特許 6711969 鏡視下医療を支援可能なマニピュレータ、それを備えた医療用具、およびマニピュレータの作業性評価方法

(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】6711969

(24)【登録日】2020年6月2日

(45)【発行日】2020年6月17日

(54)【発明の名称】鏡視下医療を支援可能なマニピュレータ、それを備えた医療用具、およびマニピュレータの作業性評価方法

(51)【国際特許分類】

   A61B 1/313 20060101AFI20200608BHJP

   A61B 1/01 20060101ALI20200608BHJP

   A61B 1/00 20060101ALI20200608BHJP

   A61B 1/018 20060101ALI20200608BHJP

   A61B 34/30 20160101ALI20200608BHJP

【ＦＩ】

   A61B1/313

   A61B1/01 511

   A61B1/00 620

   A61B1/018 515

   A61B34/30

【請求項の数】12

【全頁数】34

(21)【出願番号】特願2018-525264(P2018-525264)

(86)(22)【出願日】2017年6月29日

(86)【国際出願番号】JP2017023957

(87)【国際公開番号】WO2018003925

(87)【国際公開日】20180104

【審査請求日】2018年11月14日

(31)【優先権主張番号】特願2016-130545(P2016-130545)

(32)【優先日】2016年6月30日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】304036743

【氏名又は名称】国立大学法人宇都宮大学

(73)【特許権者】

【識別番号】505246789

【氏名又は名称】学校法人自治医科大学

(74)【代理人】

【識別番号】100100077

【弁理士】

【氏名又は名称】大場 充

(74)【代理人】

【識別番号】100136010

【弁理士】

【氏名又は名称】堀川 美夕紀

(74)【代理人】

【識別番号】100130030

【弁理士】

【氏名又は名称】大竹 夕香子

(72)【発明者】

【氏名】中林 正隆

(72)【発明者】

【氏名】山本 冬起

(72)【発明者】

【氏名】酒井 直隆

(72)【発明者】

【氏名】遠藤 和洋

(72)【発明者】

【氏名】佐田 尚宏

【審査官】 安田 明央

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１６−０９３８８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１５０１２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−００４８８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−０２０７１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２７７１７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−１３６１７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−２３９１４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−０２３１９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２２０９７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２４０７０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１５８４１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１４／１５６２１８（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ １／００−１／３２

Ａ６１Ｂ １７／９４

Ａ６１Ｂ ３４／３０

Ｂ２５Ｊ １８／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

医療用の器具に装着され、体腔内に通じる孔を通り前記体腔内に先端側から挿入されるマニピュレータであって、
前記孔の内側を貫通する、先端側と後端側を有する貫通部と、
前記貫通部よりも先端側において、前記貫通部に対して前記体腔内で屈曲可能な第１屈曲部と、
前記第１屈曲部よりも先端側で伸縮可能な伸縮部と、
柔軟性を有する材料から形成される筒体から構成され、前記伸縮部の先端に設けられる２自由度で屈曲する第２屈曲部と、
前記第１屈曲部を操作する第１屈曲操作部と、
前記第２屈曲部を操作する第２屈曲操作部と、
前記伸縮部を操作する伸縮操作部と、を備え、
前記器具は前記第２屈曲部の前記筒体に保持され、
前記第１屈曲操作部は、前記貫通部の内側を通って前記後端側に引き出される第１屈曲部操作ワイヤを備え、
前記伸縮操作部は、前記貫通部の内側を通って前記後端側に引き出される伸縮部操作ワイヤを備え、
前記第２屈曲操作部は、一端が前記筒体の先端に固定され、他端が前記貫通部の内側を通って前記後端側に引き出される複数の第２屈曲部操作ワイヤを備えることを特徴とするマニピュレータ。

【請求項2】

前記伸縮部操作ワイヤは、伸長用操作ワイヤと収縮用操作ワイヤを備え、
前記収縮用操作ワイヤは、伸長動作をする内筒に真っ直ぐな状態で先端側が固定され、
前記伸長用操作ワイヤは、収縮動作をする内筒に後端側に向けて折り返された先端側が固定される
請求項１に記載のマニピュレータ。

【請求項3】

前記貫通部を軸周りに回転させる回転操作部を備える、
請求項１または２に記載のマニピュレータ。

【請求項4】

前記器具は、医療の対象部位から受光可能または前記対象部位を撮像可能なスコープである、
請求項１から３のいずれか一項に記載のマニピュレータ。

【請求項5】

前記スコープに装着されている前記マニピュレータと、前記対象部位を処置可能な処置具とが同一の前記孔に挿入された状態で行われる単孔式手術に用いられる、
請求項４に記載のマニピュレータ。

【請求項6】

前記器具は、医療の対象部位を処置可能な処置具である、
請求項１から３のいずれか一項に記載のマニピュレータ。

【請求項7】

複数の前記筒体を備え、
前記器具は、前記筒体の内側に配置されている、
請求項１から６のいずれか一項に記載のマニピュレータ。

【請求項8】

前記貫通部としての貫通筒と、
前記貫通筒に対して前記体腔内において１自由度で屈曲可能であって前記第１屈曲部を構成するとともに、長さが伸縮可能な前記伸縮部としての伸縮筒構造と、を備える、
請求項７に記載のマニピュレータ。

【請求項9】

前記第１屈曲操作部、前記伸縮操作部、および前記第２屈曲操作部はいずれも、
引っ張られるワイヤを含んで構成されている、
請求項３から８のいずれか一項に記載のマニピュレータ。

【請求項10】

前記第１屈曲部は、
前記貫通部と前記第１屈曲部の間に設けられる屈曲軸により前記貫通部に対して揺動可能であり、
前記第１屈曲部操作ワイヤは、
前記屈曲軸から離れる側において前記第１屈曲部にその先端側が固定される、
請求項１から９のいずれか一項に記載のマニピュレータ。

【請求項11】

請求項１から１０のいずれか一項に記載のマニピュレータと、
前記マニピュレータが装着される前記器具と、を備える、
ことを特徴とする医療用具。

【請求項12】

請求項１から１１のいずれか一項に記載のマニピュレータであって、前記伸縮部よりも先端側で屈曲可能な前記第２屈曲部を備えた前記マニピュレータを使用し、模擬的な体腔が内在するモデルの内部における前記マニピュレータの作業性を評価する方法であって、
前記マニピュレータが装着されるスコープによる前記体腔内の処置対象の観察下、前記第１屈曲部および前記第２屈曲部が前記体腔内で屈曲された状態の前記マニピュレータと共に前記体腔内に挿入されている一以上の医療器具の先端部が、前記処置対象へ接触位置を変えながら接触するタッチ作業が行われた際に、前記マニピュレータと前記医療器具とが接触した回数を電気的に計測するにあたり、
前記医療器具に導電性が与えられた部位と、前記マニピュレータに導電性が与えられた部位との接触を電気的に検知する、
ことを特徴とするマニピュレータの作業性評価方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、鏡視下の手術や検査等の医療を支援可能なマニピュレータ、そのマニピュレータを備えた医療用具、およびマニピュレータの作業性評価方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、開腹せずに、腹壁に孔をあけて腹腔内にスコープ（内視鏡）や鉗子等の手術器具を挿入し、鏡視下で患部を施術する腹腔鏡手術が行われている。スコープや鉗子等の手術器具は、腹壁の孔に挿入されたトロッカー（トラカールとも）の管路を通じて腹腔内に挿入される。腹腔鏡手術を支援するため、高機能なロボットを含め、手術装置の開発が盛んである。

【0003】

装置構成がそれほど大掛かりでないハンディな手術用具としては、腹腔内に挿入される部分の先端を屈曲させる操作が可能なスコープが用いられている（例えば、特許文献１）。
特許文献１は、硬質の外装部材および湾曲自在な軟質の導中管からなり、腹腔内に挿入される挿入部と、外装部材を伸縮させるインナーケーブルとを備えた手術用具を開示する。
この手術用具によれば、挿入部の先端に取り付けられるカメラや鉗子等の手術器具の用途に応じて外装部材を伸縮させることで、外装部材により覆われる導中管の範囲が変わるので、挿入部を真っ直ぐにさせたり、先端側を屈曲させたりすることができる。

【0004】

こうした手術用具による腹腔鏡手術は、腹腔内にスコープと鉗子とをそれぞれ挿入し、スコープと鉗子とをそれぞれ別の操作者が操作することによって行われる。スコープおよび鉗子が、別々の孔に挿入される場合も、同一の孔に挿入される場合もある。
別々の孔に鉗子やスコープを挿入する多孔式手術に比べて低侵襲であることから、同一の孔に鉗子やスコープ挿入する単孔式手術が注目されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００９−２４０７０４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１を含め、従来の手術用具は、挿入部の先端側が屈曲するだけなので、患部を見やすい位置にスコープをおいて所望の向きに向けたり、鉗子を患部に容易にアクセスさせたりするための操作性が十分であるとは言えない。
ここで、屈曲、伸縮、回転等に関して多数の自由度を持つ手術支援ロボットは、スコープや鉗子等を所望の位置や向きに操作することができるが、非常に高価である。また、患部を鉗子により把持したり触ったりするときの感触（力覚）を得ることができないという欠点がある。

【0007】

ところで、単孔式手術を行う場合は、同一の孔にスコープと、複数の鉗子とが挿入されるため、トロッカーや腹腔内がスコープや鉗子で特に混雑する。そうすると、鉗子とスコープとがトロッカーや腹腔内で干渉し易いため、鉗子およびスコープの操作が困難である。
鉗子とスコープとの「干渉」は、鉗子とスコープとが物理的に接触するという意味に加えて、鉗子が患部の手前でスコープの視野に写り込むという意味をも含む。

【0008】

同一の孔にスコープと鉗子とが挿入されていると、鉗子を動かすとスコープに干渉して視野が変わってしまうので鉗子の可動域が制限されてしまい、逆に、視野を変えようとしてスコープを動かすと鉗子が動いてしまうといったことが起こり易い。
特許文献１の手術用具でも、挿入部の先端に取り付けられたカメラの視野を変えようとして外装部材を伸縮させると、トロッカーの内側で外装部材が動くため、同じトロッカーに挿入された鉗子に接触して鉗子が動いてしまう。

【0009】

また、同一の孔に挿入されたスコープと鉗子とがほぼ同軸に配置されていると、患部の手間で鉗子がスコープの視野に大きく写り込んで患部の観察が妨げられてしまう。スコープの挿入部の先端部が屈曲したとしても、それだけでは、鉗子の写り込みを避け、患部を十分に観察することが難しい。

【0010】

湾曲した形状の湾曲鉗子を用いたとしても、腹腔内における湾曲鉗子の動きが予測し難いために、鉗子が視野内の意図しない位置に写り込んだり、鉗子とスコープとが接触したりといったことが起こり易い。しかも、先端側が直線状である鉗子と比べて、湾曲鉗子の操作は非常に難しい。

【0011】

単一の孔をあけて行う単孔式手術に限らず、例えば２つの孔をあけて鏡視下手術を行う際にも、手術に使用するスコープや鉗子等の器具で腹腔内やトロッカーが混雑して器具同士の干渉が生じ易い場合がある。鏡視下手術に使用されるスコープと鉗子とが、近接する別の孔にそれぞれ挿入されていると、スコープの軸と鉗子の軸とが近接してしまい、それらが干渉するおそれがある。
つまり、上記のような場合にも、単孔式手術と同様の課題が存在する。
従来技術は、鉗子やスコープ等の器具同士の干渉を避けるという視点を欠いている。

