WO2022195695A1

WO2022195695A1 - マニピュレータシステムおよびマニピュレータの操作方法

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Publication number: WO2022195695A1
Application number: PCT/JP2021/010504
Authority: WO
Inventors: 将太澤田; 宏亮岸
Original assignee: オリンパス株式会社
Priority date: 2021-03-16
Filing date: 2021-03-16
Publication date: 2022-09-22
Also published as: US20230414078A1

Abstract

湾曲部の湾曲形状や可動部の拘束の有無に関わらず、湾曲部を湾曲させる動力を伝える動力伝達系を最適化して、湾曲部を正確に駆動できるマニピュレータシステムを提供する。マニピュレータシステムは、湾曲部と、前記湾曲部を曲げる湾曲ワイヤと、を備えるマニピュレータと、前記湾曲ワイヤを牽引、弛緩する駆動部と、前記駆動部を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記湾曲部の湾曲量が所定範囲に収まるように、前記駆動部を制御して前記湾曲ワイヤの牽引と弛緩とを交互に繰り返す初期化動作を実施する。

Description

マニピュレータシステムおよびマニピュレータの操作方法

　本発明は、マニピュレータシステムおよびマニピュレータの操作方法に関する。

　従来、消化管などの管腔器官内の観察や処置に用いる内視鏡を備えたマニピュレータシステムが使用されている。マニピュレータシステムは、管腔器官内の挿入される挿入部において湾曲駆動可能な湾曲部を備える。使用者は、体外に配置された操作部から湾曲部を操作できる。

　特許文献１には、挿入部において湾曲駆動可能な湾曲部を備えたマニピュレータシステムが記載されている。特許文献１に記載されたマニピュレータシステムは、湾曲部を正確に駆動するためのキャリブレーションを実施できる。

特許第６２７８７４７号

　しかしながら、特許文献１に記載されたマニピュレータシステムは、キャリブレーションを実施するために、湾曲部の可動部の動きを拘束する必要がある。湾曲部が拘束されて所定の湾曲形状に変化した状態においてキャリブレーションは実施される。湾曲部が所定の湾曲形状以外の湾曲形状に変化した状態においてはキャリブレーションは実施できない。また、マニピュレータを管腔内に挿入している間のような湾曲部の可動部の拘束が不可能な状況ではキャリブレーションを行うことができない。

　上記事情を踏まえ、本発明は、湾曲部の湾曲形状や可動部の拘束の有無に関わらず、湾曲部を湾曲させる動力を伝える動力伝達系を最適化して、湾曲部を正確に駆動できるマニピュレータシステムを提供することを目的とする。

　上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
　本発明の第一の態様に係るマニピュレータシステムは、湾曲部を有する挿入部と、前記湾曲部を曲げる湾曲ワイヤと、を備える内視鏡と、前記湾曲ワイヤが巻き付けられたプーリと、前記プーリを制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記湾曲部の湾曲量が所定範囲に収まるように、前記プーリを制御して前記湾曲ワイヤの牽引と弛緩とを交互に繰り返す初期化動作を実施する。

　本発明のマニピュレータシステムによれば、湾曲部の湾曲形状に関わらず、湾曲部を湾曲させる動力を伝える動力伝達系を最適化して、湾曲部を正確に駆動できる。

第一実施形態に係る電動内視鏡システムの全体図である。術者によって使用される同電動内視鏡システムの内視鏡と操作装置を示す図である。同内視鏡の挿入部を示す図である。同内視鏡の湾曲部の一部を断面図として示す図である。図４に示す領域Ｅにおける同湾曲部の節輪の拡大図である。図４および図５のＣ１－Ｃ１線に沿う同湾曲部の断面図である。同電動内視鏡システムの駆動装置に装着前の第一着脱部を示す図である。同駆動装置に装着前の第一上下湾曲ワイヤ着脱部を示す図である。同駆動装置に装着された同第一上下湾曲ワイヤ着脱部を示す図である。同電動内視鏡システムの駆動装置の機能ブロック図である。同電動内視鏡システムの制御装置の機能ブロック図である。同制御装置のメインコントローラの機能ブロック図である。同電動内視鏡システムの制御装置におけるメインコントローラの制御フローチャートである。大腸に挿入された同挿入部を示す図である。形状が大きく変化した同挿入部を示す図である。同メインコントローラが制御する湾曲ワイヤの張力を示すグラフである。初期化動作の回数と動力伝達系の動力伝達効率の測定結果である。初期化動作の回数と機械的コンプライアンスの測定結果である。初期化動作が終了した後の同挿入部を示す図である。第二実施形態に係る電動内視鏡システムの制御装置のメインコントローラの制御フローチャートである。上湾曲ワイヤおよび下湾曲ワイヤの変位量を示すグラフである。第三実施形態に係る電動内視鏡システムの制御装置におけるメインコントローラの制御フローチャートである。同メインコントローラが制御する湾曲ワイヤの変位量を示すグラフである。第四実施形態に係る電動内視鏡システムの全体図である。同電動内視鏡システムの駆動装置に装着前の第一着脱部を示す図である。同駆動装置に装着前の第一上下湾曲ワイヤ着脱部を示す図である。同駆動装置に装着された同第一上下湾曲ワイヤ着脱部を示す図である。同駆動装置の機能ブロック図である。同駆動装置のメインコントローラの制御フローチャートである。

（第一実施形態）
　本発明の第一実施形態に係る電動内視鏡システム１０００について、図１から図１９を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る電動内視鏡システム１０００の全体図である。電動内視鏡システム１０００は、マニピュレータシステムの一例である。

［電動内視鏡システム１０００］
　電動内視鏡システム１０００は、図１に示すように、手術台Ｔに横たわる患者Ｐの体内を観察および処置する医療システムである。電動内視鏡システム１０００は、内視鏡１００と、駆動装置２００と、操作装置３００と、処置具４００と、映像制御装置５００と、観察装置８００と、表示装置９００と、を備える。

　内視鏡１００は、患者Ｐの管腔内に挿入して患部を観察および処置する装置である。内視鏡１００は、駆動装置２００と着脱自在である。内視鏡１００の内部には内部経路１０１が形成されている。以降の説明において、内視鏡１００において、患者Ｐの管腔内に挿入される側を「先端側（Ａ１）」、駆動装置２００に装着される側を「基端側（Ａ２）」という。

　駆動装置２００は、内視鏡１００および操作装置３００と着脱自在に接続される。駆動装置２００は、操作装置３００に入力された操作に基づき、内蔵するモータを駆動して内視鏡１００を電動駆動する。また、駆動装置２００は、操作装置３００に入力された操作に基づき、内蔵するポンプ等を駆動して内視鏡１００に送気吸引を実施させる。

　操作装置３００は、操作ケーブル３０１を経由して駆動装置２００と着脱自在に接続される。操作装置３００は、有線通信ではなく無線通信により駆動装置２００と通信可能であってもよい。術者Ｓは、操作装置３００を操作することにより、内視鏡１００を電動駆動できる。

　処置具４００は、内視鏡１００の内部経路１０１を挿通して患者Ｐの管腔内に挿入して患部を処置する装置である。図１においては、処置具４００は、延長チャンネルチューブ１３０を経由して内視鏡１００の内部経路１０１に挿入されている。処置具４００は、延長チャンネルチューブ１３０を経由せず、鉗子口１２６から内視鏡１００の内部経路１０１に直接挿入されてもよい。

　映像制御装置５００は、内視鏡１００と着脱自在に接続されており、内視鏡１００から撮像画像を取得する。映像制御装置５００は、内視鏡１００から取得した撮像画像や操作者に対する情報提供を目的とするＧＵＩ画像やＣＧ画像を表示装置９００に表示させる。

　駆動装置２００と映像制御装置５００とは、電動内視鏡システム１０００を制御する制御装置６００を構成する。制御装置６００は、ビデオプリンタなどの周辺機器をさらに備えてもよい。駆動装置２００と映像制御装置５００とは、一体の装置であってもよい。

　表示装置９００は、ＬＣＤなどの画像を表示可能な装置である。表示装置９００は、表示ケーブル９０１を経由して映像制御装置５００に接続されている。

　図２は、術者Ｓによって使用される内視鏡１００と操作装置３００を示す図である。
　術者Ｓは、例えば、表示装置９００に表示された撮像画像を観察しながら、患者Ｐの肛門から管腔内に挿入させた内視鏡１００を右手Ｒで操作しながら、操作装置３００を左手Ｌで操作する。内視鏡１００と操作装置３００とが分離しているため、術者Ｓは内視鏡１００と操作装置３００とを互いに影響を受けることなく独立して操作できる。

［内視鏡１００］
　内視鏡１００は、図１に示すように、挿入部１１０と、連結部１２０と、体外軟性部１４０と、着脱部１５０と、湾曲ワイヤ１６０（図６参照）と、内蔵物１７０（図６参照）と、を備える。挿入部１１０と、連結部１２０と、体外軟性部１４０と、着脱部１５０と、は先端側から順に接続されている。連結部１２０は、延長チャンネルチューブ１３０を接続できる。

　図３は、内視鏡１００の挿入部１１０を示す図である。
　内視鏡１００の内部には、挿入部１１０の先端から着脱部１５０の基端まで内視鏡１００の長手方向Ａに沿って延びる内部経路１０１が形成されている。湾曲ワイヤ１６０および内蔵物１７０は、内部経路１０１に挿入されている。

　内蔵物１７０は、チャンネルチューブ１７１と、送気吸引チューブ１７２（図１０参照）と、撮像ケーブル１７３と、ライトガイド１７４と、を有する。

［挿入部１１０］
　挿入部１１０は、管腔内に挿入可能な細長な長尺部材である。挿入部１１０は、先端部１１１と、湾曲部１１２と、体内軟性部１１９と、を有する。先端部１１１と、湾曲部１１２と、体内軟性部１１９と、は先端側から順に接続されている。

　挿入部１１０は、長手方向Ａに沿って磁気コイル（不図示）が内蔵されている。磁気コイルは、例えば挿入部１１０の内部経路１０１における内周面に沿って螺旋状に取り付けられている。

　先端部１１１は、図３に示すように、開口部１１１ａと、照明部１１１ｂと、撮像部１１１ｃと、を有する。開口部１１１ａは、チャンネルチューブ１７１と連通する開口である。図３に示すように、チャンネルチューブ１７１を挿通する処置具４００の先端に設けられた把持鉗子などの処置部４１０が開口部１１１ａから突没する。開口部１１１ａには、処置具４００を検出する処置具センサ１１１ｄが設けられている。

　照明部１１１ｂは、照明光を導光するライトガイド１７４と接続されており、撮像対象を照明する照明光を出射する。撮像部１１１ｃは、ＣＭＯＳ等の撮像素子を備えており、撮像対象を撮像する。撮像信号は、撮像ケーブル１７３を経由して映像制御装置５００に送られる。

　図４は、湾曲部１１２の一部を断面図として示す図である。
　湾曲部１１２は、複数の節輪（湾曲駒ともいう）１１５と、複数の節輪１１５の先端に連結された先端部１１６と、アウターシース１１８（図３参照）と、を有する。複数の節輪１１５および先端部１１６は、アウターシース１１８の内部において長手方向Ａに連結されている。なお、湾曲部１１２が有する節輪１１５の形状および数は、図４に示す節輪１１５の形状および数に限定されない。

