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JP7728433B2 - 医療用マニピュレータシステム、制御装置および医療用マニピュレータの制御方法 - Google Patents

医療用マニピュレータシステム、制御装置および医療用マニピュレータの制御方法

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JP7728433B2
JP7728433B2 JP2024503311A JP2024503311A JP7728433B2 JP 7728433 B2 JP7728433 B2 JP 7728433B2 JP 2024503311 A JP2024503311 A JP 2024503311A JP 2024503311 A JP2024503311 A JP 2024503311A JP 7728433 B2 JP7728433 B2 JP 7728433B2
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将太 澤田
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Description

本発明は、医療用マニピュレータシステムに関する。本願は、2022年02月28日に、アメリカ合衆国に仮出願された米国特許仮出願第63/314,579号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
従来、消化管などの管腔器官内の観察や処置に用いる医療用マニピュレータシステムが使用されている。医療用マニピュレータシステムは、管腔器官内に挿入される挿入部等が電動により駆動可能である。使用者は、体外に配置された操作部から挿入部等の動作を制御できる。
特許文献1には、電動によって駆動される内視鏡を備えた医療システムが記載されている。特許文献1に記載された医療システムは、内視鏡が電動によって駆動されるため、術者の疲労を低減できる。
国際公開第2021/145411号
しかしながら、特許文献1等に示す従来の医療用マニピュレータシステムは、必ずしも使用しやすいわけではなく、マニピュレータ(内視鏡)を用いた処置をより効率的に実施できるシステムではなかった。
上記事情を踏まえ、本発明は、マニピュレータ(内視鏡)を用いた観察や処置をより効率的に実施できる医療用マニピュレータシステムおよび制御装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の第一の態様に係る医療用マニピュレータシステムは、湾曲部を有する医療用マニピュレータと、前記医療用マニピュレータと接続され、前記湾曲部を曲げる駆動装置と、前記湾曲部を曲げる操作入力が入力される操作装置と、を備え、前記操作装置は、タッチパッドを有し、前記駆動装置は、前記操作入力に基づいて、前記湾曲部を曲げる方向と湾曲駆動量とを決定し、前記操作入力が開始された前記タッチパッド上の点である第一位置と、前記操作入力が終了された前記タッチパッド上の点である終点と、前記第一位置と前記終点との間にあり前記第一位置から所定距離離れた第二位置と、を認識し、前記第一位置から第二位置までにおける前記操作入力に基づいて、前記操作入力が開始された直後の前記操作入力である動き出し直後操作入力を判定し、前記操作入力のうち、記動き出し直後操作入力に基づいて、前記湾曲部を曲げる方向を決定し、前記第一位置から前記終点までの間における前記操作入力に基づいて、前記湾曲駆動量を決定する。
本発明の医療用マニピュレータシステムおよび制御装置によれば、マニピュレータを用いた観察や処置をより効率的に実施できる。
第一実施形態に係る電動内視鏡システムの全体図である。 術者によって使用される同電動内視鏡システムの内視鏡と操作装置を示す図である。 同内視鏡の挿入部を示す図である。 同挿入部の湾曲部の一部を断面図として示す図である。 図4に示す領域Eにおける節輪の拡大図である。 図4および図5のC1-C1線に沿う同湾曲部の断面図である。 同内視鏡の連結部の斜視図である。 同連結部の一部の斜視図である。 同連結部の断面図である。 同連結部の円筒部材および軸受部の斜視図である。 同電動内視鏡システムの駆動装置に装着前の同内視鏡の第一着脱部を示す図である。 同駆動装置に装着前の同第一着脱部の上下湾曲ワイヤ着脱部を示す図である。 同駆動装置に装着された同上下湾曲ワイヤ着脱部を示す図である。 同駆動装置の機能ブロック図である。 同駆動装置の内視鏡アダプタを示す図である。 同操作装置の斜視図である。 背面から見た同操作装置の斜視図である。 同電動内視鏡システムの映像制御装置の機能ブロック図である。 同駆動装置の駆動コントローラの制御フローチャートである。 ダブルモードで動作する同駆動装置を示す図である。 第一内視鏡が取り外された同駆動装置を示す図である。 同駆動コントローラの別の制御フローチャートである。 第二実施形態に係る電動内視鏡システムの全体図である。 同電動内視鏡システムの内視鏡の第一着脱部を示す図である。 第三実施形態に係る電動内視鏡システムの全体図である。 同電動内視鏡システムの内視鏡の湾曲部の一部を断面図として示す図である。 図26のC2-C2線に沿う同湾曲部の第二湾曲部の断面図である。 駆動装置に装着前の同内視鏡の第一着脱部を示す図である。 第四実施形態に係る電動内視鏡システムの全体図である。 同電動内視鏡システムにおける内視鏡の連結部の斜視図である。 同連結部の斜視図である。 同電動内視鏡システムにおける操作装置の斜視図である。 同操作装置の斜視図である。 同操作装置の正面図である。 同操作装置の左側面図である。 同操作装置の下面図である。 同連結部と嵌合した同操作装置を示す図である。 同連結部と嵌合した同操作装置を示す図である。 図37および図38に示すC3-C3線に沿う同操作装置の断面図である。 同操作装置の第一操作位置を示す図である。 処置具が鉗子口に挿入された同連結部を示す図である。 左手により操作される処置具を示す図である。 同操作装置の第二操作位置を示す図である。 同操作装置の第三操作位置を示す図である。 同第三操作位置に配置された同操作装置を示す図である。 同鉗子口の変形例を示す図である。 第五実施形態に係る電動内視鏡システムの全体図である。 同電動内視鏡システムにおいて操作装置が取り付けられた操作装置着脱部を示す図である。 体外軟性部に拘束された操作ケーブルを示す図である。 同操作装置着脱部の変形例を示す図である。 同操作装置が取り付けられた同操作装置着脱部の同変形例を示す図である。 第六実施形態に係る電動内視鏡システムの全体図である。 同電動内視鏡システムの連結部の斜視図である。 ストッパが装着された同連結部を示す図である。 同ストッパの変形例を示す図である。 内視鏡の変形例を示す図である。 第七実施形態に係る電動内視鏡システムの全体図である。 同電動内視鏡システムの制御装置のメインコントローラの制御フローチャートである。 吊り下げられた内視鏡を示す図である。 同制御装置の駆動コントローラが使用する規範モデルを示す図である。 第八実施形態に係る電動内視鏡システムの全体図である。 同電動内視鏡システムの内視鏡における湾曲する挿入部を挿通する一対の湾曲ワイヤを示す図である。 同一対の湾曲ワイヤを示す図である。 同一対の湾曲ワイヤを示す図である。 同一対の湾曲ワイヤを示す図である。 同一対の湾曲ワイヤを示す図である。 第一湾曲制御の制御フローチャートである。 同一対の湾曲ワイヤの変位と張力との関係を示す図である。 第二湾曲制御の制御フローチャートである。 同一対の湾曲ワイヤの変位と張力との関係を示す図である。 第三湾曲制御の制御フローチャートである。 他の態様の第三状態の同一対の湾曲ワイヤを示す図である。 パラメータ制御の制御フローチャートである。 シースがコイルである軟性部のモデルを示す図である。 シースがチューブである軟性部のモデルを示す図である。 第九実施形態に係る電動内視鏡システムの全体図である。 同電動内視鏡システムの操作装置の正面図である。 同電動内視鏡システムの映像制御装置が表示装置に出力する表示画像を示す図である。 操作情報画像を示す図である。 同電動内視鏡システムの制御装置の駆動コントローラの制御フローチャートである。 差分ベクトルを示す図である。 入力ベクトルを示す図である。 ベクトル方式による湾曲駆動量の判定を説明する図である。 同入力ベクトルの方向の限定を示す図である。 湾曲リミット表示を含むガイド画像を示す図である。 同操作装置の操作部本体の操作ガイドを示す図である。 同操作ガイドの他の態様を示す図である。 同操作ガイドの他の態様を示す図である。 同操作ガイドの他の態様を示す図である。 第十実施形態に係る電動内視鏡システムの全体図である。 同電動内視鏡システムの別の態様の全体図である。 同電動内視鏡システムの制御装置の駆動コントローラの制御フローチャートである。 操作情報を用いた操作情報画像の更新を説明する図である。 操作情報を用いた操作情報画像の更新を説明する図である。 第十一実施形態に係る電動内視鏡システムの操作装置を示す図である。 同電動内視鏡システムの体外軟性部を示す図である。 取り外された外側体外軟性部を示す図である。 同電動内視鏡システムの内視鏡を示す図である。 運搬時における同内視鏡を示す図である。
(第一実施形態)
本発明の第一実施形態に係る電動内視鏡システム1000について、図1から図22を参照して説明する。図1は、本実施形態に係る電動内視鏡システム1000の全体図である。電動内視鏡システム1000は、医療用マニピュレータシステムの一例である。医療用マニピュレータは、体内に挿入される電動駆動の内視鏡、カテーテル、処置具、エンドルミナルデバイス等を含む。
