JP5237608B2 - 医療装置 - Google Patents

Description

本発明は、駆動部の駆動力によって湾曲する湾曲部を挿入部に有する第１の医療機器及びその第１医療機器の挿入部に、駆動部の駆動力によって外力を付与して動作させる外力付与部を有する第２医療機器を備える医療装置に関する。

近年、細管の疾患部位、例えば膵胆管系にある疾患部分を、挿入部先端の側面に撮像光学系を配設した側視型内視鏡を用いて検査、処置する、所謂ＥＲＣＰ（Endoscopic Retrograde Cholangio-pancreatography）が行われている。側視型内視鏡を用いたＥＲＣＰには、内視鏡により胆管や膵管を造影する検査の他、総胆管等に存在する胆石をバルーンや処置具により回収する治療的処置等がある。

ＥＲＣＰに際し、膵管、胆管は非常に細い管故、内視鏡挿入部の先端部を、胆管や膵管に直接挿入することは困難である。そのため、通常、側視型内視鏡の挿入部先端部を十二指腸乳頭付近まで挿入した後、術者は、内視鏡観察下において、挿入部先端部の側面に開口された処置具挿通用管路から、カニュレーションチューブ等の各種内視鏡処置具（以下、処置具と略記する）を導出させて胆管または膵管に挿入している。

その際、術者は、処置具挿通用管路の先端開口近傍に設けられた所謂処置具起上台を用いることが知られている。処置具起上台は、手元操作によって起上台の起上角度を変化させることが可能であり、起上角度が変化されることによって開口から導出される処置具の導出方向が変更されて、胆管への誘導、或いは膵管への誘導が容易になる。

例えば、図３２に示す内視鏡装置１５０は、側視内視鏡１００と内視鏡処置具１１０とを備えて構成されている。この側視内視鏡１００の挿入部１０１の先端部１０２に設けられている開口１０２ａからは、例えば、造影チューブ，高周波処置具，バルーンカテーテルなどの内視鏡処置具１１０の挿入部（以下、側視内視鏡１００の挿入部１０１と区別するため処置具挿入部と記載する）１１１が導出されるようになっている。

開口１０２ａから処置具挿入部１１１を導出させて胆管内に挿通する場合、術者は、以下の手順で行う。

まず、術者は、操作部１０３に設けられている湾曲ノブ１０４を操作して図示しない湾曲部を湾曲させる手元操作、及び挿入部１０１を捩る手元操作等を行って先端部１０２を目的部位である例えば十二指腸乳頭１２０に所望の状態で対峙させる。

次に、術者は、側視内視鏡１００の挿入部１０１内に設けられている図示しない処置具挿通用チャンネル、開口１０２ａの近傍に配置されている処置具起上台(以下、起上台と略記する)１０５を介して処置具挿入部１１１を体腔内に導出させる。このとき、起上台１０５は起上されていない状態であるので、処置具挿入部１１１は破線、又は一点鎖線に示すように導出される。

なお、処置具挿入部１１１の導出量は、術者の手元側に位置する処置具挿入部１１１の押し込む量によって破線に示す状態、或いは一点鎖線に示す状態等に変化する。

処置具挿入部１１１を体腔内に導出させた後、術者は、起上台操作レバー１０６を手指(不図示)で操作する。すると、挿入部１０１内に挿通されている図示しない起上ワイヤが牽引されて、処置具起上台１０５の角度が変更されて、処置具挿入部１１１の導出方向が例えば一点鎖線に示す状態から実線に示す状態等に変更される。このことによって、処置具挿入部１１１の先端１１２が十二指腸乳頭１２０に略対峙する。

しかし、この状態では、処置具挿入部１１１の導出方向が膵管１２１方向であるため処置具挿入部１１１を胆管１２２内へ導入することは難しい。このため、術者は、再び、操作部１０３に設けられている湾曲ノブ１０４を操作する等の調整を行った後、処置具挿入部１１１を胆管１２２内に導入する。このように、術者にとって、手元操作で内視鏡１００の挿入部１０１の先端部１０２を十二指腸乳頭１２０に対峙させて、処置具挿入部１１１を膵管１２１内或いは胆管１２２内にスムーズに導入させる作業は熟練を要する。

近年、術者の作業性の向上を図る目的で、前記起上ワイヤを例えば操作部に設けた駆動モータで牽引するように構成した、電動の起上台を備える側視型内視鏡が提案されている。また、特許文献１には操作部に駆動モータを設ける代わりに、内視鏡先端部の起上台収納部に起上台を回転駆動する処置具の駆動機構が提案されている。このような側視型内視鏡によれば、術者が操作部のスイッチ、或いはボタン等の入力部を操作することによって、起上台の角度が変化するので、術者の負担は軽減される。

また、処置具においても、近年、術者の操作性の向上を図る目的で、処置具挿入部に複数の能動関節を設けて構成した湾曲部を備える処置具マニュピュレータが提案されている。例えば、特許文献２には、駆動アクチュエータで駆動ワイヤを駆動する医療用マニピュレータが開示されている。この医療用マニピュレータによれば、術者がジョイスティックを傾倒操作すると、ジョイスティックで指示した位置がコントローラに入力され、コントローラではその位置を処置部の湾曲角と回転角とに変換し、湾曲駆動アクチュエータおよび回転駆動アクチュエータを駆動する。すると、医療用マニュピュレータの湾曲部が湾曲して処置部が術者の所望する方向に動作する。このことによって、処置具の先端を容易に処置部位に対峙させることが可能になる。

そして、図３３に示すように電動処置具起上台を備えた側視型内視鏡１３０と、医療用マニュピュレータ１４０とで内視鏡装置１５０Ａを構成することによって、術者の作業性を大幅に向上させることが可能になる。

なお、符号１３１は起上台角度指示入力部であり、起上台角度指示入力部１３１を例えば矢印ａ方向に傾倒させることによって、操作部１０３内の駆動モータ１０７が駆動して挿入部１０１内を挿通する図示しない起上ワイヤが牽引されて、起上台１３２が起上する。一方、符号１４１は湾曲操作用のジョイスティックであり、処置具操作部１４２に設けられている。ジョイスティック１４１は、例えば矢印ｃ、ｄ、ｅ、ｆ方向に傾倒操作可能であり、傾倒操作によって処置具操作部１４２内の駆動アクチュエータ１４３、１４４を駆動させて湾曲部１１３が例えば二点鎖線に示すように湾曲されて先端１１２の位置を変化させることが可能である。
特開平７−０００３５０号公報 特開平８−２２４２４１号公報

しかしながら、前記図３３に示すように構成した内視鏡装置１５０Ａでは、処置具挿入部１１１の先端１１２を目的部位に対峙させる際、起上台角度指示入力部１３１とジョイスティック１４１との操作を術者一人、或いは介助者と行わなければならないので、術者にとって煩わしい作業であった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、電動操作可能な複数の医療機器に備えられているそれぞれの操作部を操作することなく、目標部位へのアプローチを容易にして、煩わしさを解消し、操作性に優れた医療装置を提供することを目的にしている。

医療装置は、湾曲部を備える挿入部と、前記湾曲部を湾曲させる駆動力を発生するための電気的に駆動される第1駆動部と、前記第1駆動部を駆動制御するための第1制御装置と、を備える能動処置具と、前記能動処置具の挿入部に外力を付与して該挿入部を移動させるための外力付与部と、この外力付与部を動作させる駆動力を発生するための電気的に駆動される第2駆動部と、この第2駆動部を駆動制御するための第２制御装置と、を備える内視鏡と、前記内視鏡に設けられた外力付与部の外力が前記能動処置具の挿入部に付与可能な状態において、該処置具の挿入部の先端を目標位置、目標姿勢、又は目標方向に移動させる指示を行うための統合入力装置と、前記能動処置具の第１制御装置及び前記内視鏡の第２制御装置が接続され、前記統合入力装置からの指示に基づいて、前記第1制御装置及び前記第2制御装置をそれぞれ駆動制御する統合制御装置と、を具備する。

また、前記能動処置具は、前記第１駆動部を駆動させて該処置具の湾曲部を湾曲動作させて、前記挿入部の先端を目標位置、目標姿勢、又は目標方向に移動させる指示を行う第１入力部を備え、前記内視鏡は、前記第２駆動部を駆動させて該内視鏡の外力付与部を動作させて、この外力付与部の先端を目標位置、目標姿勢、又は目標方向に移動させる指示を行う第２入力部を備えている。

