、処置第一プーリ１７の中心１７ａと、処置第二プーリ１８の中心１８ａとは、処置第一プーリ１７の中心１７ａと処置第二プーリ１８の中心１８ａとを結ぶ線分を底辺とする二等辺三角形の各頂点を構成する位置関係にある。
　本実施形態では、連結部３が屈曲されておらず長尺部材２に対して直線状態にあるときに、処置第一プーリ１７と処置第二プーリ１８とは、長尺部材２の長手軸２ａから互いに等距離にある。
　また、処置第一プーリ１７及び処置第二プーリ１８の直径は、第二回動軸線５ａが延びる方向における遠位側第一円周部７ａと遠位側第二円周部７ｂとの間の距離に略等しい。このため、支持軸１５の回転中心１５ａが延びる方向から見たときに、支持軸１５の回転中心１５ａから第二回動軸線５ａに至るまでの区間において、動力伝達部材１９は互いに平行に延びている。
　連結部３が屈曲されておらず長尺部材２に対して直線状態にあるときに、長尺部材２の長手軸２ａ方向から見たときにおける動力伝達部材１９は、支持軸１５の回転中心１５ａから第二回動軸線５ａに至るまでの区間において、長尺部材２の長手軸２ａを中心として回転対称な位置に配されている。
　処置第一プーリ１７及び処置第二プーリ１８には、動力伝達部材１９における遠位部分が巻かれ、動力伝達部材１９における遠位側の端が固定されている。処置第一プーリ１７には、後述する動力伝達部材１９における第一経路２０が配される。処置第二プーリ１８には、後述する動力伝達部材１９における第二経路２１が配される。
　動力伝達部材１９は、支持軸１５の処置第一プーリ１７に固定された第一端１９ａと、支持軸１５の処置第二プーリ１８に固定された第二端１９ｂと、後述する駆動制御部２２の駆動プーリ２３に掛けられた中間部１９ｃとを有する線状部材である。
　動力伝達部材１９は、駆動制御部２２から支持軸１５へ動力を伝達する第一経路２０と第二経路２１とを有する。処置第一プーリ１７及び処置第二プーリ１８に対して、動力伝達部材１９は、互いに逆方向に巻かれている。すなわち、支持軸１５の周方向において、動力伝達部材１９の第一経路２０と第二経路２１とは、支持軸１５の外周の一部をなす処置第一プーリ１７の外周と処置第二プーリ１８の外周との各々に、互いに逆方向へ向かうように固定されている。
　動力伝達部材１９の第一経路２０は、遠位側第一円周部７ａの外面に支持され、第一回動軸線４ａ及び第二回動軸線５ａが延びる方向から見たときに第一回動軸線４ａと第二回動軸線５ａとを結ぶ線分と交差するように延び、近位側第一円周部６ａの外面に支持され、長尺部材２の内部を通って駆動制御部２２まで延びている。
　動力伝達部材１９の第二経路２１は、遠位側第二円周部７ｂの外面に支持され、第一回動軸線４ａ及び第二回動軸線５ａが延びる方向から見たときに第一回動軸線４ａと第二回動軸線５ａとを結ぶ線分に対して、上記の第一経路２０とは逆方向に交差するように延び、近位側第二円周部６ｂの外面に支持され、長尺部材２の内部を通って駆動制御部２２まで延びている。
　第一回動軸線４ａ及び第二回動軸線５ａが延びる方向から見たときに、第一回動軸線４ａと第二回動軸線５ａとの間では、第一経路２０と第二経路２１とは互いに交差している。
　処置片１６は、生体組織に対して焼灼、切開、マーキングその他の処置を行うための電極、あるいは、生体組織を穿刺する穿刺針、さらには、生体組織を縫合するための縫合具など、生体組織に対して処置をするための公知の構成が適宜選択して適用される。
　本実施形態では、処置片１６は、高周波電流が通電される棒状電極である。本実施形態では、処置片１６は、図示しない配線によって、高周波電源装置に電気的に接続可能である。本実施形態の処置片１６は、支持軸１５に対して直交する方向に延び支持軸１５の中間部に近位端が固定された略棒状をなす。処置片１６の遠位端は、支持軸１５の回転中心１５ａを旋回の中心として旋回移動可能である。処置片１６の遠位端が支持部８における一対の支持片８ａ、８ｂの間に入り込むまで処置部１４が移動すると、処置部１４は支持部８内に収納される。
