WO2023162622A1 - 連続体ロボット - Google Patents

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Publication number
WO2023162622A1
WO2023162622A1 PCT/JP2023/003494 JP2023003494W WO2023162622A1 WO 2023162622 A1 WO2023162622 A1 WO 2023162622A1 JP 2023003494 W JP2023003494 W JP 2023003494W WO 2023162622 A1 WO2023162622 A1 WO 2023162622A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
linear member
wire
catheter
drive
connecting portion
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/003494
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
克彦 大庭
悠介 新川
亮 岩沢
功 松岡
Original Assignee
キヤノン株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by キヤノン株式会社 filed Critical キヤノン株式会社
Publication of WO2023162622A1 publication Critical patent/WO2023162622A1/ja

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/005—Flexible endoscopes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/30—Surgical robots
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J18/00—Arms
    • B25J18/06—Arms flexible

Definitions

  • the present invention relates to a continuum robot.
  • Patent Document 1 proposes a bending operation device for an endoscope in which a wire connecting member is broken without cutting the wire.
  • a bending operation device when excessive wire tension is applied, the breakage determining portion of the wire connecting member is broken, thereby avoiding serious damage such as wire cutting.
  • the purpose of the present invention is to enable power transmission to be restored.
  • the present invention includes a linear member having flexibility, a drive section for driving the linear member, a bending section that bends when the linear member is driven, and power of the drive section is transmitted,
  • a continuum robot comprising a connecting portion that connects to the linear member, wherein the connecting portion and the linear member are disconnected from the state in which the connecting portion and the linear member are connected. In this case, the connecting portion and the linear member can be reconnected.
  • FIG. 1 is an overall view of a medical system;
  • FIG. 1 is a perspective view showing a medical device and a support base;
  • FIG. It is an explanatory view of a catheter.
  • It is an explanatory view of a catheter.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of a catheter unit;
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of a catheter unit;
  • It is explanatory drawing of a base unit and a wire drive part.
  • It is explanatory drawing of a wire drive part and a connection device.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram of a catheter unit and a connecting device in a fourth embodiment
  • FIG. 11 is an explanatory diagram of a catheter unit and a connecting device in a fourth embodiment
  • FIG. 11 is an explanatory diagram of a catheter unit and a connecting device in a fourth embodiment
  • FIG. 11 is an explanatory diagram of a catheter unit and a connecting device in a fourth embodiment
  • FIG. 1 is an overall view of a medical system 1A.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the medical device 1 and the support base 2.
  • FIG. The medical system 1 ⁇ /b>A includes a medical device 1 , a support base 2 on which the medical device 1 is attached, and a controller 3 that controls the medical device 1 .
  • the medical system 1A includes a monitor 4 as a display device.
  • the medical device 1 includes a catheter unit (bendable unit) 100 having a catheter 11 as a bendable body, and a base unit (driving unit, wearable unit) 200 .
  • the catheter unit 100 is detachably attached to the base unit 200 .
  • the user of the medical system 1A and the medical device 1 inserts the catheter 11 into the subject (patient) to observe the interior of the subject, collect various specimens from the interior of the subject, and Work such as treatment for the inside can be performed.
  • the user can insert the catheter 11 into the subject patient. Specifically, by inserting the device into the bronchi through the patient's oral cavity or nasal cavity, operations such as observation, collection, and excision of lung tissue can be performed.
  • the catheter 11 can be used as a guide (sheath) for guiding medical instruments for performing the above operations.
  • medical instruments include endoscopes, forceps, ablation devices, and the like.
  • the catheter 11 itself may have the function as the medical device described above.
  • control unit 3 includes an arithmetic device 3a and an input device 3b.
  • the input device 3 b receives commands and inputs for operating the catheter 11 .
  • the computing device 3a includes a storage for storing programs and various data for controlling the catheter 11, a random access memory, and a central processing unit for executing the programs.
  • control unit 3 may include an output unit that outputs a signal for displaying an image on the monitor 4 .
  • the medical device 1 is electrically connected to the control unit 3 via the support base 2 and the cable 5 connecting the base unit 200 of the medical device 1 and the support base 2. be done.
  • the medical device 1 and the control unit 3 may be directly connected by a cable.
  • the medical device 1 and the controller 3 may be wirelessly connected.
  • the medical device 1 is detachably attached to the support base 2 via the base unit 200 . More specifically, in the medical device 1 , the attaching portion (connecting portion) 200 a of the base unit 200 is detachably attached to the moving stage (receiving portion) 2 a of the support base 2 .
  • the connection between the medical device 1 and the controller 3 is maintained so that the medical device 1 can be controlled by the controller 3 even when the mounting portion 200a of the medical device 1 is removed from the moving stage 2a.
  • the medical device 1 and the support base 2 are connected by the cable 5 even when the mounting portion 200a of the medical device 1 is removed from the moving stage 2a.
  • the user manually moves the medical device 1 in a state in which the medical device 1 is detached from the support base 2 (a state in which the medical device 1 is detached from the moving stage 2a), and inserts the catheter 11 into the subject. be able to.
  • the user can use the medical device 1 with the catheter 11 inserted into the target and the medical device 1 attached to the support base 2 .
  • the medical apparatus 1 is moved by moving the movable stage 2a while the medical apparatus 1 is attached to the movable stage 2a. Then, an operation of moving the catheter 11 in the direction of inserting it into the object and an operation of moving the catheter 11 in the direction of withdrawing it from the object are performed.
  • the movement of the moving stage 2a is controlled by the controller 3.
  • the mounting portion 200a of the base unit 200 has a release switch and a removal switch (not shown). With the mounting portion 200a attached to the moving stage 2a, the user can manually slide the medical device 1 along the guide direction of the moving stage 2a while continuing to press the release switch. That is, the moving stage 2a includes a guide portion that guides the movement of the medical device 1. As shown in FIG. When the user stops pressing the release switch, the medical device 1 is fixed to the moving stage 2a. On the other hand, when the detachment switch is pressed while the mounting portion 200a is attached to the moving stage 2a, the user can detach the medical device 1 from the moving stage 2a.
  • one switch may have the function of the release switch and the function of the removal switch. Also, if the release switch is provided with a mechanism for switching the release switch between the pressed state and the non-pressed state, the user does not need to keep pressing the release switch when manually sliding the medical device 1 .
  • the medical device 1 is fixed to the moving stage 2a and moved by the moving stage 2a driven by a motor (not shown). be.
  • the medical device 1 includes a wire drive section (linear member drive section, line drive section, drive section) 300 for driving the catheter 11 .
  • the medical device 1 is a robotic catheter device that drives a catheter 11 by means of a wire driving section 300 controlled by a control section 3.
  • FIG. 1
  • the control unit 3 can control the wire driving unit 300 and bend the catheter 11 .
  • the wire driving section 300 is built into the base unit 200 .
  • the base unit 200 includes a base housing 200f that houses the wire driving section 300.
  • the base unit 200 includes the wire driving section 300.
  • the wire driving section 300 and the base unit 200 together can be called a catheter driving device (base device, main body).
  • the end where the tip of the catheter 11 inserted into the object is arranged in the extending direction of the catheter 11 is called the distal end.
  • the side opposite to the distal end in the extending direction of the catheter 11 is called the proximal end.
  • the catheter unit 100 has a proximal end cover 16 that covers the proximal end side of the catheter 11 .
  • the proximal end cover 16 has a tool hole 16a. A medical instrument can be inserted into the catheter 11 through the tool hole 16a.
  • the catheter 11 functions as a guide device for guiding the medical instrument to the desired position inside the subject.
  • the catheter 11 is inserted to the target position inside the subject.
  • at least one of manual operation by the user, movement of the moving stage 2a, and driving of the catheter 11 by the wire driving section 300 is used.
  • the endoscope is withdrawn from the catheter 11 through the tool hole 16a.
  • a medical instrument is inserted through the tool hole 16a, and various specimens are collected from the inside of the target, and operations such as treatment for the inside of the target are performed.
  • the catheter unit 100 is detachably attached to the catheter driving device (base device, main body), more specifically the base unit 200 . After the medical device 1 is used, the user can remove the catheter unit 100 from the base unit 200, attach a new catheter unit 100 to the base unit 200, and use the medical device 1 again.
  • the medical device 1 has an operation section 400 .
  • the operating section 400 is provided in the catheter unit 100 .
  • the operation section 400 is operated by the user when fixing the catheter unit 100 to the base unit 200 and removing the catheter unit 100 from the base unit 200 .
  • the image captured by the endoscope can be displayed on the monitor 4.
  • the monitor 4 and the control unit 3 By connecting the monitor 4 and the control unit 3 , the status of the medical device 1 and information related to the control of the medical device 1 can be displayed on the monitor 4 .
  • the position of the catheter 11 within the subject and information related to the navigation of the catheter 11 within the subject can be displayed on the monitor 4 .
  • the monitor 4, the controller 3, and the endoscope may be connected by wire or wirelessly. Also, the monitor 4 and the control unit 3 may be connected via the support base 2 .
  • FIGS. 3A and 3B are explanatory diagrams of the catheter 11.
  • FIG. 3A is a diagram illustrating the entire catheter 11.
  • FIG. 3B is an enlarged view of catheter 11.
  • the catheter 11 includes a bending portion (bending body, catheter main body) 12 and a bending driving portion (catheter driving portion) 13 configured to bend the bending portion 12 .
  • the bending driving portion 13 is configured to bend the bending portion 12 by receiving the driving force of the wire driving portion 300 via the connecting device 21 to be described later.
  • the catheter 11 is stretched along the insertion direction of the catheter 11 with respect to the subject.
  • the extending direction (longitudinal direction) of the catheter 11 is the same as the extending direction (longitudinal direction) of the bending portion 12 and the extending direction (longitudinal direction) of first to ninth drive wires (W11 to W33) described later.
  • the bending drive section 13 includes a plurality of drive wires (drive lines, linear members, linear actuators) connected to the bending section 12 .
  • the bending drive unit 13 includes a first drive wire W11, a second drive wire W12, a third drive wire W13, a fourth drive wire W21, a fifth drive wire W22, a sixth drive wire W23, a seventh drive wire W23, and a seventh drive wire W23. It includes a wire W31, an eighth drive wire W32 and a ninth drive wire W33.
  • Each of the first to ninth drive wires includes a flexible wire body (line body, linear body) Wb.
  • the first drive wire W11 includes a first wire body Wb11.
  • the second drive wire W12 includes a second wire body Wb12.
  • the third drive wire W13 includes a third wire body Wb13.
  • the fourth drive wire W21 includes a fourth wire body Wb21.
  • the fifth drive wire W22 includes a fifth wire body Wb22.
  • the sixth drive wire W23 includes a sixth wire body Wb23.
  • the seventh drive wire W31 includes a seventh wire body Wb31.
  • the eighth drive wire W32 includes an eighth wire body Wb32.
  • the ninth drive wire W33 includes a ninth wire body Wb33.
  • each of the first to third wire bodies has the same shape.
  • Each of the fourth to sixth wire bodies has the same shape.
  • Each of the seventh to ninth wire bodies has the same shape.
  • the first to ninth wire bodies have the same shape except for the length.
  • the first to ninth held portions are fixed to the first to ninth wire bodies (Wb11 to Wb33) at the proximal ends of the first to ninth wire bodies (Wb11 to Wb33). .
  • the first to ninth drive wires (W11 to W33) are inserted through the wire guide 17 into the bending portion 12 and fixed.
  • the material of each of the first to ninth drive wires is metal.
  • the material of each of the first to ninth drive wires may be resin.
  • the material of each of the first to ninth drive wires (W11 to W33) may contain metal and resin.
  • any one of the first to ninth drive wires (W11 to W33) can be called a drive wire W.
  • the first to ninth drive wires (W11 to W33) have the same shape except for the length of the first to ninth wire bodies (Wb11 to Wb33).
  • the bending portion 12 is a tubular member having flexibility and having a passage Ht for inserting a medical instrument.
  • a wall surface of the curved portion 12 is provided with a plurality of wire holes for passing the first to ninth drive wires (W11 to W33) respectively.
  • the wall surface of the bending portion 12 has a first wire hole Hw11, a second wire hole Hw12, a third wire hole Hw13, a fourth wire hole Hw21, a fifth wire hole Hw22, a sixth wire hole Hw23, a A seventh wire hole Hw31, an eighth wire hole Hw32, and a ninth wire hole Hw33 are provided.
  • the first to ninth wire holes Hw (Hw11 to Hw33) respectively correspond to the first to ninth drive wires (W11 to W33).
  • the number after the symbol Hw indicates the number of the corresponding drive wire. For example, the first drive wire W11 is inserted into the first wire hole Hw11.
  • any one of the first to ninth wire holes can be called a wire hole Hw.
  • each of the first to ninth wire holes has the same shape.
  • the bending portion 12 has an intermediate region 12a and a bending region 12b.
  • the bending region 12b is arranged at the distal end of the bending section 12, and the first guide ring J1, the second guide ring J2 and the third guide ring J3 are arranged in the bending region 12b.
  • the bending area 12b is an area in which the bending magnitude and direction of the bending portion 12 can be controlled by moving the first guide ring J1, the second guide ring J2, and the third guide ring J3 by the bending drive section 13. say.
  • FIG. 3B is drawn with part of the curved portion 12 covering the first to third guide rings (J1 to J3) omitted.
  • the bending portion 12 includes a plurality of auxiliary rings (not shown).
  • the first guide ring J1, the second guide ring J2, and the third guide ring J3 are fixed to the wall surface of the curved portion 12 in the curved region 12b.
  • a plurality of auxiliary rings are arranged between the first guide ring J1 and the second guide ring J2 and between the second guide ring J2 and the third guide ring J3.
  • the medical instrument is guided to the tip of the catheter 11 by the passageway Ht, first to third guide rings (J1 to J3), and multiple auxiliary rings.
  • Each of the first to ninth drive wires (W11 to W33) is fixed to each of the first to third guide rings (J1 to J3) through the intermediate region 12a.
  • first drive wire W11, the second drive wire W12, and the third drive wire W13 pass through a plurality of auxiliary rings and are fixed to the first guide ring J1.
  • a fourth drive wire W21, a fifth drive wire W22, and a sixth drive wire W23 pass through the first guide ring J1 and the plurality of auxiliary rings and are fixed to the second guide ring J2.
  • a seventh drive wire W31, an eighth drive wire W32, and a ninth drive wire W33 pass through the first guide ring J1, the second guide ring J2, and the plurality of auxiliary rings, and are fixed to the third guide ring J3. .
