JP6205294B2 - 医療器具、医療システム及び医療器具の作動方法 - Google Patents

Description

本発明は、外科手術等において患者の体腔内に挿入され、観察、処置等を行うことのできる医療器具、医療システム及び医療器具の作動方法に関するものである。

患者の体腔内に細長の挿入部を挿入して、挿入部先端等をワイヤ等で牽引することで、体腔内臓器を観察したり、治療をおこなったりする医療器具が広く用いられている。

特許文献１は、コイルパイプを所定の長さで保持することで、コイルパイプを好適な状態で内視鏡内に組み付けることができると共に、操作ワイヤによる操作性を向上したものである。

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、組立時にシース位置を固定する構造であるため、処置時に軟性部の形状が変化した際、軟性部の形状に対応した的確な形状としてシースのたるみを取り除くことはできなかった。

特開２００９−１０６６９７号公報

図１７は、従来の医療器具１の軟性部２ｃの状態の一例を示す概略図である。図１７（ａ）は、軟性部２ｃのアウターカバー７に対してシース６及びワイヤ５がたるんだ状態を示し、図１７（ｂ）は、図１７（ａ）の状態からワイヤ５を引っ張った状態を示す。

一般に、軟性部２ｃは、アウターカバー７の形状が変化した場合にシース６が引っ張られないようにするため、図１７（ａ）に示したように、アウターカバー７に対してシース６を常にたるませる必要がある。しかしながら、シース６がたるんだ状態からワイヤ５に張力をかけると、シース６がアウターカバー７と接触する前には、ワイヤ５の引張に対してシース６のみが圧縮されていたのに対し、シース６がアウターカバー７と接触した後には、ワイヤ５の引張に対してシース６及びアウターカバー７が圧縮されることになり、シース６とアウターカバー７の接触前と接触後で、ワイヤ５の張力と変位の関係を示す動作特性が変化していた。

また、シース６単体の圧縮時には、アウターカバー７の支持が得られないので、耐圧縮性が低かった。さらに、シース６の圧縮の際にアウターカバー７内でシース６が蛇行するため、ワイヤ５とシース６間の摩擦が大きかった。そのため、大きな力を得るためにワイヤ５の変位を大きくする必要があり、応答性が低くなっていた。

本発明は上記課題に着目してなされたものであり、シースの状態を的確に制御することで、軟性部の形状変化に対して的確なワイヤ駆動を実施することが可能となる医療器具、医療システム及び医療器具の作動方法を提供することにある。

本発明の一実施形態に係る医療器具は、
ワイヤと、
前記ワイヤを挿通する軟性のシースと、
前記ワイヤを駆動するワイヤ駆動部と、
前記ワイヤが駆動することによって作動する被作動部と、
前記シースを引っ張るシース引張部と、
前記シースの移動をロックするシースロック部と、
前記被作動部と前記ワイヤ駆動部が未接続の準備モード、前記シースをロックせず解除した状態とするシースフリーモード、前記シースのたるみを調整して前記シースをロックした状態とするシースたるみ調整モード、及び前記ワイヤ駆動部に接続された前記被作動部を駆動状態とするマスタースレーブモードをそれぞれ切り換える制御部と、
を備える
ことを特徴とする。

本発明の一実施形態に係る医療器具は、
前記被作動部と前記ワイヤ駆動部の接続を検出する被作動部着脱検出部と、
前記シースの張力を測定するシース張力測定部と、
前記シースがロックされているか否かを検出するシースロック状態検出部と、
を備え、
前記制御部は、
前記準備モードにおいて、前記被作動部着脱検出部が前記被作動部と前記ワイヤ駆動部の接続を検出した場合、前記シースフリーモードに移行させ、
前記シースフリーモードにおいて、前記被作動部着脱検出部から前記被作動部と前記ワイヤ駆動部の接続完了を知らせる信号が入力された場合、前記シースたるみ調整モードに移行させ、
前記シースたるみ調整モードにおいて、前記シース張力測定部があらかじめ定めた所定範囲内のシース張力であることを測定し、前記シースロック状態検出部が前記シースロック部によって前記シースがロックされていることを検出した場合、前記マスタースレーブモードに移行させる。

本発明の一実施形態に係る医療器具では、
前記制御部は、
前記シースフリーモードにおいて、前記被作動部着脱検出部から前記被作動部と前記ワイヤ駆動部の未接続を知らせる信号が入力された場合、前記準備モードに移行させる。

本発明の一実施形態に係る医療器具は、
前記シースを引っ張る前記引張部の駆動状態を検出するシース引張駆動状態検出部を備え、
前記制御部は、
前記シースたるみ調整モードにおいて、前記シース張力測定部があらかじめ定めた所定範囲外のシース張力であることを測定し、前記シース引張駆動状態検出部が検出した前記引張部の駆動状態が限界であると判定した場合、前記シースフリーモードに移行させる。

本発明の一実施形態に係る医療器具では、
前記制御部は、
前記マスタースレーブモードにおいて、前記シース張力測定部があらかじめ定めた所定の範囲外のシース張力を測定した場合、前記シースたるみ調整モードに移行させる。

本発明の一実施形態に係る医療器具では、
前記制御部は、
前記マスタースレーブモードにおいて、前記被作動部着脱検出部から前記被作動部と前記ワイヤ駆動部の未接続を知らせる信号が入力された場合、前記準備モードに移行させる。

本発明の一実施形態に係る医療システムでは、
前記医療器具は、観察光学系、撮像素子及び照明光学系を有する内視鏡であり、前記被作動部は前記ワイヤの一端が取り付けられる前記内視鏡の先端部並びに前記ワイヤ及び前記シースが挿通される軟性部であって、
前記ワイヤの他端が取り付けられる前記ワイヤ駆動部を駆動することによって前記先端部及び前記軟性部を操作する操作部と、
前記内視鏡により取得された画像を表示する表示部と、
前記操作部を操作することによって前記内視鏡を制御すると共に、前記内視鏡により取得された画像を前記表示部に表示させるシステム制御部と、
を備える
ことを特徴とする。

