JP2023103734A - 連続体ロボットシステム - Google Patents

Abstract

【課題】連続体ロボットの操作性を向上させることを目的とする。【解決手段】本発明は、湾曲可能体、および前記湾曲可能体が設けられた基部を備える連続体ロボットと、前記連続体ロボットを、着脱可能に、かつ直線に沿って移動可能に支持する移動ステージを有する支持台と、前記支持台を支持し、第１の軸を中心に回動可能なアームと、を備える連続体ロボットシステムであって、前記移動ステージに前記連続体ロボットを装着して前記移動ステージを移動させたとき、前記連続体ロボットは前記第１の軸と垂直な平面上に沿って移動することを特徴とする。【選択図】図６

Description

本発明は、連続体ロボットシステムに関するものである。

連続体ロボットで構成される医療装置が知られている。特許文献１の医療装置は、湾曲医用機器を比較的幅広の患者管腔を通過させる際に、使用者が湾曲医用機器を挿入ユニットから取り外し、湾曲医用機器を手で保持して、患者管腔内に手動で挿入する。次に、繊細な部位に到達したら、使用者は湾曲医用機器を挿入ユニットに取り付けて、ロボット制御に切り替えて挿入工程を続けることができる。

米国特許出願公開第２０２１／２５９７９４号明細書

湾曲医用機器が挿入ユニットに取り付けられた状態で、使用者が湾曲医用機器を患者管腔内に手動で挿入することができれば、使用者は湾曲医用機器の脱着の操作を行う必要がないことから操作性が良好に改善される。
しかしながら、特許文献１で開示されている装置では、アームの回動による湾曲医用機器の移動の軌跡と、ロボット制御による湾曲医用機器の移動の軌跡の間でずれが生じてしまう。したがって、湾曲医用機器が挿入ユニットに取り付けられた状態で手動挿入するのは難しいという課題があった。

本発明は、連続体ロボットの操作性を向上させることを目的とする。

本発明は、湾曲可能体、および前記湾曲可能体が設けられた基部を備える連続体ロボットと、前記連続体ロボットを、着脱可能に、かつ直線に沿って移動可能に支持する移動ステージを有する支持台と、前記支持台を支持し、第１の軸を中心に回動可能なアームと、を備える連続体ロボットシステムであって、前記移動ステージに前記連続体ロボットを装着して前記移動ステージを移動させたとき、前記連続体ロボットは前記第１の軸と垂直な平面上に沿って移動することを特徴とする。

本発明によれば、連続体ロボットの操作性を向上させることができる。

実施例１に係る医療システムの全体図である。 実施例１に係る医療装置および支持台の斜視図である。 実施例１に係る医療システムの概略図である。 実施例１に係るアームの内部構造を示す図である。 実施例１に係る医療システムの概略図である。 実施例１に係る医療装置の挿入軌跡を説明するための図である。 実施例２に係るアームの内部構造を示す図である。 実施例３に係るアームの内部構造を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施例を説明する。なお、実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、配置等は、本発明が適用される装置の構成や各種条件等により適宜変更されるべきものである。
［実施例１］
図１、図２を用いて、本実施例に係る医療システム１Ａについて説明する。図１は、医療システム１Ａの全体図である。図２は、医療装置１および支持台２の斜視図である。
医療システム１Ａは、連続体ロボットで構成される医療装置１と、医療装置１を支持する支持台２と、支持台２を支持するアーム６と、を備える。医療システム１Ａが、本発明を適用した連続体ロボットシステムである。また、医療システム１Ａは、医療装置１および支持台２を制御する制御部３と、表示装置としてのモニタ４と、モニタ４およびアーム６を移動可能に支持する台車７と、を備える。

医療装置１は、湾曲可能体としてのカテーテル１１を備えるカテーテルユニット（湾曲可能ユニット）１００と、基部となるベースユニット（駆動ユニット、被装着ユニット）２００を備える。カテーテルユニット１００は、ベースユニット２００に対して着脱可能に構成されている。
本実施例において、医療システム１Ａおよび医療装置１の使用者は、対象の内部にカテーテル１１を挿入することにより、対象の内部の観察、対象の内部からの各種検体の採取、対象の内部に対する処置等の作業を行うことができる。一つの実施形態として、使用者は、カテーテル１１を対象としての患者の内部に挿入できる。具体的には、患者の口腔もしくは鼻腔を介して気管支に挿入することにより、肺組織の観察、採取、切除等の作業を行うことができる。

