特許 6474366 マニピュレータアーム、患者側システム、および、外科手術システム

(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】6474366

(24)【登録日】2019年2月8日

(45)【発行日】2019年2月27日

(54)【発明の名称】マニピュレータアーム、患者側システム、および、外科手術システム

(51)【国際特許分類】

   A61B 34/35 20160101AFI20190218BHJP

   A61B 17/29 20060101ALI20190218BHJP

【ＦＩ】

   A61B34/35

   A61B17/29

【請求項の数】14

【全頁数】25

(21)【出願番号】特願2016-154581(P2016-154581)

(22)【出願日】2016年8月5日

(65)【公開番号】特開2018-20004(P2018-20004A)

(43)【公開日】2018年2月8日

【審査請求日】2016年8月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】514063179

【氏名又は名称】株式会社メディカロイド

(74)【代理人】

【識別番号】110000682

【氏名又は名称】特許業務法人ワンディーＩＰパートナーズ

(72)【発明者】

【氏名】中西 徹弥

【審査官】 後藤 健志

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００２−５３７８８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００５−５２２２６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−０３１６２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０４６７４５０１（ＵＳ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１２／１６０７１５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０３１０８１３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ３４／３０−３４／３７

Ａ６１Ｂ １７／２８−１７／２９５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

関節を介して順次連結された複数のリンクと、前記関節に対応して設けられ遠隔操作装置より送信された動作指令に基づいて制御されるサーボモータを有するマニピュレータアームであって、
長手方向に伸張したシャフトと、このシャフトの一端部側に配置された処置具と、前記シャフトの他端部側に配置され前記処置具を操作する処置具操作部と、を有する医療用器具を把持する、医療用器具把持機構が前記マニピュレータアームの先端に設けられ、
前記医療器具把持機構は、前記処置具操作部を前記シャフトの長手方向に延びる軸まわりに回転可能に且つ前記シャフトに対して前記長手方向に移動可能に把持するように構成された把持部と、
前記動作指令に基づいて前記把持部に駆動力を与える電動のアクチュエータと、
を備え、
前記把持部は、駆動軸まわりに回転可能なように、前記駆動軸に支持されており、
前記把持部は、開口部を有し、
前記把持部は、前記開口部が前記シャフトの前記一端部側に向かうように前記駆動軸まわりを回転することで、把持位置から把持解除位置に到達するように構成されていることを特徴とする、マニピュレータアーム。

【請求項2】

前記把持部は、開口部を有し、前記開口部の底部には、長孔部又は切欠きが形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のマニピュレータアーム。

【請求項3】

前記処置具と、前記処置具操作部は、前記シャフトの内部を挿通するロッドによって連結されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載のマニピュレータアーム。

【請求項4】

前記把持部は、開口部を有し、
前記ロッドは他端部が中間部よりも細く形成され、前記把持部による前記処置具操作部の把持状態において、前記ロッドの前記他端部が前記開口部の底部を通過していることを特徴とする、請求項３に記載のマニピュレータアーム。

【請求項5】

前記把持部による前記処置具操作部の把持状態において、器具支持具が前記シャフトを、前記長手方向に延びる軸まわりに回転可能に支持していることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のマニピュレータアーム。

【請求項6】

関節を介して順次連結された複数のリンクと、前記関節に対応して設けられ遠隔操作装置より送信された動作指令に基づいて制御されるサーボモータを有するマニピュレータアームであって、
長手方向に伸張したシャフトと、このシャフトの一端部側に配置された処置具と、前記シャフトの他端部側に配置され前記処置具を操作する処置具操作部と、を有する医療用器具を把持する、医療用器具把持機構が前記マニピュレータアームの先端に設けられ、
前記医療器具把持機構は、前記処置具操作部を前記シャフトの長手方向に延びる軸まわりに回転可能に且つ前記シャフトに対して前記長手方向に移動可能に把持するように構成された把持部と、
前記動作指令に基づいて前記把持部に駆動力を与える電動のアクチュエータと、
を備え、
前記把持部は、駆動軸まわりに回転可能なように、前記駆動軸に支持されており、
前記把持部は、開口部を有し、
前記把持部は、前記開口部が前記シャフトの前記一端部から遠ざかる側に向けて前記駆動軸まわりを回転することで、把持位置から把持解除位置に到達するように構成されていることを特徴とする、マニピュレータアーム。

【請求項7】

前記把持部を前記把持位置から前記把持解除位置へ向かう方向、または、前記把持解除位置から前記把持位置へ付勢するための付勢部材をさらに備えていることを特徴とする、請求項１乃至６の何れかに記載のマニピュレータアーム。

【請求項8】

前記処置具操作部と前記把持部との間の隙間を詰めるためのアダプタをさらに備えていることを特徴とする、請求項１乃至７の何れかに記載のマニピュレータアーム。

【請求項9】

前記シャフトとの間に前記長手方向に特定値以上の力が作用したときに前記シャフトとの連結が解除される抜け止め機構をさらに備えていることを特徴とする、請求項１乃至８の何れかに記載のマニピュレータアーム。

【請求項10】

前記シャフトを前記シャフトの長手方向に延びる軸まわりに回転させるための第１アクチュエータをさらに備えていることを特徴とする、請求項１乃至９の何れかに記載のマニピュレータアーム。

【請求項11】

前記把持部を収容するハウジングをさらに備え、
前記ハウジングは、ハウジング本体と、このハウジング本体に対して着脱可能に構成されたカバーと、を有することを特徴とする、請求項１乃至１０の何れかに記載のマニピュレータアーム。

【請求項12】

前記電動のアクチュエータは、前記把持部を駆動することで前記処置具操作部を前記長手方向に変位させるための第２アクチュエータを含んでいることを特徴とする、請求項１乃至１１の何れかに記載のマニピュレータアーム。

【請求項13】

請求項１乃至１２の何れかに記載のマニピュレータアームを複数支持するポジショナを有する、患者側システム。

【請求項14】

請求項１３に記載の患者側システムと、前記遠隔操作装置とを有する、外科手術システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、鉗子などの医療用器具を把持するとともに当該医療用器具を操作するためのマニピュレータアーム、患者側システム、および、外科手術システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、外科手術に用いられるロボットマニピュレータアームを備えるシステムが知られている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の手術支援ロボットシステムのロボットマニピュレータは、鉗子などのツールの一端部側を保持しており、このツールを人間または動物の処置対象（患者）に対して移動させることで、術者による処置対象への手術を支援する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】米国特許第７５２４３２０号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来の手術支援ロボットでは、マニピュレータアームに適合する専用の医療用器具が用いられ、汎用の医療用器具を用いることができなかった。そのため、鉗子メーカー等は特定の手術支援ロボットのみに適用可能な専用品を作らざるを得ないというような不都合もあった。

【0005】

そこで本発明は、上記実情に鑑みることにより、複数の種類の医療用器具を取り付けることが可能に構成されたマニピュレータアーム、患者側システム、および、外科手術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】