本発明の一実施形態に係る医療システムでは、
前記医療器具は、処置対象を処置する処置具であり、前記被作動部は前記ワイヤの一端が取り付けられる前記処置具の先端部並びに前記ワイヤ及び前記シースが挿通される軟性部であって、
前記ワイヤの他端が取り付けられる前記ワイヤ駆動部を駆動することによって前記先端部及び前記軟性部を操作する操作部と、
観察光学系、撮像素子及び照明光学系を有する内視鏡と、
前記内視鏡により取得された画像を表示する表示部と、
前記操作部を操作することによって前記処置具を制御すると共に、前記内視鏡により取得された画像を前記表示部に表示させるシステム制御部と、
を備える
ことを特徴とする。

本発明の一実施形態に係る医療システムでは、
前記処置具は、前記内視鏡に挿通される。

本発明の一実施形態に係る医療器具の作動方法は、
ワイヤと、
前記ワイヤを挿通する軟性のシースと、
前記ワイヤを駆動するワイヤ駆動部と、
前記ワイヤが駆動することによって作動する被作動部と、
前記シースを引っ張るシース引張部と、
前記シースの移動をロックするシースロック部と、
を備える医療器具の作動方法であって、
前記被作動部と前記ワイヤ駆動部が未接続の準備モード、前記シースをロックせず解除した状態とするシースフリーモード、前記シースのたるみを調整して前記シースをロックした状態とするシースたるみ調整モード、及び前記ワイヤ駆動部に接続された前記被作動部が作動することが可能な状態とするマスタースレーブモードをそれぞれ有し、
前記準備モードにおいて、前記被作動部と前記ワイヤ駆動部が接続されている場合、前記シースフリーモードに移行し、
前記シースフリーモードにおいて、前記被作動部と前記ワイヤ駆動部の接続完了を確認した場合、前記シースたるみ調整モードに移行し、
前記シースたるみ調整モードにおいて、あらかじめ定めた所定範囲内のシース張力であり、前記シースがロックされている場合、前記マスタースレーブモードに移行する。

本発明の一実施形態に係る医療器具の作動方法は、
前記シースフリーモードにおいて、前記被作動部と前記ワイヤ駆動部が未接続の場合、前記準備モードに移行する。

本発明の一実施形態に係る医療器具の作動方法は、
前記シースたるみ調整モードにおいて、前記シースがあらかじめ定めた所定範囲外の張力であって、前記引張部の駆動状態が限界であると判定した場合、前記シースフリーモードに移行する。

本発明の一実施形態に係る医療器具の作動方法は、
前記マスタースレーブモードにおいて、前記シースがあらかじめ定めた所定の範囲外のシース張力の場合、前記シースたるみ調整モードに移行する。

本発明の一実施形態に係る医療器具の作動方法は、
前記マスタースレーブモードにおいて、前記被作動部と前記ワイヤ駆動部が未接続の場合、前記準備モードに移行する。

この態様に係る医療器具、医療システム及び医療器具の作動方法によれば、シースの状態を的確に制御することで、被作動部の形状変化に対して的確なワイヤ駆動を実施することが可能となる。

本実施形態の医療器具の概略図を示す。 本実施形態の医療器具の他の例の概略図を示す。 本実施形態の医療器具の軟性部の一例を示す概略図である。 本実施形態の医療器具のシースロック機構の模式図を示す。 本実施形態の医療器具の制御ブロックを示す。 本実施形態の医療器具の制御部が制御するモードを示す。 本実施形態の医療器具の準備モードの制御フローを示す。 本実施形態の医療器具のシースフリーモードの制御フローを示す。 本実施形態の医療器具のシースたるみ調整モードの制御フローを示す。 本実施形態の医療器具のマスタースレーブモードの制御フローを示す。 本実施形態の医療器具の起動から終了までの制御フローを示す。 本実施形態の医療器具の挿入部の挿入から患部処置までのモード遷移の一例を示す。 本実施形態の医療器具の患部処置のモード遷移を示す。 本実施形態の医療器具の挿入部とワイヤ駆動部の取り外しのモード遷移を示す。 本実施形態の医療器具を適用した手術支援システムを示す。 本実施形態の医療器具を適用した手術支援システムのシステム構成図を示す。 従来の医療器具の軟性部の状態の一例を示す概略図である。

以下、実施形態について説明する。

図１は、本実施形態の医療器具１の一例の概略図を示す。

本実施形態の医療器具１の一例は、少なくとも、挿入部２と、操作部３と、ワイヤ駆動部４と、ワイヤ５と、シース６と、を備える内視鏡１ａからなる。医療器具１は、先端側に挿入部２、基端側に操作部３を備える。挿入部２は、体腔内に挿入される部分であって、先端側から順に、先端部２ａと、湾曲部２ｂと、軟性部２ｃと、を備える。軟性部２ｃの外周はアウターカバー７で覆われている。なお、湾曲部２ｂは、設置しなくてもよい。また、湾曲部２ｂに代えて、関節部を用いてもよい。操作部３は、ワイヤ駆動部４によってワイヤ５を駆動させて湾曲部２ｂの湾曲状態及び先端部２ａの向きを操作する。操作部３及びワイヤ駆動部４は、ケーブルによって図示しない電源及び制御装置等へ接続される。挿入部２と駆動部４は、脱着可能に形成される。また、ワイヤ駆動部４は、操作部３に内蔵されてもよい。

