医療用処置具およびこれを備えるマニピュレータ
【課題】医療用処置具およびこれを備えるマニピュレータにおいて、操作中に処置部を見ながら、処置部の開閉量や力のかかり具合を容易に把握することができるようにする。
【解決手段】少なくとも一方がカバー部材３２に対して回動可能に支持された一対の処置具片を有する処置部１０と、カバー部材３２に対して自身の軸線方向に進退することにより一対の処置具片を回動させて開閉させる操作部材と、回動可能な処置具片に第一の端部が連結され、第二の端部が操作部材に連結されたリンク部材と、第二の端部において、リンク部材と操作部材とを連結する接続回動軸１９Ａと、操作部材の進退方向における接続回動軸１９Ａの移動と連動して移動し、カバー部材に対する移動量がカバー部材の外側から視認できるように設けられた移動表示部１９Ｃと、カバー部材３２に設けられ、カバー部材３２に対する移動表示部１９Ｃの相対移動量を参照する目盛線３４と、を備える。
【解決手段】少なくとも一方がカバー部材３２に対して回動可能に支持された一対の処置具片を有する処置部１０と、カバー部材３２に対して自身の軸線方向に進退することにより一対の処置具片を回動させて開閉させる操作部材と、回動可能な処置具片に第一の端部が連結され、第二の端部が操作部材に連結されたリンク部材と、第二の端部において、リンク部材と操作部材とを連結する接続回動軸１９Ａと、操作部材の進退方向における接続回動軸１９Ａの移動と連動して移動し、カバー部材に対する移動量がカバー部材の外側から視認できるように設けられた移動表示部１９Ｃと、カバー部材３２に設けられ、カバー部材３２に対する移動表示部１９Ｃの相対移動量を参照する目盛線３４と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療用処置具およびこれを備えるマニピュレータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、医療の分野において、生体組織や手術器具等を把持したり、押圧したりして手技を行なう医療用処置具が使用されている。これらの医療用処置具は、例えばマスタースレーブ方式の医療用マニピュレータシステムを構成するマニピュレータに取り付けられたり、内視鏡の鉗子用チャンネルに挿通されたりして、患者等の体腔内に導入され、各種の手技に使用される。
このような医療用処置具では、先端の処置部に対して、例えばワイヤやロッド等の操作部材に連結されたリンクを介して操作力を伝達し、例えば、処置部の開閉等の操作がなされる場合が多い。この場合、操作者は、処置部の開閉量等の動作量や、被処置体の変形や被処置体に対する把持部のめりこみ方などを目視観察することで処置部からの被処置体に対する力のかかり具合を把握し、操作力を加減して操作を行っていく。
しかしながら、被処置体が小さく、処置部の動作量や被処置体の変形量が小さい場合、被処置体に対する力のかかり具合を把握しにくくなっていた。例えば、処置部が把持部であって、被処置体が手術用針や手術用糸などの小さなものを把持するような場合、把持部を目視しても把持力のかかり具合が把握しにかった。
このため、従来の医療用処置具では、操作者の手元側に、処置部からの力のかかり具合に対応して移動する操作部材等の部材の移動量を視認するための目盛等を設けることが知られている。
このような従来の医療用処置具として、例えば、特許文献１には、医療用処置具の一つとして、対向ジョー部材をリンクで開閉することで血管を把持し、血管に閉鎖圧力を与えてシールする血管のシール機であって、ユーザー（操作者）が操作を行うハンドルに、目盛や視覚目印を備えたウィンドウを設け、把持力に対応するコイルバネの圧縮量を観察できるようにしたものが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４３５０３７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のような従来の医療用処置具には以下のような問題があった。
特許文献１に記載の技術では、操作者が閉鎖圧力（把持力）を把握するには、手元のハンドルに設けられたウィンドウを覗く必要があるため、被把持体が見えている視野領域、例えば内視鏡の表示画面、から手元位置のハンドルに視線を移動させなければならない。このため、操作者は、内視鏡の表示画面とハンドルとを交互に見て操作を行わなければならず、円滑に操作を行うことができないという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、操作中に処置部を見ながら、処置部の開閉量や力のかかり具合を容易に把握することができる医療用処置具およびこれを備えるマニピュレータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明の医療用処置具は、少なくとも一方が基体に対して回動可能に支持された一対の処置具片を有する処置部と、前記基体に対して自身の軸線方向に進退することにより前記一対の処置具片を回動させて開閉させる操作部材と、回動可能な前記処置具片に第一の端部が連結され、第二の端部が前記操作部材に連結されたリンク部材と、前記第二の端部において、前記リンク部材と前記操作部材とを連結する連結部材と、前記操作部材の進退方向における前記連結部材の移動と連動して移動し、前記基体に対する移動量が該基体の外側から視認できるように設けられた移動表示部と、前記基体に設けられ、前記基体に対する前記移動表示部の相対移動量を参照する参照指標部と、を備える構成とする。
【０００７】
また、本発明の医療用処置具では、前記移動表示部は、前記基体に設けられた貫通孔部内に移動可能に挿通された前記連結部材に設けられ、前記参照指標部は、前記貫通孔部の周囲または前記貫通孔部上に設けられた参照スケールであることが好ましい。
【０００８】
また、本発明の医療用処置具では、前記参照指標部は、前記基体の表面の一部を覆う遮蔽部を有し、前記移動表示部は、前記連結部材の移動に連動して、前記遮蔽部の内部から外部に進退する表示部材を有し、前記遮蔽部からの前記表示部材の進退量によって、前記移動表示部の移動量を表示できるようにしたことが好ましい。
【０００９】
また、本発明の医療用処置具では、前記参照指標部は、前記一対の処置具片が閉じられた状態が開始される前記移動表示部の位置を参照する閉状態開始位置参照指標と、前記一対の処置具片が閉じられた状態で、前記一対の処置具片間の閉じ力の増大に対応する前記移動表示部の位置変化を参照する閉じ力参照指標と、を備えることが好ましい。
【００１０】
また、本発明の医療用処置具では、前記第二の端部の進退軸は、前記操作部材の軸線と平行であり、前記第二の端部の進退軸と第一の端部との距離は、前記リンク部材の長さより短く、前記第二の端部と前記一対の処置具片の回動中心とを結んだ線分を前記進退軸に射影した長さは、前記第一の端部と前記回動中心を結んだ線分を前記進退軸に射影した長さよりも短いことが好ましい。
【００１１】
本発明のマニピュレータは、本発明の医療用処置具を備える構成とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の医療用処置具およびこれを備えるマニピュレータによれば、処置部に移動表示部と参照指標部とが設けられているため、操作中に処置部を見ながら、処置部の開閉量や力のかかり具合を容易に把握することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の医療用処置具が適用される医療用マニピュレータシステムの構成の一例を示す模式図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の医療用処置具の先端側を示す模式的な正面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の医療用処置具の先端側の内部を示す模式的な断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態の医療用処置具の処置部が開いた状態を示す模式的な断面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態の医療用処置具の処置部が開いた状態、および処置部が閉じて把持力を増大させた状態を示す模式的な正面図である。
【図６】トグル機構における把持力増大の作用について説明するための模式図である。
【図７】本発明の第１の実施形態の第１変形例の医療用処置具の処置部が閉じた状態、および開いた状態を示す模式的な正面図である。
【図８】本発明の第１の実施形態の第２変形例の医療用処置具の処置部が開いた状態、および閉じた状態を示す模式的な正面図である。
【図９】本発明の第１の実施形態の第３変形例の医療用処置具の処置部を示す模式的な正面図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態の第４変形例の医療用処置具の処置部を示す模式的な正面図、およびそのＡ視の側面図である。
【図１１】本発明の第１の実施形態の第５変形例の医療用処置具の処置部を示す模式的な正面図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態の医療用処置具の処置部が開いた状態、閉じた状態、および閉じて把持力を増大させた状態を示す模式的な部分断面図である。
【図１３】本発明の第３の実施形態の医療用処置具の処置部の模式的な正面図、および模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下では、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。すべての図面において、実施形態が異なる場合であっても、同一または相当する部材には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。
【００１５】
［第１の実施形態］
以下、本発明の第１の実施形態について説明するが、その前に本実施形態の医療用処置具（以下、単に「処置具」と称する。）およびマニピュレータが適用される医療用マニピュレータシステムの一例について説明する。
図１は、本発明の医療用処置具が適用される医療用マニピュレータシステムの構成の一例を示す模式図である。
【００１６】
図１には、マスタースレーブ方式の医療用マニピュレータシステムの一例を示している。マスタースレーブ方式の医療用マニピュレータシステムとは、マスターアームとスレーブアームとからなる２種のアームを有し、マスターアームの動作に追従させるようにしてスレーブアームを遠隔制御するシステムである。このスレーブアームとして本発明のマニピュレータを適用することができる。
【００１７】
図１に示す医療用マニピュレータシステムは、手術台１００と、スレーブアーム２００ａ、２００ｂ、２００ｃ、２００ｄ（マニピュレータ）と、スレーブ制御回路４００と、マスターアーム５００ａ、５００ｂと、操作部６００と、入力処理回路７００と、画像処理回路８００と、操作者用ディスプレイ９００ａと、助手用ディスプレイ９００ｂと、を有している。
以下、記載を簡潔にするため、アルファベット順の符号「Ｘａ、Ｘｂ、…、Ｘｚ」を、「Ｘａ〜Ｘｚ」のように表す場合がある。例えば、「スレーブアーム２００ａ、２００ｂ、２００ｃ、２００ｄ」を「スレーブアーム２００ａ〜２００ｄ」と表す場合がある。
【００１８】
手術台１００は、観察・処置の対象となる患者Ｐが載置される台である。手術台１００の近傍には、複数のスレーブアーム２００ａ〜２００ｄが設置されている。なお、スレーブアーム２００ａ〜２００ｄを手術台１００に設置するようにしてもよい。
【００１９】
各スレーブアーム２００ａ〜２００ｄは、それぞれ複数の多自由度関節を有して構成されており、各多自由度関節を湾曲させることによって、手術台１００に載置された患者Ｐに対してスレーブアーム２００ａ〜２００ｄの先端側（患者Ｐの体腔に向かう側とする）に装着される処置具等を位置決めする。各多自由度関節は、図示しない動力部によって個別に駆動される。動力部としては、例えばインクリメンタルエンコーダや減速器等を備えたサーボ機構を有するモータ（サーボモータ）が用いることができ、その動作制御は、スレーブ制御回路４００によって行われる。
スレーブアーム２００ａ〜２００ｄは、装着された処置具２４０ａ〜２４０ｄを駆動するための複数の動力部も有している（不図示）。この動力部も、例えばサーボモータを用いることができ、その動作制御はスレーブ制御回路４００によって行われる。
【００２０】
スレーブアーム２００ａ〜２００ｄの動力部が駆動された場合には、動力部の駆動量が位置検出器によって検出される。位置検出器からの検出信号はスレーブ制御回路４００に入力され、この検出信号により、スレーブアーム２００ａ〜２００ｄの駆動量がスレーブ制御回路４００において検出される。
【００２１】
手術用動力伝達アダプタ（以下、単に「アダプタ」と称する。）２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃ、２２０ｄは、スレーブアーム２００ａ〜２００ｄと処置具２４０ａ〜２４０ｄとの間に介在されてスレーブアーム２００ａ〜２００ｄと処置具２４０ａ〜２４０ｄとをそれぞれ接続する。アダプタ２２０ａ〜２２０ｄは、それぞれが直動機構を有し、対応するスレーブアームの動力部において発生した動力を、直動運動によって対応する処置具に伝達するように構成されている。
【００２２】
スレーブ制御回路４００は、例えばＣＰＵやメモリ等を有して構成されている。スレーブ制御回路４００は、スレーブアーム２００ａ〜２００ｄの制御を行うための所定のプログラムを記憶しており、入力処理回路７００からの制御信号に従って、スレーブアーム２００ａ〜２００ｄ又は処置具２４０ａ〜２４０ｄの動作を制御する。すなわち、スレーブ制御回路４００は、入力処理回路７００からの制御信号に基づいて、操作者Ｏｐによって操作されたマスターアームの操作対象のスレーブアーム（または処置具）を特定し、特定したスレーブアーム等に操作者Ｏｐのマスターアームの操作量に対応した動きをさせるために必要な駆動量を演算する。
【００２３】
そして、スレーブ制御回路４００は、算出した駆動量に応じてマスターアームの操作対象のスレーブアーム等の動作を制御する。この際、スレーブ制御回路４００は、対応したスレーブアームに駆動信号を入力するとともに、対応したスレーブアームの動作に応じて動力部の位置検出器から入力されてくる検出信号に応じて、操作対象のスレーブアームの駆動量が目標の駆動量となるように駆動信号の大きさや極性を制御する。
【００２４】
マスターアーム５００ａ、５００ｂは複数のリンク機構で構成されている。リンク機構を構成する各リンクには例えばインクリメンタルエンコーダ等の位置検出器が設けられている。この位置検出器によって各リンクの動作を検知することで、マスターアーム５００ａ、５００ｂの操作量が入力処理回路７００において検出される。
【００２５】
図１の医療用マニピュレータシステムは、２本のマスターアーム５００ａ、５００ｂを用いて４本のスレーブアームを操作するものであり、マスターアームの操作対象のスレーブアームを適宜切り替える必要が生じる。このような切り替えは、例えば操作者Ｏｐの操作部６００の操作によって行われる。勿論、マスターアームの本数とスレーブアームの本数とを同数とすることで操作対象を１対１の対応とすれば、このような切り替えは不要である。
【００２６】
操作部６００は、マスターアーム５００ａ、５００ｂの操作対象のスレーブアームを切り替えるための切替ボタンや、マスターとスレーブの動作比率を変更するスケーリング変更スイッチ、システムを緊急停止させたりするためのフットスイッチ等の各種の操作部材を有している。操作者Ｏｐによって操作部６００を構成する何れかの操作部材が操作された場合には、対応する操作部材の操作に応じた操作信号が操作部６００から入力処理回路７００に入力される。
【００２７】
入力処理回路７００は、マスターアーム５００ａ、５００ｂからの操作信号及び操作部６００からの操作信号を解析し、操作信号の解析結果に従って本医療用マニピュレータシステムを制御するための制御信号を生成してスレーブ制御回路４００に入力する。
【００２８】
画像処理回路８００は、スレーブ制御回路４００から入力された画像信号を表示させるための各種の画像処理を施して、操作者用ディスプレイ９００ａ、助手用ディスプレイ９００ｂにおける表示用の画像データを生成する。操作者用ディスプレイ９００ａ及び助手用ディスプレイ９００ｂは、例えば液晶ディスプレイで構成され、観察器具を介して取得された画像信号に従って画像処理回路８００において生成された画像データに基づく画像を表示する。
【００２９】
以上のように構成された医療用マニピュレータシステムでは、操作者Ｏｐがマスターアーム５００ａ、５００ｂを操作すると、対応するスレーブアームおよび当該スレーブアームに取り付けられた処置具がマスターアーム５００ａ、５００ｂの動きに対応して動作する。これにより、患者Ｐに対して所望の手技を行うことができる。
【００３０】
次に、本実施形態の医療用処置具について説明する。
図２は、本発明の第１の実施形態の医療用処置具の先端側を示す模式的な正面図である。図３は、本発明の第１の実施形態の医療用処置具の先端側の内部を示す模式的な断面図である。図４は、本発明の第１の実施形態の医療用処置具の処置部が開いた状態を示す模式的な断面図である。
【００３１】
処置具１（医療用処置具）は、上述の処置具２４０ａ〜２４０ｄとしてスレーブアーム２００ａ〜２００ｄに装着することができるものであり、図２および図３に示すように、各種処置を行なうための処置部１０と、処置部１０を操作するための操作部材２０と、操作部材２０が挿通されたシース部３０とを備えている。
【００３２】
処置部１０は、図３に示すように、第１鉗子片１１および第２鉗子片１２からなる一対の鉗子片（処置具片）を備えている。第１鉗子片１１および第２鉗子片１２は、鉗子回動軸１３で互いに回動可能に連結されており、鉗子回動軸１３よりも先端側の領域が、開閉して体内組織や手術器具等の対象物を把持する把持部１４となっている。
【００３３】
