JP5197980B2 - 多関節湾曲機構及び多関節湾曲機構を備えた医療器具 - Google Patents

Description

本発明は複数の湾曲駒をそれぞれ操作ワイヤにより独立して個々に操作できるようにした多関節湾曲機構及びその多関節湾曲機構を備えた医療器具に関する。

一般に、内視鏡等の医療器具の挿入部に設けられている湾曲部は複数の湾曲駒を回動可能に連結して構成し、当該湾曲部における最先端の湾曲駒のみに操作ワイヤを接続した構成をとっている。そして、当該操作ワイヤが押し引きされることにより湾曲部全体を湾曲させることができる。つまり、個々の湾曲駒を独立して回動することができず、所定の湾曲状態をとることが困難であった。

そこで、特許文献１では操作ワイヤによる湾曲操作時に湾曲部を先端側部分から先に優先的に曲がり始めるように湾曲部の基端側部位に反発力付与手段を設けるようにしている。また、特許文献２では湾曲駒の間にバルーンをそれぞれ配置し、そのバルーンを膨張・収縮させることにより、湾曲駒相互の回動間隔を調整して湾曲部が湾曲する際の曲率半径を可変調整できるようにしている。
特開２００３−１２６０２４ 特開平６−１０５７９７号公報

従来の湾曲機構では操作ワイヤによって牽引して湾曲部を湾曲させようとすると、全ての湾曲駒が同じ向きに回動してしまい、複数の湾曲駒を独立して個別に任意の向きに回動させることができなかった。したがって、湾曲部の湾曲形態が限定されてしまい、特定部分のみを所望の向きに湾曲させることができず、湾曲形態の自由度が低かった。また、特許文献１、２のように反発力付与手段やバルーンを用いて湾曲部の湾曲状態を規制するようにしても湾曲部の一部のみが優先的に曲がるだけであり、任意の湾曲駒のみを選択的に稼動させることができず、所望の湾曲状態をとることができなかった。一方、湾曲形態の自由度を高めるために各湾曲駒にそれぞれ操作ワイヤを配置した場合、湾曲駒の数に応じて操作ワイヤの数が増加することから操作ワイヤの配置が煩雑になり、特に先端側部分に処置機能部品等を配置することが多いがその先端側部分に処置機能部品等を配置するスペースを確保することが難しくなる。また、操作ワイヤの数が増えると、器具全体としての径が太くなることから医療器具のような細径化を求められる器具では整然とした配置が求められる。

本発明は、第１湾曲駒と、前記第１湾曲駒と回動可能に接続された第２湾曲駒と、前記第２湾曲駒と回動可能に接続された第３湾曲駒と、前記第１湾曲駒に接続され、記第１湾曲駒を動作させる少なくとも２つの第１ワイヤと、前記第２湾曲駒に接続され、前記第２湾曲駒を動作させる少なくとも２つの第２ワイヤと、を有する多関節湾曲機構であって、前記第１湾曲駒と前記第２湾曲駒の回動軸及び前記第２湾曲駒と前記第３湾曲駒の回動軸の垂直方向に対して前記第２ワイヤが前記第１ワイヤよりも内側に配置されていることを特徴とする多関節湾曲機構である。

本発明は、第１湾曲駒と、前記第１湾曲駒と回動可能に接続された第２湾曲駒と、前記第２湾曲駒と回動可能に接続された第３湾曲駒と、前記第１湾曲駒に接続され、前記第１湾曲駒を動作させる少なくとも２つの第１ワイヤと、前記第３湾曲駒に接続され、前記第３湾曲駒を動作させる少なくとも２つの第３ワイヤと、を有する多関節湾曲機構であって、前記第１湾曲駒と前記第２湾曲駒との回動軸及び前記第２湾曲駒と前記第３湾曲駒との回動軸の垂直方向に対して第３ワイヤが第１ワイヤよりも内側に配置されていることを特徴とする多関節湾曲機構である。

本発明は複数の湾曲駒ごとに操作ワイヤを配置したために任意の湾曲駒のみを独立して回動させることが可能となる。よって湾曲機構が複数の自由度を持つことから体腔内のような狭い領域内での作業が容易になる。さらに先端側に配置される湾曲駒に接続される操作ワイヤの内側に基端側に配置される湾曲駒に接続される操作ワイヤを配置したので、先端側に配置される湾曲駒の内側にスペースを確保することが容易になる。したがって例えば先端側に配置される湾曲駒に接続される操作ワイヤの内側のスペースに処置機能部品等を容易に組み込める。また、基端側に配置される湾曲駒に接続される操作ワイヤと先端側に配置される湾曲駒に接続される操作ワイヤとを内外に整然と配置するので操作ワイヤの数が増えても内外の操作ワイヤの絡み合いが少ない。複数の操作ワイヤをコンパクトに配置できるので湾曲機構部の細径化を達成する。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態に係る多関節湾曲機構を有する多関節医療器具及びその多関節医療器具を用いる内視鏡システムについて説明する。図１は、内視鏡システムにおける内視鏡装置１の全体を概略的に示す斜視図である。

内視鏡装置１は、電子式内視鏡（内視鏡本体）２とその周辺装置（装置本体）によって構成される。周辺装置は内視鏡用照明光を生成する光源装置３、内視鏡２の撮像部で撮像された画像データに対して種々の画像処理を行う画像処理装置４、内視鏡２で撮像された画像及びその画像に関するデータ及び装置状態や操作指示状況等を表示する画像表示装置（モニタ）５、システム全体の制御及び演算処理等を行う制御装置６、キーボード等を備えた入力装置７、吸引ポンプ付きの廃液タンク装置８及び送水タンク９等がある。周辺装置はトロリ１０に搭載される。

上記内視鏡用光源装置３はその前面に内視鏡２のコネクタ部を接続する接続口１１と、光源装置３の動作状態を表示する表示部１２を設ける。画像処理装置４はその前面に接続ケーブル１３を接続するコネクタ受１４を設ける。接続ケーブル１３の基端には上記内視鏡２のユニバーサルコード１５の先端に設けられたコネクタ部１６の電気的接続部に対して着脱自在に接続されるキャップ付接続部１７が設けられている。そして、上記内視鏡２で得られた撮像信号は接続ケーブル１３を通じて上記画像処理装置４に送られ、画像処理装置４において映像信号に変換され、この映像信号によって内視鏡２で撮影した像を画像表示装置５に映し出す。

ここでの内視鏡２は後述する挿入部２１の先端に設けた撮像素子によって内視鏡像を撮像する電子式内視鏡の形式であるが、例えばイメージガイド用ファイバーを用いたファイバー式内視鏡であってもよい。ファイバー式内視鏡を用いる場合はイメージガイド用ファイバーで導かれた光像をＴＶカメラ等で撮像する。

図１及び図２に示すように、内視鏡２は操作部２０と挿入部２１を基体としており、操作部２０には上記ユニバーサルコード１５が接続されている。上記操作部２０には握持部２２が設けられ、更に操作部２０において握持部２２の位置よりも手元側に位置する部位にはアングル操作ノブ２３、送気送水操作釦２４、吸引操作釦２５、ガス供給操作釦２６及びスイッチ類２７等の各種の機能操作部材が設けられている。また、握持部２２の位置よりも先端側に位置する部位には後述する処置具４０等を挿通する挿通用チャンネルの挿入口２８が設けられている。

