特許 5881384 医療用マニピュレータシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5881384

(24)【登録日】2016年2月12日

(45)【発行日】2016年3月9日

(54)【発明の名称】医療用マニピュレータシステム

(51)【国際特許分類】

   A61B 90/00 20160101AFI20160225BHJP

【ＦＩ】

   A61B19/00 502

【請求項の数】12

【全頁数】31

(21)【出願番号】特願2011-251559(P2011-251559)

(22)【出願日】2011年11月17日

(65)【公開番号】特開2012-161590(P2012-161590A)

(43)【公開日】2012年8月30日

【審査請求日】2014年8月11日

(31)【優先権主張番号】13/020,407

(32)【優先日】2011年2月3日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】500023831

【氏名又は名称】カール シュトルツ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフト

(74)【代理人】

【識別番号】100077665

【弁理士】

【氏名又は名称】千葉 剛宏

(72)【発明者】

【氏名】勝木 亮平

(72)【発明者】

【氏名】神野 誠

(72)【発明者】

【氏名】大森 繁

(72)【発明者】

【氏名】一柳 正雄

(72)【発明者】

【氏名】ジャック マーロット

(72)【発明者】

【氏名】ディアナ ハーゼル

(72)【発明者】

【氏名】パリ シモヤマ

(72)【発明者】

【氏名】中村 利江

【審査官】 沼田 規好

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１０／１２６１２７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許第５４００２６７（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１０４８５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２６８８４４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ９０／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

作業を行うエンドエフェクタを先端に設けた作業部と、入力操作される操作入力部及び前記エンドエフェクタを駆動するために前記操作入力部の操作内容に応じて動作する駆動源を含み前記作業部が着脱自在に装着される操作部とを有するマニピュレータと、
前記操作部が接続可能であり、前記駆動源を制御し、前記作業部の使用回数のカウントを行う機能を有するコントローラと、
前記作業部毎の使用履歴データを保持する使用履歴保持部と、を備え、
前記作業部には、前記作業部の個体識別情報を保持するＩＤ保持部が設けられ、
前記操作部には、前記ＩＤ保持部の前記個体識別情報を検出するＩＤ検出部が設けられ、
前記コントローラは、所定の症例開始条件及び症例終了条件に基づいて、症例の開始及び終了を判断すると共に、該症例の開始又は終了により前記作業部の１回の使用回数をカウントし、前記作業部の使用回数が設定回数を超えている場合には、前記作業部の動作を制限し、
前記コントローラは、前記作業部が使用開始条件を満たすことによって症例が開始する毎に当該作業部の使用回数をカウントアップし、１つの症例内で第１設定時間を超えて使用される前記作業部については、前記第１設定時間を超える毎に使用回数をカウントアップする、
ことを特徴とする医療用マニピュレータシステム。

【請求項2】

請求項１記載の医療用マニピュレータシステムにおいて、
前記コントローラは、１つの症例中での使用時間が前記第１設定時間を超えた結果、使用回数が前記設定回数を超えることとなった前記作業部については、前記第１設定時間より長く設定された特別設定時間に達するまで当該作業部の動作を許容する、
ことを特徴とする医療用マニピュレータシステム。

【請求項3】

請求項１記載の医療用マニピュレータシステムにおいて、
前記コントローラは、前記作業部の使用に伴って増大するパラメータを計測し、１つの症例中に前記パラメータが前記作業部の使用回数に応じて決まる基準値に達したときは、前記第１設定時間が経過する前であっても、当該作業部の使用回数をカウントアップする、
ことを特徴とする医療用マニピュレータシステム。

【請求項4】

請求項１記載の医療用マニピュレータシステムにおいて、
前記コントローラの電源が入った状態で、前記コントローラから前記操作部が取り外され、その後、前記操作部が前記コントローラに接続された場合において、前記コントローラは、
前記操作部が前記コントローラから取り外されてから前記第１設定時間より短い第２設定時間以内に前記コントローラに前記操作部が接続されたときは、症例が切り替わっていないと判断し、
前記操作部が前記コントローラから取り外されてから前記第２設定時間を超えて前記コントローラに前記操作部が接続されたときは、症例が切り替わったと判断する、
ことを特徴とする医療用マニピュレータシステム。

【請求項5】

請求項１記載の医療用マニピュレータシステムにおいて、
前記コントローラへ電力が供給されない状態又は前記コントローラの電源が切られた状態である電源停止状態になった後に、前記コントローラが再起動した場合において、前記コントローラは、
前記再起動が、前記電源停止状態の開始時点から前記第１設定時間より短い第３設定時間以内に完了したときは、症例が切り替わっていないと判断し、
前記再起動が、前記電源停止状態の開始時点から前記第３設定時間を超えて完了したときは、症例が切り替わったと判断する、
ことを特徴とする医療用マニピュレータシステム。

【請求項6】

請求項４記載の医療用マニピュレータシステムにおいて、
前記コントローラは、前記操作部を着脱可能に接続するＮ個の接続ポートを有し、１つの症例中に接続された前記操作部の数が（Ｎ＋α）個に達した場合には、別の症例に切り替わったと判断する、
ことを特徴とする医療用マニピュレータシステム。

【請求項7】

請求項６記載の医療用マニピュレータシステムにおいて、
前記αは２である、
ことを特徴とする医療用マニピュレータシステム。

【請求項8】

作業を行うエンドエフェクタを先端に設けた作業部と、入力操作される操作入力部及び前記エンドエフェクタを駆動するために前記操作入力部の操作内容に応じて動作する駆動源を含み前記作業部が着脱自在に装着される操作部とを有するマニピュレータと、
前記操作部が接続可能であり、前記駆動源を制御し、前記作業部の使用回数のカウントを行う機能を有するコントローラと、
前記作業部毎の使用履歴データを保持する使用履歴保持部と、を備え、
前記作業部には、前記作業部の個体識別情報を保持するＩＤ保持部が設けられ、
前記操作部には、前記ＩＤ保持部の前記個体識別情報を検出するＩＤ検出部が設けられ、
前記コントローラは、所定の症例開始条件及び症例終了条件に基づいて、症例の開始及び終了を判断すると共に、該症例の開始又は終了により前記作業部の１回の使用回数をカウントし、前記作業部の使用回数が設定回数を超えている場合には、前記作業部の動作を制限し、
前記コントローラは、
少なくとも１つのルールに基づいて１症例を定義して症例の切り替わりを判断し、
１症例とみなす最大時間として第１設定時間が設定され、
症例毎に前記作業部の使用回数をカウントアップする、
ことを特徴とする医療用マニピュレータシステム。

【請求項9】

請求項８記載の医療用マニピュレータシステムにおいて、
前記コントローラの電源が入った状態で、前記コントローラから前記操作部が取り外され、その後、前記操作部が前記コントローラに接続された場合において、前記コントローラは、
前記操作部が前記コントローラから取り外されてから前記第１設定時間より短い第２設定時間以内に前記コントローラに前記操作部が接続されたときは、症例が切り替わっていないと判断し、
前記操作部が前記コントローラから取り外されてから前記第２設定時間を超えて前記コントローラに前記操作部が接続されたときは、症例が切り替わったと判断する、
ことを特徴とする医療用マニピュレータシステム。

【請求項10】

請求項８記載の医療用マニピュレータシステムにおいて、
前記コントローラへ電力が供給されない状態又は前記コントローラの電源が切られた状態である電源停止状態になった後に、前記コントローラが再起動した場合において、前記コントローラは、
前記再起動が、前記電源停止状態の開始時点から前記第１設定時間より短い第３設定時間以内に完了したときは、症例が切り替わっていないと判断し、
前記再起動が、前記電源停止状態の開始時点から前記第３設定時間を超えて完了したときは、症例が切り替わったと判断する、
ことを特徴とする医療用マニピュレータシステム。

【請求項11】

請求項９記載の医療用マニピュレータシステムにおいて、
前記コントローラは、前記操作部を着脱可能に接続するＮ個の接続ポートを有し、１つの症例中に接続された前記操作部の数が（Ｎ＋α）個に達した場合には、別の症例に切り替わったと判断する、
ことを特徴とする医療用マニピュレータシステム。

【請求項12】

請求項１１記載の医療用マニピュレータシステムにおいて、
前記αは２である、
ことを特徴とする医療用マニピュレータシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、入力操作される入力部が設けられた操作部と、グリッパ等のエンドエフェクタをシャフトの先端に有し、操作部に対して着脱可能な作業部とを備えた医療用マニピュレータシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

内視鏡下外科手術（又は腹腔鏡下手術とも呼ばれる。）においては、患者の腹部等に複数の孔を開け、これらの孔にトラカール（筒状の器具）を挿入した後、各トラカールを通して、腹腔鏡（カメラ）と複数の鉗子を体腔内に挿入する。鉗子の先端部には、エンドエフェクタとして、生体組織を把持するためのグリッパや、鋏、電気メスのブレード等が取り付けられている。腹腔鏡と鉗子を体腔内に挿入したら、腹腔鏡に接続されたモニタに映る腹腔内の様子を見ながら鉗子を操作して手術を行う。このような手術方法は、開腹を必要としないため、患者への負担が少なく、術後の回復や退院までの日数が大幅に低減される。このため、このような手術方法は、適用分野の拡大が期待されている。

【0003】

特開２００８−１０４８５５号公報（特許文献１）では、トラカールから挿入される鉗子として、先端部に関節を持たない一般的な鉗子に加えて、先端部に複数の関節を有して先端部の姿勢を変更できる鉗子、いわゆる医療用マニピュレータが提案されている。このような医療用マニピュレータによれば、体腔内で自由度の高い動作が可能であり、手技が容易となり、適用可能な症例が多くなる。

【0004】

特許文献１にて提案された医療用マニピュレータは、エンドエフェクタ及び関節を有する先端動作部を含む作業部と、先端動作部を動作させるための駆動源を有する操作部とを備えている。作業部は、操作部に対して着脱可能であり、作業部を操作部に装着した状態で駆動源の駆動力が作業部の先端動作部に伝達されて先端動作部が動作するようになっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００８−１０４８５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、上述した作業部には、動力伝達部材として例えばワイヤが設けられており、このワイヤには使用に伴って伸び等の劣化が生じ、先端動作部の動作に支障をきたす可能性がある。このため、作業部の使用回数に上限を設け、設定された使用上限回数（使用制限回数）だけ使用したら、それ以上の使用を強制的に不可能とすることが考えられる。これに関連し、上記の特許文献１では、作業部の使用回数を使用履歴管理テーブルで記憶・管理することが提案されている。

【0007】

しかしながら、上記特許文献１では、使用回数が設定回数を超えた作業部の使用を強制的に制限する手段については、何らの提案もなされていない。

【0008】

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、使用回数が設定回数に達したら作業部を強制的に使用不能とすることが可能な医療用マニピュレータシステムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記の目的を達成するため、本発明の医療用マニピュレータシステムは、作業を行うエンドエフェクタを先端に設けた作業部と、入力操作される操作入力部及び前記エンドエフェクタを駆動するために前記操作入力部の操作内容に応じて動作する駆動源を含み前記作業部が着脱自在に装着される操作部とを有するマニピュレータと、前記操作部が接続可能であり、前記駆動源を制御し、前記作業部の使用回数のカウントを行う機能を有するコントローラと、前記作業部毎の使用履歴データを保持する使用履歴保持部と、を備え、前記作業部には、前記作業部の個体識別情報を保持するＩＤ保持部が設けられ、前記操作部には、前記ＩＤ保持部の前記個体識別情報を検出するＩＤ検出部が設けられ、前記コントローラは、所定の症例開始条件及び症例終了条件に基づいて、症例の開始及び終了を判断すると共に、該症例の開始又は終了により前記作業部の１回の使用回数をカウントし、前記作業部の使用回数が設定回数を超えている場合には、前記作業部の動作を制限し、前記コントローラは、前記作業部が使用開始条件を満たすことによって症例が開始する毎に当該作業部の使用回数をカウントアップし、１つの症例内で第１設定時間を超えて使用される前記作業部については、前記第１設定時間を超える毎に使用回数をカウントアップすることを特徴とする。