[電動内視鏡システム1000]
電動内視鏡システム1000は、図1に示すように、手術台Tに横たわる患者Pの体内を観察および処置する医療システムである。電動内視鏡システム1000は、内視鏡100と、駆動装置200と、操作装置300と、処置具400と、映像制御装置500と、表示装置900と、を備える。
内視鏡100は、患者Pの管腔内に挿入して患部を観察および処置する装置である。内視鏡100は、駆動装置200と着脱自在である。内視鏡100の内部には内部経路101が形成されている。以降の説明において、内視鏡100において、患者Pの管腔内に挿入される側を「先端側(遠位側)A1」、駆動装置200に装着される側を「基端側(近位側)A2」という。
駆動装置200は、内視鏡100および操作装置300と着脱自在に接続される。駆動装置200は、操作装置300に入力された操作に基づき、内蔵するモータを駆動して内視鏡100を電動駆動する。また、駆動装置200は、操作装置300に入力された操作に基づき、内蔵するポンプ等を駆動して内視鏡100に送気吸引を実施させる。なお、以降の説明において「送気」とは、送気のみでなく送水を含んでもよい。
操作装置300は、操作ケーブル301を経由して駆動装置200と着脱自在に接続される。操作装置300は、有線通信ではなく無線通信により駆動装置200と通信可能であってもよい。術者Sは、操作装置300を操作することにより、内視鏡100を電動駆動できる。
処置具400は、内視鏡100の内部経路101を挿通して患者Pの管腔内に挿入して患部を処置する装置である。図1においては、処置具400は、鉗子口126から内視鏡100の内部経路101に挿入されている。
映像制御装置500は、内視鏡100と着脱自在に接続されており、内視鏡100から撮像画像を取得する。映像制御装置500は、内視鏡100から取得した撮像画像や操作者に対する情報提供を目的とするGUI画像やCG画像を表示装置900に表示させる。
駆動装置200と映像制御装置500とは、電動内視鏡システム1000を制御する制御装置600を構成する。制御装置600は、ビデオプリンタなどの周辺機器をさらに備えてもよい。駆動装置200と映像制御装置500とは、一体の装置であってもよい。
表示装置900は、LCDなどの画像を表示可能な装置である。表示装置900は、表示ケーブル901を経由して映像制御装置500に接続されている。
図2は、術者Sによって使用される内視鏡100と操作装置300を示す図である。
術者Sは、例えば、表示装置900に表示された撮像画像を観察しながら、患者Pの肛門から管腔内に挿入させた内視鏡100を右手Rで操作しながら、操作装置300を左手Lで操作する。内視鏡100と操作装置300とが分離しているため、術者Sは内視鏡100と操作装置300とを互いに影響を受けることなく独立して操作できる。
[内視鏡100]
内視鏡100は、図1に示すように、挿入部110と、連結部120と、体外軟性部140と、着脱部150と、湾曲ワイヤ160(図6参照)と、内蔵物170(図6参照)と、を備える。挿入部110と、連結部120と、体外軟性部140と、着脱部150と、は先端側から順に接続されている。
図3は、内視鏡100の挿入部110を示す図である。
内視鏡100の内部には、挿入部110の先端から着脱部150の基端まで内視鏡100の長手方向Aに沿って延びる内部経路101が形成されている。湾曲ワイヤ160および内蔵物170は、内部経路101に挿入されている。
内蔵物170は、チャンネルチューブ171と、吸引チューブ172(図9参照)と、撮像ケーブル173と、ライトガイド174と、送気・送水チューブ175と、を有する。
[挿入部110]
挿入部110は、管腔内に挿入可能な細長な長尺部材である。挿入部110は、先端部111と、湾曲部112と、体内軟性部119と、を有する。先端部111と、湾曲部112と、体内軟性部119と、は先端側から順に接続されている。
先端部111は、図3に示すように、開口部111aと、照明部111bと、撮像部111cと、送気・送水ノズル111dと、を有する。開口部111aは、チャンネルチューブ171と連通する開口である。図3に示すように、チャンネルチューブ171を挿通する処置具400の先端に設けられた把持鉗子などの処置部410が開口部111aから突没する。送気・送水ノズルは111dは、送気・送水チューブ175を連通する開口である。制御装置600付近に設置されたタンクの水または空気が送気・送水チューブ175を経由して送気・送水ノズル111dから送出される。
照明部111bは、照明光を導光するライトガイド174と接続されており、撮像対象を照明する照明光を出射する。撮像部111cは、CMOS等の撮像素子を備えており、撮像対象を撮像する。撮像信号は、撮像ケーブル173を経由して映像制御装置500に送られる。
図4は、湾曲部112の一部を断面図として示す図である。
湾曲部112は、複数の節輪(湾曲駒ともいう)115と、複数の節輪115の先端に連結された先端部116と、アウターシース118(図3参照)と、を有する。複数の節輪115および先端部116は、アウターシース118の内部において長手方向Aに連結されている。なお、湾曲部112が有する節輪115の形状および数は、図4に示す節輪115の形状および数に限定されない。
図5は、図4に示す領域Eにおける節輪115の拡大図である。
節輪115は、金属で形成された短筒状の部材である。複数の節輪115は、隣り合う節輪115の内部空間が連続する空間となるように連結されている。
節輪115は、先端側の第一節輪115aと、基端側の第二節輪115bと、を有する。第一節輪115aと第二節輪115bとは、第一回動ピン115pによって、長手方向Aに対して垂直な上下方向(「UD方向」ともいう)に回動可能に連結されている。
隣り合う節輪115においては、先端側の節輪115における第二節輪115bと、基端側の節輪115における第一節輪115aとが、第二回動ピン115qによって、長手方向AおよびUD方向に対して垂直な左右方向(「LR方向」ともいう)に回動可能に連結されている。
第一節輪115aと第二節輪115bとが第一回動ピン115pと第二回動ピン115qによって交互に連結されており、湾曲部112は所望の方向に湾曲自在である。
図6は、図4および図5のC1-C1線に沿う湾曲部112の断面図である。
第二節輪115bの内周面には、上ワイヤガイド115uと、下ワイヤガイド115dと、が形成されている。上ワイヤガイド115uと下ワイヤガイド115dとは、長手方向Aの中心軸Oを挟んでUD方向の両側に配置されている。第一節輪115aの内周面には、左ワイヤガイド115lと、右ワイヤガイド115rと、が形成されている。左ワイヤガイド115lと右ワイヤガイド115rとは、長手方向Aの中心軸Oを挟んでLR方向の両側に配置されている。
上ワイヤガイド115uと、下ワイヤガイド115dと、左ワイヤガイド115lと、右ワイヤガイド115rとには、湾曲ワイヤ160が挿通する貫通孔が長手方向Aに沿って形成されている。
湾曲ワイヤ160は、湾曲部112を曲げるワイヤである。湾曲ワイヤ160は、内部経路101を通って着脱部150まで延びている。湾曲ワイヤ160は、図4および図6に示すように、上湾曲ワイヤ161uと、下湾曲ワイヤ161dと、左湾曲ワイヤ161lと、右湾曲ワイヤ161rと、4本のワイヤシース161sと、を有する。
上湾曲ワイヤ161uと、下湾曲ワイヤ161dと、左湾曲ワイヤ161lと、右湾曲ワイヤ161rとは、図4に示すように、それぞれワイヤシース161sを挿通している。ワイヤシース161sの先端は、湾曲部112の基端の節輪115に取り付けられている。ワイヤシース161sは、着脱部150まで延びている。
上湾曲ワイヤ161uおよび下湾曲ワイヤ161dは、湾曲部112をUD方向に曲げるワイヤである。上湾曲ワイヤ161uは、上ワイヤガイド115uを挿通している。下湾曲ワイヤ161dは、下ワイヤガイド115dを挿通している。
上湾曲ワイヤ161uと下湾曲ワイヤ161dの先端は、図4に示すように、湾曲部112の先端の先端部116に固定されている。先端部116に固定された上湾曲ワイヤ161uと下湾曲ワイヤ161dの先端は、長手方向Aの中心軸Oを挟んでUD方向の両側に配置されている。
左湾曲ワイヤ161lおよび右湾曲ワイヤ161rは、湾曲部112をLR方向に曲げるワイヤである。左湾曲ワイヤ161lは、左ワイヤガイド115lを挿通している。右湾曲ワイヤ161rは、右ワイヤガイド115rを挿通している。
左湾曲ワイヤ161lと右湾曲ワイヤ161rの先端は、図4に示すように、湾曲部112の先端部116に固定されている。先端部116に固定された左湾曲ワイヤ161lと右湾曲ワイヤ161rの先端は、長手方向Aの中心軸Oを挟んでLR方向の両側に配置されている。
湾曲部112は、湾曲ワイヤ160(上湾曲ワイヤ161u,下湾曲ワイヤ161d,左湾曲ワイヤ161l,右湾曲ワイヤ161r)をそれぞれ牽引または弛緩することによって、所望の方向に湾曲自在である。
図6に示すように、湾曲部112の内部に形成された内部経路101には、湾曲ワイヤ160と、チャンネルチューブ171と、撮像ケーブル173と、ライトガイド174と、送気・送水チューブ175と、が挿通している。
体内軟性部119は、長尺で可撓性を有する管状部材である。体内軟性部119に形成された内部経路101には、湾曲ワイヤ160と、チャンネルチューブ171と、撮像ケーブル173と、ライトガイド174と、送気・送水チューブ175と、が挿通している。