　図５は、図４に示す領域Ｅにおける節輪１１５の拡大図である。
　節輪１１５は、金属で形成された短筒状の部材である。複数の節輪１１５は、隣り合う節輪１１５の内部空間が連続する空間となるように連結されている。

　節輪１１５は、先端側の第一節輪１１５ａと、基端側の第二節輪１１５ｂと、を有する。第一節輪１１５ａと第二節輪１１５ｂとは、第一回動ピン１１５ｐによって、長手方向Ａに対して垂直な上下方向（「ＵＤ方向」ともいう）に回動可能に連結されている。

　隣り合う節輪１１５においては、先端側の節輪１１５における第二節輪１１５ｂと、基端側の節輪１１５における第一節輪１１５ａとが、第二回動ピン１１５ｑによって、長手方向ＡおよびＵＤ方向に対して垂直な左右方向（「ＬＲ方向」ともいう）に回動可能に連結されている。

　第一節輪１１５ａと第二節輪１１５ｂとが第一回動ピン１１５ｐと第二回動ピン１１５ｑによって交互に連結されており、湾曲部１１２は所望の方向に湾曲自在である。

　図６は、図４および図５のＣ１－Ｃ１線に沿う湾曲部１１２の断面図である。
　第二節輪１１５ｂの内周面には、上ワイヤガイド１１５ｕと、下ワイヤガイド１１５ｄと、が形成されている。上ワイヤガイド１１５ｕと下ワイヤガイド１１５ｄとは、長手方向Ａの中心軸Ｏを挟んでＵＤ方向の両側に配置されている。第一節輪１１５ａの内周面には、左ワイヤガイド１１５ｌと、右ワイヤガイド１１５ｒと、が形成されている。左ワイヤガイド１１５ｌと右ワイヤガイド１１５ｒとは、長手方向Ａの中心軸Ｏを挟んでＬＲ方向の両側に配置されている。

　上ワイヤガイド１１５ｕと、下ワイヤガイド１１５ｄと、左ワイヤガイド１１５ｌと、右ワイヤガイド１１５ｒとには、湾曲ワイヤ１６０が挿通する貫通孔が長手方向Ａに沿って形成されている。

　湾曲ワイヤ１６０は、湾曲部１１２を曲げるワイヤである。湾曲ワイヤ１６０は、内部経路１０１を通って着脱部１５０まで延びている。湾曲ワイヤ１６０は、図４および図６に示すように、上湾曲ワイヤ１６１ｕと、下湾曲ワイヤ１６１ｄと、左湾曲ワイヤ１６１ｌと、右湾曲ワイヤ１６１ｒと、４本のワイヤシース１６１ｓと、を有する。

　上湾曲ワイヤ１６１ｕと、下湾曲ワイヤ１６１ｄと、左湾曲ワイヤ１６１ｌと、右湾曲ワイヤ１６１ｒとは、図４に示すように、それぞれワイヤシース１６１ｓを挿通している。ワイヤシース１６１ｓの先端は、湾曲部１１２の基端の節輪１１５に取り付けられている。ワイヤシース１６１ｓは、着脱部１５０まで延びている。

　上湾曲ワイヤ１６１ｕおよび下湾曲ワイヤ１６１ｄは、湾曲部１１２をＵＤ方向に曲げるワイヤである。上湾曲ワイヤ１６１ｕは、上ワイヤガイド１１５ｕを挿通している。下湾曲ワイヤ１６１ｄは、下ワイヤガイド１１５ｄを挿通している。

　上湾曲ワイヤ１６１ｕと下湾曲ワイヤ１６１ｄの先端は、図４に示すように、湾曲部１１２の先端の先端部１１６に固定されている。先端部１１６に固定された上湾曲ワイヤ１６１ｕと下湾曲ワイヤ１６１ｄの先端は、長手方向Ａの中心軸Ｏを挟んでＵＤ方向の両側に配置されている。

　左湾曲ワイヤ１６１ｌおよび右湾曲ワイヤ１６１ｒは、湾曲部１１２をＬＲ方向に曲げるワイヤである。左湾曲ワイヤ１６１ｌは、左ワイヤガイド１１５ｌを挿通している。右湾曲ワイヤ１６１ｒは、右ワイヤガイド１１５ｒを挿通している。

　左湾曲ワイヤ１６１ｌと右湾曲ワイヤ１６１ｒの先端は、図４に示すように、湾曲部１１２の先端部１１６に固定されている。先端部１１６に固定された左湾曲ワイヤ１６１ｌと右湾曲ワイヤ１６１ｒの先端は、長手方向Ａの中心軸Ｏを挟んでＬＲ方向の両側に配置されている。

　湾曲部１１２は、湾曲ワイヤ１６０（上湾曲ワイヤ１６１ｕ，下湾曲ワイヤ１６１ｄ，左湾曲ワイヤ１６１ｌ，右湾曲ワイヤ１６１ｒ）をそれぞれ牽引または弛緩することによって、所望の方向に湾曲自在である。

　図６に示すように、湾曲部１１２の内部に形成された内部経路１０１には、湾曲ワイヤ１６０と、チャンネルチューブ１７１と、撮像ケーブル１７３と、ライトガイド１７４とが挿通している。

　体内軟性部１１９は、長尺で可撓性を有する管状部材である。体内軟性部１１９に形成された内部経路１０１には、湾曲ワイヤ１６０と、チャンネルチューブ１７１と、撮像ケーブル１７３と、ライトガイド１７４とが挿通している。

［連結部１２０］
　連結部１２０は、図１に示すように、挿入部１１０の体内軟性部１１９と体外軟性部１４０とを連結する部材である。連結部１２０は、処置具４００を挿入する挿入口である鉗子口１２６を備える。

［体外軟性部１４０］
　体外軟性部１４０は、長尺な管状部材である。体外軟性部１４０の内部に形成された内部経路１０１には、湾曲ワイヤ１６０と、撮像ケーブル１７３と、ライトガイド１７４と、送気吸引チューブ１７２（図１０参照）とが挿通している。

［着脱部１５０］
　着脱部１５０は、図１に示すように、駆動装置２００に装着される第一着脱部１５０１と、映像制御装置５００に装着される第二着脱部１５０２と、を備える。なお、第一着脱部１５０１と第二着脱部１５０２とは、一体の着脱部であってもよい。

　体外軟性部１４０の内部に形成された内部経路１０１は、第一着脱部１５０１と第二着脱部１５０２に分岐する。湾曲ワイヤ１６０および送気吸引チューブ１７２は、第一着脱部１５０１を挿通する。撮像ケーブル１７３およびライトガイド１７４は、第二着脱部１５０２を挿通する。

　図７は、駆動装置２００に装着前の第一着脱部１５０１を示す図である。
　第一着脱部１５０１は、上下湾曲ワイヤ着脱部１５１と、左右湾曲ワイヤ着脱部１５２と、を有する。

　上下湾曲ワイヤ着脱部１５１は、湾曲部１１２をＵＤ方向に曲げるワイヤ（上湾曲ワイヤ１６１ｕおよび下湾曲ワイヤ１６１ｄ）を駆動装置２００に着脱自在に連結する機構である。

　左右湾曲ワイヤ着脱部１５２は、湾曲部１１２をＬＲ方向に曲げるワイヤ（左湾曲ワイヤ１６１ｌおよび右湾曲ワイヤ１６１ｒ）を駆動装置２００に着脱自在に連結する機構である。

　左右湾曲ワイヤ着脱部１５２は、上下湾曲ワイヤ着脱部１５１と同等の構造であるため、図示および説明を省略する。

　図８は、駆動装置２００に装着前の上下湾曲ワイヤ着脱部１５１を示す図である。図９は、駆動装置２００に装着された上下湾曲ワイヤ着脱部１５１を示す図である。上下湾曲ワイヤ着脱部１５１は、支持部材１５５と、第一回転ドラム１５６と、第二回転ドラム１５７と、張力センサ１５９と、を有する。

　支持部材１５５は、第一回転ドラム１５６、第二回転ドラム１５７、および連結部材１５８を支持する。支持部材１５５は、上下湾曲ワイヤ着脱部１５１の基端側に露出する着脱検知用ドグ１５５ａと、複数のベンドプーリ１５５ｐと、を有する。

　ベンドプーリ１５５ｐは、体外軟性部１４０を挿通する上湾曲ワイヤ１６１ｕの搬送方向を変更して、上湾曲ワイヤ１６１ｕを第一回転ドラム１５６まで案内する。また、ベンドプーリ１５５ｐは、体外軟性部１４０を挿通する下湾曲ワイヤ１６１ｄの搬送方向を変更して、下湾曲ワイヤ１６１ｄを第二回転ドラム１５７まで案内する。

　第一回転ドラム１５６は、長手方向Ａに沿って延びる第一ドラム回転軸１５６ｒを中心に回動可能に支持部材１５５に支持されている。第一回転ドラム１５６は、第一巻取プーリ１５６ａと、第一カップリング部１５６ｃと、を有する。

　第一巻取プーリ１５６ａは、第一ドラム回転軸１５６ｒを中心に回動することにより上湾曲ワイヤ（第一湾曲ワイヤ）１６１ｕを牽引または送出する。先端側から基端側に向かって見て第一巻取プーリ１５６ａが時計回りに回転することにより、上湾曲ワイヤ１６１ｕは第一巻取プーリ１５６ａに巻き付けられて牽引される。逆に、第一巻取プーリ１５６ａが反時計回りに回転することにより、上湾曲ワイヤ１６１ｕは第一巻取プーリ１５６ａから送り出される。この構成によって、上湾曲ワイヤ１６１ｕの進退量が多くても、牽引された部分はコンパクトに格納されて場所を取らない。

　第一カップリング部１５６ｃは、第一ドラム回転軸１５６ｒを中心に回動する円板部材である。第一カップリング部１５６ｃは、第一巻取プーリ１５６ａの基端に固定されており、第一巻取プーリ１５６ａと一体に回動する。第一カップリング部１５６ｃは、上下湾曲ワイヤ着脱部１５１の基端側に露出している。第一カップリング部１５６ｃの基端側の面には、二個の第一嵌合凸部１５６ｄが形成されている。二個の第一嵌合凸部１５６ｄは、第一ドラム回転軸１５６ｒを挟んで両側に形成されている。

　第二回転ドラム１５７は、長手方向Ａに沿って延びる第二ドラム回転軸１５７ｒを中心に回動可能に支持部材１５５に支持されている。第二回転ドラム１５７は、第二巻取プーリ１５７ａと、第二カップリング部１５７ｃと、を有する。

　第二巻取プーリ１５７ａは、第二ドラム回転軸１５７ｒを中心に回動することにより下湾曲ワイヤ（第二湾曲ワイヤ）１６１ｄを牽引または送出する。先端側から基端側に向かって見て第二巻取プーリ１５７ａが反時計回りに回転することにより、下湾曲ワイヤ１６１ｄは第二巻取プーリ１５７ａに巻き付けられて牽引される。逆に、第二巻取プーリ１５７ａが時計回りに回転することにより、下湾曲ワイヤ１６１ｄは第二巻取プーリ１５７ａから送り出される。

　第二カップリング部１５７ｃは、第二ドラム回転軸１５７ｒを中心に回動する円板部材である。第二カップリング部１５７ｃは、第二巻取プーリ１５７ａの基端に固定されており、第二巻取プーリ１５７ａと一体に回動する。第二カップリング部１５７ｃは、上下湾曲ワイヤ着脱部１５１の基端側に露出している。第二カップリング部１５７ｃの基端側の面には、二個の第二嵌合凸部１５７ｄが形成されている。二個の第二嵌合凸部１５７ｄは、第二ドラム回転軸１５７ｒを挟んで両側に形成されている。

