JPWO2013035870A1 - 多自由度鉗子 - Google Patents

Abstract

多自由度鉗子は、両端部に操作部材で互いに接続された第一湾曲部および第二湾曲部を有する長尺の挿入部と、前記第一湾曲部に取り付けられ、組織に対する処置に用いられる処置部と、前記第二湾曲部に取り付けられ、前記第二湾曲部を湾曲させることにより前記第一湾曲部を湾曲させる操作部と、を備え、前記操作部は、前記第二湾曲部を動作中心として前記挿入部に対して揺動可能なハンドル本体を有し、前記ハンドル本体は、使用者が使用時に把持する把持部を有し、前記把持部は、前記動作中心の周囲、あるいは、前記動作中心よりも前記挿入部側に設けられている。

Description

本発明は、処置部が設けられた挿入部の先端側を湾曲可能な多自由度鉗子に関する。
本願は、２０１１年０９月０８日に、米国に仮出願された米国特許出願第６１／５３２，２４４号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

従来、腹腔鏡下手術等において、体腔内で各種手技を行うために鉗子が用いられている。このような鉗子の一つとして、手技を行う処置部の体腔内における動作自由度を高めるため、体腔内に挿入される長尺の挿入部の先端側を湾曲可能とした多自由度鉗子が知られている。
例えば、特許文献１には、長尺かつ硬質の挿入部の両端部に湾曲部を備えた多自由度鉗子が開示されている。２つの湾曲部は、湾曲コマまたは節輪が軸線方向に並べて配置された公知の構造を有し、ワイヤ等の操作部材で互いに接続されている。挿入部の端部の一方には処置部が、他方には操作部が接続されている。使用者が操作部のハンドル等を操作して操作部に近い方の湾曲部（第二の湾曲部）を所望の方向に湾曲させると、第二の湾曲部に接続された操作部材が軸線方向に進退される。その結果、操作部から遠い方の湾曲部（第一の湾曲部）が、第二の湾曲部と反対の方向に湾曲され、処置部を意図した方向に向けることができる。
多自由度鉗子を使用する際は、体壁や組織等を貫通するように患者に取り付けられたトロッカー等のアクセスポートから挿入部を体腔内に挿入する。使用者は、上述の湾曲操作、アクセスポートに対する挿入部の進退操作、およびアクセスポートを動作中心とした挿入部の揺動操作（ピボット動作）の大きく３つの動作を用いて、挿入部先端の処置部を所望の位置に移動させ、手技を行う。

国際公開第２００９／０８８４３０号

使用者が把持するハンドルが、基端の曲げ可能な部材の動作中心よりも、基端側に位置しているため、使用者の意図に反して、挿入部の挿入角度や曲げ可能な部材の動作中心の動作角度が動いてしまう可能性があり、その結果、先端の処置部動作は使用者の意図と異なってしまう場合がある。
本発明は、上述した問題点に鑑み案出されたものであり、高度な熟練を要することなく、第一湾曲部の湾曲操作と挿入部のピボット動作とを容易に切り分けて操作することができる多自由度鉗子の提供を目的とする。

本発明は、上記課題を解決して係る目的を達成するために以下の手段を採用した。
すなわち、
本発明の第１の態様によれば、多自由度鉗子は、両端部に操作部材で互いに接続された第一湾曲部および第二湾曲部を有する長尺の挿入部と、前記第一湾曲部に取り付けられ、組織に対する処置に用いられる処置部と、前記第二湾曲部に取り付けられ、前記第二湾曲部を湾曲させることにより前記第一湾曲部を湾曲させる操作部と、を備え、前記操作部は、前記第二湾曲部を動作中心として前記挿入部に対して揺動可能なハンドル本体を有し、前記ハンドル本体は、使用者が使用時に把持する把持部を有し、前記把持部は、前記動作中心の周囲、あるいは、前記動作中心よりも前記挿入部側に設けられている。

本発明の第２の態様によれば、上記第１の態様において、前記把持部を前記挿入部に対して固定する湾曲ロック機構を有するジョイント部を備え、前記ジョイント部は、前記操作部と前記挿入部との間に設けられ、前記操作部は、前記第二湾曲部を動作中心として前記挿入部に対して揺動可能に前記ジョイント部に取り付けられていても良い。

本発明の第３の態様によれば、上記第１の態様において、前記操作部は、前記挿入部の軸線から離間して設けられ、前記処置部を前記挿入部に対して回転させる回転ノブを有し、前記回転ノブは、可撓性を有するシャフトを介して前記処置部と接続されていても良い。

本発明の第４の態様によれば、上記第１の態様において、前記操作部は、前記操作部に設けられるとともに、前記挿入部に固定されたジョイント部を有し、前記操作部は、前記第二湾曲部を動作中心として前記挿入部に対して揺動可能に前記ジョイント部に取り付けられており、前記ジョイント部は、球状の第一部材と、前記第一部材の第一の回転軸を中心に回転可能に取り付けられた球状の第二部材とを有し、前記ハンドル本体は、前記第一の回転軸と直交する前記第二部材の第二の回転軸を中心に回転可能に取り付けられていても良い。 本発明の第５の態様によれば、上記第４の態様において、前記第一部材の外周に、第一係合凸部が形成され、前記第二部材の外周に、第二係合凸部が形成され、前記第一係合凸部を含む第一平面と、前記第二係合凸部を含む第二平面とが交差するように、前記第一部材及び前記第二部材が配置され、前記第一平面と前記第二平面とに沿って前記第一湾曲部が湾曲するように、前記第一湾曲部の湾曲方向が規定されていても良い。
本発明の第６の態様によれば、上記第１の態様において、前記操作部は、二軸ジンバル構造を介して前記挿入部に取り付けられていても良い。

本発明の第７の態様によれば、上記第１の態様において、前記挿入部がアクセスポートを動作中心として揺動しないように固定するピボットロック機構と、前記湾曲ロック機構の動作状態と前記ピボットロック機構の動作状態とを切り替える切替操作部と、をさらに備えていても良い。
本発明の第８の態様によれば、上記第７の態様において、前記切替操作部は、使用者が手を離しても切り替えた状態が保持されていても良い。

本発明の第９の態様によれば、上記第７の態様において、前記切替操作部を所定の状態にすると、前記湾曲ロック機構および前記ピボットロック機構のいずれも動作しない状態となっても良い。
本発明の第１０の態様によれば、上記第１の態様において、前記挿入部は、アクセスポートに取り付けられたピボット部に挿通自在であり、前記ピボット部は、嵌合可能な第一筒部および第二筒部と、貫通孔を有し、前記第一筒部と前記第二筒部とに挟まれるように前記第一筒部および前記第二筒部の内腔に配置される球状部とを有しても良い。

本発明の第１１の態様によれば、上記第１の態様において、前記挿入部の径方向断面は非円形であり、患者に取り付けられたアクセスポートに対して回転不能であっても良い。
本発明の第１２の態様によれば、上記第１０の態様において、前記挿入部の径方向断面は非円形であって、前記球状部に対して回転不能であり、所定値以上の力量を加えると、前記挿入部は前記球状部とともに前記第一筒部および前記第二筒部に対して回転しても良い。
本発明の第１３の態様によれば、上記第１０の態様において、前記挿入部は、患者に取り付けられたアクセスポートに挿通されて前記患者の体腔内に導入され、前記挿入部が前記アクセスポートを動作中心として揺動しないように固定するピボットロック機構をさらに備え、前記ピボットロック機構は、前記球状部と、前記挿入部に取り付けられたレール部材を含んで構成され、前記球状部は、前記貫通孔に挿通された前記挿入部の進退抵抗を減少させるベアリングを有しても良い。

本発明の第１４の態様によれば、上記第１０の態様において、前記ピボット部は、前記第一筒部および前記第二筒部の少なくとも一方の内腔に設けられ、前記アクセスポートの内腔の気密状態を保持する気密部を有しても良い。
本発明の第１５の態様によれば、上記第１０の態様において、前記ピボット部は、前記アクセスポートに対して着脱可能であっても良い。
本発明の第１６の態様によれば、上記第１０の態様において、前記アクセスポートは、前記ピボット部が取り付けられていないときに自身の内腔の気密状態を保持する気密部を有しても良い。

本発明の第１７の態様によれば、上記第１の態様において、前記処置部は、開閉する一対の鉗子片を有し、前記操作部は、前記一対の鉗子片と接続されて前記鉗子片を開閉させる第二操作部を有し、前記第二操作部は、前記ハンドル本体に対して回転可能に取り付けられていても良い。
本発明の第１８の態様によれば、上記第１の態様において、前記操作部は、前記処置部を前記挿入部に対して回転させる回転ノブを有し、前記回転ノブは、前記処置部の基端部よりも先端側で前記処置部と接続されていても良い。
本発明の第１９の態様によれば、上記第２の態様において、前記操作部は、前記ジョイント部の周囲に設けられ、弾性変形可能な把持部を有し、前記把持部を弾性変形させて前記ジョイント部との接触圧を変化させると、前記把持部と前記ジョイント部との摩擦力が変化しても良い。