  • the medical device 1 can bend the bending portion 12 in a direction intersecting the extending direction of the catheter 11 by driving the bending driving portion 13 with the wire driving portion 300 . Specifically, by moving each of the first to ninth drive wires (W11 to W33) in the extending direction of the bending portion 12, the bending portion is moved through the first to third guide rings (J1 to J3).
  • the twelve curved regions 12b can be curved in a direction transverse to the stretch direction.
  • the user can insert the catheter 11 to the target portion inside the target by using at least one of moving the medical device 1 manually or using the moving stage 2a and bending the bending portion 12.
  • the first to ninth drive wires move the first to third guide rings (J1 to J3) to bend the bending portion 12, but the present invention It is not limited to this configuration. Any one or two of the first to third guide rings (J1 to J3) and the drive wires fixed thereto may be omitted.
  • the catheter 11 omits the first to sixth drive wires (W11 to W23) and the first to second guide rings (J1 to J2), and the seventh to ninth drive wires (W31 to W33) and the A configuration having only three guide rings J3 may also be used. Further, the catheter 11 omits the first to third drive wires (W11 to W13) and the first guide ring J1, and the fourth to ninth drive wires (W21 to W33) and the second to third guide rings ( J2 to J3) may be provided only.
  • the catheter 11 may be configured to drive one guide ring with two drive wires. Also in this case, the number of guide rings may be one, or more than one.
  • FIG. 4A and 4B are explanatory diagrams of the catheter unit 100.
  • FIG. FIG. 4A is an explanatory diagram of the catheter unit 100 in a state where the wire cover 14, which will be described later, is in the cover position.
  • FIG. 4B is an explanatory diagram of the catheter unit 100 in which the wire cover 14, which will be described later, is in the retracted (exposed) position.
  • the catheter unit 100 has a bending portion 12 , a catheter 11 having a bending drive portion 13 , and a proximal end cover 16 that supports the proximal end of the catheter 11 .
  • the catheter unit 100 includes a wire cover 14 that covers and protects first to ninth drive wires (W11 to W33) as a plurality of drive wires.
  • the catheter unit 100 is attachable/detachable with respect to the base unit 200 along the attachment/detachment direction DE.
  • the direction in which the catheter unit 100 is attached to the base unit 200 and the direction in which the catheter unit 100 is removed from the base unit 200 are parallel to the attachment/detachment direction DE.
  • the proximal end cover (frame body, bending portion housing, catheter housing) 16 is a cover that partially covers the catheter 11 .
  • the proximal end cover 16 has a tool hole 16a for inserting medical instruments into the passageway Ht of the flexure 12 .
  • the wire cover 14 is provided with a plurality of wire cover holes (cover holes) for passing the first to ninth drive wires (W11 to W33) respectively.
  • the wire cover 14 has a first wire cover hole 14a11, a second wire cover hole 14a12, a third wire cover hole 14a13, a fourth wire cover hole 14a21, a fifth wire cover hole 14a22, a sixth wire cover hole 14a23, and a seventh wire cover hole 14a23.
  • a wire cover hole 14a31, an eighth wire cover hole 14a32, and a ninth wire cover hole 14a33 are provided.
  • the first to ninth wire cover holes (14a11 to 14a33) respectively correspond to the first to ninth drive wires (W11 to W33).
  • the numbers after the reference numerals 14a indicate the numbers of the corresponding drive wires. For example, the first drive wire W11 is inserted into the first wire cover hole 14a11.
  • any one of the first to ninth wire cover holes (14a11 to 14a33) can be called the wire cover hole 14a.
  • each of the first to ninth wire cover holes (14a11 to 14a33) has the same shape.
  • the wire cover 14 can move between a cover position (see FIG. 4A) covering the first to ninth drive wires (W11 to W33) and a retracted position (see FIG. 4B) retracted from the cover position.
  • the retracted position can also be called an exposed position where the first to ninth drive wires (W11 to W33) are exposed.
  • the wire cover 14 Before attaching the catheter unit 100 to the base unit 200, the wire cover 14 is positioned at the cover position. When the catheter unit 100 is attached to the base unit 200, the wire cover 14 moves from the cover position to the retracted position along the attachment/detachment direction DE.
  • the wire cover 14 is retained at the retracted position after being moved from the cover position to the retracted position. Therefore, even if the catheter unit 100 is removed from the base unit 200 after attaching the catheter unit 100 to the base unit 200, the wire cover 14 is kept at the retracted position.
  • the wire cover 14 may be configured to return to the cover position after being moved from the cover position to the retracted position.
  • the catheter unit 100 may include a biasing member that biases the wire cover 14 from the retracted position toward the cover position. In this case, when the catheter unit 100 is removed from the base unit 200 after attaching the catheter unit 100 to the base unit 200, the wire cover 14 is moved from the retracted position to the cover position.
  • the first to ninth drive wires (W11 to W33) are arranged along a circle (virtual circle) having a predetermined radius.
  • the catheter unit 100 has a key shaft (key, catheter side key) 15 .
  • the key shaft 15 extends in the attachment/detachment direction DE.
  • the wire cover 14 is provided with a shaft hole 14b through which the key shaft 15 passes.
  • the key shaft 15 can be engaged with a key receiving portion 22, which will be described later.
  • a key receiving portion 22 By engaging the key shaft 15 with the key receiving portion 22, the movement of the catheter unit 100 with respect to the base unit 200 is achieved in the circumferential direction of the circle (virtual circle) in which the first to ninth drive wires (W11 to W33) are arranged. , is limited to a given range.
  • the first to ninth drive wires (W11 to W33) are arranged outside the key shaft 15 so as to surround the key shaft 15 when viewed in the attachment/detachment direction DE.
  • the key shaft 15 is arranged inside a circle (virtual circle) in which the first to ninth drive wires (W11 to W33) are arranged. Therefore, the key shaft 15 and the first to ninth drive wires (W11 to W33) can be arranged in a space-saving manner.
  • the catheter unit 100 includes an operation section 400.
  • the operation section 400 is configured to be movable (rotatable) with respect to the proximal end cover 16 and the bending drive section 13 .
  • the operation unit 400 is rotatable around a rotation axis (rotation center) 400r.
  • a rotating shaft 400r of the operation unit 400 extends in the attachment/detachment direction DE.
  • the operation section 400 is configured to be movable (rotatable) with respect to the base unit 200 . More specifically, the operation unit 400 is configured to be movable (rotatable) with respect to the base housing 200f, the wire driving unit 300, and the connecting device 21, which will be described later.
  • Base unit 200 and wire driving section 300 will be described with reference to FIGS. 5A, 5B, and 5C.
  • FIG. 5A, 5B, and 5C are explanatory diagrams of the base unit 200 and the wire driving section 300.
  • FIG. FIG. 5A is a perspective view showing the internal structure of the base unit 200.
  • FIG. 5B is a side view showing the internal structure of base unit 200.
  • FIG. 5C is a diagram of the base unit 200 viewed along the attachment/detachment direction DE.
  • the medical device 1 has the base unit 200 and the wire driving section 300.
  • the wire driving section 300 is accommodated in the base housing 200f and provided inside the base unit 200 .
  • the base unit 200 has the wire drive section 300 .
  • the wire drive unit 300 has a plurality of drive sources (motors).
  • the wire driving section 300 includes a first driving source M11, a second driving source M12, a third driving source M13, a fourth driving source M21, a fifth driving source M22, a sixth driving source M23, and a seventh driving source M23. It has a source M31, an eighth drive source M32, and a ninth drive source M33.
  • any one of the first to ninth drive sources (M11 to M33) can be called a drive source M.
  • each of the first to ninth drive sources (M11 to M33) has the same configuration.
  • the base unit 200 includes a coupling device 21.
  • the coupling device 21 is housed in the base housing 200f.
  • the coupling device 21 is connected to the wire driving section 300 .
  • the connecting device 21 has a plurality of connecting portions.
  • the connecting device 21 includes a first connecting portion 21c11, a second connecting portion 21c12, a third connecting portion 21c13, a fourth connecting portion 21c21, a fifth connecting portion 21c22, a sixth connecting portion 21c23, and a seventh connecting portion. 21c31, an eighth connecting portion 21c32, and a ninth connecting portion 21c33.
  • any one of the first to ninth connecting portions (21c11 to 21c33) can be called the connecting portion 21c.
  • each of the first to ninth connecting portions (21c11 to 21c33) has the same configuration.
  • Each of the plurality of connecting parts is connected to each of the plurality of drive sources, and is driven by each of the plurality of drive sources to transmit the power of the drive source.
  • the first connecting portion 21c11 is connected to the first driving source M11 and driven by the first driving source M11.
  • the second connecting portion 21c12 is connected to the second drive source M12 and driven by the second drive source M12.
  • the third connecting portion 21c13 is connected to the third driving source M13 and driven by the third driving source M13.
  • the fourth connecting portion 21c21 is connected to the fourth driving source M21 and driven by the fourth driving source M21.
  • the fifth connecting portion 21c22 is connected to the fifth driving source M22 and driven by the fifth driving source M22.
  • the sixth connecting portion 21c23 is connected to the sixth driving source M23 and driven by the sixth driving source M23.
  • the seventh connecting portion 21c31 is connected to the seventh driving source M31 and driven by the seventh driving source M31.
  • the eighth connecting portion 21c32 is connected to the eighth driving source M32 and driven by the eighth driving source M32.
  • the ninth connecting portion 21c33 is connected to the ninth driving source M33 and driven by the ninth driving source M33.
  • the connecting device 21 is connected with the bending driving section 13 including the first to ninth driving wires (W11 to W33).
  • the bending driving portion 13 receives the driving force of the wire driving portion 300 via the connecting device 21 and bends the bending portion 12 .
  • the drive wire W is connected to the connecting portion 21c via the held portion Wa.
  • Each of the plurality of drive wires is connected to each of the plurality of connecting portions.
  • the first held portion Wa11 of the first drive wire W11 is connected to the first connecting portion 21c11.
  • the second held portion Wa12 of the second drive wire W12 is connected to the second connecting portion 21c12.
  • the third held portion Wa13 of the third drive wire W13 is connected to the third connecting portion 21c13.
  • the fourth held portion Wa21 of the fourth drive wire W21 is connected to the fourth connecting portion 21c21.
  • the fifth held portion Wa22 of the fifth drive wire W22 is connected to the fifth connecting portion 21c22.
  • the sixth held portion Wa23 of the sixth drive wire W23 is connected to the sixth connecting portion 21c23.
  • the seventh held portion Wa31 of the seventh drive wire W31 is connected to the seventh connecting portion 21c31.
  • the eighth held portion Wa32 of the eighth drive wire W32 is connected to the eighth connecting portion 21c32.
  • the ninth held portion Wa33 of the ninth drive wire W33 is connected to the ninth connecting portion 21c33.
  • the base unit 200 has a base frame 25.
  • the base frame 25 is provided with a plurality of insertion holes through which the first to ninth drive wires (W11 to W33) are passed.
  • the base frame 25 has a first insertion hole 25a11, a second insertion hole 25a12, a third insertion hole 25a13, a fourth insertion hole 25a21, a fifth insertion hole 25a22, a sixth insertion hole 25a23, a seventh insertion hole 25a31, and an eighth insertion hole 25a31.
  • An insertion hole 25a32 and a ninth insertion hole 25a33 are provided.
  • the first to ninth insertion holes (25a11 to 25a33) respectively correspond to the first to ninth drive wires (W11 to W33).
  • the numbers after the reference numerals 25a indicate the numbers of the corresponding drive wires. For example, the first drive wire W11 is inserted into the first insertion hole 25a11.
  • any one of the first to ninth insertion holes (25a11 to 25a33) can be called an insertion hole 25a.
  • each of the first to ninth insertion holes (25a11 to 25a33) has the same shape.
  • the base frame 25 is provided with a mounting opening 25b into which the wire cover 14 is inserted.
  • First to ninth insertion holes (25a11 to 25a33) are arranged at the bottom of the mounting opening 25b.
  • the base unit 200 includes a main frame 200b, a first bearing frame 200c, a second bearing frame 200d and a third bearing frame 200e.
  • the main frame 200b, first bearing frame 200c, second bearing frame 200d, and third bearing frame 200e are connected.
  • the base frame 25 has a key receiving portion (key hole, base side key, body side key) 22 for receiving the key shaft 15 .
  • a key receiving portion key hole, base side key, body side key 22 for receiving the key shaft 15 .
  • the catheter unit 100 By engaging the key shaft 15 and the key receiving portion 22, the catheter unit 100 is shifted with respect to the base unit 200 in the circumferential direction of the circle (virtual circle) in which the first to ninth drive wires (W11 to W33) are arranged. Movement is restricted within a predetermined range.
  • each of the first to ninth drive wires (W11 to W33) is inserted into the corresponding first to ninth insertion holes (25a11 to 25a33) and the corresponding first to ninth connecting portions (21c11 to 21c33).
  • the drive wire W is prevented from being connected to the non-corresponding insertion hole 25 and the non-corresponding connecting portion 21 .
  • the user By engaging the key shaft 15 and the key receiving portion 22, the user connects the first to ninth drive wires (W11 to W33) to the first to ninth connecting portions (21c11 to 21c33), respectively. can be correctly concatenated to Therefore, the user can easily attach the catheter unit 100 to the base unit 200 .
  • the key shaft 15 has a projection projecting in a direction intersecting with the attachment/detachment direction DE, and the key receiving part 22 has a recess into which the projection is inserted.
  • the position where the projection and the recess are engaged is the position where the drive wire W is connected to the corresponding insertion hole 25a and the corresponding connection portion 21c.
  • the key shaft 15 can be arranged on either one of the base unit 200 and the catheter unit 100, and the key receiving portion 22 can be arranged on the other.
  • the key shaft 15 may be arranged on the base unit 200 side and the key receiving portion 22 may be arranged on the catheter unit 100 side.
  • the base frame 25 has a lock shaft 26 with a lock projection 26a. These functions will be described later.
  • connection of the wire drive section 300, the connection device 21, and the bending drive section 13 will be described with reference to FIGS. 6A, 6B, and 6C.
  • FIG. 6A, 6B, and 6C are explanatory diagrams of the wire driving section 300 and the coupling device 21.
  • FIG. 6A is a perspective view of the drive source M, the connecting portion 21, and the drive wire W.
  • FIG. 6B is an exploded perspective view of the connecting portion 21.
