特許 7039070 眼内手術用器具ホルダ

(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】

(24)【登録日】2022-03-11

(45)【発行日】2022-03-22

(54)【発明の名称】眼内手術用器具ホルダ

(51)【国際特許分類】

   A61F 9/007 20060101AFI20220314BHJP

   A61B 90/50 20160101ALI20220314BHJP

【ＦＩ】

A61F9/007 200B

A61B90/50

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020517053

(86)(22)【出願日】2019-04-24

(86)【国際出願番号】 JP2019017322

(87)【国際公開番号】W WO2019212018

(87)【国際公開日】2019-11-07

【審査請求日】2022-01-25

(31)【優先権主張番号】P 2018088603

(32)【優先日】2018-05-02

(33)【優先権主張国・地域又は機関】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２９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、術者の技能に依存しない高度かつ精密な手術システムの開発、眼科硝子体手術普及のための眼内内視鏡保持ロボット開発、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】515075692

【氏名又は名称】リバーフィールド株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100103894

【弁理士】

【氏名又は名称】家入 健

(72)【発明者】

【氏名】只野 耕太郎

(72)【発明者】

【氏名】木村 晋太朗

(72)【発明者】

【氏名】山内 凱偉

(72)【発明者】

【氏名】園田 康平

(72)【発明者】

【氏名】中尾 新太郎

【審査官】土谷 秀人

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－３０７１２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１３６５３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／０５２７９６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１８／０５０２０７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１８／０５１６６５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０１５７４９７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｆ ９／００７

Ａ６１Ｂ ９０／５０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

多自由度に移動可能に構成された駆動機構である並進駆動部と、
前記並進駆動部に連結され、多自由度に移動可能に構成された受動機構であるアーム部と、
前記アーム部の一端に連結され、眼内手術用器具を保持し、眼球において前記眼内手術用器具を挿入するために形成された穴の開口部分を不動点として回転２自由度に移動可能に構成された受動ジンバル機構である手術用器具保持部と、を備え、
前記アーム部には、前記アーム部の移動を抑制するためのブレーキ機構が設けられていることを特徴とする眼内手術用器具ホルダ。

【請求項2】

前記並進駆動部を駆動させているときには前記ブレーキ機構を連動して作動させることを特徴とする請求項１に記載の眼内手術用器具ホルダ。

【請求項3】

前記多自由度とは、少なくとも３自由度であることを意味する、請求項１または２に記載の眼内手術用器具ホルダ。

【請求項4】

前記アーム部には、前記アーム部、前記手術用器具保持部及び前記眼内手術用器具の自重を支えるための自重補償機構が設けられ、
前記自重補償機構の力は、前記ブレーキ機構が作動していない状態では、前記アーム部に対し、前記アーム部の先端を鉛直上向きに持ち上げるように作用することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の眼内手術用器具ホルダ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は眼内手術用器具ホルダに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、腹腔鏡手術などの外科手術において内視鏡手術が広く用いられている。このような手術において、術者が、片手で内視鏡を持ちながら逆の手で手術用器具を操作して処置を施すのは困難である。また、内視鏡の保持を助手が行った場合にも、内視鏡の操作が術者の意図通りにならないことや、手ぶれがひどいことなど、術者に少なからぬストレスを与える。このため、術者の第三の手として内視鏡を保持する内視鏡ホルダが開発されている。非特許文献１には、リンク機構と、リンク機構を駆動させる駆動部と、術者が操作を行う操作部としてのハンドコントローラ及びフットコントローラと、を備え、内視鏡を自動で移動させるか手動で移動させるかをボタンで切り替える内視鏡ホルダが開示されている。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0003】

【文献】Ｊ．Ｍ．Ｓａｃｋｉｅｒ、他１名、「Ｒｏｂｏｔｉｃａｌｌｙ ａｓｓｉｓｔｅｄ ｌａｐａｒｏｓｃｏｐｉｃ ｓｕｒｇｅｒｙ」、Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｅｎｄｏｓｃｏｐｙ Ｊａｎｕａｒｙ、米国、１９９４、Ｖｏｌｕｍｅ８、Ｉｓｓｕｅ１、ｐｐ６３－６６