【0012】

鉗子の操作に伴ってスコープが動いたり視野内で意図しない位置に鉗子が写り込んだりすると、スコープおよび鉗子の位置の再調整が必要となる。手術中、鉗子を操作する術者と、術者の指示によりスコープを操作するスコピストとは、トロッカーの近くに立ち、手を交差させつつ、始終、鉗子の位置や視野に気を配りながら、施術やスコープの操作を行う。こうした手術は、術者とスコピストとの負担が大きく、また、難易度が高い。

【0013】

以上より、本発明は、手術支援ロボットと比べて単純な構造でありながら、スコープや鉗子等の器具を所望の位置や向きに操作することができるとともに、トロッカーや腹腔内における医療用具同士の干渉を避けて術者らの負担を軽減することが可能なマニピュレータ、それを備えた医療用具、およびマニピュレータの作業性評価方法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】

【0014】

本発明は、医療用の器具に装着され、体腔内に通じる孔を通り体腔内に先端側から挿入されるマニピュレータであって、孔の内側を貫通する貫通部と、貫通部に対して体腔内で屈曲可能な第１屈曲部と、第１屈曲部よりも先端側で伸縮可能な伸縮部と、第１屈曲部を操作する第１屈曲操作部と、伸縮部を操作する伸縮操作部と、を備えることを特徴とする。

【0015】

本発明のマニピュレータは、伸縮部よりも先端側で屈曲可能な第２屈曲部と、第２屈曲部を操作する第２屈曲操作部と、を備えることが好ましい。

【0016】

本発明のマニピュレータにおいて、第２屈曲部は、１自由度で屈曲し、第２屈曲部は、２自由度で屈曲することが好ましい。

【0017】

本発明のマニピュレータは、貫通部を軸周りに回転させる回転操作部を備えることが好ましい。

【0018】

本発明のマニピュレータにおいて、器具は、医療の対象部位から受光可能または対象部位を撮像可能なスコープであることが好ましい。

【0019】

本発明のマニピュレータは、スコープに装着されており、対象部位を処置可能な処置具が同一の孔に挿入された状態で行われる単孔式手術に用いられることが好ましい。

【0020】

本発明のマニピュレータにおいて、器具は、医療の対象部位を処置可能な処置具であることが好ましい。

【0021】

本発明のマニピュレータは、複数の筒体を備え、器具は、筒体の内側に配置されていることが好ましい。

【0022】

本発明のマニピュレータは、貫通部としての貫通筒と、貫通筒に対して体腔内で屈曲可能であって第１屈曲部を構成するとともに、長さが伸縮可能な伸縮部としての伸縮筒構造と、を備えることが好ましい。

【0023】

本発明のマニピュレータは、伸縮部に接続される先端部を備え、先端部は、柔軟性を有する材料から形成されており、第２屈曲部をなしていることが好ましい。

【0024】

本発明のマニピュレータにおいて、第１屈曲操作部、伸縮操作部、および第２屈曲操作部はいずれも、引っ張られるワイヤを含んで構成されていることが好ましい。

【0025】

本発明の医療用具は、上述のマニピュレータと、マニピュレータが装着される器具と、を備えることを特徴とする。

【0026】

また、本発明は、上述のマニピュレータを使用し、模擬的な体腔が内在するモデルの内部におけるマニピュレータの作業性を評価する方法であって、マニピュレータが装着されるスコープによる体腔内の処置対象の観察下、第１屈曲部および第２屈曲部が体腔内で屈曲された状態のマニピュレータと共に体腔内に挿入されている一以上の医療器具の先端部が、処置対象へ接触位置を変えながら接触するタッチ作業が行われた際に、マニピュレータと医療器具とが接触した回数を電気的に計測するにあたり、医療器具に導電性が与えられた部位と、マニピュレータに導電性が与えられた部位との接触を電気的に検知することを特徴とする。

【発明の効果】

【0027】

本発明によれば、手術支援ロボットと比べて単純な構造でありながら、スコープや鉗子等の器具を所望の位置や向きに操作することができるとともに、トロッカーや腹腔内における医療用具同士の干渉を避けて術者らの負担を軽減することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】本発明の実施形態に係る医療用具を示す図である。

【図2】図１に示す医療用具を示す模式図である。可能な動作の方向を矢印で示している。

【図3】（ａ）および（ｂ）は、第１屈曲部を示す図である。

【図4】（ａ）および（ｂ）は、伸縮部を示す図である。

【図5】（ａ）および（ｂ）は、伸縮部の動作を説明するための図である。

【図6】（ａ）および（ｂ）は、第２屈曲部を示す図である。

【図7】（ａ）および（ｂ）は、医療用具の使用手順を示す図である。

【図8】医療用具の使用手順を示す図である。

【図9】医療用具の使用手順を示す図である。

【図10】（ａ）〜（ｃ）は、いずれもトロッカーを示す模式図である。

【図11】トロッカーに挿入されている医療用具を平面視で示す図である。

【図12】本発明の変形例に係る医療用具を示す図である。

【図13】本発明の変形例に係る医療用具を示す図である。

【図14】（ａ）および（ｂ）は、ＦＬＳ Task oneに基づく第１試験について説明するための図である。（ａ）は、図１５に示す腹部モデルの内部に配置される第１試験用の部材を示し、（ｂ）は、第１試験の結果を示している。

【図15】（ａ）および（ｂ）は、パターンタッチ作業を行う第２試験に用いる腹部モデルを示す図である。腹部モデルに挿入されたスコープおよび鉗子の位置に関して、（ａ）は擬似単孔を示し、（ｂ）はアキシャルポジションを示している。

【図16】（ａ）および（ｂ）は、腹部モデル内の接触対象の位置を示す図である。（ａ）は、術中の接触対象である肝臓の各部位を示し、（ｂ）は、試験用の接触対象である接触台を示している。

【図17】マニピュレータと鉗子との接触回数を計測するための計測系を模式的に示す図である。

【図18】（ａ）および（ｂ）は、図１６（ｂ）に示す接触台における鉗子接触面の角度と、スコープの位置について説明するための図である。（ａ）に、直線的な比較対象が示され、（ｂ）に、屈曲可能な本発明の医療用具が示されている。

【図19】（ａ）〜（ｃ）は、第２試験で行う作業内容として、接触台の接触パッドへのパターンタッチを説明するための図である。

【図20】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、第２試験の計測結果として、直線的な比較対象の視界（左図）と、屈曲可能なスコープ（本実施形態）の視界との差異を示す図である。

【図21】（ａ）および（ｂ）は、第２試験の計測結果（計測した作業時間の比較１，２）を示す図である。

【図22】第２試験の計測結果を示す図である（計測した作業時間の比較３）。

【図23】第２試験の計測結果として、鉗子と内視鏡間との間の接触回数を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
〔概要〕
図１に示す医療用具１０は、スコープ（内視鏡）１と、スコープ１に装着され、屈曲および伸縮が可能なマニピュレータ２とを備えている。医療用具１０は、体腔内に位置する患部（術部）を鏡視下で処置する鏡視下手術や、鏡視下で所定の部位を観察する鏡視下検査等の医療行為に用いられる。
「体腔」は、例えば、腹腔や胸腔である。
以下では、医療用具１０が腹腔内に挿入される場合を例にとり、説明する。

【0030】

医療用具１０は、図２に示すように、腹壁８の内外を貫通する孔８Ａを介して腹腔９内に挿入される。腹壁８には、医療用具１０が通される管路７Ａが形成されたトロッカー７が設けられる。トロッカー７は、管路７Ａに通された医療用具１０を腹腔９内へと案内する。管路７Ａは、トロッカー本体に備えられたチューブ（トロッカーチューブ）の内側であってもよい。
身体への侵襲を低く抑えるため、小さな孔８Ａがあけられることが好ましい。トロッカー７の管路７Ａの内径は、例えば、5〜10ｍｍ程度である。

【0031】

〔スコープ〕
スコープ１（図１）は、施術の対象範囲（術野）の画像を得る器具であり、マニピュレータ２により腹腔９内の患部付近にまで導かれる。
スコープ１は、多数の光ファイバーが束ねられたファイバースコープであってもよいし、対物レンズを介してＣＣＤ（Charge-Coupled Device）等の撮像素子により患部を撮像するビデオスコープであってもよい。スコープ１の先端１Ａには、光ファイバーの先端あるいは対物レンズおよび撮像素子が臨む観察窓が設けられている。

【0032】

スコープ１は、マニピュレータ２が装着されている状態で腹壁８の外側から腹腔９内に挿入される。スコープ１は、柔軟性を有しており、マニピュレータ２に沿うように形状が変化する。

【0033】

スコープ１は、患部の画像を得るため、患部を照明する。そのため、光源装置から発せられる光が、スコープ１に備えられた照明用の光ファイバーを通じて患部に供給される。あるいは、スコープ１が、患部を照明する光源としてのＬＥＤ（light emitting diode）等のライトを備えていてもよい。スコープ１の先端１Ａの観察窓の近傍に、照明光を出射する照明窓を設けることができる。
スコープ１により得られた画像のデータは、図示しないモニタに送られる。モニタに映し出された患部の画像を見ながら、患部の処置や観察が行われる。

【0034】

〔マニピュレータ〕
［全体構成］
マニピュレータ２は、図１および図２に示すように、先端２Ａ側から腹腔９内に挿入され、屈曲および伸縮しながらスコープ１を腹腔９内の患部付近にまでガイドする。マニピュレータ２の基端２Ｂ側は腹壁８の外側に露出している。
本明細書では、先端２Ａ側を「前方」、基端２Ｂ側を「後方」というものとする。

【0035】

マニピュレータ２は、孔８Ａの内側（管路７Ａの内側）を貫通する貫通筒２０１（貫通部）と、貫通筒２０１に対して屈曲可能な第１屈曲部２１および第２屈曲部２２と、伸縮可能な伸縮部２３と、第１屈曲部２１、第２屈曲部２２、および伸縮部２３をそれぞれ操作する操作部３０とを備えている。

【0036】

マニピュレータ２は、孔８Ａの内側を貫通する部分（貫通筒２０１）と、貫通する部分に対して屈曲可能であるとともに長さが伸縮可能な伸縮筒構造２０２と、伸縮筒構造２０２に接続される先端筒２０３を備えている。これらの筒体２０１，２０２，２０３は、内側にスコープ１を収容し、柔軟性を有する外装シース２０５（図１）により覆われている。

【0037】

貫通筒２０１は、図２に示すようにトロッカー７の管路７Ａに通され、管路７Ａよりも腹壁８の外側と、管路７Ａよりも腹壁８の内側との両方に露出する。
腹壁８の外側に露出した貫通筒２０１の上端側は、クランプ５（図９）等の固定装置によって台等に支持および固定することができる。このとき、クランプ５等の固定装置により、貫通筒２０１を軸線方向および軸周り方向のいずれにも動かないように固定することもできるし、軸線方向にだけは動かないように固定し、軸周り方向に動くのは許容されていてもよい。
貫通筒２０１および伸縮筒構造２０２は、例えばステンレス鋼等の金属材料から形成されている。

【0038】

伸縮筒構造２０２は、テレスコピック構造となっており、貫通筒２０１の端部に屈曲可能に連結される外筒２０２Ａと、外筒２０２Ａに対して進退可能に連結される内筒２０２Ｂとを備えている。外筒２０２Ａの内側に内筒２０２Ｂのほぼ全体を収めることができる。
貫通筒２０１および外筒２０２Ａは、第１屈曲部２１を構成し、外筒２０２Ａおよび内筒２０２Ｂは、伸縮部２３を構成する。

【0039】

先端筒２０３は、スコープ１の先端１Ａを保持している。先端筒２０３は、柔軟性を有する材料から形成されており、例えば図２に示すように屈曲させることができる。先端筒２０３は、第２屈曲部２２として機能する。
先端筒２０３には、例えば、フッ素系の樹脂材料を用いることができる。

