WO2014156286A1

WO2014156286A1 - 処置具交換装置及び医療システム

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Publication number: WO2014156286A1
Application number: PCT/JP2014/052068
Authority: WO
Inventors: 考広小室
Original assignee: オリンパス株式会社
Priority date: 2013-03-28
Filing date: 2014-01-30
Publication date: 2014-10-02
Also published as: US10085618B2; EP2982330A4; CN105050530B; US20160058269A1; EP2982330B1; JP5959722B2; JPWO2014156286A1; EP2982330A1; CN105050530A

Abstract

　処置具交換装置は、処置される対象に対して処置をする複数の処置具を切換えて保持する処置具交換装置であって、前記複数の処置具が挿入され前記処置具の挿通経路を規定する複数の処置具チャネルが形成された軟性の挿入部と、前記処置具チャネルに挿通された前記複数の処置具の各々を前記処置具チャネル内で前進させるとともに前記複数の処置具の各々を前記処置具チャネル内で後退させる駆動部と、前記複数の処置具を操作して処置をする操作部と、前記複数の処置具のうち前記処置具チャネルの先端から突出した状態にある処置具の前記処置具チャネルからの突出量を制御する制御部と、を備える。前記挿入部は、挿入される前記処置具の挿通経路を変更する切換え部を有する。

Description

処置具交換装置及び医療システム

　本発明は、処置具交換装置及び医療システムに関する。
　本願は、２０１３年０３月２８日に、米国に仮出願された米国特許出願第６１／８０６，１２８号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

　従来、内視鏡を用いた医療処置において、複数の処置具を内視鏡に対して入れ替えながら医療処置をすることが知られている。例えば、特許文献１には、複数の処置具を備えた医療システムが開示されている。

日本国特開２００８－１８８１０９号公報

　従来、内視鏡の処置具チャネルに挿通された処置具を他の処置具に交換する場合には、処置具チャネルから処置具を完全に抜去して別の処置具を処置具チャネルに挿入する必要があった。このため、処置具を交換する際に小さい処置具ポートに処置具を挿入する場合は、特に作業性が悪く、また、処置具の交換をするために処置を中断する時間が長くなってしまう。　

　本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、複数の処置具を交換する際の時間を大幅に短縮することが可能な処置具交換装置及び医療システムを提供することを目的とする。

　本発明の第１の態様の処置具交換装置は、処置される対象に対して処置をする複数の処置具を切換えて保持する処置具交換装置であって、前記複数の処置具が挿入され前記処置具の挿通経路を規定する複数の処置具チャネルが形成された軟性の挿入部と、前記処置具チャネルに挿通された前記複数の処置具の各々を前記処置具チャネル内で前進させるとともに前記複数の処置具の各々を前記処置具チャネル内で後退させる駆動部と、前記複数の処置具を操作して処置をする操作部と、前記複数の処置具のうち前記処置具チャネルの先端から突出した状態にある処置具の前記処置具チャネルからの突出量を制御する制御部と、を備える。前記挿入部は、挿入される前記処置具の挿通経路を変更する切換え部を有する。　

　本発明の第２の態様によれば、上記第１の態様の処置具交換装置において、前記切換え部は、前記複数の処置具チャネルを連通する連通チャネルと、前記複数の処置具チャネルのうちの少なくとも一つを閉鎖して、閉鎖されていない残りの処置具チャネルのうちの少なくとも一つに前記処置具を誘導する扉とを有していてもよい。

　本発明の第３の態様によれば、上記第１の態様の処置具交換装置において、前記切換え部は、前記複数の処置具チャネルを連通する連通チャネルと、前記複数の処置具チャネルのうちの少なくとも一つを閉鎖して、閉鎖されていない残りの処置具チャネルのうちの少なくとも一つに前記処置具を誘導する扉と、前記処置具チャネルの経路長さを調整する経路長調整部とを有していてもよい。　

　本発明の第４の態様によれば、上記第１の態様の処置具交換装置と、前記処置具交換装置を動作させるマニピュレータと、前記処置具交換装置及び前記マニピュレータの動作を指示する操作入力を行うマスタ入力部とを備える。

　上記各態様の処置具交換装置及び医療システムでは、各処置具をわずかに後退させてから、切換え部を駆動し、その後に、各処置具を進行させるだけで各処置具を持ち替えることができる。すなわち、各処置具を各処置具チャネルから完全に抜去する必要がない。したがって、各処置具を交換する際の時間を大幅に短縮することが可能である。

本発明の第１実施形態の医療システムの全体図である。本発明の第１実施形態の医療システムの挿入部の外観図である。同医療システムのブロック図である。本発明の第１実施形態の処置具交換装置における挿入部の断面模式図である。同処置具交換装置の挿入部の要部拡大断面図である。同処置具交換装置における処置具交換の工程を説明するためのフローチャートである。同処置具交換装置の処置具交換時の第１段階を示す断面模式図である。同処置具交換装置の処置具交換時の第２段階を示す断面模式図である。同処置具交換装置の処置具交換時の第３段階を示す断面模式図である。同処置具交換装置の処置具交換時の第４段階を示す断面模式図である。本発明の第２実施形態の処置具交換装置の挿入部の断面模式図である。同処置具交換装置の処置具交換時の一過程を示す断面模式図である。同処置具交換装置の処置具交換時の一過程を示す断面模式図である。本発明の第３実施形態の処置具交換装置の処置具交換時の一過程を示す断面模式図である。同処置具交換装置の処置具交換時の一過程を示す断面模式図である。本発明の第４実施形態の処置具交換装置の要部断面図である。同処置具交換装置の処置具交換時の一過程を示す断面模式図である。同処置具交換装置の処置具交換時の一過程を示す断面模式図である。本発明の第５実施形態の処置具交換装置の処置具交換時の一過程を示す断面模式図である。同処置具交換装置の処置具交換時の一過程を示す断面模式図である。