【0006】

上記目的を達成するための本発明のある局面に係るマニピュレータアームは、関節を介して順次連結された複数のリンクと、前記関節に対応して設けられ遠隔操作装置より送信された動作指令に基づいて制御されるサーボモータを有するマニピュレータアームであって、長手方向に伸張したシャフトと、このシャフトの一端部側に配置された処置具と、前記シャフトの他端部側に配置され前記処置具を操作する処置具操作部と、を有する医療用器具を把持する、医療用器具把持機構が前記マニピュレータアームの先端に設けられ、前記医療器具把持機構は、前記処置具操作部を前記シャフトの長手方向に延びる軸まわりに回転可能に且つ前記シャフトに対して前記長手方向に移動可能に把持するように構成された把持部と、前記動作指令に基づいて前記把持部に駆動力を与える電動のアクチュエータと、を備えている。

【0007】

この構成によると、医療用器具が例えば手技での手術に用いられるような汎用的なものであっても、処置具が回転及び開閉操作可能な状態で医療用器具をロボットに把持させ、遠隔操作をすることができる。

【発明の効果】

【0008】

本発明によると、複数の種類の医療用器具を取り付けることが可能に構成されたマニピュレータアーム、患者側システム、および、外科手術システムを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の第１構成例に係る外科手術システムの全体的な構成を示す概略図である。

【図2】ポジショナの全体的な構成を示す側面図である。

【図3】患者側システムが備えるアームおよびインストゥルメントの概略構成を示す側面図である。

【図4】インストゥルメントの一例を示す側面図である。

【図5】インストゥルメントを分解して示す図である。

【図6】把持機構の断面図であり、把持機構を側方から見た状態を示している。

【図7】把持機構の把持部の主要部を示す斜視図である。

【図8】把持機構の断面図であり、把持機構を正面（図６の矢印ＶＩＩＩで示す方向）側から見た状態を示している。

【図9】図６における把持機構の主要部の拡大図である。

【図10】図８における把持機構の主要部の拡大図である。

【図11】インストゥルメントが取り外された状態を示す把持機構の断面図であり、把持機構を側方から見た状態を示している。

【図12A】開口調節機構の開口を広くして太いインストゥルメントが取り付けられた状態を示す斜視図及び底面図であり、一部を断面で示している。

【図12B】開口調節機構の開口を狭くして細いインストゥルメントが取り付けられた状態を示す斜視図及び底面図であり、一部を断面で示している。

【図13】本発明の第２構成例に係る把持機構の主要部の断面図であり、把持機構を側方から見た状態を示している。

【図14】把持機構の把持部の開口端周辺の底面図である。

【図15A】インストゥルメントを着脱する様子を示す図であり、把持部が押し上げられている状態を示している。

【図15B】インストゥルメントを着脱する様子を示す図であり、処置具操作部が把持部内に進入した状態を示している。

【図15C】インストゥルメントを着脱する様子を示す図であり、処置具操作部が把持部内に進入した状態を示している。

【図16】本発明の第３構成例に係る把持機構の主要部の断面図であり、把持機構を側方から見た状態を示している。

【図17】インストゥルメントが着脱される様子を示す把持機構の主要部の断面図であり、把持機構を側方から見た状態を示している。

【図18】他のインストゥルメントとしてのシザーズの構成例を示す側面図である。

【図19】他のインストゥルメントとしてのフックの構成例を示す側面図である。

【図20】他のインストゥルメントとしてのスパチュラの構成例を示す側面図である。

【図21】他のインストゥルメントの構成例の主要部を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

［第１構成例］
［外科手術システムの概要］
図１は、本発明の第１構成例に係る外科手術システム２００の全体的な構成を示す概略図である。図１に示すように、外科手術システム２００は、ロボット支援手術やロボット遠隔手術などのように、医師などの術者Ｏが患者側システム１を用いて人間または動物などの処置対象Ｐに内視鏡外科手術を施すシステムである。

【0011】

外科手術システム２００は、患者側システム１と、この患者側システム１を操る操作装置２とを備えている。術者Ｏは患者側システム１に行わせる動作指令を操作装置２に入力し、操作装置２はその動作指令を患者側システム１に送信する。そして、患者側システム１は、操作装置２から送信された動作指令を受け取り、この動作指令に基づいて、患者側システム１が有する内視鏡アセンブリ４ａおよびインストゥルメント（医療用器具）４ｂなどを動作させる。以下、外科手術システム２００の各構成要素について詳細に説明する。

【0012】

［操作装置の構成例］
操作装置２は、外科手術システム２００と術者Ｏのインターフェースを構成し、患者側システム１を遠隔操作するための装置である。操作装置２は、術者Ｏが動作指令を入力するための操作用マニピュレータアーム５ａや操作ペダル５ｂなどを含む操作入力部５と、内視鏡アセンブリ４ａで撮影された画像を表示するモニタ５ｃとを含む。術者Ｏは、モニタ５ｃで患部を視認しながら、操作入力部５を操作して操作装置２に動作指令を入力する。操作装置２に入力された動作指令は、有線または無線により患者側システム１の後述するコントローラ６に伝達される。

【0013】

［患者側システムの構成例］
患者側システム１は、ポジショナ７と、ポジショナ７の先端部に取り付けられたプラットホーム８と、プラットホーム８に着脱可能に取り付けられた複数の患者側マニピュレータアーム（以下、単に「アーム３」という）と、複数のアーム３のうち１本のアーム３ａの先端部に取り付けられた内視鏡アセンブリ４ａと、複数のアーム３のうち余のアーム３ｂの先端部に着脱可能に取り付けられたインストゥルメント４ｂと、患者側システム１の動作を司るコントローラ６とを備えている。

【0014】

上記の患者側システム１では、ポジショナ７からインストゥルメント４ｂを把持する把持機構３０まで、要素が一連に繋がっている。この明細書では、上記一連の要素において、ポジショナ７における手術室の床との接触部へ向かう側の端部を「基端部」といい、その反対側の端部を「先端部」ということとする。

【0015】

医療用器具として用いられるインストゥルメント４ｂは、アーム３ｂの先端に設けられた医療用器具把持機構３０に対して着脱可能な態様でこの医療用器具把持機構３０に支持されている。以下、医療用器具把持機構３０を、単に把持機構３０ともいう。

【0016】

医療用器具としてのインストゥルメント４ｂは、動作する関節を有するエンドエフェクタ（たとえば、シザーズ、把持鉗子（グラスパー）、持針器（ニードルホルダ）、モノポーラフック、モノポーラスパチュラ、バイポーラインストゥルメント、マイクロジセクター、ステープラー、タッカー、吸引洗浄ツール、メス、クリップアプライヤーなど）が用いられる。医療用器具として内視鏡を用いてもよい。以下では、一例として、インストゥルメント４ｂが把持鉗子（グラスパ―）である形態を例に説明する。

【0017】

上記構成の患者側システム１では、操作装置２から動作指令を受けたコントローラ６が、先ず、プラットホーム８と手術台１１またはプラットホーム８と処置対象Ｐとが所定の位置関係となるように、ポジショナ７を動作させてプラットホーム８の位置決めを行う。

【0018】

次に、処置対象Ｐの体表に留置されたカニューレ（図示せず）と内視鏡アセンブリ４ａおよびインストゥルメント４ｂが所定の初期位置関係となるように、アーム３ａ，３ｂの位置決めを行う。そして、コントローラ６は、原則としてポジショナ７を静止させた状態で、操作装置２からの動作指令に応じて、各アーム３ａ，３ｂを動作させて内視鏡アセンブリ４ａおよびインストゥルメント４ｂを適宜変位および姿勢変化させつつ、各インストゥルメント４ｂを動作させて施術する。