カテーテル１１は、上記作業を行うための医療器具をガイドするガイド（シース）として用いることができる。医療器具（ツール）の例としては、内視鏡、鉗子、アブレーション装置等が挙げられる。また、カテーテル１１自身が上記の医療器具としての機能を有していてもよい。

本実施例において、制御部３は、演算装置３ａ、入力装置３ｂを含む。入力装置３ｂは、カテーテル１１を操作するための命令や入力を受ける。演算装置３ａは、カテーテル１１を制御するためのプログラムや各種データを記憶するストレージ、ランダムアクセスメモリ、プログラムを実行するための中央処理装置を含む。また、制御部３は、モニタ４に画像を表示するための信号を出力する出力部を備えていてもよい。

図２に示すように、本実施例では、医療装置１は、医療装置１のベースユニット２００と支持台２を連結するケーブル５を介して、制御部３に電気的に接続される。なお、医療装置１と制御部３がケーブルで直接接続されていてもよい。医療装置１と制御部３が無線で接続されていてもよい。

支持台２は、移動ステージ（受け部）２ａと、移動ステージ２ａを直線移動可能に支持するガイド部２ｂを有している。移動ステージ２ａは、制御部３と接続した不図示のモータにより駆動されることでガイド部２ｂに沿って移動する。

医療装置１は、ベースユニット２００を介して支持台２に取り外し可能に装着される。より具体的には、医療装置１は、ベースユニット２００の取り付け部（接続部）２００ａが、支持台２の移動ステージ２ａに取り外し可能に装着される。医療装置１の取り付け部２００ａが移動ステージ２ａから取り外された状態であっても、制御部３によって医療装置１を制御可能なように、医療装置１と制御部３の接続は維持される。本実施例においては、医療装置１の取り付け部２００ａが移動ステージ２ａから取り外された状態であっても、医療装置１と支持台２は、ケーブル５によって接続されている。

医療装置１が移動ステージ２ａに取り付けられた状態で、移動ステージ２ａが移動することにより、医療装置１が移動する。そして、カテーテル１１を対象に挿入する方向に移動する動作、カテーテル１１を対象から引き抜く方向に移動する動作が行われる。移動ステージ２ａの移動は、制御部３によって制御される。

ベースユニット２００の取り付け部２００ａは、不図示の取り外しスイッチを備えている。取り付け部２００ａが移動ステージ２ａに装着された状態で、取り外しスイッチが押されると、使用者は医療装置１を移動ステージ２ａから取り外すことができる。取り付け部２００ａが移動ステージ２ａに装着され、取り外しスイッチが押されていない状態では、医療装置１は、移動ステージ２ａに固定される。

医療装置１は、カテーテル１１を駆動するためのワイヤ駆動部３００を備える。本実施例において、医療装置１は、制御部３によって制御されたワイヤ駆動部３００によって、カテーテル１１を駆動するロボットカテーテル装置である。

制御部３は、ワイヤ駆動部３００を制御し、カテーテル１１を屈曲する動作を行うことができる。本実施例では、ワイヤ駆動部３００は、ベースユニット２００に内蔵されている。

カテーテル１１の延伸方向について、対象に挿入されるカテーテル１１の先端が配置される端部を、遠位端と呼ぶ。カテーテル１１の延伸方向について、遠位端の反対側を近位端と呼ぶ。
カテーテルユニット１００は、カテーテル１１の近位端側をカバーする近位端カバー１６を有する。近位端カバー１６はツール穴１６ａを有する。カテーテル１１には、ツール穴１６ａを介して、医療器具を挿入することができる。

上述したように、本実施例において、カテーテル１１は、医療器具を対象の内部の所望の位置にガイドするためのガイド装置としての機能を有する。
例えば、カテーテル１１に内視鏡を挿入した状態で、対象の内部の目標の位置までカテーテル１１を挿入する。カテーテル１１が目標の位置に到達した後、ツール穴１６ａを介してカテーテル１１から内視鏡が引き抜かれる。そして、ツール穴１６ａから医療器具を挿入し、対象の内部からの各種検体の採取、対象の内部に対する処置等の作業が行われる。

後述するように、カテーテルユニット１００は、ベースユニット２００に対して取り外し可能に装着される。医療装置１が使用された後に、使用者は、ベースユニット２００からカテーテルユニット１００を取り外し、新たなカテーテルユニット１００をベースユニット２００に取り付けて、再び医療装置１を使用することができる。