上記多自由度鉗子によれば、把持部は、動作中心の周囲に配置されているため、使用者は、高度な熟練を要することなく、第一湾曲部の湾曲操作と挿入部のピボット動作とを容易に切り分けて操作することができる。

本発明の第一実施形態の多自由度鉗子の全体図である。 本発明の第一実施形態の多自由度鉗子の全体図である。 本発明の第一実施形態の多自由度鉗子の全体図である。 同多自由度鉗子の操作部の斜視図である。 同多自由度鉗子の第一操作部の断面図である。 同多自由度鉗子のジョイント部を示す斜視図である。 ピボット部が取り付けられたアクセスポートの正面図である。 同アクセスポートの断面図である。 同アクセスポートの変形例を示す模式図である。 同アクセスポートの変形例を示す模式図である。 は、同アクセスポートにおける固定部材の拡大図である。 は、同ピボット部の斜視図である。 は、同ピボット部の模式断面図である。 は、同ピボット部の変形例を示す模式図である。 従来の多自由度鉗子の使用時の動作を示す図である。 従来の多自由度鉗子の使用時の動作を示す図である。 従来の多自由度鉗子の使用時の動作を示す図である。 は、多自由度鉗子の使用時に作用する力を説明するための図である。 は、使用者が同多自由度鉗子の操作部を把持した状態を示す図である。 ハンドル本体を除いて同操作部を示す図である。 ハンドル本体を除いて同操作部を示す図である。 同第一操作部の断面図である。 ピボットロック機構の拡大斜視図である。 球状部の断面図である。 同ピボットロック機構の断面図である。 同ピボットロック機構の動作時における同球状部の断面図である。 同ピボットロック機構の動作時における断面図である。 同ピボットロック機構の動作時における断面図である。 同多自由度鉗子の使用状態の一例を示す図である。 同多自由度鉗子の変形例における操作部を示す図である。 ハンドル本体を除いて同操作部を示す図である。 ハンドル本体を除いて同操作部を示す図である。 ハンドル本体およびスライダーを除いて同操作部を示す図である。 ハンドル本体およびスライダーを除いて同操作部を示す図である。 本発明の第二実施形態の多自由度鉗子を示す全体図である。 同多自由度鉗子の第一操作部の拡大図である。 同第一操作部の断面図である。 同第一操作部のジョイント部を分解して示す図である。 同多自由度鉗子の使用時における挿入部を示す図である。 使用者が同多自由度鉗子の第一操作部を把持した状態を示す図である。

以下、本発明の第一実施形態について、図１から図３０を参照して説明する。
（基本構造）
図１は、本実施形態の多自由度鉗子１の全体構成を示す図である。多自由度鉗子１は、長尺かつ硬質の挿入部１０と、挿入部の先端側に設けられた処置部３０と、挿入部１０の基端側に設けられた操作部５０とを備えている。

挿入部１０の湾曲動作に関する基本的構造は、上記特許文献１に記載されたものと同様であり、４本の操作部材で互いに接続された先端側の第一湾曲部１１および基端側の第二湾曲部１２（図５Ａ参照）を備えている。挿入部１０は、最も外側の外パイプ１３と、外パイプ１３に挿通されて互いに同軸に配置された複数のパイプとを備えている。複数のパイプの内一つは処置部３０に接続された回転操作パイプ（後述）であり、外パイプ１３内を通って操作部５０内まで延びている。また、挿入部１０は、１つのアクセスポート（後述）に複数の多自由度鉗子を挿通しても操作しにくくならないように、屈曲した屈曲部１４で折れ曲がっている。屈曲部の屈曲角度や数は、多自由度鉗子の操作態様等を考慮して適宜設定することができる。

処置部３０は、開閉可能な一対の鉗子片３１、３２を備えた公知の構造を有している。図１及び図２に示すように、操作部５０に設けられた開閉レバー９１を操作することにより、鉗子片３１、３２に接続された操作部材３３が進退する。これにより、一対の鉗子片３１、３２は、開閉可能である。この操作部材３３は、挿入部１０の長手方向に沿って伸びている。

操作部５０は、図２に示すように、第二湾曲部１２を操作するための第一操作部６０と、処置部３０の開閉操作を行うための第二操作部９０とを備えている。
図４は操作部５０を示す斜視図である。第一操作部６０は、挿入部１０に固定されたボールジョイント部（ジョイント部）６１と、ボールジョイント部６１に取り付けられたハンドル部７０とを備えている。

図５Ａは第一操作部６０の断面図である。図４および図５Ａに示すように、ボールジョイント部６１は、第二湾曲部１２の先端側に固定された第一部材６２と、第二の回転軸Ｏ２を有し、第一部材６２の一部を覆うように取り付けられた第二部材６３とを有する。また、第二部材６３は、第一部材６２の第一の回転軸Ｏ１を中心に回転可能に取り付けられている。第一部材６２の基端側は、内部に空間を有する略半球状である。第一部材６２の外周面には、挿入部１０の中心軸を通る面（図５Ａの断面と同一面）上を通る円弧状の係合凸部（第一係合凸部）６２Ａが形成されている。係合凸部６２Ａは、複数の山部および谷部が延在方向に交互に並んだ鋸歯状に形成されている。第二部材６３は、略球面上の内面および外面を有し、内面には係合凸部６２Ａに対応した寸法の係合溝６３Ａが形成されている。第一部材６２と第二部材６３とは、係合凸部６２Ａが係合溝６３Ａ内に位置するように組みつけられている。これにより、第一部材６２と第二部材６３とは、ボールジョイント部６１の中心を回転中心として、係合凸部６２Ａの延在方向に相対的に回転可能に係合されている。
係合溝６３Ａと係合凸部６２Ａとが係合されることによって、第一湾曲部１１の湾曲方向と同一の方向に挿入部１０に対するハンドル本体７１（後述する）の操作方向を規定する規定部が形成されていても良い。この場合、術者が湾曲方向を直感的に把握することができる。係合溝６３Ａおよび係合凸部６２Ａは、鋸歯状に形成されていなくても良く、係合溝６３Ａと係合凸部６２Ａとが係合されて操作方向が規定されていれば良い。また、第一部材６２の外周面に係合溝が形成され、第二部材６３の内面に係合凸部が形成されていても良い。

ハンドル部７０は、使用者が把持するハンドル本体７１と、ハンドル本体７１の内部に設けられた受け部材７２とを有する。ハンドル本体７１の基本形状は、円筒の外形が先端側に向かって徐々に拡がる略中空円錐台状であり、ハンドル本体７１の先端側には、把持部７１Ａが設けられている。この把持部７１Ａは、ハンドル部７０の長さ方向に沿って、第二湾曲部１２の揺動中心の周囲に（第二湾曲部１２の動作中心を取り囲むように）設けられている。本実施形態では、把持部７１Ａは、ボールジョイント部６１を包むように配置されている。また、ハンドル本体７１は、第一の回転軸Ｏ１と直交する第二部材６３の第二の回転軸Ｏ２を中心に回転可能に取り付けられている。また、把持部７１Ａは、一対の把持面を有しており、ハンドル本体７１の形状は、中空円錐台状に限らず、術者によって把持される一対の把持面の間にボールジョイント部６１が配置されるような構造であれば良い。
受け部材７２は、略球面上の内面を備えた基本形状を有し、ボールジョイント部６１の第二部材６３を外側から覆うように取り付けられている。受け部材７２はハンドル本体７１に固定されており、かつ受け部材７２の基端側は、第二湾曲部１２の基端部１２Ａに対して固定されている。

図５Ｂは、ボールジョイント部６１の斜視図である。図５Ｂに示すように、第二部材６３の外面には、第一部材６２と同様の係合凸部（第二係合凸部）６３Ｂが形成されており、受け部材７２の内面には、係合凸部６３Ｂに対応した寸法の係合溝７２Ａが形成されている。第二部材６３と受け部材７２とは、係合凸部６３Ｂが係合溝７２Ａ内に位置するように組みつけられているため、第二部材６３と受け部材７２とは、ボールジョイント部６１の中心を回転中心として、係合凸部６３Ｂの延在方向に相対回転可能である。