図１及び図２に示すように上記内視鏡２の挿入部２１は手元側に位置した可撓管（軟性部）３１と、この可撓管３１の先端に接続された湾曲部３２と、この湾曲部３２の先端に接続された先端部３３によって構成されている。可撓管３１は外力によって柔らかい弾力性を呈して曲がり得る可撓性を有する部分であり、湾曲部３２は上記操作部２０におけるアングル操作ノブ２３を操作することで強制的に湾曲させられる部分である。湾曲部３２を湾曲することにより所望する観察対象物（病変部等）を観察視野（または撮像視野）内に捉えることができる。また、図２に示すように内視鏡２の先端部３３における先端面部には観察窓３４及び照明窓３５及びチャンネル口３６が設けられている。観察窓３４の内側には図示しない対物レンズ等の光学系およびＣＣＤ等の撮像素子を備えた撮像部が設けられ、この撮像部によって体腔内の病変部等を撮像する。撮像部で撮像された撮像信号は信号線を通じて上記接続ケーブル１３を接続した画像処理装置４に送られる。

上記チャンネル口３６は挿入部２１内に形成された挿通用チャンネル（図示せず）を通じてその挿通用チャンネルの基端側（手元側端）が接続された上記挿入口２８に連通している。内視鏡２の挿通用チャンネルは後述する多関節式内視鏡用処置具４０の挿入部を挿通する通路としても用いられる。

本実施形態では一つの挿通用チャンネルに対して一つの多関節式処置具４０を挿通する場合を想定しているが、複数の内視鏡用処置具４０を一つの挿通用チャンネルに挿入してもよい。また、複数の挿通用チャンネルを備えた内視鏡２を使用し、各挿通用チャンネルそれぞれに対して別々に内視鏡用処置具を挿通して使用することも可能である。

次に、図２〜５を参照して、処置具先端移動制御装置１８について説明する。処置具先端移動制御装置１８は、処置具制御部３７、処置具駆動部（モーターユニット）３８、操作入力装置としての湾曲操作部３９及び多関節式処置具４０を備える。

ここで、多関節式処置具４０について具体的に説明すると、当該処置具４０は図３に示すように術者が把持可能な操作部４１と、当該操作部４１に連結された挿入部４２を備える。操作部４１には上記処置具駆動部３８が組み込まれている。挿入部４２は図２に示すように内視鏡２の挿通用チャンネルを通じて体腔内に挿入される。挿入部４２は基端側（手元側）に位置した可撓管（軟性部）４５と、この可撓管４５の先端に接続された湾曲部４６と、当該湾曲部４６の先端に設けられた先端部４７とから構成される。可撓管４５は外力によって比較的柔らかに弾性的に曲がり得る可撓性部分であり、湾曲部４６は上記操作部４１により強制的に湾曲することができる部分である。先端部４７は処置機能等を備えており、本実施形態では把持鉗子４８となっている。把持鉗子４８は挿入部４２内に挿通した操作ワイヤ（図示せず）によって開閉操作される。先端部４７は高周波ナイフまたは高周波凝固子等の処置具であってもよい。

多関節処置具４０の湾曲部４６は図４及び図５（Ａ）（Ｂ）に示すように複数の湾曲駒（関節駒）５１〜５５によって構成した多関節湾曲機構を備える。図４は湾曲部４６を水平に配置して構成される斜視図であり、湾曲部４６についての上下左右の向きは図４に示す指標の通りである。図５（Ａ）は図４中Ａ−Ａ矢視線で示す水平面で湾曲部４６を挿入部４２の長軸方向に沿って縦断した断面を上から見た図であり、図５（Ｂ）は図４中Ｂ−Ｂ矢視線で示す鉛直面で湾曲部４６を挿入部４２の長軸方向に沿って縦断した断面を左側から見た図である。各湾曲駒５１〜５５はいずれも環状の部材によって形成されている。各湾曲駒５１〜５５は挿入部４２の長軸方向へ一列に同軸的に並べて配置される。ここでは先端側から順番に第１湾曲駒５１、第２湾曲駒５２、第３湾曲駒５３、第４湾曲駒５４及び第５湾曲駒５５と称する。

図４に示すように第１湾曲駒５１と第２湾曲駒５２は回動軸を有する第１回動軸部６１によって相対的に回動可能に連結される。図５（Ｂ）に示すように第１回動軸部６１の回動軸は湾曲部４６の中心軸Ｌと直交し、かつ上下方向に沿う向きで配置される。第１湾曲駒５１と第２湾曲駒５２は第１回動軸部６１によって連結され、第１回動軸部６１の回動軸方向は挿入部４２の長軸方向と直交し、かつ図４で示す上下方向に沿う向きで配置される。したがって、第１回動軸部６１によって連結された第１湾曲駒５１と第２湾曲駒５２は図４での手元（基端）側から見て相対的に左右方向へ回動自在である。第２湾曲駒５２と第３湾曲駒５３は第２回動軸部６２によって連結され、第２回動軸部６２はその回動軸方向が挿入部４２の長軸方向と直交し、かつ図４での手元（基端）側から見て図４で示す左右方向に沿う向きで配置される。したがって、第２回動軸部６２により第２湾曲駒５２と第３湾曲駒５３は図４での手元（基端）側から見て相対的に図４で示す上下方向へ回動自在である。以下、同様に第３湾曲駒５３と第４湾曲駒５４は第３回動軸部６３によって連結され、第４湾曲駒５４と第５湾曲駒５５は第４回動軸部６４によって連結される。第３回動軸部６３はその回動軸方向が挿入部４２の長軸方向と直交し、かつ図４で示す上下方向に向くので第３湾曲駒５３と第４湾曲駒５４は相対的に湾曲部４６の左右方向へ回動可能である。第４回動軸部６４はその回動軸方向が挿入部４２の長軸方向と直交し、かつ図４で示す左右方向を向くので第４湾曲駒５４と第５湾曲駒５５は湾曲部４６の上下方向へ回動可能である。そして第１回動軸部６１の部分は第１湾曲駒５１と第２湾曲駒５２を相対的に左右方向へ回動させる関節を構成し、第２回動軸部６２の部分は第２湾曲駒５２と第３湾曲駒５３を相対的に上下方向へ回動させる関節を構成し、第３回動軸部６３の部分は第３湾曲駒５３と第４湾曲駒５４を相対的に左右方向へ回動する関節を構成し、第４回動軸部６４の部分は第４湾曲駒５４と第５湾曲駒５５を相対的に上下方向へ回動する関節を構成している。

本実施形態では第１回動軸部６１、第２回動軸部６２、第３回動軸部６３および第４回動軸部６４はその回動軸方向が交互に９０°ずれており、したがって、１つ置きの湾曲駒は同じ方向へ回動する。さらに各回動軸部の軸中心の延長線はいずれも湾曲部４６の中心軸（長軸）Ｌ（図５（Ａ）（Ｂ）参照）に対し直角に交差する（ここで湾曲部４６の中心軸Ｌは挿入部４２の長軸に一致している。）。各回動軸部は図５（Ａ）（Ｂ）に示すように湾曲駒それぞれの端縁から突き出した舌片状の連結部６５を互いに重ね合わせ、当該重ね合わせた部分にリベット状の軸部材を貫通させることにより構成される。以上のように構成された多関節湾曲機構の部分は柔軟な外皮（図示せず）によって被覆され、その全体により湾曲部４６を構成する。