第１鉗子片１１の基端側（把持部１４と反対側）には、リンク部材１５の先端部１５Ａ（第一の端部）が、リンク回動軸１６を介して第１鉗子片１１に対し回動可能に連結されている。同様に、第２鉗子片１２の基端側には、リンク部材１７の先端部１７Ａ（第一の端部）が、リンク回動軸１８を介して第２鉗子片１２に対し回動可能に連結されている。
リンク回動軸１６、１８の中心軸線は、いずれも鉗子回動軸１３の中心軸線と平行である。また、各リンク部材１５、１７の各先端部１５Ａ、１７Ａは、鉗子回動軸１３より操作部材２０側で連結されている。
本明細書では、リンク部材の端部である先端部１５Ａ、１７Ａの位置という場合、特に断らない限りは、先端部１５Ａ、１７Ａの回動中心の位置であるリンク回動軸１６、１８の回動中心の位置を表すものとする。
また、以下に説明する他のリンク部材の端部の位置についても、同様に、端部に連結された回動軸の回動中心の位置を表すものとする。
【００３４】
リンク部材１５および１７の基端部１５Ｂ、１７Ｂ（第二の端部）は、接続回動軸１９Ａを介して接続部材１９（連結部材）に回動可能に接続されている。接続回動軸１９Ａの中心軸線は、鉗子回動軸１３、およびリンク回動軸１６、１８の各中心軸線と平行であり、各リンク部材１５、１７は、接続部材１９に対して相対回動可能である。
【００３５】
接続部材１９は、金属等で形成され、先端側に基端部１５Ｂ、１７Ｂを回動支持する接続回動軸１９Ａを有する。接続部材１９の基端側は略円筒状に形成された操作部材接続部１９Ｂとなっており、操作部材接続部１９Ｂ内に操作部材２０の先端部が挿入されて溶接や接着、あるいはかしめ等により一体に接続されている。
【００３６】
操作部材２０は、長尺の部材であり、図示略の基端部における進退操作を先端部に伝達できる程度の剛性を有する。操作部材２０は、先端部が接続部材１９の操作部材接続部１９Ｂに挿入されることにより、処置部１０基端側の接続部材１９と一体に接続されている。
【００３７】
シース部３０は、筒状に形成されたシース３１を備えており、シース３１内に操作部材２０が進退可能に挿通されている。本実施形態では、シース３１として可撓性を有する公知のコイルシースが用いられている。
シース３１の先端部には、金属等で形成されたカバー部材３２（基体）が取り付けられている。カバー部材３２には、鉗子回動軸１３が固定されている。すなわち、第１鉗子片１１および第２鉗子片１２は、カバー部材３２に対して回動可能に支持されており、鉗子回動軸１３は、シース部３０に対して移動しないように固定されている。
【００３８】
また、カバー部材３２には、操作部材２０の軸線Ｘ１に沿う方向に延びる長穴３３（貫通孔）が形成されている。長穴３３には、接続回動軸１９Ａが、がたつくことなく挿通されており、操作部材２０を軸線Ｘ１方向に進退させると、操作部材２０の動きに連動して長穴３３の長手方向に沿う方向に接続回動軸１９Ａが滑らかに移動できるようになっている。これにより、接続回動軸１９Ａと連結された各リンク部材の基端部１５Ｂ、１７Ｂも長穴３３に沿って移動する。
以下、操作部材２０の進退時における接続回動軸１９Ａの中心軸線上の点の移動軌跡が形成する直線を「基端部の進退軸」と称する。すなわち、本実施形態では、長穴３３の長手方向に沿う対称軸と、基端部１５Ｂ、１７Ｂの進退軸とは、互いに平行になっている。
長穴３３は、カバー部材３２の片側のみに設けられていてもよいが、本実施形態では、図３の奥行き方向に貫通する位置関係に２箇所に設けられている。このため、接続回動軸１９Ａは、これら２箇所の長穴３３に挿通されている。
【００３９】
各長穴３３の周囲には、各長穴３３よりも一回り大きな長穴状とされ、カバー部材３２の外面から内側に陥没した段穴部３３ａが形成されている。
各段穴部３３ａは、接続回動軸１９Ａの両端部に接続回動軸１９Ａと同軸に形成された円板状の移動表示部１９Ｃを収容できる大きさに設けられている。本実施形態では、一例として、移動表示部１９Ｃの外径よりもわずかに大きな幅で、移動表示部１９Ｃの厚さと略同じ深さを有している。
なお、移動表示部１９Ｃは、接続回動軸１９Ａと別部材で製作して接続回動軸１９Ａに固定してもよい。固定方法は、特に限定されず、例えば、螺設、ねじ締結、溶接、かしめ等を適宜採用することができる。
【００４０】
また、移動表示部１９Ｃにおいて、カバー部材３２の外側から見える側の表面には、接続回動軸１９Ａの移動方向と直交する方向に延びる直線状の表示マーク１９ａが形成されている。
表示マーク１９ａの形成方法は、適宜の形成方法を採用することができ、例えば、印刷、刻印、レーザ加工、エッチング、象嵌などの例を挙げることができる。
また、表示マーク１９ａは、移動表示部１９Ｃに直線状の凹溝部や突起部を設けることで形成してもよい。また、表示マーク１９ａは、後述する目盛線３４との対応が容易に視認できる形状であれば直線には限定されず、矢印マーク、三角マーク、十字マークなどを適宜の図形を採用することができる。また、移動表示部１９Ｃの外形自体が表示マーク１９ａを兼ねる構成としてもよい。
また、表示マーク１９ａとしては、例えば移動表示部１９Ｃを接続回動軸１９Ａにねじ固定する場合など、ねじ頭に形成されたマイナス穴や十字穴などの形状が見えるようにして、これらの図形が表示マーク１９ａを兼ねるようにしてもよい。
また、移動表示部１９Ｃの外形に突起部、切欠き部、鋭角部を設けることで、移動表示部１９Ｃの外形自体が位置を指し示すことができる構成を採用してもよい。
【００４１】
各段穴部３３ａの周囲におけるカバー部材３２上には、図２に示すように、目盛線３４（参照指標部）が形成されている。
目盛線３４は、カバー部材３２に対する移動表示部１９Ｃの相対移動量を参照するため参照スケールである。
目盛線３４は、本実施形態では、一例として、段穴部３３ａの長手方向に直交する方向に延ばされ、長手方向に等ピッチで形成された平行線群が、段穴部３３ａの短手方向に対向する位置に対をなして設けられている。
また、それぞれの目盛線３４は、一例として、最大開き位置目盛３４ａ、基準閉じ位置目盛３４ｂ（閉状態開始位置参照指標）、開き位置補助目盛３４ｃ、および把持力参照補助目盛３４ｄ（閉じ力参照指標）から構成されている。
【００４２】
最大開き位置目盛３４ａは、接続回動軸１９Ａが長穴３３内で最も先端側（把持部１４側）に移動した際の表示マーク１９ａの位置を示す目盛である。
基準閉じ位置目盛３４ｂは、把持部１４がちょうど閉じられた際の表示マーク１９ａの位置に対応する目盛であり、本実施形態では、最大開き位置目盛３４ａと平行で同じ長さを有する線分からなる。
開き位置補助目盛３４ｃは、最大開き位置目盛３４ａおよび基準閉じ位置目盛３４ｂの間の位置を参照できるように、最大開き位置目盛３４ａおよび基準閉じ位置目盛３４ｂを等分した補助目盛である。本実施形態では、最大開き位置目盛３４ａおよび基準閉じ位置目盛３４ｂを等分し、最大開き位置目盛３４ａおよび基準閉じ位置目盛３４ｂよりも短い互いに平行の線分からなる。
把持力参照補助目盛３４ｄは、表示マーク１９ａが、基準閉じ位置目盛３４ｂよりも基端側に移動した際の表示マーク１９ａの位置を参照するもので、開き位置補助目盛３４ｃと同様、基準閉じ位置目盛３４ｂよりも短い平行な線分からなる。本実施形態では、一例として、接続回動軸１９Ａが長穴３３内で最も基端側（把持部１４と反対側）に移動した際の位置を表示する線分から構成されている。
目盛線３４の形成方法は、表示マーク１９ａと同様の形成方法を採用することができる。
【００４３】
上記のように構成された処置具１の使用時の動作について、上述のスレーブアーム２００ａ〜２００ｄの一つに取り付けた場合を例にとり説明する。
図５（ａ）は、本発明の第１の実施形態の医療用処置具の処置部が開いた状態を示す模式的な正面図である。図５（ｂ）は、本発明の第１の実施形態の医療用処置具の処置部が閉じて把持力を増大させた状態を示す模式的な正面図である。図６は、トグル機構における把持力増大の作用について説明するための模式図である。
【００４４】
まず操作者Ｏｐは、所望のスレーブアームに処置具１を装着し、操作部材２０の基端部を当該スレーブアームのアダプタに接続する。
操作者Ｏｐは、操作者用ディスプレイ９００ａに表示される画像を見て、処置具１の処置部１０と、処置部１０の把持部１４が把持すべき対象との位置関係を把握し、処置具１が接続されたスレーブアームを操作するマスターアームを操作する。
操作者Ｏｐが対応するマスターアームに所定の操作を行うと、スレーブ制御回路４００ａを介して当該スレーブアームの動力部が駆動される。当該動力部で発生した動力は、アダプタを介して直動運動に変換され、当該直動運動により操作部材２０が軸線Ｘ１方向に進退される。
【００４５】
操作部材２０が前進されると、操作部材２０に接続された接続部材１９がシース部３０に対して前進するが、鉗子回動軸１３はカバー部材３２に固定されているので、シース部３０に対して前進しない。これにより、接続回動軸１９Ａが鉗子回動軸１３に接近し、リンク部材１５、１７が第１鉗子片１１、第２鉗子片１２、および接続部材１９に対して回動する。その結果、第１鉗子片１１および第２鉗子片１２が、鉗子回動軸１３を中心に回動して図４に示すように把持部１４が開く。
【００４６】
このとき、接続回動軸１９Ａの移動量に応じて、図５（ａ）に実線で示すように、段穴部３３ａ内で移動表示部１９Ｃが移動する。この様子は、操作対象および処置部１０を視野領域に収めている操作者用ディスプレイ９００ａに表示される。
このため、操作者Ｏｐは、操作者用ディスプレイ９００ａを見て、目盛線３４を参照することによって移動表示部１９Ｃの表示マーク１９ａの相対移動量や移動位置を把握することができる。
例えば、図５（ａ）では、表示マーク１９ａが、最大開き位置目盛３４ａに最も近い開き位置補助目盛３４ｃの位置に位置しているため、把持部１４の最大開き角度の約３／４だけ、把持部１４が開かれていることが容易に分かる。
これにより、操作者Ｏｐは、例えば、把持操作を続けるため把持部１４をさらに大きく開くべきかどうか、また、すでに把持している対象物をより確実に把持するために把持部１４の開き角を低減すべきかどうか、といった判断を行うことができる。
その際、操作者Ｏｐは、操作対象および把持部１４が表示されている操作者用ディスプレイ９００ａから目を離すことなく把持部１４の開き角を把握することができるため、微妙な操作であっても、操作対象を監視しつつ円滑に操作を続けることができる。
【００４７】
また、例えば、操作者Ｏｐが操作部材２０を後退させる操作を行うと、接続回動軸１９Ａが鉗子回動軸１３から離間し、上述したのと逆の動作で把持部１４が閉じる。したがって、操作部材２０をカバー部材３２に対して軸線Ｘ１方向に進退させることで、把持部１４を開閉し、対象組織を把持したり、曲針や縫合糸等の処置に必要な用具等を把持したりする等の所望の手技を行うことができる。
【００４８】
本実施形態では、図３に示すように、鉗子回動軸１３よりも先端側で第１鉗子片１１と第２鉗子片１２とが接触し、把持部１４が閉じられた状態において、接続回動軸１９Ａは、各リンク回動軸１６、１８よりも先端側に位置している。すなわち、各リンク部材１５、１７の基端部１５Ｂ、１７Ｂは、先端部１５Ａ、１７Ａよりも先端側に位置している。
また、各リンク部材１５、１７の基端部１５Ｂ、１７Ｂの進退軸とリンク回動軸１６との距離は，リンク部材１５の長さより短い。同様に、基端部の進退軸とリンク回動軸１８との距離は，リンク部材１７の長さより短い。
さらに、図６に示すように、一対の処置具片の回動中心（鉗子回動軸１３の中心軸線）とリンク部材の基端部の位置（接続回動軸１９Ａの回動中心の位置）とを結んだ線分を基端部の進退軸に射影した長さＬ１は、当該回動中心とリンク部材の先端部の位置（リンク回動軸１６の回動中心の位置）とを結ぶ線分を基端部の進退軸上に射影した長さＬ２よりも短くなるように設定されている。なお、図６の詳細については後述する。
【００４９】
このような構成により、接続部材１９と各リンク部材１５、１７、および第１鉗子片１１および第２鉗子片１２は、いわゆるトグル機構として機能する。したがって、把持部１４が閉じられた状態から、さらに操作部材２０に対して後退させる方向に操作入力を行うことで、各リンク部材１５、１７と、第１鉗子片１１および第２鉗子片１２とが弾性変形し、接続部材１９と連結された各リンク部材の基端部１５Ｂ、１７Ｂは、操作部材２０の軸線Ｘ１に沿って移動する。すなわち、基端部の進退軸は、軸線Ｘ１と平行（略平行を含む。）である。このとき、把持部１４が閉じた外見はほとんど変化しないが、把持部１４に生じる把持力が増大される。
【００５０】
上述した把持力増大の詳細について説明する。図６には、第１鉗子片１１、鉗子回動軸１３、リンク部材１５、リンク回動軸１６、接続回動軸１９Ａ、および操作部材２０を模式的に示している。図６に示すように、操作部材２０に操作入力Ｆｉを作用させて後退させると、接続回動軸１９Ａが後退して基端部の進退軸とリンク部材１５とが基端側でなす角度αが大きくなり、リンク回動軸１６を操作部材２０の軸線から離間させる方向に移動させる力Ｆｂが生じる。力Ｆｂは第１鉗子片１１および第２鉗子片１２を鉗子回動軸１３回りに回動させるように作用し、最終的に把持部において出力Ｆｏが発生する。
なお、図６に示すｌａおよびｌｂは、各鉗子片において、鉗子回動軸１３より基端側の領域の長さおよび鉗子回動軸１３より先端側の領域の長さを、角度βは、接続回動軸１９Ａの進退軸と、鉗子回動軸１３とリンク回動軸１６とを結ぶ直線とがなす角度を指す。また、第２鉗子片１２等は図示していないが、同様に出力Ｆｏが発生する。
【００５１】
第１鉗子片１１および第２鉗子片１２において把持部１４に発生する作用する出力Ｆｏの大きさは、下記式（１）で表される。ここで、α、βは、度（°）単位で表した角度である。
【００５２】
【数１】
【００５３】
したがって、角度αが９０度に近づくほど、出力Ｆｏは指数関数的に大きくなる。理論上は、出力Ｆｏを無限大にすることができるが、実際には、出力Ｆｏが所定の大きさ以上になると、各リンク部材１５、１７や第１鉗子片１１および第２鉗子片１２が塑性変形するため、これらの部材の降伏応力によって把持力の上限が規定される。
【００５４】
カバー部材３２に形成された長穴３３の、形状や操作部材２０の進退方向における寸法は、把持する対象物の形状と上記降伏応力を考慮して設定されている。そのため、対象物を把持した状態で、長穴３３の基端に接続回動軸１９Ａが接触するまで操作部材２０が後退されても各リンク部材１５、１７と第１鉗子片１１および第２鉗子片１２とは塑性変形を生じない。すなわち、長穴３３は、接続回動軸１９Ａに連結された各リンク部材の基端部を操作部材２０の軸線Ｘ１方向に沿って移動させるガイドとして機能するとともに、接続回動軸１９Ａと接触して操作部材２０の最大後退量を規制するストッパとしても機能する。
【００５５】
このような閉じ操作では、操作部材２０の後退量によって、把持力の大きさが顕著に変化するため、操作部材２０の後退量を正確に把握することが重要である。
また、閉じ操作では、把持部１４に把持対象が把持されているため、例えば、手術用針や術具等の変形しにくい把持対象の場合、閉じ操作を行っても把持部１４の閉じ量がほとんど変化しない。このため、把持部１４の開き角を観察しているのみでは、把持対象への力のかかり具合を把握しにくい。
これに対して本実施形態では、操作者Ｏｐは操作者用ディスプレイ９００ａを見ながら、操作中に目盛線３４を参照して表示マーク１９ａの移動量を把握できるため、閉じ操作時における把持力の増大の程度を容易に把握することができる。
【００５６】
例えば、把持部１４がちょうど閉じた状態では、移動表示部１９Ｃの表示マーク１９ａは、図５（ｂ）に二点鎖線で示すように、基準閉じ位置目盛３４ｂの位置にあり、このとき、把持部１４の把持力は０になっている。
この状態から、操作者Ｏｐが操作部材２０を後退させると、把持部１４の把持力は急峻に増大し、図５（ｂ）に実線で示すように、移動表示部１９Ｃが最大限後退して、表示マーク１９ａが把持力参照補助目盛３４ｄに一致すると、把持力が最大となる。
【００５７】
このように、把持部１４が把持対象を把持していない場合には、基準閉じ位置目盛３４ｂの位置が把持力の基準となるが、把持対象を把持している場合には、把持を開始して、把持部１４の移動が止まった把持状態の表示マーク１９ａの位置が、把持力が０の基準位置となる。
例えば、手術用針のような高硬度の把持対象を把持したとき、表示マーク１９ａが基準閉じ位置目盛３４ｂから１目盛ずれた開き位置補助目盛３４ｃを指しているとすると、この開き位置補助目盛３４ｃから目盛線３４上で１目盛移動する間に、上記式（１）で示されるような把持力が増大していく。
したがって、把持対象に好適な把持力が、例えば１／２目盛であることが分かっている場合、操作者Ｏｐは、操作を行いながら表示マーク１９ａの位置を観察することで、好適な把持力が得られる位置まで操作部材２０を容易に後退させることができる。
【００５８】
以上説明したように、本実施形態の処置具１によれば、処置部１０の第１鉗子片１１、第２鉗子片１２、各リンク部材１５、１７、および接続部材１９でトグル機構が構成されるため、把持部１４が閉じた状態からさらに操作部材２０を後退させる操作入力を行うことで、比較的小さな操作入力であっても、把持部に生じる把持力を効率よく増大させることができる。
また、処置部１０に移動表示部１９Ｃと目盛線３４とが設けられているため、操作中に移動表示部１９Ｃと目盛線３４とを見ながら、処置部１０の把持部１４の開閉量や力のかかり具合を容易に把握することができる。
その際、移動表示部１９Ｃは、操作部材２０で操作してトグル機構を駆動する接続回動軸１９Ａに固定している。このため、把持部１４が閉じた状態または把持部１４の閉じ方向の移動が停止した状態からの移動表示部１９Ｃの移動量が、例えば、パンタグラフ機構を操作する操作部材の先端に移動表示部を設ける場合に比べて大きくなる。このため、移動表示部１９Ｃの移動量によって、把持力の変化をより細かく把握することができる。
【００５９】
また、操作入力Ｆｉが作用する接続回動軸１９Ａには、操作部材２０の軸線から離間させるように出力Ｆｏの反力が作用するが、本実施形態の各リンク部材１５、１７は、接続回動軸１９Ａの移動方向に対して略左右対称に配置されている。上記のような略対称な配置のため、接続回動軸１９Ａは、把持部１４の開閉方向においてリンク回動軸１６、１８のほぼ中間に位置し、各リンク回動軸に作用する出力Ｆｏの反力は、概ね正反対の方向に作用する結果、打ち消しあってほぼゼロとなる。
