(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】2024-07-16
(45)【発行日】2024-07-24
(54)【発明の名称】手術用インストルメント
(51)【国際特許分類】
A61B 17/29 20060101AFI20240717BHJP
A61B 34/30 20160101ALN20240717BHJP
【ＦＩ】
A61B17/29
A61B34/30
【請求項の数】
15
(21)【出願番号】P 2023045875
(22)【出願日】2023-03-22
(62)【分割の表示】P 2021117136の分割
【原出願日】2014-10-14
(65)【公開番号】P2023076527
(43)【公開日】2023-06-01
【審査請求日】2023-04-20
(31)【優先権主張番号】10-2014-0049460
(32)【優先日】2014-04-24
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(73)【特許権者】
【識別番号】516316716
【氏名又は名称】リブスメド インコーポレーテッド
(74)【代理人】
【識別番号】110002262
【氏名又は名称】ＴＲＹ国際弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】リー，ジュン ジョ
(72)【発明者】
【氏名】キム，ヒ ジン
(72)【発明者】
【氏名】バク，ドゥ ジン
【審査官】槻木澤 昌司
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１３－２２０１０８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－０６１５９３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭５９－１０２５８７（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１３／０１３１６９５（ＵＳ，Ａ１）
【文献】欧州特許出願公開第０２４１５４１８（ＥＰ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１３／０７７５７１（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１３／０７７５７２（ＷＯ，Ａ１）
【文献】中国特許出願公開第１０３２５１４５８（ＣＮ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ａ６１Ｂ １７／２８－１７／２９５
Ａ６１Ｂ ３４／３０－３４／３７
Ｂ２５Ｊ １５／０８－１５／１２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
手術用インストルメントのエンドツールにおいて、前記エンドツールから操作部へ向かう方向を一側とし、前記一側と反対の方向を他側とすると、
互いに独立して回転可能な第１ジョー及び第２ジョーと、
前記第１ジョーと結合し、エンドツールハブに形成される第１軸を中心に回転自在に形成されるＪ１１プーリと、
前記Ｊ１１プーリの一側に形成され、前記第１軸の一側に形成される第２軸を中心に回転自在に形成されるＪ１６プーリと、
前記Ｊ１６プーリの一側に形成され、前記第１軸と所定の角度をなすように形成され、前記エンドツールハブの一側に形成される第３軸を中心に回転自在に形成され、互いに隣接して形成されるＪ１２プーリ及びＪ１４プーリと、
前記第２ジョーと結合し、前記第１軸と実質的に同一または平行な軸を中心に回転自在に形成されるＪ２１プーリと、
前記Ｊ２１プーリの一側に形成され、前記第２軸と実質的に同一または平行な軸を中心に回転自在に形成されるＪ２６プーリと、
前記Ｊ２６プーリの一側に形成され、前記第３軸と実質的に同一または平行な軸を中心に回転自在に形成され、互いに隣接して形成されるＪ２２プーリ及びＪ２４プーリと、を含み、
第１ジョーワイヤは、前記Ｊ１２プーリ、Ｊ１１プーリ、Ｊ１６プーリ、Ｊ１４プーリと少なくとも一部が接触するように形成され、
第２ジョーワイヤは、前記Ｊ２２プーリ、Ｊ２１プーリ、Ｊ２６プーリ、Ｊ２４プーリと少なくとも一部が接触するように形成され、
前記Ｊ１６プーリは、前記Ｊ１１プーリと前記Ｊ１２プーリとの間、及び前記Ｊ１１プーリと前記Ｊ１４プーリとの間に位置し、
前記Ｊ２６プーリは、前記Ｊ２１プーリと前記Ｊ２２プーリとの間、及び前記Ｊ２１プーリと前記Ｊ２４プーリとの間に位置し、
前記第１ジョーワイヤは、前記Ｊ１１プーリと前記Ｊ１６プーリとの内接線上に位置し、
前記第２ジョーワイヤは、前記Ｊ２１プーリと前記Ｊ２６プーリとの内接線上に位置し、
前記Ｊ１１プーリと前記Ｊ２１プーリは、前記第１軸方向において一定程度離隔されて前記Ｊ１１プーリと前記Ｊ２１プーリとの間に所定の空間が形成されることを特徴とする手術用インストルメントのエンドツール。
【請求項2】
前記Ｊ１１プーリを基準に、前記第１ジョー及び第２ジョーの反対側に、前記Ｊ１６プーリが配置され、前記Ｊ２１プーリを基準に、前記第１ジョー及び第２ジョーの反対側に、前記Ｊ２６プーリが配置されることを特徴とする請求項１に記載の手術用インストルメントのエンドツール。
【請求項3】
前記第１軸と前記第２軸は、実質的に平行に形成されることを特徴とする請求項１に記載の手術用インストルメントのエンドツール。
【請求項4】
前記第１軸と前記第３軸は、実質的に垂直に形成されることを特徴とする請求項１に記載の手術用インストルメントのエンドツール。
【請求項5】
前記第１ジョーワイヤは、前記Ｊ１１プーリに固定結合され、前記第２ジョーワイヤは、前記Ｊ２１プーリに固定結合されることを特徴とする請求項１に記載の手術用インストルメントのエンドツール。
【請求項6】
前記Ｊ１６プーリの直径が、前記Ｊ１１プーリの直径より小さく、前記Ｊ２６プーリの直径が、前記Ｊ２１プーリの直径より小さいように形成されることを特徴とする請求項１に記載の手術用インストルメントのエンドツール。
【請求項7】
前記エンドツールハブの一側には、前記エンドツールハブに対して、前記第３軸を中心に回転可能な連結部ハブが形成され、前記エンドツールハブと前記連結部ハブとの共有側上に、前記Ｊ１２プーリ、Ｊ１４プーリ、Ｊ２２プーリ及びＪ２４プーリが形成されることを特徴とする請求項１に記載の手術用インストルメントのエンドツール。
【請求項8】
前記連結部ハブには、前記第３軸と実質的に平行な軸を中心に回転自在に形成されるＪ１３プーリ及びＪ１５プーリと、
前記第３軸と実質的に平行な軸を中心に回転自在に形成されるＪ２３プーリ及びＪ２５プーリと、が形成されることを特徴とする請求項７に記載の手術用インストルメントのエンドツール。
【請求項9】
前記第１ジョーワイヤは、前記Ｊ１２プーリと前記Ｊ１３プーリとの間を通過するように形成され、前記第２ジョーワイヤは、前記Ｊ２２プーリと前記Ｊ２３プーリとの間を通過するように形成されることを特徴とする請求項８に記載の手術用インストルメントのエンドツール。
【請求項10】
前記エンドツールハブに結合され、前記第３軸を中心に回転するピッチプーリをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の手術用インストルメントのエンドツール。
【請求項11】
前記Ｊ１１プーリに巻かれた前記第１ジョーワイヤのいずれか一側は、前記Ｊ１１プーリと前記Ｊ１６プーリとの間を通過するように形成され、前記Ｊ２１プーリに巻かれた前記第２ジョーワイヤのいずれか一側は、前記Ｊ２１プーリと前記Ｊ２６プーリとの間を通過するように形成されることを特徴とする請求項１に記載の手術用インストルメントのエンドツール。
【請求項12】
前記第１ジョーワイヤと前記Ｊ１１プーリは、結合部によって固定結合され、前記Ｊ１６プーリによって前記第１ジョーワイヤの配置経路が一定程度変更されて、前記結合部の回転半径が拡張されることを特徴とする請求項１に記載の手術用インストルメントのエンドツール。
【請求項13】
前記第１ジョーワイヤと前記Ｊ１１プーリの前記結合部は、前記Ｊ１１プーリと前記Ｊ１６プーリの共通内接線上に位置するまで回転可能であることを特徴とする請求項１２に記載の手術用インストルメントのエンドツール。
【請求項14】
前記Ｊ１２プーリ及びＪ１４プーリは、前記第３軸に垂直であり、前記第１軸を通る平面を基準に、前記第３軸方向の一方側に配置され、前記Ｊ２２プーリ及びＪ２４プーリは、前記第３軸に垂直であり、前記第１軸を通る平面を基準に、前記第３軸方向の前記一方側と反対の方向の他方側に配置されることを特徴とする請求項１に記載の手術用インストルメントのエンドツール。
【請求項15】
前記第１軸と前記第２軸は、平行に形成され、
前記第１軸と垂直であり、前記第３軸を含む第１平面を基準に、
前記Ｊ１１プーリに結合されている二本の前記第１ジョーワイヤは、前記Ｊ１２プーリ及び前記Ｊ１４プーリの上側と下側のうち、同側と接触することを特徴とする請求項１に記載の手術用インストルメントのエンドツール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、手術用インストルメントに係り、詳細には、腹腔鏡手術、またはさまざまな多様な手術に使用するために手動で作動可能な手術用インストルメントに関する。
【背景技術】
【0002】
医学的に手術とは、皮膚や粘膜、その他組織を、医療機器を使用して、切ったり裂いたりする操作を加えて病気を直すことをいう。特に、手術部位の皮膚を切開して開き、その内部にある器官などを治療、成形したり除去したりする開腹手術は、出血、副作用、患者の苦痛、傷痕などの問題を引き起こす。従って、最近では、皮膚に所定の孔を形成し、医療機器、例えば、腹腔鏡、手術用インストルメント、微細手術用顕微鏡などを挿入するだけで行う手術、またはロボットを使用した手術が代案として脚光を浴びている。
【0003】
手術用インストルメントは、皮膚に穿孔された孔を通過するシャフトの一端に具備されたエンドツールを、所定の駆動部を使用して、医師が直接手で操作したり、ロボットアームを使用して操作することにより、手術部位を手術するための道具である。手術用インストルメントに具備されたエンドツールは、所定の構造を介した回転動作、摘み動作（gripping）、切断動作（cutting）などを遂行する。
【0004】
ところで、既存の手術用インストルメントは、エンドツール部分が屈曲せず、手術部位への接近、及びさまざまな手術動作の遂行において容易ではないという問題点が存在した。それを補完するために、エンドツール部分が反る手術用インストルメントが開発されたが、エンドツールを屈曲させたり手術動作を遂行したりするための操作部の作動が、実際のエンドツールが屈曲したり手術動作を遂行したりする動作と直観的に一致せず、手術者の立場から、直観的な作動が容易ではなく、使用方法の熟練に長時間が必要となるという問題点が存在した。
【0005】