【0010】

上記の構成によれば、作業部の着脱の状況及びその時間に基づいて、作業部の使用回数をカウントし、作業部の使用回数が設定回数（使用制限回数）を超えている場合には、作業部の動作を制限するので、操作者が操作入力部を操作しても駆動源が駆動しない。すなわち、操作入力部に対する操作が無効となることで、エンドエフェクタを含む先端動作部が動作しない。これにより、使用制限回数に達した作業部を強制的に使用不能とすることができる。

【0012】

また、上記の構成によれば、１つの症例内であっても、使用時間が第１設定時間を超える毎に作業部の使用回数をカウントアップするので、作業部を無制限に使用されることが防止される。これにより、無制限に使用されることによる耐久性の問題を未然に回避することができる。

【0013】

上記の医療用マニピュレータシステムにおいて、前記コントローラは、１つの症例中での使用時間が前記第１設定時間を超えた結果、使用回数が前記設定回数を超えることとなった前記作業部については、前記第１設定時間より長く設定された特別設定時間に達するまで当該作業部の動作を許容するとよい。

【0014】

上記の構成によれば、作業部の使用回数の最終回に限り、使用可能な時間を延長するので、使用途中で作業部の動作が停止することによる、手術の円滑な遂行に対する影響を回避又は少なくすることができる。

【0015】

上記の医療用マニピュレータシステムにおいて、前記コントローラは、前記作業部の使用に伴って増大するパラメータを計測し、１つの症例中に前記パラメータが前記作業部の使用回数に応じて決まる基準値に達したときは、前記第１設定時間が経過する前であっても、当該作業部の使用回数をカウントアップするとよい。

【0016】

上記の構成によれば、作業部の実際の使用状況を加味して使用回数をカウントアップするので、使用回数に基づく使用制限の時期の適正化を図ることができる。

【0017】

また、本発明は、作業を行うエンドエフェクタを先端に設けた作業部と、入力操作される操作入力部及び前記エンドエフェクタを駆動するために前記操作入力部の操作内容に応じて動作する駆動源を含み前記作業部が着脱自在に装着される操作部とを有するマニピュレータと、前記操作部が接続可能であり、前記駆動源を制御し、前記作業部の使用回数のカウントを行う機能を有するコントローラと、前記作業部毎の使用履歴データを保持する使用履歴保持部と、を備え、前記作業部には、前記作業部の個体識別情報を保持するＩＤ保持部が設けられ、前記操作部には、前記ＩＤ保持部の前記個体識別情報を検出するＩＤ検出部が設けられ、前記コントローラは、所定の症例開始条件及び症例終了条件に基づいて、症例の開始及び終了を判断すると共に、該症例の開始又は終了により前記作業部の１回の使用回数をカウントし、前記作業部の使用回数が設定回数を超えている場合には、前記作業部の動作を制限し、前記コントローラは、少なくとも１つのルールに基づいて１症例を定義して症例の切り替わりを判断し、１症例とみなす最大時間として第１設定時間が設定され、症例毎に前記作業部の使用回数をカウントアップすることを特徴とする。

【0018】

上記の構成によれば、第１設定時間以内の使用を１回の使用としてみなすことにより、作業部の使用時間が第１設定時間を超える毎に症例が切り替わったと判断するため、手術時間が相当に長い症例の場合には、複数回の使用とみなしてカウントすることになる。従って、使用回数に基づく使用制限の時期の適正化を図ることができる。

【0019】

上記の医療用マニピュレータシステムにおいて、前記コントローラの電源が入った状態で、前記コントローラから前記操作部が取り外され、その後、前記操作部が前記コントローラに接続された場合において、前記コントローラは、前記操作部が前記コントローラから取り外されてから前記第１設定時間より短い第２設定時間以内に前記コントローラに前記操作部が接続されたときは、症例が切り替わっていないと判断し、前記操作部が前記コントローラから取り外されてから前記第２設定時間を超えて前記コントローラに前記操作部が接続されたときは、症例が切り替わったと判断するとよい。

【0020】

上記の構成によれば、コントローラから操作部が取り外された状態の継続時間が第２設定時間以内であるか否かによって、症例が切り替わったか否かを判断する。従って、例えば、操作部をコントローラから取り外して滅菌等を行うのに要すると想定される最短時間を第２設定時間として設定しておくことにより、症例が切り替わったのか、あるいはエラー等により操作部を交換したのかを判別でき、結果として、使用回数を適切にカウントすることが可能となる。

【0021】

上記の医療用マニピュレータシステムにおいて、前記コントローラへ電力が供給されない状態又は前記コントローラの電源が切られた状態である電源停止状態になった後に、前記コントローラが再起動した場合において、前記コントローラは、前記再起動が、前記電源停止状態の開始時点から前記第１設定時間より短い第３設定時間以内に完了したときは、症例が切り替わっていないと判断し、前記再起動が、前記電源停止状態の開始時点から前記第３設定時間を超えて完了したときは、症例が切り替わったと判断するとよい。

【0022】

上記の構成によれば、コントローラの再起動が、電源停止状態の開始時点から第３設定時間以内であるか否かによって、症例が切り替わったか否かを判断する。従って、例えば、不意に電源スイッチを切ってしまったり、コントローラから電源ケーブルを抜いてしまったりした等の場合に、コントローラを再起動するまでに要すると見込まれる時間の最大値に対応させて第３設定時間を設定しておくことにより、症例が切り替わったのか、あるいは不意に電源停止状態となったのかを判別でき、結果として、使用回数を適切にカウントすることが可能となる。

【0023】

上記の医療用マニピュレータシステムにおいて、前記コントローラは、前記操作部を着脱可能に接続するＮ個の接続ポートを有し、１つの症例中に接続された前記操作部の数が（Ｎ＋α）個に達した場合には、別の症例に切り替わったと判断するとよい。

【0024】

上記の構成によれば、コントローラの電源を入れたままで、接続ポートの個数Ｎよりもα個だけ多い個数目の操作部をすぐさま接続した場合に、実際には症例が切り替わっているにもかかわらず症例の切り替わりが認識されない事態を回避することができる。従って、作業部の使用回数をより適切にカウントすることが可能となる。

【0025】

上記の医療用マニピュレータシステムにおいて、前記αは２であるとよい。

【0026】

上記の構成によれば、接続ポートの個数に対してプラス１個だけ別の操作部を接続しても症例が切り替わったと判断されないので、エラー等により操作部を交換せざるを得ない事態が生じた場合でも、すでに接続していた操作部の使用回数が不必要にカウントされることがない。従って、作業部の使用回数をより適切にカウントすることが可能となる。

【発明の効果】

【0027】

本発明の医療用マニピュレータシステムによれば、使用回数が設定回数に達したら作業部を強制的に使用不能とすることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】本発明の一実施形態に係る医療用マニピュレータシステムの斜視図である。

【図2】操作部と作業部とが分離した状態のマニピュレータを示す一部省略側面図である。

【図3】作業部を操作部に装着した状態のマニピュレータを示す一部省略側面図である。

【図4】図４Ａは、トリガレバーを押し出した状態での検出機構の模式的構造図であり、図４Ｂは、トリガレバーを引いた状態での検出機構の模式的構造図である。

【図5】変形例に係る検出機構を備えた医療用マニピュレータの一部省略側面図である。

【図6】変形例に係る検出機構を備えた医療用マニピュレータの一部省略平面図である。

【図7】第１設定時間を利用した使用回数のカウントルールを説明する図である。

【図8】エンドエフェクタの開閉回数を加味した場合の使用回数のカウントルールを説明する図である。

【図9】第２設定時間を利用した症例の切替えについて説明する図である。

【図10】第３設定時間を利用した症例の切替えについて説明する図である。

【図11】４つ目の操作部がコントローラに接続された場合の症例の切替えについて説明する図である。

【図12】１症例を定義するための第１ルールを説明する図である。

【図13】１症例を定義するための第２ルールを説明する図である。

【図14】１症例を定義するための第３ルールを説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

以下、本発明に係る医療用マニピュレータシステム（以下、マニピュレータシステムという。）について好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。

【0030】

まず、図１を参照し、本発明の一実施形態に係るマニピュレータシステム１０の全体構成について説明する。マニピュレータシステム１０は、先端に設けられた先端動作部１２で生体の一部を把持し又は生体に触れて、所定の処置を行うための医療用の器具であるマニピュレータ１１と、マニピュレータ１１にケーブル２８を介して接続されたコントローラ２９とを備える。マニピュレータ１１は、ボディ２１と、ボディ２１から延出するシャフト１８と、シャフト１８の先端に設けられた先端動作部１２とを有する。

【0031】

以下の説明では、シャフト１８の延在方向をＺ方向と規定し、さらに、シャフト１８の前方（先端側）をＺ１方向、後方（根元側）をＺ２方向と規定する。また、Ｚ方向に直角な方向であって、マニピュレータ１１を図１の姿勢にしたときのマニピュレータ１１を基準とした左右方向をＸ方向とし、特に、マニピュレータ１１の左側方向をＸ１方向、右側方向をＸ２方向と規定する。また、Ｚ方向に直角な方向であって、マニピュレータ１１を図１の姿勢にしたときのマニピュレータ１１の上下方向をＹ方向とし、特に、上方向をＹ１方向、下方向をＹ２方向と規定する。

【0032】

なお、特に断りのない限り、これらの方向の記載はマニピュレータ１１が基準姿勢（中立姿勢）である場合を基準として表すものとする。これらの方向は説明の便宜上のものであり、マニピュレータ１１は任意の向きで（例えば、上下を反転させて）使用可能であることは勿論である。

【0033】

マニピュレータ１１は、人手によって把持及び操作される操作部１４と、該操作部１４に対して着脱自在な作業部１６とを有する。操作部１４は、上述したボディ２１の一部を構成し、筐体を構成しＺ１方向及びＹ２方向に略Ｌ字状に延在する左右一対の上部カバー２５ａ、２５ｂと、上部カバー２５ａ、２５ｂ内に収容された駆動部３０と、人手によって操作される複合入力部２４（操作入力部）とを有する。

【0034】

駆動部３０は、先端動作部１２の姿勢を変更させるための駆動源５０として２つのモータ５０ａ、５０ｂを有し、駆動源５０の駆動力が先端動作部１２に機械的に伝達されることで、エンドエフェクタ１９の姿勢を変更できるように構成されている。

【0035】

操作部１４のＹ１方向頂部近傍には、上部カバー２５ａ、２５ｂから露出してマスタスイッチ３４が設けられ、マスタスイッチ３４のＺ１方向で視認しやすい箇所にＬＥＤ３５が設けられている。

