JP2023130100A - System, catheter case, calibration method, and program - Google Patents
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Abstract
Description
本明細書及び図面の開示の実施形態は、システム、カテーテルケース、校正方法およびプログラムに関する。 Embodiments disclosed herein and in the drawings relate to systems, catheter cases, calibration methods, and programs.
特許文献1には、ワイヤにより湾曲可能な医療器具が開示されている。 Patent Document 1 discloses a medical instrument that can be bent with a wire.
本明細書及び図面に開示の実施形態が解決しようとする課題の一つは、湾曲指示に対する湾曲のばらつきを低減することである。ただし、本明細書及び図面に開示の実施形態により解決しようとする課題は上記課題に限られない。後述する実施形態に示す各構成による各効果に対応する課題を他の課題として位置づけることもできる。 One of the problems to be solved by the embodiments disclosed in this specification and the drawings is to reduce variations in curvature with respect to curvature instructions. However, the problems to be solved by the embodiments disclosed in this specification and the drawings are not limited to the above problems. Problems corresponding to the effects of each configuration shown in the embodiments described later can also be positioned as other problems.
実施形態に係るシステムは、駆動源からの駆動力に基づいて湾曲する湾曲領域を有するカテーテルと、前記カテーテルを収容可能であり、前記湾曲領域が湾曲可能な第1空間を有するケースと、前記湾曲領域が湾曲することによる前記第1空間の壁への接触に基づいて、前記駆動力を校正する校正手段と、を有する。 A system according to an embodiment includes: a catheter having a curved region that curves based on a driving force from a driving source; a case that can accommodate the catheter and has a first space in which the curved region can curve; and calibrating means for calibrating the driving force based on contact with the wall of the first space due to the curving of the area.
以下に図面を参照してシステム、カテーテルケース、校正方法およびプログラムについて説明する。なお、本実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、配置などは、本明細書及び図面に記載のものに限定されるものではなく適宜変更可能である。 The system, catheter case, calibration method, and program will be described below with reference to the drawings. Note that the dimensions, materials, shapes, arrangement, etc. of the components described in this example are not limited to those described in this specification and drawings, and can be changed as appropriate.
(実施例1)
<医療システムおよび医療装置>
図1、図2を用いて、医療システム1Aおよび医療装置1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を示す斜視図である。
(Example 1)
<Medical systems and medical devices>
A
医療システム1Aは、医療装置1と、医療装置1を取り付ける支持台2と、医療装置1を制御する制御装置3を備える。本実施例において、医療システム1Aは、表示装置としてのモニタ4を備える。
The
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、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。
The medical device 1 includes a catheter unit (bendable unit) 100 including a
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など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。
In this embodiment, the user of the
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などが挙げられる。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。
The
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。演算装置3aはストレージ等の記憶媒体に記憶されたプログラムを実行することで、後述する校正部Aとして機能する。制御部3はベースユニット200や支持台2の内部に備えられることとしてもよい。また、制御部3の一部(例えば演算装置3a)がベースユニット200や支持台2の内部に備えられることとしてもよい。なお、演算装置3aは、後述する第1~第9モータ(Mb11、Mb12、Mb13、Mb21、Mb22、Mb23、Mb31、Mb32、Mb33)のそれぞれに対応して複数設けられることとしてもよい。
In this embodiment, the
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と支持台2とを介して、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。
As shown in FIG. 2, in this embodiment, the medical device 1 is electrically connected to the
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(受け部)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。
The medical device 1 is removably attached to the
使用者は、医療装置1が支持台2から取り外された状態(医療装置1が、移動ステージ2aから取り外された状態)で医療装置1を手動で移動させ、対象の内部にカテーテル11を挿入することができる。
The user manually moves the medical device 1 with the medical device 1 removed from the support stand 2 (the medical device 1 is removed from the
使用者は、カテーテル11が対象に挿入され、支持台2に医療装置1が取り付けられた状態で、医療装置1を使用することができる。具体的には、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。
A user can use the medical device 1 with the
ベースユニット200の取り付け部200aは、不図示の解除スイッチと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、使用者は、解除スイッチを押し続けながら、医療装置1を移動ステージ2aのガイド方向に沿って手動で移動できる。即ち、移動ステージ2aは、医療装置1の移動を案内するガイド構成を備える。使用者が解除スイッチを押すことを止めると、医療装置1は、移動ステージ2aに固定される。一方、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。
The
なお、一つのスイッチが解除スイッチの機能と取り外しスイッチの機能を有していてもよい。また、解除スイッチが押下状態と非押下状態をスイッチングする機構を解除スイッチに設ければ、医療装置1の手動スライド移動時に、使用者は解除スイッチを押下し続ける必要がなくなる。 Note that one switch may have the function of a release switch and a function of a removal switch. Further, if the release switch is provided with a mechanism for switching the release switch between a pressed state and a non-pressed state, the user does not need to keep pressing the release switch when manually sliding the medical device 1.
取り付け部200aが移動ステージ2aに装着され、解除スイッチおよび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、不図示のモータによって駆動される移動ステージ2aによって移動される。
When the
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(線状部材駆動部、ライン駆動部、本体駆動部)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。
The medical device 1 includes a wire drive section (wire member drive section, line drive section, main body drive section) 300 for driving the
制御装置3は、ワイヤ駆動部300を制御し、カテーテル11を屈曲させ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。より具体的には、ベースユニット200は、ワイヤ駆動部300を収納するベース筐体200fを備える。つまり、ベースユニット200は、ワイヤ駆動部300を備えている。ワイヤ駆動部300とベースユニット200を合わせて、カテーテル駆動装置(ベース装置、本体)と呼ぶことができる。
The
カテーテル11の延伸方向において、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の延伸方向において、遠位端の反対側を近位端と呼ぶ。
In the extending direction of the
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。
The
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。
As described above, in this embodiment, the
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。このとき、使用者の手動操作、移動ステージ2aの移動、ワイヤ駆動部300によるカテーテル11の駆動の少なくともいずれか一つが用いられる。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などの作業が行われる。
For example, with an endoscope inserted into the
後述するように、カテーテルユニット100は、カテーテル駆動装置(ベース装置、本体)、より具体的にはベースユニット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。
As will be described later, the
図2に示すように、医療機器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。
As shown in FIG. 2, the medical device 1 includes an
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。
By connecting the endoscope inserted into the
<カテーテル>
図3を用いて、湾曲可能体としてのカテーテル11について説明する。図3はカテーテル11の説明図である。図3(a)はカテーテル11の全体を説明する図である。図3(b)はカテーテル11の拡大図である。
<Catheter>
The
カテーテル11は、湾曲部(湾曲体、カテーテル本体)12と、湾曲部12を湾曲するように構成された湾曲駆動部(カテーテル駆動部)13を備える。湾曲駆動部13は、後述する連結装置21を介してワイヤ駆動部300の駆動力を受けて、湾曲部12を湾曲するように構成される。連結装置21は湾曲領域に対して駆動力を伝達する伝達機構の一例に相当する。
The
カテーテル11は、対象に対するカテーテル11の挿入方向に沿って延伸されている。カテーテル11の延伸方向(長手方向)は、湾曲部12の延伸方向(長手方向)、後述する第1~第9駆動ワイヤ(W11~W33)の延伸方向(長手方向)と同じである。
The
湾曲駆動部13は、湾曲部12に接続された複数の駆動ワイヤ(駆動ライン、線状部材、線状アクチュエータ)を含む。具体的には、湾曲駆動部13は、第1駆動ワイヤW11、第2駆動ワイヤW12、第3駆動ワイヤW13、第4駆動ワイヤW21、第5駆動ワイヤW22、第6駆動ワイヤW23、第7駆動ワイヤW31、第8駆動ワイヤW32、第9駆動ワイヤW33を含む。
The bending
第1~第9駆動ワイヤ(W11~W33)のそれぞれは、被保持部(被保持軸、ロッド)Waを含む。具体的には、第1駆動ワイヤW11は第1被保持部Wa11を含む。第2駆動ワイヤW12は第2被保持部Wa12を含む。第3駆動ワイヤW13は第3被保持部Wa13を含む。第4駆動ワイヤW21は第4被保持部Wa21を含む。第5駆動ワイヤW22は第5被保持部Wa22を含む。第6駆動ワイヤW23は第6被保持部Wa23を含む。第7駆動ワイヤW31は第7被保持部Wa31を含む。第8駆動ワイヤW32は第8被保持部Wa32を含む。第9駆動ワイヤW33は第9被保持部Wa33を含む。 Each of the first to ninth drive wires (W11 to W33) includes a held portion (held shaft, rod) Wa. Specifically, the first drive wire W11 includes a first held portion Wa11. The second drive wire W12 includes a second held portion Wa12. The third drive wire W13 includes a third held portion Wa13. The fourth drive wire W21 includes a fourth held portion Wa21. The fifth drive wire W22 includes a fifth held portion Wa22. The sixth drive wire W23 includes a sixth held portion Wa23. The seventh drive wire W31 includes a seventh held portion Wa31. The eighth drive wire W32 includes an eighth held portion Wa32. The ninth drive wire W33 includes a ninth held portion Wa33.
本実施例において、第1~第9被保持部(Wa11~Wa33)のそれぞれは、同一形状である。なお、本明細書において「同一」とは完全に同一である場合のみならず、製造上の誤差等のばらつきがある場合も含む概念である。 In this embodiment, each of the first to ninth held parts (Wa11 to Wa33) has the same shape. Note that in this specification, "same" is a concept that includes not only completely the same case but also cases where there are variations such as manufacturing errors.
第1~第9駆動ワイヤ(W11~W33)のそれぞれは、可撓性を有するワイヤ体(ライン体、線状体)Wbを含む。具体的には、第1駆動ワイヤW11は第1ワイヤ体Wb11を含む。第2駆動ワイヤW12は第2ワイヤ体Wb12を含む。第3駆動ワイヤW13は第3ワイヤ体Wb13を含む。第4駆動ワイヤW21は第4ワイヤ体Wb21を含む。第5駆動ワイヤW22は第5ワイヤ体Wb22を含む。第6駆動ワイヤW23は第6ワイヤ体Wb23を含む。第7駆動ワイヤW31は第7ワイヤ体Wb31を含む。第8駆動ワイヤW32は第8ワイヤ体Wb32を含む。第9駆動ワイヤW33は第9ワイヤ体Wb33を含む。 Each of the first to ninth drive wires (W11 to W33) includes a flexible wire body (line body, linear body) Wb. Specifically, the first drive wire W11 includes a first wire body Wb11. The second drive wire W12 includes a second wire body Wb12. The third drive wire W13 includes a third wire body Wb13. The fourth drive wire W21 includes a fourth wire body Wb21. The fifth drive wire W22 includes a fifth wire body Wb22. The sixth drive wire W23 includes a sixth wire body Wb23. The seventh drive wire W31 includes a seventh wire body Wb31. The eighth drive wire W32 includes an eighth wire body Wb32. The ninth drive wire W33 includes a ninth wire body Wb33.
本実施例において、第1~第3ワイヤ体(Wb11~Wb13)のそれぞれは、長さを含み同一形状である。第4~第6ワイヤ体(Wb21~Wb23)のそれぞれは、長さを含み同一形状である。第7~第9ワイヤ体(Wb31~Wb33)のそれぞれは、長さを含み同一形状である。本実施例では、第1~第9ワイヤ体(Wb11~Wb33)は、長さを除き、同一形状である。 In this embodiment, each of the first to third wire bodies (Wb11 to Wb13) has the same shape including length. Each of the fourth to sixth wire bodies (Wb21 to Wb23) has the same shape including length. Each of the seventh to ninth wire bodies (Wb31 to Wb33) has the same shape including length. In this embodiment, the first to ninth wire bodies (Wb11 to Wb33) have the same shape except for the length.
第1~第9被保持部(Wa11~Wa33)は、第1~第9ワイヤ体(Wb11~Wb33)の近位端において、第1~第9ワイヤ体(Wb11~Wb33)に固定されている。 The first to ninth held parts (Wa11 to Wa33) are fixed to the first to ninth wire bodies (Wb11 to Wb33) at the proximal ends of the first to ninth wire bodies (Wb11 to Wb33). .
第1~第9駆動ワイヤ(W11~W33)は、ワイヤガイド17を介して、湾曲部12に挿入され、固定されている。
The first to ninth drive wires (W11 to W33) are inserted into the
本実施例において、第1~第9駆動ワイヤ(W11~W33)のそれぞれの材質は金属である。ただし、第1~第9駆動ワイヤ(W11~W33)のそれぞれの材質は樹脂でもよい。第1~第9駆動ワイヤ(W11~W33)のそれぞれの材質が、金属および樹脂を含んでいてもよい。すなわち、第1~第9駆動ワイヤ(W11~W33)のそれぞれの材質は、可撓性を有する材質であればよい。 In this embodiment, the material of each of the first to ninth drive wires (W11 to W33) is metal. However, the material of each of the first to ninth drive wires (W11 to W33) may be resin. The material of each of the first to ninth drive wires (W11 to W33) may include metal and resin. That is, each of the first to ninth drive wires (W11 to W33) may be made of a flexible material.
第1~第9駆動ワイヤ(W11~W33)のうち、任意の一つを、駆動ワイヤWと呼ぶことができる。本実施例において、第1~第9駆動ワイヤ(W11~W33)のそれぞれは、第1~第9ワイヤ体(Wb11~Wb33)の長さを除き、同一形状である。 Any one of the first to ninth drive wires (W11 to W33) can be called a drive wire W. In this embodiment, each of the first to ninth drive wires (W11 to W33) has the same shape except for the length of the first to ninth wire bodies (Wb11 to Wb33).
本実施例において、湾曲部12は、可撓性を有し、医療器具を挿入するための通路Htを備える管状の部材である。
In this embodiment, the
湾曲部12の壁面には、第1~第9駆動ワイヤ(W11~W33)のそれぞれを通すための複数のワイヤ穴が備えられる。具体的には、湾曲部12の壁面には、第1ワイヤ穴Hw11、第2ワイヤ穴Hw12、第3ワイヤ穴Hw13、第4ワイヤ穴Hw21、第5ワイヤ穴Hw22、第6ワイヤ穴Hw23、第7ワイヤ穴Hw31、第8ワイヤ穴Hw32、第9ワイヤ穴Hw33が備えられている。第1~第9ワイヤ穴Hw(Hw11~Hw33)のそれぞれは、第1~第9駆動ワイヤ(W11~W33)のそれぞれに対応する。符号Hwの後の数字は、対応する駆動ワイヤの数字を示す。例えば、第1駆動ワイヤW11は、第1ワイヤ穴Hw11に挿入される。
The wall surface of the
第1~第9ワイヤ穴(Hw11~Hw33)のうち、任意の一つを、ワイヤ穴Hwと呼ぶことができる。本実施例において、第1~第9ワイヤ穴(Hw11~Hw33)のそれぞれは、同一形状である。 Any one of the first to ninth wire holes (Hw11 to Hw33) can be called a wire hole Hw. In this embodiment, each of the first to ninth wire holes (Hw11 to Hw33) has the same shape.
湾曲部12は、中間領域12a、湾曲領域12bを有する。湾曲領域12bは、湾曲部12の遠位端に配置されており、湾曲領域12bには、第1ガイドリングJ1、第2ガイドリングJ2、第3ガイドリングJ3が配置される。湾曲領域12bとは、湾曲駆動部13によって第1ガイドリングJ1、第2ガイドリングJ2、第3ガイドリングJ3を移動させることにより、湾曲部12の屈曲の大きさや方向を制御することができる領域を言う。図3(b)は、第1~第3ガイドリング(J1~J3)を覆う湾曲部12の一部の部材を省略して描かれている。
The
本実施例では、湾曲部12は、複数の補助リング(不図示)を備える。湾曲領域12bにおいて、第1ガイドリングJ1、第2ガイドリングJ2、第3ガイドリングJ3は湾曲部12の壁面に固定されている。本実施例では、複数の補助リングは、第1ガイドリングJ1より近位側、第1ガイドリングJ1と第2ガイドリングJ2の間、第2ガイドリングJ2と第3ガイドリングJ3の間に配置される。なお、湾曲部12は補助リングの一部または全てを備えないこととしてもよい。
In this embodiment, the
医療器具は、通路Ht、第1~第3ガイドリング(J1~J3)、複数の補助リングによって、カテーテル11の先端までガイドされる。
The medical instrument is guided to the tip of the
第1~第9駆動ワイヤ(W11~W33)のそれぞれは、中間領域12aを通って第1~第3ガイドリング(J1~J3)のそれぞれに固定されている。
Each of the first to ninth drive wires (W11 to W33) passes through the
具体的には、第1駆動ワイヤW11、第2駆動ワイヤW12、第3駆動ワイヤW13は、複数の補助リングを貫通して、第1ガイドリングJ1に固定されている。第4駆動ワイヤW21、第5駆動ワイヤW22、第6駆動ワイヤW23は、第1ガイドリングJ1、複数の補助リングを貫通して、第2ガイドリングJ2に固定されている。第7駆動ワイヤW31、第8駆動ワイヤW32、第9駆動ワイヤW33は、第1ガイドリングJ1、第2ガイドリングJ2、複数の補助リングを貫通して、第3ガイドリングJ3に固定されている。 Specifically, the first drive wire W11, the second drive wire W12, and the third drive wire W13 pass through a plurality of auxiliary rings and are fixed to the first guide ring J1. The fourth drive wire W21, the fifth drive wire W22, and the sixth drive wire W23 pass through the first guide ring J1 and the plurality of auxiliary rings, and are fixed to the second guide ring J2. The seventh drive wire W31, the eighth drive wire W32, and the ninth drive wire W33 pass through the first guide ring J1, the second guide ring J2, and the plurality of auxiliary rings, and are fixed to the third guide ring J3. .