上記湾曲部４６内には図５（Ａ）（Ｂ）に示すように第１湾曲駒５１に接続される第１組目の非伸縮性の一対の操作ワイヤ５６ａ，５６ｂと、第２湾曲駒５２に接続される第２組目の非伸縮性の一対の操作ワイヤ５７ａ，５７ｂと、第３湾曲駒５３に接続される第３組目の非伸縮性の一対の操作ワイヤ５８ａ，５８ｂと、第４湾曲駒５４に接続される第４組目の非伸縮性の一対の操作ワイヤ５９ａ，５９ｂと、が挿通されている。

第１組の一対の操作ワイヤ５６ａ，５６ｂは図５（Ａ）に示すように湾曲部４６内において該湾曲部４６の中心軸（長軸）Ｌを間において左右対称に分かれて配置されており、該操作ワイヤ５６ａ，５６ｂの先端側部分は第１回動軸部６１の位置を越えて第１湾曲駒５１の内部領域へ延び、該第１湾曲駒５１に接続される。ここで湾曲部４６の長軸方向と略一致する該第１湾曲駒５１の中心軸（湾曲部中心軸（長軸）Ｌと一致する。以下、同様）と、第１回動軸部６１の回動軸中心線との両方を通る一平面によって左右に分けられる第１湾曲駒５１の右側半分を右側部位とし、同じく該平面によって左右に分けられる第１湾曲駒５１の左側半分を左側部位とする。そして右側の操作ワイヤ５６ａの先端を第１湾曲駒５１の右側部位に接続し、左側の操作ワイヤ５６ｂの先端を第１湾曲駒５１の左側部位に接続する。すると、操作ワイヤ５６ａを図５（Ａ）で示す基端側（手元側）へ引くと、第１湾曲駒５１は第１回動軸部６１を中心に右側へ向かって回動する。一方、操作ワイヤ５６ｂを基端側へ引くと、第１湾曲駒５１は第１回動軸部６１を中心に左側へ向かって回動する。

第２組の一対の操作ワイヤ５７ａ，５７ｂは図５（Ｂ）に示すように湾曲部４６内において該湾曲部４６の中心軸（長軸）Ｌを間において上下に分かれて上下対称に配置されている。該操作ワイヤ５７ａ，５７ｂの先端側部分は第２回動軸部６２の位置を越えて第２湾曲駒５２の内部領域へ延びて該第２湾曲駒５２に接続される。ここで湾曲部４６の長軸方向と略一致する該第２湾曲駒５２の中心軸Ｌと、第２回動軸部６２の回動軸中心線との両方を通る一平面によって上下に分けられる第２湾曲駒５２の上側半分を第２湾曲駒５２の上側部位とし、同じく該平面によって上下に分けられる第２湾曲駒５２の下側半分を下側部位とする。そして第２組の一方の操作ワイヤ５７ａの先端を第２湾曲駒５２の上側部位に接続し、他方の操作ワイヤ５７ｂの先端を第２湾曲駒５２の下側部位に接続する。すると、一方の操作ワイヤ５７ａを図５に示す基端側へ引くと、第２湾曲駒５２は第２回動軸部６２を中心として上側へ向かって回動し、他方の操作ワイヤ５７ｂを図５に示す基端側へ引くと、第２湾曲駒５２は第２回動軸部６２を中心として下側へ向かって回動する。

第３組の一対の操作ワイヤ５８ａ，５８ｂは図５（Ａ）に示すように湾曲部４６内において該湾曲部４６の中心軸（長軸）Ｌを間において左右に分かれて左右対称に配置されており、該操作ワイヤ５８ａ，５８ｂの先端側部分は第３回動軸部６３の位置を越えて第３湾曲駒５３の内部領域へ延び、第３湾曲駒５３に接続される。ここで湾曲部４６の長軸方向と略一致する該第３湾曲駒５３の中心軸と、第３回動軸部６３の回動軸中心線との両方を通る一平面によって左右に分けられる第３湾曲駒５３の右側半分を右側部位とし、同じく該平面によって左右に分けられる第３湾曲駒５３の左側半分を左側部位とする。そして第３組の一方の操作ワイヤ５８ａの先端を第３湾曲駒５３の右側部位に接続し、他方の操作ワイヤ５８ｂの先端を第３湾曲駒５３の左側部位に接続する。すると、一方の操作ワイヤ５８ａを基端側へ引くと、第３湾曲駒５３は第３回動軸部６３を中心として右側へ向かって回動し、他方の操作ワイヤ５８ｂを基端側へ引くと、第３湾曲駒５３は第３回動軸部６３の中心として左側へ向かって回動する。

第４組の一対の操作ワイヤ５９ａ，５９ｂは図５（Ｂ）に示すように湾曲部４６内において該湾曲部４６の中心軸（長軸）を間において上下に分かれて上下対称に配置されており、該操作ワイヤ５９ａ，５９ｂの先端側部分は第４回動軸部６４の位置を越えて第４湾曲駒５４内領域へ延びて該第４湾曲駒５４に接続される。ここで湾曲部４６の長軸方向と略一致する該第４湾曲駒５４の中心軸Ｌと、第４回動軸部６４の回動軸中心線との両方を通る一平面によって上下に分けられる第４湾曲駒５４の上側半分を上側部位とし、同じく該平面によって上下に分けられる第４湾曲駒５４の下側半分を下側部位とする。そして一方の操作ワイヤ５９ａの先端を第４湾曲駒５４の上側部位に接続し、他方の操作ワイヤ５９ｂの先端を第４湾曲駒５４の下側部位に接続する。すると、一方の操作ワイヤ５９ａを基端側へ引くと、第４湾曲駒５４は第４回動軸部６４を中心として上側へ向かって回動し、他方の操作ワイヤ５９ｂを基端側へ引くと、第４湾曲駒５４は第４回動軸部６４を中心として下側へ向かって回動する。

以上の如く、湾曲部の各湾曲駒に対応した操作ワイヤを適宜選んで押し引き操作することにより各湾曲駒を独立して個別的な向きに回動させることができる。

ここで、操作ワイヤの先端を湾曲駒に接続する手段は種々の方法を採用できる。本実施形態では次のような方法を採用した。第１湾曲駒５１に第１組目の操作ワイヤ５６ａ，５６ｂの先端を接続する場合は図５（Ａ）に示すように第１湾曲駒５１の基端部において該湾曲駒５１の右側部位と左側部位にそれぞれ該湾曲駒５１の内側へ向けて突き出した切起し片７０を形成し、これらの切起し片７０にそれに対応する操作ワイヤ５６ａ，５６ｂの先端部分をそれぞれ差し込み、ロウ付け固定する。第２湾曲駒５２に第２組目の操作ワイヤ５７ａ，５７ｂを接続する場合は図５（Ｂ）に示すように第２湾曲駒５２の基端部において該湾曲駒５２の上側部位と下側部位にそれぞれ該湾曲駒５２の内側へ向けて突き出した切起し片７０を形成し、これらの切起し片７０にこれに対応する操作ワイヤ５７ａ，５７ｂの先端部分をそれぞれ差し込み、ロウ付け固定する。第３湾曲駒５３に第３組目の操作ワイヤ５８ａ，５８ｂを接続する場合は図５（Ａ）に示すように第３湾曲駒５３の基端側端部の周縁部において右側部位と左側部位それぞれに該湾曲駒５３の内側へ向けて窪ませた切起し片８０を形成し、これらの切起し片８０の内側壁面にそれに対応する操作ワイヤ５８ａ，５８ｂの先端部分をそれぞれロウ付け固定する。第４湾曲駒５４に第４組目の操作ワイヤ５９ａ，５９ｂを接続する場合は図５（Ｂ）に示すように第４湾曲駒５４の基端側端部の周縁部において上側部位と下側部位それぞれに該湾曲駒５４の内側へ向けて窪ませた切起し片９１を形成し、これらの切起し片９１の内側壁面にこれに対応する操作ワイヤ５９ａ，５９ｂの先端部分をロウ付け固定する。