図５Ａ及び図５Ｂに示すように、第二湾曲部１２が直線状とされた状態において、第一部材６２の係合凸部６２Ａにより規定される平面（第一爪部材１５５の突起が引っ掛かる係合凸部６２Ａを含む第一平面）Ｐ１と、第二部材６３の係合凸部６３Ｂにより規定される平面（係合溝７２Ａと係合凸部６３Ｂとの嵌合により、揺動が規制される第二平面）Ｐ２とは、第二湾曲部１２の中心軸線ＯＣ上で直交している。このような組み付けにより、ハンドル部７０はボールジョイント部６１に対してボールジョイント部６１の中心を動作中心として揺動することができる。ハンドル部７０のハンドル本体７１を揺動させると、受け部材７２がボールジョイント部６１に対して揺動し、第二湾曲部１２の基端部１２Ａが受け部材７２とともに移動して第二湾曲部１２が湾曲する。その結果、図３に示すように、第一湾曲部１１の湾曲方向と同一方向に、挿入部１０に対するハンドル本体７１の操作方向が規定され、ハンドル本体７１の操作方向に応じて第一湾曲部１１が湾曲する。この場合、第一爪部材１５５、係合凸部６２Ａ、係合溝７２Ａ、及び係合凸部６３Ｂが規定部として機能する。

第二操作部９０は、図４に示すように、ハンドル部７０に対して軸ＡＸ２回りに回転可能に取り付けられた開閉レバー９１を有する。処置部３０の鉗子片３１、３２に接続された操作部材３３は第一操作部６０の基端側から突出して開閉レバー９１に接続されているため、開閉レバー９１を操作することにより操作部材３３を軸線方向に進退させ、一対の鉗子片３１、３２を開閉することができる。開閉レバー９１はラチェット９２を備えており、開閉レバー９１の操作状態を固定して、鉗子片３１、３２の開き角度を所望の大きさに固定することができる。開閉レバー９１がハンドル部７０に回転可能に取り付けられており、かつ操作部材３３が挿入部１０の軸線Ｏとほぼ同軸に配置されているため、第二操作部９０は、軸ＡＸ１を回転中心として、第一操作部６０に対して回転自在である。これにより、開閉レバー９１と、後述する第一操作部６０の各操作部位との位置関係を自由に調節することができる。

（アクセスポートおよびピボット部）
多自由度鉗子１は、患者に取り付けたアクセスポートに挿通して体腔内に導入される。また、多自由度鉗子１は、挿入部１０にピボット部を取り付けた状態でアクセスポートに挿通されるため、ここでは、アクセスポートおよびピボット部の構造について説明する。

図６は、ピボット部１１０が取り付けられたアクセスポート１００の正面図であり、図７はピボット部１１０が取り付けられたアクセスポート１００の、アクセスポート１００の軸線方向における断面図である。アクセスポート１００は、切開等により体壁に形成した穴や、肛門等の自然開口に設置されるもので、筒状の本体１０１と、ピボット部が取り付けられるポート部１０２とを備えている。

ポート部１０２は円盤状であり、本体１０１の一方の端部側に取り付けられている。ポート部１０２には、一つの内視鏡用ポート１０３と、２つの鉗子用ポート１０４の計３つの穴が形成されている。各鉗子用ポート部１０４の周囲には、ピボット部１１０を装着するための一対の固定部材１０５が鉗子用ポートの中心軸線を挟んで対向するように配置されている。ポート部１０２と本体１０１との間には、図７に示すように、スリットの入ったゴム等からなる気密膜（気密部）１０６が取り付けられており、ポート部１０２の各ポートに何も挿通されていない状態においてもポート部１０２側の気密が保持される構造となっている。ポート部１０２と本体１０１との間に挟むように気密部を設けるのに代えて、図８Ａに模式的に示すように、鉗子用ポート１０４等の各ポートに個別に気密膜１０６を取り付けてもよい。また、各ポートに気密部を取り付ける場合は、気密膜に代えて図８Ｂに示すような弁１０７を用いてもよい。弁１０７としては、例えば一般的なトロッカーに設けられた弁等を用いることができる。

図９に示すように、各固定部材１０５には、ピボット部１１０の後述するピンが係止されるガイド溝１０８が、鉗子用ポート１０４側に開口して設けられている。
図１０はピボット部１１０の斜視図であり、図１１はピボット部１１０の基本構造を示す模式図である。図１０および図１１に示すように、ピボット部１１０は、円筒状の第一筒部１１１および第二筒部１１２と、第一筒部１１１および第二筒部１１２の内腔に配置される球状部１１３とを備えている。
球状部１１３には、貫通孔１１３Ａが設けられている。多自由度鉗子１の挿入部１０は、貫通孔１１３Ａに通されることでピボット部１１０に挿通される。挿入部１０が挿通された球状部１１３が第一筒部１１１および第二筒部１１２に対して回転するように摺動することで、挿入部１０は球状部１１３の中心部を動作中心として第一筒部１１１および第二筒部１１２や、アクセスポート１００に対して揺動し、ピボット動作をすることができる。

第一筒部１１１および第二筒部１１２とは、ネジ嵌合することにより一体に接続される。第一筒部１１１と第二筒部１１２との螺合長を変化させることで、第一筒部１１１および第二筒部１１２の内面と球状部１１３の外面との接触圧を一定範囲で調節することができ、ピボット動作の操作感（重さ）を所望の状態に調節することができる。例えば、ピボット動作に必要な力量を、ハンドル本体７１の揺動に必要な力量よりも大きく設定することにより、第一湾曲部１１を湾曲させる際に不用意にピボット動作が生じることを抑制することができる。また、処置部３０の具体的構成によってピボット動作の最適な操作感は異なるため、処置部ごとに重さが調整されたピボット部を用意し、使い分けてもよい。

第一筒部１１１の外周面には、図１０に示すように、アクセスポート１００のガイド溝１０８に係合される一対のピン１１１Ａが突出している。図９及び図１０に示すように、ピン１１１Ａが固定部材１０５と干渉しないように第一筒部１１１をポート部１０２に押し当てて軸線回りに回転させると、一対のピン１１１Ａがガイド溝１０８内に進入し、ピボット部１１０が鉗子用ポート１０４に装着される。鉗子用ポート１０４の周方向に延びる各ガイド溝１０８の、ピン１１１Ａの進入方向前方の一部の幅が幅広い。この幅広部１０８Ａの部分にピン１１１Ａが入り込むことで、ピボット部１１０の意図しない脱落が防止される。ピボット部１１０は、装着するときと逆の方向に回転することでアクセスポート１００から取り外すことができ、アクセスポート１００に対して着脱自在である。

図１１に示すように、ピボット部１１０がアクセスポート１００に取り付けられたときに基端側に位置する第二筒部１１２の基端側には、アクセスポートと同様に気密膜１０６が取り付けられる。これにより、ピボット部１１０に挿入部１０が挿通されていない状態においてもアクセスポートの気密状態が保持される。気密膜１０６に代えて、図１２に示すように弁１０７が用いられてもよい点も、アクセスポートと同様である。また、気密膜１０６は、第一筒部１１１及び第二筒部１１２の少なくとも一方に設けられていれば良い。
球状部１１３の詳細な構造はピボット動作をロックするピボットロック機構に関連しているため、後述する。

（湾曲操作およびピボット動作のロック機構およびロック状態の切替機構）
次に、多自由度鉗子１の特徴の一つである、湾曲操作およびピボット動作をロックする仕組み、およびこれらのロック状態を切り替える仕組みについて説明する。
図１３Ａから図１３Ｃは、従来の多自由度鉗子の動作を説明する図である。従来の多自由度鉗子４００では、第一湾曲部４０１を湾曲させるために、図１３Ａに示す状態から操作部４２０に力量を加えて図１３Ｂに示すように第二湾曲部４０２を湾曲させると、第二湾曲部４０２の湾曲操作に伴って図１３Ｃに示すようにアクセスポート等の支点４３０を動作中心とした挿入部４１０のピボット動作が生じてしまう可能性がある。この場合、手技中に処置部４０３が意図しない位置に移動する原因となる。
原因の一つは、使用者が把持する操作部４２０が、第二湾曲部４０２の実質的な動作中心である第二湾曲部４０２の中間部（以下、単に「動作中心」と称することがある。）よりも基端側に位置しているため、第二湾曲部４０２を湾曲させるための力量が、挿入部４１０をピボット動作させるモーメントとしても作用することである。

また、使用者が意図的に操作部に力量を加えていないときであっても、挿入部の進退動作やピボット動作に伴って第一湾曲部が湾曲してしまうという場合もある。図１４は、この場合を説明する模式図であり、使用者が操作力量を加える位置を力点Ｐ、動作中心をＸ、アクセスポートを支点Ｓとして示している。図１４において、支点Ｓと動作中心Ｘとの距離が変化したり、支点Ｓが動作中心Ｘとの距離を一定に保ちつつ動作中心Ｘに対して移動したりすると、力点Ｐと動作中心Ｘとの距離Ｌに応じて動作中心Ｘ周りのトルクが発生する。多自由度鉗子の操作において、挿入部をピボット部に対して進退させる操作は、支点Ｓと動作中心Ｘとの距離を変化させる操作であり、ピボット動作は、動作中心Ｘとの距離を一定に保ちつつ支点Ｓを動作中心Ｘに対して移動させる操作である。したがって、これら操作に伴い、上述のトルクが発生して、第一湾曲部の意図しない動作が発生する。