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

昨今、網膜硝子体手術などの眼科手術において、術者の第三の手として内視鏡などの手術用器具を保持する手術用器具ホルダ（眼内手術用器具ホルダ）の開発が進められている。眼内手術用器具ホルダでは、安全性により配慮する必要がある。すなわち、誤動作により手術用器具で眼球を傷つけてしまうリスクを極力低減する必要がある。

【0005】

上述したように、非特許文献１に開示された内視鏡ホルダでは、内視鏡を自動または手動で移動させることができる。一般的に、内視鏡の位置合わせ時や視野を大きく変更する必要がある時には内視鏡を手動で移動させ（粗動モード）、施術中に内視鏡の視野を微小に移動させる時には内視鏡を自動で移動させる（微動モード）。しかしながら、非特許文献１に開示された内視鏡ホルダは、同一のリンク機構を、手動で移動させるか、自動で移動させるか、を切替えする構造であるため、粗動モードと微動モードで、物理的な可動範囲が同じになる。このため、非特許文献１に開示された内視鏡ホルダを眼内手術用器具ホルダとして用いると、微動モードで操作中に万一誤動作が発生した場合、手術用器具が大きく移動して眼球を傷つけてしまう可能性があり、改善の余地があった。

【0006】

本出願は、以上の背景に鑑みなされたものであり、誤動作により手術用器具で眼球を傷つけてしまうリスクを極力低減することができる眼内手術用器具ホルダ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】

【0007】

本発明の一実施の形態に係る眼内手術用器具ホルダは、多自由度に移動可能に構成された駆動機構である並進駆動部と、前記並進駆動部に連結され、多自由度に移動可能に構成された受動機構であるアーム部と、前記アーム部の一端に連結され、眼内手術用器具を保持し、前記眼球において前記眼内手術用器具を挿入するために形成された穴の開口部分を不動点として回転２自由度に移動可能に構成された受動ジンバル機構である手術用器具保持部と、を備え、前記アーム部には、前記アーム部の移動を抑制するためのブレーキ機構が設けられていることを特徴としている。

【0008】

本発明の一実施の形態に係る眼内手術用器具ホルダによれば、微動のための移動機構として、多自由度の駆動機構である並進駆動部を用い、粗動のための移動機構として、多自由度の受動機構であるアーム部を用いることができる。このように、微動のための移動機構と粗動のための移動機構を別々の機構として切り分けたことで、微動と粗動とで、物理的な可動範囲を別個に設定することができる。並進駆動部の可動範囲をアーム部の可動範囲に対して短く設定することで、並進駆動部により眼内手術用器具を自動で微動させている際に、並進駆動部が誤動作しても、眼内手術用器具が大きく移動して眼球を傷つけてしまうことがない。また、アーム部にはブレーキ機構があるので、並進駆動部で内視鏡を微動させる際など、アーム部を移動させたくないときにはアーム部の移動を制限することができる。

【0009】

また、前記並進駆動部を駆動させているときには前記ブレーキ機構を連動して作動させることを特徴とするのが好ましい。並進駆動部を駆動させているときには連動してブレーキ機構が作動するように構成することで、微動においてアーム部の移動をより確実に抑制することができる。

【0010】

多自由度の受動機構であるアーム部における「多自由度」とは、少なくとも３自由度であることを意味する。このように、アーム部を少なくとも３自由度の受動機構として構成することで、粗動において眼内手術用器具の移動をスムーズに行うことができる。

【0011】

前記アーム部には、前記アーム部、前記手術用器具保持部及び前記眼内手術用器具の自重を支えるための自重補償機構が設けられ、前記自重補償機構の力は、前記ブレーキ機構が作動していない状態では、前記アーム部に対し、前記アーム部の先端を鉛直上向きに持ち上げるように作用することを特徴とするものである。術者が手でアーム部を支えていない状態でブレーキ機構の作動を解除すれば、自重補償機構の力の作用によりアーム部の先端が鉛直上向きに持ち上がる。これにより、眼球の内部に眼内手術用器具が挿入された状態で患者が頭を起こすなどの緊急時において、眼内手術用器具を眼球の内部から迅速に抜去することができる。

【発明の効果】

【0012】

本発明により、誤動作により眼内手術用器具で眼球を傷つけてしまうリスクを極力低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本実施の形態にかかる眼内手術用器具ホルダの構成について示す模式図である。