  • FIG. 6C is a cross-sectional view of the connecting portion 21.
  • the configurations in which the first to ninth drive wires (W11 to W33) and the first to ninth connecting portions (21c11 to 21c33) are connected are the same. Also, the configuration in which each of the first to ninth connecting portions (21c11 to 21c33) and each of the first to ninth driving sources (M11 to M33) are connected is the same. Therefore, in the following description, one driving wire W, one connecting portion 21c, and one driving source M are used, and a configuration in which these are connected will be described.
  • the drive source M has a motor shaft Ma and a motor body Mb that rotates the motor shaft Ma in the rotation direction Rm.
  • a spiral groove is provided on the surface of the motor shaft Ma.
  • the motor shaft Ma has a so-called screw shape.
  • the connecting portion 21c has a tractor 21ct connected to the motor shaft Ma and a tractor support shaft 21cs that supports the tractor 21ct.
  • the tractor support shaft 21cs is connected to the first connection base 21ca, and the first connection base 21ca is connected to the second connection base 21cb.
  • the connecting portion 21c is supported by a first bearing B1, a second bearing B2 and a third bearing B3.
  • the first bearing B1 is supported by the first bearing frame 200c of the base unit 200.
  • the second bearing B2 is supported by the second bearing frame 200d of the base unit 200.
  • the third bearing B3 is supported by the third bearing frame 200e of the base unit 200.
  • the first bearing B1, the second bearing B2, and the third bearing B3 are provided for each of the first to ninth connecting portions (21c11 to 21c33).
  • the connecting portion 21c Since the connecting portion 21c is restricted from rotating around the motor shaft Ma, when the motor shaft Ma rotates, the helical groove of the motor shaft Ma causes the tractor 21ct to rotate along the rotation axis direction of the motor shaft Ma. force acts. As a result, the connecting portion 21c moves along the rotation axis direction of the motor shaft Ma (the Dc direction). As the connecting portion 21c moves, the drive wire W moves and the bending portion 12 bends.
  • the motor shaft Ma and the tractor 21ct constitute a so-called feed screw that converts rotary motion transmitted from the drive source M into linear motion by means of a screw.
  • the motor shaft Ma and the tractor 21ct are slide screws, but they may be ball screws.
  • a first connection plate 21cc as a connection member
  • a second connection plate 21cd as a connection member
  • a first magnet 21ce and a second magnet 21cf are provided inside the first connection base 21ca and the second connection base 21cb.
  • the end Wa13a of the held portion Wa13 is a magnet, and when the catheter unit 100 is attached to the base unit 200, the end Wa13a and the second magnet 21cf are connected by mutual magnetic force (see FIG. 6C). contact).
  • the first connecting plate 21cc and the second connecting plate 21cd are connected (contacted) with the first magnet 21ce by the magnetic force of the first magnet 21ce.
  • the first connecting plate 21cc is guided by the first connecting base 21ca and the guide shaft 21cg, and the second connecting plate 21cd is guided by the second connecting base 21cb and the held portion Wa13.
  • the guide shaft 21cg is fixed to the second magnet 21cf.
  • the first magnet 21ce is fixed by being sandwiched between the first connecting base 21ca and the second connecting base 21cb.
  • first sensor 21ch which is a reflective sensor for detecting the amount of movement of the first connecting plate 21cc and the second connecting plate 21cd.
  • a second sensor 21ci is arranged (fixed) on the second connecting base 21cb.
  • these sensors may be arranged on the first connecting base 21ca.
  • the first sensor 21ch emits light from the light emitting portion 21cha, and the light receiving portion 21chb receives the reflected light from the first connecting plate 21cc. It detects the amount of movement.
  • the second sensor 21ci emits light from the light emitting portion 21cia and receives reflected light from the second connecting plate 21cd with the light receiving portion 21cib to detect the amount of movement of the second connecting plate 21cd.
  • the light mentioned above uses LED light or laser light.
  • N1 is the contact force of the magnetic force of the first magnet 21ce with the first connecting plate 21cc
  • N2 is the contact force of the magnetic force of the first magnet 21ce with the second connecting plate 21cd
  • N3 be the contact force due to the magnetic force between the end Wa13a and the second magnet 21cf.
  • the values of N1, N2, and N3 can be adjusted by using magnets with different magnetic forces or changing the contact area with the magnets.
  • N1 N2, but N1 ⁇ N2 may also be used. However, it is necessary to set N1 ⁇ N3 and N2 ⁇ N3 in order to normally operate the connecting portion 21c, which will be described later.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram showing the connection of the wire driving section 300, the connecting device 21, and the bending driving section 13.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram showing the connection of the wire driving section 300, the connecting device 21, and the bending driving section 13.
  • each of the first to ninth drive wires (W11 to W33) and each of the first to ninth connecting portions (21c11 to 21c33) are connected. be done.
  • the control unit 3 can independently control each of the first to ninth drive sources (M11 to M33). That is, any one of the first to ninth drive sources (M11 to M33) can independently operate or stop regardless of whether the other drive sources are stopped. can. In other words, the controller 3 can independently control each of the first to ninth drive wires (W11 to W33). As a result, each of the first to third guide rings (J1 to J3) is independently controlled, and the bending region 12b of the bending portion 12 can bend in any direction.
  • FIGS. 8A and 8E are explanatory diagrams before the connecting portion 21c operates.
  • FIGS. 8(b), (c), (f), and (g) are explanatory diagrams of the state after the connecting portion 21c is actuated.
  • FIGS. 8(d) and (h) are explanatory diagrams of a state in which the connecting portion 21c has returned.
  • the catheter 11 gets caught inside the object, and if the user tries to insert the catheter 11 further in that state, excessive force is applied to the caught part, damaging the inside of the object. It may let you. In this case, the excess force must be released to prevent damage to the target. It is also desirable to be able to insert the catheter 11 further into the subject after the excess force is released.
  • FIG. 8(a) shows a state in which the catheter 11 is inserted into the subject (to the left in the figure) without applying excessive force, which is before the connecting part 21c is actuated.
  • the drive wire W13 can no longer advance to the left.
  • the first magnet 21ce and the first connecting plate 21cc cannot be brought into contact by magnetic force. Therefore, as shown in FIG. 8(b), the first magnet 21ce and the first connecting plate 21cc are separated. That is, when the user attempts to further insert the catheter 11, the first connecting base 21ca and the second connecting base 21cb tend to move leftward in the figure, while the drive wire W13 moves leftward. cannot proceed to Therefore, a force is applied to separate the first magnet 21ce and the first connecting plate 21cc. When the force exceeds the aforementioned contact force N1, the first magnet 21ce and the first connecting plate 21cc are separated.
  • FIG. 8(c) shows the state when the excessive force on the drive wire W13 is released and the tension on the drive wire W13 is eliminated.
  • the first sensor 21ch detects the amount of movement of the first connecting plate 21cc from the state shown in FIG. 8A to the state shown in FIG. 8C. It is something to do.
  • the second sensor 21ci and the second connecting plate 21cd do not move relative to each other, the second sensor 21ci does not detect the movement of the second connecting plate 21cd. That is, the second sensor 21ci detects that the second connecting plate 21cd is not moving.
  • the control unit 3 By sending this information to the control unit 3, the control unit 3 automatically stops driving when the wire driving unit 300 is being driven, thereby preventing damage to the target, and connecting the connection unit 21c to the monitor 4. The operation is displayed to inform the user.
  • the control part 3 displays on the monitor 4 that the connecting part 21c has been activated, so that the user can stop manual insertion and prevent damage to the target. can do.
  • the control unit 3 drives the wire driving unit 300 to move the first connecting base 21ca, the second connecting base 21cb, and the structural members fixed thereto to the right side in the figure, as shown in FIG. 8(d). automatically move to Since the control unit 3 knows the amount of movement of the first connecting plate 21cc from the first sensor 21ch, it moves to the right by the amount of movement detected by the first sensor 21ch. That is, when the first magnet 21ce comes into contact with the first connecting plate 21cc, which is arranged in a state where the tension of the drive wire W13 is removed, and the same state as in FIG.
  • the connecting portion 21c By stopping, the connecting portion 21c returns to its original state and reconnects. Therefore, power transmission can be restored. At this time, the display indicating the operation of the connecting portion 21c displayed on the monitor 4 disappears, so that the user can confirm that the connection has been restored. After returning the connection part 21c to the state where the tension of the drive wire W13 is not applied, the catheter 11 is further inserted into the subject so that excessive force is not applied to the catheter 11 (drive wire W13).
  • the catheter 11 is inserted into the target while preventing damage to the target.
  • the above operation is repeated to insert the catheter 11 deeper into the target while preventing damage to the target.
  • the catheter 11 When the catheter 11 is pulled out from the inside of the object, the catheter 11 gets caught inside the object, and if the user tries to pull out the catheter 11 further in that state, excessive force is applied to the caught part, damaging the inside of the object. It may get lost. In this case, the excess force must be released to prevent damage to the target. Also, after releasing the excessive force, it is desirable to restore the original state and pull out the catheter 11 again from the inside of the subject.
  • FIG. 8(e) shows a state in which the catheter 11 is pulled out from the inside of the object (to the right in the figure) without applying excessive force, which is before the connecting part 21c is actuated.
  • the catheter 11 is caught inside the object and an excessive force (left direction in the figure) is applied to the drive wire W13, the drive wire W13 cannot move further rightward.
  • the first magnet 21ce and the second connecting plate 21cd cannot be brought into contact with each other by magnetic force. Therefore, as shown in FIG. 8(f), the first magnet 21ce and the second connecting plate 21cd are separated. That is, when the user tries to pull out the catheter 11 further, the first connecting base 21ca and the second connecting base 21cb tend to move rightward in the figure, while the drive wire W13 moves rightward. unable to proceed.
  • FIG. 8(g) shows the state when the excessive force on the drive wire W13 is released and the tension on the drive wire W13 is eliminated.
  • the second sensor 21ci detects the amount of movement of the second connecting plate 21cd from the state of FIG. 8(e) to the state of FIG. 8(g). It is something to do.
  • the first sensor 21ch and the first connecting plate 21cc do not move relative to each other, the first sensor 21ch does not detect the movement of the first connecting plate 21cc. That is, the first sensor 21ch detects that the first connecting plate 21cc is not moving. By detecting the movement of the second connecting plate 21cd, it can be detected that an excessive force is applied to the drive wire W13 and the connecting portion 21c is activated.
  • the control unit 3 By sending this information to the control unit 3, the control unit 3 automatically stops driving when the wire driving unit 300 is being driven, thereby preventing damage to the target, and connecting the connection unit 21c to the monitor 4. The operation is displayed to inform the user.
  • the control part 3 displays on the monitor 4 that the connecting part 21c has been activated, so that the user can stop manual insertion and prevent damage to the target. can do.
  • the control unit 3 drives the wire driving unit 300 to move the first connecting base 21ca, the second connecting base 21cb, and the structural members fixed to them to the left side of the figure, as shown in FIG. 8(h). automatically move to Since the movement amount of the second connecting plate 21cd is known from the second sensor 21ci, the control section 3 moves leftward by the movement amount detected by the second sensor 21ci. That is, when the first magnet 21ce comes into contact with the second connecting plate 21cd, which is arranged in a state where the tension of the driving wire W13 is removed, and the same state as in FIG.
  • the connecting portion 21c By stopping, the connecting portion 21c returns to its original state and reconnects. Therefore, power transmission can be restored. At this time, the display indicating the operation of the connecting portion 21c displayed on the monitor 4 disappears. After returning the connecting portion 21c to a state in which there is no tension on the drive wire W13, the catheter 11 is further pulled out from the inside of the object so that excessive force is not applied to the catheter 11 (drive wire W13). After the connecting portion 21c is restored, it is desirable to perform an operation different from the operation of the catheter 11 before the restoration.
  • the catheter 11 is pulled out from the target while preventing damage to the target. Again, when excessive force is applied, the above operation is repeated to withdraw the catheter 11 from the target while preventing damage to the target.
  • the drive wire W13 has been described here, the first to ninth drive wires (W11 to W33) have the same configuration.
  • FIGS. 9A and 9E are explanatory diagrams before the connecting portion 21c operates.
  • FIGS. 9(b), (c), (f), and (g) are explanatory diagrams of the state after the connecting portion 21c is actuated.
  • FIGS. 9(d) and (h) are explanatory diagrams of a state in which the connecting portion 21c has returned.
  • FIGS. 9(a) to 9(h) show states at the same timings as FIGS. 8(a) to 8(h).
  • the second magnet 21cf is fixed to the drive wire W13.
  • the coupling device 21 described in Example 1 also serves to couple the catheter unit 100 and the base unit 200, but in this example, it is configured differently. That is, the connecting portion 21c shown in FIG. 9 does not also serve as a connection between the catheter unit 100 and the base unit 200. As shown in FIG. A connecting portion between the catheter unit 100 and the base unit 200 is not shown.
  • the first pressure spring 21cj and the second pressure spring 21ck each urge the drive wire W13 in the direction of connecting it to the connecting portion 21c.
  • the second connecting plate 21cd is abutted against the abutting rib 21cm1 of the connecting base 21cm by the second pressure spring 21ck, so that the second connecting plate 21cd Since it does not move, when the state shown in FIG. 9(d) is reached, the same state as that shown in FIG. 9(a) can be obtained.
  • 9(f) and 9(g) the movement of the first connecting plate 21cc can be prevented by the first pressure spring 21cj. e) can be the same.
  • the catheter 11 can be inserted into or withdrawn from the target while preventing damage to the target.
  • the above operation is repeated to prevent damage to the object and further insert or withdraw the catheter 11 from the inside of the object.
  • connection part 21c of this embodiment is installed in the catheter unit 100, it may be installed in the base unit 200.
  • FIG. 9 dotted lines are shown to facilitate understanding of movement of components of the connecting portion 21c.
  • the first to ninth drive wires (W11 to W33) have the same configuration.
  • FIGS. 10(a) and 10(e) are explanatory diagrams before the connecting portion 21c operates.
  • FIGS. 10(b), (c), (f), and (g) are explanatory diagrams of the state after the connecting portion 21c is actuated.
  • FIGS. 10(d) and 10(h) are explanatory diagrams of a state in which the connecting portion 21c has returned.
  • FIGS. 10(a) to 10(h) show states at the same timing as FIGS. 8(a) to 8(h).
  • the electromagnet 21cn is used. Electromagnet 21cn is fixed to drive wire W13. Further, as in the second embodiment, the connection portion 21c shown in FIG.
