JP7035229B2 - adapter - Google Patents
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Description
この発明は、アダプタに関し、特に、ロボット手術システムのロボットアームに手術器具を取り外し可能に接続するためのアダプタに関する。 The present invention relates to adapters, in particular to adapters for detachably connecting surgical instruments to the robot arm of a robotic surgery system.
従来、ロボット手術システムのロボットアームに手術器具を取り外し可能に接続するためのアダプタが知られている（たとえば、特許文献１参照）。 Conventionally, an adapter for detachably connecting a surgical instrument to a robot arm of a robotic surgery system has been known (see, for example, Patent Document 1).
上記特許文献１には、手術器具の側部に設けられた爪部に係合する保持部材と、ロボットアームの駆動力を手術器具に伝達する入力部とを備える、アダプタが開示されている。この特許文献１のアダプタでは、保持部材は、爪部を外側から覆うように形成されている。 The above-mentioned Patent Document 1 discloses an adapter including a holding member provided on a side portion of a surgical instrument and engaging with a claw portion, and an input portion for transmitting a driving force of a robot arm to the surgical instrument. In the adapter of Patent Document 1, the holding member is formed so as to cover the claw portion from the outside.
しかしながら、特許文献１のアダプタでは、保持部材が、手術器具の側部に設けられた爪部を外側から覆うように形成されているため、アダプタを、手術器具のアダプタに取り付ける部分よりも幅広く形成する必要がある。このため、アダプタを小型化することが困難であるという問題点がある。 However, in the adapter of Patent Document 1, since the holding member is formed so as to cover the claw portion provided on the side portion of the surgical instrument from the outside, the adapter is formed wider than the portion attached to the adapter of the surgical instrument. There is a need to. Therefore, there is a problem that it is difficult to miniaturize the adapter.
この発明は、ロボット手術システムのロボットアームに手術器具を取り外し可能に接続するためのアダプタを小型化することに向けたものである。 The present invention is aimed at downsizing the adapter for detachably connecting surgical instruments to the robot arm of a robotic surgery system.
この発明の一の局面によるアダプタは、ロボット手術システムのロボットアームに手術器具を取り外し可能に接続するためのアダプタであって、ロボットアームに取り付けるための第１面と、手術器具の取付面が装着される第２面と、を含む基体と、基体に回転可能に設けられた複数の駆動伝達部材と、を備え、基体の第２面は、取付面に設けられた第１スライド係合部に対応する第２スライド係合部を有し、第２面の第２スライド係合部は、取付面の第１スライド係合部に係合して、手術器具をスライドさせて複数の駆動伝達部材の各々と、取付面に設けられた複数の回転部材の各々とが対応するように手術器具を案内するように構成されており、複数の駆動伝達部材は、それぞれ、取付面に設けられた対応する回転部材に係合する係合部を含み、係合部は、複数の駆動伝達部材のうち手術器具のスライド挿入方向の上流側に位置する第１駆動伝達部材に設けられた第１係合部と、複数の駆動伝達部材のうち手術器具のスライド挿入方向の下流側に位置する第２駆動伝達部材に設けられた第２係合部と、を有し、第１駆動伝達部材および第２駆動伝達部材は、手術器具のスライド挿入方向に沿って並んで配置されており、第１駆動伝達部材の第１係合部は、手術器具をスライドさせてアダプタに取り付ける場合に、第２駆動伝達部材の第２係合部に係合する回転部材が係合しない形状を有している。 The adapter according to one aspect of the present invention is an adapter for detachably connecting a surgical instrument to the robot arm of a robot surgical system, and a first surface for attaching to the robot arm and a mounting surface for the surgical instrument are attached. A substrate including a second surface, and a plurality of drive transmission members rotatably provided on the substrate are provided, and the second surface of the substrate is formed on a first slide engaging portion provided on a mounting surface. It has a corresponding second slide engaging portion, the second slide engaging portion of the second surface engaging with the first slide engaging portion of the mounting surface to slide the surgical instrument into a plurality of drive transmission members. It is configured to guide the surgical instrument so that each of the above and each of the plurality of rotating members provided on the mounting surface correspond to each other, and the plurality of drive transmission members are respectively provided on the mounting surface. The engaging portion includes an engaging portion that engages with the rotating member, and the engaging portion is a first engaging portion provided on a first drive transmitting member located on the upstream side in the slide insertion direction of the surgical instrument among a plurality of drive transmitting members. It has a portion and a second engaging portion provided in the second drive transmission member located on the downstream side in the slide insertion direction of the surgical instrument among the plurality of drive transmission members, and has a first drive transmission member and a second drive transmission member. The drive transmission members are arranged side by side along the slide insertion direction of the surgical instrument, and the first engaging portion of the first drive transmission member is a second drive transmission when the surgical instrument is slid and attached to the adapter. It has a shape in which the rotating member that engages with the second engaging portion of the member does not engage.
この発明の一の局面によるアダプタでは、上記のように構成することによって、アダプタを手術器具の取付面以下の大きさに形成することができるので、ロボット手術システムのロボットアームに手術器具を取り外し可能に接続するためのアダプタを小型化することができる。 In the adapter according to one aspect of the present invention, the adapter can be formed to have a size smaller than the mounting surface of the surgical instrument by the above configuration, so that the surgical instrument can be removed from the robot arm of the robotic surgery system. The adapter for connecting to can be miniaturized.
本発明によれば、ロボット手術システムのロボットアームに手術器具を取り外し可能に接続するためのアダプタを小型化することができる。 According to the present invention, it is possible to miniaturize an adapter for detachably connecting a surgical instrument to a robot arm of a robotic surgery system.
以下、実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.