医療装置１は、操作部４００を有する。本実施例において、操作部４００は、カテーテルユニット１００に備えられる。操作部４００は、ベースユニット２００に対するカテーテルユニット１００の固定、ベースユニット２００からのカテーテルユニット１００の取り外しが行われる際に、使用者によって操作される。
カテーテル１１に挿入される内視鏡とモニタ４とを接続することにより、モニタ４に内視鏡によって撮影された画像を表示させることができる。また、モニタ４と制御部３を接続することにより、医療装置１の状態、医療装置１の制御に関連する情報をモニタ４に表示させることができる。例えば、対象の内部におけるカテーテル１１の位置や、対象の内部におけるカテーテル１１のナビゲーションに関連する情報を、モニタ４に表示させることができる。モニタ４と制御部３および内視鏡は、有線接続されていてもよく、無線接続されていてもよい。また、モニタ４と制御部３は、支持台２を介して接続されていてもよい。

図３、図４を用いて、支持台２を支持するアーム６について説明する。図３は、実施例１に係る医療システム１Ａの概略図である。図３（ａ）、（ｂ）はそれぞれ異なるアングルから見た図である。図４は、実施例１に係るアーム６の内部構造を説明するための概略図である。
図３に示すように、アーム６はベース部６１、回動部６２、支持部６３から構成されている。ベース部６１は、台車７の支柱７ａに固定されている。またベース部６１と回動部６２との接続部には第１の軸である第１関節軸６２ａが備えられている。回動部６２はベース部６１に対し、第１関節軸６２ａ（軸Ｘ）を中心に回動可能に支持されている。回動部６２と支持部６３との接続部には第２の軸である第２関節軸６２ｂが備えられている。支持部６３は回動部６２に対し、第２関節軸６２ｂを中心に回動可能に支持されている。支持部６３は、支持台２を支持している。

さらにアーム６の内部構造について、図４（ａ）を用いて説明する。アーム６のベース部６１には、第１関節軸６２ａと第３関節軸６２ｃが設けられている。一方、支持部６３には、第２関節軸６２ｂと第４関節軸６２ｄが設けられている。第１リンクアーム６２ｅは、第１関節軸６２ａと第２関節軸６２ｂをつないでおり、各軸を中心に回動可能である。また、第２リンクアーム６２ｆは、第３関節軸６２ｃと第４関節軸６２ｄをつないでおり、各軸を中心に回動可能である。そのため、アーム６の回動部６２は４節リンクを構成している。さらに、第１関節軸６２ａと第３関節軸６２ｃの距離と、第２関節軸６２ｂと第４関節軸６２ｄの距離は略同一である。また、第１関節軸６２ａと第２関節軸６２ｂの距離（つまり第１リンクアーム６２ｅの長さ）と第３関節軸６２ｃと第４関節軸６２ｄの距離（つまり第２リンクアーム６２ｆの長さ）は同じである。そのため、この４節リンクの関節軸は平行四辺形の関係であり、アーム６の回動部６２は平行クランク機構を構成している。したがって、アーム６の回動部６２を第１関節軸６２ａ周りに回動させても、支持台２の姿勢は一定に保たれる。例えば、図４（ａ）に示す状態から、アーム６の回動部６２を第１関節軸６２ａ周りに回動させて図４（ｂ）に示す状態に移動させても、支持台２の姿勢は略一定に維持される。図４では、回動部６２の回動方向をＹで示している。支持台２の姿勢が略一定に維持されることで、支持台２によって支持される医療装置１も同様に、姿勢が略一定に維持される。

ここで、図３に示すように、アーム６の支持部６３には、アーム６の回動動作を行うためのハンドル６３ａが設けられている。アーム６は、回動動作のロックを行う不図示のロック部としてのロック機構が設けられており、ハンドル６３ａに設けられたロック解除ボタン６３ａ１を押している間のみ、回動動作のロックが解除される。そのため、ハンドル６３ａが操作されていないときは、アーム６の回動部６２と支持部６３は固定されており、アーム６が意図せず移動することを防ぐことができる。

なお、支持台２は、支持部６３に設けられた不図示の関節軸（軸Ｖ）によって回動可能に支持されている。軸Ｘと軸Ｖは平行の関係になっている。図３では、軸Ｖにおける支持台２の回動方向をＷで示している。支持台２をＷ方向に回動させることにより、使用者は支持台２および支持台２によって支持される医療装置１の姿勢を自由に調整可能である。

また、アーム６の回動部６２には不図示のガススプリングが設けられており、医療装置１と、支持台２と、アーム６自身との重量を打ち消すように調整可能である。そのため、使用者は軽い力でアーム６の回動動作が可能となる。

