JP2006061364A - 手術器具 - Google Patents

Abstract

【課題】操作部における術者の操作によって、多自由度型把持部（鉗子）の位置及び姿勢を擬似的に制御することのできる手術器具を提供すること。
【解決手段】先端把持部を有する先端関節部１００と、操作部１０３を有する手元関節部１０２と、操作部１０３を支持するハンドル部１０４と、先端関節部１００と手元関節部１０２の互いの関節部の動作を連係させるワイヤを収容する腕部１０１と、を備えた手術器具であって、手元関節部１０２を支点として、操作部１０３とハンドル部１０４を上・下動作することによって先端関節部１００を下・上動作させるとともに、操作部１０３とハンドル部１０４を左・右動作することによって先端関節部１００を右・左動作させて、先端関節部１００に首振り動作を行わせ、操作部１０３の指置き１０６，１０７を開・閉動作することによって先端把持部を開・閉動作させること。
【選択図】図５

Description

本発明は、臨床現場で用いる手術器具に係り、特に、ワイヤ駆動方式関節部で位置及び姿勢操作される多自由度型鉗子に対して擬似的操作を可能とする手術器具に関する。

鉗子先端に２自由度以上の可動部を有し、鉗子の後端部に鉗子操作部を有して鉗子を微細操作する医療用マニピュレータの従来技術として、特許文献１に示すように、鉗子先端に第１の回転関節と第２の回転関節を備え、操作部におけるモータ駆動でワイヤ、歯車等を介してそれぞれの回転関節を制御して鉗子の先端姿勢決め操作を行い、さらに、操作桿に設けたレバー操作によって鉗子の開閉量を制御することが開示されている。

また、多自由度型処置具の従来技術として、引用文献２には、処置部２を関節部３を介して接続された処置具本体１に、処置部２を上下方向及び左右方向に屈曲動作させるジョイスティック１５と、処置部２を回転動作させるダイヤル１８と、処置部２を開閉動作させるレバー１０と、を設け、処置部２を所望の位置及び姿勢に簡易に設定することが開示されている。

また、医療用マニピュレータの従来技術として、駆動ワイヤの線路長及び位相を関節の角度変化によらず一定に保持することで、マニピュレータの小型化と制御性を向上させることが開示されている（例えば、特許文献３を参照）
特開２００１−２７６０９１号公報 特開２００４−１５４１６４号公報 特開２００４−１２２２８６号公報

しかしながら、特許文献１に示すような従来技術によると、関節部に設けた第１の回転軸と第２の回転軸の回転操作は、操作桿に設けたジョイスティックを左右及び上下の複雑な操作をすることによって鉗子の位置決めと姿勢決めを行うものであり、なおかつこの位置決めと姿勢決めは操作桿に設置したモータ駆動で行っているので、ジョイスティック操作とモータ駆動とで複雑な制御を行う必要がある。

また、特許文献２では、モータを用いずに手動操作のジョイスティックで直接に駆動ワイヤを操作しているが、処置部３の位置及び姿勢を適宜に設定する際に、ジョイスティックの操作に熟練を要するものである。また、特許文献３はモータの制御によってブレードの首振り運動と開閉運動を行うものであり、モータ駆動を要するものであった。

本発明の目的は、操作部における術者の操作によって、多自由度型把持部（鉗子）の位置及び姿勢を擬似的に制御することのできる手術器具を提供することにある。

前記課題を解決するために、本発明は主として次のような構成を採用する。
先端把持部を有する先端関節部と、操作部を有する手元関節部と、前記操作部を支持するハンドル部と、前記先端関節部と前記手元関節部の互いの関節部の動作を連係させるワイヤを収容する腕部と、を備えた手術器具であって、
前記手元関節部を支点として、前記操作部と前記ハンドル部を上・下動作することによって前記先端関節部を下・上動作させるとともに、前記操作部と前記ハンドル部を左・右動作することによって前記先端関節部を右・左動作させて、前記先端関節部に首振り動作を行わせ、
前記操作部を開・閉動作することによって前記先端把持部を開・閉動作させる構成とする。

また、前記手術器具において、前記先端関節部と前記手元関節部には、転がり接触する一対の転がり接触手段をそれぞれ設け、
前記先端関節部と前記手元関節部における前記一対の転がり接触手段の内の一の転がり接触手段にプーリを設け、前記プーリに対して、前記先端関節部において前記先端把持部を取り付けるとともに前記手元関節部において前記操作部を取り付け、前記先端関節部と前記手元関節部の前記プーリにワイヤを掛け渡し、
前記先端関節部と前記手元関節部における前記一対の転がり接触手段の内の他の転がり接触手段にワイヤを掛け渡し、
前記操作部と前記ハンドル部を上・下動作ならびに左・右動作させることによって、前記一対の転がり接触手段の内の他の転がり接触手段におけるワイヤを介した回転駆動ならびに前記プーリにおけるワイヤを介した回転駆動で前記先端関節部に首振り動作を行わせ、
前記操作部を開・閉動作させることによって、前記プーリにおけるワイヤを介した回転駆動で前記先端把持部に開・閉動作を行わせる構成とする。

本発明によれば、アクチュエータなどの電子的な制御を用いずに、鉗子として機能する把持部の位置及び姿勢が鉗子から離隔した位置にある操作部での術者の操作と擬似的な動きをすることによって、熟練を要することなく直感的な操作で把持部の動きを遠隔操作することができる。

また、構造が簡単で操作も簡易な手術器具を提供することができる。

本発明の実施形態に係る手術器具について、図面を参照しながら以下詳細に説明する。まず、図１〜図４を用いて、本発明の実施形態に係る手術器具の基本的構成を説明する。

図１は、本実施形態の手術器具における先端部分の斜視図である。図２は図１に示した手術器具の先端部分の分解斜視図であり、図２では、理解を容易にするため、ブレードおよび関節の首振りを駆動するワイヤを省いている。図３は、ワイヤの配線状態を説明する図であり、関節がまっすぐな状態と関節を曲げたときの状態を示している。図４は、本実施形態の手術器具における先端部分の詳細斜視図である。

本実施形態においては、具体的な記述のために、医療用の手術器具を例示して説明する（本発明は特に医療用手術器具に限ることはなく、把持部を手動操作する操作器具一般の構成として成り立つものである）。手術器具（以下、術具とも称する）の先端部分（以下、先端関節又は術具関節とも称する）は、縫合糸や針等を把持する把持部（鉗子部）１４と、図１の把持部１４の下部付近に位置する先端部１５と、先端部１５とともに第２関節を形成する中間部１６と、中間部１６とともに第１関節を形成する根元部１７と、を備え、さらに、把持部１４と先端部１５と中間部１６を操作するために、駆動ワイヤ３ａ〜３ｄ，５ａ，５ｂを有している。この先端部分は、鉗子形状の術具の関節として機能している。また、手術器具は、この先端部分の他に、根元部１７のさらに手元側には、駆動ワイヤ３ａ〜３ｄ，５ａ，５ｂの引き量を操作する図１には図示されていない手元操作部（その詳細は後述する）を備えている。

把持部１４は、一対のブレード１ａ，１ｂを有し、各ブレード１ａ，１ｂの根元にはブレードプーリ２ａ，２ｂが配置されている。ブレードプーリ２ａ，２ｂには、詳細を図４に示すように、ブレードを操作する駆動ワイヤ３ａ〜３ｄが巻きつく溝２２ａ，２２ｂが形成されており（図４参照）、この溝２２ａ，２２ｂに巻きついたワイヤ３ａ〜３ｄをブレードプーリ２ａ，２ｂに保持するための保持部２３ａ，２３ｂが設けられている。