　（第１実施形態）
　本発明の処置具交換装置及び医療システムの第１実施形態について説明する。図１は、本発明の第１実施形態の処置具交換装置を有する医療システムの全体図である。

　本実施形態では、処置具交換装置１００を有する医療システム１０は、マスタ入力部１１と、スレーブマニピュレータ（マニピュレータ）１２とを備える。マスタ入力部１１は、操作入力を行うための複数のマスターアーム１３と、取得した映像を表示する表示部１４とを有する。スレーブマニピュレータ１２は、スレーブアーム１５を有する。

　処置具交換装置１００は、挿入部１６と、駆動部４２，４３と、把持部（操作部）２０と、制御部１７とを備えている。
　挿入部１６は、軟性を有し、挿入部１６には、複数の処置具２９，３１が挿入され処置具２９，３１の挿通経路を規定する複数の処置具チャネル２６，２７が形成されている。駆動部４２，４３は、処置具チャネル２６，２７に挿通された複数の処置具２９，３１の各々を処置具チャネル２６，２７内で前進させるとともに複数の処置具２９，３１の各々を処置具チャネル２６，２７内で後退させる。把持部２０は、複数の処置具２９，３１を操作して処置をする。制御部１７は、複数の処置具２９，３１のうち処置具チャネル２６，２７の先端から突出した状態にある処置具２９，３１の処置具チャネル２６，２７からの突出量を制御する。また、挿入部１６は、挿入される処置具２９，３１の挿通経路を変更する切換え部１０５，１０７を有している。
　詳細については、後述する。

　医療システム１０は、術者（操作者）Ｏｐによるマスターアーム１３の操作に追従させるようにスレーブアーム１５および挿入部１６を遠隔制御する。マスターアーム１３を介した操作指令は、制御部１７に有するマスタ制御部１８に送信され、必要に応じて適宜変換処理が施された後、マニピュレータ制御部１９に入力される。その後、マニピュレータ制御部１９は、スレーブマニピュレータ１２に動作信号を送ることにより、スレーブアーム１５および挿入部１６を動作させる。

　マスタ入力部１１は、表示部１４に、観察部材（図２参照）３４により取得した映像を表示する。各マスターアーム１３は、多軸動作可能な公知の構成を有し、術者Ｏｐに近い先端側に、術者Ｏｐが把持して操作指令を発する操作部としての把持部２０を備えている。
　マスタ入力部１１には、挿入部１６のモードを選択および入力するためのモード入力部として機能するフットスイッチ２１が設けられている。モード入力部の構成は、フットスイッチ２１に限られず、例えば、把持部２０に設けたボタンや、表示部１４に表示されるタッチパネル等でもよく、具体的構成に特に制限はない。また、これらが適宜組み合されてもよい。

　スレーブマニピュレータ１２は、患者Ｐが載置される手術台１または、手術台１の近傍に設置されている。スレーブアーム１５は、複数の多自由度関節を有して構成されており、多軸動作可能である。各多自由度関節は、図示しない動力部によって個別に駆動される。動力部としては、例えばインクリメンタルエンコーダや減速器等を備えたサーボ機構を有するモータ（サーボモータ）等を用いることができる。患者Ｐの体内に挿入される挿入部１６は、スレーブアーム１５の先端部に取り付けられている。

　次に、医療システム１０の挿入部１６の構造について説明する。図２は、医療システム１０の挿入部１６の外観図である。図２に示すように、挿入部１６は、軟性部２２と、湾曲部２３と、右アーム２４と、左アーム２５とを有する。軟性部２２は、長尺で可撓性を有する。湾曲部２３は、節輪や湾曲コマ等が複数配置された公知の構造を有している。湾曲部２３は、最も先端側の節輪等に接続されたワイヤ等の操作部材(不図示)を挿入部１６の軸方向に対して進退させることにより、挿入部１６の軸線と直交する二軸方向に湾曲させることができる。各アーム２４、２５は、湾曲部２３の先端部に取り付けられている。

　挿入部１６は、スレーブアーム１５に対して、自身の軸線を中心に回転可能に取り付けられている。挿入部１６を回転させる操作部材(不図示)及び湾曲部２３を操作するための操作部材は、挿入部１６の基端側から引き出されており、それぞれ図示しないプーリ等に固定されている。そして、各プーリの軸は、スレーブアーム１５に設けられた図示しない駆動軸にそれぞれ連結されている。各駆動軸には、上述の動力部と同様の構成の図示しない駆動機構が設けられており、駆動機構が駆動軸を回転させることにより、湾曲部２３の湾曲操作および回転操作を行うことができる。本明細書においては、スレーブマニピュレータ１２におけるスレーブアーム１５の床面側を基端側、基端部、基端と言い、床面から離れた側を先端側、先端部、先端と称する。