医療装置1は、湾曲駆動部13をワイヤ駆動部300によって駆動することにより、カテーテル11の延伸方向に交差する方向に向けて、湾曲部12を湾曲させることができる。具体的には、第1~第9駆動ワイヤ(W11~W33)のそれぞれを湾曲部12の延伸方向に移動させることにより、第1~第3ガイドリング(J1~J3)を介して、湾曲部12の湾曲領域12bを、延伸方向に交差する方向に湾曲させることができる。すなわち、カテーテル11は、駆動源からの駆動力に基づいて湾曲する湾曲領域を有するカテーテルの一例に相当する。また、カテーテル11は軸方向に、第1~第3ガイドリング(J1~J3)により画定された複数の湾曲領域を有し、複数の湾曲領域は互いに異なる駆動源からの駆動力に基づいて湾曲する。
The medical device 1 can bend the
使用者は、手動または移動ステージ2aによる医療装置1の移動、および湾曲部12の湾曲の少なくともいずれか一つを用いることにより、カテーテル11を対象の内部の目的の部分まで挿入することができる。
The user can insert the
なお、本実施例においては、第1~第9駆動ワイヤ(W11~W33)によって、第1~第3ガイドリング(J1~J3)を移動して、湾曲部12を屈曲させるが、本発明はこの構成に限定されない。第1~第3ガイドリング(J1~J3)のいずれか1つ、または2つと、それに固定される駆動ワイヤを省略してもよい。
In this embodiment, the first to third guide rings (J1 to J3) are moved by the first to ninth drive wires (W11 to W33) to bend the
例えば、カテーテル11が、第1~第6駆動ワイヤ(W11~W23)と、第1~第2ガイドリング(J1~J2)が省略され、第7~第9駆動ワイヤ(W31~W33)と第3ガイドリングJ3のみを有する構成としていてもよい。また、カテーテル11が、第1~第3駆動ワイヤ(W11~W13)と、第1ガイドリングJ1が省略され、第4~第9駆動ワイヤ(W21~W33)と第2~第3ガイドリング(J2~J3)のみを有する構成と有していてもよい。
For example, in the
また、カテーテル11が1つのガイドリングを二つの駆動ワイヤで駆動する構成であってもよい。この場合も、ガイドリングの数は一つでもよく、一つより多くてもよい。
Alternatively, the
<カテーテルユニット>
図4を用いて、カテーテルユニット100について説明する。
<Catheter unit>
The
図4はカテーテルユニット100の説明図である。図4(a)は、後述するワイヤカバー14がカバー位置にある状態のカテーテルユニット100の説明図である。図4(b)は、後述するワイヤカバー14が退避位置にある状態のカテーテルユニット100の説明図である。なお、カバー位置とは、ワイヤカバー14が第1~第9駆動ワイヤ(W11~W33)を覆う位置を指し、退避位置とは、ワイヤカバー14がカバー位置から退避し第1~第9駆動ワイヤ(W11~W33)が露出する位置を指している。
FIG. 4 is an explanatory diagram of the
カテーテルユニット100は、湾曲部12、湾曲駆動部13を有するカテーテル11、カテーテル11の近位端を支持する近位端カバー16、を有する。カテーテルユニット100は、複数の駆動ワイヤとしての第1~第9駆動ワイヤ(W11~W33)を覆い、保護するためのカバー(ワイヤカバー)14を備える。
The
カテーテルユニット100は、ベースユニット200に対して、着脱方向DEに沿って着脱可能である。カテーテルユニット100のベースユニット200に対する装着方向、カテーテルユニット100のベースユニット200からの取り外し方向は、着脱方向DEと平行である。
The
近位端カバー(枠体、湾曲部筐体、カテーテル筐体)16は、カテーテル11の一部を覆うカバーである。近位端カバー16は、湾曲部12の通路Htに医療器具を挿入するためのツール穴16aを有する。
The proximal end cover (frame body, curved part housing, catheter housing) 16 is a cover that covers a part of the
ワイヤカバー14には、第1~第9駆動ワイヤ(W11~W33)のそれぞれを通すための複数のワイヤカバー穴(カバー穴)が備えられている。ワイヤカバー14には、第1ワイヤカバー穴14a11、第2ワイヤカバー穴14a12、第3ワイヤカバー穴14a13、第4ワイヤカバー穴14a21、第5ワイヤカバー穴14a22、第6ワイヤカバー穴14a23、第7ワイヤカバー穴14a31、第8ワイヤカバー穴14a32、第9ワイヤカバー穴14a33が備えられている。第1~第9ワイヤカバー穴(14a11~14a33)のそれぞれは、第1~第9駆動ワイヤ(W11~W33)のそれぞれに対応する。符号14aの後の数字は、対応する駆動ワイヤの数字を示す。例えば、第1駆動ワイヤW11は、第1ワイヤカバー穴14a11に挿入される。
The
第1~第9ワイヤカバー穴(14a11~14a33)のうち、任意の一つを、ワイヤカバー穴14aと呼ぶことができる。本実施例において、第1~第9ワイヤカバー穴(14a11~14a33)のそれぞれは、同一形状である。 Any one of the first to ninth wire cover holes (14a11 to 14a33) can be called a wire cover hole 14a. In this embodiment, each of the first to ninth wire cover holes (14a11 to 14a33) has the same shape.
ワイヤカバー14は、第1~第9駆動ワイヤ(W11~W33)を覆うカバー位置(図4(a)参照)と、カバー位置から退避した退避位置(図4(b)参照)とに移動できる。退避位置は、第1~第9駆動ワイヤ(W11~W33)を露出させる露出位置と呼ぶこともできる。
The
カテーテルユニット100をベースユニット200に取り付ける前には、ワイヤカバー14はカバー位置に位置する。カテーテルユニット100をベースユニット200に取り付けると、ワイヤカバー14は、着脱方向DEに沿って、カバー位置から退避位置に移動する。
Before attaching the
本実施例において、ワイヤカバー14は、カバー位置から退避位置に移動した後、退避位置に留められる。したがって、カテーテルユニット100をベースユニット200に取り付けた後、カテーテルユニット100をベースユニット200から取り外しても、ワイヤカバー14は退避位置に留められる。
In this embodiment, the
しかし、ワイヤカバー14を、カバー位置から退避位置に移動した後、カバー位置に戻るように構成してもよい。例えば、カテーテルユニット100が、ワイヤカバー14を退避位置からカバー位置に向けて付勢する付勢部材を備えていてもよい。この場合、カテーテルユニット100をベースユニット200に取り付けた後、カテーテルユニット100をベースユニット200から取り外すと、ワイヤカバー14は退避位置からカバー位置に移動される。
However, the
ワイヤカバー14が退避位置にあるとき、第1~第9駆動ワイヤ(W11~W33)の第1~第9被保持部(Wa11~Wa33)がワイヤカバー14に対して突出する。その結果、湾曲駆動部13と後述する連結装置21との連結が許容される。ワイヤカバー14が退避位置にあるとき、第1~第9ワイヤカバー穴(14a11~14a33)から第1~第9駆動ワイヤ(W11~W33)の第1~第9被保持部(Wa11~Wa33)が突出する。より具体的には、第1~第9被保持部(Wa11~Wa33)は、後述する取付け方向Daに向けて、第1~第9ワイヤカバー穴(14a11~14a33)から突出する。
When the
図4(b)に示すように、第1~第9駆動ワイヤ(W11~W33)のそれぞれは、所定の半径を有する円(仮想円)に沿って並べられている。 As shown in FIG. 4(b), each of the first to ninth drive wires (W11 to W33) is arranged along a circle (virtual circle) having a predetermined radius.
本実施例では、カテーテルユニット100は、キーシャフト(キー、カテーテル側キー)15を有する。本実施例では、キーシャフト15は、着脱方向DEに向けて延びている。ワイヤカバー14には、キーシャフト15が貫通するシャフト穴14bが備えられる。キーシャフト15は、後述するキー受け部22と係合可能である。キーシャフト15がキー受け部22と係合することにより、第1~第9駆動ワイヤ(W11~W33)が並べられる円(仮想円)の周方向について、ベースユニット200に対するカテーテルユニット100の移動が、所定の範囲で制限される。
In this embodiment, the
本実施例では、着脱方向DEに見たときに、第1~第9駆動ワイヤ(W11~W33)は、キーシャフト15を囲むように、キーシャフト15の外側に配置されている。言い換えれば、キーシャフト15は、第1~第9駆動ワイヤ(W11~W33)が並べられる円(仮想円)の内側に配置される。したがって、キーシャフト15と第1~第9駆動ワイヤ(W11~W33)を省スペースで配置できる。
In this embodiment, the first to ninth drive wires (W11 to W33) are arranged outside the
本実施例では、カテーテルユニット100は、操作部400を備える。操作部400は、近位端カバー16、湾曲駆動部13に対して移動可能(回転可能)に構成されている。操作部400は回転軸400rの周りに回転可能である。操作部400の回転軸400rは、着脱方向DEに向けて延びている。
In this embodiment, the
カテーテルユニット100がベースユニット200に取り付けられた状態で、操作部400は、ベースユニット200に対して移動可能(回転可能)に構成されている。より具体的には、操作部400は、ベース筐体200f、ワイヤ駆動部300、後述する連結装置21に対して移動可能(回転可能)に構成されている。
The
<ベースユニット>
図5を用いて、ベースユニット200およびワイヤ駆動部300について説明する。
<Base unit>
The
図5はベースユニット200およびワイヤ駆動部300の説明図である。図5(a)は、ベースユニット200の内部構造を示す斜視図である。図5(b)は、ベースユニット200の内部構造を示す側面図である。図5(c)は、ベースユニット200を着脱方向DEに沿って見た図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of the
上述のように、医療装置1は、ベースユニット200と、ワイヤ駆動部300を有する。本実施例において、ワイヤ駆動部300は、ベース筐体200fに収納され、ベースユニット200の内部に備えられる。言い換えれば、ベースユニット200は、ワイヤ駆動部300を備える。
As described above, the medical device 1 includes the
ワイヤ駆動部300は、複数の駆動源を有する。本実施例では、ワイヤ駆動部300は、第1駆動源M11、第2駆動源M12、第3駆動源M13、第4駆動源M21、第5駆動源M22、第6駆動源M23、第7駆動源M31、第8駆動源M32、第9駆動源M33を備える。すなわち、駆動源は複数のワイヤに対応して複数備えられ、複数のワイヤのうち任意のワイヤを駆動することで湾曲領域を任意の方向に湾曲させる。
The
第1~第9駆動源(M11~M33)のうち、任意の一つを、駆動源Mと呼ぶことができる。本実施例において、第1~第9駆動源(M11~M33)のそれぞれは、同一構成である。また、第1駆動源M11、第2駆動源M12、第3駆動源M13、第4駆動源M21、第5駆動源M22、第6駆動源M23、第7駆動源M31、第8駆動源M32、第9駆動源M33は、それぞれ、第1モータMb11、第2モータMb12、第3モータMb13、第4モータMb21、第5モータMb22、第6モータMb23、第7モータMb31、第8モータMb32、第9モータMb33を有している。第1~第9モータ(Mb11~Mb33)のうち、任意の一つを、モータMbと呼ぶことができる。更に、第1モータMb11、第2モータMb12、第3モータMb13、第4モータMb21、第5モータMb22、第6モータMb23、第7モータMb31、第8モータMb32、第9モータMb33は、それぞれの回転を検出する、第1エンコーダE11、第2エンコーダE12、第3エンコーダE13、第4エンコーダE21、第5エンコーダE22、第6エンコーダE23、第7エンコーダE31、第8エンコーダE32、第9エンコーダE33を有している。第1~第9エンコーダ(E11~E33)のうち、任意の一つを、モータMbと呼ぶことができる。 Any one of the first to ninth drive sources (M11 to M33) can be called a drive source M. In this embodiment, each of the first to ninth drive sources (M11 to M33) has the same configuration. Further, the first drive source M11, the second drive source M12, the third drive source M13, the fourth drive source M21, the fifth drive source M22, the sixth drive source M23, the seventh drive source M31, the eighth drive source M32, The ninth drive source M33 includes a first motor Mb11, a second motor Mb12, a third motor Mb13, a fourth motor Mb21, a fifth motor Mb22, a sixth motor Mb23, a seventh motor Mb31, an eighth motor Mb32, and a third motor Mb33, respectively. It has 9 motors Mb33. Any one of the first to ninth motors (Mb11 to Mb33) can be called a motor Mb. Further, the first motor Mb11, the second motor Mb12, the third motor Mb13, the fourth motor Mb21, the fifth motor Mb22, the sixth motor Mb23, the seventh motor Mb31, the eighth motor Mb32, and the ninth motor Mb33 A first encoder E11, a second encoder E12, a third encoder E13, a fourth encoder E21, a fifth encoder E22, a sixth encoder E23, a seventh encoder E31, an eighth encoder E32, and a ninth encoder E33 detect rotation. have. Any one of the first to ninth encoders (E11 to E33) can be called a motor Mb.
ベースユニット200は、連結装置21を備える。連結装置21は、ベース筐体200fに収納されている。連結装置21は、ワイヤ駆動部300に接続されている。連結装置21は、複数の連結部を有する。本実施例では、連結装置21は、第1連結部21c11、第2連結部21c12、第3連結部21c13、第4連結部21c21、第5連結部21c22、第6連結部21c23、第7連結部21c31、第8連結部21c32、第9連結部21c33を備える。
The
第1~第9連結部(21c11~21c33)のうち、任意の一つを、連結部21cと呼ぶことができる。本実施例において、第1~第9連結部(21c11~21c33)のそれぞれは、同一構成である。連結部21cは、駆動源Mと駆動ワイヤWとの間に設けられ、駆動源Mと駆動ワイヤWとに接続されている。連結部21cは駆動源Mの駆動力によりワイヤを軸方向に移動させる。
Any one of the first to ninth connecting parts (21c11 to 21c33) can be called a connecting
複数の連結部のそれぞれは、複数の駆動源のそれぞれに接続され、複数の駆動源のそれぞれによって駆動される。具体的には、第1連結部21c11は、第1駆動源M11に接続され、第1駆動源M11によって駆動される。第2連結部21c12は、第2駆動源M12に接続され、第2駆動源M12によって駆動される。第3連結部21c13は、第3駆動源M13に接続され、第3駆動源M13によって駆動される。第4連結部21c21は、第4駆動源M21に接続され、第4駆動源M21によって駆動される。第5連結部21c22は、第5駆動源M22に接続され、第5駆動源M22によって駆動される。第6連結部21c23は、第6駆動源M23に接続され、第6駆動源M23によって駆動される。第7連結部21c31は、第7駆動源M31に接続され、第7駆動源M31によって駆動される。第8連結部21c32は、第8駆動源M32に接続され、第8駆動源M32によって駆動される。第9連結部21c33は、第9駆動源M33に接続され、第9駆動源M33によって駆動される。 Each of the plurality of connecting parts is connected to each of the plurality of drive sources, and is driven by each of the plurality of drive sources. Specifically, the first connecting portion 21c11 is connected to the first drive source M11 and driven by the first drive source M11. The second connecting portion 21c12 is connected to the second drive source M12 and driven by the second drive source M12. The third connecting portion 21c13 is connected to and driven by the third drive source M13. The fourth connecting portion 21c21 is connected to the fourth drive source M21 and driven by the fourth drive source M21. The fifth connecting portion 21c22 is connected to the fifth drive source M22 and driven by the fifth drive source M22. The sixth connecting portion 21c23 is connected to the sixth drive source M23 and driven by the sixth drive source M23. The seventh connecting portion 21c31 is connected to the seventh drive source M31 and driven by the seventh drive source M31. The eighth connecting portion 21c32 is connected to and driven by the eighth drive source M32. The ninth connecting portion 21c33 is connected to and driven by the ninth drive source M33.
後述するように、連結装置21には、第1~第9駆動ワイヤ(W11~W33)を含む湾曲駆動部13が連結される。湾曲駆動部13は、連結装置21を介してワイヤ駆動部300の駆動力を受け、湾曲駆動部12を湾曲させる。
As will be described later, the bending
駆動ワイヤWは、被保持部Waを介して連結部21cに連結される。複数の駆動ワイヤのそれぞれは、複数の連結部のそれぞれに連結される。
The drive wire W is connected to the connecting
具体的には、第1駆動ワイヤW11の第1被保持部Wa11は、第1連結部21c11に連結される。第2駆動ワイヤW12の第2被保持部Wa12は、第2連結部21c12に連結される。第3駆動ワイヤW13の第3被保持部Wa13は、第3連結部21c13に連結される。第4駆動ワイヤW21の第4被保持部Wa21は、第4連結部21c21に連結される。第5駆動ワイヤW22の第5被保持部Wa22は、第5連結部21c22に連結される。第6駆動ワイヤW23の第6被保持部Wa23は、第6連結部21c23に連結される。第7駆動ワイヤW31の第7被保持部Wa31は、第7連結部21c31に連結される。第8駆動ワイヤW32の第8被保持部Wa32は、第8連結部21c32に連結される。第9駆動ワイヤW33の第9被保持部Wa33は、第9連結部21c33に連結される。 Specifically, the first held portion Wa11 of the first drive wire W11 is connected to the first connecting portion 21c11. The second held portion Wa12 of the second drive wire W12 is connected to the second connecting portion 21c12. The third held portion Wa13 of the third drive wire W13 is connected to the third connecting portion 21c13. The fourth held portion Wa21 of the fourth drive wire W21 is connected to the fourth connecting portion 21c21. The fifth held portion Wa22 of the fifth drive wire W22 is connected to the fifth connecting portion 21c22. The sixth held portion Wa23 of the sixth drive wire W23 is connected to the sixth connecting portion 21c23. The seventh held portion Wa31 of the seventh drive wire W31 is connected to the seventh connecting portion 21c31. The eighth held portion Wa32 of the eighth drive wire W32 is connected to the eighth connecting portion 21c32. The ninth held portion Wa33 of the ninth drive wire W33 is connected to the ninth connecting portion 21c33.
ベースユニット200は、ベースフレーム25を有する。ベースフレーム25には、第1~第9駆動ワイヤ(W11~W33)のそれぞれを通すための複数の挿入穴が備えられている。ベースフレーム25には、第1挿入穴25a11、第2挿入穴25a12、第3挿入穴25a13、第4挿入穴25a21、第5挿入穴25a22、第6挿入穴25a23、第7挿入穴25a31、第8挿入穴25a32、第9挿入穴25a33が備えられている。第1~第9挿入穴(25a11~25a33)のそれぞれは、第1~第9駆動ワイヤ(W11~W33)のそれぞれに対応する。符号25aの後の数字は、対応する駆動ワイヤの数字を示す。例えば、第1駆動ワイヤW11は、第1挿入穴25a11に挿入される。
第1~第9挿入穴(25a11~25a33)のうち、任意の一つを、挿入穴25aと呼ぶことができる。本実施例において、第1~第9挿入穴(25a11~25a33)のそれぞれは、同一形状である。 Any one of the first to ninth insertion holes (25a11 to 25a33) can be called the insertion hole 25a. In this embodiment, each of the first to ninth insertion holes (25a11 to 25a33) has the same shape.