先端部１５は、一対のブレード１ａ，１ｂ間に挟まれた平板状の先端基部４と、この先端基部４にほぼ直交する平板であって半円形の歯車部４ａを有する転がり部材４ｂとを有している（図２参照）。先端基部４の中心部には穴が形成されており、この穴とブレードプーリ２ａ，２ｂの中心部に形成された穴とを軸７が貫通する。歯車部４ａの中心部にも穴が形成されており、この穴を貫通する軸８ａが中間部１６に形成された穴を貫通する。なお、手先の最大幅は５ｍｍである。

根元部１７は、円筒状の筒部１３とこの筒部１３の先端部に位置し半円形の歯車部１３ａが形成された転がり部材１３ｂとを有している。転がり部材１３ｂの中央部には穴が形成されている。ここで、図示の例において、半円形の歯車部４ａ，１３ａは、転がり接触をさせるための一手段であり、歯車部を用いる方法以外に、摩擦を高めるための加工や、ゴム質の表面加工、滑り止め加工、滑り止めワイヤによる接続などの方法がある。

先端部１５と根元部１７間には、２本の軸８ａ，８ｂの各軸を中心に先端部１５と根元部１７が回動可能なように、中間部１６が形成されている。すなわち、中間部１６は、軸８ａ，８ｂに取付けられ２個の穴が形成された卵型の中間プレート９ｂ，１２と、この中間プレート９ｂ，１２間に挟まれたワイヤ案内用のプーリ６ｅ〜６ｈと、同様に軸８ａ，８ｂに取り付けられ２個の穴が形成された卵型の中間プレート１１，９ａと、中間プレート１１に隣り合い軸８ｂが貫通する側に円板状の凸部２０が形成された中間プレート１０と、中間プレート１０，９ａ間に挟まれた案内用のプーリ６ａ〜６ｄとを有している（図２参照）。

中間プレート１０は、凸部２０の周りが低くなっており、軸８ａが貫通する穴の周りが凸部２０と同じ高さに形成されている。このように形成したプレート１０とプレート１１とを接合して、ワイヤ５ａ，５ｂの案内路を形成する。プレート１１，１２間には、転がり部材４ｂ，１３ｂが挟まれている。プレート９ａ，９ｂ、プレート１０〜１２とプーリ６ａ〜６ｇに形成された穴を、軸８ａ，８ｂが貫通する。各プーリ６ａ〜６ｇは、軸８ａ，８ｂ回りに回転自在であり、転がり部材４ｂ，１３ｂは歯車部４ａ，１３ａにおいて転がり接触している。これらの部材は、さび等の発生を防止し、軽量で高剛性であるチタン合金製などが好ましい。

中間プレート１０の凸部２０の周上であって２本の軸８ａ，８ｂの中心を結ぶ線との交点Ｐｅに（図２参照）、ワイヤ５ａ，５ｂを固定し、凸部２０の外周部に装架する。手術器具先端部分における先端関節でのワイヤ５ａ，５ｂは、筒部１３内部を通って、後述する図９に示すように術具手元側の手元関節に掛け渡される。ワイヤ５ａとワイヤ５ｂは一本の連続するワイヤでも良いし、２本のワイヤであってもよい。

図４に示すように、ブレードプーリ２ａ，２ｂには、ワイヤを装架する溝２２ａ，２２ｂが設けられている。プーリ２ａ，２ｂの外周の一部には、ワイヤ固定部２３ａ，２３ｂが取付けられている。ワイヤ３ａ，３ｂの一部は、固定部２３ａ，２３ｂで接着、溶接、ロウ付けあるいはカシメ等により固定される。

ブレードプーリ２ａに１点を固定されたワイヤ３ａは、プーリ６ａ、次いでプーリ６ｃへ導かれた後、後述する図９に示すように、手元側プーリ１３２ａ，１３２ｃを通って指置きプーリ１３５の外周上の１点で固定される。同様に、プーリ２ａに１点を固定されたワイヤ３ｂはプーリ６ｆ、次いでプーリ６ｈへ導かれ、指置きプーリ１３５の外周上の１点で固定される。本実施形態では、ワイヤ３ａとワイヤ３ｂを１本の連続するワイヤとしたが、ブレードプーリ２ａ，２ｂに固定される２本のワイヤとしてもよい。

ブレード１ｂ側も、ブレード１ａ側と同様にワイヤ３ｃ，３ｄが装架される。つまり、ブレードプーリ２ｂに１点を固定されたワイヤ３ｃは、プーリ６ｂ、次いでプーリ６ｄへ導かれる。このとき、ワイヤ３ｃはワイヤ３ａと交差する方向からプーリ６ｂ，６ｄ間を横切るが、ワイヤ３ａとワイヤ３ｃが装架されるプーリの高さを互いに異ならせたので、ワイヤ同士は接触しない。

ワイヤ３ｃは、プーリ６ｂ，６ｄから手元側のプーリ１３２ｂ，１３２ｄを通って指置きプーリ１３６の外周上の１点で固定される。ブレードプーリ２ｂに１点を固定されたワイヤ３ｄは、同様に、プーリ６ｅ，６ｇへ導かれ、手元側の指置きプーリ１３６の外周上の１点で固定される。プーリ６ｅ，６ｆとプーリ６ｇ，６ｈの高さ位置を変えているので、ワイヤ３ｄはワイヤ３ｂに接触しない。

上述したような構成を備えた本実施形態に係る手術器具の先端部分（先端関節又は術具関節）の動作について、以下に説明する。把持部１４は先端部１５に対して軸７回りに回転する。その際、軸７とブレード１ａ，１ｂとの回転方向が同じであれば、把持部１４の向きが変わり、ブレード１ａ，１ｂが軸７とは逆方向に回転すれば、把持部１４は開閉動作する。具体的には、第１のブレード駆動源を駆動してプーリを回転させワイヤ３ｂを引くと、ブレード１ａは閉じる方向に動く。逆に、ワイヤ３ａを引くとブレード１ａは開く方向に動く。第２のブレード駆動源を駆動してプーリを回転させワイヤ３ｃを引くと、ブレード１ｂは閉じ、ワイヤ３ｄを引くとブレード１ｂは開く。ワイヤ３ａとワイヤ３ｃを一緒に引く、あるいはワイヤ３ｂとワイヤ３ｄを一緒に引けば、把持部１４が軸７回りに回転して把持方向が変わる。これを把持部関節の首振り動作と呼ぶ。

図３に示すように、先端部１５の首振り角度αは、根元部１７と中間部１６とが成す角度θ１と、中間部１６と先端部１５が成す角度θ２の和で表される。手術器具の手元操作部を操作し、後述する図９に示すプレート１３３を回動させワイヤ５ａを引くと、中間プレート１０は軸８ｂ回りに図３中のＡ方向へ回転する。同時に、軸８ａ、先端部４、プーリ６ａ，６ｂ，６ｅ，６ｆ、中間プレート９ａ，９ｂも軸８ｂ回りに図３中のＡ方向へ回転する。このとき、歯車部４ａ，１３ａが転がり接触しながら噛み合い動作する。

歯車部４ａと歯車部１３ａが同じ大きさの歯車のときは、中間プレート１０が軸８ｂ回りにθ１だけ回転すると、先端部１５は軸８ｂ回りにθ１だけ回転しそれとともに軸８ａ回りにθ２＝θ１だけ回転する。これにより、先端部１５が根元部１７に対して首を振る角度αは、中間プレート１０が軸８ｂ回りに回転する角度の２倍となる。手術器具の手元操作部を操作し、後述する図９に示すプレート１３３を回動させワイヤ５ｂを引くと、先端部１４は図３のＢ方向に首を振る。このときもＡ方向への首振りと同様であり、先端部１５が根元部１７に対して首を振る角度αは中間プレート１０が軸８ｂ回りに回転した角度の２倍となる。