【0040】

図２に示すように、第１屈曲部２１は１自由度で屈曲し、伸縮部２３は伸縮筒構造２０２の軸方向に１自由度で伸縮し、第２屈曲部２２は２自由度で屈曲する。伸縮部２３は、第１屈曲部２１よりも先端２Ａ側で伸縮可能であり、第２屈曲部２２は、伸縮部２３よりも先端２Ａ側で屈曲可能である。
さらに、マニピュレータ２は、第１屈曲部２１よりも基端２Ｂ側で軸周りに回転（１自由度）させることができる。したがって、マニピュレータ２は、合計で５自由度を有している。
マニピュレータ２には、第１屈曲部２１よりも基端２Ｂ側（貫通筒２０１）を軸周りに回転させる回転操作部２０６（図２）を付加することができる。

【0041】

操作部３０（図１）は、第１屈曲部２１を操作する第１屈曲操作ワイヤ３１（図１）と、第２屈曲部２２を操作する第２屈曲操作ワイヤ３２（図６）と、伸縮部２３を操作する伸縮操作ワイヤ３３（図４）とを備えている。これらの操作ワイヤ３１〜３３はいずれも、基端２Ｂ側に向けて引っ張られることで、第１屈曲部２１、第２屈曲部２２、および伸縮部２３を個別に操作する。

【0042】

［第１屈曲部］
図３（ａ）および（ｂ）を参照し、第１屈曲部２１について説明する。図３〜図５では、スコープ１の図示を省略している。
上述したように第１屈曲部２１を構成する、貫通筒２０１と伸縮筒構造２０２の外筒２０２Ａとは、蝶番２１１（ヒンジ）により支持され、図３（ｂ）に示すように、相対的に屈曲するようになっている。貫通筒２０１と外筒２０２Ａとの向かい合う端部は、屈曲したときの内周側がいずれも斜めにカットされており、屈曲したときの外周側が蝶番２１１により連結されている。

【0043】

貫通筒２０１と外筒２０２Ａとの連結箇所には、第１屈曲操作ワイヤ３１が設けられている。第１屈曲操作ワイヤ３１は、ここでは２本あるが、本数は特に限定されない。
第１屈曲操作ワイヤ３１は、外筒２０２Ａの内周部に固定されており、外筒２０２Ａへの固定端３１Ａから、外筒２０２Ａと貫通筒２０１との間の間隙、および貫通筒２０１の内部を通り、後方へと引き出されている。第１屈曲操作ワイヤ３１をガイドする適宜な部材が貫通筒２０１の内周部に設けられていることが好ましい。

【0044】

第１屈曲操作ワイヤ３１は、マニピュレータ２の基端２Ｂ（図１）から引き出されており、マニピュレータ２の外部から第１屈曲操作ワイヤ３１を引っ張ることが可能となっている。これは、第２屈曲操作ワイヤ３２、および伸縮操作ワイヤ３３も同様である。

【0045】

第１屈曲操作ワイヤ３１が引っ張られていない自由状態では、蝶番２１１に設けられているバネおよびストッパ（いずれも図示しない）により、蝶番２１１が平坦な状態に維持される（図３（ａ））。このとき、貫通筒２０１および外筒２０２Ａは全体として直線状に延びている。
蝶番２１１のバネの弾性力に抗して第１屈曲操作ワイヤ３１を後方に向けて引っ張ると、貫通筒２０１がスコピストによる把持により保持されているため、図３（ｂ）に示すように、蝶番２１１の部品が軸（屈曲軸２１Ａ）を中心に相対的に回動して、貫通筒２０１と外筒２０２Ａとの間の間隔が縮まる。そうすると、自由端側である外筒２０２Ａが、後方に向けて引き付けられるように貫通筒２０１に対して屈曲する。屈曲の角度は、第１屈曲操作ワイヤ３１が引っ張られる力の大きさに応じて固定端３１Ａが後退する長さが変わることによって調整することができる。貫通筒２０１に対してほぼ直角の角度にまで伸縮筒構造２０２を屈曲させることが可能である。
そのまま第１屈曲操作ワイヤ３１が引っ張られていると、第１屈曲操作ワイヤ３１の張力により、貫通筒２０１に対して外筒２０２Ａが屈曲した状態に維持される。
第１屈曲操作ワイヤ３１を引く力を弱めるか、第１屈曲操作ワイヤ３１を解放すると、伸縮筒構造２０２が元の位置に復帰し、貫通筒２０１と伸縮筒構造２０２とが直線的に真っ直ぐ延びている状態に復元する。

【0046】

上記は、第１屈曲部２１に採用し得る構造のあくまで一例である。
貫通筒２０１に伸縮筒構造２０２（外筒２０２Ａ）が連結されており、これら貫通筒２０１および伸縮筒構造２０２が直線状に延びている姿勢と、貫通筒２０１に対して伸縮筒構造２０２が屈曲した姿勢とをとることのできる限りにおいて、第１屈曲部２１の具体的な構造は、適宜に定めることができる。
例えば、蝶番２１１を用いる代わりに、貫通筒２０１と伸縮筒構造２０２とを柔軟な材料から形成された軟性部を介在させた状態で連結し、第１屈曲操作ワイヤ３１を引っ張って軟性部を屈曲させることで、貫通筒２０１に対して伸縮筒構造２０２を屈曲させるようにしてもよい。

【0047】

［伸縮部］
次に、図４（ａ）および（ｂ）を参照し、伸縮部２３について説明する。図４（ｂ）に、外筒２０２Ａを一点鎖線で示し、内筒２０２Ｂを二点鎖線で示している。
伸縮部２３として機能する伸縮筒構造２０２は、伸縮操作ワイヤ３３を引っ張り、外筒２０２Ａに対して内筒２０２Ｂを進退させることにより、伸縮筒構造２０２全体の長さの伸縮が可能となっている。
伸縮操作ワイヤ３３として、伸長用の操作ワイヤ３３１と、収縮用の操作ワイヤ３３２とが用意されている。

【0048】

図４（ａ）に示すように、内筒２０２Ｂには、長さ方向に沿って溝２３１が形成されている。溝２３１は、内筒２０２Ｂを肉厚方向に貫通しており、ピン２３２が挿入されている。ピン２３２は、外筒２０２Ａの前方側の端部に、径方向に沿って設けられており、ピン２３２には伸長用操作ワイヤ３３２が掛けられている。
溝２３１およびピン２３２は、外筒２０２Ａに対して内筒２０２Ｂが進退されるときのガイドとして機能するとともに、外筒２０２Ａから内筒２０２Ｂが抜け出るのを防止する。外筒２０２Ａに対して内筒２０２Ｂが進退されるストロークの長さは、溝２３１の長さと同等である。

【0049】

伸長用操作ワイヤ３３２が掛け回されるピン２３２は、軸周りに回転可能に設けられていて滑車として機能することが好ましい。
また、内筒２０２Ｂに２つの溝２３１が平行に形成されており、ピン２３２の両端がそれぞれ溝２３１に挿入されていると、溝２３１およびピン２３２により内筒２０２Ｂおよび外筒２０２Ａが安定してガイドされるので好ましい。

【0050】

収縮用操作ワイヤ３３１は、図４（ａ）に示すように、溝２３１の前端よりも前側の位置で内筒２０２Ｂの内周部に固定され、内筒２０２Ｂの内側、外筒２０２Ａの内側、および貫通筒２０１（図３（ａ））の外側を通って後方へと引き出されている。収縮用操作ワイヤ３３１の内筒２０２Ｂへの固定端３３１Ａを黒い丸で示す。

【0051】

伸長用操作ワイヤ３３２は、図４（ａ）および（ｂ）に示すように、ピン２３２よりも後方の位置で内筒２０２Ｂの内周部に固定されている。内筒２０２Ｂへの固定端３３２Ａを黒い丸で示す。伸長用操作ワイヤ３３２は、ピン２３２に掛けられ、ピン２３２の位置で後方に向けて折り返し、外筒２０２Ａおよび貫通筒２０１の内側を通って後方へと引き出されている。

【0052】

内筒２０２Ｂおよび外筒２０２Ａの周方向において操作ワイヤ３３１，３３２が配置される位置は特に限定されない。収縮用操作ワイヤ３３１および伸長用操作ワイヤ３３２をガイドする適宜な部材が内筒２０２Ｂおよび外筒２０２Ａの内周部に設けられていることが好ましい。

【0053】

外筒２０２Ａが連結されている貫通筒２０１がスコピストによる把持により保持されているため、図５（ａ）に示すように、収縮用操作ワイヤ３３１を後方に向けて引っ張ると（白抜き矢印）、固定端３３１Ａが固定された内筒２０２Ｂが外筒２０２Ａの内側に退避する（実線矢印）。そのため、外筒２０２Ａおよび内筒２０２Ｂの全体の長さが収縮する。
一方、図５（ｂ）に示すように、伸長用操作ワイヤ３３２を後方に向けて引っ張ると（白抜き矢印）、固定端３３２Ａとピン２３２とが近づき（破線矢印）、内筒２０２Ｂが前進する（実線矢印）。そのため、外筒２０２Ａおよび内筒２０２Ｂの全体の長さが伸長する。

【0054】

上述した構造は、伸縮部２３に採用し得る構造のあくまで一例である。
伸縮筒構造２０２は、貫通筒２０１に屈曲可能に連結される内筒と、内筒の外周に位置する外筒とから構成することもできる。
また、伸縮部２３は、必ずしも、２つの部材を相対的にスライド（進退）させるものには限らず、例えば、蛇腹や螺旋等の構造により伸縮部２３が伸縮可能に構成されることも許容される。
また、伸縮部２３を操作する操作部の構造も、引っ張られる伸縮操作ワイヤ３３には限らず、伸縮操作ワイヤ３３に代えて、例えば、内筒２０２Ｂおよび外筒２０２Ａの内側に設けられたガイドチューブに通されて押し引きされるワイヤを採用することもできる。

【0055】

［第２屈曲部］
次に、図６（ａ）および（ｂ）を参照し、第２屈曲部２２について説明する。
第２屈曲部２２として機能する先端筒２０３は、伸縮筒構造２０２の内筒２０２Ｂの前端部に支持部材２０４により支持されている。図６（ａ）および（ｂ）では、内筒２０２Ｂの前端部の一部を破断し、支持部材２０４および第２屈曲操作ワイヤ３２を示している。なお、図２等では、支持部材２０４の図示を省略している。

【0056】

支持部材２０４の後端側は、内筒２０２Ｂの前端部の内側に挿入されており、支持部材２０４の突起２０４Ａ（図１）が内筒２０２Ｂの開口部に係合することにより、内筒２０２Ｂの内周部に保持されている。
支持部材２０４は、円筒状に形成されており、内側に先端筒２０３の後端側を受け入れて保持する。支持部材２０４の内周部と先端筒２０３の外周部とは、適宜な方法で固定されている。

【0057】

先端筒２０３は、支持部材２０４よりも前方に突出している。スコープ１は先端筒２０３の内側にも配置されている。
先端筒２０３には、先端筒２０３を屈曲させる第２屈曲操作ワイヤ３２が設けられている。図６（ａ）に示すように、第２屈曲操作ワイヤ３２が引っ張られていない自由状態では、先端筒２０３は、伸縮筒構造２０２の軸線の延長線上に、直線的に延びている。

【0058】

第２屈曲操作ワイヤ３２として、左方操作ワイヤ３２Ｌと、右方操作ワイヤ３２Ｒと、下方操作ワイヤ３２Ｄとが用意されている。
ここで、「左右」方向は、屈曲軸２１Ａ（蝶番２１１の軸）の方向と一致し、この左右方向に対して「上下」方向は直交する。