　駆動制御部２２は、支持軸１５を連結部３の支持部８に対して回動させる操作をするために長尺部材２の近位端に配されている。駆動制御部２２は、動力伝達部材１９の中間部１９ｃが外周面に掛けられた駆動プーリ２３と、駆動プーリ２３を回転させる不図示の第一動力源と、駆動プーリ２３を移動させて動力伝達部材１９に張力を付与する張力調整部２４と、屈曲操作ワイヤ１３を移動させる不図示の第二動力源とを備える。
　第一動力源，第二動力源，及び張力調整部２４の構成は特に限定されない。たとえば、第一動力源，第二動力源，及び張力調整部２４は、それぞれ、たとえば、サーボモータ等を有していてよい。なお、張力調整部２４は、付勢力により駆動プーリ２３を移動させる付勢部材を有していてもよい。
　次に、本実施形態に係る術具１の作用について説明する。
　図２に示す術具１において、支持軸１５の処置第一プーリ１７及び処置第二プーリ１８に固定された動力伝達部材１９は、駆動プーリ２３に掛けられて張力調整部２４によって近位側へと牽引されることにより、張力が付与される。このとき、動力伝達部材１９の第一経路２０と第二経路２１とは、互いに等しい大きさの牽引力によって近位側に牽引される。このとき、第一経路２０は処置第一プーリ１７を近位側へと牽引し、第二経路２１は処置第二プーリ１８を近位側へと牽引する。
　第一経路２０にて処置第一プーリ１７が牽引される力と、第二経路２１にて処置第二プーリ１８が牽引される力とが互いに等しいので、処置第一プーリ１７及び処置第二プーリ１８が設けられた支持軸１５は回転しない。さらに、処置第一プーリ１７及び処置第二プーリ１８を近位側へ牽引する力は、第一回動軸線４ａと第二回動軸線５ａとの間で動力伝達部材１９が交差していることで、第一回動軸部４と第二回動軸部５とをそれぞれの回動軸線回りに回動させる力とはならずに相殺される。このため、動力伝達部材１９に張力を付与する過程において、処置部１４及び連結部３は、いずれも移動せずに、張力付与前と同じ位置関係を維持する。
　張力の付与後には、駆動プーリ２３を回転させることによって、たとえば第一経路２０においては牽引し、第二経路２１においては牽引力を解除することで、処置第一プーリ１７を近位側へ移動させて支持軸１５を回転させたり、たとえば第二経路２１においては牽引し、第一経路２０においては牽引力を解除することで、処置第二プーリ１８を近位側へ移動させて支持軸１５を逆回転させたりすることができる。
　以上説明したように、本実施形態に係る術具１は、処置部１４を回転動作させるための動力伝達部材１９に張力を掛けても、処置部１４を首振り動作させる連結部３に対しては張力付与のための力が相殺されるので、連結部３を屈曲させる力が作用しない。このため、適切な張力が付与された状態に術具１を組み上げるのが容易である。
　張力が動力伝達部材１９にかかっている状態では、処置第一プーリ１７と処置第二プーリ１８とにかかる張力は均衡状態にあるので、動力伝達部材１９にかかる張力が連結部３の屈曲動作に与える影響を軽減できる。
　上記実施形態では、長尺部材２が軟性である場合を例に説明したが、長尺部材２が硬性であっても、術具１の組み上げが容易にでき、また動力伝達部材１９にかかる張力が連結部３の屈曲動作に与える影響を軽減できるという効果を奏する。
　本実施形態に係る術具１は、処置第一プーリ１７と処置第二プーリ１８とにかかる張力を均衡状態としつつ、２つの経路を有する動力伝達部材１９によって張力の付与及び連結部３の屈曲動作が行われる。このため、本実施形態に係る術具１は遠位部分の構成がコンパクトである。
