JP2020092809A - 保持装置及び軟性内視鏡の駆動システム - Google Patents

Abstract

【課題】軟性内視鏡などの医療用器具の管状部を進退可能に保持する保持装置であって、保持装置そのものを回転させることなく、管状部にひねり動作を与えることが可能な保持装置の提供。【解決手段】軟性内視鏡などの医療用器具の管状部を進退可能に保持するための保持装置であって、前記管状部を、その長手方向に相対的に進退させつつ、長手方向を軸とした回転方向に対しては回動自在に保持する保持部材（１１Ａ、１１Ｂ）を備える、保持装置１。【選択図】図３

Description

本発明は、内視鏡等の管状部を有する医療用器具を保持するための保持装置及びこれを有する軟性内視鏡の駆動システムに関する。

軟性内視鏡などの管状部を有する医療用器具の使用時において、当該医療用器具の管状部を進退可能に保持する保持装置に関する技術が、特許文献１によって開示されている。
特許文献１には、当該医療用器具の管状部を進退可能に保持する保持装置としての軸ローラ９０が開示されている。軸ローラ９０は、内視鏡の管状部６４を挟んで進退可能に保持するシーブ９２Ａ、９２Ｂを備えており、シーブ９２Ａ、９２Ｂを回転させることによって、内視鏡の管状部６４をその軸方向に移動させるものである。シーブ９２Ａ、９２Ｂの溝９３Ａ、９３Ｂは、内視鏡の管状部６４が滑らないように、ラバーコーティング等によって内視鏡の管状部６４との間の摩擦力を高めるとされている（特許文献１の段落００５３、ＦＩＧ．６Ｂ）。

米国特許出願公開第２０１４／０２９６６３３号明細書

特許文献１の軸ローラ９０によれば、内視鏡の管状部６４をその軸方向に進退可能に保持することができ、シーブ９２Ａ、９２Ｂの回転を制御することによって、内視鏡の管状部６４の軸方向の送り出し量を制御することができる。
しかしながら、特許文献１の軸ローラ９０の構成においては、内視鏡の管状部６４のみをその軸回りに回転させることができない。内視鏡は、その使用時において、“ひねり動作”即ち内視鏡の管状部を軸回りに回転させることを要する場合がある。これに対し、特許文献１の軸ローラ９０では、シーブ９２Ａ、９２Ｂによって内視鏡の管状部６４が滑らないように保持されているため、内視鏡の管状部６４のみにひねり動作を与えることができない。内視鏡の管状部６４にひねり動作を与えるためには、内視鏡の管状部６４を挟み込んでいる軸ローラ９０そのものを回転させる必要がある。即ち、軸ローラ９０そのものを回転させるための回転機構が必要となる。当該回転機構は、内視鏡の管状部６４の軸を中心として軸ローラ９０を回転させることが望まれるため、軸ローラ９０を回転させるための軌道がある程度大きくならざるを得ない。このような回転機構は装置の大型化や高コスト化を招くことになる。
また、“ひねり動作”を電動化しようとした場合、内視鏡を管状部の長軸周りに回転駆動する動力と、軸ローラ９０全体を回転駆動させる動力が必要であり、一軸の動作に対してモータが２つ必要になり、２つのモータを協調して動かす制御機構も必要となる。その上、２つのモータの回転が何らかの理由で協調しなかった場合には、管状部に強いねじりが加わり、内視鏡が破損する危険がある。
加えて、軸ローラ９０は、内視鏡の管状部が患者体外で蛇行するのを防ぐため、患者の近くに配置されることが望まれるが、患者の近くで軸ローラ９０の回転軌道が大きくなると、患者への接触のおそれがある。上部消化管への内視鏡の挿入時などは、患者の顔付近で軸ローラ９０全体が回転することになるため、患者へ圧迫感や恐怖感を与えてしまうため、この点の改善も望まれる。

本発明は、上記の点に鑑み、軟性内視鏡などの医療用器具の管状部を進退可能に保持する保持装置であって、保持装置そのものを回転させることなく、医療用器具の管状部のひねり動作を許容することが可能な保持装置を提供することを目的とする。

（構成１）
管状部を有する医療用器具を保持するための保持装置であって、前記管状部を、その長手方向に前記保持装置に対して相対的に進退させつつ、長手方向を軸とした回転方向に対しては回動自在に保持する保持部材を備える、保持装置。

（構成２）
前記保持部材が、第１の保持部材と第２の保持部材によって前記管状部を挟むように保持し、前記第１の保持部材が、前記長手方向と略直交する方向を回転軸とするホイール部材であって、その外周上に、当該外周の接線と略平行な軸を回転軸とする小回転体を複数有しているホイール部材を備えている、構成１に記載の保持装置。

（構成３）
前記第２の保持部材が、前記長手方向と略直交する方向を回転軸とするホイール部材であって、その外周上に、当該外周の接線と略平行な軸を回転軸とする小回転体を複数有しているホイール部材を備えている、構成２に記載の保持装置。

（構成４）
前記第１の保持部材と第２の保持部材によって前記管状部を挟むように保持する際において、前記第１の保持部材が備えるホイール部材の小回転体と、前記第２の保持部材が備えるホイール部材の小回転体とのうち、少なくとも１つの小回転体が必ず前記管状部と接するように構成されている、構成３に記載の保持装置。