【0059】

左方操作ワイヤ３２Ｌは先端筒２０３の左端部に固定されており、支持部材２０４の内側と外側とを支持部材２０４の径方向に沿って貫通する経路２０４Ｂを通じて支持部材２０４の内側に引き込まれている。左方操作ワイヤ３２Ｌは、支持部材２０４の内側から、伸縮筒構造２０２内の少なくとも前端部に設けられたガイドチューブ３３０を通り、後方へと引き出されている。左方操作ワイヤ３２Ｌは、貫通筒２０１内でも適宜なガイド部材によりガイドされることが好ましい。
右方操作ワイヤ３２Ｒおよび下方操作ワイヤ３２Ｄも、左方操作ワイヤ３２Ｌと同様に、それぞれ先端筒２０３に固定されており、支持部材２０４の経路２０４Ｂ、支持部材２０４の内側、ガイドチューブ３３０を通り、後方へと引き出されている。
これらの操作ワイヤ３２Ｌ，３２Ｒ，３２Ｄを含め、先端筒２０３および支持部材２０４は外装シース２０５（図１）に覆われている。

【0060】

下方操作ワイヤ３２Ｄが後方に向けて引っ張られて後退すると、図６（ｂ）に示すように、先端筒２０３の下端部が支持部材２０４に引き付けられるようにして、先端筒２０３が伸縮筒構造２０２に対して下向きに屈曲する。これに追従してスコープ１も下方へと向く。伸縮筒構造２０２の軸線に対してほぼ直交する角度あるいはそれ以上の角度にまで先端筒２０３を屈曲させることができる。
下方操作ワイヤ３２Ｄを引く力を弱めるか、下方操作ワイヤ３２Ｄを解放すると、先端筒２０３が元の真っ直ぐな状態に復元する。

【0061】

図示を省略するが、左方操作ワイヤ３２Ｌが後方に向けて引っ張られると、先端筒２０３が左向きに屈曲し、右方操作ワイヤ３２Ｒが後方に向けて引っ張られると、先端筒２０３が右向きに屈曲する。下方操作ワイヤ３２Ｄおよび左方操作ワイヤ３２Ｌ（または右方操作ワイヤ３２Ｒ）を同時に引っ張ることにより、先端筒２０３を下方でかつ右方（または左方）に向けて屈曲させることもできる。
下方操作ワイヤ３２Ｄ、右方操作ワイヤ３２Ｒ、左方操作ワイヤ３２Ｌの１つ以上を適宜に操作することで、スコープ１の先端１Ａを旋回させるようにして視野を変更することもできる。

【0062】

先端筒２０３を上向きに屈曲させる上方操作ワイヤを下方操作ワイヤ３２Ｄ等と同様に先端筒２０３に設けることもできる。但し、後述するように、腹腔９内でマニピュレータ２は患部４の上方で腹壁８に沿って延びているため、先端筒２０３を上向きに屈曲させて腹壁８の内壁を観察する必要があまりないので、ここでは、上方操作ワイヤを省略している。

【0063】

〔使用手順、および本実施形態の効果〕
以下、図７〜図９を参照し、医療用具１０を用いて腹腔鏡手術を行う際の手順の一例を説明する。医療用具１０は、後述するように単孔式手術に好適である。
腹腔９内に医療用具１０のマニピュレータ２を挿入する際には、第１屈曲部２１および第２屈曲部２２は屈曲させずに、マニピュレータ２を直線状に延びた真っ直ぐな状態にしておく。また、マニピュレータ２の基端２Ｂから先端２Ａまでの長さを短くしておくことが好ましい。上述したように、収縮用操作ワイヤ３３１を引っ張ることで（図５（ａ））、伸縮部２３（伸縮筒構造２０２）を収縮させればよい。
真っ直ぐな状態のマニピュレータ２を把持し、図７（ａ）に示すように、臍の近傍等、腹壁８の所定位置にあけられた孔８Ａに挿入されているトロッカー７の管路７Ａを通じて腹腔９内に挿入する（挿入ステップＳ１）。腹腔９内には、予め必要に応じてガスが導入される。

【0064】

マニピュレータ２を腹腔９内に挿入するときは、その後に行う屈曲および伸長の動作によりスコープ１を患部４（図９）の付近にまでアクセスさせることができるように、第１屈曲部２１の屈曲軸２１Ａの位置を考慮してマニピュレータ２の軸周り方向の向きを適切に定めるとよい。マニピュレータ２の軸周り方向の向きを容易に定めるために、屈曲軸２１Ａの位置を基端２Ｂ側にマーキングしてあることが好ましい。
なお、貫通筒２０１の軸周りの向きは、後から直したり、変更したりすることもできる。

【0065】

貫通筒２０１の前端が管路７Ａを通過したならば、第１屈曲操作ワイヤ３１を引っ張り（図３（ｂ））、図７（ｂ）に示すように、腹腔９内で第１屈曲部２１を屈曲させる（第１屈曲ステップＳ２）。すると、貫通筒２０１に対して屈曲した伸縮筒構造２０２が、腹腔９に臨む腹壁８の近傍で腹壁８に沿って延出する。屈曲の角度は、第１屈曲操作ワイヤ３１を引っ張る力に応じて調整することができる。腹腔９内に挿入される際にマニピュレータ２の軸周り方向の向きが適切に定められていると、伸縮筒構造２０２が患部４の上方に向けて延出する。予めマニピュレータ２の伸縮部２３を短い状態にしておくことにより、マニピュレータ２が臓器等に干渉することなく、貫通筒２０１の前端が管路７Ａを超えるまでマニピュレータ２を腹腔９内に挿入することができる。

【0066】

第１屈曲操作ワイヤ３１は、適宜な方法により引っ張ることができる。例えば、ハンドルの手動操作やモータ等の動力源により操作ワイヤ３１を巻き取ることにより、操作ワイヤ３１を引っ張ることができる。ワイヤの巻取りを操作するフットペダル等の装置を用いることが好ましい。
上記は、伸縮操作ワイヤ３３および第２屈曲操作ワイヤ３２についても同様である。

【0067】

この後、トロッカー７の管路７Ａの内側を貫通している貫通筒２０１とトロッカー７との相対位置は基本的には変位せず、腹腔９内に挿入されたマニピュレータ２の部位を変位させることになるから、第１屈曲ステップＳ２を終えた段階で、トロッカー７よりも上方に露出している貫通筒２０１の部位をクランプ５によって支持および固定してもよい。

【0068】

続いて、伸長用操作ワイヤ３３２を引っ張り（図５（ｂ））、図８（ａ）に示すように、腹腔９内で、腹壁８に沿って伸縮筒構造２０２を伸長させる（伸長ステップＳ３）。すると、マニピュレータ２の先端２Ａが患部４に近づく。
患部４の場所によっては、このままで、スコープ１の視野に患部４を捉えることができる。

【0069】

さらに、第２屈曲操作ワイヤ３２（３２Ｌ，３２Ｒ，３２Ｄ）を選択的に引っ張り（図６（ｂ））、図８（ｂ）に示すように、先端筒２０３を屈曲させることができる（第２屈曲ステップＳ４）。ここでは、下方操作ワイヤ３２Ｄを引いているので、マニピュレータ２の先端２Ａに位置するスコープ１の観察窓および照明窓が下へと向く。このスコープ１により、患部４を視野に捉えて患部４の画像を得ることができる。マニピュレータ２は腹腔９内で腹壁８に沿うように配置されており、腹壁８に近いところから、腹壁８よりも下方に位置する患部およびその周囲の広い範囲を視野に収めることができる。
スコープ１から送られた画像をモニタで確認しながら、マニピュレータ２の屈曲や伸縮の操作によりスコープ１の位置や向きの調整が可能である。
この時点で、まだマニピュレータ２の貫通筒２０１の上端側が固定されていなければ、クランプ５等で固定することができる。
次いで、鉗子６を腹腔９内に挿入し、患部４の処置を行うことができる（鉗子挿入ステップＳ５）。

【0070】

以上で説明したように、本実施形態の医療用具１０は、第１屈曲部２１、伸縮部２３、および第２屈曲部２２を有するマニピュレータ２を備えていることにより、スコープ１の位置や向きを自在にガイドすることができる。それによって患部４をスコープ１の視野に確実に捉えることができる。
腹腔９内で屈曲して腹壁８に沿っている伸縮部２３の長さを調節することにより、トロッカー７の近くから、伸縮部２３を最大に伸ばしたときにスコープ１の観察窓が到達する位置までの広範囲に亘り、鏡視下で処置可能となる。
さらに、必要に応じて、手動であるいは回転操作部２０６（図２）により貫通筒２０１を軸周りに回転させると、貫通筒２０１を軸にマニピュレータ２が旋回するので、より広範囲に亘り鏡視下の処置が可能となる。
本実施形態の医療用具１０によれば、手術にあたりスコープ１のアクセスが必要な範囲（術野）を十分にカバーすることができる。
手術の間、必要に応じてマニピュレータ２の第１屈曲部２１、伸縮部２３、および第２屈曲部２２を適宜に操作し、あるいは貫通筒２０１を軸周りに回転させることで、視野の変更を行うことができる。

【0071】

しかも、マニピュレータ２は、手術支援ロボットと比べて単純な構造であって、第１屈曲部２１の屈曲により腹腔９内でマニピュレータ２を所定の方向に向け、次いで、伸縮筒構造２０２を伸長させるという基本動作に基づいて、腹腔９内におけるマニピュレータ２自体の位置を容易に想定することができる。
マニピュレータ２は、主として複数の筒体２０１，２０２，２０３と、操作ワイヤ３１，３２，３３とからなるという点でも単純な構造であり、安価に製造することができる。
さらに、操作ワイヤ３１，３２，３３をそれぞれ引っ張る操作によりマニピュレータ２を駆動するため、例えばワイヤを押し引きする機構を採用する場合と比べて径が小さい操作ワイヤ３１，３２，３３を用いることができる。操作ワイヤ３１，３２，３３の径が小さい分、操作ワイヤ３１，３２，３３が収められる筒内の空きスペースを大きくとれるので、マニピュレータ２の外径としてはトロッカー７に通すことのできるように細径に構成されていながら、径が大きくなりがちな高性能なスコープ１をマニピュレータ２の筒内に収めることができる。

【0072】

第１屈曲部２１が屈曲していることで、マニピュレータ２が腹腔９内で腹壁８に沿うように配置されているため、マニピュレータ２が図９に二点鎖線で示すように全体的に直線状に延びている場合と比べて、腹腔９内に空いたスペースを大きく確保できる。このため、鏡視下手術用の鉗子６等の他の医療用具を腹腔９内に挿入しても、腹腔９内でマニピュレータ２と鉗子６とが接触する干渉が起こり難い。例えば、鉗子６を動かすとマニピュレータ２が動いてスコープ１の視野が変わってしまうといったことが起こり難く、鉗子６等の可動域を大きく確保できる。
スコープ１の視野を変えようとするときは、腹腔９内で腹壁８に沿っている伸縮筒構造２０２を伸長または収縮させたり、先端筒２０３の向きを変えたりすればよい。この操作によって鉗子６の位置が動いてしまうことはない。

【0073】

本実施形態によれば、直線状の典型的な鉗子６を用いることができるので、鉗子６の操作が容易である。鉗子６は、例えば、物をつかむ把持鉗子や、組織を剥離する剥離鉗子、鋏の機能を持った鋏型鉗子等である。また、鉗子６に限らず、電気メスや、クリップを血管に装着するクリップアプライヤーや、自動縫合器、超音波凝固切開装置等の医療用具も、マニピュレータ２と共に腹腔９内に挿入して用いることができる。