[連結部120]
図7は、連結部120の斜視図である。図8は、連結部120の一部の斜視図である。
連結部120は、挿入部110の体内軟性部119と体外軟性部140とを連結する部材である。連結部120は、円筒部材121と、連結部本体122と、シール部123と、軸受部124と、カバー部材125と、鉗子口126と、三又分岐チューブ127と、を備える。
図9は、連結部120の断面図である。
円筒部材121は、円筒状に形成されている。円筒部材121の内部空間は、体内軟性部119の内部空間と連通しており、内部経路101の一部を形成する。円筒部材121の内部空間には、湾曲ワイヤ160と、チャンネルチューブ171と、撮像ケーブル173と、ライトガイド174と、送気・送水チューブ175と、が挿通している。円筒部材121の外周面には、磁気リング121sが周方向に沿って取り付けられている。
連結部本体122は、略円筒状に形成されている。連結部本体122は、先端部122aと基端部122bとを有する。先端部122aの先端開口には、円筒部材121の基端部121bが挿入されている。基端部122bには、体外軟性部140の先端部140aが接着剤や熱融着などにより接合されている。連結部本体122の内部空間は、体外軟性部140の内部空間と連通しており、内部経路101の一部を形成する。
シール部123は、ハウジング123hと、リング123rと、を有する。ハウジング123hの内側は、円筒部材121の外周に固定されている。ハウジング123hの外側は、カバー部材125の先端部125aの内周面にリング123rを経由して接触している。
図10は、円筒部材121および軸受部124の斜視図である。
軸受部124は、連結部本体122と円筒部材121とを、長手方向Aに延びる回転軸ROを中心に回動可能に連結する。具体的には、軸受部124は、連結部本体122に固定されている。軸受部124は、円筒部材121を長手方向Aに延びる回転軸ROを中心に回動可能に支持する。
連結部本体122は、磁気リング121sの回転を検出する図示しない磁気センサを有しており、連結部本体122に対する円筒部材121の回転角度を検出できる。検出された回転角度は、図示しない伝送ケーブルを経由して制御装置600に送信される。
体内軟性部119の基端部119bは、ハウジング123hの外側に固定されている。そのため、体内軟性部119とハウジング123hと円筒部材121とは、一体となって連結部本体122に対して回転する。体内軟性部119の基端部119bとハウジング123hと円筒部材121とを、「受動回転部」ともいう。
カバー部材125は、連結部本体122の外周を覆う部材である。カバー部材125は、体外軟性部140が通過する第一開口125bと、鉗子口126が通過する第二開口125cと、を有する。第一開口125bと体外軟性部140との間の隙間はシール部材により密閉される。第二開口125cと鉗子口126との間の隙間は、シール部材により密閉される。
鉗子口126は、処置具400を挿入する挿入口である。鉗子口126は、円筒状に形成されており、カバー部材125に取り付けられている。鉗子口126の基端部126bは、カバー部材125の第二開口125cから突出している。
三又分岐チューブ127は、チャンネルチューブ171の基端部171bと、鉗子口126の先端部126aと、吸引チューブ172の先端部172aと、を接続する。チャンネルチューブ171と吸引チューブ172とは、三又分岐チューブ127を経由して接続される。また、鉗子口126とチャンネルチューブ171とは、三又分岐チューブ127を経由して接続される。術者Sは、鉗子口126の基端部126bから処置具400を挿入して、チャンネルチューブ171に処置具400を挿通させることができる。
体内軟性部119と体外軟性部140とは、連結部120により、長手方向Aに延びる回転軸ROを中心に回転可能に連結される。そのため、図2に示すように、術者Sが挿入部110の体内軟性部119を長手方向Aに延びる回転軸ROを中心に回転させた場合、駆動装置200付近まで延びる体外軟性部140を回転させることなく、体内軟性部119のみを回転させることができる。そのため、術者Sは体内軟性部119を回転操作しやすい。
一方、体内軟性部119と体外軟性部140とは、相対回転する際に摩擦力が発生するため、所定以上の力が加えられない限り相対回転しない。術者Sが挿入部110の体内軟性部119を回転させない限り、体内軟性部119は体外軟性部140に対して回転しないように上記摩擦力は調整されている。そのため、例えば術者Sが処置具400を操作するために右手Rを体内軟性部119から離した場合であっても、体内軟性部119は体外軟性部140に対して回転しない。
また、術者Sが挿入部110の体内軟性部119を長手方向Aに延びる回転軸ROを中心に回転させた場合、体内軟性部119と連動して回転しない部分である連結部本体122に取り付けられた鉗子口126は回転しない。処置具400が挿入される鉗子口126の位置が変わらないため、術者Sは処置具400を操作しやすい。
連結部本体122の内部に円筒部材121の基端部121bが挿入されている。よって、円筒部材121および連結部本体122を挿通する湾曲ワイヤ160等は、主に円筒部材121の内部空間を通過し、円筒部材121に対して相対回転する連結部本体122と接触しにくい。そのため、円筒部材121と連結部本体122とが相対回転した場合であっても、湾曲ワイヤ160等は長い内部経路101全体でねじれるため、ねじれの応力が集中しづらい。
[体外軟性部140]
体外軟性部140は、長尺な管状部材である。体外軟性部140の内部に形成された内部経路101には、湾曲ワイヤ160と、撮像ケーブル173と、ライトガイド174と、吸引チューブ172(図9参照)と、送気・送水チューブ175と、が挿通している。
[着脱部150]
着脱部150は、図1に示すように、駆動装置200に装着される第一着脱部1501と、映像制御装置500に装着される第二着脱部1502と、を備える。なお、第一着脱部1501と第二着脱部1502とは、一体の着脱部であってもよい。
体外軟性部140の内部に形成された内部経路101は、第一着脱部1501と第二着脱部1502に分岐する。湾曲ワイヤ160、吸引チューブ172および送気・送水チューブ175は、第一着脱部1501を挿通する。撮像ケーブル173およびライトガイド174は、第二着脱部1502を挿通する。
図11は、駆動装置200に装着前の第一着脱部1501を示す図である。
第一着脱部1501は、上下湾曲ワイヤ着脱部151と、左右湾曲ワイヤ着脱部152と、スコープID記憶部158と、を有する。
上下湾曲ワイヤ着脱部151は、湾曲部112をUD方向に曲げるワイヤ(上湾曲ワイヤ161uおよび下湾曲ワイヤ161d)を駆動装置200に着脱自在に連結する機構である。
左右湾曲ワイヤ着脱部152は、湾曲部112をLR方向に曲げるワイヤ(左湾曲ワイヤ161lおよび右湾曲ワイヤ161r)を駆動装置200に着脱自在に連結する機構である。
左右湾曲ワイヤ着脱部152は、上下湾曲ワイヤ着脱部151と同等の構造であるため、図示および説明を省略する。
図12は、駆動装置200に装着前の上下湾曲ワイヤ着脱部151を示す図である。図13は、駆動装置200に装着された上下湾曲ワイヤ着脱部151を示す図である。上下湾曲ワイヤ着脱部151は、支持部材155と、第一被駆動部156と、第二被駆動部157と、張力センサ159と、を有する。
支持部材155は、第一被駆動部156、第二被駆動部157、およびスコープID記憶部158を支持する。支持部材155は、上下湾曲ワイヤ着脱部151の基端側に露出する着脱検知用ドグ155aと、複数のベンドプーリ155pと、を有する。
ベンドプーリ155pは、体外軟性部140を挿通する上湾曲ワイヤ161uの搬送方向を変更して、上湾曲ワイヤ161uを第一被駆動部156まで案内する。また、ベンドプーリ155pは、体外軟性部140を挿通する下湾曲ワイヤ161dの搬送方向を変更して、下湾曲ワイヤ161dを第二被駆動部157まで案内する。
第一被駆動部(駆動力伝達部)156は、湾曲部112(可動部)を駆動する駆動力が入力される部材である。本実施形態において、第一被駆動部156は回転ドラムである。第一被駆動部156は、長手方向Aに沿って延びる第一ドラム回転軸156rを中心に回動可能に支持部材155に支持されている。第一被駆動部156は、第一巻取プーリ156aと、第一カップリング部156cと、を有する。なお、第一被駆動部156は回転ドラムに限定されない。
第一巻取プーリ156aは、第一ドラム回転軸156rを中心に回動することにより上湾曲ワイヤ161uを牽引または送出する。先端側から基端側に向かって見て第一巻取プーリ156aが時計回りに回転することにより、上湾曲ワイヤ161uは第一巻取プーリ156aに巻き付けられて牽引される。逆に、第一巻取プーリ156aが反時計回りに回転することにより、上湾曲ワイヤ161uは第一巻取プーリ156aから送り出される。この構成によって、上湾曲ワイヤ161uの進退量が多くても、牽引された部分はコンパクトに格納されて場所を取らない。
第一カップリング部156cは、第一ドラム回転軸156rを中心に回動する円板部材である。第一カップリング部156cは、第一巻取プーリ156aの基端に固定されており、第一巻取プーリ156aと一体に回動する。第一カップリング部156cは、上下湾曲ワイヤ着脱部151の基端側に露出している。第一カップリング部156cの基端側の面には、二個の第一嵌合凸部156dが形成されている。二個の第一嵌合凸部156dは、第一ドラム回転軸156rを挟んで両側に形成されている。