　各アーム２４、２５は、湾曲部２３の先端に取り付けられている。各アーム２４、２５は、湾曲部２３と同様の湾曲構造を有し、各アーム２４、２５の軸線と直交する二軸方向に湾曲させることができる。また、各アーム２４、２５は、内腔を有する管状に形成されている。右アーム２４の内腔は、挿入部１６に設けられた右処置具チャネル２６の内腔に連通している。左アーム２５の内腔は、挿入部１６に設けられた左処置具チャネル２７の内腔に連通している。
　各アーム２４、２５を湾曲操作するためのアーム操作部材は、湾曲部２３の操作部材と同様の態様で、スレーブアーム１５に設けられたアーム用の駆動軸と連結されている。アーム操作部材は、アーム用の駆動機構により各アーム２４、２５を湾曲させることができる。

　右アーム２４の右処置具チャネル２６内には、処置を行うための可撓性を有する長尺のシース部２８と、シース部２８の先端部に有する右処置具２９とが挿通されている。同様に、左アーム２５の左処置具チャネル２７内には、処置を行うための可撓性を有する長尺のシース部３０と、シース部３０の先端部に有する右処置具３１とが挿通されている。

　医療システム１０では、各処置具２９、３１として高周波ナイフやスネアループ、把持鉗子など、各種手技に対応した異なる処置具が一対で準備されており、手技等により適宜交換して使用される。各処置具２９、３１は、挿入部１６のスレーブアーム１５側の基端部に設けられた右処置具ポート(図１参照)３２、左処置具ポート（図１参照）３３から挿入部１６の各処置具チャネル２６、２７に挿入されている。そして、各処置具２９、３１は、処置具チャネル２６、２７内及び各アーム２４、２５内を通って各アーム２４、２５の先端開口から突出される。

　各処置具２９、３１には、ワイヤ等の処置具操作部材（不図示）が取り付けられている。この処置具操作部材は、各シース部２８、３０に対して進退させることで、各処置具２９、３０を駆動させる。この処置具操作部材は、湾曲部２３の操作部材やアーム操作部材と同様の態様でスレーブアーム１５に設けられた処置具用駆動軸と連結され、処置具用の駆動機構により各処置具２９、３１を駆動させることができる。

　また、各処置具２９、３１は、湾曲部２３及び各アーム２４、２５に対して進退及び回動可能である。各処置具２９、３１を進退させることで、各アーム２４、２５の先端開口からの各処置具２９、３１の突出長を調節することができる。各処置具２９、３１を回転させることで、各処置具２９、３１を手技に対して好適な状態に調節することができる。処置具２９、３１を進退及び回転させるための操作部材も、上述の各操作部材と同様に、スレーブアーム１５にそれぞれ設けられた駆動軸および駆動機構に接続されている。

　挿入部１６の先端からは、各アーム２４、２５に加えて、挿入部１６の前方の映像を取得する観察部材３４が突出している。観察部材３４は、挿入部１６に設けられた観察部材用チャネル（不図示）に挿通されており、挿入部１６に対して進退、回転可能である。観察部材３４は、先端側に湾曲部３５を有し、湾曲可能である。このような観察部材３４としては、公知の各種内視鏡等を好適に用いることができる。観察部材３４の各種操作を行うための操作部材も、挿入部１６と同様に、スレーブアーム１５に連結されており、マスタ入力部１１を介して操作可能である。

　次に、医療システム１０のブロック構成について説明する。図３は、医療システム１０のブロック図である。図３に示すように、マスタ制御部１８は、フットスイッチ２１に接続されたモード管理部３６と、マスターアーム１３およびモード管理部３６に接続された演算部(制御部)３７とを備えている。フットスイッチ２１を介した挿入部１６のモードに関する操作入力はモード管理部３６に送られ、選択されたモードを示す信号がモード管理部３６から演算部３７に送られる。
　演算部３７は、マスターアーム１３からの操作入力と、モード管理部３６から受け取った信号とに基づき、スレーブマニピュレータ１２の各部を動作させる信号を生成してマニピュレータ制御部１９に送り、挿入部１６の各部の動作を制御する。

　マニピュレータ制御部１９は、湾曲部２３を駆動する湾曲部駆動部３９、右アーム２４を駆動する右アーム駆動部４０、左アーム２５を駆動する左アーム駆動部４１に接続されている。マニピュレータ制御部１９は、右処置具２９を駆動する右処置具駆動部４２、左処置具３１を駆動する左処置具駆動部４３、及び観察部材３４を駆動する観察部材駆動部４４に接続されている。各駆動部３９、４０、４１、４２、４３、４４の駆動軸には、連結された各部の操作部材の変位量を検出するエンコーダ等の検出手段が取り付けられている。変位量を示す信号が各駆動部からマニピュレータ制御部１９に送られて、各部の湾曲量や突出量等の各種操作量が認識される。マニピュレータ制御部１９は、これら操作量と、演算部３７から受け取った信号とに基づいて駆動信号を生成し、各駆動部に送る。これにより、挿入部１６及び挿入部１６に挿通された各部が動作する。
　観察部材３４は、画像コントローラ４５に接続されている。観察部材３４の取得した術野の映像は、画像コントローラ４５を経由して表示部１４に送られ、表示部１４において映像が表示される。