【0074】

図９に二点鎖線で示すようにマニピュレータ２が直線状に構成されており、軸線に対して屈曲させることができない場合は、トロッカー７を介して腹腔９内に挿入される鉗子６が、患部４の手前でスコープ１の視野に大きく写り込む。それに対して、本実施形態では、第１屈曲部２１が屈曲しており、鉗子６に対してマニピュレータ２がなす角度が大きいため、視野内に鉗子６が写り込む干渉が起こり難い。そのため、鉗子６に妨げられることなく患部４を十分に観察しつつ、鉗子６を患部４に容易にかつ確実にアクセスさせることができる。

【0075】

マニピュレータ２は、手術支援ロボットと比べて単純な構造であり、マニピュレータ２自体の位置を容易に想定することができるという点でも、マニピュレータ２と鉗子６との干渉を避けることができる。

【0076】

さらに、本実施形態によれば、トロッカー７の管路７Ａを貫通しているマニピュレータ２の貫通筒２０１を固定した状態で、同一の孔８Ａに挿入されているトロッカー７から鉗子６等の医療用具を腹腔９内に挿入することができる。トロッカー７には、管路７Ａの他にも、鉗子６等の医療用具を挿入可能な管路（例えば図１０（ａ）の７Ｂ参照）が用意されているものとする。
なお、孔８Ａへのトロッカー７の設置の形態には種々あり、図１０（ａ）に示すように、マニピュレータ２が挿入される管路７Ａと、鉗子６が挿入される管路７Ｂとが共に同一のトロッカー７に形成されていたり、図１０（ｂ）に示すように、マニピュレータ２が挿入される管路７Ａと、鉗子６が挿入される管路７Ｂとが別々のトロッカー７_１，７_２に形成されていたりする。

【0077】

単一の孔８Ａをあけ、この孔８Ａに位置するトロッカー７やトロッカー７_１，７_２から腹腔９内にスコープ１や鉗子６等の医療用具を挿入して行う手術のことを単孔式手術という。
スコープ１に装置されているマニピュレータ２の貫通筒２０１の位置が固定されていると、図１１に示すように、トロッカー７が挿入される孔８Ａおよびその近傍においてマニピュレータ２が占めている領域８Ａ_１（斜線で示す）以外の領域８Ａ_２を鉗子６等の他の医療用具に割り当てることができる。領域８Ａ_２において鉗子６等の可動域が広く確保されているので、鉗子６を動かしても、鉗子６とマニピュレータ２とが孔８Ａの位置およびその近傍で接触（干渉）してスコープ１の視野が動いてしまうことがない。また、マニピュレータ２の第１屈曲部２１や伸縮部２３、第２屈曲部２２を操作しても、貫通筒２０１が軸線方向や軸周りに動いてしまうこともない。そのため、適切に視野を設定しながら、鉗子６を自在に操作して適切な処置を容易に行うことができる。

【0078】

トロッカー７の設置の形態としては、図１０（ｃ）に示すように、別々の孔８Ａ，８Ａに挿入されているトロッカー７_１，７_２にそれぞれ、マニピュレータ２が挿入される管路７Ａと、鉗子６が挿入される管路７Ｂとが個別に形成されている場合もある。この場合にも、近接する孔８Ａ，８Ａを含む全体の領域に関し、上記同様に考えることができる。つまり、孔８Ａ，８Ａを含む全体の領域においてマニピュレータ２が占めている領域以外の領域を他の医療用具に割り当て、マニピュレータ２と、鉗子６等の他の医療用具とをそれぞれ互いに影響なく操作しながら、適切な処置を容易に行うことができる。

【0079】

医療用具１０は、腹腔９内やトロッカー７でマニピュレータ２や鉗子６等が混雑する単孔式手術に特に好適であるが、腹壁８の複数の箇所に孔をあけて行う多孔式手術にも適用することができる。医療用具１０は、単孔式手術に限らず、腹腔９内やトロッカー７で混雑する医療用具同士の干渉を防ぐために有効性が高い。
例えば、複数（例として２つ）の孔をあけて鏡視下手術を行う場合であって、手術に使用する医療用具１０のマニピュレータ２や鉗子６等の医療用具で腹腔９内やトロッカーが混雑していたとしても、医療用具同士の干渉を防ぐことができる。図１０（ｃ）のようにマニピュレータ２と鉗子６とが、近接する別の孔８Ａ，８Ａにそれぞれ挿入されており、スコープ１の軸と鉗子６の軸とが近接しているとしても、それらの干渉を防ぐことができる。

【0080】

以上によれば、従来、医療用具同士の干渉に起因して術者やスコピストに掛かっていた負担を大幅に軽減することができる。
上述のように、トロッカー７（または７_１，７_２）におけるマニピュレータ２の位置が固定され、マニピュレータ２が占めている領域以外の領域が鉗子６に割り当てられることにより、マニピュレータ２を操作するスコピストの手と鉗子６を操作する術者の手とが交差する機会が減少する。
トロッカー７におけるマニピュレータ２の位置が固定されていると、マニピュレータ２を把持する必要がない。そのため、術者が自分自身でマニピュレータ２を操作してスコープ１の視野を設定し、その後に鉗子６を把持して処置を行う単孔式手術も可能である。

【0081】

〔変形例〕
図１２は、本発明の変形例に係る医療用具２０を示している。
医療用具２０は、スコープ１と、スコープ１に装着されるマニピュレータ３とを備えている。
マニピュレータ３は、第２屈曲部２２を有していないことだけが、上述のマニピュレータ２と相違する。
図１２に示すマニピュレータ２は、貫通筒２０１と、伸縮筒構造２０２（外筒２０２Ａおよび内筒２０２Ｂ）と、伸縮筒構造２０２の前側に接続された先端部２０７とを備えている。先端部２０７は、伸縮筒構造２０２の軸線に沿って配置されており、伸縮筒構造２０２に対して屈曲はしない。
先端部２０７には、スコープ１の観察窓および照明窓が配置されている。これらの観察窓および照明窓は、マニピュレータ３が腹腔９内で腹壁８に沿うように延びているときの先端部２０７の下端に設けることが好ましい。そうすると、伸縮筒構造２０２に対して先端部２０７を下向きに屈曲させたときとほぼ同様の効果を得ることができる。
図１２に示すマニピュレータ３によれば、トロッカー７から腹腔９内にマニピュレータ３を挿入し、腹腔９内で第１屈曲部２１を屈曲させ、さらに伸縮部２３を患部４の付近にまで伸長させることにより、下方に位置する患部４をスコープ１で上方から観察することができる。

【0082】

なお、伸縮筒構造２０２に先端部２０７を接続せずに、スコープ１の観察窓および照明窓を伸縮筒構造２０２に設けることもできる。
また、スコープ１の観察窓および照明窓を先端部２０７の下端にではなく先端２Ａに設け、第１屈曲操作ワイヤ３１により、屈曲角度を調整することで、患部４に先端２Ａが向くように伸縮筒構造２０２の姿勢を設定するようにしてもよい。

【0083】

図１２に示すマニピュレータ２によれば、先端部２０７を操作するための操作ワイヤ３２が必要ない分、より細径に構成することができる。

【0084】

本発明の医療用具は、スコープ１の他の医療器具にも適用することができる。
図１３に示す医療用具が備えるマニピュレータ１２は、ワイヤにより操作されるフレキシブルな鉗子１６に装着される。マニピュレータ１２の貫通筒２０１、伸縮筒構造２０２、および先端筒２０３には鉗子１６の操作ワイヤ１６Ａが収容されており、マニピュレータ１２の先端１２Ａよりも前方に、操作ワイヤが後方に引っ張られることで動作する鉗子１６のジョー１６Ｂが配置されている。
このマニピュレータ１２をトロッカー７から腹腔９内に挿入し、第１屈曲部２１を屈曲させてから伸縮部２３を伸長させ、さらに、第２屈曲部２２を必要に応じて屈曲させることにより、鉗子１６のジョー１６Ｂを所望の位置にガイドして処置を行うことができるから、広い術野をカバーすることができる。
マニピュレータ１２において、第２屈曲部２２を省略することもできる。

【0085】

マニピュレータ１２は、腹腔９内で、腹壁８に沿うように延びているため、トロッカー７から腹腔９内に挿入された他の医療器具との干渉が起こり難い。このマニピュレータ１２と、直線状のスコープとを同じトロッカー７から腹腔９内に挿入していても、スコープの視野にマニピュレータ１２が写り込むことを避けることができる。

【実施例】

【0086】

以下、本発明の発明者らが上述の実施形態（図１）と同様の医療用具１０を使用して行った試験例（第１試験および第２試験）について説明する。医療用具１０のマニピュレータ２はスコープ１に装着されている。

【0087】

まず、第１試験および第２試験に使用した医療用具１０（図１）の第１、第２屈曲部２１，２２および伸縮部２３のそれぞれの可動範囲は下記の通りである。

【0088】

（第１屈曲部による屈曲動作の運動範囲）
図３（ａ）に示すように、貫通筒２０１の延長線上に沿って、伸縮構造２０２が真っすぐに延びている状態を０°とすると、屈曲軸２１Ａを回動軸として、貫通筒２０１に対して伸縮筒構造２０２を９０°まで屈曲させることができる（図３（ｂ））。つまり、第１屈曲部２１による屈曲動作の角度θ１（第１屈曲角度）は、０°〜９０°である。

【0089】

（伸縮部による伸縮動作の運動範囲）
伸縮筒構造２０２（図４（ａ））の最小の長さは、１２０ｍｍであり、最大の長さは２１０ｍｍである。したがって、伸縮筒構造２０２の軸線方向への伸縮動作による伸縮範囲Ｄ（ストローク）は、９０ｍｍである。

【0090】

（第２屈曲部による屈曲動作の運動範囲）
使用を想定した位置および傾き（姿勢）に医療用具１０をクランプ５等により固定し（図８（ａ））、伸縮筒構造２０２の長さおよび第１屈曲角度θ１をいずれも一定に保ったまま、先端筒２０３（図６（ａ）および（ｂ））の２自由度の屈曲角度を照明光の出射角度により確認した。

【0091】

先端筒２０３の先端から出射される光線が、伸縮筒構造２０２の軸線の延長線に対してなす角度の測定により、先端筒２０３の下方に向けた屈曲角度θ２ａ（第２下方屈曲角度）と、先端筒２０３の左右方向に向けた屈曲角度θ２ｂ（第２左右屈曲角度）とを得ることができる。
それによると、下方に向けた屈曲角度θ２ａ（第２下方屈曲角度）は、伸縮筒構造２０２の軸線の延長線の位置を０°として、０〜１２０°である。
そして、左右方向に向けた屈曲角度θ２ｂ（第２左右屈曲角度）は、伸縮筒構造２０２の軸線の延長線の位置を０°として−１２０〜１２０°である。

【0092】

〔第１試験〕
さて、第１試験について説明する。第１試験は、いずれも米国のSociety of American Gastrointestinal and Endoscopic Surgeons（SAGES）およびAmerican College of Surgeons（ACS）により承認されているＦＬＳ（Fundamentals of Laparoscopic Surgery）のTask oneに基づいて、腹腔鏡手術の作業性を評価可能な試験である。第１試験では、ＦＬＳ Task oneに定められた作業手順や評価方法に準拠する。以下、第１試験に用いる部材や作業内容について簡単に説明する。

