特許 6653044 手術器具および手術システム

(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】6653044

(24)【登録日】2020年1月28日

(45)【発行日】2020年2月26日

(54)【発明の名称】手術器具および手術システム

(51)【国際特許分類】

   A61B 34/30 20160101AFI20200217BHJP

【ＦＩ】

   A61B34/30

【請求項の数】13

【全頁数】25

(21)【出願番号】特願2019-507010(P2019-507010)

(86)(22)【出願日】2018年3月23日

(86)【国際出願番号】JP2018011612

(87)【国際公開番号】WO2018174226

(87)【国際公開日】20180927

【審査請求日】2019年2月14日

(31)【優先権主張番号】特願2017-59891(P2017-59891)

(32)【優先日】2017年3月24日

(33)【優先権主張国】JP

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２８年度、国立研究開発法人日本医療研究開発機構、「未来医療を実現する医療機器・システム研究開発事業フレキシブル内視鏡手術ロボット」「未来医療を実現する先端医療機器・システムの研究開発／先端医療機器の開発／高い安全性と更なる低侵襲化及び高難度治療を可能にする軟性内視鏡手術システムの研究開発」委託研究開発、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願

(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】伊藤 哲嗣

(72)【発明者】

【氏名】菅 和俊

【審査官】 山口 賢一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−０２４００７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−０００４３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０６１３６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００８／１３６１６０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１０−２５３１６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１６／１６１４４９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１３−２１５５０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１８３６９９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ３４／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンドエフェクタと、
前記エンドエフェクタを駆動するための細長要素と、
前記エンドエフェクタが設けられる先端側とは反対側に位置する基端部を含み、前記先端側において前記エンドエフェクタと連結されるシャフトと、
前記シャフトを介して導かれた前記細長要素によって前記エンドエフェクタを駆動するために、前記細長要素が巻かれる駆動プーリと、
前記細長要素にかかるテンションを調整する張力調整機構と、
駆動源の駆動により生じる力を伝達する伝達部材と係合し、かつ前記伝達部材から伝達された力を受けて前記駆動プーリを回転させる被伝達部材と、を備え、
前記被伝達部材は、前記伝達部材および前記駆動源を含む駆動装置の前記伝達部材に対して着脱可能に構成され、
前記張力調整機構は、
前記シャフトの前記基端部と前記駆動プーリとの間において前記細長要素をガイドするガイドプーリと、
前記細長要素にテンションをかけるテンションプーリと、を含み、
前記テンションプーリは、前記シャフトの前記基端部と前記ガイドプーリとの間において前記細長要素を付勢するように配置される、手術器具。

【請求項2】

前記細長要素は、前記ガイドプーリとの接触部分において曲がり、
前記細長要素の曲がり部分の角度は、９０度より大きい、請求項１に記載の手術器具。

【請求項3】

前記テンションプーリは、前記ガイドプーリを中心とする円の周方向に移動可能に設けられる、請求項１または請求項２に記載の手術器具。

【請求項4】

前記細長要素は、前記エンドエフェクタと前記駆動プーリとの間において第１部分および第２部分を含み、
前記テンションプーリは、前記細長要素の前記第１部分にテンションをかける第１テンションプーリと、前記細長要素の前記第２部分にテンションをかける第２テンションプーリとを含み、
前記ガイドプーリは、前記第１テンションプーリと前記駆動プーリとの間に設けられる第１ガイドプーリと、前記第２テンションプーリと前記駆動プーリとの間に設けられる第２ガイドプーリとを含む、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の手術器具。

【請求項5】

前記エンドエフェクタは、第１ジョーおよび第２ジョーを含み、
前記細長要素は、前記第１ジョーと前記駆動プーリとの間において第１部分および第２部分を含み、
前記テンションプーリは、前記細長要素の前記第１部分にテンションをかける第１テンションプーリと、前記細長要素の前記第２部分にテンションをかける第２テンションプーリとを含み、
前記ガイドプーリは、前記第１テンションプーリと前記駆動プーリとの間に設けられる第１ガイドプーリと、前記第２テンションプーリと前記駆動プーリとの間に設けられる第２ガイドプーリとを含み、
前記手術器具は、さらに、
第２駆動プーリと、
前記第２ジョーと前記第２駆動プーリとの間において第３部分および第４部分を含む第２細長要素と、
前記第２細長要素の前記第３部分にテンションをかける第３テンションプーリと、
前記第２細長要素の前記第４部分にテンションをかける第４テンションプーリと、
前記第２テンションプーリと前記第２駆動プーリとの間に設けられる第３ガイドプーリと、
前記第３テンションプーリと前記第２駆動プーリとの間に設けられる第４ガイドプーリとを備える、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の手術器具。

【請求項6】

前記エンドエフェクタは、多関節部を介して前記シャフトと連結され、
前記多関節部は、前記多関節部に固定された第３細長要素を第３駆動プーリによって駆動することにより屈曲し、
前記手術器具は、さらに、
前記第３細長要素をガイドする第５ガイドプーリと、
前記シャフトの前記基端部と前記第５ガイドプーリとの間において前記第３細長要素にテンションをかける第５テンションプーリとを備える、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の手術器具。

【請求項7】

前記ガイドプーリと前記駆動プーリとの間における前記細長要素は、前記基端部の長手方向と平行な方向に延びる、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の手術器具。

【請求項8】

前記エンドエフェクタは、
ジョーと、
前記ジョーを支持する手首部とを含み、
前記手首部は、前記手首部の長手方向に延びる軸を中心に回転し、
前記ジョーの動作に用いられる前記細長要素をガイドする前記ガイドプーリおよび前記テンションプーリは、前記手首部の回転に連動して、前記基端部の長手方向に延びる軸を中心に回転するように構成されている、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の手術器具。

【請求項9】

前記ジョーの動作に用いられる前記細長要素が巻かれる前記駆動プーリは、前記基端部の長手方向に延びる前記軸を中心に回転する基体に設けられている、請求項８に記載の手術器具。

【請求項10】

前記シャフトは可撓性を有する、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の手術器具。

【請求項11】

前記被伝達部材は歯車である、請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の手術器具。

【請求項12】

前記伝達部材は歯車であり、
前記駆動源はモータである、請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の手術器具。

【請求項13】

手術器具と、
前記手術器具を駆動するための駆動源および前記駆動源の駆動により生じる力を伝達する伝達部材を含む駆動装置と、
前記手術器具を遠隔操作するための操作部と、を備え、
前記手術器具は、
エンドエフェクタと、
前記エンドエフェクタを駆動するための細長要素と、
前記エンドエフェクタが設けられる先端側とは反対側に位置する基端部を含み、前記先端側において前記エンドエフェクタと連結されるシャフトと、
前記シャフトを介して導かれた前記細長要素によって前記エンドエフェクタを駆動するために、前記細長要素が巻かれる駆動プーリと、
前記細長要素にかかるテンションを調整する張力調整機構と、
前記伝達部材と係合し、かつ前記伝達部材から伝達された力を受けて前記駆動プーリを回転させる被伝達部材と、を備え、
前記被伝達部材は、前記伝達部材に対して着脱可能に構成され、
前記張力調整機構は、
前記シャフトの前記基端部と前記駆動プーリとの間において前記細長要素をガイドするガイドプーリと、
前記細長要素にテンションをかけるテンションプーリと、を含み、
前記テンションプーリは、前記シャフトの前記基端部と前記ガイドプーリとの間において前記細長要素を付勢するように配置される、手術システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エンドエフェクタを駆動するための細長要素の張力調整機構、ならびに張力調整機構を備える手術器具および手術システムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、内視鏡手術などの分野においてロボット手術システムが用いられている。ロボット手術システムにおいて用いられる医療用処置具では、たとえば、ジョーなどを有するエンドエフェクタにワイヤ等の細長要素を係合させる。そして、歯車などで構成された駆動機構の駆動により細長要素の引き込み、または送り出しを行うことにより、エンドエフェクタを駆動させる。

【0003】

また、このような細長要素は、テンションがかかる状態が長く続くなどの理由により、弛み、または、たるみが生じることがある。このため、バネなどを用いて細長要素のテンションを調整することのできる医療用処置具が開発されている。

【0004】

たとえば、特許文献１（特表２０１２−５０４０１６号公報）および特許文献２（特開２０１３−１０３０７４号公報）には、細長要素の一部を、バネなどを介してハウジングに取り付けることにより、細長要素のテンションを調整する医療用処置具が開示されている。

【0005】

また、特許文献３（特開２０１６−０１６２４２号公報）には、細長要素が巻かれた２つのプーリを、バネなどを介して連結することにより、細長要素のテンションを調整する医療用処置具が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特表２０１２−５０４０１６号公報