　そして、医療システム１０は、処置具交換装置１００の一部を構成する処置具交換スイッチ１０１を有する。処置具交換スイッチ１０１は、モード管理部３６に接続されている。処置具交換スイッチ１０１は、術者Ｏｐの手の届きやすい位置に設けられるのが好ましい。

　次に、処置具交換装置１００の具体的構造について説明する。図４は、処置具交換装置１００における挿入部１６の断面模式図である。図５は、処置具交換装置１００の挿入部１６の要部拡大断面図である。図４に示すように、処置具交換装置１００は、挿入部１６における湾曲部２３の基端付近の軟性部２２に処置具交換部１０２を有する。

　処置具交換部１０２では、右処置具チャネル２６が２本に分岐している。分岐した一方は、右アーム２４内に連通している。分岐した他方は、右処置具チャネル２６の右アーム２４に向かう軸線方向に対して鋭角で屈曲する第１連通チャネル１０３を通じて左処置具チャネル２７に合流して連通接続している。同様に、左処置具チャネル２７が２本に分岐しており、分岐した一方は、左アーム２５内に連通している。分岐した他方は、左処置具チャネル２７の左アーム２５に向かう軸線方向に対して鋭角で屈曲する第２連通チャネル１０４を通じて右処置具チャネル２６に合流して連通接続している。

　処置具交換装置１００は、右処置具チャネル２６における第１連通チャネル１０３の接続部分に第１切換え部（切換え部）１０５を有する。第１切換え部１０５は、第１扉（扉）１０６を有する。同様に、処置具交換装置１００は、左処置具チャネル２７における第２連通チャネル１０４の接続部分に第２切換え部１０７を有する。第２切換え部（切換え部）１０７は、第２扉（扉）１０８を有する。
　第１扉１０６は、右処置具チャネル２６及び左処置具チャネル２７のうちの右処置具チャネル２６を閉鎖して、閉鎖されていない左処置具チャネル２７に処置具２９，３１を誘導する。
　第２扉１０８は、左処置具チャネル２６及び左処置具チャネル２７のうちの左処置具チャネル２７を閉鎖して、閉鎖されていない右処置具チャネル２８に処置具２９，３１を誘導する。

　図５に示すように、処置具交換装置１００は、第１扉１０６を第１位置Ａ１と第２位置Ａ２とに切換えることができる。第１扉１０６が第１位置Ａ１にある場合、右処置具ポート３２を左アーム２５内に対して遮断して、右処置具ポート３２を右アーム２４内に連通接続させる。これとは異なり、第１扉１０６が第２位置Ａ２にある場合、右処置具ポート３２を右アーム２４内に対して遮断して、第１連通チャネル１０３を通じて右処置具ポート３２を左アーム２５内に連通接続させる。

　図４に示すように、処置具交換装置１００は、第２扉１０８を第１位置Ｂ１と第２位置Ｂ２とに切換えることができる。第２扉１０８が第１位置Ｂ１にある場合、左処置具ポート３３を右アーム２４内に対して遮断して、左処置具ポート３３を左アーム２５内に連通接続させる。これとは異なり、第２扉１０７が第２位置Ｂ２にある場合、左処置具ポート３３を左アーム２５内に対して遮断して、第２連通チャネル１０４を通じて左処置具ポート３３を右アーム２４内に連通接続させる。

　このように、処置具交換装置１００は、右処置具ポート３２から挿通された右処置具２９を、右アーム２４内に挿通させるか、或いは、左右を切り替えて、左アーム２５内に挿通させるかを選択することができる。同様に、処置具交換装置１００は、左処置具ポート３３から挿通された左処置具３１を、左アーム２５内に挿通させるか、或いは、左右を切り替えて、右アーム２４内に挿通させるかを選択することができる。

　各切換え機構１０５、１０７の各扉１０６、１０８は、図示しないワイヤなどの操作部材により制御される。各扉１０６、１０８を制御するためのワイヤは、例えば、湾曲部駆動部３９に接続されている。また、各扉１０６、１０８の位置は、駆動部にあるエンコーダなどの操作部材の変位を計測するセンサの情報から計算を行うことで検出しても良く、図示しないフォトセンサなどが各扉１０６、１０８の位置を検出してもよい。
　また、各切換え機構１０５、１０７は、各処置具チャネル２６、２７の分岐部分のみにあるが、分岐部分と合流部分との両方にあってもよい。その場合、各処置具２９、３１が合流部分において各処置具ポート３３、３２側に戻ってしまうのを防止できる。

　次に、医療システム１０による手技及び処置具交換装置１００の具体的動作について説明する。図６は、処置具交換装置１００における処置具交換の工程を説明するためのフローチャートである。図７は、処置具交換装置１００の処置具交換時の第１段階を示す断面模式図である。図８は、処置具交換装置１００の処置具交換時の第２段階を示す断面模式図である。図９は、処置具交換装置１００の処置具交換時の第３段階を示す断面模式図である。図１０は、処置具交換装置１００の処置具交換時の第４段階を示す断面模式図である。