本実施形態の多自由度鉗子１では、使用者は、図１５に示すようにハンドル部７０のハンドル本体７１を把持し、ダイヤル７５（後述）および開閉レバー９１に任意の指を添えて操作する。このとき、ハンドル本体７１の把持部７１Ａを把持する使用者Ｕｓの手や指は、動作中心Ｘを含みハンドル部７０の動作中心でもあるボールジョイント部６１を包むように配置される。このような把持状態では、力点Ｐと動作中心Ｘとの距離が従来の多自由度鉗子よりも大幅に短くなる。その結果、ハンドル部７０に力を加えて第二湾曲部１２を湾曲させる際に発生する上述のモーメントは著しく小さくなり、上述のトルクも小さくなる。したがって、把持部７１Ａは、動作中心Ｘの周囲に配置されているため、使用者は、高度な熟練を要することなく、第一湾曲部１１の湾曲操作と挿入部のピボット動作とを容易に切り分けて多自由度鉗子を操作することができる。
ただし、上述のトルクを完全に排除するには、支点Ｓと動作中心Ｘとの距離をゼロにすることが必要であるが、これは多自由度鉗子の構成上、現実的ではない。そこで多自由度鉗子１には、さらに確実にピボット動作および挿入部の進退操作と湾曲操作とを切り分けられるようにするために、湾曲操作およびピボット動作をロックする、湾曲ロック機構およびピボットロック機構が設けられていても良い。

（湾曲ロック機構）
図１６および図１７は、ハンドル本体７１を除いて操作部５０を示す図である。図１８は、第一操作部６０の断面図であり、図５Ａと異なる状態を示している。湾曲ロック機構１５０は、ハンドル本体７１内に配置された移動体１５１および一対のロック部材１５２を備えている。
湾曲ロック機構１５０の動作および解除は、第一操作部６０に取り付けられたロックレバー（切替操作部）８１により行われる。ロックレバー８１と移動体１５１とはリンク８２で接続されている。図１６に示すようにロックレバー８１を基端側に倒すと移動体１５１が基端側に移動し、先端側に向かって引き起こすと、移動体１５１が先端側に移動する。

図１６に示すように、一対のロック部材１５２は、ロックレバー８１を挟むように配置されており、図１８に示すように、一対のロック部材１５２のそれぞれの中間部が、回動軸１５３により第一操作部６０に固定されている。したがって、各ロック部材１５２は、回動軸１５３を中心として回動可能である。各ロック部材１５２の先端部１５２Ａには、ボールジョイント部６１と係合する第一爪部材１５５および第二爪部材１５６が、ボールジョイント部６１に向かって突出するように設けられている。各ロック部材１５２の基端部１５２Ｂは、移動体１５１よりも基端側に位置している。また、各回動軸１５３にはトーションバネ１５４が取り付けられている。一対のロック部材１５２は、トーションバネ１５４によって、先端部１５２Ａ間の距離が基端部１５２Ｂ間の距離よりも大きくなるように付勢されている。

湾曲ロック機構１５０の動作について説明する。
ロックレバー８１を基端側に向かって倒すと、移動体１５１が基端側に移動して、図５Ａに示すように一対のロック部材１５２の２つの基端部１５２Ｂの間に進入する。これにより、基端部１５２Ｂ間の距離が増加するように、一対のロック部材１５２によって２つの基端部１５２Ｂが移動される。各ロック部材１５２は、回動軸１５３を中心に回動し、先端部１５２Ａがボールジョイント部６１に接近する。先端部１５２Ａに設けられた第一爪部材１５５は、ボールジョイント部６１のうち、第二部材６３の間から一部露出した第一部材６２の係合凸部６２Ａに噛み込み、第一部材６２がハンドル本体７１に対して回転できないようにロックする。一方、第二爪部材１５６は、第二部材６３の外面に係合凸部６３Ｂと平行に設けられた鋸歯状のロック凸部６３Ｃに噛み込み、第二部材６３がハンドル本体７１に対して回転できないようにロックする。これにより、ボールジョイント部６１がハンドル部７０に対して完全にロックされ、第一湾曲部１１および第二湾曲部１２の状態が変化しないように湾曲操作が固定される。

第一爪部材１５５および第二爪部材１５６が係合凸部６２Ａおよびロック凸部６３Ｃの鋸歯形状の山部および谷部のいずれに接近するかは、第二湾曲部１２の湾曲状態等により異なる。図５Ａに示すように、ロック部材１５２と第一爪部材１５５および第二爪部材１５６との接続部位には、板バネ１５７が揺動可能に配置されており、接近した部位による各爪部材１５５、１５６の位置変化を抑えるように板バネ１５７の弾性力が働く。その結果、第二湾曲部１２の湾曲状態によらず、最終的には各爪部材１５５、１５６が確実にボールジョイント部６１に噛み込んで湾曲操作がロックされる。

湾曲ロック機構１５０の作動状態は、ロックレバー８１に接続されてロックレバー８１を基端側に付勢するバネ８３と、基端部１５２Ｂ間に進入した移動体１５１と基端部１５２Ｂとの間に生じる摩擦力とにより、使用者がロックレバー８１から手を離しても保持される。また、各ロック部材１５２の先端部１５２Ａは、ハンドル本体７１に設けられた切り欠きからハンドル本体の外面上に露出している。したがって、ロックレバー８１が引き起こされた状態でも、使用者が先端部１５２Ａを押圧して各爪部材１５５、１５６をボールジョイント部６１に係合させることにより、湾曲操作を一時的にロックすることが可能である。

使用者がロックレバー８１を引き起こすと、移動体１５１はロック部材１５２の基端部１５２Ｂから離間して基端部１５２Ｂと非接触の状態となる。これにより、一対のロック部材１５２の先端部１５２Ａは、トーションバネ１５４の付勢力によりボールジョイント部６１から離間し、ボールジョイント部６１はハンドル部７０に対して相対的に回転可能になる。

（ピボットロック機構）
図１９は、ピボットロック機構１６０を示す拡大斜視図である。ピボットロック機構１６０は、挿入部１０の長手方向に沿って複数設けられたレール部材１６１と、ピボット部１１０の球状部１１３とにより構成される。
図２０は、球状部１１３の、貫通孔１１３Ａに直交する断面における断面図である。球状部１１３は、貫通孔１１３Ａの中心軸線Ｘ１を中心として、中心角１２０度ごとに分割された第一領域１２１、第二領域１２２、および第三領域１２３を備えている。各領域１２１、１２２、１２３は、それぞれ相対的に大きいベース部材１３１と、相対的に小さい可動部材１３２とを有し、各可動部材１３２にベアリング１３３が取り付けられている。各ベアリング１３３の回転面は、中心軸線Ｘ１を通り、かつ中心軸線Ｘ１と平行である。各ベアリング１３３の回転軸１３４は、コイルで形成され、長手方向に一定程度撓める可撓性を有する。

レール部材１６１は、挿入部１０の軸線と平行に、かつ周方向に１２０度ずつ離間して３本取り付けられている。図２１は、ピボットロック機構１６０の、挿入部の軸線と平行な断面における断面図である。図２１に示すように、各レール部材１６１には、挿入部１０に向かって突出する脚部１６２が間隔をあけて複数設けられている。各脚部１６２は突出端に近づくにつれてレール部材１６１の長手方向における寸法が徐々に短くなっており、各脚部１６２の先端側に斜面１６２Ａが形成されている。

各脚部１６２は、挿入部１０の外パイプ１３に形成された穴１３から挿入部１０内に進入している。外パイプ１３の内側には、各レール部材１６１を外パイプ１３の外周面に対して接近および離間させるためのロックパイプ１６３が挿通されている。ロックパイプ１６３の外面には、各脚部１６２に対応する摺動穴１６３Ａが形成されている。各脚部１６２は、外パイプ１３の穴１３Ａおよびロックパイプ１６３の摺動穴１６３Ａを通ってロックパイプ１６３の内腔に進入している。ロックパイプ１６３の外周面の一部は、摺動穴１６３Ａの先端側に向かって徐々に薄くなるように形成されている。摺動穴１６３Ａの先端側に斜面１６３Ｂが形成されている。

ロックパイプ１６３と操作部５０のロックレバー８１とは、ワイヤ等の操作部材８４（図１７参照）で接続されている。ロックレバー８１を基端側に倒すと操作部材８４が押し出されてロックパイプ１６３が先端側に移動（前進）し、ロックレバー８１を引き起こすと、操作部材８４が牽引されてロックパイプ１６３が基端側に移動（後退）する。