【特許文献2】特開２０１３−１０３０７４号公報

【特許文献3】特開２０１６−０１６２４２号公報

【特許文献4】国際公開第２０１７／００６３７４号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ところで、駆動機構において、細長要素のテンションを調整するための張力調整機構を設ける場合、バネなどの部品が必要となり、駆動機構における部品点数が増加するため、駆動機構が大型化するという問題があった。また、エンドエフェクタの自由度が増加すると駆動機構の構成が複雑となり、張力調整機構の搭載および駆動機構の小型化がさらに困難となる。

【0008】

この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、エンドエフェクタを駆動する細長要素のテンションを調整することのできる小型の張力調整機構を備える手術器具および手術システムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記目的を達成するための本発明のある局面に係る手術器具は、エンドエフェクタと、前記エンドエフェクタを駆動するための細長要素と、前記エンドエフェクタが設けられる先端側とは反対側に位置する基端部を含み、前記先端側において前記エンドエフェクタと連結されるシャフトと、前記シャフトを介して導かれた前記細長要素によって前記エンドエフェクタを駆動するために、前記細長要素が巻かれる駆動プーリと、前記細長要素にかかるテンションを調整する張力調整機構と、駆動源の駆動により生じる力を伝達する伝達部材と係合し、かつ前記伝達部材から伝達された力を受けて前記駆動プーリを回転させる被伝達部材と、を備え、前記被伝達部材は、前記伝達部材および前記駆動源を含む駆動装置の前記伝達部材に対して着脱可能に構成され、前記張力調整機構は、前記シャフトの前記基端部と前記駆動プーリとの間において前記細長要素をガイドするガイドプーリと、前記細長要素にテンションをかけるテンションプーリと、を含み、前記テンションプーリは、前記シャフトの前記基端部と前記ガイドプーリとの間において前記細長要素を付勢するように配置される。

【0010】

上記目的を達成するための本発明のある局面に係る手術システムは、手術器具と、前記手術器具を駆動するための駆動源および前記駆動源の駆動により生じる力を伝達する伝達部材を含む駆動装置と、前記手術器具を遠隔操作するための操作部と、を備え、前記手術器具は、エンドエフェクタと、前記エンドエフェクタを駆動するための細長要素と、前記エンドエフェクタが設けられる先端側とは反対側に位置する基端部を含み、前記先端側において前記エンドエフェクタと連結されるシャフトと、前記シャフトを介して導かれた前記細長要素によって前記エンドエフェクタを駆動するために、前記細長要素が巻かれる駆動プーリと、前記細長要素にかかるテンションを調整する張力調整機構と、前記伝達部材と係合し、かつ前記伝達部材から伝達された力を受けて前記駆動プーリを回転させる被伝達部材と、を備え、前記被伝達部材は、前記伝達部材に対して着脱可能に構成され、前記張力調整機構は、前記シャフトの前記基端部と前記駆動プーリとの間において前記細長要素をガイドするガイドプーリと、前記細長要素にテンションをかけるテンションプーリと、を含み、前記テンションプーリは、前記シャフトの前記基端部と前記ガイドプーリとの間において前記細長要素を付勢するように配置される。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、エンドエフェクタを駆動する細長要素のテンションを調整することのできる小型の張力調整機構を備える手術器具および手術システムを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の実施の形態に係る手術システムの構成を示す図である。

【図2】本発明の実施の形態に係る医療用処置具の構成を示す斜視図である。

【図3】集束管の内部に案内管が挿入されている状態を示す斜視図である。

【図4】図３におけるＩＶ−ＩＶ線に沿った断面を示す断面斜視図である。

【図5】本発明の実施の形態に係る案内管の構成を示す斜視図である。

【図6】図５におけるＶＩ−ＶＩ線に沿った断面を示す断面図である。

【図7】本発明の実施の形態に係る手術器具の概略構成を示す図である。

【図8】図７に示す手術器具駆動機構の構成（インターフェース離脱状態）を示す図である。

【図9】図７に示す手術器具駆動機構の構成（インターフェース装着状態）を示す図である。

【図10】図７に示す手術器具における先端部の構成を示す図である。

【図11】図１０に示す手首部の構成を示す図である。

【図12】本発明の実施の形態に係る手術器具駆動機構におけるインターフェースの構成を示す斜視図である。

【図13】図１２に示すインターフェースの構成を示す平面図である。

【図14】図１２に示すインターフェースの構成を示す側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

＜手術システム＞
図１は、本発明の実施の形態に係る手術システムの構成を示す図である。

【0015】

図１を参照して、手術システム２０１は、医療用処置具１０１と、制御器４と、操作部５とを備える。術者Ｗが、医療用処置具１０１を遠隔操作することにより、内視鏡手術などを行うことができる。

【0016】

医療用処置具１０１は、たとえば、１または複数の手術器具１と、１または複数の内視鏡８と、手術器具１および内視鏡８の先端が挿入される１または複数の案内管１１と、１または複数の案内管１１が挿入される集束管１２とを含む。手術器具１および内視鏡８は、たとえば治療台７に取り付けられた支持台６に支持される。

【0017】

手術器具１、内視鏡８、案内管１１および操作部５は、制御器４に電気的に接続される。操作部５は、術者Ｗにより操作されると、制御器４を介して手術器具１、内視鏡８および案内管１１に動作指令を与える。これにより、術者Ｗは、手術器具１、内視鏡８および案内管１１を遠隔操作することができる。

【0018】

＜医療用処置具＞
図２は、本発明の実施の形態に係る医療用処置具の構成を示す斜視図である。図２では、医療用処置具１０１の一部が患者の体内に挿入された状態であって、医療用処置具１０１を透視した状態を示している。患者の体表を二点鎖線で示し、患者の体表に形成された切開部Ｘを実線で示している。

【0019】

図２を参照して、手術器具１は、細長に形成された可撓性シャフト２と、可撓性シャフト２の先端に設けられた先端部２０とを有する。図２では、可撓性シャフト２の一部および先端部２０は、案内管１１を挿通し、案内管１１から露出している。

【0020】

また、内視鏡８は、細長に形成された可撓性シャフト２と、可撓性シャフト２の先端に設けられたカメラ８１とを有する。図２では、可撓性シャフト２の一部およびカメラ８１は、案内管１１を挿通し、案内管１１から露出している。

【0021】

案内管１１は、たとえば、ポリプロピレン、塩化ビニル等の軟性プラスチックにより形成されている。また、案内管１１は、図示しないワイヤ部材と、ワイヤ部材を動作させる案内管屈曲調整機構１０３とを有する。

【0022】

案内管屈曲調整機構１０３は、たとえば、人手でワイヤ部材の引っ張り量を調整し、さらに、ねじ止めを行うことにより当該ワイヤ部材の動きを固定したり、ワイヤ部材が係合された図示しないモータおよび歯車を用いて電動でワイヤ部材の引っ張り量を調整したりする機構である。このように、ワイヤ部材の引っ張り量を調整することにより、案内管１１における屈曲部３１が屈曲する。

【0023】

集束管１２は、たとえば、ポリプロピレン、塩化ビニル等の軟性プラスチックにより形成されている。集束管１２は、その内径が案内管１１の外径よりも大きい筒形状であり、可撓性を有する。

【0024】

集束管１２は、たとえば腹腔鏡手術が行われる場合、患者の体表に形成された切開部Ｘから体腔へ挿入される。なお、集束管１２は、切開部Ｘから挿入される代わりに、口腔などの自然孔から患者の体内へ挿入されてもよい。すなわち、医療用処置具１０１は、腹腔鏡手術に限らず、自然開口部越経管腔的内視鏡手術などに用いられてもよい。

【0025】

また、集束管１２は、たとえば、自己の基端側、すなわち体表に挿入されない側の外壁を把持機構１０２により把持されることにより、位置および向きが固定される。

【0026】

腹腔鏡手術の場合、たとえば、集束管１２は、患者の体表に形成された切開部Ｘから体腔へ挿入されるため、口腔などの自然孔から挿入される場合と比較して、位置および向きが固定されにくい。このため、集束管１２を上記のように把持する把持機構１０２は、腹腔鏡手術に用いられる医療用処置具を把持する場合に特に有用である。

【0027】

図３は、集束管の内部に案内管が挿入されている状態を示す斜視図である。図４は、図３におけるＩＶ−ＩＶ線に沿った断面を示す断面斜視図である。

【0028】

図３および図４を参照して、集束管１２は、案内管１１の挿入を案内する１または複数のガイド部２１を有する。ガイド部２１は、たとえば、集束管１２の内壁において集束管１２の軸方向に延設された蟻溝であって、図４に示すように、集束管１２の内周面から外周面へ向かう方向へ徐々に広がった略台形の断面形状を有する。

【0029】

なお、上述のとおり、集束管１２は可撓性を有し、適当な角度に屈曲させて体腔へ挿入することができる。

【0030】

図５は、本発明の実施の形態に係る案内管の構成を示す斜視図である。

【0031】

図５を参照して、案内管１１は、可撓性を有する軸部３０と、屈曲部３１と、案内管先端部３２と、案内管基端部３３とを含む。また、案内管１１は、軸部３０の外周面において、案内管１１の軸方向に断続的に延設された係合部３４を含む。