前述の背景技術は、発明者が本発明の導出のために保有していたり、本発明の導出過程において習得したりした技術情報であり、必ずしも本発明の出願前に、一般公衆に公開された公知技術とするものではない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明の目的は、前述の問題点を解決するためのものであり、実際のエンドツールが屈曲したり手術動作を遂行したりする動作と、それに対応する操作部の作動とを直観的に一致させるための手術用インストルメントを提供することを目的とする。さらに具体的には、そのために、さまざまな自由度を有するエンドツール、該エンドツールの動作を直観的に操作させる構造を有する操作部、操作部の操作通りにエンドツールの動作が可能になるように、操作部の駆動力をエンドツールに伝達する動力伝達部を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の一実施形態は、それぞれ回転自在に形成される第１ジョー及び第２ジョーを含むエンドツール；前記エンドツールのピッチ（pitch）運動を制御するピッチ操作部（pitch operator）と、前記エンドツールのヨー（yaw）運動を制御するヨー操作部（yaw operator）と、前記エンドツールのアクチュエーション（actuation）運動を制御するアクチュエーション操作部（actuation operator）を含む操作部；前記第１ジョーと連結され、前記操作部の動作を前記第１ジョーに伝達する第１ジョーワイヤ、前記第２ジョーと連結され、前記操作部の動作を前記第２ジョーに伝達する第２ジョーワイヤ、前記ヨー操作部または前記アクチュエーション操作部の回転を、前記第１ジョーワイヤまたは前記第２ジョーワイヤを介して、前記第１ジョーまたは前記第２ジョーに伝達する１以上の差動部材を含む動力伝達部；並びに第１方向（Ｘ軸）に延設され、一端部には、前記エンドツールが結合され、他端部には、前記操作部が結合され、前記操作部と前記エンドツールとを連結する連結部；を含み、前記ピッチ操作部は、前記第１方向に対して垂直である第２方向（Ｙ軸）を中心に回転自在に形成され、少なくとも前記操作部のいずれか１動作状態において、前記操作部の少なくとも一部が、自体の回転軸より、前記エンドツールに近く形成されることを特徴とする手術用インストルメントを開示する。
【0008】
本発明の他の実施形態は、互いに独立して回転可能な第１ジョー及び第２ジョー；前記第１ジョーと結合し、エンドツールハブに形成される第１軸を中心に回転自在に形成されるＪ１１プーリ；前記Ｊ１１プーリの一側に形成され、前記第１軸の一側に形成される第２軸を中心に回転自在に形成されるＪ１６プーリ；前記Ｊ１６プーリの一側に形成され、前記第１軸と所定の角度をなすように形成され、前記エンドツールハブの一側に形成される第３軸を中心に回転自在に形成されるＪ１２プーリ及びＪ１４プーリ；前記第２ジョーと結合し、前記第１軸と実質的に同一または平行な軸を中心に回転自在に形成されるＪ２１プーリ、前記Ｊ２１プーリの一側に形成され、前記第２軸と実質的に同一または平行な軸を中心に回転自在に形成されるＪ２６プーリ；前記Ｊ２６プーリの一側に形成され、前記第３軸と実質的に同一または平行な軸を中心に回転自在に形成されるＪ２２プーリ及びＪ２４プーリ；を含み、第１ジョーワイヤは、前記Ｊ１２プーリ、Ｊ１１プーリ、Ｊ１６プーリ、Ｊ１４プーリと少なくとも一部が接触するように形成され、第２ジョーワイヤは、前記Ｊ２２プーリ、Ｊ２１プーリ、Ｊ２６プーリ、Ｊ２４プーリと少なくとも一部が接触するように形成されることを特徴とするエンドツールを開示する。
【0009】
前述のところ以外の他の側面、特徴、利点は、以下の図面、特許請求の範囲、及び発明の詳細な説明から明確になるであろう。
【発明の効果】
【0010】
かような本発明によって、手術者による操作部の操作方向とエンドツールの作動方向とが直観的に同一方向であるために、手術者の便宜性が向上し、手術の正確性、信頼性及び迅速性が向上するという効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1A】従来の手術用インストルメントのピッチ動作概念図である。
【図1B】従来の手術用インストルメントのヨー動作概念図である。
【図1C】他の従来の手術用インストルメントのピッチ動作概念図である。
【図1D】他の従来の手術用インストルメントのヨー動作概念図である。
【図1E】本発明による手術用インストルメントのピッチ動作概念図である。
【図1F】本発明による手術用インストルメントのヨー動作概念図である。
【図2】本発明の第１実施形態による手術用インストルメントを示す斜視図である。
【図9B】従来の手術用インストルメントのエンドツールを示す平面図である。
【図16】本発明の第２実施形態による手術用インストルメントを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
本発明は、多様な変換を加えることができ、さまざまな実施形態を有することができるが、特定実施形態を図面に例示し、それについて詳細に説明する。しかし、それは、本発明を特定の実施形態について限定するものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれる全ての変換、均等物ないし代替物を含むものであると理解されなければならない。本発明の説明において、関連公知技術についての具体的な説明が、本発明の要旨を不明確にすると判断される場合、その詳細な説明を省略する。
【0013】
第１、第２のような用語は、多様な構成要素の説明に使用されるが、前記構成要素は、前記用語によって限定されるものではない。前記用語は、１つの構成要素を他の構成要素から区別する目的にのみ使用される。
【0014】
本出願で使用した用語は、ただ特定の実施形態の説明のために使用されたものであり、本発明を限定する意図ではない。単数の表現は、文脈上明白に異なって意味しない限り、複数の表現を含む。本出願において、「含む」または「有する」というような用語は、明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品、またはそれらの組み合わせが存在するということを指定するものであり、一つまたはそれ以上の他の特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品、またはそれらの組み合わせの存在または付加の可能性をあらかじめ排除するものではないと理解されなければならない。
【0015】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明するが、添付図面を参照しての説明において、同一であるか、あるいは対応する構成要素は、同一図面番号を付し、それについての重複説明は省略する。
【0016】
また、本発明の多様な実施形態の説明において、各実施形態が独立して解釈されたり実施されたりしなければならないのではなく、各実施形態で説明される技術的思想が、個別的に説明される他の実施形態に組み合わされて解釈されたり実施されたりすると理解されなければならない。
【0017】
＜手術用インストルメントの第１実施形態＞
本発明による手術用インストルメントは、ピッチ動作、ヨー動作、アクチュエーション動作のうち少なくともいずれか１以上の動作に対して、操作部をいずれか１方向に回転させれば、エンドツールが操作部の操作方向と直観的に同一方向に回転することを一特徴とする。
本発明による手術用インストルメントは、ピッチ動作、ヨー動作、アクチュエーション動作のうち少なくともいずれか１以上の動作に対して、操作部をいずれか１方向に回転させれば、エンドツールが操作部の操作方向と直観的に同一方向に回転することを一特徴とする。
【0018】
【0019】
図１Ａを参照すれば、従来の手術用インストルメントのピッチ動作遂行において、エンドツール１２０ａは、エンドツールの回転中心１２１ａより前方に形成され、操作部１１０ａは、操作部の回転中心１１１ａより後方に形成された状態で、操作部１１０ａを時計回り方向に回転させれば、エンドツール１２０ａも、時計回り方向に回転し、操作部１２０ａを反時計回り方向に回転させれば、エンドツール１２０ａも、反時計回り方向に回転するように形成される。一方、図１Ｂを参照すれば、従来の手術用インストルメントのヨー動作遂行において、エンドツール１２０ａは、エンドツールの回転中心１２１ａより前方に形成され、操作部１１０ａは、操作部の回転中心１１１ａより後方に形成された状態で、操作部１１０ａを時計回り方向に回転させれば、エンドツール１２０ａも、時計回り方向に回転し、操作部１２０ａを反時計回り方向に回転させれば、エンドツール１２０ａも、反時計回り方向に回転するように形成される。その場合、ユーザの左右方向という観点から見たとき、ユーザが操作部１１０ａを左に動かせば、エンドツール１２０ａは、右側に動き、ユーザが操作部１１０ａを右側に動かせば、エンドツール１２０ａは、左に動く。その結果として、ユーザの操作方向とエンドツールの動作方向とが反対になることにより、ユーザが錯誤を引き起こすこともあり、ユーザの操作が容易ではないという問題点が存在した。
【0020】
【0021】
図１Ｃを参照すれば、従来の手術用インストルメントのうち一部は、ミラー対称形態に形成され、ピッチ動作遂行において、エンドツール１２０ｂは、エンドツールの回転中心１２１ｂより前方に形成され、操作部１１０ｂは、操作部の回転中心１１１ｂより後方に形成された状態で、操作部１１０ｂを時計回り方向に回転させれば、エンドツール１２０ｂは、反時計回り方向に回転し、操作部１１０ｂを反時計回り方向に回転させれば、エンドツール１２０ｂは、時計回り方向に回転するように形成される。その場合、操作部とエンドツールとの回転方向という観点から見たとき、ユーザが操作部１１０ｂを回転させる回転方向と、それによるエンドツール１２０ｂの回転方向とは、互いに反対になる。その結果として、ユーザに操作方向の混乱をもたらし、関節の動作が直観的ではなく、エラーを誘発することがあるという問題点が存在した。また、図１Ｄを参照すれば、ヨー動作遂行において、エンドツール１２０ｂは、エンドツールの回転中心１２１ｂより前方に形成され、操作部１１０ｂは、操作部の回転中心１１１ｂより後方に形成された状態で、操作部１１０ｂを時計回り方向に回転させれば、エンドツール１２０ｂは、反時計回り方向に回転し、操作部１１０ｂを反時計回り方向に回転させれば、エンドツール１２０ｂは、時計回り方向に回転するように形成される。その場合、操作部とエンドツールとの回転方向という観点から見たとき、ユーザが操作部１１０ｂを回転させる回転方向と、それによるエンドツール１２０ｂの回転方向とは、互いに反対になる。その結果として、ユーザに操作方向の混乱をもたらし、関節の動作が直観的ではなく、エラーを誘発することがあるという問題点が存在した。
【0022】
かような問題点を解決するために、図１Ｅ及び図１Ｆに図示された本発明の一実施形態による手術用インストルメントは、エンドツール１２０ｃを、エンドツールの回転中心１２１ｃより前方に形成し、操作部１１０ｃも、操作部の回転中心１１１ｃより前方に形成し、操作部１１０ｃとエンドツール１２０ｃとの動作が直観的に一致させることを一特徴とする。