【0093】

図１４（ａ）は、ＦＬＳ Task oneに用いる部材を示している。
ＦＬＳ Task oneでは、図１４（ａ）に示すように複数の棒状のペグ４１が固定されているペグボード４０と、複数のラバー製のリング４２と、一対の直線的な把持鉗子４３とを用いる。第１試験でも、ＦＬＳ Task oneに使用する部材と同様に構成された部材として、図１４（ａ）に示されたペグボード４０に相当するペグボードと、図１４（ａ）に示された一対の把持鉗子４３に相当する一対の把持鉗子と、図１４（ａ）に示されたリング４２と同一のリング４２を使用する。
図１４（ａ）に示す各部材と、それぞれに対応する第１試験の使用部材との構成は、リング４２を除き、必ずしも同一でないものの、以下の説明では、第１試験で使用する部材のそれぞれを、図１４（ａ）において相当する部材に付された符号と同一の符号により称するものとする。

【0094】

ＦＬＳ Task oneでは、リング４２を把持してペグ４１間を移動させる回数が「６」であるのに対し、第１試験では、リング４２を把持してペグ４１間を移動させる回数が「３」である。
また、ＦＬＳ Task oneでは、ペグボード４０を視野に収めるスコープから得られた画像データによりモニタの画面に表示された画像を見ながら、リング４２を把持してペグ４１間を移動させる作業を行うのに対し、第１試験では、医療用具１０に備えられた対眼レンズからペグボード４０を目視しながら、同様の作業を行う。これらの点を除いて、第１試験はＦＬＳ Task oneに準拠している。

【0095】

（試験用の部材）
第１試験には、上述の運動範囲を有するマニピュレータ２およびスコープ１を備えた医療用具１０（図１）に加え、ペグボード４０，リング４２、および把持鉗子４３と、人体の気腹状態の腹部を模擬した腹部モデル５０（図１５（ａ））とを用いる。

【0096】

ペグボード４０上に起立したペグ４１に通されたリング４２を、被験者が操作する把持鉗子４３により把持し、異なるペグ４１へと移動させる。ペグボード４０は、腹部モデル５０の内部に固定される。

【0097】

腹部モデル５０（図１５）の腹壁５１の広い範囲に亘り、把持鉗子４３を挿入可能な多数の挿入部５１０が用意されている。把持鉗子４３は、挿入部５１０に形成されている星状の開口５１１を通じて、腹部モデル５０の内部である模擬的な腹腔５２へ挿入され、挿入部５１０の円環状の保持体５１２の内側に保持される。

【0098】

（試験条件）
腹部モデル５０の所定の挿入部５１０から、把持鉗子４３および医療用具１０を腹腔５２へ挿入する。このとき、図１５（ｂ）に破線で示す挿入部５１０へ把持鉗子４３を入れ、図１５（ｂ）に一点鎖線で示す挿入部５１０へ医療用具１０を入れる。この状態の把持鉗子４３および医療用具１０の位置関係のことをアキシャルポジションと称する。

【0099】

医療用具１０（図１）は、ペグボード４０全体をスコープ１の視野に収めるように、クランプ５等により所定の位置および姿勢に固定される。このとき、貫通筒２０１に対して第１屈曲部２１を腹腔５２内で適宜な角度に屈曲させるとともに、第２屈曲部２２も伸縮部２３に対して適宜な角度に屈曲させるものとする。第２屈曲部２２は、少なくとも下方に向けて屈曲させる。また、伸縮部２３の長さも適宜に調整する。
被験者は、スコープ１に備えられた対眼レンズから目視することにより、ペグボード４０全体の画像を把握可能である。
被験者は、既往歴無しの右利きの10人の成人男性からなる。被験者はいずれも、図１４（ａ）に示す部材を使用したＦＬＳTask one訓練の習熟者であるものとする。

【0100】

（試験内容）
被験者は、ペグボード４０の画像を確認しながら、腹部モデル５０の内部に固定されたペグボード４０のペグ４１に通されたリング４２を把持鉗子４３によって他のペグ４１へと移動させる。このとき、所定の手順により、各リング４２を把持鉗子４３によりペグ４１間で移動させる。
被験者とは異なる計測者により、把持鉗子４３が最初にリング４２に接触した時から、所定の手順により各リング４２を移動させる一連の作業を終えるまでに要する時間を計測する。

【0101】

医療用具１０と作業性を比較するため、医療用具１０に代えて、典型的な硬性鏡を模擬した比較対象９０（図１８（ａ））を使用して上記と同様の作業を同じ被験者により行い、作業の所要時間を計測した。
使用する比較対象９０は、金属製の筒体の内側に軟性鏡を通して筒体と一体化したものである。軟性鏡自体が容易に変形するとしても、変形し難い硬質の材料から形成された筒体により軟性鏡が覆われているため、比較対象９０は全体として変形し難い。
図１８（ａ）に示すように、比較対象９０は、腹腔５２に挿入される範囲の全体に亘り、軸線に沿って直線的に構成されている。比較対象９０は、医療用具１０とは違い、屈曲したり伸縮したりする機能は備えていない。比較対象９０は、医療用具１０と同じ挿入部５１０から腹腔５２へ挿入され、ペグボード４０全体を視野に収めるように、クランプ５等により所定の位置および姿勢に固定される。この比較対象９０とアキシャルポジションをなす一対の把持鉗子４３により、各リング４２をペグ４１間で移動させる作業を行う。

【0102】

（計測結果）
図１４（ｂ）は、医療用具１０を使用した場合と、比較対象９０を使用した場合とのそれぞれについて、全被験者の作業所要平均時間を示す。
図１４（ｂ）における「Straight」は比較対象９０を意味し、「Flexion」は、屈曲可能な本発明の医療用具１０を意味している。これは、図２１〜図２３でも同様である。
図１４（ｂ）から、医療用具１０を使用した場合の所要時間は、比較対象９０を使用した場合の所要時間よりも短い。両者の所要時間の間に、有意な差異を認めることができる。

【0103】

ここで、図１４（ｂ）に示す比較対象９０のデータ群と本発明のデータ群とを対象とする公知の手法による有意差検定により有意確率ｐを算出しており、ｐ＜0.01であることを確認している。これは、データ群間の計測値の差異が99％を超える確率で起こることを意味することから、比較対象９０のデータ群の計測値と本発明のデータ群の計測値との間には十分に信頼に足りる有意差が存在する。
第２試験の計測結果（図２１〜図２２）についても、データ群間の有意差検定により有意確率ｐを算出しており、ｐ＜0.01である場合に、データ群間の計測値の差異が「有意」であることを記載している。

【0104】

以上の第１試験の計測結果から、比較対象９０に比べて医療用具１０の作業性が高いことが言える。
後述するように、医療用具１０を使用した場合と比較対象９０を使用した場合との視界の差異や、腹腔５２内に挿入される鉗子と医療用具との接触回数が、第１試験の結果にも影響したことが推察される。

【0105】

〔第２試験〕
次に、図１５〜図２３を参照し、第２試験（パターンタッチ試験）について説明する。第２試験では、第１試験とは異なる作業を通じて、医療用具１０の作業性を評価する。
第２試験で行う作業内容としては、腹腔５２内において、図１９（ａ）〜（ｃ）に示すように一対の鉗子６３（医療器具）の先端部６３Ａを、パターンＰ１〜Ｐ３にそれぞれ定められた接触パッドに接触させる。この作業過程において、鉗子６３同士が交叉（交差）した状態となる。これは、術中において、鉗子同士が交叉した状態となることが多いとの想定に基づいている。

【0106】

（試験用の部材）
第２試験には、第１試験で使用したのと同様の腹部モデル５０（図１５および図１６）と、医療用具１０および直線的な鉗子６３と、鉗子６３の先端部６３Ａを接触させる接触パッド６０１〜６０６が備わる接触台６０（図１６（ｂ））と、マニピュレータ２と鉗子６３との接触（干渉）回数を電気的に計測するための機器７１およびパーソナルコンピュータ７６（図１７）を使用する。
また、医療用具１０と作業性を比較するため、第１試験で使用したものと同様の比較対象９０を使用する。

【0107】

接触台６０は、図１６（ｂ）、図１８（ａ）および（ｂ）に示すように、接触パッド６０１〜６０６が設けられたパッド設置部６１と、それを支持する台座６２とを備えている。台座６２は、パッド設置部６１が取り付けられる箱状の部材６２１と、その部材６２１を支持する板状の部材６２２とを有する。
パッド設置部６１の上面側に、接触パッド６０１〜６０６が全体として円をなすように、パッド設置部６１の平面中心に対して等角度で設置されている。各接触パッド６０１〜６０６の形状は問わないが、ここでは円形である。接触パッド６０１〜６０６は、鉄が用いられた母材と、真鍮により母材の表面に施されためっきとからなる。
パッド設置部６１および台座６２は、木材から構成されている。

【0108】

接触パッド６０１〜６０６のそれぞれに鉗子６３が接触したことが電気的に検知できるように、接触パッド６０１〜６０６が金属等の導体からなり、パッド設置部６１は例えば木材等の絶縁体からなることが好ましい。

【0109】

後述するように、術中の鉗子の動作を模擬したパターンタッチが行われた際に、腹腔５２内において、鉗子６３とマニピュレータ２との間の接触（干渉）が発生した回数を計測する。そのために使用される計測系７０は、図１７に示す機器７１と、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）７６と、鉗子６３およびマニピュレータ２とを含んで構成されている。

【0110】

機器７１は、図示しない電源に接続されるマイクロコンピュータ７１１と、ブレッドボード７１２（基板）と、マイクロコンピュータ７１１およびブレッドボード７１２の間の図示しない配線とを含んで構成されている。ブレッドボード７１２には、ＬＥＤ７５（Light Emitting Diode）が配線されている。
マイクロコンピュータ７１１は、ＩＣ（Integrated Circuit）と、メモリと、入出力端子とを備えている。このマイクロコンピュータ７１１には、パーソナルコンピュータ７６がＵＳＢ（Universal Serial Bus）ケーブルにより接続されている。マイクロコンピュータ７１１とパーソナルコンピュータ７６との間でシリアル通信が可能である。

【0111】

鉗子６３とマニピュレータ２との接触を電気的に検知するため、接触し得る部位にそれぞれ導電性が与えられた鉗子６３およびマニピュレータ２を第２試験に用いる。
第２試験に用いられる鉗子６３において、金属製の先端部６３Ａよりも基端側であって、腹腔５２内に挿入される範囲は金属製の皮膜６３Ｂで覆れている。
第２試験に用いられるマニピュレータ２において、金属製である伸縮筒構造２０２は外装シース２０５（図１）により覆われておらず、マニピュレータ２の表面に露出している。

【0112】

上記のように、鉗子６３およびマニピュレータ２のそれぞれの腹腔５２内で接触し得る部位には導電性が与えられている。
そのため、鉗子６３とマニピュレータ２とが例えば図１７に示す状態に接触すると、機器７１、皮膜６３Ｂに腹腔５２の外側で接続された電線７２、鉗子６３とマニピュレータ２との接点７３、および伸縮筒構造２０２の基端側に接続された電線７４、およびＬＥＤ７５を含んで形成される電気回路に通電することに基づいて、鉗子６３とマニピュレータ２との接触を電気的に検知することができる。かかる電気回路に通電したことを示す電気信号がマイクロコンピュータ７１１からパーソナルコンピュータ７６へと送信されると、パーソナルコンピュータ７６の演算部は、その電気信号に基づいて、鉗子６３とマニピュレータ２との接触回数をカウントする。
鉗子６３とマニピュレータ２とが接触したことは、上記の電気回路への通電時にＬＥＤ７５が点灯することで報知されるため、回路が正常に動作していることをＬＥＤ７５の点灯により確認しながら試験を進めることができる。