支持部６３により支持されている支持台２は、医療装置１が装着されている移動ステージ２ａをガイド部２ｃでガイドさせることで直線に沿って移動可能に支持する。移動ステージ２ａによる医療装置１の移動方向Ｚがアーム６の第１関節軸６２ａ（軸Ｘ）に対して垂直になるように、支持台２は支持部６３に固定されている。

前述したように、使用者はカテーテル１１を対象としての患者の内部に挿入する。具体的には、患者の口腔もしくは鼻腔を介して気管支に挿入することにより、肺組織の観察、採取、切除等の作業を行うことができる。カテーテル１１を患者の内部に挿入する手段は２つの方法が用意されている。

第一の方法は、使用者がアーム６の回動部６２を、Ｙ方向に手動で移動させることで、アーム６に支持されている支持台２と医療装置１を一体に移動させる方法である。以降、この方法を手動挿入と呼ぶ。
第二の方法は、医療装置１が装着された移動ステージ２ａをガイド部２ｂに沿ってＺ方向に直線移動させる方法である。移動ステージ２ａによる移動は、使用者の指示により、制御部３と接続した不図示のモータにより駆動される。以降、この方法をロボット挿入と呼ぶ。

手動挿入とロボット挿入の２つの挿入方法を切り替えることで、必要な状況に応じたカテーテル１１の挿入の柔軟な適応が可能となる。例えば、最初に患者の生体構造の大きい／広い部分を通してカテーテル１１を挿入するときは、手動挿入により、カテーテル１１の迅速な前進を促すことができ、結果として時間を節約することができる。カテーテル１１が患者の生体構造のより曲がりくねった部分に到達したら、カテーテル１１をロボット挿入に切り替える。これにより、カテーテル１１をさらに限定して挿入することができる。カテーテル１１の挿入は、患者に対する擦過と不快感を最低限にするように、より低速のゆっくりとした速度でなされる。

まず、手動挿入について、図５と図６を用いて詳細を説明する。図５は実施例１に係る医療システム１Ａの概略図である。図６は実施例１に係る医療装置１の挿入軌跡を説明するための図である。
最初に、図５（ａ）に示すように、カテーテル１１が対象の挿入口（例えば、患者の口腔もしくは鼻腔等）に向くように、支持台２の姿勢および位置を調整する。使用者は、支持台２を支持部６３ａに対して軸Ｖ周りであるＷ方向に回動させることで、支持台２の姿勢を調整する。また、使用者は、台車７の移動、アーム６の軸Ｘを中心としたＹ方向の回動、挿入対象の高さ調整（例えば、不図示の患者のベッドの高さ調整）等により、支持台２の位置を調整する。なお、台車７の支柱７ａには、アーム６のベース部６１の高さを調整する調整機能を備えていてもよい。また、ベース部６１と支柱７ａの間には、更に位置調整用に自由度を持たせたアームを備えていてもよい。図５（ａ）は、支持台２の姿勢および位置を調整した状態の医療システム１Ａを示している。

次に、使用者はハンドル６３ａを把持し、ロック解除ボタン６３ａ１を押しながら、アーム６の回動部６２を軸Ｘ周りであるＹ方向に回動させることで、アーム６に装着された支持台２と医療装置１を一体に移動させる。図５（ｂ）は、手動挿入後の医療システム１Ａの状態を示している。

ここで、手動挿入によるカテーテル１１（近位端）の軌跡を図６のＰで示している。軌跡Ｐの始点Ｐ０は図５（ａ）に示す手動挿入前の位置である。一方、軌跡Ｐの終点Ｐ１は図５（ｂ）に示す手動挿入後の位置である。図６に示すように、手動挿入の軌跡Ｐは円弧状であり、手動挿入によるアーム６の第２関節軸６２ｂの軌跡Ｒと同一の軌跡（ただし、位置は移動している）となっている。これは前述したように、手動挿入前後で支持台２および医療装置１の姿勢は略一定に維持されるためである。図６では、手動挿入前の第２関節軸６２ｂの位置をＲ０とし、手動挿入後の第２関節軸６２ｂの位置をＲ１としている。したがって、軌跡Ｐの始点Ｐ０、終点Ｐ１にはそれぞれ、軌跡ＲのＲ０、Ｒ１が対応する。