【0019】

図２は、ポジショナ７の全体的な構成を示す側面図である。図２に示すように、ポジショナ７は、水平多関節形ロボットを基調としており、手術室の床に載置されたベース７’と、昇降軸７ｂと、ベース７’と昇降軸７ｂの基端部とを連結する揺動アーム７ａと、昇降軸７ｂの先端部に連結された水平アーム７ｃとを含む。水平アーム７ｃの先端部には、プラットホーム８が連結されている。

【0020】

揺動アーム７ａの揺動動作、昇降軸７ｂの先端の昇降動作、水平アーム７ｃの先端の水平動作、および、水平アーム７ｃの先端に対するプラットホーム８の揺動動作によって、プラットホーム８に連結されたアーム３ａ，３ｂの位置および姿勢の少なくとも一方が変更される。

【0021】

図３は、患者側システム１が備えるアーム３（アーム３ｂ）の概略構成を示している。図１および図３に示すように、アーム３は、基端部に対し先端部を３次元空間内で移動させることができるように構成されている。アーム３ａ，３ｂは、同様の構成を有しているので、本構成例では、アーム３ｂについて説明する。

【0022】

アーム３は、プラットホーム８に着脱可能に取り付けられるベース２０と、ベース２０から先端部に向けて順次連結された第１リンク２１〜第６リンク２６とを含む。より詳細には、ベース２０の先端部に、捩り関節Ｊ３１を介して第１リンク２１の基端部が連結されている。第１リンク２１の先端部に、捩り関節Ｊ３２を介して第２リンク２２の基端部が連結されている。第２リンク２２の先端部に、曲げ関節Ｊ３３を介して第３リンク２３の基端部が連結されている。第３リンク２３の先端部に、捩り関節Ｊ３４を介して第４リンク２４の基端部が連結されている。第４リンク２４の先端部に、曲げ関節Ｊ３５を介して第５リンク２５の基端部が連結されている。第５リンク２５の先端部に、捩り関節Ｊ３６を介して第６リンク２６の基端部が連結されている。第６リンク２６の先端部に、インストゥルメント４ｂの基端部が連結されている。

【0023】

上記構成のアーム３には、各関節Ｊ３１〜Ｊ３６に対応して、駆動用のサーボモータＭ３１〜Ｍ３６、サーボモータＭ３１〜Ｍ３６の回転角を検出するエンコーダＥ３１〜Ｅ３６、および、サーボモータＭ３１〜Ｍ３６の出力を減速させてトルクを増大させる減速機Ｒ３１〜Ｒ３６が設けられる。

【0024】

上記構成において、コントローラ６は、操作装置２に入力された動作指令と、エンコーダＥ３１〜Ｅ３６で検出された回転角とに基づいて、アーム３の先端部が位置姿勢指令と対応する位置および姿勢に到達するように、各サーボモータＭ３１〜Ｍ３６をサーボ制御する。

【0025】

前述したように、アーム３の先端部である第６リンク２６には、把持機構３０が取り付けられている。把持機構３０は、アーム３の第６リンク２６の変位に伴って変位するように構成されている。インストゥルメント４ｂは、この把持機構３０に対して着脱可能である。

【0026】

［医療用器具としてのインストゥルメントの構成例］
図４は、インストゥルメント４ｂの一例を示す側面図である。図５は、インストゥルメント４ｂを分解して示す図である。図４および図５では、インストゥルメント４ｂの一部を省略して示している。本構成例では、インストゥルメント４ｂは、把持鉗子（グラスパ―）であり、主に処置対象Ｐの体組織を掴む動作を行うために用いられる。他に、インストゥルメント４ｂは、エネルギーデバイスから電力を与えられるモノポーラ式またはバイポーラ式の鉗子であってもよい。

【0027】

インストゥルメント４ｂはインサート３１と、シャフト３２と、インサートエンド部３３と、処置具３４とにより構成され、インサート３１がシャフト３２に挿入され、連結されて使用される。

【0028】

インストゥルメント４ｂの各部分３１，３２，３３，３４は、合成樹脂または金属などを用いて形成されている。インストゥルメント４ｂの各部分３１，３２，３３，３４は、処置対象Ｐの体組織に近接配置されるため、生体親和性を有する材料で形成されていることが好ましい。

【0029】

シャフト３２は、インストゥルメント４ｂの大部分における外殻部として設けられており、長手方向Ｌ１に沿って真っ直ぐに延びる筒状に形成されている。シャフト３２の直径は、たとえば、５ｍｍや１０ｍｍのものが一般的である。シャフト３２は、シャフト３２の大部分を構成する円筒状のシャフト本体と、シャフト本体の基端側に固定された筒状で且つ外径が異なる部分を含むハーフプレートとを有している。

【0030】

インサートエンド部３３は筒状に形成され、処置具３４と動作要素（本構成例においてはインサート３１のロッド３５）とを連動動作可能に保持するように構成されている。インサートエンド部３３の基端寄りの部分には、環状の段部３３ａが形成され、この段部３３ａに受けられるようにして、シャフト３２のシャフト本体３２ａの先端部が、インサートエンド部３３の基端部に嵌合又は螺合によって固定されている。

【0031】

インサート３１は、動作要素としてのロッド３５と、ロッド３５の先端部側に配置されたリンケージ部３６と、ロッド３５の基端部側に配置された処置具操作部４１と、を有している。

【0032】

インサート３１の動作要素としてのロッド３５は、インサート基端の処置具操作部４１の動作を処置具３４に伝え、処置具３４を動作させるために設けられた部材である。ロッド３５は、インサート３１がシャフト３２に連結された状態においてシャフト３２を貫通しており、これらシャフト３２に対して長手方向Ｌ１に変位可能である。

【0033】

リンケージ部３６は、インサートエンド部３３内に配置された板状部分であり、処置具３４に連結される。

【0034】

処置具３４は、本構成例では、一対の細長い形状のジョウ３７，３８を含んでいる。ジョウ３７の基端部には、インサートエンド部３３に設けられた軸受部に連結される支点部３７ａと、円弧孔３７ｂと、リンケージ部３６に設けられた駆動軸に連結される作用点部３７ｃと、が形成されている。円弧孔３７ｂは、支点部３７ａを曲率中心とする円弧状に形成されており、インサートエンド部３３を貫通するピン４０に貫通されている。これにより、ジョウ３７は、インサートエンド部３３から抜けることを防止されている。インサート３１（リンケージ部３６）が長手方向Ｌ１に変位することで、ジョウ３７が、支点部３７ａ回りを揺動する。

【0035】

ジョウ３８は、ジョウ３７と同様の構成を有しており、ジョウ３７と連動して動作する。ジョウ３８の基端部には、インサートエンド部３３に設けられた軸受部に連結される支点部３８ａと、円弧孔３８ｂと、リンケージ部３６に設けられた駆動軸に連結される作用点部３８ｃと、が形成されている。円弧孔３８ｂは、支点部３８ａを曲率中心とする円弧状に形成されており、インサートエンド部３３を貫通するピン４０に貫通されている。これにより、ジョウ３８は、インサートエンド部３３から抜けることを防止されている。インサート３１（リンケージ部３６）が長手方向Ｌ１に変位することで、作用点部３８ｃを含むジョウ３８が、支点部３８ａ回りを揺動する。上記の構成により、インサート３１がシャフト３２に対して長手方向Ｌ１に変位することで、ジョウ３７，３８の先端が互いに近づく方向および互いに遠ざかる方向に変位し、処置具３４の開閉動作が行われる。