したがって、長穴３３に挿通された接続回動軸１９Ａが長穴３３の内面に強く押し付けられることはなく、大きな摩擦が発生することが抑制される。
【００６０】
［第１変形例］
次に、本実施形態の第１変形例について説明する。
図７（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１の実施形態の第１変形例の医療用処置具の処置部が閉じた状態、および開いた状態を示す模式的な正面図である。
【００６１】
本変形例の処置具１Ａ（医療用処置具）は、図７（ａ）に示すように、上記第１の実施形態の処置具１の処置部１０に代えて、処置部１０Ａを備え、上記第１の実施形態と同様に、図１に示す医療用マニピュレータシステムの処置具２４０ａ〜２４０ｄとしてスレーブアーム２００ａ〜２００ｄに装着して用いることができるものである。
以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００６２】
処置部１０Ａは、上記第１の実施形態の処置部１０の移動表示部１９Ｃ、目盛線３４に代えて、移動表示部３６（表示部材）、遮蔽部３５（参照指標部）を備える。
移動表示部３６は、移動表示部１９Ｃから表示マーク１９ａを削除したものである。ただし、移動表示部３６の厚さは、移動表示部３６の表面がカバー部材３２の外側に出ない寸法となっている。
遮蔽部３５は、カバー部材３２の表面において、各段穴部３３ａおよび長穴３３の基端側（把持部１４と反対側）の開口を覆うものであり、段穴部３３ａおよび長穴３３上の先端側に、移動表示部３６の移動方向に直交する直線状の遮蔽端３５ａが形成されている。
遮蔽部３５の材質は、移動表示部３６が透けて見えない程度に不透明な適宜材質からなる。本実施形態では、金属製の薄板をカバー部材３２上に接着または溶接している。
【００６３】
遮蔽端３５ａの位置は、把持部１４がちょうど閉じられた際の移動表示部３６（図７（ａ）、（ｂ）の二点鎖線参照）の最も先端側の外縁部に一致させる。
このため、図７（ｂ）に示すように、把持部１４が開いている間のみ、移動表示部３６の一部が遮蔽端３５ａから先端側に突出して見える。その際、遮蔽端３５ａからの移動表示部３６の突出量が、把持部１４の開き角の大きさを表すことになる。
また、把持部１４が閉じられている間は、移動表示部３６の全体が遮蔽部３５に覆われて隠される。
このため、移動表示部３６は、連結部材である接続部材１９の接続回動軸１９Ａの移動に連動して、遮蔽部３５の内部から外部に進退する表示部材を構成している。
【００６４】
このように、本変形例の処置部１０Ａによれば、操作者Ｏｐは、遮蔽部３５の遮蔽端３５ａからの移動表示部３６の突出量を見て、把持部１４の開き角を把握することができる。移動表示部３６の最大の突出量は、移動表示部３６が、先端側の段穴部３３ａに略接する状態である。このため、操作者Ｏｐは、段穴部３３ａおよび遮蔽部３５で形成された開口部に占める移動表示部３６の比率をアナログ的に観察することで、把持部１４の開き角や最大開き角までの余裕を把握することができる。
また、移動表示部３６が見えない場合には、把持部１４が閉じられていることを把握することができる。
また、本変形例では、把持部１４を閉じた状態から把持力が増大する様子は、移動表示部の動きが見えなくなるため、把握できないが、把持部１４が把持対象を把持してから把持力を増大させる場合には、遮蔽端３５ａからの突出量の減少を観察することで、把持力の増大を把握することができる。
このようにして、本変形例では、操作中に処置部１０Ａを見ながら、処置部１０Ａの把持部１４の開閉量や力のかかり具合を容易に把握することができる。
【００６５】
［第２変形例］
次に、本実施形態の第２変形例について説明する。
図８（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１の実施形態の第２変形例の医療用処置具の処置部が開いた状態、および閉じた状態を示す模式的な正面図である。
【００６６】
本変形例の処置具１Ｂ（医療用処置具）は、図８（ａ）に示すように、上記第１変形例の処置部１０Ａに代えて、処置部１０Ｂを備え、上記第１変形例と同様に、図１に示す医療用マニピュレータシステムの処置具２４０ａ〜２４０ｄとしてスレーブアーム２００ａ〜２００ｄに装着して用いることができるものである。
以下、上記第１変形例と異なる点を中心に説明する。
【００６７】
処置部１０Ｂは、上記第１変形例の処置部１０Ａの遮蔽部３５の配置位置を、各段穴部３３ａにおいて最も先端側に移動した移動表示部３６をちょうど覆って隠す先端側の位置に変えたものである。
すなわち、本変形例における遮蔽部３５は、把持部１４が最大限開かれた際の移動表示部３６（図８（ａ）の破線参照）の全体を覆っており、遮蔽端３５ａは、この位置の移動表示部３６の最も基端側の外縁部の位置に一致されている。
このため、図８（ｂ）に示すように、把持部１４が最大開き角よりも小さい角度で開かれている場合に、開き角に応じて、移動表示部３６の一部が遮蔽端３５ａから基端側に突出して見える。その際、遮蔽端３５ａからの移動表示部３６の突出量が、把持部１４の開き角の大きさを表すことになる。
また、本変形例では、把持部１４が閉じられてから、移動表示部３６が、段穴部３３ａの基端側まで移動するため、この移動量を遮蔽端３５ａからの突出量の変化として把握することも可能である。
【００６８】
このように、本変形例の処置部１０Ｂによれば、操作者Ｏｐは、遮蔽部３５の遮蔽端３５ａからの移動表示部３６の突出量を見て、把持部１４の把持力の増大を把握することができる。移動表示部３６の最大の突出量は、移動表示部３６が、先端側の段穴部３３ａに略接する状態である。このため、操作者Ｏｐは、段穴部３３ａおよび遮蔽部３５で形成された開口部に占める移動表示部３６の比率をアナログ的に観察することで、アナログ的に把持部１４の開き角や把持力の増大限度までの余裕を把握することができる。
また、移動表示部３６が見えない場合には、把持部１４の開き角が最大であることを把握することができる。
このようにして、本変形例では、操作中に処置部１０Ｂを見ながら、処置部１０Ｂの把持部１４の開閉量や力のかかり具合を容易に把握することができる。
尚、本変形例では、遮蔽部３５の配置位置を、各段穴部３３ａにおいて最も先端側に移動した移動表示部３６をちょうど覆って隠す位置としているが、把持部１４が把持を開始した位置（例えば針を把持した位置）に移動した移動表示部３６をちょうど覆って隠す位置とし、突出量によりどれくらい負荷がかかっているかわかるようにしても良い。
【００６９】
［第３変形例］
次に、本実施形態の第３変形例について説明する。
図９は、本発明の第１の実施形態の第３変形例の医療用処置具の処置部を示す模式的な正面図である。
【００７０】
本変形例の処置具１Ｃ（医療用処置具）は、図９に示すように、上記第１の実施形態の処置具１の処置部１０に代えて、処置部１０Ｃを備え、上記第１の実施形態と同様に、図１に示す医療用マニピュレータシステムの処置具２４０ａ〜２４０ｄとしてスレーブアーム２００ａ〜２００ｄに装着して用いることができるものである。
以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００７１】
処置部１０Ｃは、上記第１の実施形態の処置部１０の目盛線３４に代えて、スケールマーク３７（参照指標部、参照スケール）を備える。
スケールマーク３７は、カバー部材３２に対する移動表示部１９Ｃの相対移動量を参照するため参照スケールである。
スケールマーク３７は、カバー部材３２の表面において、段穴部３３ａの短手方向に対向する位置に対をなして形成された三角マーク３７Ａ、３７Ｂからなる。
三角マーク３７Ａは、頂点ａを有する直角と頂点ｂを有する一つの鋭角とで挟まれた辺が段穴部３３ａの長手方向に配置された直角三角形である。頂点ａは上記第１の実施形態における最大開き位置目盛３４ａの位置、頂点ｂは基準閉じ位置目盛３４ｂの位置となるように、それぞれ配置されている。
三角マーク３７Ｂは、頂点ｄを有する直角と頂点ｃを有する一つの鋭角とで挟まれた辺が段穴部３３ａの長手方向に配置された直角三角形である。頂点ｃは上記第１の実施形態における基準閉じ位置目盛３４ｂの位置、頂点ｄは把持力参照補助目盛３４ｄの位置となるように、それぞれ配置されている。このため、頂点ｃは、三角マーク３７Ａの頂点ｂと一致されている。
【００７２】
このような構成により、表示マーク１９ａが三角マーク３７Ａの領域に位置することは、上記第１の実施形態において、表示マーク１９ａが最大開き位置目盛３４ａと基準閉じ位置目盛３４ｂとの間に位置することと同じである。
また、表示マーク１９ａが三角マーク３７Ｂの領域に位置することは、上記第１の実施形態において、表示マーク１９ａが基準閉じ位置目盛３４ｂと把持力参照補助目盛３４ｄとの間に位置することと同じである。
また、三角マーク３７Ａでは、頂点ｂから頂点ａに向かうにつれて、斜辺が段穴部３３ａから離れる方向に傾斜しているため、表示マーク１９ａが示す位置における斜辺の高さの変化が、把持部１４の開き角の増大傾向に対応している。
また、三角マーク３７Ｂでは、頂点ｃから頂点ｄに向かうにつれて、斜辺が段穴部３３ａから離れる方向に傾斜しているため、表示マーク１９ａが示す位置における斜辺の高さが、把持部１４の把持力増大傾向に対応している。
【００７３】
したがって、操作者Ｏｐは、操作者用ディスプレイ９００ａを見て、移動表示部１９Ｃの表示マーク１９ａの相対移動量や移動位置を、スケールマーク３７の頂点や斜辺の高さの変化を参照することによって、視覚的に把握することができる。
したがって、上記第１の実施形態と同様に操作者Ｏｐは、操作を行いながら、操作対象および把持部１４が表示されている操作者用ディスプレイ９００ａから目を離すことなく把持部１４の開き角を正確に把握することができるため、微妙な操作であっても、操作対象を監視しつつ円滑に操作を続けることができる。
上記第１の実施形態の目盛線３４が、相対移動量を段階的に把握しやすい離散的なスケールの場合の例であるのに対して、本変形例のスケールマーク３７は、相対移動量を視覚的に把握しやすいアナログ的なスケールの例になっている。
【００７４】
［第４変形例］
次に、本実施形態の第４変形例について説明する。
図１０（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１の実施形態の第４変形例の医療用処置具の処置部を示す模式的な正面図、およびそのＡ視の側面図である。
【００７５】
本変形例の処置具１Ｄ（医療用処置具）は、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、上記第１の実施形態の処置具１の処置部１０に代えて、処置部１０Ｄを備え、上記第１の実施形態と同様に、図１に示す医療用マニピュレータシステムの処置具２４０ａ〜２４０ｄとしてスレーブアーム２００ａ〜２００ｄに装着して用いることができるものである。
以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００７６】
処置部１０Ｄは、上記第１の実施形態の処置部１０のカバー部材３２、目盛線３４、移動表示部１９Ｃに代えて、カバー部材３２Ａ（基体）、目盛線３９（参照指標部、参照スケール）、移動表示部３８を備えたものである。
【００７７】
カバー部材３２Ａは、上記第１の実施形態のカバー部材３２の先端側（把持部１４が設けられた側）を、トグル機構を挟んで平行に対向する平板状の先端カバー部３２ｂによって形成し、基端側をシース部３０が接続可能な円筒状の基端カバー部３２ａによって形成したものである。
先端カバー部３２ｂの正面視の形状は、図１０（ａ）に示すように、基端側から基端カバー部３２ａと同幅の板状部が、先端側に向かって長穴３３の長手方向の直線部分と略同程度の位置まで延ばされ、より先端に向かうにつれて縮幅され、鉗子回動軸１３の近傍で一定幅とされている。
このため、各先端カバー部３２ｂの基端側の側面には、長穴３３の長手方向に平行な平面からなる平面側面部３２ｃが形成されている。
【００７８】
目盛線３９は、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、上記第１の実施形態の目盛線３４における最大開き位置目盛３４ａ、基準閉じ位置目盛３４ｂ、開き位置補助目盛３４ｃ、および把持力参照補助目盛３４ｄをそれぞれ平面側面部３２ｃまで延長した平行線群である、最大開き位置目盛３９ａ、基準閉じ位置目盛３９ｂ（閉状態開始位置参照指標）、開き位置補助目盛３９ｃ、および把持力参照補助目盛３９ｄ（閉じ力参照指標）を備える。
ただし、開き位置補助目盛３９ｃおよび把持力参照補助目盛３９ｄは、最大開き位置目盛３９ａ、基準閉じ位置目盛３９ｂと視覚的に区別できるように、線幅が細くなっている。より視覚的に区別しやすいように、色を変えたり、互いの線種を変えたりしてもよい。目盛線３９の形成方法は、目盛線３４と同様の方法を採用することができる。
【００７９】
各移動表示部３８は、上記第１の実施形態の移動表示部１９Ｃの厚さを変更して、先端面３８ａと、側面３８ｃの一部とが先端カバー部３２ｂから側方に突出する形状とされ、先端面３８ａの稜線が面取りされた円板状に形成されている。
各移動表示部３８の先端面３８ａには、表示マーク１９ａと同様な直線状の表示マーク３８ｂが形成されている。表示マーク３８ｂの両端部には、側面３８ｃの母線方向に延ばされた直線状の表示マーク３８ｄが形成されている。このため、表示マーク３８ｂ、３８ｄは、同一平面に整列されている。
【００８０】
このような構成により処置部１０Ｄによれば、先端カバー部３２ｂを見ると、接続回動軸１９Ａの移動に伴って各移動表示部３８の先端面３８ａの表示マーク３８ｂが移動するのが見える。このため、これら表示マーク３８ｂの相対移動量や移動位置を、先端カバー部３２ｂ上の目盛線３９を参照することによって把握することができる。
また、平面側面部３２ｃを見ると、接続回動軸１９Ａの移動に伴って各移動表示部３８の側面３８ｃの表示マーク３８ｄが移動するのが見える。このため、これら表示マーク３８ｄの相対移動量や移動位置を、目盛線３９を参照することによって把握することができる。
このように、本変形例では、処置部１０Ｄの周囲を構成する各先端カバー部３２ｂ、および各平面側面部３２ｃのいずれかが、操作者用ディスプレイ９００ａに表示されていれば、操作者Ｏｐは、移動表示部３９の相対移動量や移動位置を把握することができる。
この結果、処置部１０Ｄが操作によって姿勢を変えても、操作者用ディスプレイ９００ａ上に、移動表示部３８の表示マーク３８ｂ、３８ｄのいずれかの部分と、目盛線３９のいずれかが表示される可能性がきわめて高くなる。したがって、操作者用ディスプレイ９００ａに視野領域を変更することなく把持部１４の開き角や力のかかり具合を把握することができるため、操作対象を見易い位置で監視しつつ円滑に操作を続けることができる。
【００８１】
［第５変形例］
次に、本実施形態の第５変形例について説明する。
図１１は、本発明の第１の実施形態の第５変形例の医療用処置具の処置部を示す模式的な正面図である。
【００８２】
本変形例の処置具１Ｅは、図１１に示すように、上記第１の実施形態の処置具１の処置部１０に代えて、処置部１０Ｅと、処置部１０Ｅを回動駆動するロボット関節５１とを備え、上記第１の実施形態と同様に、図１に示す医療用マニピュレータシステムの処置具２４０ａ〜２４０ｄとしてスレーブアーム２００ａ〜２００ｄに装着して用いることができるものである。
以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００８３】
処置部１０Ｅは、上記第１の実施形態の処置部１０のシース部３０を削除し、カバー部材３２に代えて、ロボット関節５１の関節部５２に連結する関節連結部５０ａを有するカバー部材５０を備えたものである。
ロボット関節５１は、図示略の基端部にスレーブアーム２００ａ〜２００ｄと連結する連結部を有し、図１１に示す先端部に、処置部１０Ｅの関節連結部５０ａと連結する関節部５２が設けられている。
関節部５２は、本変形例では、図示略のワイヤ操作などによって、処置部１０Ｅを図１１の紙面内で回動させることができるようになっている。
【００８４】
本変形例の処置具１０Ｅは、処置具がロボット関節５１等の関節部を備えた場合の例になっており、移動表示部１９Ｃと目盛線３４との作用による効果は上記第１の実施形態と同様である。
【００８５】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
図１２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明の第２の実施形態の医療用処置具の処置部が開いた状態、閉じた状態、および閉じて把持力を増大させた状態を示す模式的な部分断面図である。
【００８６】
本実施形態の処置具１Ｆ（医療用処置具）は、図１２（ａ）に示すように、上記第１の実施形態の処置部１の処置部１０に代えて、処置部１０Ｆを備え、上記第１の実施形態と同様に、図１に示す医療用マニピュレータシステムの処置具２４０ａ〜２４０ｄとしてスレーブアーム２００ａ〜２００ｄに装着して用いることができるものである。
以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００８７】
処置部１０Ｆは、上記第１の実施形態の処置部１０の把持部１４の開閉を、トグル機構に代えてパンタグラフ機構によって行うとともに移動表示部を変形したものである。
このため、処置部１０Ｆは、上記第１の実施形態の処置部１０の第１鉗子片１１、第２鉗子片１２、カバー部材３２に代えて、第１鉗子片６１（処置具片）、第２鉗子片６２（処置具片）、カバー部材６３（基体）を備え、移動表示部１９Ｃを削除したものである。
【００８８】
第１鉗子片６１および第２鉗子片６２は、把持部１４を構成する一対の鉗子片（処置具片）であり、それぞれ第１鉗子片１１、第２鉗子片１２と同様の先端部を有し、基端側が第１鉗子片１１、第２鉗子片１２と反対方向に屈曲され、中心部で互いにＸ字状に交差した状態で、鉗子回動軸１３により互いに回動可能に連結されている。