軌跡Ｒは、軸Ｘを中心にアーム６の回動部６２を回動させたときの軌跡であるため、軸Ｘに対して垂直な平面上を移動する。手動挿入前後で、支持台２および医療装置１の姿勢は略一定に維持されるために、軌跡Ｐは軌跡Ｒを通る平面と平行な平面上を移動する。すなわち、軌跡Ｐも軸Ｘに対して垂直な平面上を移動する。

前述したように、手動挿入前にカテーテル１１が対象の挿入口に向くように、支持台２の姿勢および位置を調整するが、手動挿入後でもカテーテル１１が対象の挿入口を向いていることが好ましい。手動挿入後でもカテーテル１１が対象の挿入口を向くことで、手動挿入からロボット挿入に切り替える際に、カテーテル１１の位置および姿勢の再調整が不要になる。したがって、図６において、移動ステージ２ａによる医療装置１の移動方向Ｚに垂直な方向をＵとすると、手動挿入前後のカテーテル１１のＵ方向の移動量（軌跡ＰのＵ方向の移動量）は小さい方が好ましい。なお、本実施例では、手動挿入は、アーム６の回動部６２を軸Ｘ周りに回動させることで行うため、カテーテル１１はＸ方向に移動しない。

ここで、手動挿入によるカテーテル１１のＺ方向の移動量Ｌｐは、挿入の対象の構造により概ね定まる。そのため、手動挿入によりカテーテル１１がＺ方向に移動量Ｌｐだけ移動するときに、カテーテル１１のＵ方向の移動量が小さくなるように、手動挿入前のアーム６の第２関節軸６２ｂの位置Ｒ０および支持台２の姿勢（Ｚ方向ベクトル）を定めるとよい。

例えば、カテーテル１１のＺ方向の移動量Ｌｐと、支持台２の姿勢（Ｚ方向ベクトル）を予め決めた場合、手動挿入前のアーム６の第２関節軸６２ｂの位置Ｒ０を以下のように定めることが可能である。
図６に示すように、Ｚ方向ベクトルと平行であって、軌跡Ｒと２点で交わり、かつ２点の直線距離がＬｐとなるように直線Ｓを引く。ここで、軌跡Ｒと直線Ｓの交点のうち、Ｚ方向の上流側をＳ０、下流側をＳ１とすると、Ｒ０＝Ｓ０（およびＲ１＝Ｓ１）のように第２関節軸６２ｂの位置Ｒ０を決める。このような方向で位置Ｒ０を決めれば、手動挿入前後のカテーテル１１のＵ方向の移動量（軌跡ＰのＵ方向の移動量）は０（ゼロ）になる。これにより、予め手動挿入前に、カテーテル１１が対象の挿入口に向くように、支持台２の姿勢および位置を調整していれば、手動挿入後においても、カテーテル１１が対象の挿入口を向いていることになる。

次に、ロボット挿入について、図６を用いて詳細を説明する。
ロボット挿入では、カテーテル１１は手動挿入後の位置Ｐ１を始点としてＺ方向に移動する。ここで、ロボット挿入によるカテーテル１１（近位端）の軌跡をＱで示している。前述したように、移動ステージ２ａによる医療装置１の移動方向Ｚは、アーム６の第１関節軸６２ａ（軸Ｘ）に対し垂直になるように、支持台２は支持部６３に固定されている。したがって、ロボット挿入によるカテーテル１１の軌跡Ｑは、軸Ｘに垂直な平面上を移動する。
手動挿入による軌跡Ｐとロボット挿入による軌跡Ｑは、共に軸Ｘに垂直な平面上を移動し、かつ、軌跡Ｐと軌跡Ｑは点Ｐ１でつながっているため、軌跡Ｐと軌跡Ｑは軸Ｘに垂直な同一平面上を移動する。

使用者は、カテーテル１１を対象としての患者の内部に挿入後、肺組織の観察、採取、切除等の作業を行う。作業の完了後、使用者はカテーテル１１を対象としての患者の内部から抜去する。カテーテルの抜去は、例えば挿入と逆の手順で行う。つまり、医療装置１が装着された移動ステージ２ａを制御部３と接続した不図示のモータにより、患者の内部から抜去する方向に移動させる。その後、使用者は、アーム６の回動部６２を手動で移動させることで、アーム６に装着された支持台２と医療装置１を一体に移動し、患者の内部から抜去する。