ピボットロック機構１６０の動作について説明する。
ロックレバー８１が基端側に倒された状態では、図２０および図２１に示すように、挿入部１０と球状部１１３とは、単にベアリング１３３とレール部材１６１とで接触している。この状態では、挿入部１０を容易にピボット動作させることができるとともに、ベアリング１３３の回転により挿入部１０の進退抵抗が軽減されて、挿入部１０を球状部１１３に対して滑らかに進退させることができる。

ロックレバー８１を引き起こしていくと、ロックパイプ１６３が徐々に後退し、やがてロックパイプ１６３の斜面１６３Ｂとレール部材１６１の脚部１６２の斜面１６２Ａとが接触する。さらにロックパイプ１６３が後退すると、ロックパイプ１６３によりレール部材１６１が徐々に押し上げられ、レール部材１６１が外パイプ１３の外周面から離間し始める。

外パイプ１３から離間したレール部材１６１は、まず各領域１２１、１２２、１２３のベアリング１３３を押圧する。各ベアリング１３３は、図２２に示すように回転軸１３４を撓ませながらレール部材１６１に押し上げられる。回転軸１３４が一定量撓んだ後は、ベアリング１３３とともに可動部材１３２が押し上げられる。その結果、各可動部材１３２は、ベース部材１３１から突出し、可動部材１３２の部分において、ピボット部１１０の第一筒部１１１および第二筒部１１２と球状部１１３との接触圧が高まって、ピボット動作に必要な力量が増加する。この状態においても挿入部１０の進退操作はベアリング１３３により比較的小さい力量で行うことができる。

さらにロックレバー８１が引き起こされると、ベアリング１３３および可動部材１３２が押し上げられ、図２３に示すように、レール部材１６１とベース部材１３１とが接触する。それ以降は、ロックパイプ１６３の後退に伴って各領域１２１、１２２、１２３全体が外パイプ１３の外周面から離間するように押し上げられる。ロックレバー８１が完全に引き起こされると、レール部材１６１の脚部１６２がロックパイプ１６３の斜面１６３Ｂ上を登りきって脚部１６２の突出端とロックパイプ１６３の外周面とが接触する。これにより、図２４に示すように、球状部１１３の各領域が最も外パイプ１３の外周面から離間した状態となる。この状態では、球状部１１３の外周面全体において第一筒部１１１および第二筒部１１２との接触圧が高められ、その結果挿入部１０のピボット動作が完全にロックされる。さらに、ベアリング１３３も実質的に機能しなくなるため、挿入部１０の進退操作もロックされる。ロックパイプ１６３の位置は、脚部１６２との間に発生する摩擦力により保持されるため、ロックレバー８１を操作しなければ自然に前進することはない。したがって、使用者がロックレバー８１から手を離しても、ピボットロック機構１６０の作動状態は保持される。

以上説明したように、ロックレバー８１は、湾曲ロック機構１５０およびピボットロック機構１６０の両方に接続されている。そして、ロックレバー８１を完全に基端側に倒すと、湾曲操作のみロックされて挿入部１０のピボット動作および進退動作が可能になり、ロックレバー８１を完全に引き起こすと、ピボット動作および進退操作がロックされて湾曲操作のみ可能になる。加えて、ロックレバー８１が両者の状態の中間にあるときは、ピボット動作の重さが変化するが、すべての操作を行うことができるため、ロックレバー８１の操作により３種類の状態を作り出すことができる。

したがって、ロックレバー８１を操作するだけで、湾曲操作のロック状態とピボット動作のロック状態とを好適に切り替えることができる。その結果、使用者は熟練等を要することなくこれらの動作を確実に切り分けて、挿入部１０先端の処置部３０を意図どおりに操作することができる。
また、湾曲操作のロック状態およびピボット動作のロック状態は、使用者がロックレバーから手を離しても好適に保持されるため、使用者はロックレバーを操作し続ける必要がなく、操作が煩雑になることが抑制される。

さらに、挿入部１０にはレール部材１６１が取り付けられているため、挿入部１０全体としての径方向断面は、円形の一部が突出した突起を有する非円形となっている。このため、挿入部１０と球状部１１３とは、相対的に回転不能であり、手技において湾曲操作を繰り返すうちに意図せず挿入部１０が軸線回りに回転することを防止することができる。さらに、所定値以上の大きさの力量を加えると、球状部１１３および挿入部１０を一体として第一筒部１１１および第二筒部１１２に対して回転させることができるため、組織等を処置部３０で把持した状態で挿入部１０を回転させるような操作も可能である。

（使用時の動作）
図２５は、多自由度鉗子１の使用状態の一例を示す図である。使用者は、患者に設置したアクセスポート１００にピボット部１１０を装着し、多自由度鉗子１の挿入部１０を挿通する。さらに、内視鏡ポート１０３に、観察手段としての内視鏡１４０を挿入する。図２５では、多自由度鉗子１を一つのアクセスポート１００に２本挿入した状態を示している。多自由度鉗子１は、それぞれ隣接する鉗子用ポートに装着されたピボット部１１０に挿通されているが、挿入部１０が屈曲部１４を有するため、それぞれの操作部５０を離して配置することができる。これにより、それぞれの操作部５０を容易に操作することができる。使用者は、必要に応じて各操作部５０の第二操作部９０を第一操作部６０に対して回転させ、所望の位置関係にしてから操作部５０を把持する。そして、内視鏡１４０で各多自由度鉗子１の処置部３０およびその周囲を観察しつつ、第一操作部６０および第二操作部９０の操作や挿入部１０のピボット動作および進退動作を適宜組み合わせて所定の手技を行う。処置部３０の開閉向きを調節するときは、ハンドル本体７１の先端側に設けられたダイヤル７５を回転させる。図１６に示すように、ダイヤル７５は、可撓性を有するフレキシブルシャフト７６を介してボールジョイント部の基端側に配置されたギア７７に接続されている。ギア７７は処置部３０に接続された回転操作パイプ（不図示）と接続されているため、ダイヤル７５を回転させることで処置部３０を回転させ、一対の鉗子片の開閉向きを調節することができる。湾曲操作、ピボット動作等をロックしたり、ロック状態を切り替えたりしたい時は適宜ロックレバー８１を操作する。

以上の動作により、使用者は、各多自由度鉗子１の挿入部１０先端部の位置および処置部３０を、使用者の意図を確実に反映するように操作して、患者に対して好適に各種の手技を行うことができる。

（湾曲ロック機構の変形例）
湾曲ロック機構の変形例について説明する。この変形例では、ハンドル本体の外面に露出したロックボタンをスライドさせることで湾曲動作のロックとピボット動作のロックとを切り替える。

図２６は、本変形例の操作部２００の外観図である。第一操作部２１０において、ハンドル本体７１の外面上には、ロックレバーに代えて一対のロックボタン（切替操作部）２０１が露出して設けられており、ハンドル本体７１の軸線方向と平行にスライドすることができる。

図２７および図２８は、ハンドル本体７１を除いた第一操作部２１０の図である。図２９および図３０は、さらにロックボタン２０１が形成されたスライダー２０２を除いて第一操作部２１０を示す図である。

ボールジョイント部２０３に接触して湾曲操作をロックする一対のロック部材は、第一実施形態と概ね同様に、ボールジョイント部２０３を挟んで対向するように配置されている。一方の第一ロック部材２１１は、他方の第二ロック部材２１２側に配置された第一連動部材２２１と接続されている。同様に、第二ロック部材２１２は、第一ロック部材２１１側に配置された第二連動部材２２２と接続されている。第一ロック部材２１１と第二連動部材２２２とは、回動軸２１３Ａで回転可能に支持されており、第二ロック部材２１２と第一連動部材２２１とは、回動軸２１３Ｂで回転可能に支持されている。これにより、第一ロック部材２１１と第一連動部材２２１とは、連動して同一方向に回動し、第二ロック部材２１２と第二連動部材２２２とは、連動して同一方向に回動する。

図２９および図３０に示すように、第一連動部材２２１および第二連動部材２２２は、一対のロック部材２１１、２１２よりも基端側で交差し、それぞれ第一ロック部材２１１側および第二ロック部材２１２側に伸びている。各連動部材２２１、２２２の基端部２２１Ａ、２２２Ａは、進退部材２３１を操作部２００の軸線方向に進退させるリンク部２３２に接続されている。進退部材２３１には、ロックパイプ１６３に接続されたフレキシブルシャフト２３３が接続されている。進退部材２３１が進退すると、フレキシブルシャフト２３３を介してロックパイプ１６３が進退される。ピボットロック機構の構造については第一実施形態と同様である。