  • a sensor (not shown) is provided as a tension detector for detecting the tension of the drive wire W13.
  • the sensor measures the tension of the drive wire W13, and the controller 3 energizes the electromagnet 21cn when the tension is within a normal range, and energizes the electromagnet 21cn when the sensor detects excessive force (tension above a predetermined level). It blocks.
  • the state shown in FIG. 10(a) changes to the states shown in FIGS. 10(b) and 10(c). Since other configurations and operations of the connecting portion 21c are the same as those in the first and second embodiments, description thereof is omitted.
  • the catheter 11 can be inserted into or withdrawn from the target while preventing damage to the target.
  • the above operation is repeated to prevent damage to the object and further insert or withdraw the catheter 11 from the inside of the object.
  • FIG. 11A is a diagram illustrating the entire catheter 11.
  • FIG. 11B is a perspective view of the drive source M, the connecting portion 21c, and the drive wire W13.
  • FIG. 11C is an explanatory diagram of the base unit 200 viewed along the attachment/detachment direction DE.
  • FIG. 12A is an explanatory diagram of a state in which the drive wire W is fixed.
  • FIG. 12B is an explanatory diagram of the state in which the drive wire W is being released.
  • FIG. 12C is an explanatory diagram of a state in which the fixation of the drive wire W is released.
  • the drive wire W includes a held portion (held shaft, rod) Wa.
  • the connecting portion 21c has a leaf spring 21cm as a holding portion for holding the held portion Wa of the driving wire W.
  • the drive wire W passes through the insertion hole 25a and is engaged with the connecting portion 21c. More specifically, the held portion Wa engages with the plate spring 21cm.
  • the leaf spring 21 cm can be switched between a state (fixed state) in which the held portion Wa is sandwiched and fixed, and a state in which the held portion Wa is released (released state).
  • the connecting portion 21c has a pressing member 21cj.
  • the pressing member 21cj has a gear portion 21ck that meshes with the internal gear 29 and a cam 21cn as a pressing portion for pressing the plate spring 21cm.
  • the cam 21cn can move (rotate) with respect to the plate spring 21cm. By moving the cam 21cn, the leaf spring 21cm is switched between a fixed state and a released state.
  • the plate spring 21cm of the connecting portion 21c has a fixed portion 21cma fixed to the connecting base 21co and a pressed portion 21cmb that contacts the cam 21cn of the pressing member 21cj.
  • the leaf spring 21cm has a first portion 21cmd1 and a second portion 21cmd2.
  • the leaf spring 21cm is held at a position where the pressed portion 21cmb is in contact with the pressing surface 21cnb of the pressing member 21cj.
  • the catheter 11 can be inserted into or withdrawn from the target while preventing damage to the target.
  • the above operation is repeated to prevent damage to the object and further insert or withdraw the catheter 11 from the inside of the object.
  • the connecting portion 21 of this embodiment also serves as a connection between the catheter unit 100 and the base unit 200.
  • W11 to W33 drive wire 12 bending portion 21c11 to 21c33 first to ninth connecting portions 300 wire driving portion

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Abstract

本発明は、可撓性を有する線状部材と、前記線状部材を駆動する駆動部と、前記線状部材が駆動されることによって湾曲する湾曲部と、前記駆動部の動力を伝達し、前記線状部材と連結する連結部と、を備える連続体ロボットであって、前記連結部と前記線状部材とが連結された状態から前記連結部と前記線状部材との連結が解除された場合に、前記連結部と前記線状部材との再連結が可能であることを特徴とする。

Description

連続体ロボット
　本発明は、連続体ロボットに関するものである。
　特許文献１には、ワイヤの切断を生じることがなく、ワイヤ連結部材が破断する内視鏡の湾曲操作装置が提案されている。このような湾曲操作装置では、過剰なワイヤ張力が加わった場合にワイヤ連結部材の破断確定部が破断することでワイヤ切断等の大きな損傷を避けることができる。
特開２００３－３３９６３０号公報
　しかしながら、破断確定部が破断すると動力が伝達できないために、修理無しには動力の伝達が復旧できないという問題があった。
　本発明は、動力の伝達が復旧できるようにすることを目的とする。
　本発明は、可撓性を有する線状部材と、前記線状部材を駆動する駆動部と、前記線状部材が駆動されることによって湾曲する湾曲部と、前記駆動部の動力を伝達し、前記線状部材と連結する連結部と、を備える連続体ロボットであって、前記連結部と前記線状部材とが連結された状態から前記連結部と前記線状部材との連結が解除された場合に、前記連結部と前記線状部材との再連結が可能であることを特徴とする。
　本発明によれば、動力の伝達を復旧させることができる。
医療システムの全体図である。 医療装置および支持台を示す斜視図である。 カテーテルの説明図である。 カテーテルの説明図である。 カテーテルユニットの説明図である。 カテーテルユニットの説明図である。 ベースユニットおよびワイヤ駆動部の説明図である。 ベースユニットおよびワイヤ駆動部の説明図である。 ベースユニットおよびワイヤ駆動部の説明図である。 ワイヤ駆動部、連結装置の説明図である。 ワイヤ駆動部、連結装置の説明図である。 ワイヤ駆動部、連結装置の説明図である。 ワイヤ駆動部の説明図である。 第１の実施例における連結装置の説明図である。 第２の実施例における連結装置の説明図である。 第３の実施例における連結装置の説明図である。 第４の実施例におけるカテーテルユニット、連結装置の説明図である。 第４の実施例におけるカテーテルユニット、連結装置の説明図である。 第４の実施例におけるカテーテルユニット、連結装置の説明図である。 第４の実施例における連結装置の説明図である。 第４の実施例における連結装置の説明図である。 第４の実施例における連結装置の説明図である。
　以下、図面を参照して、本発明の実施例を説明する。なお、実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、配置等は、本発明が適用される装置の構成や各種条件等により適宜変更されるべきものである。
　［実施例１］
　＜医療システムおよび医療装置＞
　図１、図２を用いて、医療システム１Ａおよび医療装置１（連続体ロボット）について説明する。図１は、医療システム１Ａの全体図である。図２は医療装置１および支持台２を示す斜視図である。
　医療システム１Ａは、医療装置１と、医療装置１を取り付ける支持台２と、医療装置１を制御する制御部３を備える。本実施例において、医療システム１Ａは、表示装置としてのモニタ４を備える。
　医療装置１は、湾曲可能体としてのカテーテル１１を備えるカテーテルユニット（湾曲可能ユニット）１００と、ベースユニット（駆動ユニット、被装着ユニット）２００を備える。カテーテルユニット１００は、ベースユニット２００に対して着脱可能に構成されている。
　本実施例において、医療システム１Ａおよび医療装置１の使用者は、対象（患者）の内部にカテーテル１１を挿入することにより、対象の内部の観察、対象の内部からの各種検体の採取、対象の内部に対する処置等の作業を行うことができる。一つの実施形態として、使用者は、カテーテル１１を対象としての患者の内部に挿入できる。具体的には、患者の口腔もしくは鼻腔を介して気管支に挿入することにより、肺組織の観察、採取、切除等の作業を行うことができる。
　カテーテル１１は、上記作業を行うための医療器具をガイドするガイド（シース）として用いることができる。医療器具（ツール）の例としては、内視鏡、鉗子、アブレーション装置などが挙げられる。また、カテーテル１１自身が上記の医療器具としての機能を有していてもよい。
　本実施例において、制御部３は、演算装置３ａ、入力装置３ｂを含む。入力装置３ｂは、カテーテル１１を操作するための命令や入力を受ける。演算装置３ａは、カテーテル１１を制御するためのプログラムや各種データを記憶するストレージ、ランダムアクセスメモリ、プログラムを実行するための中央処理装置を含む。また、制御部３は、モニタ４に画像を表示するための信号を出力する出力部を備えていてもよい。
　図２に示すように、本実施例では、医療装置１は、医療装置１のベースユニット２００と支持台２を連結するケーブル５と支持台２とを介して、制御部３に電気的に接続される。なお、医療装置１と制御部３がケーブルで直接接続されていてもよい。医療装置１と制御部３が無線で接続されていてもよい。
　医療装置１は、ベースユニット２００を介して支持台２に取り外し可能に装着される。より具体的には、医療装置１は、ベースユニット２００の取り付け部（接続部）２００ａが、支持台２の移動ステージ（受け部）２ａに取り外し可能に装着される。医療装置１の取り付け部２００ａが移動ステージ２ａから取り外された状態であっても、制御部３によって医療装置１を制御可能なように、医療装置１と制御部３の接続は維持される。本実施例においては、医療装置１の取り付け部２００ａが移動ステージ２ａから取り外された状態であっても、医療装置１と支持台２は、ケーブル５によって接続されている。
　使用者は、医療装置１が支持台２から取り外された状態（医療装置１が、移動ステージ２ａから取り外された状態）で医療装置１を手動で移動させ、対象の内部にカテーテル１１を挿入することができる。