各操作ワイヤはそれぞれ別々に可撓性ガイドシースに挿通されて個別に湾曲部４６内から可撓管４５内を通り操作部４１まで導かれる。各ガイドシースは例えば密巻きコイルまたは樹脂チューブ等のシース状の弾性を有する弾性部材により形成されている。ここでガイドシースはその内孔によって操作ワイヤの進行方向をガイドする案内部材としての役割を果たしている。そしてガイドシースの先端が接続される位置はそれ自身がガイドする操作ワイヤが接続される湾曲駒ではなく、それよりも基端側に位置する湾曲駒である。例えば第１ガイドシース６６ａ，６６ｂは第２湾曲駒５２に接続される。なお、最後尾となるガイドシースについては湾曲部４６を支持する可撓管４５の先端部分（基端部）に接続するようにしてもよい。

次に、図７（Ａ）（Ｂ）を参照して、各湾曲駒相互が回動する角度の関係について説明する。隣接する湾曲駒において互いに向き合う端面８２同士はいずれも回動軸部の回動軸を中心として角度θで扇状に広がり得る間隙８１を形成する。ここでは互いに向き合う隣接する端面８２の延長交点は回動軸部の回動軸上に位置しており、各端面８２はそれぞれ回動軸を通る直線的な端縁として形成される。そして互いに向き合う２つの端面８２によって形成される角度θで扇状に広がる間隙８１を形成する。なお、端面８２の延長交点は必ずしも回動軸部の回動軸上になくてもよい。この場合は互いに向き合う隣接する端面８２の最も外側に位置する端（頂点）８２ａと、それぞれ回動軸部の回動軸を通る直線的な線分により形成する角度θで扇状に広がる間隙８１とみなす。回動可能な角度θの関係を同じ向きに回動する湾曲駒同士の間で形成する間隙８１の間であって隣接する二つ以上の間隙８１の角度θの和が９０°以上になるように設定する。例えば同じ方向に回動する湾曲駒５１，５２の間の間隙８１による回動可能な角度θ1と、湾曲駒５３，５４の間の間隙８１による回動可能な角度θ2の和が９０°以上になるように設定する。このように多関節湾曲駒による回動可能な角度θを、一つの間隙８１だけでなく、同じ向きで回動する関係にある湾曲駒同士の間に形成される間隙８１であって隣接する２つまたは複数の間隙８１の部分に配分すれば、一つの間隙８１の部分で得られる回動可能な角度θをそれ程大きくしなくてもよいので、一つの間隙８１で形成する最大の角度θをそれだけ小さくできる。したがって、一箇所の間隙８１での回動量を小さくできる。よって、それらの間隙８１を横切る操作ワイヤやガイドシース等の内蔵物を湾曲動作によって間隙８１内に挟み込んでしまうことが少なくなる。また、図７に示すように可撓性ガイドシース６６ａ，６６ｂの最先端面は湾曲部４６の中心寄り側を基端側へ後退する斜面として切り欠き、内蔵物との干渉を避けるようにしても良い。

次に、図５及び図６を参照して湾曲部内での操作ワイヤ及びガイドシースの配置について説明する。第１組目のガイドシース６６ａ，６６ｂの先端は第２湾曲駒５２に固定された第１ワイヤガイド７１に接続され、第２湾曲駒５２に対して定められた位置に位置決め支持される。第１ワイヤガイド７１は図５（Ａ）（Ｂ）及び図６（Ａ）に示されるように例えばリング状の板状部材によって形成されており、該板部材の上下両端縁が第２湾曲駒５２の内壁に対して例えばピン６０により固定されている。図６（Ａ）に示すように第１ワイヤガイド７１の左右の端縁部分はそれぞれ切り欠かれている。第１ワイヤガイド７１の中央部分は開孔され、この開孔によって内蔵物を挿通する挿通孔７６を形成している。ここで挿通孔７６は孔中心が第２湾曲駒５２の中心軸Ｌに一致する略円形に形成されている。ガイドシース６６ａ，６６ｂの先端部分は挿通孔７６の内壁における例えば左壁部分と右壁部分にそれぞれ当てその位置にロウ付け等により固定される。したがって、第１組目のガイドシース６６ａ，６６ｂの先端部分は第２湾曲駒５２の中心軸Ｌから等しい距離で中心軸Ｌを中心に左右対称に配置されている。つまりこの場合において第１ワイヤガイド７１は第１組目の操作ワイヤ及びガイドシースを位置決め配置する手段としての役割を果たしている。

第１組目の操作ワイヤ５６ａ，５６ｂは図５（Ａ）に示すように該ガイドシース６６ａ，６６ｂの先端から突き出した後、湾曲部４６内で例えば左右に広がりながら先端側の第１湾曲駒５１内に入り込み、第１湾曲駒５１の切起し片７０に接続される。ここでは第１組目のガイドシース６６ａ，６６ｂの先端を第１ワイヤガイド７１に対して直接に固定するようにしたが、図示しない接続口金等の接続具を用いて間接的に固定するようにしてもよい。

第２組目のガイドシース６７ａ，６７ｂの先端は第３湾曲駒５３に固定された第２ワイヤガイド７２に接続されることにより第３湾曲駒５３における定められた位置に位置決めされるとともに第３湾曲駒５３に対して固定的に支持される。第２ワイヤガイド７２は図５（Ａ）（Ｂ）及び図６（Ｂ）に示すように例えばリング状の板部材によって形成され、該板部材の端縁が第３湾曲駒５３の内壁に対してピン等により固定されている。図６（Ｂ）に示すように第２ワイヤガイド７２における外周部の上下部分はそれぞれ切り欠かれてガイドシースをロウ付けするときのロウ付け部となっている。

第２ワイヤガイド７２の中央部分は開孔され、この開孔によって内蔵物を挿通する挿通孔７７を形成している。ここで挿通孔７７はその孔中心が第３湾曲駒５３の中心軸Ｌに一致する円形に形成されている。また挿通孔７７の半径は第１ワイヤガイド７１の挿通孔７６の半径よりも小さい。そして第２組目のガイドシース６７ａ，６７ｂの先端部分は挿通孔７７の内壁における例えば上壁部分と下壁部分にそれぞれ当てその位置にロウ付け等により固定される。つまりこの場合において第２ワイヤガイド７２は第２組目の操作ワイヤ及びガイドシースを位置決め配置する手段としての役割を果たしている。

また、図６（Ｂ）に示すように、第２ワイヤガイド７２の挿通孔７７における左右の内壁部分にはそれぞれ溝部７８が形成され、この左右の溝部７８に第１組目のガイドシース６６ａ，６６ｂの途中部分をそれぞれ進退自在に嵌め込み、これによりガイドシース６６ａ，６６ｂを第２ワイヤガイド７２に位置決め保持している。したがって第１組目のガイドシース６６ａ，６６ｂは第３湾曲駒５３の中心軸Ｌから第２組目のガイドシース６７ａ，６７ｂよりも外側へ離れ、また第２組目のガイドシース６７ａ，６７ｂは中心軸Ｌに対して等しい距離で上下に離れた上下対称の位置に配置される。つまりこの場合において第２ワイヤガイド７２は第２組目の操作ワイヤ及びガイドシースを位置決め配置する手段としての役割を果す。