歯車部４ａの半径が歯車部１３ａの半径のＲ倍のときは、中間プレート１０が軸８ｂ回りにθ１だけ回転すると、先端部１５は軸８ａ回りにθ２＝θ１／Ｒだけ回転する。したがって、先端部１５は根元部１７に対して角度α＝θ１（１＋１／Ｒ）だけ首を振る。

ワイヤ３ａ，３ｂが、各プーリに接触している部分のプーリの中心角度は、首振り角度αにより変化する。例えば、ワイヤ３ａは２個のプーリ６ａ，６ｃと接触する。この２個のプーリ６ａ，６ｃにワイヤ３ａが接触する部分の中心角度の和は、図３（ａ）ではｄ１＋ｄ２であり、同図（ｂ）ではｄ３＋ｄ４となる。この値は歯車部４ａと歯車部１３ａが噛み合い接触しているので、常に一定であり、根元部１７と先端部１５がなす先端部関節の首振り角度αによらない。したがって、点Ｐａと点Ｐｄ間のワイヤの経路長さおよび点Ｐｃと点Ｐｂ間のワイヤの経路長さは、角度αによらず不変であり、ワイヤの位相も変化しない。

ここで、ワイヤの位相はブレード１ａ，１ｂの開閉角度であるが、この開閉角度に応じたワイヤの位置、つまり駆動部がワイヤを引く量にも相当する。ワイヤの位相が変化しないので、先端部１５の関節が動いてもブレード１ａ，１ｂは開閉しない。これにより、先端部１５の関節の角度αが変化しても、この関節のさらに先に設けたブレード１ａ，１ｂを制御するワイヤの経路長や位相や張力が影響されない。その結果、ワイヤを通して可動部にかかる力のみを張力の変化として、術具関節（先端関節）を操作する操作者の手に伝えることができる。

本実施形態によれば、首振り動作時はワイヤ５ａ，５ｂだけ操作してブレード１ａ，１ｂの開閉角度を一定に保持するから、ワイヤ３ａ〜３ｄの引き量を調整する必要がない。また、首振り角度が変化してもワイヤの経路長が変化しないので、ワイヤが引かれて首振り角度を変化させられない事態を防止できる。また、首振り角度が変化したときにワイヤがたるむ事態が発生しない。

本実施形態によれば、ワイヤの干渉がないためワイヤ操作を正確に術具関節（先端関節）の動作として表すことができ、操作に伴う張力の変化による操作感度の変化がないので、常に同じ操作感で操作できる。また、術具部分で発生する力を張力の変化として操作者に伝えることができるので、治療操作の状況を力覚を通じて感じることができ、通常自分の手で直接治療を行うような力覚を感じながら操作できるので、臨床現場において、血管や組織を把持して縫合する場合など、把持している対象物を適切な力で把持できる。これにより、低侵襲で繊細な治療が可能になる。

首振りワイヤと、把持部開閉ワイヤを独立に操作するので、操作が容易になると共に術具関節の動作が安定する。可動範囲内の任意の首振り角度でのブレードの開閉動作やブレードで対象物を把持したまま行う首振り動作を正確に行え、操作者は複雑な操作を必要とせずに、直感的に自分の指で把持しているような操作感で操作できる。また、２個の回転中心を有する中間部１６を設けたので、先端部１５の根元部１７に対する首振り可能範囲を大きくすることができる。そのため、臓器の陰に隠れた患部に対しても処置できる。

以上説明した、本実施形態における把持部１４、先端部１５、中間部１６、根本部１７の構造は、本発明の手動手術器具に採用される構成例である。以下説明する手動手術器具においても図１〜図４に示す構造を例として取り挙げる。

次に、本発明の実施形態に係る手術器具の特徴について、図５〜図１０を参照しながら以下詳細に説明する。図５は本発明の実施形態に係る手動手術器具の全体構成を示す斜視図である。図６は本実施形態に係る手動手術器具における手元関節部の詳細な分解斜視図である。図７は本実施形態に係る手動手術器具におけるハンドル部の構造を示す図である。図８は手元操作で首振りを行うときの手動手術器具における各部の動作態様を示す図である。図９は先端の関節機構と手元の操作機構との間の駆動ワイヤの配線状態を示す図である。図１０は駆動ワイヤのテンション調整機構の外観を示す斜視図とその断面図である。

図５〜図１０において、１００は先端関節部、１０１は腕部、１０２は手元関節部、１０３は操作部、１０４はハンドル部、１０５は握り部、１０６，１０７は指置き（ブレード１を開閉操作するための一手段）、１０８はテンション調整機構、１０９は弾性体固定部、１１０は弾性体、１１１は手元側弾性体固定部、１１２は手元側関節部品プーリ接続部位、１１３，１２０は操作プーリ、１１４，１２１は操作指置き用バネ、１１５，１２２は指置き回転軸、１１６，１２３は軸受け、１１７，１２４はハンドル梁部、１１８，１２６はバネ受け、１１９，１２５は軸受け挿入部、１２７は回転軸、１２８はハンドル梁部連結部、１２９，１３４は凸部、１３０は操作者把持部、１３１は凹部、１３２ａ〜１３２ｈは手元側ワイヤ案内用プーリ、１３３は手元側中間プレート、１３５，１３６は指置きプーリ、１３７，１３８はワイヤ固定ネジ、１３７ａ，１３８ａはネジ部、１３９は両ネジ連結部、１３９ａは右ネジ部、１３９ｂは左ネジ部、１４０は板バネ型指置き、１４１は回転軸部、１４２は操作プーリ挿入部、１４３は回転軸部、１４４は操作プーリ挿入部、をそれぞれ表す。なお、図５、図７〜図９に示すような、回動開放方向に互いに付勢された２つの板形状の指置き１０５，１０７は、指置きの第１の構成例である。

図５において、本発明の実施形態に係る手動手術器具（以下、術具と称する）は、図１〜図４に示した先端関節部１００、駆動ワイヤやテンション調節機構を有する腕部１０１、先端関節部１００と同様な機構を有して類似の動作を行う手元関節部１０２と、操作者によって操作される操作部１０３と、操作部１０３を保持し且つ取り扱い操作するハンドル部１０４と、このハンドル部１０４に延設され、操作者が指と手の平でグリップする握り部１０５と、を備えている。

図５で、先端関節部１００は先端側の関節部分と把持部分をあわせた部位を表し、これに対して、手元関節部１０２は手元側の関節部分を表す。腕部１０１はは先端関節部１００と手元関節部１０２をつなぐ部分でありテンション調節機構１０８も含む。操作部１０３は指置き１０６，１０７に関連する部分を表す。ハンドル部１０４は握りに関する部分を表し（指置き１０６，１０７を含まず）、指置きと回転自由に接続されている。また、操作部１０３は先端関節部１００の関節部分に設けられた把持部分と同様の構成であり、手元関節部１０２に接続される。操作部１０３は、先端関節部１００とはその機能は類似するが、その形状は多少異なっており、指で操作するものであるということを念頭に置いた形状、構成となっている。操作部１０３は所定の角度に開くようにトーションバネが設けられている（後述する）。操作部１０３の角度と先端関節部１００の把持部の開閉角度は駆動ワイヤで接続されていて、連係して開閉動作を行う。

操作部１０３の開閉と直交する方向に、ハンドル部１０４を操作し、手元関節部１０２の角度を変えて腕部１０１との角度を変化させると、先端関節部１００が腕部１０１となす角度も変化する（図８の説明で詳述する）。