【0032】

図３および図４に示す集束管１２の内部に案内管１１が挿入された状態において、少なくとも屈曲部３１の一部および案内管先端部３２が集束管１２から露出する。

【0033】

図６は、図５におけるＶＩ−ＶＩ線に沿った断面を示す断面図である。

【0034】

図６を参照して、係合部３４は、たとえば、案内管１１の内周面から外周面へ向かう方向へ徐々に広がった略台形の断面形状を有する。

【0035】

係合部３４は、図３および図４に示す集束管１２の内部に案内管１１が挿入される際、集束管１２におけるガイド部２１に摺動可能に係合される。これにより、集束管１２の内部に案内管１１が挿入された状態において、医療用処置具１０１の位置または向きが変更された場合であっても、案内管１１と集束管１２との位置関係を保つことができる。

【0036】

また、上述のとおり、係合部３４が、案内管１１の軸方向に断続的に延設されている構成により、屈曲した集束管１２に対して案内管１１を容易に挿抜することができる。なお、係合部３４は、軸部３０の軸方向に連続的に設けられてもよい。

【0037】

また、図５に示すように、案内管１１を操作する操作要素として、ワイヤ部材５１ａ，５１ｂが設けられている。ワイヤ部材５１ａは、係合部３４の内部を挿通し、第１端側が案内管先端部３２に固定されている。また、ワイヤ部材５１ｂは、軸部３０の内部を挿通し、第１端側が案内管先端部３２に固定されている。そして、案内管屈曲調整機構１０３が、ワイヤ部材５１ａの第２端側、またはワイヤ部材５１ｂの第２端側の引き込み、または送り出しを行うことにより、屈曲部３１を屈曲させる。

【0038】

なお、医療用処置具１０１の位置または角度の調整時において集束管１２と案内管１１との位置関係を正確に維持することを要しないような場合、集束管１２は、上記のようなガイド部２１を有していなくてもよく、また、案内管１１は、上記のような係合部３４を有していなくてもよい。

【0039】

また、再び図５を参照して、案内管１１を操作する操作要素として、ワイヤ部材５１ａ，５１ｂが設けられているが、ワイヤ部材５１ａ，５１ｂの代わりに、たとえば、屈曲可能に連結された複数のロッド、複数の平板、またはロッドと平板との組み合わせが用いられてもよい。

【0040】

また、上記操作要素として、ワイヤ部材５１ａと、複数のロッドまたは複数の平板との組み合わせが用いられてもよい。たとえば、上記操作要素のうち、係合部３４に挿通している部分がワイヤ部材５１ａであり、係合部３４と案内管先端部３２とをつなぐ露出部分が、屈曲可能に連結された複数のロッドなどであってもよい。

【0041】

＜手術器具＞
［概略構成］
図７は、本発明の実施の形態に係る手術器具の概略構成を示す図である。

【0042】

図７に示すように、手術器具１は、先端部２０と、可撓性シャフト２と、手術器具駆動機構２７とを有する。先端部２０は、把持鉗子等のエンドエフェクタ２２と、多関節部２４とを有する。エンドエフェクタ２２は、第１ジョー２２ａと、第２ジョー２２ｂと、手首部２３とを有する。多関節部２４は、第１多関節部２４ａと、第２多関節部２４ｂとを有する。

【0043】

なお、エンドエフェクタ２２は、把持鉗子に限らず、メスまたはフックなどであってもよい。

【0044】

第１ジョー２２ａ、第２ジョー２２ｂ、手首部２３、第１多関節部２４ａ、および第２多関節部２４ｂには、後述するワイヤまたはケーブルなどの細長要素がそれぞれ固定されている。

【0045】

可撓性シャフト２は、先端部２０側の端部とは反対側の端部に基端部２ａを有する。基端部２ａは、自己の可撓性シャフト２が回転可能なように、手術器具駆動機構２７に連結される。

【0046】

手首部２３は、特定方向に延びる形状を有する。具体的には、手首部２３は、自己の長手方向における第１端に第１ジョー２２ａおよび第２ジョー２２ｂが連結され、第２端に多関節部２４が連結されている。また、手首部２３は、自己の長手方向に延びる先端軸Ｚ１まわりに回転可能である。

【0047】

図８は、図７に示す手術器具駆動機構の構成（インターフェース離脱状態）を示す図である。図９は、図７に示す手術器具駆動機構の構成（インターフェース装着状態）を示す図である。

【0048】

図８および図９を参照して、手術器具駆動機構２７は、先端部２０の駆動装置２７１と、駆動装置２７１に取り付けられるインターフェース２７２と、駆動装置２７１を支持する支持装置２７６と、支持装置２７６をスライド可能に支持するベース２７７とを有する。図８では、インターフェース離脱状態、すなわちインターフェース２７２を駆動装置２７１から取り外した状態を示し、図９では、インターフェース装着状態、すなわちインターフェース２７２を駆動装置２７１に取り付けた状態を示す。

【0049】

駆動装置２７１は、複数の第１駆動源２７４と、第１駆動源２７４の駆動により生じる力を伝達する複数の伝達部材２７５とを有する。インターフェース２７２は、後述する複数の被伝達部材および複数の駆動プーリを内蔵している。

【0050】

本発明の実施の形態に係る手術器具駆動機構２７では、第１駆動源２７４はモータであり、伝達部材２７５および被伝達部材は歯車であるとする。インターフェース２７２を駆動装置２７１に取り付けた状態において、伝達部材２７５と被伝達部材とが係合する。そして、この状態において第１駆動源２７４が駆動すると、伝達部材２７５およびこれに噛み合う被伝達部材が回転する。

【0051】

なお、伝達部材２７５および被伝達部材は、たとえばラックアンドピニオンなどであってもよい。すなわち、伝達部材２７５および被伝達部材の一方が円形歯車であり、他方が当該円盤歯車に係合する溝が形成された平板であってもよい。また、伝達部材２７５および被伝達部材の両方が歯車とは異なる部材であってもよい。

【0052】

インターフェース２７２に内蔵された複数の駆動プーリには、それぞれ、図７に示す第１ジョー２２ａ、第２ジョー２２ｂ、手首部２３、第１多関節部２４ａおよび第２多関節部２４ｂに固定された複数のワイヤが巻かれている。そして、各駆動プーリに巻かれたワイヤが動作することにより、第１ジョー２２ａ、第２ジョー２２ｂ、手首部２３、第１多関節部２４ａ、および第２多関節部２４ｂが独立して駆動する。

【0053】

また、支持装置２７６は、第２駆動源２７３を搭載している。そして、第２駆動源２７３の駆動により、ベルト２７８を介して第２駆動源２７３の回転力が駆動装置２７１に伝わり、図７に示す基端部２ａの長手方向に延びる基端軸Ｚ２を中心に、図９に示す駆動装置２７１およびインターフェース２７２が回転する。また、ベース２７７は、図示しない第３駆動源を搭載しており、第３駆動源の駆動により、駆動装置２７１を支持する支持装置２７６が基端軸Ｚ２に沿って移動する。

【0054】

したがって、本発明の実施の形態に係る手術器具１は、たとえば、図７の矢印で示されるように７自由度で動作可能に構成される。なお、手術器具１は、たとえば、第１ジョー２２ａの動作および第２ジョー２２ｂの動作を独立させるのではなく、これらの動作を連動させたり、第１多関節部２４ａおよび第２多関節部２４ｂのうちのいずれか一方を省略したり、駆動機構２７における支持装置２７６のスライド運動、および駆動装置２７１の回転運動のうちの少なくともいずれか一方を制限するなど、３自由度〜６自由度で動作可能に構成されてもよい。

【0055】

［先端部の構成］
（多関節部）
図１０は、図７に示す手術器具における先端部の構成を示す図であり、（ａ）は、先端部における多関節部の詳細な構成を示し、（ｂ）は、（ａ）に示す多関節操作ワイヤが第１多関節部に固定された状態を示し、（ｃ）は、（ａ）に示す多関節操作ワイヤが第２多関節部に固定された状態を示す。

【0056】

図１０（ａ）に示すように、先端部２０における第１多関節部２４ａおよび第２多関節部２４ｂは、それぞれ、ピン２８を介して先端軸Ｚ１に沿って一列に連なった複数のコマ部材２９ａ，２９ｂを有する。

【0057】

コマ部材２９ａ，２９ｂは、先端軸Ｚ１の延びる方向に延在する円柱状に形成されている。また、コマ部材２９ａ，２９ｂは、円柱部分の両端がテーパー状に形成されている。

【0058】

また、コマ部材２９ａおよびコマ部材２９ｂには、先端軸Ｚ１に沿って延びる多関節操作ワイヤ４１ａが挿通されている。また、コマ部材２９ｂには、先端軸Ｚ１に沿って延びる多関節操作ワイヤ４１ｂが挿通されている。