【0036】

操作部１４の基端側でＹ２方向に延びた部分は、人手によって把持されるグリップハンドル２６として構成されている。複合入力部２４は、グリップハンドル２６の上部の傾斜面に設けられており、左右方向への回動操作及び傾動操作を単独又は複合的に行うことで、その操作に応じた信号がコントローラ２９に送信され、コントローラ２９が駆動部３０の駆動を制御することにより、エンドエフェクタ１９の姿勢変更が行われる。

【0037】

作業部１６は、Ｚ方向で略対称に分割された一対の下部カバー３７ａ、３７ｂを筐体としており、上記の先端動作部１２と、この先端動作部１２を先端に設けた長尺且つ中空のシャフト１８と、このシャフト１８の基端側が固定され、下部カバー３７ａ、３７ｂ内に収容されたプーリボックス３２と、プーリボックス３２の後方に設けられ、トリガ軸３９を支点としてＸ方向の軸心を中心に回動可能に軸支されたトリガレバー３６とを有する。下部カバー３７ａ、３７ｂ、プーリボックス３２及びトリガレバー３６は、上述したボディ２１の一部を構成する。

【0038】

作業部１６は、操作部１４に設けられた左右一対の着脱レバー４０、４０によって当該操作部１４と連結・固定されると共に、着脱レバー４０の開放操作によって操作部１４から分離可能であり、特別な器具を用いることなく、手術現場で容易に交換作業等を行うことができる。

【0039】

先端動作部１２は、トリガレバー３６の操作に基づいて開閉動作するエンドエフェクタ１９と、複合入力部２４の操作に基づいてエンドエフェクタ１９の姿勢を変化させる姿勢変更機構１３とを有する。エンドエフェクタ１９は、例えば、生体の一部や縫合用の針を把持するグリッパ、生体の一部を切断するハサミ等として、所定の開閉動作軸を基準に開閉動作可能に構成される。

【0040】

先端動作部１２及びシャフト１８は細径に構成されており、患者の腹部等に装着された円筒形状のトラカール２０を通して体腔２２内に挿入可能であり、複合入力部２４及びトリガレバー３６の操作によって体腔２２内で患部切除、把持、縫合及び結紮等の様々な手技を行うことができる。

【0041】

トリガレバー３６は、下部カバー３７ａ、３７ｂ内のＺ２方向側の端部に設けられたトリガ軸３９に軸支されたアーム部３６ａと、このアーム部３６ａのＹ２側に設けられたトリガ操作子３６ｂとを有する。トリガ操作子３６ｂは、指輪部３６ｃと、この指輪部３６ｃのＹ２側に設けられた略円弧状の指掛け突起３６ｄとを有する。

【0042】

エンドエフェクタ１９の開閉動作は、人手によるトリガレバー３６の操作（押し引き操作）に基づく力が機械的に伝達されることで行われる。具体的には、作業部１６の内部には、ロッド、ワイヤ（動力伝達部材）、プーリ等から構成される伝達機構が設けられており、トリガレバー３６の押し引き操作が、伝達機構によりエンドエフェクタ１９の開閉動作に変換されるようになっている。

【0043】

姿勢変更機構１３は、先端を指向するロール軸（中立姿勢時にはＺ軸）を基準に回転するロール動作と、Ｙ方向のヨー軸を基準に傾動するヨー動作（傾動動作）とが可能であり、ロール動作と傾動動作とを選択的に又は複合的に行うことが可能である。従って、先端動作部１２は、エンドエフェクタ１９の開閉動作、ロール動作及びヨー動作からなる３軸の動作が可能である。

【0044】

本実施形態の場合、エンドエフェクタ１９の姿勢変更の動作（ロール動作及びヨー動作）は、複合入力部２４の操作に基づいて駆動源５０が駆動し、この駆動源５０の駆動力が先端動作部１２に機械的に伝達されることで行われる。複合入力部２４は、グリップハンドル２６の上部に設けられた傾斜面２６ａに配置され、回転操作部９０及び傾動操作部９２を有する。図示例のマニピュレータ１１では、回転操作部９０に対して左右方向の回転操作を行うことで、先端動作部１２のロール動作が行われ、傾動操作部９２に対して傾動操作を行うことで、先端動作部１２のヨー動作が行われる。

【0045】

図２に示すように、駆動部３０は、上述したモータ５０ａ、５０ｂと、モータ５０ａ、５０ｂの各出力軸５６ａ、５６ｂに対して固定された駆動傘歯車５８ａ、５８ｂと、駆動傘歯車５８ａ、５８ｂと噛み合う２つの従動傘歯車６２ａ、６２ｂと、従動傘歯車６２ａ、６２ｂが固定された駆動軸６０ａ、６０ｂとを有する。駆動軸６０ａ、６０ｂの下端部には、例えば断面波形状の係合凸部６４ａ、６４ｂが設けられている。この構成により、モータ５０ａ（５０ｂ）の回転駆動力が、駆動傘歯車５８ａ（５８ｂ）、従動傘歯車６２ａ（６２）、駆動軸６０ａ（６０ｂ）及び係合凸部６４ａ（６４ｂ）へと伝達される。

【0046】

プーリボックス３２には、プーリ７０ａ、７０ｂが設けられている。このプーリ７０ａ、７０ｂは、作業部１６が操作部１４に装着された状態で、駆動軸６０ａ、６０ｂに対して同軸である。プーリ７０ａ、７０ｂの上端には、プーリボックス３２の上面から露出した、例えば断面波形状の係合凹部７４ａ、７４ｂが設けられている。従って、操作部１４と作業部１６との装着時、係合凸部６４ａ、６４ｂと係合凹部７４ａ、７４ｂとが係合し、これにより、駆動軸６０ａ、６０ｂからの回転駆動力をプーリ７０ａ、７０ｂへと伝達することができる。なお、係合凸部６４ａや係合凹部７４ａの係合構造は他の構造であってもよい。

【0047】

プーリ７０ａ、７０ｂには、それぞれ、動力伝達部材として、図示しないワイヤが巻き掛けられている。これらのワイヤは、シャフト１８内に挿通されており、先端動作部１２（図１参照）に設けられた姿勢変更機構１３に駆動力を伝達する。これにより、駆動軸６０ａ、６０ｂからの回転駆動力が、プーリ７０ａ、７０ｂ、前記ワイヤを介して姿勢変更機構１３に伝達され、エンドエフェクタ１９の姿勢変更が行われる。

【0048】

なお、トリガレバー３６の操作をエンドエフェクタ１９の開閉動作に変換する機構、及び、駆動源５０の駆動をエンドエフェクタ１９の姿勢変更の動作に変換する機構としては、例えば、特開２００８−１０４８５５号公報や特開２００９−１０６６０６号公報に記載された構成と同様の構成を採用してよい。

【0049】

操作部１４には、操作部１４と作業部１６の着脱を検出する着脱検出機構４２が設けられている。この着脱検出機構４２は、センサドグとして機能する検出シャフト４３と、検出シャフト４３の一端部（上端部）を検出する検出部４４とを有する。検出シャフト４３は、操作部１４内でＹ方向に移動自在に支持され、図示しないコイルバネによってＹ２方向（図２で下方）に弾性的に付勢されると共に、図示しないスナップリングによって抜け止めがなされている。

【0050】

検出部４４は、例えば、対向配置された投光器及び受光器からなるフォトセンサで構成することができ、このようなフォトセンサでは、投光器と受光器との間に検出シャフト４３が進入して光路を遮断することで、検出シャフト４３の存在が検出される。着脱検出機構４２は上記のように構成されているため、作業部１６が操作部１４に装着されると、検出シャフト４３が作業部１６によりＹ１方向に押圧されて移動し、検出部４４により検出シャフト４３の上端が検出される。コントローラ２９は、検出部４４からの信号に基づいて、作業部１６が操作部１４に装着されたことを認識する。

【0051】

プーリボックス３２とアーム部３６ａとの間の位置には、トリガ軸３９の両端を支持する一対の支持プレート４５、４５間にＩＤ表示プレート４６が架設して固定され、ＩＤ表示プレート４６の表面に、作業部１６に係る各種情報を保持するＩＤ保持部４８として、作業部１６に係る各種情報の内容に対応した画像パターンを表示するバーコード（表示手段）４８Ａが設けられている。バーコード４８Ａは、下部カバー３７ａ、３７ｂの上面に形成された切欠き部５２を通して、作業部１６の上方に露出している。

【0052】

バーコード４８Ａとしては、幅の異なる白色及び黒色の線が交互に配列して印刷された一次元バーコード、又は桝目に従って白色部及び黒色部が印刷されたＱＲコード（登録商標）のようなマトリクス型二次元コードを採用し得る。バーコード４８Ａには、作業部１６の個体識別情報（ＩＤ）、仕様、タイムスタンプ（製造日等）やシリアルナンバー、使用制限回数等の情報が含まれている。バーコード４８Ａが保持している個体識別情報は、作業部１６毎に識別が可能なように異なる値が付与されている。

【0053】

なお、ＩＤ保持部４８として、接触又は非接触で読出し書込みが可能な記憶素子（不揮発性記憶媒体）を用いてもよい。非接触で読出し書込みが可能な記憶素子としては、例えば、ＩＣタグが挙げられる。このような記憶素子をＩＤ保持部４８として用いる場合、当該記憶素子は、滅菌及び洗浄に対する耐性を有するものであることが必要である。

【0054】

操作部１４の内部には、バーコード４８Ａを検出するためのＩＤ検出部５４として、バーコード４８Ａを撮像するためのカメラ５４Ａが配設されている。また、操作部１４において、作業部１６が操作部１４に装着された状態でバーコード４８Ａに対向する位置に、光を透過する部材からなる撮影窓５６が設けられ、さらに、撮影窓５６を介してバーコード４８Ａからの光（像）をカメラ５４Ａに向けて反射させるミラー５５が設けられている。このため、バーコード４８Ａは、鏡像となってカメラ５４Ａにより撮像される。なお、カメラ５４Ａの近傍には、図示しないＬＥＤが設けられており、バーコード４８Ａは、ミラー５５を介してＬＥＤにより照明される。このようなＬＥＤは、十分な光量が得られるように複数設けられるとよい。

【0055】

このようなバーコード４８Ａを作業部１６に設けたことにより、操作部１４及びコントローラ２９では、カメラ５４Ａを用いて作業部１６の個体識別情報を認識することができ、作業部１６の種類（例えば、グリッパやはさみ、電気メス）に応じて、適切に且つ正確にモータ５０ａ、５０ｂ等を駆動制御することができる。

【0056】

なお、接触又は非接触で読出し書込みが可能な記憶素子をＩＤ保持部４８として用いる場合、操作部１４には、当該記憶素子に対して接触又は非接触でデータの読出し及び書込みが可能なリーダライタが設けられる。また、当該記憶素子がＩＣタグとして構成される場合、リーダライタは、ＩＣタグに対して電磁波を利用して非接触でデータの読出し書込みが可能な送受信器として構成される。

【0057】

図１に示すように、コントローラ２９は、グリップハンドル２６の下端部から延在するケーブル２８と接続される。コントローラ２９は、マニピュレータ１１を総合的に制御する制御部であって、コントローラ２９の機能の一部又は全部は、例えば操作部１４に一体的に搭載することもできる。コントローラ２９には電源ケーブル３１を介して外部電源（ＡＣ電源）から電力が供給されるようになっている。電源ケーブル３１は、コントローラ２９に対して接続及び取外しが可能となっている。