【0023】
かような特性を異なって表現すれば、図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃ及び図１Ｄのように、操作部が自体の関節に対して、ユーザ側に近くなる（すなわち、エンドツールから遠くなる）構成の既存例とは異なり、図１Ｅ及び図１Ｆに図示された本発明の一実施形態による手術用インストルメントは、操作過程のいずれか一瞬間以上では、操作部の少なくとも一部が自体の関節を基準に、（自体の関節より）エンドツールにさらに近くなるように形成されるのである。
【0024】
それについて異なって説明すれば、図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃ及び図１Ｄのような従来の手術用インストルメントの場合には、エンドツールが自体の回転中心より前方に位置するのに対し、操作部は、自体の回転中心より後方に形成され、前方が固定された状態で、後方を動かす操作部の動作を介して、後方が固定された状態で前方を動かすエンドツールを動かすようになるので、構造上、直観的に一致しない構造である。それにより、操作部の操作とエンドツールの動作とにおいて、左右方向の観点、または回転方向の観点において、不一致が発生し、ユーザに混乱をもたらし、操作部の操作を直観的に迅速に遂行し難くなり、エラーを誘発してしまうという問題点が存在した。それに対し、本発明の一実施形態による手術用インストルメントは、エンドツールと操作部とが、いずれも後方に形成された回転中心を基準に動くために、構造上、直観的に動作が互いに一致するといえる。それにより、ユーザは、エンドツール方向の操縦を直観的に迅速に遂行することができ、エラー誘発の可能性が顕著に減るという長所がある。以下では、かような機能を可能にする具体的なメカニズムについて説明する。
【0025】
【0026】
図２、図３及び図４を参照すれば、本発明の第１実施形態による手術用インストルメント１００は、操作部１１０、エンドツール１２０、動力伝達部１３０及び連結部１４０を含む。ここで、連結部１４０は、中空シャフト形状に形成され、その内部に、１本以上のワイヤ（これについては後述する）が収容され、その一端部には、操作部１１０が結合され、他端部には、エンドツール１２０が結合され、操作部１１０とエンドツール１２０とを連結する役割を行うことができる。
【0027】
詳細には、操作部１１０は、連結部１４０の一端部に形成され、医師が直接操縦することができるインターフェース、例えば、摘み形状、スティック形状、レバー形状などによって具備され、それを医師が操縦すれば、当該インターフェースに連結され、手術患者の体内に挿入されるエンドツール１２０が、所定の作動を行うことにより、手術を遂行する。ここで、図２には、操作部１１０が指を挟んだ状態で回転させることができる取っ手形状に形成されるように図示されているが、本発明の思想は、それに制限されるものではなく、エンドツール１２０と連結され、エンドツール１２０を操作することができる多様な形態の操作部が可能であろう。
【0028】
エンドツール１２０は、連結部１４０の他端部に形成され、手術部位に挿入されて手術に必要な動作を遂行する。かようなエンドツール１２０の一例としては、図２に図示されているように、グリップ（grip）動作を遂行するための１対のジョー１２１，１２２が使用されてもよい。ただし、本発明の思想は、それに制限されるものではなく、手術のための多様な装置が、エンドツール１２０として使用されるであろう。例えば、片腕が焼灼器のような構成も、エンドツールとして使用されるであろう。かようなエンドツール１２０は、操作部１１０と動力伝達部１３０とによって連結され、操作部１１０の駆動力を、動力伝達部１３０を介して伝達されることにより、グリップ動作、切断（cutting）動作、縫合（suturing）動作など手術に必要な動作を遂行する。
【0029】
ここで、本発明の第１実施形態による手術用インストルメント１００のエンドツール１２０は、少なくとも２以上の方向に回転自在に形成され、例えば、エンドツール１２０は、図２のＹ軸を中心に、ピッチ（pitch）運動を行うと同時に、図２のＺ軸を中心に、ヨー（yaw）運動及びアクチュエーション（actuation）運動を行うように形成される。それについては、追って詳細に説明する。
【0030】
動力伝達部１３０は、操作部１１０とエンドツール１２０とを連結し、操作部１１０の駆動力をエンドツール１２０に伝達する役割を行い、多数本のワイヤ、プーリ、リンク、節、ギアなどを含んでもよい。
【0031】
以下では、図２の手術用インストルメント１００の操作部１１０、エンドツール１２０、動力伝達部１３０についてさらに詳細に説明する。
【0032】
【0033】
図２ないし図６を参照すれば、本発明の第１実施形態による手術用インストルメント１００の操作部１１０は、エンドツール１２０のピッチ運動を制御するピッチ操作部（pitch operator）１１１と、エンドツール１２０のヨー運動を制御するヨー操作部（yaw operator）１１２と、エンドツール１２０のアクチュエーション運動を制御するアクチュエーション操作部（actuation operator）１１３と、を含む。
【0034】
まず、図２の手術用インストルメント１００の使用状態を例示すれば、ユーザは、手の平でピッチ操作部１１１のピッチ駆動取っ手１１１２を抑えている状態で、ピッチ駆動取っ手１１１２を回転させてピッチ運動を行い、人差し指をヨー操作部１１２に差し込んだ状態で、ヨー操作部１１２を回転させてヨー運動を行い、親指をアクチュエーション操作部１１３に差し込んだ状態で、アクチュエーション操作部１１３を回転させてアクチュエーション運動を行うことができる。
【0035】
ここで、本発明として使用されるピッチ動作、ヨー動作及びアクチュエーション動作それぞれについて定義すれば、次の通りである。
【0036】
まず、ピッチ動作は、エンドツール１２０が連結部１４０に対して上下方向に回転する動作、すなわち、図２のＹ軸を中心に回転する動作を意味する。言い換えれば、連結部１４０の延長方向（図２のＸ軸方向）に、連結部１４０から延設されているエンドツール１２０が連結部１４０に対して、Ｙ軸を中心に上下に回転する運動を意味する。次に、ヨー動作は、エンドツール１２０が、連結部１４０に対して左右方向に回転する動作、すなわち、図２のＺ軸を中心に回転する動作を意味する。言い換えれば、連結部１４０の延長方向（図２のＸ軸方向）に、連結部１４０から延設されているエンドツール１２０が、連結部１４０に対してＺ軸を中心に、左右に回転する運動を意味する。一方、アクチュエーション動作は、ヨー動作と同一回転軸を中心に回転するが、２つのジョー１２１，１２２が互いに反対方向に回転しながら、ジョーがすぼんだり開いたりする動作を意味する。すなわち、エンドツール１２０に形成された２つのジョー１２１，１２２が、Ｚ軸を中心に、互いに反対方向に回転する運動を意味する。
【0037】
ここで、本発明の第１実施形態による手術用インストルメント１００は、操作部１１０を連結部１４０に対していずれか一方向に回転させれば、エンドツール１２０が、連結部１４０に対して、操作部１１０の操作方向と直観的に同一方向に回転することを一特徴とする。言い換えれば、操作部１１０のピッチ操作部１１１を、いずれか一方向に回転させれば、エンドツール１２０も、前記一方向と直観的に同一方向に回転してピッチ運動を行い、操作部１１０のヨー操作部１１２を、いずれか一方向に回転させれば、エンドツール１２０も、前記一方向と直観的に同一方向に回転してヨー動作を遂行するのである。ここで、直観的に同一方向とは、操作部１１０を把持しているユーザの人差し指の移動方向と、エンドツール１２０の末端部の移動方向とが実質的に同一方向をなすことであると敷衍説明することができる。ここで、同一方向とは、三次元座標上で完璧に一致する方向ではないにしても、例えば、ユーザの人差し指が左に移動すれば、エンドツール１２０の末端部も左に移動し、ユーザの人差し指が右側に移動すれば、エンドツール１２０の末端部も右側に移動するという程度の直観性が維持されるレベルの同一性であると理解すればよいということは言うまでもない。
【0038】
そして、そのために、本発明の第１実施形態による手術用インストルメント１００は、操作部１１０とエンドツール１２０とが連結部１４０の延長軸（Ｘ軸）に垂直である平面を基準に、同一方向に形成されることを一特徴とする。すなわち、図２のＹＺ平面を基準にして見たとき、操作部１１０は、＋Ｘ軸方向に延設されており、同時に、エンドツール１２０も、＋Ｘ軸方向に延設されているのである。それを他の言葉で表現すれば、連結部１４０の一端部でのエンドツール１２０の形成方向と、連結部１４０の他端部での操作部１１０の形成方向とが、ＹＺ平面を基準に同一方向であると言うこともできる。または、それを他の言葉で表現すれば、操作部１１０が、それを把持するユーザの体から遠くなる方向、すなわち、エンドツール１２０が形成された方向に形成されたと言うこともできる。
【0039】
詳細には、従来の手術用インストルメントの場合、ユーザが操作部を操作する方向と、エンドツールの実際作動方向とが互いに異なって直観的に一致しないために、手術者の立場において、直観的な作動が容易ではなく、エンドツールが所望方向に動くように熟練するのに長年の時間が必要となり、場合によっては、誤動作が発生し、患者に被害を与えることがあるという問題点が存在した。
【0040】
かような問題点を解決するために、本発明の第１実施形態による手術用インストルメント１００は、操作部１１０の操作方向とエンドツール１２０の作動方向とが直観的に同一方向になるようにし、そのために、操作部１１０とエンドツール１２０とがピッチ駆動軸（pitch operating axis）１１１１を含むＹＺ平面を基準に見たとき、同じ方向に延設されることを一特徴とする。それについてさらに詳細に説明すれば、次の通りである。
【0041】
ピッチ操作部１１１は、ピッチ駆動軸１１１１と、ピッチ駆動取っ手１１１２と、を含む。ここで、ピッチ駆動軸１１１１は、Ｙ軸と平行な方向に形成され、ピッチ駆動取っ手１１１２は、ピッチ駆動軸１１１１と連結され、ピッチ駆動軸１１１１を中心に回転するように形成される。例えば、ユーザがピッチ駆動取っ手１１１２を手で握っている状態で、ピッチ駆動取っ手１１１２を回転させれば、ピッチ駆動取っ手１１１２は、ピッチ駆動軸１１１１を中心に回転し、かような回転力が動力伝達部１３０、操作部制御部材１１５及びエンドツール制御部材１２３を介してエンドツール１２０に伝達され、エンドツール１２０が、ピッチ操作部１１１の回転方向と同一方向に回転するのである。すなわち、ピッチ操作部１１１がピッチ駆動軸１１１１を中心に時計回り方向に回転すれば、エンドツール１２０も、ピッチ駆動軸１１１１と平行な軸を中心に時計回り方向に回転し、反対に、ピッチ操作部１１１がピッチ駆動軸１１１１を中心に反時計回り方向に回転すれば、エンドツール１２０も、ピッチ駆動軸１１１１と平行な軸を中心に反時計回り方向に回転するのである。
【0042】