（構成５）
前記第１の保持部材又は前記第２の保持部材の少なくとも一方が複数の前記ホイール部材を備えている、構成３又は４に記載の保持装置。

（構成６）
前記第１の保持部材又は前記第２の保持部材の少なくとも一方が、同一回転軸上に平行に配置された複数の前記ホイール部材を備えている、構成３又は４に記載の保持装置。

（構成７）
前記第１の保持部材又は前記第２の保持部材の少なくとも一方に備えられる、前記複数のホイール部材の直径が略同一である、構成５又は６に記載の保持装置。

（構成８）
前記第１の保持部材に備えられる前記ホイール部材と、前記第２の保持部材に備えられる前記ホイール部材の直径が全て略同一である、構成３から７の何れかに記載の保持装置。

（構成９）
前記第１の保持部材のホイール部材の回転軸と、前記第２の保持部材のホイール部材の回転軸が、略平行である構成３から８の何れかに記載の保持装置。

（構成１０）
前記第１の保持部材及び前記第２の保持部材がそれぞれ少なくとも２つの前記ホイール部材を備え、前記第１の保持部材と第２の保持部材によって前記管状部を挟むように保持する際において、前記第１の保持部材が備える複数のホイール部材の小回転体と、前記第２の保持部材が備える複数のホイール部材の小回転体のうち、少なくとも３つの小回転体が必ず前記管状部と接するように構成されている、構成３から９の何れかに記載の保持装置。

（構成１１）
前記第１の保持部材及び前記第２の保持部材が備える前記ホイール部材がそれぞれ２つである、構成３から１０の何れかに記載の保持装置。

（構成１２）
前記第１の保持部材のホイール部材の回転と、前記第２の保持部材のホイール部材の回転を、相互に逆回転となるように且つ回転を同期させる回転リンク機構を備えている、構成３から１１の何れかに記載の保持装置。

（構成１３）
前記第１の保持部材と前記第２の保持部材の間隔を広げることができるように構成されており、且つ、所定の間隔にて固定させる間隔保持機構を備えている、構成２から１２の何れかに記載の保持装置。

（構成１４）
前記ホイール部材が着脱可能に構成されている構成２から１３の何れかに記載の保持装置。

（構成１５）
前記第２の保持部材が、前記管状部を摺動可能に保持する摺動部材を備えている、構成２に記載の保持装置。

（構成１６）
前記第１の保持部材が、複数の前記ホイール部材を備えている、構成１５に記載の保持装置。

（構成１７）
前記第１の保持部材が、２つの前記ホイール部材を備えている、構成１５に記載の保持装置。

（構成１８）
前記第１の保持部材が、同一回転軸上に平行に配置された２つの前記ホイール部材を備えている、構成１５に記載の保持装置。

（構成１９）
前記第１の保持部材に備えられる、前記２つのホイール部材の直径が略同一である、構成１７又は１８に記載の保持装置。

（構成２０）
前記小回転体の形状が、紡錘形状若しくは樽状である、構成２から１９の何れかに記載の保持装置。

（構成２１）
前記小回転体を備えたホイール部材の外周の形状が略円形である、構成２から２０の何れかに記載の保持装置。

（構成２２）
前記保持部材が、前記管状部の長手方向に複数配置されている構成１から２１の何れかに記載の保持装置。

（構成２３）
前記管状部の表面をふき取るためのふき取り部を備える、構成１から２２の何れかに記載の保持装置。

（構成２４）
構成１から２３の何れかに記載の保持装置を備える、軟性内視鏡の駆動システム。

本発明の保持装置によれば、医療用器具の管状部をその長手方向に保持装置に対して相対的に進退させつつ、長手方向を軸とした回転方向に対しては回動自在に保持する保持部材を備えることにより、保持装置そのものを回転させることなく医療用器具の管状部にひねり動作を許容することができる。

本発明に係る実施形態の軟性内視鏡の駆動システムを示す概略図 本発明に係る実施形態の保持装置を示す斜視図 保持装置の内部機構を示す斜視図 保持装置の内部機構を示す正面図 保持装置の内部機構を示す底面図 保持装置に備えられる保持部材を示す図 保持部材に備えられるホイール部材を示す図 ディスク部材を示す平面図 ディスク部材を示す斜視図 内視鏡の管状部を把持した状態の保持部材部分を示す図 内視鏡の管状部を把持した状態を説明する説明図 保持装置の他の例の保持部材の構成を示す図 保持装置の他の例の保持部材の構成を示す図 保持装置の他の例の保持部材の構成を示す図 保持装置の他の例の保持部材の構成を示す図 保持装置に、内視鏡の管状部をふき取るためのふき取り部を設けた例を示す図

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、以下の実施形態は、本発明を具体化する際の一形態であって、本発明をその範囲内に限定するものではない。