　図１に示すように、術者Ｏｐは、まず挿入部１６を患者Ｐの自然開口から体内に挿入する。ここでは、口から挿入する例を示しているが、これに代えて肛門等の他の自然開口から挿入部１６を挿入してもよい。術者Ｏｐは、観察部材３４からの映像を表示部１４で確認しながら、挿入部１６の先端を手技の対象部位まで移動させる。

　次に、術者Ｏｐは、行う手技に合わせて各処置具２９、３１を選択し、選択した各処置具２９、３１をスレーブアーム１５に装着して、挿入部１６の各処置具ポート３２、３３に挿入し、各処置具２９、３１を各アーム２４、２５から突出させる。このときの突出量は、所定の初期突出量をあらかじめ設定されていても良く、例えば、各処置具２９、３１がそれ以上突出できない最大突出量または各アーム２４、２５からの最小突出量とされてもよい。その後、術者Ｏｐは、観察部材３４からの映像を見ながら各アーム２４、２５を操作し、対象部位に対して所望の手技を行う。

　このとき、必要に応じて、左右の各処置具２９、３１を交換したり、挿入部１６の先端部を他の対象部位に移動させて手技を行ったりする場合がある。
　そこで、図６に示すように、ステップＳ１０１において、各処置具２９、３１の交換制御がスタートする。ステップＳ１０１の後にステップＳ１０２を行う。ステップＳ１０２においては、操作者Ｏｐが処置具交換スイッチ１０１を押す。ステップＳ１０２の後にステップＳ１０３を行う。ステップＳ１０３においては、モード管理部３６によって処置具交換スイッチ１０１が押されたことを検出することにより、処置具交換モードが設定される。ステップＳ１０３の後にステップＳ１０４を行う。

　このとき、図７に示すように、右処置部ポート３２から右アーム２４に右処置具２９が挿通されており、左処置具ポート３３から左アーム２５に左処置具３１がそれぞれ挿通されている。第１扉１０６は第１位置Ａ１にあり、第２扉１０８は、第１位置Ｂ１にある。
　ステップＳ１０４においては、各処置具２９、３１の先端が処置具交換部１０２の基端まで後退するように各処置具駆動部４２、４３を駆動する。ステップＳ１０４の後にステップＳ１０５を行う。
　図８に示すように、各処置具駆動部４２、４３の駆動により、各処置具２９、３１の先端が処置具交換部１０２の基端まで後退する。

　ステップＳ１０５においては、第１切換え部１０５及び第２切換え部１０７が駆動される。ステップＳ１０５の後にステップＳ１０６を行う。第１切換え部１０５の駆動により第１扉１０６が第１位置Ａ１から第２位置Ａ２に切り換わる。同時に、第２切換え部１０７の駆動により第２扉１０８が第１位置Ｂ１から第２位置Ｂ２に切り換わる。ステップＳ１０６においては、各処置具２９、３１の先端が各アーム２４、２５の先端から突出するまで各処置具駆動部４２、４３が戻り駆動される（処置具２９、３１が前進する）。ステップＳ１０６の後にステップＳ１０７を行う。

　図９に示すように、先端が処置具交換部１０２の基端まで後退していた右処置具２９は、第２位置Ａ２にある第１扉１０６を介し、第１連通チャネル１０３内に挿通される。同時に、先端が処置具交換部１０２の基端まで後退していた左処置具３１は、第２位置Ｂ２にある第２扉１０８を介し、第２連通チャネル１０４内に挿通される。

　図１０に示すように、そして、第１連通チャネル１０３内に挿通された右処置具２９は、左アーム２５内に挿通された後に左アーム２５から突出する。同時に、第２連通チャネル１０４内に挿通された右処置具３１は、右アーム２４内に挿通された後に右アーム２４から突出する。ここで、各切換え部１０５、１０７の各扉１０６、１０８の移動に基づいて、各処置具２９、３１が交換されたことを確認する。

　このとき、右処置具チャネル２６の基端部から右アーム２４までと、右処置具チャネル２６の基端部から左アーム２５までの経路長は異なる。具体的には、右処置具チャネル２６の基端部から左アーム２５までの経路の方が、右処置具チャネル２６の基端部から右アーム２４までの経路より、第１連通チャネル１０３の経路長の分だけ長い。各処置具２９、３１の先端からの各アーム２４、２５までの突出量は、各処置具２９、３１の長さと各処置具チャネル２６、２７の長さからあらかじめ決められている。そのため、各処置具２９、３１の交換後は、経路長の増加分を演算部３７で演算し、各処置具２９、３１が各アーム２４、２５の先端から同じ突出量で突出するように経路長の増加分に応じて各処置具２９、３１の進行量を増加させている。

　ステップＳ１０７においては、マスターアーム１３の各処置具２９、３１への割当てを切換える。ステップＳ１０７の後にステップＳ１０８を行う。
　ここで、各処置具２９、３１の交換前まで、マスターアーム１３は、右アーム１３ａによって右処置具２９の右処置具駆動部４２を駆動させるように割当てられていた。しかし、各処置具２９、３１の交換後は、右アーム１３ａによって処置具３１の処置具駆動部４３を駆動させるように割当てられる。同様に、各処置具２９、３１の交換前まで、マスターアーム１３は、左アーム１３ｂによって左処置具３１の左処置具駆動部４３を駆動させるように割当てられていた。しかし、各処置具２９、３１の交換後は、左アーム１３ｂによって処置具２９の処置具駆動部４２を駆動させるように割当てられる。