この構成によれば、能動処置具の備える湾曲部は、第１入力部の指示に基づいて任意の方向に湾曲する。一方、内視鏡の有する外力付与部は、第２入力部の操作に基づいて任意の方向に動作する。統合制御装置の有する統合入力部の操作に基づいて、能動処置具の湾曲部、及び内視鏡の外力付与部の少なくとも一方を動作させて、能動処置具の挿入部の先端を目標位置、目標姿勢又は目標方向に移動させられる。

本発明によれば、電動操作可能な複数の医療機器に備えられているそれぞれの操作部を操作することなく、目標部位へのアプローチを容易にして、煩わしさを解消し、操作性に優れた医療装置を実現できる。

以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。
図１乃至図２６を参照して医療装置の第１実施形態を説明する。

図１乃至図９は医療装置に係り、図１は医療装置の構成を説明する図、図２は医療用マニュピレータの処置具挿入部の構成を説明する図、図３は医療用マニュピレータの処置具挿入部の構成を説明する模式図、図４は側視型内視鏡の先端部を説明する図、図５は側視型内視鏡の挿入部に設けられる曲がり癖部を有する処置具チャンネルと処置具起上台とを説明する図、図６は医療用マニュピレータの処置具挿入部が処置具チャンネルに既定の姿勢で配置されたとき関節間の関係を説明する図、図７は医療用マニュピレータの処置具チャンネル内の挿通状態であって、医療用マニュピレータの曲がり癖部と処置具チャンネルの曲がり部とが略一致している状態を説明する図、図８は医療用マニュピレータの処置具チャンネル内の挿通状態であって、医療用マニュピレータの曲がり癖部が処置具チャンネルの曲がり部に対して長軸方向に位置ずれしている状態を説明する図、図９は医療用マニュピレータの処置具挿入部が既定の姿勢で配置されている状態を説明する図である。

図１に示すように本実施形態の医療装置１は、能動処置具である医療用マニュピュレータ(以下、処置具と略記する)２と、能動起上台（図４、５の符号３５参照：以下、起上台と略記する）を備えた側視型内視鏡（以下、内視鏡と略記する）３と、周辺装置である処置具コントローラ４、起上台コントローラ５及び統合コントローラ６と、例えば傾倒操作可能な操作レバー７ａを備える統合入力装置(以下、入力装置と略記する)７とで構成されている。

入力装置７は、例えばジョイスティックであり、操作レバー７ａは、図中に示すＯａ座標系のＹａ軸方向である矢印Ｆ方向、−Ｙａ軸方向である矢印Ｂ方向、−Ｚａ軸方向である矢印Ｌ方向、Ｚａ軸方向である矢印Ｒ方向に傾倒操作可能であり、操作レバー７ａの基部を支点にして任意の方向に傾倒操作可能である。

処置具２は第１医療機器であって、処置具挿入部１１と湾曲駆動部１２とを備えている。湾曲駆動部１２には第１駆動部である後述する駆動アクチュエータ１７、１８が内蔵されている。なお、処置具２は、造影チューブ、高周波処置具，バルーンカテーテル等である。

図２に示すように処置具挿入部１１は、先端湾曲部１３と可撓管部１４とを備えている。可撓管部１４には既定手段である曲がり癖部１４ａが設けられている。曲がり癖部１４ａは、所定の半径で所定の方向に湾曲するように構成され、先端湾曲部１３の基端に設けられている。本実施形態において、可撓管部１４の曲がり癖部１４ａは、後述する第１関節１５の回転する方向に略一致して湾曲する湾曲形状である。

先端湾曲部１３は、処置具挿入部１１の先端側を構成する。先端湾曲部１３は、例えば、先端湾曲駒１３ｆ、中央湾曲駒１３ｍ及び基端湾曲駒１３ｒとを備えて構成されている。先端湾曲駒１３ｆと中央湾曲駒１３ｍとは第１関節１５によって回動自在に連結され、中央湾曲駒１３ｍと基端湾曲駒１３ｒとは第２関節１６によって回動自在に連結されている。

第１関節１５は、図中破線で示す長軸に平行なＯｂ座標系のＸｂ軸に対して直交するＺｂ軸に対して回動自在であり、第２関節１６はＯｂ座標系のＹｂ軸に対して回動自在である。

即ち、第１関節１５によって中央湾曲駒１３ｍと連結された先端湾曲駒１３ｆは、図３に示すようにＸｂ軸を基準にＹｂ軸方向に対して角度Ｙθｂ度、−Ｙｂ軸方向に角度−Ｙθｂ度、回転する構成になっている。そして、先端湾曲駒１３ｆの所定位置には、先端湾曲駒用ワイヤ１３ｆｗの一端部及び他端部がそれぞれ固定されている。

なお、先端湾曲駒用ワイヤ１３ｆｗの中央部は、湾曲駆動部１２内に設けられている図示しないプーリーに固設されている。プーリーは、湾曲駆動部１２内に設けられている第１の駆動アクチュエータ１７によって回動される。第１の駆動アクチュエータ１７の駆動により、プーリーが例えば時計方向に回転されることによって、先端湾曲駒用ワイヤ１３ｆｗの一端部側が牽引される一方、他端部側が弛緩されて、先端湾曲駒１３ｆが例えば角度Ｙθｂ度、回転する。これに対して、第１の駆動アクチュエータ１７の駆動により、プーリーが反時計方向に回転されることによって、先端湾曲駒用ワイヤ１３ｆｗの他端部側が牽引される一方、一端部側が弛緩されて、先端湾曲駒１３ｆが角度−Ｙθｂ度、回転する。

一方、第２関節１６によって基端湾曲駒１３ｒと連結された中央湾曲駒１３ｍは、図３に示すようにＸｂ軸を基準にＺｂ軸方向に対して角度Ｚθｂ度、−Ｚｂ軸方向に角度−Ｚθｂ度、回転する構成になっている。そして、中央湾曲駒１３ｍの所定位置には、中央湾曲駒用ワイヤ１３ｍｗの一端部及び他端部がそれぞれ固定されている。なお、図３においてＺｂ軸方向は紙面から奥側に向かう方向であり、−Ｚｂ軸方向は紙面から手前側に向かう方向である。

図２、図３に示す符号１９は既定手段である突出量検出用マーカ(以下、マーカと略記する)である。マーカ１９は例えば帯状の周線で構成され、後述する処置具挿通口３２の開口端にこのマーカ１９が一致することによって、処置具挿入部１１の先端１１ａが内視鏡３の後述する先端部２４に設けられている起上台配置空間(図４の符号３４、以下、台空間と略記する）の開口３４ａから所定量、外部に導出されていることを確認できるようになっている。

なお、中央湾曲駒用ワイヤ１３ｍｗの中央部は、湾曲駆動部１２内に設けられている図示しないプーリーに固設されている。プーリーは、湾曲駆動部１２内に設けられている第２の駆動アクチュエータ１８によって回動される。第２の駆動アクチュエータ１８の駆動により、プーリーが時計方向に回転されることによって、中央湾曲駒用ワイヤ１３ｍｗの一端部側が牽引される一方、他端部側が弛緩されて、中央湾曲駒１３ｍが例えば角度Ｚθｂ度、回転する。これに対して、第２の駆動アクチュエータ１８の駆動により、プーリーが反時計方向に回転されることによって、中央湾曲駒用ワイヤ１３ｍｗの他端部側が牽引される一方、一端部側が弛緩されて、中央湾曲駒１３ｍが角度−Ｚθｂ度、回転する。

また、処置具挿入部１１の先端面から第１関節１５までの距離は予めＬ１に設定され、第１関節１５から第２関節１６までの距離は予めＬ２に設定されている。 さらに、実際の処置具２において、湾曲駒１３ｆ、１３ｍ、１３ｒは露出されることなく、例えば外皮チューブによって覆われている。

図１に示す内視鏡３は、体腔内に挿入される挿入部２１と、挿入部２１の基端側に設けられた操作部２２と、操作部２２から延出するユニバーサルコード２３とを備えて構成されている。ユニバーサルコード２３の基端部には図示しない内視鏡コネクタが設けられている。

内視鏡コネクタは、例えば後述する照明窓を介して照明光を供給する光源装置に接続されるとともに、画像ケーブルを介して図示しないカメラコントロールユニットに接続されている。カメラコントロールユニットは、内視鏡３の先端部に備えられている図示しない撮像素子で光電変換された画像信号から映像信号を生成する画像処理回路等を備えている。カメラコントロールユニットで生成された映像信号は表示装置に出力される。そして、表示装置に映像信号が出力されることによって、表示装置の画面上に内視鏡画像が表示されるようになっている。