【図2】本実施の形態にかかる眼内手術用器具ホルダの制御機構を示すブロック図である。

【図3】微動モードにおける内視鏡の視野の上下左右への移動について説明する模式図である。

【図4】微動モードにおける内視鏡の視野の拡大縮小（ズームイン・ズームアウト）について説明する模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、特許請求の範囲に係る発明を以下の実施形態に限定するものではない。また、実施形態で説明する構成の全てが課題を解決するための手段として必須であるとは限らない。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。

【0015】

図１は、本実施の形態にかかる眼内手術用器具ホルダの構成について示す模式図である。図１に示すように、眼内手術用器具ホルダ１は、並進駆動部２と、アーム部３と、手術用器具保持部４と、を備えている。

【0016】

並進駆動部２は、多自由度に移動可能に構成された駆動機構である。すなわち、並進駆動部２は、施術中に眼内手術用器具としての内視鏡１０の視野の移動を駆動源により能動的（アクティブ）に行うための機構である。並進駆動部２として、並進３自由度のｘｙｚステージを用いることができる。ｘｙｚステージは、例えば、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の各方向に沿ってそれぞれ配置された３つの自動直動ステージ（ｘステージ２１、ｙステージ２２、ｚステージ２３）を組み合わせて構成されている。ｘステージ２１、ｙステージ２２、ｚステージ２３は、それぞれ、ガイドレールと、ガイドレールに沿って移動する移動部と、を有する。ｘステージ２１、ｙステージ２２、ｚステージ２３における移動部は、例えば、高精度なステッピングモータやサーボモータ等のモータにより駆動される。なお、モータの回転運動は、例えば、ボールネジによって直線運動（直動）に変換される。並進駆動部２の可動範囲は、例えば、内視鏡１０で眼球９０の内部を観察するのに必要十分な程度とする。

【0017】

並進駆動部２には、ｘ軸方向、ｙ軸方向、ｚ軸方向の変位量（距離変位）をそれぞれ検出するための変位センサ５１、５２、５３が取り付けられている。変位センサ５１、５２、５３として、例えばインクリメンタル形の光学エンコーダを用いることができる。

【0018】

並進駆動部２は、眼内手術用器具ホルダ１を手術台１１の側縁に固定するための固定機構２４を有している。すなわち、並進駆動部２におけるｘステージ２１のガイドレールに固定機構２４が設置されている。なお、固定機構２４は、眼内手術用器具ホルダ１を手術台１１に安定して固定することができるものであればどのようなものであってもよい。

【0019】

並進駆動部２における、手術台１１に固定された端部とは反対側の端部には、アーム部３が連結されている。アーム部３は、多自由度に移動可能に構成された受動機構である。すなわち、アーム部３は、内視鏡１０の位置合わせ（セッティング）時や施術中に内視鏡１０の視野を大きく変更する必要がある時に内視鏡１０の位置の移動を術者の手の力によって受動的（パッシブ）に行うための機構である。なお、本実施の形態では、アーム部３は、極座標系において回転２自由度及び並進１自由度に移動可能に構成された受動機構としている。アーム部３は、２つの回転関節３１、３２と１つの直動関節３３とを有する。回転関節３１は、アーム部３をピッチ方向（矢印Ｒ１）に回動させる。回転関節３２は、ヨー方向（矢印Ｒ２）に回動させる。直動関節３３は、矢印Ｓ１の方向への並進によりアーム部３を延び縮みさせて長さを変えることが可能なように構成されている。アーム部３における各関節は、受動的に移動させることができるよう受動関節（駆動されない関節）となっている。アーム部３の可動範囲は並進駆動部２の可動範囲よりも広く設定されている。

【0020】

アーム部３には、回転関節３１、３２の変位量（角変位）をそれぞれ検出するための変位センサ５４、５５と、直動関節３３の変位量（距離変位）を検出するための変位センサ５６が取り付けられている。変位センサ５４、５５として、例えばアブソリュート形の光学エンコーダを用いることができる。また、変位センサ５６として、例えばインクリメンタル形の光学エンコーダを用いることができる。