　使用者は、カテーテル１１が対象に挿入され、支持台２に医療装置１が取り付けられた状態で、医療装置１を使用することができる。具体的には、医療装置１が移動ステージ２ａに取り付けられた状態で、移動ステージ２ａが移動することにより、医療装置１が移動する。そして、カテーテル１１を対象に挿入する方向に移動する動作、カテーテル１１を対象から引き抜く方向に移動する動作が行われる。移動ステージ２ａの移動は、制御部３によって制御される。
　ベースユニット２００の取り付け部２００ａは、不図示の解除スイッチと取り外しスイッチを備えている。取り付け部２００ａが移動ステージ２ａに装着された状態で、使用者は、解除スイッチを押下し続けながら、医療装置１を移動ステージ２ａのガイド方向に沿って手動でスライド移動できる。即ち、移動ステージ２ａは、医療装置１の移動を案内するガイド部を備える。使用者が解除スイッチの押下を止めることで、医療装置１は、移動ステージ２ａに固定される。一方、取り付け部２００ａが移動ステージ２ａに装着された状態で取り外しスイッチが押下されると、使用者は医療装置１を移動ステージ２ａから取り外すことができる。
　なお、一つのスイッチが解除スイッチの機能と取り外しスイッチの機能を有していてもよい。また、解除スイッチが押下状態と非押下状態をスイッチングする機構を解除スイッチに設ければ、医療装置１を手動でスライド移動するときに、使用者は解除スイッチを押下し続ける必要がなくなる。
　取り付け部２００ａが移動ステージ２ａに装着され、解除スイッチおよび取り外しスイッチが押下されていない状態では、医療装置１は、移動ステージ２ａに固定され、不図示のモータによって駆動される移動ステージ２ａによって移動される。
　医療装置１は、カテーテル１１を駆動するためのワイヤ駆動部（線状部材駆動部、ライン駆動部、駆動部）３００を備える。本実施例において、医療装置１は、制御部３によって制御されたワイヤ駆動部３００によって、カテーテル１１を駆動するロボットカテーテル装置である。
　制御部３は、ワイヤ駆動部３００を制御し、カテーテル１１を屈曲する動作を行うことができる。本実施例では、ワイヤ駆動部３００は、ベースユニット２００に内蔵されている。より具体的には、ベースユニット２００は、ワイヤ駆動部３００を収納するベース筐体２００ｆを備える。つまり、ベースユニット２００は、ワイヤ駆動部３００を備えている。ワイヤ駆動部３００とベースユニット２００を合わせて、カテーテル駆動装置（ベース装置、本体）と呼ぶことができる。
　カテーテル１１の延伸方向において、対象に挿入されるカテーテル１１の先端が配置される端部を、遠位端と呼ぶ。また、カテーテル１１の延伸方向において、遠位端の反対側を近位端と呼ぶ。
　カテーテルユニット１００は、カテーテル１１の近位端側をカバーする近位端カバー１６を有する。近位端カバー１６はツール穴１６ａを有する。カテーテル１１には、ツール穴１６ａを介して、医療器具を挿入することができる。
　上述したように、本実施例において、カテーテル１１は、医療器具を対象の内部の所望の位置にガイドするためのガイド装置としての機能を有する。
　例えば、カテーテル１１に内視鏡を挿入した状態で、対象の内部の目標の位置までカテーテル１１を挿入する。このとき、使用者の手動操作、移動ステージ２ａの移動、ワイヤ駆動部３００によるカテーテル１１の駆動の少なくともいずれか一つが用いられる。カテーテル１１が目標の位置に到達した後、ツール穴１６ａを介してカテーテル１１から内視鏡が引き抜かれる。そして、ツール穴１６ａから医療器具を挿入し、対象の内部からの各種検体の採取、対象の内部に対する処置等の作業が行われる。
　カテーテルユニット１００は、カテーテル駆動装置（ベース装置、本体）、より具体的にはベースユニット２００に対して取り外し可能に装着される。医療装置１が使用された後に、使用者は、ベースユニット２００からカテーテルユニット１００を取り外し、新たなカテーテルユニット１００をベースユニット２００に取り付けて、再び医療装置１を使用することができる。
　図２に示すように、医療装置１は、操作部４００を有する。本実施例において、操作部４００は、カテーテルユニット１００に備えられる。操作部４００は、ベースユニット２００に対するカテーテルユニット１００の固定、ベースユニット２００からのカテーテルユニット１００の取り外しが行われる際に、使用者によって操作される。
　カテーテル１１に挿入される内視鏡とモニタ４とを接続することにより、モニタ４に内視鏡によって撮影された画像を表示させることができる。また、モニタ４と制御部３を接続することにより、医療装置１の状態、医療装置１の制御に関連する情報をモニタ４に表示させることができる。例えば、対象の内部におけるカテーテル１１の位置や、対象の内部におけるカテーテル１１のナビゲーションに関連する情報を、モニタ４に表示させることができる。モニタ４と制御部３および内視鏡は、有線接続されていてもよく、無線接続されていてもよい。また、モニタ４と制御部３は、支持台２を介して接続されていてもよい。
　＜カテーテル＞
　図３Ａ、図３Ｂを用いて、湾曲可能体としてのカテーテル１１について説明する。図３Ａ、図３Ｂはカテーテル１１の説明図である。図３Ａはカテーテル１１の全体を説明する図である。図３Ｂはカテーテル１１の拡大図である。
　カテーテル１１は、湾曲部（湾曲体、カテーテル本体）１２と、湾曲部１２を湾曲するように構成された湾曲駆動部（カテーテル駆動部）１３を備える。湾曲駆動部１３は、後述する連結装置２１を介してワイヤ駆動部３００の駆動力を受けて、湾曲部１２を湾曲するように構成される。
　カテーテル１１は、対象に対するカテーテル１１の挿入方向に沿って延伸されている。カテーテル１１の延伸方向（長手方向）は、湾曲部１２の延伸方向（長手方向）、後述する第１～第９駆動ワイヤ（Ｗ１１～Ｗ３３）の延伸方向（長手方向）と同じである。
　湾曲駆動部１３は、湾曲部１２に接続された複数の駆動ワイヤ（駆動ライン、線状部材、線状アクチュエータ）を含む。具体的には、湾曲駆動部１３は、第１駆動ワイヤＷ１１、第２駆動ワイヤＷ１２、第３駆動ワイヤＷ１３、第４駆動ワイヤＷ２１、第５駆動ワイヤＷ２２、第６駆動ワイヤＷ２３、第７駆動ワイヤＷ３１、第８駆動ワイヤＷ３２、第９駆動ワイヤＷ３３を含む。
　第１～第９駆動ワイヤ（Ｗ１１～Ｗ３３）のそれぞれは、可撓性を有するワイヤ体（ライン体、線状体）Ｗｂを含む。具体的には、第１駆動ワイヤＷ１１は第１ワイヤ体Ｗｂ１１を含む。第２駆動ワイヤＷ１２は第２ワイヤ体Ｗｂ１２を含む。第３駆動ワイヤＷ１３は第３ワイヤ体Ｗｂ１３を含む。第４駆動ワイヤＷ２１は第４ワイヤ体Ｗｂ２１を含む。
　第５駆動ワイヤＷ２２は第５ワイヤ体Ｗｂ２２を含む。第６駆動ワイヤＷ２３は第６ワイヤ体Ｗｂ２３を含む。第７駆動ワイヤＷ３１は第７ワイヤ体Ｗｂ３１を含む。第８駆動ワイヤＷ３２は第８ワイヤ体Ｗｂ３２を含む。第９駆動ワイヤＷ３３は第９ワイヤ体Ｗｂ３３を含む。
　本実施例において、第１～第３ワイヤ体（Ｗｂ１１～Ｗｂ１３）のそれぞれは、同一形状である。第４～第６ワイヤ体（Ｗｂ２１～Ｗｂ２３）のそれぞれは、同一形状である。第７～第９ワイヤ体（Ｗｂ３１～Ｗｂ３３）のそれぞれは、同一形状である。本実施例では、第１～第９ワイヤ体（Ｗｂ１１～Ｗｂ３３）は、長さを除き、同一形状である。
　第１～第９被保持部（Ｗａ１１～Ｗａ３３）は、第１～第９ワイヤ体（Ｗｂ１１～Ｗｂ３３）の近位端において、第１～第９ワイヤ体（Ｗｂ１１～Ｗｂ３３）に固定されている。
　第１～第９駆動ワイヤ（Ｗ１１～Ｗ３３）は、ワイヤガイド１７を介して、湾曲部１２に挿入され、固定されている。
　本実施例において、第１～第９駆動ワイヤ（Ｗ１１～Ｗ３３）のそれぞれの材質は金属である。ただし、第１～第９駆動ワイヤ（Ｗ１１～Ｗ３３）のそれぞれの材質は樹脂でもよい。第１～第９駆動ワイヤ（Ｗ１１～Ｗ３３）のそれぞれの材質が、金属および樹脂を含んでいてもよい。
　第１～第９駆動ワイヤ（Ｗ１１～Ｗ３３）のうち、任意の一つを、駆動ワイヤＷと呼ぶことができる。本実施例において、第１～第９駆動ワイヤ（Ｗ１１～Ｗ３３）のそれぞれは、第１～第９ワイヤ体（Ｗｂ１１～Ｗｂ３３）の長さを除き、同一形状である。
　本実施例において、湾曲部１２は、可撓性を有し、医療器具を挿入するための通路Ｈｔを備える管状の部材である。
　湾曲部１２の壁面には、第１～第９駆動ワイヤ（Ｗ１１～Ｗ３３）のそれぞれを通すための複数のワイヤ穴が備えられる。具体的には、湾曲部１２の壁面には、第１ワイヤ穴Ｈｗ１１、第２ワイヤ穴Ｈｗ１２、第３ワイヤ穴Ｈｗ１３、第４ワイヤ穴Ｈｗ２１、第５ワイヤ穴Ｈｗ２２、第６ワイヤ穴Ｈｗ２３、第７ワイヤ穴Ｈｗ３１、第８ワイヤ穴Ｈｗ３２、第９ワイヤ穴Ｈｗ３３が備えられている。第１～第９ワイヤ穴Ｈｗ（Ｈｗ１１～Ｈｗ３３）のそれぞれは、第１～第９駆動ワイヤ（Ｗ１１～Ｗ３３）のそれぞれに対応する。符号Ｈｗの後の数字は、対応する駆動ワイヤの数字を示す。例えば、第１駆動ワイヤＷ１１は、第１ワイヤ穴Ｈｗ１１に挿入される。
　第１～第９ワイヤ穴（Ｈｗ１１～Ｈｗ３３）のうち、任意の一つを、ワイヤ穴Ｈｗと呼ぶことができる。本実施例において、第１～第９ワイヤ穴（Ｈｗ１１～Ｈｗ３３）のそれぞれは、同一形状である。
　湾曲部１２は、中間領域１２ａ、湾曲領域１２ｂを有する。湾曲領域１２ｂは、湾曲部１２の遠位端に配置されており、湾曲領域１２ｂには、第１ガイドリングＪ１、第２ガイドリングＪ２、第３ガイドリングＪ３が配置される。湾曲領域１２ｂとは、湾曲駆動部１３によって第１ガイドリングＪ１、第２ガイドリングＪ２、第３ガイドリングＪ３を移動させることにより、湾曲部１２の屈曲の大きさや方向を制御することができる領域を言う。図３Ｂは、第１～第３ガイドリング（Ｊ１～Ｊ３）を覆う湾曲部１２の一部を省略して描かれている。
　本実施例では、湾曲部１２は、複数の補助リング（不図示）を備える。湾曲領域１２ｂにおいて、第１ガイドリングＪ１、第２ガイドリングＪ２、第３ガイドリングＪ３は湾曲部１２の壁面に固定されている。本実施例では、複数の補助リングは、第１ガイドリングＪ１と第２ガイドリングＪ２の間、第２ガイドリングＪ２と第３ガイドリングＪ３の間に配置される。
　医療器具は、通路Ｈｔ、第１～第３ガイドリング（Ｊ１～Ｊ３）、複数の補助リングによって、カテーテル１１の先端までガイドされる。
　第１～第９駆動ワイヤ（Ｗ１１～Ｗ３３）のそれぞれは、中間領域１２ａを通って第１～第３ガイドリング（Ｊ１～Ｊ３）のそれぞれに固定されている。
　具体的には、第１駆動ワイヤＷ１１、第２駆動ワイヤＷ１２、第３駆動ワイヤＷ１３は、複数の補助リングを貫通して、第１ガイドリングＪ１に固定されている。第４駆動ワイヤＷ２１、第５駆動ワイヤＷ２２、第６駆動ワイヤＷ２３は、第１ガイドリングＪ１、複数の補助リングを貫通して、第２ガイドリングＪ２に固定されている。第７駆動ワイヤＷ３１、第８駆動ワイヤＷ３２、第９駆動ワイヤＷ３３は、第１ガイドリングＪ１、第２ガイドリングＪ２、複数の補助リングを貫通して、第３ガイドリングＪ３に固定されている。
　医療装置１は、湾曲駆動部１３をワイヤ駆動部３００によって駆動することにより、カテーテル１１の延伸方向に交差する方向に向けて、湾曲部１２を湾曲させることができる。具体的には、第１～第９駆動ワイヤ（Ｗ１１～Ｗ３３）のそれぞれを湾曲部１２の延伸方向に移動させることにより、第１～第３ガイドリング（Ｊ１～Ｊ３）を介して、湾曲部１２の湾曲領域１２ｂを、延伸方向に交差する方向に湾曲させることができる。
　使用者は、手動または移動ステージ２ａによる医療装置１の移動、および湾曲部１２の湾曲の少なくともいずれか一つを用いることにより、カテーテル１１を対象の内部の目的の部分まで挿入することができる。
　なお、本実施例においては、第１～第９駆動ワイヤ（Ｗ１１～Ｗ３３）によって、第１～第３ガイドリング（Ｊ１～Ｊ３）を移動して、湾曲部１２を屈曲させるが、本発明はこの構成に限定されない。第１～第３ガイドリング（Ｊ１～Ｊ３）のいずれか１つ、または２つと、それに固定される駆動ワイヤを省略してもよい。
　例えば、カテーテル１１が、第１～第６駆動ワイヤ（Ｗ１１～Ｗ２３）と、第１～第２ガイドリング（Ｊ１～Ｊ２）が省略され、第７～第９駆動ワイヤ（Ｗ３１～Ｗ３３）と第３ガイドリングＪ３のみを有する構成としてもよい。また、カテーテル１１が、第１～第３駆動ワイヤ（Ｗ１１～Ｗ１３）と、第１ガイドリングＪ１が省略され、第４～第９駆動ワイヤ（Ｗ２１～Ｗ３３）と第２～第３ガイドリング（Ｊ２～Ｊ３）のみを有する構成としてもよい。
　また、カテーテル１１が１つのガイドリングを二つの駆動ワイヤで駆動する構成であってもよい。この場合も、ガイドリングの数は一つでもよく、一つより多くてもよい。
　＜カテーテルユニット＞
　図４Ａ、図４Ｂを用いて、カテーテルユニット１００について説明する。
　図４Ａ、図４Ｂはカテーテルユニット１００の説明図である。図４Ａは、後述するワイヤカバー１４がカバー位置にある状態のカテーテルユニット１００の説明図である。図４Ｂは、後述するワイヤカバー１４が退避（露出）位置にある状態のカテーテルユニット１００の説明図である。
　カテーテルユニット１００は、湾曲部１２、湾曲駆動部１３を有するカテーテル１１、カテーテル１１の近位端を支持する近位端カバー１６、を有する。カテーテルユニット１００は、複数の駆動ワイヤとしての第１～第９駆動ワイヤ（Ｗ１１～Ｗ３３）を覆い、保護するためのカバーであるワイヤカバー１４を備える。
　カテーテルユニット１００は、ベースユニット２００に対して、着脱方向ＤＥに沿って着脱可能である。カテーテルユニット１００のベースユニット２００に対する装着方向、カテーテルユニット１００のベースユニット２００からの取り外し方向は、着脱方向ＤＥと平行である。
　近位端カバー（枠体、湾曲部筐体、カテーテル筐体）１６は、カテーテル１１の一部を覆うカバーである。近位端カバー１６は、湾曲部１２の通路Ｈｔに医療器具を挿入するためのツール穴１６ａを有する。