挿入部２１は、先端側から順に、硬質な先端部２４、例えば上下左右方向に湾曲自在な湾曲部２５、及び可撓性を有する長尺な可撓管部２６を連設して構成されている。

操作部２２は把持部を兼ね、その操作部２２には、湾曲部２５を上下方向に湾曲させる上下用湾曲ノブ２７及び左右方向に湾曲させる左右用湾曲ノブ２８、送気送水ボタン２９、吸引ボタン３０、及び先端部２４に設けられた図示しない撮像ユニット等の駆動制御等を指示する複数のリモートボタン３１等が設けられている。なお、符号３１ａは起上台角度指示入力部あり、第２入力である。

また、操作部２２には後述する処置具チャンネル（図５の符号３３参照）の基端部を構成する処置具挿通口３２が設けられている。処置具２は、処置具挿通口３２、処置具チャンネル３３、起上台３５を介して先端部２４の開口３４ａから外部に導出されるようになっている。

符号３８は駆動モータであり、駆動モータ３８は第２駆動部であって、起上台３５を起上操作する図示しない起上ワイヤを進退移動する。符号３９は電気的な接続口あり、第２接続コード９ｂに設けられているコネクタ９ｃが着脱自在に接続される。コネクタ９ｃを接続口３９に接続することによって、内視鏡３と起上台コントローラ５とが電気的に接続される。本実施形態において内視鏡３は第２の医療機器である。

図４、図５に示すように先端部２４には、起上台３５、観察光学系を構成する観察窓３６、照明光学系を構成する照明窓３７等が備えられている。起上台３５は外力付与部であり、先端部２４に構成されている台空間３４内に回動自在に配置されている。台空間３４には処置具チャンネル３３の先端開口３３ａが連通している。

起上台３５は、起上台３５の底側面３５ｂが台空間３４の底面３４ｂに当接している状態が初期位置である。起上台３５は、起上用関節４０によって先端部２４に回動自在に構成されている。起上台３５は、この起上台３５が初期位置に置いて処置具２が導出される処置具導出方向に平行なＯｃ座標系のＸｃ軸に対して直交するＺｃ軸に対して回動自在であり、Ｘｃ軸を基準にしてＹｃ軸方向に対して角度Ｙθｃ度、回転する構成になっている。そして、起上台３５の所定位置には起上ワイヤの端部が固定されている。

起上台３５は、挿入部２１内に挿通されている起上ワイヤ（不図示）が駆動モータ３８によって長軸方向に牽引されることによって、起上台３５の起上角度が例えば破線に示すように角度Ｙθｃ度に変化する。この状態で、駆動モータ３８によって牽引されていた起上ワイヤが弛緩されることによって、起上台３５が起上ワイヤの弛緩に伴って徐々に初期位置方向に移動していく。

図５に示すように先端部２４には、処置具チャンネル３３を構成するチャンネル用孔３３ｂが形成されている。チャンネル用孔３３ｂの基端側には口金３３ｅが固設される。口金３３ｅにはチャンネル用チューブ３３ｄの先端部が固設される。

チャンネル用孔３３ｂの先端開口３３ａ側には所定の半径で湾曲形状に構成された曲がり部３３ｃが形成されている。曲がり部３３ｃは既定手段であり、曲がり部３３ｃの湾曲方向は、起上用関節４０の回転する方向に略一致しており、湾曲形状は、起上用関節４０の処置具挿入部１１を構成する可撓管部１４の曲がり癖部１４ａの湾曲形状と略一致している。

そのため、図６に示すように処置具挿入部１１を処置具チャンネル３３内に挿通させたとき、マーカ１９が処置具挿通口３２の開口端に一致することによって、曲がり癖部１４ａが曲がり部３３ｃに配置される。このことによって、処置具挿入部１１は、予め既定された姿勢で内視鏡３の開口３４ａから導出される。そして、起上用関節４０と第２関節１６との距離がＬ３に既定される。

また、本実施形態においては、第１関節１５のＯｂ座標系が、起上用関節４０のＯｃ座標系と略一致して、第１関節１５と起上用関節４０の回転方向が同方向に既定される。

なお、本実施形態においては、曲がり部３３ｃをチャンネル用孔３３ｂに形成した構成を示している。しかし、チャンネル用チューブ３３ｄを先端開口３３ａまで延出する構成においては、そのチャンネル用チューブ３３ｄの先端開口３３ａ側に可撓管部１４の曲がり癖部１４ａに対応する曲がり癖部を設けるようにしてもよい。

また、上述の説明において湾曲部２５が上下方向及び左右方向に湾曲すると記載したが、上方向とは図４、図５に示すＯｏ座標系のＹｏ軸方向に対応し、下方向はＹｏ軸方向と逆方向の−Ｙｏ軸方向に対応する。一方、右方向はＯｏ座標系のＺｏ軸方向に対応し、左方向はＺｏ軸方向と逆方向である−Ｚｏ軸方向に対応する。この図５においてＺｏ軸方向は紙面から奥側に向かう方向であり、−Ｚｏ軸方向は紙面から手前側に向かう方向である。

図１に示す処置具コントローラ４は第１制御装置であって、コントローラ中に備えられている制御部４ａは、処置具２の処置具挿入部１１に備えられているアクチュエータ１７、１８の駆動を制御して、先端１１ａを上下方向、或いは左右方向へ移動させる。

処置具コントローラ４は、第１接続コード９ａを介して湾曲駆動部１２と電気的に接続される。また、処置具コントローラ４には例えは入力装置７が接続可能である。処置具コントローラ４に入力装置７を接続した状態で、入力装置７に備えられている操作レバー７ａを傾倒操作することによって、先端１１ａを上下方向、或いは左右方向、或いはそれらの合成方向へ移動させることが可能である。

具体的に、例えば術者が入力装置７の操作レバー７ａを矢印Ｆ方向に傾倒操作することによって、処置具２に備えられている第１の駆動アクチュエータ１７が駆動されて、Ｘｂ軸に平行に配置されていた先端湾曲駒１３ｆがＹｂ軸方向に傾倒角度に対応して回転する。これに対して、術者が操作レバー７ａを矢印Ｂ方向に傾倒操作すると、第１の駆動アクチュエータ１７の駆動に伴って、前記先端湾曲駒１３ｆは−Ｙｂ軸方向に傾倒角度に対応して回転する。

一方、術者が操作レバー７ａを矢印Ｒ方向に傾倒操作すると、第２の駆動アクチュエータ１８の駆動に伴って、Ｘｂ軸に平行に配置されていた中央湾曲駒１３ｍがＺｂ軸方向に傾倒角度に対応して回転する。これに対して、術者が操作レバー７ａを矢印Ｌ方向に傾倒操作すると、第２の駆動アクチュエータ１８の駆動に伴って、前記中央湾曲駒１３ｍが−Ｚｂ軸方向に傾倒角度に対応して回転する。

起上台コントローラ５は第２制御装置であって、コントローラ中に備えられている制御部５ａは、内視鏡３に備えられている駆動モータ３８の駆動を制御して、起上台３５の起上角度を変化させる。

起上台コントローラ５は第２接続コード９ｂを介して操作部２２内の駆動モータ３８と電気的に接続される。起上台コントローラ５にも例えは入力装置７が接続可能である。起上台コントローラ５に入力装置７を接続した状態で、入力装置７に備えられている操作レバー７ａが矢印Ｆ方向または矢印Ｂ方向に傾倒操作することによって、起上台３５を動作させることが可能である。

具体的に、例えば術者が入力装置７の操作レバー７ａを矢印Ｆ方向に傾倒操作することによって、内視鏡３に設けられている駆動モータ３８を駆動させて挿入部２１内に挿通されている起上ワイヤを牽引して、起上台３５をＹｃ軸方向に傾倒角度に対応して回転する。これに対して、術者が操作レバー７ａを矢印Ｂ方向に傾倒操作すると、起上台３５の底側面３５ｂが台空間３４の底面３４ｂに当接していない状態において、駆動モータ３８が逆回転に駆動され、起上ワイヤの弛緩に伴って、起上台３５が−Ｙｃ軸方向に回転する。言い換えれば、術者が操作レバー７ａを矢印Ｂ方向に傾倒操作したとき、起上台３５の底側面３５ｂが台空間３４の底面３４ｂに当接していた場合、駆動モータ３８は停止状態である。

統合コントローラ６は統合制御装置であって、入力装置７と組み合わせて統合医療機器８を構成する。即ち、統合コントローラ６に入力装置７を接続した統合医療機器８に処置具コントローラ４と起上台コントローラ５とを接続することによって、コントローラ中に備えられている制御部６ａは、処置具２に備えられているアクチュエータ１７、１８の駆動制御と、内視鏡３に備えられている駆動モータ３８の駆動制御とを行う。