図１は、本発明に係る実施形態の軟性内視鏡の駆動システムを示す概略図である。
図１に示されるように、軟性内視鏡の駆動システム１００は、その大まかな構成として、本体部１０１と、操作部１０２と、アーム部１０３と、内視鏡取り付け部１０４と、屈曲アーム１０５と、保持装置１と、を備える。
軟性内視鏡の駆動システム１００は、管状部を持つ医療器具である軟性内視鏡２を用いた検査や処置の操作をサポートするためのシステムであり、内視鏡取り付け部１０４内に内視鏡２が取り付けられて使用される。
内視鏡取り付け部１０４は、内視鏡２の操作部や内視鏡２に備えられる送気・送水・吸引ボタンや操作ダイヤル等（特に図示せず）と嵌合して、当該ボタン類や操作ダイヤル等を駆動する駆動部を有する。また、内視鏡取り付け部１０４は、内視鏡２を回転（図１の矢印）させるように駆動するための駆動部も有し、これにより、内視鏡２の管状部２１を、その長手方向を軸とした軸回りに回転させることができる。
操作部１０２は、内視鏡２に対する操作を行うためのユーザインターフェースである。
本体部１０１は、操作部１０２に対する操作に基づく信号に対応させて、内視鏡取り付け部１０４と保持装置１の駆動部を駆動させるための制御処理を行う制御部を有する。本体部１０１の下部にはキャスターが設けられており、装置全体を移動可能に構成されている。
アーム部１０３は、本体部１０１に対して回動可能であり、また、アームがその長手方向に伸縮可能に構成されている（特に図示せず）。これにより、内視鏡２や保持装置１の配置位置を適宜調節することができるものである。
屈曲アーム１０５は、保持装置１が取り付けられるアームであり、アームの中程に屈曲部を有する。保持装置１の使用位置は、例えば患者が横たわっているベッド上であり、患者の口や肛門の近くである。

図２は保持装置１をアーム基端側から見た斜視図である。保持装置１は、内視鏡２の管状部２１を、その長手方向に対しては送り出し量を制御可能なように保持して相対的に進退させつつ、長手方向を軸とした回転方向に対しては回動自在に保持する装置である。
保持装置１は、ホイール部材を備えた保持部材１１Ａ、１１Ｂの間に内視鏡２の管状部２１を挟むように保持しつつ保持部材が回転することで管状部２１を進退させ、同時に、長手方向を軸とした回転方向に対しては回動自在に保持する。
保持部材１１Ａ、１１Ｂは回転する部材であり、内視鏡検査や処置において当該回転部に例えば術着の端などの物が巻き込まれることを低減するためのホイール部カバー１６によってカバーされている。また、全体的に本体ケース１１によってカバーされている。

図３〜５は、本体ケース１１等を省いて保持装置１の内部機構を示した図であり、図３がアーム基端側から見た斜視図、図４は正面図、図５が底面図である。
図４、５に示されるように、保持装置１は、固定ブロック１Ａとスライドブロック１Ｂを備えている。スライドブロック１Ｂは、固定ブロック１Ａに対してスライド可能に構成され、保持部材１１Ａと保持部材１１Ｂの間隔を、ロック位置と解放位置に狭めたり広げたりすることができる。

固定ブロック１Ａは、フレーム１２Ａに対して各構成要素が取り付けられており、保持部材１１Ａ及び１１Ｂを駆動するためのモータＭ、保持部材１１Ａ、モータＭから保持部材１１Ａへの動力伝達機構である各ギヤＧ１〜Ｇ５、回転シャフト１５、間隔を保持しつつスライドをロックするスライドロック機構１８Ａ、スライドロック機構１８Ａのロックを解除するロック解除レバー１４等が備えられている。本実施例ではモータＭを制御するための駆動回路は配線を介してアーム部１０３に備えられるが，駆動回路の場所は配置しやすい場所でよい。

スライドブロック１Ｂは、フレーム１２Ｂに対して各構成要素が取り付けられており、保持部材１１Ｂ、モータＭから保持部材１１Ｂへの動力伝達機構である各ギヤＧ６、Ｇ７、スライドロック機構１８Ｂ、スライドブロック１Ｂをスライドさせるための持ち手となる把手１３等が備えられている。

図５に示されるように、モータＭの回転軸に設けられたギヤＧ１は、減速ギヤＧ２と噛み合う。減速ギヤＧ２は、かさ歯車であるギヤＧ３と共に回転シャフト１５に対して回動不能に取り付けられている。
保持部材１１Ａの回転軸２０Ａは軸ホルダー１９Ａに対して着脱可能、回動不能に取り付けられる。軸ホルダー１９Ａの下端にはかさ歯車であるギヤＧ４が回動不能に取り付けられており、ギヤＧ４がギヤＧ３と噛み合うことで、モータＭの回転が保持部材１１Ａに伝達される。
また、回転シャフト１５の先端側（スライドブロック１Ｂ側）には、かさ歯車であるギヤＧ６と、ギヤＧ６に対してスライド可能且つ回動不能に噛み合うギヤＧ５が形成されている。ギヤＧ５は回転シャフト１５の長手方向に、固定ブロック１Ａに対するスライドブロック１Ｂのスライド量と同じかそれ以上の長さを有して形成される。ギヤＧ６の中心部には、ギヤＧ５と噛み合う孔が形成され、これにより、ギヤＧ５とＧ６がスライド可能且つ回動不能に噛み合うものである。保持部材１１Ｂは軸ホルダー１９Ｂに対して着脱可能、回動不能に取り付けられる。軸ホルダー１９Ｂの下端には、かさ歯車であるギヤＧ７が回動不能に取り付けられており、ギヤＧ６とギヤＧ７が噛み合うことで、モータＭの回が保持部材１１Ｂに伝達される。
図５に示されるように、回転シャフト１５上に対向するように取り付けられたかさ歯車であるギヤＧ３、Ｇ６がかさ歯車であるギヤＧ４とギヤＧ７にそれぞれ噛み合うことにより保持部材１１Ａの回転軸２０Ａと、保持部材１１Ｂの回転軸２０Ｂは、回転方向が逆になる。
上記により、保持部材１１Ａと保持部材１１Ｂの間隔を可変としつつ、保持部材１１Ａの回転と、保持部材１１Ｂの回転を、相互に逆回転となるように且つ回転を同期させる回転リンク機構が構成される。