【0036】

処置具操作部４１は、インストゥルメント４ｂの外部からの力を受けて処置具３４を操作するために設けられており、本構成例では、球状に形成されている。本構成例では、処置具操作部４１は、把持機構３０の後述する把持部９１（図６）によって把持される。

【0037】

上記の構成において、シャフト３２は、インサート３１に対して着脱可能である。インストゥルメント４ｂの組立時には、シャフト３２は、インサート３１のロッド３５が通過するようにシャフト３２を通される。そして、シャフト３２がインサートエンド部３３の段部３３ａに受けられるまでシャフト３２がインサート３１に通されると、シャフト３２は、インサートエンド部３３に嵌合又は螺合によって固定される。

【0038】

［把持機構の構成例］
図６は、把持機構３０の断面図であり、把持機構３０を側方から見た状態を示している。図７は、把持機構３０の把持部９１の主要部を示す斜視図である。図８は、把持機構３０の断面図であり、把持機構３０を正面（図６の矢印ＶＩＩＩで示す方向）側から見た状態を示している。図９は、図６における把持機構３０の主要部の拡大図である。図１０は、図８における把持機構３０の主要部の拡大図である。図１１は、インストゥルメント４ｂが取り外された状態を示す把持機構３０の断面図であり、把持機構３０を側方から見た状態を示している。

【0039】

把持機構３０は、アーム３の第６リンク２６から当該第６リンク２６の長手方向に沿って延び、第６リンク２６の長手方向と直交する方向の寸法が長手方向の寸法と比較して小さくされている。これにより、把持機構３０の慣性モーメントをより小さくでき、より小さなアクチュエータを用いたアーム３の駆動制御が可能となる。

【0040】

把持機構３０は、器具支持ユニット５２と、器具回転機構５３と、操作機構５４と、これらを収容するハウジング５１を有している。

【0041】

ハウジング５１は、ハウジング本体５５と、ハウジング本体５５に対して着脱可能なカバー５６と、を有している。

【0042】

ハウジング本体５５は、インストゥルメント４ｂが挿入される通過孔部５９を有している。

【0043】

カバー５６は、インストゥルメント４ｂを交換する際、把持機構３０内部を洗浄する際、および、把持機構３０をメンテナンスする際などにおいて、ハウジング本体５５に対して着脱されるように構成されている。

【0044】

カバー５６は、全体として漏斗（funnel）状に形成されており、先端側が徐々に先細りとなる形状の部分を有している。

【0045】

カバー５６の中空部は、インストゥルメント４ｂを収容可能な空間を形成している。カバー５６の先端部の内周面は、インストゥルメント４ｂのシャフト３２の直径よりも大きな直径を有する円筒状に形成されており、カバー５６に対するインストゥルメント４ｂの接触を回避した状態で、当該インストゥルメント４ｂとの隙間が小さくされている。これにより、カバー５６内への異物の侵入が抑制されている。

【0046】

器具支持ユニット５２は、器具支持具５７と、ギア７５と、軸受６９、７７と、内カバー６１と、を有している。

【0047】

内カバー６１は孔部６３が形成され、孔部６３は基端側に進むに従い直径が小さくなるように面取りがされている。本実施形態において孔部６３は内カバー６１の略中央に形成されている。このようなガイド形状が設けられた構成により、インストゥルメント４ｂの挿入動作が行い易くされている。

【0048】

内カバー６１は、加圧機構としてのボールプランジャ７２を収容している。ボールプランジャ７２は、コイルばねまたはゴムなどの弾性部材と、この弾性部材によって内カバー６１の径方向外方に加圧されるボールとを有している。カバー５６の開口部の内周面は、ボールプランジャ７２などの加圧機構に加圧されることで、内カバー６１の外周面に加圧され、これにより、カバー５６は、内カバー６１と摩擦結合している。上記の加圧機構は、ボールプランジャに限定されず、コイルばねまたはゴムなどの弾性部材のみが設けられてもよいし、他の構成が設けられてもよい。

【0049】

器具支持具５７は、インストゥルメント４ｂを、シャフト３２の長手方向Ｌ１に延びる軸としての回転軸Ａ１まわりに回転可能に支持するために設けられ、後述する第１アクチュエータ８３からの駆動力が入力される。

【0050】

そして、器具支持具５７は円筒状に形成され、シャフト３２を押圧する形で支持し、器具支持具５７とシャフト３２とが摩擦結合によって回転可能に連結される。

【0051】

なお、器具支持具５７とシャフト３２とは、器具支持具５７に対するシャフト３２の取り外しが可能な態様で、且つ、器具支持具５７とシャフト３２とが一体回転可能に連結される構成であればよく、具体的な構成は限定されない。

【0052】

器具回転機構５３は、ギア７５に動力伝達可能に連結される駆動部８１、駆動部８１に駆動力を与える第１アクチュエータ８３、及び第１エンコーダ８４を有している。

【0053】

第１アクチュエータ８３は、本構成例では電動モータであるが、器具支持具５７を回転駆動可能であれば具体的な構成は限定されない。

【0054】

第１エンコーダ８４は位置検出器であり、第１アクチュエータ８３に付設されている。位置検出器として、エンコーダの代わりに、レゾルバやポテンショメータを用いても構わない。駆動部８１およびギア７５は、第１アクチュエータ８３の出力軸からの出力回転を減速することでトルクを増幅する減速機構として機能する。このような減速機構として、本構成例では、歯車減速機構を用いているが、歯車に代えてプーリを用いるとともに複数のプーリ間をベルトで連結したプーリ減速機構など、他の減速機構が設けられてもよい。

【0055】

抜け止め機構８０は、インストゥルメント４ｂのシャフト３２を、回転軸Ａ１まわりに回転可能に支持するとともに、シャフト３２との間に長手方向Ｌ１において特定値以上の力が作用したときにシャフト３２との連結が解除される構成を有している。

【0056】

本構成例では、抜け止め機構８０は、一対のボールプランジャ８５，８５であり、ハウジング本体５５内において通過孔部５９から長手方向Ｌ１と直交する方向に延びる収容孔部８６，８６に収容されている。各ボールプランジャ８５は、コイルばねまたはゴムなどの弾性部材と、この弾性部材によって通過孔部５９の径方向内方に加圧されるボールとを有している。

【0057】

一対のボールプランジャ８５，８５は、インストゥルメント４ｂのシャフト３２の太さに合わせて、シャフト３２の径方向におけるシャフト３２との接触位置を調整できるので、異なる種類、および、異なる太さのインストゥルメント４ｂを装着できる。ただし、上記の抜け止め機構８０は、ボールプランジャ８５に限定されず、コイルばねまたはゴムなどの弾性部材のみが設けられてもよいし、他の構成が設けられてもよい。