第２組目の操作ワイヤ５７ａ，５７ｂは図５（Ｂ）に示すように第２組目のガイドシース６７ａ，６７ｂの先端から突き出した後、湾曲部４６内で上下へ広がりながら先端側の第２湾曲駒５２内に入り込み、該第２湾曲駒５２の切起し片７０に接続される。ここでは第２組目のガイドシース６２ａ，６２ｂの先端を第２ワイヤガイド７２に対して直接に固定するようにしたが、図示しない接続口金等の接続具を用いて間接的に固定するようにしてもよい。

しかして、第１組目のガイドシース６６ａ，６６ｂは第１ワイヤガイド７１および第２ワイヤガイド７２によって第２組目のガイドシース６７ａ，６７ｂよりも湾曲駒の中心軸Ｌから離れる外側へ寄せられ、湾曲部４６の周辺領域寄りに配置される。そして第１組目のガイドシースは第２組目のガイドシースよりも湾曲部４６の中心軸Ｌから外側へ離れて位置することから湾曲駒の中央領域に比較的大きなスペースを形成し、各挿通孔７６，７７の中央領域を大きくあける。このため、該中央領域に比較的大きな空間Ｓを形成する。この空間Ｓ内には内蔵物または先端部４７に組み込む処置機能部の少なくとも一部を配置できる。

第３組目のガイドシース６８ａ，６８ｂの先端は図４および図５（Ａ）（Ｂ）に示すように第４湾曲駒５４の先端側の端縁部における左右に位置する壁部分を内側へ向けて窪ませて形成した切起し片７９の内壁に当てロウ付け等により固定的に接続される。ここで図示しない接続口金を用いてガイドシース６８ａ，６８ｂの先端を第４湾曲駒５４に固定するようにしてもよい。第３組目のガイドシース６８ａ，６８ｂから繰り出される操作ワイヤ５８ａ，５８ｂの先端は第３湾曲駒５３の領域まで延び、その第３湾曲駒５３の基端側の端縁部における左右に位置する壁部分を内側へ向けて窪ませて形成した切起し片８０の内壁に当てロウ付け等により固定的に接続される。ここで図示しない接続口金を用いて操作ワイヤ５８ａ，５８ｂの先端を第３湾曲駒５３に固定するようにしてもよい。

第３湾曲駒５３の切起し片８０と第４湾曲駒５４の切起し片７９の部分では第１組目のガイドシース６６ａ，６６ｂをその切起し片８０，７９の外に位置させる。つまり第１組目のガイドシース６６ａ，６６ｂは図４に示すように第３湾曲駒５３内から切起し片８０の切り込み隙間８０ａのところから第３湾曲駒５３の外周に出て第４湾曲駒５４の切起し片７９に至り、その切起し片７９の切り込み隙間７９ａのところから第４湾曲駒５４内に入り込む。したがって第３組目のガイドシース６８ａ，６８ｂは第３回転軸部６３の回転軸方向に垂直な方向おいて第１組目のガイドシース６６ａ，６６ｂの内側に配置される。したがって切起し片８０，７９はガイドシースの位置を特定する位置決め配置手段としての役割を果たしている。また、図６（Ｃ）に示すように第３組目のガイドシース６８ａ，６８ｂは第３回転軸部６３の回転軸方向および該回転軸方向に垂直な方向おいて第１組目のガイドシース６６ａ，６６ｂおよび第２組目のガイドシース６７ａ，６７ｂの内側に配置される。

第４組目の一対のガイドシース６９ａ，６９ｂの先端は図４および図５（Ａ）（Ｂ）に示すように第５湾曲駒５５の先端側の端縁部における上下に位置する壁部分を内側へ向けて窪ませた切起し片９０の内壁に当てロウ付け等により固定的に接続される。ここで図示しない接続口金を用いてガイドシース６９ａ，６９ｂの先端を第５湾曲駒５５に固定するようにしてもよい。第４組目のガイドシース６９ａ，６９ｂから繰り出された操作ワイヤ５９ａ，５９ｂは第４湾曲駒５４の領域まで延び、その第４湾曲駒５４の基端側の端縁部における上下に位置する壁部分を内側へ向けて窪ませて形成した切起し片９１の内壁に対してそれぞれロウ付け等により接続されている。ここで図示しない接続口金を用いてガイドシース６９ａ，６９ｂの先端を第４湾曲駒５４に固定するようにしてもよい。

そして第４湾曲駒５４の切起し片９１と第５湾曲駒５５の切起し片９０の部分では第２組目のガイドシース６７ａ，６７ｂを、その切起し片９１，９０の外側に位置させる。つまり第２組目のガイドシース６７ａ，６７ｂは図４に示すように第４湾曲駒５４内から切起し片９１の切り込み隙間９１ａから第４湾曲駒５４の外に出て第５湾曲駒５５の切起し片９０に至り、その切起し片９０の切り込み隙間９０ａから第５湾曲駒５５内に入り込む。したがって切起し片９１，９０はガイドシースの位置を特定する位置決め配置手段としての役割を果たしている。図６（Ｄ）に示すように第５湾曲駒５５において第４組目のガイドシース６９ａ，６９ｂは第４回転軸部６４の回転軸方向に垂直な方向おいて第２組目のガイドシース６７ａ，６７ｂの内側に配置される。

以上の如くワイヤガイドおよび切起し片はガイドシースの位置を特定する位置決め配置手段としての役割を果たし、同時にガイドシースによって個別的に案内する操作ワイヤの位置を定める位置決め手段としての役割も果たす。

ところで図４に示すように上記湾曲部４６の最基端に位置する湾曲駒である第５湾曲駒５５は上記可撓管４５の先端部に設けられる接続口金等の接続部材９４に対して連結される。第５湾曲駒５５は湾曲部４６の基端部とみなすことができる。また、第５湾曲駒５５は接続部材９４に対して回動可能に連結してよい。この形式の場合にあっては接続部材９４が湾曲部４６の基端部とみなせる。

また、湾曲駒内において操作ワイヤやそのガイドシースまたは位置決め部材を配置した残りの余ったスペースには先端部４７の把持鉗子４８を操作する操作ワイヤ９２や電線等の内蔵物を配置できる。基端側のガイドシースおよび操作ワイヤを先端側のガイドシースおよび操作ワイヤの内側に配置したので、先端側の湾曲駒内中央領域に空間Ｓを確保できる。特に第１湾曲駒５１から第３湾曲駒５３にわたりその内部に大きな空間Ｓを形成できる。したがって、この空間Ｓを利用して先端部４７に組み込むべき処置機能部の少なくとも一部を配置できる。また、アクチェエータやセンサ等の機能部品を配置することも可能である。例えば、把持鉗子４８の駆動部や高周波ナイフまたは高周波凝固子等の支持部材等を組み込むことができるので先端部４７の細径コンパクト化が図れる。