第二被駆動部157は、湾曲部112(可動部)を駆動する駆動力が入力される部材である。本実施形態において、第二被駆動部157は回転ドラムである。第二被駆動部157は、長手方向Aに沿って延びる第二ドラム回転軸157rを中心に回動可能に支持部材155に支持されている。第二被駆動部157は、第二巻取プーリ157aと、第二カップリング部157cと、を有する。なお、第二被駆動部157は回転ドラムに限定されない。
第二巻取プーリ157aは、第二ドラム回転軸157rを中心に回動することにより下湾曲ワイヤ161dを牽引または送出する。先端側から基端側に向かって見て第二巻取プーリ157aが反時計回りに回転することにより、下湾曲ワイヤ161dは第二巻取プーリ157aに巻き付けられて牽引される。逆に、第二巻取プーリ157aが時計回りに回転することにより、下湾曲ワイヤ161dは第二巻取プーリ157aから送り出される。
第二カップリング部157cは、第二ドラム回転軸157rを中心に回動する円板部材である。第二カップリング部157cは、第二巻取プーリ157aの基端に固定されており、第二巻取プーリ157aと一体に回動する。第二カップリング部157cは、上下湾曲ワイヤ着脱部151の基端側に露出している。第二カップリング部157cの基端側の面には、二個の第二嵌合凸部157dが形成されている。二個の第二嵌合凸部157dは、第二ドラム回転軸157rを挟んで両側に形成されている。
以降の説明において、第一被駆動部156と第二被駆動部157とを区別しない場合、これらを「被駆動部15X」という。内視鏡100を駆動するために必要な被駆動部15Xの数は4個である。
スコープID記憶部158は、内視鏡100のスコープIDを記憶する不揮発性のメモリを有する。スコープIDは、内視鏡100の種類や仕様などを示すIDである。スコープIDは、不図示の電気配線を介して駆動コントローラ260によって取得される。駆動コントローラ260は、取得したスコープIDに基づいて、装着された第一着脱部1501において駆動する必要がある被駆動部15Xの数および被駆動部15Xの配置などを認識できる。
張力センサ159は、上湾曲ワイヤ161uおよび下湾曲ワイヤ161dの張力を検出する。張力センサ159の検出結果は、不図示の電気配線を介して駆動コントローラ260によって取得される。
[駆動装置200]
図14は、駆動装置200の機能ブロック図である。
駆動装置200は、アダプタ210と、操作受信部220と、送気吸引駆動部230と、ワイヤ駆動部(アクチュエータ)250と、駆動コントローラ260と、を備える。
アダプタ210は、図11に示すように、第一操作アダプタ211Aと、第二操作アダプタ211Bと、内視鏡アダプタ212と、を有する。第一操作アダプタ211Aおよび第二操作アダプタは、操作ケーブル301が着脱可能に接続されるアダプタである。
図15は、内視鏡アダプタ212を示す図である。
内視鏡アダプタ212は、内視鏡100の第一着脱部1501が着脱可能に接続されるアダプタである。内視鏡アダプタ212は、ワイヤ駆動部250を取り囲こむように設けられている。第一着脱部1501が内視鏡アダプタ212に接続されると、上下湾曲ワイヤ着脱部151および左右湾曲ワイヤ着脱部152はワイヤ駆動部250とカップリングできる。
操作受信部220は、操作ケーブル301を経由して操作装置300から操作入力を受信する。操作装置300と駆動装置200とが有線通信ではなく無線通信により通信を行う場合、操作受信部220は公知の無線受信用モジュールを有する。
送気吸引駆動部230は、内視鏡100の内部経路101に挿入された吸引チューブ172および送気・送水チューブ175と接続される。送気吸引駆動部230は、ポンプ等を備えており、送気・送水チューブ175に空気を送気または水を送水する。また、送気吸引駆動部230は、吸引チューブ172から空気を吸引する。
ワイヤ駆動部(アクチュエータ)250は、上下湾曲ワイヤ着脱部151および左右湾曲ワイヤ着脱部152とカップリングして湾曲ワイヤ160を駆動する。
ワイヤ駆動部250は、図10および図12に示すように、支持部材250aと、第一駆動部(第一アクチュエータ)251と、第二駆動部(第二アクチュエータ)252と、第三駆動部(第三アクチュエータ)253と、第四駆動部(第四アクチュエータ)254と、第五駆動部(第五アクチュエータ)255と、第六駆動部(第六アクチュエータ)256と、第七駆動部(第七アクチュエータ)257と、第八駆動部(第八アクチュエータ)258と、着脱センサ259と、を有する。
以降の説明において、第一駆動部251と、第二駆動部252と、第三駆動部253と、第四駆動部254と、第五駆動部255と、第六駆動部256と、第七駆動部257と、第八駆動部258とを区別しない場合、これらを「駆動部25X」という。駆動部25Xの数(8個)は、内視鏡100を駆動するために必要な被駆動部15Xの数(4個)よりも多い。なお、ワイヤ駆動部250が有する駆動部25Xの数は8個に限定されない。
複数の駆動部25Xは、先端側A1から見て格子状に配列している。本実施形態において、8個の駆動部25Xは、水平方向に沿って4個、垂直方向に沿って2個配列している。なお、複数の駆動部25Xの配列態様はこれに限定されない。
内視鏡アダプタ212は、様々な態様で第一着脱部1501と接続可能である。図1に示す内視鏡アダプタ212は、第一駆動部251と第二駆動部252と第三駆動部253と第四駆動部254とが湾曲ワイヤ160を駆動するように、第一着脱部1501と接続されている。また、内視鏡アダプタ212は、第五駆動部255と第六駆動部256と第七駆動部257と第八駆動部258とが湾曲ワイヤ160を駆動するように、第一着脱部1501と接続されてもよい。すわなち、内視鏡アダプタ212には、2個の第一着脱部1501が同時に接続され得る。
1個の第一着脱部1501が装着される複数の駆動部25Xを「駆動部グループ25G」という。本実施形態において、内視鏡アダプタ212に装着され得る2個の第一着脱部1501のうち一方の第一着脱部1501が装着される第一駆動部251と第二駆動部252と第三駆動部253と第四駆動部254とを「第一駆動部グループ25G1」という。また、他方の第一着脱部1501が装着される第五駆動部255と第六駆動部256と第七駆動部257と第八駆動部258とを「第二駆動部グループ25G2」という。
なお、内視鏡アダプタ212と第一着脱部1501との接続態様はこれに限定されない。例えば、内視鏡アダプタ212は、8個の駆動部25Xから選択された任意の4個の駆動部25Xが湾曲ワイヤ160を駆動するように、第一着脱部1501と接続されてもよい。
第一駆動部251および第二駆動部252は、垂直方向に沿って隣接して設けられている。第一駆動部251および第二駆動部252は、例えば、上下湾曲ワイヤ着脱部151とカップリングして、湾曲部112をUD方向に曲げるワイヤ(上湾曲ワイヤ161uおよび下湾曲ワイヤ161d)を駆動できる。
第三駆動部253および第四駆動部254は、垂直方向に沿って隣接して設けられている。第三駆動部253および第四駆動部254は、例えば、左右湾曲ワイヤ着脱部152とカップリングして、湾曲部112をLR方向に曲げるワイヤ(左湾曲ワイヤ161lおよび右湾曲ワイヤ161r)を駆動できる。
第三駆動部253および第四駆動部254は、第一駆動部251および第二駆動部252と同等の構造であるため、図示および説明を省略する。
第五駆動部255および第六駆動部256は、第一駆動部251および第二駆動部252と同等の構造であるため、図示および説明を省略する。
第七駆動部257および第八駆動部258は、第一駆動部251および第二駆動部252と同等の構造であるため、図示および説明を省略する。
図12に例示する第一駆動部251は、上下湾曲ワイヤ着脱部151の第一被駆動部156とカップリングして、上湾曲ワイヤ161uを駆動する。第一駆動部251は、第一シャフト251aと、第一モータ部251bと、第一被カップリング部251cと、第一トルクセンサ251eと、第一弾性部材251sと、を有する。
第一シャフト251aは、第一シャフト回転軸251rを中心に回動可能かつ長手方向Aに進退可能に支持部材250aに支持されている。内視鏡100の第一着脱部1501が駆動装置200に装着されたとき、第一シャフト回転軸251rは、第一ドラム回転軸156rと一致する。
第一モータ部251bは、DCモータなどの第一モータと、第一モータを駆動する第一モータドライバと、第一モータエンコーダと、を有する。第一モータは、第一シャフト251aを第一シャフト回転軸251rを中心に回転させる。第一モータドライバは、駆動コントローラ260によって制御される。
第一被カップリング部251cは、第一シャフト回転軸251rを中心に回動する円板部材である。第一被カップリング部251cは、第一シャフト251aの先端に固定されており、第一シャフト251aと一体に回動する。図12に示すように、第一被カップリング部251cは、ワイヤ駆動部250の先端側A1に露出している。第一被カップリング部251cの先端側A1の面には、二個の第一嵌合凹部251dが形成されている。二個の第一嵌合凹部251dは、第一シャフト回転軸251rを挟んで両側に形成されている。
図13に示すように、第一嵌合凸部156dと第一嵌合凹部251dとが嵌合して、第一カップリング部156cと第一被カップリング部251cとがカップリングする。その結果、第一モータ部251bによる第一シャフト251aの回転が第一被駆動部156に伝達される。先端側A1から基端側A2に向かって見て第一シャフト251aが時計回りに回転することにより、上湾曲ワイヤ161uは牽引される。逆に、第一シャフト251aが反時計回りに回転することにより、上湾曲ワイヤ161uは送出される。