　ワイヤカバー１４には、第１～第９駆動ワイヤ（Ｗ１１～Ｗ３３）のそれぞれを通すための複数のワイヤカバー穴（カバー穴）が備えられている。ワイヤカバー１４には、第１ワイヤカバー穴１４ａ１１、第２ワイヤカバー穴１４ａ１２、第３ワイヤカバー穴１４ａ１３、第４ワイヤカバー穴１４ａ２１、第５ワイヤカバー穴１４ａ２２、第６ワイヤカバー穴１４ａ２３、第７ワイヤカバー穴１４ａ３１、第８ワイヤカバー穴１４ａ３２、第９ワイヤカバー穴１４ａ３３が備えられている。第１～第９ワイヤカバー穴（１４ａ１１～１４ａ３３）のそれぞれは、第１～第９駆動ワイヤ（Ｗ１１～Ｗ３３）のそれぞれに対応する。符号１４ａの後の数字は、対応する駆動ワイヤの数字を示す。例えば、第１駆動ワイヤＷ１１は、第１ワイヤカバー穴１４ａ１１に挿入される。
　第１～第９ワイヤカバー穴（１４ａ１１～１４ａ３３）のうち、任意の一つを、ワイヤカバー穴１４ａと呼ぶことができる。本実施例において、第１～第９ワイヤカバー穴（１４ａ１１～１４ａ３３）のそれぞれは、同一形状である。
　ワイヤカバー１４は、第１～第９駆動ワイヤ（Ｗ１１～Ｗ３３）を覆うカバー位置（図４Ａ参照）と、カバー位置から退避した退避位置（図４Ｂ参照）とに移動できる。退避位置は、第１～第９駆動ワイヤ（Ｗ１１～Ｗ３３）を露出させる露出位置と呼ぶこともできる。
　カテーテルユニット１００をベースユニット２００に取り付ける前には、ワイヤカバー１４はカバー位置に位置する。カテーテルユニット１００をベースユニット２００に取り付けると、ワイヤカバー１４は、着脱方向ＤＥに沿って、カバー位置から退避位置に移動する。
　本実施例において、ワイヤカバー１４は、カバー位置から退避位置に移動した後、退避位置に留められる。したがって、カテーテルユニット１００をベースユニット２００に取り付けた後、カテーテルユニット１００をベースユニット２００から取り外しても、ワイヤカバー１４は退避位置に留められる。
　しかし、ワイヤカバー１４を、カバー位置から退避位置に移動した後、カバー位置に戻るように構成してもよい。例えば、カテーテルユニット１００が、ワイヤカバー１４を退避位置からカバー位置に向けて付勢する付勢部材を備えていてもよい。この場合、カテーテルユニット１００をベースユニット２００に取り付けた後、カテーテルユニット１００をベースユニット２００から取り外すと、ワイヤカバー１４は退避位置からカバー位置に移動される。
　図４Ｂに示すように、第１～第９駆動ワイヤ（Ｗ１１～Ｗ３３）のそれぞれは、所定の半径を有する円（仮想円）に沿って並べられている。
　本実施例では、カテーテルユニット１００は、キーシャフト（キー、カテーテル側キー）１５を有する。本実施例では、キーシャフト１５は、着脱方向ＤＥに向けて延びている。ワイヤカバー１４には、キーシャフト１５が貫通するシャフト穴１４ｂが備えられる。
　キーシャフト１５は、後述するキー受け部２２と係合可能である。キーシャフト１５がキー受け部２２と係合することにより、第１～第９駆動ワイヤ（Ｗ１１～Ｗ３３）が並べられる円（仮想円）の周方向について、ベースユニット２００に対するカテーテルユニット１００の移動が、所定の範囲で制限される。
　本実施例では、着脱方向ＤＥに見たときに、第１～第９駆動ワイヤ（Ｗ１１～Ｗ３３）は、キーシャフト１５を囲むように、キーシャフト１５の外側に配置されている。言い換えれば、キーシャフト１５は、第１～第９駆動ワイヤ（Ｗ１１～Ｗ３３）が並べられる円（仮想円）の内側に配置される。したがって、キーシャフト１５と第１～第９駆動ワイヤ（Ｗ１１～Ｗ３３）を省スペースで配置できる。
　本実施例では、カテーテルユニット１００は、操作部４００を備える。操作部４００は、近位端カバー１６、湾曲駆動部１３に対して移動可能（回転可能）に構成されている。
　操作部４００は、回転軸（回転中心）４００ｒの周りに回転可能である。操作部４００の回転軸４００ｒは、着脱方向ＤＥに向けて延びている。
　カテーテルユニット１００がベースユニット２００に取り付けられた状態で、操作部４００は、ベースユニット２００に対して移動可能（回転可能）に構成されている。より具体的には、操作部４００は、ベース筐体２００ｆ、ワイヤ駆動部３００、後述する連結装置２１に対して移動可能（回転可能）に構成されている。
　＜ベースユニット＞
　図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃを用いて、ベースユニット２００およびワイヤ駆動部３００について説明する。
　図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃはベースユニット２００およびワイヤ駆動部３００の説明図である。図５Ａは、ベースユニット２００の内部構造を示す斜視図である。図５Ｂは、ベースユニット２００の内部構造を示す側面図である。図５Ｃは、ベースユニット２００を着脱方向ＤＥに沿って見た図である。
　上述のように、医療装置１は、ベースユニット２００と、ワイヤ駆動部３００を有する。本実施例において、ワイヤ駆動部３００は、ベース筐体２００ｆに収納され、ベースユニット２００の内部に備えられる。言い換えれば、ベースユニット２００は、ワイヤ駆動部３００を備える。
　ワイヤ駆動部３００は、複数の駆動源（モータ）を有する。本実施例では、ワイヤ駆動部３００は、第１駆動源Ｍ１１、第２駆動源Ｍ１２、第３駆動源Ｍ１３、第４駆動源Ｍ２１、第５駆動源Ｍ２２、第６駆動源Ｍ２３、第７駆動源Ｍ３１、第８駆動源Ｍ３２、第９駆動源Ｍ３３を備える。
　第１～第９駆動源（Ｍ１１～Ｍ３３）のうち、任意の一つを、駆動源Ｍと呼ぶことができる。本実施例において、第１～第９駆動源（Ｍ１１～Ｍ３３）のそれぞれは、同一構成である。
　ベースユニット２００は、連結装置２１を備える。連結装置２１は、ベース筐体２００ｆに収納されている。連結装置２１は、ワイヤ駆動部３００に接続されている。連結装置２１は、複数の連結部を有する。本実施例では、連結装置２１は、第１連結部２１ｃ１１、第２連結部２１ｃ１２、第３連結部２１ｃ１３、第４連結部２１ｃ２１、第５連結部２１ｃ２２、第６連結部２１ｃ２３、第７連結部２１ｃ３１、第８連結部２１ｃ３２、第９連結部２１ｃ３３を備える。
　第１～第９連結部（２１ｃ１１～２１ｃ３３）のうち、任意の一つを、連結部２１ｃと呼ぶことができる。本実施例において、第１～第９連結部（２１ｃ１１～２１ｃ３３）のそれぞれは、同一構成である。
　複数の連結部のそれぞれは、複数の駆動源のそれぞれに接続され、複数の駆動源のそれぞれによって駆動されることで、駆動源の動力を伝達する。具体的には、第１連結部２１ｃ１１は、第１駆動源Ｍ１１に接続され、第１駆動源Ｍ１１によって駆動される。第２連結部２１ｃ１２は、第２駆動源Ｍ１２に接続され、第２駆動源Ｍ１２によって駆動される。第３連結部２１ｃ１３は、第３駆動源Ｍ１３に接続され、第３駆動源Ｍ１３によって駆動される。第４連結部２１ｃ２１は、第４駆動源Ｍ２１に接続され、第４駆動源Ｍ２１によって駆動される。第５連結部２１ｃ２２は、第５駆動源Ｍ２２に接続され、第５駆動源Ｍ２２によって駆動される。第６連結部２１ｃ２３は、第６駆動源Ｍ２３に接続され、第６駆動源Ｍ２３によって駆動される。第７連結部２１ｃ３１は、第７駆動源Ｍ３１に接続され、第７駆動源Ｍ３１によって駆動される。第８連結部２１ｃ３２は、第８駆動源Ｍ３２に接続され、第８駆動源Ｍ３２によって駆動される。第９連結部２１ｃ３３は、第９駆動源Ｍ３３に接続され、第９駆動源Ｍ３３によって駆動される。
　後述するように、連結装置２１には、第１～第９駆動ワイヤ（Ｗ１１～Ｗ３３）を含む湾曲駆動部１３が連結される。湾曲駆動部１３は、連結装置２１を介してワイヤ駆動部３００の駆動力を受け、湾曲部１２を湾曲させる。
　駆動ワイヤＷは、被保持部Ｗａを介して連結部２１ｃに連結される。複数の駆動ワイヤのそれぞれは、複数の連結部のそれぞれに連結される。
　具体的には、第１駆動ワイヤＷ１１の第１被保持部Ｗａ１１は、第１連結部２１ｃ１１に連結される。第２駆動ワイヤＷ１２の第２被保持部Ｗａ１２は、第２連結部２１ｃ１２に連結される。第３駆動ワイヤＷ１３の第３被保持部Ｗａ１３は、第３連結部２１ｃ１３に連結される。第４駆動ワイヤＷ２１の第４被保持部Ｗａ２１は、第４連結部２１ｃ２１に連結される。第５駆動ワイヤＷ２２の第５被保持部Ｗａ２２は、第５連結部２１ｃ２２に連結される。第６駆動ワイヤＷ２３の第６被保持部Ｗａ２３は、第６連結部２１ｃ２３に連結される。第７駆動ワイヤＷ３１の第７被保持部Ｗａ３１は、第７連結部２１ｃ３１に連結される。第８駆動ワイヤＷ３２の第８被保持部Ｗａ３２は、第８連結部２１ｃ３２に連結される。第９駆動ワイヤＷ３３の第９被保持部Ｗａ３３は、第９連結部２１ｃ３３に連結される。
　ベースユニット２００は、ベースフレーム２５を有する。ベースフレーム２５には、第１～第９駆動ワイヤ（Ｗ１１～Ｗ３３）のそれぞれを通すための複数の挿入穴が備えられている。ベースフレーム２５には、第１挿入穴２５ａ１１、第２挿入穴２５ａ１２、第３挿入穴２５ａ１３、第４挿入穴２５ａ２１、第５挿入穴２５ａ２２、第６挿入穴２５ａ２３、第７挿入穴２５ａ３１、第８挿入穴２５ａ３２、第９挿入穴２５ａ３３が備えられている。第１～第９挿入穴（２５ａ１１～２５ａ３３）のそれぞれは、第１～第９駆動ワイヤ（Ｗ１１～Ｗ３３）のそれぞれに対応する。符号２５ａの後の数字は、対応する駆動ワイヤの数字を示す。例えば、第１駆動ワイヤＷ１１は、第１挿入穴２５ａ１１に挿入される。
　第１～第９挿入穴（２５ａ１１～２５ａ３３）のうち、任意の一つを、挿入穴２５ａと呼ぶことができる。本実施例において、第１～第９挿入穴（２５ａ１１～２５ａ３３）のそれぞれは、同一形状である。
　ベースフレーム２５には、ワイヤカバー１４が挿入される取付け開口２５ｂが備えられる。取付け開口２５ｂの底部に、第１～第９挿入穴（２５ａ１１～２５ａ３３）が配置されている。
　さらに、ベースユニット２００は、メインフレーム２００ｂ、第１ベアリングフレーム２００ｃ、第２ベアリングフレーム２００ｄ、第３ベアリングフレーム２００ｅを備える。メインフレーム２００ｂ、第１ベアリングフレーム２００ｃ、第２ベアリングフレーム２００ｄ、第３ベアリングフレーム２００ｅは、連結されている。
　ベースフレーム２５は、キーシャフト１５を受け入れるキー受け部（キー穴、ベース側キー、本体側キー）２２を有する。キーシャフト１５とキー受け部２２が係合することにより、カテーテルユニット１００がベースユニット２００に対して正しい位相で取り付けられる。
　キーシャフト１５とキー受け部２２が係合することにより、第１～第９駆動ワイヤ（Ｗ１１～Ｗ３３）のそれぞれが並べられる円（仮想円）の周方向について、ベースユニット２００に対するカテーテルユニット１００の移動が、所定の範囲で制限される。
　その結果、第１～第９駆動ワイヤ（Ｗ１１～Ｗ３３）のそれぞれは、対応する第１～第９挿入穴（２５ａ１１～２５ａ３３）のそれぞれ、対応する第１～第９連結部（２１ｃ１１～２１ｃ３３）のそれぞれに連結する。言い換えれば、駆動ワイヤＷが、対応しない挿入穴２５、対応しない連結部２１に連結することが防止される。
　使用者は、キーシャフト１５とキー受け部２２とを係合させることで、第１～第９駆動ワイヤ（Ｗ１１～Ｗ３３）のそれぞれを、第１～第９連結部（２１ｃ１１～２１ｃ３３）のそれぞれに正しく連結できる。したがって、使用者は、カテーテルユニット１００をベースユニット２００に容易に装着できる。
　本実施例において、キーシャフト１５は、着脱方向ＤＥに交差する方向に突出した凸部を有し、キー受け部２２は凸部が挿入される凹部を備える。周方向において、凸部と凹部が係合する位置が、駆動ワイヤＷが対応する挿入穴２５ａおよび対応する連結部２１ｃと連結する位置である。
　なお、キーシャフト１５をベースユニット２００とカテーテルユニット１００のいずれか一方に配置し、キー受け部２２をいずれか他方に配置することができる。例えば、キーシャフト１５をベースユニット２００側に配置し、キー受け部２２をカテーテルユニット１００側に配置してもよい。
　ベースフレーム２５は、ロック突起２６ａを備えるロック軸２６を有する。これらの機能については、後述する。
　＜モータと駆動ワイヤの連結＞
　図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃを用いて、ワイヤ駆動部３００、連結装置２１、湾曲駆動部１３の連結について説明する。
　図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃは、ワイヤ駆動部３００、連結装置２１の説明図である。図６Ａは、駆動源Ｍ、連結部２１、駆動ワイヤＷの斜視図である。図６Ｂは、連結部２１の分解斜視図である。図６Ｃは、連結部２１の断面図である。
　本実施例において、第１～第９駆動ワイヤ（Ｗ１１～Ｗ３３）のそれぞれと第１～第９連結部（２１ｃ１１～２１ｃ３３）のそれぞれが連結される構成は、同一である。また、第１～第９連結部（２１ｃ１１～２１ｃ３３）のそれぞれと第１～第９駆動源（Ｍ１１～Ｍ３３）のそれぞれが接続される構成は、同一である。したがって、以下の説明では、一つの駆動ワイヤＷ、一つの連結部２１ｃ、一つの駆動源Ｍを用いて、これらが接続される構成について説明する。
　図６Ａに示すように、駆動源Ｍは、モータ軸Ｍａと、モータ軸Ｍａを回転方向Ｒｍに回転させるモータ本体Ｍｂを有する。モータ軸Ｍａの表面には、螺旋状の溝が備えられている。モータ軸Ｍａは、所謂ネジ形状を有する。
　連結部２１ｃは、モータ軸Ｍａに接続されたトラクタ２１ｃｔ、トラクタ２１ｃｔを支持するトラクタ支持軸２１ｃｓを有する。トラクタ支持軸２１ｃｓは、第１の連結ベース２１ｃａに接続され、第１の連結ベース２１ｃａは第２の連結ベース２１ｃｂに接続されている。
　連結部２１ｃは、第１ベアリングＢ１、第２ベアリングＢ２，第３ベアリングＢ３によって支持されている。第１ベアリングＢ１は、ベースユニット２００の第１ベアリングフレーム２００ｃに支持されている。第２ベアリングＢ２は、ベースユニット２００の第２ベアリングフレーム２００ｄに支持されている。第３ベアリングＢ３は、ベースユニット２００の第３ベアリングフレーム２００ｅに支持されている。したがって、モータ軸Ｍａが回転方向であるＲｍ方向に回転したときに、連結部２１ｃは、モータ軸Ｍａの周りに回転することが規制される。なお、第１ベアリングＢ１、第２ベアリングＢ２、第３ベアリングＢ３は、第１～第９連結部（２１ｃ１１～２１ｃ３３）のそれぞれに対して設けられる。