ベースフレーム25には、ワイヤカバー14が挿入される取付け開口25bが備えられる。取付け開口25bの底部に、第1~第9挿入穴(25a11~25a33)が配置されている。
The
さらに、ベースユニット200は、モータフレーム200b、第1ベアリングフレーム200c、第2ベアリングフレーム200d、第3ベアリングフレーム200eを備える。モータフレーム200b、第1ベアリングフレーム200c、第2ベアリングフレーム200d、第3ベアリングフレーム200eは、連結されている。
Further, the
ベースフレーム25は、キーシャフト15を受け入れるキー受け部(キー穴、ベース側キー、本体側キー)22を有する。キーシャフト15とキー受け部22が係合することにより、カテーテルユニット100がベースユニット200に対して正しい位相で取り付けられる。
The
キーシャフト15とキー受け部22が係合することにより、第1~第9駆動ワイヤ(W11~W33)のそれぞれが並べられる円(仮想円)の周方向について、ベースユニット200に対するカテーテルユニット100の移動が、所定の範囲で制限される。
By engaging the
その結果、第1~第9駆動ワイヤ(W11~W33)のそれぞれは、対応する第1~第9挿入穴(25a11~25a33)のそれぞれ、対応する第1~第9連結部(21c11~21c33)のそれぞれに係合する。言い換えれば、駆動ワイヤWが、対応しない挿入穴25a、対応しない連結部21cに係合することが防止される。
As a result, each of the first to ninth drive wires (W11 to W33) is inserted into each of the corresponding first to ninth insertion holes (25a11 to 25a33) and the corresponding first to ninth connection portions (21c11 to 21c33). engage with each of the In other words, the drive wire W is prevented from engaging with the uncorresponding insertion hole 25a and the
使用者は、キーシャフト15とキー受け部22とを係合させることで、第1~第9駆動ワイヤ(W11~W33)のそれぞれを、第1~第9連結部(21c11~21c33)のそれぞれに正しく連結できる。したがって、使用者は、カテーテルユニット100をベースユニット200に容易に装着できる。
By engaging the
本実施例において、キーシャフト15は、着脱方向DEに交差する方向に突出した凸部を有し、キー受け部22は凸部が挿入される凹部を備える。周方向において、凸部と凹部が係合する位置が、駆動ワイヤWが対応する挿入穴25aおよび対応する連結部21cと係合する位置である。
In this embodiment, the
なお、キーシャフト15をベースユニット200とカテーテルユニット100のいずれか一方に配置し、キー受け部22をいずれか他方に配置することができる。例えば、キーシャフト15をベースユニット200側に配置し、キー受け部22をカテーテルユニット100側に配置してもよい。
Note that the
ベースユニット200は、ジョイント係合部28jを備えるジョイント28を有する。ベースフレーム25は、ロック突起26aを備えるロック軸26を有する。これらの機能については、後述する。
The
<モータと駆動ワイヤの連結>
図6を用いて、ワイヤ駆動部300、連結装置21、湾曲駆動部13の連結について説明する。
<Connection of motor and drive wire>
The connection of the
図6は、ワイヤ駆動部300、連結装置21、湾曲駆動部13の説明図である。図6(a)は、駆動源M、連結部21c、駆動ワイヤWの斜視図である。図6(b)は、連結部21c、駆動ワイヤWの拡大図である。図6(c)は、ワイヤ駆動部300、連結装置21、湾曲駆動部13の連結を示す斜視図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram of the
本実施例において、第1~第9駆動ワイヤ(W11~W33)のそれぞれと第1~第9連結部(21c11~21c33)のそれぞれが連結される構成は、同一である。また、第1~第9連結部(21c11~21c33)のそれぞれと第1~第9駆動源(M11~M33)のそれぞれが接続される構成は、同一である。従って、以下の説明では、一つの駆動ワイヤW、一つの連結部21c、一つの駆動源Mを用いて、これらが接続される構成について説明する。
In this embodiment, the configuration in which each of the first to ninth drive wires (W11 to W33) and each of the first to ninth connecting portions (21c11 to 21c33) are connected is the same. Further, the configurations in which each of the first to ninth connecting portions (21c11 to 21c33) and each of the first to ninth drive sources (M11 to M33) are connected are the same. Therefore, in the following description, a configuration in which one drive wire W, one
図6(a)に示すように、駆動源Mは、出力軸Maと、出力軸Maを回転方向Rmに回転させるモータMbを有する。出力軸Maの表面には、螺旋状の溝が備えられている。出力軸Maは、所謂ネジ形状を有する。モータMbは、モータフレーム200bに固定されている。
As shown in FIG. 6(a), the drive source M includes an output shaft Ma and a motor Mb that rotates the output shaft Ma in a rotation direction Rm. A spiral groove is provided on the surface of the output shaft Ma. The output shaft Ma has a so-called screw shape. Motor Mb is fixed to
連結部21cは、出力軸Maに接続されたトラクタ21ct、トラクタ21ctを支持するトラクタ支持軸21csを有する。トラクタ支持軸21csはトラクタ21ctに故固定されている。また、トラクタ支持軸21csは後述する力センサ50に接続されている。トラクタ支持軸21csは力センサ50を介して連結ベース21cbに接続されている。なお、力センサ50は、図6の位置に限定されるものではなく、駆動源Mと駆動ワイヤWとの間であれば任意の位置に設けることが可能である。
The connecting
連結部21cは、駆動ワイヤWの被保持部Waを保持するための保持部としての板バネ21chを有する。駆動ワイヤWは挿入穴25aを通って連結部21cに係合している。より具体的には、被保持部Waが板バネ21chに係合する。後述するように、板バネ21chは、被保持部Waを挟み込んで固定する状態(固定状態)と、被保持部Waを解放した状態(解放状態)とを取ることができる。
The connecting
連結部21cは、押圧部材21cpを有する。押圧部材21cpは、後述する内歯ギア29と噛み合うギア部21cg、板バネ21chを押圧するための押圧部としてのカム21ccを有する。
The connecting
後述するように、カム21ccは、板バネ21chに対して移動することができる。カム21ccが移動することにより、板バネ21chの固定状態と、解放状態とが切り替えられる。 As described later, the cam 21cc can move relative to the leaf spring 21ch. By moving the cam 21cc, the plate spring 21ch is switched between a fixed state and a released state.
連結部21cは、第1ベアリングB1、第2ベアリングB2,第3ベアリングB3によって支持されている。第1ベアリングB1は、ベースユニット200の第1ベアリングフレーム200cに支持されている。第2ベアリングB2は、ベースユニット200の第2ベアリングフレーム200dに支持されている。第3ベアリングB3は、ベースユニット200の第3ベアリングフレーム200eに支持されている。したがって、モータ軸Maが回転方向Rmに回転したときに、連結部21cは、モータ軸Maの周りに回転することが規制される。なお、第1ベアリングB1、第2ベアリングB2,第3ベアリングB3は、第1~第9連結部(21c11~21c33)のそれぞれに対して設けられる。
The connecting
連結部21cがモータ軸Maの周りに回転することが規制されている。そのため、モータ軸Maが回転すると、モータ軸Maの螺旋状の溝によって、トラクタ21ctにモータ軸Maの回転軸方向に沿った力が作用し、トラクタ21ctがモータ軸Maの回転軸方向に移動する。その結果、連結部21cは、モータ軸Maの回転軸線方向に沿って移動する(Dc方向)。連結部21cが移動することにより、駆動ワイヤWが移動して、湾曲部12が湾曲する。
Rotation of the connecting
つまり、モータ軸Maとトラクタ21ctは、駆動源Mから伝えられた回転運動をねじにより直線運動に変換させる、所謂送りねじを構成している。本実施例において、モータ軸Maとトラクタ21ctは滑りネジであるが、ボールねじでも良い。 In other words, the motor shaft Ma and the tractor 21ct constitute a so-called feed screw that converts the rotational motion transmitted from the drive source M into linear motion using the screw. In this embodiment, the motor shaft Ma and the tractor 21ct are sliding screws, but may be ball screws.
図6(c)に示すように、カテーテルユニット100をベースユニット200に取り付けることで、第1~第9駆動ワイヤ(W11~W33)のそれぞれと第1~第9連結部(21c11~21c33)のそれぞれが連結される。
As shown in FIG. 6(c), by attaching the
制御部3は、第1~第9駆動源(M11~M33)のそれぞれを独立して制御できる。つまり、第1~第9駆動源(M11~M33)のうちの任意の駆動源は、その他の駆動源が停止した状態しているか否かに関わらず、独立して動作すること又は停止することができる。言い換えれば、制御部3は、第1~第9駆動ワイヤ(W11~W33)のそれぞれを独立して制御することができる。その結果、第1~第3ガイドリング(J1~J3)のそれぞれが独立して制御され、湾曲部12の湾曲領域12bは、任意の方向に屈曲することができる。
The
<カテーテルユニットの装着>
図7を用いて、カテーテルユニット100を、ベースユニット200に装着する動作について説明する。
<Installing the catheter unit>
The operation of mounting the
図7は、カテーテルユニット100の装着の説明図である。図7(a)は、カテーテルユニット100がベースユニット200に装着される前の図である。図7(b)は、カテーテルユニット100がベースユニット200に装着された後の図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram of how the
本実施例において、カテーテルユニット100の着脱方向DEは、操作部400の回転軸400rの方向と同じである。着脱方向DEのうち、カテーテルユニット100をベースユニット200に取り付ける方向を、取り付け方向Daと呼ぶ。着脱方向DEのうち、カテーテルユニット100をベースユニット200から取り外す方向(取付け方向Daの反対方向)を、取り外し方向Ddと呼ぶ。
In this embodiment, the attachment/detachment direction DE of the
図7(a)に示すように、カテーテルユニット100がベースユニット200に装着される前の状態では、ワイヤカバー14はカバー位置に位置する。このとき、第1~第9被保持部(Wa11~Wa33)がワイヤカバー14の第1~第9ワイヤカバー穴(14a11~14a33)から突出しないように、ワイヤカバー14が第1~第9駆動ワイヤ(W11~W33)を覆っている。したがって、カテーテルユニット100がベースユニット200に装着される前の状態で、第1~第9駆動ワイヤ(W11~W33)を保護することができる。
As shown in FIG. 7(a), before the
カテーテルユニット100がベースユニット200を取り付ける時には、キーシャフト15を、キー受け部22に係合させる。キーシャフト15は、ワイヤカバー14から突出している。本実施例では、キーシャフト15がキー受け部22の入り口に到達した状態では、ワイヤカバー14は、取付け開口25bと係合しない。つまり、ベースユニット200に対するカテーテルユニット100の位相が、キーシャフト15とキー受け部22とが係合できない位相にあるとき、ワイヤカバー14は、取付け開口25bと係合せず、カバー位置に位置した状態が保たれる。したがって、キーシャフト15とキー受け部22とが係合するようにカテーテルユニット100を移動させた場合であっても、第1~第9駆動ワイヤ(W11~W33)が保護されている。
When the
キーシャフト15とキー受け部22とが係合し、カテーテルユニット100をベースユニット200に対して取付け方向Daに移動すると、カテーテルユニット100がベースユニット200に取付けられる。カテーテルユニット100をベースユニット200に取り付けることにより、ワイヤカバー14は退避位置へと移動する。本実施例では、ワイヤカバー14はベースフレーム25に当接することで、カバー位置から退避位置に移動する(図7(b)参照)。
When the
より具体的には、カテーテルユニット100を取り付ける際、ワイヤカバー14は、ベースフレーム25に当接して停止する。この状態で、カテーテルユニット100を取付け方向Daに移動することにより、カテーテルユニット100において、ワイヤカバー14がワイヤカバー14以外の部分に対して相対的に移動する。その結果、ワイヤカバー14は、カバー位置から退避位置に移動する。
More specifically, when attaching the
ワイヤカバー14がカバー位置から退避位置に移動する一方で、駆動ワイヤWの被保持部Waがワイヤカバー14のワイヤカバー穴14aから突出し、挿入穴25aに挿入される。そして、被保持部Waが連結部21cの板バネ21chに係合する(図6(b)参照)。
While the
カテーテルユニット100をベースユニット200に取り付けただけの状態では、カテーテルユニット100をベースユニット200に対して取り外し方向Ddに移動して、カテーテルユニット100を取り外すことができる。また、後述するように、カテーテルユニット100をベースユニット200に取り付けただけの状態では、駆動ワイヤWと連結部21cの固定が解除された状態である。
When the
カテーテルユニット100をベースユニット200に取り付けた状態で、操作部400を操作することにより、カテーテルユニット100をベースユニット200から取り外すことが防止される。さらに、カテーテルユニット100をベースユニット200に取り付けた状態で、操作部400を操作することにより、湾曲駆動部13が連結装置21に固定され、湾曲駆動部13が連結装置21を介してワイヤ駆動部300に連結される。
By operating the
<湾曲駆動部の固定および固定の解除>
図8、図9、図10、図11、図12、図13、図14を用いて、湾曲駆動部13を連結装置21に固定するための構成、連結装置21による湾曲駆動部13の固定を解除するための構成について説明する。
<Fixing and unfixing the bending drive unit>
8, 9, 10, 11, 12, 13, and 14, the structure for fixing the bending
図8は、カテーテルユニット100とベースユニット200の連結を説明する図である。図8(a)は、カテーテルユニット100とベースユニット200の断面図である。図8(a)は、カテーテルユニット100とベースユニット200を、回転軸400rに沿って切断した断面図である。図8(b)は、ベースユニット200の断面図である。ベースユニット200を、連結部21cの部分で、回転軸400rに直交する方向に切断した断面図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating the connection between the
図9は、カテーテルユニット100とベースユニット200の連結を説明する分解図である。
FIG. 9 is an exploded view illustrating the connection between the
図10、図11、図12、図13、図14は、連結部21cによる駆動ワイヤWの固定について説明する図である。
10, FIG. 11, FIG. 12, FIG. 13, and FIG. 14 are diagrams illustrating fixing of the drive wire W by the connecting
図8(a)、図9に示すように、ベースユニット200は、ジョイント(中間部材、第2伝達部材)28、ジョイント28を介して操作部400と連動する移動ギア(連動ギア、伝達部材、第1伝達部材)としての内歯ギア29を有する。
As shown in FIGS. 8A and 9, the
ジョイント28は複数の伝達部28cを有し、内歯ギア29は、複数の被伝達部29cを有する。複数の伝達部28cは複数の伝達部29cと係合しており、ジョイント28が回転した場合、内歯ギア29にジョイント28の回転が伝達される。
The joint 28 has a plurality of
カテーテルユニット100をベースユニット200に取り付けると、操作部400に備えられた係合部400jが、ジョイント28のジョイント係合部28jと係合する。操作部400が回転した場合、ジョイント28に操作部400の回転が伝達される。操作部400、ジョイント28、内歯ギア29は同方向に回転する。
When the
内歯ギア29は、第1~第9連結部(21c11~21c33)のそれぞれが、第1~第9駆動ワイヤ(W11~W33)のそれぞれを固定する状態と、第1~第9駆動ワイヤ(W11~W33)のそれぞれを解放する状態とを切り替えるための複数の歯部を有する。内歯ギア29の複数の歯部(作用部、切替ギア部)のそれぞれは、第1~第9連結部(21c11~21c33)のそれぞれが有する押圧部材21cpのギア部21cgと係合する。
The
具体的には、本実施例において内歯ギア29は、第1歯部29g11、第2歯部29g12、第3歯部29g13、第4歯部29g21、第5歯部29g22、第6歯部29g23、第7歯部29g31、第8歯部29g32、第9歯部29g33を備える。第1~第9歯部(29g11~29g33)のそれぞれは、互いに隙間を空けて形成されている。
Specifically, in this embodiment, the
第1歯部29g11は、第1連結部21c11のギア部21cgと噛み合う。第2歯部29g12は、第2連結部21c12のギア部21cgと噛み合う。第3歯部29g13は、第3連結部21c13のギア部21cgと噛み合う。第4歯部29g21は、第4連結部21c21のギア部21cgと噛み合う。第5歯部29g22は、第5連結部21c22のギア部21cgと噛み合う。第6歯部29g23は、第6連結部21c23のギア部21cgと噛み合う。第7歯部29g31は、第7連結部21c31のギア部21cgと噛み合う。第8歯部29g32は、第8連結部21c32のギア部21cgと噛み合う。第9歯部29g33は、第9連結部21c33のギア部21cgと噛み合う。 The first tooth portion 29g11 meshes with the gear portion 21cg of the first connecting portion 21c11. The second tooth portion 29g12 meshes with the gear portion 21cg of the second connecting portion 21c12. The third tooth portion 29g13 meshes with the gear portion 21cg of the third connecting portion 21c13. The fourth tooth portion 29g21 meshes with the gear portion 21cg of the fourth connecting portion 21c21. The fifth tooth portion 29g22 meshes with the gear portion 21cg of the fifth connecting portion 21c22. The sixth tooth portion 29g23 meshes with the gear portion 21cg of the sixth connecting portion 21c23. The seventh tooth portion 29g31 meshes with the gear portion 21cg of the seventh connecting portion 21c31. The eighth tooth portion 29g32 meshes with the gear portion 21cg of the eighth connecting portion 21c32. The ninth tooth portion 29g33 meshes with the gear portion 21cg of the ninth connecting portion 21c33.
第1~第9歯部(29g11~29g33)のうち、任意の一つを、歯部29gと呼ぶことができる。本実施例において、第1~第9歯部(29g11~29g33)のそれぞれは、同一構成である。
Any one of the first to ninth tooth portions (29g11 to 29g33) can be called the
本実施例において、第1~第9駆動ワイヤ(W11~W33)のそれぞれと第1~第9連結部(21c11~21c33)のそれぞれが連結される構成は、同一である。また、第1~第9連結部(21c11~21c33)のそれぞれと第1~第9歯部(29g11~29g33)のそれぞれが接続される構成は、同一である。従って、以下の説明では、一つの駆動ワイヤW、一つの連結部21c、一つの歯部29gを用いて、これらが接続される構成について説明する。
In this embodiment, the configuration in which each of the first to ninth drive wires (W11 to W33) and each of the first to ninth connecting portions (21c11 to 21c33) are connected is the same. Further, the configurations in which each of the first to ninth connecting portions (21c11 to 21c33) and each of the first to ninth tooth portions (29g11 to 29g33) are connected are the same. Therefore, in the following description, a configuration in which one drive wire W, one connecting
第1~第9連結部(21c11~21c33)のそれぞれにおいて、ギア部21cgが内歯ギア29によって移動されることにより、押圧部材21cpが回転し、カム21ccが押圧位置と押圧位置から退避した退避位置とに移動する。
In each of the first to ninth connecting parts (21c11 to 21c33), the gear part 21cg is moved by the
操作部400を回転させることにより、内歯ギア29が回転する。内歯ギア29が回転することにより、第1~第9連結部(21c11~21c33)それぞれが動作する。つまり、一つの操作部400を回転させる動作によって、第1~第9連結部(21c11~21c33)を動作させることができる。
By rotating the
操作部400は、カテーテルユニット100がベースユニット200に装着された状態で、固定位置(ロック位置)と、取り外し位置とに移動することができる。また、後述するように、操作部400は、カテーテルユニット100がベースユニット200に装着された状態で、解除位置に移動することができる。操作部400の回転方向において、解除位置は、固定位置と取り外し位置の間に位置される。操作部400が取り外し位置に位置された状態で、ベースユニット200にカテーテルユニット100が取り付けられる。
The
カテーテルユニット100をベースユニット200に取り付けた状態では、駆動ワイヤWは連結部21cへの固定(ロック)がされていない状態である。この状態を、連結部21cの解除状態と呼ぶ。なお、駆動ワイヤWが連結部21cへ固定(ロック)された状態を、連結部21cのロック状態と呼ぶ。
When the
図10、図11、図12、図13、図14を用いて、駆動ワイヤWを連結部21cへ固定する動作について説明する。
The operation of fixing the drive wire W to the connecting
カテーテルユニット100をベースユニット200に取り付けた後、かつ操作部400を操作する前の状態では、カテーテルユニット100は、ベースユニット200から取り外すことができる。以下、カテーテルユニット100がベースユニット200から取り外すことが可能な状態を、取り外し可能状態と呼ぶ。
After the
図10は、取り外し可能状態における内歯ギア29と連結部21cの状態を示す図である。図10は、操作部400は固定位置に位置された状態における、内歯ギア29と連結部21cを示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a state of the
連結部21cの板バネ21chは、連結ベース21cbに固定された被固定部21cha、押圧部材21cpのカム21ccと当接する被押圧部21chbを有する。板バネ21chは、第1部分21chd1、第2部分21chd2を有する。カテーテルユニット100をベースユニット200に取り付けると、被保持部Waは、第1部分21chd1と第2部分21chd2の間に挿入される。
The plate spring 21ch of the connecting
カム21ccは、保持面21ccaと、押圧面21ccbを有する。押圧部材21cpの回転半径方向について、保持面21ccaは、押圧面21ccbよりも、押圧部材21cpの回転中心21cpcに近い位置に配置されている。 The cam 21cc has a holding surface 21cca and a pressing surface 21ccb. In the direction of the rotation radius of the pressing member 21cp, the holding surface 21cca is located closer to the rotation center 21cpc of the pressing member 21cp than the pressing surface 21ccb.