　張力センサ１５９は、上湾曲ワイヤ１６１ｕおよび下湾曲ワイヤ１６１ｄの張力を検出する。張力センサ１５９の検出結果は、駆動コントローラ２６０によって取得される

［駆動装置２００］
　図１０は、駆動装置２００の機能ブロック図である。
　駆動装置２００は、アダプタ２１０と、操作受信部２２０と、送気吸引駆動部２３０と、ワイヤ駆動部２５０と、駆動コントローラ２６０と、を備える。

　アダプタ２１０は、図７に示すように、第一アダプタ２１１と、第二アダプタ２１２と、を有する。第一アダプタ２１１は、操作ケーブル３０１が着脱可能に接続されるアダプタである。第二アダプタ２１２は、内視鏡１００の第一着脱部１５０１が着脱可能に接続されるアダプタである。

　操作受信部２２０は、操作ケーブル３０１を経由して操作装置３００から操作入力を受信する。操作装置３００と駆動装置２００とが有線通信ではなく無線通信により通信を行う場合、操作受信部２２０は公知の無線受信用モジュールを有する。

　送気吸引駆動部２３０は、内視鏡１００の内部経路１０１に挿入された送気吸引チューブ１７２と接続される。送気吸引駆動部２３０は、ポンプ等を備えており、送気吸引チューブ１７２に空気を送気する。また、送気吸引駆動部２３０は、送気吸引チューブ１７２から空気を吸引する。

　ワイヤ駆動部２５０は、上下湾曲ワイヤ着脱部１５１および左右湾曲ワイヤ着脱部１５２とカップリングして湾曲ワイヤ１６０を駆動する。

　ワイヤ駆動部２５０は、図７に示すように、上下湾曲ワイヤ駆動部２５１と、左右湾曲ワイヤ駆動部２５２と、を有する。

　上下湾曲ワイヤ駆動部２５１は、上下湾曲ワイヤ着脱部１５１とカップリングして、湾曲部１１２をＵＤ方向に曲げるワイヤ（上湾曲ワイヤ１６１ｕおよび下湾曲ワイヤ１６１ｄ）を駆動する機構である。

　左右湾曲ワイヤ駆動部２５２は、左右湾曲ワイヤ着脱部１５２とカップリングして、湾曲部１１２をＬＲ方向に曲げるワイヤ（左湾曲ワイヤ１６１ｌおよび右湾曲ワイヤ１６１ｒ）を駆動する機構である。

　左右湾曲ワイヤ駆動部２５２は、上下湾曲ワイヤ駆動部２５１と同等の構造であるため、図示および説明を省略する。

　上下湾曲ワイヤ駆動部２５１は、図８に示すように、支持部材２５５と、上湾曲ワイヤ駆動部２５６と、下湾曲ワイヤ駆動部２５７と、着脱センサ２５９と、を有する。

　上湾曲ワイヤ駆動部２５６は、上下湾曲ワイヤ着脱部１５１の第一回転ドラム１５６とカップリングして、上湾曲ワイヤ１６１ｕを駆動する。上湾曲ワイヤ駆動部２５６は、第一シャフト２５６ａと、第一モータ部２５６ｂと、第一被カップリング部２５６ｃと、第一トルクセンサ２５６ｅと、第一弾性部材２５６ｓと、を有する。

　第一シャフト２５６ａは、第一シャフト回転軸２５６ｒを中心に回動可能かつ長手方向Ａに進退可能に支持部材２５５に支持されている。内視鏡１００の第一着脱部１５０１が駆動装置２００に装着されたとき、第一シャフト回転軸２５６ｒは、第一ドラム回転軸１５６ｒと一致する。

　第一モータ部２５６ｂは、ＤＣモータなどの第一モータと、第一モータを駆動する第一モータドライバと、第一モータエンコーダと、を有する。第一モータは、第一シャフト２５６ａを第一シャフト回転軸２５６ｒを中心に回転させる。第一モータドライバは、駆動コントローラ２６０によって制御される。

　第一被カップリング部２５６ｃは、第一シャフト回転軸２５６ｒを中心に回動する円板部材である。第一被カップリング部２５６ｃは、第一シャフト２５６ａの先端に固定されており、第一シャフト２５６ａと一体に回動する。図８に示すように、第一被カップリング部２５６ｃは、上下湾曲ワイヤ駆動部２５１の先端側に露出している。第一被カップリング部２５６ｃの先端側の面には、二個の第一嵌合凹部２５６ｄが形成されている。二個の第一嵌合凹部２５６ｄは、第一シャフト回転軸２５６ｒを挟んで両側に形成されている。

　図９に示すように、第一嵌合凸部１５６ｄと第一嵌合凹部２５６ｄとが嵌合して、第一カップリング部１５６ｃと第一被カップリング部２５６ｃとがカップリングする。その結果、第一モータ部２５６ｂによる第一シャフト２５６ａの回転が第一回転ドラム１５６に伝達される。先端側から基端側に向かって見て第一シャフト２５６ａが時計回りに回転することにより、上湾曲ワイヤ１６１ｕは牽引される。逆に、第一シャフト２５６ａが反時計回りに回転することにより、上湾曲ワイヤ１６１ｕは送出される。

　第一トルクセンサ２５６ｅは、第一シャフト２５６ａの第一シャフト回転軸２５６ｒを中心とした回転トルクを検出する。第一トルクセンサ２５６ｅの検出結果は、駆動コントローラ２６０によって取得される。

　第一弾性部材２５６ｓは、例えば圧縮バネであり、先端部が第一被カップリング部２５６ｃ、基端部が支持部材２５５に接触している。第一弾性部材２５６ｓは、第一被カップリング部２５６ｃを先端側（Ａ１）に付勢する。図９に示すように、第一カップリング部１５６ｃが装着されると、第一被カップリング部２５６ｃは、第一シャフト２５６ａとともに基端側（Ａ２）に移動する。

　下湾曲ワイヤ駆動部２５７は、上下湾曲ワイヤ着脱部１５１の第二回転ドラム１５７とカップリングして、下湾曲ワイヤ１６１ｄを駆動する。下湾曲ワイヤ駆動部２５７は、第二シャフト２５７ａと、第二モータ部２５７ｂと、第二被カップリング部２５７ｃと、第二トルクセンサ２５７ｅと、第二弾性部材２５７ｓと、を有する。

　第二シャフト２５７ａは、第二シャフト回転軸２５７ｒを中心に回動可能かつ長手方向Ａに進退可能に支持部材２５５に支持されている。内視鏡１００の第一着脱部１５０１が駆動装置２００に装着されたとき、第二シャフト回転軸２５７ｒは、第二ドラム回転軸１５７ｒと一致する。

　第二モータ部２５７ｂは、ＤＣモータなどの第二モータと、第二モータを駆動する第二モータドライバと、第二モータエンコーダと、を有する。第二モータは、第二シャフト２５７ａを第二シャフト回転軸２５７ｒを中心に回転させる。第二モータドライバは、駆動コントローラ２６０によって制御される。

　第二被カップリング部２５７ｃは、第二シャフト回転軸２５７ｒを中心に回動する円板部材である。第二被カップリング部２５７ｃは、第二シャフト２５７ａの先端に固定されており、第二シャフト２５７ａと一体に回動する。図８に示すように、第二被カップリング部２５７ｃは、上下湾曲ワイヤ駆動部２５１の先端側に露出している。第二被カップリング部２５７ｃの先端側の面には、二個の第二嵌合凹部２５７ｄが形成されている。二個の第二嵌合凹部２５７ｄは、第二シャフト回転軸２５７ｒを挟んで両側に形成されている。

　図９に示すように、第二嵌合凸部１５７ｄと第二嵌合凹部２５７ｄとが嵌合して、第二カップリング部１５７ｃと第二被カップリング部２５７ｃとがカップリングする。その結果、第二モータ部２５７ｂによる第二シャフト２５７ａの回転が第二回転ドラム１５７に伝達される。先端側から基端側に向かって見て第二シャフト２５７ａが反時計回りに回転することにより、下湾曲ワイヤ１６１ｄは牽引される。逆に、第二シャフト２５７ａが時計回りに回転することにより、下湾曲ワイヤ１６１ｄは送出される。

　第二トルクセンサ２５７ｅは、第二シャフト２５７ａの第二シャフト回転軸２５７ｒを中心とした回転トルクを検出する。第二トルクセンサ２５７ｅの検出結果は、駆動コントローラ２６０によって取得される。

　第二弾性部材２５７ｓは、例えば圧縮バネであり、先端部が第二被カップリング部２５７ｃ、基端部が支持部材２５５に接触している。第二弾性部材２５７ｓは、第二被カップリング部２５７ｃを先端側（Ａ１）に付勢する。図９に示すように、第二カップリング部１５７ｃが装着されると、第二被カップリング部２５７ｃは、第二シャフト２５７ａとともに基端側（Ａ２）に移動する。

　着脱センサ２５９は、図９に示すように、着脱検知用ドグ１５５ａとの係合および非係合を検出することにより、上下湾曲ワイヤ着脱部１５１の上下湾曲ワイヤ駆動部２５１への着脱を検出する。着脱センサ２５９の検出結果は、駆動コントローラ２６０によって取得される。

　上記の仕組みにより、上下湾曲ワイヤ着脱部１５１が上下湾曲ワイヤ駆動部２５１に装着されると、上湾曲ワイヤ駆動部２５６が上湾曲ワイヤ１６１ｕを独立して駆動でき、下湾曲ワイヤ駆動部２５７が下湾曲ワイヤ１６１ｄを独立して駆動できる。そのため、内視鏡１００の湾曲部１１２から駆動装置２００までの距離が従来の軟性内視鏡と比較して長い場合であっても、湾曲部１１２の湾曲操作を高精度に制御できる。

　駆動コントローラ２６０は、駆動装置２００の全体を制御する。駆動コントローラ２６０は、操作受信部２２０が受信した操作入力を取得する。駆動コントローラ２６０は、取得した操作入力に基づいて、送気吸引駆動部２３０およびワイヤ駆動部２５０を制御する。

　駆動コントローラ２６０は、プロセッサと、メモリと、プログラムおよびデータを記憶可能な記憶部と、入出力制御部と、を備えたプログラム実行可能なコンピュータである。駆動コントローラ２６０の機能は、プログラムをプロセッサが実行することにより実現される。駆動コントローラ２６０の少なくとも一部の機能は、専用の論理回路によって実現されていてもよい。

　駆動コントローラ２６０は、複数の湾曲ワイヤ１６０を駆動する複数のモータを高精度に制御するため、高い演算性能を備えていることが望ましい。

　なお、駆動コントローラ２６０は、プロセッサ、メモリ、記憶部、および入出力制御部以外の構成をさらに有してもよい。例えば、駆動コントローラ２６０は、画像処理や画像認識処理の一部もしくは全部を行う画像演算部をさらに有してもよい。画像演算部をさらに有することで、駆動コントローラ２６０は、特定の画像処理や画像認識処理を高速に実行できる。画像演算部は通信回線で接続される別体のハードウェア装置に搭載されていてもよい。

［操作装置３００］
　操作装置３００は、内視鏡１００を駆動するための操作が入力される装置である。入力された操作入力は、操作ケーブル３０１を経由して駆動装置２００に送信される。