［第１実施形態］
（ロボット手術システムの構成）
図１および図２を参照して、第１実施形態によるロボット手術システム１００の構成について説明する。
[First Embodiment]
(Structure of robotic surgery system)
The configuration of the
図１に示すように、ロボット手術システム１００は、遠隔操作装置１０と、患者側装置２０と、を備えている。遠隔操作装置１０は、患者側装置２０に設けられた医療器具（ｍｅｄｉｃａｌ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）を遠隔操作するために設けられている。患者側装置２０によって実行されるべき動作態様指令が術者（ｓｕｒｇｅｏｎ）である操作者Ｏにより遠隔操作装置１０に入力されると、遠隔操作装置１０は、動作態様指令をコントローラ２６を介して患者側装置２０に送信する。そして、患者側装置２０は、遠隔操作装置１０から送信された動作態様指令に応答して、ロボットアーム２１に取り付けられた手術器具（ｓｕｒｇｉｃａｌ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ）４０、内視鏡５０等の医療器具を操作する。これにより、低侵襲手術が行われる。
As shown in FIG. 1, the
患者側装置２０は、患者Ｐに対して手術を行うインターフェースを構成する。患者側装置２０は、患者Ｐが横たわる手術台３０の傍らに配置される。患者側装置２０は、複数のロボットアーム２１を有し、このうち１つのロボットアーム２１（２１ｂ）に内視鏡５０が取り付けられ、その他のロボットアーム２１（２１ａ）に手術器具４０が取り付けられる。各ロボットアーム２１は、プラットホーム２３に共通に支持されている。複数のロボットアーム２１は複数の関節を有し、それぞれの関節には、サーボモータを含む駆動部と、エンコーダ等の位置検出器とが設けられている。ロボットアーム２１は、コントローラ２６を介して与えられた駆動信号によりロボットアーム２１に取り付けられた医療器具が所望の動作を行うように制御されるように構成されている。
The patient-
プラットホーム２３は、手術室の床の上に載置されたポジショナ２２に支持されている。ポジショナ２２は、鉛直方向に調整可能な昇降軸を有する柱部２４が、車輪を備え床面を移動可能なベース２５に連結されている。
The
ロボットアーム２１ａには、先端部に医療器具としての手術器具４０が着脱可能に取り付けられる。手術器具４０は、ロボットアーム２１ａに取り付けられるハウジング４３（図４参照）と、細長形状のシャフト４２（図４参照）と、シャフト４２の先端部に設けられたエンドエフェクタ４１（図４参照）とを備えている。エンドエフェクタ４１として、例えば、把持鉗子、シザーズ、フック、高周波ナイフ、スネアワイヤ、クランプ、ステイプラーが挙げられるがこれに限られるものではなく、各種の処置具を適用することができる。患者側装置２０を用いた手術において、ロボットアーム２１ａは、患者Ｐの体表に留置したカニューラ（トロッカ）を介して患者Ｐの体内に手術器具４０を導入する。そして、手術器具４０のエンドエフェクタ４１は、手術部位の近傍に配置される。
A
ロボットアーム２１ｂには、先端部に医療器具としての内視鏡５０が着脱可能に取り付けられる。内視鏡５０は、患者Ｐの体腔内を撮影するものであり、撮影した画像は、遠隔操作装置１０に対して出力される。内視鏡５０として、３次元画像を撮影することができる３Ｄ内視鏡若しくは２Ｄ内視鏡が用いられる。患者側装置２０を用いた手術において、ロボットアーム２１ｂは、患者Ｐに体表に留置したトロッカを介して患者Ｐの体内に内視鏡５０を導入する。そして、内視鏡５０が手術部位の近傍に配置される。
An
遠隔操作装置１０は、操作者Ｏとのインターフェースを構成する。遠隔操作装置１０は、ロボットアーム２１に取り付けられた医療器具を操作者Ｏが操作するための装置である。すなわち、遠隔操作装置１０は、操作者Ｏによって入力された手術器具４０および内視鏡５０によって実行されるべき動作態様指令をコントローラ２６を介して患者側装置２０へ送信可能に構成されている。遠隔操作装置１０は、たとえば、マスタの操作をしながらも患者Ｐの様子がよく見えるように手術台３０の傍らに設置される。なお、遠隔操作装置１０は、例えば動作態様指令を無線で送信するようにし、手術台３０が設置された手術室とは別室に設置することも可能である。
The
手術器具４０によって実行されるべき動作態様とは、手術器具４０の動作（一連の位置及び姿勢）及び手術器具４０個別の機能によって実現される動作の態様である。たとえば、手術器具４０が把持鉗子である場合には、手術器具４０によって実行されるべき動作態様とは、エンドエフェクタ４１の手首のロール回転位置及びピッチ回転位置と、ジョーの開閉を行う動作である。また、手術器具４０が高周波ナイフである場合には、手術器具４０によって実行されるべき動作態様とは、高周波ナイフの振動動作、具体的には高周波ナイフに対する電流の供給であり得る。また、手術器具４０がスネアワイヤである場合には、手術器具４０によって実行されるべき動作態様とは、束縛動作および束縛状態の解放動作であり得る。また、バイポーラやモノポーラに電流を供給することによって手術対象部位を焼き切る動作であり得る。
The motion mode to be performed by the
内視鏡５０によって実行されるべき動作態様とは、たとえば、内視鏡５０先端の位置及び姿勢、又はズーム倍率の設定である。
The operation mode to be performed by the
遠隔操作装置１０は、図１および図２に示すように、操作ハンドル１１と、操作ペダル部１２と、表示部１３と、制御装置１４と、を備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
操作ハンドル１１は、ロボットアーム２１に取り付けられた医療器具を遠隔で操作するために設けられている。具体的には、操作ハンドル１１は、医療器具（手術器具４０、内視鏡５０）を操作するための操作者Ｏによる操作を受け付ける。操作ハンドル１１は、水平方向に沿って２つ設けられている。つまり、２つの操作ハンドル１１のうち一方の操作ハンドル１１は、操作者Ｏの右手により操作され、２つの操作ハンドル１１のうち他方の操作ハンドル１１は、操作者Ｏの左手により操作される。
The operation handle 11 is provided for remotely operating the medical device attached to the
また、操作ハンドル１１は、遠隔操作装置１０の後方側から、前方側に向かって延びるように配置されている。操作ハンドル１１は、所定の３次元の操作領域内で動かすことができるように構成されている。すなわち、操作ハンドル１１は、上下方向、左右方向、および前後方向に動かすことができるように構成されている。
Further, the operation handle 11 is arranged so as to extend from the rear side of the
遠隔操作装置１０と患者側装置２０とは、ロボットアーム２１ａおよびロボットアーム２１ｂの動作の制御においては、マスタスレーブ型のシステムを構成する。すなわち、操作ハンドル１１は、マスタスレーブ型のシステムにおけるマスタ側の操作部を構成し、医療器具が取り付けられたロボットアーム２１ａおよびロボットアーム２１ｂはスレーブ側の動作部を構成する。そして、操作ハンドル１１を操作者Ｏが操作すると、操作ハンドル１１の動きをロボットアーム２１ａの先端部（手術器具４０のエンドエフェクタ４１）またはロボットアーム２１ｂの先端部（内視鏡５０）がトレースして移動するようにロボットアーム２１ａまたはロボットアーム２１ｂの動作が制御される。
The
また、患者側装置２０は、設定された動作倍率に応じてロボットアーム２１ａの動作を制御するよう構成されている。たとえば、動作倍率が１／２倍に設定されている場合、手術器具４０のエンドエフェクタ４１は、操作ハンドル１１の移動距離の１／２の移動距離を移動するよう制御される。これによって、精細な手術を精確に行うことができる。