【0059】

図１０（ｂ）に示すように、多関節操作ワイヤ４１ａの両端部は、第１多関節部２４ａの先端側固定点４５ａ１，４５ａ２に固定されている。また、図１０（ｃ）に示すように、多関節操作ワイヤ４１ｂの両端部は、第２多関節部２４ｂの先端側固定点４５ｂ１，４５ｂ２に固定されている。

【0060】

そして、図７に示す手術器具駆動機構２７が、多関節操作ワイヤ４１ａの一端を引き込むことにより、第１多関節部２４ａが屈曲する。また、手術器具駆動機構２７が、多関節操作ワイヤ４１ｂの一端を引き込むことにより、第２多関節部２４ｂが屈曲する。このように、第１多関節部２４ａおよび第２多関節部２４ｂが互いに独立して屈曲する構成により、多関節部２４を、Ｓ字カーブなどの複雑な形状に屈曲させることができる。

【0061】

（手首部）
図１１は、図１０に示す手首部の構成を示す図である。

【0062】

図１１を参照して、多関節部２４の内部には、トルク伝達チューブ４８が挿通している。より詳細には、トルク伝達チューブ４８は、図７に示す多関節部２４および可撓性シャフト２の内部を挿通し、第１端が手首部２３に固定され、第２端が手術器具駆動機構２７に回転可能に連結されている。

【0063】

そして、手術器具駆動機構２７が、基端軸Ｚ２を中心にトルク伝達チューブ４８を回転させることにより、トルク伝達チューブ４８に固定された手首部２３、ならびに手首部２３に連結された第１ジョー２２ａおよび第２ジョー２２ｂが先端軸Ｚ１を中心に回転する。

【0064】

なお、手首部２３は、トルク伝達チューブ４８の代わりにワイヤを用いて回転させてもよい。この場合、手首部２３を回転させるための機構は、たとえば、特許文献４（国際公開第２０１７／００６３７４号）に記載のように構成される。

【0065】

すなわち、手首部２３の内部には、中心を先端軸Ｚ１が通る円の周方向において図示しない溝が形成されている。そして、トルク伝達チューブ４８の代わりに、第１のワイヤおよび第２のワイヤが用いられ、第１のワイヤが上記溝の一部を通り、第２のワイヤが上記溝の一部であって第１のワイヤが通っていない部分を通る。

【0066】

そして、手術器具駆動機構２７が、第１のワイヤまたは第２のワイヤを引き込むことにより、手首部２３、ならびに手首部２３に連結された第１ジョー２２ａおよび第２ジョー２２ｂを、先端軸Ｚ１を中心に回転させることができる。

【0067】

（ジョー）
また、図１１に示すように、手首部２３の内部には、２つのジョー操作ワイヤ４６，４７が挿通されている。ジョー操作ワイヤ４６は、図７に示す手術器具駆動機構２７と第１ジョー２２ａとを連結する。また、ジョー操作ワイヤ４７は、図７に示す手術器具駆動機構２７と第２ジョー２２ｂとを連結する。

【0068】

より詳細には、ジョー操作ワイヤ４６の第１端４６ａおよび第２端４６ｂが、第１ジョー２２ａに固定されている。そして、手術器具駆動機構２７が、第１端４６ａまたは第２端４６ｂを引き込むことにより、第１ジョー２２ａが、手首部２３に設けられた連結軸４９を中心に回転する。

【0069】

また、ジョー操作ワイヤ４７の第１端４７ａおよび第２端４７ｂが、第２ジョー２２ｂに固定されている。そして、手術器具駆動機構２７が、第１端４７ａまたは第２端４７ｂを基端軸Ｚ２に沿って引き込むか、または送り出すことにより、第２ジョー２２ｂが連結軸４９を中心に回転する。

【0070】

［手術器具駆動機構］
図１２は、本発明の実施の形態に係る手術器具駆動機構におけるインターフェースの構成を示す斜視図である。図１３は、図１２に示すインターフェースの構成を示す平面図である。図１４は、図１２に示すインターフェースの構成を示す側面図である。図１２〜図１４では、インターフェース２７２の内部の構成を示している。

【0071】

図１２〜図１４を参照して、手術器具駆動機構２７におけるインターフェース２７２は、手首部用歯車１１１と、第１ジョー用歯車１１２と、第２ジョー用歯車１１３と、第１多関節部用歯車１１４と、第２多関節部用歯車１１５と、基体１１６と、枠部１１７とを有する。

【0072】

手首部用歯車１１１、第１ジョー用歯車１１２、第２ジョー用歯車１１３、第１多関節部用歯車１１４および第２多関節部用歯車１１５は、被伝達部材であり、図８に示す複数の伝達部材２７５とそれぞれ係合する。また、これら手首部用歯車１１１、第１ジョー用歯車１１２、第２ジョー用歯車１１３、第１多関節部用歯車１１４および第２多関節部用歯車１１５は、手首部２３、第１ジョー２２ａ、第２ジョー２２ｂ、第１多関節部２４ａおよび第２多関節部２４ｂを、それぞれ駆動させる。

【0073】

手首部用歯車１１１、第１ジョー用歯車１１２、第２ジョー用歯車１１３、および基体１１６は、枠部１１７の内側に設けられている。一方、第１多関節部用歯車１１４および第２多関節部用歯車１１５は、枠部１１７の外側に設けられている。

【0074】

手首部用歯車１１１、第１ジョー用歯車１１２および第２ジョー用歯車１１３を「第１歯車」とし、第１多関節部用歯車１１４および第２多関節部用歯車１１５を「第２歯車」とすると、第１歯車の回転軸と第２歯車の回転軸とは、交差している。より詳細には、第１歯車の回転軸は、基端軸Ｚ２に沿って延び、第２歯車の回転軸は、基端軸Ｚ２に対して直交する方向に延びる。

【0075】

このような構成により、たとえば、複数の歯車を、各々の回転軸が平行であるように配置する場合と比較して、配置のバリエーションを増やすことができる。

【0076】

より詳細には、手首部用歯車１１１、第１ジョー用歯車１１２および第２ジョー用歯車１１３は、略同一の形状である。たとえば、手首部用歯車１１１、第１ジョー用歯車１１２および第２ジョー用歯車１１３は、いずれも基端軸Ｚ２を中心に回転する。

【0077】

第１多関節部用歯車１１４および第２多関節部用歯車１１５は、略同一の形状である。たとえば、第１多関節部用歯車１１４および第２多関節部用歯車１１５は、基端軸Ｚ２に対して直交する直交軸Ｚ３を中心に回転する。

【0078】

また、図１３に示すように、基端軸Ｚ２および直交軸Ｚ３を含む平面の法線方向に沿った平面視、すなわち枠部１１７を見下ろす方向に沿った平面視において、第１多関節部用歯車１１４および第２多関節部用歯車１１５の基端軸Ｚ２に沿った方向における寸法内に、基端軸Ｚ２を中心に回転する３つの歯車、すなわち手首部用歯車１１１、第１ジョー用歯車１１２および第２ジョー用歯車１１３が収まるように、これら３つの歯車が配置されている。したがって、図１３に示す省スペースな領域Ｒに歯車が収容されるように、インターフェース２７２を構成することができる。

【0079】

このように、本発明の実施の形態では、被伝達部材の配置領域を省スペース化することができる。

【0080】

（手首部の駆動機構）
基体１１６は、後述する４つの傘歯車１２１，１２２，１２３，１２４を囲む枠形状を有する。基体１１６は、手首部用歯車１１１に固定されており、手首部用歯車１１１のトルクを、図７に示す手首部２３に伝達する。

【0081】

具体的には、手首部用歯車１１１が、図１に示す制御器４からの動作指令に従って回転すると、手首部用歯車１１１に固定された基体１１６は、基端軸Ｚ２を中心に回転する。可撓性シャフト２の内部には、基体１１６と手首部２３とを連結するトルク伝達チューブ４８が挿通している。トルク伝達チューブ４８は、基体１１６の回転に伴い、可撓性シャフト２内で回転し、トルク伝達チューブ４８が固定されている図１１に示す手首部２３が、先端軸Ｚ１を中心に回転する。

【0082】

また、手首部２３の回転に伴い、手首部２３に連結された、図７に示す第１ジョー２２ａおよび第２ジョー２２ｂは、先端軸Ｚ１を中心に回転する。

【0083】

（ジョーの駆動機構）
図１２および図１３に示すように、インターフェース２７２は、さらに、第１変換機構１５１と、第２変換機構１５２と、第１トルク伝達部１２５と、第１ジョー用駆動プーリ１２６と、第２ジョー用駆動プーリ１２７と、第１ガイドプーリ１２８ａ，１２９ａと、第２ガイドプーリ１２８ｂ，１２９ｂとを有する。図１２および図１３では、第２ガイドプーリ１２８ｂ，１２９ｂは、基体１１６に重なるため、図示していない。