一対のロック部材２１１、２２２の基端部には、スライダー２０２と接触してロック部材を回動させるための突起２１４が設けられている。図２７および図２８に示すように、スライダー２０２には、突起２１４の外側に接触する第一接触部２０４と突起２１４の内側に接触する第二接触部２０５とが設けられている。図２７および図２８では、第二ロック部材２１２の突起２１４のみが見えている。図示しないが、裏側（図２７、２８における紙面奥側）において、第一ロック部材２１１にも同様の突起２１４が設けられている。スライダー２０２にも対応する第一接触部２０４および第二接触部２０５が形成されている。

本変形例の操作部２００の動作について説明する。図２７および図２９は、ロックボタン２０１が操作されてスライダー２０２が前進した状態を示している。スライダー２０２が前進すると、第一接触部２０４と一対のロック部材２１１、２１２の突起２１４の外側とが接触し、基端部が接近するように一対のロック部材が回動する。その結果、先端部は互いに離間するように移動してボールジョイント部２０３から離れ、湾曲操作が可能な状態となる。このとき、一対のロック部材２１１、２１２と連動して第一連動部材２２１および第二連動部材２２２も回動する。その結果、第一連動部材２２１の基端部２２１Ａおよび第二連動部材２２２の基端部２２２Ａは、互いに接近するように移動し、リンク部２３２を直線状にする。その結果、進退部材２３１が後退してロックパイプ１６３が後退され、ピボットロック機構１６０が作動する。ピボット動作のロック状態は、突起２１４と第一接触部２０４との間に発生する摩擦力により保持される。

図２８および図３０は、スライダー２０２が後退した状態を示している。スライダー２０２が後退すると、第二接触部２０５と一対のロック部材２１１、２１２の突起２１４の内側とが接触し、基端部が離間するように一対のロック部材が回動する。その結果、先端部は互いに接近するように移動し、ボールジョイント部２０３と接触して押圧することにより湾曲操作がロックされる。このとき、一対のロック部材２１１、２１２と連動して第一および第二連動部材２２１、２２２も回動され、第一および第二連動部材の基端部２２１Ａ、２２２Ａは、互いに離間するように移動し、リンク部２３２を折り曲げる。その結果、進退部材２３１が前進してピボット動作が可能な状態となる。湾曲操作のロック状態は、突起２１４と第二接触部２０５との間に発生する摩擦力により保持される。
以上のような構成でも、使用者はロックボタン２０１を操作してスライダー２０２を進退させることで、湾曲動作のロック状態とピボット動作のロック状態とを好適に切り替えることができる。

（第二実施形態）
本発明の第二実施形態について、図３１から図３６を参照して説明する。本実施形態の多自由度鉗子３０１は、第一操作部を含むいくつかの点において、第一実施形態の多自由度鉗子１と異なっている。以降の説明において、既に説明したものと同様の構成については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。

図３１は、多自由度鉗子３０１の全体図である。第一操作部３１０は、ボールジョイント部６１に代えてジョイント部３２０を備えており、ハンドル本体３１１は、第一実施形態のハンドル本体７１と形状が異なっている。また、本実施形態では、ハンドル本体３１１は、第二湾曲部１２の動作中心よりも挿入部１０側に設けられている。
図３２は、第一操作部３１０の拡大図である。ハンドル本体３１１は、ジョイント部３２０が取り付けられる円筒状の基端部３１２と、基端部３１２から処置部３０側に延びる把持部３１３とを備えている。把持部３１３は、略中空円錐台形状の周壁の一部が除去された形状であり、処置部３０の挿入部１０に対する回転操作に用いられる回転ノブ３１４を露出させるためのノブ穴３１５と、指掛け穴３１６との２か所の穴が設けられている。回転ノブ３１４は、図３２に示すように、挿入部１０の軸線Ｏから離間して設けられている。また、回転ノブ３１４は、図３１に示すように、可撓性を有するシャフト(後述するフレキシブルシャフト３１７)を介して処置部３０と接続されている。

開閉レバー９１Ａは、第一実施形態の開閉レバー９１と若干形状が異なるものの、動作方法や機能は開閉レバー９１と同一である。
図３３は、第一操作部３１０の断面図である。処置部３０を回転させるための機構は、第一実施形態とおおむね同様の構造を備えている。ダイヤルに代えて設けられた回転ノブ３１４に接続されたフレキシブルシャフト（シャフト）３１７は、ハンドル本体３１１の後部で回転操作パイプを回転させるギア３１８に接続されている。回転ノブ３１４はノブ穴３１５から一部露出しており、使用者は把持部３１３を把持した状態で回転ノブ３１４を回して処置部３０の開閉向きを調節することができる。

図３４は、ジョイント部３２０の分解図である。挿入部１０の基端側は外筒３２１に挿入されており、外筒３２１の基端部には、対向する一対の固定壁３２２が設けられている。固定壁３２２は、ハンドル本体３１１の基端部３１２に形成された穴３１２Ａに嵌合されてハンドル本体３１１に対して固定される。第二湾曲部１２は、回動体３２３の貫通孔３２３Ａに挿通されており、回動体３２３は、第二湾曲部１２の長手方向中央とほぼ一致するように配置されている。回動体３２３の基本形状は略直方体であり、図３４に示すように、長辺が固定壁３２２と平行な状態で一対の固定壁３２２の間に位置するように穴３１２Ａ内に配置されている。回動体３２３は、図示しない４本の片持ち軸により、長辺と平行な第一軸Ｘａと、短辺に平行で第一軸Ｘａと直交する第二軸Ｘｂとの二軸においてハンドル本体３１１に対して回動可能に支持されている。回動体３２３を第二軸Ｘｂに回転可能に支持する一対の片持ち軸は、一対の固定壁３２２を貫通して回動体３２３に取り付けられる。

以上の構造により、ジョイント部３２０はいわゆる二軸ジンバル構造とされており、ハンドル本体３１１は、第一軸Ｘａと第二軸Ｘｂとの交点を動作中心Ｘとして、第一軸Ｘａおよび第二軸Ｘｂ回りに揺動させることができる。ただし、外筒３２１はハンドル本体３１１に対して回転できないように組みつけられているため、ハンドル本体３１１とジョイント部３２０とが挿入部１０の軸線回りに相対回転することは規制されている。

多自由度鉗子３０１には、ピボットロック機構や湾曲ロック機構、およびロック状態を切り替える機構は備えられていないが、図３５に示すように、アクセスポート内に位置する挿入部１０の中間部位には、使用時に回転規制部材３３１が取り付けられ、外周面の断面形状が非円形の長円形とされている。アクセスポート３３２の挿通穴３３２Ａは回転規制部材３３１の外形と同様の形状であるため、アクセスポート３３２と挿入部１０とは基本的に相対回転されない。これにより、湾曲操作を繰り返すうちに挿入部１０がアクセスポート３３２に対して軸線回りに回転することを抑制している。その一方で、挿入部１０の断面は円形であるため、挿入部１０に一定の力量を作用させると、回転規制部材３３１に対して挿入部１０を回転させることも可能である。

回転規制部材３３１の外周面の断面形状は、非円形であれば、多角形などの他の形状でもよい。また、アクセスポート３３２に代えて、第一実施形態におけるピボット部１１０の球状部の挿通穴の形状を回転規制部材に対応させ、挿入部１０をピボット部１１０に挿通してもよい。

本実施形態の多自由度鉗子３０１を使用する際、使用者は、図３６に示すように、ハンドル本体３１１の基端部３１２に手首Ｗｒを添え、把持部３１３を包むように把持する。そして、指掛け穴３１６に親指Ｔｈを添え、中指Ｆ２を開閉レバー９１Ａに掛けた状態で操作する。第一湾曲部１１を湾曲させるための湾曲操作時は、把持部３１３を把持した手を所望の方向に動かしてハンドル本体３１１を揺動操作し、ピボット動作を行うときは、手首Ｗｒから先を固定して腕全体を動かす。

本実施形態の多自由度鉗子３０１によれば、ハンドル本体３１１の基端部３１２に第二湾曲部１２が位置し、把持部３１３が第二湾曲部１２よりも先端側に位置している。これにより、湾曲操作におけるハンドル本体の動作中心Ｘと手首Ｗｒの位置を、第一操作部３１０の軸線方向においてほぼ一致させた状態でハンドル本体３１１が把持される。手首は、手と腕とを接続する関節が位置する部位であり、手をどのように動かしてもほとんど動かない。したがって、ハンドル本体３１１を把持して手を動かしても挿入部１０にピボット動作を生じさせるようなモーメントはほとんど生じないため、上述のように操作することで、高度な熟練を必要とせずに、湾曲操作とピボット動作とを好適に切り分けて手技を行うことができる。

以上、本発明の各実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限られず、そ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。
例えば、上述の第一実施形態では、湾曲ロック機構およびピボットロック機構を備えた多自由度鉗子を説明したが、これに代えて、いずれか一方のみを備えた構成としてもよい。この場合、操作の容易性は若干低下するが、一方の動作をロックすることで注意深く操作することにより、湾曲動作とピボット動作とを切り分けて操作することができる。