【0021】

アーム部３における回転関節３１、３２及び直動関節３３には、それぞれ、関節の動きを抑制するブレーキ機構６１、６２、６３が設けられている。回転関節３１、３２のブレーキ機構６１、６２として、電磁力でブレーキ作用を生じさせる電磁式ブレーキを用いることができる。直動関節３３のブレーキ機構６３として、空気圧でブレーキ作用を生じさせる空気圧式ブレーキを用いることができる。例えば、施術中に眼内手術用器具としての内視鏡１０の位置の移動を並進駆動部２で行うときには、ブレーキ機構６１，６２、６３によりアーム部３の各関節（回転関節３１、３２及び直動関節３３）にブレーキを作動させ、アーム部３の受動的な移動を抑制する。

【0022】

アーム部３には、自重補償機構６０が設けられている。自重補償機構６０は、アーム部３、手術用器具保持部４及び眼内手術用器具としての内視鏡１０の自重をバネの弾性力で支えるための機構である。自重補償機構６０におけるバネの弾性力は、アーム部３、手術用器具保持部４及び眼内手術用器具としての内視鏡１０の自重とつり合うように設定してもよいが、当該自重以上に設定してもよい。自重補償機構６０におけるバネの弾性力を当該自重以上に設定した場合、自重補償機構６０の力は、ブレーキ機構が作動していない状態では、アーム部３に対し、アーム部３の先端を鉛直上向きに持ち上げるように作用する。なお、自重補償機構６０におけるバネの弾性力を当該自重以上に設定した場合、バネの弾性力は、術者が手で軽くアーム部３を支えることで、アーム部３が持ち上がらないようにすることができる程度とする。

【0023】

このように自重補償機構６０におけるバネの弾性力を当該自重以上に設定した場合、緊急時の安全装置として機能させることができる。この場合、アーム部３の各関節（回転関節３１、３２及び直動関節３３）にブレーキが作動していない状態では、バネの弾性力によってアーム部３の先端が上向きに引っ張られ、回転関節３１がピッチ方向に回転してアーム部３の先端が持ち上がる。すなわち、術者が手でアーム部を支えていない状態でブレーキ機構の作動を解除すれば、自重補償機構の力の作用によりアーム部の先端が鉛直上向きに持ち上がる。これにより、眼球の内部に内視鏡が挿入された状態で患者が頭を起こすなどの緊急時において、内視鏡を眼球の内部から迅速に抜去することができるので、眼球９０を傷つけずに済む。

【0024】

アーム部３の一端（先端付近の部分）には手術用器具保持部４が連結されている。手術用器具保持部４は、眼内手術用器具としての内視鏡１０を保持するためのものである。また、手術用器具保持部４は、眼球９０において眼内手術用器具としての内視鏡１０を挿入するために形成された穴の開口部分９１を不動点（ピボット点）として回転２自由度に移動可能に構成された受動ジンバル機構である。すなわち、手術用器具保持部４は、並進駆動部２またはアーム部３より並進運動を受けたときに、眼球９０の内部に挿入された眼内手術用器具としての内視鏡１０を、不動点を中心とする自転運動に変換させるためのもので、回転関節４１、４２を有する。

【0025】

回転関節４１は、手術用器具保持部４をピッチ方向（矢印Ｒ３）に回動させる。回転関節４２は、手術用器具保持部４をヨー方向（矢印Ｒ４）に回動させる。手術用器具保持部４における各関節（回転関節４１、４２）は、並進駆動部２またはアーム部３の移動に従動して動くことができるよう受動関節となっている。回転関節４１、４２を受動関節にしたことにより、眼球９０に挿入された眼内手術用器具としての内視鏡１０の姿勢が眼球９０の動きに追随して柔軟に変わる。これにより、患者の眼球９０にかかる負担を軽減することができる。

【0026】

手術用器具保持部４には、回転関節４１、４２の変位量（角変位）をそれぞれ検出するための変位センサ５７、５８が取り付けられている。変位センサ５７、５８として、例えばアブソリュート形の光学エンコーダを用いることができる。