【0058】

操作機構５４は、把持部９１と操作駆動機構９３を有している。

【0059】

把持部９１は、処置具操作部４１をシャフト３２の長手方向に延びる回転軸Ａ１まわりに回転可能に且つシャフト３２に対して長手方向Ｌ１に移動可能に把持する部分である。
また、把持部９１は、ハウジング５１に支持された駆動軸９４まわりを回転（揺動）可能なように支持されている。

【0060】

把持位置Ｂ１は、インストゥルメント４ｂが把持機構３０に結合された状態における把持部９１の位置である。また、把持解除位置Ｂ２は、インストゥルメント４ｂと把持機構３０との結合が解除されている状態における把持部９１の位置であり、インストゥルメント４ｂの取り替え時における把持部９１の位置でもある。把持解除位置Ｂ２において、把持部９１は、処置具操作部４１を把持していない。

【0061】

なお、本構成例では、特に説明しない限り、把持機構３０にインストゥルメント４ｂが取り付けられた状態を基準として説明する。すなわち、本構成例では、特に説明しない限り、把持部９１が保持位置Ｂ１において処置具操作部４１を把持している状態を基準として説明する。

【0062】

図７に示すように、把持部９１は、駆動軸９４の径方向Ｒ１の先端側が開放されている。把持部９１は、開口側において、処置具操作部４１を収容可能な程度の大きさに形成された空間を形成している。把持部９１の開口側の内側面は、駆動軸９４側から開口側に向けて（駆動軸９４の径方向に沿って）直線状に形成されている。これにより、処置具操作部４１は、把持部９１内を、駆動軸９４の径方向Ｒ１に沿って把持部９１に対して変位可能である。すなわち、把持部９１は、処置具操作部４１を、駆動軸９４の径方向Ｒ１に相対変位可能に把持している。

【0063】

把持部９１の開口側の底部には、処置具操作部４１が通過するための長孔部１０１が形成されている。長孔部１０１は、駆動軸９４の径方向Ｒ１に沿って延び、球状の処置具操作部４１を受ける部分はテーパ状に形成されていることが好ましい。これにより、球状の処置具操作部４１が安定した姿勢で把持部９１に把持される。

【0064】

本構成例では、処置具操作部４１と把持部９１との間の隙間を詰めるためのアダプタ１０３が設けられている。アダプタ１０３は、たとえば、ゴムなどの弾性部材を用いて形成されている。なお、アダプタとして、把持部９１の内側面に弾性部材を取り付けるようにしてもよい。ただし、アダプタ１０３が用いられることなく、処置操作部４１が直接把持部９１と接触するように構成されていてもよい。

【0065】

把持部９１はまた、付勢部材１０８を受けるように構成されている。付勢部材１０８は、把持部９１を保持位置Ｂ１から把持解除位置Ｂ２へ向かう方向へ付勢するための部材である。本構成例では、付勢部材１０８は、コイルばねであるけれども、ゴムなどの他の弾性部材で形成されていてもよい。

【0066】

付勢部材１０８は、把持部９１が把持解除位置Ｂ２（図１１）に位置しているときに、自由状態（外力を付与されていない状態）となり、把持部９１への付勢力の付与が解除されている。一方、把持部９１が把持解除位置Ｂ２から把持位置Ｂ１側に変位することで、各付勢部材１０８は圧縮される。これにより、付勢部材１０８は、把持部９１に弾性反発力を付勢力として付与する。上記の構成を有する駆動軸９４および把持部９１は、操作駆動機構９３によって回転駆動される。

【0067】

操作駆動機構９３は、歯車機構などの減速機構を介して把持部９１及び駆動軸９４に駆動力を与える第２アクチュエータ１１２と、第２エンコーダ１１３と、を有している。

【0068】

第２アクチュエータ１１２は、本構成例では、電動モータであるが、駆動軸９４を回転可能なものであればよく、具体的な構成は限定されない。

【0069】

第２エンコーダ１１３は、位置検出器として第２アクチュエータ１１２に付設されている。位置検出器として、エンコーダではなく、レゾルバやポテンショメータを用いても構わない。

【0070】

上記の構成により、第２アクチュエータ１１２の出力軸の回転によって駆動軸９４が回転され、駆動軸９４とともに、把持部９１が回転する。

【0071】

上記の第１アクチュエータ８３および第２アクチュエータ１１２は、コントローラ６（図１）と電気的に接続されている。そして、操作装置２に入力された動作指令に基づいて、コントローラ６に、回転軸Ａ１まわりのインストゥルメント４ｂの処置具３４の位置、および、処置具３４の開閉度合いを示す処置具操作指令が入力される。コントローラ６は、処置具操作指令と第１および第２エンコーダ８４，１１３で検出された回転角とに基づいて各第１および第２アクチュエータ８３，１１２をサーボ制御することで、処置具３４を、処置具操作指令と対応する位置および開閉度合いに到達するように制御する。

【0072】

次に、把持機構３０における、インストゥルメント４ｂの着脱動作を説明する。

【0073】

図６、図１０および図１１を参照して、把持機構３０にインストゥルメント４ｂが取り付けられていないとき、把持部９１は、付勢部材１０８によって、把持解除位置Ｂ２に保持されている。

【0074】

この状態から、インストゥルメント４ｂがカバー５６を通って内カバー６１の先端部から把持機構３０内に真っ直ぐに挿入されると、インストゥルメント４ｂの処置具操作部４１は、把持部９１に開放側から収容される。そして、インストゥルメント４ｂが長手方向Ｌ１に沿ってさらに挿入されると、処置具操作部４１は、付勢部材１０８の付勢力に抗して把持部９１を把持位置Ｂ１に向けて変位させる。

【0075】

また、インストゥルメント４ｂのシャフト３２が通過孔部５９に挿入されることで、シャフト３２が器具支持具５７に摩擦結合する。

【0076】

把持部９１が把持位置Ｂ１に到達すると、インストゥルメント４ｂのシャフト３２は、抜け止め機構８０にも連結され、ハウジング５１からの抜止がさらに確実にされる。また、把持部９１が処置具操作部４１を把持することで、処置具操作部４１を操作可能である。

【0077】

一方、インストゥルメント４ｂを把持機構３０から抜き取るときには、インストゥルメント４ｂが長手方向Ｌ１に沿って把持機構３０から抜けるように引っ張られる。シャフト３２が特定の力より大きい力で引っ張られると、抜け止め機構８０によるシャフト３２の抜け止めが解除され、そして、シャフト３２は、器具支持具５７との摩擦にも逆らって抜き取られる。
基本的な構成は以上の通りであるが、異なる種類、又は大きさのインストゥルメントを把持操作することが可能であり、以下の構成を備えていてもよい。

【0078】

器具支持具５７は、シャフトとの接触側をゴムなどの弾力性を持つ部材とすることで、ある程度のシャフトの大きさのバリエーションに適合するようにすることができる。または、直径が異なる寸法のシャフトを有するインストゥルメントに合わせて、器具支持ユニット５２を交換するようにしてもよい。この場合、インストゥルメント４ｂの寸法に合わせて、内カバー６１の孔部６３がシャフト３２を挿通できる大きさのものを採用したり、軸受６９、７７やギア７５の大きさ、器具支持具５７の形状が適宜インストゥルメント４ｂの大きさ形状に合うものを組み合わせて器具支持ユニット５２を形成するようにすればよい。ギア７５の大きさを変更することにより減速比も変更することができる。