図２は、本実施形態の医療器具１の他の例の概略図を示す。

本実施形態の医療器具１の他の例は、少なくとも、挿入部２と、操作部３と、ワイヤ駆動部４と、ワイヤ５と、シース６と、を備える処置具１ｂからなり、内視鏡１ａの内側に挿通されて使用される。医療器具１は、先端側に挿入部２、基端側に操作部３を備える。挿入部２は、内視鏡と共に体腔内に挿入される部分であって、先端側から順に、先端部２ａと、湾曲部２ｂと、軟性部２ｃと、を備える。軟性部２ｃの外周はアウターカバー７で覆われている。なお、湾曲部２ｂは、設置しなくてもよい。また、湾曲部２ｂに代えて、関節部を用いてもよい。操作部３は、ワイヤ駆動部４によってワイヤ５を駆動させて湾曲部２ｂの湾曲状態及び先端部２ａの向きを操作する。なお、操作部３は、鉗子等の処置具を操作してもよい。操作部３及びワイヤ駆動部４は、ケーブルによって図示しない電源及び制御装置等へ接続される。挿入部２とワイヤ駆動部４は、脱着可能に形成される。また、ワイヤ駆動部４は、操作部３に内蔵されてもよい。

図１及び図２に示した例では、ワイヤ５の一端が先端部２ｂに取り付けられ、ワイヤ５の他端がワイヤ駆動部４に連結されている。シース６は、アウターカバー７の内側に設置される。シース６の内側にはワイヤ５が挿通されている。

図３は、本実施形態の医療器具１の軟性部２ｃの一例を示す概略図である。図３（ａ）は、軟性部２ｃのアウターカバー７に対してシース６及びワイヤ５がたるんだ状態を示し、図３（ｂ）は、図３（ａ）の状態からシース６及びワイヤ５を引っ張った状態を示す。

軟性部２ｃは、アウターカバー７と、アウターカバー７の内側に挿入されるシース６と、シース６の内側に挿入されるワイヤ５と、を有する。軟性部２ｃは、医療器具１の使用状況に応じて様々に形状が変化するものである。

本実施形態の医療器具１は、図３（ａ）に示すように、軟性部２ｃが湾曲してシース６がたるんだ際に、軟性部２ｃの形状が決まった後、図３（ｂ）に示すように、シース６を引っ張ってたるみをなくし、アウターカバー７内の最短経路を経由するようにシース６を固定する。そして、図３（ｂ）に示す状態でワイヤ５を駆動することで、対圧縮性が高く摩擦も低減するので、応答性が高くなる。また、形状変化に応じた動作特性の変化が低減されるので、容易に制御することが可能となる。

次に、図１又は２に示した医療器具１に用いる本実施形態のシースロック機構１０について説明する。

図４は、本実施形態の医療器具１のシースロック機構１０の模式図を示す。図４（ａ）は本実施形態の移動前のシースロック機構１０の模式図、図４（ｂ）は本実施形態の移動後のシースロック機構１０の模式図を示す。

本実施形態の医療器具１のシースロック機構１０は、シースロック部材１３と、ワイヤ駆動部４と、シース支持部材１５と、シース支持部材案内部１６と、シース貫通部１８と、シースロック駆動部２０と、シース引張駆動部２１と、を有する。なお、シースロック機構１０は、図１に示した操作部３内に設置してもよい。さらに、シース支持部材案内部１６とシース貫通部１８は、図３に示した軟性部２ｃのアウターカバー７に固着されてもよい。

図４（ａ）に示すように、シースロック機構１０のシースロック部材１３は、アクチュエータ等のシースロック駆動部２０が駆動することによってシース支持部材１５と係合する方向及び離間する方向に移動可能に形成されている。また、シース支持部材１５は、あらかじめシース６に固着され、アクチュエータ等のシース引張駆動部２１によってシース６を引っ張る方向及び元に戻す方向へ伸縮可能に、シース貫通部１８とシース支持部材１５の間に取り付けられている。ワイヤ５は、ワイヤ駆動部４に取り付けられる。

シースロック機構１０は、図示しないスイッチ等によって作動する。まず、シース引張駆動部２１によってシース６を引っ張る方向へシース支持部材１５を移動させ、シース６のたるみを減らす。続いて、シースロック駆動部２０が駆動させることによって、図４（ｂ）に示すように、シースロック部材１３をシース支持部材１５に係合させる。したがって、シース６は、たるみの少ない状態で形状が維持される。なお、シースをロックしたか否かの検出は、シースロック駆動部２０の駆動状態によって判定してもよいし、図示しないロック検出部のように、シースロック部材１３の移動を検出することによって判定してもよい。

このような本実施形態のシースロック機構１０によって、一定の張力でシース６を引っ張って固定することができ、シース６をたるみのない形状とすることが可能となる。

次に、本実施形態の医療器具１の制御について説明する。

図５は、本実施形態の医療器具１の制御ブロックを示す。

本実施形態の医療器具１は、図４に示すような制御ブロックを有する。ただし、入力部３０及び出力部５０は、すべて用いる必要はなく、それぞれの構造に応じて、少なくとも一部を用いればよい。

入力部３０について説明する。操作部３は、前述の通り、先端部２ａ及び湾曲部２ｂ等を操作する。マスタースレーブ接続ボタン３１は、施術者がマスタースレーブの接続を指示するスイッチである。本実施形態では、挿入部２とワイヤ駆動部４の接続を指示するスイッチである。挿入部着脱検出部３２は、挿入部２とワイヤ駆動部４の接続を検出するセンサである。シース張力測定部３３は、シース６の張力を測定するセンサである。シースロック状態検出部３４は、シース６の状態を検出するセンサである。本実施形態では、シースロック状態検出部３４は、シース支持部材１５がシースロック駆動部２０によってロックされているか否かを検出するセンサである。シース引張駆動状態検出部３５は、シース６を引っ張るシース引張駆動部２１の駆動状態を検出するセンサである。検出する駆動状態は、シース６を引っ張る駆動量、シース６を引っ張っている時間等でよい。また、ワイヤ駆動量検出部３６は、ワイヤ駆動部４の駆動量を検出するセンサである。モード入力部３７は、選択ボタン又はアイコン等によってモードを入力するものである。なお、挿入部着脱検出部３２、シースロック状態検出部３４及びワイヤ駆動量検出部３６は、使用しなくてもよい。

出力部５０は、前述したワイヤ駆動部４、シースロック部材駆動部２０、及びシース引張駆動部２１と、警報部５１と、モード表示部５２と、を有する。警報部５１は、エラーが出た場合に表示又はブザー等によって周囲に知らせるものである。モード表示部５２は、現在実行中のモードを表示するものである。