また、第１鉗子片６１の基端側の端部は、リンク部材１７の先端部１７Ａとリンク回動軸１８を介して回動可能に連結されている。
また、第２鉗子片６２の基端側の端部は、リンク部材１５の先端部１５Ａとリンク回動軸１６を介して回動可能に連結されている。
【００８９】
リンク部材１５、１７の基端部１５Ｂ、１７Ｂは、上記第１の実施形態と同様に図示略の接続部材１９によって操作部材２０と連結されている。
ただし、本実施形態では、パンタグラフ機構を構成するため、基端部１５Ｂ、１７Ｂの進退軸において、接続回動軸１９Ａの位置は、リンク回動軸１６、１８よりも基端側（鉗子回動軸１３の反対側）に位置している。
【００９０】
カバー部材６３は、上記第１の実施形態のカバー部材３２を本実施形態のパンタグラフ機構を収容できる形状に変えるとともに、段穴部３３ａを削除したものである。
このため、本実施形態の目盛線３４は、長穴３３の長手方向に沿って、長穴３３の短手方向に対向する位置に対をなして設けられている。
また、目盛線３４は、上記第１の実施形態と同様に、最大開き位置目盛３４ａ、基準閉じ位置目盛３４ｂ、開き位置補助目盛３４ｃ、把持力参照補助目盛３４ｄを備えるが、各目盛の位置、目盛間隔、目盛本数は、本実施形態の接続回動軸１９Ａの移動範囲に基づいて、適宜変更している。
また、本実施形態では、接続回動軸１９Ａが長穴３３内に延在されるとともに、接続回動軸１９Ａの端部に、カバー部材６３に対する移動量がカバー部材６３の外部から視認できるように表示マーク１９ａを形成されている。すなわち、本実施形態では、接続回動軸１９Ａの端部は移動表示部を構成している。
また、カバー部材６３の基端部には、図示を省略しているが、上記第１の実施形態の処置具１と同様にシース部３０が接続されている。
【００９１】
このような構成により、処置部１０Ｆでは、図１２（ａ）に示すように、操作部材２０を先端側に進出させることにより、カバー部材６３の先端側から突出された把持部１４が開かれる。このとき、接続回動軸１９Ａが長穴３３内で最大限先端側に移動すると、接続回動軸１９Ａの表示マーク１９ａは、目盛線３４における最大開き位置目盛３４ａと整列する位置に移動する。
また、操作部材２０を基端側に後退させることにより、把持部１４が閉じられる。図１２（ｂ）に示すように、把持部１４がちょうど閉じられて把持部１４間に把持力が発生しない状態では、表示マーク１９ａは、目盛線３４における基準閉じ位置目盛３４ｂと整列する位置に移動する。
表示マーク１９ａが、最大開き位置目盛３４ａおよび基準閉じ位置目盛３４ｂの間に位置している状態では、基準閉じ位置目盛３４ｂからの表示マーク１９ａの距離に応じて、把持部１４の開き角が変化する。操作者Ｏｐは、開き位置補助目盛３４ｃを参照して表示マーク１９ａの位置を把握することにより、把持部１４の開き角を把握することができる。
さらに基端側に、操作部材２０を後退させると、第１鉗子片６１および第２鉗子片６２が弾性変形して、把持部１４同士が互いに加圧される結果、把持力が増大する。その際、操作者Ｏｐは、把持力参照補助目盛３４ｄを参照して表示マーク１９ａの位置を把握することにより、把持部１４に加わる把持力を把握することができる。
【００９２】
このように、把持部１４の開閉機構がパンタグラフ機構に変更されても、処置具１Ｆの処置部１０Ｆによれば、処置部１０Ｆのカバー部材６３に移動表示部である接続回動軸１９Ａと目盛線３４とが外部から見えるように設けられているため、操作中に処置部１０Ｆを見ながら、処置部１０Ｆの把持部１４の開閉量や力のかかり具合を容易に把握することができる。
【００９３】
［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
図１３（ａ）、（ｂ）は、本発明の第３の実施形態の医療用処置具の処置部の模式的な正面図、および模式的な断面図である。
【００９４】
本実施形態の処置具４１は、図１３（ａ）、（ｂ）に示すように、一対の鉗子片のうち一方だけが回動可能である点が、上記第１の実施形態の処置具１と異なる。処置部４１は、上記第１の実施形態と同様に、図１に示す医療用マニピュレータシステムの処置具２４０ａ〜２４０ｄとしてスレーブアーム２００ａ〜２００ｄに装着して用いることができるものである。
以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００９５】
処置具４１では、図１３（ｂ）に示すように、一対の鉗子片のうち、第１鉗子片に相当する鉗子片部４３Ａを有するカバー部材４３（基体）を備えており、第２鉗子片１２のみが鉗子回動軸１３回りに回動可能とされている。そのため、リンク部材１５およびリンク回動軸１６を備えていない。
鉗子片部４３Ａおよび第２鉗子片１２において、鉗子回動軸１３より先端側でカバー部材４３の先端側に突出された部分は、第２鉗子片１２の回動によって開閉する把持部４５を構成している。
【００９６】
操作部材４４は、所定の剛性を有するロッドであり、先端部が接続回動軸１９Ａを介してリンク部材１７と連結されている。鉗子片部４３Ａと第２鉗子片１２とが接触して閉じられた状態におけるリンク部材１７の先端部１７Ａと基端部１７Ｂの位置関係や、リンク部材１７の連結長等は、処置具１と概ね同様に設定されている。
【００９７】
カバー部材４３には、上記第１の実施形態と同様に、接続回動軸１９Ａの進退方向に沿って長穴３３および段穴部３３ａが設けられている。操作部材４４の最大後退量は、第２鉗子片１２やリンク部材１７が塑性変形したり、接続回動軸１９Ａがリンク回動軸１８よりも基端側に移動したりしない値に設定されている。
また、カバー部材４３の表面において、段穴部３３ａの短手方向の側方には、上記第１の実施形態と同様に、最大開き位置目盛３４ａ、基準閉じ位置目盛３４ｂ、開き位置補助目盛３４ｃ、把持力参照補助目盛３４ｄを備える目盛線３４が形成されている。
ただし、本実施形態の目盛線３４は、各目盛の位置、目盛間隔、目盛本数は、本実施形態のトグル機構における移動表示部１９Ｃの移動範囲に基づいて適宜変更している。
【００９８】
このように構成された処置具４１は、処置具１同様、操作部材４４を前進させると、図７に示すように把持部４５が開く。そして、把持部４５が閉じた後、さらに操作部材４４を後退させる操作入力を行うことで、把持部４５に生じる把持力を増大させることができる。
ここで、操作部材４４には、リンク回動軸１８に作用する出力Ｆｏの反力Ｐが、接続回動軸１９Ａを操作部材４４の軸線Ｘ２から離間させようとする方向に作用する。操作部材４４の所定の剛性は、操作部材４４の操作範囲内における最大の反力に対して変形しない程度に設定されているため、把持力を増大させるときにおいても、接続回動軸１９Ａは、当該反力に抗して操作部材４４の軸線Ｘ２に沿って移動する。
【００９９】
このように、本実施形態の処置具４１においても、上記第１の実施形態の処置具１同様、操作部材を後退させる操作入力を行うことで、比較的小さな操作入力であっても、把持部に生じる把持力を効率よく増大させることができる。
また、移動表示部１９Ｃ、目盛線３４は、上記第１の実施形態の処置具１と同様に作用する。すなわち、操作者Ｏｐは操作者用ディスプレイ９００ａを見て、目盛線３４を参照して表示マーク１９ａの移動量を把握できるため、操作対象および把持部４５が表示されている操作者用ディスプレイ９００ａから目を離すことなく把持部４５の開き角を把握したり、閉じ操作時における把持力の増大の程度を容易に把握したりすることができる。このため、微妙な操作であっても、操作対象を監視しつつ円滑に操作を続けることができる。
【０１００】
以上、本発明の各実施形態および変形例について説明したが、本発明の技術範囲は上記各実施形態および変形例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、各構成要素に種々の変更を加えたり、削除したり、各実施形態の構成を組み合わせたりすることが可能である。
【０１０１】
例えば、上記の各実施形態および各変形例の説明では、一対の処置具片が共通の回動軸に支持された例を説明したが、一対の鉗子片が、それぞれ異なる回動軸に支持されてもよい。この場合、一対の処置具片の回動中心を分けることにより、図５に示す角度βをより小さくすることができ、把持部に発生する出力Ｆｏを向上させることができる。
【０１０２】
また、本発明の処置具における処置部は、一対の処置具片が閉じる方向への力量が増大されるものに限られない。
例えば、以下のような構成例を挙げることができる。
一対の処置具片の一端部を鉗子回動軸１３によって回動可能に連結して、他端部が開閉動作可能な構造を形成する。各処置具片の一端部と他端部との間の中間部にリンク回動軸１６、１８を設け、これらリンク回動軸１６、１８に、上記第１の実施形態と同様にして、リンク部材１５、１７の先端部１５Ａ、１７Ａを接続する。また、接続回動軸１９Ａを介してリンク部材１５、１７の基端部１５Ｂ、１７Ｂを接続部材１９に接続し、さらに接続部材１９に操作部材２０を固定する。その際、接続回動軸１９Ａをリンク回動軸１６、１８と、鉗子回動軸１３との間に位置させ、操作部材２０を鉗子回動軸１３側に向かって延ばしておく。
このような構成によれば、操作部材２０を進退させるによって、一対の処置具片が開閉され、操作部材２０をリンク回動軸１６、１８側に進出させたときに、各処置具片の先端（他端部）が外側に開き、トグル機構の作用によって、開く方向への力量を増大させることができる。
このような構成は、例えば、処置部を生体組織の隙間等に挿入し、操作部材２０を前進させることで、一対の処置具片を開き、生体組織を押し広げる、といった処置具として好適に用いることができる。
【０１０３】
また、上記の各実施形態および各変形例の説明では、長穴や段穴部に収容された移動表示部が少なくとも一部が基体の外側に露出することで、移動表示部の移動量が外部から見える場合の例で説明したが、移動表示部の移動する様子が外部から見えれば、例えば透明カバーなどによって、移動表示部を覆った構成としてもよい。
【０１０４】
また、上記の各実施形態および各変形例の説明では、基準閉じ位置目盛３４ｂが、把持部が被把持体を把持していないとき、把持力０で把持部が閉じられている位置に設けられた場合の例で説明したが、所定の開き角となる位置を基準位置とし、この基準位置が分かるように目盛を設けておくことができる。
このような構成によれば、被把持体の大きさや形状が決まっていたり、把持部の把持開始時の開き角が決まっていたりする場合に、操作が容易となり好都合である。
【０１０５】
また、上記の各実施形態および各変形例の説明では、長穴３３が接続回動軸１９Ａの移動ガイドと、接続回動軸１９Ａの移動範囲を規制するストッパとの機能を兼ねている場合の例で説明したが、接続回動軸１９Ａの移動軌跡と移動範囲とが他の手段によって規制することができれば、長穴３３は、接続回動軸１９Ａと接触することなく挿通させる穴部として設けてもよい。
例えば、操作部材の剛性を適宜に設定し、例えば、シース部等によって操作ガイドの移動ガイドを兼ねる構成とすれば、接続回動軸１９Ａの移動ガイドやストッパは省略することができ、長穴３３と接続回動軸１９Ａが接触しない構成することができる。
この場合、接続回動軸１９Ａと長穴３３との間が摺動しないため、進退時の操作力を低減することができ、摺動摩耗も低減することができる。
【０１０６】
また、上記の各実施形態および各変形例の説明では、処置具が医療用マニピュレータシステムにおけるマニピュレータに設けられる場合の例で説明したが、本発明の処置具は、処置具はマニピュレータに接続する態様には限定されず、マニピュレータに接続しない処置具としても用いることが可能である。
【０１０７】
また、上記の各実施形態および各変形例の説明では、移動表示部および参照指標部が２箇所以上に設けられた場合の例で説明したが、操作者が操作中に視認することができれば、それぞれ１箇所のみに設けられていてもよい。
また、上記の各実施形態および各変形例において、移動表示部および参照指標部を拡大表示できる機構、例えばレンズをそれらの部分に設けてもよい。これにより、視認性が向上し、細径の処置具であっても処置部の開閉量や力のかかり具合を容易に把握することができる。
【０１０８】
また、上記の第１の実施形態の第３変形例の説明では、参照スケールがアナログ的なスケールである場合の例として、三角マーク３７Ａ、３７Ｂのように形状がアナログ的に変化する例を説明したが、他のアナログ的なスケールとして、色や色の濃度が一定方向に変化するカラーバーを採用してもよい。
【０１０９】
また、上記の第２の実施形態の説明では、接続回動軸１９Ａの端部に表示マーク１９ａが形成され、接続回動軸１９Ａが移動表示部を兼ねる場合の例で説明したが、この変形は、リンク部材がトグル機構を構成するかパンタグラフ機構を構成するかによらず適用可能である。したがって、上記第１の実施形態において、移動表示部１９Ｃに代えて接続回動軸１９Ａの端部に表示マーク１９ａを設けた構成を採用してもよい。また、上記第２の実施形態において、移動表示部１９Ｃを用いた構成としてもよい。
【０１１０】
以下、上記の各実施形態および各変形例の構成要素を組み合わせて得られる他の変形例について説明する。
例えば、上記第 １の実施形態における目盛線３４を、上記第１、第２変形例のカバー部材および遮蔽部３５の上に追加した構成とすることができる。この場合、移動表示部３６の突出量をより正確に把握することが可能である。
【０１１１】
また、例えば、上記第１変形例と第２変形例とを組合せることで、以下のような変形例を構成することができる。
この変形例では、遮蔽部３５の幅を移動表示部１９Ｃの幅に合わせておき、移動表示部１９Ｃが適宜の基準位置、例えば、第１の実施形態において表示マーク１９ａが基準閉じ位置目盛３４ｂに整列する位置、に移動したとき、ちょうど移動表示部１９Ｃが覆われる位置に設置する。
このような変形例によれば、移動表示部１９Ｃが先端側に突出して見えれば、突出量が把持部１４の開き角に対応している。また、移動表示部１９Ｃが基端側に突出して見えれば、突出量が把持部１４の把持力の増大に対応している。
【符号の説明】
【０１１２】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ、４１、２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃ、２４０ｄ 処置具（医療用処置具）
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ、１０Ｆ 処置部
１１、６１ 第１鉗子片（処置具片）
１２、６２ 第２鉗子片（処置具片）
１４、４５ 把持部
１５、１７ リンク部材
１５Ａ、１７Ａ 先端部（第一の端部）
１５Ｂ、１７Ｂ 基端部（第二の端部）
１９ 接続部材（連結部材）
１９Ａ 接続回動軸
１９Ｃ、３６、３８ 移動表示部
１９ａ、３８ｂ、３８ｄ 表示マーク
２０、４４ 操作部材
３２、３２Ａ、４３、６３ カバー部材（基体）
３３ 長穴（貫通孔）
３３ａ 段穴部
３４、３９ 目盛線（参照指標部、参照スケール）
３４ａ、３９ａ 最大開き位置目盛
３４ｂ、３９ｂ 基準閉じ位置目盛（閉状態開始位置参照指標）
３４ｃ、３９ｃ 開き位置補助目盛
３４ｄ、３９ｄ 把持力参照補助目盛（閉じ力参照指標）
３５ 遮蔽部（参照指標部）
３５ａ 遮蔽端
３６ 移動表示部（表示部材）
３７ スケールマーク（参照指標部、参照スケール）
２００ａ、２００ｂ、２００ｃ、２００ｄ スレーブアーム（マニピュレータ）
９００ａ 操作者用ディスプレイ
９００ｂ 助手用ディスプレイ
Ｘ１、Ｘ２ 軸線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療用処置具およびこれを備えるマニピュレータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、医療の分野において、生体組織や手術器具等を把持したり、押圧したりして手技を行なう医療用処置具が使用されている。これらの医療用処置具は、例えばマスタースレーブ方式の医療用マニピュレータシステムを構成するマニピュレータに取り付けられたり、内視鏡の鉗子用チャンネルに挿通されたりして、患者等の体腔内に導入され、各種の手技に使用される。
このような医療用処置具では、先端の処置部に対して、例えばワイヤやロッド等の操作部材に連結されたリンクを介して操作力を伝達し、例えば、処置部の開閉等の操作がなされる場合が多い。この場合、操作者は、処置部の開閉量等の動作量や、被処置体の変形や被処置体に対する把持部のめりこみ方などを目視観察することで処置部からの被処置体に対する力のかかり具合を把握し、操作力を加減して操作を行っていく。
しかしながら、被処置体が小さく、処置部の動作量や被処置体の変形量が小さい場合、被処置体に対する力のかかり具合を把握しにくくなっていた。例えば、処置部が把持部であって、被処置体が手術用針や手術用糸などの小さなものを把持するような場合、把持部を目視しても把持力のかかり具合が把握しにかった。
このため、従来の医療用処置具では、操作者の手元側に、処置部からの力のかかり具合に対応して移動する操作部材等の部材の移動量を視認するための目盛等を設けることが知られている。
このような従来の医療用処置具として、例えば、特許文献１には、医療用処置具の一つとして、対向ジョー部材をリンクで開閉することで血管を把持し、血管に閉鎖圧力を与えてシールする血管のシール機であって、ユーザー（操作者）が操作を行うハンドルに、目盛や視覚目印を備えたウィンドウを設け、把持力に対応するコイルバネの圧縮量を観察できるようにしたものが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４３５０３７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のような従来の医療用処置具には以下のような問題があった。