【0084】

第２ガイドプーリ１２９ｂは、図１４に示すように、基体１１６を介して第１ガイドプーリ１２９ａに対向する位置に設けられている。また、第２ガイドプーリ１２８ｂは、基体１１６を介して第１ガイドプーリ１２８ａに対向する位置に設けられている。

【0085】

以下、第１ガイドプーリ１２８ａ，１２９ａおよび第２ガイドプーリ１２８ｂ，１２９ｂを、それぞれ、単に「ガイドプーリ」とも称する。

【0086】

再び図１２および図１３を参照して、第１ジョー用駆動プーリ１２６および第２ジョー用駆動プーリ１２７の各々の回転軸は、互いに平行であり、かつ基端軸Ｚに対して直交する方向に延びる。たとえば、第１ジョー用駆動プーリ１２６および第２ジョー用駆動プーリ１２７は、同一の回転軸を中心に回転する。また、第１ジョー用駆動プーリ１２６および第２ジョー用駆動プーリ１２７の各々の回転面は互いに異なる。

【0087】

第１変換機構１５１は、第１ジョー用歯車１１２の回転によるトルクを、第１ジョー用駆動プーリ１２６を回転させるトルクに変換する。第２変換機構１５２は、第２ジョー用歯車１１３の回転によるトルクを、第２ジョー用駆動プーリ１２７を回転させるトルクに変換する。

【0088】

より詳細には、第１変換機構１５１は、２つの傘歯車１２１，１２２を有する。また、第２変換機構１５２は、２つの傘歯車１２３，１２４を有する。

【0089】

傘歯車１２１，１２２，１２３，１２４は、円錐面を有し、各々の円錐面に溝が形成されている。傘歯車１２１および傘歯車１２３は、基端軸Ｚ２を中心に回転する。また、傘歯車１２２および傘歯車１２４は、基端軸Ｚ２に対して直交する方向に延びる軸を中心に回転する。

【0090】

第１トルク伝達部１２５は、手首部用歯車１１１の内部を通り、傘歯車１２１および第１ジョー用歯車１１２に固定されている。また、傘歯車１２１は、傘歯車１２２と係合する。また、第１ジョー用駆動プーリ１２６は、傘歯車１２２に固定されている。

【0091】

そして、第１ジョー用歯車１１２が、図１に示す制御器４からの動作指令に従って回転すると、第１トルク伝達部１２５および傘歯車１２１は、基端軸Ｚ２を中心に回転する。そして、傘歯車１２１が回転すると、傘歯車１２１に係合する傘歯車１２２、および傘歯車１２２に固定された第１ジョー用駆動プーリ１２６は、基端軸Ｚ２に直交する軸を中心に回転する。

【0092】

そして、第１ジョー用駆動プーリ１２６が回転することにより、図７に示す第１ジョー２２ａが駆動する。第１ジョー２２ａが駆動するためのより詳細な構成については、後述する。

【0093】

また、図１３に示すように、インターフェース２７２は、さらに、第２トルク伝達部１７５を有する。第２トルク伝達部１７５は、第１トルク伝達部１２５、手首部用歯車１１１および第１ジョー用歯車１１２の内部を通り、傘歯車１２３および第２ジョー用歯車１１３に固定されている。また、傘歯車１２３は、傘歯車１２４と係合する。また、第２ジョー用駆動プーリ１２７は、傘歯車１２４に固定されている。

【0094】

そして、第２ジョー用歯車１１３が、図１に示す制御器４からの動作指令に従って回転すると、第２トルク伝達部１７５および傘歯車１２３は、基端軸Ｚ２を中心に回転する。そして、傘歯車１２３が回転すると、傘歯車１２３に係合する傘歯車１２４、および傘歯車１２４に固定された第２ジョー用駆動プーリ１２７は、基端軸Ｚ２に直交する軸を中心に回転する。

【0095】

そして、第２ジョー用駆動プーリ１２７が回転することにより、図７に示す第２ジョー２２ｂが駆動する。第２ジョー２２ｂが駆動するためのより詳細な構成については、後述する。

【0096】

上記のように、第１変換機構１５１を用いる構成により、第１ジョー用歯車１１２と第１ジョー用駆動プーリ１２６とを連結する必要がなく、配置のバリエーションを増やすことができる。また、上記のように、第２変換機構１５２を用いる構成により、第２ジョー用歯車１１３と第２ジョー用駆動プーリ１２７とを連結する必要がなく、配置のバリエーションを増やすことができる。

【0097】

（ａ）第１ジョーの駆動機構
図１２および図１３に示すように、手術器具駆動機構２７における駆動装置２７１は、さらに、第１テンションプーリ１３０ａと、第２テンションプーリ１３０ｂとを有する。図１２および図１３では、第２テンションプーリ１３０ｂは、基体１１６に重なるため、図示していない。

【0098】

第２テンションプーリ１３０ｂは、基体１１６を介して第１テンションプーリ１３０ａに対向する位置に設けられている。以下、第１テンションプーリ１３０ａおよび第２テンションプーリ１３０ｂを、それぞれ、単に「テンションプーリ」とも称する。

【0099】

第１ジョー２２ａを駆動するためのジョー操作ワイヤ４６は、第１ジョー用駆動プーリ１２６に巻かれる。そして、ジョー操作ワイヤ４６の第１端４６ａ側は、第１ガイドプーリ１２８ａおよび第１テンションプーリ１３０ａにガイドされた状態で、可撓性シャフト２の内部を挿通する。そして、ジョー操作ワイヤ４６の第１端４６ａが、図１１に示す第１ジョー２２ａに固定される。

【0100】

また、ジョー操作ワイヤ４６の第２端４６ｂ側は、第２ガイドプーリ１２８ｂおよび第２テンションプーリ１３０ｂにガイドされた状態で、可撓性シャフト２の内部を挿通する。そして、ジョー操作ワイヤ４６の第２端４６ｂが、図１１に示す第１ジョー２２ａに固定される。

【0101】

なお、図１３に示すように、第１ガイドプーリ１２８ａと第１ジョー用駆動プーリ１２６との間、および第１ジョー用駆動プーリ１２６と第２ガイドプーリ１２８ｂとの間において、ジョー操作ワイヤ４６は、基端軸Ｚ２に対して略平行に延びる。

【0102】

そして、第１ジョー用駆動プーリ１２６が回転すると、ジョー操作ワイヤ４６が動き、第１ジョー２２ａが連結軸４９を中心に回転する。

【0103】

また、ジョー操作ワイヤ４６は、ガイドプーリ１２８ａ，１２８ｂとの接触部分において曲がる。そして、ジョー操作ワイヤ４６の曲がり部分の角度であって、ガイドプーリ１２８ａ，１２８ｂ側の角度は、９０度より大きい。また、当該角度が大きすぎる場合、手術器具駆動機構２７は、基端軸Ｚ２の延びる方向において大きくなってしまうため、当該角度は１２０度より小さい方が好ましい。

【0104】

このように、ガイドプーリ１２８ａ，１２８ｂが、ジョー操作ワイヤ４６を緩やかな角度でガイドする構成により、たとえばジョー操作ワイヤ４６を９０度の角度で曲げてガイドする場合と比べて、ジョー操作ワイヤ４６の駆動を円滑化することができる。また、ジョー操作ワイヤ４６のガイドプーリ１２８ａ，１２８ｂ側の曲がり角度を１２０度以下とする構成により、ジョー操作ワイヤ４６の配線経路を短くすることができるため、手術器具駆動機構２７を小型化することができる。

【0105】

（ｂ）第２ジョーの駆動機構
再び図１２および図１３を参照して、手術器具駆動機構２７は、さらに、第１テンションプーリ１３１ａと、第２テンションプーリ１３１ｂとを有する。図１２および図１３では、第２テンションプーリ１３１ｂは、基体１１６に重なるため、図示していない。

【0106】

第２テンションプーリ１３１ｂは、基体１１６を介して第１テンションプーリ１３１ａに対向する位置に設けられている。以下、第１テンションプーリ１３１ａおよび第２テンションプーリ１３１ｂを、それぞれ、単に「テンションプーリ」とも称する。

【0107】

第２ジョー２２ｂを駆動するためのジョー操作ワイヤ４７は、第２ジョー用駆動プーリ１２７に巻かれる。そして、ジョー操作ワイヤ４７の第１端４７ａ側は、第１ガイドプーリ１２９ａおよび第１テンションプーリ１３１ａにガイドされた状態で、可撓性シャフト２の内部を挿通する。そして、ジョー操作ワイヤ４７の第１端４７ａが、図１１に示す第２ジョー２２ｂに固定される。

【0108】

また、ジョー操作ワイヤ４７の第２端４７ｂ側は、第２ガイドプーリ１２９ｂおよび第２テンションプーリ１３１ｂにガイドされた状態で、可撓性シャフト２の内部を挿通する。そして、ジョー操作ワイヤ４７の第２端４７ｂが、図１１に示す第２ジョー２２ｂに固定される。