【0058】

コントローラ２９は、複数の接続ポート２７（図示例では、第１ポート２７ａ及び第２ポート２７ｂの２つ）を備えており、接続ポート２７に接続された複数のマニピュレータ１１を独立的に同時に制御することができる。なお、コントローラ２９に設ける接続ポート２７の数は、３以上であってもよい。

【0059】

コントローラ２９では、着脱検出機構４２による作業部１６の装着の検出を、カメラ５４Ａ及びＬＥＤを起動制御してバーコード４８Ａから個体識別情報を取得するためのトリガ信号とすることもできる。すなわち、コントローラ２９は、作業部１６が操作部１４に装着されたと略同時に、カメラ５４Ａ及びＬＥＤを駆動制御してバーコード４８Ａから個体識別情報を取得する。コントローラ２９では、少なくとも作業部１６が操作部１４に装着されたときにカメラ５４Ａ及びＬＥＤを駆動制御してバーコード４８Ａから個体識別情報を取得し、それ以外のときにはカメラ５４Ａ及びＬＥＤの動作を停止しておくことで、処理負荷が低減すると共に省電力化を図ることができる。

【0060】

図示例のコントローラ２９には、作業部１６毎の使用履歴データを保持する使用履歴保持部３８が設けられている。使用履歴保持部３８は、不揮発性記憶媒体で構成され、作業部１６毎の使用履歴データとして、使用回数、滅菌日時、エンドエフェクタ１９の開閉回数等を記憶している。

【0061】

コントローラ２９は、ＬＡＮ等の通信手段（ネットワーク）を介してサーバーとしてのホストコンピュータ３３（図３参照）と通信可能に構成されてもよく、使用履歴保持部３８はホストコンピュータ３３に設けられてもよい。この場合、ホストコンピュータ３３の使用履歴保持部３８は、使用履歴テーブルを記録しており、コントローラ２９又は前記ＬＡＮにより接続された複数台のコントローラ２９に対して要求された個体番号（識別番号）に応じた使用履歴データを送受信し、管理する。ホストコンピュータ３３は、コントローラ２９から独立的な構成に限らず、コントローラ２９内にその機能を設けてもよい。

【0062】

また、ＩＤ保持部４８として記憶素子を用いる場合、当該記憶素子を使用履歴保持部３８として利用してもよい。このように、使用履歴保持部３８は、作業部１６、コントローラ２９及びホストコンピュータ３３のうちのいずれかに設けられ、使用履歴を参照し、書き換えることが可能であればよい。

【0063】

コントローラ２９は、作業部１６の使用回数及エンドエフェクタ１９の開閉回数をカウントする機能を有する。使用回数及び開閉回数のカウント方法の詳細については後述する。

【0064】

図３に示すように、マニピュレータ１１は、トリガレバー３６の操作状態を検出する検出機構１００をさらに備える。図３に示す検出機構１００は、トリガレバー３６が引き位置に達したことを検出するように構成されている。すなわち、検出機構１００は、エンドエフェクタ１９であるグリッパ１９Ａが閉じた状態又は殆ど閉じた状態に対応する動作位置にトリガレバー３６が達したことを検出するものである。

【0065】

なお、トリガレバー３６に関し、「押出し位置」とは、トリガレバー３６を十分に押し出した位置（トリガレバー３６の可動範囲のうち最もＺ１方向側に回動した位置）又はその近傍位置を意味する。また、トリガレバー３６に関し、「引き位置」とは、トリガレバー３６を十分に引いた位置（トリガレバー３６の可動範囲のうち最もＺ２方向側に回動した位置）又はその近傍位置を意味する。図３では、押出し位置にあるときのトリガレバー３６を実線で描いており、引き位置にあるときのトリガレバー３６を二点鎖線で描いている。

【0066】

検出機構１００は、トリガレバー３６に設けられたカム体（検出用突出片）１０２と、操作部１４に設けられた検出部１０４とを有する。カム体１０２は、トリガレバー３６のアーム部に固定され（設けられ）、図示例では、Ｚ２方向に突出するように設けられており、トリガレバー３６と一体的に動作する。すなわち、トリガレバー３６が前後方向（Ｚ方向）に揺動すると、カム体１０２も、トリガ軸３９を回転支点として揺動する。検出部１０４は、作業部１６を操作部１４に装着した状態での操作部１４における、カム体１０２に対向する位置に設けられており、作業部１６が操作部１４に装着された状態でカム体１０２を検出することによりトリガレバー３６が上記の引き位置に達したことを検出する。

【0067】

図４Ａは、図３においてトリガレバー３６が押出し位置にあるときの検出機構１００及びその周辺の一部省略拡大構成図である。図４Ｂは、図３においてトリガレバー３６が引き位置にあるときの検出機構１００及びその周辺の一部省略拡大構成図である。図４Ａ及び図４Ｂに示すように、検出部１０４は、カム体１０２により押圧されてＺ方向に移動する作動ロッド１０６と、作動ロッド１０６が挿通されて作動体の移動をガイドする筒状ガイド部材１１２と、作動ロッド１０６により押圧されるタクトスイッチ１０８と、タクトスイッチ１０８が設けられたスイッチ基板１０９と、タクトスイッチ１０８を覆い弾性変形可能な柔軟材料（例えば、シリコーンゴム）からなるスイッチカバー１１０とを有する。

【0068】

作動ロッド１０６は、筒状ガイド部材１１２に挿通され一部がタクトスイッチ１０８側に突出する軸部１０６ａと、この軸部１０６ａよりもカム体１０２側に設けられ上部カバー２５ａ、２５ｂの一部である隔壁１７からカム体１０２側に露出する頭部１０６ｂとを有する。軸部１０６ａの外周には、フランジ部１０６ｃが設けられ、このフランジ部１０６ｃと頭部１０６ｂとの間にはシール部材（図示例では、Ｏリング）１２０が配設さている。このシール部材１２０により、作動ロッド１０６の外周と筒状ガイド部材１１２の内周との間が液密にシールされている。

【0069】

筒状ガイド部材１１２の内部には、作動ロッド１０６をカム体１０２側に向けて弾性的に付勢するコイルバネ１１６が設けられている。コイルバネ１１６は、一端が作動ロッド１０６のフランジ部１０６ｃに当接し、他端が筒状ガイド部材１１２の内部に形成された肩部に当接している。作動ロッド１０６の軸部１０６ａには、係止部材１０７が固定されており、係止部材１０７により筒状ガイド部材１１２から作動ロッド１０６がカム体１０２側に抜け出ることを防止している。

【0070】

筒状ガイド部材１１２は、中空円筒形であり、隔壁１７に設けられた孔部１１９に挿通され、上部カバー２５ａ、２５ｂの内部において、筒状ガイド部材１１２の外周に設けられたネジ部にナット１１４が螺合している。これにより、筒状ガイド部材１１２が隔壁１７に固定されている。隔壁１７と筒状ガイド部材１１２との間には、シール部材（図示例では、Ｏリング）１１８が配設されており、シール部材１１８により、孔部１１９の内周面と筒状ガイド部材１１２の外周面とが液密にシールされている。

【0071】

スイッチ基板１０９は、ケーブルを介してコントローラ２９に電気的に接続されており、スイッチ基板１０９から出力される信号がコントローラ２９に送信される。一方、カム体１０２には、作動ロッド１０６の頭部１０６ｂと当接するカム面１０２ａが設けられている。また、カム体１０２には、Ｚ２方向に向かうに従ってＹ２方向に寄るように傾斜すると共に上記のカム面１０２ａに連なる傾斜部１０２ｂが設けられている。図４Ａで、カム体１０２がトリガ軸３９を中心に反時計回りの方向に回動すると、カム面１０２ａにより作動ロッド１０６がＺ２方向に押圧され、コイルバネ１１６の弾発力に抗して移動するようになっている。

【0072】

上記のように構成された検出部１０４では、トリガレバー３６が押出し位置にあるときには、図４Ａに示すように、カム体１０２が作動ロッド１０６をＺ２方向に押し込まないので、タクトスイッチ１０８は作動ロッド１０６に押圧されない。一方、トリガレバー３６がＺ２方向に回動操作され、引き位置まで達すると、図４Ｂに示すように、カム体１０２が作動ロッド１０６を押圧し、Ｚ２方向に移動させるので、タクトスイッチ１０８がスイッチカバー１１０を介して押圧され、トリガレバー３６が引き位置に達したことが検出される。すなわち、押圧されたことに対応する信号がタクトスイッチ１０８から出力され、この信号がコントローラ２９に送信されることで、コントローラ２９において、トリガレバー３６が引き位置に達したことが認識される。

【0073】

検出機構１００では、カム体１０２に適度な傾斜部１０２ｂを設けているので、トリガレバー３６がどのような角度にあっても、作業部１６を操作部１４に装着することができる。トリガレバー３６が引き位置にある場合でも、作業部１６を操作部１４に装着すると共に、作動ロッド１０６の先端部が、カム体１０２の傾斜部１０２ｂに接触し、Ｚ２方向に押し込まれ、装着完了時には、トリガレバー３６が引き位置にあることを検出することができる。

【0074】

なお、図示例の検出機構１００は、トリガレバー３６が引き位置に達したことを検出するように構成されているが、これに代えて、トリガレバー３６が押出し位置に達したことを検出するように構成されてもよい。また、検出機構１００は、トリガレバー３６が、引き位置に達しときと押出し位置に達したときの両方を検出するように構成されてもよい。検出機構１００において、カム体１０２をトリガ操作子３６ｂに設け、上記の検出部１０４をグリップハンドル２６に設けてもよい。

【0075】

検出機構１００を備えたマニピュレータシステム１０では、トリガレバー３６が引き位置（又は押出し位置）に達する毎に、検出部１０４からの信号がコントローラ２９に送信され、その回数がカウントされ、作業部１６の識別番号毎の使用履歴データとして使用履歴保持部３８に記憶される。また、コントローラ２９は、トリガレバー３６が引き位置（又は押出し位置）に達した回数をエンドエフェクタ１９の開閉回数とみなして使用履歴保持部３８に記憶する。

【0076】

このようにマニピュレータシステム１０では、検出機構１００により、トリガレバー３６の操作状態として、引き位置又は押出し位置に達したことを検出するので、トリガレバー３６の操作回数や使用状態の把握、分析を行うことが可能であり、このような分析を通じて、トリガレバー３６自体や、トリガレバー３６の操作に基づく力を機械的に伝達する機構の寿命予測等を行うことが可能である。

【0077】

なお、検出機構１００の検出部１０４において、タクトスイッチ１０８に代えて、投光器と受光器とにより構成されるフォトセンサを設けてもよい。このようなフォトセンサを設ける場合、トリガレバー３６が引き位置に来たときに作動ロッド１０６が投光器と受光器との間に入って投光器からの光を遮断するように、投光器及び受光器を配置することで、トリガレバー３６が引き位置に達したことを検出できる。

【0078】

次に、図５及び図６を参照し、変形例に係る検出機構１３０について説明する。図５は、検出機構１３０を備えたマニピュレータシステム１０の側面図であり、図６は、検出機構１３０を備えたマニピュレータシステム１０の一部省略平面図である。検出機構１３０は、トリガレバー３６の動作方向、つまり回動方向の位置を検出するように構成されている。図５に示すように、トリガレバー３６は、最もＺ１側に回動した最進出位置Ｐ１から、最もＺ２側に回動した最後退位置Ｐ２までの角度θの可動範囲を有する。