　連結部２１ｃがモータ軸Ｍａの周りに回転することが規制されているため、モータ軸Ｍａが回転すると、モータ軸Ｍａの螺旋状の溝によって、トラクタ２１ｃｔにモータ軸Ｍａの回転軸方向に沿った力が作用する。その結果、連結部２１ｃは、モータ軸Ｍａの回転軸線方向に沿って移動する（Ｄｃ方向）。連結部２１ｃが移動することにより、駆動ワイヤＷが移動して、湾曲部１２が湾曲する。
　つまり、モータ軸Ｍａとトラクタ２１ｃｔは、駆動源Ｍから伝えられた回転運動をねじにより直線運動に変換させる、所謂送りねじを構成している。本実施例において、モータ軸Ｍａとトラクタ２１ｃｔは滑りネジであるが、ボールねじでも良い。
　図６Ｂ、図６Ｃに示すように、第１の連結ベース２１ｃａ、第２の連結ベース２１ｃｂの内部には、連結部材としての第１の連結板２１ｃｃ、連結部材としての第２の連結板２１ｃｄ、第１の磁石２１ｃｅ、第２の磁石２１ｃｆが備わる。被保持部Ｗａ１３の端部Ｗａ１３ａは磁石になっており、カテーテルユニット１００をベースユニット２００に装着した際、端部Ｗａ１３ａと第２の磁石２１ｃｆは図６Ｃに示すように、お互いの磁力によって連結（当接）するものである。第１の連結板２１ｃｃと第２の連結板２１ｃｄは第１の磁石２１ｃｅの磁力によって第１の磁石２１ｃｅと連結（当接）するものである。
　第１の連結板２１ｃｃは第１の連結ベース２１ｃａおよびガイド軸２１ｃｇにガイドされ、第２の連結板２１ｃｄは第２の連結ベース２１ｃｂおよび被保持部Ｗａ１３にガイドされるものである。ガイド軸２１ｃｇは第２の磁石２１ｃｆに固定される。第１の磁石２１ｃｅは第１の連結ベース２１ｃａと第２の連結ベース２１ｃｂに挟まれることで固定されている。
　第１の連結ベース２１ｃａと第２の連結ベース２１ｃｂの外側には、第１の連結板２１ｃｃと第２の連結板２１ｃｄの移動量を検出する反射型のセンサである、第１のセンサ２１ｃｈと第２のセンサ２１ｃｉが第２の連結ベース２１ｃｂに配置（固定）される。ここで、これらセンサは第１の連結ベース２１ｃａに配置しても良い。図６Ｃに示す矢印のように、第１のセンサ２１ｃｈは発光部２１ｃｈａから光を発光し、第１の連結板２１ｃｃからの反射光を受光部２１ｃｈｂで受光することで第１の連結板２１ｃｃの移動量を検出するものである。第２のセンサ２１ｃｉは発光部２１ｃｉａから光を発光し、第２の連結板２１ｃｄからの反射光を受光部２１ｃｉｂで受光することで第２の連結板２１ｃｄの移動量を検出するものである。前述した光はＬＥＤ光やレーザー光を用いるものである。
　ここで、第１の磁石２１ｃｅの磁力による第１の連結板２１ｃｃとの当接力をＮ１、第１の磁石２１ｃｅの磁力による第２の連結板２１ｃｄとの当接力をＮ２、被保持部Ｗａ１３の端部Ｗａ１３ａと第２の磁石２１ｃｆとの磁力による当接力をＮ３とする。このとき、Ｎ１＝Ｎ２、Ｎ１＜Ｎ３、（Ｎ２＜Ｎ３）と設定しており、Ｎ１、Ｎ２に比べ、Ｎ３は大きい当接力となっている。また磁力の異なる磁石の使用や、磁石との接触面積を変えることで、Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３の値を調整することができる。
　また本実施例ではＮ１＝Ｎ２としたが、Ｎ１≠Ｎ２としても良い。ただし、後述する連結部２１ｃを正常に動作させるため、Ｎ１＜Ｎ３、Ｎ２＜Ｎ３と設定する必要がある。
　図７は、ワイヤ駆動部３００、連結装置２１、湾曲駆動部１３の連結を示す説明図である。
　図７に示すように、カテーテルユニット１００をベースユニット２００に取り付けることで、第１～第９駆動ワイヤ（Ｗ１１～Ｗ３３）のそれぞれと第１～第９連結部（２１ｃ１１～２１ｃ３３）のそれぞれが連結される。
　制御部３は、第１～第９駆動源（Ｍ１１～Ｍ３３）のそれぞれを独立して制御できる。つまり、第１～第９駆動源（Ｍ１１～Ｍ３３）のうちの任意の駆動源は、その他の駆動源が停止しているか否かに関わらず、独立して動作すること、または停止することができる。言い換えれば、制御部３は、第１～第９駆動ワイヤ（Ｗ１１～Ｗ３３）のそれぞれを独立して制御することができる。その結果、第１～第３ガイドリング（Ｊ１～Ｊ３）のそれぞれが独立して制御され、湾曲部１２の湾曲領域１２ｂは、任意の方向に屈曲することができる。
　図８を用いて本実施例における連結部２１ｃの動作について説明する。図８（ａ）、（ｅ）は連結部２１ｃが作動する前の説明図である。図８（ｂ）、（ｃ）、（ｆ）、（ｇ）は連結部２１ｃが作動した後の状態の説明図である。図８（ｄ）、（ｈ）は連結部２１ｃが復帰した状態の説明図である。
　対象の内部にカテーテル１１を挿入する際、カテーテル１１が対象の内部で引っ掛かり、その状態でさらに使用者がカテーテル１１を挿入しようとすると、引っ掛かった個所に過剰な力が加わり、対象の内部を損傷させてしまう可能性がある。この場合、対象への損傷を防止するため、過剰な力を解除する必要がある。また、過剰な力を解除した後、カテーテル１１をさらに対象の内部に挿入できることが望ましい。
　以下に、過剰な力を解除し、元の状態に戻した後に、カテーテル１１をさらに対象の内部に挿入する手段を説明する。
　図８（ａ）は連結部２１ｃが作動する前である、過剰な力がかからない状態でカテーテル１１を対象の内部に挿入（同図中左方向）している状態を示している。ここでカテーテル１１の先端が対象の内部で引っ掛かり、駆動ワイヤＷ１３に過剰な力（同図中右方向）が掛かった場合、駆動ワイヤＷ１３はそれ以上左方向に進むことができなくなる。
　しかし、使用者がカテーテル１１の先端が引っ掛かったことに気が付かず、カテーテルユニット１００をさらに対象に挿入しようとすると、第１の磁石２１ｃｅと第１の連結板２１ｃｃは磁力による当接ができなくなる。したがって、図８（ｂ）に示すように第１の磁石２１ｃｅと第１の連結板２１ｃｃは離間する。すなわち、使用者がカテーテル１１をさらに挿入しようとすることで、第１の連結ベース２１ｃａ、第２の連結ベース２１ｃｂは同図中左方向に進もうとするのに対し、駆動ワイヤＷ１３は左方向に進むことができない。そのために、第１の磁石２１ｃｅと第１の連結板２１ｃｃを離間させようとする力が加わる。その力が前述した当接力Ｎ１を超えると、第１の磁石２１ｃｅと第１の連結板２１ｃｃは離間するものである。
　前述したようにＮ１＜Ｎ３と設定しているので、被保持部Ｗ１３の端部Ｗ１３ａと第２の磁石２１ｃｆが離間することはない。
　このとき、第２の連結板２１ｃｄには第１の磁石２１ｃｅから離間する方向へ力が加わらないので、第２の連結板２１ｃｄは第１の磁石２１ｃｅに当接したままである。同図中、点線で示すように、第１の磁石２１ｃｅと第１の連結板２１ｃｃが離間したとき、図８（ｂ）に示すように、第１の連結ベース２１ｃａ、第２の連結ベース２１ｃｂおよびそれらに固定される構成部品が同図中、左側へと移動するものである。
　それと同時に、第１の磁石２１ｃｅと第１の連結板２１ｃｃが離間することによって、駆動ワイヤＷ１３は過剰な力を解放しようとする。したがって、図８（ｃ）および点線で示すように駆動ワイヤＷ１３、第２の磁石２１ｃｆ、第１の連結板２１ｃｃおよびガイド軸２１ｃｇは同図中、右側へと移動するものである。図８（ｃ）は駆動ワイヤＷ１３の過剰な力が解放され、駆動ワイヤＷ１３の張力がなくなった時の状態を示している。
　図８（ｂ）および（ｃ）の移動が発生した時、第１のセンサ２１ｃｈは図８（ａ）の状態から図８（ｃ）の状態までの第１の連結板２１ｃｃの移動量を検出するものである。ここで、第２のセンサ２１ｃｉと第２の連結板２１ｃｄは相対的な移動は発生していないので、第２のセンサ２１ｃｉは第２の連結板２１ｃｄの移動を検出していない。つまり、第２のセンサ２１ｃｉは第２の連結板２１ｃｄが移動していないことを検出しているものである。第１の連結板２１ｃｃの移動を検出することで、駆動ワイヤＷ１３へ過剰な力が加わり、連結部２１ｃが作動したことを検出できる。この情報を制御部３に送ることで、制御部３は、ワイヤ駆動部３００を駆動している時は駆動を自動停止して、対象への損傷を防止するとともに、モニタ４に連結部２１ｃが作動したことを表示して使用者に知らせるものである。使用者による手動挿入時に連結部２１ｃが作動した際は、制御部３はモニタ４に連結部２１ｃが作動したことを表示することで、使用者は手動挿入を停止して対象への損傷を防止することができる。
　使用者は、連結部２１ｃが作動した後、例えば医療システム１Ａに備えられるボタンやレバー等を操作する。制御部３はワイヤ駆動部３００を駆動して、図８（ｄ）に示すように、第１の連結ベース２１ｃａ、第２の連結ベース２１ｃｂおよびそれらに固定される構成部材を同図中、右側へと自動的に移動する。制御部３は、第１のセンサ２１ｃｈによって第１の連結板２１ｃｃの移動量が分かっているので、第１のセンサ２１ｃｈが検出した移動量だけ右側へと移動する。つまり、駆動ワイヤＷ１３の張力がなくなった状態で配置する第１の連結板２１ｃｃに第１の磁石２１ｃｅが当接して図８（ａ）と同じ状態になったときにワイヤ駆動部３００の駆動が停止することで連結部２１ｃは元の状態に復帰して再連結する。したがって、動力の伝達を復旧させることができる。このとき、モニタ４に表示されていた連結部２１ｃの作動を知らせる表示が消えることによって、使用者は連結が復帰したことを確認できるものである。連結部２１ｃを駆動ワイヤＷ１３の張力がない状態に戻った後に、カテーテル１１（駆動ワイヤＷ１３）に過剰な力が掛からないように、対象の内部にカテーテル１１をさらに挿入するものである。
　このようにすることで、対象への損傷を防止しながら、カテーテル１１を対象の内部に挿入するものである。再度、過剰な力が掛かった場合は上述した動作を繰り返し、対象への損傷を防止しつつ、カテーテル１１を対象の内部のさらに奥へと挿入するものである。
　次に対象の内部からカテーテル１１を引き抜く場合について説明する。
　対象の内部からカテーテル１１を引き抜く際、カテーテル１１が対象の内部で引っ掛かり、その状態でさらに使用者がカテーテル１１を引き出そうとすると、引っ掛かった個所に過剰な力が加わり、対象の内部を損傷させてしまう可能性がある。この場合、対象への損傷を防止するため、過剰な力を解除する必要がある。また、過剰な力を解除した後、元の状態に戻して、カテーテル１１を再度対象の内部から引き抜けることが望ましい。
　以下に、過剰な力を解除し、元の状態に戻し、再度カテーテル１１を対象の内部から引き抜く手段を説明する。
　図８（ｅ）は連結部２１ｃが作動する前である、過剰な力がかからない状態でカテーテル１１を対象の内部から引き抜いている（同図中右方向）状態を示している。ここでカテーテル１１が対象の内部で引っ掛かり、駆動ワイヤＷ１３に過剰な力（同図中左方向）が掛かった場合、駆動ワイヤＷ１３はそれ以上右方向に進むことができなくなる。
　しかし、使用者がカテーテル１１が引っ掛かったことに気が付かず、カテーテルユニット１００をさらに対象から引き抜こうとすると、第１の磁石２１ｃｅと第２の連結板２１ｃｄは磁力による当接ができなくなる。したがって、図８（ｆ）に示すように第１の磁石２１ｃｅと第２の連結板２１ｃｄは離間する。すなわち、使用者がカテーテル１１をさらに引き抜こうとすることで、第１の連結ベース２１ｃａ、第２の連結ベース２１ｃｂは同図中右方向に進もうとするのに対し、駆動ワイヤＷ１３は右方向に進むことができない。
　そのために、第１の磁石２１ｃｅと第２の連結板２１ｃｄを離間させようとする力が加わる。その力が前述したＮ２を超えることで、第１の磁石２１ｃｅと第２の連結板２１ｃｄは離間するものである。
　前述したようにＮ２＜Ｎ３と設定しているので、被保持部Ｗ１３の端部Ｗ１３ａと第２の磁石２１ｃｆが離間することはない。
　このとき、第１の連結板２１ｃｃには第１の磁石２１ｃｅから離間する方向へ力が加わらないので、第１の連結板２１ｃｃは第１の磁石２１ｃｅに当接したままである。同図中、点線で示すように、第１の磁石２１ｃｅと第２の連結板２１ｃｄが離間したとき、図８（ｆ）に示すように、第１の連結ベース２１ｃａ、第２の連結ベース２１ｃｂおよびそれらに固定される構成部品が同図中、右側へと移動するものである。
　それと同時に、第１の磁石２１ｃｅと第２の連結板２１ｃｄが離間することによって、駆動ワイヤＷ１３は過剰な力を解放しようとする。したがって、図８（ｇ）および点線で示すように駆動ワイヤＷ１３、第２の磁石２１ｃｆ、第２の連結板２１ｃｄおよびガイド軸２１ｃｇは同図中、左側へと移動するものである。図８（ｇ）は駆動ワイヤＷ１３の過剰な力が解放され、駆動ワイヤＷ１３の張力がなくなった時の状態を示している。
　図８（ｆ）および（ｇ）の移動が発生した時、第２のセンサ２１ｃｉは図８（ｅ）の状態から図８（ｇ）の状態までの第２の連結板２１ｃｄの移動量を検出するものである。ここで、第１のセンサ２１ｃｈと第１の連結板２１ｃｃは相対的な移動は発生していないので、第１のセンサ２１ｃｈは第１の連結板２１ｃｃの移動を検出していない。つまり、第１のセンサ２１ｃｈは第１の連結板２１ｃｃが移動していないことを検出しているものである。第２の連結板２１ｃｄの移動を検出することで、駆動ワイヤＷ１３へ過剰な力が加わり、連結部２１ｃが作動したことを検出できる。この情報を制御部３に送ることで、制御部３は、ワイヤ駆動部３００を駆動している時は駆動を自動停止して、対象への損傷を防止するとともに、モニタ４に連結部２１ｃが作動したことを表示して使用者に知らせるものである。使用者による手動挿入時に連結部２１ｃが作動した際は、制御部３はモニタ４に連結部２１ｃが作動したことを表示することで、使用者は手動挿入を停止して対象への損傷を防止することができる。