特許文献１に記載の技術では、操作者が閉鎖圧力（把持力）を把握するには、手元のハンドルに設けられたウィンドウを覗く必要があるため、被把持体が見えている視野領域、例えば内視鏡の表示画面、から手元位置のハンドルに視線を移動させなければならない。このため、操作者は、内視鏡の表示画面とハンドルとを交互に見て操作を行わなければならず、円滑に操作を行うことができないという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、操作中に処置部を見ながら、処置部の開閉量や力のかかり具合を容易に把握することができる医療用処置具およびこれを備えるマニピュレータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明の医療用処置具は、少なくとも一方が基体に対して回動可能に支持された一対の処置具片を有する処置部と、前記基体に対して自身の軸線方向に進退することにより前記一対の処置具片を回動させて開閉させる操作部材と、回動可能な前記処置具片に第一の端部が連結され、第二の端部が前記操作部材に連結されたリンク部材と、前記第二の端部において、前記リンク部材と前記操作部材とを連結する連結部材と、前記操作部材の進退方向における前記連結部材の移動と連動して移動し、前記基体に対する移動量が該基体の外側から視認できるように設けられた移動表示部と、前記基体に設けられ、前記基体に対する前記移動表示部の相対移動量を参照する参照指標部と、を備える構成とする。
【０００７】
また、本発明の医療用処置具では、前記移動表示部は、前記基体に設けられた貫通孔部内に移動可能に挿通された前記連結部材に設けられ、前記参照指標部は、前記貫通孔部の周囲または前記貫通孔部上に設けられた参照スケールであることが好ましい。
【０００８】
また、本発明の医療用処置具では、前記参照指標部は、前記基体の表面の一部を覆う遮蔽部を有し、前記移動表示部は、前記連結部材の移動に連動して、前記遮蔽部の内部から外部に進退する表示部材を有し、前記遮蔽部からの前記表示部材の進退量によって、前記移動表示部の移動量を表示できるようにしたことが好ましい。
【０００９】
また、本発明の医療用処置具では、前記参照指標部は、前記一対の処置具片が閉じられた状態が開始される前記移動表示部の位置を参照する閉状態開始位置参照指標と、前記一対の処置具片が閉じられた状態で、前記一対の処置具片間の閉じ力の増大に対応する前記移動表示部の位置変化を参照する閉じ力参照指標と、を備えることが好ましい。
【００１０】
また、本発明の医療用処置具では、前記第二の端部の進退軸は、前記操作部材の軸線と平行であり、前記第二の端部の進退軸と第一の端部との距離は、前記リンク部材の長さより短く、前記第二の端部と前記一対の処置具片の回動中心とを結んだ線分を前記進退軸に射影した長さは、前記第一の端部と前記回動中心を結んだ線分を前記進退軸に射影した長さよりも短いことが好ましい。
【００１１】
本発明のマニピュレータは、本発明の医療用処置具を備える構成とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の医療用処置具およびこれを備えるマニピュレータによれば、処置部に移動表示部と参照指標部とが設けられているため、操作中に処置部を見ながら、処置部の開閉量や力のかかり具合を容易に把握することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の医療用処置具が適用される医療用マニピュレータシステムの構成の一例を示す模式図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の医療用処置具の先端側を示す模式的な正面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の医療用処置具の先端側の内部を示す模式的な断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態の医療用処置具の処置部が開いた状態を示す模式的な断面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態の医療用処置具の処置部が開いた状態、および処置部が閉じて把持力を増大させた状態を示す模式的な正面図である。
【図６】トグル機構における把持力増大の作用について説明するための模式図である。
【図７】本発明の第１の実施形態の第１変形例の医療用処置具の処置部が閉じた状態、および開いた状態を示す模式的な正面図である。
【図８】本発明の第１の実施形態の第２変形例の医療用処置具の処置部が開いた状態、および閉じた状態を示す模式的な正面図である。
【図９】本発明の第１の実施形態の第３変形例の医療用処置具の処置部を示す模式的な正面図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態の第４変形例の医療用処置具の処置部を示す模式的な正面図、およびそのＡ視の側面図である。
【図１１】本発明の第１の実施形態の第５変形例の医療用処置具の処置部を示す模式的な正面図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態の医療用処置具の処置部が開いた状態、閉じた状態、および閉じて把持力を増大させた状態を示す模式的な部分断面図である。
【図１３】本発明の第３の実施形態の医療用処置具の処置部の模式的な正面図、および模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下では、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。すべての図面において、実施形態が異なる場合であっても、同一または相当する部材には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。
【００１５】
［第１の実施形態］
以下、本発明の第１の実施形態について説明するが、その前に本実施形態の医療用処置具（以下、単に「処置具」と称する。）およびマニピュレータが適用される医療用マニピュレータシステムの一例について説明する。
図１は、本発明の医療用処置具が適用される医療用マニピュレータシステムの構成の一例を示す模式図である。
【００１６】
図１には、マスタースレーブ方式の医療用マニピュレータシステムの一例を示している。マスタースレーブ方式の医療用マニピュレータシステムとは、マスターアームとスレーブアームとからなる２種のアームを有し、マスターアームの動作に追従させるようにしてスレーブアームを遠隔制御するシステムである。このスレーブアームとして本発明のマニピュレータを適用することができる。
【００１７】
図１に示す医療用マニピュレータシステムは、手術台１００と、スレーブアーム２００ａ、２００ｂ、２００ｃ、２００ｄ（マニピュレータ）と、スレーブ制御回路４００と、マスターアーム５００ａ、５００ｂと、操作部６００と、入力処理回路７００と、画像処理回路８００と、操作者用ディスプレイ９００ａと、助手用ディスプレイ９００ｂと、を有している。
以下、記載を簡潔にするため、アルファベット順の符号「Ｘａ、Ｘｂ、…、Ｘｚ」を、「Ｘａ〜Ｘｚ」のように表す場合がある。例えば、「スレーブアーム２００ａ、２００ｂ、２００ｃ、２００ｄ」を「スレーブアーム２００ａ〜２００ｄ」と表す場合がある。
【００１８】
手術台１００は、観察・処置の対象となる患者Ｐが載置される台である。手術台１００の近傍には、複数のスレーブアーム２００ａ〜２００ｄが設置されている。なお、スレーブアーム２００ａ〜２００ｄを手術台１００に設置するようにしてもよい。
【００１９】
各スレーブアーム２００ａ〜２００ｄは、それぞれ複数の多自由度関節を有して構成されており、各多自由度関節を湾曲させることによって、手術台１００に載置された患者Ｐに対してスレーブアーム２００ａ〜２００ｄの先端側（患者Ｐの体腔に向かう側とする）に装着される処置具等を位置決めする。各多自由度関節は、図示しない動力部によって個別に駆動される。動力部としては、例えばインクリメンタルエンコーダや減速器等を備えたサーボ機構を有するモータ（サーボモータ）が用いることができ、その動作制御は、スレーブ制御回路４００によって行われる。
スレーブアーム２００ａ〜２００ｄは、装着された処置具２４０ａ〜２４０ｄを駆動するための複数の動力部も有している（不図示）。この動力部も、例えばサーボモータを用いることができ、その動作制御はスレーブ制御回路４００によって行われる。
【００２０】
スレーブアーム２００ａ〜２００ｄの動力部が駆動された場合には、動力部の駆動量が位置検出器によって検出される。位置検出器からの検出信号はスレーブ制御回路４００に入力され、この検出信号により、スレーブアーム２００ａ〜２００ｄの駆動量がスレーブ制御回路４００において検出される。
【００２１】
手術用動力伝達アダプタ（以下、単に「アダプタ」と称する。）２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃ、２２０ｄは、スレーブアーム２００ａ〜２００ｄと処置具２４０ａ〜２４０ｄとの間に介在されてスレーブアーム２００ａ〜２００ｄと処置具２４０ａ〜２４０ｄとをそれぞれ接続する。アダプタ２２０ａ〜２２０ｄは、それぞれが直動機構を有し、対応するスレーブアームの動力部において発生した動力を、直動運動によって対応する処置具に伝達するように構成されている。
【００２２】
スレーブ制御回路４００は、例えばＣＰＵやメモリ等を有して構成されている。スレーブ制御回路４００は、スレーブアーム２００ａ〜２００ｄの制御を行うための所定のプログラムを記憶しており、入力処理回路７００からの制御信号に従って、スレーブアーム２００ａ〜２００ｄ又は処置具２４０ａ〜２４０ｄの動作を制御する。すなわち、スレーブ制御回路４００は、入力処理回路７００からの制御信号に基づいて、操作者Ｏｐによって操作されたマスターアームの操作対象のスレーブアーム（または処置具）を特定し、特定したスレーブアーム等に操作者Ｏｐのマスターアームの操作量に対応した動きをさせるために必要な駆動量を演算する。
【００２３】
そして、スレーブ制御回路４００は、算出した駆動量に応じてマスターアームの操作対象のスレーブアーム等の動作を制御する。この際、スレーブ制御回路４００は、対応したスレーブアームに駆動信号を入力するとともに、対応したスレーブアームの動作に応じて動力部の位置検出器から入力されてくる検出信号に応じて、操作対象のスレーブアームの駆動量が目標の駆動量となるように駆動信号の大きさや極性を制御する。
【００２４】
マスターアーム５００ａ、５００ｂは複数のリンク機構で構成されている。リンク機構を構成する各リンクには例えばインクリメンタルエンコーダ等の位置検出器が設けられている。この位置検出器によって各リンクの動作を検知することで、マスターアーム５００ａ、５００ｂの操作量が入力処理回路７００において検出される。
【００２５】
図１の医療用マニピュレータシステムは、２本のマスターアーム５００ａ、５００ｂを用いて４本のスレーブアームを操作するものであり、マスターアームの操作対象のスレーブアームを適宜切り替える必要が生じる。このような切り替えは、例えば操作者Ｏｐの操作部６００の操作によって行われる。勿論、マスターアームの本数とスレーブアームの本数とを同数とすることで操作対象を１対１の対応とすれば、このような切り替えは不要である。
【００２６】
操作部６００は、マスターアーム５００ａ、５００ｂの操作対象のスレーブアームを切り替えるための切替ボタンや、マスターとスレーブの動作比率を変更するスケーリング変更スイッチ、システムを緊急停止させたりするためのフットスイッチ等の各種の操作部材を有している。操作者Ｏｐによって操作部６００を構成する何れかの操作部材が操作された場合には、対応する操作部材の操作に応じた操作信号が操作部６００から入力処理回路７００に入力される。
【００２７】
入力処理回路７００は、マスターアーム５００ａ、５００ｂからの操作信号及び操作部６００からの操作信号を解析し、操作信号の解析結果に従って本医療用マニピュレータシステムを制御するための制御信号を生成してスレーブ制御回路４００に入力する。
【００２８】
画像処理回路８００は、スレーブ制御回路４００から入力された画像信号を表示させるための各種の画像処理を施して、操作者用ディスプレイ９００ａ、助手用ディスプレイ９００ｂにおける表示用の画像データを生成する。操作者用ディスプレイ９００ａ及び助手用ディスプレイ９００ｂは、例えば液晶ディスプレイで構成され、観察器具を介して取得された画像信号に従って画像処理回路８００において生成された画像データに基づく画像を表示する。
【００２９】
以上のように構成された医療用マニピュレータシステムでは、操作者Ｏｐがマスターアーム５００ａ、５００ｂを操作すると、対応するスレーブアームおよび当該スレーブアームに取り付けられた処置具がマスターアーム５００ａ、５００ｂの動きに対応して動作する。これにより、患者Ｐに対して所望の手技を行うことができる。
【００３０】
次に、本実施形態の医療用処置具について説明する。
図２は、本発明の第１の実施形態の医療用処置具の先端側を示す模式的な正面図である。図３は、本発明の第１の実施形態の医療用処置具の先端側の内部を示す模式的な断面図である。図４は、本発明の第１の実施形態の医療用処置具の処置部が開いた状態を示す模式的な断面図である。
【００３１】
処置具１（医療用処置具）は、上述の処置具２４０ａ〜２４０ｄとしてスレーブアーム２００ａ〜２００ｄに装着することができるものであり、図２および図３に示すように、各種処置を行なうための処置部１０と、処置部１０を操作するための操作部材２０と、操作部材２０が挿通されたシース部３０とを備えている。
【００３２】
処置部１０は、図３に示すように、第１鉗子片１１および第２鉗子片１２からなる一対の鉗子片（処置具片）を備えている。第１鉗子片１１および第２鉗子片１２は、鉗子回動軸１３で互いに回動可能に連結されており、鉗子回動軸１３よりも先端側の領域が、開閉して体内組織や手術器具等の対象物を把持する把持部１４となっている。
【００３３】
第１鉗子片１１の基端側（把持部１４と反対側）には、リンク部材１５の先端部１５Ａ（第一の端部）が、リンク回動軸１６を介して第１鉗子片１１に対し回動可能に連結されている。同様に、第２鉗子片１２の基端側には、リンク部材１７の先端部１７Ａ（第一の端部）が、リンク回動軸１８を介して第２鉗子片１２に対し回動可能に連結されている。
リンク回動軸１６、１８の中心軸線は、いずれも鉗子回動軸１３の中心軸線と平行である。また、各リンク部材１５、１７の各先端部１５Ａ、１７Ａは、鉗子回動軸１３より操作部材２０側で連結されている。
本明細書では、リンク部材の端部である先端部１５Ａ、１７Ａの位置という場合、特に断らない限りは、先端部１５Ａ、１７Ａの回動中心の位置であるリンク回動軸１６、１８の回動中心の位置を表すものとする。
また、以下に説明する他のリンク部材の端部の位置についても、同様に、端部に連結された回動軸の回動中心の位置を表すものとする。
【００３４】
リンク部材１５および１７の基端部１５Ｂ、１７Ｂ（第二の端部）は、接続回動軸１９Ａを介して接続部材１９（連結部材）に回動可能に接続されている。接続回動軸１９Ａの中心軸線は、鉗子回動軸１３、およびリンク回動軸１６、１８の各中心軸線と平行であり、各リンク部材１５、１７は、接続部材１９に対して相対回動可能である。
【００３５】
接続部材１９は、金属等で形成され、先端側に基端部１５Ｂ、１７Ｂを回動支持する接続回動軸１９Ａを有する。接続部材１９の基端側は略円筒状に形成された操作部材接続部１９Ｂとなっており、操作部材接続部１９Ｂ内に操作部材２０の先端部が挿入されて溶接や接着、あるいはかしめ等により一体に接続されている。
【００３６】
操作部材２０は、長尺の部材であり、図示略の基端部における進退操作を先端部に伝達できる程度の剛性を有する。操作部材２０は、先端部が接続部材１９の操作部材接続部１９Ｂに挿入されることにより、処置部１０基端側の接続部材１９と一体に接続されている。
【００３７】
シース部３０は、筒状に形成されたシース３１を備えており、シース３１内に操作部材２０が進退可能に挿通されている。本実施形態では、シース３１として可撓性を有する公知のコイルシースが用いられている。
シース３１の先端部には、金属等で形成されたカバー部材３２（基体）が取り付けられている。カバー部材３２には、鉗子回動軸１３が固定されている。すなわち、第１鉗子片１１および第２鉗子片１２は、カバー部材３２に対して回動可能に支持されており、鉗子回動軸１３は、シース部３０に対して移動しないように固定されている。
【００３８】
また、カバー部材３２には、操作部材２０の軸線Ｘ１に沿う方向に延びる長穴３３（貫通孔）が形成されている。長穴３３には、接続回動軸１９Ａが、がたつくことなく挿通されており、操作部材２０を軸線Ｘ１方向に進退させると、操作部材２０の動きに連動して長穴３３の長手方向に沿う方向に接続回動軸１９Ａが滑らかに移動できるようになっている。これにより、接続回動軸１９Ａと連結された各リンク部材の基端部１５Ｂ、１７Ｂも長穴３３に沿って移動する。
以下、操作部材２０の進退時における接続回動軸１９Ａの中心軸線上の点の移動軌跡が形成する直線を「基端部の進退軸」と称する。すなわち、本実施形態では、長穴３３の長手方向に沿う対称軸と、基端部１５Ｂ、１７Ｂの進退軸とは、互いに平行になっている。
長穴３３は、カバー部材３２の片側のみに設けられていてもよいが、本実施形態では、図３の奥行き方向に貫通する位置関係に２箇所に設けられている。このため、接続回動軸１９Ａは、これら２箇所の長穴３３に挿通されている。
【００３９】
各長穴３３の周囲には、各長穴３３よりも一回り大きな長穴状とされ、カバー部材３２の外面から内側に陥没した段穴部３３ａが形成されている。
各段穴部３３ａは、接続回動軸１９Ａの両端部に接続回動軸１９Ａと同軸に形成された円板状の移動表示部１９Ｃを収容できる大きさに設けられている。本実施形態では、一例として、移動表示部１９Ｃの外径よりもわずかに大きな幅で、移動表示部１９Ｃの厚さと略同じ深さを有している。
なお、移動表示部１９Ｃは、接続回動軸１９Ａと別部材で製作して接続回動軸１９Ａに固定してもよい。固定方法は、特に限定されず、例えば、螺設、ねじ締結、溶接、かしめ等を適宜採用することができる。