【0079】

検出機構１３０は、トリガレバー３６と一体的に動作する駆動要素１３２と、操作部１４に設けられ作業部１６が操作部１４に装着された状態で駆動要素１３２に連動する従動要素１３４と、従動要素１３４の動作方向の位置を検出する検出部１３６とを有する。図示例において、駆動要素１３２は、トリガレバー３６の回動軸心回りに周方向に延在する歯を有する第１ギア部１３２Ａであり、従動要素１３４は、操作部１４に回動自在に設けられ作業部１６が操作部１４に装着された状態で第１ギア部１３２Ａと噛み合う第２ギア部１３４Ａであり、検出部１３６は、第２ギア部１３４Ａの回転角度を検出する回転検出器１３６Ａである。

【0080】

図６に示すように、第１ギア部１３２Ａは、トリガレバー３６と一体的に回転するように設けられている。すなわち、第１ギア部１３２Ａは、トリガレバー３６と一体的に回転するトリガ軸３９に固定されており、トリガレバー３６が前後方向（Ｚ方向）に回動すると、第１ギア部１３２Ａも、トリガ軸３９を回転支点として回動する。なお、図示例の第１ギア部１３２Ａでは、全周に歯が形成されているが、トリガレバー３６の可動範囲の全範囲で第２ギア部１３４Ａと噛み合うことができれば、外周の一部のみに歯が形成されてもよい。

【0081】

第２ギア部１３４Ａは、上部カバー２５ｂの側面に設けられている。回転検出器１３６Ａは、上部カバー２５ａ、２５ｂの内部２３に設けられている。第２ギア部１３４Ａと回転検出器１３６Ａとは、上部カバー２５ａ、２５ｂを貫通する軸１４０を介して連結されている。上部カバー２５ａ、２５ｂと軸１４０との間には、シール部材（図示例では、Ｏリング）１３８が配置され、シール部材１３８により、外部から上部カバー２５ａ、２５ｂの内部２３への液体や塵埃の進入が防止される。

【0082】

回転検出器１３６Ａとしては、例えば、ロータリエンコーダ、ポテンショメータ、レゾルバ等を用いることができる。ロータリエンコーダとしては、インクリメンタルエンコーダとアブソリュートエンコーダとがあるが、いずれを用いてもよい。回転検出器１３６Ａは、ケーブル２８を介してコントローラ２９に電気的に接続されており、回転検出器１３６Ａから出力される信号は、コントローラ２９に送信されるようになっている。

【0083】

上記のように構成された検出機構１３０では、トリガレバー３６が回動操作されると、トリガレバー３６に設けられた第１ギア部１３２Ａがトリガレバー３６と一体的にトリガ軸３９を中心に回転する。また、第１ギア部１３２Ａの回転に伴い、第１ギア部１３２Ａと噛み合う第２ギア部１３４Ａが回転し、第２ギア部１３４Ａの回転角度が回転検出器１３６Ａにより検出され、トリガレバー３６の動作角度が検出される。すなわち、回転検出器１３６Ａから回転角度に対応する信号が出力され、この信号がコントローラ２９に送信され、コントローラ２９において、回転検出器１３６Ａからの信号に基づいてトリガレバー３６の動作角度が演算される。

【0084】

なお、回転検出器１３６Ａがインクリメンタルエンコーダである場合、インクリメンタルエンコーダからは回転角度の変化に応じてパルスが出力されるだけであり、トリガレバー３６の絶対角度を直接検出することはできない。一方、トリガレバー３６の可動範囲（最大回転角度）θは既知であるので、使用時の回転角度範囲からトリガレバー３６の絶対角度を推測することが可能である。そこで、回転検出器１３６Ａがインクリメンタルエンコーダである場合、コントローラ２９は、マニピュレータ１１の使用時において、トリガレバー３６の可動範囲θと回転検出器１３６Ａで検出した回転角度範囲とに基づいて、トリガレバー３６の絶対角度を推定（演算）する。このように、インクリメンタルエンコーダの検出信号からトリガレバー３６の絶対角度を推定することで、簡素な構成で、トリガレバー３６の動作角度の検出を行うことができる。

【0085】

検出機構１３０を搭載したマニピュレータシステム１０では、マニピュレータ１１の使用中、所定のサンプリングタイム毎に、トリガレバー３６の動作角度が検出され、作業部１６の識別番号毎の使用履歴データとして記憶される。すなわち、マニピュレータシステム１０では、トリガレバー３６の操作回数（エンドエフェクタ１９の開閉回数）や使用状態を検出・記憶でき、この操作回数や使用状態を利用して、トリガレバー３６自体や、トリガレバー３６の操作に基づく力を機械的に伝達する機構の寿命予測等を行うことが可能である。特に、変形例に係る検出機構１３０によれば、トリガレバー３６の動作角度を検出するので、上述した検出機構１００と比較して、トリガレバー３６の使用状態をより詳細に把握することが可能となり、寿命予測等の信頼性が向上する。

【0086】

本実施形態に係るマニピュレータシステム１０は、作業部１６の使用履歴データの収集・更新・保管を好適に行うことが可能なシステムとして構成されている。マニピュレータシステム１０において、電源が入ってシステムが稼動しているコントローラ２９に操作部１４を接続すると共に、操作部１４に作業部１６を装着すると、コントローラ２９が作業部１６の装着を認識してカメラ５４Ａに対して固体識別情報を取得するための制御指令を出力する。すると、カメラ５４Ａがバーコード４８Ａから作業部１６の個体識別情報を取得、解析し、解析結果をコントローラ２９に転送する。

【0087】

作業部１６の個体識別情報に基づき、コントローラ２９は、得られた個体識別情報と、コントローラ２９に設けられた記憶部（使用履歴保持部３８）の使用履歴データを参照し、作業部１６が使用可能であるか否かを判断する。すなわち、作業部１６の使用回数が使用制限回数（設定回数）以内である場合には、使用可能と判断し、作業部１６の使用回数が使用制限回数を超える場合には、使用不可と判断する。

【0088】

作業部１６を使用可能と判断した場合、コントローラ２９は、使用回数をカウントアップすると共に使用履歴データを更新する。このようにして使用可能と判断された作業部１６を装着したマニピュレータ１１の複合入力部２４を操作すると、コントローラ２９が複合入力部２４の操作内容に応じてモータ５０ａ、５０ｂを駆動制御し、これにより先端動作部１２が動作する。一方、作業部１６を使用不可と判断した場合、すなわち作業部１６の使用回数が使用制限回数を超えている場合、コントローラ２９は、複合入力部２４からの指示を無効とみなすことで、作業部１６の動作を制限する。このため、操作者が複合入力部２４を操作してもモータ５０ａ、５０ｂが駆動せず、先端動作部１２が動作しない。

【0089】

コントローラ２９は、使用回数カウントルールに従い、作業部１６の着脱の状況及びその時間に基づいて、症例の開始及び終了を判断し、作業部１６の使用回数をカウントする。この使用回数カウントルールでは、第１設定時間を使用して、個々の作業部１６について１回当たりの最大使用時間を制限する。また、この使用回数カウントルールでは、第２設定時間及び第３設定時間を使用して、症例の切り替わり（症例の終了）を判断する。以下、第１設定時間、第２設定時間及び第３設定時間を利用した使用回数カウントルールについて具体的に説明する。

【0090】

まず、図７を参照し、第１設定時間を利用した使用回数カウントルールについて説明する。実際の手術が長時間に及ぶ症例に作業部１６を使用する場合に、これを無制限に１回の使用とみなしたのでは作業部１６の耐久性に問題が生じる可能性がある。そこで、使用回数カウントルールでは、第１設定時間（例えば、５時間）内での使用を１回の使用とみなして使用回数をカウントする。従って、コントローラ２９は、作業部１６が所定の使用開始条件を満たすことによって症例が開始する毎に作業部１６の使用回数をカウントアップし、１つの症例内で第１設定時間を超えて使用される作業部１６については、第１設定時間を超える毎に使用回数をカウントアップする。

【0091】

ここで、作業部１６の「使用開始条件」とは、作業部１６の使用が開始されたことを判断するための条件である。具体的には、後述する「症例終了条件」を満たした後、もしくは作業部１６の使用回数がカウントアップされた後に、初めて作業部１６の操作がされた（複合入力部２４に対して入力操作がなされてモータ５０ａ、５０ｂの駆動により先端動作部１２が動作した）とき、使用開始条件を満たす。

【0092】

「症例開始条件」とは、所定のルールに基づいて１症例の開始を判断するための条件である。具体的には、症例終了条件を満たした後、もしくは新規システム使用時に、初めて作業部１６の使用開始条件を満たしたとき、症例開始条件を満たす。

【0093】

「症例終了条件」とは、所定のルールに基づいて１症例の終了を判断するための条件であり、第２設定時間及び第３設定時間は、症例終了条件を満たすか否かの判断に際して利用される。

【0094】

「１症例」とは、マニピュレータ１１を用いて治療的処置である外科的手術を行う１単位、すなわち１回の手術を意味する。

【0095】

図７において、横軸は時間であり、操作部１４（Ｂ１、Ｂ２とする）のコントローラ２９に対する接続状態と、操作部Ｂ１、Ｂ２に装着される作業部１６（それぞれ、Ａ１、Ａ２とする）の装着状態とを横軸方向に延びるバーの有無で表現している。すなわち、白抜きのバーが存在する部分は、作業部Ａ１（Ａ２）が操作部Ｂ１（Ｂ２）に装着されている期間を示し、ハッチング付きのバーが存在する部分は、操作部Ｂ１（Ｂ２）がコントローラ２９に接続されている期間を示す。

【0096】

ここで、第１設定時間を５時間と設定し、使用制限回数（設定回数）を２０回とした場合を例に、第１設定時間を利用した使用回数のカウントの具体例を説明する。図７に示すように、例えば、時刻ａにおいて操作部Ｂ１がコントローラ２９に接続されると共に、その操作部Ｂ１に作業部Ａ１が装着されると、コントローラ２９において作業部Ａ１の個体識別情報が認識される。時刻ａより以前に操作部Ｂ１のみがコントローラ２９に接続され、時刻ａにおいて操作部Ｂ１に作業部Ａ１が装着された場合でも、同様に作業部Ａ１の個体識別情報が認識される。

【0097】

次に、作業部Ａ１の複合入力部２４に対して何らかの入力操作がなされると、作業部Ａ１の使用開始条件が満たされ、これにより症例開始条件が満たされる。従って、コントローラ２９は、症例１が始まったと判断し、作業部Ａ１の使用回数をカウントアップすると共に、タイマー機能を利用して、作業部Ａ１について、使用開始条件を満たした時点からの使用時間を監視する（５時間のカウントダウンを開始する）。このとき、作業部Ａ１の使用回数は、１回目（残り１９回）となったものとする。