［映像制御装置５００］
　図１１は、映像制御装置５００の機能ブロック図である。
　映像制御装置５００は、電動内視鏡システム１０００を制御する。映像制御装置５００は、第三アダプタ５１０と、撮像処理部５２０と、光源部５３０と、メインコントローラ５６０と、を備える。

　第三アダプタ５１０は、内視鏡１００の第二着脱部１５０２が着脱可能に接続されるアダプタである。

　撮像処理部５２０は、撮像ケーブル１７３を経由して先端部１１１の撮像部１１１ｃから取得された撮像信号を撮像画像に変換する。

　光源部５３０は、撮像対象に照射される照明光を発生させる。光源部５３０が発生させた照明光は、ライトガイド１７４を経由して先端部１１１の照明部１１１ｂに導かれる。

　図１２は、メインコントローラ５６０の機能ブロック図である。
　メインコントローラ５６０は、プロセッサ５６１とメモリ５６２等を備えたプログラム実行可能なコンピュータである。メインコントローラ５６０の機能はプログラムをプロセッサ５６１が実行することにより実現される。メインコントローラ５６０の少なくとも一部の機能は、専用の論理回路によって実現されていてもよい。

　メインコントローラ５６０は、プロセッサ５６１と、プログラムを読み込み可能なメモリ５６２と、記憶部５６３と、入出力制御部５６４と、を有する。

　記憶部５６３は、上述したプログラムや必要なデータを記憶する不揮発性の記録媒体である。記憶部５６３は、例えばＲＯＭやハードディスク等で構成される。記憶部５６３に記録されたプログラムは、メモリ５６２に読み込まれ、プロセッサ５６１によって実行される。

　入出力制御部５６４は、撮像処理部５２０、光源部５３０、駆動装置２００、表示装置９００、入力装置（不図示）、およびネットワーク機器（不図示）と接続されている。入出力制御部５６４は、プロセッサ５６１の制御に基づき、接続される機器に対するデータの送受信や制御信号の送受信を実施する。

　メインコントローラ５６０は、撮像処理部５２０が取得した撮像画像に対して画像処理を実施できる。メインコントローラ５６０は、術者Ｓに対する情報提供を目的とするＧＵＩ画像やＣＧ画像を生成できる。メインコントローラ５６０は、撮像画像やＧＵＩ画像やＣＧ画像を表示装置９００に表示させることができる。

　メインコントローラ５６０は、一体となったハードウェア装置に限られない。例えば、メインコントローラ５６０は、一部が別体のハードウェア装置として分離した上で、分離したハードウェア装置を通信回線で接続することで構成してもよい。例えば、メインコントローラ５６０は、分離された記憶部５６３を通信回線で接続するクラウドシステムであってもよい。

　メインコントローラ５６０は、図１２に示すプロセッサ５６１、メモリ５６２、記憶部５６３、および入出力制御部５６４以外の構成をさらに有してもよい。例えば、メインコントローラ５６０は、プロセッサ５６１が行っていた画像処理や画像認識処理の一部もしくは全部を行う画像演算部をさらに有してもよい。画像演算部をさらに有することで、メインコントローラ５６０は、特定の画像処理や画像認識処理を高速に実行できる。画像演算部は通信回線で接続される別体のハードウェア装置に搭載されていてもよい。

［観察装置８００］
　観察装置８００は、磁界を利用し内視鏡１００の挿入形状を観察する装置である。観察装置８００は、内視鏡１００の挿入部１１０に内蔵された磁気コイルから発生する磁気をアンテナにより受信する。観察装置８００の観察結果は、メインコントローラ５６０によっても取得される。

［電動内視鏡システム１０００の動作］
　次に、本実施形態の電動内視鏡システム１０００の動作について説明する。具体的には、大腸内の管壁に形成された患部を電動内視鏡システム１０００を用いて観察および処置する手技について説明する。

　以降、図１３に示す制御装置６００のメインコントローラ５６０の制御フローチャートに沿って説明を行う。制御装置６００が起動されると、メインコントローラ５６０は初期化を実施した後に制御を開始する（ステップＳ１００）。次に、メインコントローラ５６０（主としてプロセッサ５６１）はステップＳ１１０を実行する。

＜ステップＳ１１０：初期化動作の開始判定＞
　メインコントローラ５６０は、ステップＳ１１０において、内視鏡１００の動力伝達系の状態を定期的に確認し、動力伝達系の初期化動作の開始判定を実施する。メインコントローラ５６０は、動力伝達系の初期化動作を実施して動力伝達系の状態を最適化することで、動力伝達系の動力伝達効率を向上できる。ここで、動力伝達系の伝達効率とは、湾曲ワイヤ１６０への入力張力に対する出力張力の比などである。

　「動力伝達系」は、ワイヤ駆動部２５０と湾曲部１１２とを連結する部材であって、湾曲部１１２を湾曲させる動力を伝達する部材である。本実施形態においては、「動力伝達系」は、ワイヤ駆動部２５０、上下湾曲ワイヤ着脱部１５１または左右湾曲ワイヤ着脱部１５２、および湾曲ワイヤ１６０である。

　図１４は、大腸に挿入された挿入部１１０を示す図である。
　術者Ｓは、内視鏡１００の挿入部１１０を患者Ｐの肛門から大腸内に挿入する。術者Ｓは、表示装置９００に表示された撮像画像を観察しながら、体内軟性部１１９を右手Ｒで操作しながら、挿入部１１０を移動させて、先端部１１１を患部に近付ける。また、術者Ｓは、操作装置３００を左手Ｌで操作して湾曲部１１２を必要に応じて曲げる。

　図１５は、形状が大きく変化した挿入部１１０を示す図である。
　メインコントローラ５６０は、観察装置８００から挿入部１１０の形状を取得する。所定の期間以前に取得した挿入部１１０の形状（例えば図１４に示す挿入部１１０の形状）と比較して取得した挿入部１１０の形状（例えば図１５に示す挿入部１１０の形状）が変化した場合、メインコントローラ５６０は動力伝達系の初期化動作を開始する必要があると判定する。

　挿入部１１０の形状が変化した場合、内視鏡１００の動力伝達系の状態が最適化されていない可能性がある。例えば、図１５に示すように、挿入部１１０の形状が変化した影響により、挿入部１１０の内部経路１０１を挿通する上湾曲ワイヤ１６１ｕおよび下湾曲ワイヤ１６１ｄがたるむ場合がある。この場合、上湾曲ワイヤ１６１ｕおよび下湾曲ワイヤ１６１ｄの経路は、挿入部１１０の形状に対して最短経路ではない。

　メインコントローラ５６０は、例えば、取得した挿入部１１０の形状の総湾曲角度が所定の閾値を超えている場合、挿入部１１０の形状が変化したと判断し、動力伝達系の初期化動作を開始する必要があると判定する。

　メインコントローラ５６０が挿入部１１０の形状を取得する方法は、観察装置８００から取得する方法に限定されない。メインコントローラ５６０は、例えば挿入部１１０の内部経路１０１を挿通させた光ファイバーから挿入部１１０の形状を取得してもよい。また、術者Sが操作装置３００に入力した操作量が所定の閾値を超えた場合、初期化動作を開始しても良い。あるいは、張力センサ１５９から取得されるワイヤ張力や、モータエンコーダから取得される牽引量が所定量を超えた場合、初期化動作を開始しても良い。

　内視鏡１００の湾曲部１１２を駆動する前に、動力伝達系の初期化動作を実施して動力伝達系の状態を最適化することにより動力伝達系の動力伝達効率を向上させておくことが望ましい。そこで、メインコントローラ５６０は、例えば挿入部１１０の先端部１１１に設けられた処置具センサ１１１ｄが処置具４００を検出したとき、次に内視鏡１００の湾曲部１１２が駆動される可能性が高いと判断し、動力伝達系の初期化動作を開始する必要であると判定してもよい。

　メインコントローラ５６０は、術者Ｓによる操作装置３００に対する所定の操作に基づいて動力伝達系の初期化動作を開始してもよい。また、メインコントローラ５６０は、所定の期間ごとに動力伝達系の初期化動作を開始してもよい。

　メインコントローラ５６０は、動力伝達系の初期化動作が必要であると判定した場合、次にステップＳ１２０を実行する。

＜ステップＳ１２０：初期化動作の第一ステップ＞
　メインコントローラ５６０は、ステップＳ１２０において、駆動コントローラ２６０を制御することにより第一モータ部２５６ｂを駆動して第一シャフト２５６ａを回転させる。先端側から基端側に向かって見て第一シャフト２５６ａを時計回りに回転させることにより、上湾曲ワイヤ１６１ｕは牽引される。その結果、上湾曲ワイヤ１６１ｕは基端側（Ａ２）に移動する。

　メインコントローラ５６０は、ステップＳ１２０において、駆動コントローラ２６０を制御することにより第二モータ部２５７ｂを駆動して第二シャフト２５７ａを回転させる。先端側から基端側に向かって見て第二シャフト２５７ａを反時計回りに回転させることにより、下湾曲ワイヤ１６１ｄは牽引される。その結果、下湾曲ワイヤ１６１ｄは基端側（Ａ２）に移動する。

　図１６は、上湾曲ワイヤ１６１ｕおよび下湾曲ワイヤ１６１ｄの張力を示すグラフである。メインコントローラ５６０は、上湾曲ワイヤ１６１ｕおよび下湾曲ワイヤ１６１ｄを同時に駆動する。メインコントローラ５６０は、張力センサ１５９から上湾曲ワイヤ１６１ｕの張力と下湾曲ワイヤ１６１ｄの張力とを取得する。メインコントローラ５６０は、第一モータ部２５６ｂおよび第二モータ部２５７ｂを制御して、上湾曲ワイヤ１６１ｕの張力の変化量と下湾曲ワイヤ１６１ｄの張力の変化量を略一致させる。なお、図１６に示すグラフの原点は必ずしも張力が０ではなく、初期化動作実施時点での各ワイヤの張力を原点としている。

　メインコントローラ５６０は、上湾曲ワイヤ１６１ｕの張力および下湾曲ワイヤ１６１ｄの張力をＢ［Ｎ／ｓ］の割合で変化させて、Ａ［Ｎ］増加させる。メインコントローラ５６０は、湾曲部１１２の湾曲量が所定範囲に収まるように、張力Ａ［Ｎ］を決定する。具体的には、視野の変化は、２０%程度のずれであれば医師の操作で修正して治療できると考え、メインコントローラ５６０は、撮像部１１１ｃの視野の変化が２０％以下となるように、張力Ａ［Ｎ］を決定する。より好ましくは、視野の変化が１５％以下となるように、張力Ａ［Ｎ］を決定する。より好ましくは、視野の変化が５％以下となるように、張力Ａ［Ｎ］を決定する。メインコントローラ５６０は、次にステップＳ１３０を実行する。

＜ステップＳ１３０：初期化動作の第二ステップ＞
　メインコントローラ５６０は、ステップＳ１３０において、駆動コントローラ２６０を制御することにより第一モータ部２５６ｂを駆動して第一シャフト２５６ａを回転させる。先端側から基端側に向かって見て第一シャフト２５６ａを反時計回りに回転させることにより、上湾曲ワイヤ１６１ｕは弛緩される。その結果、上湾曲ワイヤ１６１ｕは先端側（Ａ１）に移動する。