【0027】

なお、本実施の形態にかかる眼内手術用器具ホルダ１が保持する眼内手術用器具としての内視鏡１０は、眼球９０の内部の観察に使用される一般的なものである。例えば、内視鏡１０は、眼内に挿入される先端部に撮像部を有する柔軟な挿入部と、光学系の制御を行う操作部と、操作部に接続され光源等を操作部に接続する接続部と、を含んで構成されている。撮像部は、対物レンズ等からなる光学部と、固体撮像素子と、撮像部により得られる画像を拡大または縮小すべく光学部のレンズを制御するアクチュエータを含むズーム機構部とを含んで構成される。挿入部の先端部における対物レンズに隣接してライトガイドが設けられている。ライトガイドは、上述の光源から導かれた光により体内を照らすものとされる。

【0028】

次に、眼内手術用器具ホルダ１の制御機構について説明する。なお、以下の説明において図１についても適宜参照する。
図２は、眼内手術用器具ホルダ１の制御機構を示すブロック図である。図２に示すように、制御用ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）７０は、制御ボックス７１を介して眼内手術用器具ホルダ１と接続されている。制御ボックス７１は、制御用ＰＣ７０とＬＡＮケーブルにより接続されている。制御用ＰＣ７０には、術者が、眼内手術用器具としての内視鏡１０の視野の移動について操作するためのコントローラ７７が接続されている。コントローラ７７として、例えば、レバーによる方向入力が行えるジョイスティックを用いることができる。

【0029】

制御ボックス７１には、並進駆動部２の駆動に必要な、ＤＣ電源７３、モータドライバ７４、リレー７５、Ｉ／Ｏ（Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ）制御ボード７６などが格納されている。モータドライバ７４は、並進駆動部２におけるｘステージ２１、ｙステージ２２、ｚステージ２３の各モータと接続されている。

【0030】

リレー７５は、アーム部３における各関節（回転関節３１、３２及び直動関節３３）の動きを抑制するブレーキ機構６１、６２、６３と接続されている。また、リレー７５には、術者がブレーキを作動させるか解除するかの切替え操作をするためのフットスイッチ７８が接続されている。フットスイッチ７８は、足踏み式のスイッチで、術者の足下に設置される。術者が、足でフットスイッチ７８を踏むとブレーキ機構６１、６２、６３の作動が解除され、フットスイッチ７８上から足を離すとブレーキ機構６１、６２、６３が作動する。さらに、リレー７５には、頭部スイッチ７９が接続されている。頭部スイッチ７９は、手術中に患者が頭を載せている枕に設置されており、患者が頭を起こすとブレーキ機構６１、６２、６３の作動が解除される仕組みになっている。Ｉ／Ｏ制御ボード７６は、並進駆動部２の変位センサ５１、５２、５３、アーム部３の変位センサ５４、５５、５６、手術用器具保持部４の変位センサ５７、５８と接続されている。

【0031】

次に、本実施の形態にかかる眼内手術用器具ホルダ１における動作モードの切替えについて説明する。なお、以下の説明において、眼内手術用器具ホルダ１の構成については図１を、眼内手術用器具ホルダ１の制御機構については図２を適宜参照する。

【0032】

本実施の形態にかかる眼内手術用器具ホルダ１は、粗動モードと微動モードの２つの動作モードを備えている。内視鏡の位置合わせ時や視野を大きく変更する必要がある時には、内視鏡を手動で移動させる粗動モードを選択する。一方、施術中に内視鏡の視野を微小に移動させる時には、内視鏡を自動で移動させる微動モードを選択する。粗動モードと微動モードの切替えは、術者がフットスイッチ７８を操作することにより行う。

【0033】

術者がフットスイッチ７８を踏んでいないときは、ブレーキ機構６１、６２、６３が作動した状態になっている（微動モードの状態）。この状態では、アーム部３における各関節（回転関節３１、３２及び直動関節３３）の動きは抑制されるので、術者が眼内手術用器具としての内視鏡１０の位置を手動で移動させることはできない。このため、眼内手術用器具としての内視鏡１０の位置の移動は並進駆動部２の駆動により行われる。並進駆動部２を駆動させているときにはブレーキ機構６１、６２、６３を連動して作動させるようにしてもよい。このようにすると、微動においてアーム部３の移動をより確実に抑制することができる。