次に、本実施形態の医療器具１の制御部４０が制御するモードについて説明する。

図６は、本実施形態の医療器具１の制御部４０が制御するモードを示す。

本実施形態の医療器具１は、待機状態と処置状態に分けられる。待機状態は、図５に示した入力部３０からの指令値を無視する状態である、処置状態は、図１又は２に示した挿入部２を作動する状態である。

待機状態は、準備モード、シースフリーモード、及びシースたるみ調整モードを有する。準備モードは、マスタースレーブ接続を待機している状態である。準備モードでは、システム及びモータの初期化が完了している。シースフリーモードは、図４（ａ）に示したように、シース６をロックせず、解除した状態である。シースたるみ調整モードは、図４（ｂ）に示したように、シース６をロックして、たるみを調整する状態を示す。

処置状態は、マスタースレーブモードを有する。マスタースレーブモードは、ワイヤ駆動部４に接続された挿入部２が作動するモードである。マスタースレーブモードでは、シース６のたるみ量は調整済みである。

このように、本実施形態の医療器具１によれば、装置の状態に対応して的確にシース６の状態を制御することが可能となる。

次に、本実施形態の医療器具１の各モードの制御フローについて説明する。

図７は、本実施形態の医療器具１の準備モードの制御フローを示す。

本実施形態の医療器具１の準備モードでは、ステップ１で、マスタースレーブ接続ボタン３１からマスタースレーブの接続指示があったか否かを判定する（ＳＴ１）。ステップ１において、マスタースレーブの接続指示がなかった場合、ステップ１に戻る。

ステップ１において、マスタースレーブの接続指示があった場合、ステップ２で、挿入部着脱検出部３２が挿入部２とワイヤ駆動部４が接続されているか否かを判定する（ＳＴ２）。なお、挿入部着脱検出部３２を設けない場合には、このステップを行わなくてもよい。

ステップ２において、挿入部２とワイヤ駆動部４が接続されていないと判定された場合、ステップ２’で、図示しない警報部等がエラーを表示し（ＳＴ２’）、ステップ１に戻る。

ステップ２において、挿入部２とワイヤ駆動部４が接続されていると判定された場合、ステップ３で、シース張力測定部３３がシース６の張力を測定する（ＳＴ３）。

続いて、ステップ４で、測定されたシース６の張力があらかじめ定められた所定範囲内の値か否かを判定する（ＳＴ４）。ステップ４において、測定されたシース６の張力があらかじめ定められた所定範囲内の値でない場合、シースフリーモードへ進む。

ステップ４において、測定されたシース６の張力があらかじめ定められた所定範囲内の値である場合、ステップ５で、シース６がロック中か否かをシースロック状態検出部３４が判定する（ＳＴ５）。なお、シースロック状態検出部３４を設けない場合には、このステップを行わなくてもよい。

ステップ５において、シース６がロック中であるとシースロック状態検出部３４が判定した場合、マスタースレーブモードへ進む。ステップ５において、シース６がロック中でないとシースロック状態検出部３４が判定した場合、シースフリーモードへ進む。

図８は、本実施形態の医療器具１のシースフリーモードの制御フローを示す。

本実施形態の医療器具１のシースフリーモードでは、ステップ１１で、シースロック駆動部２０を開放する（ＳＴ１１）。すなわち、図３に示したシースロック部材１３をシース支持部材１５から離間させる。

続いて、ステップ１２で、シース張力測定部３３がシース６の張力を測定する（ＳＴ１２）。

続いて、ステップ１３で、測定されたシース６の張力があらかじめ定められた所定の閾値以下か否かを判定する（ＳＴ１３）。ステップ１３において、測定されたシース６の張力があらかじめ定められた所定の閾値以下でない場合、ステップ１１へ戻る。

ステップ１３において、測定されたシース６の張力があらかじめ定められた所定の閾値以下である場合、ステップ１４で、挿入部着脱検出部３２が挿入部２とワイヤ駆動部４が離脱しているか検出する（ＳＴ１４）。

ステップ１４において、挿入部２とワイヤ駆動部４が離脱していると挿入部着脱検出部３２が判定した場合、準備モードへ進む。

ステップ１４において、挿入部２とワイヤ駆動部４が離脱していないと挿入部着脱検出部３２が判定した場合、ステップ１５で、マスタースレーブ接続ボタン３１からマスタースレーブの接続指示があったか否かを判定する（ＳＴ１５）。

ステップ１５において、マスタースレーブの接続指示がなかった場合、ステップ１１に戻る。ステップ１５において、マスタースレーブの接続指示があった場合、シースたるみ調整モードに進む。

このように、本実施形態の医療器具１のシースフリーモードでは、挿入部２とワイヤ駆動部４が未接続の状態では、処置できないように的確に制御することが可能となる。

図９は、本実施形態の医療器具１のシースたるみ調整モードの制御フローを示す。

本実施形態の医療器具１のシースたるみ調整モードでは、ステップ２１で、シース引張駆動部２１を作動する（ＳＴ２１）。

続いて、ステップ２２で、シース張力測定部３３がシース６の張力を測定する（ＳＴ２２）。

続いて、ステップ２３で、測定されたシース６の張力があらかじめ定められた所定の範囲内の値か否かを判定する（ＳＴ２３）。ステップ２３において、測定されたシース６の張力があらかじめ定められた所定の範囲内の値である場合、ステップ２４で、シースロック駆動部２０を作動する（ＳＴ２４）。

次に、ステップ２５で、シース６がロック中か否かをシースロック状態検出部３４が判定する（ＳＴ２５）。なお、シースロック状態検出部３４を設けない場合には、このステップを行わなくてもよい。