具体的には、術者が入力装置７の操作レバー７ａを矢印Ｆ方向、又は矢印Ｂ方向に傾倒操作すると、制御部６ａは第１の駆動アクチュエータ１７又は駆動モータ３８の少なくとも一方を駆動させる。一方、術者が操作レバー７ａを矢印Ｒ方向、又は矢印Ｌ方向に傾倒操作すると、制御部６ａは第２の駆動アクチュエータ１８を駆動させる。

なお、本実施形態においては、統合コントローラ６に、入力装置７、処置具コントローラ４、起上台コントローラ５が接続されている状態のとき、内視鏡に備えられている起上台角度指示入力部３１ａ、湾曲駆動部１２に備えられている図示しない第１入力部であるジョイスティックは機能オフ状態になる。

また、本実施形態においては、処置具コントローラ４と統合コントローラ６とを第１信号ケーブル９ｄで接続し、起上台コントローラ５と統合コントローラ６とを第２信号ケーブル９ｅで接続するとしている。しかし、処置具コントローラ４と統合コントローラ６、及び起上台コントローラ５と統合コントローラ６とをそれぞれ１種類の信号ケーブルで接続する構成にしてもよい。

上述のように構成した医療装置１の作用を説明する。

まず、医療従事者（以下、スタッフと記載する）は、図１に示される医療装置１を構成するため、処置具コントローラ４と処置具２の湾曲駆動部１２とを接続する作業、起上台コントローラ５と内視鏡３とを接続する作業、処置具コントローラ４を統合コントローラ６に接続する作業、起上台コントローラ５を統合コントローラ６に接続する作業、及び統合コントローラ６に入力装置７を接続する作業を行う。このことによって、医療装置１が構成される。

次に、術者は、例えば胆管、膵管等の診断・処置を行うため、経口的に内視鏡３の挿入部２１を十二指腸球部まで挿入する。その際、術者は、図示しない表示装置の画面上に表示される内視鏡画像を観察しつつ、湾曲ノブ２７、２８による湾曲部２５の湾曲の操作、及び挿入部２１の捩り操作等を適宜行い、先端部２４を乳頭開口部近傍に誘導する。

次いで、術者は、例えばスタッフに処置具２を使用する旨の指示を行う。指示を受けたスタッフは、処置具２の処置具挿入部１１の先端１１ａを処置具挿通口３２に挿通させ、その後、処置具挿入部１１の押し込み操作を行う。すると、処置具挿入部１１が、処置具挿通口３２に基端部が連通するチャンネル用チューブ３３ｄ内に挿通される。処置具挿入部１１がチャンネル用チューブ３３ｄの先端方向に挿通されていくと、可撓管部１４の曲がり癖部１４ａが処置具挿通口３２に当接する。

ここで、スタッフは、曲がり癖部１４ａの弾性力に抗して処置具挿入部１１の押し込み操作を続行する。すると、曲がり癖部１４ａは変形されて、処置具挿通口３２を通過して、チャンネル用チューブ３３ｄ内に挿通される。

このとき、図７に示すように曲がり癖部１４ａの一側部が弾性力によってチャンネル用チューブ３３ｄの内面に接触した状態になる。この接触した状態で、スタッフは、処置具挿入部１１の先端１１ａを先端開口３３ａに向けて押し進めていく。この作業中、スタッフは、突出量検出用マーカ１９が処置具挿通口３２の開口端近傍に到達するか否かの確認を行う。

そして、突出量検出用マーカ１９が処置具挿通口３２の開口端に近づいたとき、図７に示すように処置具挿入部１１の曲がり癖部１４ａの湾曲形状と、処置具チャンネル３３の曲がり部３３ｃの湾曲形状とが略一致した状態であった場合、
スタッフの押し込み操作によって曲がり癖部１４ａが曲がり部３３ｃに収まって前記図６で示したように処置具挿入部１１が予め既定した姿勢で内視鏡３の外部に導出される。このとき、画面上には処置具挿入部１１の先端１１ａ及び先端湾曲部１３の一部が所定の姿勢で表示される。このことによって、処置具挿入部１１の処置具チャンネル３３内への挿入が完了する。

なお、処置具挿入部１１がチャンネル用チューブ３３ｄ内を通過中、図８に示すように処置具挿入部１１の曲がり癖部１４ａの位置が、処置具チャンネル３３の曲がり部３３ｃの位置に対して位置ずれしていた場合、突出量検出用マーカ１９が処置具挿通口３２の開口端に近づくにしたがって、言い換えれば曲がり癖部１４ａが曲がり部３３ｃに近づくにつれて、曲がり癖部１４ａの位置エネルギーが最も低くなるように、つまり、曲がり癖部１４ａが曲がり部３３ｃの湾曲形状に略一致するように処置具挿入部１１が長軸廻りに回転される。その結果、突出量検出用マーカ１９が処置具挿通口３２の開口端に一致したときには、上述と同様に曲がり癖部１４ａが曲がり部３３ｃに配置されて、処置具挿入部１１が既定の姿勢で内視鏡３の外部に導出される。

既定の姿勢で処置具挿入部１１が内視鏡３の外部に導出した状態は、図９に示すように三関節１５、１６、４０を備え、関節１５、４０の回転方向が同方向に構成された先端湾曲部１３Ａを有する処置具挿入部１１Ａが内視鏡３の外部に導出されている状態と見なせる。

処置具挿入部１１が内視鏡３の外部に既定の姿勢で導出されたことを確認した術者は、入力装置７の操作レバー７ａを操作して、処置具挿入部１１の先端１１ａを乳頭開口部に案内する。

術者が操作レバー７ａを傾倒操作することによって、統合コントローラ６の制御部６ａに目標湾曲方向と目標角度とが入力される。制御部６ａは、関節１５、１６、４０を以下に示す制御方法にしたがって制御して、目標湾曲方向と目標角度とを達成する。

なお、統合コントローラ６には、駆動アクチュエー１７、１８、駆動モータ３８に備えられているエンコーダ、ポテンショメータ等から出力される位置情報が入力され、制御部６ａは、それら位置情報を用いて、操作レバー７ａの操作に対応するように各関節１５、１６、４０の制御を行う。

ここで、第１実施形態の医療装置１が備える統合コントローラ６の制御部６ａによる制御例を、図１０乃至図１７を参照して説明する。

図１０及び図１１は制御部の第１の制御例を説明する図であり、図１０は操作レバーの傾倒操作状態を示す図、図１１は操作レバーの傾倒操作と各関節の動作状態とを説明する図である。

図１０に示すように術者が操作レバー７ａをＦ方向であるＹａ軸方向にＸａ軸に対して角度α、傾倒操作したとする。すると、本実施形態において、制御部６ａは、関節１５、４０を予め設定した比率、例えばｒ１：ｒ２に基づいて動作させる。

具体的には、統合コントローラ６の制御部６ａから、処置具コントローラ４の制御部４ａ及び起上台コントローラ５の制御部５ａに制御信号を出力して、図１１に示すように例えば起上用関節４０を回転角度θ１、回転させ、関節１５を回転角度θ３、回転させる。ここで、回転角度θ１＝（ｒ１／（ｒ１＋ｒ２））αであり、回転角度θ３＝（ｒ２／（ｒ１＋ｒ２））αである。

このことにより、破線に示す既定の姿勢から処置具挿入部１１の先端１１ａは、操作レバー７ａの傾倒操作によって指定された目標湾曲方向に対して目標角度で移動する。

なお、本実施形態においては、上述したように操作レバー７ａをＦ方向またはＢ方向に傾倒操作することによって、関節１５、４０が傾倒された角度だけ傾倒方向に対応して回転する。これに対して、操作レバー７ａがＲ方向またはＬ方向に傾倒操作されたときには、第２関節１６が例えは操作レバー７ａの傾倒された角度だけ傾倒方向に対応して回転する。

図１２及び図１３は制御部の第２の制御例を説明する図であり、図１２は操作レバーの傾倒操作状態を示す図、図１３は操作レバーの傾倒操作と各関節の動作状態とを説明する図である。

図１２に示すように術者が操作レバー７ａをＦ方向であるＹｃ軸方向に角度β、傾倒操作したとする。すると、本実施形態において、制御部６ａは、関節１５、４０を予め設定した比率、操作レバー７ａの傾倒角度（β）の操作レバー７ａの最大湾曲角度（βｍａｘ）に対する比率に基づいて動作させる。