第一トルクセンサ251eは、第一シャフト251aの第一シャフト回転軸251rを中心とした回転トルクを検出する。第一トルクセンサ251eの検出結果は、駆動コントローラ260によって取得される。
第一弾性部材251sは、例えば圧縮バネであり、先端部が第一被カップリング部251c、基端部が支持部材250aに接触している。第一弾性部材251sは、第一被カップリング部251cを先端側A1に付勢する。図13に示すように、第一カップリング部156cが装着されると、第一被カップリング部251cは、第一シャフト251aとともに基端側A2に移動する。
図12に例示する第二駆動部252は、上下湾曲ワイヤ着脱部151の第二被駆動部157とカップリングして、下湾曲ワイヤ161dを駆動する。第二駆動部252は、第二シャフト252aと、第二モータ部252bと、第二被カップリング部252cと、第二トルクセンサ252eと、第二弾性部材252sと、を有する。
第二シャフト252aは、第二シャフト回転軸252rを中心に回動可能かつ長手方向Aに進退可能に支持部材250aに支持されている。内視鏡100の第一着脱部1501が駆動装置200に装着されたとき、第二シャフト回転軸252rは、第二ドラム回転軸157rと一致する。
第二モータ部252bは、DCモータなどの第二モータと、第二モータを駆動する第二モータドライバと、第二モータエンコーダと、を有する。第二モータは、第二シャフト252aを第二シャフト回転軸252rを中心に回転させる。第二モータドライバは、駆動コントローラ260によって制御される。
第二被カップリング部252cは、第二シャフト回転軸252rを中心に回動する円板部材である。第二被カップリング部252cは、第二シャフト252aの先端に固定されており、第二シャフト252aと一体に回動する。図12に示すように、第二被カップリング部252cは、ワイヤ駆動部250の先端側A1に露出している。第二被カップリング部252cの先端側A1の面には、二個の第二嵌合凹部252dが形成されている。二個の第二嵌合凹部252dは、第二シャフト回転軸252rを挟んで両側に形成されている。
図13に示すように、第二嵌合凸部157dと第二嵌合凹部252dとが嵌合して、第二カップリング部157cと第二被カップリング部252cとがカップリングする。その結果、第二モータ部252bによる第二シャフト252aの回転が第二被駆動部157に伝達される。先端側A1から基端側A2に向かって見て第二シャフト252aが反時計回りに回転することにより、下湾曲ワイヤ161dは牽引される。逆に、第二シャフト252aが時計回りに回転することにより、下湾曲ワイヤ161dは送出される。
第二トルクセンサ252eは、第二シャフト252aの第二シャフト回転軸252rを中心とした回転トルクを検出する。第二トルクセンサ252eの検出結果は、駆動コントローラ260によって取得される。
第二弾性部材252sは、例えば圧縮バネであり、先端部が第二被カップリング部252c、基端部が支持部材250aに接触している。第二弾性部材252sは、第二被カップリング部252cを先端側A1に付勢する。図13に示すように、第二カップリング部157cが装着されると、第二被カップリング部252cは、第二シャフト252aとともに基端側A2に移動する。
着脱センサ259は、図13に示すように、着脱検知用ドグ155aとの係合および非係合を検出することにより、第一着脱部1501のワイヤ駆動部250への着脱を検出する。着脱センサ259は、8個の駆動部25Xに対して個別に設けられており、装着された第一着脱部1501が使用する駆動部25Xを検出できる。着脱センサ259の検出結果は、駆動コントローラ260によって取得される。
上記の仕組みにより、上下湾曲ワイヤ着脱部151が第一駆動部251および第二駆動部252に装着されると、第一駆動部251が上湾曲ワイヤ161uを独立して駆動でき、第二駆動部252が下湾曲ワイヤ161dを独立して駆動できる。同様に、左右湾曲ワイヤ着脱部152が第三駆動部253および第四駆動部254に装着されると、第三駆動部253が左湾曲ワイヤ161lを独立して駆動でき、第四駆動部254が右湾曲ワイヤ161rを独立して駆動できる。そのため、内視鏡100の湾曲部112から駆動装置200までの距離が従来の軟性内視鏡と比較して長い場合であっても、湾曲部112の湾曲操作を高精度に制御できる。
駆動コントローラ260は、駆動装置200の全体を制御する。駆動コントローラ260は、操作受信部220が受信した操作入力を取得する。駆動コントローラ260は、取得した操作入力に基づいて、送気吸引駆動部230およびワイヤ駆動部250を制御する。
駆動コントローラ260は、プロセッサ261と、メモリ262と、プログラムおよびデータを記憶可能な記憶部263と、入出力制御部264と、を備えたプログラム実行可能なコンピュータである。駆動コントローラ260の機能は、プログラムをプロセッサ261が実行することにより実現される。駆動コントローラ260の少なくとも一部の機能は、専用の論理回路によって実現されていてもよい。
駆動コントローラ260は、複数の湾曲ワイヤ160を駆動する複数のモータを高精度に制御するため、高い演算性能を備えていることが望ましい。
記憶部263に格納された駆動コントローラ260を制御するプログラムは、ワイヤ駆動部250に接続された複数の内視鏡100を独立して駆動できる。
記憶部263には、内視鏡100のスコープIDと、内視鏡100の種類や仕様などの内視鏡100の情報と、を対応付けた内視鏡100のデータベースが記憶されている。駆動コントローラ260は、データベースを参照することで、スコープIDから内視鏡100の情報を認識できる。
なお、駆動コントローラ260は、プロセッサ261、メモリ262、記憶部263、および入出力制御部264以外の構成をさらに有してもよい。例えば、駆動コントローラ260は、画像処理や画像認識処理の一部もしくは全部を行う画像演算部をさらに有してもよい。画像演算部をさらに有することで、駆動コントローラ260は、特定の画像処理や画像認識処理を高速に実行できる。画像演算部は通信回線で接続される別体のハードウェア装置に搭載されていてもよい。
[操作装置300]
図16は、操作装置300の斜視図である。
操作装置300は、内視鏡100を駆動するための操作が入力される装置である。入力された操作入力は、操作ケーブル301を経由して駆動装置200に送信される。操作装置300は、有線通信ではなく無線通信により駆動装置200と通信可能であってもよい。
図17は、背面から見た操作装置300の斜視図である。
操作装置300は、操作部本体310と、送気送水ボタン351と、吸引ボタン352と、各種ボタン350と、タッチパッド380と、タッチセンサ381と、を備える。
操作部本体310は、術者Sが左手Lで保持可能な略角柱状に形成されている。操作部本体310は、上方に設けられたタッチパッド支持部314と、下方に設けられた把持部316と、後方に設けられたハンドル317と、を有する。術者Sは、図16に示すように、左手Lにより把持部316を把持しながら、左手Lの親指FTによりタッチパッド380を操作できる。
タッチパッド380は、湾曲部112に対する湾曲操作等が入力されるタッチセンシティブインターフェースである。タッチパッド380は、タッチパネルであってもよい。
[映像制御装置500]
図18は、映像制御装置500の機能ブロック図である。
映像制御装置500は、電動内視鏡システム1000を制御する。映像制御装置500は、第一内視鏡アダプタ510Aと、第二内視鏡アダプタ510Bと、撮像処理部520と、光源部530と、メインコントローラ560と、を備える。
第一内視鏡アダプタ510Aおよび第二内視鏡アダプタ510Bは、内視鏡100の第二着脱部1502が着脱可能に接続されるアダプタである。
撮像処理部520は、撮像ケーブル173を経由して先端部111の撮像部111cから取得された撮像信号を撮像画像に変換する。
光源部530は、撮像対象に照射される照明光を発生させる。光源部530が発生させた照明光は、ライトガイド174を経由して先端部111の照明部111bに導かれる。
メインコントローラ560は、プロセッサ561とメモリ562と、プログラムおよびデータを記憶可能な記憶部563と、入出力制御部564と、を備えたプログラム実行可能なコンピュータである。メインコントローラ560の機能はプログラムをプロセッサ561が実行することにより実現される。メインコントローラ560の少なくとも一部の機能は、専用の論理回路によって実現されていてもよい。
メインコントローラ560は、プロセッサ561と、プログラムを読み込み可能なメモリ562と、記憶部563と、入出力制御部564と、を有する。
記憶部563は、上述したプログラムや必要なデータを記憶する不揮発性の記録媒体である。記憶部563は、例えばROMやハードディスク等で構成される。記憶部563に記録されたプログラムは、メモリ562に読み込まれ、プロセッサ561によって実行される。
入出力制御部564は、撮像処理部520、光源部530、駆動装置200、表示装置900、入力装置(不図示)、およびネットワーク機器(不図示)と接続されている。入出力制御部564は、プロセッサ561の制御に基づき、接続される機器に対するデータの送受信や制御信号の送受信を実施する。