【0098】

また、時刻ａより後の時刻ｂで、操作部Ｂ２がコントローラ２９に接続されると共に、その操作部Ｂ２に作業部Ａ２が装着されると、コントローラ２９において作業部Ａ２の個体識別情報が認識される。次に、作業部Ａ２の複合入力部２４に対して何らかの入力操作がなされると、作業部Ａ２の使用開始条件が満たされ、作業部Ａ２の使用回数がカウントアップされる。このとき、作業部Ａ２の使用回数は、２０回目（残り０回）となったものとする。なお、作業部Ａ２の使用開始条件が満たされた時点（時刻ｂ）では、すでに症例開始条件を満たすことで症例１が開始し、且つ症例１の症例終了条件は満たされていないため、作業部Ａ２の使用開始条件が満たされることで症例開始条件が満たされることはない。

【0099】

時刻ｃにおいて、作業部Ａ１の使用時間が５時間（第１設定時間）に達したため、コントローラ２９は、作業部Ａ１の使用回数をカウントアップする。この結果、作業部Ａ１の使用回数は、２回目（残り１８回）となる。一方、時刻ｃの時点では、作業部Ａ２の使用時間は５時間に達していないため、作業部Ａ２については使用回数がカウントアップされない。

【0100】

時刻ｄにおいて、作業部Ａ２の使用時間が５時間に達したため、コントローラ２９は、作業部Ａ２の使用回数をカウントアップする。この結果、作業部Ａ２の使用回数は２１回目となり、使用制限回数を超えるが、直ちに作業部Ａ２の使用を制限すると、手術の遂行に影響を及ぼす可能性がある。そこで、１つの症例中での使用時間が第１設定時間を超えた結果、使用回数が使用制限回数を超えることとなった作業部Ａ２については、図７に示すように、第１設定時間より長く設定された特別設定時間（図７の例では、１０時間）に達するまで作業部Ａ２の動作を許容するのがよい。これにより、使用途中で作業部Ａ２の動作が停止することによる、手術の円滑な遂行に対する影響を回避又は少なくすることができる。特別設定時間は、１回の症例に関して想定される最大時間に対応させて設定しておくのがよい。

【0101】

時刻ｅにおいて、作業部Ｂ１の使用時間が１０時間（特別設定時間）に達したため、コントローラ２９は、作業部Ａ２の使用を制限する。すなわち、時刻ｅ以降に作業部Ａ２が装着された操作部Ｂ２の複合入力部２４が操作されても、コントローラ２９は複合入力部２４からの指示を無効とみなし、モータ５０ａ、５０ｂの駆動制御を行わない。

【0102】

上述したように、マニピュレータシステム１０によれば、作業部１６の着脱の状況及びその時間に基づいて、作業部１６の使用回数をカウントアップし、作業部１６の使用回数が設定回数（使用制限回数）を超えている場合には、作業部１６の動作を制限するので、操作者が複合入力部２４を操作しても駆動源５０が駆動しない。すなわち、複合入力部２４に対する操作が無効となることで、エンドエフェクタ１９を含む先端動作部１２が動作しない。これにより、使用制限回数に達した作業部１６を強制的に使用不能とすることができる。

【0103】

また、マニピュレータシステム１０によれば、１つの症例内であっても、使用時間が第１設定時間を超える毎に作業部１６の使用回数をカウントアップするので、作業部１６を無制限に使用されることが防止される。これにより、無制限に使用されることによる耐久性の問題を未然に回避することができる。

【0104】

作業部１６の使用回数のカウントに際しては、作業部１６の寿命に関わるパラメータ、すなわち作業部１６の使用に伴って増大するパラメータを加味してもよい。このようなパラメータとしては、例えば、エンドエフェクタ１９の開閉回数（トリガレバー３６の操作回数）が挙げられる。エンドエフェクタ１９の開閉により、エンドエフェクタ１９を動作させるための駆動系に負荷がかかるため、作業部１６の寿命に影響を及ぼすからである。

【0105】

また、作業部１６の寿命に関わるパラメータは、トリガレバー３６の操作・動作回数だけでなく、他の種類のパラメータでもよく、あるいは、異なる複数種類のパラメータを複合的に加味したパラメータであってもよい。例えば、トリガレバー３６の操作・動作回数だけでなく、ヨー動作及びロール動作の各動作回数や、それらの位置・速度・電流値等の積分値や、それらに重み付けを行い、複合的な演算により計算されたパラメータであってもよい。

【0106】

上述したように、マニピュレータシステム１０は、検出機構１００、１３０（図４Ａ、図５等参照）によりトリガレバー３６の操作状態を検出することで、エンドエフェクタ１９の開閉回数をカウントできるように構成されているため、作業部１６の使用に伴って増大するパラメータを加味して作業部１６の使用回数をカウントすることが可能である。また、マニピュレータシステム１０は、複合入力部２４に対する操作内容を使用履歴保持部３８に記憶しておくことにより、ヨー動作及びロール動作の各動作回数を計測することができる。マニピュレータシステム１０は、モータ５０ａ、５０ｂに付設されたエンコーダ（図示せず）の検出信号に基づいて、ヨー動作及びロール動作の位置・速度を検出し、使用履歴保持部３８に記憶しておくことができる。モータ５０ａ、５０ｂに供給する電流値を検出するセンサを操作部１４に設けておけば、その電流値を使用履歴保持部３８に記憶しておくことができる。

【0107】

作業部１６の使用に伴って増大するパラメータを利用した使用回数のカウントは、次のように行う。すなわち、コントローラ２９は、作業部１６の使用に伴って増大するパラメータ（例えば、エンドエフェクタ１９の開閉回数）を計測又は演算し、１つの症例中にパラメータが作業部１６の使用回数に応じて定められた基準値に達したときは、第１設定時間が経過する前であっても、当該作業部１６の使用回数をカウントアップする。

【0108】

具体的には、上記パラメータをＰ、作業部１６の寿命が尽きる開閉回数（以下、ストレス度という）をＱ、作業部１６の使用制限回数をＮ_ｍａｘ、作業部１６の現在の使用回数をＮとした場合、下記（１）式を満たしたとき、作業部１６の使用回数をカウントアップする。
Ｐ＝Ｑ×（Ｎ／Ｎ_ｍａｘ）・・・（１）

【0109】

例えば、ストレス度Ｑが１０００回、作業部１６の使用制限回数Ｎ_ｍａｘが２０回、作業部１６の現在の使用回数Ｎが６回目であるとき、Ｑ×（Ｎ／Ｎ_ｍａｘ）＝３００であるので、エンドエフェクタ１９の開閉回数（パラメータＰ）が３００に達したとき、コントローラ２９は、作業部１６の使用回数をカウントアップする。

【0110】

図８を参照し、第１設定時間を５時間と設定し、ストレス度Ｑを１０００回、使用制限回数Ｎ_ｍａｘを２０回とした場合を例に、上記パラメータＰを利用した使用回数のカウントの具体例を説明する。図８に示すように、例えば、時刻ａにおいて、作業部Ａ１の使用開始条件が満たされ、症例１が開始し、作業部Ａ１の使用回数が１回目（残り１９回）となったものとする。

【0111】

時刻ｂにおいて、作業部Ａ１の使用時間は第１設定時間に達していないが、エンドエフェクタ１９の開閉回数（パラメータＰ）が５０回に達し、Ｑ×（Ｎ／Ｎ_ｍａｘ）＝１０００×（１／２０）＝５０であるため、コントローラ２９は、作業部Ａ１の使用回数をカウントアップする。この結果、作業部Ａ１の使用回数は２回目（残り１８回）となる。またこのとき、第１設定時間のカウントダウンは停止し、タイマーがリセットされて再スタートする。

【0112】

時刻ｃにおいて、作業部Ａ１の使用時間が５時間（第１設定時間）に達したため、コントローラ２９は、作業部Ａ１の使用回数をカウントアップする。この結果、作業部Ａ１の使用回数は、３回目（残り１７回）となる。症例１は時刻ｄで終了する。

【0113】

時刻ｅから作業部Ａ１の４回目（残り１６回）の使用が開始され、症例２が開始する。この場合、Ｑ×（Ｎ／Ｎ_ｍａｘ）＝２００であり、症例２の途中の時刻ｆで、エンドエフェクタ１９の開閉回数（パラメータＰ）は２００回に達したため、コントローラ２９は、作業部Ａ１の使用回数をカウントアップする。この結果、作業部Ａ１の使用回数は５回目（残り１５回）となる。

【0114】

以上のように、作業部１６の実際の使用状況としてエンドエフェクタ１９の開閉回数を加味して使用回数をカウントアップするので、作業部１６の使用回数に基づく使用制限の時期の適正化を図ることができる。

【0115】

次に、第２設定時間を利用した使用回数カウントルールについて説明する。第２設定時間は、第１設定時間の適用の下に重複して適用される。

【0116】

症例が切り替わるときには、コントローラ２９の電源を入れっぱなしでも、滅菌等のために操作部１４をコントローラ２９から一時的に（例えば、１０分以上）取り外す可能性がある。また、エラー等により操作部１４を交換せざるを得なくなった場合には、比較的短時間（例えば１０分以内）に交換を行える可能性が高い。そこで、コントローラ２９の電源が入った状態でも、第２設定時間（例えば１０分）を超えてコントローラ２９に操作部１４が接続されていない状態が続いた場合には、症例が切り替わった（終了した）と判断する。第２設定時間は、上述した第１設定時間よりも短く設定される。

【0117】

コントローラ２９の電源が入った状態で、操作部１４がコントローラ２９から取り外され、その後、同じ又は別の操作部１４がコントローラ２９に接続された場合において、操作部１４がコントローラ２９から取り外されてから第２設定時間以内にコントローラ２９に操作部１４が接続されたときは、コントローラ２９は、症例が切り替わっていないと判断する。この場合、接続された作業部１６の使用回数のカウントアップを行わない。一方、操作部１４がコントローラ２９から取り外されてから第２設定時間を超えてコントローラ２９に操作部１４が接続されたときは、コントローラ２９は、症例が切り替わったと判断して、接続された作業部１６の使用回数をカウントアップする。

【0118】

ここで、図９を参照し、第１設定時間を５時間と設定し、第２設定時間を１０分と設定し、使用制限回数を２０回とした場合を例に、使用回数のカウントの具体例を説明する。なお、図９における各記号及び図形の意味は、図７と同様である。

【0119】

図９に示すように、時刻ａにおいて操作部Ｂ１がコントローラ２９に接続され、その操作部Ｂ１に作業部Ａ１が装着され、コントローラ２９において作業部Ａ１の個体識別情報が認識され、さらに操作部Ｂ１の複合入力部２４に対して何らかの入力操作がなされると、作業部Ａ１の使用開始条件が満たされる。これにより、コントローラ２９は症例１が開始したと判断し、第１設定時間（５時間）のカウントダウンを開始すると共に、作業部Ａ１の使用回数をカウントアップする。この結果、１回目（残り１９回）となったものとする。

【0120】

時刻ｂにおいて、作業部Ａ１と共に操作部Ｂ１がコントローラ２９から取り外されると、コントローラ２９には操作部が１つも接続されていない状態となるため、第２設定時間（１０分）のカウントダウンが始まる。時刻ｂより１０分後の時刻ｃの時点で、コントローラ２９には操作部１４が１つも接続されていない状態が継続しているため、第２設定時間に基づくルールにより、コントローラ２９は症例１が終了したと判断する。

【0121】

時刻ｄにおいて、操作部Ｂ１がコントローラ２９に接続され、操作部Ｂ１に作業部Ａ１が装着され、コントローラ２９において作業部Ａ１の個体識別情報が認識され、さらに操作部Ｂ１の複合入力部２４に対して何らかの入力操作がなされると、コントローラ２９は、症例２が開始したと判断し、作業部Ａ１の使用回数をカウントアップする。