具体的には、統合コントローラ６の制御部６ａから、処置具コントローラ４の制御部４ａ及び起上台コントローラ５の制御部５ａに制御信号を出力して、図１３に示すように例えば起上用関節４０を回転角度θ１、回転させ、関節１５を回転角度θ３、回転させる。ここで、回転角度θ１＝（β／βｍａｘ）θ１ｍａｘであり、回転角度θ３＝（β／βｍａｘ）θ３ｍａｘである。なお、θ１ｍａｘは起上用関節４０の最大湾曲角度であり、θ３ｍａｘは関節１５の最大湾曲角度である。

このことにより、処置具挿入部１１の先端１１ａは、操作レバー７ａの傾倒操作によって指定された目標湾曲方向に目標角度で移動する。
なお、本実施形態においても、操作レバー７ａをＲ方向またはＬ方向に傾倒操作したときには、第２関節１６が操作レバー７ａの傾倒された角度だけ傾倒方向に対応して回転する。

図１４乃至図１７は制御部の第３の制御例を説明する図であり、図１４は操作レバーを角度γ１、傾倒操作した状態を示す図、図１５は操作レバーを角度γ１、傾倒操作した状態における各関節の動作状態を説明する図、図１６は操作レバーがθ１ｍａｘを越えて、角度γ２、傾倒操作された状態を示す図、図１７は操作レバーをθ１ｍａｘを越えて、角度γ２、傾倒操作した状態における各関節の動作状態を説明する図である。

図１４に示すように術者が操作レバー７ａをＦ方向であるＹｃ軸方向に角度γ１、傾倒操作したとする。すると、本実施形態において、制御部６ａは、まず、角度γ１がθ１ｍａｘより大きな値であるか否かを判定する。

図１４に示す傾倒状態において、制御部６ａは、角度γ１がθ１ｍａｘ以下であると判定する。そして、制御部６ａは、その結果を基に、起上台コントローラ５の制御部５ａに制御信号を出力して、図１５に示すように起上用関節４０だけを回転角度θ１、即ち回転角度θ１＝角度γ１だけ回転させる。

一方、図１６に示すように角度γ２がθ１ｍａｘ以上であると判定した場合、制御部６ａは、角度γ２とθ１ｍａｘとの差分である角度γ３を求める。差分を演算した後、制御部６ａは、処置具コントローラ４の制御部４ａ及び起上台コントローラ５の制御部５ａに制御信号を出力して、図１７に示すように、まず、起上用関節４０をθ１ｍａｘ、回転させ、その後、関節１５を回転角度θ３、即ち回転角度θ３＝角度γ３、回転させる。

このことにより、処置具挿入部１１の先端１１ａは、操作レバー７ａの傾倒操作によって指定された目標湾曲方向に目標角度で移動する。
なお、本実施形態においても、操作レバー７ａをＲ方向またはＬ方向に傾倒操作したときには、第２関節１６が操作レバー７ａの傾倒された角度だけ傾倒方向に対応して回転する。

このように、統合コントローラと、入力装置とを備える統合医療機器を設けることによって、入力装置によって指定された向き及び角度に対して、内視鏡の起上台及び処置具の湾曲部を電動駆動させて、より簡便な操作で、広範囲の目標向きと目標角度に、到達させる制御を行うことができる。言い換えれば、２つの医療機器が備える電動駆動部を１つの医療機器の備える電動駆動部として制御することができる。

また、処置具の処置具挿入部に所定の形状の曲がり癖部を設ける一方、内視鏡の処置具チャンネルに曲がり癖部の形状に一致する曲がり部を設けたことによって、長軸周りの回転と突出量とを既定の状態に一致させられる。このため、処置具挿入部の先端湾曲部の関節と起上台の関節との関係が既定されて、可動範囲を最大にする関係や、最大湾曲角度が必要な向きの関係等を毎回同じ状態にして、入力装置の操作を行うことができる。

なお、統合コントローラ６に切替スイッチを設け、この切替スイッチを切り替える操作を行うことによって、操作レバー７ａの傾倒操作によって駆動制御される先端湾曲部１３を備える医療機器及び駆動制御される起上台３５を備える医療機器を操作することが可能な操作状態と、駆動制御される先端湾曲部１３を備える医療機器だけを操作することが可能な操作状態と、駆動制御される起上台３５を備える医療機器だけを操作することが可能な操作状態とに切り替える構成にしてもよい。この構成によれば、術者が、必要に応じて、手術途中で切替スイッチを適宜、切替操作することによって、処置具挿入部１１の先端１１ａを、より容易に目標部位に湾曲させることが可能になる。

また、本実施形態においては、統合医療機器８を構成する統合コントローラ６に接続される入力装置７を、ジョイスティックとして内視鏡等とは別体に設ける構成を示している。しかし、入力装置７を内視鏡３の操作部２２に設ける構成にしてもよい。この構成によれば、術者による操作性が大幅に向上する。また、入力装置７はジョイスティックに限定されるものではなく、トラックボール等であってもよい。

さらに、本実施形態においては、統合医療機器を構成する統合コントローラに、入力装置、処置具コントローラ、起上台コントローラを接続するとしている。しかし、統合コントローラの制御部に、処置具コントローラの制御部の機能、及び起上台コントローラの制御部の機能を持たせる構成にしてもよい。この構成によれば、医療装置のコントローラを統合コントローラの１つだけにして、医療装置の簡素化を実現できるとともに、コントローラ同士の接続を不要にして１つの統合コントローラで処置具挿入部の先端湾曲部の回転と、起上台の回転とを直接制御することができる。

又、関節を湾曲させるアクチュエータとしては、超音波アクチュエータ、圧電アクチュエータ、磁歪アクチュエータ、高分子アクチュエータ、空気や水等の流体圧アクチュエータ、或いは形状記憶合金、人工筋肉等であってもよい。

また、起上台の自由度、及び処置具挿入部の備える先端湾曲部の自由度は、上述した実施形態に示した以外の自由度であってもよい。

また、先端湾曲部の湾曲構造は、３つ以上の湾曲駒を連続的に回動自在に接続した構造であってよい。

また、起上台と、処置具挿入部の先端湾曲部とを湾曲駆動させる比率は、予め設定された比率に限定されるものではなく、統合コントローラに設定部を設け、その設定部によって比率を可変可能にする構成にしてもよい。

また、内視鏡は側視型内視鏡に限定されるものではなく、観察光学系が長軸方向の前方である直視内視鏡、硬性内視鏡等であってもよい。

また、図１８に示すように直視観察窓３６Ａを備える直視内視鏡３Ａに関節４０を備える起上台３５Ａを設ける構成にしてもよい。この直視内視鏡３Ａは先端部２４Ａ、湾曲部２５Ａ、図示しない可撓管部を備え構成される挿入部２１Ａを有する。挿入部２１Ａ内には処置具チャンネル３３Ａを構成するチャンネル用孔３３ｂ、チャンネル用チューブ３３ｄ、口金３３ｅを備えている。チャンネル用孔３３ｂには、処置具挿入部１１に設けられた曲がり癖部１４ａに対応する曲がり部３３ｃが設けられている。なお、処置具挿入部１１の基端側には突出量検出用マーカ１９を備えている。また、起上台３５Ａは、内視鏡に限らず、オーバーチューブに設ける構成であっても良い。図１８は起上台を備える直視内視鏡と先端湾曲部を備える処置具との関係を説明する図である。

この構成の内視鏡によれば、内視鏡から突出される処置具挿入部の長軸周りと突出量とを既定の状態に一致させることができる。したがって、処置具挿入部の先端湾曲部の関節と、起上台の関節との関係が既定されて、可動範囲を最大にする関係や、最大湾曲角度が必要な向きの関係等を毎回同じ状態にして、入力装置の操作を行うことができる。

また、上述した実施形態においては既定手段を曲がり癖部１４ａ、曲がり部３３ｃ、及び突出量検出用マーカ１９としている。しかし、既定手段は、曲がり癖部１４ａ、曲がり部３３ｃ、及び突出量検出用マーカ１９に限定されるものではなく、例えば図１９、図２０に示す既定部材及び既定部を設ける構成、或いは図２１、図２２に示すように既定部を設ける構成等であってもよい。

図１９、図２０は既定手段の他の構成例を説明する図であって、図１９は長軸周りの回転及び突出量を既定する既定部と既定部材とを説明する図、図２０は既定部と既定部材とによって既定された状態を説明する図である。