以上のように、本実施例によれば、支持台２は医療装置１を第１関節軸６２ａ（軸Ｘ）と垂直な平面上に沿って移動可能に支持する。したがって、使用者が医療装置１を患者の管腔内に手動で挿入する場合において、アーム６の回動による医療装置１の移動の軌跡Ｐと、ロボット挿入による医療装置１の移動の軌跡Ｑがアーム６の軸Ｘに垂直な同一の平面上となり、ずれが生じることがない。したがって、医療装置１が支持台２に取り付けられた状態で手動挿入が可能となり、使用者は医療装置１の脱着の操作等を行う必要がないために、医療装置１の操作性を向上させることができる。

また、本実施例によれば、アーム６の回動による手動挿入を可能にすることにより、ロボット挿入での挿入長さを短くすることができる。したがって、移動ステージ２ａの移動ストロークを短くでき、支持台２を小型化することが可能となる。支持台２を小型化することで医療装置１の操作性を向上させることができる。

また、本実施例では、手動挿入前後のカテーテル１１のＵ方向の移動量が０（ゼロ）になるように、手動挿入前の第２関節軸６２ｂの位置Ｒ０を決める方法について説明したが、この場合に限られない。カテーテル１１はある程度の可撓性を有しているため、Ｕ方向の移動量が０でなくても十分に効果は得られる。例えば、軌跡ＰにＺ方向と平行な接線Ｔを引くことができる程度に、軌跡Ｐの始点Ｐ０と終点Ｐ１がＵ方向に揃っていれば十分である。支持台２は、第１関節軸６２ａを中心にしてアーム６を介して支持台２が回動したときの医療装置１の軌跡に対して、医療装置１が移動する直線と平行な接線Ｔが存在するように、医療装置１を支持できる構造であればよい。

また、本実施例によれば、アーム６が４節リンクにより構成されていることにより、支持台２はアーム６の軸Ｘを中心として回動した場合でも、姿勢が略一定に維持される。また、アーム６は、軸Ｘを中心として回動したときに、医療装置１の姿勢を略一定に維持するように支持台２を支持する。したがって、支持台２に支持された医療装置１の姿勢も略一定に維持されるために、容易に手動挿入が可能となる。また、アーム６が４節リンクにより構成されていることにより、支持台２が滑らかに回動することが可能となる。

また、本実施例によれば、アーム６には、軸Ｘを中心にした回動を固定する不図示のロック機構が設けられている。したがって、アーム６が意図せず移動することを防ぐことができる。

なお、本実施例では、アーム６のベース部６１が台車７の支柱７ａに取り付けられている構成について説明したが、前述したように、ベース部６１と支柱７ａの間には、さらに位置調整用に自由度を持たせたアームを備えていてもよい。ベース部６１と支柱７ａの間にアームを備えた場合には、支持台２の位置調整の柔軟性をさらに向上させることができる。
また、本実施例では、第１関節軸６２ａの軸Ｘは、台車７の支柱７ａに対して固定されている構成について説明したが、軸Ｘを床面に対し傾斜するように角度調整可能に構成してもよい。また、アーム６は壁面や天井に直接取り付けられていてもよい。

また、本実施例では、カテーテル１１の挿入は手動挿入後にロボット挿入する手順で行う場合について説明したが、この場合に限られない。例えば、最初にロボット挿入を行い、その後に手動挿入に切り替え、また再びロボット挿入を行うようにしてもよい。また、カテーテル１１の抜去についても、挿入の逆の手順で行う方法に限られず、その他の手順で行ってもよい。

また、前述したように、医療装置１は支持台２に対し着脱可能であり、医療装置１が支持台２から取り外された状態（脱状態）においても、医療装置１と制御部３との接続は維持されている。すなわち、制御部３は、支持台２に対する医療装置１の着脱状態にかかわらず医療装置１に常に電気的に接続されている。このような構成によれば、使用者は医療装置１を手に持った状態で、手動でカテーテル１１を患者の内部に挿入および抜去することは可能である。したがって、アーム６の回動による手動挿入および抜去と、医療装置１を使用者が手に持った状態での手動挿入および抜去を組み合わせて使用することが可能となる。例えば、カテーテル１１を挿入する際は、アーム６の回動による手動挿入とロボット挿入により進入し、カテーテル１１を抜去する際は、医療装置１を使用者が手に持った状態で、手動で抜去することができる。これにより、カテーテル１１の挿抜に対する柔軟性がさらに向上する。

［実施例２］
図７を用いて、実施例２に係る医療システム１Ｂについて説明する。図７は、医療システム１Ｂのアーム６００を説明するための図である。なお、実施例１と共通の参照符号を付した要素は、実施例１で説明したものと実質的に同一の構成および作用を有する。以下では、主に実施例１と異なる部分について説明する。
本実施例では、支持台２をアーム６００の軸Ｘを中心として回動した場合でも姿勢が略一定に維持する構成について説明する。なお、図７は、アームの内部構造を説明するための概略図である。