また、湾曲ロック機構を操作する部位と、ピボットロック機構を操作させる部位とを同一とせず、それぞれ別々に設けてもよい。この場合も、各実施形態に比して若干操作性は落ちるものの、やはり湾曲動作とピボット動作とを切り分けて操作することができる。
さらに、処置部を回転させる回転ノブは、フレキシブルシャフトを介さずに挿入部に直接取り付けてもよい。この場合は、挿入部の基端よりも先端側の位置で回転操作パイプを一部露出させ、当該露出部位に回転ノブを接続させることで、把持部を把持しながら操作可能な位置に配置することができる。
さらに把持部を弾性変形可能な材料で形成し、使用者が把持部に力を加えて弾性変形させることで、ボールジョイント部に密着させられるように構成してもよい。このようにすると、使用者が把持部を弾性変形させると、把持部とボールジョイントとの摩擦力を高められ、一時的に湾曲操作にロックをかけることが可能になる。

上記多自由度鉗子によれば、把持部は、動作中心の周囲に配置されているため、使用者は、高度な熟練を要することなく、第一湾曲部の湾曲操作と挿入部のピボット動作とを容易に切り分けて操作することができる。

Ｏ 軸線
１０ 挿入部
１１ 第一湾曲部
１２ 第二湾曲部
１４ 屈曲部
３０ 処置部
３１，３２ 一対の鉗子片
５０ 操作部
６１ ボールジョイント部
６２ 第一部材
６３ 第二部材
７１ ハンドル本体
７１Ａ 把持部
９０ 第二操作部
１００ アクセスポート
１０６ 気密膜
１１０ ピボット部
１１１ 第一筒部
１１２ 第二筒部
１１３ 球状部
１１３Ａ 貫通孔
１３３ ベアリング
１５０ 湾曲ロック機構
１６０ ピボットロック機構
１６１ レール部材
２０１ ロックボタン（切替操作部）
３１４ 回転ノブ
３１７ フレキシブルシャフト（シャフト）

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の多自由度鉗子は、長手軸に沿って延設されて基端部にジョイント部を有する長尺な挿入部と、前記挿入部の前記長手軸と交差する方向に対して前記ジョイント部と回動自在に連結されて前記挿入部に対して揺動操作可能に設けられたハンドル本体を有する操作部と、前記挿入部に対する前記ハンドル本体の揺動操作に応じて前記挿入部の先端部に湾曲自在に設けられた湾曲部と、前記ハンドル本体に対する前記挿入部の前記挿入部の前記長手軸と交差する方向への回動の固定とこの固定の解除が可能な湾曲ロック機構と、前記挿入部を前記長手軸に沿って移動自在に支持すると共に前記挿入部をピボット動作可能に支持するピボット部を有して体壁に装着可能なアクセスポートと、前記ピボット部に対する前記挿入部の前記ピボット動作および前記長手軸に沿った方向への移動の固定とこの固定の解除が可能なピボットロック機構と、前記湾曲ロック機構による前記固定を解除すると共に前記ピボットロック機構による前記固定を行った状態と、前記湾曲ロック機構による前記固定を行うと共に前記ピボットロック機構による前記固定を解除した状態と、の間で切り替える切替操作部と、を有する。

また、上記の多自由度鉗子において、前記切替操作部は、さらに、前記湾曲ロック機構による前記固定を解除すると共に前記ピボットロック機構による前記固定を解除した状態へ切り替えても良い。

また、上記の多自由度鉗子において、前記湾曲ロック機構が有するロック部材の先端部は、前記ジョイント部から離間した位置から前記ジョイント部と係止する位置まで移動自在に設けられ、前記ロック部材の先端部が前記ジョイント部と係止することによって、前記挿入部の前記長手軸と交差する方向に前記ハンドル本体を前記挿入部に対して固定しても良い。

また、上記の多自由度鉗子において、前記ピボットロック機構が有する可動部材は、前記ピボット部から離間した位置から前記ピボット部を押圧する位置まで移動自在に設けられ、前記可動部材が前記ピボット部を押圧することによって、前記ピボットロック機構による前記固定が行われても良い。
また、上記の多自由度鉗子において、前記湾曲部に取り付けられ、組織に対する処置に用いられる処置部を備え、前記操作部は、前記挿入部の前記長手軸から離間して設けられ、前記処置部を前記挿入部に対して回転させる回転ノブを有し、前記回転ノブは、可撓性を有するシャフトを介して前記処置部と接続されても良い。
また、上記の多自由度鉗子において、前記操作部は、前記挿入部に対して揺動可能に前記ジョイント部に取り付けられており、前記ジョイント部は、球状の第一部材と、前記第一部材の第一の回転軸を中心に回転可能に取り付けられた球状の第二部材とを有し、前記ハンドル本体は、前記第一の回転軸と直交する前記第二部材の第二の回転軸を中心に回転可能に取り付けられても良い。

また、上記の多自由度鉗子において、前記第一部材の外周に、第一係合凸部が形成され、前記第二部材の外周に、第二係合凸部が形成され、前記第一係合凸部を含む第一平面と、前記第二係合凸部を含む第二平面とが交差するように、前記第一部材及び前記第二部材が配置され、前記第一平面と前記第二平面とに沿って前記湾曲部が湾曲するように、前記湾曲部の湾曲方向が規定されても良い。
また、上記の多自由度鉗子において、前記操作部は、二軸ジンバル構造を介して前記挿入部に取り付けられても良い。

また、上記の多自由度鉗子において、前記切替操作部は、使用者が手を離しても切り替えた状態が保持されても良い。
また、上記の多自由度鉗子において、前記ピボット部は、嵌合可能な第一筒部および第二筒部と、貫通孔を有し、前記第一筒部と前記第二筒部とに挟まれるように前記第一筒部および前記第二筒部の内腔に配置される球状部とを有しても良い。

また、上記の多自由度鉗子において、前記挿入部の径方向断面は非円形であり、患者に取り付けられた前記アクセスポートに対して回転不能であっても良い。
また、上記の多自由度鉗子において、前記挿入部の径方向断面は非円形であって、前記球状部に対して回転不能であり、所定値以上の力量を加えると、前記挿入部は前記球状部とともに前記第一筒部および前記第二筒部に対して回転しても良い。
また、上記の多自由度鉗子において、前記挿入部は、患者に取り付けられた前記アクセスポートに挿通されて前記患者の体腔内に導入され、前記ピボットロック機構は、前記球状部と、前記挿入部に取り付けられたレール部材を含んで構成され、前記球状部は、前記貫通孔に挿通された前記挿入部の進退抵抗を減少させるベアリングを有しても良い。

また、上記の多自由度鉗子において、前記ピボット部は、前記第一筒部および前記第二筒部の少なくとも一方の内腔に設けられ、前記アクセスポートの内腔の気密状態を保持する気密部を有しても良い。
また、上記の多自由度鉗子において、前記ピボット部は、前記アクセスポートに対して着脱可能であっても良い。
また、上記の多自由度鉗子において、前記アクセスポートは、前記ピボット部が取り付けられていないときに自身の内腔の気密状態を保持する気密部を有しても良い。

また、上記の多自由度鉗子において、前記湾曲部に取り付けられ、組織に対する処置に用いられる処置部を備え、前記処置部は、開閉する一対の鉗子片を有し、前記操作部は、前記一対の鉗子片と接続されて前記鉗子片を開閉させる第二操作部を有し、前記第二操作部は、前記ハンドル本体に対して回転可能に取り付けられていても良い。
また、上記の多自由度鉗子において、前記湾曲部に取り付けられ、組織に対する処置に用いられる処置部を備え、前記操作部は、前記処置部を前記挿入部に対して回転させる回転ノブを有し、前記回転ノブは、前記挿入部の基端部よりも先端側で前記処置部と接続されていても良い。
また、上記の多自由度鉗子において、前記操作部は、前記ジョイント部の周囲に設けられ、弾性変形可能な把持部を有し、前記把持部を弾性変形させて前記ジョイント部との接触圧を変化させると、前記把持部と前記ジョイント部との摩擦力が変化しても良い。

ポート部１０２は円盤状であり、本体１０１の一方の端部側に取り付けられている。ポート部１０２には、一つの内視鏡用ポート１０３と、２つの鉗子用ポート１０４の計３つの穴が形成されている。各鉗子用ポート１０４の周囲には、ピボット部１１０を装着するための一対の固定部材１０５が鉗子用ポートの中心軸線を挟んで対向するように配置されている。ポート部１０２と本体１０１との間には、図７に示すように、スリットの入ったゴム等からなる気密膜（気密部）１０６が取り付けられており、ポート部１０２の各ポートに何も挿通されていない状態においてもポート部１０２側の気密が保持される構造となっている。ポート部１０２と本体１０１との間に挟むように気密部を設けるのに代えて、図８Ａに模式的に示すように、鉗子用ポート１０４等の各ポートに個別に気密膜１０６を取り付けてもよい。また、各ポートに気密部を取り付ける場合は、気密膜に代えて図８Ｂに示すような弁１０７を用いてもよい。弁１０７としては、例えば一般的なトロッカーに設けられた弁等を用いることができる。