以上のことを具体的に云えば、操作者は開方向にスプリング付勢された指置き１０６，１０７（後述するが図１に示すブレード１に対応するもの）を親指、人差し指又は中指で操作することによって、術具先端のブレード１の開閉動作を行う（後述する）。また、操作者が、指置き１０６，１０７の回動支軸又はその近傍を支点として握り部１０５を左右動及び／又は上下動させると、後述するが、手元関節部１０２と駆動ワイヤと先端関節部の関連する動作によって、操作者の動きに対して擬似的にブレード１が左右動及び／又は上下動、すなわち首振り動作する。このときに、指置き１０６，１０７も所定の開度を保持したままで同時にシフトすることができる。また、先端関節部１００と手元関節部１０２を結ぶ駆動ワイヤのテンションを調節するためのテンション調節機構１０８（この詳細構造は図１０に示す）を設けている。

このように、ハンドル部１０４（操作部と連結されていて操作部１０３と握り部１０５との間に介在している）と一体的構造の握り部１０５の左右動及び／又は上下動の操作によってブレード１が首振り動作するが、この際、握り部１０５を手のひらで握ることとなるので操作の安定性が良く、手のひらで握って且つ親指と人差し指開閉操作できるので、術具の操作性も良い。また、握り部を握ったときの無理のない自然な指の姿勢で親指と人差し指を開閉させることのできるような、操作部、ハンドル部及び握り部を配置構成できる（握り部のハンドル部に対する設置角度を９０度を超えた適宜の角度とすることができる）ので術具操作に疲れないなど、操作性、安定性、疲労低減に効果があり、その結果、手術の安全性の向上、治療精度の向上が期待できる。

図６において、手元関節部１０２の筒部１５６には貫通した穴１５８を備えた歯車部１５７が設けられており、この歯車部１５７とこれに対向配置された歯車部１５９とが転がり接触をするように以下に示す具体的構造によって組み合わされる。

中間プレート１４７、手元側ワイヤ案内用プーリ１３２a，１３２ｂ、手元側中間プレート１３３，１５３，歯車部１５７、軸穴１６１、手元側ワイヤ案内用プーリ１３２e，１３２ｆ、中間プレート１６４のそれぞれの管通孔１４８，１５０ａ，１５０ｂ，１５１，１５４，１５８，１６１，１５０ｅ，１５０ｆ，１６５に対して、連結軸１４５を挿入してそれぞれの部品を連結する。歯車部１５７に対して中間プレート１５３は連結軸１４５を介して回転自由であり、中間プレート１３３と中間プレート１５３は一体に固定される。手元側ワイヤ案内用プーリ１３２ａ，１３２ｂは、それぞれ連結軸１４５を介して手元側中間プレート１３３および中間プレート１４７に対して回転自由となっている。また、歯車部１５７に対して中間プレート１６２は連結軸１４５を介して回転自由であり、手元側ワイヤ案内用プーリ１３２ｅ，１３２ｆはそれぞれ連結軸１４５を介して中間プレート１６２および中間プレート１６４に回転自由である。

同様に、中間プレート１４７、手元側ワイヤ案内用プーリ１３２ｃ，１３２ｄ、手元側中間プレート１３３，１５３，歯車部１５９、軸穴１６２、手元側ワイヤ案内用プーリ１３２ｇ，１３２ｈ、中間プレート１６４のそれぞれの管通孔１４９，１５０ｃ，１５０ｄ，１５２，１５５，１６０，１６３，１５０ｇ，１５０ｈ，１６６に対して、連結軸１４６を挿入してそれぞれの部品を連結する。また、１５９に対して中間プレート１５３は連結軸１４６を介して回転自由であり、手元側ワイヤ案内用プーリ１３２ｃ，１３２ｄはそれぞれ連結軸１４６を介して中間プレート１３３および中間プレート１４７に回転自由である。

歯車部１５９に対して中間プレート１６２は連結軸１４６を介して回転自由であり、手元側ワイヤ案内用プーリ１３２ｇ，１３２ｈはそれぞれ連結軸１４６を介して中間プレート１６２および中間プレート１６４に回転自由である。軸穴１４８と軸穴１４９の間隔、軸穴１５１と軸穴１５２の間隔、軸穴１５４と軸穴１５５の間隔、軸穴１６１と軸穴１６３の間隔、軸穴１６５と軸穴１６６の間隔は、歯車部１５７と歯車部１５９が転がり接触する距離であり、歯車部１５７の半径（歯車のピッチ円の半径）と歯車部１５９の半径（歯車のピッチ円の半径）の合計値と等しい。手元側ワイヤ案内用プーリ１３２ａから手元側ワイヤ案内用プーリ１３２ｈの各プーリの半径は歯車部１５７の半径（歯車のピッチ円の半径）と歯車部１５９の半径（歯車のピッチ円の半径）の合計値の半分以下である。

また、手元側弾性体固定部１１１には、中間プレート１６４の軸穴１６５と軸穴１６６の二つの穴と同じ距離で、固定穴１６７と図６では見えないもう一つの穴が設けられており、１６４を貫通してきた連結軸１４５，１４６が、手元側弾性体固定部１１１に設けた二つの穴に挿入されて固定される。さらに、手元側弾性体固定部１１１には固定穴１６７と直交する向きで弾性体固定穴１６８の穴が設けられており、弾性体固定穴１６８の径は弾性体１１０が挿入可能な大きさである。弾性体１１０は弾性体ガイド部１７０に設けた弾性体挿入穴１６９をとおり、手元側弾性体固定部１１１の弾性体固定穴１６８に挿入され、固定される。

図７において、手元側関節部品プーリ接続部位１１２の軸穴に回転軸１２７が挿入される。手元側関節部品プーリ接続部位１１２と回転軸１２７の間は回転自由でも固定でもかまわない。操作プーリ１２０，１１３は中空形状をしており、回転軸１２７を中空部に回転自由に挿入する。その結果、操作プーリ１２０，１１３は、手元側関節部品プーリ接続部位１１２と回転自由に、回転軸１２７を介して連結される。

また、操作指置き用バネ１２１のリング部分を操作プーリ１２０に回転自由に連結させる。指置き１０６に設けた指置き回転軸１２２の中空部に、操作プーリ１２０を挿入し、互いに滑らないように固定する。固定は、例えばセットスクリューなどを用いることで実現できる。このとき、操作プーリ１２０と指置き１０６はセットスクリューで力をかけて固定する前は、互いに回転自由であり、その相対的な回転角度を調整したのち、セットスクリューをねじ込んで固定することが可能である。固定後は、指置き１０６を回転軸１２７回りに回転させると、操作プーリ１２０も指置き１０６と同期して回転軸１２７回りに回転する。軸受け１２３に操作プーリ１２０をはめ合わせる。軸受け１２３はベアリングであるため、その内輪は操作プーリ１２０と滑りなく連結される。ハンドル梁部１２４に設けた軸受け挿入部１２５に軸受け１２３を挿入する。軸受け１２３の外輪とハンドル梁部１２４とは滑りなく連結される。軸受け１２３の内輪と外輪は回転自由である。

また、操作指置き用バネ１１４のリング部分を操作プーリ１１３に回転自由に連結させる。指置き１０７に設けた指置き回転軸１１５の中空部に操作プーリ１１３挿入し、互いに滑らないように固定する。固定は、上記と同様に、セットスクリューなどを用いることで実現できる。このとき、指置き回転軸１１５と指置き１０７はセットスクリューで力をかけて固定する前は、互いに回転自由であり、その相対的な回転角度を調整したのち、セットスクリューをねじ込んで固定することが可能である。固定後は、指置き１０７を回転軸１２７回りに回転させると、操作プーリ１１３も指置き１０７と同期して回転軸１２７回りに回転する。軸受け１１６に操作プーリ１１３をはめ合わせる。軸受け１１６はベアリングであるため、その内輪は操作プーリ１１３と滑りなく連結される。ハンドル梁部１１７に設けた軸受け挿入部１１９に軸受け１１６を挿入する。軸受け１１６の外輪とハンドル梁部１１７とは滑りなく連結される。軸受け１１６の内輪と外輪は回転自由である。