図１９に示すように処置具２の処置具挿入部１１Ｂの例えば中途部４１に平面４２ａ及びテーパー面４２ｂを備える凹部である係入部４２を設ける一方、例えば内視鏡に備えられる処置具チャンネル３３Ｂ近傍の所定位置に係入部４２の平面４２ａに当接して配置される当接面４３ａ、及びテーパー面４２ｂに当接する斜面４３ｂを備える既定部材４３を設ける。既定部材４３は、図示しないアクチュエータによって、例えば図１９に示す矢印方向に摺動自在である。

この構成によれば、既定部材４３か図２０に示すように係入部４２に配置されて、当接面４３ａが平面４２ａに当接した状態になることによって、処置具挿入部１１Ｂの長軸が処置具チャンネル３３Ｂの長手方向に対して既定状態で配置される。また、既定部材４３か係入部４２に配置されて、斜面４３ｂがテーパー面４２ｂに当接した状態になることによって、処置具挿入部１１Ａの例えば内視鏡からの突出量が既定された状態に配置される。

この配置状態において、処置具挿入部１１は、予め既定された姿勢で、内視鏡の外部に導出される。言い換えれば、既定部材４３か係入部４２に配置されていない状態においては、処置具挿入部１１が予め既定された姿勢で内視鏡の外部に導出されない。この場合、術者、又はスタッフは、処置具挿入部１１が予め既定した姿勢で内視鏡の外部に導出されるように再調整作業を行う。

図２１、図２２は既定手段の別の構成例を説明する図であって、図２１は長軸周りの回転及び突出量を既定する既定部を説明する図、図２２は既定部材を説明するとともに、既定部材が既定部に配置された既定状態を説明する図である。

図２１に示すように処置具２の処置具挿入部１１Ｃの例えば曲がり癖部１４ａの側周面所定部位には略台形形状の凹部４４が設けられている。凹部４４は、一対の斜面４５を凹部側部に備えている。凹部４４の先端側には長部４５ａが備えられ、基端側には当接面を備える突起部４５ｂが備えられている。突起部４５ｂの幅寸法は後述する凸部４６が係入する寸法に設定されている。なお、凹部４４内には、図２２に示す凸部４６が配置される。

凸部４６は、付勢部材である例えばバネ４７によって孔４８から突没自在に構成されている。凸部４６は、内視鏡３Ｂに備えられる処置具チャンネル３３Ｂの曲がり部３３ｃの基端側に位置するように設けられている。

この構成によれば、処置具チャンネル内３３Ｂに処置具挿入部１１Ｃを挿通させた際、凸部４６がバネ４７の付勢力によって突出されているため、処置具挿入部１１Ａの先端１１ａが曲がり部３３ｃに到達すると先端１１ａが凸部４６に当接して、挿通が一端、停止される。このことによって、術者或いはスタッフは、処置具挿入部１１Ｃの先端１１ａが曲がり部３３ｃに到達したと判断する。

ここで、術者或いはスタッフは、バネ４７の付勢力に抗する押し込み力量で処置具挿入部１１Ｃを押し込み操作する。すると、凸部４６が押し下げられて、処置具挿入部１１Ｃが前進を開始する。そして、処置具挿入部１１Ｃの先端湾曲部１３が曲がり部３３ｃを通過すると、画面上に処置具挿入部１１Ｃの先端部分が表示される。この後、さらに押し込み操作を続ける。

このとき、処置具挿入部１１Ｃが既定状態に近似して内視鏡３Ｂの外部に導出されている場合、凸部４６が凹部４４内に配置されて、挿入力量が軽減される。このことによって、術者或いはスタッフは、処置具挿入部１１Ｃが既定の状態で処置具チャンネル３３Ｂ内に挿通されていると判定できる。一方、処置具挿入部１１Ｃが既定状態と異なる状態で処置具チャンネル３３内に挿通されている場合には、挿入力量が軽減されることなく導出量が増大する。この場合、術者或いはスタッフは、処置具挿入部１１が予め既定した姿勢で内視鏡の外部に導出されていないと判断して再挿入作業を行う。

凸部４６が凹部４４内に配置された状態において、凸部４６が斜面４５に当接することによって、処置具挿入部１１Ｃの処置具チャンネル３３Ｂに対する長軸方向の位置ずれが修正される。そして、凸部４６が突起部４５ｂ内に配置させて、当接することによって、処置具挿入部１１Ｃの挿入作業が完了する。

このとき、長軸周りの回転と突出量とが既定されているので、処置具挿入部１１Ａは内視鏡３Ｂの開口３４ａから既定した姿勢で導出される。

なお、凸部４６が斜面４５に当接することによって、挿入力量が僅かに増大する。このとき、術者或いはスタッフは、凸部４６が斜面４５に当接して抵抗が増大したためであると判断して、処置具挿入部の処置具チャンネル内への挿入を続行する。

図２３、図２４は既定手段のまた別の構成を説明する図であって、図２３は画面上に表示される内視鏡画像と、既定状態判定枠とを説明する図、図２４は内視鏡から導出された処置具挿入部が既定した姿勢であるときの判定枠とマーキング画像の関係を説明する図である。

図２３に示すように本実施形態においては、内視鏡画像が表示される画面５０中に既定状態判定枠である長軸廻り判定枠５１と突出量判定枠５２とが表示される構成になっている。

なお、符号５３ａは第１マーキング画像であり、処置具挿入部１１の先端湾曲部１３に設けられた長軸廻り判定用マーキング５３の表示画像である。符号５４ａは第２マーキング画像５４ａであり、処置具挿入部１１の先端湾曲部１３に設けられた突出量判定用マーキング５４の表示画像である。突出量判定用マーキング５４は長軸廻り形成された所定幅寸法の周状マーキングである。

この構成において、処置具挿入部１１が予め既定した姿勢で、内視鏡の外部に導出されていた場合、図２４に示すように長軸廻り判定枠５１内に長軸廻り判定用マーキング５３の第１マーキング画像５３ａが配置され、突出量判定枠５２内に突出量判定用マーキング５４の第２マーキング画像５４ａが配置される。

つまり、長軸廻り判定枠５１内に第１マーキング画像５３ａが配置され、突出量判定枠５２内に第２マーキング画像５４ａが配置されているとき、処置具挿入部１１が予め既定した姿勢で、内視鏡の外部に導出している。言い換えれば、図２３に示すようにそれぞれの判定枠５１、５２内に対応するマーキング画像５３ａ、５４ａが配置されていないとき、処置具挿入部１１が予め既定された姿勢ではないと術者又はスタッフが判断できる。この場合、術者、又はスタッフは、処置具挿入部１１を予め既定した姿勢で内視鏡３Ｂの外部に導出させる調整作業を行う。 なお、突出量を既定する必要がない場合、処置具挿入部の第２関節が起上台の関節より突出しているか否かを、目視、或いはセンサによって判定する。

図２５は表示装置の画面上に表示される内視鏡画像から判定する方法であり、図に示す突出量判定用マーキング５４のマーキング画像５４ａの有無を確認して処置具挿入部１１の関節１６が起上台３５の関節４０より突出しているか否かを判定する。そのため、突出量判定用マーキング５４は処置具挿入部１１Ｃの先端湾曲部１３より所定量、後方側に設けられる。 図２６は例えば、先端部にセンサを設けた構成例である。センサ５５は、例えば処置具挿入部１１の先端湾曲部１３より後方側に例えば複数配列された長軸廻りの周状の磁性体５６を検出する磁気センサである。センサ５５が磁性体５６を検出すると、例えば図示しない画面中に、処置具挿入部の関節が起上台の関節より突出している旨を報知する、文字等が表示される。

このように、処置具挿入部の関節が起上台の関節より突出していることが確認されている状態において、操作レバーの傾倒操作によって、関節１５、１６、４０を動作制御して処置具挿入部の先端を移動させる操作を行うことが可能な状態である。

図２７を参照して本発明の第１実施形態の変形例を説明する。図２７は医療装置の変形例を説明する図である。

図２７に示す医療装置１Ａは、統合医療機器８Ａを備えている。統合医療機器８Ａはジョイスティックであった入力装置７の代わりに、入力装置７Ｂを備えている。入力装置７Ｂは、処置具２の処置具挿入部１１の先端１１ａの目標先端位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ）と目標先端姿勢（Roll、Pitch、Yaw）とを入力する入力部７ｃを備えている。入力部７ｃによって目標先端位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ）及び目標先端姿勢（Roll、Pitch、Yaw）が設定されると、これら目標先端位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ）及び目標先端姿勢（Roll、Pitch、Yaw）の中から３つが目標値となる。

そして、統合コントローラ６の制御部６ａは、入力された目標値に対して、図９に示すように既定された位置と姿勢関係にある起上台と処置具の関節１５、１６、４０の目標角度を、逆運動学によって算出し、各関節１５、１６、４０を制御する。