メインコントローラ560は、撮像処理部520が取得した撮像画像に対して画像処理を実施できる。メインコントローラ560は、術者Sに対する情報提供を目的とするGUI画像やCG画像を生成できる。メインコントローラ560は、撮像画像やGUI画像やCG画像を表示装置900に表示させることができる。
メインコントローラ560は、一体となったハードウェア装置に限られない。例えば、メインコントローラ560は、一部が別体のハードウェア装置として分離した上で、分離したハードウェア装置を通信回線で接続することで構成してもよい。例えば、メインコントローラ560は、分離された記憶部563を通信回線で接続するクラウドシステムであってもよい。
メインコントローラ560は、プロセッサ561、メモリ562、記憶部563、および入出力制御部564以外の構成をさらに有してもよい。例えば、メインコントローラ560は、プロセッサ561が行っていた画像処理や画像認識処理の一部もしくは全部を行う画像演算部をさらに有してもよい。画像演算部をさらに有することで、メインコントローラ560は、特定の画像処理や画像認識処理を高速に実行できる。画像演算部は通信回線で接続される別体のハードウェア装置に搭載されていてもよい。
[電動内視鏡システム1000の動作]
次に、本実施形態の電動内視鏡システム1000の動作について説明する。具体的には、電動内視鏡システム1000の制御装置600の駆動コントローラ260の動作について説明する。
以降、図19に示す制御装置600の駆動コントローラ260の制御フローチャートに沿って説明を行う。制御装置600が起動されると、駆動コントローラ260は初期化を実施した後に図19に示す制御フローを開始する(ステップS100)。次に、駆動コントローラ260(主としてプロセッサ261)はステップS110を実行する。
<ステップS110>
駆動コントローラ260は、ステップS110において、ワイヤ駆動部250に内視鏡100の第一着脱部1501が装着されているかを検出する。ワイヤ駆動部250に内視鏡100の第一着脱部1501が装着されている場合、駆動コントローラ260は、次にステップS120を実行する。
<ステップS120>
駆動コントローラ260は、ステップS120において、装着された内視鏡100の第一着脱部1501に格納されたスコープIDを読み出す。複数の内視鏡100がワイヤ駆動部250に装着されている場合、駆動コントローラ260は全ての内視鏡100からスコープIDを読み出す。駆動コントローラ260は、次にステップS130を実行する。
<ステップS130>
駆動コントローラ260は、ステップS130において、取得したスコープIDに基づいて、装着されている内視鏡100の種類および装着されている内視鏡100の数などを認識する。装着されている内視鏡100の数が1個であるとき、駆動コントローラ260は、次にステップS140を実行する。装着されている内視鏡100の数が2個であるとき、駆動コントローラ260は、次にステップS150を実行する。
<ステップS140:シングルモード>
駆動コントローラ260は、ステップS140において、動作モードを「シングルモード」に設定する。シングルモードで動作する駆動コントローラ260は、操作装置300から取得した操作入力に基づいて、駆動装置200に装着された1個の内視鏡100を駆動する。
図1に示す駆動装置200には、1個の内視鏡100と1個の操作装置300とが装着されている。内視鏡100の第一着脱部1501は、第一駆動部グループ25G1(第一駆動部251と第二駆動部252と第三駆動部253と第四駆動部254)に装着されている。操作装置300は、第一操作アダプタ211Aに接続されている。
駆動コントローラ260は、操作装置300のタッチパッド380に対する入力に基づいて、第一駆動部251および第二駆動部252を制御して、内視鏡100の湾曲部112をUD方向に曲げるワイヤ(上湾曲ワイヤ161uおよび下湾曲ワイヤ161d)を駆動する。また、駆動コントローラ260は、操作装置300のタッチパッド380に対する入力に基づいて、第三駆動部253および第四駆動部254を制御して、内視鏡100の湾曲部112をLR方向に曲げるワイヤ(左湾曲ワイヤ161lおよび右湾曲ワイヤ161r)を駆動する。
<ステップS150:ダブルモード>
図20は、ダブルモードで動作する駆動装置200を示す図である。
駆動コントローラ260は、ステップS150において、動作モードを「ダブルモード」に設定する。ダブルモードで動作する駆動コントローラ260は、異なる2個の操作装置300から取得した操作入力に基づいて、駆動装置200に装着された2個の内視鏡100を別々に独立して駆動する。
図20に示す駆動装置200には、2個の内視鏡100と2個の操作装置300とが装着されている。以降の説明において、2個の内視鏡100のうち一方を第一内視鏡100Xといい、他方を第二内視鏡100Yという。また、2個の操作装置300のうち一方を第一操作装置300Xといい、他方を第二操作装置300Yという。
第一内視鏡100Xのみが装着された駆動装置200に第二内視鏡100Yがさらに装着されると、駆動コントローラ260は動作モードを「シングルモード」から「ダブルモード」に変更する(ステップS150)。
第一内視鏡100Xの第一着脱部1501は、第一駆動部グループ25G1(第一駆動部251と第二駆動部252と第三駆動部253と第四駆動部254)に装着されている。第二内視鏡100Yの第一着脱部1501は、第二駆動部グループ25G2(第五駆動部255と第六駆動部256と第七駆動部257と第八駆動部258)に装着されている。第一操作装置300Xは、第一操作アダプタ211Aに接続されている。第二操作装置300Yは、第二操作アダプタ211Bに接続されている。
駆動コントローラ260は、第一操作装置300Xのタッチパッド380に対する入力に基づいて、第一駆動部251および第二駆動部252を制御して、第一内視鏡100Xの湾曲部112をUD方向に曲げるワイヤ(上湾曲ワイヤ161uおよび下湾曲ワイヤ161d)を駆動する。また、駆動コントローラ260は、第一操作装置300Xのタッチパッド380に対する入力に基づいて、第三駆動部253および第四駆動部254を制御して、第一内視鏡100Xの湾曲部112をLR方向に曲げるワイヤ(左湾曲ワイヤ161lおよび右湾曲ワイヤ161r)を駆動する。
さらに、駆動コントローラ260は、第二操作装置300Yのタッチパッド380に対する入力に基づいて、第五駆動部255および第六駆動部256を制御して、第二内視鏡100Yの湾曲部112をUD方向に曲げるワイヤ(上湾曲ワイヤ161uおよび下湾曲ワイヤ161d)を駆動する。また、駆動コントローラ260は、第二操作装置300Yのタッチパッド380に対する入力に基づいて、第七駆動部257および第八駆動部258を制御して、第二内視鏡100Yの湾曲部112をLR方向に曲げるワイヤ(左湾曲ワイヤ161lおよび右湾曲ワイヤ161r)を駆動する。
<ステップS160>
駆動コントローラ260は、次にステップS160を実行する。ステップS160において、駆動コントローラ260が制御フローを終了するかを判定する。制御フローを終了しない場合、駆動コントローラ260は、再度ステップS110を実施する。制御フローを終了する場合、駆動コントローラ260は、次にステップS170を実施して制御フローを終了する。
図21は、第一内視鏡100Xが取り外された駆動装置200を示す図である。
第一内視鏡100Xが取り外されると、駆動コントローラ260は、動作モードを「ダブルモード」から「シングルモード」に変更する(ステップS140)。シングルモードで動作する駆動コントローラ260は、第二操作装置300Yから取得した操作入力に基づいて、第二内視鏡100Yを駆動する。
[電動内視鏡システム1000の使用例1]
次に、電動内視鏡システム1000の使用例について説明する。具体的には、2個の内視鏡100の一方を患者Pへの処置に使用して、他方を使用前の機器チェックに使用する使用例について説明する。
まず、術者は、駆動装置200の第一駆動部グループ25G1に装着された第一内視鏡100Xを用いて、図2に示すように一人目の患者Pを処置する。駆動コントローラ260は、シングルモードで動作する。駆動コントローラ260は、第一駆動部グループ25G1の駆動部25Xを「通常動作用プログラム」により制御する。通常動作用プログラムは、操作装置300から取得した操作入力に基づいて、内視鏡100を駆動するプログラムである。
次に、補助者は、駆動装置200の第二駆動部グループ25G2に第二内視鏡100Yをさらに装着する。駆動コントローラ260は、動作モードを「シングルモード」から「ダブルモード」に変更する。駆動コントローラ260は、第二駆動部グループ25G2の駆動部25Xを「チェック用プログラム」により制御する。補助者は、チェック用プログラムを実行することにより、第二内視鏡100Yに対して使用前の機器チェックを実施する。チェック用プログラムは、使用前の各種点検、連結された第二内視鏡100Yと駆動装置200とに対する初期化動作の実施、および湾曲動作のキャリブレーション等を実施するプログラムである。
一人目の患者Pへの処置が終了すると、補助者はリプロセスのために駆動装置200の第一駆動部グループ25G1から第一内視鏡100Xを取り外す。駆動コントローラ260は、動作モードを「ダブルモード」から「シングルモード」に変更する。駆動コントローラ260は、第二駆動部グループ25G2の駆動部25Xを制御するプログラムを「通常動作用プログラム」に変更する。なお、動作モードが「ダブルモード」から「シングルモード」となったとき、駆動コントローラは260は、ユーザ(術者Sまたは補助者)からの指示入力に基づいて、駆動部25Xを制御するプログラムを「通常動作用プログラム」に変更するか、「チェック用プログラム」のままとするか、を選択してもよい。