図４に示されるように、固定ブロック１Ａに備えられるスライドロック機構１８Ａは、先端側（スライドブロック１Ｂ側）に、スライドロック機構１８Ｂと係合するフックを有する。スライドロック機構１８Ａはフレーム１２Ａに対して基端側が回動可能に取り付けられており、先端側が保持装置１の底面方向に回動する。
一方、スライドブロック１Ｂに備えられるスライドロック機構１８Ｂは、先端側（固定ブロック１Ａ側）に、スライドロック機構１８Ａと係合するフックを有し、保持装置１の上面方向へ回動する機構を有する。
スライドブロック１Ｂを固定ブロック１Ａに対して近づけるようにスライドさせると、スライドロック機構１８Ａのフックと、スライドロック機構１８Ｂのフックが係合する。より具体的には、スライドロック機構１８Ａの先端とスライドロック機構１８Ｂの先端が接触した際に、両者の接触箇所に傾斜面が形成されていることにより、スライドロック機構１８Ａのフックが底面側に下がるような回転トルクがスライドロック機構１８Ａに生じ、スライドロック機構１８Ｂのフックが上面側に上がるような回転トルクがスライドロック機構１８Ｂに生じる。これにより、スライドロック機構１８Ａのフックは下がりながら、スライドロック機構１８Ａのフックは上がりながら、スライドブロック１Ｂは固定ブロックＡに近づく。スライドロック機構１８Ａのフックとスライドロック機構１８Ｂのフックが噛み合う位置まで来ると、各スライドロックの回転軸内に配置されたねじりコイルばねにより両フックが元の位置に戻ろうとしフック同士が係合し、ロックされるものである。これにより、保持部材１１Ａと保持部材１１Ｂの間隔が所定間隔にて固定される。
スライドロック機構１８Ａは、ロック解除レバー１４をスライドブロック１Ｂから離れる方向にスライドさせることで、スライドロック機構１８Ａのフックとスライドロック機構１８Ｂのフックの係合が解除される位置まで、スライドロック機構１８Ａのフックが保持装置１の底面側に下がるように構成されている。よって、ロック解除レバー１４の操作により、ロックを解除することができる。ロックが解除されると、スライドブロック１Ｂと底面フレーム１２Ｃの間に設置された圧縮バネの作用によりスライドブロック１Ｂはスライドブロック１Ｂが固定ブロック１Ａから離れるようにスライドし、保持部材１１Ａと保持部材１１Ｂの間隔を広げることができる。

図６に示されるように、保持部材１１Ａは、保持装置１を水平面に置いた状態において鉛直方向となる回転軸２０Ａを有しており、当該回転軸２０Ａに上下に配置されたホイール部材１０を２つ備えている。即ち、保持部材１１Ａは、同一回転軸上に平行に配置された２つのホイール部材１０を備えている。なお、個々のホイール部材１０は同一構造である。
２つのホイール部材１０は回転軸２０Ａに対して回動不能に取り付けられる。上下２段のホイール部材１０の間には、その間隔を保持するためのスペーサー３０Ａが設けられている。小回転体１０Ｒと医療用器具のサイズの関係上、スペーサー３０Ａが不要な場合は設けなくても良い。
保持部材１１Ａの上記構成は、保持部材１１Ｂにおいても同様である。