その他の構成は前記第１実施形態と同様であり、同部材には同符号を付して説明を省略する。

このように、統合コントローラと、目標先端位置と目標先端姿勢とを入力する入力部を備える入力装置とで統合医療機器を構成することによって、術者は、可動範囲内における任意の３次元的な位置に先端を移動できるようになる。

また、自由度を増やしたい時、所望する自由度を有する処置具を選択することができる。

さらに、目標先端位置と目標先端姿勢とを入力する入力部を備える入力装置とで統合医療機器を構成することによって、より簡便な操作で、内視鏡の起上台及び処置具の湾曲部を電動駆動させて、広範囲の目標先端位置と目標先端姿勢に、到達させることができる。

図２８乃至図３１は医療装置の第２実施形態に係り、図２８は医療装置の他の構成を説明する図、図２９は中央湾曲駒に設けた突出量取得マーカと回転量取得マーカとを説明する図、図３０は画面に表示された処置具挿入部の突出量取得マーカ及び回転量取得マーカと突出量基準線及び長軸方向回転量基準線とを説明する図、図３１は制御部の制御例を説明するフローチャートである。
図２８の医療装置１Ｂは、統合医療機器８Ｂを備えている。統合コントローラ６Ａは、統合コントローラ６Ａと入力装置７とを備えて構成される。統合コントローラ６Ａは、判定手段である画像データ取得部６ｂと計測指示スイッチ６ｃと制御部６ｄとを備えている。画像データ取得部６ｂは、前記カメラコントロールユニットに備えられている画像処理回路で生成された内視鏡画像の画像データを取得する。統合医療機器８Ｂにおいては、例えば、スタッフによって、計測指示スイッチ６ｃがＯＮ操作されることによって、制御部６ｄは、画像データ取得部６ｂで取得した画像データから処置具２の先端湾曲部１３に設けられているマーカを読み取って、内視鏡３から導出される処置具挿入部１１の姿勢及び位置関係を取得する。

図２９に示すように処置具２を構成する中央湾曲駒１３ｍの所定位置には判定手段である突出量を取得するための突出量取得マーカ６１と、長軸方向の回転量を取得するための複数の回転量取得マーカ６２とが設けられている。

突出量取得マーカ６１は、中央湾曲駒１３ｍの中央に長軸廻りに描かれた周線である。以下、突出量取得マーカを周線６１と記載する。これに対して、回転量取得マーカ６２は周線６１に対して直交する長軸に平行な複数の直交線である。以下、回転量取得マーカを直交線６２と記載する。複数の直交線６２のうち、太線は既定位置を示す基線６３である。

なお、識別を容易にする目的で、周線６１と直交線６２とを異なる色としてもよい。その他の構成は上述した第１実施形態と同様であり、同部材には同符号を付して説明を省略する。

上述のように構成した医療装置１Ｂの作用を説明する。
まず、医療従事者（以下、スタッフはと記載する）は、図２８に示される医療装置１Ｂを構成する。

次に、術者は、例えば胆管、膵管等の診断・処置を行うため、経口的に内視鏡３の挿入部２１を十二指腸球部まで挿入する。その際、術者は、図示しない表示装置の画面上に表示される内視鏡画像を観察しつつ、湾曲ノブ２７、２８による湾曲部２５の湾曲の操作、及び挿入部２１の捩り操作等を適宜行い、先端部２４を乳頭開口部近傍に誘導する。

次いで、術者は、例えばスタッフに処置具２を使用する旨の指示を行う。指示を受けたスタッフは、処置具の処置具挿入部１１を処置具チャンネル３３内に挿入する。そして、スタッフは、処置具挿入部１１の押し込み操作を行って処置具挿入部１１を、処置具挿通口３２に基端部が連通するチャンネル用チューブ３３ｄ内に挿通させる。この後、スタッフは、突出量検出用マーカ１９が処置具挿通口３２の開口端近傍に到達するか否かの確認を行う。

そして、突出量検出用マーカ１９が処置具挿通口３２の開口端に近づくにつれて、図３０に示すように処置具挿入部１１が内視鏡３の開口３４ａの外部に導出されていく。すると、表示装置の画面６０上に処置具挿入部１１の先端１１ａ及び先端湾曲部１３の一部が表示される。ここで、術者は、第２関節１６が起上用関節４０より突出している状態であるか否かを例えば内視鏡画像中の突出量判定用マーキング５４のマーキング画像５４ａで確認する。

なお、符号６５は突出量基準線（以下、第１基準線と記載する）であり、符号６６は長軸方向回転量基準線（以下、第２基準線と記載する）である。

マーキング画像５４ａを確認した後、術者は、計測指示スイッチ６ｃをオン状態にする。すると、図３１のステップＳ１に示すように制御部６ｄは、内視鏡画像を取得する。続いて制御部６ｄは、ステップＳ２に移行して内視鏡画像から処置具２に設けられている周線６１と、内視鏡画像上に表示される第１基準線６５との距離から関節１６の関節４０からの突出量Ｌ５を取得する。また、制御部６ｄは、ステップＳ３に示すように内視鏡画像上に表示される第２基準線と、直交線６２との距離によって既定の状態に対する長軸方向の回転量θ４を取得する。

これらのことによって、制御部６ｄには、内視鏡３の開口３４ａから体腔内に導出されている処置具挿入部１１の姿勢及び位置データを取得する。なお、データ取得時、処置具挿入部１１の関節１５、１６、４０は回転されていない状態である。

次に、術者は、ステップＳ４に示すように操作レバー７ａを傾倒操作して目標値を入力する。すると、ステップＳ５に移行して制御部６ｄは、ステップＳ２及びステップＳ３で取得した姿勢データと操作レバー７ａによって入力された目標値とを基に、関節１５、１６、４０の目標湾曲角度を算出する。続いて、制御部は、ステップＳ６に示すように関節１５、１６、４０の現在角度とステップ４で算出した目標湾曲角度との差分を算出して、ステップＳ７に移行する。

ステップＳ７において、制御部６ｄは、駆動モータ３８及び駆動アクチュエー１７、１８を駆動させる駆動制御信号を出力する。この結果、ステップＳ８に示すように起上台３５、処置具挿入部１１の先端湾曲部１３が駆動されて、目標湾曲方向と目標角度とを達成して、駆動が停止される。

なお、ステップＳ５で操作レバー７ａが、前記図１２のように傾倒操作されて目標値が入力された場合、関節１５の回転角度θ１は、前記第１実施形態と同様に、回転角度θ１＝（β／βｍａｘ）θ１ｍａｘである。一方、関節１６、４０の回転角度θ２、θ３は回転量θ４を考慮して求められるので、回転角度θ２＝ｃｏｓθ４（β／βｍａｘ）θ２ｍａｘであり、回転角度θ３＝ｓｉｎθ４（β／βｍａｘ）θ３ｍａｘである。なお、θ１ｍａｘは起上用関節４０の最大湾曲角度、θ２ｍａｘは関節１６の最大湾曲角度、θ３ｍａｘは関節１５の最大湾曲角度である。

また、前記突出量Ｌ５の長さの変化を、操作レバー７ａの入力を起上台３５と処置具２の先端湾曲部１３とに振り分ける比率ｒ１、ｒ２に振り分けるパラメータとして用いるようにしてもよい。

このように、処置具を構成する処置具挿入部の先端湾曲部を構成する湾曲駒に、突出量取得マーカと、回転量取得マーカとを設けている。加えて、統合コントローラに、画像処理回路で生成された画像データを取得する画像データ取得部を設けている。また、統合コントローラに、画像データから処置具挿入部の姿勢データを取得するとともに、姿勢データと、各関節の現在の回転角度と目標値とを基に駆動モータ及び駆動アクチュエーを駆動させる駆動制御信号を生成する制御部とを設けている。このため、処置具の処置具挿入部の曲がり癖部と、内視鏡の処置具チャンネルの曲がり部とで構成される既定手段を設けることなく、操作レバーを傾倒操作して目標値を入力することにより、目標値に対応する目標湾曲方向と目標角度とを達成することができる。

このことによって、処置具の処置具挿入部に設けていた曲がり癖部、及び内視鏡の処置具チャンネルに設けていた曲がり部が不要になる。

なお、内視鏡画像からθ４とＬ５とを取得しているため、関節１５、１６、４０が既定状態である０度以外のときは、正しい姿勢及び位置データを取得できなくなる。このため、例えば通電のパターン或いは抵抗値の変化でθ４を直接取得する回転センサ、或いは抵抗値の違い、光のＯＮとＯＦＦとの回数、通電のＯＮとＯＦＦとの回数によってＬ５を直接取得するリニアセンサを設けて、θ４、Ｌ５を常に測定可能にするようにしてもよい。