アーム６００は、ベース部１６１、リンクアーム５０３、支持部１６３から構成されている。ここでは、アームの内部構造が理解できるように、リンクアーム５０３を破線で示している。リンクアーム５０３は、第１関節軸１６２ａと第２関節軸１６２ｂとが設けられている。リンクアーム５０３は、それぞれベース部１６１、支持部１６３に対して回動可能に支持されている。第１関節軸１６２ａ上と第２関節軸１６２ｂ上にはそれぞれ、第１の部材としてのプーリ５００と第２の部材としてのプーリ５０１が設けられている。プーリ５００とプーリ５０１とは、同径である。

第１関節軸１６２ａ上のプーリ５００は、リンクアーム５０３の第１関節軸１６２ａに対して回動可能であり、ベース部１６１に対して回動しないように固定されている。また、第２関節軸１６２ｂ上のプーリ５０１は、リンクアーム５０３の第２関節軸１６２ｂに対して回動可能であり、支持部１６３に対して回動しないように固定されている。プーリ５００、５０１には、第３の部材としての無端ベルト（ベルト）５０２が相対的に滑らないように架け渡されている。無端ベルト５０２は、アーム６００が第１関節軸１６２ａのＸ軸を中心に回動したときに、プーリ５０１の姿勢を略一定に維持する機能を有する。

使用者は、アーム６００のリンクアーム５０３を第１関節軸１６２ａの軸Ｘ周りに回動させることで、アーム６００に装着された支持台２と医療装置１を一体に移動させる。このとき、リンクアーム５０３の回動に応じて無端ベルト５０２がプーリ５００、５０１に対して滑ることなく接する位置を変えながら、プーリ５０１がＸ軸周りに回動（公転）する。ここで、プーリ５０１は第２関節軸１６２ｂに対して回動可能であるために、プーリ５０１がＸ軸周りに回動（公転）するときにプーリ５０１と第２関節軸１６２ｂとが相対的に回動して、プーリ５０１の姿勢が略一定に維持される。プーリ５０１の姿勢が略一定に維持されることで、プーリ５０１に固定された支持部１６３と、支持部１６３を支持する支持台２および支持台２を支持する医療装置１との姿勢は略一定に維持される。

なお、本実施例では、アーム６００がプーリ５００、５０１と、無端ベルト５０２とを有する場合について説明したが、この場合に限られない。例えば、プーリ５００、５０１を同径のスプロケットに置き換え、無端ベルト５０２を無端チェーン（チェーン）に置き換えてもよい。

［実施例３］
図８を用いて、実施例３に係る医療システム１Ｃについて説明する。図８は、医療システム１Ｃのアーム８００を説明するための図である。なお、実施例２と共通の参照符号を付した要素は、実施例２で説明したものと実質的に同一の構成および作用を有する。以下では、主に実施例２と異なる部分について説明する。

本実施例は、実施例２のプーリ５００、５０１を同径の歯車７００、７０１に置き換え、歯車７００と歯車７０１との間にアイドル歯車７０５を配置した構成である。
第１関節軸１６２ａ上の歯車７００は、リンクアーム５０３の第１関節軸１６２ａに対して回動可能であり、ベース部１６１に対して回動しないように固定されている。また、第２関節軸１６２ｂ上の歯車７０１は、リンクアーム５０３の第２関節軸１６２ｂに対して回動可能であり、支持部１６３に対して回動しないように固定されている。歯車７００、７０１は、それぞれアイドル歯車７０５と噛み合っている。アイドル歯車７０５は、第１関節軸１６２ａと第２関節軸１６２ｂとの間でリンクアーム５０３に対して回動可能に支持されている。アイドル歯車７０５は、アーム８００が第１関節軸１６２ａのＸ軸を中心に回動したときに、歯車７０１の姿勢を略一定に維持する機能を有する。

使用者は、アーム８００のリンクアーム５０３を第１関節軸１６２ａの軸Ｘ周りに回動させることで、アーム８００に装着された支持台２と医療装置１を一体に移動させる。このとき、リンクアーム５０３の回動に応じてアイドル歯車７０５は、歯車７００、７０１に対して噛み合う位置を変えながら軸Ｘ周りに回動（公転）する。ここで、歯車７０１は第２関節軸１６２ｂに対して回動可能であるために、アイドル歯車７０５がＸ軸周りに回動（公転）するときに歯車７０１と第２関節軸１６２ｂとが相対的に回動して、歯車７０１の姿勢が略一定に維持される。歯車７０１の姿勢が略一定に維持されることで、歯車７０１に固定された支持部１６３と、支持部１６３を支持する支持台２および支持台２を支持する医療装置１との姿勢は略一定に維持される。