弾性体１１０を固定する弾性体固定部１０９はテンション調節機構１０８からの凸形状であり、弾性体１１０が挿入可能で挿入方向に移動可能な貫通孔が設けられている。手元側弾性体固定部１１１は手元側の関節に固定されていて、弾性体１１０を挿入する穴が設けられており、弾性体１１０と手元側弾性体固定部１１１は固定される（図６を参照）。弾性体１１０は、その端部が固定部１０９，１１１に固定されるので、手元関節部１０２の首振り動作によって伸長又は圧縮し、元の安定状態に戻す方向への力を発生し、手元関節部１０２が不安定状態にになってぶらつくことを防ぐ機能を奏する。すなわち、弾性体１１０は手元関節部の元の安定位置（首振りの基準位置）を保持するものである。

操作指置き用バネ１２１のバネ端の一方はバネ受け１２６に接触し、一方への動作範囲が限定される。もう一方のバネ端は指置き１０６に接触する。指置き１０６を回転軸１２７回りに動かすとバネ端の一方がバネ受け１２６で動作範囲が制限されているため、バネ端同士がなす角度が小さくなり、この角度が広がる方向へ力を発生させる。よって、指置き１０６を押し戻す力が発生する。また、同様に、操作指置き用バネ１１４のバネ端の一方はバネ受け１１８に接触し、一方への動作範囲が限定される。もう一方のバネ端は指置き１０７に接触する。指置き１０７を回転軸１２７回りに動かすとバネ端の一方がバネ受け１１８で動作範囲が制限されているため、バネ端同士がなす角度が小さくなり、この角度が広がる方向へ力を発生させる。よって、指置き１０７を押し戻す力が発生する。

バネ受け１２６は指置き１０７の動作範囲内において、その動作を妨げない位置と長さで設けられており、バネ受け１１８は指置き１０６の動作範囲内において、その動作を妨げない位置と長さで設けられている。ハンドル梁部１２４には、ハンドル梁部１１７と連結するハンドル梁部連結部１２８が設けられており、この連結部１２８には凹部１３１と嵌め合いを行う凸１２９が設けられており、ハンドル梁部１１７には、凸部１２９と嵌め合いする凹部１３１が設けられている。操作者把持部１３０は人が握る部分であり、ハンドル梁部１１７に対して直角よりも大きい角度をしていることで、操作性を向上させている。

図８は手元の操作状態と先端の関節の首振り状態を示している。図８において、操作部１０３の指置き１０６，１０７の開閉操作方向と直交する方向にハンドル部１０４および操作部１０３を手元関節部１０２の関節で角度をつけると、図８に示すように、先端で先端関節部１００の関節が手元関節部１０２の関節と逆の方向へ首振りを行う。また、図示のように、操作部１０３の指置きの開閉操作方向に操作部１０３全体を操作すると、先端関節部１００の関節の把持部が操作部１０３の操作方向と逆方向に首振りを行う。このとき、指置き１０６，１０７に指をおいているため、人の把持するハンドル部１０４も図示するように操作部１０３と同じような角度に変化することになる。図８の上図の例示では、ハンドル部１０４および操作部１０３を上・下動すると、先端関節部１００の把持部は下・上動し、図８の下図の例示では、ハンドル部１０４および操作部１０３を左・右動すると、先端関節部１００の把持部は右・左動して首振りを行う。

図８に示すように、手元で手元関節部１０２の関節の角度変化の方向と先端での先端関節部１００の関節の角度変化方向が逆方向になるので、手元の指の延長方向と先端関節部１００の把持部の方向は常に同じ方向を向くことになる。このため、自分の指で直接作業しているような間隔で術具の把持部を操作することが可能になる。

図９にはワイヤの配線と動作状況を示す。図２、図６、図７、図８に表示した部品も使用して説明する。
手元側中間プレート１３３と先端側中間プレート１０とは、それぞれの部品の凸部１３４と凸部２０に沿わせるようにワイヤをループ上に配線する。ワイヤループと凸部１３４および凸部２０はそれぞれ少なくとも１箇所で固定される、凸部１３４の動作によって、駆動ワイヤ５ａ，５ｂが動作し、駆動ワイヤ５ａ，５ｂの動作によって先端側の凸部２０に力が伝わる。

図８の上図のように、操作部１０３及びハンドル部１０４を開閉方向と直交する方向に操作すると、操作部１０３及びハンドル部１０４は図６と図７で示すように、手元側関節部品プーリ接続部位１１２に接続されているため、このプーリ接続部位１１２が軸穴１６０に通した連結軸１４６を回転中心として回転動作を行う。そうすると、図６で示すように、歯車部１５９と歯車部１５７は転がり接触の関係にあるため、手元側関節部品プーリ接続部位１１２は軸穴１５８に通した連結軸１４５を回転軸とした動作も行う。そうすると、ワイヤ５ａ，５ｂは中間プレート１０を図２の軸８ｂ周りに回転させる。

その結果、図２の中間プレート９ｂ，１２，１１も中間プレート１０と同様に軸８ｂ周りに回転を行い、その結果、中間プレート９ｂ，１２，１１，１０によって連結されている歯車部４ａも歯車部１３ａの周りを回転し、かつ、歯車部１３ａと歯車部４ａとの間が転がり接触の関係にあることから、歯車部４ａは軸８ａ周りにも回転を行う。これによって、操作部１０３及びハンドル部１０４を操作部１０３の開閉方向と直交する方向に操作することによって、先端に設けた先端関節部１００の関節部分を、先端関節部１００の把持部の開閉方向と直交する方向に曲げることが出来る。

この際、駆動ワイヤ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは、図３で説明したように、経路の長さが変わらない構造であるため、駆動ワイヤ５ａ，５ｂの操作による首振りにおいて、ブレード１ａ，１ｂの開閉角度が変化するなどの現象は見られない。また、駆動ワイヤ５ａ，５ｂによる首振りにおいて、駆動ワイヤ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄに張力の変化は発生しないので、駆動ワイヤ３ａ〜３ｄが駆動ワイヤ５ａ，５ｂによる首振り動作の摩擦や障害となることがないため、軽い力で操作可能となる。

以上のことは、先端の関節部分１００においてのみ云えることではなく、手元側の関節部１０２においても同様のことが云える。操作部１０３とハンドル部１０４を操作して、駆動ワイヤ５ａ，５ｂを介した首振りを行う際に、指置き１０６，１０７と連動した駆動ワイヤ３ａ〜３ｂのワイヤには、経路長の変化がないため、操作中に指置きの開閉角度が、操作者が操作せずに勝手に変化する方向に、駆動ワイヤから力が発生することはない。また、駆動ワイヤ３ａ〜３ｂに張力の変化がないので、操作部１０３とハンドル部１０４を操作する際に必要となる操作力は小さくて済む。

指置き１０６からブレード１ａにつながるワイヤのループと、指置き１０７からブレード１ｂにつながるワイヤのループにおいて、指置きと把持部が連動する。ここで、指置き１０６からブレード１ａにつながるワイヤループを例にして説明する。指置き１０６と操作プーリ１２０は固定されている。操作プーリ１２０に設けた指置きプーリ１３５の溝にワイヤ３ａ，３ｂが接続される。ワイヤ３ａ，３ｂは１本のワイヤでも別々のワイヤでもかまわないが、ワイヤ３ａ，３ｂと指置きプーリ１３５は一箇所で固定され、指置きプーリ１３５の回転に連動してワイヤが引かれる。

ワイヤ３ａは手元側ワイヤ案内用プーリ１３２ｃに導かれ、このプーリ１３２ｃと他の手元側ワイヤ案内用プーリ１３２ａの間を通り且つワイヤ案内用プーリ１３２ａに沿って案内され、ワイヤ案内用プーリ６ｃに導かれる。このプーリ６ｃからは図１、図３にあるように、ワイヤ案内用プーリ６ｃと６ａの間を通ってワイヤ案内用プーリ６ａに導かれ、さらにプーリ６ａからブレードプーリ２ａに導かれる。