　上記実施形態において、駆動プーリ２３と、張力調整部２４とが着脱可能となっていてもよい。この場合、駆動プーリ２３に動力伝達部材１９の中間部１９ｃが掛けられたまま駆動プーリ２３を張力調整部２４から取り外すことにより処置部１４にかかる張力を解除し、術具１を他の術具に交換する作業を容易にすることができる。ここで、術具の交換のたびに駆動プーリ２３と張力調整部２４との着脱を要するが、上記実施形態で説明した術具１では、駆動プーリ２３を張力調整部２４に取り付けた後の張力付与において煩雑な調整をせずに、処置部１４及び連結部３に対する不必要な屈曲等の動作が起こらずに適切な張力を付与することができる。
（変形例）
　次に、上記第１実施形態の変形例について説明する。なお、本変形例では、第１実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して重複する説明を省略する。図６は、本変形例の構成を示す模式図である。図７は、本変形例の術具の一部を示す模式的な右側面図である。
　図６及び図７に示すように、本変形例の術具１Ａは、第１実施形態で説明した処置部１４とは構成が異なる処置部１４Ａと、第１実施形態で説明した動力伝達部材１９とは構成が異なる動力伝達部材１９Ａとを備える。
　本変形例では、第１実施形態で説明した駆動プーリ２３に代えて、動力伝達部材１９の第一ワイヤ３０と第二ワイヤ３１とが個別に掛けられた一対の駆動プーリ２３Ａが設けられている。一対の駆動プーリ２３Ａは、たとえばサーボモータによって、互いに独立して、あるいは協調して回転動作される。
　処置部１４Ａは、互いに同軸をなす一対の支持軸１５Ａ，１５Ｂと、一対の支持軸１５Ａ，１５Ｂの各々に固定された把持部材３２，３３とを備える。
　本変形例では、第一ワイヤ３０と第二ワイヤ３１との各々に張力を付与する場合に、第１実施形態と同様に処置部１４Ａ及び連結部３が移動しないので、上記実施形態と同様の組み上げが容易である。
　さらに、本変形例では、第１実施形態における動力伝達部材１９が通っていない部分を利用して処置部１４Ａに対して２系統の独立した動力を伝達し、把持部材３２，３３を開閉動作させることができる。
　以上、本発明の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設計変更等も含まれる。
　たとえば、張力調整部２４が駆動プーリ２３を牽引する構成に代えて、動力伝達部材１９が固定されたラックをピニオンの回転により移動させることで動力伝達部材１９に張力を付与してもよい。
　第１実施形態では、支持軸１５の回転中心１５ａが、第一回動軸線４ａおよび第二回動軸線５ａに対して直交する方向に延びる直線である例が示されているが、支持軸１５の回転中心１５ａが第一回動軸線４ａおよび第二回動軸線５ａに対して交差する方向（ねじれの位置）となるように延びていてもよい。
　処置第一プーリ１７と処置第二プーリ１８との各々の直径が互いに異なっていてもよい。
　第二回動軸線５ａが延びる方向から見たときに、支持軸１５の回転中心１５ａから第二回動軸線５ａに至るまでの区間において、第一経路２０と第二経路２１とが厳密に互いに平行である必要はなく、第二回動軸線５ａが延びる方向から見たときに、支持軸１５の回転中心１５ａから第二回動軸線５ａに至るまでの区間において、第一経路２０と第二経路２１とが略平行であってもよい。
　以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において各実施形態における構成要素の組み合わせを変えたり、各構成要素に種々の変更を加えたり、削除したりすることが可能である。本発明は前述した説明によって限定されることはない。
　組み立てが容易な術具及び医療用マニピュレータシステムを提供することができる。
　１　術具
　２　長尺部材
　２ａ　長手軸
　３　連結部