一方、ヨー操作部１１２とアクチュエーション操作部１１３は、ピッチ操作部１１１のピッチ駆動取っ手１１１２の一端部上に形成されている。従って、ピッチ操作部１１１がピッチ駆動軸１１１１を中心に回転すれば、ヨー操作部１１２及びアクチュエーション操作部１１３も、ピッチ操作部１１１と共に回転する。すなわち、図２などには、ピッチ操作部１１１のピッチ駆動取っ手１１１２が、連結部１４０に対して垂直に位置した状態が図示されている一方、後述する図１１などには、ピッチ操作部１１１のピッチ駆動取っ手１１１２が、ピッチ駆動軸１１１１を中心に回転し、ピッチ駆動取っ手１１１２が連結部１４０に対して所定の角度をなすように位置した状態が図示されている。
【0043】
それにより、ヨー操作部１１２とアクチュエーション操作部１１３との座標系は、固定されたものではなく、ピッチ操作部１１１の回転によって相対的に続けて変化する。すなわち、図２には、ヨー操作部１１２のヨー駆動軸１１２１は、Ｚ軸と平行であり、アクチュエーション操作部１１３のアクチュエーション駆動軸１１３１は、Ｙ軸と平行であるように図示されている。しかし、ピッチ操作部１１１が回転すれば、ヨー操作部１１２のヨー駆動軸１１２１は、Ｚ軸と平行ではなくなる。すなわち、ヨー操作部１１２とアクチュエーション操作部１１３との座標系が、ピッチ操作部１１１の回転によって変化したのである。ただし、本明細書では、説明の便宜のために、別途の説明がない以上、ヨー操作部１１２とアクチュエーション操作部１１３との座標系は、図２のように、ピッチ駆動取っ手１１１２が連結部１４０に対して垂直に位置した状態を基準にして説明する。
【0044】
ヨー操作部１１２は、ヨー駆動軸（yaw operating axis）１１２１とヨー駆動部（yaw operating member）１１２２とを含む。駆動軸１１２１は、連結部１４０が形成されているＸＹ平面と所定の角度をなすように形成される。例えば、ヨー駆動軸１１２１は、図３に図示されているように、Ｚ軸と平行な方向に形成され、その状態において、ピッチ操作部１１１が回転する場合、前述のように、ヨー操作部１１２の座標系は相対的に変わる。ここで、本発明の思想は、それに制限されるものではなく、人体工学的（ergonomic）設計によって、ヨー操作部１１２を把持するユーザの手構造に適するように、ヨー駆動軸１１２１が多様な方向に形成されるということは言うまでもない。
【0045】
一方、ヨー駆動部１１２２は、ヨー駆動軸１１２１を中心に回転自在に形成される。例えば、ユーザが、ヨー駆動部１１２２に人差し指を差し込んだ状態で、ヨー駆動部１１２２を回転させれば、ヨー駆動部１１２２は、ヨー駆動軸１１２１を中心に回転し、かような回転力が、動力伝達部１３０を介してエンドツール１２０に伝達され、エンドツール１２０の２つのジョー１２１，１２２が、ヨー駆動部１１２２の回転方向と同一方向に左右に回転するのである。そのために、ヨー駆動軸（yaw rotating axis）１１２１には、プーリ１１２１ａが形成される。そして、プーリ１１２１ａには、ヨーワイヤ１３０Ｙが連結され、かようなヨーワイヤ１３０Ｙを含む動力伝達部１３０を介して、回転力がエンドツール１２０に伝達され、エンドツール１２０の２つのジョー１２１，１２２がヨー動作を遂行するのである。
【0046】
アクチュエーション操作部１１３は、アクチュエーション駆動軸（actuation rotating axis）１１３１とアクチュエーション駆動部（actuation rotating member）１１３２とを含む。ここで、アクチュエーション駆動軸１１３１は、連結部１４０が形成されているＸＺ平面と所定の角度をなすように形成される。例えば、アクチュエーション駆動軸１１３１は、図２に図示されているように、Ｙ軸と平行な方向に形成され、その状態で、ピッチ操作部１１１が回転する場合、前述のように、アクチュエーション操作部１１３の座標系は相対的に変わる。ここで、本発明の思想は、それに制限されるものではなく、人体工学的設計によって、アクチュエーション操作部１１３を把持するユーザの手構造に適するように、アクチュエーション駆動軸１１３１が多様な方向に形成されるということは言うまでもない。
【0047】
一方、アクチュエーション駆動部１１３２は、アクチュエーション駆動軸１１３１を中心に回転自在に形成される。例えば、ユーザが、アクチュエーション駆動部１１３２に親指を差し込んだ状態で、アクチュエーション駆動部１１３２を回転させれば、アクチュエーション駆動部１１３２は、アクチュエーション駆動軸１１３１を中心に回転し、かような回転力が、動力伝達部１３０を介してエンドツール１２０に伝達され、エンドツール１２０の２つのジョー１２１，１２２が、アクチュエーション動作を遂行する。ここで、アクチュエーション動作とは、前述のように、２つのジョー１２１，１２２が互いに反対方向に回転しながら、ジョー１２１，１２２を開いたり閉じたりする動作を意味する。すなわち、アクチュエーション操作部１１３を一方向に回転させれば、第１ジョー１２１は反時計回り方向に回転し、第２ジョー１２２は時計回り方向に回転しながら、エンドツール１２０が閉じ、反対に、アクチュエーション操作部１１３を反対方向に回転させれば、第１ジョー１２１は時計回り方向に回転し、第２ジョー１２２は反時計回り方向に回転しながら、エンドツール１２０が開かれるのである。
【0048】
一方、アクチュエーション駆動軸（actuation operating axis）１１３１の一端部には、プーリ１１３１ａが形成される。そして、プーリ１１３１ａには、アクチュエーションワイヤ１３０Ａが連結される。
【0049】
次に、図３を参照すれば、本発明の第１実施形態による手術用インストルメント１００において、ピッチ操作部１１１のピッチ駆動軸１１１１とエンドツール１２０とが同一軸（Ｘ軸）、または平行な軸上に形成される。すなわち、連結部１４０の一端部には、ピッチ操作部１１１のピッチ駆動軸１１１１が形成され、連結部１４０の他端部には、エンドツール１２０が形成されるのである。ここで、図面には、連結部１４０が直線に形成されるように図示されているが、本発明の思想は、それに制限されるものではなく、連結部１４０は、必要によっては、所定の曲率を有するように湾曲されたり、１回以上曲折されたりして形成され、かような場合にも、ピッチ操作部１１１とエンドツール１２０は、実質的に、同一、または平行な軸上に形成されるといえるのである。また、図３には、ピッチ操作部１１１とエンドツール１２０とが同一軸（Ｘ軸）上に形成されるように図示されているが、本発明の思想は、それに制限されるものではなく、ピッチ操作部１１１とエンドツール１２０とが互いに異なる軸上に形成されてもよい。
【0050】
前述のように、本発明の第１実施形態による手術用インストルメント１００は、エンドツール１２０と操作部１１０との関節動作（ピッチ動作、ヨー動作）が互いに直観的に一致するように、エンドツール１２０と操作部１１０とが同じ方向に延設されるようにした。
【0051】
言い換えれば、図１Ｅ及び図１Ｆに図示されているように、エンドツール１２０ｃが、エンドツールの回転中心１２１ｃより前方に形成されたように、操作部１１０ｃも、操作部の回転中心１１１ｃより前方に形成されるようにした。
【0052】
そして、ヨー操作部１１２は、ピッチ操作部１１１の一端部に形成されており、ピッチ操作部１１１が、ピッチ駆動軸１１１１を中心に回転すれば、ヨー操作部１１２も、共にピッチ駆動軸１１１１を中心に移動するが、それと同時に、エンドツール１２０も、共にピッチ回転を行い、ヨー操作部１１２の方向とエンドツール１２０の方向とが同一直観性を毀損しない。
【0053】
すなわち、ピッチ操作部１１１のピッチ運動によって、ヨー操作部１１２の延長方向が、図２のような＋Ｘ軸方向から異なっても、エンドツール１２０が、共にピッチ回転を行うために、ヨー操作部１１２の方向とエンドツール１２０の方向とが同一直観性を毀損しないのである。
【0054】
従って、図２では、関節回転を行っていない状態で、本発明の思想である「操作部がエンドツール側に延設されている」という思想について説明したが、前述のような観点から、関節が回転した状態でも、「操作部がエンドツール側に延設されている」という思想は、同一に維持されると理解されるであろう。
【0055】
すなわち、一操作部は、他の操作部の動作によって、「操作部がエンドツール側に延設されている形状」が変わるが、それは、前述のような観点から理解されなければならず、かような「操作部がエンドツール側に延設されている形状」は、操作部の多様な動作状況のうち少なくともいずれか１つの状況以上で充足されるであろう。
【0056】
すなわち、操作部１１０がエンドツール１２０側に延設されているという特性を異なって表現すれば、操作部１１０の一部が、自体の関節を基準に、操作のいずれか一瞬間以上で、（自体の関節より）エンドツール１２０にさらに近くなると表現することができる。
【0057】
一方、本発明の第１実施形態による手術用インストルメント１００の操作部１１０は、ピッチ操作部１１１のピッチ駆動軸１１１１と連動する操作部制御部材１１５をさらに具備する。かような操作部制御部材１１５の構成は、後述するエンドツール制御部材１２３の構成と実質的に同一であるので、操作部制御部材１１５と、エンドツール制御部材１２３及び操作部１１０の他の構成要素との関係は後述する。
【0058】
（動力伝達部）
次に、図２ないし図６を参照すれば、本発明の第１実施形態による手術用インストルメント１００の動力伝達部１３０は、ヨーワイヤ１３０Ｙ、アクチュエーションワイヤ１３０Ａ、ピッチワイヤ１３０Ｐ、第１ジョーワイヤ１３０Ｊ１、第２ジョーワイヤ１３０Ｊ２、動力伝達アセンブリ１３５を含む。ここで、動力伝達アセンブリ１３５は、ピッチ駆動取っ手１１１２内に収容される。
次に、図２ないし図６を参照すれば、本発明の第１実施形態による手術用インストルメント１００の動力伝達部１３０は、ヨーワイヤ１３０Ｙ、アクチュエーションワイヤ１３０Ａ、ピッチワイヤ１３０Ｐ、第１ジョーワイヤ１３０Ｊ１、第２ジョーワイヤ１３０Ｊ２、動力伝達アセンブリ１３５を含む。ここで、動力伝達アセンブリ１３５は、ピッチ駆動取っ手１１１２内に収容される。
【0059】
まず、動力伝達部１３０の動力伝達アセンブリ１３５について説明する。
【0060】
前述のように、ヨー操作部１１２とアクチュエーション操作部１１３は、ピッチ操作部１１１のピッチ駆動取っ手１１１２の一端部上に形成されている。従って、ピッチ操作部１１１が、ピッチ駆動軸１１１１を中心に回転すれば、ヨー操作部１１２及びアクチュエーション操作部１１３も、ピッチ操作部１１１と共に回転する。また、ヨー操作部１１２も、第１ジョー１２１及び第２ジョー１２２と連結され、第１ジョー１２１及び第２ジョー１２２を駆動し、アクチュエーション操作部１１３も、第１ジョー１２１及び第２ジョー１２２と連結され、第１ジョー１２１及び第２ジョー１２２を駆動する。ところで、ヨー操作部１１２を回転させれば、第１ジョー１２１及び第２ジョー１２２が互いに同方向に回転しなければならない一方、アクチュエーション操作部１１３を回転させれば、第１ジョー１２１及び第２ジョー１２２が互いに反対方向に回転しなければならず、従って、かような作動を具現するための別途の構造物が必要になる。