ステップ２５において、シース６がロック中であるとシースロック状態検出部３４が判定した場合、マスタースレーブモードへ進む。ステップ２５において、シース６がロック中でないとシースロック状態検出部３４が判定した場合、ステップ２５’で、図示しない警報部等がエラーを表示し（ＳＴ２５’）、ステップ２４に戻る。なお、ステップ２５’は、エラー対応として、準備モードに進んでもよい。

ステップ２３において、測定されたシース６の張力があらかじめ定められた所定の範囲内の値でない場合、ステップ２６で、シース引張駆動状態検出部３５が検出したシース引張駆動状態が限界か否かを判定する（ＳＴ２６）。シース引張駆動状態の限界とは、あらかじめ定めた駆動量を超えた場合、あらかじめ定めた時間を過ぎた場合等である。

ステップ２６において、シース引張駆動が限界であると判定した場合、シースフリーモードに進む。なお、ステップ２６において、シース引張駆動が限界であると判定した場合、エラー対応として、準備モードに進んでもよい。

ステップ２６において、シース引張駆動が限界でないと判定した場合、ステップ２１に戻る。

このように、本実施形態の医療器具１のシースたるみ調整モードでは、シース６の状態に対応して的確にたるみ調整をすることが可能となる。

図１０は、本実施形態の医療器具１のマスタースレーブモードの制御フローを示す。

本実施形態の医療器具１のマスタースレーブモードでは、ステップ３１で、マスタースレーブ通信処理を行う（ＳＴ３１）。

続いて、ステップ３２で、挿入部着脱検出部３２が挿入部２とワイヤ駆動部４が離脱しているか検出する（ＳＴ３２）。

ステップ３２において、挿入部２とワイヤ駆動部４が離脱していると挿入部着脱検出部３２が判定した場合、ステップ３３で、マスタースレーブの接続を解除する（ＳＴ３３）。その後、シースフリーモードへ進む。なお、準備モードへ進んでもよい。

ステップ３２において、挿入部２とワイヤ駆動部４が離脱していないと挿入部着脱検出部３２が判定した場合、ステップ３４で、マスタースレーブ接続ボタン３１からマスタースレーブの接続解除指示があったか否かを判定する（ＳＴ３４）。ステップ３４において、マスタースレーブの接続解除指示があった場合、準備モードに進む。

ステップ３４において、マスタースレーブの接続解除指示がなかった場合、ステップ３５で、ワイヤ駆動部４が停止中か否かを判定する（ＳＴ３５）。ステップ３５において、ワイヤ駆動部４が停止中でない場合、ステップ３１に戻る。

ステップ３５において、ワイヤ駆動部４が停止中の場合、ステップ３６で、シース張力測定部３３がシース６の張力を測定する（ＳＴ３６）。

続いて、ステップ３７で、測定されたシース６の張力があらかじめ定められた所定の範囲外の値か否かを判定する（ＳＴ３７）。

ステップ３７において、測定されたシース６の張力があらかじめ定められた所定の範囲外の値でない場合、ステップ３１に戻る。ステップ３７において、測定されたシース６の張力があらかじめ定められた所定の範囲外の値である場合、シースたるみ調整モードへ進む。

このように、本実施形態の医療器具１のマスタースレーブモードでは、シース６の状態が的確でない場合にはシース６のたるみを調整することで、的確なシース６の状態で挿入部２を作動することが可能となる。

ここで、一例として、本実施形態の医療器具１の起動から終了までの制御について説明する。

図１１は、本実施形態の医療器具の起動から終了までの制御フローを示す。

まず、医療器具１の起動から終了までの制御について説明する。本実施例では、ステップ４１で、装置を起動する（ＳＴ４１）。続いて、ステップ４２で、挿入部２とワイヤ駆動部４を接続する（ＳＴ４２）。次に、ステップ４３で、挿入部２の一部を患者に挿入する（ＳＴ４３）。続いて、ステップ４４で、患部を処置する（ＳＴ４４）。次に、ステップ４５で、挿入部２とワイヤ駆動部４を取り外す（ＳＴ４５）。続いて、ステップ４６で、挿入部２の一部を患者から抜き取る（ＳＴ４６）。最後に、ステップ４７で、終了する（ＳＴ４７）。

次に、医療器具１の制御と各モードを対応させた実施例について説明する。

図１２は、本実施形態の医療器具の挿入部の一部の挿入から患部処置までのモード遷移の一例を示す。

図１１に示したステップ４２からステップ４３では、一例として、図１２に示すように各モードを遷移する。まず、準備モードで、挿入部２とワイヤ駆動部４の接続を検出し、シースフリーモードに移行する。続いて、シースフリーモードで、施術者等がマスタースレーブの接続又は挿入部２の一部の挿入完了をボタン等のスイッチ又は挿入完了センサ等で知らせ、シースたるみ調整モードへ移行する。次に、シースたるみ調整モードで、シース張力が所定の範囲内に調整し、マスタースレーブモードに移行する。

図１３は、本実施形態の医療器具の患部処置のモード遷移を示す。

図１１に示したステップ４４では、一例として、図１３に示すように各モードを遷移する。マスタースレーブモードで、シース張力が所定の範囲外の値の場合、シースたるみ調整モードへ移行する。そして、シース張力を所定の範囲内に調整し、マスタースレーブモードに移行する。なお、マスタースレーブモードからシースたるみ調整モードへの移行は、シース張力が所定の範囲外の値の場合以外に、調整ボタンが押されたり、患者の体位が変更されたり、内視鏡画像から挿入部２の一部の形状の変化が検出された場合等が含まれる。

図１４は、本実施形態の医療器具の挿入部とワイヤ駆動部の取り外しのモード遷移を示す。

図１１に示したステップ４５では、一例として、図１４に示すように各モードを遷移する。マスタースレーブモードで、挿入部２とワイヤ駆動部４の接続ロックの解除を検出した場合、シースフリーモードに移行する。そして、シースフリーモードで、挿入部２とワイヤ駆動部４の離脱が検出された場合、準備モードに移行する。