図７は、ホイール部材１０を示す斜視図である。
図７に示されるように、ホイール部材１０は、ディスク部材１０Ｄの外周上に、当該外周の接線と略平行な軸を回転軸とする樽状、若しくは紡錘形状の小回転体１０Ｒを複数有しており、ここでは小回転体１０Ｒが５つのものを例としている。ホイール部材１０を複数枚積層したものは、一般的に“オムニホイール”と呼ばれ、多方向への移動を可能にする車輪として利用されている。
小回転体１０Ｒの外周形状は、ホイール部材１０の外周に接する円の弧と略同一であることにより、ホイール部材１０をディスク部材の面に対して垂直な方向から見ると、ホイール部材１０としての外周の形状は略円形である。小回転体１０Ｒは、樽状、若しくは紡錘形状、の長軸の中心に貫通孔を有しており、当該貫通孔に回転軸となるシャフトが挿通され、当該回転軸回りに回転自在に構成されている。なお、小回転体と小回転体の回転軸が一体形成若しくは両者が固定されており、回転軸を回転可能に受ける軸受がディスク部材に形成されているものであってもよい。
ディスク部材や小回転体の回転軸は、ステンレス鋼、真鍮、チタンなどの金属部材で形成されることが好ましく、この中ではステンレス鋼が好ましい。
小回転体の材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＡＢＳ、塩化ビニール、ナイロンなどの合成樹脂や、シリコーン系ゴム、ウレタン系ゴムなどの合成ゴム、ステンレス鋼などの金属が考えられる。繰り返し使用する場合は蒸気滅菌に耐え得るものであることが好ましい。小回転体の材料は、小回転体と管状部の間の長軸方向の滑りを押さえるために、滑りにくい素材であることが好ましく、シリコーンが好適である。また小回転体の表面に滑り止めとなる凹凸様の形状、エンボス加工やサンドブラスト加工などを施しても良い。
図８はディスク部材１０Ｄを示す平面図であり、図９は斜視図である。
ディスク部材１０Ｄは、五角形の頂点となる箇所において、小回転体１０Ｒの回転軸であるシャフトを固定するための接合部１０Ｄ１を有している。また、五角形の各辺となる箇所は、小回転体１０Ｒを受け入れ可能な形状に形成される。ここでは、小回転体１０Ｒの外周に沿った形状としたものを例としている。
接合部１０Ｄ１には、シャフトを受け入れる凹部が形成され、当該凹部にシャフトがはめ込まれて溶接等によって固定される。即ち、隣り合う接合部１０Ｄ１において、小回転体１０Ｒの回転軸であるシャフトの両端部が固定され、これにより、ディスク部材１０Ｄに対して小回転体１０Ｒが回転自在に取り付けられる。なお、ここではシャフトがディスク部材１０Ｄに対して溶接などによって固定されるものを例としたが、脱着可能に構成されるものであってもよい。

図１０は、内視鏡２の管状部２１を把持した状態の保持部材１１Ａ、１１Ｂ部分を示す概略図である。
上述のごとく、本実施形態の保持装置１においては、スライドブロック１Ｂが固定ブロック１Ａに対してスライド可能に構成されており、スライドブロック１Ｂを、保持部材１１Ａと保持部材１１Ｂの間を開くようにスライドさせた状態において、内視鏡２の管状部２１の脱着を行う。
保持部材１１Ａと保持部材１１Ｂの間を広げた状態において、両者の間に内視鏡２の管状部２１を配置し、スライドブロック１Ｂを閉じるようにスライドさせて上述のロックをさせることにより、保持部材１１Ａと保持部材１１Ｂによって内視鏡２の管状部２１を挟むように保持した状態（図１０）となる。
図１０に示されるように、保持部材１１Ａと保持部材１１Ｂは、管状部２１の長手方向と略直交する方向を回転軸とするホイール部材１０をそれぞれ２つ備え、合計４つのホイール部材１０によって、管状部２１を囲むように保持する。

図１１は、内視鏡２の管状部２１を保持した状態を説明するための概略断面図である。
保持部材１１Ａは、上下に配置されるホイール部材１０を２つ備えており、上段のホイール部材１０と下段のホイール部材１０は位相をずらした配置となっている。具体的には、一方のホイール部材１０の小回転体１０Ｒと他方のホイール部材１０の接合部１０Ｄ１が対向するような配置となっている。これにより、保持部材１１Ａが備える小回転体のうちの少なくとも１つが管状部２１と接する構成となっている。この構成は保持部材１１Ｂにおいても同様である。
また、保持部材１１Ａのホイール部材１０の接合部１０Ｄ１が、保持部材１１Ｂのホイール部材１０の小回転体１０Ｒと対向するように配置されており、且つ、保持部材１１Ｂのホイール部材１０の接合部１０Ｄ１が、保持部材１１Ａのホイール部材１０の小回転体１０Ｒと対向するように配置されている。
本実施形態の保持装置１は、保持部材１１Ａ及び保持部材１１Ｂの回転位置に関わらず、保持部材１１Ａが備える２つのホイール部材１０の小回転体１０Ｒと、保持部材１１Ｂが備える２つのホイール部材１０の小回転体１０Ｒのうち、少なくとも３つの小回転体１０Ｒが必ず管状部２１と接するように構成されている。
このように、常に少なくとも３つの小回転体１０Ｒが管状部２１に接触するための条件を下記に述べる。

ホイール部材直径Ｄ［ｍｍ］
小回転体の数 Ｎｒ
小回転体角度 α［ｄｅｇ］
接合部角度 β［ｄｅｇ］
接合部長さｌ ＞５［ｍｍ］
図８に示されるように、小回転体角度αは一つの小回転体がホイール部材の外周に占める角度（中心角）であり、接合部角度βは小回転体間に存在する一つの接合部１０Ｄ１がホイール部材の外周に占める角度（中心角）である。図８の一点鎖線の円Ｃは、ホイール部材の外周に接する円であり小回転体１０Ｒの外周が接する線でもある。ホイール部材の直径Ｄとは、円Ｃの直径であり、接合部長さｌは、中心角βによって形成される円Ｃ上の弧の長さである。
一つのホイール部材の外周に配置される小回転体の数をＮｒとすると、α、β、Ｎｒは数１で表される。