図10に示すように、取り外し可能状態(操作部400が取り外し位置にある状態)では、板バネ21chは、被押圧部21chbが保持面21ccaに当接した位置で保持されている。また、内歯ギア29の歯Za1とギア部21cgの歯Zb1は、互いの間にクリアランスLaが生じた状態で、停止している。
As shown in FIG. 10, in the removable state (the state in which the
操作部400の回転方向において、操作部400が取り外し位置から解除位置および固定位置に向かう方向をロック方向(固定方向)と呼び、操作部400が固定位置から解除位置および取り外し位置に向かう方向を解除方向と呼ぶ。操作部400は、解除位置から解除方向に回転して、取り外し位置に移動する。操作部400は、解除位置からロック方向に回転して、固定位置に移動する。
In the rotating direction of the
カテーテルユニット100をベースユニット200に取り付け、操作部400が取り外し位置にある状態では、連結部21cは解除状態であり、連結部21cによる駆動ワイヤWの固定が解除された状態である。
When the
連結部21cが解除状態にあるとき、カム21ccは、後述する押圧位置から退避した退避位置に位置する。このとき、板バネ21chによる被保持部Waの固定が解除された状態である。連結部21cが解除状態にあるときの第1部分21chd1と第2部分21chd2が被保持部Waを締め付ける力は、連結部21cがロック状態にあるときの第1部分21chd1と第2部分21chd2が被保持部Waを締め付ける力より小さい。
When the connecting
連結部21cが解除状態にあるとき、ベースユニット200に対してカテーテルユニットを取り外し方向Ddに動かした場合には、第1部分21chd1、第2部分21chd2の間から被保持部Waを引き抜くことができる。
When the connecting
連結部21cが解除状態にあるとき、第1部分21chd1と第2部分21chd2が被保持部Waを締め付ける力が生じない状態(大きさがゼロである状態)が好ましい。連結部21cが解除状態にあるとき、第1部分21chd1と第2部分21chd2の少なくともいずれか一方と、被保持部Waとの間には、隙間が生じていることが好ましい。
When the connecting
図11は、操作部400を取り外し位置からロック方向に回転したときの内歯ギア29と連結部21cの状態を示す図である。図11は、操作部400が解除位置にある状態における内歯ギア29と連結部21cの状態を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing the state of the
操作部400が取り外し位置にある状態(図10)で、操作部400をロック方向に回転させると、内歯ギア29が時計回りに回転する。そして、操作部400は、解除位置に位置する。
When the
なお、操作部400を回転させた場合であっても、キーシャフト15とキー受け部22が係合しているため、カテーテルユニット100の全体(操作部400を除く)は、ベースユニット200に対して回転することが規制されている。つまり、操作部400は、カテーテルユニット100の全体(操作部400を除く)とベースユニット200が停止した状態で、それらに対して回転可能である。
Note that even when the
内歯ギア29が時計回りに回転することで、内歯ギア29の歯Za1とギア部21cgの歯Zb1の間のクリアランスは、クリアランスLaからクリアランスLbに減少する。
As the
ギア部21cgの歯Zb2は、内歯ギア29の歯部29gの歯先円(点線)との間にクリアランスLzを空けた位置に配置されている。そのため、内歯ギア29は歯Zb2に干渉することなく回転可能である。一方、連結部21cは、図10に示された状態と同じ状態(解除状態)に保たれている。
The tooth Zb2 of the gear portion 21cg is arranged at a position with a clearance Lz between the tooth tip circle (dotted line) of the
図11に示した状態から、操作部400をロック方向にさらに回転させると、内歯ギア29が時計回りにさらに回転する。そのときの内歯ギア29と連結部21cの状態を図12に示す。
When the
図12は、操作部400を解除位置からロック方向に回転したときの内歯ギア29と連結部21cの状態を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing the state of the
図12に示すように、操作部400を解除位置からロック方向に回転すると、内歯ギア29の歯Za1とギア部21cgの歯Zb1が接触する。一方、連結部21cは、図10、図11に示された状態と同じ状態であり、解除状態に保たれている。
As shown in FIG. 12, when the
図13は、操作部400がロック方向に回転することで、押圧部材21cpが回転した状態を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing a state in which the pressing member 21cp is rotated by rotating the
図13に示すように、図12の状態から操作部400をロック方向にさらに回転させると、内歯ギア29が時計回りにさらに回転する。
As shown in FIG. 13, when the
内歯ギア29が図12の状態から図13の状態に移動することで、内歯ギア29はギア部21cgを時計回りに回転させる。ギア部21cgが回転すると、保持面21ccaが被押圧部21chbから離れ、押圧面21ccbが、被押圧部21chbに近づく。そして、第1部分21chd1、第2部分21chd2による被保持部Waの挟み込みが開始される。
By moving the
そして、押圧面21ccbの端部に配置された角部21ccb1によって被押圧部21chbが押圧されつつ、内歯ギア29の歯Za3がギア部21cgの歯Zb3から離れる位置まで移動する。このとき、第1部分21chd1、第2部分21chd2によって、被保持部Waが挟み込まれた状態である。
Then, while the pressed portion 21chb is pressed by the corner portion 21ccb1 arranged at the end of the pressing surface 21ccb, the tooth Za3 of the
内歯ギア29の歯Za3がギア部21cgの歯Zb3から離れたとき、内歯ギア29からギア部21cgへの駆動力の伝達が終了する。このとき、カム21ccは、角部21ccb1が、板バネ21chからの反力を受ける状態である。
When the tooth Za3 of the
押圧部材21cpの回転半径方向で、角部21ccb1に作用する板バネ21chの反力は、押圧部材21cpの回転中心21cpcから離れた位置に作用し、押圧部材21cpは時計回りに回転する。このとき、押圧部材21cpは、時計回りに回る内歯ギア29によって回転させられる方向と、同じ方向に向けて回転する。
In the direction of the rotation radius of the pressing member 21cp, the reaction force of the leaf spring 21ch acting on the corner 21ccb1 acts at a position away from the rotation center 21cpc of the pressing member 21cp, and the pressing member 21cp rotates clockwise. At this time, the pressing member 21cp rotates in the same direction as the direction in which the
図14は、操作部400が固定位置にある状態の内歯ギア29と連結部21cの状態を示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing a state of the
図14に示すように、図13に示す状態から、板バネ21chの反力を受けて押圧部材21cpがさらに回転する。 As shown in FIG. 14, the pressing member 21cp further rotates from the state shown in FIG. 13 in response to the reaction force of the leaf spring 21ch.
図14に示すように、押圧部材21cpは、カム21ccの押圧面21ccbと、板バネ21chの被押圧部21chbが面接触をした状態で停止する。つまり、押圧面21ccbと、被押圧部21chbの表面が、同一平面上に並んだ状態となる。 As shown in FIG. 14, the pressing member 21cp stops in a state where the pressing surface 21ccb of the cam 21cc and the pressed portion 21chb of the leaf spring 21ch are in surface contact. In other words, the pressing surface 21ccb and the surface of the pressed portion 21chb are arranged on the same plane.
このとき、連結部21cはロック状態にある。連結部21cがロック状態にあるとき、押圧部材21cpのカム部21ccは、押圧位置に位置し、押圧面21ccbが被押圧部21chbを押圧する。
At this time, the connecting
連結部21cがロック状態にあるとき、第1部分21chd1、第2部分21chd2によって、被保持部Waが挟み込まれる。つまり、カム21ccによって板バネ21chが押圧され、被保持部Waが板バネ21chによって締め付けられる。その結果、被保持部Waが板バネ21chによって固定される。
When the connecting
本実施例において、板バネ21chに含まれる第1部分21chd1と第2部分21chd2は、互いに離れた位置で被保持部Waを押圧する。さらに、第1部分21chd1と第2部分21chd2の間に、第1部分21chd1と第2部分21chd2を繋ぐ屈曲部21chcが配置されている。屈曲部21chcは、被保持部Waから隙間Gを空けて配置されている。こうすることにより、第1部分21chd1と第2部分21chd2によって、被保持部Waを安定して固定することができる。なお隙間Gを設けないこととしてもよい。 In this embodiment, the first portion 21chd1 and the second portion 21chd2 included in the leaf spring 21ch press the held portion Wa at positions separated from each other. Further, a bent portion 21chc connecting the first portion 21chd1 and the second portion 21chd2 is arranged between the first portion 21chd1 and the second portion 21chd2. The bent portion 21chc is arranged at a gap G from the held portion Wa. By doing so, the held portion Wa can be stably fixed by the first portion 21chd1 and the second portion 21chd2. Note that the gap G may not be provided.
板バネ21chの材質としては、例えば樹脂または金属を使用することができるが、金属を使用することが好ましい。なお、板バネ21chの材質は上記の材質に限定されるものではない。 As the material of the leaf spring 21ch, for example, resin or metal can be used, but it is preferable to use metal. Note that the material of the leaf spring 21ch is not limited to the above-mentioned materials.
連結部21cがロック状態にあるとき、第1部分21chd1、第2部分21chd2の間から被保持部Waを引き抜くことが制限される。
When the connecting
なお、内歯ギア29の歯Za3とギア部21cgの歯Zb4は、互いの間にクリアランスLcが生じる位置で停止している。
Note that the tooth Za3 of the
駆動ワイヤWと連結部21cの固定を解除する際には、固定位置に位置する操作部400を、解除方向に回転する。このとき、内歯ギア29は、図14に示す状態から、反時計回りに回転する。内歯ギア29が反時計回りに回転すると、ギア部21cgの歯Zb4に、内歯ギア29の歯Za3が当接し、押圧部材21cpが反時計回りに回転させられる。
To release the fixation between the drive wire W and the connecting
内歯ギア29をさらに反時計回りに回転することで、連結部21cによる駆動ワイヤWの固定が解除される。このときの内歯ギア29と押圧部材21cpの動作は、上述した動作と逆の動作である。つまり、上述した駆動ワイヤWを連結部21cによって固定する際の動作とは逆の動作により、連結部21cによる駆動ワイヤWの固定が解除される。
By further rotating the
上記の動作は、第1~第9連結部(21c11~21c33)のそれぞれで行われる。すなわち、操作部400が取り外し位置から固定位置に移動する過程で、操作部400の移動(回転)により、第1~第9連結部(21c11~21c33)が解除状態からロック状態になる。操作部400が固定位置から取り外し位置に移動する過程で、操作部400の移動(回転)により、第1~第9連結部(21c11~21c33)がロック状態から解除状態になる。つまり、使用者は、一つの操作部400を操作することによって、複数の連結部の解除状態、ロック状態を切り替えることができる。
The above operation is performed in each of the first to ninth connecting portions (21c11 to 21c33). That is, in the process of moving the
つまり、複数の連結部のそれぞれに、解除状態、ロック状態を切り替えるための操作部を設け、使用者がそれを操作する必要がない。したがって、使用者は容易にカテーテルユニット100をベースユニット200に着脱することができる。さらに、医療装置1を簡略化することができる。
That is, each of the plurality of connecting parts is provided with an operating part for switching between the released state and the locked state, and the user does not need to operate the operating part. Therefore, the user can easily attach and detach the
第1~第9駆動ワイヤ(W11~W33)のそれぞれが第1~第9連結部(21c11~21c33)のそれぞれによって固定された状態を第1状態と呼ぶ。第1~第9連結部(21c11~21c33)のそれぞれによる第1~第9駆動ワイヤ(W11~W33)のそれぞれに対する固定が解除された状態を第2状態と呼ぶ。 A state in which each of the first to ninth drive wires (W11 to W33) is fixed by each of the first to ninth connecting portions (21c11 to 21c33) is referred to as a first state. The state in which the fixation of the first to ninth drive wires (W11 to W33) by the first to ninth connecting portions (21c11 to 21c33), respectively, is released is called a second state.
操作部400の移動に連動して、第1状態と第2状態とが切り替えられる。つまり、取り外し位置と固定位置との間における操作部400の移動に連動して、第1状態と第2状態とが切り替えられる。
The first state and the second state are switched in conjunction with the movement of the
内歯ギア29は、操作部400と連動するように構成されている。本実施例では、ジョイント28は、操作部400と内歯ギア29を連動させるための伝達部材として機能する。内歯ギア29とジョイント28は、操作部400の移動に連動して第1状態と第2状態とが切り替わるように、操作部400と連動する連動部としての機能を有する。
The
具体的には、内歯ギア29とジョイント28は、カテーテルユニット100がベースユニット200に取り付けられた状態で、操作部400の移動と連動して、板バネ21chの一部(被押圧部21chb)を、被保持部Waに対して移動させる。被保持部21chbが移動することで、連結部21cのロック状態と、解除状態とが切り替えられる。
Specifically, when the
なお、内歯ギア29が操作部400から直接移動される構成であってもよい。その場合、内歯ギア29が連動部としての機能を有する。
Note that the
<操作部の移動>
図15、図16、図17を用いて、操作部400の移動について説明する。
<Moving the operation section>
Movement of the
本実施例において、操作部400は、カテーテルユニット100がベースユニット200に装着された状態で、取り外し位置と、解除位置と、固定位置との間を移動可能に構成されている。解除位置は、取り外し位置と固定位置の間に位置する。
In this embodiment, the
本実施例では、操作部400が解除位置と固定位置との間における操作部400の移動に連動して、第1状態と第2状態とが切り替えられる。
In this embodiment, the
本実施例において、操作部400は、着脱方向DEと異なる方向に移動することで、取り外し位置と固定位置との間を移動可能である。操作部400は、着脱方向DEに交差する方向(好ましくは直交する方向)に移動して、取り外し位置と固定位置との間を移動する。本実施例では、操作部400は着脱方向DEに延びる回転軸400rの周りに回転して、取り外し位置と固定位置との間を移動する。したがって、使用者が操作部400を操作する際の操作性が良好である。
In this embodiment, the
図15は、カテーテルユニット100とベースユニット200の説明図である。図15(a)は、カテーテルユニット100の断面図である。図15(b)はボタン41の斜視図である。図15(c)はベースユニット200の斜視図である。
FIG. 15 is an explanatory diagram of the
図16は、操作部400の動作を説明する図である。図16(a)は、操作部400が取り外し位置にある状態を示す図である。図16(b)は、操作部400が解除位置にある状態を示す図である。図16(c)は、操作部400が固定位置にある状態を示す図である。
FIG. 16 is a diagram illustrating the operation of the
図17は、操作部400の動作を説明する断面図である。図17(a)は、操作部400が取り外し位置にある状態を示す断面図である。図17(b)は、操作部400が解除位置にある状態を示す断面図である。図17(c)は、操作部400が固定位置にある状態を示す断面図である。
FIG. 17 is a cross-sectional view illustrating the operation of the
操作部400が固定位置にあるとき、連結部21cはロック状態であり、駆動ワイヤWの被保持部Waが対応する連結部21cに固定される(図14参照)。
When the operating
操作部400が解除位置にあるとき、連結部21cは解除状態であり、駆動ワイヤWの被保持部Waと連結部21cのロックが解除されている(図11参照)。この状態では、駆動ワイヤWとワイヤ駆動部300の接続が断たれている。したがって、カテーテル11が外力を受けた際に、ワイヤ駆動部300による抵抗を受けることなく、湾曲部12を自由に屈曲することができる。
When the operating
操作部400が取り外し位置にあるとき、カテーテルユニット100をベースユニット200から取り外すことが許容される。また、操作部400が取り外し位置にある状態で、カテーテルユニット100はベースユニット200に取り付けることができる。操作部400が取り外し位置にあるときには、連結部21cは解除状態であり、駆動ワイヤWの被保持部Waと連結部21cのロックが解除されている(図10参照)。
When the
図15(a)に示すように、カテーテルユニット100は、操作部400を付勢する操作部付勢バネ43、移動部材としてのボタン41、ボタン41を付勢するボタンバネ42を有する。
As shown in FIG. 15A, the
本実施例において、操作部付勢バネ43は圧縮ばねである。操作部400は、操作部付勢バネ43によって、近位端カバー16に近づく方向Dhに向けて付勢されている。
In this embodiment, the operation
本実施例において、ボタン41、ボタンバネ42は、操作部400に備えられる。操作部400が取り外し位置、解除位置、固定位置に移動するときに、ボタン41、ボタンバネ42は、操作部400と共に移動する。
In this embodiment, the
ボタン41は、操作部400の回転軸400rの方向と交差する方向に向けて、操作部400に対して移動可能に構成されている。ボタン41は、ボタンバネ42によって、カテーテルユニット100の外側(回転軸400rから離れる方向)に向けて付勢されている。
The
後述するように、ボタン41により、操作部400が解除位置から取り外し位置に移動することが規制される。また、ボタン41を操作部400に対して移動することにより、操作部400は解除位置から取り外し位置に移動することが許容される。
As will be described later, the
ボタン41は、ボタン突起(被規制部)41aを有する。ボタン突起41aは、ボタン斜面41a1と、被規制面41a2を有する。
The
ベースユニット200は、ベースフレーム25を備える。ベースフレーム25には、ロック軸26が備えられる。ロック軸26はロック突起(規制部)26aを備える。
The
本実施例において、ロック軸26は複数設けられている。すべてのロック軸26がロック突起26aを備えていてもよく、一部のロック軸26がロック突起26aを備えていてもよい。なお、ロック軸26は1つであってもよいし、3以上であってもよい。
In this embodiment, a plurality of
一方、図9、図16(a)、図16(b)、図16(c)に示すように、操作部400の内側には、ロック軸26と係合するロック溝400aが備えられる。ロック溝400aは、着脱方向DEとは異なる方向に延びている。本実施例では、操作部400の回転方向に延びている。ロック溝400aは、着脱方向DEに交差する方向(直交する方向)に延びているということもできる。
On the other hand, as shown in FIGS. 9, 16(a), 16(b), and 16(c), a
ロック溝400aは、ロック軸26が複数設けられる場合は、複数のロック軸26のそれぞれに対して設けられる。
When a plurality of
図16(a)に示すように、ベースユニット200にカテーテルユニット100が取り付けられると、ロック溝400aの入り口400a1を介して、ロック軸26がロック溝400aに係合する。
As shown in FIG. 16(a), when the
このとき、操作部400は取り外し位置に位置し、連結部21cは解除状態である(図10参照)。したがって、第1~第9連結部(21c11~21c33)のそれぞれによる、第1~第9駆動ワイヤ(W11~W33)のそれぞれに対する固定が解除されている状態である。また、図17(a)に示すように、ボタン突起41aと、ロック突起26aが対向する。
At this time, the
操作部400が取り外し位置にある状態で、操作部400をロック方向R1に回転させると、ボタン突起41aの斜面41a1が、ロック突起26aの斜面26a1に当接する。ボタンバネ42の付勢力に抗して、ボタン41が操作部400の内側(回転軸400rに近づく方向)に向けて移動する。そして、ボタン突起41aがロック突起26aを乗り越え、操作部400は解除位置に移動する(図17(b)参照)。
When the
このとき、連結部21cは解除状態である(図11参照)。したがって、第1~第9連結部(21c11~21c33)のそれぞれによる、第1~第9駆動ワイヤ(W11~W33)のそれぞれに対する固定が解除されている状態である。
At this time, the connecting
本実施例において、ボタン41を操作しなくても、操作部400を取り外し位置から解除位置に移動することが許容される。つまり、操作部400を取り外し位置から解除位置に移動する際には、使用者はボタン41を操作する必要がない。
In this embodiment, the
操作部400が解除位置に位置した状態で、操作部400をロック方向R1に回転させると、操作部400は固定位置に移動する。操作部400が固定位置にある状態で、ロック溝400aの位置決め部400a2が、ロック軸26に対応する位置に位置する。操作部400は操作部付勢バネ43によって近位端カバー16に近づく方向Dhに向けて付勢されている。その結果、位置決め部400a2がロック軸26に係合する。
When the
操作部400が解除位置から固定位置に移動する過程で、前述のように駆動ワイヤWの被保持部Waが、連結部21cに固定される。
In the process of moving the operating
操作部が固定位置に位置した状態では、連結部21cはロック状態である(図14参照)。したがって、第1~第9駆動ワイヤ(W11~W33)のそれぞれは、第1~第9連結部(21c11~21c33)のそれぞれに固定される。この状態で、ワイヤ駆動部300からの駆動力が、湾曲駆動部13に伝達可能となる。つまり、第1~第9駆動源(M11~M33)のそれぞれからの駆動力が、第1~第9連結部(21c11~21c33)を介して、第1~第9駆動ワイヤ(W11~W33)のそれぞれに伝達可能となる。
When the operating portion is located at the fixed position, the connecting
操作部400が解除位置にあるときには、カテーテルユニット100の取り外し方向Ddにおいて、ロック溝400aを形成する壁400a3が、ロック軸26の上流側に位置する。操作部400が固定位置にあるときには、取り外し方向Ddにおいて、位置決め部400a2が、ロック軸26の上流側に位置する。その結果、操作部400が解除位置にあるときと、固定位置にあるときには、カテーテルユニット100をベースユニット200から取り外すことが規制される。一方、操作部400が取り外し位置にあるときは、取り外し方向Ddにおいて、ロック溝400aの入り口400a1がロック軸26の上流側に位置する。その結果、カテーテルユニット100をベースユニット200から取り外すことが許容される。
When the
操作部400が固定位置にある状態で、操作部400を解除方向R2に向けて回転すると、操作部400は解除位置に位置される。操作部400が固定位置から解除位置に移動する過程で、前述のように駆動ワイヤWの被保持部Waが、連結部21cから解放される。
When the
操作部400が解除位置に位置される状態で、ボタン突起41aの被規制面41a2が、ロック突起26の規制面26a2に当接する(図17(b)参照)。この状態では、操作部400を解除方向R2に回転させることが規制される。また、カテーテルユニット100をベースユニット200から取り外すことが規制される。
With the
操作部400が解除位置に位置した状態で、使用者がボタン41を操作部400の内側に向けて押し込むことにより、被規制面41a2が規制面26a2から離れ、ボタン突起41aがロック突起26aを乗り越える。その結果、操作部400は解除方向R2に回転することが許容され、操作部400は解除位置から取り外し位置に移動することができる。
When the user pushes the
操作部400が取り外し位置に位置されたとき、連結部21cは解除状態となる。したがって、カテーテルユニット100をベースユニット200から取り外す際、および装着する際に、駆動ワイヤWに作用する負荷(例えば、連結部21c受ける抵抗)を小さくすることができる。したがって、使用者はカテーテルユニット100を容易に着脱することができる。
When the
操作部400が解除位置に位置されたとき、カテーテルユニット100がベースユニット200から取り外すことが規制され、かつ連結部21cは解除状態となる。上述のように、連結部21cが解除状態であるとき、駆動ワイヤWとワイヤ駆動部300の接続が断たれ、ワイヤ駆動部300による抵抗を受けることなく、湾曲部12を自由に屈曲することができる。
When the
使用者は、カテーテル11を対象の内部に挿入している状態で、操作部400を解除位置に位置させることで、ワイヤ駆動部300によるカテーテル11の駆動を中止することができる。さらに、カテーテルユニット100がベースユニット200から取り外すことが規制されているため、使用者は、ベースユニット200を持って、カテーテル11を対象の内部から引き出すことができる。
The user can stop driving the
また、本実施例の構成では、ボタン41を操作しない場合には、操作部400は解除位置から取り外し位置に移動することが規制される。したがって、使用者が操作部400を固定位置から解除位置に移動させる際、誤って取り外し位置まで操作部400を移動させることを抑制できる。
Further, in the configuration of the present embodiment, when the
なお、本実施例では、ロック突起26aとボタン41の数は一つずつである。ただし、医療装置1は、ロック突起26aとボタン41を、複数有していてもよい。
In this embodiment, the number of
<力センサ>
図18を用いて、力センサ50について説明する。
<Force sensor>
The
力センサ50は、外力によって変形する起歪体51sと、前記起歪体のひずみを大きく受ける変形部分に張り付けられるひずみゲージ52gで構成される後述するブリッジ回路53bを備える。また、力センサ50は、ブリッジ回路53bから出力される、ひずみに応じた信号を増幅する増幅器を持つ基板55pを備える。
The
図18(a)は、力センサ50の側面図である。本実施例では、第1~第9連結部(21c11~21c33)に、第1力センサ50_11、第2力センサ50_12、第3力センサ50_13、第4力センサ50_21、第5力センサ50_22、第6力センサ50_23、第7力センサ50_31、第8力センサ50_32、第9力センサ50_33がそれぞれ備えられる。
FIG. 18(a) is a side view of the
また、第1~第9力センサ(50_11~50_33)は、第1起歪体51s11、第2起歪体51s12、第3起歪体51s13、第4起歪体51s21、第5起歪体51s22、第6起歪体51s23、第7起歪体51s31、第8起歪体51s32、第9起歪体51s33をそれぞれ備える。 Further, the first to ninth force sensors (50_11 to 50_33) include a first strain body 51s11, a second strain body 51s12, a third strain body 51s13, a fourth strain body 51s21, and a fifth strain body 51s22. , a sixth strain body 51s23, a seventh strain body 51s31, an eighth strain body 51s32, and a ninth strain body 51s33.