以上、本発明を種々の実施例と共に説明したが、本発明はこれらの実施例にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能である。例えば、各実施例で説明した構成の一部を他の実施例に組み合わせたり、実施例で説明した変形例を他の実施例に適用したりすることができる。

１：医療装置（連続体ロボット） １Ａ、１Ｂ、１Ｃ：医療システム（連続体ロボットシステム） ２：支持台 ６、６００、８００：アーム １１：カテーテル（湾曲可能体） ６２ａ、１６２ａ：第１関節軸（第１の軸）

Claims (14)

1. 湾曲可能体、および前記湾曲可能体が設けられた基部を備える連続体ロボットと、
   前記連続体ロボットを、着脱可能に、かつ直線に沿って移動可能に支持する移動ステージを有する支持台と、
   前記支持台を支持し、第１の軸を中心に回動可能なアームと、を備える連続体ロボットシステムであって、
   前記移動ステージに前記連続体ロボットを装着して前記移動ステージを移動させたとき、前記連続体ロボットは前記第１の軸と垂直な平面上に沿って移動することを特徴とする連続体ロボットシステム。
2. 前記移動ステージは、前記第１の軸を中心にして前記アームを介して前記支持台が回動したときの前記連続体ロボットの軌跡に対して、前記直線と平行な接線が存在するように前記連続体ロボットを移動可能に支持することを特徴とする請求項１に記載の連続体ロボットシステム。
3. 前記アームは、前記第１の軸を中心として回動したときに、前記連続体ロボットの姿勢が略一定に維持されるように前記支持台を支持することを特徴とする請求項１または２に記載の連続体ロボットシステム。
4. 前記アームは、４節リンクにより構成されていることを特徴とする請求項３に記載の連続体ロボットシステム。
5. 前記アームは、前記支持台を回動可能に支持する支持部を有し、
   前記４節リンクは、前記支持部に対して接続されていることを特徴とする請求項４に記載の連続体ロボットシステム。
6. 前記アームは、
   前記第１の軸に設けられた第１の部材と、
   前記第１の軸の反対側に位置する第２の軸に設けられた第２の部材と、
   前記第１の部材および前記第２の部材にそれぞれ接しており、該アームが前記第１の軸を中心として回動したときに前記第２の部材の姿勢を略一定に維持する第３の部材と、を有することを特徴とする請求項３に記載の連続体ロボットシステム。
7. 前記アームは、前記支持台を回動可能に支持する支持部を有し、
   前記第３の部材は前記支持部に対して固定されていることを特徴とする請求項６に記載の連続体ロボットシステム。
8. 前記第１の部材および前記第２の部材は、プーリであり、
   前記第３の部材は、前記プーリに架け渡されるベルトであることを特徴とする請求項６または７に記載の連続体ロボットシステム。
9. 前記第１の部材および前記第２の部材は、スプロケットであり、
   前記第３の部材は、前記スプロケットに架け渡されるチェーンであることを特徴とする請求項６または７に記載の連続体ロボットシステム。
10. 前記第１の部材と前記第２の部材は、歯車であり、
    前記第３の部材は、アイドル歯車であることを特徴とする請求項６または７に記載の連続体ロボットシステム。
11. 前記連続体ロボットおよび前記支持台に電気的に接続される制御部を備え、
    前記制御部は、前記移動ステージに対する前記連続体ロボットの着脱状態にかかわらず前記連続体ロボットと常に電気的に接続されていることを特徴とする請求項１ないし１０の何れか１項に記載の連続体ロボットシステム。
12. 前記アームは、前記第１の軸を中心とした回動を固定するロック部が設けられていることを特徴とする請求項１ないし１１の何れか１項に記載の連続体ロボットシステム。
13. 前記アームは、前記第１の軸および第２の軸を有し、
    前記支持台を前記第２の軸を中心に回動可能に支持することを特徴とする請求項１ないし１２の何れか１項に記載の連続体ロボットシステム。
14. 移動可能な台車を備え、
    前記アームは、前記台車に支持されていることを特徴とする請求項１ないし１３の何れか１項に記載の連続体ロボットシステム。

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