【0034】

なお、ブレーキ機構６１、６２、６３の作動は、アーム部３の各関節（回転関節３１、３２及び直動関節３３）を完全にロックする場合に限られない。自動車におけるいわゆる「半クラッチ」のように、アーム部３の移動が抑制される程度を調節できるようにブレーキ機構６１、６２、６３を構成してもよい。このように構成すると、例えば、粗動モードにおいて、術者が手動でアーム部３を移動させているときに、術者の手に適度な抵抗が及ぼされるようにブレーキ機構６１、６２、６３を作動させることが可能になり、眼内手術用器具としての内視鏡１０の位置合わせがやりやすくなる。

【0035】

上述したように、並進駆動部２の可動範囲は、例えば、内視鏡１０で眼球９０の内部を観察するのに必要十分な程度となっている。並進駆動部２の可動範囲をこのように設定することで、微動モードで操作中に万一誤動作が発生した場合にも、眼内手術用器具としての内視鏡１０が大きく移動して眼球９０を傷つけてしまうことがない。

【0036】

一方、術者がフットスイッチ７８を踏んでいるときは、ブレーキ機構６１、６２、６３の全てにおいてブレーキの作動が解除された状態になる（粗動モードの状態）。この状態では、アーム部３における各関節（回転関節３１、３２及び直動関節３３）の動きは抑制されていないので、術者が眼内手術用器具としての内視鏡１０の位置を手動で移動させることができる。

【0037】

眼内手術用器具としての内視鏡１０の位置合わせでは、内視鏡１０の先端部分を患者の眼球９０にあけた穴に挿入するので、内視鏡１０の位置合わせにおける移動では、施術中における内視鏡１０の視野の移動の場合と比べて内視鏡１０の位置を大きく移動させる必要がある。このため、上述したように、アーム部３の可動範囲は並進駆動部２の可動範囲よりも広く設定されている。

【0038】

アーム部３の可動範囲は、眼球９０にあけた穴に対して眼内手術用器具としての内視鏡１０を挿入でき、施術中に顕微鏡を使用する際、内視鏡１０を退避させることができる程度とする。例えば、アーム部３における直動関節３３の可動範囲を約１５０ｍｍ程度にする。例えば、眼内手術用器具ホルダ１を手術台１１の側縁に固定している固定機構２４から患者の眼球９０までの距離が約２５０ｍｍ程度であるとすると、アーム部３の長さは最短で約３００ｍｍ程度、最長時に４５０ｍｍ程度になるようにする。

【0039】

ここで、微動モードにおける、眼内手術用器具としての内視鏡１０の視野を移動させるための眼内手術用器具ホルダ１の制御の流れを説明する。なお、以下の説明において、眼内手術用器具ホルダ１の構成については図１を、眼内手術用器具ホルダ１の制御機構については図２を適宜参照する。
まず、術者がコントローラ７７を介して制御用ＰＣ７０に対して操作指令を与える。続いて、操作指令を受けた制御用ＰＣ７０が、Ｉ／Ｏ制御ボード７６に入力された各変位センサからの情報（各関節の変位量）を読み取る。

【0040】

制御用ＰＣ７０では、制御プログラムを走らせて、各変位センサにより検出された各関節の変位量に基づいて現在の内視鏡１０の位置を算出する。なお、現在の内視鏡１０の位置は順運動学により算出する。そして、算出した現在の内視鏡１０の位置と操作指令に基づいて移動後の内視鏡１０の位置を算出し、ｘステージ２１、ｙステージ２２、ｚステージ２３の各モータの動作量を算出する。

【0041】

制御用ＰＣ７０は、算出したｘステージ２１、ｙステージ２２、ｚステージ２３の各モータの動作量をＩ／Ｏ制御ボード７６に送信する。そして、Ｉ／Ｏ制御ボード７６が、ｘステージ２１、ｙステージ２２、ｚステージ２３の各モータを算出した動作量だけ動作させる。

【0042】

以降、術者がコントローラ７７を介して制御用ＰＣ７０に対して操作指令を与え、Ｉ／Ｏ制御ボード７６が、ｘステージ２１、ｙステージ２２、ｚステージ２３を当該操作指令に対応する動作量だけ動作させる、という一連の流れを繰り返す。なお、制御周期は例えば１ｋＨｚである。