補助者は、二人目の患者Pを処置するための準備を行う。二人目の患者Pへの処置に使用する第二内視鏡100Yに対する使用前の機器チェックは、一人目の患者Pへの処置と並行して実施されていたため、二人目の患者Pを処置するための準備時間が大幅に短縮される。
第二内視鏡100Yは、使用前の機器チェックの際に装着されていた第二駆動部グループ25G2から取り外すことなく、二人目の患者Pに対する処置に使用できる。そのため、術者は、使用前の機器チェックが実施された第二駆動部グループ25G2に装着された第二内視鏡100Yを、そのまま二人目の患者Pに対する処置に使用できる。
[電動内視鏡システム1000の使用例2]
次に、電動内視鏡システム1000の他の使用例について説明する。具体的には、駆動部25Xの異常を検出したときに駆動部グループ25Gを変更する使用例について説明する。
以降、図22に示す制御装置600の駆動コントローラ260の制御フローチャートに沿って説明を行う。制御装置600が内視鏡100の異常を検出すると、駆動コントローラ260は図22に示す制御フローを開始する(ステップS200)。術者または補助者は、術中に内視鏡100の異常を感じたときや使用前の機器チェックのときに図22に示す制御フローを開始してもよい。次に、駆動コントローラ260(主としてプロセッサ261)はステップS210を実行する。
<ステップS210>
駆動コントローラ260は、ステップS210において、ワイヤ駆動部250のモータに対するモータ指令値を変更する。例えば、駆動コントローラ260は、モータ指令値を変更して、ワイヤ駆動部250のモータに対してテストパターンを送信する。駆動コントローラ260は、次にステップS220を実行する。
<ステップS220>
駆動コントローラ260は、ステップS220において、張力センサ159の出力を取得する。駆動コントローラ260は、張力センサ159の出力がモータ指令値に変更に対応して正常に変化したか否かを確認する。張力センサ159の出力が正常に変化しなかった場合、内視鏡100が装着された駆動部25Xに異常が発生した可能性が高い。この場合、駆動コントローラ260は、次にステップS230を実行する。張力センサ159の出力が正常に変化した場合、異常が発生していない可能性、または、駆動部25X以外の部分(例えば内視鏡100)に異常が発生した可能性が高い。この場合、駆動コントローラ260は、次にステップS250を実行する。
<ステップS230>
駆動コントローラ260は、ステップS230において、メインコントローラ560と連携して、術者および補助者に対して内視鏡100を装着する駆動部グループ25Gを変更するように使用者に指示(通知)するGUI画像を表示装置900に表示する。例えば、異常を検出したときに内視鏡100が第一駆動部グループ25G1に装着されていた場合、駆動コントローラ260は内視鏡100を第二駆動部グループ25G2に装着するように使用者に指示するGUI画像を表示装置900に表示する。術者または補助者は指示に従って内視鏡100を第二駆動部グループ25G2に装着する。駆動コントローラ260は、次にステップS240を実行する。
<ステップS240>
駆動コントローラ260は、ステップS240において、内視鏡100を駆動する駆動部グループ25Gを、第一駆動部グループ25G1から第二駆動部グループ25G2に切り換える。内視鏡100を駆動するために必要な情報(制御パラメータ、モータエンコーダの現在位置など)は、第一駆動部グループ25G1を制御するプログラムから第二駆動部グループ25G2を制御するプログラムに引き継がれる。そのため、術者は、第二駆動部グループ25G2に装着された内視鏡100をすぐに使用でき、患者Pに負担をかけない。駆動コントローラ260は、次にステップS250を実行する。
<ステップS250>
駆動コントローラ260は、ステップS250において、図22に示す制御フローを終了する。なお、駆動コントローラ260は、ワイヤ駆動部250のモータ電流値やモータエンコーダの出力を検出して、更なる異常要因の追及を実行してもよい。
本実施形態に係る電動内視鏡システム1000によれば、内視鏡100を用いた観察や処置をより効率的に実施できる。複数の内視鏡100を駆動装置200に装着できるため、使用前の機器チェックや異常検出時の機器交換にかかる時間が大幅に短縮される。
以上、本発明の第一実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。また、上述の実施形態および変形例において示した構成要素は適宜に組み合わせて構成することが可能である。
(第二実施形態)
本発明の第二実施形態に係る電動内視鏡システム1000Bについて、図23から図24を参照して説明する。以降の説明において、既に説明したものと共通する構成については、同一の符号を付して重複する説明を省略する
[電動内視鏡システム1000B]
図23は、本実施形態に係る電動内視鏡システム1000Bの全体図である。
電動内視鏡システム1000Bは、内視鏡100Bと、駆動装置200と、操作装置300と、処置具400と、映像制御装置500と、表示装置900と、を備える。
[内視鏡100B]
内視鏡100Bは、挿入部110と、連結部120と、体外軟性部140と、着脱部150Bと、湾曲ワイヤ160と、内蔵物170と、を備える。
[着脱部150B]
図24は、第一着脱部1503を示す図である。
着脱部150Bは、駆動装置200に装着される第一着脱部1503と、映像制御装置500に装着される第二着脱部1502と、を備える。第一着脱部1503は、上下湾曲ワイヤ着脱部151Bと、左右湾曲ワイヤ着脱部152Bと、スコープID記憶部158と、を有する。
上下湾曲ワイヤ着脱部151Bは、湾曲部112をUD方向に曲げるワイヤ(上湾曲ワイヤ161uおよび下湾曲ワイヤ161d)を駆動装置200に着脱自在に連結する機構である。
上下湾曲ワイヤ着脱部151Bは、支持部材155と、第一被駆動部156Bと、張力センサ159と、を有する。
支持部材155は、第一被駆動部156Bを支持する。支持部材155は、上下湾曲ワイヤ着脱部151Bの基端側に露出する着脱検知用ドグ155aと、複数のベンドプーリ155pと、を有する。
ベンドプーリ155pは、体外軟性部140を挿通する上湾曲ワイヤ161uの搬送方向を変更して、上湾曲ワイヤ161uを第一被駆動部156Bまで案内する。また、ベンドプーリ155pは、体外軟性部140を挿通する下湾曲ワイヤ161dの搬送方向を変更して、下湾曲ワイヤ161dを第一被駆動部156Bまで案内する。
第一被駆動部156Bは、湾曲部112(可動部)を駆動する駆動力が入力される部材ある。本実施形態において、第一被駆動部156Bは回転ドラムである。第一被駆動部156Bは、長手方向Aに沿って延びる第一ドラム回転軸156rを中心に回動可能に支持部材155に支持されている。第一被駆動部156Bは、第一巻取プーリ156aと、第一カップリング部156cと、を有する。
第一巻取プーリ156aは、第一ドラム回転軸156rを中心に回動することにより上湾曲ワイヤ161uおよび下湾曲ワイヤ161dを牽引または送出する。先端側A1から基端側A2に向かって見て第一巻取プーリ156aが時計回りに回転することにより、上湾曲ワイヤ161uは第一巻取プーリ156aに巻き付けられて牽引され、下湾曲ワイヤ161dは第一巻取プーリ156aから送り出される。逆に、第一巻取プーリ156aが反時計回りに回転することにより、上湾曲ワイヤ161uは第一巻取プーリ156aから送り出され、下湾曲ワイヤ161dは第一巻取プーリ156aに巻き付けられて牽引される。
左右湾曲ワイヤ着脱部152Bは、湾曲部112をLR方向に曲げるワイヤ(左湾曲ワイヤ161lおよび右湾曲ワイヤ161r)を駆動装置200に着脱自在に連結する機構である。
左右湾曲ワイヤ着脱部152Bは、支持部材155と、第二被駆動部157Bと、張力センサ159と、を有する。
支持部材155は、第二被駆動部157Bを支持する。支持部材155は、左右湾曲ワイヤ着脱部152Bの基端側に露出する着脱検知用ドグ155aと、複数のベンドプーリ155pと、を有する。
ベンドプーリ155pは、体外軟性部140を挿通する左湾曲ワイヤ161lの搬送方向を変更して、左湾曲ワイヤ161lを第二被駆動部157Bまで案内する。また、ベンドプーリ155pは、体外軟性部140を挿通する右湾曲ワイヤ161rの搬送方向を変更して、右湾曲ワイヤ161rを第二被駆動部157Bまで案内する。
第二被駆動部157Bは、湾曲部112を駆動する駆動力が入力される部材ある。本実施形態において、第二被駆動部157Bは回転ドラムである。第二被駆動部157Bは、長手方向Aに沿って延びる第二ドラム回転軸157rを中心に回動可能に支持部材155に支持されている。第二被駆動部157Bは、第二巻取プーリ157aと、第二カップリング部157cと、を有する。
第二巻取プーリ157aは、第二ドラム回転軸157rを中心に回動することにより左湾曲ワイヤ161lおよび右湾曲ワイヤ161rを牽引または送出する。先端側A1から基端側A2に向かって見て第二巻取プーリ157aが時計回りに回転することにより、左湾曲ワイヤ161lは第二巻取プーリ157aに巻き付けられて牽引され、右湾曲ワイヤ161rは第二巻取プーリ157aから送り出される。逆に、第二巻取プーリ157aが反時計回りに回転することにより、左湾曲ワイヤ161lは第二巻取プーリ157aから送り出され、右湾曲ワイヤ161rは第二巻取プーリ157aに巻き付けられて牽引される。