【0113】

接触台６０は、パッド設置部６１が、図１６（ａ）に示す生体器官２００（ここでは肝臓）の所定部位を想定した位置（Ａ〜Ｃ）に配置されるように、腹部モデル５０の内部（腹腔５２）に固定される。接触台６０の台座６２の部材６２２は、対象の生体器官が位置する腹部モデル５０の内側に設けられた板６２３（図１６（ｂ））上に配置される。
なお、位置Ａは、肝臓の左葉外側区域に相当し、位置Ｂは、肝臓の右葉前上区域に相当し、位置Ｃは、肝臓の右葉後下区域に相当する。

【0114】

術中における生体部位の運動により、処置対象の生体器官の姿勢が変化し、生体器官の同じ部位でも表面の傾き等が変化する。このことも考慮に入れて作業性を評価するため、接触台６０は、図１８（ａ）および（ｂ）に示すように、パッド設置部６１の傾きを調整可能に構成されている。
パッド設置部６１の板状の部分は、腹部モデル５０に取り付けられて台座６２の設置される板６２３の接地面と平行である０°のとき、ほぼ水平方向に延在している。台座６２に軸支されているパッド設置部６１を、臍側に向けて回動させてパッド設置部６１の傾斜角度を固定できるようになっている。

【0115】

（試験条件）
第２試験の被験者は、第１試験と同様、既往歴無しの10人の成人男性からなり、いずれも、図１４（ａ）に示す部材を使用したＦＬＳ Task one訓練の習熟者であるものとする。
被験者は、スコープ１から得られた画像データにより液晶モニタに表示された画像を確認することによって、接触パッド６０１〜６０６の全体の画像を把握可能である。スコープ１は、ディジタルビデオカメラに該当する。
第２試験では、鉗子６３が接触する接触対象の位置、鉗子６３が接触するパッド設置部６１の角度、鉗子６３および医療用具１０（または比較対象９０）の挿入位置、および医療用具１０のスコープ１（または比較対象９０）による観察位置のそれぞれの観点から作業性を評価するため、次の試験条件を設定する。

【0116】

（１）接触対象の位置
腹部モデル５０の内部における位置Ａ〜Ｃ（図１６（ａ））のいずれかにパッド設置部６１が配置されるように、接触台６０が腹部モデル５０の内部に固定される。図１６（ｂ）は、パッド設置部６１が位置Ａに配置された例を示している。Ａ〜Ｃは、生体器官の複数の所定部位のそれぞれにおける代表位置に相当する。

【0117】

（２）パッド設置部の角度
図１８（ｂ）に示すように、パッド設置部６１の台座６２に対する傾斜角度を複数の角度（４５°，３０°，０°）に設定可能である。

【0118】

（３）鉗子等の挿入位置
図１５（ａ）に示す位置関係において、スコープ１を含む医療用具１０と、一対の鉗子６３とは、相互に近接した挿入部５１０から腹腔５２にそれぞれ挿入される。この位置関係のことを、腹壁に形成した単一の孔に内視鏡および鉗子等を挿入して行う単孔式腹腔鏡下手術の「単孔」に関して「擬似単孔」と称し、「Single」と表記するものとする。
擬似単孔の場合、具体的には、医療用具１０が挿入される挿入部５１０の位置（臍の位置に相当し、一点鎖線で示す）を中心として、その位置の右隣の挿入部５１０（５１０Ｒ）と左隣の挿入部５１０（５１０Ｌ）とにそれぞれ鉗子６３が挿入される。

【0119】

図１５（ｂ）に示す位置関係において、スコープ１を含む医療用具１０と、一対の鉗子６３とは、左右方向軸上に位置する複数の挿入部５１０に個別に挿入される。この位置関係のことを、「アキシャルポジション」と称し、「Axial」と表記するものとする。医療用具１０が挿入される挿入部５１０は、上記の擬似単孔の場合と同様に、腹部モデル５０における左右方向の中心部に位置している。その中心の挿入部５１０から右方向に所定距離だけ離れた挿入部５１０（５１０Ｒ）に鉗子６３が挿入され、中心の挿入部５１０から左方向に、右方向と同じ距離だけ離れた挿入部５１０（５１０Ｌ）に鉗子６３が挿入される。
上記の擬似単孔およびアキシャルポジションは、比較対象９０（図１８（ａ））を用いる比較試験にも適用する。

【0120】

（４）スコープによる観察位置
腹部モデル５０の内部に設置された接触台６０のパッド設置部６１に向けて、図１８（ｂ）に示すように、医療用具１０がクランプ５等により所定の位置および姿勢に固定される。このとき、貫通筒２０１に対して第１屈曲部２１を腹腔５２内で腹壁５１に近づくように適宜な角度に屈曲させるとともに、第２屈曲部２２も伸縮部２３に対して適宜な角度および向きに屈曲させた状態で、観察窓が位置するスコープ１の先端からパッド設置部６１の表面の中心まで所定の距離ｘ（55mm）だけ離し、スコープ１の視野に接触パッド６０１〜６０６の全体を収める。第２屈曲部２２は、少なくとも下方に向けて屈曲させるものとする。また、伸縮部２３の長さも適宜に調整する。

【0121】

図１８（ａ）に示す比較対象９０も、パッド設置部６１に向けて、クランプ５等により所定の位置および姿勢に固定される。比較対象９０も医療用具１０も、同じ挿入部５１０に通されている。
比較対象９０は、屈曲しないため、腹腔５２内で直線的に延びている。そして、上記と同様に、比較対象９０の先端からパッド設置部６１の表面の中心まで、距離ｘだけ離し、比較対象９０の視野に接触パッド６０１〜６０６の全体を収める。

【0122】

ここで、パッド設置部６１の４５°，３０°，０°の角度毎に、医療用具１０と比較対象９０との間で距離ｘを合わせることも考えられるが、ここでは、パッド設置部６１を４５°に傾斜させた時に距離ｘを合わせるものとし、傾斜角度が変わっても、医療用具１０や比較対象９０が所定の位置および姿勢に固定されたままで、試験を続けるものとする。

【0123】

（試験内容）
第２試験で行う作業の内容として、本発明者が創出したパターンタッチについて説明する。
被験者は、腹部モデル５０の挿入部５１０Ｒから腹腔５２内に挿入された右方の鉗子６３Ｒを右手で持ち、腹部モデル５０の挿入部５１０Ｌから腹腔５２内に挿入された左方の鉗子６３Ｌを左手で持つ。そして、被験者により、接触パッド６０１〜６０６の画像を確認しながら、図１９（ａ）〜（ｃ）にそれぞれ示すパターンに定められた一対の接触パッドに順次接触するように、鉗子６３Ｒ，６３Ｌを移動させていく一連のパターンタッチ作業を行う。図１９（ａ）〜（ｃ）のいずれにおいても、接触パッド６０１〜６０６のうち１８０°の角度をなす一対の接触パッドが選ばれている。

【0124】

パターンタッチ作業の開始時には、まず、図１９（ａ）に示す初期位置のパターンに定められた一対の接触パッド６０１、６０４に鉗子６３Ｒ，６３Ｌをそれぞれ接触させる。より具体的に、手前側（臍側）に位置する接触パッド６０４に左方の鉗子６３Ｌの先端部６３Ａを突き当て、奥側に位置する接触パッド６０１に右方の鉗子６３Ｒの先端部６３Ａを突き当てる。

【0125】

図１９（ａ）に示す状態から、図１９（ａ）に矢印で示す向きへと鉗子６３Ｒ，６３Ｌを図上の反時計回りに移動させることで、図１９（ｂ）に示すパターンに定められた一対の接触パッド６０２，６０５へと鉗子６３Ｒ，６３Ｌの先端部６３Ａを移動させる。そうすると、鉗子６３Ｒの先端部６３Ａが左側に、鉗子６３Ｌの先端部６３Ａが右側に位置するので、鉗子６３Ｒと鉗子６３Ｌとが交叉した状態となる。
さらに、図１９（ｂ）に矢印で示す向きへと鉗子６３Ｒ，６３Ｌを反時計周りに移動させることで、図１９（ｃ）に示すパターンに定められた一対の接触パッド６０３，６０６へと鉗子６３Ｒ，６３Ｌの先端部６３Ａを移動させる。
図１９（ａ）に示すように、鉗子６３Ｒ，６３Ｌの先端部６３Ａが接触パッド６０３，６０６に置かれたとき、パターンタッチの作業が終了する。

【0126】

上記のパターンタッチ作業において、各接触パッド６０１〜６０６に鉗子６３の先端部６３Ａが接触したことは、接触パッド６０１〜６０６の画像の目視と、鉗子６３を持つ手に伝わる感触とに基づいて判断することができる。

【0127】

上述した試験条件の可変値（パラメータ）としては、パッド設置部６１が配置される位置（Ａ，Ｂ，Ｃ）と、パッド設置部６１の角度（４５°，３０°，０°）と、鉗子６３および医療用具２０の挿入位置（擬似単孔／アキシャルポジション）とがある。上記のパターンタッチ作業は、これらのパラメータの全ての組み合わせについて行うものとする。

【0128】

（計測対象）
被験者ではない、一人の試験監督者によりストップウォッチを使用して、被験者が一対の鉗子６３を腹腔５２内へと挿入してから、上記のパターンタッチ作業を完了して一対の鉗子６３を腹腔５２の外側へと抜き去るまでの時間（図２１〜図２２）を計測した。
それに加え、被験者が一対の鉗子６３を腹腔５２内へと挿入してから、上記のパターンタッチ作業を完了して一対の鉗子６３を腹腔５２の外側へと抜き去るまでの間、上述した計測系７０（図１７）により、鉗子６３と医療用具１０とが接触した合計の回数も計測した（図２３）。
また、パッド設置部６１の角度毎に、パッド設置部６１を含む視界の画像を取得した（図２０）。

【0129】

（計測結果：視界の差異）
図２０は、医療用具１０を用いる場合（Flexion）と、比較対象９０を用いる場合（Straight）との視界の差異をパッド設置部６１の角度毎（４５°，３０°，０°）に示している。各画像に、鉗子６３の輪郭を示す黒い線と、接触パッド６０１の輪郭を示す白い線とを付加している。
医療用具１０により得られる視界と、比較対象９０により得られる視界との差異は、医療用具１０が屈曲していることに基づいている。
パッド設置部６１が接地面に対してなす角度が相対的に大きい場合（４５°）には、図２０（ａ）に示すように、比較対象９０（Straight）により得られる視界と、医療用具１０（Flexion）により得られる視界とがほぼ同様であると言えるが、図２０（ｂ）、（ｃ）に示すように、パッド設置部６１の傾斜角度が小さくなると、両者の視界の差異が大きくなる。

【0130】

医療用具１０を用いる場合（Flexion）は、第１屈曲部２１および第２屈曲部２２が屈曲していることで、スコープ１がパッド設置部６１を上方から見下ろす姿勢となるため、接地面に対するパッド設置部６１の角度が図２０（ｂ）、（ｃ）のように小さい場合でも、パッド設置部６１をほぼ正面からスコープ１の視界に捉えることができる。パッド設置部６１上の接触パッド６０１〜６０６に接触する鉗子６３も、パッド設置部６１の角度が変わろうとも、視界においてほぼ上方から観察される。
つまり、医療用具１０を用いると、鉗子６３が接触する処置対象の姿勢を問わず、安定した視界が確保される。