Further, the patient-
操作ペダル部１２は、医療器具に関する機能を実行するための複数のペダルを含んでいる。複数のペダルは、凝固ペダルと、切断ペダルと、カメラペダルと、クラッチペダルと、を含んでいる。また、複数のペダルは、操作者Ｏの足により操作される。
The
凝固ペダルは、手術器具４０を用いて手術部位を凝固させる操作を行うことができる。具体的には、凝固ペダルは、操作されることにより、手術器具４０に凝固用の電圧が印加されて、手術部位の凝固が行われる。切断ペダルは、手術器具４０を用いて手術部位を切断させる操作を行うことができる。具体的には、切断ペダルは、操作されることにより、手術器具４０に切断用の電圧が印加されて、手術部位の切断が行われる。
The coagulation pedal can be operated to coagulate the surgical site by using the
カメラペダルは、体腔内を撮像する内視鏡５０の位置及び姿勢を操作するために用いられる。具体的には、カメラペダルは、内視鏡５０の操作ハンドル１１による操作を有効にする。つまり、カメラペダルが押されている間は、操作ハンドル１１により内視鏡５０の位置および姿勢を操作することが可能である。たとえば、内視鏡５０は、左右の操作ハンドル１１の両方を用いることにより操作される。具体的には、左右の操作ハンドル１１の中間点を中心に左右の操作ハンドル１１を回動させることにより、内視鏡５０が回動される。また、左右の操作ハンドル１１を共に押し込むことにより、内視鏡５０が奥に進む。また、左右の操作ハンドル１１を共に引っ張ることにより、内視鏡５０が手前に戻る。また、左右の操作ハンドル１１を共に上下左右に移動させることにより、内視鏡５０が上下左右に移動する。
The camera pedal is used to control the position and posture of the
クラッチペダルは、ロボットアーム２１と、操作ハンドル１１との操作接続を一時切断し手術器具４０の動作を停止させる場合に用いられる。具体的には、クラッチペダルが操作されている間は、操作ハンドル１１を操作しても、患者側装置２０のロボットアーム２１が動作しない。たとえば、操作により操作ハンドル１１が移動可能な範囲の端部近傍に来た場合に、クラッチペダルが操作されることにより、操作接続を一時切断して、操作ハンドル１１を中央位置付近に戻すことができる。そして、クラッチペダルの操作を中止するとロボットアーム２１と操作ハンドル１１とが再び接続され、中央付近で操作ハンドル１１の操作を再開することができる。
The clutch pedal is used when the operation connection between the
表示部１３は、内視鏡５０が撮像した画像を表示することができるものである。表示部１３は、スコープ型表示部または非スコープ型表示部からなる。スコープ型表示部とは、たとえば、覗き込むタイプの表示部である。また、非スコープ型表示部とは、通常のパーソナルコンピュータのディスプレイのような覗き込むタイプではない平坦な画面を有する開放型の表示部を含む概念である。
The
スコープ型表示部が取り付けられた場合、患者側装置２０のロボットアーム２１ｂに取り付けられた内視鏡５０により撮像された３Ｄ画像が表示される。非スコープ型表示部が取り付けられた場合にも、患者側装置２０に設けられた内視鏡５０により撮像された３Ｄ画像が表示される。なお、非スコープ型表示部が取り付けられた場合、患者側装置２０に設けられた内視鏡５０により撮像された２Ｄ画像が表示されてもよい。
When the scope type display unit is attached, the 3D image captured by the
図２に示すように、制御装置１４は、例えば、ＣＰＵ等の演算器を有する制御部１４１と、ＲＯＭおよびＲＡＭ等のメモリを有する記憶部１４２と、画像制御部１４３とを含んでいる。制御装置１４は、集中制御する単独の制御装置により構成されていてもよく、互いに協働して分散制御する複数の制御装置により構成されてもよい。制御部１４１は、操作ハンドル１１により入力された動作態様指令を、操作ペダル部１２の切替状態に応じて、ロボットアーム２１ａによって実行されるべき動作態様指令であるか、または、内視鏡５０によって実行されるべき動作態様指令であるかを判定する。そして、制御部１４１は、操作ハンドル１１に入力された動作態様指令が手術器具４０によって実行されるべき動作態様指令であると判断すると、動作態様指令をロボットアーム２１ａに対して送信する。これによって、ロボットアーム２１ａが駆動され、この駆動によってロボットアーム２１ａに取り付けられた手術器具４０の動作が制御される。
As shown in FIG. 2, the
また、制御部１４１は、操作ハンドル１１に入力された動作態様指令が内視鏡５０によって実行されるべき動作態様指令であると判定すると、当該動作態様指令をロボットアーム２１ｂに対して送信する。これによって、ロボットアーム２１ｂが駆動され、この駆動によってロボットアーム２１ｂに取り付けられた内視鏡５０の動作が制御される。
Further, when the control unit 141 determines that the operation mode command input to the operation handle 11 is an operation mode command to be executed by the
記憶部１４２には例えば手術器具４０の種類に応じた制御プログラムが記憶されていて、取り付けられた手術器具４０の種類に応じて制御部１４１がこれらの制御プログラムを読み出すことにより、遠隔操作装置１０の操作ハンドル１１及び／又は操作ペダル部１２の動作指令が個別の手術器具４０に適合した動作をさせることができる。
For example, a control program corresponding to the type of the
画像制御部１４３は、内視鏡５０が取得した画像を表示部１３に伝送する。画像制御部１４３は、必要に応じて画像の加工修正処理を行う。
The
（アダプタおよび手術器具の構成）
図３～図１１を参照して、第１実施形態によるアダプタ６０および手術器具４０の構成について説明する。
(Composition of adapter and surgical instrument)
The configuration of the
図３に示すように、ロボットアーム２１は、清潔区域において使用されるため、ドレープ７０により覆われる。ここで、手術室では、手術により切開した部分および医療機器が病原菌や異物などにより汚染されることを防ぐため、清潔操作が行われる。この清潔操作においては、清潔区域および清潔区域以外の区域である汚染区域が設定される。手術部位は、清潔区域に配置される。操作者Ｏを含む手術チームのメンバーは、手術中、清潔区域に殺菌されている物体のみが位置するよう配慮し、かつ、汚染区域に位置している物体を清潔区域に移動させるときは、この物体に滅菌処理を施す。同様に、操作者Ｏを含む手術チームのメンバーがその手を汚染区域に位置させたときは、清潔区域に位置している物体に直接接触する前に、手の滅菌処理を行う。清潔区域において用いられる器具は、滅菌処理が行われる、または、滅菌処理されたドレープ７０により覆われる。
As shown in FIG. 3, the
ドレープ７０は、ロボットアーム２１と、手術器具４０との間に配置される。具体的には、ドレープ７０は、アダプタ６０と、ロボットアーム２１との間に配置される。アダプタ６０は、ドレープ７０を挟み込むようにして、ロボットアーム２１に取り付けられる。つまり、アダプタ６０は、ロボットアーム２１ａとの間にドレープ７０を挟み込むためのドレープアダプタである。また、アダプタ６０には、手術器具４０が取り付けられる。ロボットアーム２１は、手術器具４０のエンドエフェクタ４１を駆動させるために、アダプタ６０を介して手術器具４０に動力を伝達する。
The