このように、本実施形態の医療器具では、装置の状態とモードを的確に制御することが可能となる。

次に、本実施形態の医療器具１を適用した医療システムの一例として手術支援システム９０について説明する。

図１５は、本実施形態の医療器具１を適用した手術支援システム９０を示す。図１６は、本実施形態の医療器具１を適用した手術支援システム９０のシステム構成図を示す。

本実施形態に係る手術支援システム９０は、医療器具１を適用する。手術支援システム９０は、操作者Ｏにより操作される操作部３、手術台ＢＤ上の患者Ｐの体内、例えば、先端に設置された内視鏡等の挿入部２を大腸等の柔らかい臓器内に挿入可能な医療器具１と、医療器具１を制御するシステム制御部９１と、医療器具１により取得された画像を表示する表示部９２と、を備えている。

操作部３は、操作台に取り付けられた一対の操作ハンドルと、床面上に配置されたフットスイッチ等を有している。操作部３は、多関節構造を有してもよい。操作した操作部３の角度は、エンコーダ等の角度取得部から取得し、その取得した信号によって、図１６に示すように、システム制御部９１は、挿入部２を、ドライバ９１ａを介して作動させる。

また、例えば内視鏡５ｃによって取得された画像は、システム制御部９１内の画像処理部９１ｂに出力される。画像処理部９１ｂで処理された画像は、表示部９２に表示される。そして、操作者Ｏは、表示部９２に表示された画像を見ながら医療器具１を操作する。

このような手術支援システム９０によれば、操作者Ｏが求める的確な画像を表示させることができ、操作者Ｏが医療器具１をさらに的確に作動させることが可能となる。

なお、手術支援システム９０に用いる医療器具１は、第１実施形態のような内視鏡１ａ、第２実施形態のように内視鏡１ａに挿通された処置具１ｂの他に、内視鏡１ａとは別体の処置具１ｂであってもよい。

以上、本実施形態に係る医療器具１は、ワイヤ５と、ワイヤ５を挿通する軟性のシース６と、ワイヤ５を駆動するワイヤ駆動部４と、ワイヤが駆動することによって作動する挿入部２と、シース６を引っ張るシース引張駆動部２１と、シース引張駆動部２１の移動をロックするシースロック部２０と、挿入部２５とワイヤ駆動部４が未接続の準備モード、シース６をロックせず解除した状態とするシースフリーモード、シース６のたるみを調整してシース６をロックした状態とするシースたるみ調整モード、及びワイヤ駆動部４に接続された挿入部２を駆動可能な状態とするマスタースレーブモードをそれぞれ切り換える制御部４０と、を備えるので、装置の状態に対応して的確にシースの状態を制御することが可能となる。

本実施形態に係る医療器具１は、挿入部２とワイヤ駆動部４の接続を検出する挿入部着脱検出部３２と、処置部５とワイヤ駆動部４の接続完了を知らせるマスタースレーブ接続指示部３１と、シース６の張力を測定するシース張力測定部３３と、シース６がロックされているか否かを検出するシースロック状態検出部３４と、を備え、制御部４０は、準備モードにおいて、挿入部着脱検出部３２が挿入部２とワイヤ駆動部４の接続を検出した場合、シースフリーモードに移行させ、シースフリーモードにおいて、マスタースレーブ接続指示部３１から挿入部２とワイヤ駆動部４の接続完了を知らせる信号が入力された場合、シースたるみ調整モードに移行させ、シースたるみ調整モードにおいて、シース張力測定部３３があらかじめ定めた所定範囲内のシース張力であることを測定し、シースロック状態検出部３４がシースロック部１３，２０によってシース６がロックされていることを検出した場合、マスタースレーブモードに移行させるので、装置の起動から処置可能な状態に至るモードを的確に移行することが可能となる。

本実施形態に係る医療器具１では、制御部４０は、シースフリーモードにおいて、挿入部着脱検出部３２から挿入部２とワイヤ駆動部４の未接続を知らせる信号が入力された場合、準備モードに移行させるので、挿入部２とワイヤ駆動部４が未接続の状態では、処置できないように的確に制御することが可能となる。

本実施形態に係る医療装置１００は、シース６を引っ張るシース引張駆動部２１の駆動状態を検出するシース引張駆動状態検出部３５を備え、制御部４０は、シースたるみ調整モードにおいて、シース張力測定部３３があらかじめ定めた所定範囲外のシース張力であることを測定し、シース引張駆動状態検出部３５が検出したシース引張駆動部２１の駆動状態が限界であると判定した場合、シースフリーモードに移行させるので、シース６の状態に対応して的確にたるみ調整をすることが可能となる。

本実施形態に係る医療装置１００は、制御部４０は、マスタースレーブモードにおいて、シース張力測定部３３があらかじめ定めた所定の範囲外のシース張力を測定した場合、シースたるみ調整モードに移行させるので、シース６の状態が的確でない場合にはシース６のたるみを調整することで、的確なシース６の状態で処置具を使用することが可能となる。

本実施形態に係る医療装置１００は、制御部４０は、マスタースレーブモードにおいて、挿入部着脱検出部３２から挿入部２とワイヤ駆動部４の未接続を知らせる信号が入力された場合、準備モードに移行させるので、装置の状態とモードを的確に制御することが可能となる。

本実施形態に係る医療システム９０は、前記医療器具１は、観察光学系、撮像素子及び照明光学系を有する内視鏡１ａであり、挿入部２はワイヤ５の一端が取り付けられる内視鏡１ａの先端部２ａ並びにワイヤ５及びシース６が挿通される軟性部２ｃであって、ワイヤ５の他端が取り付けられるワイヤ駆動部４を駆動することによって先端部２ａ及び軟性部２ｃを操作する操作部３と、内視鏡１ａにより取得された画像を表示する表示部９２と、操作部３を操作することによって内視鏡１ａを制御すると共に、内視鏡１ａにより取得された画像を表示部９２に表示させるシステム制御部９１と、を備えるので、操作者Ｏが求める的確な画像を表示させることができ、操作者Ｏが医療器具１をさらに的確に作動させることが可能となる。