　メインコントローラ５６０は、ステップＳ１３０において、駆動コントローラ２６０を制御することにより第二モータ部２５７ｂを駆動して第二シャフト２５７ａを回転させる。先端側から基端側に向かって見て第二シャフト２５７ａを時計回りに回転させることにより、下湾曲ワイヤ１６１ｄは弛緩される。その結果、下湾曲ワイヤ１６１ｄは先端側（Ａ１）に移動する。

　図１６に示すように、メインコントローラ５６０は、上湾曲ワイヤ１６１ｕおよび下湾曲ワイヤ１６１ｄを同時に駆動する。メインコントローラ５６０は、張力センサ１５９から上湾曲ワイヤ１６１ｕの張力と下湾曲ワイヤ１６１ｄの張力とを取得する。メインコントローラ５６０は、第一モータ部２５６ｂおよび第二モータ部２５７ｂを制御して、上湾曲ワイヤ１６１ｕの張力の変化量と下湾曲ワイヤ１６１ｄの張力の変化量を略一致させる。

　メインコントローラ５６０は、上湾曲ワイヤ１６１ｕの張力および下湾曲ワイヤ１６１ｄの張力をＢ［Ｎ／ｓ］の割合で変化させてＡ［Ｎ］減少させる。ステップＳ１３０における張力を変化させる割合と変化量は、ステップＳ１２０における張力を変化させる割合と変化量と同じである。メインコントローラ５６０は、次にステップＳ１４０を実行する。

＜ステップＳ１４０：初期化動作の終了判定＞
　メインコントローラ５６０は、ステップＳ１４０において、動力伝達系の初期化動作の終了判定を実施する。メインコントローラ５６０は、動力伝達系の状態が十分最適化されたと判断した場合、動力伝達系の初期化動作を終了する。

　図１７は、初期化動作の回数と動力伝達系の動力伝達効率の測定結果である。
　図１７に示す測定結果では、数十回の初期化動作を実施した後、動力伝達系の動力伝達効率が十分に向上している。メインコントローラ５６０は、事前に行った測定結果に基づいて、動力伝達系の動力伝達効率を十分に向上させるために必要な初期化動作の回数を「最小回数Ｎ」と設定する。メインコントローラ５６０は、初期化動作の回数が最小回数Ｎに達している場合、動力伝達系の初期化動作を終了してよいと判定する。なお、初期化動作の回数は、ステップＳ１２０およびステップＳ１３０の組み合わせを1回としてカウントした回数である。

　メインコントローラ５６０は、ステップＳ１４０において、ステップＳ１１０以降に実施された初期化動作の回数を最小回数Ｎと比較する。初期化動作の回数が最小回数Ｎより少ない場合、メインコントローラ５６０は、再度ステップＳ１２０およびステップＳ１３０を実施する。初期化動作の回数が最小回数Ｎと等しい場合、メインコントローラ５６０は、ステップＳ１５０を実施して初期化動作を終了する。

　図１８は、初期化動作の回数と機械的コンプライアンスの測定結果である。
　機械的コンプライアンスは、張力センサ１５９から取得されるワイヤ張力と、第一モータ部２５６ｂの第一モータエンコーダから取得される牽引量と、から算出されるバネ定数の逆数である。図１８に示す機械的コンプライアンスの測定結果は、図１７に示す動力伝達系の動力伝達効率の測定結果と類似する傾向を示している。そのため、メインコントローラ５６０は、算出した機械的コンプライアンスを用いて、初期化動作の終了判定を実施してもよい。メインコントローラ５６０は、算出した機械的コンプライアンスが所定値より大きくなった場合、動力伝達系の初期化動作を終了してよいと判定してもよい。メインコントローラ５６０は、ステップＳ１４０において取得したワイヤ張力と牽引量とから算出された機械的コンプライアンスを用いることにより、実際の動力伝達系の状態を考慮した初期化動作の終了判定を実施できる。

　図１９は、初期化動作が終了した後の挿入部１１０を示す図である。
　初期化動作が終了すると、図１９に示すように上湾曲ワイヤ１６１ｕおよび下湾曲ワイヤ１６１ｄの経路は、挿入部１１０の形状に対して最短経路となっている。その結果、動力伝達系の動力伝達効率が向上する。

　初期化動作が終了すると、湾曲ワイヤ１６０の表面のコーティングがなじみ、ワイヤシース１６１ｓの内周面と湾曲ワイヤ１６０と間の摩擦係数や、ワイヤシース１６１ｓ間の摩擦係数が減少する。その結果、動力伝達系の動力伝達効率が向上する。

　ステップＳ１２０とステップＳ１３０とが交互に実施されるため、初期化動作後における湾曲部１１２の湾曲量は、初期化動作開始前における湾曲部１１２の湾曲量と略一致する。

　メインコントローラ５６０は、湾曲部１１２を左右方向（ＬＲ方向）に曲げる一対の湾曲ワイヤ１６０（左湾曲ワイヤ１６１ｌおよび右湾曲ワイヤ１６１ｒ）に対しても同様の初期化動作を実施する。左湾曲ワイヤ１６１ｌおよび右湾曲ワイヤ１６１ｒに対する初期化動作は、上湾曲ワイヤ１６１ｕおよび下湾曲ワイヤ１６１ｄに対する初期化動作と同時に実施してもよいし、別々に実施してもよい。

　初期化動作によって最適化される動力伝達系は、たるみが発生している湾曲ワイヤ１６０に限定されない。初期化動作によって最適化される動力伝達系は、着脱部１５０の第一カップリング部１５６ｃと駆動装置２００の第一被カップリング部２５６ｃとがカップリングする部分であってもよい。

　本実施形態に係る電動内視鏡システム１０００によれば、動力伝達系の初期化動作を実施することにより、湾曲部１１２を湾曲させる動力を伝える動力伝達系を最適化できる。また、本実施形態においては一対の湾曲ワイヤ１６０（上湾曲ワイヤ１６１ｕと下湾曲ワイヤ１６１ｄ、または左湾曲ワイヤ１６１ｌと右湾曲ワイヤ１６１ｒ）の張力を同期して牽引することで、初期化動作実行時の湾曲量が小さくなる効果を有する。初期化動作の終了後において動力伝達系の動力伝達効率が向上し、術者Ｓは湾曲部１１２をより正確に駆動できる。電動内視鏡システム１０００は、湾曲部１１２を含む挿入部１１０の湾曲形状に関わらず初期化動作を実施できる。

　以上、本発明の第一実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。また、上述の実施形態および変形例において示した構成要素は適宜に組み合わせて構成することが可能である。

（第二実施形態）
　本発明の第二実施形態に係る電動内視鏡システム１０００Ｂについて、図２０から図２１を参照して説明する。以降の説明において、既に説明したものと共通する構成については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。

［電動内視鏡システム１０００Ｂ］
　電動内視鏡システム１０００Ｂは、図１に示すように、第一実施形態の電動内視鏡システム１０００と同様の構成を備える。電動内視鏡システム１０００Ｂは、第一実施形態の電動内視鏡システム１０００と比較して動作のみが異なる。

　以降、図２０に示す制御装置６００のメインコントローラ５６０の制御フローチャートに沿って説明を行う。制御装置６００が起動されると、メインコントローラ５６０は初期化を実施した後に制御を開始する（ステップＳ２００）。次に、メインコントローラ５６０（主としてプロセッサ５６１）はステップＳ２１０を実行する。

＜ステップＳ２１０：初期化動作の開始判定＞
　メインコントローラ５６０は、ステップＳ２１０において、第一実施形態のステップＳ１１０と同様の初期化動作の開始判定を実施する。メインコントローラ５６０は、動力伝達系の初期化動作が必要であると判定した場合、次にステップＳ２２０を実行する。

＜ステップＳ２２０：初期化動作の第一ステップ＞
　メインコントローラ５６０は、ステップＳ２２０において、駆動コントローラ２６０を制御することにより第一モータ部２５６ｂを駆動して第一シャフト２５６ａを回転させる。先端側から基端側に向かって見て第一シャフト２５６ａを時計回りに回転させることにより、上湾曲ワイヤ１６１ｕは牽引される。その結果、上湾曲ワイヤ１６１ｕは基端側（Ａ２）に移動する。

　メインコントローラ５６０は、ステップＳ２２０において、駆動コントローラ２６０を制御することにより第二モータ部２５７ｂを駆動して第二シャフト２５７ａを回転させる。先端側から基端側に向かって見て第二シャフト２５７ａを反時計回りに回転させることにより、下湾曲ワイヤ１６１ｄは牽引される。その結果、下湾曲ワイヤ１６１ｄは基端側（Ａ２）に移動する。

　図２１は、上湾曲ワイヤ１６１ｕおよび下湾曲ワイヤ１６１ｄの変位量を示すグラフである。メインコントローラ５６０は、上湾曲ワイヤ１６１ｕおよび下湾曲ワイヤ１６１ｄを同時に駆動する。メインコントローラ５６０は、上湾曲ワイヤ１６１ｕの変位量と下湾曲ワイヤ１６１ｄの変位量を略一致させる。なお、図２１に示すグラフの原点は必ずしもワイヤけん引量が０ではなく、初期化動作実施時点での各ワイヤの牽引量を原点としている。

　メインコントローラ５６０は、上湾曲ワイヤ１６１ｕおよび下湾曲ワイヤ１６１ｄを速度βｍｍ／ｓで駆動し、基端側（Ａ２）にαｍｍ移動させる。メインコントローラ５６０は、湾曲部１１２の湾曲量が所定範囲に収まるように、移動距離αｍｍを決定する。具体的には、視野の変化は、２０%程度のずれであれば医師の操作で修正して治療できると考え、メインコントローラ５６０は、撮像部１１１ｃの視野の変化が２０％以下となるように、移動距離αｍｍを決定する。より好ましくは、視野の変化が１５％以下となるように、移動距離αｍｍを決定する。より好ましくは、視野の変化が５％以下となるように、移動距離αｍｍを決定する。メインコントローラ５６０は、次にステップＳ２３０を実行する。

＜ステップＳ２３０：初期化動作の第二ステップ＞
　メインコントローラ５６０は、ステップＳ２３０において、駆動コントローラ２６０を制御することにより第一モータ部２５６ｂを駆動して第一シャフト２５６ａを回転させる。先端側から基端側に向かって見て第一シャフト２５６ａを反時計回りに回転させることにより、上湾曲ワイヤ１６１ｕは弛緩される。その結果、上湾曲ワイヤ１６１ｕは先端側（Ａ１）に移動する。

　メインコントローラ５６０は、ステップＳ２３０において、駆動コントローラ２６０を制御することにより第二モータ部２５７ｂを駆動して第二シャフト２５７ａを回転させる。先端側から基端側に向かって見て第二シャフト２５７ａを時計回りに回転させることにより、下湾曲ワイヤ１６１ｄは弛緩される。その結果、下湾曲ワイヤ１６１ｄは先端側（Ａ１）に移動する。

　図２１に示すように、メインコントローラ５６０は、上湾曲ワイヤ１６１ｕおよび下湾曲ワイヤ１６１ｄを同時に駆動する。メインコントローラ５６０は、上湾曲ワイヤ１６１ｕの変位量と下湾曲ワイヤ１６１ｄの変位量を略一致させる。

　メインコントローラ５６０は、上湾曲ワイヤ１６１ｕおよび下湾曲ワイヤ１６１ｄを速度βｍｍ／ｓで駆動し、先端側（Ａ１）にαｍｍ移動させる。ステップＳ２３０における牽引速度および牽引距離は、ステップＳ２２０における牽引速度および牽引距離と同じである。メインコントローラ５６０は、次にステップＳ２３０を実行する。