　ステップＳ１０８においては、モード管理部３６により処置具交換モードを元の通常モードに遷移させる。ステップＳ１０８の後にステップＳ１０９を行う。
　ステップＳ１０９においては、処置具交換を完了する。
　すべての手技が終わったら、術者Ｏｐは挿入部１６を患者Ｐから抜去して一連の動作を終了する。
　ここで、各処置具２９、３１の交換を再度行う場合、図６に示したフローチャートを用いて交換することができる。この場合、各切換え部１０５、１０７の各扉１０６、１０８の位置を交換前と異なる位置に移動する。

　本実施形態では、各切換え部１０５、１０７の各扉１０６、１０８の移動により、各処置具２９、３１が交換されたと確認しているが、例えば各処置具チャネル２６、２７に処置具有無センサを配置してもよい。そして、各処置具２９、３１が正しい各処置具チャネル２６、２７に挿通されているかを検知してもよい。この場合、処置具有無センサは、各処置具２８、３１を検出できれば、近接センサや光透過センサなどを使用できる。

　本実施形態では、各処置具２９、３１をわずかに後退させてから、各切換え部１０５、１０７を駆動し、その後に、各処置具２９、３１を進行させるだけで各処置具２９、３１を持ち替えることができる。すなわち、各処置具２９、３１を各処置具チャネル２６、２７から完全に抜去する必要がない。したがって、各処置具２９、３１を交換する際の時間を大幅に短縮することができる。
　また、本実施形態では、各切換え部１０５、１０７が、各扉１０６、１０８と、各連通チャネル１０３、１０４の簡素な構造であるために、既存の装置に大きな変更を行わずに、処置具の切換えを行うことができる。

（変形例）
　次に、上述の第１実施形態の変形例について説明する。
　本変形例では、例えばフック状の電極を備えた処置具２９などのように、先端構造が非対称である処置具等に対して処置具の交換が適切に行なわれるように、処置具の交換に伴って処置具を処置具チャンネル内で回転させるステップを有している。
　具体的には、図６に示すステップＳ１０６とステップＳ１０７との間において、処置具２９を回転させる処置具駆動部４２により、処置具２９を１８０度回転させる。

　これにより、例えば図７に示すように左アーム２５へ先端方向が向かった状態で右アーム２４に配された処置具２９は、上記ステップＳ１０６とステップＳ１０７との間において、図１０に示すように右アーム２４へ先端方向が向かった状態で左アーム２５に配されることとなる。これにより、処置具２９の先端部分が適切に処置対象に向けられた状態が維持されることとなり、処置具２９の挿通経路を右アーム２４と左アーム２５との間で交換したときに、交換後の処置をスムーズに開始することができる。

　先端構造が非対称の処置具であることを、処置具と駆動部に設置された、図示しない処置具種類を認識する手段を用いて、先端構造が非対称の処置具のみ処置具交換後に回転させてもよく、先端構造を認識せずにすべての処置具に対して交換後に回転させてもよい。

（第２実施形態）
　次に、本発明の処置具交換装置及び医療システムの第２実施形態について説明する。図１１は、本発明の第２実施形態の処置具交換装置の挿入部の断面模式図である。
　本実施形態では、第１実施形態において処置具交換後の経路長の変化を、各処置具駆動部による進退量の変化で対応させていたのに代えて、機械的な切換えにより経路長の偏差に対応させた。

　図１１に示すように、処置具交換装置１１０には、処置具交換部１０２より先端側に第１経路長調整部１１１と、第２経路長調整部１１２とが設けられている。第１経路長調整部１１１は、回動する第３扉１１３を有し、第３扉１１３が第１位置Ａ３に位置する場合、右処置具チャネル２６に短い短路チャネル１１４が設定される。そして、第３扉１１３が第２位置Ａ４に位置する場合、右処置具チャネル２６に長い長路チャネル１１５が設定される。同様に、第２経路長調整部１１２は、回動する第４扉１１６を有し、第４扉１１６が第１位置Ｂ３に位置する場合、左処置具チャネル２７に短い短路チャネル１１７が設定される。そして、第４扉１１６が第２位置Ｂ４に位置する場合、左処置具チャネル２７に長い長路チャネル１１８が設定される。

　次に、処置具交換装置１１０の動作について説明する。図１２は、処置具交換装置１１０における挿入部１６の一過程の断面模式図である。図１３は、処置具交換装置１１０における挿入部１６の一過程の断面模式図である。

　図１２に示すように、処置具交換部１０２の第１扉１０６が第１位置Ａ１にあり、第１経路長調整部１１１の第３扉１１３が第２位置Ａ４に位置することにより右処置具チャネル２６に長路チャネル１１５が設定される。そのため、右処置具２９は、処置具交換部１０２の第１扉１０６により第１経路長調整部１１１へ導かれてから、第１経路長調整部１１１において長路チャネル１１５を通じて右アーム２４内に挿通される。