【0122】

上記の構成によれば、コントローラ２９から操作部１４が取り外された状態の継続時間が第２設定時間以内であるか否かによって、症例が切り替わったか否かを判断する。従って、例えば、操作部１４をコントローラ２９から取り外して滅菌等を行うのに要すると想定される最短時間を第２設定時間として設定しておくことにより、滅菌等を行うために操作部１４をコントローラ２９から外し、その後に操作部１４を接続した場合には、第２設定時間が経過していることになるため、次の症例であるとみなして使用回数がカウントアップされる。一方、エラー等により操作部１４を交換せざるを得なくなったときには、第２設定時間以内に交換を完了できる可能性が高い。従って、第２設定時間以内に操作部１４の交換が完了することで、使用回数が不適切にカウントアップされることが防止される。

【0123】

次に、第３設定時間を利用した使用回数カウントルールについて説明する。第３設定時間は、第１設定時間の適用の下に重複して適用される。

【0124】

症例が切り替わるときには、コントローラ２９の電源を切るか、電源ケーブル３１（図１参照）を抜き、コントローラ２９を移動させる可能性がある。また、不意に電源スイッチを切ってしまったり、電源ケーブル３１を抜いてしまったりした等の場合には、比較的短時間（例えば、１０分以内）でコントローラ２９のシステムを復帰できる可能性が高い。そこで、第３設定時間（例えば、１０分間）より長くコントローラ２９の電源が切られているか、電源ケーブル３１が抜かれたことを症例の切り替わりの判断に使用する。第３設定時間は、上述した第１設定時間よりも短く設定される。第３設定時間は、第２設定時間と同じであってもよい。

【0125】

コントローラ２９へ電力が供給されない状態又はコントローラ２９の電源が切られた状態（これを「電源停止状態」と定義する。）になった後に、コントローラ２９が再起動した場合において、再起動が電源停止状態の開始時点から第３設定時間以内に完了したときは、コントローラ２９は、症例が切り替わっていないと判断する。一方、再起動が電源停止状態の開始時点から第３設定時間を超えて完了したときは、コントローラ２９は、症例が切り替わった（終了した）と判断する。

【0126】

ここで、図１０を参照し、第１設定時間を５時間と設定し、第３設定時間を１０分と設定し、使用制限回数を２０回とした場合を例に、使用回数のカウントの具体例を説明する。なお、図１０における各記号及び図形の意味は、図７と同様である。

【0127】

図１０に示すように、時刻ａにおいて操作部Ｂ１がコントローラ２９に接続され、その操作部Ｂ１に作業部Ａ１が装着され、コントローラ２９において作業部Ａ１の個体識別情報が認識され、さらに操作部Ｂ１の複合入力部２４に対して何らかの入力操作がなされると、コントローラ２９は、症例１が開始したと判断し、作業部Ａ１の使用回数をカウントアップする。

【0128】

時刻ｂにおいて、意図的にコントローラ２９の電源が切られて電源停止状態となり、第３設定時間のカウントダウンが始まる。その後の時刻ｃにおいて、コントローラ２９から作業部Ａ１及び操作部Ｂ１が取り外される。時刻ｂより１０分後の時刻ｄの時点で、コントローラ２９は依然として電源停止状態となっているため、第３設定時間に基づくルールにより、コントローラ２９は症例１が終了したと判断する。

【0129】

一方、何らかの原因によりコントローラ２９の電源が切られ、その後すぐに電源が入れられることで、時刻ｂより１０分以内にコントローラ２９のシステムの起動が完了した場合には、第３設定時間のカウントダウンが停止する。これにより、コントローラ２９は症例１が終わっていないと判断する。

【0130】

時刻ｅにおいて、コントローラ２９のシステムの起動が完了して稼動状態となり、その後の時刻ｆにおいて、操作部Ｂ１がコントローラ２９に接続され、操作部Ｂ１に作業部Ａ１が装着され、コントローラ２９において作業部Ａ１の個体識別情報が認識され、さらに操作部Ｂ１の複合入力部２４に対して何らかの入力操作がなされると、コントローラ２９は、症例２が開始したと判断し、作業部Ａ１の使用回数をカウントアップする。

【0131】

上記の構成によれば、不意に電源停止状態となった場合でも、すぐにコントローラ２９の電源を入れる操作を行い、第３設定時間以内にコントローラ２９が再起動することで、電源が落ちた時点の症例と同じ症例であると判断され、結果として、作業部１６の使用回数が不適切にカウントアップされることが防止される。一方、ある症例の終了から次の症例の開始までは、通常は、第３設定時間を超えるため、ある症例から次の症例の間に電源を切った場合には、第３設定時間が経過していることにより、電源が落ちた時点の症例は終了したと判断され、次にコントローラ２９に操作部１４が接続されると共に、操作部１４に作業部１６が装着された時点で次の症例が始まったと判断され、作業部１６の使用回数がカウントアップされる。

【0132】

ところで、ある症例が終了して、コントローラ２９の電源を入れたまま、作業部１６の洗浄、滅菌等の必要な処理を行った後、次の症例のために同じ作業部１６を同じコントローラ２９に接続し、且つ前回の症例の開始から第１設定時間が経過していない場合には、そのコントローラ２９に対する操作部１４の着脱のタイミングによっては、コントローラ２９から操作部１４が接続されていない状態の時間が第２設定時間以内となる場合があり得る。この場合、上述した第２設定時間及び第３設定時間に基づく症例終了条件だけでは、実際には症例が切り替わっているにもかかわらず症例の切り替わりが認識されず、作業部１６の使用回数を適切にカウントできないことが懸念される。

【0133】

そこで、本実施形態のように、コントローラ２９に複数（Ｎ個）の接続ポート２７（図１参照）が設けられる場合には、コントローラ２９は、１つの症例中に接続された操作部１４の数が（Ｎ＋α）個に達した場合には、別の症例に切り替わったと判断するとよい。上記αは、システムの信頼性、ユーザの使い勝手等を考慮して任意に設定することができる。

【0134】

例えば、システムの信頼性が高く、操作部１４について何らかのエラー等が発生する可能性が極めて低い場合には、αとして１を設定してよい。この場合、１症例中に接続ポート２７の個数Ｎより１だけ多い台数目（接続ポートが２つの場合、３台目）の操作部１４を接続したら、コントローラ２９は、症例が切り替わったと判断する。

【0135】

一方、操作部１４について何らかのエラー等が発生する可能性を考慮し、ユーザの使い勝手を優先する場合には、例えば、αとして２を設定してよい。この場合、操作部１４について何らかのエラー等が発生し、操作部１４を交換せざるを得ない事態が生じた場合でも、コントローラ２９は、１台だけの操作部１４の交換であれば症例が切り替わったと判断しない。１症例中に接続ポート２７の数より２だけ多い台数目（接続ポートが２つの場合、４台目）の操作部１４がコントローラ２９に接続された場合には、コントローラ２９は、症例が切り替わったと判断する。

【0136】

２つの接続ポート２７が設けられたコントローラ２９を備えたマニピュレータシステム１０において、上記αを２に設定し、第１設定時間を５時間に設定し、第２設定時間を１０分に設定し、第３設定時間を１０分に設定し、使用制限回数を２０回とした場合を例に、使用回数のカウントの具体例を、図１１に基づいて説明する。

【0137】

図１１に示すように、時刻ａにおいて、操作部Ｂ１がコントローラ２９に接続され、その操作部Ｂ１に作業部Ａ１が装着され、コントローラ２９において作業部Ａ１の個体識別情報が認識され、さらに操作部Ｂ１の複合入力部２４に対して何らかの入力操作がなされると、コントローラ２９は、症例１が開始したと判断し、作業部Ａ１の使用回数をカウントアップする。操作部Ｂ２に装着された作業部Ａ２についても、時刻ａの時点で、同様に使用回数がカウントアップする。

【0138】

時刻ｂにおいて、操作部Ｂ２にエラーが発生したため、操作部Ｂ２はコントローラ２９から取り外され、作業部Ａ２は時刻ｃにおいて、別の操作部Ｂ３に装着される。この操作部Ｂ３は症例１中では３台目であるが、Ｎ＋α＝４に達していないため、コントローラ２９は、症例が切り替わったと判断しない。

【0139】

時刻ｄにおいて、コントローラ２９から操作部Ｂ１が取り外され、作業部Ａ１には、次の症例での使用に備えて滅菌、洗浄等の所定の処理が施される。時刻ｅにおいて、操作部Ｂ３がコントローラ２９から取り外される。その後、時刻ｅより１０分（第２設定時間）以内の時刻ｆにおいて、別の操作部Ｂ４がコントローラ２９に接続され、この操作部Ｂ４に作業部Ａ３が装着されるが、操作部Ｂ４は症例１中では４台目であり、Ｎ＋α＝４に達するため、コントローラ２９は、症例１が終了し、症例２が開始したと判断する。

【0140】

上記の構成によれば、コントローラ２９の電源を入れたままで、接続ポート２７の個数Ｎよりもα個だけ多い台数目の操作部１４をすぐさま接続した場合に、実際には症例が切り替わっているにもかかわらず症例の切り替わりが認識されない事態を回避することができる。従って、作業部１６の使用回数をより適切にカウントすることが可能となる。

【0141】

また、上記αを２に設定した場合、接続ポート２７の個数に対してプラス１個だけ別の操作部を接続しても症例が切り替わったと判断されないので、エラー等により操作部を交換せざるを得ない事態が生じた場合でも、すでに接続していた作業部１６の使用回数が不必要にカウントされることがない。従って、作業部１６の使用回数をより適切にカウントすることが可能となる。

【0142】

コントローラ２９は、以下に説明する変形例に係る使用回数カウントルールに従い、作業部１６の着脱の状況及びその時間に基づいて、症例の開始及び終了を判断し、作業部１６の使用回数をカウントしてもよい。変形例に係る使用回数カウントルールに従う場合、コントローラ２９は、少なくとも１つのルールに基づいて１症例を定義して作業部１６の使用回数のカウントアップを行う機能を有する。

【0143】

具体的には、コントローラ２９は、１症例毎に作業部１６の使用回数をカウントし、作業部１６の使用回数が使用制限回数（設定回数）を超えている場合には、複合入力部２４からの指示を無効とみなす。すなわち、作業部１６の使用回数が使用制限回数を超えている場合には、コントローラ２９は、複合入力部２４が操作されても、モータ５０ａ、５０ｂを駆動する制御を行わない。

【0144】

本実施の形態において、コントローラ２９は、以下に説明する第１〜第３ルールを適用して１症例を定義し、作業部１６の使用回数をカウントする。

【0145】

まず、第１ルールについて説明する。第１ルールでは、１症例を定義するための基本ルールである。実際の手術が長時間に及ぶ症例に作業部１６を使用する場合に、これを１回の使用とみなしたのでは作業部１６の耐久性に問題が生じる可能性がある。そこで、第１ルールでは、１症例の最大時間を第１設定時間（例えば、５時間）と考え、使用回数を第１設定時間でカウントアップする。