【0061】
従って、１つのジョーに対して、ヨー操作部１１２とアクチュエーション操作部１１３との２つの回転入力がいずれも作用するようにしなければならず、そのために、２個以上の入力を受け、ジョー１つの回転を出力可能とし、各入力によって、互いに異なるように動作するための構造物が必要である。そのとき、２つの入力回転は、互いに互いを動かしてはならない。
【0062】
そのために、本発明の第１実施形態による手術用インストルメント１００は、ヨー操作部１１２及びアクチュエーション操作部１１３から駆動力を入力され、それを、第１ジョー１２１と第２ジョー１２２とにそれぞれ伝達する動力伝達アセンブリ１３５を具備することを一特徴とする。
【0063】
詳細には、動力伝達アセンブリ１３５は、ヨー操作部１１２とヨーワイヤ１３０Ｙを介して連結され、ヨー操作部１１２と共に回転するヨープーリ１３５ＹＰ、ヨー駆動バー１３５Ｂ、第１ギア１３５Ｇ１、第４ギア１３５Ｇ４を含み、かようなヨープーリ１３５ＹＰ、ヨー駆動バー１３５Ｂ、第１ギア１３５Ｇ１、第４ギア１３５Ｇ４は、共に回転する。また、ヨー操作部１１２及びアクチュエーション操作部１１３の回転によって、第１ジョー１２１を回転させるように駆動力を伝達する第１ジョー駆動部１３５Ｊ１と、ヨー操作部１１２及びアクチュエーション操作部１１３の回転によって、第２ジョー１２２を回転させるように駆動力を伝達する第２ジョー駆動部１３５Ｊ２と、を含む。また、アクチュエーション操作部１１３と共に回転するアクチュエーションギア１３５ＡＧ；第１ギア１３５Ｇ１と、アクチュエーションギア１３５ＡＧとの間に介在される第２ギア１３５Ｇ２；及びアクチュエーションギア１３５ＡＧと、第４ギア１３５Ｇ４との間に介在される第３ギア１３５Ｇ３；をさらに含む。そのとき、第１ギア１３５Ｇ１、第２ギア１３５Ｇ２、第３ギア１３５Ｇ３、第４ギア１３５Ｇ４は、Ｚ軸方向に順に積層形成され、ピッチ操作部中心軸１１１３を中心に回転するように形成される。ここで、アクチュエーションギア１３５ＡＧは、Ｚ軸と垂直である方向に固設されたアクチュエーションギア中心軸１３５ＡＧ１を中心に回転する。アクチュエーションギア１３５ＡＧは、アクチュエーションワイヤ１３０Ａと連結され、アクチュエーション操作部１１３のプーリ１１３１ａと共に回転するように形成される。それについてさらに詳細に説明すれば、次の通りである。
【0064】
第１ジョー駆動部１３５Ｊ１は、第１ジョー駆動ギア１３５Ｊ１１、第１ジョー連結部材１３５Ｊ１２、第１ジョー駆動プーリ１３５Ｊ１３及び第１ジョー駆動ギア中心軸１３５Ｊ１４を含む。第１ジョー駆動ギア１３５Ｊ１１は、ベベルギア形態であり、第３ギア１３５Ｇ３と第４ギア１３５Ｇ４との間に介在され、第３ギア１３５Ｇ３または第４ギア１３５Ｇ４の相対的な動きによって、第１ジョー駆動ギア中心軸１３５Ｊ１４を中心に自転するか、あるいはピッチ操作部中心軸１１１３を中心に公転するように形成される。第１ジョー連結部材１３５Ｊ１２は、第１ジョー駆動ギア中心軸１３５Ｊ１４と第１ジョー駆動プーリ１３５Ｊ１３とを連結するように形成され、第１ジョー駆動ギア１３５Ｊ１１、第１ジョー駆動ギア中心軸１３５Ｊ１４、第１ジョー連結部材１３５Ｊ１２及び第１ジョー駆動プーリ１３５Ｊ１３を、共にピッチ操作部中心軸１１１３を中心に回転させる。第１ジョー駆動プーリ１３５Ｊ１３は、第１ジョーワイヤ１３０Ｊ１と連結され、ヨー操作部１１２及びアクチュエーション操作部１１３の回転を、第１ジョー１２１に伝達する。
【0065】
一方、第２ジョー駆動部１３５Ｊ２は、第２ジョー駆動ギア１３５Ｊ２１、第２ジョー連結部材１３５Ｊ２２、第２ジョー駆動プーリ１３５Ｊ２３及び第２ジョー駆動ギア中心軸１３５Ｊ２４を含む。第２ジョー駆動ギア１３５Ｊ２１は、ベベルギア形態であり、第１ギア１３５Ｇ１と第２ギア１３５Ｇ２との間に介在され、第１ギア１３５Ｇ１または第２ギア１３５Ｇ２の相対的な動きによって、第２ジョー駆動ギア中心軸１３５Ｊ２４を中心に自転するか、あるいはピッチ操作部中心軸１１１３を中心に公転するように形成される。第２ジョー連結部材１３５Ｊ２２は、第２ジョー駆動ギア中心軸１３５Ｊ２４と第２ジョー駆動プーリ１３５Ｊ２３とを連結するように形成され、第２ジョー駆動ギア１３５Ｊ２１、第２ジョー駆動ギア中心軸１３５Ｊ２４、第２ジョー連結部材１３５Ｊ２２及び第２ジョー駆動プーリ１３５Ｊ２３を、共にピッチ操作部中心軸１１１３を中心に回転させる。第２ジョー駆動プーリ１３５Ｊ２３は、第２ジョーワイヤ１３０Ｊ２と連結され、ヨー操作部１１２及びアクチュエーション操作部１１３の回転を、第２ジョー１２２に伝達する。
【0066】
かような動力伝達アセンブリ１３５について、次のようにさらに詳細に説明することができる。ヨー操作部１１２とアクチュエーション操作部１１３との２つの回転入力に対して、第１ジョー１２１と第２ジョー１２２とが回転しなければならないが、ヨー操作部１１２及びアクチュエーション操作部１１３それぞれの操作に対して、第１ジョー１２１と第２ジョー１２２は、互いに異なって動作しなければならない。すなわち、ヨー操作部１１２を回転させれば、第１ジョー１２１と第２ジョー１２２とが互いに同方向に回転しなければならない一方、アクチュエーション操作部１１３を回転させれば、第１ジョー１２１と第２ジョー１２２とが互いに反対方向に回転しなければならない。
【0067】
かような作動を具現するために、ヨー操作部１１２とアクチュエーション操作部１１３との２つの回転入力に対して、第１ジョー１２１の動作を決定する構造物が必要であり、その構造物は、第１ジョー駆動ギア１３５Ｊ１１、第４ギア１３５Ｇ４及び第３ギア１３５Ｇ３から構成される（以下、第１差動部材と称する）。
【0068】
一方、ヨー操作部１１２とアクチュエーション操作部１１３との２つの回転入力に対して、第２ジョー１２２の動作を決定する構造物は、第２ジョー駆動ギア１３５Ｊ２１、第１ギア１３５Ｇ１及び第２ギア１３５Ｇ２から構成される（以下、第２差動部材と称する）。
【0069】
それら構造物（第１差動部材及び第２差動部材）は、それぞれ２個の入力ギアと１個の出力ギアとから構成される。
【0070】
さらに詳細には、第１差動部材は、第４ギア１３５Ｇ４と第３ギア１３５Ｇ３との回転を入力にし、第１ジョー駆動ギア１３５Ｊ１１の回転を出力にし、第２差動部材は、第１ギア１３５Ｇ１と第２ギア１３５Ｇ２との回転を入力にし、第２ジョー駆動ギア１３５Ｊ２１の回転を出力にする。
【0071】
各駆動系は、２つの入力ギアの回転入力によって、出力ギアを回転させ、出力ギアが回転すれば、その結果として、出力ギアを含む組駆動部（第１ジョー駆動部１３５Ｊ１または第２ジョー駆動部１３５Ｊ２）全体が、入力ギアの一方向回転と同一方向に、ピッチ操作部中心軸１１１３を中心に公転回転する。従って、各駆動系は、２つの入力を受け、他の入力に影響を与えずに、出力ギアを回転させることができる。
【0072】
すなわち、第１差動部材は、ヨー操作部１１２またはアクチュエーション操作部１１３の回転入力によって、第１ジョー１２１を回転させることができ、第２差動部材は、ヨー操作部１１２またはアクチュエーション操作部１１３の回転によって、第２ジョー１２２
を回転させることができる。
を回転させることができる。
【0073】
そのとき、ヨー操作部１１２が回転すれば、第１ジョー１２１と第２ジョー１２２は、互いに同方向に回転する一方、アクチュエーション操作部１１３が回転すれば、第１ジョー１２１と第２ジョー１２２は、互いに異なる方向に回転しなければならない。
【0074】
従って、ヨー操作部１１２の回転動作は、第１差動部材と第２差動部材との一入力ギアを、同一方向に回転させるように構成され、アクチュエーション操作部１１３の回転動作は、第１差動部材と第２差動部材との他の入力ギアを、互いに反対方向に回転させるように構成される。
【0075】
そのために、ヨー操作部１１２の回転動作は、ヨー駆動バー１３５Ｂを、第１ギア１３５Ｇ１と第４ギア１３５Ｇ４とに連結されるようにし、ヨー操作部１１２の回転動作が、第１ギア１３５Ｇ１と第４ギア１３５Ｇ４とを同一方向に回転させるようにし、それによって、第１ジョー駆動ギア１３５Ｊ１１と第２ジョー駆動ギア１３５Ｊ２１とが同一方向に回転するようにし、その結果として、第１ジョー１２１と第２ジョー１２２とが同一方向に回転し、ヨー動作が遂行されるように構成した。
【0076】
一方、アクチュエーション操作部１１３の回転動作は、アクチュエーションギア１３５ＡＧによって、２つの駆動系の各入力ギアである第２ギア１３５Ｇ２と第３ギア１３５Ｇ３とを互いに反対方向に回転させ、それによって、第１ジョー駆動ギア１３５Ｊ１１と第２ジョー駆動ギア１３５Ｊ２１とが互いに反対方向に回転することにより、その結果として、第１ジョー１２１と第２ジョー１２２とが互いに反対方向に回転し、アクチュエーション動作が遂行されるように構成した。一方、本実施形態では、２つの入力から１つの出力を引き出す駆動系としてギアを例示しているが、本発明の思想は、それに制限されるものではなく、２つの入力から１つの出力を引き出すことができる多様な駆動系が適用可能であろう。
【0077】
ここで、図面には、第１ギア１３５Ｇ１、第２ギア１３５Ｇ２、第３ギア１３５Ｇ３、第４ギア１３５Ｇ４が、ピッチ操作部中心軸１１１３に沿って順に積層形成されるように図示されているが、本発明の思想は、それに制限されるものではなく、ピッチ操作部中心軸１１１３と別途の差動部材中心軸に沿って、前記ギアが形成されるということは言うまでもない。
【0078】
【0079】
図７、図８及び図９Ａを参照すれば、本発明の第１実施形態のエンドツール１２０は、エンドツール制御部材１２３を含み、エンドツール制御部材１２３は、第１ジョー１２１の回転運動と係わるＪ１１プーリ１２３Ｊ１１、Ｊ１２プーリ１２３Ｊ１２、Ｊ１３プーリ１２３Ｊ１３、Ｊ１４プーリ１２３Ｊ１４及びＪ１５プーリ１２３Ｊ１５と、第２ジョー１２２の回転運動と係わるＪ２１プーリ１２３Ｊ２１、Ｊ２２プーリ１２３Ｊ２２、Ｊ２３プーリ１２３Ｊ２３、Ｊ２４プーリ１２３Ｊ２４、Ｊ２５プーリ１２３Ｊ２５と、を含む。ここで、第１ジョー１２１、Ｊ１１プーリ１２３Ｊ１１、Ｊ１２プーリ１２３Ｊ１２、Ｊ１４プーリ１２３Ｊ１４、第２ジョー１２２、Ｊ２１プーリ１２３Ｊ２１、Ｊ２２プーリ１２３Ｊ２２、Ｊ２４プーリ１２３Ｊ２４は、いずれもエンドツールピッチ駆動軸１２３ＰＡを中心に回転するように形成される。
【0080】
一方、エンドツール１２０と結合する連結部１４０の一端部には、連結部ハブ１４１が
形成される。そして、前述のＪ１２プーリ１２３Ｊ１２、Ｊ１３プーリ１２３Ｊ１３、Ｊ１４プーリ１２３Ｊ１４、Ｊ１５プーリ１２３Ｊ１５と、Ｊ２２プーリ１２３Ｊ２２、Ｊ２３プーリ１２３Ｊ２３、Ｊ２４プーリ１２３Ｊ２４、Ｊ２５プーリ１２３Ｊ２５は、連結部ハブ１４１に結合されるのである。
形成される。そして、前述のＪ１２プーリ１２３Ｊ１２、Ｊ１３プーリ１２３Ｊ１３、Ｊ１４プーリ１２３Ｊ１４、Ｊ１５プーリ１２３Ｊ１５と、Ｊ２２プーリ１２３Ｊ２２、Ｊ２３プーリ１２３Ｊ２３、Ｊ２４プーリ１２３Ｊ２４、Ｊ２５プーリ１２３Ｊ２５は、連結部ハブ１４１に結合されるのである。