　図１３に示すように、処置具交換部１０２の第１扉１０６が第２位置Ａ２にあり、第２経路長調整部１１２の第４扉１１６が第１位置Ａ３に位置することにより左処置具チャネル２７に短路チャネル１１７が設定される。そのため、右処置具２９は、処置具交換部１０２の第１扉１０６により第１連通チャネル１０３を経由して第２経路長調整部１１２へ導かれてから、第２経路長調整部１１２において短路チャネル１１７を通じて左アーム２５内に挿通される。
　このように、各経路長調整部１１１、１１２の経路長が処置具交換部１０２における経路長の差分を打ち消すので、各処置具２９、３１を交換した後も、各処置具チャネル２６、２７の経路長がほぼ同じになる。

　本実施形態では、経路長が変化した場合でも、各処置具駆動部４２、４３の経路長が変化する前と同じ変位量の進退駆動で各処置具２９、３１の各アーム２４、２５からの突出量を揃えることができる。したがって、信頼性の高い機械的な切換えによって経路長の差を確実に無くすことができる。

（第３実施形態）
　次に、本発明の処置具交換装置及び医療システムの第３実施形態について説明する。図１４は、本発明の第３実施形態の処置具交換装置の処置具交換時の一過程を示す断面模式図である。図１５は、処置具交換装置の処置具交換時の一過程を示す断面模式図である。
　本実施形態では、第１実施形態の扉を有する切換え部に代えて、スライド式の切換え部を有する。

　図１４に示すように、処置具交換装置１２０は、処置具交換部１２１を有する。処置具交換部１２１は、右アーム２４への右処置具チャネル２６の基端部と、左アーム２５への左処置具チャネル２７の基端部とにそれぞれ独立して連通可能なスライド切換え部１２２を有する。そして、スライド切換え部１２２に、右処置具ポート３２からの切換えチャネル１２３を取り付けている。

　図１５に示すように、処置具交換部１２１は、スライド切換え部１２２を切換えることにより、右処置具ポート３２からの切換えチャネル１２３を右アーム２４への右処置具チャネル２６へ連通接続することができる。同様に、スライド切換え部１２２を切換えることにより、右処置具ポート３２からの切換えチャネル１２３を左アーム２５への左処置具チャネル２７へ連通接続することができる。

　本実施形態では、スライド切換え部１２２により、切換えチャネル１２３の端面を右アーム２４への右処置具チャネル２６の端面または左アーム２５への左処置具チャネル２７の端面に面合わせさせることができる。したがって、各処置具２９、３１を引っ掛かりなく進退移動させることができる。

（第４実施形態）
　次に、本発明の処置具交換装置及び医療システムの第４実施形態について説明する。図１６は、本発明の第４実施形態の処置具交換装置の要部断面図である。図１７は、処置具交換装置の処置具交換時の一過程を示す断面模式図である。図１８は、処置具交換装置の処置具交換時の一過程を示す断面模式図である。
　本実施形態では、第３実施形態のスライド式の切換え部に代えて、回転式の切換え部を有する。

　図１６に示すように、処置具交換装置１３０は、回転切換え部１３１を有する。回転切換え部１３１は、基板（図１７参照）１３２と、回転板１３３とを備える。基板１３２は、右処置具チャネル２６の基端部と左処置具チャネル２７の基端部とに取り付けられている。基板１３２は、右処置具チャネル２６に連通する右処置具チャネル連通孔１３４と、左処置具チャネル２７に連通する左処置具チャネル連通孔１３５とを有する。回転板１３３は、円環形状に形成されており、円周上の１８０度を介した対向位置に第１連通孔１３６と、第２連通孔１３７とを有する。回転板１３３は、基板１３２に対して１軸回転可能に基板１３２に取り付けられている。図１７に示す状態では、回転板１３３は、第１連通孔１３６を基板１３２の右処置具チャネル連通孔１３４に連通しており、第２連通孔１３７を基板１３２の左処置具チャネル連通孔１３５に連通している。そのため、右処置具ポート３２を右処置具チャネル２６に連通接続し、左処置具ポート３３を左処置具チャネル２７に連通接続している。

　図１７に示すように、回転板１３３は、図１７に示す状態から回転する。回転板１３３の回転により、第１連通孔１３６が基板１３２の左処置具チャネル連通孔１３５に連通され、第２連通孔１３７が基板１３２の右処置具チャネル連通孔１３４に連通される。そのため、右処置具ポート３２が左処置具チャネル２７に連通接続され、右処置具ポート３２が右処置具チャネル２６に連通接続される。

　本実施形態では、回転切換え部１３１の１軸回転により、右処置具ポート３２が右処置具チャネル２６に連通接続されるか、あるいは、左処置具チャネル２７に連通接続されるかを簡単に切換えできる。また、左処置具ポート３３が左処置具チャネル２７に連通接続されるか、あるいは、右処置具チャネル２６に連通接続されるかを簡単に切換えることができる。

　また、本実施形態では、右処置具チャネル２６の端面と左処置具チャネル２７の端面とを、右処置具ポート３２側の端面または左処置具ポート３３側の端面に面合わせさせることができる。したがって、各処置具２９，３１を引っ掛かりなく進退移動させることができる。