管状部２１の長軸方向のある点をホイール部材４つで保持する際、保持する点における各ホイール部材の角度はそれぞれ（α＋β）／４［ｄｅｇ］ずつずらして配置すると、保持する点において複数の接合部が存在する確率が最も低くなる。この時、常に３つの小回転体で保持するためには、α≧３βの条件を満たす必要がある。これを数１に代入すると数２となる。

接合部１つがホイール部材の外周上に占める長さｌは接合部角度βとホイール部材の直径Ｄにより数３で表される。

接合部は小回転体の回転軸であるシャフトの溶接など、具体的な製造手段を考慮すると、ホイール部材外周上の距離にして１箇所あたり５［ｍｍ］程度は最低必要であることから、接合部長さｌに５［ｍｍ］を代入すると、βは数４で表される。

患者近くに配置される保持部材は小さいことが望ましく、ホイール部材の直径Ｄを例えばＤ＝３８ｍｍで構成する場合、数４からβ≧１５．０８［ｄｅｇ］となる。これを数２に代入すると、小回転体の個数Ｎｒは、
Ｎｒ≦５．９６［ｐｃｓ］
となる。即ち、接合部が縮められない場合（５［ｍｍ］以上の場合）、常に３つの小回転体が管状部２１を支えるための小回転体の個数条件は５個以下となる。
上記のごとくホイール部材の直径Ｄは小さいことが望ましく、大きくても６０mm程度であることが好ましい。この場合、小回転体の個数条件を数４、数２から同様に算出すると、β≧９．５４［ｄｅｇ］、Ｎｒ≦９．４２［ｐｃｓ］となる。ホイール部材の直径Ｄは、５０mm以下であるとさらに好ましく、この場合、β≧１１．４５［ｄｅｇ］、Ｎｒ≦７．８５［ｐｃｓ］となる。
従って、小回転体の個数Ｎｒは３〜９個であることが好ましく、より好ましくは３〜７個であり、最も好適には３〜５個である。なお、当該個数条件を満足する上で、小回転体の個数は多い方が、医療用器具が長軸周りに回転しやすくより好適である。

以上のごとく、本実施形態の保持装置１は、２つのホイール部材１０を有する２つの保持部材１１Ａ、保持部材１１Ｂによって、内視鏡２の管状部２１を挟むように保持する。保持部材１１Ａと保持部材１１Ｂの回転が連動し、これによって４つのホイール部材１０が連動して回転することで管状部２１を長軸方向に前後させる。即ち、管状部２１の長手方向に対しては送り出し量を制御可能に保持される。一方で、ホイール部材１０の外周に配置された小回転体１０Ｒは受動的に回転可能であるため、管状部２１に軸周りの回転力が加わった際には、小回転体１０Ｒが回転し、管状部２１はその軸周りに回転自在となっている。従って、内視鏡取り付け部１０４による内視鏡２の回転（図１参照）により管状部２１に長手方向の軸周りの回転力が加わると、小回転体１０Ｒが受動的に回転し、管状部２１に対するひねり駆動を許容する。即ち、管状部２１等の細長い胴部を持つ医療用器具を、長軸周りに回転自由に保持する際、保持部全体を回転させる必要がなくなり、駆動部の小型化とこれに伴う患者の安全性向上が期待できる。
本実施形態では、軟性内視鏡の駆動システム１００に備えられる保持装置として説明し、“ひねり動作”が軟性内視鏡の駆動システム１００によって駆動されるものを例としているが、ひねり動作が術者によって行われる場合にも勿論使用できる。特に下部軟性内視鏡検査においては、内視鏡を長い腸管に挿入しても腸管の運動や内圧により押し戻されることが多く、管状部が押し戻されると術者は再度挿入を行う必要があった。管状部が押し戻されないためには、術者が常に、管状部を患者体内に挿入する方向に力を加えている必要があった。しかし保持装置１によれば管状部の進退動作は保持部材によって電動で送り量を調節し所望の位置で固定することが可能で、挿入・処置に必要な捻り動作は術者が医療用器具を回転させる力を加えるだけで医療用器具を保持したまま回転させることができる。
また、本実施形態の保持装置１によれば、医療用器具を保持する部分において、少なくとも３つの小回転体１０Ｒが管状部２１に常に接触するように保持部材１１Ａ、１１Ｂの各ホイール部材１０を構成することにより、管状部２１の軸回転を拘束せずに前後動作で滑りを生じることなく安定して管状部２１を保持することができる。

なお、保持部材に対してホイール部材を着脱可能に構成してもよい。ホイール部材を着脱可能とすることにより、内視鏡の管状部と接触する部分（即ち、患者体液が付着し得る部分）のみを簡単に洗浄、滅菌することができる。また、異なる直径のホイール部材と交換することや、上下２段のホイール部材の間隔を保持するためのスペーサーを高さが違うものに交換すること等によって、直径が異なる管状部への対応も可能となる。同様の目的で保持部材を保持装置に対して着脱可能に構成してもよい。

本実施形態では、保持部材として、保持部材１１Ａと保持部材１１Ｂを備えているものを例としているが、さらに保持部材を増加させてもよい。図１２には、保持部材が、管状部の長手方向に複数配置されているものの一例を示した。このように、長手方向に複数保持部材を配することにより内視鏡の管状部に接触する小回転体の数が多くなるため前後動作時の保持力を上げることができる。また、内視鏡の管状部の長軸方向に離れた複数の箇所に支持点があるため、口や肛門など患者の自然開口部への内視鏡管状部の挿入角度を規定し易くなる。