第1~第9力センサ(50_11~50_33)の内、任意の一つを、力センサ50と呼ぶことができる。また、第1~第9起歪体(51s11~51s33)の内、任意の一つを、起歪体51sと呼ぶことができる。本実施例において、第1~第9起歪体(51s11~51s33)のそれぞれは、同一形状である。
Any one of the first to ninth force sensors (50_11 to 50_33) can be called a
図18(b)は、ひずみゲージ52gが張り付けられた起歪体51sの正面図である。図18(c)は、ひずみゲージ52gが張り付けられた起歪体51sの背面図である。
FIG. 18(b) is a front view of the
力センサ50は、ひずみゲージ52gによって構成される図18(d)に示すブリッジ回路53bを備える。本実施例では、第1~第9力センサ(50_11~50_33)は、第1ブリッジ回路53b11、第2ブリッジ回路53b12、第3ブリッジ回路53b13、第4ブリッジ回路53b21、第5ブリッジ回路53b22、第6ブリッジ回路53b23、第7ブリッジ回路53b31、第8ブリッジ回路53b32、第9ブリッジ回路53b33をそれぞれ備える。
The
第1~第9ブリッジ回路(53b11~53b33)のうち、任意の一つを、ブリッジ回路53bと呼ぶことができる。本実施例1において、第1~第9ブリッジ回路(53b11~53b33)のそれぞれは、同一構成である。
Any one of the first to ninth bridge circuits (53b11 to 53b33) can be called a
第1~第9ブリッジ回路(53b11~53b33)は、第1~第9力起歪体(51s11~51s33)のそれぞれに貼り付けられている。具体的には、第1ブリッジ回路53b11は、第1起歪体51s11に張り付けられる。第2ブリッジ回路53b12は、第2起歪体51s12に張り付けられる。第3ブリッジ回路53b13は、第3起歪体51s13に張り付けられる。第4ブリッジ回路53b21は、第4起歪体51s21に張り付けられる。第5ブリッジ回路53b22は、第5起歪体51s22に張り付けられる。第6ブリッジ回路52b23は、第6起歪体51s23に張り付けられる。第7ブリッジ回路53b31は、第7起歪体51s31に張り付けられる。第8ブリッジ回路53b32は、第8起歪体51s32に張り付けられる。第9ブリッジ回路53b33は、第9起歪体51s33に張り付けられる。 The first to ninth bridge circuits (53b11 to 53b33) are attached to the first to ninth force-generating bodies (51s11 to 51s33), respectively. Specifically, the first bridge circuit 53b11 is attached to the first strain body 51s11. The second bridge circuit 53b12 is attached to the second strain body 51s12. The third bridge circuit 53b13 is attached to the third strain body 51s13. The fourth bridge circuit 53b21 is attached to the fourth strain body 51s21. The fifth bridge circuit 53b22 is attached to the fifth strain body 51s22. The sixth bridge circuit 52b23 is attached to the sixth strain body 51s23. The seventh bridge circuit 53b31 is attached to the seventh strain body 51s31. The eighth bridge circuit 53b32 is attached to the eighth strain body 51s32. The ninth bridge circuit 53b33 is attached to the ninth strain body 51s33.
なお、ひずみゲージ52gは、接着剤や蒸着、その他の手法により起歪体51sに張り付けられていてもよい。ひずみゲージ52gは起歪体51sの変形を検知しやすい位置に張り付けられ、起歪体51sの変形に伴って、ひずみゲージも同様に変形する。この時、変形量に応じて、ひずみゲージ52gの電気抵抗率が変化し、抵抗値の変化をブリッジ回路53bが出力する。
Note that the
なお、本実施例では、ひずみゲージ52gによるブリッジ回路53bの構成に4ゲージ法を用いているが、1ゲージ法や2ゲージ法もしくはそれ以外の方法を用いてもよい。また4ゲージ法であっても、力センサ50の形状は図18と異なる形状であってもよい。
In this embodiment, a four-gauge method is used to configure the
また、本実施例では、力センサ50としてひずみゲージ52gで構成されたブリッジ回路53bを用いているが、他の方式の力センサ50、例えば、静電容量式や圧電式などを用いてもよい。
Further, in this embodiment, a
次に図18(e)を用いて、起歪体51sとトラクタ支持軸21csとの接続について説明する。起歪体51sは、トラクタ支持軸21csを介して、駆動源Mに接続することで、駆動源Mからの駆動力を外力として与えられる。
Next, the connection between the
本実施例では、駆動源Mと駆動ワイヤWの間に接続される。具体的には、第1起歪体51s11は、第1駆動源M11に接続される。第2起歪体51s12は、第2駆動源M12に接続される。第3起歪体51s13は、第3駆動源M13に接続される。第4起歪体51s21は、第4駆動源M21に接続される。第5起歪体51s22は、第5駆動源M22に接続される。第6起歪体51s23は、第6駆動源M23に接続される。第7起歪体51s31は、第7駆動源M31に接続される。第8起歪体51s32は、第8駆動源M32に接続される。第9起歪体51s33は、第9駆動源M33に接続される。 In this embodiment, it is connected between the drive source M and the drive wire W. Specifically, the first strain body 51s11 is connected to the first drive source M11. The second strain body 51s12 is connected to the second drive source M12. The third strain body 51s13 is connected to the third drive source M13. The fourth strain body 51s21 is connected to the fourth drive source M21. The fifth strain body 51s22 is connected to the fifth drive source M22. The sixth strain body 51s23 is connected to the sixth drive source M23. The seventh strain body 51s31 is connected to the seventh drive source M31. The eighth strain body 51s32 is connected to the eighth drive source M32. The ninth strain body 51s33 is connected to the ninth drive source M33.
起歪体51sは連結部21cの一部(連結ベース部21cbとトラクタ支持軸21csとの間)に設けられる。湾曲駆動部13は、連結装置21と起歪体51sを介してワイヤ駆動部300の駆動力を受け、湾曲部12を湾曲させる。具体的には、第1起歪体51s11は第1連結部21c11に設けられる。第2起歪体51s12は第2連結部21c12に設けられる。第3起歪体51s13は第3連結部21c13に設けられる。第4起歪体51s21は第4連結部21c21に設けられる。第5起歪体51s22は第5連結部21c22に設けられる。第6起歪体51s23は第6連結部21c23に設けられる。第7起歪体51s31は第7連結部21c31に設けられる。第8起歪体51s32は第8連結部21c32に設けられる。第9起歪体51s33は第9連結部21c33に設けられる。
The
また、起歪体51sは、ひずみゲージ52gが貼り付けられている。そしてブリッジ回路53bが構成されている。その出力を扱うために、力センサ50は、基板を有する。図18(e)には、起歪体51sと張り付けられた基板55pが斜視図で示されている。本実施例1では、第1~第9力センサ(50_11~50_33)は、第1基板55p11、第2基板55p12、第3基板55p13、第4基板55p21、第5基板55p22、第6基板55p23、第7基板55p31、第8基板55p32、第9基板55p33をそれぞれ備える。
Further, a
第1~第9基板(55p11~55p33)のうち、任意の一つを、基板55pと呼ぶことができる。本実施例において、第1~第9基板(55p11~55p33)のそれぞれは、同一の回路構成である。より具体的には第1~第9基板(55p11~55p33)のそれぞれは、同一の増幅回路を備える。
Any one of the first to ninth substrates (55p11 to 55p33) can be called a
基板55pは、起歪体51sに取り付けられたひずみゲージ52gから引き出される導線に接続される。基板55pは、起歪体51sの変形に応じて、ひずみゲージ52gで構成されるブリッジ回路53bからひずみに応じた出力信号を得ることができる。具体的には、第1基板55p11は、第1起歪体51s11のひずみを検知する。第2基板55p12は、第2起歪体51s12のひずみを検知する。第3基板55p13は、第3起歪体51s13のひずみを検知する。第4基板55p21は、第4起歪体51s21のひずみを検知する。第5基板55p22は、第5起歪体51s22のひずみを検知する。第6基板55p23は、第6起歪体51s23のひずみを検知する。第7基板55p31は、第7起歪体51s31のひずみを検知する。第8基板55p32は、第8起歪体51s32のひずみを検知する。第9基板55p33は、第9起歪体51s33のひずみを検知する。
The
ひずみゲージ52gは起歪体51sの変形を検知しやすい位置に張り付けられ、起歪体51sの変形に伴って、ひずみゲージ52gも同様に変形する。この時、変形量に応じて、ひずみゲージ52gの電気抵抗率が変化し、抵抗値の変化をブリッジ回路53bが出力する。この出力値を基板55pが得ることで、基板55pに含まれる増幅器54によって増幅する。演算装置3aは、この増幅後の値によって外力の検知を行う。なお、基板55pはブリッジ回路53bを備えていればよく、増幅器54は基板55pに備えらなくともよい。例えば、増幅器54は制御装置3に備えられることとしてもよい。
The
本実施例1において、力センサ50は、トラクタ支持軸21csと連結ベース21cbの間に接続されることで、外力を検知するように構成されている。起歪体51sは、Dc方向の外力によって変形するように形成される。起歪体51sは、トラクタ支持軸21csによって接続され、トラクタ21ctを介して、駆動源Mの駆動力を受ける。起歪体51sには、表面と裏面にひずみゲージが張り付けられ、ブリッジ回路を形成し、ひずみゲージから引き出された導線が基板55pに含まれる増幅回路54に接続されている。
In the first embodiment, the
本実施例1では、駆動源Mの駆動による駆動力を受けることで、起歪体51sが変形し、ひずみゲージの電気抵抗率が変化する。この電気抵抗率の変化により生じる、わずかな電気信号を、前記ひずみゲージ51sに接続された導線によって、増幅器54に与えることで、増幅された信号を得ることが可能となる。なお、増幅された信号は例えば演算装置3aに送られる。
In the first embodiment, by receiving the driving force from the drive source M, the
<制御ブロック図>
図19は機構部品である駆動源M、力センサ50、駆動ワイヤWを含む制御ブロック図である。使用者は医療装置1を操作するために入力装置3bから動作指示を入力する。入力装置3bと演算装置3aは電気的に接続されており、入力装置3bからの動作指示に従い、駆動源MのモータMbを駆動する。演算装置3aはゲイン設定部G、電流検知部C、タイマTおよび校正部Aとして機能する。なお、ゲイン設定部G、電流検知部C、タイマTおよび校正部Aは互いに接続されている。
<Control block diagram>
FIG. 19 is a control block diagram including the drive source M,
ゲイン設定部Gは、第1~第9モータ(Mb11、Mb12、Mb13、Mb21、Mb22、Mb23、Mb31、Mb32、Mb33)のゲインを個別に記憶する。ゲインとは例えば、駆動源Mからの駆動指示あたりのモータMbが出力する駆動力を示すものである。例えば、同じ駆動指示をモータMbに与えたとしても、ゲインが基準値より低ければモータMbから出力される駆動力は、ゲインが基準値の場合にモータMbから出力される駆動力より小さくなる。なお、ゲイン設定部Gは、第1~第9モータ(Mb11、Mb12、Mb13、Mb21、Mb22、Mb23、Mb31、Mb32、Mb33)に対応して、複数設けることとしてもよい。 The gain setting unit G individually stores the gains of the first to ninth motors (Mb11, Mb12, Mb13, Mb21, Mb22, Mb23, Mb31, Mb32, Mb33). The gain indicates, for example, the driving force output by the motor Mb per drive instruction from the driving source M. For example, even if the same drive instruction is given to motor Mb, if the gain is lower than the reference value, the driving force output from motor Mb will be smaller than the driving force output from motor Mb when the gain is the reference value. Note that a plurality of gain setting sections G may be provided corresponding to the first to ninth motors (Mb11, Mb12, Mb13, Mb21, Mb22, Mb23, Mb31, Mb32, Mb33).
電流検知部Cは、電流検出抵抗等で構成されている。電流検知部CはモータMを駆動する電流を検知する。なお、電流検出部CはモータMbに個別に設けても、複数のモータMbに対して共通に設けて、電流検出するタイミングを切り替えて用いても良い。なお、本実施例においては電流検知部Cを備えなくともよい。 The current detection section C is composed of a current detection resistor and the like. The current detection unit C detects the current that drives the motor M. Note that the current detection section C may be provided individually for each motor Mb, or may be provided in common for a plurality of motors Mb, and may be used by switching the timing of current detection. Note that in this embodiment, the current detection section C may not be provided.
タイマTは、様々な時間計測ができる。 Timer T can measure various times.
校正部Aは、力センサ50の出力、エンコーダEの出力、電流検知部Cの検知結果、タイマTが計測した時間のうち必要な情報に基づいてゲイン設定部Gが設定したゲインを校正する。すなわち、モータMbの湾曲領域12bへの駆動力を校正する。駆動力の校正はゲインの校正に限定されるものではなく、モータMbの電流または電圧など他のパラメータを校正することとしてもよい。校正部Aは第1~第9モータ(Mb11、Mb12、Mb13、Mb21、Mb22、Mb23、Mb31、Mb32、Mb33)に設定されたゲインを個別に校正する。より具体的には、校正部Aは、校正空間505cの壁への湾曲領域12bの接触に基づいてゲインの校正を行う。すなわち、校正部Aは、湾曲領域が湾曲することによる第1空間の壁への接触に基づいて、駆動力を校正する校正手段の一例に相当する。
The calibration section A calibrates the gain set by the gain setting section G based on necessary information among the output of the
なお、エンコーダEの出力は演算装置3aに入力されている。また、力センサ50の出力は演算装置3aに入力されている。より具体的には増幅回路54の出力は演算装置3aに入力されている。
Note that the output of the encoder E is input to the arithmetic unit 3a. Further, the output of the
<カテーテルケースと湾曲領域収納部>
図20、図21を用いて、ベースユニット200に対し未装着状態のカテーテルユニット100を収容する構成について説明する。
<Catheter case and curved area storage section>
A configuration for accommodating the
本実施例に係る医療装置1は、駆動ワイヤWがワイヤ駆動部300と連結された後、複数の駆動源Mを独立して制御し、カテーテル11の延伸方向に駆動ワイヤWを移動することで湾曲部12の姿勢を自在に切り替えられる装置である。
The medical device 1 according to the present embodiment independently controls the plurality of drive sources M to move the drive wire W in the extending direction of the
一方、カテーテルユニット100がベースユニット200に対し未装着の状態においてはカテーテル11の延伸方向の駆動ワイヤWの動きは規制されないため、湾曲部12の姿勢を変化させることで駆動ワイヤWおよび被保持部Waが移動可能な構造となっている。従って、カテーテルユニット100の組立の完了後、ベースユニット200に装着されるまでの間に何らかの外力の作用により湾曲部12が変形し、被保持部Waが意図しない位置で連結部21cに連結される事態が生じないように構成されることが望ましい。
On the other hand, when the
そこで、図20に示すように、本実施例に係るカテーテルユニット100は、製造過程における組立完了後、ベースユニット200への使用者による装着までの間にカテーテル11に対し外力の作用を防止するカテーテルケース500が装着可能に構成される。なお、医療システム1Aおよびカテーテルケース500を含めて一つのシステムと呼ぶことができる。
Therefore, as shown in FIG. 20, the
図20(a)は、カテーテルユニット100とカテーテルケース500の装着前の外観図、図20(b)は、装着後の外観図である。なお、後述するカテーテルユニット100の複数の被保持部Waの位置関係の説明のため、図20以降では被保持部Waを覆うワイヤカバー14の図示を省略する。また、図20以降の各図において、カテーテル11の延伸方向をZ方向として図示する。また、Z方向とそれぞれ直交し且つ互いに直交する方向をX方向およびY方向として図示している。
FIG. 20(a) is an external view of the
図21(a)は、図20(b)の状態におけるX方向に対し垂直な断面図、図21(b)は図21(a)における遠位端側の断面の拡大図である。 FIG. 21(a) is a cross-sectional view perpendicular to the X direction in the state of FIG. 20(b), and FIG. 21(b) is an enlarged view of the distal end side cross-section in FIG. 21(a).