ブレードプーリ２ａには把持部（ブレード）１ａが固定されている。ワイヤ３ａはブレードプーリ２ａに固定され、ワイヤ３ｂとしてワイヤ案内用プーリ６ｆに導かれて、ワイヤ案内用プーリ６ｆと６ｈの間を通り、プーリ６ｈに沿って、手元側ワイヤ案内用プーリ１３２ｅに導かれる。さらに、手元側ワイヤ案内用プーリ１３２ｅと１３２ｇの間を通り、プーリ１３２ｇに導かれて指置きプーリ１３５に戻る。指置きプーリ１３５でワイヤ３ｂが固定されて、ワイヤ３ａとループを形成する。また、他の指置き１０７からブレード１ｂにつながるワイヤのループについても同様の構成となる。

ここで、指置き１０６，１０７を互いに閉じる方向（図９に示すＣ方向およびＢ方向））に操作すると、ワイヤ３ｂ，３ｃが引かれ，ブレード１ａ，１ｂが互いに閉じる方向（図９に示すＣ’方向およびＢ’方向）に動作する。また、指置き１０６，１０７を同時に指置き１０６の閉じる方向（図９に示すＣ方向およびＡ方向）へ操作すると、ワイヤ３ｂ，３ｄが引かれ、ブレード１ａ，１ｂがブレード１ａの閉じる方向（Ｃ’方向およびＡ’方向）に揃って動作するため、把持部全体の首振り動作が実現できる。反対側への首振りは、指置き１０６，１０７を同時に指置き１０７の閉じる方向（Ｄ方向およびＢ方向）へ操作すると、ワイヤ３ａ，３ｄが引かれて、ブレード１ａ，１ｂがブレード１ｂの閉じる方向（Ｄ’方向およびＢ’方向）に揃って動作する。このように、図８の下図に示すように首振り操作が実現できる。このとき、手元側中間プレート１３３と中間プレート１０が回転して図８の上図のようになっていても、手元側中間プレート１３３と中間プレート１０での回転角度によって、ワイヤ３ａ〜３ｂには張力の変化も経路長の変化もないため、手元側中間プレート１３３と中間プレート１０が角度変化していないときと同様の軽い力で把持部の開閉および把持部の首振りを実現することが出来る。

以上のように、二つの直交する方向への首振りを操作する際に、それぞれの角度によって、操作する力が変化したりすることもなく、常に軽い力で操作できるため、柔軟に思い通りの操作を行うことが出来る。首振りの角度によらず、ワイヤにかかる張力は常に一定であるため、ブレード１ａ，１ｂで何かをつかんだときは、首振り角度によらず、把持したときの間隔がワイヤの張力変化として、手元の指置き１０６，１０７に伝わってくる。よって、何かを摘んでいるという感覚や、摘んでいる強さを指で感じることが出来る。また、首を振ったときに、術具の先端が何かにぶつかったときも、そのときに角度変化が阻害されることでワイヤの張力が変化するため、その張力変化を指置き１０６，１０７に接続されたワイヤを介して指先に感じることが出来る。したがって、医療マニピュレータとして、操作中に周囲の臓器などへの接触を感じることができ、安全性を高めることができる。

図１０において、ワイヤ３ａ〜３ｄおよびワイヤ５ａ，５ｂの途中には、ワイヤ固定ネジ１３７，１３８が設けられている。ワイヤ固定ネジ１３７と１３８は、外側にネジが切られており、この二つを雌ネジが切られた両ネジ連結部１３９にねじ込んでいる。ワイヤ固定ネジ１３７，１３８をどのくらい両ネジ連結部１３９にねじ込むかによってワイヤ３ａ〜３ｄおよびワイヤ５ａ，５ｂの長さを調整できるようになっている。この調整部分は、図７に示すテンション調節機構１０８内部に納められている。ワイヤ一本ごとの長さを調整することで、それぞれの張力を調整することが出来る。

張力の調整は次の手順が好ましい。まず、ブレードプーリ２ａ，２ｂおよび中間プレート１０から延びるワイヤ３ａ〜３ｄおよびワイヤ５ａ，５ｂの端部にワイヤ固定ネジ１３７を固定する。指置きプーリ１３５，１３６および手元側中間プレート１３３からのびるワイヤ３ａ〜３ｄおよびワイヤ５ａ，５ｂの端部にワイヤ固定ネジ１３８を固定する。テンション調節機構１０８内部においてワイヤ固定ネジ１３７，１３８を両ネジ連結部１３９にねじ込み、それぞれのワイヤに弛みがなくなるまで張力を張る。張力が張られた後、ブレード１ａ，１ｂを閉じ、その姿勢で、指置き１０６および１０７を操作プーリ１２０，１１３の周りに回転させて、ちょうど閉じる姿勢もしくは数度ひらいた姿勢で、指置き１０６，１０７を操作プーリ１２０，１１３に固定する。固定法方はセットスクリューなどで圧力をかけて行うことで可能である。

以上の手順で、ワイヤの張力を張り、かつ、ブレード１ａ，１ｂの姿勢と指置き１０６，１０７の姿勢を合致させることができる。これは、ワイヤの張力を調整する機構を設けていることに加えて、操作プーリ１２０，１１３と指置き１０６，１０７が分離可能であって、指置き１０６，１０７を固定する位置を調整できるために可能となる。

以上の説明で、本発明の実施形態に係る手術器具の具体的構成と機能乃至作用について述べたが、次に、本実施形態に係る手術器具における指置きの種々の構成と機能乃至作用について説明する。さらに、本実施形態に係る手術器具の使用形態についても説明する。

ここで、図１１は本実施形態に係る手術器具の手元操作機構における把持動作を行う指置きの第２の構成例を示す図であり、図１２は本実施形態に関する指置きの第２の構成例において力を加える部分と力を加えたときの指置きの形状変化を示す図である。図１３は本実施形態に係る手術器具における指置きの第３の構成例を示す図であり、図１４は本実施形態に関する指置きの第３の構成例についての詳細構造を示す図であり、図１５は本実施形態に関する指置きの第３の構成例を用いた操作状態と先端関節部の首振り状態を示す図である。図１６は本発明の実施形態に係る手術器具の使用例を示す図である。

図１１において、操作者によって指（例えば、親指、人指し指または中指など）で把持又は保持されて操作される操作端部（指置き）の第２の構成例を示す。この第２の構成例は板バネ型指置き１４０であり、この指置き１４０はバネ状の材質で構成されている。取り付け方は、まず、板バネ型指置き１４０を広げて、操作プーリ挿入部１４４，１４２に操作プーリ１２０，１１３を挿入し、これを手元側関節部品プーリ接続部位１１２に取り付け、回転軸１２７の軸を通す手順となる。この第２の構成例では、指置き自体にバネ性を持っているので、トーションバネを用いる必要がない。

図１２に用いて、指置きの第２の構成例の操作態様を示す。図１２の左図のように、Ａの箇所を指で押すと右図のように変形する。このとき、回転軸部１４１，１４３は図１２のＢの方向に回転するため、操作プーリ挿入部１４２，１４４に挿入して固定される操作プーリ１２０，１１３も回転し、ワイヤを巻き取ることが出来る。また、板バネ型指置き１４０自体を操作プーリ挿入部１４２，１４４周りに回転させると、手術器具の先端における把持部（ブレード）の向きを変える首振り動作が出来る。

図示のＡをはさんでいる力を緩めると、元の形に戻り、操作プーリ挿入部１４２，１４４の回転も戻るため、把持部（ブレード）の開閉角度も元に戻る。回転軸部１４１，１４３と操作プーリ１２０，１１３の固定は、ワイヤの張力を張り、先端関節部１００の把持部を閉じた状態で、板バネ型指置き１４０の姿勢を適度に調整してから行えば、ワイヤの張力調整とともに、把持部と指置きの相対的な姿勢を調整することが出来る。