図４に示すように、アダプタ６０は、基体６１と、複数の駆動伝達部材６２と、ガイドレール６３と、先行ガイドレール６４と、第１電極アレイ６５と、アーム係合部６６と、を備えている。また、図５に示すように、アダプタ６０は、複数のアーム係合穴部６７と、複数の位置決孔６８とを備えている。駆動伝達部材６２は、図４に示すように、Ｙ２方向側に配置された複数の第１駆動伝達部材６２ａと、Ｙ１方向側に配置された複数の第２駆動伝達部材６２ｂとを含んでいる。また、アダプタ６０は、Ｚ２方向側に配置された第１面６０ａがロボットアーム２１ａに取り付けられる。また、アダプタ６０は、Ｚ１方向側に配置された第２面６０ｂに手術器具４０が取り付けられる。
As shown in FIG. 4, the
図５に示すように、手術器具４０のハウジング４３のＺ２方向側に配置された取付面４０ａがアダプタ６０に取り付けられる。また、手術器具４０は、複数の回転部材４４と、２つの案内溝４５（第１の案内溝４５ａおよび第２の案内溝４５ｂ）と、２つの可動部材４６と、先行案内溝４７と、第２電極アレイ４８とを備えている。回転部材４４は、Ｙ２方向側に配置された複数の第１回転部材４４ａと、Ｙ１方向側に配置された複数の第２回転部材４４ｂとを含んでいる。可動部材４６は、ボタン４６１に接続されている。
As shown in FIG. 5, a mounting
図４に示すように、ドレープ７０は、本体部７１と、取付部７２とを備えている。本体部７１は、フィルム状に形成されている。取付部７２は、樹脂成型により形成されている。取付部７２は、ロボットアーム２１ａおよびアダプタ６０が係合する部分に貫通口が設けられている。貫通口は、係合する部分ごとに対応するように設けられていてもよい。また、貫通口は、複数の係合する部分に対応するように設けられていてもよい。
As shown in FIG. 4, the
ロボットアーム２１のアダプタ取付面２１１には、アダプタ６０が取り付けられる。また、ロボットアーム２１は、回転駆動部２１２と、係合部２１３と、ボス２１４とを備えている。
The
図５に示すように、手術器具４０の複数の回転部材４４は、回転駆動されることにより、エンドエフェクタ４１を駆動させる。具体的には、回転部材４４とエンドエフェクタ４１とは、シャフト４２内に通されたワイヤにより接続されている。そして、回転部材４４が回転されることにより、ワイヤが引っ張られてエンドエフェクタ４１が駆動される。また、回転部材４４は、ハウジング４３内において、シャフト４２とギアにより接続されている。そして、回転部材４４が回転されることにより、シャフト４２が回転される。
As shown in FIG. 5, the plurality of rotating
たとえば、回転部材４４は、４つ設けられている。１つの回転部材４４の回転により、シャフト４２が回転される。また、他の３つの回転部材４４の回転により、エンドエフェクタ４１が駆動される。４つの回転部材４４は、Ｘ方向に２つ配列され、Ｙ方向に２つ配列されている。
For example, four
案内溝４５は、Ｙ方向に沿って延びるように設けられている。また、案内溝４５は、Ｘ方向に対向するように２つ設けられている。２つの案内溝４５は、略平行に設けられている。２つの案内溝４５は、アダプタ６０の２つのガイドレール６３が挿入されてアダプタ６０への取り付けを案内する。案内溝４５は、可動部材４６がＸ方向に移動することにより、幅が変化する。つまり、可動部材４６が内側に移動することにより、案内溝４５の幅が拡張される。また、可動部材４６が外側に移動することにより、案内溝４５の幅が縮小される。可動部材４６は、案内溝４５の幅を狭める方向（外側方向）に向けて付勢されている。具体的には、可動部材４６は、バネにより付勢されている。可動部材４６は、ボタン４６１を作業者が押すことにより、案内溝４５の幅を広げる方向（内側方向）に移動する。
The
先行案内溝４７は、Ｙ方向に沿って延びるように設けられている。また、先行案内溝４７は、２つの案内溝４５（第１の案内溝４５ａおよび第２の案内溝４５ｂ）の間に設けられている。また、先行案内溝４７は、案内溝４５と略平行に延びるように形成されている。また、先行案内溝４７は、Ｘ方向における取付面４０ａの略中央に設けられている。
The leading
第２電極アレイ４８は、アダプタ６０の第１電極アレイ６５を介してロボットアーム２１に接続される。また、第２電極アレイ４８は、ハウジング４３内に設けられた基板に接続されている。つまり、手術器具４０をアダプタ６０を介してロボットアーム２１に取り付けることにより、手術器具４０の基板と、ロボットアーム２１とが接続される。ハウジング４３内の基板は、手術器具４０の種類や手術器具４０の使用回数を管理するためなどに用いられる。
The
図４～図６に示すように、アダプタ６０は、ロボット手術システム１００のロボットアーム２１ａに手術器具４０を取り外し可能に接続するために設けられている。基体６１は、ロボットアーム２１ａに取り付けるための第１面６０ａと、手術器具４０の取付面４０ａが装着される第２面６０ｂと、を含んでいる。アダプタ６０は、Ｚ方向にみて、手術器具４０のハウジング４３と略同じ大きさを有している。具体的には、アダプタ６０は、Ｚ方向にみて、ハウジング４３と略同じ直径を有する略円形状に形成されている。
As shown in FIGS. 4 to 6, the
駆動伝達部材６２は、基体６１に回転可能に設けられている。具体的には、駆動伝達部材６２は、Ｚ方向に延びる回転軸線を中心に回転可能に設けられている。駆動伝達部材６２は、ロボットアーム２１ａの回転駆動部２１２の駆動力を、手術器具４０の回転部材４４に伝達する。駆動伝達部材６２は、手術器具４０の回転部材４４に対応するように複数設けられている。また、複数の駆動伝達部材６２は、手術器具４０の回転部材４４に対応する位置に各々配置されている。
The
ガイドレール６３は、第２面６０ｂに設けられている。また、ガイドレール６３は、Ｙ方向に沿って延びるように設けられている。また、ガイドレール６３は、Ｘ方向に対向するように２つ設けられている。２つのガイドレール６３（第１のガイドレール６３ａおよび第２のガイドレール６３ｂ）は、略平行に設けられている。また、第１のガイドレール６３ａおよび第２のガイドレール６３ｂは、手術器具４０の取付面４０ａに略平行に設けられた第１の案内溝４５ａおよび第２の案内溝４５ｂにそれぞれ対応するように設けられている。第２面６０ｂの第１のガイドレール６３ａおよび第２のガイドレール６３ｂは、第１のガイドレール６３ａおよび第２のガイドレール６３ｂのそれぞれの一端６３４（Ｙ２方向側の端部）と、取付面４０ａの第１の案内溝４５ａおよび第２の案内溝４５ｂのそれぞれの一端４５２（Ｙ１方向側の端部）とを対応させてスライドさせることにより、複数の駆動伝達部材６２の各々と、取付面４０ａに設けられた複数の回転部材４４の各々とが対応するように手術器具４０を案内するように構成されている。
The
これにより、手術器具４０の取付面４０ａの案内溝４５に対応するように、手術器具４０の取付面４０ａが装着される第２面６０ｂに第１のガイドレール６３ａおよび第２のガイドレール６３ｂを形成することができるので、平面視において（Ｚ方向に見て）、第１のガイドレール６３ａおよび第２のガイドレール６３ｂを手術器具４０の取付面４０ａに対して内側に形成することができる。その結果、アダプタ６０を手術器具４０の取付面４０ａ以下の大きさに形成することができるので、ロボット手術システム１００のロボットアーム２１ａに手術器具４０を取り外し可能に接続するためのアダプタ６０を小型化することができる。
As a result, the
また、第２面６０ｂの第１のガイドレール６３ａおよび第２のガイドレール６３ｂは、第２部材６２２の第１部材６２１に対する移動方向（Ｚ方向）と交差する方向（Ｙ方向）に、手術器具４０の第１の案内溝４５ａおよび第２の案内溝４５ｂを案内するように構成されている。つまり、アダプタ６０に対する手術器具４０のスライド挿入方向は、手術器具４０のシャフト４２が延びる方向と略平行である。これにより、スライド挿入方向がシャフト４２の延びる方向と交差する場合と異なり、アダプタ６０に対して手術器具４０をスライドして脱着する場合に、シャフト４２を移動させるために必要なスペースを、シャフト４２の延びる方向のみに設ければよい。つまり、シャフト４２の延びる方向と交差する方向にシャフト４２を移動させるためのスペースを大きくとる必要がない。