【0079】

また、本実施例で示した構成は適宜構成・部品を変更・省略することが可能である。例えば、さらに、器具支持具５７によってシャフト３２を摩擦力や付勢によって十分に支持できていれば、抜け止め機構８０を省略することも可能である。その他、把持部９１の付勢方法や減速機の有無なども、適宜変更することが可能である。

【0080】

インストゥルメント４ｂのシャフト３２が通過するカバー５６の先端部の円筒部の開口大きさ（内径）を調節可能な構成としてもよい。例えば、図１２Ａ〜図１２Ｂに示す開口調節機構４５を、カバー５６の先端部に設けてもよい。開口調節機構４５は、当該開口調節機構４５の先端のスリーブを回転させることで、複数の爪の迫り出す量が変更されるように構成されている。

【0081】

若しくは、カバー５６のうちインストゥルメント４ｂのシャフト３２が通過する先端部の円筒部をカバー５６の他の部分に対して着脱可能に構成するとともに、直径が異なる円筒部を複数種類用意してもよい。または、カバー５６のうちインストゥルメント４ｂのシャフト３２が通過する先端部の円筒部の直径が異なるカバー５６を複数種類用意し、装着されるインストゥルメントの大きさ（直径）に適したカバー５６をハウジング本体５５に装着してもよい。さらに、カバー５６は防護及び外観の点で有利ではあるが、これらを犠牲にして省略することも可能である。それに伴い、ボールプランジャ７２も省略することもできる。

【0082】

また、取り付けられるインストゥルメント４ｂの種類によって、シャフト３２に対する処置具操作部４１の可動量（ストローク）は、異なる。よって、把持部９１に処置具操作部４１が取り付けられた状態で、一旦第２アクチュエータ１１２を駆動することにより、第２エンコーダ１１３によって上記のストロークを計測し、モーションレート（操作入力部５による操作量に対するアクチュエータ１１２の駆動量）を設定するようにしてもよい。

【0083】

以上説明したように、本構成例によると、把持部９１は、処置具操作部４１を、シャフト３２の長手方向Ｌ１に延びる回転軸Ａ１まわりに回転可能に且つシャフト３２に対して長手方向Ｌ１に移動可能に把持する。この構成であれば、インストゥルメント４ｂが例えば手技での手術に用いられるような汎用的なものであっても、処置具が回転及び開閉操作可能な状態でインストゥルメント４ｂをロボットに把持させ、遠隔操作をすることができる。

【0084】

また、本構成例において、把持部９１の一構成例として、把持部９１の開口部の底部には、長孔部１０１が形成されていてもよい。

【0085】

また、本構成例において、処置具３４と、処置具操作部４１は、シャフト３２の内部を挿通するロッド３５によって連結されている。この構成によると、処置具３４への操作の伝達が確実である。

【0086】

また、本構成例によると、把持部９１による前記処置具操作部４１の把持状態において、ロッド３５のうち中間部よりも細く形成された基端部が、把持部９１の開口部の底部である長孔部１０１を通過するようにしている。

【0087】

また、本構成例によると、把持部９１による処置具操作部４１の把持状態において、器具支持具５７がシャフト３２を、長手方向Ｌ１に延びる軸Ａ１まわりに回転可能に支持している。この構成によると、シャフト３２を回転可能に支持する機能を器具支持具５７が受け持つとともに、処置具操作部４１を操作する機能を把持部９１が受け持つこととなる。

【0088】

また、本構成例においては、把持部９１は、駆動軸９４まわりに回転可能なように、駆動軸９４に支持されている。この構成によると、把持部９１を駆動軸９４回りに回転させる簡易な構成で、把持部９１に対する処置操作部４１の着脱動作を実現できる。

【0089】

また、本構成例によると、把持部９１の開口部がシャフト３２の先端部側に向かう態様で、把持部９１が駆動軸９４まわりを回転することで、把持部９１は、把持位置Ｂ１から把持解除位置Ｂ２に到達する。この構成によると、インストゥルメント４ｂが引っ張られることで、インストゥルメント４ｂを把持機構３０の把持部９１から取り外すことができる。このような、把持機構３０に対するインストゥルメント４ｂの簡易な動作で、インストゥルメント４ｂを把持機構３０に対して着脱できる。

【0090】

また、本構成例によると、把持部９１を把持位置Ｂ１から把持解除位置Ｂ２へ向かう方向へ付勢するための付勢部材１０８が設けられている。この構成によると、把持機構３０にインストゥルメント４ｂが取り付けられていない状態において、把持部９１を把持解除位置Ｂ２に配置できる。このような構成であれば、インストゥルメント４ｂの処置具操作部４１を把持機構３０に向けて押し込む動作が行われることで、把持部９１は、処置具操作部４１から力を受けて把持解除位置Ｂ２から把持位置Ｂ１に変位できる。このように、インストゥルメント４ｂを把持機構３０内に向けて押し込む簡易な動作で、処置具操作部４１を把持機構３０に取り付けることができる。

【0091】

また、本構成例によると、アダプタ１０３によって、処置具操作部４１と把持部９１との間の隙間が詰められている。この構成によると、把持部９１と処置具操作部４１との間に隙間が生じることによる異音の発生を抑制できる。また、操作時における把持部９１と処置具操作部４１との間の摩擦などを調整することができる。

【0092】

また、本構成例によると、抜け止め機構８０は、シャフト３２との間に長手方向Ｌ１に特定値以上の力が作用したときにシャフト３２との連結を解除するように構成されている。この構成によると、インストゥルメント４ｂの把持をより確実に行うことができ、インストゥルメント４ｂの把持機構３０からの離脱を防止することができる。

【0093】

また、本構成例においては、第１アクチュエータ８３によって、シャフト３２を回転軸Ａ１まわりに回転させる。

【0094】

また、本構成例においては、ハウジング本体５５にカバー５６を設ける構成であるので、シャフト３２の防護をより確実にすることができる。

【0095】

また、本構成例においては、操作駆動機構９３の第２アクチュエータ１１２によって把持部９１を駆動することで、処置具操作部４１を長手方向Ｌ１に変位させている。

【0096】

［第２構成例］
次に、本発明の第２構成例を説明する。なお、以下では、第１構成例と異なる構成について主に説明し、第１構成例と同様の構成には、図に同一の符号を付して詳細な説明を省略する場合がある。

【0097】

図１３は、本発明の第２構成例に係る把持機構３０Ａの主要部の断面図であり、把持機構３０Ａを側方から見た状態を示している。図１４は、把持機構３０Ａの把持部９１Ａの開口端周辺の底面図である。図１５Ａ−Ｃは、インストゥルメント４ｂを着脱する様子を示す図であり、図１５Ａは把持部９１Ａが押し上げられている状態を示している。図１５Bは、処置具操作部４１が把持部９１Ａ内に進入した状態を示している。図１５Ｃは、処置具操作部４１が把持部９１Ａ内に進入した状態を示している。