図１３に示す指置きの第３の構成例においては、指置き１７１，１７２に指を入れるリング１７３，１７４が設けられている。リング１７３，１７４は剛体によるリング形状でもよいし、伸縮性のある素材で設けても良い。第３の構成例によれば、指で能動的に開く動作が出来るためトーションバネを用いる必要がない。また、指をリングに入れて術具を保持できるので、ハンドル部１０４のように、人が手で把持する部位がなくても術具を操作できる。

図１４に示す第３の構成例の詳細構造を説明すると、回転軸１２７を手元側関節部品プーリ接続部位１１２の軸穴１８５に挿入し、操作プーリ１１３，１２０に設けた中空部１８３，１８４に回転軸１２７を挿入する。操作プーリ１１３，１２０は回転軸１２７に対して回転自由である。

指置き１７１，１７２の回転軸１７５，１７６に設けた中空部１７７，１７８に操作プーリ１１３，１２０をそれぞれ挿入する。指置き１７１は操作プーリ１１３に対して回転自由であるが、セットスクリューなどで互いに固定可能である。指置き１７２は操作プーリ１２０に対して回転自由であるが、セットスクリューなどで互いに固定可能である。軸穴１７７を貫通して出てきた操作プーリ１１３の端部は、固定リング１７９の貫通穴１８１に通され、固定リング１７９が操作プーリ１１３にセットスクリューなどで固定され、指置き１７１が操作プーリ１１３に対して固定されていない状態でも指置き１７１が操作プーリ１１３から抜け出ることを防止する。同様に、軸穴１７８を貫通して出てきた操作プーリ１２０の端部は、固定リング１８０の貫通穴１８２に通され、固定リング１８０が操作プーリ１２０にセットスクリューなどで固定され、指置き１７２が操作プーリ１２０に対して固定されていない状態でも指置き１７２が操作プーリ１２０から抜け出ることを防止する。

図１５を用いて指置きの第３の構成例における操作態様と先端関節部の動作態様を説明する。操作部１０３を開閉方向と直交する方向に操作すると、図１５の上図のように、先端関節部１００が関節部分で首を振る。首振りの方向は本実施形態の構成例１の場合と同じであり、手元関節部１０２と逆方向となる。このとき、弾性体１１０が手元関節部１０２の首振りによって湾曲して、まっすぐに戻す方向へ力を発生し、手元関節部１０２が不安定に振れる（ぶらつく）ことを防ぐ。操作部１０３を開閉方向に操作すると、図１５の下図のように先端関節部１００の把持部分が首をふる。首を振る方向は本実施形態の構成例１の場合と同じであり、手元関節部１０２に対する操作部１０３の首振り方向と逆方向になる。

関節の首振り方向が先端関節部１００と手元関節部１０２で逆方向になるので、常に指の延長方向に関節の先端が向くように操作できる。したがって、直感的な操作が可能となり、操作性を向上させることができる。

図１６には本実施形態に係る手術器具を実際に使用するときの一例を示す。手術ベッド１８６上の患者１８７の切開部にトロカール１８８を挿入し、このトロカール１８８に術具１８９を挿入し、操作部１０３を操作することで先端の把持部に対して首振り動作と開閉動作を直感的、擬似的に実行することができる。

以上、本発明の実施形態に係る手術器具に関する構成について、主として説明したが、このような構成を備えた手術器具の機能ないし作用効果について説明する。本実施形態では、先端関節部における把持部の可動範囲が広く、多自由度であるため、楽な姿勢でも、把持部（ブレード）を多自由度に曲げて思い通りの姿勢で患部にアプローチできるので、腕全体で操作する必要がない。また、脇の下を閉めた姿勢で操作できるので、繊細な操作ができ、結果として安全性も高まる。

また、手首の動きによって先端関節部の姿勢を思い通りに操作できるため、治療作業を中断するような操作者の身体上の疲れが生じ難く、治療時間を短縮できる。開閉するための指置きの操作と首振りの操作を同時に出来るため、より直感的に、自分の手で直接治療しているような感覚を得られ、操作性を向上でき、安全性も高まる。

先端関節部において、位置決めした箇所で大きな首振り可動範囲で多自由度に動けるので、内視鏡で観察する狭い視野の中で、広い可動範囲を十分に生かした柔軟な動きを治療操作に生かすことが出来る。

また、関節の自由度それぞれが互いに干渉しない構造のため（図９に示す３つのワイヤ経路を備えた構造）、それぞれが大きな可動範囲を持つことができる。先端関節部の自由度は手元関節部の自由度を通してワイヤによって駆動力を伝え、手元関節部の自由度で首振りしても、ワイヤ経路長が変わることがないため、先端関節部まで続くワイヤに首振りによる外力を与えることもなく、他の自由度に干渉することがない。

また、手元関節部の指置きプーリ１３５，１３６の直径と、先端関節部のブレードプーリ２ａ，２ｂの直径の比率および、手元側中間プレート１３３の凸部１３４の直径と先端関節部の中間プレート１０の凸部２０の直径との比率を変えることで操作性を変えることが出来る。すなわち、手元側のプーリの直径および凸部の直径を先端側のプーリの直径および凸部の直径より大きくすると、その比率によって、手元の動きを拡大して先端の術具に伝えることが出来る。これにより、手首の動く範囲を小さくし、手首の負担を軽減することが出来る。これとは逆に、手元側のプーリの直径および凸部の直径を先端側のプーリの直径および凸部の直径より小さくすると、その比率によって、手元側の動きを縮小して先端の術具に伝えることが出来る。これにより、より微細な動きを先端の術具で実現することが出来る。また、手首の操作力が比率によって増大するため、より軽い力で治療操作することが出来る。

また、先端把持部（ブレード）に相当する部位を指置きとする、相似形状の採用によって、直接、自分の指で治療操作をするような操作性を得ることができ、手首の動きを先端の術具の動きに直接的、擬似的に変換することができる。

本発明の実施形態に係る手術器具における先端部分の斜視図である。 図１に示した手術器具の先端部分の分解斜視図である。 本実施形態に係る手術器具に用いるワイヤの配線状態を説明する図であり、関節がまっすぐな状態と関節を曲げたときの状態を示す図である。 本実施形態の手術器具における先端部分の詳細斜視図である。 本発明の実施形態に係る手動手術器具の全体構成を示す斜視図である。 本実施形態に係る手動手術器具における手元関節部の詳細な分解斜視図である。 本実施形態に係る手動手術器具におけるハンドル部の詳細構造を示す図である。 手元操作で首振りを行うときの手動手術器具における各部の動作態様を示す図である。 先端の関節機構と手元の操作機構との間の駆動ワイヤの配線状態を示す図である。 駆動ワイヤのテンション調整機構の外観を示す斜視図とその断面図である。 本実施形態に係る手術器具の手元操作機構における把持動作を行う指置きの第２の構成例を示す図である。 本実施形態に関する指置きの第２の構成例において力を加える部分と力を加えたときの指置きの形状変化を示す図である。 本実施形態に係る手術器具における指置きの第３の構成例を示す図である。 本実施形態に関する指置きの第３の構成例についての詳細構造を示す図である。 本実施形態に関する指置きの第３の構成例を用いた操作状態と先端関節部の首振り状態を示す図である。 本発明の実施形態に係る手術器具の使用例を示す図である。