本実施形態に係る医療システム９０は、前記医療器具１は、患部（処置対象）を処置する処置具１ｂであり、挿入部２はワイヤ５の一端が取り付けられる処置具１ｂの先端部２ａ並びにワイヤ５及びシース６が挿通される軟性部２ｃであって、ワイヤ５の他端が取り付けられるワイヤ駆動部４を駆動することによって先端部２ａ及び軟性部２ｃを操作する操作部３と、観察光学系、撮像素子及び照明光学系を有する内視鏡１ａと、内視鏡１ａにより取得された画像を表示する表示部９２と、操作部３を操作することによって内視鏡１ａを制御すると共に、内視鏡１ａにより取得された画像を表示部９２に表示させるシステム制御部９１と、を備えるので、操作者Ｏが求める的確な画像を表示させることができ、操作者Ｏが医療器具１をさらに的確に作動させることが可能となる。また、内視鏡画像と処置具の状態を同時に表示させることができ、医療器具１の操作性を向上させることが可能となる。

本発明の一実施形態に係る医療システム９０では、処置具１ｂは、内視鏡１ａに挿通されるので、処置具の目線で患部の状態を表示させることができ、医療器具１の操作性を向上させることが可能となる。

本実施形態に係る医療器具１のモード移行方法は、ワイヤ５と、ワイヤ５を挿通する軟性のシース６と、ワイヤ５を駆動するワイヤ駆動部４と、ワイヤ５が駆動することによって作動する被作動部２と、シース６を引っ張るシース引張駆動部２１と、シース６の移動をロックするシースロック部２０と、を備える医療器具１のモード移行方法であって、挿入部２とワイヤ駆動部４が未接続の準備モード、シース６をロックせず解除した状態とするシースフリーモード、シース６のたるみを調整してシース６をロックした状態とするシースたるみ調整モード、及びワイヤ駆動部４に接続された挿入部２が作動することが可能な状態とするマスタースレーブモードをそれぞれ有し、準備モードにおいて、挿入部２とワイヤ駆動部４が接続されている場合、シースフリーモードに移行し、シースフリーモードにおいて、挿入部２とワイヤ駆動部４の接続完了を確認した場合、シースたるみ調整モードに移行し、シースたるみ調整モードにおいて、あらかじめ定めた所定範囲内のシース張力であり、シースがロックされている場合、マスタースレーブモードに移行するので、装置の起動から処置可能な状態に至るモードを的確に移行することが可能となる。

本実施形態に係る医療器具１のモード移行方法は、シースフリーモードにおいて、挿入部２とワイヤ駆動部４が未接続の場合、準備モードに移行するので、挿入部２とワイヤ駆動部４が未接続の状態では、処置できないように的確に制御することが可能となる。

本実施形態に係る医療器具１のモード移行方法は、シースたるみ調整モードにおいて、シース６があらかじめ定めた所定範囲外の張力であって、シース引張駆動部２１の駆動状態が限界であると判定した場合、シースフリーモードに移行するので、シース６の状態に対応して的確にたるみ調整をすることが可能となる。

本実施形態に係る医療器具１のモード移行方法は、マスタースレーブモードにおいて、シース６があらかじめ定めた所定の閾値以上のシース張力の場合、シースたるみ調整モードに移行するので、シース６の状態が的確でない場合にはシース６のたるみを調整することで、的確なシース６の状態で処置具を使用することが可能となる。

本実施形態に係る医療器具１のモード移行方法は、マスタースレーブモードにおいて、挿入部２とワイヤ駆動部４が未接続の場合、準備モードに移行するので、装置の状態とモードを的確に制御することが可能となる。

なお、上記各実施形態では、シース支持部材１５を用いたものを例にとって説明したが、シース６に段をつけたり、また、摩擦だけでもシース６を支持可能なので、シース支持部材１５が無くても良い。また、ワイヤ５としては、単線、撚り線、編み線等の線状部材を挙げることができる。

なお、この実施形態によって本発明は限定されるものではない。すなわち、実施形態の説明に当たって、例示のために特定の詳細な内容が多く含まれるが、当業者であれば、これらの詳細な内容に色々なバリエーションや変更を加えても、本発明の範囲を超えないことは理解できよう。従って、本発明の例示的な実施形態は、権利請求された発明に対して、一般性を失わせることなく、また、何ら限定をすることもなく、述べられたものである。

１…医療器具
２…挿入部（被作動部）
２ａ…先端部（被作動部）
２ｂ…湾曲部（被作動部）
２ｃ…軟性部（被作動部）
３…操作部
４…ワイヤ駆動部
５…ワイヤ
６…シース
７…アウターカバー
１０…シースロック機構
１３…シースロック部材（シースロック部）
１５…シース支持部材（シース引張部）
１６…シース支持部材案内部
１８…シース貫通部
２０…シースロック駆動部（シースロック部）
２１…シース引張駆動部（シース引張部）
３０…入力部
３１…マスタースレーブ接続ボタン
３２…挿入部着脱検出部（被作動部着脱検出部）
３３…シース張力測定部
３４…シースロック状態検出部
３５…シース引張駆動量検出部
３６…ワイヤ駆動量検出部
３７…モード入力部
４０…制御部
５０…出力部
５１…警報部
５２…モード表示部
９０…手術支援システム（医療システム）
９１…システム制御部
９２…表示部

Claims (14)