一方、図３に示すように、処置具４０の操作部４１には湾曲部操作機構及び処置部操作機構が設けられている。湾曲部操作機構は回動操作対象の湾曲駒５１，５２，５３，５４に対応した各組の操作ワイヤ５６，５７，５８，５９をそれぞれ押し引き操作する４つの駆動モータ９５，９６，９７，９８を備える。処置部操作機構は先端部４７の把持鉗子４８を操作するための操作ワイヤ９２を押し引き操作するための駆動モータ１００も備える。各駆動モータ９５，９６，９７，９８，１００の駆動軸にはプーリ９９が取り付けられている。各駆動モータの駆動軸とプーリ９９との間には図示しない減速機等の伝達機構を介在させてもよい。各プーリ９９にはそれぞれ対応する各組の操作ワイヤ５６，５７，５８，９２が掛けられる。

そして、駆動モータを個別的に駆動してプーリ９９を回転し、このプーリ９９に掛けられた一対の操作ワイヤを押し引き操作する。湾曲操作機構及び処置部操作機構はプーリ９９を利用したが、この場合に限らず、例えば、ピニオンギアやラックを利用する歯車機構等を用いた方式でもよい。また、駆動手段としては駆動モータの代わりに他の駆動アクチュエータを用いてもよい。

一方、図２及び図３に示すように操作部４１は制御用ケーブル２０１を介して処置具制御部３７に接続される。図２に示すように処置具制御部３７には操作入力装置としての湾曲操作部３９がケーブル２０４を介して接続されている。図３中符号２０５は電力供給用電源コードである。

上記湾曲操作部３９は処置具４０の位置と姿勢を指示する操作入力装置となるジョイスティック２０３を有する。このジョイスティック２０３は図３に示す如く４段重に連接した４つのジョイスティックスイッチ釦２０３ａ，２０３ｂ，２０３ｃ，２０３ｄを備える。ジョイスティックスイッチ釦は操作ボックス２１０に取り付けられている。そして、ジョイスティックスイッチ釦を選択的に屈曲すると、その操作パターンの組み合わせにより駆動モータを個別的に駆動し、それに対応する湾曲駒を独立して上下／左右方向へ回動し、その操作の組み合わせに応じた湾曲パターンで各関節部をそれぞれ屈曲させる。

処置具先端移動制御装置１８はジョイスティック２０３の操作に従う動きにより先端部４７を所望する位置に移動操作可能であり、いわゆるマスタスレーブ型の電動処置具４０を構成している。処置具４０を動かす制御の設定がなされている際に術者等によりジョイスティック２０３が操作された場合にはそのジョイスティック２０３の操作指示を優先させる。

図２に示すように、処置具制御部３７には、ジョイスティック２０３からの指示及び機能を制御する条件やパラメータを入力する機能制御入力部１２１と、上記処置具駆動部３８内の駆動モータ９５，９６，９７，９８を駆動制御する処置具制御部してのモータドライバ１２２と、上記処置具駆動部３８にケーブル２０１により接続されて処置具駆動部３８との間で通信を行うモータユニット通信部１２３を備える。

処置具制御部３７は、術者によるジョイスティック２０３の操作量に応じて駆動モータを駆動させる制御信号をモータドライバ１２２に送信し、駆動モータをそれぞれ回転させる制御を行う。駆動モータ９５，９６，９７，９８には図示しない回転数を計測するエンコーダが取り付けられ、このエンコーダは回転数に対応した信号を生成し、モータドライバ１２２に送出して駆動モータに対するフィードバック制御を行う。

次に、処置具４０の湾曲部４６における多関節構造と、ジョイスティック２０３との関係を図８（Ａ）（Ｂ）及び図９を参照し説明する。図８（Ａ）に示すように、内視鏡２の先端部３３より処置具４０の湾曲部４６における全ての関節部を突き出した状態において、操作部側（基端側）に位置する関節から先端側に位置する関節を順次Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３、Ｊ４と呼び、最も操作部側に位置する関節Ｊ１を基準とした座標系（Ｙ軸方向は撮像素子の垂直方向に一致させる。）を設定し、関節Ｊ１と関節Ｊ３はＸ軸まわり、関節Ｊ２と関節Ｊ４はＹ軸回りに屈曲させるものとする。

一方、操作入力装置のジョイスティック２０３については図９に示すように処置具４０の操作部側の関節Ｊ１から先端側の関節Ｊ２、Ｊ３、Ｊ４の構造と同等な構造の関節Ｊ１´、Ｊ２´、Ｊ３´、Ｊ４´（関節数と屈曲方向を同等とし、各ロッドは術者が扱い易いように適当な係数ｋで乗算した長さに設定する（例えば、ｋ＝１０では、処置具４０のロッドの長さを３ｍｍとした場合、操作入力装置のロッドの長さは３０ｍｍとする。）（基端部を固定））を有する操作入力装置とする。操作入力装置の各関節Ｊ１´、Ｊ２´、Ｊ３´、Ｊ４´には屈曲の角度を測定するための図示しないエンコーダが組み込まれており、各々のエンコーダによって測定された屈曲の角度情報は処置具制御部３７に送られる。処置具制御部３７は操作入力装置の関節Ｊ１´、Ｊ２´、Ｊ３´、Ｊ４´に対応する処置具４０の湾曲部４６における関節Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３、Ｊ４の駆動モータ９５，９６，９７，９８に対して測定された屈曲の角度に応じた駆動信号を発生し、駆動モータ９５，９６，９７，９８を回転させることができる。操作入力装置の関節Ｊ１´、Ｊ２´、Ｊ３´、Ｊ４´を、例えば図９に示すように屈曲させると、これに対応して処置具４０の関節Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３、Ｊ４を図８（Ｂ）に示すように屈曲させることができる。

したがって、処置具４０の湾曲部４６が複数の関節Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３、Ｊ４を有することにより処置具４０の先端部を任意の位置と姿勢に移動でき、病変の切開・剥離を従来よりも容易に行うことができる。また、処置具４０の関節構造と操作入力装置の関節構造を同等に対応させることにより術者は複数の関節を有する処置具を容易に操作することができる。

また、操作部４１に設けられた、把持鉗子４８を操作する操作ワイヤ９２を押し引き操作する処置部操作機構の駆動モータ１００も上述した駆動モータ９５，９６，９７，９８に対する場合と同様、モータドライバおよびモータユニット通信部などを備えており、たとえば操作部４１などに設けた機能制御入力部としてのハンドル１２５等の操作体を操作することによって把持鉗子４８を操作するようになっている。

なお、湾曲操作入力装置としては湾曲駒５１，５２，５３，５４に各々対応した個々の操作スイッチを設けるようにしてもよい。また、処置具４０の操作部４１に湾曲操作用スイッチ装置を設置する操作スイッチにより構成するものでもよい。また、操作入力装置としてはペン型の三次元位置の入力装置を用いてもよい。

次に、上記処置具４０を使用する場合の作用について説明する。まず、図２に示すように、上記内視鏡２の挿入部２１を体腔内に挿入し、この状態で、処置具４０の挿入部４２を操作部２０の挿入口２８から内視鏡２の挿通用チャンネルに差し込み、内視鏡２の先端にあるチャンネル口３６から処置具４０の先端部４７及び湾曲部４６の部分を体腔内へ突き出す。そして内視鏡２による観察下で把持鉗子４８により体腔内で把持する作業等を行う。