Further, the
先行ガイドレール６４は、第２面６０ｂに設けられている。また、先行ガイドレール６４は、Ｙ方向に沿って延びるように設けられている。また、先行ガイドレール６４は、第１のガイドレール６３ａおよび第２のガイドレール６３ｂの間に設けられている。また、先行ガイドレール６４は、第１のガイドレール６３ａおよび第２のガイドレール６３ｂと略平行に延びるように形成されている。また、先行ガイドレール６４は、Ｘ方向における第２面６０ｂの略中央に設けられている。また、先行ガイドレール６４は、取付面４０ａに設けられた先行案内溝４７に対応して設けられている。つまり、先行ガイドレール６４は、第１のガイドレール６３ａおよび第２のガイドレール６３ｂよりも先行して手術器具４０を案内する。これにより、第１のガイドレール６３ａおよび第２のガイドレール６３ｂの間に設けられた先行ガイドレール６４の案内により、第１のガイドレール６３ａおよび第２のガイドレール６３ｂを第１の案内溝４５ａおよび第２の案内溝４５ｂに容易に導くことができるので、手術器具４０をアダプタ６０に容易に取り付けることができる。
The leading
また、先行ガイドレール６４は、アダプタ６０に対する手術器具４０のスライド挿入方向上流側（Ｙ２方向側）が先細り形状に形成されている。具体的には、先行ガイドレール６４は、Ｙ２方向側の端部がＸ方向の幅が先細る形状に形成されている。また、先行ガイドレール６４は、Ｙ２方向側の端部がＺ方向の高さが先細る形状に形成されている。これにより、先細り形状の部分により先行ガイドレール６４を先行案内溝４７に容易に導くことができる。
Further, the leading
第１電極アレイ６５は、手術器具４０の第２電極アレイ４８とロボットアーム２１とに接続される。第１電極アレイ６５は、図８に示すように、複数の電極６５１と、溝６５２とを含んでいる。電極６５１は、基体６１を貫通するようにＺ方向に延びるように配置されている。溝６５２は、第２面６０ｂに設けられている。また、溝６５２は、手術器具４０の取付面４０ａの第２電極アレイ４８に設けられた突出部４８２（図１１参照）を受け入れる。つまり、アダプタ６０に手術器具４０が取り付けられた場合に、溝６５２に突出部４８２が嵌り込む。これにより、手術器具４０がアダプタ６０から取り外されている状態においても、突出部４８２および溝６５２により、作業者が第１電極アレイ６５および第２電極アレイ４８に触れることを防止することができる。また、手術器具４０をアダプタ６０に取り付ける場合に、突出部４８２を溝６５２により受け入れて、第１電極アレイ６５と第２電極アレイ４８とを接続することができる。
The
アーム係合部６６は、ロボットアーム２１の係合部２１３に係合する。具体的には、アーム係合部６６は、第１面６０ａに設けられたアーム係合穴部６７に挿入された係合部２１３と係合する。また、アーム係合部６６は、Ｙ方向に移動可能である。アーム係合部６６は、付勢部材によりＹ１方向に付勢されている。アーム係合部６６は、Ｙ１方向に移動されることにより、係合部２１３と係合する。一方アーム係合部６６は、Ｙ２方向に移動されることにより、係合部２１３との係合が解除される。
The
アーム係合穴部６７は、複数設けられている。つまり、アダプタ６０は、複数個所の係合により、ロボットアーム２１に固定される。アーム係合穴部６７は、たとえば、５つ設けられている。また、複数のアーム係合穴部６７は、第１面６０ａの周方向に沿って、均等に設けられている。
A plurality of
位置決孔６８は、第１面６０ａに設けられている。位置決孔６８は、ロボットアーム２１のボス２１４が嵌り込む。位置決孔６８は、複数設けられている。位置決孔６８は、第１面６０ａのＹ１方向側の端部近傍に設けられている。
The
図７に示すように、駆動伝達部材６２は、第１部材６２１と、付勢部材６２３を介して第１部材６２１に対して移動可能に設けられた第２部材６２２と、を含んでいる。第１部材６２１は、第２部材６２２が嵌り込む凹部６２１ａと、第２部材６２２に係合する係合部６２１ｂとを有している。第２部材６２２は、付勢部材６２３が収容される凹部６２２ａと、第１部材６２１に係合する係合部６２２ｂとを有している。第１部材６２１と、第２部材６２２とは、付勢部材６２３を間に挟んだ状態でＺ方向に篏合している。第１部材６２１は、第２面６０ｂ側（Ｚ１方向側）に配置されている。第２部材６２２は、第１面６０ａ側（Ｚ２方向側）に配置されている。付勢部材６２３は、第１部材６２１を第２部材６２２に対してＺ１方向側に付勢している。付勢部材６２３は、たとえば、バネにより構成されている。
As shown in FIG. 7, the
第２部材６２２は、Ｚ方向において、第１面６０ａと面一に配置されている。また、第２部材６２２は、Ｚ方向において、基体６１に対して移動されないように配置されている。第１部材６２１は、Ｚ方向において、基体６１に対して移動可能に配置されている。これにより、手術器具４０を第１のガイドレール６３ａおよび第２のガイドレール６３ｂに沿って案内してアダプタ６０に取り付ける場合に、手術器具４０の移動の妨げにならないように駆動伝達部材６２の第１部材６２１をＺ方向にくぼむように移動させることができる。
The
また、第１部材６２１は、第２部材６２２がＺ方向の回転軸線を中心に回転することに伴って、回転されるように構成されている。具体的には、第１部材６２１の内周部に設けられた係合部６２１ｂと、第２部材６２２の外周部に設けられた係合部６２２ｂとが、係合するように構成されている。第１部材６２１の係合部６２１ｂは、凹部６２１ａから内側に突出するように形成されている。第２部材６２２の係合部６２２ｂは、第２部材６２２の外周部から内側に凹むように形成されている。第１部材６２１の係合部６２１ｂと、第２部材６２２の係合部６２２ｂとは、第１部材６２１が第２部材６２２に対してＺ方向に移動したとしても、互いに係合するように構成されている。つまり、第２部材６２２に対する第１部材６２１のＺ方向における位置に関わらず、第１部材６２１は、第２部材６２２とともに回転されるように構成されている。これにより、第２部材６２２がロボットアーム２１の回転駆動部２１２の回転により回転されると、第１部材６２１も回転される。その結果、第１部材６２１に係合する手術器具４０の回転部材４４に、ロボットアーム２１の回転駆動部２１２の回転が伝達される。
Further, the
図８および図９に示すように、ガイドレール６３は、レール部６３１と、張出部６３２と、爪部６３３とを含んでいる。レール部６３１は、Ｙ方向に延びるように形成されている。レール部６３１は、手術器具４０の案内溝４５に入り込んで、アダプタ６０に対する手術器具４０の移動をガイドする。
As shown in FIGS. 8 and 9, the
張出部６３２は、レール部６３１からＸ方向に張り出すように形成されている。具体的には、第１のガイドレール６３ａおよび第２のガイドレール６３ｂのうち、Ｘ１方向側のガイドレール６３の張出部６３２は、レール部６３１に対してＸ１方向側に配置されている。また、第１のガイドレール６３ａおよび第２のガイドレール６３ｂのうち、Ｘ２方向側のガイドレール６３の張出部６３２は、レール部６３１に対してＸ２方向側に配置されている。
The overhanging
爪部６３３は、レール部６３１からＸ方向に張り出すように形成されている。具体的には、第１のガイドレール６３ａおよび第２のガイドレール６３ｂのうち、Ｘ１方向側のガイドレール６３の爪部６３３は、レール部６３１に対してＸ２方向側に配置されている。また、第１のガイドレール６３ａおよび第２のガイドレール６３ｂのうち、Ｘ２方向側のガイドレール６３の爪部６３３は、レール部６３１に対してＸ１方向側に配置されている。つまり、張出部６３２は、レール部６３１に対して、爪部６３３の反対側に設けられている。張出部６３２は、レール部６３１に対してＸ方向における外側に配置されている。爪部６３３は、レール部６３１に対してＸ方向における内側に配置されている。
The