【0098】

図１３および図１４を参照して、把持機構３０Ａが第１構成例の把持機構３０と異なっている点は、把持部９１Ａの構成と、付勢部材１０８Ａの構成である。把持部９１Ａは、把持部９１Ａの開口端がシャフト３２の先端部から遠ざかる方向（長手方向Ｌ１のうちシャフト３２の先端部から基端部へ向かう方向）に向けて駆動軸９４まわりを回転することで、把持位置Ｂ１から把持解除位置Ｂ２に到達するように構成されている。

【0099】

把持位置Ｂ１において、把持部９１Ａは、処置具操作部４１を把持している。把持解除位置Ｂ２は、インストゥルメント４ｂの取り替え時における把持部９１Ａの位置である。把持解除位置Ｂ２において、把持部９１Ａは、処置具操作部４１を把持していない。

【0100】

把持部９１Ａの開口側底部には、切欠部１１５が形成されている。切欠部１１５は、幅狭部１１７と幅広部１１６を有し、幅広部１１６が径方向Ｒ１に沿って開放側に配置されている。幅広部１１６は、幅方向Ｗ１における間隔が、処置操作部４１の直径よりも大きくされている。一方、幅狭部の幅方向Ｗ１における間隔は、処置操作部４１の直径未満であり、かつロッド３５の基端側の小径部の直径（ロッド３５のうち切欠部１１５を通過する部分の直径）より大きい。

【0101】

次に、本構成例における、インストゥルメント４ｂの着脱動作を説明する。

【0102】

図１３、図１４および図１５Ａ〜図１５Ｃを参照して、把持機構３０Ａにインストゥルメント４ｂが取り付けられていないとき、把持部９１Ａは、付勢部材１０８Ａによって、把持位置Ｂ１（図１５A）に保持されている。

【0103】

この状態から、インストゥルメント４ｂが把持機構３０Ａ内に真っ直ぐに挿入されると、インストゥルメント４ｂの処置具操作部４１は、把持部９１Ａの開口側底部を押す（図１５Ａ）。これにより、把持部９１Ａは、駆動軸９４まわりを回転することで把持解除位置Ｂ２へむけて変位する。そして、把持部９１Ａの開口端がさらに上方に進むと、処置具操作部４１は、把持部９１Ａの開口側底部における切欠部１１５の幅広部１１６に到達する。すると球状の処置操作部４１は、把持部９１Ａの内部にはまり込む（図１５Ｂ）。

【0104】

この状態で、シャフト３２を下方に引っ張ると、ロッド３５の小径部が、把持部９１Ａの開口側底部における切欠部１１５の幅狭部１１７に挿入される形になり（図１５Ｃ）、処置具操作部４１は把持部９１Ａに把持されて、把持位置Ｂ１に到達する（図１３）。

【0105】

把持部９１Ａが把持位置Ｂ１に到達すると、インストゥルメント４ｂのシャフト３２は、抜け止め機構８０に連結されることでハウジング５１から抜けることは防止される。

【0106】

一方、インストゥルメント４ｂを把持機構３０Ａから抜き取るときには、インストゥルメント４ｂがハウジング５１の奥側に押し込まれることで、把持部９１Ａが駆動軸９４まわりを回転して把持解除位置Ｂ２へむけて変位する（図１５Ｃ）。そして、把持部９１Ａがさらに上方に進むと、処置具操作部４１は、把持部９１の開口側底部における切欠部１１５の幅広部１１６に到達する（図１５Ｂ）。次に、インストゥルメント４ｂが勢いよく把持機構３０Ａから引き抜かれることで、処置具操作部４１は、切欠部１１５の幅広部１１６を通して把持部９１Ａから外れる（図１５Ａ）。このとき、第２アクチュエータ１１２により把持部９１Ａを把持解除位置Ｂ２に保持するように駆動しておくことが好ましい。

【0107】

以上説明したように、本第２構成例によると、把持部９１Ａは、処置具操作部４１を、回転軸Ａ１まわりに回転可能に且つシャフト３２に対して長手方向Ｌ１に移動可能に把持する。この構成においても、インストゥルメント４ｂが例えば手技での手術に用いられるような汎用的なものであっても、処置具が回転及び開閉操作可能な状態でインストゥルメント４ｂをロボットに把持させ、遠隔操作をすることができる。

【0108】

［第３構成例］
次に、本発明の第３構成例を説明する。なお、以下では、第１及び第２の構成例と異なる構成について主に説明し、第１及び第２の構成例と同様の構成には、図に同一の符号を付して詳細な説明を省略する場合がある。

【0109】

図１６は、本発明の第３構成例に係る把持機構３０Ｂの主要部の断面図であり、把持機構３０Ｂを側方から見た状態を示している。図１７は、インストゥルメント４ｂが着脱される様子を示す把持機構３０Ｂの主要部の断面図であり、把持機構３０Ｂを側方から見た状態を示している。

【0110】

図１６および図１７を参照して、第３構成例では、第１構成例及び第２構成例の操作機構５４に代えて、操作機構５４Ｂが設けられている。

【0111】

操作機構５４Ｂは、把持部９１Ｂと、把持部９１Ｂを支持するとともに把持部９１Ｂを駆動する操作駆動機構９３Ｂと、を有している。

【0112】

把持部９１Ｂは、処置具操作部４１をシャフト３２の長手方向に延びる回転軸Ａ１まわりに回転可能に且つシャフト３２に対して長手方向Ｌ１に移動可能に把持するための部材である。この把持部９１Ｂは、処置具操作部４１とは回転軸Ａ１まわりに相対回転可能に且つ長手方向Ｌ１に一体的に変位可能に連結される。

【0113】

把持部９１Ｂは、ケース内に収容された一対のボールプランジャを含んでいる。各ボールプランジャは、コイルばねまたはゴムなどの弾性部材と、この弾性部材によって処置具操作部４１側に加圧されるボールとを有している。

【0114】

一対のボールプランジャは、インストゥルメント４ｂの処置具操作部４１の形状に合わせて、処置具操作部４１との接触位置を調整できるので、異なる種類、および、異なる太さの処置具操作部４１を装着できる。ただし、把持部９１Ｂは、ボールプランジャに限定されず、コイルばねまたはゴムなどの弾性部材のみが設けられてもよいし、他の構成が設けられてもよい。

【0115】

操作駆動機構９３Ｂは、運動変換機構１２７と、第２アクチュエータ１１２と、第２エンコーダ１１３と、を有している。

【0116】

運動変換機構１２７は、回転運動と直進運動とを変換するために設けられている。本第３構成例では、運動変換機構１２７は、ラックアンドピニオン機構であり、把持部９１Ｂに取り付けられているとともにハウジング本体５５にスライド可能に支持されたラックと、第２アクチュエータ１１２の出力軸に連結されラックに噛み合うピニオンとを有している。第２アクチュエータ１１２の出力軸の回転は、運動変換機構１２７によって、把持部９１Ｂの直線運動に変換される。これにより、処置具操作部４１が長手方向Ｌ１に変位し、処置具３４が操作される。

【0117】

以上説明したように、本第３構成例によると、把持部９１Ｂは、処置具操作部４１を、回転軸Ａ１まわりに回転可能に且つシャフト３２に対して長手方向Ｌ１に移動可能に把持する。この構成であれば、インストゥルメント４ｂが例えば手技での手術に用いられるような汎用的なものであっても、処置具が回転及び開閉操作可能な状態でインストゥルメント４ｂをロボットに把持させ、遠隔操作をすることができる。