また、操作レバー７ａの代わりに前記入力部７ｃを有する入力装置７Ｂを設けて、目標先端位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ）及び目標先端姿勢（Roll、Pitch、Yaw）を設定して、関節１５、１６、４０の目標角度を逆運動学によって算出し、各関節１５、１６、４０を制御するようにしてもよい。

尚、本発明は、以上述べた実施形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。

図１乃至図２６は医療装置の第１実施形態に係り、図１は医療装置の構成を説明する図 医療用マニュピレータの処置具挿入部の構成を説明する図 医療用マニュピレータの処置具挿入部の構成を説明する模式図 側視型内視鏡の先端部を説明する図 側視型内視鏡の挿入部に設けられる曲がり癖部を有する処置具チャンネルと処置具起上台とを説明する図 医療用マニュピレータの処置具挿入部が処置具チャンネルに既定の姿勢で配置されたとき関節間の関係を説明する図 医療用マニュピレータの処置具チャンネル内の挿通状態であって、医療用マニュピレータの曲がり癖部と処置具チャンネルの曲がり部とが略一致している状態を説明する図 医療用マニュピレータの処置具チャンネル内の挿通状態であって、医療用マニュピレータの曲がり癖部が処置具チャンネルの曲がり部に対して長軸方向に位置ずれしている状態を説明する図 医療用マニュピレータの処置具挿入部が既定の姿勢で配置さレ手いる状態を説明する図 図１０及び図１１は制御部の第１の制御例を説明する図であり、図１０は操作レバーの傾倒操作状態を示す図 操作レバーの傾倒操作と各関節の動作状態とを説明する図 図１２及び図１３は制御部の第２の制御例を説明する図であり、図１２は操作レバーの傾倒操作状態を示す図 操作レバーの傾倒操作と各関節の動作状態とを説明する図 図１４乃至図１７は制御部の第３の制御例を説明する図であり、図１４は操作レバーを角度γ１、傾倒操作した状態を示す図 操作レバーを角度γ１、傾倒操作した状態における各関節の動作状態を説明する図 操作レバーが回転角度θ１ｍａｘを越えて、角度γ２、傾倒操作された状態を示す図 操作レバーを回転角度θ１ｍａｘを越えて、角度γ２、傾倒操作した状態における各関節の動作状態を説明する図 起上台を備える直視内視鏡と先端湾曲部を備える処置具との関係を説明する図 図１９、図２０は既定手段の他の構成例を説明する図であって、図１９は長軸周りの回転及び突出量を既定する既定部と既定部材とを説明する図 既定部と既定部材とによって既定された状態を説明する図 図２１、図２２は既定手段の別の構成例を説明する図であって、図２１は長軸周りの回転及び突出量を既定する既定部を説明する図 既定部材を説明するとともに、既定部材が既定部に配置された既定状態を説明する図 図２３、図２４は既定手段のまた別の構成を説明する図であって、図２３は画面上に表示される内視鏡画像と、既定状態判定枠とを説明する図 内視鏡から導出された処置具挿入部が既定した姿勢であるときの判定枠とマーキング画像の関係を説明する図 先端湾曲部の関節が起上用関節より突出しているか否かを表示装置の画面上に表示される内視鏡画像から判定する方法を説明する図 先端湾曲部の関節が起上用関節より突出しているか検出するセンサを設けた医療装置の構成例を説明する図 医療装置の変形例を説明する図 図２８乃至図３１は医療装置の第２実施形態に係り、図２８は医療装置の他の構成を説明する図 中央湾曲駒に設けた突出量取得マーカと回転量取得マーカとを説明する図 画面に表示された処置具挿入部の突出量取得マーカ及び回転量取得マーカと突出量基準線及び長軸方向回転量基準線とを説明する図 制御部の制御例を説明するフローチャート 側視型内視鏡と内視鏡処置具とを備えて構成される内視鏡装置を説明する図 電動処置具起上台を備えた側視型内視鏡と、医療用マニュピュレータとを備えて構成される内視鏡装置を説明する図

符号の説明

１…医療装置 ２…処置具 ３…内視鏡 ４…処置具コントローラ
５…起上台コントローラ ６…統合コントローラ ７…入力装置
７ａ…操作レバー ８…統合医療機器 １１…処置具挿入部 １１ａ…先端
１２…湾曲駆動部 １３…先端湾曲部 １３ｆ…先端湾曲駒
１３ｍ…中央湾曲駒 １３ｒ…基端湾曲駒 １４ａ…曲がり癖部
１５…第１関節 １６…第２関節 １７…第１の駆動アクチュエータ
１８…第２の駆動アクチュエータ １９…突出量検出用マーカ
３２…処置具挿通口 ３３…処置具チャンネル ３３ｃ…曲がり部
３５…起上台 ４０…起上用関節

Claims (9)

1. 湾曲部を備える挿入部と、前記湾曲部を湾曲させる駆動力を発生するための電気的に駆動される第1駆動部と、前記第1駆動部を駆動制御するための第1制御装置と、を備える能動処置具と、
   前記能動処置具の挿入部に外力を付与して該挿入部を移動させるための外力付与部と、この外力付与部を動作させる駆動力を発生するための電気的に駆動される第2駆動部と、この第2駆動部を駆動制御するための第２制御装置と、を備える内視鏡と
   前記内視鏡に設けられた外力付与部の外力が前記能動処置具の挿入部に付与可能な状態において、該処置具の挿入部の先端を目標位置、目標姿勢、又は目標方向に移動させる指示を行うための統合入力装置と、
   前記能動処置具の第１制御装置及び前記内視鏡の第２制御装置が接続され、前記統合入力装置からの指示に基づいて、前記第1制御装置及び前記第2制御装置をそれぞれ駆動制御する統合制御装置と、
   を具備することを特徴とする医療装置。
2. 前記能動処置具は、前記第１駆動部を駆動させて該処置具の湾曲部を湾曲動作させて、前記挿入部の先端を目標位置、目標姿勢、又は目標方向に移動させる指示を行う第１入力部を備え、
   前記内視鏡は、前記第２駆動部を駆動させて該内視鏡の外力付与部を動作させて、この外力付与部の先端を目標位置、目標姿勢、又は目標方向に移動させる指示を行う第２入力部を備えることを特徴とする請求項１に記載の医療装置。
3. 前記内視鏡の外力付与部の外力が、前記能動処置具の挿入部に付与可能な状態において、
   前記内視鏡の外力付与部と、前記能動処置具の湾曲部の位置と姿勢の関係とを既定する既定手段を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の医療装置。
4. 前記外力付与部は、内視鏡チャンネル先端に設けられた能動湾曲付与機構であり、
   前記既定手段は、前記能動湾曲付与機構に対する前記挿入部のこの挿入部長軸廻りの回転量と、前記能動湾曲付与機構から突出する前記挿入部の突出量とを既定することを特徴とする請求項３に記載の医療装置。
5. 前記統合制御装置は、
   前記内視鏡の外力付与部の外力が、前記能動処置具の挿入部に付与可能な状態において、
   前記内視鏡から導出されている前記能動処置具の挿入部の位置と姿勢とを判定する判定手段を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の医療装置。
6. 前記判定手段は、前記能動湾曲付与機構に対する前記挿入部のこの挿入部長軸廻りの回転量と、前記能動湾曲付与機構から突出する前記挿入部の突出量とを判定することを特徴とする請求項５に記載の医療装置。
7. 前記能動処置具は、前記挿入部に備えられた湾曲部を予め定めた軸を基準に一方向及び他方向に予め定めた角度回転させる関節を備えることを特徴とする請求項１に記載の医療装置。
8. 、
   前記内視鏡は、前記外力付与部を予め定めた軸を基準に回転させて、前記能動処置具の挿入部を湾曲させる、回動自在な関節を備えることを特徴とする請求項１に記載の医療装置。
9. 前記既定手段は、
   前記能動処置具の挿入部の可撓管部に設けられた、予め定めた半径で、該処置具の第１関節の回転方向に一致した湾曲形状を有する曲がり癖部及び前記内視鏡から外部に導出される前記能動処置具の挿入部の突出量を既定する突出量検出用マークと、
   前記内視鏡が備える処置具チャンネルの先端開口側に設けられた、該処置具チャンネルに挿通された前記能動処置具の挿入部の曲がり癖部の湾曲形状に一致した曲がり部と、
   を備えることを特徴とする請求項３に記載の医療装置。

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