張出部６３２は、手術器具４０の案内溝４５に設けられた係合溝４５１（図１０および図１１参照）に係合する。これにより、張出部６３２が係合溝４５１に係合されることによって、アダプタ６０に対して手術器具４０をより安定して固定することができる。つまり、張出部６３２が係合溝４５１に係合することにより、アダプタ６０に対して手術器具４０がＺ方向に抜けないように接続される。
The overhanging
爪部６３３は、手術器具４０の案内溝４５に設けられた係合穴４６２（図１０および図１１参照）に係合する。具体的には、爪部６３３は、案内溝４５を形成する可動部材４６の側壁に設けられた係合穴４６２に係合する。これにより、爪部６３３が係合穴４６２に係合されることによって、ガイドレール６３により案内した手術器具４０をアダプタ６０に対して位置決めして固定することができる。つまり、爪部６３３が係合穴４６２に係合することにより、手術器具４０がアダプタ６０に対してＹ方向に位置決めされるとともに、アダプタ６０に対して手術器具４０がＹ方向に抜けないように固定（ロック）される。また、爪部６３３は、図９に示すように、Ｘ方向に沿って傾斜するように形成されている。
The
図８に示すように、複数の駆動伝達部材６２は、それぞれ、手術器具４０の取付面４０ａに設けられた対応する回転部材４４に係合する係合部６２４を含んでいる。係合部６２４は、複数の駆動伝達部材６２のうちスライド挿入方向上流側（Ｙ２方向側）に位置する第１駆動伝達部材６２ａに設けられた第１係合部６２４ａと、複数の駆動伝達部材６２のうちスライド挿入方向下流側（Ｙ１方向側）に位置する第２駆動伝達部材６２ｂに設けられた第２係合部６２４ｂとを含んでいる。第１係合部６２４ａと、第２係合部６２４ｂとは、互いに異なる形状を有している。これにより、アダプタ６０に対する手術器具４０のスライドの途中で、第１駆動伝達部材６２ａと第２駆動伝達部材６２ｂに対応する回転部材４４とが互いに係合して引っかかるのを抑制することができるので、アダプタ６０に対して手術器具４０をスムーズに取り付けることができる。
As shown in FIG. 8, each of the plurality of
つまり、第１係合部６２４ａは、第２係合部６２４ｂに係合する回転部材４４が係合しない形状を有している。これにより、アダプタ６０に対する手術器具４０のスライドの途中で、第１駆動伝達部材６２ａと第２駆動伝達部材６２ｂに対応する回転部材４４とが互いに係合して引っかかるのをより確実に抑制することができる。
That is, the first engaging
具体的には、第１駆動伝達部材６２ａの第２面６０ｂ側には、第１係合部６２４ａとして、第１凹部６２５および第２凹部６２６が独立して形成されている。また、第２駆動伝達部材６２ｂの第２面６０ｂ側には、第２係合部６２４ｂとして、第１凹部６２５および第２凹部６２６が第３凹部６２７によりつながった形状の１つの凹部が形成されている。図１０に示すように、手術器具４０の取付面４０ａに設けられた複数の回転部材４４のうち第１駆動伝達部材６２ａに係合する第１回転部材４４ａには、第１凹部６２５および第２凹部６２６に挿入される第１突起部４４１および第２突起部４４２を有している。つまり、第１凹部６２５には、第１突起部４４１が係合する。また、第２凹部６２６には、第２突起部４４２が係合する。
Specifically, the
手術器具４０の取付面４０ａに設けられた複数の回転部材４４のうち第２駆動伝達部材６２ｂに係合する第２回転部材４４ｂは、１つの凹部に挿入される第１突起部４４１と、第２突起部４４２と、第１突起部４４１および第２突起部４４２の間に配置された第３突起部４４３と、を有している。つまり、第１凹部６２５には、第１突起部４４１が係合する。また、第２凹部６２６には、第２突起部４４２が係合する。また、第３凹部６２７には、第３突起部４４３が係合する。これにより、第１凹部６２５および第２凹部６２６を独立して設けるか、第１凹部６２５および第２凹部６２６をつなげて１つの凹部にするかにより、第１係合部６２４ａおよび第２係合部６２４ｂの形状を容易に互いに異なるように形成することができる。また、第１突起部４４１および第２突起部４４２を構成する部品を共通にして、第３突起部４４３の有無により、第１回転部材４４ａおよび第２回転部材４４ｂの係合部分を互いに異なる形状に形成することができるので、部品の種類が増加するのを抑制することができる。
Of the plurality of rotating
図１０および図１１に示すように、手術器具４０の取付面４０ａの案内溝４５には、係合溝４５１が設けられている。係合溝４５１は、案内溝４５に沿って、Ｙ方向に延びるように形成されている。係合溝４５１には、アダプタ６０の第２面６０ｂに設けられたガイドレール６３の張出部６３２が係合する。
As shown in FIGS. 10 and 11, the
案内溝４５を形成する可動部材４６の側壁には、係合穴４６２が設けられている。係合穴４６２には、アダプタ６０の第２面６０ｂに設けられたガイドレール６３の爪部６３３が係合する。また、可動部材４６を、Ｘ方向における内側方向に移動させることにより、爪部６３３の係合穴４６２への係合が解除される。また、可動部材４６を、Ｘ方向における内側方向に移動させることにより、駆動伝達部材６２がＺ２方向に押されて、駆動伝達部材６２と、回転部材４４との係合が解除される。この状態で、手術器具４０をアダプタ６０に対してＹ２方向にスライドさせることにより、手術器具４０をアダプタ６０から取り外すことができる。
An
手術器具４０の取付面４０ａの第２電極アレイ４８は、複数の電極４８１と、突出部４８２とを含んでいる。複数の電極４８１は、それぞれ、アダプタ６０の第１電極アレイ６５の複数の電極６５１と接続される。突出部４８２は、各々の電極４８１に対してＸ方向の両側に配置されている。突出部４８２は、電極４８１に手などが触れるのを防止するために設けられている。具体的には、電極４８１を挟み込む突出部４８２の間隔は、指の大きさよりも十分に小さい。また、突出部４８２は、Ｚ方向において、電極４８１よりも大きく突出している。
The
（ロボットアームへの手術器具の取り付け）
図１２～図１４を参照して、第１実施形態によるロボットアーム２１ａへの手術器具４０の取り付けについて説明する。
(Attachment of surgical instruments to the robot arm)
With reference to FIGS. 12 to 14, attachment of the
図１２に示すように、ロボットアーム２１ａをドレープ７０で覆った状態で、ロボットアーム２１ａにアダプタ６０を取り付ける。アダプタ６０は、ロボットアーム２１ａに対してＺ方向に移動させて、ロボットアーム２１ａに取り付けられる。図１３および図１４に示すように、ロボットアーム２１ａに取り付けられたアダプタ６０に対して手術器具４０を取り付ける。手術器具４０は、アダプタ６０の先行ガイドレール６４および第１のガイドレール６３ａおよび第２のガイドレール６３ｂに沿ってＹ方向に移動させて、アダプタ６０に取り付けられる。これにより、手術器具４０がアダプタ６０を介してロボットアーム２１ａに取り付けられる。
As shown in FIG. 12, the
手術器具４０をロボットアーム２１ａから取り外す場合は、手術器具４０の可動部材４６のボタン４６１を押しながら、手術器具４０をＹ２方向にスライド移動させることにより、手術器具４０がアダプタ６０から外される。
When the
［第２実施形態］
次に、図１５～図２６を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。この第２実施形態では、第１実施形態のアダプタに先行ガイド部をさらに設けられた構成の例について説明する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 15 to 26. In this second embodiment, an example of a configuration in which the adapter of the first embodiment is further provided with a leading guide portion will be described.