符号の説明

１ａ…ブレード、１ｂ…ブレード、２ａ…ブレードプーリ、２ｂ…ブレードプーリ、３ａ…駆動ワイヤ、３ｂ…駆動ワイヤ、３ｃ…駆動ワイヤ、３ｄ…駆動ワイヤ、４…先端基部、４ａ…歯車部、４ｂ…転がり部材、５ａ…駆動ワイヤ、５ｂ…駆動ワイヤ、６ａ…ワイヤ案内用プーリ、６ｂ…ワイヤ案内用プーリ、６ｃ…ワイヤ案内用プーリ、６ｄ…ワイヤ案内用プーリ、６ｅ…ワイヤ案内用プーリ、６ｆ…ワイヤ案内用プーリ、６ｇ…ワイヤ案内用プーリ、６ｈ…ワイヤ案内用プーリ、７…軸、８ａ…軸、８ｂ…軸、９ａ…中間プレート、９ｂ…中間プレート、１０…中間プレート、１１…中間プレート、１２…中間プレート、１３…筒部、１３ａ…歯車部、１３ｂ…転がり部材、１４…把持部、１５…先端部、１６…中間部、２０…凸部、２２ａ…溝、２２ｂ…溝、２３ａ…ワイヤ固定部、２３ｂ…ワイヤ固定部、２４ａ…穴、２４ｂ…穴、
１００…先端関節部、１０１…腕部、１０２…手元関節部、１０３…操作部、１０４…ハンドル部、１０５…握り部、１０６…指置き、１０７…指置き、１０８…テンション調整機構、１０９…弾性体固定部、１１０…弾性体、１１１…手元側弾性体固定部、１１２…手元側関節部品プーリ接続部位、１１３…操作プーリ、１１４…操作指置き用バネ、１１５…指置き回転軸、１１６…軸受け、１１７…ハンドル梁部、１１８…バネ受け、１１９…軸受け挿入部、１２０…操作プーリ、１２１…操作指置き用バネ、１２２…指置き回転軸 、１２３…軸受け、１２４…ハンドル梁部、１２５…軸受け挿入部、１２６…バネ受け、１２７…回転軸、１２８…ハンドル梁部連結部、１２９…凸部、１３０…操作者把持部、１３１…凹部、１３２ａ…手元側ワイヤ案内用プーリ、１３２ｂ…手元側ワイヤ案内用プーリ、１３２ｃ…手元側ワイヤ案内用プーリ、１３２ｄ…手元側ワイヤ案内用プーリ、１３２ｅ…手元側ワイヤ案内用プーリ、１３２ｆ…手元側ワイヤ案内用プーリ、１３２ｇ…手元側ワイヤ案内用プーリ、１３２ｈ…手元側ワイヤ案内用プーリ、１３３…手元側中間プレート、１３４…凸部、１３５…指置きプーリ、１３６…指置きプーリ、１３７…ワイヤ固定ネジ、１３７ａ…ネジ部、１３８…ワイヤ固定ネジ、１３８ａ…ネジ部、１３９…両ネジ連結部、１３９ａ…右ネジ部、１３９ｂ…左ネジ部、１４０…板バネ型指置き、１４１…回転軸部、１４２…操作プーリ挿入部、１４３…回転軸部、１４４…操作プーリ挿入部、１４５…連結軸、１４６…連結軸、１４７…中間プレート、１４８…軸穴、１４９…軸穴、１５０ａ…軸穴、１５０ｂ…軸穴、１５０ｃ…軸穴、１５０ｄ…軸穴、１５０ｅ…軸穴、１５０ｆ…軸穴、１５０ｇ…軸穴、１５０ｈ…軸穴、１５１…軸穴、１５２…軸穴、１５３…中間プレート、１５４…軸穴、１５５…軸穴、１５６…筒部、１５７…歯車部、１５８…軸穴、１５９…歯車部、１６０…軸穴、１６１…中間プレート、１６２…軸穴、１６３…軸穴、１６４…中間プレート、１６５…軸穴、１６６…軸穴、１６７…固定穴、１６８…弾性体固定穴、１６９…弾性体挿入穴、１７０…弾性体ガイド部、１７１…指置き、１７２…指置き、１７３…指入れ部、１７４…指入れ部、１７５…指置き回転軸、１７６…指置き回転軸、１７７…軸穴、１７８…軸穴、１７９…固定リング、１８
０…固定リング、１８１…軸穴、１８２…軸穴、１８３…軸穴、１８４…軸穴、１８５…軸穴、１８６…手術ベッド、１８７…患者、１８８…トロカール、１８９…術具

Claims (8)

1. 先端把持部を有する先端関節部と、操作部を有する手元関節部と、前記操作部を支持するハンドル部と、前記先端関節部と前記手元関節部の互いの関節部の動作を連係させるワイヤを収容する腕部と、を備えた手術器具であって、
   前記手元関節部を支点として、前記操作部と前記ハンドル部を上・下動作することによって前記先端関節部を下・上動作させるとともに、前記操作部と前記ハンドル部を左・右動作することによって前記先端関節部を右・左動作させて、前記先端関節部に首振り動作を行わせ、
   前記操作部を開・閉動作することによって前記先端把持部を開・閉動作させる
   ことを特徴とする手術器具。
2. 請求項１において、
   前記先端関節部と前記手元関節部には、転がり接触する一対の転がり接触手段をそれぞれ設け、
   前記先端関節部と前記手元関節部における前記一対の転がり接触手段の内の一の転がり接触手段にプーリを設け、前記プーリに対して、前記先端関節部において前記先端把持部を取り付けるとともに前記手元関節部において前記操作部を取り付け、前記先端関節部と前記手元関節部の前記プーリにワイヤを掛け渡し、
   前記先端関節部と前記手元関節部における前記一対の転がり接触手段の内の他の転がり接触手段にワイヤを掛け渡し、
   前記操作部と前記ハンドル部を上・下動作ならびに左・右動作させることによって、前記一対の転がり接触手段の内の他の転がり接触手段におけるワイヤを介した回転駆動ならびに前記プーリにおけるワイヤを介した回転駆動で前記先端関節部に首振り動作を行わせ、
   前記操作部を開・閉動作させることによって、前記プーリにおけるワイヤを介した回転駆動で前記先端把持部に開・閉動作を行わせる
   ことを特徴とする手術器具。
3. 請求項１又は２において、
   前記操作部には、回動開放方向に互いに付勢された２つの開閉操作手段を設ける
   ことを特徴とする手術器具。
4. 請求項１又は２において、
   前記操作部には、一の角部に切れ目のある略菱形形状のバネ性材質からなり、前記略菱形形状の膨らみ部分を指で挟む開閉操作手段を設ける
   ことを特徴とする手術器具。
5. 請求項１ないし４のいずれか１つの請求項において、
   前記腕部には、前記先端関節部と前記手元関節部を連係動作させる前記ワイヤのテンションを調整するテンション調節機構を含み、
   前記テンション調節機構と前記手元関節部の間に伸長および圧縮する弾性体を接続して前記手元関節部の安定位置を保持する
   ことを特徴とする手術器具。
6. 請求項１ないし５のいずれか１つの請求項において、
   前記ハンドル部に手の平で保持する握り部を延設する
   ことを特徴とする手術器具。
7. 先端把持部を有する先端関節部と、操作部を有する手元関節部と、前記先端関節部と前記手元関節部の互いの関節部の動作を連係させるワイヤを収容する腕部と、を備えた手術器具であって、
   前記手元関節部を支点として、前記操作部を上・下動作することによって前記先端関節部を下・上動作させるとともに、前記操作部を左・右動作することによって前記先端関節部を右・左動作させて、前記先端関節部に首振り動作を行わせ、
   前記操作部を開・閉動作することによって前記先端把持部を開・閉動作させる
   ことを特徴とする手術器具。
8. 請求項７において、
   前記操作部は、挿入した指の操作のみで回動開閉を可能とするとともに前記手術器具を保持可能とする、一対の部材からなる
   ことを特徴とする手術器具。

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