また、本実施形態では、保持部材としての保持部材１１Ａと保持部材１１Ｂが回転駆動されるものを例としているが、本発明をこれに限るものではない。
図１３（ａ）、図１３（ｂ）には、一方の保持部材が、内視鏡など医療用器具の管状部を摺動可能に保持する摺動部材として構成されているものの例を示した。
図１３（ａ）、図１３（ｂ）における保持部材１１Ａ−３は、基本的に本実施形態における保持部材１１Ａと同様の構成である。一方、保持部材１１Ｂ−３は、保持部材１１Ａ−３に対向して設けられ、保持部材１１Ａ−３との間で内視鏡の管状部を挟んで保持する壁状の部材である。保持部材１１Ｂ−３の保持部材１１Ａ−３に対向する側には、管状部の表面との関係において摩擦が低い部材で形成され、管状部を保持するための凹部を有する摺動保持部材Ｓが設けられている。摺動保持部材Ｓの材料としては、例えば、テフロン（登録商標）などのフッ素樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＡＢＳなどの合成樹脂、滑りを良くするための表面処理を施したSUS部材などの金属等が挙げられ、この中では、特に摺動が良いテフロン（登録商標）などのフッ素樹脂が好ましい。
このような構成とすることにより、小回転体表面と医療用器具の管状部表面の摩擦力が十分な場合、ホイール部材を備える保持部材を一つにできるので、保持装置全体をより小さくすることができる。また、摺動保持部材Ｓの凹部を内視鏡の管状部に合わせて長軸方向に長めにとることにより、管状部先端が屈曲動作をした際の管状部の姿勢や、患者の自然開口部への管状部の挿入角度を安定させることができる。
当該構成においても、先に説明したごとく、保持部材が管状部の長手方向に複数配置されるようにしてもよい。図１４には、図１３（ａ）、図１３（ｂ）の例において、保持部材が管状部の長手方向に複数配置されているものの一例を示した。このような構成とすることにより、管状部に接触する小回転体の数が多いため前後動作時の保持力を上げることができる。また、管状部の長軸方向に離れた複数の支持点があるため、患者の自然開口部への内視鏡の挿入角度を規定し易くなる。

内視鏡の管状部を患者の自然開口部に挿入する際は、体内での摩擦を軽減するために潤滑ジェルが塗布されることがある。このように潤滑ジェルが塗布された場合、管状部の前後動作に対して、管状部表面と保持部材の間に滑りを生じさせるおそれがある。これを防止するために、潤滑ジェルをふき取ることができる構成としてもよい。
図１５には、管状部の表面の潤滑ジェルをふき取るためのふき取り部を備えさえた保持装置の一例を示した。
ふき取り部１７は、保持部材１１Ａ、１１Ｂよりも患者側、又は保持部材１１Ａ、１１Ｂの患者側と手元側両方に設けられる。ふき取り部１７には、医療用器具表面からジェル又は水分を除去するための例えばスポンジやゴム部材から成る部材Ｗが設置されることが好ましい。この部材Ｗは患者体液が付着するため、取り替え可能であるとより好適である。
このように、管状部の表面の潤滑ジェルや水分を除去することで、保持力の低下による管状部の長軸方向の動きに対する意図しない滑りを低減することができる。

本実施形態では、保持部材１１Ａ、１１Ｂが、同軸上に上下２段に平行に設置されるホイール部材を備えているものを例としているが、本発明をこれに限るものではない。
例えば、図１３（ａ）、図１３（ｂ）で例示したものにおいて、摺動保持部材Ｓの凹部によって管状部２１が上下方向に外れないよう保持できる場合には、保持部材１１Ａ−３のホイール部材を１段とすることも許容され得る。逆に、管状部２１の保持をより確実なものとするために、保持部材にホイール部材を３段以上設けるものであってもよい。
何れにせよ、内視鏡に代表される医療用器具の管状部を、その長手方向には保持して進退させ、長手方向の軸周りには自由に回転させることができるものであれば、保持部材に設けられるホイール部材は、同軸上に設けられる必要はなく、平行に設ける必要もない。
また、ホイール部材の直径が異なるものを混合して使用するようなものであっても構わない。また、以下で例示する構成の異なるホイール部材を混合して使用しても構わない。
なお、保持部材１１Ａに設けられるホイール部材の直径と、保持部材１１Ｂに設けられるホイール部材の直径が異なるような構成とした場合においても、保持部材１１Ａ、１１Ｂのそれぞれに回転力を伝えるギアのギア比を適切に設定することによって、保持部材１１Ａの回転と保持部材１１Ｂの回転を、相互に逆回転となるように且つホイール部材外周における周速度が等しくなるよう同期させることができる。

また、本実施形態では、各小回転体の大きさが同一であり、小回転体がホイールの外周上に均等に設けられるものを例としているが、小回転体の大きさが異なるものがホイールの外周上に配されるものであっても構わない。