＜ステップＳ２４０：初期化動作の終了判定＞
　メインコントローラ５６０は、ステップＳ２４０において、第一実施形態のステップＳ１４０と同様の動力伝達系の初期化動作の終了判定を実施する。メインコントローラ５６０は、動力伝達系の状態が十分最適化されたと判断した場合、動力伝達系の初期化動作を終了する。

　ステップＳ２２０とステップＳ２３０とが交互に実施されるため、初期化動作後における湾曲部１１２の湾曲量は、初期化動作開始前における湾曲部１１２の湾曲量と略一致する。

　本実施形態に係る電動内視鏡システム１０００Ｂによれば、動力伝達系の初期化動作を実施することにより、湾曲部１１２を湾曲させる動力を伝える動力伝達系を最適化できる。また、本実施形態においては一対の湾曲ワイヤ１６０（上湾曲ワイヤ１６１ｕと下湾曲ワイヤ１６１ｄ、または左湾曲ワイヤ１６１ｌと右湾曲ワイヤ１６１ｒ）の張力を同期して牽引することで、初期化動作実行時の湾曲量が小さくなる効果を有する。電動内視鏡システム１０００Ｂは、ＵＤ方向やＬＲ方向に対応する一対の湾曲ワイヤをそれぞれが独立して牽引または弛緩できるため、初期化動作においてより正確に湾曲ワイヤ１６０を制御できる。

　以上、本発明の第二実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。また、上述の実施形態および変形例において示した構成要素は適宜に組み合わせて構成することが可能である。

（第三実施形態）
　本発明の第三実施形態に係る電動内視鏡システム１０００Ｄについて、図２２から図２３を参照して説明する。以降の説明において、既に説明したものと共通する構成については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。

［電動内視鏡システム１０００Ｄ］
　電動内視鏡システム１０００Ｄは、図１に示すように、第一実施形態の電動内視鏡システム１０００と同様の構成を備える。電動内視鏡システム１０００Ｄは、第一実施形態の電動内視鏡システム１０００と比較して動作のみが異なる。

　以降、図２２に示す制御装置６００のメインコントローラ５６０の制御フローチャートに沿って説明を行う。制御装置６００が起動されると、メインコントローラ５６０は初期化を実施した後に制御を開始する（ステップＳ３００）。次に、メインコントローラ５６０（主としてプロセッサ５６１）はステップＳ３１０を実行する。

＜ステップＳ３１０：初期化動作の開始判定＞
　メインコントローラ５６０は、ステップＳ３１０において、第一実施形態のステップＳ１１０と同様の初期化動作の開始判定を実施する。メインコントローラ５６０は、動力伝達系の初期化動作が必要であると判定した場合、次にステップＳ３２０を実行する。

＜ステップＳ３２０：初期化動作の第一ステップ＞
　メインコントローラ５６０は、ステップＳ３２０において、駆動コントローラ２６０を制御することにより第一モータ部２５６ｂを駆動して第一シャフト２５６ａを回転させる。先端側から基端側に向かって見て第一シャフト２５６ａを反時計回りに回転させることにより、上湾曲ワイヤ１６１ｕは弛緩される。その結果、上湾曲ワイヤ１６１ｕは先端側（Ａ１）に移動する。

　メインコントローラ５６０は、ステップＳ３２０において、駆動コントローラ２６０を制御することにより第二モータ部２５７ｂを駆動して第二シャフト２５７ａを回転させる。先端側から基端側に向かって見て第二シャフト２５７ａを反時計回りに回転させることにより、下湾曲ワイヤ１６１ｄは牽引される。その結果、下湾曲ワイヤ１６１ｄは基端側（Ａ２）に移動する。

　図２３は、上湾曲ワイヤ１６１ｕおよび下湾曲ワイヤ１６１ｄの変位量を示すグラフである。メインコントローラ５６０は、上湾曲ワイヤ１６１ｕおよび下湾曲ワイヤ１６１ｄを同時に駆動する。メインコントローラ５６０は、上湾曲ワイヤ１６１ｕの変位量の絶対値と下湾曲ワイヤ１６１ｄの変位量の絶対値を略一致させる。なお、図２３に示すグラフの原点は必ずしもワイヤけん引量が０ではなく、初期化動作実施時点での各ワイヤの牽引量を原点としている。

　メインコントローラ５６０は、上湾曲ワイヤ１６１ｕを速度βｍｍ／ｓで駆動し、先端側（Ａ１）にαｍｍ移動させる。メインコントローラ５６０は、下湾曲ワイヤ１６１ｄを速度βｍｍ／ｓで駆動し、基端側（Ａ２）にαｍｍ移動させる。メインコントローラ５６０は、湾曲部１１２の湾曲量が所定範囲に収まるように、移動距離αｍｍを決定する。具体的には、視野の変化は、２０%程度のずれであれば医師の操作で修正して治療できると考え、メインコントローラ５６０は、撮像部１１１ｃの視野の変化が２０％以下となるように、移動距離αｍｍを決定する。より好ましくは、視野の変化が１５％以下となるように、移動距離αｍｍを決定する。より好ましくは、視野の変化が５％以下となるように、移動距離αｍｍを決定する。メインコントローラ５６０は、次にステップＳ３３０を実行する。

＜ステップＳ３３０：初期化動作の第二ステップ＞
　メインコントローラ５６０は、ステップＳ３３０において、駆動コントローラ２６０を制御することにより第一モータ部２５６ｂを駆動して第一シャフト２５６ａを回転させる。先端側から基端側に向かって見て第一シャフト２５６ａを時計回りに回転させることにより、上湾曲ワイヤ１６１ｕは牽引される。その結果、上湾曲ワイヤ１６１ｕは基端側（Ａ２）に移動する。

　メインコントローラ５６０は、ステップＳ３２０において、駆動コントローラ２６０を制御することにより第二モータ部２５７ｂを駆動して第二シャフト２５７ａを回転させる。先端側から基端側に向かって見て第二シャフト２５７ａを時計回りに回転させることにより、下湾曲ワイヤ１６１ｄは弛緩される。その結果、下湾曲ワイヤ１６１ｄは先端側（Ａ１）に移動する。

　図２３に示すように、メインコントローラ５６０は、上湾曲ワイヤ１６１ｕおよび下湾曲ワイヤ１６１ｄを同時に駆動する。メインコントローラ５６０は、上湾曲ワイヤ１６１ｕの変位量の絶対値と下湾曲ワイヤ１６１ｄの変位量の絶対値を略一致させる。

　メインコントローラ５６０は、上湾曲ワイヤ１６１ｕを速度βｍｍ／ｓで駆動し、基端側（Ａ２）にαｍｍ移動させる。メインコントローラ５６０は、下湾曲ワイヤ１６１ｄを速度βｍｍ／ｓで駆動し、先端側（Ａ１）にαｍｍ移動させる。ステップＳ３３０における牽引速度および牽引距離は、ステップＳ３２０における牽引速度および牽引距離と同じである。メインコントローラ５６０は、次にステップＳ３３０を実行する。

＜ステップＳ３４０：初期化動作の終了判定＞
　メインコントローラ５６０は、ステップＳ３４０において、第一実施形態のステップＳ１４０と同様の動力伝達系の初期化動作の終了判定を実施する。メインコントローラ５６０は、動力伝達系の状態が十分最適化されたと判断した場合、動力伝達系の初期化動作を終了する。

　ステップＳ３２０とステップＳ３３０とが交互に実施されるため、初期化動作後における湾曲部１１２の湾曲量は、初期化動作開始前における湾曲部１１２の湾曲量と略一致する。

　本実施形態に係る電動内視鏡システム１０００Ｄによれば、動力伝達系の初期化動作を実施することにより、湾曲部１１２を湾曲させる動力を伝える動力伝達系を最適化できる。電動内視鏡システム１０００Ｄは、ＵＤ方向やＬＲ方向に対応する一対の湾曲ワイヤをそれぞれが独立して牽引または弛緩できるため、初期化動作においてより正確に湾曲ワイヤ１６０を制御できる。

　以上、本発明の第三実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。また、上述の実施形態および変形例において示した構成要素は適宜に組み合わせて構成することが可能である。

（第四実施形態）
　本発明の第四実施形態に係る電動内視鏡システム１０００Ｅについて、図２４から図２９を参照して説明する。以降の説明において、既に説明したものと共通する構成については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。図２４は、本実施形態に係る電動内視鏡システム１０００Ｅの全体図である。

［電動内視鏡システム１０００Ｅ］
　電動内視鏡システム１０００Ｅは、図２４に示すように、手術台Ｔに横たわる患者Ｐの体内を観察および処置する医療システムである。電動内視鏡システム１０００Ｅは、内視鏡１００Ｅと、駆動装置２００Ｅと、操作装置３００と、処置具４００と、映像制御装置５００と、観察装置８００と、表示装置９００と、を備える。駆動装置２００Ｅと映像制御装置５００とは、電動内視鏡システム１０００Ｅを制御する制御装置６００Ｅを構成する。

［内視鏡１００Ｅ］
　内視鏡１００Ｅは、挿入部１１０と、連結部１２０と、体外軟性部１４０と、着脱部１５０Ｅと、湾曲ワイヤ１６０と、内蔵物１７０と、を備える。挿入部１１０と、連結部１２０と、体外軟性部１４０と、着脱部１５０Ｅと、は先端側から順に接続されている。

［着脱部１５０Ｅ］
　着脱部１５０Ｅは、図２４に示すように、駆動装置２００Ｅに装着される第一着脱部１５０３と、映像制御装置５００に装着される第二着脱部１５０２と、を備える。なお、第一着脱部１５０３と第二着脱部１５０２とは、一体の着脱部であってもよい。

　体外軟性部１４０の内部に形成された内部経路１０１は、第一着脱部１５０３と第二着脱部１５０２に分岐する。湾曲ワイヤ１６０および送気吸引チューブ１７２は、第一着脱部１５０３を挿通する。撮像ケーブル１７３およびライトガイド１７４は、第二着脱部１５０２を挿通する。

　図２５は、駆動装置２００Ｅに装着前の第一着脱部１５０３を示す図である。
　第一着脱部１５０３は、上下湾曲ワイヤ着脱部１５１Ｅと、左右湾曲ワイヤ着脱部１５２Ｅと、を有する。

　上下湾曲ワイヤ着脱部１５１Ｅは、湾曲部１１２をＵＤ方向に曲げるワイヤ（上湾曲ワイヤ１６１ｕおよび下湾曲ワイヤ１６１ｄ）を駆動装置２００Ｅに着脱自在に連結する機構である。

　左右湾曲ワイヤ着脱部１５２Ｅは、湾曲部１１２をＬＲ方向に曲げるワイヤ（左湾曲ワイヤ１６１ｌおよび右湾曲ワイヤ１６１ｒ）を駆動装置２００Ｅに着脱自在に連結する機構である。

　左右湾曲ワイヤ着脱部１５２Ｅは、上下湾曲ワイヤ着脱部１５１Ｅと同等の構造であるため、図示および説明を省略する。

　図２６は、駆動装置２００Ｅに装着前の上下湾曲ワイヤ着脱部１５１Ｅを示す図である。図２７は、駆動装置２００Ｅに装着された上下湾曲ワイヤ着脱部１５１Ｅを示す図である。上下湾曲ワイヤ着脱部１５１Ｅは、支持部材１５５と、回転ドラム１５６と、張力センサ１５９と、を有する。