【0109】

なお、図１３に示すように、第１ガイドプーリ１２９ａと第２ジョー用駆動プーリ１２７との間、および第２ジョー用駆動プーリ１２７と第２ガイドプーリ１２９ｂとの間において、ジョー操作ワイヤ４７は、基端軸Ｚ２に対して略平行に延びる。

【0110】

そして、第２ジョー用駆動プーリ１２７回転すると、ジョー操作ワイヤ４７が動き、第２ジョー２２ｂが連結軸４９を中心に回転する。

【0111】

また、ジョー操作ワイヤ４７は、ガイドプーリ１２９ａ，１２９ｂとの接触部分において曲がる。そして、ジョー操作ワイヤ４７の曲がり部分の角度であって、ガイドプーリ１２９ａ，１２９ｂ側の角度は、９０度より大きい。また、当該角度が大きすぎる場合、手術器具駆動機構２７は、基端軸Ｚ２の延びる方向において大きくなってしまうため、当該角度は１２０度より小さい方が好ましい。

【0112】

このように、ガイドプーリ１２９ａ，１２９ｂが、ジョー操作ワイヤ４７を緩やかな角度でガイドする構成により、たとえばジョー操作ワイヤ４７を９０度の角度で曲げてガイドする場合と比べて、ジョー操作ワイヤ４７の駆動を円滑化することができる。また、ジョー操作ワイヤ４７のガイドプーリ１２９ａ，１２９ｂ側の曲がり角度を１２０度以下とする構成により、ジョー操作ワイヤ４７の配線経路を短くすることができるため、手術器具駆動機構２７を小型化することができる。

【0113】

また、傘歯車１２１，１２２，１２３，１２４、第１ジョー用駆動プーリ１２６、第２ジョー用駆動プーリ１２７、ガイドプーリ１２８ａ，１２８ｂ，１２９ａ，１２９ｂ、テンションプーリ１３０ａ，１３０ｂ，１３１ａ，１３１ｂ、第１変換機構１５１および第２変換機構１５２は、基体１１６に取り付けられている。

【0114】

このため、上述のとおり、手首部用歯車１１１の回転に伴い基体１１６が基端軸Ｚ２を中心に回転すると、基体１１６に取り付けられたこれら複数の部材は、基体１１６と共に基端軸Ｚ２を中心に回転する。

【0115】

すなわち、図１１に示す手首部２３、第１ジョー２２ａおよび第２ジョー２２ｂが先端軸Ｚ１を中心に回転する際、第１ジョー２２ａを駆動するための機構および第２ジョー２２ｂを駆動するための機構が、手首部２３、第１ジョー２２ａおよび第２ジョー２２ｂに連動して、基端軸Ｚ２を中心に回転する。

【0116】

また、図１３に示す第１トルク伝達部１２５および第２トルク伝達部１７５は、基体１１６を回転させるための手首部用歯車１１１とは独立して、基端軸Ｚ２を中心に回転する。このため、第１ジョー２２ａの駆動および第２ジョー２２ｂの駆動を、手首部２３の回転とは独立して操作することができる。

【0117】

（多関節部の駆動機構）
図１２および図１３に示すように、手術器具駆動機構２７は、さらに、第１多関節部用駆動プーリ１３２と、第２多関節部用駆動プーリ１３３と、第１ガイドプーリ１３４ａ，１３５ａと、第２ガイドプーリ１３４ｂ，１３５ｂと、第１テンションプーリ１３６ａ，１３７ａと、第２テンションプーリ１３６ｂ，１３７ｂとを有する。図１２および図１３では、第２ガイドプーリ１３４ｂ，１３５ｂは、枠部１１７に重なるため、図示していない。

【0118】

第２ガイドプーリ１３５ｂは、図１４に示すように、枠部１１７を介して第１ガイドプーリ１３５ａに対向する位置に設けられている。第２ガイドプーリ１３４ｂは、枠部１１７を介して第１ガイドプーリ１３４ａに対向する位置に設けられている。

【0119】

以下、第１ガイドプーリ１３４ａ，１３５ａおよび第２ガイドプーリ１３４ｂ，１３５ｂを、それぞれ、単に「ガイドプーリ」とも称する。また、第１テンションプーリ１３６ａ，１３７ａおよび第２テンションプーリ１３６ｂ，１３７ｂを、それぞれ、単に「テンションプーリ」とも称する。

【0120】

また、図１２および図１３では、第２テンションプーリ１３６ｂ，１３７ｂは、枠部１１７に重なるため、図示していない。第２テンションプーリ１３６ｂは、枠部１１７を介して第１テンションプーリ１３６ａに対向する位置に設けられている。また、第２テンションプーリ１３７ｂは、枠部１１７を介して第１テンションプーリ１３７ａに対向する位置に設けられている。

【0121】

第１多関節部用駆動プーリ１３２および第２多関節部用駆動プーリ１３３の各々の回転軸は、互いに平行であり、かつ基端軸Ｚに対して直交する方向に延びる。また、第１多関節部用駆動プーリ１３２および第２多関節部用駆動プーリ１３３の各々の回転面は、互いに異なる。

【0122】

また、第１多関節部用駆動プーリ１３２および第２多関節部用駆動プーリ１３３は、枠部１１７の外側に設けられている。このように、手術器具駆動機構２７における駆動プーリのうちの少なくともいずれか１つの駆動プーリが枠部１１７の外側に設けられている構成は、当該駆動プーリに細長要素を容易に巻くことができるため、好ましい。

【0123】

（ａ）第１多関節部の駆動機構
第１多関節部用駆動プーリ１３２は、第１多関節部用歯車１１４に連動して回転する。また、第１多関節部用駆動プーリ１３２には、多関節操作ワイヤ４１ａが巻かれている。

【0124】

そして、多関節操作ワイヤ４１ａの第１端側は、第１ガイドプーリ１３４ａおよび第１テンションプーリ１３６ａにガイドされた状態で、可撓性シャフト２の内部を挿通し、第１端が図１０（ｂ）に示す第１多関節部２４ａの先端側固定点４５ａ１に固定される。

【0125】

また、多関節操作ワイヤ４１ａの第２端側は、第２ガイドプーリ１３４ｂおよび第２テンションプーリ１３６ｂにガイドされた状態で、可撓性シャフト２の内部を挿通し、第２端が図１０（ｂ）に示す第１多関節部２４ａの先端側固定点４５ａ２に固定される。なお、図１０（ｂ）に示すように、先端側固定点４５ａ１および先端側固定点４５ａ２は、若干の距離を隔てて配置されている。

【0126】

また、図１３に示すように、第１ガイドプーリ１３４ａと第１多関節部用駆動プーリ１３２との間、および第１多関節部用駆動プーリ１３２と第２ガイドプーリ１３４ｂとの間において、多関節操作ワイヤ４１ａは、基端軸Ｚ２に対して略平行に延びる。

【0127】

そして、第１多関節部用歯車１１４が回転すると、第１多関節部用駆動プーリ１３２が基端軸Ｚ２に直交する軸を中心に回転する。そして、第１多関節部用駆動プーリ１３２が回転すると、多関節操作ワイヤ４１ａが動き、図１０（ａ）に示す第１多関節部２４ａが屈曲する。

【0128】

また、多関節操作ワイヤ４１ａは、ガイドプーリ１３４ａ，１３４ｂとの接触部分において曲がる。そして、多関節操作ワイヤ４１ａの曲がり部分の角度であって、ガイドプーリ１３４ａ，１３４ｂ側の角度は、９０度より大きい。また、当該角度が大きすぎる場合、手術器具駆動機構２７は、基端軸Ｚ２の延びる方向において大きくなってしまうため、当該角度は１２０度より小さい方が好ましい。

【0129】

このように、ガイドプーリ１３４ａ，１３４ｂが、多関節操作ワイヤ４１ａを緩やかな角度でガイドする構成により、たとえば多関節操作ワイヤ４１ａを９０度の角度で曲げてガイドする場合と比べて、多関節操作ワイヤ４１ａの駆動を円滑化することができる。また、多関節操作ワイヤ４１ａのガイドプーリ１３４ａ，１３４ｂ側の曲がり角度を１２０度以下とする構成により、多関節操作ワイヤ４１ａの配線経路を短くすることができるため、手術器具駆動機構２７を小型化することができる。

【0130】

（ｂ）第２多関節部の駆動機構
第２多関節部用駆動プーリ１３３は、第２多関節部用歯車１１５に連動して回転する。また、第２多関節部用駆動プーリ１３３には、多関節操作ワイヤ４１ｂが巻かれている。

【0131】

そして、多関節操作ワイヤ４１ｂ第１端側は、第１ガイドプーリ１３５ａおよび第１テンションプーリ１３７ａにガイドされた状態で、可撓性シャフト２の内部を挿通し、第１端が図１０（ｃ）に示す第２多関節部２４ｂの先端側固定点４５ｂ１に固定される。