【0131】

一方、比較対象９０を用いる場合（Straight）は、図２０（ａ）に示すように接地面に対するパッド設置部６１の角度が大きい時（４５°）は、パッド設置部６１をほぼ正面からスコープ１の視界に捉えることができても、接地面に対するパッド設置部６１の角度が（ｂ）、（ｃ）のように小さくなるのに伴い、接触パッド６０１が遠くに小さく、偏平に見えるように、視界におけるパッド設置部６１の形状が正面視の状態から変形する。４５°のときほぼ真円に見える接触パッド６０１も、０°のときは偏平な形状に見え、視界に占める面積が減少する。接触パッド６０１〜６０６に接触する鉗子６３は、パッド設置部６１の角度が小さいと、視界において側方から、奥の接触パッド６０１に対して相対的に大きく観察される。

【0132】

以上より、医療用具１０を用いると、角度を問わず、処置対象をほぼ正面から観察することができ、処置対象の角度を問わず視界への鉗子６の写り込みが一定の比率に留まるため、広くて見易い視界を安定して確保することができる。

【0133】

次に、医療用具１０を用いる場合（Flexion）と、比較対象９０を用いる場合（Straight）との間で、作業に要した時間を比較する。

【0134】

（計測結果：計測した作業時間の比較１）
図２１（ａ）は、処置対象における位置（Ａ〜Ｃ）毎に、医療用具１０を用いる場合と、比較対象９０を用いる場合とのそれぞれの場合の所要時間を示している。図２１（ａ）に示す位置ＡのStraightのデータ群は、比較対象９０が用いられた位置Ａの全計測データの集合である。同様に、位置ＡのFlexionのデータ群は、医療用具１０が用いられた位置Ａの全計測データの集合である。位置Ｂ、位置Ｃのデータ群や、図２１（ｂ）、図２２、図２３にそれぞれ示すデータ群も、同様に、条件に当てはまる全計測データの集合である。

【0135】

図２１（ａ）より、位置Ａ〜Ｃのいずれに関しても、医療用具１０を用いる場合（Flexion）の所要時間は、比較対象９０を用いる場合（Straight）の所要時間よりも短い。
医療用具１０を用いる屈曲的アプローチは、特に、位置Ａおよび位置Ｂに関し、比較対象９０を用いる直線的なアプローチに比べ、作業時間が有意に短い。

【0136】

（計測結果：計測した作業時間の比較２）
図２１（ｂ）は、医療用具１０または比較対象９０に対する鉗子６３のポジション（Single, Axial）別に、医療用具１０を用いる場合と、比較対象９０を用いる場合とのそれぞれの場合の所要時間を示している。
図２１（ｂ）より、鉗子６３のポジションに関わらず、医療用具１０を用いる場合（Flexion）の方が、比較対象９０を用いる場合（Straight）と比べて作業時間が有意に短い。

【0137】

（計測結果：計測した作業時間の比較３）
図２２は、パッド設置部６１の角度（０°，３０°，４５°）毎に、医療用具１０を用いる場合と、比較対象９０を用いる場合とのそれぞれの場合の所要時間を示している。
図２２より、角度０°，３０°，４５°のいずれに関しても、医療用具１０を用いる場合（Flexion）の所要時間は、比較対象９０を用いる場合（Straight）の所要時間と比べて短い。Straightの最も作業時間が短いデータ群（３０°）と、Flexionの最も作業時間が長いデータ群（４５°）とを比べても、医療用具１０を用いる屈曲的アプローチの方が、比較対象９０を用いる直線的なアプローチよりも作業時間が短い。その他のStraightのデータ群とFlexionのデータ群との組み合わせの対比において、医療用具１０を用いる場合（Flexion）の所要時間は、比較対象９０を用いる場合（Straight）の所要時間と比べて有意に短い。

【0138】

次に、医療用具１０を用いる場合（Flexion）と、比較対象９０を用いる場合（Straight）との間で、上述したパターンタッチ作業の間に、一対の鉗子６３および医療用具１０（または比較対象９０）の間で相互に接触した回数を比較する。

【0139】

（計測結果：接触回数）
図２３は、処置対象における位置（Ａ〜Ｃ）毎に、医療用具１０を用いる場合と、比較対象９０を用いる場合とのそれぞれの場合について、鉗子６３との接触回数を示している。
図２３より、医療用具１０を用いる場合（Flexion）、鉗子６３と医療用具１０との間の接触回数は、０回である。つまり、接触（干渉）が発生しない。
一方、比較対象９０を用いる場合（Straight）、位置Ａ〜Ｃにより回数に差は見られるものの、少なくとも２０回、位置Ａ，Ｂに関しては３０回を超える回数もの鉗子６３と比較対象９０との接触が計測された。
なお、図１７に示す計測系７０と同様の構成を使用して、一対の鉗子６３同士が接触した回数を計測した結果も得ているが、その計測結果は省略する。その計測結果によれば、医療用具１０を用いる場合と、比較対象９０を用いる場合とのいずれにおいても、鉗子６３同士の接触は発生する。

【0140】

図２３から、比較対象９０を用いた１０秒程度（図２１〜図２２）の作業の間に、鉗子６３と比較対象９０との間の接触が頻繁に発生していると言える。このことが、上述したパターンタッチ作業の妨げとなり、その分、作業時間を長く要したことが推察される。また、術中に、比較対象９０が固定されていないとすると、鉗子６３が比較対象９０に接触することで比較対象９０の視野位置がずれてしまうといった不都合が想定される。

【0141】

以上に、視界の差異や、作業の所要時間、および接触回数の観点から示した計測結果に基づくと、医療用具１０は、腹腔５２内で屈曲可能であることにより、処置対象を見下ろすアングルの視界が得られ、そのため、体動等により変化する処置対象の角度を問わず、鉗子６３の写り込みが少ない広くて見易い視界を安定して得ることができる（図２０）。その上、腹腔５２内に直線的に延びている一対の鉗子６３の周りを避けて、腹腔５２内に医療用具１０を配置することができるため、腹腔５２内における鉗子６３や医療用具１０の混雑が緩和され、鉗子６３と医療用具１０との接触（干渉）を避けることができる（図２３）。術中を想定すると、鉗子６３と医療用具１０との接触により医療用具１０の視界の位置がずれることが発生しないので、術者およびスコピスト双方にとっての負担を軽減することができる。
上記の良好な視界の確保、および接触の回避の主として２つの理由から、腹腔５２内における作業効率が高いため、数十回もの接触が生じる直線的なアプローチと比べて、第１試験に係るＦＬＳ Task one、第２試験に係るパターンタッチのいずれについても所要時間が短い。処置対象の位置（Ａ〜Ｃ）を選ばず（図２１（ａ））、鉗子６３の挿入位置も選ばす（図２１（ｂ））、処置対象の角度も選ばず（図２２）、医療用具１０の作業性は比較対象９０と比べて優れていると言える。

【0142】

上述したように、腹腔５２内に位置する処置対象（パッド設置部６１）の観察下、医療用具１０と共に腹腔５２内に挿入された鉗子６３の先端部６３Ａが、処置対象の接触パッド６０１〜６０６へ接触位置を変えながら接触するタッチ作業が行われた際に、医療用具１０と鉗子６３とが接触した回数を電気的に検知することにより、医療用具１０の作業性を定量的に評価することができ、医療用具１０の作業性向上に寄与することができる。

【0143】

〔第２試験の変形例〕
第２試験に用いる部材や、試験条件、試験内容は、適宜に改変することができる。
例えば、上述したパターンタッチ作業におけるパターンに選定する接触パッドとして、１８０°以外（例えば１２０°）の角度をなす一対の接触パッドを選ぶこともできる。
さらには、必ずしも一対の鉗子６３を用いる作業に限定されることなく、術中の処置を模擬した種々の作業を想定した手順に基づく所定の作業の所要時間を計測することができる。
模擬する作業に応じて、必要な鉗子６３の種類や数も変わる。模擬する作業に応じて、腹腔５２内に、スコープ１を装着した医療用具１０と、一以上の鉗子６３等の医療器具を挿入して試験を行うことができる。

【0144】

上記以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。
本発明のマニピュレータは、少なくとも、孔の内側を貫通する貫通部と、貫通部に対して体腔内で屈曲可能な第１屈曲部と、第１屈曲部よりも先端側で伸縮可能な伸縮部と、第１屈曲部を操作する第１屈曲操作部と、伸縮部を操作する伸縮操作部とを備えている限りにおいて、構成要素の付加や、具体的な構造の改変が許容される。
例えば、本発明のマニピュレータが、第１屈曲部および第２屈曲部に加えて、第３の屈曲部や第４の屈曲部を備えていてもよい。一例を挙げると、第３の屈曲部を、第１屈曲部２１と第２屈曲部２２との間や、第２屈曲部２２よりも先端側に配置することができる。そして、例えば、第３屈曲部と第２屈曲部との間にも、伸縮可能な伸縮部を配置することができる。
本発明のマニピュレータは、少なくとも一つの屈曲部と、少なくとも一つの伸縮部とを備えていれば足り、屈曲部の数および伸縮部の数は限定されない。

【0145】

上述の実施形態や実施例では、マニピュレータ２がクランプ５により保持されているが、これは一例に過ぎない。本発明のマニピュレータ２は、手で保持されるハンディタイプとして構成することもできるし、アーム装置によりマニピュレータ２を支持して、アーム装置の操作により、マニピュレータ２の姿勢を変更したり第１、第２屈曲部２１，２２の屈曲状態や伸縮部２３の長さを調整したりするように構成することもできる。

【符号の説明】

【0146】

１ スコープ（器具）
１Ａ 先端
２，３，１２ マニピュレータ
２Ａ 先端
２Ｂ 基端
４ 患部（対象部位）
５ クランプ
６ 鉗子（処置具）
７ トロッカー
７Ａ 管路
８ 腹壁
８Ａ 孔
８Ａ_１ 領域
８Ａ_２ 領域
９ 腹腔
１０，２０ 医療用具
１２Ａ 先端
１６ 鉗子
１６Ａ 操作ワイヤ
１６Ｂ ジョー
２１ 第１屈曲部
２１Ａ 屈曲軸
２２ 第２屈曲部
２３ 伸縮部
３０ 操作部
３１ 第１屈曲操作ワイヤ（第１屈曲操作部）
３１Ａ 固定端
３２ 第２屈曲操作ワイヤ（第２屈曲操作部）
３２Ｄ 下方操作ワイヤ
３２Ｌ 左方操作ワイヤ
３２Ｒ 右方操作ワイヤ
３３ 伸縮操作ワイヤ（伸縮操作部）
４０ ペグボード
４１ ペグ
４２ リング
４３ 把持鉗子
５０ 腹部モデル
５１ 腹壁
５２ 腹腔
６０ 接触台
６１ パッド設置部
６２ 台座
６３ 鉗子
６３Ａ 先端部
７０ 計測系
７１ 機器
７２，７４ 電線
７３ 接点
７５ ＬＥＤ
７６ パーソナルコンピュータ
９０ 比較対象
２０１ 貫通筒（貫通部）
２０２ 伸縮筒構造
２０２Ａ 外筒
２０２Ｂ 内筒
２０３ 先端筒（先端部）
２０４ 支持部材
２０４Ａ 突起
２０４Ｂ 経路
２０５ 外装シース
２０６ 回転操作部
２０７ 先端部
２１１ 蝶番
２３１ 溝
２３２ ピン
３３０ ガイドチューブ
３３１ 収縮用操作ワイヤ
３３１Ａ 固定端
３３２ 伸長用操作ワイヤ
３３２Ａ 固定端
５１０ 挿入部
５１１ 開口
７１１ マイクロコンピュータ
７１２ ブレッドボード
Ｐ１〜Ｐ３パターン
Ｓ１ 挿入ステップ
Ｓ２ 第１屈曲ステップ
Ｓ３ 伸長ステップ
Ｓ４ 第２屈曲ステップ
Ｓ５ 鉗子挿入ステップ

【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】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】