図20(a)に示すように、カテーテルケース500は、カテーテルユニット100に装着されることにより姿勢が決められると共にカテーテルユニット100に固定されるケースベース501を有する。また、カテーテルケース500は、カテーテル11の湾曲部12の主に中間領域12aの姿勢をカテーテル11の延伸方向に直線の状態で収納する中間領域収納部502を有する。さらに、カテーテルケース500は、中間領域収納部502に対しZ方向に移動可能に支持されながら主に湾曲部12の湾曲領域12bを収納するための湾曲領域収納部505を有する。また、カテーテルケース500は、ケースベース501をカテーテルユニット100の近位端カバー16に固定するためのネジで構成されたケース固定手段503を有する。
As shown in FIG. 20(a), the
図21(a)に示すように、ケースベース501の内部にはカテーテルユニット100の近位端カバー16が収納可能なカバー収納領域501sを有する。図21(b)に示すように、中間領域収納部502は、カテーテル11の湾曲部12を収納可能なカテーテル挿通孔502sを有する。湾曲領域収納部505は、中間領域収納部502に対しZ方向にのみ移動可能となるように構成された嵌合領域505fと、湾曲領域12bを収納するための湾曲領域挿通孔505sとを有する。さらに、湾曲領域収納部505は、収納状態のカテーテル11の中心軸11c(または湾曲領域挿通孔505sの中心軸)を中心とし遠位端に向かうに従い径が大きくなる円錐状の面を有する校正空間505cを有する。校正空間505cはカテーテル11の湾曲領域12bが湾曲可能な空間であり、第1空間の一例に相当する。校正空間505cの具体的な構成および機能については後述する。
As shown in FIG. 21(a), the
カテーテルケース500に対しカテーテルユニット100を、図20(a)に破線で示した矢印の方向、即ちZ方向に後述する所定の位置まで挿入後、ケース固定手段503を操作する。これにより、図21(a)に示すように近位端カバー16に対しケースベース501が固定され、カテーテル11に対するカテーテルケース500の装着が完了する。カテーテルケース500は、カテーテルを収容可能であり湾曲領域が湾曲可能な第1空間を有するケースの一例に相当する。
After inserting the
ケース固定手段503は、本実施例ではケースベース501を近位端カバー16にネジで固定する構成となっているが、この限りではなく、磁石やスナップフィットのような弾性の係合部による固定手段を備え、装着後にケースベース501のZ方向への移動が規制される構成であればよい。着脱の作業が簡便になる場合もあり得る。
In this embodiment, the case fixing means 503 is configured to fix the
図21(b)に示すように、カテーテル挿通孔502sおよび湾曲領域挿通孔505sは、湾曲部12の中間領域12aおよび湾曲領域12bが変位することなく(または略変位することなく)直線的な姿勢を維持するよう、カテーテルケース500の装着によって湾曲部12の外形を覆うように構成される。
As shown in FIG. 21(b), the
図3(b)にて説明した第1ガイドリングJ1、第2ガイドリングJ2、第3ガイドリングJ3がZ方向上で位置する領域の湾曲領域12bのZ方向に垂直な断面形状と湾曲領域挿通孔505sのZ方向に垂直な断面形状が略同形状を為すように構成される。カテーテル挿通孔502sおよび湾曲領域挿通孔505sは、校正空間505cよりカテーテルケース500の開口側に位置し、カテーテルケース500の短手方向において狭い空間である。すなわち、カテーテル挿通孔502sおよび湾曲領域挿通孔505sの少なくとも一方は、カテーテルが挿入される方向に直交する方向である短手方向に関して第1空間の少なくとも一部より狭い空間であり、カテーテルを収容可能な第2空間の一例に相当する。
The cross-sectional shape perpendicular to the Z direction of the
湾曲領域挿通孔505sに湾曲領域12bが収まることで変形が規制されると共に、湾曲領域収納部505のZ方向以外の移動を規制する中間領域収納部502と一体となったケースベース501が近位端カバー16に固定される。したがって、複数の駆動ワイヤWで構成されている中間領域12aも撓むため、その撓みも規制され、湾曲部12全体の直線性を確保することができる。
The
従ってカテーテルケース500の装着によって駆動ワイヤWは移動を規制され、被保持部WaのZ方向の位置は、カテーテルユニット100がベースユニット200に装着される際に予め設定された最適な位置を維持することができる。なお、本実施例に係る医療装置1においては、カテーテル11を構成する複数の駆動ワイヤWに対応するベースユニット200側の連結装置21の各構成部品は共通であることから、ベースユニット200へのカテーテルユニット100の装着時には、図21(a)に示すように複数の被保持部WaのZ方向が揃っている状態が最適である。
Therefore, movement of the drive wire W is restricted by mounting the
さらに、カテーテルケース500は、カテーテルユニット100に装着された状態でベースユニット200への装着を阻害しない領域に位置するよう構成されている。具体的には、図21(a)に示すように、カテーテルユニット100にカテーテルケース500が装着された状態であっても、操作部400が外部に露出するように構成されていることにより、装着したまま主に図9を用いて説明したプロセスでカテーテルユニット100をベースユニット200に装着することが可能となる。上述の構成により、ユニット間の装着作業時に被保持部Waの意図しない移動をより確実に防止することができる。即ち、カテーテルユニット100をベースユニットに容易に装着することができる。
Further, the
なお、カテーテルケース500について、本実施例では、カテーテルユニット100をZ方向に挿入可能な孔を有する形上の物について説明したが、この限りではない。カテーテルケース500を、カテーテル挿通孔502sの円筒形状の中心を通る平面で分割した二つの部材で構成し、カバー収納領域501sおよびカテーテル挿通孔502sを形成する片方の部材の溝形状に適合するようカテーテルユニット100を収め、もう一方の部材を、蓋をするように組み立てるようなケース構成でもよい。カテーテルケース500の装着作業が簡便になる場合もあり得る。すなわち、カテーテルケース500の構成は図20等の構成に限定されるものではない。
In this embodiment, the
次に、図22を用いて、湾曲領域収納部505の中間領域収納部502に対する支持構成についてより具体的に説明する。
Next, the supporting structure of the curved
図22は、湾曲領域収納部505に係る構成について、図20における-Y方向に向かって見た状態を示す説明図である。より具体的には、図22(a)は中間領域収納部502単独の湾曲領域収納部505の支持領域の説明図、図22(b)は図20(b)を-Y方向に向かって見た投影図、図22(c)は図20(b)における収納状態のカテーテル11の中心軸11cを通るXZ平面上の断面図である。なお、図22における湾曲領域収納部505のZ方向の位置は、図21と同様に、カテーテルユニット100がベースユニット200に対し未装着の状態を示す。
FIG. 22 is an explanatory diagram showing the configuration of the curved
図22(a)に示すように、中間領域収納部502は、湾曲領域収納部505のZ方向の位置を調整する際に目視で大凡のターゲットを見極めるための目印となる調整マークAM1~AM4を有する。また、中間領域収納部502は調整マークAM1~AM4のそれぞれと対応するように設けられ、湾曲領域収納部505のZ方向の位置を決定し固定するため凹状に形成される被係合部NR1~NR4を有する。
As shown in FIG. 22(a), the intermediate
一方、図22(b)に示すように、湾曲領域収納部505は、調整マークAM1~AM4と位置を目視上で一致させることによりZ方向の大凡の位置を決定するように設けられるインジケーター505mを有する。また、湾曲領域収納部505は、調整マークAM1~AM4を目視できるよう窓505wを有する。
On the other hand, as shown in FIG. 22(b), the curved
また、図22(c)に示すように、湾曲領域収納部505は、中間領域収納部502に対しZ方向以外の移動が規制されるよう、中間領域収納部502の外形と嵌合関係にある嵌合領域505fを有する。さらに、湾曲領域収納部505は、中間領域収納部502の被係合部NR1~NR4と係合可能な凸形状を備えながらスナップフィットのように弾性変形をすることで湾曲領域収納部505のZ方向への移動を可能とする係合部505sfを有する。
Further, as shown in FIG. 22(c), the curved
以上の構成により、使用者は係合部505sfと被係合部NR1~NR4のいずれかが係合した状態から、湾曲領域収納部505をZ方向に所定の操作力で操作することにより、係合部505sfを弾性変形させ、係合状態を解除することができる。この時、使用者は窓505wを注視し、インジケーター505mと調整マークAM1~AM4のいずれかのZ方向の位置が一致するように操作を行う。これにより、被係合部NR1~NR4のうち所望の被係合部と係合部505sfが自動的に係合され、湾曲領域収納部505のZ方向の位置が決定、固定される。
With the above configuration, the user can operate the curved
なお、本実施例では、中間領域収納部502と湾曲領域収納部505の係合部が、被係合部NR1~NR4が凹形状、係合部505sfが凸形状からなる構成について説明したが、この限りではない。湾曲領域収納部505のZ方向の移動を阻害しないよう、被係合部NR1~NR4側が弾性的に移動可能な凸形状から為り、係合部505sf側が対応する凹形状を有する構成でもよい。すなわち、被係合部および係合部の形状は図22の例に限定されるものではない。
In this embodiment, the engaging portions of the intermediate
また、本実施例では、使用者が湾曲領域収納部505の位置を調整する際に目視でターゲッティングする構成として、インジケーター505mを調整マークAM1~AM4に窓505w内で合わせる構成について説明したが、この限りではない。例えば、図22(b)に示す湾曲領域収納部505の外形端部505eのZ方向の位置に対応するように中間領域収納部502の外形に調整マークを設け、互いを目視で合わせる等、目視で二つの部品間の大凡の位置を合わせられるような構成を設けてもよい。
Furthermore, in this embodiment, a configuration has been described in which the
さらに、本実施例では、図21に示すように調整マークAM1~AM4(AM4は不図示)は中間領域収納部502の外形の凹形状で為されているが、この限りではなく、インクによる印字や凸形状を施し、湾曲領域収納部505のZ方向の移動を阻害しないよう、嵌合領域505fの凸形状に対向する領域のみに関しクリアランスを設けるような形状としてもよい。なお、調整マークAM1~AM4、窓505wおよびインジケーター505mを設けなくともよい。
Further, in this embodiment, as shown in FIG. 21, the adjustment marks AM1 to AM4 (AM4 is not shown) are formed in the concave shape of the outer shape of the intermediate
次に、図23を用いて、中間領域収納部502に対する湾曲領域収納部505のZ方向の位置とカテーテル11の湾曲領域12bの校正空間505cに対する位置の関係について説明する。
Next, using FIG. 23, the relationship between the Z-direction position of the curved
図23は、図22(c)と同様の平面上における湾曲領域収納部505に係る構成の断面図である。図23(a)は、図22(c)と同じく湾曲領域収納部505の係合部505sfが中間領域収納部502の被係合部NR1と係合する状態を示す。図23(b)は図23(a)の状態から湾曲領域収納部505を-Z方向に操作し係合部505sfと被係合部NR2との係合に遷移した状態を示す。図23(c)は図23(b)の状態からさらに湾曲領域収納部505を操作し係合部505sfと被係合部NR3との係合に遷移した状態を示す。図23(d)は図23(c)の状態からさらに湾曲領域収納部505を操作し係合部505sfと被係合部NR4との係合に遷移した状態を示す。
FIG. 23 is a cross-sectional view of the configuration of the curved
図23(a)に示すように、係合部505sfと被係合部NR1とが係合状態にある時、カテーテル11の湾曲領域12bは、少なくとも第1ガイドリングJ1、第2ガイドリングJ2、第3ガイドリングJ3の位置する領域に関し、湾曲領域挿通孔505sの内部に収納されている。
As shown in FIG. 23(a), when the engaging portion 505sf and the engaged portion NR1 are in the engaged state, the
図23(b)に示すように、係合部505sfと被係合部NR2とが係合状態にある時、カテーテル11の湾曲領域12bは、校正空間505cの近位端505cpと第2ガイドリングJ2のZ方向の位置が略一致するような位置関係にある。近位端505cpは湾曲領域挿通孔505sの遠位端に対応している。また、係合部505sfと被係合部NR2とが係合状態にある時、第3ガイドリングJ3が校正空間505cに位置する。すなわち、被係合部NR1と被係合部NR2とのZ方向における間隔は第3ガイドリングJ3から第2ガイドリングJ2までの距離と同一である。係合部505sfと被係合部NR1、2は湾曲領域単位でカテーテルを第1空間に送る送り機構の一例に相当する。
As shown in FIG. 23(b), when the engaging portion 505sf and the engaged portion NR2 are in the engaged state, the
この時、湾曲領域12bの第2ガイドリングJ2~第3ガイドリングJ3の間の領域は、湾曲領域挿通孔505sより断面積の大きい校正空間505c内に位置にするため、図3(b)にて説明した第3ガイドリングJ3と接続する第7ワイヤ体Wb31および第8ワイヤ体Wb32、第9ワイヤ体Wb33がZ方向に操作されることによりその姿勢を自在に切り替えることができる状態となる。
At this time, the area between the second guide ring J2 and the third guide ring J3 of the
一方、第1ガイドリングJ1~第2ガイドリングJ2の間の領域は、図23(a)と同様に湾曲領域挿通孔505sの内部に位置するため姿勢が規制されており、第1ガイドリングまたは第2ガイドリングJ2と接続する第1~第6ワイヤ体(Wb11~Wb13、Wb21~Wb23)については操作が許容されない状態となっている。
On the other hand, since the region between the first guide ring J1 and the second guide ring J2 is located inside the curved
図23(c)に示すように、係合部505sfと被係合部NR3とが係合状態にある時、カテーテル11の湾曲領域12bは、校正空間505cの近位端505cpと第1ガイドリングJ1のZ方向の位置が略一致するような位置関係にある。係合部505sfと被係合部NR3とが係合状態にある時、第2ガイドリングJ2および第3ガイドリングJ3が校正空間505cに位置する。すなわち、被係合部NR2と被係合部NR3とのZ方向における間隔は第2ガイドリングJ2から第1ガイドリングJ1までの距離と同一である。
As shown in FIG. 23(c), when the engaging part 505sf and the engaged part NR3 are in the engaged state, the
この時、湾曲領域12bの第1ガイドリングJ1~第3ガイドリングJ3の間の領域は、校正空間505c内に位置にするため、第3ガイドリングJ3と接続する第7~第9ワイヤ体(Wb31~Wb33)に加え、第2ガイドリングJ2と接続する第4~第6ワイヤ体(Wb21~Wb23)がZ方向に操作されることによりその姿勢を自在に切り替えることができる状態となる。
At this time, in order to position the area between the first guide ring J1 to third guide ring J3 in the
一方、第1ガイドリングJ1より近位端側の領域は、図23(a)と同様に湾曲領域挿通孔505sの内部に位置するため姿勢が規制され、第1ガイドリングと接続する第1~第3ワイヤ体(Wb11~Wb13)については操作が許容されない状態となっている。
On the other hand, since the region on the proximal end side of the first guide ring J1 is located inside the curved
図23(d)は、係合部505sfと被係合部NR4とが係合状態にある時の湾曲領域12bと校正空間505cとの関係を示す図である。カテーテル11の湾曲領域12bは、校正空間505cの近位端505cpと第1ガイドリングJ1より近位端側に所定の距離Lj離れた所定部位12bsのZ方向の位置が略一致するような位置関係にある。第1ガイドリングJ1~第3ガイドリングJ3が校正空間505cに位置する。カテーテル11の所定部位12bsは第1ガイドリングJ1の操作により湾曲領域12bが湾曲する際のカテーテル11の変形の起点となる箇所であり、Ljの値は装置の仕様に応じて予め自由に設定することが可能である。
FIG. 23(d) is a diagram showing the relationship between the
この時、湾曲領域12bの所定部位12bsより遠位端側の領域は、校正空間505c内に位置にするため、第2ガイドリングJ2および第3ガイドリングJ3と接続する第4~第9ワイヤ体(Wb21~Wb23、Wb31~Wb33)に加え、第1ガイドリングJ1と接続する第1~第3ワイヤ体(Wb11~Wb13)がZ方向に操作されることによりその姿勢を自在に切り替えることができる状態となる。
At this time, in order to position the region on the distal end side of the predetermined portion 12bs of the
ところで、校正空間505cは円錐状の空間であり、校正空間505cを構成する円錐状の面は、図23(b)~(d)にて示した係合部505sfと被係合部NR2~NR4とがそれぞれ係合関係にある時、ワイヤ体Wbが操作されることにより湾曲領域12bの姿勢が可動域内で切り替わることで湾曲領域12bの遠位端が位置することが可能な空間の内側に存在するように所定の位置に設けられている。言い換えれば、中間領域収納部502と湾曲領域収納部505との位置関係が上述した関係にある時、ワイヤ体Wbを操作することで湾曲領域12bの遠位端を接触させることが可能な位置に校正空間505cの円錐状の面が設けられている。すなわち、第1空間は、第2空間から離れるにつれて短手方向における幅が大きくなる。
By the way, the
なお、本実施例では、校正空間505cの円錐状の面について、一律な傾斜で形成されている構成について説明をしたが、この限りではない。上述した通り、係合部505sfと被係合部NR2~NR4とがそれぞれ係合関係にある時の湾曲領域12bの可動域に対応するように湾曲領域12bの遠位端が接触可能な所定の面があればよい。したがって、校正空間505cは、Z方向の位置によって傾斜が異なる曲面で構成されたり、複数の円錐状の面が断続的に接続されるような構成であったりしてもよい。また、校正空間505cは、カテーテル11の湾曲方向によらず壁に接触することが望ましい。そのため、校正空間505cの壁は、収納状態のカテーテル11の中心軸11c(または湾曲領域挿通孔505sの中心軸)からカテーテルケース500の短手方向において等しい距離にあることが望ましい。すなわち、校正空間505cは円錐形状に限定されるものではなく、収納状態のカテーテル11の中心軸11c(または湾曲領域挿通孔505sの中心軸)から等しい距離に壁があるような空間であればよい。すなわち、第1空間は、短手方向に関して第2空間の中心から等しい距離に壁を有する。
In this embodiment, a configuration has been described in which the conical surface of the
<ひずみゲージを用いたカテーテルユニットの校正>
図23、図24、図25、図26を用いて、カテーテル11の湾曲速度(または湾曲量)のばらつきを低減するカテーテルユニット100の校正方法について説明する。図24はカテーテルユニット100の第3ガイドリングJ3部の校正の動作を説明するフローチャートである。このフローチャートでは、図23(a)の係合部505sfが被係合部NR1に係合している状態を初期状態としている。なお、カテーテルユニット100の第3ガイドリングJ3部とは、例えばカテーテル11のうち第3ガイドリングJ3を含む第3ガイドリングJ3から第2ガイドリングJ2までの少なくとも一部を含むものである。
<Calibration of catheter unit using strain gauge>
A method for calibrating the
S101で、使用者は係合部505sfを被係合部NR2に係合させる。係合部505sfが被係合部NR2に係合された状態は図23(b)の状態である。係合部505sfの被係合部への係合は手動であってもよいし、治具等を用いて自動で行う構成としてもよい。 In S101, the user engages the engaging portion 505sf with the engaged portion NR2. The state in which the engaging portion 505sf is engaged with the engaged portion NR2 is the state shown in FIG. 23(b). The engaging portion 505sf may be engaged with the engaged portion manually, or may be automatically engaged using a jig or the like.