【0132】

また、多関節操作ワイヤ４１ｂの第２端側は、第２ガイドプーリ１３５ｂおよび第２テンションプーリ１３７ｂにガイドされた状態で、可撓性シャフト２の内部を挿通し、第２端が図１０（ｃ）に示す第２多関節部２４ｂの先端側固定点４５ｂ２に固定される。なお、図１０（ｃ）に示すように、先端側固定点４５ｂ１および先端側固定点４５ｂ２は、若干の距離を隔てて配置されている。

【0133】

また、図１３に示すように、第１ガイドプーリ１３５ａと第２多関節部用駆動プーリ１３３との間、および第２多関節部用駆動プーリ１３３と第２ガイドプーリ１３５ｂとの間において、多関節操作ワイヤ４１ｂは、基端軸Ｚ２に対して略平行に延びる。

【0134】

そして、第２多関節部用歯車１１５が回転すると、第２多関節部用駆動プーリ１３３が基端軸Ｚ２に直交する軸を中心に回転する。そして、第２多関節部用駆動プーリ１３３が回転すると、多関節操作ワイヤ４１ｂが動き、図１０（ａ）に示す第２多関節部２４ｂが屈曲する。

【0135】

また、多関節操作ワイヤ４１ｂは、ガイドプーリ１３５ａ，１３５ｂとの接触部分において曲がる。そして、多関節操作ワイヤ４１ｂの曲がり部分の角度であって、ガイドプーリ１３５ａ，１３５ｂ側の角度は、９０度より大きい。また、当該角度が大きすぎる場合、手術器具駆動機構２７は、基端軸Ｚ２の延びる方向において大きくなってしまうため、当該角度は１２０度より小さい方が好ましい。

【0136】

このように、ガイドプーリ１３５ａ，１３５ｂが、多関節操作ワイヤ４１ｂを緩やかな角度でガイドする構成により、たとえば多関節操作ワイヤ４１ｂを９０度の角度で曲げてガイドする場合と比べて、多関節操作ワイヤ４１ｂの駆動を円滑化することができる。また、多関節操作ワイヤ４１ｂのガイドプーリ１３５ａ，１３５ｂ側の曲がり角度を１２０度以下とする構成により、多関節操作ワイヤ４１ｂの配線経路を短くすることができるため、手術器具駆動機構２７を小型化することができる。

【0137】

［張力調整機構］
ジョー操作ワイヤ４６，４７は、テンションがかかる状態が長く続くなどの理由により、弛み、または、たるみが生じることがある。特に、第１ジョー２２ａおよび第２ジョー２２ｂが硬いものを挟む際など、ジョー操作ワイヤ４６，４７に大きなテンションがかかると、ジョー操作ワイヤ４６，４７に多くの弛み、または多くのたるみが生じることがある。

【0138】

また、多関節操作ワイヤ４１ａ，４１ｂもまた、ジョー操作ワイヤ４６，４７と同様に、弛み、または、たるみが生じることがある。特に、多関節部２４を、基端軸Ｚ２に対して大きな角度で屈曲させる際など、多関節操作ワイヤ４１ａ，４１ｂに大きなテンションがかかると、多関節操作ワイヤ４１ａ，４１ｂに多くの弛み、または多くのたるみが生じることがある。

【0139】

そして、ジョー操作ワイヤ４６に弛み、または、たるみが生じた場合、ジョー操作ワイヤ４６が、ガイドプーリ１２８ａ，１２８ｂから外れたり、ジョー操作ワイヤ４６によるトルクの伝達が遅れたりすることで、第１ジョー２２ａを所望の動きになるように操作することができない可能性があるという問題がある。

【0140】

また、ジョー操作ワイヤ４７、多関節操作ワイヤ４１ａおよび多関節操作ワイヤ４１ｂに弛み、または、たるみが生じた場合、同様の問題がある。

【0141】

これに対して、本発明の実施の形態に係る手術器具駆動機構２７におけるガイドプーリ１２８ａ，１２８ｂ，１２９ａ，１２９ｂ，１３４ａ，１３４ｂ，１３５ａ，１３５ｂ、およびテンションプーリ１３０ａ，１３０ｂ，１３１ａ，１３１ｂ，１３６ａ，１３６ｂ，１３７ａ，１３７ｂは、以下に説明するように、張力調整機構を設けて、ワイヤのテンションの調整を行う。

【0142】

（張力調整機構の構成）
（ａ）ジョー操作ワイヤの張力調整機構
図１２および図１３を参照して、テンションプーリ１３０ａ，１３０ｂは、それぞれ、ガイドプーリ１２８ａ，１２８ｂよりも可撓性シャフト２側に設けられている。また、テンションプーリ１３０ａ，１３０ｂは、それぞれ、ガイドプーリ１２８ａ，１２８ｂを中心とする円の周方向に移動可能に付勢されて設けられている。

【0143】

また、図１３に示すように、テンションプーリ１３０ａ，１３０ｂは、それぞれ、ガイドプーリ１２８ａ，１２８ｂから基端部２ａまでのジョー操作ワイヤ４６の経路上に設けられている。そして、テンションプーリ１３０ａ，１３０ｂは、それぞれ、ジョー操作ワイヤ４６の直線部分に対して斜めの方向に、当該直線部分を付勢する。

【0144】

このような構成により、たとえばジョー操作ワイヤ４６を９０度の角度で曲げて付勢する場合と比べて、ジョー操作ワイヤ４６の駆動の円滑化および耐久性の向上を実現することができる。また、テンションプーリ１３０ａ，１３０ｂを設けるためのスペースを広く確保する必要がないため、手術器具駆動機構２７を小型化することができる。

【0145】

テンションプーリ１３１ａ，１３１ｂは、それぞれ、ガイドプーリ１２９ａ，１２９ｂよりも可撓性シャフト２側に設けられている。また、テンションプーリ１３１ａ，１３１ｂは、それぞれ、ガイドプーリ１２９ａ，１２９ｂを中心とする円の周方向に移動可能に付勢されて設けられている。

【0146】

また、図１３に示すように、テンションプーリ１３１ａ，１３１ｂは、それぞれ、ガイドプーリ１２９ａ，１２９ｂから基端部２ａまでのジョー操作ワイヤ４７の経路上に設けられている。そして、テンションプーリ１３１ａ，１３１ｂは、それぞれ、ジョー操作ワイヤ４７の直線部分に対して斜めの方向に、当該直線部分を付勢する。

【0147】

このような構成により、たとえばジョー操作ワイヤ４７を９０度の角度で曲げて付勢する場合と比べて、ジョー操作ワイヤ４７の駆動の円滑化および耐久性の向上を実現することができる。また、テンションプーリ１３１ａ，１３１ｂを設けるためのスペースを広く確保する必要がないため、手術器具駆動機構２７を小型化することができる。

【0148】

より詳細には、テンションプーリ１３０ａ，１３０ｂは、それぞれ、図示しないバネなどの弾性部材による付勢力を受けて、ガイドプーリ１２８ａ，１２８ｂを中心とする円の周方向であって、基端軸Ｚ２から離れる方向に、ジョー操作ワイヤ４６を付勢する。

【0149】

また、テンションプーリ１３１ａ，１３１ｂは、それぞれ、図示しないバネなどの弾性部材による張力を受けて、ガイドプーリ１２９ａ，１２９ｂを中心とする円の周方向であって、基端軸Ｚ２から離れる方向に、ジョー操作ワイヤ４７を付勢する。

【0150】

このような構成により、ジョー操作ワイヤ４６にかかるテンションが、弾性部材による付勢力よりも大きい場合、テンションプーリ１３０ａ，１３０ｂは、それぞれ、弾性部材からの付勢力に反して、ガイドプーリ１２８ａ，１２８ｂを中心とする円の周方向であって、基端軸Ｚ２に近づく方向へ移動する。これにより、ジョー操作ワイヤ４６にかかるテンションが大きくなりすぎることを防ぐ。

【0151】

一方、ジョー操作ワイヤ４６にかかるテンションが、弾性部材による付勢力よりも小さい場合、テンションプーリ１３０ａ，１３０ｂは、それぞれ、ガイドプーリ１２８ａ，１２８ｂを中心とする円の周方向であって、基端軸Ｚ２から離れる方向へ移動する。これにより、ジョー操作ワイヤ４６にかかるテンションが小さくなりすぎることを防ぐ。

【0152】

このように、ジョー操作ワイヤ４６にかかるテンションが安定するため、ジョー操作ワイヤ４６の動きを妨げることなく、ジョー操作ワイヤ４６の弛み、または、たるみを防ぐことができる。

【0153】

また、ジョー操作ワイヤ４７についても同様に、テンションプーリ１３１ａ，１３１ｂが、ジョー操作ワイヤ４７にかかるテンションの大きさに応じて、それぞれ、ガイドプーリ１２９ａ，１２９ｂを中心とする円の周方向へ移動する。

【0154】

これにより、ジョー操作ワイヤ４７にかかるテンションが安定するため、ジョー操作ワイヤ４７の動きを妨げることなく、ジョー操作ワイヤ４７の弛み、または、たるみを防ぐことができる。