本実施形態では、内視鏡の管状部を保持する場合には、スライドブロック１Ｂと固定ブロック１Ａの位置関係（即ち、保持部材１１Ａ、１１Ｂの間隔）がロックされるものを例としたが、本発明をこれに限るものではない。例えば、対向する保持部材を接近させるように付勢させる付勢機構を設け、内視鏡の管状部を保持する際に、常時、保持部材の間隔を狭めるような付勢力を生じさせるようにしてもよい。

１．．．保持装置
１０．．．ホイール部材
１０Ｒ．．．小回転体
１１Ａ、１１Ｂ．．．保持部材
１７．．．ふき取り部
１８．．．スライドロック機構（間隔保持機構）
２．．．内視鏡（医療用器具）
２１．．．管状部
Ｓ．．．摺動保持部材
１００．．．軟性内視鏡の駆動システム

Claims (24)

1. 管状部を有する医療用器具を保持するための保持装置であって、
   前記管状部を、その長手方向に前記保持装置に対して相対的に進退させつつ、長手方向を軸とした回転方向に対しては回動自在に保持する保持部材を備える、保持装置。
2. 前記保持部材が、第１の保持部材と第２の保持部材によって前記管状部を挟むように保持し、
   前記第１の保持部材が、前記長手方向と略直交する方向を回転軸とするホイール部材であって、その外周上に、当該外周の接線と略平行な軸を回転軸とする小回転体を複数有しているホイール部材を備えている、請求項１に記載の保持装置。
3. 前記第２の保持部材が、前記長手方向と略直交する方向を回転軸とするホイール部材であって、その外周上に、当該外周の接線と略平行な軸を回転軸とする小回転体を複数有しているホイール部材を備えている、請求項２に記載の保持装置。
4. 前記第１の保持部材と第２の保持部材によって前記管状部を挟むように保持する際において、
   前記第１の保持部材が備えるホイール部材の小回転体と、前記第２の保持部材が備えるホイール部材の小回転体とのうち、少なくとも１つの小回転体が必ず前記管状部と接するように構成されている、請求項３に記載の保持装置。
5. 前記第１の保持部材又は前記第２の保持部材の少なくとも一方が複数の前記ホイール部材を備えている、請求項３又は４に記載の保持装置。
6. 前記第１の保持部材又は前記第２の保持部材の少なくとも一方が、同一回転軸上に平行に配置された複数の前記ホイール部材を備えている、請求項３又は４に記載の保持装置。
7. 前記第１の保持部材又は前記第２の保持部材の少なくとも一方に備えられる、前記複数のホイール部材の直径が略同一である、請求項５又は６に記載の保持装置。
8. 前記第１の保持部材に備えられる前記ホイール部材と、前記第２の保持部材に備えられる前記ホイール部材の直径が全て略同一である、請求項３から７の何れかに記載の保持装置。
9. 前記第１の保持部材のホイール部材の回転軸と、前記第２の保持部材のホイール部材の回転軸が、略平行である請求項３から８の何れかに記載の保持装置。
10. 前記第１の保持部材及び前記第２の保持部材がそれぞれ少なくとも２つの前記ホイール部材を備え、
    前記第１の保持部材と第２の保持部材によって前記管状部を挟むように保持する際において、
    前記第１の保持部材が備える複数のホイール部材の小回転体と、前記第２の保持部材が備える複数のホイール部材の小回転体のうち、少なくとも３つの小回転体が必ず前記管状部と接するように構成されている、請求項３から９の何れかに記載の保持装置。
11. 前記第１の保持部材及び前記第２の保持部材が備える前記ホイール部材がそれぞれ２つである、請求項３から１０の何れかに記載の保持装置。
12. 前記第１の保持部材のホイール部材の回転と、前記第２の保持部材のホイール部材の回転を、相互に逆回転となるように且つ回転を同期させる回転リンク機構を備えている、請求項３から１１の何れかに記載の保持装置。
13. 前記第１の保持部材と前記第２の保持部材の間隔を広げることができるように構成されており、且つ、所定の間隔にて固定させる間隔保持機構を備えている、請求項２から１２の何れかに記載の保持装置。
14. 前記ホイール部材が着脱可能に構成されている請求項２から１３の何れかに記載の保持装置。
15. 前記第２の保持部材が、前記管状部を摺動可能に保持する摺動部材を備えている、請求項２に記載の保持装置。
16. 前記第１の保持部材が、複数の前記ホイール部材を備えている、請求項１５に記載の保持装置。
17. 前記第１の保持部材が、２つの前記ホイール部材を備えている、請求項１５に記載の保持装置。
18. 前記第１の保持部材が、同一回転軸上に平行に配置された２つの前記ホイール部材を備えている、請求項１５に記載の保持装置。
19. 前記第１の保持部材に備えられる、前記２つのホイール部材の直径が略同一である、請求項１７又は１８に記載の保持装置。
20. 前記小回転体の形状が、紡錘形状若しくは樽状である、請求項２から１９の何れかに記載の保持装置。
21. 前記小回転体を備えたホイール部材の外周の形状が略円形である、請求項２から２０の何れかに記載の保持装置。
22. 前記保持部材が、前記管状部の長手方向に複数配置されている請求項１から２１の何れかに記載の保持装置。
23. 前記管状部の表面をふき取るためのふき取り部を備える、請求項１から２２の何れかに記載の保持装置。
24. 請求項１から２３の何れかに記載の保持装置を備える、軟性内視鏡の駆動システム。

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