　４　第一回動軸部
　４ａ　第一回動軸線
　５　第二回動軸部
　５ａ　第二回動軸線
　８　支持部
　９　連結本体部
　１４，１４Ａ　処置部
　１５，１５Ａ，１５Ｂ　支持軸
　１５ａ　回転中心
　１７　処置第一プーリ（第一プーリ）
　１８　処置第二プーリ（第二プーリ）
　１９，１９Ａ　動力伝達部材
　１９ａ　第一端
　１９ｂ　第二端
　１９ｃ　中間部
　２０　第一経路
　２１　第二経路
　２２　駆動制御部
　２３，２３Ａ　駆動プーリ（移動体）
　２４　張力調整部
　２００ａ、２００ｂ、２００ｃ、２００ｄ　スレーブアーム
　２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃ　術具
　１０００　医療用マニピュレータシステム

Claims (5)

  1. 　長手軸を有する長尺部材と、
    　前記長尺部材の遠位端に配され前記長手軸と直交する方向へ前記長尺部材に対して屈曲可能な連結部と、
    　前記連結部の遠位端に配され前記連結部に対して回動可能な軸を有し処置対象部位に対して処置を行うための処置部と、
    　前記軸を前記連結部に対して回動させる操作をするために前記長尺部材の近位端に配された駆動制御部と、
    　前記軸と前記駆動制御部とに共に接続され前記駆動制御部から前記軸へ動力を伝達する第一経路と第二経路とを有する動力伝達部材と、
    　を備え、
    　前記連結部は、
    　　前記長尺部材の遠位端において前記長手軸と直交する第一回動軸線を有する第一回動軸部と、
    　　前記第一回動軸線を回動中心として前記第一回動軸線に対して移動可能であり前記第一回動軸線と平行に延びる第二回動軸線を有し前記軸に連結された第二回動軸部と、
    　　を有し、
    　前記動力伝達部材は、
    　　前記軸の周方向において前記第一経路と前記第二経路とが互いに逆方向へ向かうように前記軸の外周の一部に固定され、前記第一回動軸線及び前記第二回動軸線が延びる方向から見たときに前記第一回動軸線と前記第二回動軸線との間で前記第一経路と前記第二経路とが互いに交差している
    　術具。
  2. 　前記長手軸に直交し且つ前記第一回動軸線及び前記第二回動軸線に直交する方向から見たときに、前記第一経路と前記第二経路とは、少なくとも前記軸の回転中心から前記第一回動軸線に至るまでの区間において、前記第一回動軸線及び前記第二回動軸線が延びる方向に互いに離間している
    　請求項１に記載の術具。
  3. 　前記軸は、
    　　前記動力伝達部材における前記第一経路が配される第一プーリと、
    　　前記動力伝達部材における前記第二経路が配される第二プーリと、
    　を有し、
    　前記第一プーリと前記第二プーリとは前記軸の前記回転中心が延びる方向に互いに離間しており、
    　前記第二回動軸線方向から見たときに、前記軸の回転中心から前記第二回動軸線に至るまでの区間において前記第一経路と前記第二経路とは互いに略平行である
    　請求項２に記載の術具。
  4. 　前記動力伝達部材は、
    　　前記動力伝達部材は、前記軸に固定された第一端及び第二端並びに前記駆動制御部に配された中間部を有し、
    　前記駆動制御部は、
    　　前記中間部に連結された移動体と、
    　　前記移動体を移動させることによって前記動力伝達部材に張力を付与可能な張力調整部と、
    　　を備える
    　請求項１に記載の術具。
  5. 　請求項１から４のいずれか一項に記載の術具と、
    　前記術具に取り付けられ前記術具を動作させるアームと、
    　を備えた医療用マニピュレータシステム。
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