ここで、第２実施形態のアダプタ６０は、図１５および図１６に示すように、先行ガイド部６９が設けられている。先行ガイド部６９は、第１のガイドレール６３ａおよび第２のガイドレール６３ｂの延びる方向と平行な方向（Ｙ方向）に沿って基体６１から突出するように形成されている。また、先行ガイド部６９は、第１のガイドレール６３ａおよび第２のガイドレール６３ｂよりも先行して手術器具４０を案内する。これにより、基体６１から突出するように設けられた先行ガイド部６９の案内により、第１のガイドレール６３ａおよび第２のガイドレール６３ｂを第１の案内溝４５ａおよび第２の案内溝４５ｂに容易に導くことができるので、手術器具４０をアダプタ６０に容易に取り付けることができる。また、基体３１から突出するように先行ガイド部６９を設けることにより、アダプタ６０に対する手術器具４０の取り付け方向および取付位置を容易に認識することができる。
Here, the
また、先行ガイド部６９は、手術器具４０の取付面４０ａから第２面６０ｂ側に突出する突出部４９を第１のガイドレール６３ａおよび第２のガイドレール６３ｂの延びる方向（Ｙ方向）にガイドするように構成されている。これにより、手術器具４０の取付面４０ａに設けられた突出部４９を先行ガイド部６９に沿ってスライドさせることにより、手術器具４０をアダプタ６０の取り付け位置に容易に導くことができる。
Further, the leading
手術器具４０の突出部４９は、図１５に示すように、取付面４０ａのＹ２方向の端部近傍に一対設けられている。また、一対の突出部４９は、Ｘ方向に所定の間隔を隔てて配置されている。また、一対の突出部４９は、第２電極アレイ４８を挟み込むように配置されている。
As shown in FIG. 15, a pair of
また、基体６１の第２面６０ｂは、取付面４０ａの突出部４９が係合する取付係合部６１１を有している。これにより、取付係合部６１１に係合する突出部４９を先行ガイド部６９により案内することができるので、案内するための部材を手術器具に別途設ける必要がない。具体的には、取付係合部６１１は、図１６に示すように、基体６１の第２面６０ｂのＹ２方向の端部近傍に一対設けられている。また、一対の取付係合部６１１は、Ｘ方向に所定の間隔を隔てて配置されている。また、一対の取付係合部６１１は、第１電極アレイ６５を挟み込むように配置されている。
Further, the
図２４～図２６に示すように、側面視において、取付係合部６１１は、Ｙ方向に凹む凹部を有している。また、側面視において、突出部４９は、Ｙ方向に突出する凸部を有している。突出部４９の凸部が取付係合部６１１の凹部にはまり込むことにより、突出部４９と取付係合部６１１とが係合する。
As shown in FIGS. 24 to 26, in the side view, the mounting
また、第２実施形態では、図１６に示すように、基体６１には、手術器具４０が当接する当接部６１２が設けられている。当接部６１２は、基体６１の第２面６０ｂのＹ１方向の端部近傍に一対設けられている。また、一対の当接部６１２は、Ｘ方向に所定の間隔を隔てて配置されている。また、一対の当接部６１２は、手術器具４０側（Ｚ１方向側）に突出するように形成されている。当接部６１２は、手術器具４０がアダプタ６０に取り付けられた際に、手術器具４０のハウジング４３のＹ１方向側の端部に当接するように構成されている。
Further, in the second embodiment, as shown in FIG. 16, the
先行ガイド部６９は、第１面６０ａおよび第２面６０ｂに略平行で、かつ、手術器具４０を案内する方向に直交する方向（Ｘ方向）において所定の間隔を隔てて略平行に一対設けられている。これにより、１つの先行ガイド部６９により手術器具４０をガイドする場合と比べて、手術器具４０をアダプタ６０の取り付け位置に安定して案内することができる。
A pair of leading
図２１～図２３に示すように、一対の先行ガイド部６９は、それぞれ、Ｘ方向における外側の面により手術器具４０の突出部４９を案内するように構成されている。つまり、Ｘ１方向側の先行ガイド部６９は、Ｘ１方向側の側面により手術器具４０の突出部４９をＹ方向に案内する。また、Ｘ２方向側の先行ガイド部６９は、Ｘ２方向側の側面により手術器具４０の突出部４９をＹ方向に案内する。
As shown in FIGS. 21 to 23, each of the pair of leading
また、図１６に示すように、一対の先行ガイド部６９は、スライド挿入方向上流側（Ｙ２方向側）の端部が接続部６９１により互いに接続されている。これにより、一対の先行ガイド部６９の端部を互いに接続することにより、一対の先行ガイド部６９の機械的強度を向上させることができるので、一対の先行ガイド部６９が撓んだりして変形するのを抑制することができる。これにより、一対の先行ガイド部６９のガイド機能を確実に発揮させることができる。
Further, as shown in FIG. 16, the ends of the pair of leading
接続部６９１は、一対の先行ガイド部６９が並ぶ方向（Ｘ方向）に延びるように形成されている。また、接続部６９１は、手術器具４０側（Ｚ１方向側）が凹むように形成されている。これにより、手術器具４０を先行ガイド部６９により案内しながらＹ１方向にスライドさせた場合に、手術器具４０の取付面４０ａからＺ２方向側に突出する第２電極アレイ４８が、接続部６９１に干渉するのを抑制することができる。一対の先行ガイド部６９および接続部６９１は、一体的に形成されている。これにより、一対の先行ガイド部６９および接続部６９１を別体で形成する場合に比べて、部品点数を減少させることができる。
The connecting
また、第２実施形態では、第２面６０ｂの第１のガイドレール６３ａおよび第２のガイドレール６３ｂは、第１のガイドレール６３ａおよび第２のガイドレール６３ｂのそれぞれの一端６３４（Ｙ２方向側の端部）と、取付面４０ａの第１の案内溝４５ａおよび第２の案内溝４５ｂのそれぞれの一端４５２（Ｙ１方向側の端部）とを対応させてスライドさせることにより、複数の駆動伝達部材６２の各々と、取付面４０ａに設けられた複数の回転部材４４の各々とが対応するように手術器具４０を案内するように構成されている。
Further, in the second embodiment, the
（ロボットアームへの手術器具の取り付け）
図１７～図２０を参照して、第２実施形態によるロボットアーム２１ａへの手術器具４０の取り付けについて説明する。
(Attachment of surgical instruments to the robot arm)
The attachment of the
図１７に示すように、ロボットアーム２１ａをドレープ７０で覆った状態で、ロボットアーム２１ａにアダプタ６０を取り付ける。アダプタ６０は、ロボットアーム２１ａに対してＺ方向に移動させて、ロボットアーム２１ａに取り付けられる。図１８および図１９に示すように、ロボットアーム２１ａに取り付けられたアダプタ６０に対して手術器具４０を取り付ける。手術器具４０は、アダプタ６０の先行ガイド部６９、先行ガイドレール６４および第１のガイドレール６３ａおよび第２のガイドレール６３ｂに沿ってＹ方向に移動させて、アダプタ６０に取り付けられる。これにより、図２０に示すように、手術器具４０がアダプタ６０を介してロボットアーム２１ａに取り付けられる。
As shown in FIG. 17, the
手術器具４０をロボットアーム２１ａから取り外す場合は、手術器具４０の可動部材４６のボタン４６１を押しながら、手術器具４０をＹ２方向にスライド移動させることにより、手術器具４０がアダプタ６０から外される。
When the
（アダプタへの手術器具の取り付け）
図２１～図２６を参照して、先行ガイド部６９の案内によるアダプタ６０への手術器具４０の取り付けについて説明する。
(Attachment of surgical instruments to the adapter)
With reference to FIGS. 21 to 26, attachment of the
図２１および図２４に示すように、手術器具４０の突出部４９を、アダプタ６０の先行ガイド部６９に当接するように、手術器具４０をアダプタ６０のＺ１方向側に位置させる。
As shown in FIGS. 21 and 24, the
図２２および図２５に示すように、先行ガイド部６９により突出部４９を案内させながら、手術器具４０をＹ１方向に移動させる。この際、先行ガイドレール６４により手術器具４０が案内され、続いて、第１のガイドレール６３ａおよび第２のガイドレール６３ｂにより手術器具４０が案内される。
As shown in FIGS. 22 and 25, the
図２３および図２６に示すように、手術器具４０がアダプタ６０に装着されると、手術器具４０の突出部４９がアダプタ６０の取付係合部６１１に係合される。
As shown in FIGS. 23 and 26, when the
なお、第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。 The other configurations of the second embodiment are the same as those of the first embodiment.
（変形例）
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。
(Modification example)
It should be noted that the embodiments disclosed this time are exemplary in all respects and are not considered to be restrictive. The scope of the present invention is shown by the scope of claims rather than the description of the above-described embodiment, and further includes all modifications (modifications) within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.
たとえば、上記第１および第２実施形態では、アダプタの第２面に沿って手術器具をシャフトの延びる方向にスライド移動させることにより、着脱する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、アダプタの第２面に沿って手術器具をシャフトの延びる方向と交差する方向にスライド移動させることにより、着脱させてもよい。 For example, in the first and second embodiments described above, an example of a configuration in which a surgical instrument is slid and moved in a direction in which a shaft extends along a second surface of an adapter is shown, but the present invention is limited to this. I can't. In the present invention, the surgical instrument may be attached / detached by sliding the surgical instrument along the second surface of the adapter in a direction intersecting the extending direction of the shaft.
また、上記第１実施形態では、平面視においてアダプタが略円形状を有する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、アダプタの平面視における形状は略円形状でなくてもよい。たとえば、アダプタは、平面視において矩形形状を有していてもよい。 Further, in the first embodiment, an example of the configuration in which the adapter has a substantially circular shape in a plan view is shown, but the present invention is not limited to this. In the present invention, the shape of the adapter in a plan view does not have to be a substantially circular shape. For example, the adapter may have a rectangular shape in plan view.
また、上記第１および第２実施形態では、アダプタに４つの駆動伝達部材が設けられている構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、アダプタに４つ以外の複数の駆動伝達部材が設けられていてもよい。 Further, in the first and second embodiments, the example of the configuration in which the adapter is provided with four drive transmission members is shown, but the present invention is not limited to this. In the present invention, the adapter may be provided with a plurality of drive transmission members other than the four.