【0146】

具体的には、第１ルールでは、どのルールも適用されていない状態で操作部１４に作業部１６が装着されてコントローラ２９が個体識別情報を認識したとき、作業部１６の使用回数をカウントアップし、作業部１６が第１設定時間を超えて装着される場合には、第１設定時間を超えるごとに症例を切り替え、症例毎に作業部１６の使用回数をカウントアップする。

【0147】

ここで、図１２を参照し、第１設定時間を５時間と設定し、使用制限回数（設定回数）を２０回とした場合を例に、第１ルールに係る使用回数のカウントの具体例を説明する。図１２に示すように、例えば、時刻ａにおいて操作部Ｂ１がコントローラ２９に接続されると共に、その操作部Ｂ１に作業部Ａ１が装着されると、コントローラ２９において作業部Ａ１の個体識別情報が認識される。すると、コントローラ２９は、症例１が始まったと判断し、作業部Ａ１の使用回数をカウントアップすると共に、タイマー機能を利用して、第１ルールのカウントダウンを開始する。このとき、作業部Ａ１の使用回数は、１回目（残り１９回）となったものとする。

【0148】

また、時刻ａより後に、操作部Ｂ２がコントローラ２９に接続されると共に、その操作部Ｂ２に作業部Ａ２が装着されると、コントローラ２９において作業部Ａ２の個体識別情報が認識され、作業部Ａ２の使用回数がカウントアップされる。このとき、作業部Ａ２の使用回数は、２０回目（残り０回）となったものとする。

【0149】

時刻ｂより少し前に操作部Ｂ２及び作業部Ａ２が取り外され、その後、時刻ｂに再接続された場合、作業部Ａ２は同じ症例内ですでに使用回数がカウントされているため、作業部Ａ２の使用回数はカウントアップされない。

【0150】

時刻ｃにおいて、第１ルールでの使用が５時間（第１設定時間）に達したため、コントローラ２９は、症例２（次の症例）が開始したとみなし、作業部Ａ１、Ａ２の使用回数をカウントアップする。この場合、作業部Ａ２については、使用制限回数を超えているため、使用不能となる。すなわち、時刻ｃ以降に複合入力部２４が操作されても、コントローラ２９は複合入力部２４からの指示を無効とみなし、モータ５０ａ、５０ｂの駆動制御を行わない。

【0151】

このように、作業部１６の着脱の状況及びその時間に基づいて、症例の切り替わりの有無を判断するので、作業部１６の着脱の状況及びその時間に関して所定の条件設定を行うことで、１症例を適切に定義し、結果として、作業部１６の使用回数を適切にカウントすることができる。すなわち、１つの症例（手術）とみなす最大時間に対応させて第１設定時間を設定することにより、第１設定時間以内の使用を１回の使用としてみなして使用回数をカウントする。

【0152】

また、上記の構成では、作業部１６の使用時間が第１設定時間を超える毎に症例が切り替わったと判断するので、手術時間が相当に長い症例の場合には、複数回の使用とみなしてカウントすることになる。従って、使用回数に基づく使用制限の時期の適正化を図ることができる。

【0153】

また、作業部１６の使用回数が使用制限回数（設定回数）を超えている場合には、複合入力部２４からの指示を無効とするので、操作者が複合入力部２４を操作しても駆動源が駆動せず、従って、エンドエフェクタ１９を含む先端動作部１２が動作しない。これにより、使用制限回数に達した作業部１６を強制的に使用不能とすることができる。

【0154】

次に、第２ルールについて説明する。第２ルールは、第１ルールの適用の下に重複して適用される。すなわち、第２ルールは、第１ルールに従属するカウントルールである。

【0155】

第２ルールでは、コントローラ２９の電源が入った状態で、操作部１４がコントローラ２９から取り外され、その後、同じ又は別の操作部１４がコントローラ２９に接続された場合を想定する。この場合において、コントローラ２９は、操作部１４がコントローラ２９から取り外されてから第２設定時間以内にコントローラ２９に操作部１４が接続されたときは、症例が切り替わっていないと判断し、接続された作業部１６の使用回数のカウントアップを行わず、操作部１４がコントローラ２９から取り外されてから第２設定時間を超えてコントローラ２９に操作部１４が接続されたときは、症例が切り替わったと判断して、接続された作業部１６の使用回数をカウントアップする。この第２ルールは、図９を参照して説明したカウントルールを、変形例に係る使用回数カウントルールに適用したものである。

【0156】

図１３を参照し、第１設定時間を５時間と設定し、第２設定時間を１０分と設定し、使用制限回数を２０回とした場合を例に、第２ルールに係る使用回数のカウントの具体例を説明する。図１３に示すように、例えば、時刻ａにおいて操作部Ｂ１がコントローラ２９に接続されると共に、その操作部Ｂ１に作業部Ａ１が装着されると、コントローラ２９において作業部Ａ１の個体識別情報が認識される。すると、コントローラ２９は、症例１が始まったと判断し、作業部Ａ１の使用回数をカウントアップすると共に、第２ルールのカウントダウンを開始する。このとき、作業部Ａ１の使用回数は、１回目（残り１９回）となったものとする。

【0157】

時刻ｂにおいて、作業部Ａ１と共に操作部Ｂ１がコントローラ２９から取り外され、第２ルールのカウントダウンが始まる。このとき、コントローラ２９には、１台も操作部１４が接続されていない状態となっている。時刻ｂより９分後の時刻ｃにおいて、コントローラ２９に操作部Ｂ２が接続され、第２ルールのカウントダウンが停止する。時刻ｂから時刻ｃの間も、第１ルールのカウントダウンは進んでいる。

【0158】

時刻ｄにおいて、操作部Ｂ２に作業部Ａ２が装着され、作業部Ａ２の使用回数がカウントアップされる。時刻ｅにおいて、操作部Ｂ２がコントローラ２９より取り外され、第２ルールのカウントダウンが始まる。時刻ｅより１０分が経過した時刻ｆにおいて、症例１が終わったと判断する。

【0159】

時刻ｇにおいて、操作部Ｂ２がコントローラ２９に接続されると共に、操作部Ｂ２に作業部Ａ２が装着されるが、作業部Ａ２の使用回数が上限に達しているため、使用することができない。このとき、新規症例とはされず、第１ルールのカウントダウンも始まらない。

【0160】

時刻ｈにおいて、操作部Ｂ１がコントローラ２９に接続されると共に、操作部Ｂ１に作業部Ａ１が装着されると、コントローラ２９は、症例２が開始したと判断し、作業部Ａ１の使用回数をカウントアップする。

【0161】

以上のように、第２ルールでは、コントローラ２９から操作部１４が取り外された状態の継続時間が第２設定時間以内であるか否かによって、症例が切り替わったか否かを判断する。従って、例えば、操作部１４をコントローラ２９から取り外して滅菌等を行うのに要すると想定される最短時間を第２設定時間として設定しておくことにより、症例が切り替わったのか、あるいはエラー等により操作部１４を交換したのかを判別でき、結果として、使用回数を適切にカウントすることが可能となる。

【0162】

次に、第３ルールについて説明する。第３ルールは、第１ルールの適用の下に重複して適用される。すなわち、第３ルールは、第１ルールに従属するカウントルールである。

【0163】

第３ルールでは、コントローラ２９が電源停止状態になった後に、コントローラ２９が再起動した場合を想定する。この場合において、コントローラ２９は、再起動が電源停止状態の開始時点から第３設定時間以内に完了したときは、症例が切り替わっていないと判断し、再起動が電源停止状態の開始時点から第３設定時間を超えて完了したときは、症例が切り替わったと判断する。この第３ルールは、図１０を参照して説明したカウントルールを、変形例に係る使用回数カウントルールに適用したものである。

【0164】

図１４を参照し、第１設定時間を５時間と設定し、第３設定時間を１分と設定し、使用制限回数を２０回とした場合を例に、第３ルールに係る使用回数のカウントの具体例を説明する。なお、第３ルールの説明において、コントローラ２９は、外部電源からの電力供給がなくなると自動的にシステムが終了して電源が切られ、また、電源を入れてからシステムが起動するまでに約３０秒を要する仕様となっているものとする。

【0165】

図１４に示すように、時刻ａにおいて操作部Ｂ１がコントローラ２９に接続されると共に、その操作部Ｂ１に作業部Ａ１が装着されると、コントローラ２９において作業部Ａ１の個体識別情報が認識される。すると、コントローラ２９は、症例１が始まったと判断し、作業部Ａ１の使用回数をカウントアップすると共に、第３ルールのカウントダウンを開始する。このとき、作業部Ａ１の使用回数は、１回目（残り１９回）となったものとする。

【0166】

時刻ｂにおいて、電源ケーブル３１がコントローラ２９から取り外され、これによりコントローラ２９の電源が落ちる。時刻ｂから２０秒後の時刻ｃにおいて、電源ケーブル３１がコントローラ２９に接続されると共に、コントローラ２９の電源が入れられる。時刻ｂから５５秒後の時刻ｄにおいて、コントローラ２９のシステムの起動が完了し、第３ルールのカウントダウンが停止する。

【0167】

時刻ｂから時刻ｄまでの間も、第１ルールのカウントダウンは進んでいる。時刻ｅにおいて、電源ケーブル３１がコントローラ２９から取り外され、これによりコントローラ２９の電源が落ちる。時刻ｅから３５秒後の時刻ｆにおいて、電源ケーブル３１がコントローラ２９に接続され、コントローラ２９の電源が入れられる。時刻ｅから６５秒後の時刻ｇにおいて、コントローラ２９のシステムの起動が完了するが、すでに時刻ｅから６５秒が経過しているので、コントローラ２９は、症例１が終わったと判断する。

【0168】

時刻ｈにおいて、操作部Ｂ１がコントローラ２９に接続されると共に、操作部Ｂ１に作業部Ａ１が装着されると、コントローラ２９は、症例２が開始したと判断するとと共に、作業部Ａ１の使用回数をカウントアップする。

【0169】

以上のように、第３ルールでは、コントローラ２９の再起動が、電源停止状態の開始時点から第３設定時間以内であるか否かによって、症例が切り替わったか否かを判断する。従って、例えば、不意に電源スイッチを切ってしまったり、コントローラ２９から電源ケーブルを抜いてしまったりした等の場合に、コントローラ２９を再起動するまでに要すると見込まれる時間の最大値に対応させて第３設定時間を設定しておくことにより、症例が切り替わったのか、あるいは不意に電源停止状態となったのかを判別でき、結果として、使用回数を適切にカウントすることが可能となる。

【0170】

なお、変形例に係る使用回数カウントルールでは、コントローラ２９において作業部１６の個体識別情報が認識されたときを症例開始の判断基準時（判断条件）としたが、作業部１６が操作部１４に装着され、且つ操作部１４がコントローラ２９に接続された状態で、操作部１４の複合入力部２４に対して何らかの入力操作がなされたときを症例開始の判断基準時としてもよい。

【0171】

また、上述した実施形態では、症例の開始時（コントローラ２９に作業部１６の個体識別情報が認識されたとき）に作業部１６の使用回数をカウントする場合を説明したが、代わりに、症例が終了したと判断したときに作業部１６の使用回数をカウントするようにしてもよい。

【0172】

上記において、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改変が可能なことは言うまでもない。

【符号の説明】

【0173】

１０…医療用マニピュレータシステム １４…操作部
１６…作業部 １９…エンドエフェクタ
２４…複合入力部 ２９…コントローラ
３８…使用履歴保持部 ４８…ＩＤ保持部
５０…駆動源

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】