【００４０】
また、移動表示部１９Ｃにおいて、カバー部材３２の外側から見える側の表面には、接続回動軸１９Ａの移動方向と直交する方向に延びる直線状の表示マーク１９ａが形成されている。
表示マーク１９ａの形成方法は、適宜の形成方法を採用することができ、例えば、印刷、刻印、レーザ加工、エッチング、象嵌などの例を挙げることができる。
また、表示マーク１９ａは、移動表示部１９Ｃに直線状の凹溝部や突起部を設けることで形成してもよい。また、表示マーク１９ａは、後述する目盛線３４との対応が容易に視認できる形状であれば直線には限定されず、矢印マーク、三角マーク、十字マークなどを適宜の図形を採用することができる。また、移動表示部１９Ｃの外形自体が表示マーク１９ａを兼ねる構成としてもよい。
また、表示マーク１９ａとしては、例えば移動表示部１９Ｃを接続回動軸１９Ａにねじ固定する場合など、ねじ頭に形成されたマイナス穴や十字穴などの形状が見えるようにして、これらの図形が表示マーク１９ａを兼ねるようにしてもよい。
また、移動表示部１９Ｃの外形に突起部、切欠き部、鋭角部を設けることで、移動表示部１９Ｃの外形自体が位置を指し示すことができる構成を採用してもよい。
【００４１】
各段穴部３３ａの周囲におけるカバー部材３２上には、図２に示すように、目盛線３４（参照指標部）が形成されている。
目盛線３４は、カバー部材３２に対する移動表示部１９Ｃの相対移動量を参照するため参照スケールである。
目盛線３４は、本実施形態では、一例として、段穴部３３ａの長手方向に直交する方向に延ばされ、長手方向に等ピッチで形成された平行線群が、段穴部３３ａの短手方向に対向する位置に対をなして設けられている。
また、それぞれの目盛線３４は、一例として、最大開き位置目盛３４ａ、基準閉じ位置目盛３４ｂ（閉状態開始位置参照指標）、開き位置補助目盛３４ｃ、および把持力参照補助目盛３４ｄ（閉じ力参照指標）から構成されている。
【００４２】
最大開き位置目盛３４ａは、接続回動軸１９Ａが長穴３３内で最も先端側（把持部１４側）に移動した際の表示マーク１９ａの位置を示す目盛である。
基準閉じ位置目盛３４ｂは、把持部１４がちょうど閉じられた際の表示マーク１９ａの位置に対応する目盛であり、本実施形態では、最大開き位置目盛３４ａと平行で同じ長さを有する線分からなる。
開き位置補助目盛３４ｃは、最大開き位置目盛３４ａおよび基準閉じ位置目盛３４ｂの間の位置を参照できるように、最大開き位置目盛３４ａおよび基準閉じ位置目盛３４ｂを等分した補助目盛である。本実施形態では、最大開き位置目盛３４ａおよび基準閉じ位置目盛３４ｂを等分し、最大開き位置目盛３４ａおよび基準閉じ位置目盛３４ｂよりも短い互いに平行の線分からなる。
把持力参照補助目盛３４ｄは、表示マーク１９ａが、基準閉じ位置目盛３４ｂよりも基端側に移動した際の表示マーク１９ａの位置を参照するもので、開き位置補助目盛３４ｃと同様、基準閉じ位置目盛３４ｂよりも短い平行な線分からなる。本実施形態では、一例として、接続回動軸１９Ａが長穴３３内で最も基端側（把持部１４と反対側）に移動した際の位置を表示する線分から構成されている。
目盛線３４の形成方法は、表示マーク１９ａと同様の形成方法を採用することができる。
【００４３】
上記のように構成された処置具１の使用時の動作について、上述のスレーブアーム２００ａ〜２００ｄの一つに取り付けた場合を例にとり説明する。
図５（ａ）は、本発明の第１の実施形態の医療用処置具の処置部が開いた状態を示す模式的な正面図である。図５（ｂ）は、本発明の第１の実施形態の医療用処置具の処置部が閉じて把持力を増大させた状態を示す模式的な正面図である。図６は、トグル機構における把持力増大の作用について説明するための模式図である。
【００４４】
まず操作者Ｏｐは、所望のスレーブアームに処置具１を装着し、操作部材２０の基端部を当該スレーブアームのアダプタに接続する。
操作者Ｏｐは、操作者用ディスプレイ９００ａに表示される画像を見て、処置具１の処置部１０と、処置部１０の把持部１４が把持すべき対象との位置関係を把握し、処置具１が接続されたスレーブアームを操作するマスターアームを操作する。
操作者Ｏｐが対応するマスターアームに所定の操作を行うと、スレーブ制御回路４００ａを介して当該スレーブアームの動力部が駆動される。当該動力部で発生した動力は、アダプタを介して直動運動に変換され、当該直動運動により操作部材２０が軸線Ｘ１方向に進退される。
【００４５】
操作部材２０が前進されると、操作部材２０に接続された接続部材１９がシース部３０に対して前進するが、鉗子回動軸１３はカバー部材３２に固定されているので、シース部３０に対して前進しない。これにより、接続回動軸１９Ａが鉗子回動軸１３に接近し、リンク部材１５、１７が第１鉗子片１１、第２鉗子片１２、および接続部材１９に対して回動する。その結果、第１鉗子片１１および第２鉗子片１２が、鉗子回動軸１３を中心に回動して図４に示すように把持部１４が開く。
【００４６】
このとき、接続回動軸１９Ａの移動量に応じて、図５（ａ）に実線で示すように、段穴部３３ａ内で移動表示部１９Ｃが移動する。この様子は、操作対象および処置部１０を視野領域に収めている操作者用ディスプレイ９００ａに表示される。
このため、操作者Ｏｐは、操作者用ディスプレイ９００ａを見て、目盛線３４を参照することによって移動表示部１９Ｃの表示マーク１９ａの相対移動量や移動位置を把握することができる。
例えば、図５（ａ）では、表示マーク１９ａが、最大開き位置目盛３４ａに最も近い開き位置補助目盛３４ｃの位置に位置しているため、把持部１４の最大開き角度の約３／４だけ、把持部１４が開かれていることが容易に分かる。
これにより、操作者Ｏｐは、例えば、把持操作を続けるため把持部１４をさらに大きく開くべきかどうか、また、すでに把持している対象物をより確実に把持するために把持部１４の開き角を低減すべきかどうか、といった判断を行うことができる。
その際、操作者Ｏｐは、操作対象および把持部１４が表示されている操作者用ディスプレイ９００ａから目を離すことなく把持部１４の開き角を把握することができるため、微妙な操作であっても、操作対象を監視しつつ円滑に操作を続けることができる。
【００４７】
また、例えば、操作者Ｏｐが操作部材２０を後退させる操作を行うと、接続回動軸１９Ａが鉗子回動軸１３から離間し、上述したのと逆の動作で把持部１４が閉じる。したがって、操作部材２０をカバー部材３２に対して軸線Ｘ１方向に進退させることで、把持部１４を開閉し、対象組織を把持したり、曲針や縫合糸等の処置に必要な用具等を把持したりする等の所望の手技を行うことができる。
【００４８】
本実施形態では、図３に示すように、鉗子回動軸１３よりも先端側で第１鉗子片１１と第２鉗子片１２とが接触し、把持部１４が閉じられた状態において、接続回動軸１９Ａは、各リンク回動軸１６、１８よりも先端側に位置している。すなわち、各リンク部材１５、１７の基端部１５Ｂ、１７Ｂは、先端部１５Ａ、１７Ａよりも先端側に位置している。
また、各リンク部材１５、１７の基端部１５Ｂ、１７Ｂの進退軸とリンク回動軸１６との距離は，リンク部材１５の長さより短い。同様に、基端部の進退軸とリンク回動軸１８との距離は，リンク部材１７の長さより短い。
さらに、図６に示すように、一対の処置具片の回動中心（鉗子回動軸１３の中心軸線）とリンク部材の基端部の位置（接続回動軸１９Ａの回動中心の位置）とを結んだ線分を基端部の進退軸に射影した長さＬ１は、当該回動中心とリンク部材の先端部の位置（リンク回動軸１６の回動中心の位置）とを結ぶ線分を基端部の進退軸上に射影した長さＬ２よりも短くなるように設定されている。なお、図６の詳細については後述する。
【００４９】
このような構成により、接続部材１９と各リンク部材１５、１７、および第１鉗子片１１および第２鉗子片１２は、いわゆるトグル機構として機能する。したがって、把持部１４が閉じられた状態から、さらに操作部材２０に対して後退させる方向に操作入力を行うことで、各リンク部材１５、１７と、第１鉗子片１１および第２鉗子片１２とが弾性変形し、接続部材１９と連結された各リンク部材の基端部１５Ｂ、１７Ｂは、操作部材２０の軸線Ｘ１に沿って移動する。すなわち、基端部の進退軸は、軸線Ｘ１と平行（略平行を含む。）である。このとき、把持部１４が閉じた外見はほとんど変化しないが、把持部１４に生じる把持力が増大される。
【００５０】
上述した把持力増大の詳細について説明する。図６には、第１鉗子片１１、鉗子回動軸１３、リンク部材１５、リンク回動軸１６、接続回動軸１９Ａ、および操作部材２０を模式的に示している。図６に示すように、操作部材２０に操作入力Ｆｉを作用させて後退させると、接続回動軸１９Ａが後退して基端部の進退軸とリンク部材１５とが基端側でなす角度αが大きくなり、リンク回動軸１６を操作部材２０の軸線から離間させる方向に移動させる力Ｆｂが生じる。力Ｆｂは第１鉗子片１１および第２鉗子片１２を鉗子回動軸１３回りに回動させるように作用し、最終的に把持部において出力Ｆｏが発生する。
なお、図６に示すｌａおよびｌｂは、各鉗子片において、鉗子回動軸１３より基端側の領域の長さおよび鉗子回動軸１３より先端側の領域の長さを、角度βは、接続回動軸１９Ａの進退軸と、鉗子回動軸１３とリンク回動軸１６とを結ぶ直線とがなす角度を指す。また、第２鉗子片１２等は図示していないが、同様に出力Ｆｏが発生する。
【００５１】
第１鉗子片１１および第２鉗子片１２において把持部１４に発生する作用する出力Ｆｏの大きさは、下記式（１）で表される。ここで、α、βは、度（°）単位で表した角度である。
【００５２】
【数１】
【００５３】
したがって、角度αが９０度に近づくほど、出力Ｆｏは指数関数的に大きくなる。理論上は、出力Ｆｏを無限大にすることができるが、実際には、出力Ｆｏが所定の大きさ以上になると、各リンク部材１５、１７や第１鉗子片１１および第２鉗子片１２が塑性変形するため、これらの部材の降伏応力によって把持力の上限が規定される。
【００５４】
カバー部材３２に形成された長穴３３の、形状や操作部材２０の進退方向における寸法は、把持する対象物の形状と上記降伏応力を考慮して設定されている。そのため、対象物を把持した状態で、長穴３３の基端に接続回動軸１９Ａが接触するまで操作部材２０が後退されても各リンク部材１５、１７と第１鉗子片１１および第２鉗子片１２とは塑性変形を生じない。すなわち、長穴３３は、接続回動軸１９Ａに連結された各リンク部材の基端部を操作部材２０の軸線Ｘ１方向に沿って移動させるガイドとして機能するとともに、接続回動軸１９Ａと接触して操作部材２０の最大後退量を規制するストッパとしても機能する。
【００５５】
このような閉じ操作では、操作部材２０の後退量によって、把持力の大きさが顕著に変化するため、操作部材２０の後退量を正確に把握することが重要である。
また、閉じ操作では、把持部１４に把持対象が把持されているため、例えば、手術用針や術具等の変形しにくい把持対象の場合、閉じ操作を行っても把持部１４の閉じ量がほとんど変化しない。このため、把持部１４の開き角を観察しているのみでは、把持対象への力のかかり具合を把握しにくい。
これに対して本実施形態では、操作者Ｏｐは操作者用ディスプレイ９００ａを見ながら、操作中に目盛線３４を参照して表示マーク１９ａの移動量を把握できるため、閉じ操作時における把持力の増大の程度を容易に把握することができる。
【００５６】
例えば、把持部１４がちょうど閉じた状態では、移動表示部１９Ｃの表示マーク１９ａは、図５（ｂ）に二点鎖線で示すように、基準閉じ位置目盛３４ｂの位置にあり、このとき、把持部１４の把持力は０になっている。
この状態から、操作者Ｏｐが操作部材２０を後退させると、把持部１４の把持力は急峻に増大し、図５（ｂ）に実線で示すように、移動表示部１９Ｃが最大限後退して、表示マーク１９ａが把持力参照補助目盛３４ｄに一致すると、把持力が最大となる。
【００５７】
このように、把持部１４が把持対象を把持していない場合には、基準閉じ位置目盛３４ｂの位置が把持力の基準となるが、把持対象を把持している場合には、把持を開始して、把持部１４の移動が止まった把持状態の表示マーク１９ａの位置が、把持力が０の基準位置となる。
例えば、手術用針のような高硬度の把持対象を把持したとき、表示マーク１９ａが基準閉じ位置目盛３４ｂから１目盛ずれた開き位置補助目盛３４ｃを指しているとすると、この開き位置補助目盛３４ｃから目盛線３４上で１目盛移動する間に、上記式（１）で示されるような把持力が増大していく。
したがって、把持対象に好適な把持力が、例えば１／２目盛であることが分かっている場合、操作者Ｏｐは、操作を行いながら表示マーク１９ａの位置を観察することで、好適な把持力が得られる位置まで操作部材２０を容易に後退させることができる。
【００５８】
以上説明したように、本実施形態の処置具１によれば、処置部１０の第１鉗子片１１、第２鉗子片１２、各リンク部材１５、１７、および接続部材１９でトグル機構が構成されるため、把持部１４が閉じた状態からさらに操作部材２０を後退させる操作入力を行うことで、比較的小さな操作入力であっても、把持部に生じる把持力を効率よく増大させることができる。
また、処置部１０に移動表示部１９Ｃと目盛線３４とが設けられているため、操作中に移動表示部１９Ｃと目盛線３４とを見ながら、処置部１０の把持部１４の開閉量や力のかかり具合を容易に把握することができる。
その際、移動表示部１９Ｃは、操作部材２０で操作してトグル機構を駆動する接続回動軸１９Ａに固定している。このため、把持部１４が閉じた状態または把持部１４の閉じ方向の移動が停止した状態からの移動表示部１９Ｃの移動量が、例えば、パンタグラフ機構を操作する操作部材の先端に移動表示部を設ける場合に比べて大きくなる。このため、移動表示部１９Ｃの移動量によって、把持力の変化をより細かく把握することができる。
【００５９】
また、操作入力Ｆｉが作用する接続回動軸１９Ａには、操作部材２０の軸線から離間させるように出力Ｆｏの反力が作用するが、本実施形態の各リンク部材１５、１７は、接続回動軸１９Ａの移動方向に対して略左右対称に配置されている。上記のような略対称な配置のため、接続回動軸１９Ａは、把持部１４の開閉方向においてリンク回動軸１６、１８のほぼ中間に位置し、各リンク回動軸に作用する出力Ｆｏの反力は、概ね正反対の方向に作用する結果、打ち消しあってほぼゼロとなる。
したがって、長穴３３に挿通された接続回動軸１９Ａが長穴３３の内面に強く押し付けられることはなく、大きな摩擦が発生することが抑制される。
【００６０】
［第１変形例］
次に、本実施形態の第１変形例について説明する。
図７（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１の実施形態の第１変形例の医療用処置具の処置部が閉じた状態、および開いた状態を示す模式的な正面図である。
【００６１】
本変形例の処置具１Ａ（医療用処置具）は、図７（ａ）に示すように、上記第１の実施形態の処置具１の処置部１０に代えて、処置部１０Ａを備え、上記第１の実施形態と同様に、図１に示す医療用マニピュレータシステムの処置具２４０ａ〜２４０ｄとしてスレーブアーム２００ａ〜２００ｄに装着して用いることができるものである。
以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００６２】
処置部１０Ａは、上記第１の実施形態の処置部１０の移動表示部１９Ｃ、目盛線３４に代えて、移動表示部３６（表示部材）、遮蔽部３５（参照指標部）を備える。
移動表示部３６は、移動表示部１９Ｃから表示マーク１９ａを削除したものである。ただし、移動表示部３６の厚さは、移動表示部３６の表面がカバー部材３２の外側に出ない寸法となっている。
遮蔽部３５は、カバー部材３２の表面において、各段穴部３３ａおよび長穴３３の基端側（把持部１４と反対側）の開口を覆うものであり、段穴部３３ａおよび長穴３３上の先端側に、移動表示部３６の移動方向に直交する直線状の遮蔽端３５ａが形成されている。
遮蔽部３５の材質は、移動表示部３６が透けて見えない程度に不透明な適宜材質からなる。本実施形態では、金属製の薄板をカバー部材３２上に接着または溶接している。
【００６３】
遮蔽端３５ａの位置は、把持部１４がちょうど閉じられた際の移動表示部３６（図７（ａ）、（ｂ）の二点鎖線参照）の最も先端側の外縁部に一致させる。
このため、図７（ｂ）に示すように、把持部１４が開いている間のみ、移動表示部３６の一部が遮蔽端３５ａから先端側に突出して見える。その際、遮蔽端３５ａからの移動表示部３６の突出量が、把持部１４の開き角の大きさを表すことになる。
また、把持部１４が閉じられている間は、移動表示部３６の全体が遮蔽部３５に覆われて隠される。
このため、移動表示部３６は、連結部材である接続部材１９の接続回動軸１９Ａの移動に連動して、遮蔽部３５の内部から外部に進退する表示部材を構成している。
【００６４】
このように、本変形例の処置部１０Ａによれば、操作者Ｏｐは、遮蔽部３５の遮蔽端３５ａからの移動表示部３６の突出量を見て、把持部１４の開き角を把握することができる。移動表示部３６の最大の突出量は、移動表示部３６が、先端側の段穴部３３ａに略接する状態である。このため、操作者Ｏｐは、段穴部３３ａおよび遮蔽部３５で形成された開口部に占める移動表示部３６の比率をアナログ的に観察することで、把持部１４の開き角や最大開き角までの余裕を把握することができる。
また、移動表示部３６が見えない場合には、把持部１４が閉じられていることを把握することができる。
また、本変形例では、把持部１４を閉じた状態から把持力が増大する様子は、移動表示部の動きが見えなくなるため、把握できないが、把持部１４が把持対象を把持してから把持力を増大させる場合には、遮蔽端３５ａからの突出量の減少を観察することで、把持力の増大を把握することができる。
このようにして、本変形例では、操作中に処置部１０Ａを見ながら、処置部１０Ａの把持部１４の開閉量や力のかかり具合を容易に把握することができる。
【００６５】
［第２変形例］
次に、本実施形態の第２変形例について説明する。
図８（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１の実施形態の第２変形例の医療用処置具の処置部が開いた状態、および閉じた状態を示す模式的な正面図である。