【0155】

なお、テンションプーリ１３０ａ，１３０ｂは、ガイドプーリ１２８ａ，１２８ｂよりも第１ジョー用駆動プーリ１２６側に設けられてもよい。しかしながら、テンションプーリ１３０ａ，１３０ｂが、それぞれ、ガイドプーリ１２８ａ，１２８ｂと基端部２ａとの間におけるスペースに設けられる構成は、スペースを有効に利用することができるため、好ましい。

【0156】

また、テンションプーリ１３１ａ，１３１ｂは、ガイドプーリ１２９ａ，１２９ｂよりも第２ジョー用駆動プーリ１２７側に設けられてもよい。しかしながら、上述した理由と同様の理由により、テンションプーリ１３１ａ，１３１ｂは、それぞれ、ガイドプーリ１２９ａ，１２９ｂと基端部２ａとの間に設けられる構成が好ましい。

【0157】

また、テンションプーリ１３０ａ，１３０ｂ，１３１ａ，１３１ｂは、それぞれ、ガイドプーリ１２８ａ，１２８ｂ，１２９ａ，１２９ｂの設けられている部分とは異なる部分、を中心とする円の周方向に移動可能であるように構成されてもよい。

【0158】

（ｂ）多関節操作ワイヤの張力調整機構
また、テンションプーリ１３６ａ，１３６ｂは、それぞれ、ガイドプーリ１３４ａ，１３４ｂよりも可撓性シャフト２側に設けられている。また、テンションプーリ１３６ａ，１３６ｂは、それぞれ、ガイドプーリ１３４ａ，１３４ｂを中心とする円の周方向に移動可能に付勢されて設けられている。

【0159】

また、図１３に示すように、テンションプーリ１３６ａ，１３６ｂは、それぞれ、ガイドプーリ１３４ａ，１３４ｂから基端部２ａまでの多関節操作ワイヤ４１ａの経路上に設けられている。そして、テンションプーリ１３６ａ，１３６ｂは、それぞれ、多関節操作ワイヤ４１ａの直線部分に対して斜めの方向に、当該直線部分を付勢する。

【0160】

このような構成により、たとえば多関節操作ワイヤ４１ａを９０度の角度で曲げて付勢する場合と比べて、多関節操作ワイヤ４１ａの駆動の円滑化および耐久性の向上を実現することができる。また、テンションプーリ１３６ａ，１３６ｂを設けるためのスペースを広く確保する必要がないため、手術器具駆動機構２７を小型化することができる。

【0161】

テンションプーリ１３７ａ，１３７ｂは、それぞれ、ガイドプーリ１３５ａ，１３５ｂよりも可撓性シャフト２側に設けられている。また、テンションプーリ１３７ａ，１３７ｂは、それぞれ、ガイドプーリ１３５ａ，１３５ｂを中心とする円の周方向に移動可能に付勢されて設けられている。

【0162】

また、図１３に示すように、テンションプーリ１３７ａ，１３７ｂは、それぞれ、ガイドプーリ１３５ａ，１３５ｂから基端部２ａまでの多関節操作ワイヤ４１ｂの経路上に設けられている。そして、テンションプーリ１３７ａ，１３７ｂは、それぞれ、多関節操作ワイヤ４１ｂの直線部分に対して斜めの方向に、当該直線部分を付勢する。

【0163】

このような構成により、たとえば多関節操作ワイヤ４１ｂを９０度の角度で曲げて付勢する場合と比べて、多関節操作ワイヤ４１ｂの駆動の円滑化および耐久性の向上を実現することができる。また、テンションプーリ１３７ａ，１３７ｂを設けるためのスペースを広く確保する必要がないため、手術器具駆動機構２７を小型化することができる。

【0164】

より詳細には、テンションプーリ１３６ａ，１３６ｂは、それぞれ、図示しないバネなどの弾性部材による付勢力を受けて、ガイドプーリ１３４ａ，１３４ｂを中心とする円の周方向であって、基端軸Ｚ２から離れる方向に付勢される。

【0165】

また、テンションプーリ１３７ａ，１３７ｂは、それぞれ、図示しないバネなどの弾性部材による張力を受けて、ガイドプーリ１３５ａ，１３５ｂを中心とする円の周方向であって、基端軸Ｚ２から離れる方向に付勢される。

【0166】

このような構成により、多関節操作ワイヤ４１ａにかかるテンションが、弾性部材による付勢力よりも大きい場合、テンションプーリ１３６ａ，１３６ｂは、それぞれ、ガイドプーリ１３４ａ，１３４ｂを中心とする円の周方向であって、基端軸Ｚ２に近づく方向へ移動する。これにより、多関節操作ワイヤ４１ａにかかるテンションが大きくなりすぎることを防ぐ。

【0167】

一方、多関節操作ワイヤ４１ａにかかるテンションが、弾性部材による付勢力よりも小さい場合、テンションプーリ１３６ａ，１３６ｂは、それぞれ、ガイドプーリ１３４ａ，１３４ｂを中心とする円の周方向であって、基端軸Ｚ２から離れる方向へ移動する。これにより、ジョー操作ワイヤ４６にかかるテンションが小さくなりすぎることを防ぐ。

【0168】

このように、多関節操作ワイヤ４１ａにかかるテンションが安定するため、多関節操作ワイヤ４１ａの動きを妨げることなく、多関節操作ワイヤ４１ａの弛み、またはたるみを防ぐことができる。

【0169】

また、多関節操作ワイヤ４１ｂについても同様に、テンションプーリ１３７ａ，１３７ｂが、多関節操作ワイヤ４１ｂにかかるテンションの大きさに応じて、それぞれ、ガイドプーリ１３５ａ，１３５ｂを中心とする円の周方向へ移動する。

【0170】

これにより、多関節操作ワイヤ４１ｂにかかるテンションが安定するため、多関節操作ワイヤ４１ｂの動きを妨げることなく、多関節操作ワイヤ４１ｂの弛み、または、たるみを防ぐことができる。

【0171】

なお、テンションプーリ１３６ａ，１３６ｂは、ガイドプーリ１３４ａ，１３４ｂよりも第１多関節部用駆動プーリ１３２側に設けられてもよい。しかしながら、テンションプーリ１３６ａ，１３６ｂが、それぞれ、ガイドプーリ１３４ａ，１３４ｂと基端部２ａとの間におけるスペースに設けられる構成は、スペースを有効に利用することができるため、好ましい。

【0172】

また、テンションプーリ１３７ａ，１３７ｂは、ガイドプーリ１３５ａ，１３５ｂよりも第２多関節部用駆動プーリ１３３側に設けられてもよい。しかしながら、上述した理由と同様の理由により、テンションプーリ１３７ａ，１３７ｂは、それぞれ、ガイドプーリ１３５ａ，１３５ｂと基端部２ａとの間に設けられる構成が好ましい。

【0173】

また、テンションプーリ１３６ａ，１３６ｂ，１３７ａ，１３７ｂは、それぞれ、ガイドプーリ１３４ａ，１３４ｂ，１３５ａ，１３５ｂの設けられている部分とは異なる部分、を中心とする円の周方向に移動可能であるように構成されてもよい。

【0174】

以上の説明では、案内管１１および集束管１２を用いる医療用処置具１０１に適用される駆動機構および張力調整機構の特徴について説明した。しかしながら、駆動機構および張力調整機構は、案内管１１および集束管１２を用いる医療用処置具１０１に適用されるものに限定されず、広く医療用処置具を駆動する機構に適用できることは言うまでもない。

【0175】

上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記説明ではなく請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0176】

２ 可撓性シャフト
２ａ 基端部
２０ 先端部
２２ エンドエフェクタ
４１ａ，４１ｂ 多関節操作ワイヤ（細長要素）
４６，４７ ジョー操作ワイヤ（細長要素）
４８ トルク伝達チューブ
１０１ 医療用処置具
１１１ 手首部用歯車（被伝達部材）
１１２ 第１ジョー用歯車（被伝達部材）
１１３ 第２ジョー用歯車（被伝達部材）
１１４ 第１多関節部用歯車（被伝達部材）
１１５ 第２多関節部用歯車（被伝達部材）
１２６ 第１ジョー用駆動プーリ
１２７ 第２ジョー用駆動プーリ
１３２ 第１多関節部用駆動プーリ
１３３ 第２多関節部用駆動プーリ
１２８ａ，１２８ｂ，１２９ａ，１２９ｂ ガイドプーリ
１３０ａ，１３０ｂ，１３１ａ，１３１ｂ テンションプーリ
１３４ａ，１３４ｂ，１３５ａ，１３５ｂ ガイドプーリ
１３６ａ，１３６ｂ，１３７ａ，１３７ｂ テンションプーリ
２７１ 駆動装置
２７２ インターフェース
２７４ 第１駆動源
２７５ 伝達部材

【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】