1. ワイヤと、
   前記ワイヤを挿通する軟性のシースと、
   前記ワイヤを駆動するワイヤ駆動部と、
   前記ワイヤが駆動することによって作動する被作動部と、
   前記シースを引っ張るシース引張部と、
   前記シースの移動をロックするシースロック部と、
   前記被作動部と前記ワイヤ駆動部が未接続の準備モード、前記シースをロックせず解除した状態とするシースフリーモード、前記シースのたるみを調整して前記シースをロックした状態とするシースたるみ調整モード、及び前記ワイヤ駆動部に接続された前記被作動部を駆動可能な状態とするマスタースレーブモードをそれぞれ切り換える制御部と、
   を備える
   ことを特徴とする医療器具。
2. 前記被作動部と前記ワイヤ駆動部の接続を検出する被作動部着脱検出部と、
   前記シースの張力を測定するシース張力測定部と、
   前記シースがロックされているか否かを検出するシースロック状態検出部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   前記準備モードにおいて、前記被作動部着脱検出部が前記被作動部と前記ワイヤ駆動部の接続を検出した場合、前記シースフリーモードに移行させ、
   前記シースフリーモードにおいて、前記被作動部着脱検出部から前記被作動部と前記ワイヤ駆動部の接続完了を知らせる信号が入力された場合、前記シースたるみ調整モードに移行させ、
   前記シースたるみ調整モードにおいて、前記シース張力測定部があらかじめ定めた所定範囲内のシース張力であることを測定し、前記シースロック状態検出部が前記シースロック部によって前記シースがロックされていることを検出した場合、前記マスタースレーブモードに移行させる
   請求項１に記載の医療器具。
3. 前記制御部は、
   前記シースフリーモードにおいて、前記被作動部着脱検出部から前記被作動部と前記ワイヤ駆動部の未接続を知らせる信号が入力された場合、前記準備モードに移行させる
   請求項２に記載の医療器具。
4. 前記シースを引っ張る前記引張部の駆動状態を検出するシース引張駆動状態検出部を備え、
   前記制御部は、
   前記シースたるみ調整モードにおいて、前記シース張力測定部があらかじめ定めた所定範囲外のシース張力であることを測定し、前記シース引張駆動状態検出部が検出した前記引張部の駆動状態が限界であると判定した場合、前記シースフリーモードに移行させる
   請求項２又は３に記載の医療器具。
5. 前記制御部は、
   前記マスタースレーブモードにおいて、前記シース張力測定部があらかじめ定めた所定の範囲外のシース張力を測定した場合、前記シースたるみ調整モードに移行させる
   請求項２乃至４のいずれか１つに記載の医療器具。
6. 前記制御部は、
   前記マスタースレーブモードにおいて、前記被作動部着脱検出部から前記被作動部と前記ワイヤ駆動部の未接続を知らせる信号が入力された場合、前記準備モードに移行させる
   請求項２乃至５のいずれか１つに記載の医療器具。
7. 請求項１乃至６のいずれか１つに記載の医療器具は、観察光学系、撮像素子及び照明光学系を有する内視鏡であり、前記被作動部は前記ワイヤの一端が取り付けられる前記内視鏡の先端部並びに前記ワイヤ及び前記シースが挿通される軟性部であって、
   前記ワイヤの他端が取り付けられる前記ワイヤ駆動部を駆動することによって前記先端部及び前記軟性部を操作する操作部と、
   前記内視鏡により取得された画像を表示する表示部と、
   前記操作部を操作することによって前記内視鏡を制御すると共に、前記内視鏡により取得された画像を前記表示部に表示させるシステム制御部と、
   を備える
   ことを特徴とする医療システム。
8. 請求項１乃６のいずれか１つに記載の医療器具は、処置対象を処置する処置具であり、前記被作動部は前記ワイヤの一端が取り付けられる前記処置具の先端部並びに前記ワイヤ及び前記シースが挿通される軟性部であって、
   前記ワイヤの他端が取り付けられる前記ワイヤ駆動部を駆動することによって前記先端部及び前記軟性部を操作する操作部と、
   観察光学系、撮像素子及び照明光学系を有する内視鏡と、
   前記内視鏡により取得された画像を表示する表示部と、
   前記操作部を操作することによって前記処置具を制御すると共に、前記内視鏡により取得された画像を前記表示部に表示させるシステム制御部と、
   を備える
   ことを特徴とする医療システム。
9. 前記処置具は、前記内視鏡に挿通される
   請求項８に記載の医療システム。
10. ワイヤと、
    前記ワイヤを挿通する軟性のシースと、
    前記ワイヤを駆動するワイヤ駆動部と、
    前記ワイヤが駆動することによって作動する被作動部と、
    前記シースを引っ張る引張部と、
    前記シースの移動をロックするシースロック部と、
    前記ワイヤ駆動部、前記引張部および前記シースロック部を制御する制御部と、
    を備える医療器具の作動方法であって、
    前記制御部は、前記被作動部と前記ワイヤ駆動部が未接続の準備モードにおいて、前記被作動部と前記ワイヤ駆動部が接続されている場合、前記シースをロックせず解除した状態とするシースフリーモードに移行させ、
    前記制御部は、前記シースフリーモードにおいて、前記被作動部と前記ワイヤ駆動部の接続完了を確認した場合、前記シースのたるみを調整して前記シースをロックした状態とするシースたるみ調整モードに移行させ、
    前記制御部は、前記シースたるみ調整モードにおいて、あらかじめ定めた所定範囲内のシース張力であり、前記シースがロックされている場合、前記ワイヤ駆動部に接続された前記被作動部が作動することが可能な状態とするマスタースレーブモードに移行させる、
    医療器具の作動方法。
11. 前記制御部は、前記シースフリーモードにおいて、前記被作動部と前記ワイヤ駆動部が未接続の場合、前記準備モードに移行させる、
    請求項１０に記載の医療器具の作動方法。
12. 前記制御部は、前記シースたるみ調整モードにおいて、前記シースがあらかじめ定めた所定範囲外の張力であって、前記引張部の駆動状態が限界であると判定した場合、前記シースフリーモードに移行させる、
    請求項１０又は１１に記載の医療器具の作動方法。
13. 前記制御部は、前記マスタースレーブモードにおいて、前記シースがあらかじめ定めた所定の範囲外のシース張力の場合、前記シースたるみ調整モードに移行させる、
    請求項１０乃至１２のいずれか１つに記載の医療器具の作動方法。
14. 前記制御部は、前記マスタースレーブモードにおいて、前記被作動部と前記ワイヤ駆動部が未接続の場合、前記準備モードに移行させる、
    請求項１０乃至１３のいずれか１つに記載の医療器具の作動方法。

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