【0081】
ここで、図面には、対面しているプーリが互いに平行に形成されるように図示されているが、本発明の思想は、それに制限されるものではなく、それぞれのプーリがエンドツールの構成に適する位置及び大きさに多様に形成されるのである。
【0082】
Ｊ１１プーリ１２３Ｊ１１及びＪ２１プーリ１２３Ｊ２１は、互いに対向するように形成され、ジョー回転軸１２３ＪＡを中心に、互いに独立して回転自在に形成される。ここで、Ｊ１１プーリ１２３Ｊ１１には、第１ジョー１２１が結合され、Ｊ１１プーリ１２３Ｊ１１と共に回転し、Ｊ２１プーリ１２３Ｊ２１には、第２ジョー１２２が結合され、Ｊ２１プーリ１２３Ｊ２１と共に回転することができる。Ｊ１１プーリ１２３Ｊ１１及びＪ２１プーリ１２３Ｊ２１の回転によって、エンドツール１２０のヨー動作及びアクチュエーション動作が遂行される。すなわち、Ｊ１１プーリ１２３Ｊ１１及びＪ２１プーリ１２３Ｊ２１が同じ方向に回転すれば、ヨー動作が遂行され、Ｊ１１プーリ１２３Ｊ１１及びＪ２１プーリ１２３Ｊ２１が互いに反対方向に回転すれば、アクチュエーション動作が遂行されるのである。
【0083】
一方、Ｊ１１プーリ１２３Ｊ１１及びＪ２１プーリ１２３Ｊ２１の一側には、補助プーリであるＪ１６プーリ１２３Ｊ１６及びＪ２６プーリ１２３Ｊ２６が追加して具備され、かような補助プーリは、補助プーリ軸１２３Ｓを中心に、回転自在に形成される。ここで、図面には、Ｊ１６プーリ１２３Ｊ１６及びＪ２６プーリ１２３Ｊ２６が１つの補助プーリ軸１２３Ｓを中心に回転するように形成されているが、それぞれの補助プーリが別途の軸を中心に回転自在に形成されるということは言うまでもない。言い換えれば、補助プーリであるＪ１６プーリ１２３Ｊ１６は、Ｊ１１プーリ１２３Ｊ１１と、Ｊ１２プーリ１２３Ｊ１２／Ｊ１４プーリ１２３Ｊ１４との間に配置される。また、補助プーリであるＪ２６プーリ１２３Ｊ２６は、Ｊ２１プーリ１２３Ｊ２１と、Ｊ２２プーリ１２３Ｊ２２／Ｊ２４プーリ１２３Ｊ２４との間に配置される。かような補助プーリについては、追ってさらに詳細に説明する。
【0084】
以下では、Ｊ１１プーリ１２３Ｊ１１の回転と係わる構成要素について説明する。
【0085】
Ｊ１１プーリ１２３Ｊ１１の一側には、互いに対向するように、Ｊ１２プーリ１２３Ｊ１２及びＪ１４プーリ１２３Ｊ１４が配置される。ここで、Ｊ１２プーリ１２３Ｊ１２及びＪ１４プーリ１２３Ｊ１４は、Ｙ軸方向を中心に互いに独立して回転自在に形成される。また、Ｊ１２プーリ１２３Ｊ１２及びＪ１４プーリ１２３Ｊ１４それぞれの一側には、互いに対向するように、Ｊ１３プーリ１２３Ｊ１３及びＪ１５プーリ１２３Ｊ１５が配置される。ここで、Ｊ１３プーリ１２３Ｊ１３及びＪ１５プーリ１２３Ｊ１５は、Ｙ軸方向を中心に互いに独立して回転自在に形成される。ここで、図面には、Ｊ１２プーリ１２３Ｊ１２、Ｊ１３プーリ１２３Ｊ１３、Ｊ１４プーリ１２３Ｊ１４及びＪ１５プーリ１２３Ｊ１５が、いずれもＹ軸方向を中心に回転自在に形成されるように図示されているが、本発明の思想は、それに制限されるものではなく、各プーリの回転軸は、その構成に適切になるように多様な方向に形成されるであろう。
【0086】
第１ジョー駆動ワイヤ１３０Ｊ１は、Ｊ１３プーリ１２３Ｊ１３、Ｊ１２プーリ１２３Ｊ１２、Ｊ１１プーリ１２３Ｊ１１、Ｊ１６プーリ１２３Ｊ１６、Ｊ１４プーリ１２３Ｊ１４、Ｊ１５プーリ１２３Ｊ１５と少なくとも一部が接触するように巻かれ、第１ジョー駆動ワイヤ１３０Ｊ１が前記プーリを回転させながら、前記プーリによって移動するよう
に形成される。
に形成される。
【0087】
従って、第１ジョー駆動ワイヤ１３０Ｊ１が、図９Ａの矢印Ｊ１Ｒ側に引っ張られれば、第１ジョー駆動ワイヤ１３０Ｊ１が、Ｊ１５プーリ１２３Ｊ１５、Ｊ１４プーリ１２３Ｊ１４、Ｊ１６プーリ１２３Ｊ１６、Ｊ１１プーリ１２３Ｊ１１、Ｊ１２プーリ１２３Ｊ１２、Ｊ１３プーリ１２３Ｊ１３を回転させ、そのとき、Ｊ１１プーリ１２３Ｊ１１が、図９Ａの矢印Ｒ方向に回転しながら、第１ジョー１２１を共に回転させる。
【0088】
反対に、第１ジョー駆動ワイヤ１３０Ｊ１が、図９Ａの矢印Ｊ１Ｌ側に引っ張られれば、第１ジョー駆動ワイヤ１３０Ｊ１が、Ｊ１３プーリ１２３Ｊ１３、Ｊ１２プーリ１２３Ｊ１２、Ｊ１１プーリ１２３Ｊ１１、Ｊ１６プーリ１２３Ｊ１６、Ｊ１４プーリ１２３Ｊ１４、Ｊ１５プーリ１２３Ｊ１５を回転させ、そのとき、Ｊ１１プーリ１２３Ｊ１１が、図９Ａの矢印Ｌ方向に回転しながら、第１ジョー１２１を共に回転させる。
【0089】
以下では、補助プーリ１２３Ｊ１６、１２３Ｊ２６についてさらに詳細に説明する。
【0090】
補助プーリ１２３Ｊ１６、１２３Ｊ２６は、第１ジョーワイヤ１３０Ｊ１及び第２ジョーワイヤ１３０Ｊ２と接触し、第１ジョーワイヤ１３０Ｊ１及び第２ジョーワイヤ１３０Ｊ２の配置経路を一定程度変更させることにより、第１ジョー１２１及び第２ジョー１２２それぞれの回転半径を拡大させる役割を行うことができる。すなわち、図９Ｂのように、補助プーリが配置されていない場合、第１ジョー１２１’及び第２ジョー１２２’それぞれは、直角までしか回転することができないが、本発明の一実施形態では、補助プーリ１２３Ｊ１６，１２３Ｊ２６を追加して具備することにより、図９Ａから分かるように、θほど最大回転角度が大きくなる効果を得ることができる。それについてさらに詳細に説明すれば、次の通りである。
【0091】
図９Ｂを参照すれば、第１ジョーワイヤ１３０Ｊ１’は、Ｊ１１プーリ１２３Ｊ１１’に固定結合されており、第２ジョーワイヤ１３０Ｊ２’は、Ｊ２１プーリ（図示せず）に固定結合されているために、補助プーリが配置されない場合、Ｊ１１プーリ１２３Ｊ１１’及びＪ２１プーリ（図示せず）それぞれは、図９ＢのＭラインまでしか回転することができない。言い換えれば、第１ジョーワイヤ１３０Ｊ１’とＪ１１プーリ１２３Ｊ１１’との結合部は、第１ジョーワイヤ１３０Ｊ１’の接線方向までに回転可能になる。その場合、第１ジョー１２１’及び第２ジョー１２２’が、図９ＢのＭラインに位置した状態で、アクチュエーション動作を遂行すれば、一方のジョーは開くが、他の一方のジョーは、Ｍライン以上には、回転することができないために、開かない。従って、第１ジョー１２１’及び第２ジョー１２２’が、一定角度以上ヨー動作を遂行している状態では、アクチュエーション動作が円滑に遂行されないという問題点が存在した。
【0092】
かような問題点を解決するために、本発明の一実施形態による手術用インストルメント１００では、Ｊ１１プーリ１２３Ｊ１１及びＪ２１プーリ１２３Ｊ２１の一側に、補助プーリであるＪ１６プーリ１２３Ｊ１６及びＪ２６プーリ１２３Ｊ２６を追加して配置することを特徴とする。そのように、Ｊ１６プーリ１２３Ｊ１６及びＪ２６プーリ１２３Ｊ２６を配置し、第１ジョーワイヤ１３０Ｊ１及び第２ジョーワイヤ１３０Ｊ２の配置経路を一定程度変更することにより、第１ジョーワイヤ１３０Ｊ１及び第２ジョーワイヤ１３０Ｊ２の接線方向を変更させ、従って、第１ジョーワイヤ１３０Ｊ１とＪ１１プーリ１２３Ｊ１１との結合部、及び第２ジョーワイヤ１３０Ｊ２とＪ２１プーリ１２３Ｊ２１との結合部が、図９ＡのＮラインまで回転するのである。すなわち、第１ジョーワイヤ１３０Ｊ１とＪ１１プーリ１２３Ｊ１１との結合部は、Ｊ１１プーリ１２３Ｊ１１とＪ１６プーリ１２３Ｊ１６との共通内接線上に位置するまで回転可能になる。同様に、第２ジョーワイヤ１３０Ｊ２とＪ２１プーリ１２３Ｊ２１との結合部は、Ｊ２１プーリ１２３Ｊ２１とＪ
２６プーリ１２３Ｊ２６との共通内接線上に位置するまで回転可能になる。
２６プーリ１２３Ｊ２６との共通内接線上に位置するまで回転可能になる。
【0093】
かような本発明によって、第１ジョー１２１及び第２ジョー１２２の回転半径が広くなることにより、正常な開閉アクチュエーション動作が遂行される作業範囲が広くなるという効果を得ることができる。
【0094】
次に、Ｊ２１プーリ１２３Ｊ２１の回転と係わる構成要素について説明する。
【0095】
Ｊ２１プーリ１２３Ｊ２１の一側には、互いに対向するように、Ｊ２２プーリ１２３Ｊ２２及びＪ２４プーリ１２３Ｊ２４が配置される。ここで、Ｊ２２プーリ１２３Ｊ２２及びＪ２４プーリ１２３Ｊ２４は、Ｙ軸方向を中心に互いに独立して回転自在に形成される。また、Ｊ２２プーリ１２３Ｊ２２及びＪ２４プーリ１２３Ｊ２４それぞれの一側には、互いに対向するように、Ｊ２３プーリ１２３Ｊ２３及びＪ２５プーリ１２３Ｊ２５が配置される。ここで、Ｊ２３プーリ１２３Ｊ２３及びＪ１５プーリ１２３Ｊ２５は、Ｙ軸方向を中心に互いに独立して回転自在に形成される。ここで、図面には、Ｊ２２プーリ１２３Ｊ２２、Ｊ２３プーリ１２３Ｊ２３、Ｊ２４プーリ１２３Ｊ２４及びＪ２５プーリ１２３Ｊ２５が、いずれもＹ軸方向を中心に回転自在に形成されるように図示されているが、本発明の思想は、それに制限されるものではなく、各プーリの回転軸は、その構成に適切になるように、多様な方向に形成されるであろう。
【0096】
第２ジョー駆動ワイヤ１３０Ｊ２は、Ｊ２３プーリ１２３Ｊ２３、Ｊ２２プーリ１２３Ｊ２２、Ｊ２１プーリ１２３Ｊ２１、Ｊ２６プーリ１２３Ｊ２６、Ｊ２４プーリ１２３Ｊ２４、Ｊ２５プーリ１２３Ｊ２５と少なくとも一部が接触するように巻かれ、第２ジョー駆動ワイヤ１３０Ｊ２が、前記プーリを回転させながら、前記プーリによって移動するように形成される。
【0097】
従って、第２ジョー駆動ワイヤ１３０Ｊ２が、図９Ａの矢印Ｊ２Ｒ側に引っ張られれば、第２ジョー駆動ワイヤ１３０Ｊ２が、Ｊ２５プーリ１２３Ｊ２５、Ｊ２４プーリ１２３Ｊ２４、Ｊ２１プーリ１２３Ｊ２１、Ｊ２６プーリ１２３Ｊ２６、Ｊ２２プーリ１２３Ｊ２２、Ｊ２３プーリ１２３Ｊ２３を回転させ、そのとき、Ｊ２１プーリ１２３Ｊ２１が、図９Ａの矢印Ｒ方向に回転しながら、第２ジョー１２２を共に回転させる。
【0098】
反対に、第２ジョー駆動ワイヤ１３０Ｊ２が、図９Ａの矢印Ｊ２Ｌ側に引っ張られれば、第２ジョー駆動ワイヤ１３０Ｊ２が、Ｊ２３プーリ１２３Ｊ２３、Ｊ２２プーリ１２３Ｊ２２、Ｊ２１プーリ１２３Ｊ２１、Ｊ２６プーリ１２３Ｊ２６、Ｊ２４プーリ１２３Ｊ２４、Ｊ２５プーリ１２３Ｊ２５を回転させ、そのとき、Ｊ２１プーリ１２３Ｊ２１が、図９Ａの矢印Ｌ方向に回転しながら、第２ジョー１２２を共に回転させる。
【0099】
一方、第１ジョー駆動ワイヤ１３０Ｊ１の一端部は、図９Ａの矢印Ｊ１Ｒ側に引っ張られ、同時に、第１ジョー駆動ワイヤ１３０Ｊ１の他端部は、図９Ａの矢印Ｊ１Ｌ側に引っ張られれば（すなわち、第１ジョー駆動ワイヤ１３０Ｊ１の両端部がいずれも引っ張られれば）、エンドツールハブ１２３ａ、及びそれと結合された第１ジョー１２１と第２ジョー１２２は、エンドツールピッチ駆動軸１２３ＰＡを中心に反時計回り方向に回転し、その結果として、エンドツール１２０が下方へ回転しながら、ピッチ運動を行う。
【0100】
反対に、第２ジョー駆動ワイヤ１３０Ｊ２の一端部は、図９Ａの矢印Ｊ２Ｒ側に引っ張られ、同時に、第２ジョー駆動ワイヤ１３０Ｊ２の他端部は、図９Ａの矢印Ｊ２Ｌ側に引っ張られれば、エンドツールハブ１２３ａ、及びそれと結合された第１ジョー１２１と第２ジョー１２２は、エンドツールピッチ駆動軸１２３ＰＡを中心に時計回り方向に回転し、その結果として、エンドツール１２０が上方へ回転しながら、ピッチ運動を行う。