この場合において処置具４０の湾曲部４６を体腔内の状態や処置作業に応じて適切な多関節屈曲形状に湾曲する操作が可能である。つまり操作入力装置としての湾曲操作部３９のジョイスティック２０３を操作し、湾曲部４６における複数の湾曲駒５１〜５４を個別的に回動させることにより該湾曲部４６を適切な形状に湾曲させる。例えば、駆動モータ９５を駆動すると、そのプーリ９９に掛けられた一対の操作ワイヤ５６ａ，５６ｂを押し引きしてこれに対応した第１湾曲駒５１を独立的に回動する。駆動モータ９６を駆動すると、そのプーリ９９に掛けられた一対の操作ワイヤ５７ａ，５７ｂを押し引きしてこれに対応した第２湾曲駒５２を独立的に回動する。駆動モータ９７を駆動すると、そのプーリ９９に掛けられた一対の操作ワイヤ５８ａ，５８ｂを押し引きしてこれに対応した第３湾曲駒５３を独立的に回動する。駆動モータ９８を駆動すると、そのプーリ９９に掛けられた一対の操作ワイヤ５９ａ，５９ｂを押し引きしてこれに対応した第４湾曲駒５４を独立的に回動する。したがってジョイスティック２０３を適宜屈曲させることにより第１〜４湾曲駒５１，５２，５３，５４の回動する向き及び回動量を選んでそれぞれを独立して回動できるので、複雑な形状であっても屈曲（湾曲）させることができる。

以上の如く、第１〜４湾曲駒５１〜５４を、それぞれ独立して個別的に湾曲し、湾曲部４６を部分的に異なる向きにも湾曲可能である。したがって湾曲部４６の湾曲自由度が高まり、使用状況に応じて所望の形に湾曲部４６を湾曲できる。湾曲部４６の全体を一律に湾曲させる場合に比べて狭い体腔内の領域でもまたは複雑な作業でも容易に行うことができる。また、他の処置具や内視鏡２の観察に邪魔にならない姿勢も容易にとり得、多関節式処置具４０としての作業性を高める。湾曲部４６内で各ガイドシースの位置が定められる結果、ガイドシースを含む内蔵物相互の干渉を極力防止できる。ガイドシースに挿通される部分での操作ワイヤは他の操作ワイヤや内蔵物との直接の接触が無いので、干渉を軽減できる。先端側に位置する湾曲駒を回動操作する操作ワイヤ及びガイドシースよりも基端側に位置する湾曲駒を回動操作する操作ワイヤ及びガイドシースを内側に配置したところでは先端側に位置する湾曲駒内の中央付近にスペースを空けることができる。

多数の操作ワイヤとそのガイドシースを整然と配置することになるので、これによっても湾曲部内で操作ワイヤやガイドシースが互いに絡み合ったり、干渉を起したりすることが少なくなるとともに円滑な操作が可能である。また、多関節式内視鏡用処置具の特に狭い湾曲部内に他の内蔵物を配置する余裕も生まれ、また、湾曲部および挿入部の細径化を図れる。

また、操作ワイヤで回動する湾曲駒の直後（基端側）の湾曲駒に対し当該操作ワイヤをガイドする可撓性ガイドシースを接続するようにしたので、そのガイドシースによるワイヤガイド機能を最大限に発揮できる。さらに操作ワイヤが単独で露出する領域は隣り合う湾曲駒の間の距離で済むので操作ワイヤが単独で露出する領域が極力少なくできるので、ガイドシースのワイヤガイド機能を、操作ワイヤで回動する湾曲駒の直後の湾曲駒まで働かすことができるとともに例えば、挿入部４２自体にひねりが加えられた場合において操作ワイヤに与えるひねりによる影響を緩和する。また可撓性ガイドシースを金属製密巻きコイルによって形成したので、湾曲部４６における湾曲駒の急激な回動や曲げの作用にも十分に耐え得る。

上述した実施形態での位置規制手段の他の変形例を図１０（Ａ）（Ｂ）にもとづいて説明する。ここではワイヤガイドを使用せずに湾曲駒にガイドシースを位置決め固定するようにしたものである。例えば図１０（Ａ）に示すように第１組目のガイドシース６６ａ，６６ｂの先端を第１湾曲駒５１の左右内壁に当てロウ付け固定するようにした。第１組目のガイドシース６７ａ，６７ｂの先端は図１０（Ｂ）に示すように第１湾曲駒５１の上下内壁部をそれぞれ内側に窪ませて形成したバルジ部１２７の内壁に当てロウ付け固定するようにした。ガイドシースの先端を固定する部分にはロウを流し込む孔１２４を形成し、この孔１２４にロウを流し込んでガイドシース先端をそれぞれロウ付けするようにしている。この変形例ではワイヤガイドが不要となるため、構成の簡略小型化と、製造コストの低減化を図ることができる。この他は上述した実施形態と同様である。

次に、図１１、１２に基づいて本発明の他の実施形態を説明する。この内視鏡装置システムの全体構成は上述した実施形態と略同様である。ただし、図１１に示すように多関節式処置具４０のモータユニットに多関節式処置具４０の挿入部４２に対して湾曲部４６が軸回りに回転させる機構１３１と、並進させる機構１３２を追加し、更に多関節式処置具４０の湾曲部４６に少なくとも４つの関節を与えることにより処置具４０の先端部４７を任意の位置、姿勢に制御させるようにしたものである。また、操作入力装置１４０は多関節式処置具４０の動きと対応する進退・回転・関節構造のジョイスティックタイプのものを用いる。

そして、図１２に示すように、多関節式処置具４０に対応して操作入力装置１４０の基端部１４１を基準とした座標系を設定する。関節Ｊ１は進退、関節Ｊ２は軸方向の回転、関節Ｊ３、Ｊ５はＹ軸回りに屈曲、関節Ｊ４、Ｊ６はＸ軸回りに屈曲する構造とし、関節Ｊ２からＪ６までの各々の回転角をそれぞれθ２〜θ６とおく、各ロッドの長さをＬ１からＬ５、先端ロッド部の長さをＬ６とする。すると、マニピュレータの運動学から各関節Ｊ１〜Ｊ６における変換行列は、次の式のようになる。

従って、同時変換行列は、

となり、操作入力装置１４０の先端部の位置（ｘ、ｙ、ｚ）と姿勢（θｘ、θｙ、θｚ）は次のように求められる。

また、マニピュレータとしての多関節式処置具４０の構成と、上記操作入力装置１４０との構成が異なることから多関節式処置具４０の位置と姿勢を操作入力装置１４０の位置と姿勢に一致させることにより多関節式処置具４０を動作させる。多関節式処置具４０を移動させるにはその処置具４０の各構成における（関節、回転、進退）の回転角、平行移動量を求める必要がある。

前述したように操作入力装置１４０より多関節式処置具４０の位置と姿勢は求められ、処置具４０の構成は既知とすると、多関節式処置具４０の各構成の回転角、平行移動は逆運動学によって求めることができる。逆運動学は、作業空間におけるマニピュレータ（処置具４０）の位置、姿勢情報からジョイント（関節の角度等）の具体的な値を推定する方法である。各ジョイント１、２、…、ｎのジョイントパラメータΦを