　支持部材１５５は、回転ドラム１５６を長手方向Ａに進退可能に支持する。支持部材１５５は、上下湾曲ワイヤ着脱部１５１Ｅの基端側に露出する着脱検知用ドグ１５５ａと、複数のベンドプーリ１５５ｐと、を有する。

　ベンドプーリ１５５ｐは、体外軟性部１４０を挿通する上湾曲ワイヤ１６１ｕの搬送方向を変更して、上湾曲ワイヤ１６１ｕを回転ドラム１５６まで案内する。また、ベンドプーリ１５５ｐは、体外軟性部１４０を挿通する下湾曲ワイヤ１６１ｄの搬送方向を変更して、下湾曲ワイヤ１６１ｄを回転ドラム１５６まで案内する。

　回転ドラム１５６は、長手方向Ａに沿って延びるドラム回転軸１５６ｒを中心に回動可能に支持部材１５５に支持されている。回転ドラム１５６は、巻取プーリ１５６ａと、カップリング部１５６ｃと、を有する。

　巻取プーリ１５６ａは、ドラム回転軸１５６ｒを中心に回動することにより上湾曲ワイヤ１６１ｕおよび下湾曲ワイヤ１６１ｄを牽引または送出する。先端側から基端側に向かって見て巻取プーリ１５６ａが時計回りに回転することにより、上湾曲ワイヤ１６１ｕは巻取プーリ１５６ａに巻き付けられて牽引され、下湾曲ワイヤ１６１ｄは巻取プーリ１５６ａから送り出される。逆に、巻取プーリ１５６ａが反時計回りに回転することにより、上湾曲ワイヤ１６１ｕは巻取プーリ１５６ａから送り出され、下湾曲ワイヤ１６１ｄは巻取プーリ１５６ａに巻き付けられて牽引される。

　カップリング部１５６ｃは、ドラム回転軸１５６ｒを中心に回動する円板部材である。カップリング部１５６ｃは、巻取プーリ１５６ａの基端に固定されており、巻取プーリ１５６ａと一体に回動する。カップリング部１５６ｃは、上下湾曲ワイヤ着脱部１５１Ｅの基端側に露出している。カップリング部１５６ｃの基端側の面には、二個の嵌合凸部１５６ｄが形成されている。二個の嵌合凸部１５６ｄは、ドラム回転軸１５６ｒを挟んで両側に形成されている。

　張力センサ１５９は、上湾曲ワイヤ１６１ｕおよび下湾曲ワイヤ１６１ｄの張力を検出する。張力センサ１５９の検出結果は、駆動コントローラ２６０Ｅによって取得される。

［駆動装置２００Ｅ］
　図２８は、駆動装置２００Ｅの機能ブロック図である。
　駆動装置２００Ｅは、アダプタ２１０Ｅと、操作受信部２２０と、送気吸引駆動部２３０と、ワイヤ駆動部２５０Ｅと、駆動コントローラ２６０Ｅと、を備える。

　アダプタ２１０Ｅは、図２５に示すように、第一アダプタ２１１と、第二アダプタ２１２Ｅと、を有する。第一アダプタ２１１は、操作ケーブル３０１が着脱可能に接続されるアダプタである。第二アダプタ２１２Ｅは、内視鏡１００の第一着脱部１５０３が着脱可能に接続されるアダプタである。

　ワイヤ駆動部２５０Ｅは、上下湾曲ワイヤ着脱部１５１Ｅおよび左右湾曲ワイヤ着脱部１５２Ｅとカップリングして湾曲ワイヤ１６０を駆動する。

　ワイヤ駆動部２５０Ｅは、図２５に示すように、上下湾曲ワイヤ駆動部２５１Ｅと、左右湾曲ワイヤ駆動部２５２Ｅと、を有する。

　上下湾曲ワイヤ駆動部２５１Ｅは、上下湾曲ワイヤ着脱部１５１Ｅとカップリングして、湾曲部１１２をＵＤ方向に曲げるワイヤ（上湾曲ワイヤ１６１ｕおよび下湾曲ワイヤ１６１ｄ）を駆動する機構である。

　左右湾曲ワイヤ駆動部２５２Ｅは、左右湾曲ワイヤ着脱部１５２Ｅとカップリングして、湾曲部１１２をＬＲ方向に曲げるワイヤ（左湾曲ワイヤ１６１ｌおよび右湾曲ワイヤ１６１ｒ）を駆動する機構である。

　左右湾曲ワイヤ駆動部２５２Ｅは、上下湾曲ワイヤ駆動部２５１Ｅと同等の構造であるため、図示および説明を省略する。

　上下湾曲ワイヤ駆動部２５１Ｅは、図２６に示すように、支持部材２５５と、湾曲ワイヤ駆動部２５６Ａと、係合部材２５８と、着脱センサ２５９と、を有する。

　湾曲ワイヤ駆動部２５６Ａは、上下湾曲ワイヤ着脱部１５１Ｅの回転ドラム１５６とカップリングして、上湾曲ワイヤ１６１ｕおよび下湾曲ワイヤ１６１ｄを駆動する。湾曲ワイヤ駆動部２５６Ａは、シャフト２５６ａと、モータ部２５６ｂと、被カップリング部２５６ｃと、トルクセンサ２５６ｅと、弾性部材２５６ｓと、を有する。

　シャフト２５６ａは、シャフト回転軸２５６ｒを中心に回動可能かつ長手方向Ａに進退可能に支持部材２５５に支持されている。内視鏡１００の第一着脱部１５０３が駆動装置２００Ｅに装着されたとき、シャフト回転軸２５６ｒは、ドラム回転軸１５６ｒと一致する。

　モータ部２５６ｂは、ＤＣモータなどのモータと、モータを駆動するモータドライバと、モータエンコーダと、を有する。モータは、シャフト２５６ａをシャフト回転軸２５６ｒを中心に回転させる。モータドライバは、駆動コントローラ２６０Ｅによって制御される。

　被カップリング部２５６ｃは、シャフト回転軸２５６ｒを中心に回動する円板部材である。被カップリング部２５６ｃは、シャフト２５６ａの先端に固定されており、シャフト２５６ａと一体に回動する。図２６に示すように、被カップリング部２５６ｃは、上下湾曲ワイヤ駆動部２５１の先端側に露出している。被カップリング部２５６ｃの先端側の面には、二個の嵌合凹部２５６ｄが形成されている。二個の嵌合凹部２５６ｄは、シャフト回転軸２５６ｒを挟んで両側に形成されている。

　図２７に示すように、嵌合凸部１５６ｄと嵌合凹部２５６ｄとが嵌合して、カップリング部１５６ｃと被カップリング部２５６ｃとがカップリングする。その結果、モータ部２５６ｂによるシャフト２５６ａの回転が回転ドラム１５６に伝達される。先端側から基端側に向かって見てシャフト２５６ａが時計回りに回転することにより、上湾曲ワイヤ１６１ｕは牽引され、下湾曲ワイヤ１６１ｄは送り出される。逆に、シャフト２５６ａが反時計回りに回転することにより、上湾曲ワイヤ１６１ｕは送出され、下湾曲ワイヤ１６１ｄは牽引される。

　トルクセンサ２５６ｅは、シャフト２５６ａのシャフト回転軸２５６ｒを中心とした回転トルクを検出する。トルクセンサ２５６ｅの検出結果は、駆動コントローラ２６０Ｅによって取得される。

　弾性部材２５６ｓは、例えば圧縮バネであり、先端部が被カップリング部２５６ｃ、基端部が支持部材２５５に接触している。弾性部材２５６ｓは、被カップリング部２５６ｃを先端側（Ａ１）に付勢する。図２７に示すように、カップリング部１５６ｃが装着されると、被カップリング部２５６ｃは、シャフト２５６ａとともに基端側（Ａ２）に移動する。

　着脱センサ２５９は、図２７に示すように、着脱検知用ドグ１５５ａとの係合および非係合を検出することにより、上下湾曲ワイヤ着脱部１５１Ｅの上下湾曲ワイヤ駆動部２５１への着脱を検出する。着脱センサ２５９の検出結果は、駆動コントローラ２６０Ｅによって取得される。

　駆動コントローラ２６０Ｅは、駆動装置２００Ｅの全体を制御する。駆動コントローラ２６０Ｅは、操作受信部２２０が受信した操作入力を取得する。駆動コントローラ２６０Ｅは、取得した操作入力に基づいて、送気吸引駆動部２３０およびワイヤ駆動部２５０Ｅを制御する。なお、駆動コントローラ２６０Ｅは、画像処理や画像認識処理等の他の処理を実施してもよい。

　駆動コントローラ２６０Ｅは、プロセッサと、メモリと、プログラムおよびデータを記憶可能な記憶部と、入出力制御部と、を備えたプログラム実行可能なコンピュータである。駆動コントローラ２６０Ｅの機能は、プログラムをプロセッサが実行することにより実現される。駆動コントローラ２６０Ｅの少なくとも一部の機能は、専用の論理回路によって実現されていてもよい。

　駆動コントローラ２６０Ｅは、複数の湾曲ワイヤ１６０を駆動する複数のモータを高精度に制御するため、高い演算性能を備えていることが望ましい。

　なお、駆動コントローラ２６０Ｅは、プロセッサ、メモリ、記憶部、および入出力制御部以外の構成をさらに有してもよい。例えば、駆動コントローラ２６０Ｅは、画像処理や画像認識処理の一部もしくは全部を行う画像演算部をさらに有してもよい。画像演算部をさらに有することで、駆動コントローラ２６０Ｅは、特定の画像処理や画像認識処理を高速に実行できる。画像演算部は通信回線で接続される別体のハードウェア装置に搭載されていてもよい。

［電動内視鏡システム１０００Ｅの動作］
　次に、本実施形態の電動内視鏡システム１０００Ｅの動作について説明する。具体的には、大腸内の管壁に形成された患部を電動内視鏡システム１０００Ｅを用いて観察および処置する手技について説明する。

　以降、図２９に示す制御装置６００Ｅのメインコントローラ５６０の制御フローチャートに沿って説明を行う。制御装置６００Ｅが起動されると、メインコントローラ５６０は初期化を実施した後に制御を開始する（ステップＳ４００）。次に、メインコントローラ５６０（主としてプロセッサ５６１）はステップＳ４１０を実行する。

＜ステップＳ４１０：初期化動作の開始判定＞
　メインコントローラ５６０は、ステップＳ４１０において、第一実施形態のステップＳ１１０と同様の初期化動作の開始判定を実施する。メインコントローラ５６０は、動力伝達系の初期化動作が必要であると判定した場合、次にステップＳ４２０を実行する。

＜ステップＳ４２０：初期化動作の第一ステップ＞
　メインコントローラ５６０は、ステップＳ４２０において、駆動コントローラ２６０Ｅを制御することにより駆動装置２００Ｅの湾曲ワイヤ駆動部２５６Ａを駆動して、着脱部１５０Ｅの回転ドラム１５６を長手方向Ａの基端側（Ａ２）に移動させる。巻取プーリ１５６ａは、ドラム回転軸１５６ｒに沿って基端側（Ａ２）に移動する。その結果、上湾曲ワイヤ１６１ｕおよび下湾曲ワイヤ１６１ｄは基端側（Ａ２）に移動する。