【００６６】
本変形例の処置具１Ｂ（医療用処置具）は、図８（ａ）に示すように、上記第１変形例の処置部１０Ａに代えて、処置部１０Ｂを備え、上記第１変形例と同様に、図１に示す医療用マニピュレータシステムの処置具２４０ａ〜２４０ｄとしてスレーブアーム２００ａ〜２００ｄに装着して用いることができるものである。
以下、上記第１変形例と異なる点を中心に説明する。
【００６７】
処置部１０Ｂは、上記第１変形例の処置部１０Ａの遮蔽部３５の配置位置を、各段穴部３３ａにおいて最も先端側に移動した移動表示部３６をちょうど覆って隠す先端側の位置に変えたものである。
すなわち、本変形例における遮蔽部３５は、把持部１４が最大限開かれた際の移動表示部３６（図８（ａ）の破線参照）の全体を覆っており、遮蔽端３５ａは、この位置の移動表示部３６の最も基端側の外縁部の位置に一致されている。
このため、図８（ｂ）に示すように、把持部１４が最大開き角よりも小さい角度で開かれている場合に、開き角に応じて、移動表示部３６の一部が遮蔽端３５ａから基端側に突出して見える。その際、遮蔽端３５ａからの移動表示部３６の突出量が、把持部１４の開き角の大きさを表すことになる。
また、本変形例では、把持部１４が閉じられてから、移動表示部３６が、段穴部３３ａの基端側まで移動するため、この移動量を遮蔽端３５ａからの突出量の変化として把握することも可能である。
【００６８】
このように、本変形例の処置部１０Ｂによれば、操作者Ｏｐは、遮蔽部３５の遮蔽端３５ａからの移動表示部３６の突出量を見て、把持部１４の把持力の増大を把握することができる。移動表示部３６の最大の突出量は、移動表示部３６が、先端側の段穴部３３ａに略接する状態である。このため、操作者Ｏｐは、段穴部３３ａおよび遮蔽部３５で形成された開口部に占める移動表示部３６の比率をアナログ的に観察することで、アナログ的に把持部１４の開き角や把持力の増大限度までの余裕を把握することができる。
また、移動表示部３６が見えない場合には、把持部１４の開き角が最大であることを把握することができる。
このようにして、本変形例では、操作中に処置部１０Ｂを見ながら、処置部１０Ｂの把持部１４の開閉量や力のかかり具合を容易に把握することができる。
尚、本変形例では、遮蔽部３５の配置位置を、各段穴部３３ａにおいて最も先端側に移動した移動表示部３６をちょうど覆って隠す位置としているが、把持部１４が把持を開始した位置（例えば針を把持した位置）に移動した移動表示部３６をちょうど覆って隠す位置とし、突出量によりどれくらい負荷がかかっているかわかるようにしても良い。
【００６９】
［第３変形例］
次に、本実施形態の第３変形例について説明する。
図９は、本発明の第１の実施形態の第３変形例の医療用処置具の処置部を示す模式的な正面図である。
【００７０】
本変形例の処置具１Ｃ（医療用処置具）は、図９に示すように、上記第１の実施形態の処置具１の処置部１０に代えて、処置部１０Ｃを備え、上記第１の実施形態と同様に、図１に示す医療用マニピュレータシステムの処置具２４０ａ〜２４０ｄとしてスレーブアーム２００ａ〜２００ｄに装着して用いることができるものである。
以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００７１】
処置部１０Ｃは、上記第１の実施形態の処置部１０の目盛線３４に代えて、スケールマーク３７（参照指標部、参照スケール）を備える。
スケールマーク３７は、カバー部材３２に対する移動表示部１９Ｃの相対移動量を参照するため参照スケールである。
スケールマーク３７は、カバー部材３２の表面において、段穴部３３ａの短手方向に対向する位置に対をなして形成された三角マーク３７Ａ、３７Ｂからなる。
三角マーク３７Ａは、頂点ａを有する直角と頂点ｂを有する一つの鋭角とで挟まれた辺が段穴部３３ａの長手方向に配置された直角三角形である。頂点ａは上記第１の実施形態における最大開き位置目盛３４ａの位置、頂点ｂは基準閉じ位置目盛３４ｂの位置となるように、それぞれ配置されている。
三角マーク３７Ｂは、頂点ｄを有する直角と頂点ｃを有する一つの鋭角とで挟まれた辺が段穴部３３ａの長手方向に配置された直角三角形である。頂点ｃは上記第１の実施形態における基準閉じ位置目盛３４ｂの位置、頂点ｄは把持力参照補助目盛３４ｄの位置となるように、それぞれ配置されている。このため、頂点ｃは、三角マーク３７Ａの頂点ｂと一致されている。
【００７２】
このような構成により、表示マーク１９ａが三角マーク３７Ａの領域に位置することは、上記第１の実施形態において、表示マーク１９ａが最大開き位置目盛３４ａと基準閉じ位置目盛３４ｂとの間に位置することと同じである。
また、表示マーク１９ａが三角マーク３７Ｂの領域に位置することは、上記第１の実施形態において、表示マーク１９ａが基準閉じ位置目盛３４ｂと把持力参照補助目盛３４ｄとの間に位置することと同じである。
また、三角マーク３７Ａでは、頂点ｂから頂点ａに向かうにつれて、斜辺が段穴部３３ａから離れる方向に傾斜しているため、表示マーク１９ａが示す位置における斜辺の高さの変化が、把持部１４の開き角の増大傾向に対応している。
また、三角マーク３７Ｂでは、頂点ｃから頂点ｄに向かうにつれて、斜辺が段穴部３３ａから離れる方向に傾斜しているため、表示マーク１９ａが示す位置における斜辺の高さが、把持部１４の把持力増大傾向に対応している。
【００７３】
したがって、操作者Ｏｐは、操作者用ディスプレイ９００ａを見て、移動表示部１９Ｃの表示マーク１９ａの相対移動量や移動位置を、スケールマーク３７の頂点や斜辺の高さの変化を参照することによって、視覚的に把握することができる。
したがって、上記第１の実施形態と同様に操作者Ｏｐは、操作を行いながら、操作対象および把持部１４が表示されている操作者用ディスプレイ９００ａから目を離すことなく把持部１４の開き角を正確に把握することができるため、微妙な操作であっても、操作対象を監視しつつ円滑に操作を続けることができる。
上記第１の実施形態の目盛線３４が、相対移動量を段階的に把握しやすい離散的なスケールの場合の例であるのに対して、本変形例のスケールマーク３７は、相対移動量を視覚的に把握しやすいアナログ的なスケールの例になっている。
【００７４】
［第４変形例］
次に、本実施形態の第４変形例について説明する。
図１０（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１の実施形態の第４変形例の医療用処置具の処置部を示す模式的な正面図、およびそのＡ視の側面図である。
【００７５】
本変形例の処置具１Ｄ（医療用処置具）は、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、上記第１の実施形態の処置具１の処置部１０に代えて、処置部１０Ｄを備え、上記第１の実施形態と同様に、図１に示す医療用マニピュレータシステムの処置具２４０ａ〜２４０ｄとしてスレーブアーム２００ａ〜２００ｄに装着して用いることができるものである。
以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００７６】
処置部１０Ｄは、上記第１の実施形態の処置部１０のカバー部材３２、目盛線３４、移動表示部１９Ｃに代えて、カバー部材３２Ａ（基体）、目盛線３９（参照指標部、参照スケール）、移動表示部３８を備えたものである。
【００７７】
カバー部材３２Ａは、上記第１の実施形態のカバー部材３２の先端側（把持部１４が設けられた側）を、トグル機構を挟んで平行に対向する平板状の先端カバー部３２ｂによって形成し、基端側をシース部３０が接続可能な円筒状の基端カバー部３２ａによって形成したものである。
先端カバー部３２ｂの正面視の形状は、図１０（ａ）に示すように、基端側から基端カバー部３２ａと同幅の板状部が、先端側に向かって長穴３３の長手方向の直線部分と略同程度の位置まで延ばされ、より先端に向かうにつれて縮幅され、鉗子回動軸１３の近傍で一定幅とされている。
このため、各先端カバー部３２ｂの基端側の側面には、長穴３３の長手方向に平行な平面からなる平面側面部３２ｃが形成されている。
【００７８】
目盛線３９は、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、上記第１の実施形態の目盛線３４における最大開き位置目盛３４ａ、基準閉じ位置目盛３４ｂ、開き位置補助目盛３４ｃ、および把持力参照補助目盛３４ｄをそれぞれ平面側面部３２ｃまで延長した平行線群である、最大開き位置目盛３９ａ、基準閉じ位置目盛３９ｂ（閉状態開始位置参照指標）、開き位置補助目盛３９ｃ、および把持力参照補助目盛３９ｄ（閉じ力参照指標）を備える。
ただし、開き位置補助目盛３９ｃおよび把持力参照補助目盛３９ｄは、最大開き位置目盛３９ａ、基準閉じ位置目盛３９ｂと視覚的に区別できるように、線幅が細くなっている。より視覚的に区別しやすいように、色を変えたり、互いの線種を変えたりしてもよい。目盛線３９の形成方法は、目盛線３４と同様の方法を採用することができる。
【００７９】
各移動表示部３８は、上記第１の実施形態の移動表示部１９Ｃの厚さを変更して、先端面３８ａと、側面３８ｃの一部とが先端カバー部３２ｂから側方に突出する形状とされ、先端面３８ａの稜線が面取りされた円板状に形成されている。
各移動表示部３８の先端面３８ａには、表示マーク１９ａと同様な直線状の表示マーク３８ｂが形成されている。表示マーク３８ｂの両端部には、側面３８ｃの母線方向に延ばされた直線状の表示マーク３８ｄが形成されている。このため、表示マーク３８ｂ、３８ｄは、同一平面に整列されている。
【００８０】
このような構成により処置部１０Ｄによれば、先端カバー部３２ｂを見ると、接続回動軸１９Ａの移動に伴って各移動表示部３８の先端面３８ａの表示マーク３８ｂが移動するのが見える。このため、これら表示マーク３８ｂの相対移動量や移動位置を、先端カバー部３２ｂ上の目盛線３９を参照することによって把握することができる。
また、平面側面部３２ｃを見ると、接続回動軸１９Ａの移動に伴って各移動表示部３８の側面３８ｃの表示マーク３８ｄが移動するのが見える。このため、これら表示マーク３８ｄの相対移動量や移動位置を、目盛線３９を参照することによって把握することができる。
このように、本変形例では、処置部１０Ｄの周囲を構成する各先端カバー部３２ｂ、および各平面側面部３２ｃのいずれかが、操作者用ディスプレイ９００ａに表示されていれば、操作者Ｏｐは、移動表示部３９の相対移動量や移動位置を把握することができる。
この結果、処置部１０Ｄが操作によって姿勢を変えても、操作者用ディスプレイ９００ａ上に、移動表示部３８の表示マーク３８ｂ、３８ｄのいずれかの部分と、目盛線３９のいずれかが表示される可能性がきわめて高くなる。したがって、操作者用ディスプレイ９００ａに視野領域を変更することなく把持部１４の開き角や力のかかり具合を把握することができるため、操作対象を見易い位置で監視しつつ円滑に操作を続けることができる。
【００８１】
［第５変形例］
次に、本実施形態の第５変形例について説明する。
図１１は、本発明の第１の実施形態の第５変形例の医療用処置具の処置部を示す模式的な正面図である。
【００８２】
本変形例の処置具１Ｅは、図１１に示すように、上記第１の実施形態の処置具１の処置部１０に代えて、処置部１０Ｅと、処置部１０Ｅを回動駆動するロボット関節５１とを備え、上記第１の実施形態と同様に、図１に示す医療用マニピュレータシステムの処置具２４０ａ〜２４０ｄとしてスレーブアーム２００ａ〜２００ｄに装着して用いることができるものである。
以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００８３】
処置部１０Ｅは、上記第１の実施形態の処置部１０のシース部３０を削除し、カバー部材３２に代えて、ロボット関節５１の関節部５２に連結する関節連結部５０ａを有するカバー部材５０を備えたものである。
ロボット関節５１は、図示略の基端部にスレーブアーム２００ａ〜２００ｄと連結する連結部を有し、図１１に示す先端部に、処置部１０Ｅの関節連結部５０ａと連結する関節部５２が設けられている。
関節部５２は、本変形例では、図示略のワイヤ操作などによって、処置部１０Ｅを図１１の紙面内で回動させることができるようになっている。
【００８４】
本変形例の処置具１０Ｅは、処置具がロボット関節５１等の関節部を備えた場合の例になっており、移動表示部１９Ｃと目盛線３４との作用による効果は上記第１の実施形態と同様である。
【００８５】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
図１２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明の第２の実施形態の医療用処置具の処置部が開いた状態、閉じた状態、および閉じて把持力を増大させた状態を示す模式的な部分断面図である。
【００８６】
本実施形態の処置具１Ｆ（医療用処置具）は、図１２（ａ）に示すように、上記第１の実施形態の処置部１の処置部１０に代えて、処置部１０Ｆを備え、上記第１の実施形態と同様に、図１に示す医療用マニピュレータシステムの処置具２４０ａ〜２４０ｄとしてスレーブアーム２００ａ〜２００ｄに装着して用いることができるものである。
以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００８７】
処置部１０Ｆは、上記第１の実施形態の処置部１０の把持部１４の開閉を、トグル機構に代えてパンタグラフ機構によって行うとともに移動表示部を変形したものである。
このため、処置部１０Ｆは、上記第１の実施形態の処置部１０の第１鉗子片１１、第２鉗子片１２、カバー部材３２に代えて、第１鉗子片６１（処置具片）、第２鉗子片６２（処置具片）、カバー部材６３（基体）を備え、移動表示部１９Ｃを削除したものである。
【００８８】
第１鉗子片６１および第２鉗子片６２は、把持部１４を構成する一対の鉗子片（処置具片）であり、それぞれ第１鉗子片１１、第２鉗子片１２と同様の先端部を有し、基端側が第１鉗子片１１、第２鉗子片１２と反対方向に屈曲され、中心部で互いにＸ字状に交差した状態で、鉗子回動軸１３により互いに回動可能に連結されている。
また、第１鉗子片６１の基端側の端部は、リンク部材１７の先端部１７Ａとリンク回動軸１８を介して回動可能に連結されている。
また、第２鉗子片６２の基端側の端部は、リンク部材１５の先端部１５Ａとリンク回動軸１６を介して回動可能に連結されている。
【００８９】
リンク部材１５、１７の基端部１５Ｂ、１７Ｂは、上記第１の実施形態と同様に図示略の接続部材１９によって操作部材２０と連結されている。
ただし、本実施形態では、パンタグラフ機構を構成するため、基端部１５Ｂ、１７Ｂの進退軸において、接続回動軸１９Ａの位置は、リンク回動軸１６、１８よりも基端側（鉗子回動軸１３の反対側）に位置している。
【００９０】
カバー部材６３は、上記第１の実施形態のカバー部材３２を本実施形態のパンタグラフ機構を収容できる形状に変えるとともに、段穴部３３ａを削除したものである。
このため、本実施形態の目盛線３４は、長穴３３の長手方向に沿って、長穴３３の短手方向に対向する位置に対をなして設けられている。
また、目盛線３４は、上記第１の実施形態と同様に、最大開き位置目盛３４ａ、基準閉じ位置目盛３４ｂ、開き位置補助目盛３４ｃ、把持力参照補助目盛３４ｄを備えるが、各目盛の位置、目盛間隔、目盛本数は、本実施形態の接続回動軸１９Ａの移動範囲に基づいて、適宜変更している。
また、本実施形態では、接続回動軸１９Ａが長穴３３内に延在されるとともに、接続回動軸１９Ａの端部に、カバー部材６３に対する移動量がカバー部材６３の外部から視認できるように表示マーク１９ａを形成されている。すなわち、本実施形態では、接続回動軸１９Ａの端部は移動表示部を構成している。
また、カバー部材６３の基端部には、図示を省略しているが、上記第１の実施形態の処置具１と同様にシース部３０が接続されている。
【００９１】
このような構成により、処置部１０Ｆでは、図１２（ａ）に示すように、操作部材２０を先端側に進出させることにより、カバー部材６３の先端側から突出された把持部１４が開かれる。このとき、接続回動軸１９Ａが長穴３３内で最大限先端側に移動すると、接続回動軸１９Ａの表示マーク１９ａは、目盛線３４における最大開き位置目盛３４ａと整列する位置に移動する。
また、操作部材２０を基端側に後退させることにより、把持部１４が閉じられる。図１２（ｂ）に示すように、把持部１４がちょうど閉じられて把持部１４間に把持力が発生しない状態では、表示マーク１９ａは、目盛線３４における基準閉じ位置目盛３４ｂと整列する位置に移動する。
表示マーク１９ａが、最大開き位置目盛３４ａおよび基準閉じ位置目盛３４ｂの間に位置している状態では、基準閉じ位置目盛３４ｂからの表示マーク１９ａの距離に応じて、把持部１４の開き角が変化する。操作者Ｏｐは、開き位置補助目盛３４ｃを参照して表示マーク１９ａの位置を把握することにより、把持部１４の開き角を把握することができる。
さらに基端側に、操作部材２０を後退させると、第１鉗子片６１および第２鉗子片６２が弾性変形して、把持部１４同士が互いに加圧される結果、把持力が増大する。その際、操作者Ｏｐは、把持力参照補助目盛３４ｄを参照して表示マーク１９ａの位置を把握することにより、把持部１４に加わる把持力を把握することができる。
【００９２】
このように、把持部１４の開閉機構がパンタグラフ機構に変更されても、処置具１Ｆの処置部１０Ｆによれば、処置部１０Ｆのカバー部材６３に移動表示部である接続回動軸１９Ａと目盛線３４とが外部から見えるように設けられているため、操作中に処置部１０Ｆを見ながら、処置部１０Ｆの把持部１４の開閉量や力のかかり具合を容易に把握することができる。
【００９３】
［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
図１３（ａ）、（ｂ）は、本発明の第３の実施形態の医療用処置具の処置部の模式的な正面図、および模式的な断面図である。
【００９４】