　使用者は、連結部２１ｃが作動した後、例えば医療システム１Ａに備えられるボタンやレバー等を操作する。制御部３はワイヤ駆動部３００を駆動して、図８（ｈ）に示すように、第１の連結ベース２１ｃａ、第２の連結ベース２１ｃｂおよびそれらに固定される構成部材を同図中、左側へと自動的に移動する。制御部３は、第２のセンサ２１ｃｉによって第２の連結板２１ｃｄの移動量が分かっているので、第２のセンサ２１ｃｉが検出した移動量だけ左側へと移動する。つまり、駆動ワイヤＷ１３の張力がなくなった状態で配置する第２の連結板２１ｃｄに第１の磁石２１ｃｅが当接して図８（ｅ）と同じ状態になったときにワイヤ駆動部３００の駆動が停止することで連結部２１ｃは元の状態に復帰して再連結する。したがって、動力の伝達を復旧させることができる。このとき、モニタ４に表示されていた連結部２１ｃの作動を知らせる表示が消える。連結部２１ｃを駆動ワイヤＷ１３の張力がない状態に戻った後に、カテーテル１１（駆動ワイヤＷ１３）に過剰な力が掛からないように、対象の内部からカテーテル１１をさらに引き抜くものである。なお、連結部２１ｃの復帰後は、復帰前のカテーテル１１の操作とは異なる操作が望ましい。
　復帰前と同じ操作をすると、再度連結部２１ｃが作動してしまう可能性があるためである。
　このようにすることで、対象への損傷を防止しながら、カテーテル１１を対象から引き抜くものである。再度、過剰な力が掛かった場合は上述した動作を繰り返し、対象への損傷を防止しつつ、カテーテル１１を対象から引き抜くものである。
　ここでは、駆動ワイヤＷ１３を用いて説明をしたが、第１～第９駆動ワイヤ（Ｗ１１～Ｗ３３）について同様の構成となっている。
　本実施例では光学式センサによって連結部２１ｃの復帰を説明したが、例えば圧力センサによって、連結部２１ｃの復帰の際、連結板２１ｃｄ、２１ｃｃと第１の磁石２１ｃｅとが当接したことを検出して復帰させても良い。
　［実施例２］
　図９を用いて本実施例における連結部２１ｃについて説明する。図９（ａ）、（ｅ）は連結部２１ｃが作動する前の説明図である。図９（ｂ）、（ｃ）、（ｆ）、（ｇ）は連結部２１ｃが作動した後の状態の説明図である。図９（ｄ）、（ｈ）は連結部２１ｃが復帰した状態の説明図である。また、図９（ａ）～図９（ｈ）は、図８（ａ）～図８（ｈ）と同じタイミングでの状態を示している。
　本実施例では、第２の磁石２１ｃｆは駆動ワイヤＷ１３に固定されている。
　実施例１で説明した連結装置２１は、カテーテルユニット１００とベースユニット２００の結合も兼ねていたが、本実施例では、それを別構成としている。つまり、図９で示す連結部２１ｃはカテーテルユニット１００とベースユニット２００の結合は兼ねていない。カテーテルユニット１００とベースユニット２００の結合部は不図示としている。
　実施例１の連結部２１ｃで構成していた第１の磁石２１ｃｅを用いない場合、連結板が連結しなくなる可能性がある。例えば図８（ｂ）、（ｃ）の状態で、第１の磁石２１ｃｅがない場合、第２の連結板２１ｃｄが同図中、左側へ移動してしまうと、図８（ｄ）の状態に復帰した時、図８（ａ）の状態に戻らない可能性がある。図８（ｆ）、（ｇ）についても第１の連結板２１ｃｃについて同様のことが言える。上述を解決するため、本実施例では図９に示すように、弾性部材としての第１の加圧バネ２１ｃｊ、弾性部材としての第２の加圧バネ２１ｃｋを備えるものである。第１の加圧バネ２１ｃｊ、第２の加圧バネ２１ｃｋは、それぞれ駆動ワイヤＷ１３を連結部２１ｃに連結させる方向に付勢する。図９（ｂ）、（ｃ）の状態の時、第２の加圧バネ２１ｃｋによって第２の連結板２１ｃｄを連結ベース２１ｃｍの突き当てリブ２１ｃｍ１に突き当てることで、第２の連結板２１ｃｄは移動しないので、図９（ｄ）の状態になった時、図９（ａ）と同じ状態にできる。図９（ｆ）、（ｇ）の時も同様に第１の加圧バネ２１ｃｊによって第１の連結板２１ｃｃの移動を防止できるの、図９（ｈ）の状態になった時、図９（ｅ）と同じ状態にできる。
　本実施例では、第１の連結板２１ｃｃ、第２の連結板２１ｃｄにはバネ力が加わるので、バネ力を考慮した磁力を設定するものである。その他の連結部２１ｃの構成、動作は実施例１と同様なので、説明は省略する。
　このようにすることで、対象への損傷を防止しながら、カテーテル１１を対象の内部に挿入あるいは、引き抜きをするものである。再度、過剰な力が掛かった場合は上述した動作を繰り返し、対象への損傷を防止しつつ、さらにカテーテル１１を対象の内部へ挿入あるいは引き抜きをするものである。
　本実施例においても、第１～第９駆動ワイヤ（Ｗ１１～Ｗ３３）について、過剰な力が掛かった場合、同様の動作をして対象への損傷を防止しつつ、カテーテル１１の操作を行うものである。
　本実施例の連結部２１ｃはカテーテルユニット１００に設置したが、ベースユニット２００に設置しても良い。
　図９中、点線は、連結部２１ｃの構成部品の移動を分かりやすくするため示している。
　本実施例においても、第１～第９駆動ワイヤ（Ｗ１１～Ｗ３３）について同様の構成となっている。
　［実施例３］
　図１０を用いて本実施例における連結部２１ｃについて説明する。図１０（ａ）、（ｅ）は連結部２１ｃが作動する前の説明図である。図１０（ｂ）、（ｃ）、（ｆ）、（ｇ）は連結部２１ｃが作動した後の状態の説明図である。図１０（ｄ）、（ｈ）は連結部２１ｃが復帰した状態の説明図である。また、図１０（ａ）～図１０（ｈ）は、図８（ａ）～図８（ｈ）と同じタイミングでの状態を示している。
　本実施例では、電磁石２１ｃｎを用いるものである。電磁石２１ｃｎは駆動ワイヤＷ１３に固定される。また、実施例２と同様、図１０で示す連結部２１ｃはカテーテルユニット１００とベースユニット２００の結合は兼ねていない。
　本実施例では、駆動ワイヤＷ１３の張力を検出する張力検出部としての不図示のセンサが設けられている。センサが駆動ワイヤＷ１３の張力を測定して、制御部３は張力が通常の範囲では電磁石２１ｃｎに通電し、過剰な力（所定以上の張力）をセンサが検出した場合、電磁石２１ｃｎへの通電を遮断するものである。通電を遮断することで、図１０（ａ）の状態から図１０（ｂ）、（ｃ）の状態になるものである。その他の連結部２１ｃの構成、動作は実施例１、２と同様なので、説明は省略する。
　このようにすることで、対象への損傷を防止しながら、カテーテル１１を対象の内部に挿入あるいは、引き抜きをするものである。再度、過剰な力が掛かった場合は上述した動作を繰り返し、対象への損傷を防止しつつ、さらにカテーテル１１を対象の内部へ挿入あるいは引き抜きをするものである。
　本実施例においても、第１～第９駆動ワイヤ（Ｗ１１～Ｗ３３）について、過剰な力が掛かった場合、同様の動作をして対象への損傷を防止しつつ、カテーテル１１の操作を行うものである。
　［実施例４］
　図１１Ａ、図１１Ｂ、図１１Ｃ、図１２Ａ、図１２Ｂ、図１２Ｃを用いて本実施例における駆動ワイヤＷを連結部２１ｃから解放、連結する動作について説明する。図１１Ａはカテーテル１１の全体を説明する図である。
　図１１Ｂは駆動源Ｍ、連結部２１ｃ、駆動ワイヤＷ１３の斜視図である。図１１Ｃはベースユニット２００を着脱方向ＤＥに沿って見た説明図である。図１２Ａは駆動ワイヤＷが固定された状態の説明図である。図１２Ｂは駆動ワイヤＷの固定を解放している途中の説明図である。図１２Ｃは駆動ワイヤＷの固定が解除された状態の説明図である。
　駆動ワイヤＷは、被保持部（被保持軸、ロッド）Ｗａを含む。
　連結部２１ｃは、駆動ワイヤＷの被保持部Ｗａを保持するための保持部としての板バネ２１ｃｍを有する。駆動ワイヤＷは挿入穴２５ａを通って連結部２１ｃに係合している。より具体的には、被保持部Ｗａが板バネ２１ｃｍに係合する。板バネ２１ｃｍは、被保持部Ｗａを挟み込んで固定する状態（固定状態）と、被保持部Ｗａを解放した状態（解放状態）とに切り替え可能である。
　連結部２１ｃは、押圧部材２１ｃｊを有する。押圧部材２１ｃｊは、内歯ギア２９と噛み合うギア部２１ｃｋ、板バネ２１ｃｍを押圧するための押圧部としてのカム２１ｃｎを有する。後述するように、カム２１ｃｎは、板バネ２１ｃｍに対して移動（回転）することができる。カム２１ｃｎが移動することにより、板バネ２１ｃｍの固定状態と、解放状態とが切り替えられる。
　図１２Ａに示すように固定状態では連結部２１ｃの板バネ２１ｃｍは連結ベース２１ｃｏに固定された被固定部２１ｃｍａ、押圧部材２１ｃｊのカム２１ｃｎと当接する被押圧部２１ｃｍｂを有する。また、板バネ２１ｃｍは、第１部分２１ｃｍｄ１、第２部分２１ｃｍｄ２を有する。カテーテルユニット１００をベースユニット２００に取り付けると、被保持部Ｗａは、第１部分２１ｃｍｄ１と第２部分ｃｍｄ２の間に挿入される。
　図１２Ａに示すように、固定状態では、板バネ２１ｃｍは、被押圧部２１ｃｍｂが押圧部材２１ｃｊの押圧面２１ｃｎｂに当接した位置で保持される。
　図１２Ａに示す固定状態から、操作部４００を解放方向に回転すると、内歯ギア２９の歯Ｚａ３とギア部２１ｃｋの歯Ｚｂ４が接触する。さらに操作部４００を解放方向に回転すると図１２Ｂに示すようにカム２１ｃｎは内歯ギア２９によって回転し、図１２Ｃに示すように、カム２１ｃｎは回転し被押圧部２１ｃｍｂが保持面２１ｃｎａに当接し駆動ワイヤＷは解放状態となる。駆動ワイヤＷが解放状態となることで、過剰な力が解放するものである。その後、操作部４００を固定方向に回転することで駆動ワイヤＷは過剰な力が解放された状態で再度第１部分２１ｃｍｄ１と第２部分２１ｃｍｄ２によって固定されるものである。
　このようにすることで、対象への損傷を防止しながら、カテーテル１１を対象の内部に挿入あるいは、引き抜きをするものである。再度、過剰な力が掛かった場合は上述した動作を繰り返し、対象への損傷を防止しつつ、さらにカテーテル１１を対象の内部へ挿入あるいは引き抜きをするものである。
　本実施例においても、第１～第９駆動ワイヤ（Ｗ１１～Ｗ３３）について、過剰な力が掛かった場合、同様の動作をして対象への損傷を防止しつつ、カテーテル１１の操作を行うものである。
　また、本実施例の連結部２１はカテーテルユニット１００とベースユニット２００の結合も兼ねている。
　以上、本発明を前述した実施例と共に説明したが、本発明は前述した実施例にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能であり、各実施例を組み合わせてもよい。
　本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために以下の請求項を添付する。
　本願は、２０２２年２月２４日提出の日本国特許出願特願２０２２－０２６３９７を基礎として優先権を主張するものであり、その記載内容の全てをここに援用する。
　Ｗ１１～Ｗ３３　駆動ワイヤ
　１２　湾曲部
　２１ｃ１１～２１ｃ３３　第１～第９連結部
　３００　ワイヤ駆動部

Claims (11)

  1. 　可撓性を有する線状部材と、
    　前記線状部材を駆動する駆動部と、
    　前記線状部材が駆動されることによって湾曲する湾曲部と、
    　前記駆動部の動力を伝達し、前記線状部材と連結する連結部と、を備える連続体ロボットであって、
    　前記連結部と前記線状部材とが連結された状態から前記連結部と前記線状部材との連結が解除された場合に、前記連結部と前記線状部材との再連結が可能であることを特徴とする連続体ロボット。
  2. 　前記連結部と前記線状部材との再連結が自動的に行われることを特徴とする請求項１に記載の連続体ロボット。
  3. 　前記連結部と前記線状部材との間での相対的な移動量を検出する検出部を備え、
    　前記連結部と前記線状部材とが連結された状態から前記連結部と前記線状部材との連結が解除された場合に、前記検出部により検出された移動量に基づいて、前記連結部と前記線状部材とを再連結することを特徴とする請求項１または２に記載の連続体ロボット。
  4. 　前記検出部は、前記連結部と前記線状部材との連結が解除されたことを検出することを特徴とする請求項３に記載の連続体ロボット。
  5. 　前記駆動部は、前記連結部と前記線状部材との連結が解除された場合に前記連結部を移動させることにより、前記連結部と前記線状部材とを再連結することを特徴とする請求項１ないし４の何れか１項に記載の連続体ロボット。
  6. 　前記連結部と前記線状部材とは、磁石によって連結されることを特徴とする請求項１ないし５の何れか１項に記載の連続体ロボット。
  7. 　前記連結部は、第１の磁石と、連結部材と、第２の磁石とを有し、
    　前記第１の磁石が前記連結部材に当接され、前記連結部材が前記第２の磁石により当接され、前記第２の磁石が前記線状部材に連結されることにより、前記連結部と前記線状部材とが連結されることを特徴とする請求項１ないし６の何れか１項に記載の連続体ロボット。
  8. 　前記第１の磁石と前記連結部材との間の当接力は、前記第２の磁石と前記線状部材との間の当接力よりも小さいことを特徴とする請求項７に記載の連続体ロボット。
  9. 　前記線状部材を前記連結させる方向に付勢する弾性部材を有することを特徴とする請求項１ないし６の何れか１項に記載の連続体ロボット。
  10. 　前記線状部材の張力を検出する張力検出部を備え、
    　前記連結部と前記線状部材とは、電磁石によって連結され、
    　前記電磁石は、前記張力検出部が前記線状部材に所定以上の張力を検出することにより前記連結部と前記線状部材との連結を解除することを特徴とする請求項１ないし３の何れか１項に記載の連続体ロボット。
  11. 　前記連結部と前記線状部材との連結の解除、および、前記連結部と前記線状部材との再連結が手動により行われることを特徴とする請求項１に記載の連続体ロボット。
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JPH09254078A (ja) * 1996-03-25 1997-09-30 Toshiba Corp ロボットアーム装置
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