　メインコントローラ５６０は、上湾曲ワイヤ１６１ｕおよび下湾曲ワイヤ１６１ｄを速度βｍｍ／ｓで駆動し、基端側（Ａ２）にαｍｍ移動させる。メインコントローラ５６０は、湾曲部１１２の湾曲量が所定範囲に収まるように、移動距離αｍｍを決定する。具体的には、視野の変化は２０%程度のずれであれば医師の操作で修正して治療できると考え、メインコントローラ５６０は、撮像部１１１ｃの視野の変化が２０％以下となるように、移動距離αｍｍを決定する。より好ましくは、視野の変化が１５％以下となるように、移動距離αｍｍを決定する。より好ましくは、視野の変化が５％以下となるように、移動距離αｍｍを決定する。メインコントローラ５６０は、次にステップＳ４３０を実行する。

＜ステップＳ４３０：初期化動作の第二ステップ＞
　メインコントローラ５６０は、ステップＳ４３０において、駆動コントローラ２６０Ｅを制御することにより駆動装置２００Ｅの湾曲ワイヤ駆動部２５６Ａを駆動して、着脱部１５０Ｅの回転ドラム１５６を長手方向Ａの先端側（Ａ１）に移動させる。巻取プーリ１５６ａは、ドラム回転軸１５６ｒに沿って先端側（Ａ１）に移動する。その結果、上湾曲ワイヤ１６１ｕおよび下湾曲ワイヤ１６１ｄは先端側（Ａ１）に移動する。

　メインコントローラ５６０は、上湾曲ワイヤ１６１ｕおよび下湾曲ワイヤ１６１ｄを速度βｍｍ／ｓで駆動し、先端側（Ａ１）にαｍｍ移動させる。ステップＳ４３０における牽引速度および牽引距離は、ステップＳ４２０における牽引速度および牽引距離と同じである。メインコントローラ５６０は、次にステップＳ４４０を実行する。

＜ステップＳ４４０：初期化動作の終了判定＞
　メインコントローラ５６０は、ステップＳ４４０において、第一実施形態のステップＳ１４０と同様の動力伝達系の初期化動作の終了判定を実施する。メインコントローラ５６０は、動力伝達系の状態が十分最適化されたと判断した場合、動力伝達系の初期化動作を終了する。

　ステップＳ４２０とステップＳ４３０とが交互に実施されるため、初期化動作後における湾曲部１１２の湾曲量は、初期化動作開始前における湾曲部１１２の湾曲量と略一致する。

　本実施形態に係る電動内視鏡システム１０００Ｅによれば、動力伝達系の初期化動作を実施することにより、湾曲部１１２を湾曲させる動力を伝える動力伝達系を最適化できる。電動内視鏡システム１０００Ｅは、ＵＤ方向やＬＲ方向に対応する一対の湾曲ワイヤをそれぞれが独立して牽引または弛緩できるため、初期化動作においてより正確に湾曲ワイヤ１６０を制御できる。

　以上、本発明の第四実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。また、上述の実施形態および変形例において示した構成要素は適宜に組み合わせて構成することが可能である。

（変形例）
　例えば、上記実施形態において湾曲ワイヤ１６０は巻取プーリに巻き付けられており、巻取プーリが回転することにより湾曲ワイヤ１６０が牽引と弛緩される。しかしながら、湾曲ワイヤ１６０の駆動方式はこれに限定されず、電動アクチュエータなどの他の方式の駆動部であってもよい。

　各実施形態におけるプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。

　本発明は、管腔器官内等を観察および処置する医療システムに適用することができる。

１０００，１０００Ｃ，１０００Ｄ，１０００Ｅ　電動内視鏡システム（マニピュレータシステム）
１００　内視鏡
１１０　挿入部
１１１　先端部
１１２　湾曲部
１１９　体内軟性部
１４０　体外軟性部
１５０　着脱部
１６０　湾曲ワイヤ
２００　駆動装置
３００　操作装置
４００　処置具
５００　映像制御装置
６００　制御装置
８００　観察装置
９００　表示装置

Claims

　湾曲部と、前記湾曲部を曲げる湾曲ワイヤと、を備えるマニピュレータと、
　前記湾曲ワイヤを牽引、弛緩する駆動部と、
　前記駆動部を制御する制御装置と、
　を備え、
　前記制御装置は、前記湾曲部の湾曲量が所定範囲に収まるように、前記駆動部を制御して前記湾曲ワイヤの牽引と弛緩とを交互に繰り返す初期化動作を実施する、
　マニピュレータシステム。
　前記マニピュレータは、さらに撮像部を備え、
　前記湾曲部の湾曲量の所定範囲は、前記撮像部が撮像する視野の変化が所定の範囲内に収まる範囲である、
　請求項１に記載のマニピュレータシステム。
　前記湾曲ワイヤは、前記湾曲部を上下または左右に曲げる第一湾曲ワイヤと第二湾曲ワイヤであり、
　前記駆動部はプーリであって、前記プーリは、前記第一湾曲ワイヤが巻き付けられた第一プーリと、前記第二湾曲ワイヤが巻き付けられた第二プーリと、を有し、
　前記制御装置は、前記第一プーリと前記第二プーリを回動させることにより、前記初期化動作を実施する、
　請求項１に記載のマニピュレータシステム。
　前記制御装置は、
　　前記第一湾曲ワイヤの張力の変化量と前記第二湾曲ワイヤの張力の変化量とを略一致させながら、
　　前記第一湾曲ワイヤの牽引と前記第二湾曲ワイヤの牽引とを行う第一ステップと、
　　前記第一湾曲ワイヤの弛緩と前記第二湾曲ワイヤの弛緩とを行う第二ステップと、
　を交互に実施する、
　請求項３に記載のマニピュレータシステム。
　前記制御装置は、
　　前記第一湾曲ワイヤの変位量と前記第二湾曲ワイヤの変位量とを略一致させながら、
　　前記第一湾曲ワイヤの牽引と前記第二湾曲ワイヤの牽引とを行う第一ステップと、
　　前記第一湾曲ワイヤの弛緩と前記第二湾曲ワイヤの弛緩とを行う第二ステップと、
　を交互に実施する、
　請求項３に記載のマニピュレータシステム。
　前記制御装置は、
　　前記第一湾曲ワイヤの変位量の絶対値と前記第二湾曲ワイヤの変位量の絶対値とを略一致させながら、
　　前記第一湾曲ワイヤの弛緩と前記第二湾曲ワイヤの牽引とを行う第一ステップと、
　　前記第一湾曲ワイヤの牽引と前記第二湾曲ワイヤの弛緩とを行う第二ステップと、
　を交互に実施する、
　請求項３に記載のマニピュレータシステム。
　前記湾曲ワイヤは、前記湾曲部を上下または左右に曲げる一対の湾曲ワイヤであり、
　前記駆動部は前記湾曲ワイヤが巻きつけられたプーリであって、前記プーリは、回転することにより、前記一対の湾曲ワイヤの一方を牽引し、前記一対の湾曲ワイヤの他方を弛緩し、
　前記制御装置は、前記プーリを進退移動させることにより、前記初期化動作を実施する、
　請求項１に記載のマニピュレータシステム。
　前記マニピュレータは、前記湾曲部を有する挿入部と備え、
　前記制御装置は、前記挿入部の形状を取得し、前記挿入部の形状の変化量が所定量以上であるとき、前記初期化動作を開始する、
　請求項１に記載のマニピュレータシステム。
　前記マニピュレータは、
　処置具を挿通可能な内部経路と、
　前記処置具が前記内部経路に挿通されたことを検出する処置具センサを有し、
　前記制御装置は、前記処置具センサが前記処置具を検出したとき、前記初期化動作を開始する、
　請求項１に記載のマニピュレータシステム。
　前記制御装置は、前記第一ステップと前記第二ステップとを所定回数実施したとき、前記初期化動作を終了する、
　請求項４から請求項６のいずれか一項に記載のマニピュレータシステム。
　前記マニピュレータは、前記湾曲ワイヤの張力を検出する張力センサと、前記湾曲ワイヤの牽引量を検出するエンコーダと、を有し、
　前記制御装置は、前記湾曲ワイヤの前記張力および前記牽引量に基づいて前記初期化動作を終了する、
　請求項１に記載のマニピュレータシステム。
　湾曲ワイヤによって湾曲される湾曲部を備えるマニピュレータの操作方法であって、
　湾曲ワイヤの経路を最適化するステップを有し、
　該ステップは、前記湾曲部の湾曲量が所定範囲に収まるように、前記湾曲ワイヤの牽引と弛緩とを交互に繰り返す初期化動作を実施する、
　マニピュレータの操作方法。
　前記マニピュレータは、さらに撮像部を備え、
　前記湾曲部の湾曲量の所定範囲は、前記撮像部が撮像する視野の変化が所定の範囲内に収まる範囲である、
　請求項１２に記載のマニピュレータの操作方法。
　前記湾曲ワイヤは、前記湾曲部を上下または左右に曲げる第一湾曲ワイヤと第二湾曲ワイヤであり、
　前記第一湾曲ワイヤの張力の変化量と前記第二湾曲ワイヤの張力の変化量とを略一致させながら、前記第一湾曲ワイヤの牽引と前記第二湾曲ワイヤの牽引とを行う第一ステップと、
　前記第一湾曲ワイヤの張力の変化量と前記第二湾曲ワイヤの張力の変化量とを略一致させながら、前記第一湾曲ワイヤの弛緩と前記第二湾曲ワイヤの弛緩とを行う第二ステップと、を含む、
　請求項１２に記載のマニピュレータの操作方法。
　前記湾曲ワイヤは、前記湾曲部を上下または左右に曲げる第一湾曲ワイヤと第二湾曲ワイヤであり、
　前記第一湾曲ワイヤの変位量の絶対値と前記第二湾曲ワイヤの変位量の絶対値とを略一致させながら、前記第一湾曲ワイヤの弛緩と前記第二湾曲ワイヤの牽引とを行う第一ステップと、
　前記第一湾曲ワイヤの変位量の絶対値と前記第二湾曲ワイヤの変位量の絶対値とを略一致させながら、前記第一湾曲ワイヤの牽引と前記第二湾曲ワイヤの弛緩とを行う第二ステップと、を含む、
　請求項１２に記載のマニピュレータの操作方法。
　前記湾曲ワイヤは、前記湾曲部を上下または左右に曲げる第一湾曲ワイヤと第二湾曲ワイヤであり、
　第一湾曲ワイヤの変位量と第二湾曲ワイヤの変位量とを略一致させながら、前記第一湾曲ワイヤの弛緩と前記第二湾曲ワイヤの弛緩とを行う第一ステップと、
　前記第一湾曲ワイヤの変位量と前記第二湾曲ワイヤの変位量とを略一致させながら、前記第一湾曲ワイヤの牽引と前記第二湾曲ワイヤの牽引とを行う第二ステップと、を含む、
　請求項１２に記載のマニピュレータの操作方法。
　前記マニピュレータは、処置具を挿通可能なルーメンと、前記処置具の挿通を検出する処置具センサを備え、
　前記処置具センサが前記処置具を検出したとき、前記初期化動作を開始するステップを含む
　請求項１２に記載のマニピュレータの操作方法。
　前記第一ステップと前記第二ステップとを所定回数実施したとき、前記初期化動作を終了するステップを含む、
請求項１４から１６のいずれか一項に記載のマニピュレータの操作方法。
　前記湾曲ワイヤの張力および牽引量に基づいて前記初期化動作を終了するステップを含む、
　請求項１３から１５のいずれか一項に記載のマニピュレータの操作方法。