【0101】
一方、本発明の手術用インストルメント１００ｂのエンドツール１２０は、ピッチプーリ１２３Ｐをさらに具備し、操作部１１０（図１１）は、ピッチプーリ１１５Ｐ（図１１）をさらに具備し、動力伝達部１３０は、ピッチワイヤ１３０Ｐをさらに具備する。詳細には、エンドツール１２０のピッチプーリ１２３Ｐは、エンドツールハブ１２３ａと固定結合され、エンドツールピッチ駆動軸１２３ＰＡを中心に、エンドツールハブ１２３ａと共に回転自在に形成される。一方、操作部１１０のピッチプーリ１１５Ｐは、操作部ハブ１１５ａと固定連結され、ピッチ駆動軸１１１１を中心に、操作部ハブ１１５ａと共に回転自在に形成される。また、ピッチワイヤ１３０Ｐは、エンドツール１２０のピッチプーリ１２３Ｐと操作部１１０のピッチプーリ１１５Ｐとを連結する役割を行うことができる。
【0102】
従って、ユーザが操作部１１０のピッチ操作部１１１のピッチ駆動取っ手１１１２を手に握っている状態で、ピッチ駆動軸１１１１を中心に、ピッチ駆動取っ手１１１２を回転させれば、ピッチ駆動取っ手１１１２と結合された操作部ハブ１１５ａ、及びそれと結合されたピッチプーリ１１５Ｐが、ピッチ駆動軸１１１１を中心に回転し、ピッチプーリ１１５Ｐの回転は、ピッチワイヤ１３０Ｐを介してエンドツール１２０のピッチプーリ１２３Ｐに伝達され、ピッチプーリ１２３Ｐも共に回転し、その結果として、エンドツール１２０が回転しながら、ピッチ運動を行うようになるのである。
【0103】
すなわち、本発明の第１実施形態による手術用インストルメント１００は、エンドツール１２０のピッチプーリ１２３Ｐ、操作部１１０のピッチプーリ１１５Ｐ、及び動力伝達部１３０のピッチワイヤ１３０Ｐを具備し、ピッチ操作部１１１のピッチ動作の駆動力が、さらに完璧にエンドツール１２０に伝達されることにより、動作信頼性を向上させることができる。
【0104】
（ピッチ動作制御及びワイヤミラーリング（wire mirroring））
図１０は、図３の手術用インストルメントのピッチ動作を示す概念図であり、図１１は、図３の手術用インストルメントのピッチ動作を示す斜視図である。
図１０は、図３の手術用インストルメントのピッチ動作を示す概念図であり、図１１は、図３の手術用インストルメントのピッチ動作を示す斜視図である。
【0105】
前述のように、本発明の第１実施形態による手術用インストルメント１００の操作部１１０は、ピッチ操作部１１１のピッチ駆動軸１１１１と連結される操作部制御部材１１５をさらに具備する。かような操作部制御部材１１５は、前述のエンドツール制御部材１２３の構成と実質的に同一であり、エンドツール制御部材１２３と操作部制御部材１１５は、図３のＹＺ平面を中心に、互いに対称されるように配置される。言い換えれば、エンドツール制御部材１２３と操作部制御部材１１５は、図３のＹＺ平面を中心に、ミラーリングされていると表現することもできる。
【0106】
詳細には、操作部制御部材１１５は、第１ジョー１２１の回転運動と係わるＪ１１プーリ１３５Ｊ１３、Ｊ１２プーリ１１５Ｊ１２、Ｊ１３プーリ１１５Ｊ１３、Ｊ１４プーリ１１５Ｊ１４及びＪ１５プーリ１１５Ｊ１５と、第２ジョー１２２の回転運動と係わるＪ２１プーリ１３５Ｊ２３、Ｊ２２プーリ１１５Ｊ２２、Ｊ２３プーリ１１５Ｊ２３、Ｊ２４プーリ１１５Ｊ２４、Ｊ２５プーリ１１５Ｊ２５と、を含む。
【0107】
第１ジョー駆動ワイヤ１３０Ｊ１は、操作部制御部材１１５のＪ１３プーリ１１５Ｊ１３、Ｊ１２プーリ１１５Ｊ１２、Ｊ１１プーリ１３５Ｊ１３、Ｊ１４プーリ１１５Ｊ１４、Ｊ１５プーリ１１５Ｊ１５と少なくとも一部が接触するように巻かれ、第１ジョー駆動ワイヤ１３０Ｊ１が、前記プーリを回転させながら、前記プーリによって移動するように形成される。
【0108】
第２ジョー駆動ワイヤ１３０Ｊ２は、操作部制御部材１１５のＪ２３プーリ１１５Ｊ２３、Ｊ２２プーリ１１５Ｊ２２、Ｊ２１プーリ１３５Ｊ２３、Ｊ２４プーリ１１５Ｊ２４、Ｊ２５プーリ１１５Ｊ２５と少なくとも一部が接触するように巻かれ、第２ジョー駆動ワイヤ１３０Ｊ２が、前記プーリを回転させながら、前記プーリによって移動するように形成される。
【0109】
ここで、Ｊ１２プーリ１１５Ｊ１２、Ｊ１４プーリ１１５Ｊ１４、Ｊ２２プーリ１１５Ｊ２２、Ｊ２４プーリ１１５Ｊ２４の回転軸がまさにピッチ操作部１１１のピッチ駆動軸（pitch operating axis）１１１１になる。そして、Ｊ１１プーリ１３５Ｊ１３及びＪ２１プーリ１３５Ｊ２３の回転軸から延設された部分が、まさにピッチ操作部１１１のピッチ駆動取っ手１１１２になる。
【0110】
かような本発明の第１実施形態において、ピッチ動作は、具体的に、次のように実行される。
【0111】
ユーザが、操作部１１０のピッチ操作部１１１のピッチ駆動取っ手１１１２（図２）を手に握っている状態で、ピッチ駆動軸１１１１を中心に、ピッチ取っ手１１１２（図２）を図１０の矢印ＯＰ（operator pitch）方向に回転させれば、第１ジョー駆動ワイヤ１３０Ｊ１は、全体的に操作部１１０側に引っ張られ、図１０の矢印ＰＪ１方向に移動する。同時に、第２ジョー駆動ワイヤ１３０Ｊ２は、全体的に操作部１１０で解かれ、エンドツール１２０側に移動し、図１０の矢印ＰＪ２方向に移動する。それにより、第１ジョー駆動ワイヤ１３０Ｊ１が、操作部１１０側に引っ張られたほど、Ｊ１２プーリ１２３Ｊ１２及びＪ１４プーリ１２３Ｊ１４が、エンドツールピッチ駆動軸１２３ＰＡを中心に反時計回り方向に回転し、同時に、第２ジョー駆動ワイヤ１３０Ｊ２がエンドツール１２０側に解かれたほど、Ｊ２２プーリ１２３Ｊ２２及びＪ２４プーリ１２３Ｊ２４が、エンドツールピッチ駆動軸１２３ＰＡを中心に反時計回り方向に回転し、その結果として、エンドツールハブ１２３ａ、及びそれと結合された第１ジョー１２１と第２ジョー１２２は、下方に回転しながらピッチ運動を行う。
【0112】
そのように、エンドツール制御部材１２３と操作部制御部材１１５とが、図３のＹＺ平面を中心に互いに対称されるように配置されるミラーリング構造をなすことにより、簡便にピッチ運動が具現されるという効果を得ることができる。すなわち、ヨー動作及びアクチュエーション動作と係わりなく、ピッチ動作の遂行が可能になるという効果を得ることができる。ここで、ヨー動作は、操作部制御部材１１５のＪ１１プーリ１３５Ｊ１３及びＪ２１プーリ１３５Ｊ２３が、ピッチ操作部中心軸１１１３を中心に回転し、それによって、エンドツール制御部材１２３のＪ１１プーリ１２３Ｊ１１及びＪ２１プーリ１２３Ｊ２１が、ジョー回転軸１２３ＪＡを中心に回転し、２つのジョー１２１，１２２が回転する動作を意味する。
【0113】
（第１実施形態の全体動作）
以下では、前述のところを参照し、本発明の第１実施形態による手術用インストルメント１００のピッチ動作、ヨー動作及びアクチュエーション動作の全体的な構成を整理する。
以下では、前述のところを参照し、本発明の第１実施形態による手術用インストルメント１００のピッチ動作、ヨー動作及びアクチュエーション動作の全体的な構成を整理する。
【0114】
本実施形態のエンドツール１２０の構成上、エンドツール１２０のピッチ動作、ヨー動作及びアクチュエーション動作を遂行するためには、操作部１１０での操作入力を、ピッチ動作、ヨー動作及びアクチュエーション動作に分離することができる動力伝達部１３０が必要である。前述のように、エンドツール制御部材１２３と操作部制御部材１１５とが互いに対称になるように配置される構造を介して、ピッチ操作部１１１の回転操作は、ヨー操作部１１２及びアクチュエーション操作部１１３の操作と係わりなく、エンドツール１２０のピッチ動作を可能にする。また、動力伝達アセンブリ１３５を具備し、ヨー操作部１１２及びアクチュエーション操作部１１３の操作が、エンドツール１２０の２つのジョーの動作に変換されるようにすることにより、ヨー操作部１１２及びアクチュエーション操作部１１３の操作が、エンドツール１２０のヨー動作及びアクチュエーション動作に連結される。すなわち、動力伝達アセンブリ１３５によって、ヨー操作部１１２の回転は、２つのジョーを同じ方向に回転させ、アクチュエーション操作部１１３の回転は、２つのジョーを互いに異なる方向に回転させる。
【0115】
それについてさらに詳細に説明すれば、次の通りである。
【0116】
まず、ピッチ動作は、次の通りである。
【0117】
前述のように、ユーザが操作部１１０のピッチ操作部１１１のピッチ駆動取っ手１１１２を手に握っている状態で、ピッチ駆動軸１１１１を中心に、ピッチ駆動取っ手１１１２を図１０の矢印ＯＰ方向に回転させれば、操作部制御部材１１５も、ピッチ駆動軸１１１１を中心に回転する。それにより、操作部制御部材１１５に巻かれている第１ジョー駆動ワイヤ１３０Ｊ１は、全体的に操作部１１０側に引っ張られ、図１０の矢印ＰＪ１方向に移動する。同時に、操作部制御部材１１５に巻かれている第２ジョー駆動ワイヤ１３０Ｊ２は、全体的に操作部制御部材１１５から解け、図１０の矢印ＰＪ２方向に移動する。それにより、第１ジョー駆動ワイヤ１３０Ｊ１及び第２ジョー駆動ワイヤ１３５Ｊ２３と連結されているエンドツール制御部材１２３が、エンドツールピッチ駆動軸１２３１を中心に、図１０のＥＰ方向に回転しながら、ピッチ運動を行う。
【0118】
【0119】
図５、図６、図１２及び図１３を参照すれば、ヨー操作部１１２が、図１３の矢印Ｙ方向に回転すれば、ヨー操作部１１２のプーリ１１２１ａ及びヨーワイヤ１３０Ｙを介して、それと連結されたヨープーリ１３５ＹＰが、各自の軸を中心に回転する。また、ヨープーリ１３５ＹＰが回転すれば、ヨー駆動バー１３５Ｂを介して、第１ギア１３５Ｇ１、第４ギア１３５Ｇ４が、ピッチ操作部中心軸１１１３を中心に回転する。
【0120】
そして、第１ギア１３５Ｇ１及び第４ギア１３５Ｇ４が、ピッチ操作部中心軸１１１３を中心に回転すれば、まず、第１ギア１３５Ｇ１が、第２ギア１３５Ｇ２に対して矢印Ｙ方向に回転し、第２ジョー駆動部１３５Ｊ２に形成された第２ジョー駆動ギア１３５Ｊ２１が、第２ジョー駆動ギア中心軸１３５Ｊ２４を基準に、Ｃ方向に回転すると同時に、第２ジョー駆動部１３５Ｊ２全体が、ピッチ操作部中心軸１１１３を中心に矢印Ｙ方向に回転する。
【0121】
また、第４ギア１３５Ｇ４は、第１ギア１３５Ｇ１と一体に連結されているので、やはりＹ方向に回転し、そのとき、第１ジョー駆動部１３５Ｊ１に形成された第１ジョー駆動ギア１３５Ｊ１１が、第１ジョー駆動ギア中心軸１３５Ｊ１４を基準に、Ｂ方向に回転すると同時に、第１ジョー駆動部１３５Ｊ１全体が、ピッチ操作部中心軸１１１３を中心にＹ方向に回転する。
【0122】
従って、第１ジョー駆動部１３５Ｊ１と第２ジョー駆動部１３５Ｊ２とが同一方向に回転し、第１ジョー駆動部１３５Ｊ１と第１ジョーワイヤ１３０Ｊ１とを介して連結された第１ジョー１２１と、第２ジョー駆動部１３５Ｊ２と第２ジョーワイヤ１３０Ｊ２を介して連結された第２ジョー１２２とが同一方向に回転し、ヨー運動が遂行されるのである。
【0123】
【0124】