【0043】

次に、微動モードにおける眼内手術用器具としての内視鏡１０の視野の移動について説明する。
図３は、微動モードにおける内視鏡１０の視野の上下左右への移動について説明する模式図である。図３の上段に示すように、内視鏡１０により眼球９０の内部における領域Ｖ１を観察していたとする。上述したように、手術用器具保持部４における回転関節４１は、受動関節なので、並進駆動部２の駆動により間接的に移動させることができる。手術用器具保持部４における回転関節４１の位置を矢印Ｄ２の方向に移動させると、内視鏡１０が開口部分９１を中心として回転し、内視鏡１０の先端が矢印Ｄ１の方向に移動する。これにより、図３の下段に示すように、内視鏡１０の観察領域が領域Ｖ２に変更される。このように、並進駆動部２の駆動により、内視鏡１０を、開口部分９１を中心として旋回運動させることで、内視鏡１０の視野を上下左右に移動させることができる。

【0044】

図４は、微動モードにおける内視鏡１０の視野の拡大縮小（ズームイン・ズームアウト）について説明する模式図である。図４の上段に示すように、内視鏡１０の先端から眼球９０の内部における領域Ｖ１までの距離がＬ１であるとする。この状態から、手術用器具保持部４における回転関節４１の位置を矢印Ｄ３の方向に移動させると、図４の下段に示すように、内視鏡１０の先端から眼球９０の内部における領域Ｖ１までの距離がＬ２に近づく（Ｌ２＜Ｌ１）。これにより、内視鏡１０の視野を拡大することができる。この状態から、手術用器具保持部４における回転関節４１の位置を矢印Ｄ４の方向に移動させると、内視鏡１０の視野を縮小することができる。

【0045】

以上より、眼内手術用器具ホルダ１では、施術中に眼内手術用器具としての内視鏡１０の視野の移動（微動）を並進駆動部２が担い、内視鏡の位置合わせ時や視野を大きく変更する必要がある時の内視鏡１０の移動（粗動）をアーム部３が担うように切り分けした。このように、微動のための移動機構（ここでは並進駆動部２）と粗動のための移動機構（ここではアーム部３）を切り分けすることで、微動と粗動とで、物理的な可動範囲を別個に設定することができる。並進駆動部２の可動範囲をアーム部３の可動範囲に対して短く設定することで、並進駆動部２により内視鏡１０を自動で微動させている際に、並進駆動部２が誤動作しても、眼内手術用器具としての内視鏡１０が大きく移動して眼球９０を傷つけてしまうリスクを極力低減することができる。また、粗動では大きな距離を迅速に移動させることができる。さらに、アーム部３にはブレーキ機構６１、６２、６３があるので、並進駆動部２で眼内手術用器具としての内視鏡１０を微動させる際など、アーム部３を移動させたくないときにはアーム部３の移動を制限することができる。

【0046】

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。上記実施の形態では、眼内手術用器具が内視鏡である場合について説明したが、これに限るものではない。例えば、眼内手術用器具が、鉗子、ライト、吸引器等であってもよい。

【0047】

また、本発明において、並進駆動部は多自由度に移動可能に構成された駆動機構、アーム部は多自由度に移動可能に構成された受動機構である。上記実施の形態では、並進駆動部が、並進３自由度に移動可能に構成された駆動機構、アーム部が、極座標系において回転２自由度及び並進１自由度に移動可能な構成、であるとして説明したが、これに限るものではない。ここでいう多自由度とは、少なくとも３自由度であることを意味し、例えば、回転３自由度、並進３自由度などであってもよい。

【0048】

この出願は、２０１８年５月２日に出願された日本出願特願２０１８－０８８６０３を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

【符号の説明】

【0049】

１ 眼内手術用器具ホルダ
２ 並進駆動部
３ アーム部
４ 手術用器具保持部
１０ 内視鏡
１１ 手術台
２１ ｘステージ
２２ ｙステージ
２３ ｚステージ
２４ 固定機構
３１、３２、４１、４２ 回転関節
３３ 直動関節
４３ 保持部
５１、５２、５３，５４、５６、５７、５８ 変位センサ
６０ 自重補償機構
６１、６２、６３ ブレーキ機構
７０ 制御用ＰＣ
７１ 制御ボックス
７３ ＤＣ電源
７４ モータドライバ
７５ リレー
７６ Ｉ／Ｏ制御ボード
７７ コントローラ
７８ フットスイッチ
７９ 頭部スイッチ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】