各脚部１６２は、挿入部１０の外パイプ１３に形成された穴１３Ａから挿入部１０内に進入している。外パイプ１３の内側には、各レール部材１６１を外パイプ１３の外周面に対して接近および離間させるためのロックパイプ１６３が挿通されている。ロックパイプ１６３の外面には、各脚部１６２に対応する摺動穴１６３Ａが形成されている。各脚部１６２は、外パイプ１３の穴１３Ａおよびロックパイプ１６３の摺動穴１６３Ａを通ってロックパイプ１６３の内腔に進入している。ロックパイプ１６３の外周面の一部は、摺動穴１６３Ａの先端側に向かって徐々に薄くなるように形成されている。摺動穴１６３Ａの先端側に斜面１６３Ｂが形成されている。

（使用時の動作）
図２５は、多自由度鉗子１の使用状態の一例を示す図である。使用者は、患者に設置したアクセスポート１００にピボット部１１０を装着し、多自由度鉗子１の挿入部１０を挿通する。さらに、内視鏡用ポート１０３に、観察手段としての内視鏡１４０を挿入する。図２５では、多自由度鉗子１を一つのアクセスポート１００に２本挿入した状態を示している。多自由度鉗子１は、それぞれ隣接する鉗子用ポートに装着されたピボット部１１０に挿通されているが、挿入部１０が屈曲部１４を有するため、それぞれの操作部５０を離して配置することができる。これにより、それぞれの操作部５０を容易に操作することができる。使用者は、必要に応じて各操作部５０の第二操作部９０を第一操作部６０に対して回転させ、所望の位置関係にしてから操作部５０を把持する。そして、内視鏡１４０で各多自由度鉗子１の処置部３０およびその周囲を観察しつつ、第一操作部６０および第二操作部９０の操作や挿入部１０のピボット動作および進退動作を適宜組み合わせて所定の手技を行う。処置部３０の開閉向きを調節するときは、ハンドル本体７１の先端側に設けられたダイヤル７５を回転させる。図１６に示すように、ダイヤル７５は、可撓性を有するフレキシブルシャフト７６を介してボールジョイント部の基端側に配置されたギア７７に接続されている。ギア７７は処置部３０に接続された回転操作パイプ（不図示）と接続されているため、ダイヤル７５を回転させることで処置部３０を回転させ、一対の鉗子片の開閉向きを調節することができる。湾曲操作、ピボット動作等をロックしたり、ロック状態を切り替えたりしたい時は適宜ロックレバー８１を操作する。

Claims (19)

1. 両端部に操作部材で互いに接続された第一湾曲部および第二湾曲部を有する長尺の挿入部と、
   前記第一湾曲部に取り付けられ、組織に対する処置に用いられる処置部と、
   前記第二湾曲部に取り付けられ、前記第二湾曲部を湾曲させることにより前記第一湾曲部を湾曲させる操作部と、
   を備え、
   前記操作部は、前記第二湾曲部を動作中心として前記挿入部に対して揺動可能なハンドル本体を有し、
   前記ハンドル本体は、使用者が使用時に把持する把持部を有し、
   前記把持部は、前記動作中心の周囲、あるいは、前記動作中心よりも前記挿入部側に設けられている多自由度鉗子。
   
2. 前記把持部を前記挿入部に対して固定する湾曲ロック機構を有するジョイント部を備え、
   前記ジョイント部は、前記操作部と前記挿入部との間に設けられ、
   前記操作部は、前記第二湾曲部を動作中心として前記挿入部に対して揺動可能に前記ジョイント部に取り付けられている
   請求項１に記載の多自由度鉗子。
   
3. 前記操作部は、前記挿入部の軸線から離間して設けられ、前記処置部を前記挿入部に対して回転させる回転ノブを有し、
   前記回転ノブは、可撓性を有するシャフトを介して前記処置部と接続されている
   請求項１に記載の多自由度鉗子。
   
4. 前記操作部は、前記操作部に設けられるとともに、前記挿入部に固定されたジョイント部を有し；
   前記操作部は、前記第二湾曲部を動作中心として前記挿入部に対して揺動可能に前記ジョイント部に取り付けられており；
   前記ジョイント部は、球状の第一部材と、前記第一部材の第一の回転軸を中心に回転可能に取り付けられた球状の第二部材とを有し；
   前記ハンドル本体は、前記第一の回転軸と直交する前記第二部材の第二の回転軸を中心に回転可能に取り付けられている
   請求項１に記載の多自由度鉗子。
   
5. 前記第一部材の外周に、第一係合凸部が形成され、
   前記第二部材の外周に、第二係合凸部が形成され、
   前記第一係合凸部を含む第一平面と、前記第二係合凸部を含む第二平面とが交差するように、前記第一部材及び前記第二部材が配置され、
   前記第一平面と前記第二平面とに沿って前記第一湾曲部が湾曲するように、前記第一湾曲部の湾曲方向が規定されている
   請求項４に記載の多自由度鉗子。
   
6. 前記操作部は、二軸ジンバル構造を介して前記挿入部に取り付けられている
   請求項１に記載の多自由度鉗子。
   
7. 前記挿入部がアクセスポートを動作中心として揺動しないように固定するピボットロック機構と、
   前記湾曲ロック機構の動作状態と前記ピボットロック機構の動作状態とを切り替える切替操作部と、
   をさらに備える
   請求項１に記載の多自由度鉗子。
   
8. 前記切替操作部は、使用者が手を離しても切り替えた状態が保持される
   請求項７に記載の多自由度鉗子。
   
9. 前記切替操作部を所定の状態にすると、前記湾曲ロック機構および前記ピボットロック機構のいずれも動作しない状態となる
   請求項７に記載の多自由度鉗子。
   
10. 前記挿入部は、アクセスポートに取り付けられたピボット部に挿通自在であり、
    前記ピボット部は、
    嵌合可能な第一筒部および第二筒部と、
    貫通孔を有し、前記第一筒部と前記第二筒部とに挟まれるように前記第一筒部および前記第二筒部の内腔に配置される球状部とを有する
    請求項１に記載の多自由度鉗子。
    
11. 前記挿入部の径方向断面は非円形であり、患者に取り付けられたアクセスポートに対して回転不能である
    請求項１に記載の多自由度鉗子。
    
12. 前記挿入部の径方向断面は非円形であって、前記球状部に対して回転不能であり、
    所定値以上の力量を加えると、前記挿入部は前記球状部とともに前記第一筒部および前記第二筒部に対して回転する
    請求項１０に記載の多自由度鉗子。
    
13. 前記挿入部は、患者に取り付けられたアクセスポートに挿通されて前記患者の体腔内に導入され、
    前記挿入部が前記アクセスポートを動作中心として揺動しないように固定するピボットロック機構をさらに備え、
    前記ピボットロック機構は、前記球状部と、前記挿入部に取り付けられたレール部材を含んで構成され、
    前記球状部は、前記貫通孔に挿通された前記挿入部の進退抵抗を減少させるベアリングを有する
    請求項１０に記載の多自由度鉗子。
    
14. 前記ピボット部は、前記第一筒部および前記第二筒部の少なくとも一方の内腔に設けられ、前記アクセスポートの内腔の気密状態を保持する気密部を有する
    請求項１０に記載の多自由度鉗子。
    
15. 前記ピボット部は、前記アクセスポートに対して着脱可能である
    請求項１０に記載の多自由度鉗子。
    
16. 前記アクセスポートは、前記ピボット部が取り付けられていないときに自身の内腔の気密状態を保持する気密部を有する
    請求項１０に記載の多自由度鉗子。
    
17. 前記処置部は、開閉する一対の鉗子片を有し、
    前記操作部は、前記一対の鉗子片と接続されて前記鉗子片を開閉させる第二操作部を有し、
    前記第二操作部は、前記ハンドル本体に対して回転可能に取り付けられている
    請求項１に記載の多自由度鉗子。
    
18. 前記操作部は、前記処置部を前記挿入部に対して回転させる回転ノブを有し、
    前記回転ノブは、前記処置部の基端部よりも先端側で前記処置部と接続されている
    請求項１に記載の多自由度鉗子。
    
19. 前記操作部は、前記ジョイント部の周囲に設けられ、弾性変形可能な把持部を有し、
    前記把持部を弾性変形させて前記ジョイント部との接触圧を変化させると、前記把持部と前記ジョイント部との摩擦力が変化する
    請求項２に記載の多自由度鉗子。

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