次に使用者は入力装置3bから演算装置3aに校正の実行命令を出すと、S102にて、演算装置3aの校正部Aは、例えば第7モータMb31のゲインとして設定部Gに所定の基準となるゲイン(例えば7Fh)を設定する。ゲインの設定とともに、校正部Aは、第7モータMb31をCW駆動させると共に、第7エンコーダE31のカウントを開始し、タイマTをスタートさせる。ここで、ゲイン設定部Gに設定できるゲインは例えば0~FFhとする。S102にてモータMbがCW駆動されると、カテーテル11の第3ガイドリングJ3に接続されたワイヤW31が引かれ、図25(a)の様に、カテーテル11の第2ガイドリングJ2と第3ガイドリングJ3の間が湾曲する。また、第7モータMb31がCW駆動されカテーテル11の湾曲が始まると、時間の経過と共に、駆動源M31と駆動ワイヤW31間に設けられた力センサ50に張力が発生し、起歪体51sが歪むことで、ひずみゲージ52gの出力が図26の様に変化する。ひずみゲージ52gの出力は増幅回路54で増幅された後に校正部Aに入力される。したがって、校正部Aは図26に示すひずみゲージ52gの出力を取得することができる。なお、校正の開始は第7モータMb31からに限定されるものではなく、他のモータから開始することとしてもよい。なお、ステップS102における第7モータMb31の駆動指示は、自動であってもよいし手動であってもよい。以下、本校正方法におけるモータMbの駆動は自動であってもよいし手動であってもよい。
Next, when the user issues a calibration execution command to the arithmetic device 3a from the
S103では、校正部Aは、ひずみゲージ52gの出力(より具体的には増幅回路54の出力)が、閾値Nthを超えたか否かを判断する。図26の様にひずみゲージ52gの出力が上昇し、やがてカテーテル11の湾曲部が校正空間505cの側面に到達(接触)すると、湾曲が規制されることで、ひずみゲージ52gの出力が急激に上昇し、閾値Nthを越える。閾値Nthはカテーテル11の湾曲部が校正空間505cの側面に到達した時に発生するひずみゲージ52gの出力値の近傍に設定されることが望ましい。なお、校正部Aは、ひずみゲージ52gの時間経過に伴う変化量が閾値を超えたか否かを判定することとしてもよい。
In S103, the calibration unit A determines whether the output of the
S103にて、ひずみゲージ52gの出力が、閾値Nthを超えると、S104にて、校正部Aは、第7モータMb31を停止し、タイマTもストップする。校正部Aはこの時のタイマTの値を取得する。
When the output of the
次にS105にて、校正部Aは、第7モータMb31をCCW駆動し、S106へと移行する。S106では、校正部Aは第7エンコーダE31のカウントがCW駆動前の状態(例えば0000h)となったか判断する。すなわち、校正部Aは、S102にてモータMb31をCW駆動した駆動量を第7エンコーダE31でカウントし、S106にて第7モータMb31を第7エンコーダE31のカウントが0000hになるまでCCW駆動することで、図23(b)のように、カテーテルの湾曲を元の位置にもどしている。ここでは、校正部Aは、第7エンコーダE31のカウントが0000hとなったことを判断するとして説明したが、校正部Aは第7エンコーダE31のカウントが0000h以下として判断しても良い。 Next, in S105, the calibration unit A drives the seventh motor Mb31 CCW, and the process moves to S106. In S106, the calibration unit A determines whether the count of the seventh encoder E31 has reached the state before CW driving (for example, 0000h). That is, the calibration unit A counts the driving amount of the motor Mb31 driven CW in S102 with the seventh encoder E31, and drives the seventh motor Mb31 CCW in S106 until the count of the seventh encoder E31 reaches 0000h. Then, as shown in FIG. 23(b), the curve of the catheter is returned to its original position. Here, it has been explained that the proofreading unit A judges that the count of the seventh encoder E31 becomes 0000h, but the proofreading part A may judge that the count of the seventh encoder E31 becomes 0000h or less.
S106で第7エンコーダE31のカウントが0000hになると、校正部AはS107にて第7モータMb31を停止する。そして、校正部AはタイマTの値を基準値Ttと比較する。具体的には、第7モータMb31の効率が高く、第7駆動ワイヤW31の摩擦が少ない等の場合は、図26のT1の様にカテーテル11の湾曲部は基準値Ttよりも早いT1で校正空間505cの側面に到達する。第7モータMb31の効率が低く、第7駆動ワイヤW31の摩擦が多い等の場合は、図26のT12の様にカテーテル11の湾曲部は基準値Ttよりも遅いT2で校正空間505cの側面に到達する。
When the count of the seventh encoder E31 reaches 0000h in S106, the calibration unit A stops the seventh motor Mb31 in S107. Then, the calibration unit A compares the value of the timer T with the reference value Tt. Specifically, when the efficiency of the seventh motor Mb31 is high and the friction of the seventh drive wire W31 is low, the curved portion of the
ここでは、T1と基準値Ttとの比較及びゲイン設定部Gの再設定について説明する。校正部Aは、時間と基準値とに基づいて、駆動力を校正する。例えば、S102にてゲイン設定部Gに設定した7Fhを基準とした場合、校正部Aは7Fh×T1/Ttを第7モータMb31のゲインとしてゲイン設定Gに再設定する。すなわち、第7モータMb31のCW駆動から、カテーテル11の湾曲部が校正空間505cの側面に基準値Ttよりも早く到達しているため、校正部Aは第7モータMb31のゲインとして設定部Gに7Fhより低い7Fh×T1/Ttを設定する。これにより、第7モータMb31のCW駆動から、カテーテル11の湾曲部が校正空間505cの側面に基準値Ttで到達するように補正をしている。ここで、補正式を7Fh×T1/Ttとしているが、その他の係数を含める等、この限りではない。以上により、第7モータMb31のゲインに関する校正は終了となる。このように、校正部Aは、湾曲領域の湾曲開始から壁に接触するまでの時間に基づいて、駆動力を校正する。具体的には、校正部Aは連結装置12に含まれるひずみゲージ52gの出力から決定された時間を利用する。すなわち校正部Aは、伝達機構のひずみから決定された時間に基づいて、駆動力を校正する。
Here, the comparison between T1 and the reference value Tt and the resetting of the gain setting section G will be explained. The calibration section A calibrates the driving force based on time and a reference value. For example, when 7Fh set in the gain setting unit G in S102 is used as a reference, the calibration unit A resets the gain setting G to 7Fh×T1/Tt as the gain of the seventh motor Mb31. That is, since the curved portion of the
引き続き、S108に示すように、第8モータMb32のゲイン、第9モータMb33のゲインの校正を、S102からS107と同様の手順で行う。第8モータMb32のゲインおよび第9モータMb33のゲインの校正が完了することにより、カテーテルユニット100の第3ガイドリングJ3部の校正が終了する。
Subsequently, as shown in S108, the gain of the eighth motor Mb32 and the gain of the ninth motor Mb33 are calibrated in the same procedure as S102 to S107. By completing the calibration of the gain of the eighth motor Mb32 and the gain of the ninth motor Mb33, the calibration of the third guide ring J3 portion of the
次に図24のS101同様に、使用者は係合部505sfを被係合部NR3に係合させる。係合部505sfが被係合部NR3に係合された状態は図23(c)の状態である。この状態で、第2ガイドリングJ2部の校正の動作を、第3ガイドリングJ3部の校正の動作と同様に、図24のS102からS108の手順で行う。更に、使用者は係合部505sfを被係合部NR4に係合させる。係合部505sfが被係合部NR4に係合された状態は図23(d)の状態である。この状態で、第1ガイドリングJ1部の校正の動作を、第3ガイドリングJ3部の校正の動作と同様に、図24のS102からS108の手順で行う。すなわち、校正部Aは複数の湾曲領域ごとに駆動力を校正する。 Next, similarly to S101 in FIG. 24, the user engages the engaging portion 505sf with the engaged portion NR3. The state in which the engaging portion 505sf is engaged with the engaged portion NR3 is the state shown in FIG. 23(c). In this state, the calibration operation for the second guide ring J2 section is performed in the same manner as the calibration operation for the third guide ring J3 section, in the steps S102 to S108 in FIG. Further, the user engages the engaging portion 505sf with the engaged portion NR4. The state in which the engaging portion 505sf is engaged with the engaged portion NR4 is the state shown in FIG. 23(d). In this state, the operation of calibrating the first guide ring J1 section is performed in the same manner as the operation of calibrating the third guide ring J3 section, in the steps S102 to S108 in FIG. 24. That is, the calibration unit A calibrates the driving force for each of the plurality of curved regions.
以上により、第1~第9モータ(Mb11~Mb33)のゲインに関する校正は終了となる。すなわち、カテーテルユニット100の校正は終了となる。第2ガイドリングJ2部とは、例えばカテーテル11のうち第2ガイドリングJ2を含む第2ガイドリングJ2部から第1ガイドリングJ1までの少なくとも一部を含むものである。第1ガイドリングJ1部とは、例えばカテーテル11のうち第1ガイドリングJ1を含む第1ガイドリングJ1部から第1ガイドリングJ1より近位端側に所定の距離Ljまでの少なくとも一部を含むものである。
With the above, the calibration regarding the gains of the first to ninth motors (Mb11 to Mb33) is completed. That is, the calibration of the
モータMbの効率、駆動源の負荷、ワイヤWの摩擦、カテーテル11の硬度等のバラツキをモータMbのゲイン設定部Gに設定されたゲインの値を補正することで、使用者が入力装置3bから指示した動作に対して、湾曲のばらつきを低減することができる。本実施例によれば、理想的にはどの方向にも均一な速度でカテーテル11を湾曲させることができる。
By correcting the gain value set in the gain setting section G of the motor Mb for variations in the efficiency of the motor Mb, the load of the drive source, the friction of the wire W, the hardness of the
(実施例2)
<エンコーダを用いたカテーテルユニットの校正>
実施例1では、カテーテル11の湾曲部が校正空間505cの側面に到達したことをひずみゲージ52gを用いて説明したが、実施例2では、エンコーダEを用いたカテーテルユニット100の校正方法について説明する。本実施例では実施例1との違いについて述べ、装置の構成など実施例1と同様の部分についての説明は省略する。
(Example 2)
<Calibration of catheter unit using encoder>
In Example 1, it was explained using the
図27はカテーテルユニット100の第3ガイドリングJ3部の校正の動作を説明するフローチャートである。このフローチャートでは、図23(a)の係合部505sfが被係合部NR1に係合している状態を初期状態としている。
FIG. 27 is a flowchart illustrating the calibration operation of the third guide ring J3 portion of the
S201で、使用者は係合部505sfを被係合部NR2に係合させる。係合部505sfが被係合部NR2に係合された状態は図23(b)の状態である。 In S201, the user engages the engaging portion 505sf with the engaged portion NR2. The state in which the engaging portion 505sf is engaged with the engaged portion NR2 is the state shown in FIG. 23(b).
次に使用者は入力装置3bから演算装置3aに校正の実行命令を出すと、S202にて、校正部Aは第7モータMb31のゲインとしてゲイン設定部Gに所定の基準となるゲイン(例えば7Fh)を設定する。ゲインの設定とともに、校正部Aは、第7モータMb31をCW駆動させると共に、第7エンコーダE31のカウントを開始し、タイマTをスタートさせる。ここで、ゲイン設定部Gに設定できるゲインは例えば0~FFhとする。
Next, when the user issues a calibration execution command from the
S202にてモータMbがCW駆動されると、カテーテル11の第3ガイドリングJ3に接続された第7駆動ワイヤW31が引かれ、図25(a)の様に、カテーテル11の第2ガイドリングJ2と第3ガイドリングJ3の間が湾曲する。また、第7モータMb31がCW駆動されカテーテル11の湾曲が始まると、時間の経過と共に、第7モータMb31の第7エンコーダE31のカウントが図28の様にカウントアップされていく。S203では、校正部Aは第7エンコーダE31のカウントアップが停止したか否かを判断する。
When the motor Mb is driven CW in S202, the seventh drive wire W31 connected to the third guide ring J3 of the
図28の様に第7エンコーダE31がカウントアップされ、やがてカテーテル11の湾曲部が校正空間505cの側面に到達(接触)すると、湾曲が規制されることで、第7エンコーダE31のカウントアップが停止する。ここでは第7エンコーダE31のカウントアップが完全に停止することを条件としているが、第7エンコーダE31のカウントアップスピードの低下や、負荷の反力による第7エンコーダE31のカウントダウンを条件としてもよい。
As shown in FIG. 28, the seventh encoder E31 counts up, and when the curved part of the
S203にて、校正部AがエンコーダE31のカウントアップが停止したと判断すると、S204にて、校正部Aは、第7モータMb31を停止し、タイマTもストップする。校正部Aはこの時のタイマTの値を取得する。 When the calibration unit A determines that the count-up of the encoder E31 has stopped in S203, the calibration unit A stops the seventh motor Mb31 and also stops the timer T in S204. The calibration unit A obtains the value of the timer T at this time.
次にS205にて校正部Aは、第7モータMb31をCCW駆動し、S206へと移行する。 Next, in S205, the calibration unit A drives the seventh motor Mb31 CCW, and the process moves to S206.
S206では、校正部Aは第7エンコーダE31のカウントがCW駆動前の状態(例えば0000h)となったか判断する。すなわち、校正部Aは、S202にて第7モータMb31をCW駆動した駆動量を第7エンコーダE31でカウントし、S206にて第7モータMb31を第7エンコーダE31のカウントが0000hになるまでCCW駆動することで、図23(b)のように、カテーテルの湾曲を元の位置にもどしている。ここでは校正部Aが第7エンコーダE31のカウントが0000hとなったことを判断するとして説明したが、第7エンコーダE31のカウントが0000h以下として判断しても良い。 In S206, the calibration unit A determines whether the count of the seventh encoder E31 has reached the state before CW driving (for example, 0000h). That is, in S202, the calibration unit A counts the driving amount of the seventh motor Mb31 CW with the seventh encoder E31, and in S206 the seventh motor Mb31 is driven CCW until the count of the seventh encoder E31 reaches 0000h. By doing so, the curve of the catheter is returned to its original position as shown in FIG. 23(b). Although it has been described here that the calibration unit A determines that the count of the seventh encoder E31 has reached 0000h, it may also determine that the count of the seventh encoder E31 is equal to or less than 0000h.
S206で第7エンコーダE31のカウントが0000hになると、校正部AはS207にて第7モータMb31を停止する。そして、校正部Aは、タイマTの値を基準値Ttと比較する。具体的には、第7モータMb31の効率が高く、第7ワイヤW31の摩擦が少ない等の場合は、図28のT3の様にカテーテル11の湾曲部は基準値Ttよりも早いT3で校正空間505cの側面に到達する。第7モータMb31の効率が低く、第7ワイヤW31の摩擦が多い等の場合は、図28のT4の様にカテーテル11の湾曲部は基準値Ttよりも遅いT4で校正空間505cの側面に到達する。
When the count of the seventh encoder E31 reaches 0000h in S206, the calibration unit A stops the seventh motor Mb31 in S207. Then, the calibration unit A compares the value of the timer T with the reference value Tt. Specifically, when the efficiency of the seventh motor Mb31 is high and the friction of the seventh wire W31 is low, the curved portion of the
ここでは、T3と基準値Ttとの比較及びゲイン設定部Gの再設定について説明する。例えば、S202にてゲイン設定部Gに設定した7Fhを基準とした場合、校正部Aは7Fh×T3/Ttを第7モータMb31のゲインとしてゲイン設定部Gに再設定する。すなわち、第7モータMb31のCW駆動から、カテーテル11の湾曲部が校正空間505cの側面に基準値Ttよりも早く到達しているため、校正部Aは、第7モータMb31のゲインとしてゲイン設定部Gに7Fhより低い7Fh×T3/Ttを設定する。これにより、モータMb31のCW駆動から、カテーテル11の湾曲部が校正空間505cの側面に基準値Ttで到達するように補正をしている。ここで、補正式を7Fh×T3/Ttとしているが、その他の係数を含める等、この限りではない。以上により、第7モータMb31のゲインに関する校正は終了となる。このように校正部Aは、モータの回転から決定された時間に基づいて、駆動力を校正する。
Here, a comparison between T3 and the reference value Tt and resetting of the gain setting section G will be explained. For example, when 7Fh set in the gain setting unit G in S202 is used as a reference, the calibration unit A resets 7Fh×T3/Tt in the gain setting unit G as the gain of the seventh motor Mb31. That is, since the curved portion of the
引き続き、S208に示すように、第8モータMb32のゲイン、第9モータMb33のゲインの校正を、S202からS207の手順で行うことにより、カテーテルユニット100の第3ガイドリングJ3部の校正が終了する。
Subsequently, as shown in S208, the gain of the eighth motor Mb32 and the gain of the ninth motor Mb33 are calibrated in the steps S202 to S207, thereby completing the calibration of the third guide ring J3 portion of the
次に図27のS201同様に、使用者は係合部505sfを被係合部NR3に係合させる。係合部505sfが被係合部NR3に係合された状態は図23(c)の状態である。この状態で、第2ガイドリングJ2部の校正の動作を、第3ガイドリングJ3部の校正の動作と同様に、図27のS202からS208の手順で行う。更に、使用者は係合部505sfを被係合部NR4に係合させる。係合部505sfが被係合部NR4に係合された状態は図23(d)の状態である。この状態で、第1ガイドリングJ1部の校正の動作を、第3ガイドリングJ3部の校正の動作と同様に、図27のS202からS208の手順で行う。 Next, similarly to S201 in FIG. 27, the user engages the engaging portion 505sf with the engaged portion NR3. The state in which the engaging portion 505sf is engaged with the engaged portion NR3 is the state shown in FIG. 23(c). In this state, the operation of calibrating the second guide ring J2 section is performed in the same manner as the operation of calibrating the third guide ring J3 section, in the steps S202 to S208 in FIG. 27. Further, the user engages the engaging portion 505sf with the engaged portion NR4. The state in which the engaging portion 505sf is engaged with the engaged portion NR4 is the state shown in FIG. 23(d). In this state, the operation of calibrating the first guide ring J1 section is performed in the same manner as the operation of calibrating the third guide ring J3 section, in the steps S202 to S208 in FIG. 27.
以上により、第1~第9モータ(Mb11~Mb33)のゲインに関する校正は終了となる。すなわち、カテーテルユニット100の校正は終了となり、モータMbの効率、駆動源の負荷、ワイヤWの摩擦、カテーテル11の硬度等のバラツキをモータMbのゲイン設定部Gの値を補正することで、使用者が入力装置3bから指示した動作に対して、湾曲のばらつきを低減することができる。本実施例によれば、理想的にはどの方向にも均一な速度でカテーテル11を湾曲させることができる。
With the above, the calibration regarding the gains of the first to ninth motors (Mb11 to Mb33) is completed. That is, the calibration of the
(実施例3)
<電流検知部を用いたカテーテルユニットの校正>
実施例1では、カテーテル11の湾曲部が校正空間505cの側面に到達したことをひずみゲージ52gを用いて説明したが、実施例3では、電流検知部Cを用いたカテーテルユニット100の校正方法について説明する。なお、実施例3では、モータMbはDCブラシモータとして説明する。本実施例では実施例1との違いについて述べ、装置の構成など実施例1と同様の部分についての説明は省略する。
(Example 3)
<Calibration of catheter unit using current detection unit>
In Example 1, the fact that the curved portion of the
図29はカテーテルユニット100の第3ガイドリングJ3部の校正の動作を説明するフローチャートである。このフローチャートでは、図23(a)の係合部505sfが被係合部NR1に係合している状態を初期状態としている。
FIG. 29 is a flowchart illustrating the calibration operation of the third guide ring J3 portion of the
S301で、使用者は係合部505sfを被係合部NR2に係合させる。係合部505sfが被係合部NR2に係合された状態は図23(b)の状態である。 In S301, the user engages the engaging portion 505sf with the engaged portion NR2. The state in which the engaging portion 505sf is engaged with the engaged portion NR2 is the state shown in FIG. 23(b).
次に使用者は入力装置3bから演算装置3aに校正の実行命令を出すと、S302にて、校正部Aは第7モータMb31のゲインとしてゲイン設定部Gに所定の基準となるゲイン(例えば7Fh)を設定する。ゲインの設定とともに、校正部Aは第7モータMb31をCW駆動させると共に、エンコーダE31のカウントを開始し、タイマTをスタートさせる。ここで、ゲイン設定部Gに設定できるゲインは例えば0~FFhとする。
Next, when the user issues a calibration execution command from the
S302にてモータMbがCW駆動されると、カテーテル11の第3ガイドリングJ3に接続された第7駆動ワイヤW31が引かれ、図25(a)の様に、カテーテル11の第2ガイドリングJ2と第3ガイドリングJ3の間が湾曲する。また、第7モータMb31がCW駆動されカテーテル11の湾曲が始まると、時間の経過と共に、第7モータMb31の電流検出部C31の出力が図30の様に変化する。
When the motor Mb is driven CW in S302, the seventh drive wire W31 connected to the third guide ring J3 of the
S303では、校正部Aが電流検出部C31の出力が、閾値Ithを超えたか否かを判断する。 In S303, the calibration unit A determines whether the output of the current detection unit C31 exceeds the threshold value Ith.