（第５実施形態）
　次に、本発明の処置具交換装置及び医療システムの第５実施形態について説明する。図１９は、本発明の第５実施形態の処置具交換装置の処置具交換時の一過程を示す断面模式図である。図２０は、同処置具交換装置の処置具交換時の一過程を示す断面模式図である。
　本実施形態では、第４実施形態の回転式の切換え部に代えて、チャネル湾曲式の切換え部を有する。

　図１９に示すように、処置具交換装置１４０は、チャネル切換え部１４１を有する。チャネル切換え部１４１は、連通管１４３と連通管１４４とを有する回転チャネル部材１４２を備える。図１９に示す状態では、回転チャネル部材１４２の連通管１４３に対して右処置具ポート３２と右アーム２４への右処置具チャネル２６とが対向して配置されている。また、回転チャネル部材１４２の連通管１４４が左処置具チャネル２７に連通されている。そのため、対向する位置にある右処置具ポート３２と右処置具チャネル２６とが連通接続される。

　図２０に示すように、回転チャネル部材１４２は、図１９に示す状態から回転チャネル部材１４２の円の中心を回転軸として４５度程度時計回りに回動する。回転チャネル部材１４２が回動すると、回転チャネル部材１４２に固定された連通管１４３、１４４が回転チャネル部材１４２と共に移動および変形する。これにより、連通管１４４に対して右処置具ポート３２と左アーム２５への左処置具チャネル２７とが対向して配置される。また、回転チャネル部材１４２の連通管１４３が右アーム２４への右処置具チャネル２６に連通されている。そのため、対向する位置にある右処置具ポート３２と左処置具チャネル２７とが連通接続される。処置具ポートから入ってきた処置具は直進する特性があるため、対向する位置にあるチャネルに進入する。よって、図１９に示すように右処置具チャネル２６が対向しているときは右アーム２４へ挿入され、図２０に示すように左処置具チャネル２７が対向しているときは左アーム２５へ挿入される。

　本実施形態では、各処置具チャネル２６、２７とともに回転チャネル部材１４２を回転させる簡単な操作で右処置具ポート３２が右処置具チャネル２６に連通接続されるか、あるいは、左処置具チャネル２７に連通接続されるかを簡単に切換えることができる。

　以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこれら実施形態に限定されることはない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。
　例えば、右処置具と左処置具とを切換える場合に代えて、片方の処置具だけを切換えてもよい。その場合、右処置具が右アームに挿通されていて、左処置具が挿通されていないときに、右処置具の交換を行ってから、左アームに右処置具を挿通してもよい。また、複数の処置具を操作する操作部として、マスタ入力部１１にていわゆる遠隔操作する例を取って説明したが、これに限らず、処置具の駆動部の基端側に操作部を一体的に設けても良い。

　上記各実施形態の処置具交換装置及び医療システムでは、各処置具をわずかに後退させてから、切換え部を駆動し、その後に、各処置具を進行させるだけで各処置具を持ち替えることができる。すなわち、各処置具を各処置具チャネルから完全に抜去する必要がない。したがって、各処置具を交換する際の時間を大幅に短縮することができる。

　１０　医療システム
　１１　マスタ入力部
　１２　マニピュレータ
　１６　挿入部
　２０　把持部（操作部）
　２６，２７　処置具チャネル
　２９，３１　処置具
　４２，４３　駆動部
　１００　処置具交換装置
　１０５　第１切換え部（切換え部）
　１０６　第１扉（扉）
　１０７　第２切換え部（切換え部）
　１０８　第２扉（扉）

Claims

　処置される対象に対して処置をする複数の処置具を切換えて保持する処置具交換装置であって、
　前記複数の処置具が挿入され前記処置具の挿通経路を規定する複数の処置具チャネルが形成された軟性の挿入部と、
　前記処置具チャネルに挿通された前記複数の処置具の各々を前記処置具チャネル内で前進させるとともに前記複数の処置具の各々を前記処置具チャネル内で後退させる駆動部と、
　前記複数の処置具を操作して処置をする操作部と、
　前記複数の処置具のうち前記処置具チャネルの先端から突出した状態にある処置具の前記処置具チャネルからの突出量を制御する制御部と、
　を備え、
　前記挿入部は、
　　挿入される前記処置具の挿通経路を変更する切換え部を有する
処置具交換装置。
　前記切換え部は、
　　前記複数の処置具チャネルを連通する連通チャネルと、
　　前記複数の処置具チャネルのうちの少なくとも一つを閉鎖して、閉鎖されていない残りの処置具チャネルのうちの少なくとも一つに前記処置具を誘導する扉とを有する
請求項１に記載の処置具交換装置。
　前記切換え部は、
　　前記複数の処置具チャネルを連通する連通チャネルと、
　　前記複数の処置具チャネルのうちの少なくとも一つを閉鎖して、閉鎖されていない残りの処置具チャネルのうちの少なくとも一つに前記処置具を誘導する扉と、
　前記処置具チャネルの経路長さを調整する経路長調整部とを有する
請求項１に記載の処置具交換装置。
　請求項１に記載の処置具交換装置と、
　前記処置具交換装置を動作させるマニピュレータと、
　前記処置具交換装置及び前記マニピュレータの動作を指示する操作入力を行うマスタ入力部とを備える
医療システム。