とし、マニピュレータの位置、姿勢を

とすると、その関係は以下のような式で表される。

ここで、マニピュレータの位置、姿勢の目標Ｐを

とおくと、マニピュレータをＰｐの状態にするために

を満たすΦを求めることが必要となる。しかし、これらの関係式は非線形であるため、Φを求めるにはＥｐをΦの要素で偏微分したヤコビアン行列Ｊ（Φ）

を求め、

から

を満たすΦを収束計算によって求める事が一般的に行われている。

したがって、本実施形態によれば、操作入力装置１４０と多関節式処置具４０の構成が異なる場合においても、多関節式処置具４０の先端を任意の位置、姿勢に移動でき、病変の切開・剥離を従来よりも容易に行うことができる。

本発明は内視鏡の湾曲部にも適用可能である。例えば、前述した実施形態に係る内視鏡の挿入部における湾曲部の湾曲機構に適用できる。また、本発明の対象とする処置具は処置用カテーテルも含む。上述した実施形態の説明において、湾曲駒、操作ワイヤ、ガイドシースおよびワイヤガイドに付した番号は本実施形態での説明上のものであって、特許請求の欄において記述する番号とは必ずしも対応一致しない。例えば特許請求の欄においての第１湾曲駒は実施形態での第２湾曲駒、特許請求の欄においての第２湾曲駒は実施形態での第３湾曲駒である場合を含む。

＜付記＞前述した説明によれば、以下の各事項及びそれらの事項または請求項に記載した事項を任意に組み合わせたものが得られる。

１．体腔内の病変を観察するための内視鏡と、
上記内視鏡の挿入部を通って病変を処置するための処置具と、
上記処置具の先端に少なくとも一つの屈曲手段を有し、
上記処置具の先端を操作者の意図した方向に移動させるための操作手段と、
上記操作手段の操作に応じて上記処置具の先端の移動を制御する制御手段と、
上記制御手段からの制御信号に応じて上記処置具の屈曲手段を動作させる手段と、
からなることを特徴とする内視鏡処置具。

２．上記処置具は軟性の挿入部と生体の病変を切開・剥離する処置部と、
からなることを特徴とする第１項に記載の内視鏡処置具。

３．上記屈曲手段を動作させる動力を上記処置具の先端付近に組み込むことを特徴とする第１項に記載の内視鏡処置具。

４．上記屈曲手段を動作させる動力を上記処置具の先端付近以外に配置し、屈曲手段に動力を伝達する伝達手段を有することを特徴とする第１項に記載の内視鏡処置具。

５．上記処置具の先端の回転／進退させる手段を有することを特徴とする第１項に１記載の内視鏡処置具。

本発明の一実施形態に係る内視鏡システムを概略的に示した斜視図。 同じく本発明の一実施形態に係る内視鏡システムにおける内視鏡と処置具を概略的に示した斜視図。 同じく本発明の一実施形態に係る処置具を概略的に示した斜視図。 上記処置具の挿入部における先端部から湾曲部の部分における構成を示す斜視図。 （Ａ）は上記処置具の挿入部における湾曲部から可撓管における部分を縦断して上から見た縦断面図、（Ｂ）は上記処置具の挿入部における湾曲部から可撓管における部分を縦断して側方から見た縦断面図。 （Ａ）は図５（Ｂ）中のＡ−Ａ線に沿う横断面図、（Ｂ）は図５（Ｂ）中のＢ−Ｂ線に沿う横断面図、（Ｃ）は図５（Ｂ）中のＣ−Ｃ線に沿う横断面図、（Ｄ）は図５（Ｂ）中のＤ−Ｄ線に沿う横断面図。 （Ａ）（Ｂ）は湾曲駒相互が回動する角度の関係について示す湾曲部を縦断して上から見た縦断面図。 （Ａ）（Ｂ）は上記処置具の湾曲部における多関節構造の説明図。 上記ジョイスティックにおける多関節構造の説明図。 ワイヤガイド手段の変形例を示し、（Ａ）は図５（Ｂ）中のＡ−Ａ線に対応する部分の横断面図、（Ｂ）は図５（Ｂ）中のＢ−Ｂ線に対応する部分の横断面図。 本発明の更に他の実施形態における処置具の湾曲部における多関節構造の説明図。 同じく本発明の実施形態におけるジョイスティックの多関節構造の説明図。

符号の説明

４６…湾曲部
４２…挿入部
５１…第１湾曲駒
５２…第２湾曲駒
５３…第３湾曲駒
５４…第４湾曲駒
６１…第１回動軸部
６２…第２回動軸部
６３…第３回動軸部
６４…第４回動軸部
５６ａ，５６ｂ…第１組の操作ワイヤ
５７ａ，５７ｂ…第２組の操作ワイヤ
５８ａ，５８ｂ…第３組の操作ワイヤ
５９ａ，５９ｂ…第４組の操作ワイヤ
６６ａ，６６ｂ…第１組のガイドシース
６７ａ，６７ｂ…第２組のガイドシース
６８ａ，６８ｂ…第３組のガイドシース
６９ａ，６９ｂ…第４組のガイドシース
７１，７２…ワイヤガイド

Claims (7)

1. 第１湾曲駒と、
   前記第１湾曲駒と回動可能に接続された第２湾曲駒と、
   前記第２湾曲駒と回動可能に接続された第３湾曲駒と、
   前記第１湾曲駒に接続され、前記第１湾曲駒を動作させる少なくとも２つの第１ワイヤと、
   前記第２湾曲駒に接続され、前記第２湾曲駒を動作させる少なくとも２つの第２ワイヤと、
   を有する多関節湾曲機構であって、
   前記第１湾曲駒と前記第２湾曲駒の回動軸及び前記第２湾曲駒と前記第３湾曲駒の回動軸の垂直方向に対して前記第２ワイヤが前記第１ワイヤよりも内側に配置されていることを特徴とする多関節湾曲機構。
2. 前記第２湾曲駒に接続され、前記第１ワイヤをガイドする第１弾性部材と、
   前記第３湾曲駒に接続され、前記第２ワイヤをガイドする第２弾性部材と、
   を有することを特徴とする請求項１記載の多関節湾曲機構。
3. 前記第２湾曲駒に設けられ、前記第２ワイヤが前記第１ワイヤよりも内側に配置されるように位置決めを行う位置決め手段を有することを特徴とする請求項１または２記載の多関節湾曲機構。
4. 第１湾曲駒と、
   前記第１湾曲駒と回動可能に接続された第２湾曲駒と、
   前記第２湾曲駒と回動可能に接続された第３湾曲駒と、
   前記第１湾曲駒に接続され、前記第１湾曲駒を動作させる少なくとも２つの第１ワイヤと、
   前記第３湾曲駒に接続され、前記第３湾曲駒を動作させる少なくとも２つの第３ワイヤと、
   を有する多関節湾曲機構であって、
   前記第１湾曲駒と前記第２湾曲駒との回動軸及び前記第２湾曲駒と前記第３湾曲駒との回動軸の垂直方向に対して第３ワイヤが第１ワイヤよりも内側に配置されていることを特徴とする多関節湾曲機構。
5. 前記第２湾曲駒に接続され、前記第１ワイヤをガイドする第１弾性部材と、
   前記第３湾曲駒と回動可能に接続される第４湾曲駒に接続され、前記第３ワイヤをガイドする第３弾性部材と、
   を有することを特徴とする請求項４記載の多関節湾曲機構。
6. 前記第３湾曲駒に設けられ、前記第３ワイヤが前記第１ワイヤよりも内側に配置されるように位置決めを行う位置決め手段を有することを特徴とする請求項４または５記載の多関節湾曲機構。
7. 上記請求項１〜６のいずれかに記載の多関節湾曲機構を有する多関節医療器具。

Images