また、上記第１および第２実施形態では、アダプタとドレープとが別体に設けられている構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、アダプタとドレープとが一体的に設けられている構成でもよい。 Further, in the first and second embodiments, the example of the configuration in which the adapter and the drape are separately provided is shown, but the present invention is not limited to this. In the present invention, the adapter and the drape may be integrally provided.
２１ａ：ロボットアーム、４０：手術器具、４０ａ：取付面、４２：シャフト、４４：回転部材、４５：案内溝、４５ａ：第１の案内溝、４５ｂ：第２の案内溝、４７：先行案内溝、４８：第２電極アレイ、４９：突出部、６０：アダプタ、６０ａ：第１面、６０ｂ：第２面、６１：基体、６２：駆動伝達部材、６２ａ：第１駆動伝達部材、６２ｂ：第２駆動伝達部材、６３：ガイドレール、６３ａ：第１のガイドレール、６３ｂ：第２のガイドレール、６４：先行ガイドレール、６５：第１電極アレイ、６９：先行ガイド部、７０：ドレープ、１００：ロボット手術システム、４４１：第１突起部、４４２：第２突起部、４４３：第３突起部、４５１：係合溝、４６２：係合穴、４８２：突出部、６１１：取付係合部、６２１：第１部材、６２２：第２部材、６２３：付勢部材、６２４：係合部、６２４ａ：第１係合部、６２４ｂ：第２係合部、６２５：第１凹部、６２６：第２凹部、６３１：レール部、６３２：張出部、６３３：爪部、６５２：溝、６９１：接続部 21a: Robot arm, 40: Surgical instrument, 40a: Mounting surface, 42: Shaft, 44: Rotating member, 45: Guide groove, 45a: First guide groove, 45b: Second guide groove, 47: Leading guide groove , 48: 2nd electrode array, 49: protrusion, 60: adapter, 60a: 1st surface, 60b: 2nd surface, 61: substrate, 62: drive transmission member, 62a: 1st drive transmission member, 62b: first 2 drive transmission member, 63: guide rail, 63a: first guide rail, 63b: second guide rail, 64: leading guide rail, 65: first electrode array, 69: leading guide section, 70: drape, 100 : Robotic surgery system, 441: 1st protrusion, 442: 2nd protrusion, 443: 3rd protrusion, 451: engagement groove, 462: engagement hole, 482: protrusion, 611: mounting engagement part, 621: 1st member, 622: 2nd member, 623: urging member, 624: engaging part, 624a: 1st engaging part, 624b: 2nd engaging part, 625: 1st recess, 626: 2nd Recessed part, 631: Rail part, 632: Overhanging part, 633: Claw part, 652: Groove, 691: Connection part
Claims (12)
前記ロボットアームに取り付けるための第１面と、前記手術器具の取付面が装着される第２面と、を含む基体と、
前記基体に回転可能に設けられた複数の駆動伝達部材と、を備え、
前記基体の前記第２面は、前記取付面に設けられた第１スライド係合部に対応する第２スライド係合部を有し、
前記第２面の前記第２スライド係合部は、前記取付面の前記第１スライド係合部に係合して、前記手術器具をスライドさせて前記複数の駆動伝達部材の各々と、前記取付面に設けられた複数の回転部材の各々とが対応するように前記手術器具を案内するように構成されており、
前記複数の駆動伝達部材は、それぞれ、前記取付面に設けられた対応する回転部材に係合する係合部を含み、
前記係合部は、前記複数の駆動伝達部材のうち前記手術器具のスライド挿入方向の上流側に位置する第１駆動伝達部材に設けられた第１係合部と、前記複数の駆動伝達部材のうち前記手術器具のスライド挿入方向の下流側に位置する第２駆動伝達部材に設けられた第２係合部と、を有し、
前記第１駆動伝達部材および前記第２駆動伝達部材は、前記手術器具のスライド挿入方向に沿って並んで配置されており、
前記第１駆動伝達部材の前記第１係合部は、前記手術器具をスライドさせて前記アダプタに取り付ける場合に、前記第２駆動伝達部材の前記第２係合部に係合する前記回転部材が係合しない形状を有している、アダプタ。 An adapter for detachably connecting surgical instruments to the robot arm of a robotic surgery system.
A substrate including a first surface for mounting on the robot arm and a second surface on which the mounting surface for the surgical instrument is mounted.
A plurality of drive transmission members rotatably provided on the substrate are provided.
The second surface of the substrate has a second slide engaging portion corresponding to the first slide engaging portion provided on the mounting surface.
The second slide engaging portion of the second surface engages with the first slide engaging portion of the mounting surface and slides the surgical instrument with each of the plurality of drive transmission members and the mounting. The surgical instrument is configured to guide the surgical instrument so as to correspond to each of the plurality of rotating members provided on the surface.
Each of the plurality of drive transmission members includes an engaging portion that engages with a corresponding rotating member provided on the mounting surface.
The engaging portion includes a first engaging portion provided on the first drive transmission member located upstream of the surgical instrument in the slide insertion direction among the plurality of drive transmission members, and the plurality of drive transmission members. Among them, it has a second engaging portion provided on the second drive transmission member located on the downstream side in the slide insertion direction of the surgical instrument .
The first drive transmission member and the second drive transmission member are arranged side by side along the slide insertion direction of the surgical instrument.
The first engaging portion of the first drive transmission member has the rotating member that engages with the second engaging portion of the second drive transmission member when the surgical instrument is slid and attached to the adapter. An adapter that has a shape that does not engage.
前記第２スライド係合部は、前記第１スライド係合部の前記案内溝に挿入されるガイドレールである、請求項１～３のいずれか１項に記載のアダプタ。 The first slide engaging portion has a guide groove and has a guide groove.
The adapter according to any one of claims 1 to 3, wherein the second slide engaging portion is a guide rail inserted into the guide groove of the first slide engaging portion.
前記第２面の前記第２スライド係合部は、前記第２部材の前記第１部材に対する移動方向と交差する方向に、前記手術器具の前記第１スライド係合部を案内するように構成されている、請求項１～４のいずれか１項に記載のアダプタ。 The drive transmission member includes a first member and a second member movably provided with respect to the first member via an urging member.
The second slide engaging portion of the second surface is configured to guide the first slide engaging portion of the surgical instrument in a direction intersecting the moving direction of the second member with respect to the first member. The adapter according to any one of claims 1 to 4.
前記第２駆動伝達部材の前記第２面側には、前記第２係合部として、前記第１凹部および前記第２凹部がつながった形状の１つの凹部が形成されており、
前記取付面に設けられた複数の前記回転部材のうち前記第１駆動伝達部材に係合する第１回転部材は、前記第１凹部および前記第２凹部に挿入される第１突起部および第２突起部を有しており、
前記取付面に設けられた複数の前記回転部材のうち前記第２駆動伝達部材に係合する第２回転部材は、前記１つの凹部に挿入される前記第１突起部と、前記第２突起部と、前記第１突起部および前記第２突起部の間に配置された第３突起部と、を有している、請求項１～８のいずれか１項に記載のアダプタ。 A first recess and a second recess are independently formed as the first engaging portion on the second surface side of the first drive transmission member.
On the second surface side of the second drive transmission member, one recess having a shape in which the first recess and the second recess are connected is formed as the second engaging portion.
Of the plurality of rotating members provided on the mounting surface, the first rotating member that engages with the first drive transmission member is the first recess and the first protrusion and the second that are inserted into the second recess. It has a protrusion and
Of the plurality of rotating members provided on the mounting surface, the second rotating member that engages with the second drive transmission member includes the first protrusion inserted into the one recess and the second protrusion. The adapter according to any one of claims 1 to 8, further comprising a first protrusion and a third protrusion arranged between the first protrusions.
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