図５、図６、図１４及び図１５を参照すれば、アクチュエーション操作部１１３が、図１５の矢印Ａ方向に回転すれば、アクチュエーション操作部１１３のプーリ１１３１ａ及びアクチュエーションワイヤ１３０Ａを介して、それと連結されたアクチュエーションギア１３５ＡＧが、各自の軸を中心に、矢印Ａ方向に回転する。
【0125】
そのように、アクチュエーションギア１３５ＡＧがアクチュエーションギア中心軸１３５ＡＧ１を中心に回転すれば、アクチュエーションギア１３５ＡＧの上側に噛み合っている第２ギア１３５Ｇ２が、図１５のＪ２方向に回転し、第１ギア１３５Ｇ１と第２ギア１３５Ｇ２との間に噛み合っている第２ジョー駆動ギア１３５Ｊ２１が、第２ジョー駆動ギア中心軸１３５Ｊ２４を基準に、Ｅ方向に回転すると同時に、第２ジョー駆動部１３５Ｊ２全体が、ピッチ操作部中心軸１１１３を中心に矢印Ｊ２方向に回転する。
【0126】
また、アクチュエーションギア１３５ＡＧが、アクチュエーションギア中心軸１３５ＡＧ１を中心に回転すれば、アクチュエーションギア１３５ＡＧの下側に噛み合っている第３ギア１３５Ｇ３が、図１５のＪ１方向に回転し、第３ギア１３５Ｇ３と第４ギア１３５Ｇ４との間に噛み合っている第１ジョー駆動ギア１３５Ｊ１１が、第１ジョー駆動ギア中心軸１３５Ｊ１４を基準に、Ｆ方向に回転すると同時に、第１ジョー駆動部１３５Ｊ１全体が、ピッチ操作部中心軸１１１３を中心に矢印Ｊ１方向に回転する。
【0127】
従って、第１ジョー駆動部１３５Ｊ１と第１ジョーワイヤ１３０Ｊ１とを介して連結された第１ジョー１２１と、第２ジョー駆動部１３５Ｊ２と第２ジョーワイヤ１３０Ｊ２を介して連結された第２ジョー１２２とが反対方向に回転し、２つのジョーが互いに開くアクチュエーション運動が遂行されるのである。
【0128】
かような本発明によって、ピッチ駆動部、ヨー駆動部、アクチュエーション駆動部のそれぞれ独立された入力によって、エンドツールの出力動作を遂行する手術用インストルメントを、モータ、電子制御またはソフトウェアなどを使用せずに、純粋に機械的な構成だけで具現する効果を得ることができる。すなわち、互いに影響を及ぼすピッチ動作、ヨー動作、アクチュエーション動作を、単純な機械装置だけで相互分離することにより、手術用インストルメントの構成が顕著に簡単になる効果を得ることができる。
【0129】
また、最小限のギア、ワイヤ及びプーリの構造だけで、操作部１１０の回転力をエンドツール１２０に伝達する効果を得ることができる。特に、本発明では、操作部１１０の操作方向と、エンドツール１２０の作動方向とが直観的に同一方向であるために、手術者の便宜性が向上し、手術の正確性が向上するという効果を得ることができる。さらに、エンドツール制御部材１２３と操作部制御部材１１５とが、図１０のＹＺ平面を中心に互いに対称になるように配置されるミラーリング構造をなすことにより、簡便にピッチ運動が具現される効果を得ることができる。すなわち、ヨー動作及びアクチュエーション動作と係わりなく、ピッチ動作の遂行が可能になる効果を得ることができる。
【0130】
＜手術用インストルメントの第２実施形態＞
以下では、本発明の第２実施形態による手術用インストルメント２００について説明する。ここで、本発明の第２実施形態による手術用インストルメント２００は、前述の本発明の第１実施形態による手術用インストルメント１００（図２）に比べ、手術用インストルメント２００の動力伝達アセンブリ２３５の構成が特徴的に異なる。そのように、第１実施形態に比べて変わった構成は、追って詳細に説明する。
以下では、本発明の第２実施形態による手術用インストルメント２００について説明する。ここで、本発明の第２実施形態による手術用インストルメント２００は、前述の本発明の第１実施形態による手術用インストルメント１００（図２）に比べ、手術用インストルメント２００の動力伝達アセンブリ２３５の構成が特徴的に異なる。そのように、第１実施形態に比べて変わった構成は、追って詳細に説明する。
【0131】
図１６は、本発明の第２実施形態による手術用インストルメントを示す斜視図であり、図１７は、図１６の手術用インストルメントの平面図であり、図１８は、図１６の手術用インストルメントの操作部を示す斜視図である。
【0132】
【0133】
操作部２１０は、エンドツール２２０のピッチ運動を制御するピッチ操作部２１１と、エンドツール２２０のヨー運動を制御するヨー操作部２１２と、エンドツール２２０のアクチュエーション運動を制御するアクチュエーション操作部２１３と、を含む。
【0134】
ピッチ操作部２１１は、ピッチ駆動軸２１１１とピッチ駆動取っ手（図示せず）とを含む。ヨー操作部２１２は、ヨー駆動軸２１２１とヨー駆動部２１２２とを含む。アクチュエーション操作部２１３は、アクチュエーション駆動軸２１３１とアクチュエーション駆動部２１３２とを含む。
【0135】
動力伝達部２３０は、ヨーワイヤ２３０Ｙ、アクチュエーションワイヤ２３０Ａ、ピッチワイヤ（図示せず）、第１ジョーワイヤ２３０Ｊ１、第２ジョーワイヤ２３０Ｊ２、動力伝達アセンブリ２３５を含む。ここで、動力伝達アセンブリ２３５は、ピッチ駆動取っ手２１１２内に収容される。
【0136】
まず、動力伝達部２３０の動力伝達アセンブリ２３５について説明する。動力伝達アセンブリ２３５は、ヨー操作部２１２及びアクチュエーション操作部２１３から、駆動力を入力され、それを、第１ジョー２２１と第２ジョー２２２とにそれぞれ伝達する。
【0137】
詳細には、動力伝達アセンブリ２３５は、ヨー操作部２１２とヨーワイヤ２３０Ｙとを介して連結され、ヨー操作部２１２と共に回転するヨープーリ２３５ＹＰ、第１ギア２３５Ｇ１、第４ギア２３５Ｇ４を含み、かようなヨープーリ２３５ＹＰ、第１ギア２３５Ｇ１、第４ギア２３５Ｇ４は、ヨー駆動バー２３５Ｂによって互いに連結されており、共に回転する。また、ヨー操作部２１２及びアクチュエーション操作部２１３の回転によって、第１ジョー２２１を回転させるように駆動力を伝達する第１ジョー駆動部２３５Ｊ１と、ヨー操作部２１２及びアクチュエーション操作部２１３の回転によって、第２ジョー２２２を回転させるように駆動力を伝達する第２ジョー駆動部２３５Ｊ２と、を含む。また、アクチュエーション操作部２１３と共に回転するアクチュエーションギア２３５ＡＧと、第１ギア２３５Ｇ１とアクチュエーションギア２３５ＡＧとの間に介在される第２ギア２３５Ｇ２と、アクチュエーションギア２３５ＡＧと第４ギア２３５Ｇ４との間に介在される第３ギア２３５Ｇ３と、をさらに含む。そのとき、第１ギア２３５Ｇ１、第２ギア２３５Ｇ２、第３ギア２３５Ｇ３、第４ギア２３５Ｇ４は、ピッチ操作部中心軸２１１３方向に順に積層形成され、ピッチ操作部中心軸２１１３を中心に回転するように形成される。ここで、アクチュエーションギア２３５ＡＧは、Ｚ軸と垂直である方向に固設されたアクチュエーションギア中心軸２３５ＡＧ１を中心に回転する。アクチュエーションギア２３５ＡＧは、アクチュエーションワイヤ２３０Ａと連結され、アクチュエーション操作部２１３のプーリ２１３１ａと共に回転するように形成される。それについてさらに詳細に説明すれば、次の通りである。
【0138】
第１ジョー駆動部２３５Ｊ１は、第１ジョー駆動ギア２３５Ｊ１１、第１ジョー連結部材２３５Ｊ１２、第１ジョー駆動プーリ２３５Ｊ１３及び第１ジョー駆動ギア中心軸２３５Ｊ１４を含む。第１ジョー駆動ギア２３５Ｊ１１は、ベベルギア形態であり、第１ギア２３５Ｇ１と第２ギア２３５Ｇ２との間に介在され、第１ギア２３５Ｇ１または第２ギア２３５Ｇ２の相対的な動きによって、第１ジョー駆動ギア中心軸２３５Ｊ１４を中心に自転するか、あるいはピッチ操作部中心軸２１１３を中心に公転するように形成される。第１ジョー連結部材２３５Ｊ１２は、第１ジョー駆動ギア中心軸２３５Ｊ１４と第１ジョー駆動プーリ２３５Ｊ１３とを連結するように形成され、第１ジョー駆動ギア２３５Ｊ１１、第１ジョー駆動ギア中心軸２３５Ｊ１４、第１ジョー連結部材２３５Ｊ１２及び第１ジョー駆動プーリ２３５Ｊ１３は、共にピッチ操作部中心軸２１１３を中心に回転する。第１ジョー駆動プーリ２３５Ｊ１３は、第１ジョーワイヤ２３０Ｊ１と連結され、ヨー操作部２１２及びアクチュエーション操作部２１３の回転を、第１ジョー２２１に伝達する。
【0139】
ここで、第１ジョー連結部材２３５Ｊ１２は、ピッチ操作部中心軸２１１３に差し込まれるように形成され、ピッチ操作部中心軸２１１３から、互いに異なる２つの方向にそれぞれ延長されるバー形態に形成され、そのうち１つのバーは、第１ジョー駆動ギア２３５Ｊ１１と連結され、他側のバーは、第１ジョー駆動プーリ２３５Ｊ１３と連結されるように形成される。そのとき、第１ジョー駆動プーリ２３５Ｊ１３と連結されたバーは、第２ジョー連結部材２３５Ｊ２２より、ピッチ操作部中心軸２１１３からさらに遠く形成される。従って、第１ジョー連結部材２３５Ｊ１２と第２ジョー連結部材２３５Ｊ２２とが互いに衝突しない。すなわち、第１ジョー駆動プーリ２３５Ｊ１３と連結されたバーが、ピッチ操作部中心軸２１１３から遠く形成されることにより、第１ジョー駆動部２３５Ｊ１と第２ジョー駆動部２３５Ｊ２とが互いに干渉されずに、自由に回転することができるのである。
【0140】
一方、第２ジョー駆動部２３５Ｊ２は、第２ジョー駆動ギア２３５Ｊ２１、第２ジョー連結部材２３５Ｊ２２、第２ジョー駆動プーリ２３５Ｊ２３及び第２ジョー駆動ギア中心軸２３５Ｊ２４を含む。第２ジョー駆動ギア２３５Ｊ２１は、ベベルギア形態であり、第１ギア２３５Ｇ１と第２ギア２３５Ｇ２との間に介在され、第３ギア２３５Ｇ３または第４ギア２３５Ｇ４の相対的な動きによって、第２ジョー駆動ギア中心軸２３５Ｊ２４を中心に自転するか、あるいはピッチ操作部中心軸２１１３を中心に公転するように形成される。第２ジョー連結部材２３５Ｊ２２は、第２ジョー駆動ギア中心軸２３５Ｊ２４と第２ジョー駆動プーリ２３５Ｊ２３とを連結するように形成され、第２ジョー駆動ギア２３５Ｊ２１、第２ジョー駆動ギア中心軸２３５Ｊ２４、第２ジョー連結部材２３５Ｊ２２及び第２ジョー駆動プーリ２３５Ｊ２３を、共にピッチ操作部中心軸２１１３を中心に回転させる。第２ジョー駆動プーリ２３５Ｊ２３は、第２ジョーワイヤ２３０Ｊ２と連結され、ヨー操作部２１２及びアクチュエーション操作部２１３の回転を、第２ジョー２２２に伝達する。
【0141】
そのように、本発明は、図面に図示された一実施形態を参照にして説明したが、それらは、例示的なものに過ぎず、当該分野で当業者であるならば、それらから多様な変形、及び実施形態の変形が可能であるという点を理解するであろう。従って、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によって決められるものである。
【産業上の利用可能性】
【0142】
本発明は、腹腔鏡手術、または多くの多様な手術に使用するために、手動で作動可能な手術用インストルメントに利用可能である。
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図1D】
【図1E】
【図1F】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