図26の様に電流検出部C31の出力が上昇し、やがてカテーテル11の湾曲部が校正空間505cの側面に到達(接触)すると、湾曲が規制されることで、電流検出部Cの出力が急激に上昇し、閾値Ithを越える。閾値Ithはカテーテル11の湾曲部が校正空間505cの側面に到達し、モータMbがロックした時に発生するロック電流に基づき設定されることが望ましい。なお、モータMbがDCブラシモータの場合、モータMbの起動時にIthを超える起動電流が流れることがある。よって、起動後Ts時間は電流検出部Cの機能を停止する等の工夫をしても良い。
As shown in FIG. 26, the output of the current detection section C31 increases, and when the curved section of the
S303にて、電流検出部C31の出力が、閾値Ithを超えると、S304にて、校正部Aは第7モータMb31を停止し、タイマTもストップする。校正部Aはこの時のタイマTの値を取得する。 When the output of the current detection unit C31 exceeds the threshold value Ith in S303, the calibration unit A stops the seventh motor Mb31 and also stops the timer T in S304. The calibration unit A obtains the value of the timer T at this time.
次にS305にて校正部Aは第7モータMb31をCCW駆動し、S306へと移行する。 Next, in S305, the calibration unit A drives the seventh motor Mb31 CCW, and the process moves to S306.
S306では、校正部Aは第7エンコーダE31のカウントがCW駆動前の状態(例えば0000h)となったか判断する。すなわち、校正部Aは、S302にて第7モータMb31をCW駆動した駆動量を第7エンコーダE31でカウントし、S306にて第7モータMb31を第7エンコーダE31のカウントが0000hになるまでCCW駆動することで、図23(b)のように、カテーテルの湾曲を元の位置にもどしている。ここでは校正部Aが第7エンコーダE31のカウントが0000hとなったことを判断するとして説明したが、第7エンコーダE31のカウントが0000h以下として判断しても良い。S306で第7エンコーダE31のカウントが0000hになると、校正部AはS307にて第7モータMb31を停止する。そして、校正部Aは、タイマTの値を基準値Ttと比較する。具体的には、第7モータMb31の効率が高く、第7ワイヤW31の摩擦が少ない等の場合は、図28のT5の様にカテーテル11の湾曲部は基準値Ttよりも早いT5で校正空間505cの側面に到達する。モータMb31の効率が低く、ワイヤW31の摩擦が多い等の場合は、図28のT6の様にカテーテル11の湾曲部は基準値Ttよりも遅いT6で校正空間505cの側面に到達する。
In S306, the calibration unit A determines whether the count of the seventh encoder E31 has reached the state before CW driving (for example, 0000h). That is, in S302, the calibration unit A counts the drive amount of the seventh motor Mb31 driven in a CW manner using the seventh encoder E31, and in S306 the seventh motor Mb31 is driven in a CCW manner until the count of the seventh encoder E31 reaches 0000h. By doing so, the curve of the catheter is returned to its original position as shown in FIG. 23(b). Although it has been described here that the calibration unit A determines that the count of the seventh encoder E31 has reached 0000h, it may also determine that the count of the seventh encoder E31 is equal to or less than 0000h. When the count of the seventh encoder E31 reaches 0000h in S306, the calibration unit A stops the seventh motor Mb31 in S307. Then, the calibration unit A compares the value of the timer T with the reference value Tt. Specifically, when the efficiency of the seventh motor Mb31 is high and the friction of the seventh wire W31 is low, the curved portion of the
ここでは、T5と基準値Ttとの比較及びゲイン設定部Gの再設定について説明する。例えば、S302にてゲイン設定部Gに設定した7Fhを基準とした場合、校正部Aは7Fh×T5/Ttを第7モータMb31のゲインとしてゲイン設定Gに再設定する。すなわち、第7モータMb31のCW駆動から、カテーテル11の湾曲部が校正空間505cの側面に基準値Ttよりも早く到達しているため、校正部Aは、第7モータMb31のゲインとしてゲイン設定部Gに7Fhより低い7Fh×T5/Ttを設定する。これにより第7モータMb31のCW駆動から、カテーテル11の湾曲部が校正空間505cの側面に基準値Ttで到達するように補正をしている。ここで、補正式を7Fh×T5/Ttとしているが、その他の係数を含める等、この限りではない。以上により、第7モータMb31のゲインに関する校正は終了となる。このように、校正部Aは、モータを回転させるための電流から決定された時間に基づいて、駆動力を校正する。
Here, the comparison between T5 and the reference value Tt and the resetting of the gain setting section G will be explained. For example, when 7Fh set in the gain setting unit G in S302 is used as a reference, the calibration unit A resets the gain setting G to 7Fh×T5/Tt as the gain of the seventh motor Mb31. That is, since the curved portion of the
引き続き、S208に示すように、第8モータMb32のゲイン、第9モータMb33のゲインの校正を、S302からS307の手順で行うことにより、カテーテルユニット100の第3ガイドリングJ3部の校正が終了する。
Subsequently, as shown in S208, the gain of the eighth motor Mb32 and the gain of the ninth motor Mb33 are calibrated in the steps S302 to S307, thereby completing the calibration of the third guide ring J3 portion of the
次に図29のS301同様に、使用者は係合部505sfを被係合部NR3に係合させる。係合部505sfが被係合部NR3に係合された状態は図23(c)の状態である。この状態で、第2ガイドリングJ2部の校正の動作を、第3ガイドリングJ3部の校正の動作と同様に、図29のS302からS308の手順で行う。更に、使用者は係合部505sfを被係合部NR4に係合させる。係合部505sfが被係合部NR4に係合された状態は図23(d)の状態である。この状態で、第1ガイドリングJ1部の校正の動作を、第3ガイドリングJ3部の校正の動作と同様に、図27のS302からS308の手順で行う。 Next, similarly to S301 in FIG. 29, the user engages the engaging portion 505sf with the engaged portion NR3. The state in which the engaging portion 505sf is engaged with the engaged portion NR3 is the state shown in FIG. 23(c). In this state, the calibration operation for the second guide ring J2 section is performed in the same manner as the calibration operation for the third guide ring J3 section, according to the steps S302 to S308 in FIG. 29. Further, the user engages the engaging portion 505sf with the engaged portion NR4. The state in which the engaging portion 505sf is engaged with the engaged portion NR4 is the state shown in FIG. 23(d). In this state, the operation of calibrating the first guide ring J1 section is performed in the same manner as the operation of calibrating the third guide ring J3 section, in the steps S302 to S308 in FIG. 27.
以上により、第1~第9モータ(Mb11~Mb33)のゲインに関する校正は終了となる。すなわち、カテーテルユニット100の校正は終了となり、モータMbの効率、駆動源Mの負荷、ワイヤWの摩擦、カテーテル11の硬度等のバラツキをモータMbのゲイン設定部Gの値を補正することで、使用者が入力装置3bから指示した動作に対して、湾曲のばらつきを低減することができる。本実施例によれば、理想的にはどの方向にも均一な速度でカテーテル11を湾曲させることができる。
With the above, the calibration regarding the gains of the first to ninth motors (Mb11 to Mb33) is completed. That is, the calibration of the
なお、実施例3では、モータMbがDCブラシモータとしたものの、これに限られるものではない。なお、様々な校正方法について説明したが実施例1-3の少なくとも2つを組み合わせることとしてもよい。実施例1-3の少なくとも2つを組み焦る場合は、校正部Aが取得したタイマTの値の平均、中央値などを用いることとしてもよい。 In addition, in Example 3, although the motor Mb is a DC brush motor, it is not limited to this. Although various calibration methods have been described, at least two of Examples 1-3 may be combined. If you are in a hurry to combine at least two of Examples 1-3, you may use the average, median, or the like of the values of timer T acquired by the calibration unit A.
(実施例4)
<バックドライブを用いたカテーテルユニットの校正>
実施例4では、校正対象となるモータMb以外のモータMbにバックドライブを用いた、カテーテルユニット100の校正方法について説明する。実施例1、実施例2、実施例3では、校正対象となるモータMbのみを駆動することで、カテーテル100の校正を行う方法を説明した。一方、校正対象のモータMbを動作させ、カテーテル11を湾曲させる場合、カテーテル11を通じて間接的に校正対象外のモータMbに接続される駆動源M、駆動ワイヤWにも負荷がかかってくる。すなわち、校正対象のモータMbを動作させ、カテーテル11を湾曲させると、対象のひずみゲージ52g以外のひずみゲージ52gも出力が発生する。
(Example 4)
<Calibration of catheter unit using backdrive>
In Example 4, a method for calibrating the
詳しくは、第7モータMb31のゲインを対象とした校正を行う際に、第7モータMb31の効率は高く、駆動源Mの負荷も小さく、第7駆動ワイヤW31の摩擦が低い場合でも、第8モータMb32にかかる第8駆動ワイヤW32の摩擦が高いと、第7モータMb31の効率が低く、駆動源Mの負荷も多く、第7駆動ワイヤW31の摩擦が高いと判断して、第7モータMb31のゲインとしてゲイン設定部Gに校正に必要な値よりも大きな値を入れてしまうことがある。よって、校正対象となるモータMb以外のモータMbでバックドライブを実施する。 Specifically, when performing calibration targeting the gain of the seventh motor Mb31, even if the efficiency of the seventh motor Mb31 is high, the load of the drive source M is small, and the friction of the seventh drive wire W31 is low, the gain of the seventh motor Mb31 is When the friction of the eighth drive wire W32 applied to the motor Mb32 is high, the efficiency of the seventh motor Mb31 is low, the load on the drive source M is also large, and it is determined that the friction of the seventh drive wire W31 is high, and the seventh motor Mb31 In some cases, a value larger than the value required for calibration may be set in the gain setting section G as the gain of the . Therefore, backdrive is performed with a motor Mb other than the motor Mb to be calibrated.
バックドライブについて、図31を用いて説明する。例えば、第7モータMb31がCW駆動されると、カテーテル11の第3ガイドリングJ3に接続された第7駆動ワイヤW31が引かれ、図25(a)の様に、カテーテル11の第2ガイドリングJ2と第3ガイドリングJ3の間が湾曲する。第7モータMb31がCW駆動されカテーテル11の湾曲が始まると、時間の経過と共に、第7駆動源M31と第7駆動ワイヤW31間に設けられた力センサ50の張力が発生し、第7起歪体51s31が歪むことで、第7ひずみゲージ52g31の出力が図31の様に変化する。一方、第7駆動源M31、第7駆動ワイヤW31と120度位相がずれた位置に配置された第8駆動源M32、第8駆動ワイヤW32に対応する起歪体51s32にも歪みが発生し、第8ひずみゲージ52g32の出力が変化する。第8モータMb32でバックドライブを実施しない場合、第8ひずみゲージ52g32の出力は図31の点線のように推移する。一方、校正部Aが第8モータMb32でバックドライブを実施した場合、第8ひずみゲージ52g32の出力が閾値Bthに到達すると、校正部Aは第8モータMb32をCCWに駆動する。校正部Aは、第8ひずみゲージ52g32の出力が下がり、第8ひずみゲージ52g32の出力がゼロに到達すると第8モータMb32の駆動を停止する。この動作を繰り返し行うことで、第7モータMb31の校正時における、第8ワイヤW32の摩擦の影響を抑えることができる。ここで、第7~9モータ(Mb31~Mb33)は湾曲領域を異なる方向に湾曲させるため、複数の前記駆動源の一例である。上述のように校正部Aは、複数の駆動源のうち校正対象の1の駆動源の駆動力に基づいた湾曲領域の湾曲により生じる、校正対象の駆動源とは異なる駆動源の駆動力を減じるように当該異なる駆動源の駆動力を調整するバックドライブを実施する。
The back drive will be explained using FIG. 31. For example, when the seventh motor Mb31 is driven CW, the seventh drive wire W31 connected to the third guide ring J3 of the
次にバックドライブを用いたカテーテルユニット100の第3ガイドリングJ3部の校正の動作について図32を用いて説明する。S401は実施例1のS101と同じであるため説明を省略する。
Next, the operation of calibrating the third guide ring J3 portion of the
S402にて、実施例1のS102に加え、校正部Aは、第8モータMb32、第9モータMb33、第4モータMb21、第5モータMb22、第6モータMb23、第1モータMb11、第2モータMb12、第3モータMb13のバックドライブを開始する。 In S402, in addition to S102 of the first embodiment, the calibration unit A also controls the eighth motor Mb32, the ninth motor Mb33, the fourth motor Mb21, the fifth motor Mb22, the sixth motor Mb23, the first motor Mb11, and the second motor Mb12 starts back-driving the third motor Mb13.
S403からS406までは実施例1のS103からS106と同じであるため説明を省略する。 Since steps S403 to S406 are the same as steps S103 to S106 in the first embodiment, their explanation will be omitted.
S407では、実施例1のS107に加え、校正部Aは、第8モータMb32、第9モータMb33、第4モータMb21、第5モータMb22、第6モータMb23、第1モータMb11、第2モータMb12、第3モータMb13のバックドライブを終了する。またS408についても、実施例1のS108と同じであるため説明を省略する。 In S407, in addition to S107 of the first embodiment, the calibration unit A also controls the eighth motor Mb32, the ninth motor Mb33, the fourth motor Mb21, the fifth motor Mb22, the sixth motor Mb23, the first motor Mb11, and the second motor Mb12. , the back drive of the third motor Mb13 is completed. Further, S408 is also the same as S108 of the first embodiment, so the explanation will be omitted.
続いて、第2ガイドリングJ2部の校正、第1ガイドリングJ1部の校正においてもバックドライブを実施するが、バックドライブ以外のしょりは実施例1と同様であるため、説明を省略する。なお、バックドライブの処理は実施例1のみではなく実施例2,3と組み合わせてもよい。 Subsequently, a back drive is also performed in the calibration of the second guide ring J2 section and the first guide ring J1 section, but since the steps other than the back drive are the same as in Example 1, the explanation will be omitted. Note that the back drive process may be performed not only in the first embodiment but also in combination with the second and third embodiments.
以上説明したように、モータMbの効率、駆動源の負荷、ワイヤWの摩擦、カテーテル11の硬度等のバラツキをモータMbのゲイン設定部Gの値を補正することで、使用者が入力装置3bから指示した動作に対して、湾曲方向に対する湾曲のばらつきを低減することができる。本実施例によれば、理想的にはどの方向にも均一な速度でカテーテル11を湾曲させることができる。 いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、実施形態同士の組み合わせを行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
As explained above, by correcting the value of the gain setting section G of the motor Mb to compensate for variations in the efficiency of the motor Mb, the load of the drive source, the friction of the wire W, the hardness of the
(その他の実施例)
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
(Other examples)
The present invention provides a system or device with a program that implements one or more of the functions of the embodiments described above via a network or a storage medium, and one or more processors in the computer of the system or device reads and executes the program. This can also be achieved by processing. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.
100 カテーテルユニット
200 ベースユニット
51s 起歪体
52g ひずみゲージ
500 カテーテルケース
505 湾曲領域収納部
505c キャリブレーション空間
A 校正部
C 電流検知部
E エンコーダ
G ゲイン設定部
M 駆動部
Mb モータ
T タイマ
W 駆動ワイヤ
Wa 被保持部
100
Claims (17)
前記カテーテルを収容可能であり、前記湾曲領域が湾曲可能な第1空間を有するケースと、
前記湾曲領域が湾曲することによる前記第1空間の壁への接触に基づいて、前記駆動力を校正する校正手段と、を有するシステム。 a catheter having a curved region that curves based on a driving force from a driving source;
a case capable of accommodating the catheter and having a first space in which the curved region is curveable;
A system comprising: calibrating means for calibrating the driving force based on contact with a wall of the first space due to the curving of the curved area.
前記第2空間は前記第1空間よりも、前記カテーテルが挿入される前記ケースの開口側に位置する請求項1記載のシステム。 The case has a second space that is narrower than at least a portion of the first space in a transverse direction that is a direction perpendicular to the direction in which the catheter is inserted, and that can accommodate the catheter;
The system according to claim 1, wherein the second space is located closer to the opening of the case into which the catheter is inserted than the first space.
前記複数の湾曲領域は互いに異なる駆動源からの駆動力に基づいて湾曲し、
前記ケースは、前記湾曲領域単位で前記カテーテルを前記第1空間に送る送り機構を備える請求項1乃至5のいずれか1項に記載のシステム。 a plurality of the curved regions in the axial direction of the catheter;
The plurality of curved regions are curved based on driving forces from mutually different driving sources,
The system according to any one of claims 1 to 5, wherein the case includes a feeding mechanism that feeds the catheter into the first space in units of the curved area.
前記校正手段は、前記伝達機構のひずみから決定された前記時間に基づいて、前記駆動力を校正する請求項7に記載のシステム。 The system according to claim 7, further comprising a transmission mechanism that transmits the driving force to the curved region, and wherein the calibration means calibrates the driving force based on the time determined from the strain of the transmission mechanism.
前記校正手段は、前記モータの回転から決定された前記時間に基づいて、前記駆動力を校正する請求項7に記載のシステム。 The drive source has a motor,
The system according to claim 7, wherein the calibration means calibrates the driving force based on the time determined from the rotation of the motor.
前記校正手段は、前記モータを回転させるための電流から決定された前記時間に基づいて、前記駆動力を校正する請求項7に記載のシステム。 The drive source has a motor,
The system according to claim 7, wherein the calibration means calibrates the driving force based on the time determined from the current for rotating the motor.
前記校正手段は、前記複数の駆動源のうち校正対象の1の駆動源の駆動力に基づいた前記湾曲領域の湾曲により生じる、前記校正対象の駆動源とは異なる駆動源の駆動力を減じるように前記異なる駆動源の駆動力を調整する、請求項1乃至11のいずれか1項に記載のシステム。 In order to curve the curved region in different directions, a plurality of the drive sources are provided,
The calibration means is configured to reduce the driving force of a drive source different from the drive source to be calibrated, which is caused by the curvature of the curved region based on the driving force of one drive source to be calibrated among the plurality of drive sources. 12. The system according to any one of claims 1 to 11, wherein the driving forces of the different driving sources are adjusted according to the driving force of the different driving sources.
前記駆動源は前記複数のワイヤに対応して複数備えられ、
複数の前記駆動源は前記複数のワイヤのうち任意のワイヤを駆動することで前記湾曲領域を任意の方向に湾曲させる、請求項1乃至12のいずれか1項に記載のシステム。 A plurality of wires are connected to the curved area,
A plurality of the driving sources are provided corresponding to the plurality of wires,
The system according to any one of claims 1 to 12, wherein the plurality of drive sources curve the curved region in an arbitrary direction by driving an arbitrary wire among the plurality of wires.
前記湾曲領域が湾曲可能な第1空間と、
前記カテーテルが挿入される方向に直交する方向である短手方向に関して前記第1空間の少なくとも一部より狭い空間であり、前記第1空間よりも前記カテーテルが挿入される前記ケースの開口側に位置する第2空間と、
を有するカテーテルケース。 A catheter case capable of accommodating a catheter having a curved region that curves based on a driving force from a driving source,
a first space in which the curved region can curve;
A space that is narrower than at least a portion of the first space in a transverse direction that is a direction perpendicular to the direction in which the catheter is inserted, and located closer to the opening of the case into which the catheter is inserted than the first space. A second space where
Catheter case with.
前記複数の湾曲領域は互いに異なる駆動源からの駆動力に基づいて湾曲し、
前記複数の湾曲領域ごとに前記駆動力を校正する請求項15記載の校正方法。 a plurality of the curved regions in the axial direction of the catheter;
The plurality of curved regions are curved based on driving forces from mutually different driving sources,
The calibration method according to claim 15, wherein the driving force is calibrated for each of the plurality of curved regions.
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