【0118】

以上、本発明の構成例について説明したけれども、本発明は上述の構成例に限られず、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能である。たとえば、以下のような変更が行われてもよい。

【0119】

（１）上述の構成例では、インストゥルメント４ｂがグラスパである形態を例に説明した。しかしながら、本発明の把持機構は、異なる種類、および、異なる太さのインストゥルメントを取り付け可能であることは、前述した通り、他のインストゥルメントとして、図１８に示すインストゥルメント４ｄが用いられてもよい。

【0120】

インストゥルメント４ｄがインストゥルメント４ｂと異なっている点は、主に、処置具３４Ｄの構成と、シャフト３２Ｄの太さおよびロッド３５Ｄの太さである。

【0121】

本構成例では、インストゥルメント４ｄは、シザーズであり、主に処置対象Ｐの体組織を切開するために用いられる。インストゥルメント４ｄは、モノポーラ式であってもよい。

【0122】

インストゥルメント４ｄはインサート３１Ｄと、シャフト３２Ｄと、インサートエンド部３３Ｄと、処置具３４Ｄとにより構成され、インサート３１Ｄがシャフト３２Ｄに挿入され、連結されて使用される。

【0123】

シャフト３２Ｄの外径は、インストゥルメント４ｂのシャフト３２の外径よりも太い。ロッド３５Ｄの外径は、インストゥルメント４ｂのロッド３５の外径よりも太い。インサートエンド部３３Ｄの外径は、インストゥルメント４ｂのインサートエンド部３３の外径よりも太い。

【0124】

処置具３４Ｄは、本構成例では、一対の細長い形状の刃３７Ｄ，３８Ｄを含んでいる。刃３７Ｄの基端部には、インサートエンド部３３Ｄに設けられた軸受部に連結される支点部３７ａＤと、リンケージ部３６Ｄに設けられた駆動軸に連結される作用点部３７ｃＤと、が形成されている。インサート３１Ｄ（リンケージ部３６Ｄ）が長手方向Ｌ１に変位することで、刃３７Ｄが、支点部３７ａＤ回りを揺動する。

【0125】

刃３８Ｄは、刃３７Ｄと同様の構成を有しており、刃３７Ｄと連動して動作する。刃３８Ｄの基端部には、インサートエンド部３３Ｄに設けられた軸受部に連結される支点部３８ａＤと、リンケージ部３６に設けられた駆動軸に連結される作用点部３８ｃＤと、が形成されている。インサート３１Ｄ（リンケージ部３６Ｄ）が長手方向Ｌ１に変位することで、ジョウ３８が、支点部３８ａＤ回りを揺動する。

【0126】

本構成例では、球状の処置具操作部４１Ｄは、把持機構３０，３０Ａ，３０Ｂの把持部９１，９１Ａ，９１Ｂによって把持される。

【0127】

インストゥルメント４ｂに代えてインストゥルメント４ｄが用いられる場合でも、処置具操作部４１Ｄは、把持部９１，９１Ａ，９１Ｂに把持される。すなわち、把持機構３０，３０Ａ，３１Ｂによる、複数種類のインストゥルメント４ｂ，４ｄの把持が可能である。

【0128】

（２）また、インストゥルメント４ｂに代えて、フックなどの単一のエンドエフェクタを含むインストゥルメントが用いられてもよい。図１９は、単一のエンドエフェクタを含むインストゥルメント４ｅの一例を示す側面図である。図１９では、インストゥルメント４ｅの一部を省略して示している。本構成例では、インストゥルメント４ｅは、フックであり、主に処置対象Ｐの体組織の一部を引き上げる動作を行うために用いられる。インストゥルメント４ｅは、モノポーラ式であってもよい。

【0129】

インストゥルメント４ｅの構成がインストゥルメント４ｂの構成と異なっている点は、処置具３４Ｅの構成である。具体的には、インストゥルメント４ｅは、インサート３１と、シャフト３２と、インサートエンド部３３と、処置具３４Ｅとにより構成され、インサート３１がシャフト３２に挿入され、連結されて使用される。

【0130】

処置具３４Ｅは、本構成例では、一つのフック３７Ｅを含んでいる。フック３７Ｅの基端部には、インサートエンド部３３に設けられた軸受部に連結される支点部３７ａＥと、リンケージ部３６に設けられた駆動軸に連結される作用点部３７ｃＥと、が形成されている。インサート３１（リンケージ部３６）が長手方向Ｌ１に変位することで、フック３７Ｅが、支点部３７ａＥ回りを揺動する。

【0131】

（３）なお、フック３７Ｅに代えて、図２０に示すように、スパチュラ３７Ｆが設けられてもよい。スパチュラ３７Ｆの基端部には、支点部３７ａＦと、円弧孔３７ｂＦと、作用点部３７ｃＦと、が形成されている。インサート３１（リンケージ部３６）が長手方向Ｌ１に変位することで、スパチュラ３７Ｆが、支点部３７ａＦ回りを揺動する。

【0132】

（４）上述のインストゥルメント４ｂ，４ｄ，４ｅの処置具操作部４１は、球状に形成されていた。しかしながら、この構成に限定されない。たとえば、処置具操作部４１に代えて、図２１に示すように、球形状以外の形状に形成された処置具操作部４１Ｃが用いられてもよい。処置具操作部４１Ｃが、対応する把持部９１，９１Ａ，９１Ｂに受けられる。図２１に示す例の場合、処置具操作部４１Ｃは、立方体状に形成されている。処置具操作部４１Ｃの形状としては、他に、多角柱状、円柱状、多面体状を挙げることができる。また、処置具操作部４１Ｃは、把持部９１，９１Ａ，９１Ｂによって回転可能に支持されることが可能な他の形状であってもよい。

【0133】

（５）また、上述の構成例では、インストゥルメント４ｂが、金属軸であるロッド３５，３５Ｄを用いて形成される形態を説明した。しかしながら、この通りでなくてもよい。たとえば、可撓性を有するワイヤーによって処置具操作部と処置具とが連結されたインストゥルメントが、把持機構３０，３０Ａ，３０Ｂに取り付けられてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0134】

本発明は、マニピュレータアーム、患者側システム、および、外科手術システムとして、広く適用することができる。

【符号の説明】

【0135】

４ａ，４ｂ，４ｄ，４ｅ インストゥルメント（医療用器具）
３０，３０Ａ，３０Ｂ 医療用器具把持機構
３２，３２Ｄ シャフト
３４，３４Ｄ，３４Ｅ，３４Ｆ 処置具
３５，３５Ｄ ロッド
４１，４１Ｃ，４１Ｄ 処置具操作部
５１ ハウジング
５７ 器具支持具
５５ ハウジング本体
５６ カバー
８０ 抜け止め機構
８３ 第１アクチュエータ
９１，９１Ａ，９１Ｂ 把持部
９４ 駆動軸
１０１ 長孔部
１０３ アダプタ
１０８，１０８Ａ 付勢部材
１１２ 第２アクチュエータ
１１５ 切欠部
Ａ１ 長手方向に延びる軸
Ｂ１ 把持位置
Ｂ２ 把持解除位置
Ｌ１ 長手方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12A】

【図12B】

【図13】

【図14】

【図15A】

【図15B】

【図15C】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】