本実施形態の処置具４１は、図１３（ａ）、（ｂ）に示すように、一対の鉗子片のうち一方だけが回動可能である点が、上記第１の実施形態の処置具１と異なる。処置部４１は、上記第１の実施形態と同様に、図１に示す医療用マニピュレータシステムの処置具２４０ａ〜２４０ｄとしてスレーブアーム２００ａ〜２００ｄに装着して用いることができるものである。
以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００９５】
処置具４１では、図１３（ｂ）に示すように、一対の鉗子片のうち、第１鉗子片に相当する鉗子片部４３Ａを有するカバー部材４３（基体）を備えており、第２鉗子片１２のみが鉗子回動軸１３回りに回動可能とされている。そのため、リンク部材１５およびリンク回動軸１６を備えていない。
鉗子片部４３Ａおよび第２鉗子片１２において、鉗子回動軸１３より先端側でカバー部材４３の先端側に突出された部分は、第２鉗子片１２の回動によって開閉する把持部４５を構成している。
【００９６】
操作部材４４は、所定の剛性を有するロッドであり、先端部が接続回動軸１９Ａを介してリンク部材１７と連結されている。鉗子片部４３Ａと第２鉗子片１２とが接触して閉じられた状態におけるリンク部材１７の先端部１７Ａと基端部１７Ｂの位置関係や、リンク部材１７の連結長等は、処置具１と概ね同様に設定されている。
【００９７】
カバー部材４３には、上記第１の実施形態と同様に、接続回動軸１９Ａの進退方向に沿って長穴３３および段穴部３３ａが設けられている。操作部材４４の最大後退量は、第２鉗子片１２やリンク部材１７が塑性変形したり、接続回動軸１９Ａがリンク回動軸１８よりも基端側に移動したりしない値に設定されている。
また、カバー部材４３の表面において、段穴部３３ａの短手方向の側方には、上記第１の実施形態と同様に、最大開き位置目盛３４ａ、基準閉じ位置目盛３４ｂ、開き位置補助目盛３４ｃ、把持力参照補助目盛３４ｄを備える目盛線３４が形成されている。
ただし、本実施形態の目盛線３４は、各目盛の位置、目盛間隔、目盛本数は、本実施形態のトグル機構における移動表示部１９Ｃの移動範囲に基づいて適宜変更している。
【００９８】
このように構成された処置具４１は、処置具１同様、操作部材４４を前進させると、図７に示すように把持部４５が開く。そして、把持部４５が閉じた後、さらに操作部材４４を後退させる操作入力を行うことで、把持部４５に生じる把持力を増大させることができる。
ここで、操作部材４４には、リンク回動軸１８に作用する出力Ｆｏの反力Ｐが、接続回動軸１９Ａを操作部材４４の軸線Ｘ２から離間させようとする方向に作用する。操作部材４４の所定の剛性は、操作部材４４の操作範囲内における最大の反力に対して変形しない程度に設定されているため、把持力を増大させるときにおいても、接続回動軸１９Ａは、当該反力に抗して操作部材４４の軸線Ｘ２に沿って移動する。
【００９９】
このように、本実施形態の処置具４１においても、上記第１の実施形態の処置具１同様、操作部材を後退させる操作入力を行うことで、比較的小さな操作入力であっても、把持部に生じる把持力を効率よく増大させることができる。
また、移動表示部１９Ｃ、目盛線３４は、上記第１の実施形態の処置具１と同様に作用する。すなわち、操作者Ｏｐは操作者用ディスプレイ９００ａを見て、目盛線３４を参照して表示マーク１９ａの移動量を把握できるため、操作対象および把持部４５が表示されている操作者用ディスプレイ９００ａから目を離すことなく把持部４５の開き角を把握したり、閉じ操作時における把持力の増大の程度を容易に把握したりすることができる。このため、微妙な操作であっても、操作対象を監視しつつ円滑に操作を続けることができる。
【０１００】
以上、本発明の各実施形態および変形例について説明したが、本発明の技術範囲は上記各実施形態および変形例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、各構成要素に種々の変更を加えたり、削除したり、各実施形態の構成を組み合わせたりすることが可能である。
【０１０１】
例えば、上記の各実施形態および各変形例の説明では、一対の処置具片が共通の回動軸に支持された例を説明したが、一対の鉗子片が、それぞれ異なる回動軸に支持されてもよい。この場合、一対の処置具片の回動中心を分けることにより、図５に示す角度βをより小さくすることができ、把持部に発生する出力Ｆｏを向上させることができる。
【０１０２】
また、本発明の処置具における処置部は、一対の処置具片が閉じる方向への力量が増大されるものに限られない。
例えば、以下のような構成例を挙げることができる。
一対の処置具片の一端部を鉗子回動軸１３によって回動可能に連結して、他端部が開閉動作可能な構造を形成する。各処置具片の一端部と他端部との間の中間部にリンク回動軸１６、１８を設け、これらリンク回動軸１６、１８に、上記第１の実施形態と同様にして、リンク部材１５、１７の先端部１５Ａ、１７Ａを接続する。また、接続回動軸１９Ａを介してリンク部材１５、１７の基端部１５Ｂ、１７Ｂを接続部材１９に接続し、さらに接続部材１９に操作部材２０を固定する。その際、接続回動軸１９Ａをリンク回動軸１６、１８と、鉗子回動軸１３との間に位置させ、操作部材２０を鉗子回動軸１３側に向かって延ばしておく。
このような構成によれば、操作部材２０を進退させるによって、一対の処置具片が開閉され、操作部材２０をリンク回動軸１６、１８側に進出させたときに、各処置具片の先端（他端部）が外側に開き、トグル機構の作用によって、開く方向への力量を増大させることができる。
このような構成は、例えば、処置部を生体組織の隙間等に挿入し、操作部材２０を前進させることで、一対の処置具片を開き、生体組織を押し広げる、といった処置具として好適に用いることができる。
【０１０３】
また、上記の各実施形態および各変形例の説明では、長穴や段穴部に収容された移動表示部が少なくとも一部が基体の外側に露出することで、移動表示部の移動量が外部から見える場合の例で説明したが、移動表示部の移動する様子が外部から見えれば、例えば透明カバーなどによって、移動表示部を覆った構成としてもよい。
【０１０４】
また、上記の各実施形態および各変形例の説明では、基準閉じ位置目盛３４ｂが、把持部が被把持体を把持していないとき、把持力０で把持部が閉じられている位置に設けられた場合の例で説明したが、所定の開き角となる位置を基準位置とし、この基準位置が分かるように目盛を設けておくことができる。
このような構成によれば、被把持体の大きさや形状が決まっていたり、把持部の把持開始時の開き角が決まっていたりする場合に、操作が容易となり好都合である。
【０１０５】
また、上記の各実施形態および各変形例の説明では、長穴３３が接続回動軸１９Ａの移動ガイドと、接続回動軸１９Ａの移動範囲を規制するストッパとの機能を兼ねている場合の例で説明したが、接続回動軸１９Ａの移動軌跡と移動範囲とが他の手段によって規制することができれば、長穴３３は、接続回動軸１９Ａと接触することなく挿通させる穴部として設けてもよい。
例えば、操作部材の剛性を適宜に設定し、例えば、シース部等によって操作ガイドの移動ガイドを兼ねる構成とすれば、接続回動軸１９Ａの移動ガイドやストッパは省略することができ、長穴３３と接続回動軸１９Ａが接触しない構成することができる。
この場合、接続回動軸１９Ａと長穴３３との間が摺動しないため、進退時の操作力を低減することができ、摺動摩耗も低減することができる。
【０１０６】
また、上記の各実施形態および各変形例の説明では、処置具が医療用マニピュレータシステムにおけるマニピュレータに設けられる場合の例で説明したが、本発明の処置具は、処置具はマニピュレータに接続する態様には限定されず、マニピュレータに接続しない処置具としても用いることが可能である。
【０１０７】
また、上記の各実施形態および各変形例の説明では、移動表示部および参照指標部が２箇所以上に設けられた場合の例で説明したが、操作者が操作中に視認することができれば、それぞれ１箇所のみに設けられていてもよい。
また、上記の各実施形態および各変形例において、移動表示部および参照指標部を拡大表示できる機構、例えばレンズをそれらの部分に設けてもよい。これにより、視認性が向上し、細径の処置具であっても処置部の開閉量や力のかかり具合を容易に把握することができる。
【０１０８】
また、上記の第１の実施形態の第３変形例の説明では、参照スケールがアナログ的なスケールである場合の例として、三角マーク３７Ａ、３７Ｂのように形状がアナログ的に変化する例を説明したが、他のアナログ的なスケールとして、色や色の濃度が一定方向に変化するカラーバーを採用してもよい。
【０１０９】
また、上記の第２の実施形態の説明では、接続回動軸１９Ａの端部に表示マーク１９ａが形成され、接続回動軸１９Ａが移動表示部を兼ねる場合の例で説明したが、この変形は、リンク部材がトグル機構を構成するかパンタグラフ機構を構成するかによらず適用可能である。したがって、上記第１の実施形態において、移動表示部１９Ｃに代えて接続回動軸１９Ａの端部に表示マーク１９ａを設けた構成を採用してもよい。また、上記第２の実施形態において、移動表示部１９Ｃを用いた構成としてもよい。
【０１１０】
以下、上記の各実施形態および各変形例の構成要素を組み合わせて得られる他の変形例について説明する。
例えば、上記第 １の実施形態における目盛線３４を、上記第１、第２変形例のカバー部材および遮蔽部３５の上に追加した構成とすることができる。この場合、移動表示部３６の突出量をより正確に把握することが可能である。
【０１１１】
また、例えば、上記第１変形例と第２変形例とを組合せることで、以下のような変形例を構成することができる。
この変形例では、遮蔽部３５の幅を移動表示部１９Ｃの幅に合わせておき、移動表示部１９Ｃが適宜の基準位置、例えば、第１の実施形態において表示マーク１９ａが基準閉じ位置目盛３４ｂに整列する位置、に移動したとき、ちょうど移動表示部１９Ｃが覆われる位置に設置する。
このような変形例によれば、移動表示部１９Ｃが先端側に突出して見えれば、突出量が把持部１４の開き角に対応している。また、移動表示部１９Ｃが基端側に突出して見えれば、突出量が把持部１４の把持力の増大に対応している。
【符号の説明】
【０１１２】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ、４１、２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃ、２４０ｄ 処置具（医療用処置具）
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ、１０Ｆ 処置部
１１、６１ 第１鉗子片（処置具片）
１２、６２ 第２鉗子片（処置具片）
１４、４５ 把持部
１５、１７ リンク部材
１５Ａ、１７Ａ 先端部（第一の端部）
１５Ｂ、１７Ｂ 基端部（第二の端部）
１９ 接続部材（連結部材）
１９Ａ 接続回動軸
１９Ｃ、３６、３８ 移動表示部
１９ａ、３８ｂ、３８ｄ 表示マーク
２０、４４ 操作部材
３２、３２Ａ、４３、６３ カバー部材（基体）
３３ 長穴（貫通孔）
３３ａ 段穴部
３４、３９ 目盛線（参照指標部、参照スケール）
３４ａ、３９ａ 最大開き位置目盛
３４ｂ、３９ｂ 基準閉じ位置目盛（閉状態開始位置参照指標）
３４ｃ、３９ｃ 開き位置補助目盛
３４ｄ、３９ｄ 把持力参照補助目盛（閉じ力参照指標）
３５ 遮蔽部（参照指標部）
３５ａ 遮蔽端
３６ 移動表示部（表示部材）
３７ スケールマーク（参照指標部、参照スケール）
２００ａ、２００ｂ、２００ｃ、２００ｄ スレーブアーム（マニピュレータ）
９００ａ 操作者用ディスプレイ
９００ｂ 助手用ディスプレイ
Ｘ１、Ｘ２ 軸線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方が基体に対して回動可能に支持された一対の処置具片を有する処置部と、
前記基体に対して自身の軸線方向に進退することにより前記一対の処置具片を回動させて開閉させる操作部材と、
回動可能な前記処置具片に第一の端部が連結され、第二の端部が前記操作部材に連結されたリンク部材と、
前記第二の端部において、前記リンク部材と前記操作部材とを連結する連結部材と、
前記操作部材の進退方向における前記連結部材の移動と連動して移動し、前記基体に対する移動量が該基体の外側から視認できるように設けられた移動表示部と、
前記基体に設けられ、前記基体に対する前記移動表示部の相対移動量を参照する参照指標部と、
を備えることを特徴とする医療用処置具。
【請求項２】
前記移動表示部は、
前記基体に設けられた貫通孔部内に移動可能に挿通された前記連結部材に設けられ、
前記参照指標部は、
前記貫通孔部の周囲または前記貫通孔部上に設けられた参照スケールであることを特徴とする請求項１に記載の医療用処置具。
【請求項３】
前記参照指標部は、
前記基体の表面の一部を覆う遮蔽部を有し、
前記移動表示部は、
前記連結部材の移動に連動して、前記遮蔽部の内部から外部に進退する表示部材を有し、
前記遮蔽部からの前記表示部材の進退量によって、前記移動表示部の移動量を表示できるようにした
ことを特徴とする請求項１または２に記載の医療用処置具。
【請求項４】
前記参照指標部は、
前記一対の処置具片が閉じられた状態が開始される前記移動表示部の位置を参照する閉状態開始位置参照指標と、
前記一対の処置具片が閉じられた状態で、前記一対の処置具片間の閉じ力の増大に対応する前記移動表示部の位置変化を参照する閉じ力参照指標と、
を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の医療用処置具。
【請求項５】
前記第二の端部の進退軸は、前記操作部材の軸線と平行であり、
前記第二の端部の進退軸と第一の端部との距離は、前記リンク部材の長さより短く、
前記第二の端部と前記一対の処置具片の回動中心とを結んだ線分を前記進退軸に射影した長さは、前記第一の端部と前記回動中心を結んだ線分を前記進退軸に射影した長さよりも短い
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の医療用処置具。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の医療用処置具を備える
ことを特徴とするマニピュレータ。
【請求項１】
少なくとも一方が基体に対して回動可能に支持された一対の処置具片を有する処置部と、
前記基体に対して自身の軸線方向に進退することにより前記一対の処置具片を回動させて開閉させる操作部材と、
回動可能な前記処置具片に第一の端部が連結され、第二の端部が前記操作部材に連結されたリンク部材と、
前記第二の端部において、前記リンク部材と前記操作部材とを連結する連結部材と、
前記操作部材の進退方向における前記連結部材の移動と連動して移動し、前記基体に対する移動量が該基体の外側から視認できるように設けられた移動表示部と、
前記基体に設けられ、前記基体に対する前記移動表示部の相対移動量を参照する参照指標部と、
を備えることを特徴とする医療用処置具。
【請求項２】
前記移動表示部は、
前記基体に設けられた貫通孔部内に移動可能に挿通された前記連結部材に設けられ、
前記参照指標部は、
前記貫通孔部の周囲または前記貫通孔部上に設けられた参照スケールであることを特徴とする請求項１に記載の医療用処置具。
【請求項３】
前記参照指標部は、
前記基体の表面の一部を覆う遮蔽部を有し、
前記移動表示部は、
前記連結部材の移動に連動して、前記遮蔽部の内部から外部に進退する表示部材を有し、
前記遮蔽部からの前記表示部材の進退量によって、前記移動表示部の移動量を表示できるようにした
ことを特徴とする請求項１または２に記載の医療用処置具。
【請求項４】
前記参照指標部は、
前記一対の処置具片が閉じられた状態が開始される前記移動表示部の位置を参照する閉状態開始位置参照指標と、
前記一対の処置具片が閉じられた状態で、前記一対の処置具片間の閉じ力の増大に対応する前記移動表示部の位置変化を参照する閉じ力参照指標と、
を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の医療用処置具。
【請求項５】
前記第二の端部の進退軸は、前記操作部材の軸線と平行であり、
前記第二の端部の進退軸と第一の端部との距離は、前記リンク部材の長さより短く、
前記第二の端部と前記一対の処置具片の回動中心とを結んだ線分を前記進退軸に射影した長さは、前記第一の端部と前記回動中心を結んだ線分を前記進退軸に射影した長さよりも短い
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の医療用処置具。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の医療用処置具を備える
ことを特徴とするマニピュレータ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１３−９９４０９（Ｐ２０１３−９９４０９Ａ）
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４４３８５（Ｐ２０１１−２４４３８５）
【出願日】平成２３年１１月８日（２０１１．１１．８）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２０年度、独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構「がん超早期診断・治療機器の総合研究開発／超低侵襲治療機器システムの研究開発／内視鏡下手術支援システムの研究開発プロジェクト」委託事業、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月８日（２０１１．１１．８）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２０年度、独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構「がん超早期診断・治療機器の総合研究開発／超低侵襲治療機器システムの研究開発／内視鏡下手術支援システムの研究開発プロジェクト」委託事業、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]