以降の説明において、第一被駆動部156Bと第二被駆動部157Bとを区別しない場合、これらを「被駆動部15X」という。内視鏡100Bを駆動するために必要な被駆動部15Xの数は2個である。
内視鏡アダプタ212は、様々な態様で第一着脱部1501と接続可能である。図23に示す内視鏡アダプタ212は、第一駆動部251と第二駆動部252とが湾曲ワイヤ160を駆動するように、第一着脱部1503と接続されている。また、内視鏡アダプタ212は、第三駆動部253と第四駆動部254が湾曲ワイヤ160を駆動するように、第一着脱部1503と接続されてもよい。また、内視鏡アダプタ212は、第五駆動部255と第六駆動部256が湾曲ワイヤ160を駆動するように、第一着脱部1503と接続されてもよい。また、内視鏡アダプタ212は、第七駆動部257と第八駆動部258が湾曲ワイヤ160を駆動するように、第一着脱部1503と接続されてもよい。すわなち、内視鏡アダプタ212には、4個の第一着脱部1503が同時に接続され得る。
本実施形態に係る電動内視鏡システム1000Bによれば、内視鏡100を用いた観察や処置をより効率的に実施できる。電動内視鏡システム1000Bは、内視鏡100と被駆動部15Xの数などが異なる内視鏡100Bを駆動装置200に装着して使用することができる。また、第一実施形態と同様に、複数の内視鏡100Bを駆動装置200に装着できるため、使用前の機器チェックや異常検出時の機器交換にかかる時間が大幅に短縮される。
以上、本発明の第二実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。また、上述の実施形態および変形例において示した構成要素は適宜に組み合わせて構成することが可能である。
(第三実施形態)
本発明の第三実施形態に係る電動内視鏡システム1000Cについて、図25から図28を参照して説明する。以降の説明において、既に説明したものと共通する構成については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
[電動内視鏡システム1000C]
図25は、本実施形態に係る電動内視鏡システム1000Cの全体図である。
電動内視鏡システム1000Cは、内視鏡100Cと、駆動装置200と、操作装置300と、処置具400と、映像制御装置500と、表示装置900と、を備える。
[内視鏡100C]
内視鏡100Cは、挿入部110Cと、連結部120と、体外軟性部140と、着脱部150C、湾曲ワイヤ160Cと、内蔵物170と、を備える。
図26は、湾曲部112Cの一部を断面図として示す図である。
挿入部110Cは、先端部111と、湾曲部112Cと、体内軟性部119と、を有する。湾曲部112Cは、湾曲部112Cの先端側A1の第一湾曲部113と、湾曲部112Cの基端側A2の第二湾曲部114と、アウターシース118と、を有する。第一湾曲部113と第二湾曲部114とは異なる方向に湾曲可能である。
第一湾曲部(先端側湾曲部)113は、複数の節輪(湾曲駒ともいう)115と、複数の節輪115の先端に連結された第一先端部116と、を有する。複数の節輪115および第一先端部116は、アウターシース118の内部において長手方向Aに連結されている。なお、第一湾曲部113が有する節輪115の形状および数は、図26に示す節輪115の形状および数に限定されない。
第二湾曲部(基端側湾曲部)114は、複数の節輪(湾曲駒ともいう)115と、複数の節輪115の先端に連結された第二先端部117と、を有する。複数の節輪115および第二先端部117は、アウターシース118の内部において長手方向Aに連結されている。第二先端部117は、第一湾曲部113の基端の節輪115と連結されている。第二湾曲部114の基端の節輪115は、体内軟性部119の先端に取り付けられている。
湾曲ワイヤ160Cは、湾曲部112Cを曲げるワイヤである。湾曲ワイヤ160Cは、第一湾曲部113を曲げる第一湾曲ワイヤ161と、第二湾曲部114を曲げる第二湾曲ワイヤ162と、を有する。第一湾曲ワイヤ161および第二湾曲ワイヤ162は、内部経路101を通って着脱部150Cまで延びている。
第一湾曲ワイヤ161は、図26に示すように、第一上湾曲ワイヤ161uと、第一下湾曲ワイヤ161dと、第一左湾曲ワイヤ161lと、第一右湾曲ワイヤ161rと、4本の第一ワイヤシース161sと、を有する。
第一上湾曲ワイヤ161uと、第一下湾曲ワイヤ161dと、第一左湾曲ワイヤ161lと、第一右湾曲ワイヤ161rとは、図26に示すように、それぞれ第一ワイヤシース161sを挿通している。第一ワイヤシース161sの先端は、第二先端部117に取り付けられている。第一ワイヤシース161sは、着脱部150Cまで延びている。
図27は、図26のC2-C2線に沿う第二湾曲部114の断面図である。
第二湾曲ワイヤ162は、第一湾曲ワイヤ161と同様に、第二上湾曲ワイヤ162uと、第二下湾曲ワイヤ162dと、第二左湾曲ワイヤ162lと、第二右湾曲ワイヤ162rと、を有する。
第二上湾曲ワイヤ162uと、第二下湾曲ワイヤ162dと、第二左湾曲ワイヤ162lと、第二右湾曲ワイヤ162rとは、図26に示すように、それぞれ第二ワイヤシース162sを挿通している。第二ワイヤシース162sの先端は、第二湾曲部114の基端の節輪115に取り付けられている。第二ワイヤシース162sは、着脱部150Cまで延びている。
第二上湾曲ワイヤ162uおよび第二下湾曲ワイヤ162dは、第二湾曲部114をUD方向に曲げるワイヤである。図27に示すように、第二湾曲部114においては、第二上湾曲ワイヤ162uが、上ワイヤガイド115uを挿通している。また、第二湾曲部114においては、第二下湾曲ワイヤ162dが、下ワイヤガイド115dを挿通している。
第二上湾曲ワイヤ162uと第二下湾曲ワイヤ162dの先端は、図26に示すように、第二湾曲部114の先端の第二先端部117に固定されている。第二先端部117に固定された第二上湾曲ワイヤ162uと第二下湾曲ワイヤ162dの先端は、長手方向Aの中心軸Oを挟んでUD方向の両側に配置されている。
第二左湾曲ワイヤ162lおよび第二右湾曲ワイヤ162rは、第二湾曲部114をLR方向に曲げるワイヤである。図27に示すように、第二湾曲部114においては、第二左湾曲ワイヤ162lが、左ワイヤガイド115lを挿通している。また、第二湾曲部114においては、第二右湾曲ワイヤ162rが、右ワイヤガイド115rを挿通している。
第二左湾曲ワイヤ162lと第二右湾曲ワイヤ162rの先端は、図26に示すように、第二湾曲部114の先端の第二先端部117に固定されている。第二先端部117に固定された第二左湾曲ワイヤ162lと第二右湾曲ワイヤ162rの先端は、長手方向Aの中心軸Oを挟んでLR方向の両側に配置されている。
第二湾曲部114は、第二湾曲ワイヤ162(第二上湾曲ワイヤ162u,第二下湾曲ワイヤ162d,第二左湾曲ワイヤ162l,第二右湾曲ワイヤ162r)をそれぞれ牽引または弛緩することによって、所望の方向に湾曲自在である。
図28は、駆動装置200Cに装着前の第一着脱部1504を示す図である。
着脱部150Cは、駆動装置200に装着される第一着脱部1504、映像制御装置500に装着される第二着脱部1502と、を備える。第一着脱部1504は、第一上下湾曲ワイヤ着脱部151と、第一左右湾曲ワイヤ着脱部152と、第二上下湾曲ワイヤ着脱部153と、第二左右湾曲ワイヤ着脱部154と、を有する。
第一上下湾曲ワイヤ着脱部151は、第一湾曲部113をUD方向に曲げるワイヤ(第一上湾曲ワイヤ161uおよび第一下湾曲ワイヤ161d)を駆動装置200に着脱自在に連結する機構である。
第一左右湾曲ワイヤ着脱部152は、第一湾曲部113をLR方向に曲げるワイヤ(第一左湾曲ワイヤ161lおよび第一右湾曲ワイヤ161r)を駆動装置200に着脱自在に連結する機構である。
第二上下湾曲ワイヤ着脱部153は、第一上下湾曲ワイヤ着脱部151と同様の機構を有し、第二湾曲部114をUD方向に曲げるワイヤ(第二上湾曲ワイヤ162uおよび第二下湾曲ワイヤ162d)を駆動装置200に着脱自在に連結する機構である。
第二左右湾曲ワイヤ着脱部154は、第一左右湾曲ワイヤ着脱部152と同様の機構を有し、第二湾曲部114をLR方向に曲げるワイヤ(第二左湾曲ワイヤ162lおよび第二右湾曲ワイヤ162r)を駆動装置200に着脱自在に連結する機構である。
内視鏡100Cを駆動するために必要な被駆動部15Xの数は8個である。
内視鏡アダプタ212は、第一駆動部251と第二駆動部252と第三駆動部253と第四駆動部254と第五駆動部255と第六駆動部256と第七駆動部257と第八駆動部258が湾曲ワイヤ160を駆動するように、第一着脱部1504と接続されている。
第一駆動部251および第二駆動部252は、第一上下湾曲ワイヤ着脱部151とカップリングして、第一湾曲部113をUD方向に曲げるワイヤ(第一上湾曲ワイヤ161uおよび第一下湾曲ワイヤ161d)を駆動できる。
第三駆動部253および第四駆動部254は、第一左右湾曲ワイヤ着脱部152とカップリングして、第一湾曲部113をLR方向に曲げるワイヤ(第一左湾曲ワイヤ161lおよび第一右湾曲ワイヤ161r)を駆動できる。
第五駆動部255および第六駆動部256は、第二上下湾曲ワイヤ着脱部153とカップリングして、第二湾曲部114をUD方向に曲げるワイヤ(第二上湾曲ワイヤ162uおよび第二下湾曲ワイヤ162d)を駆動できる。
第七駆動部257および第八駆動部258は、第二左右湾曲ワイヤ着脱部154とカップリングして、第二湾曲部114をLR方向に曲げるワイヤ(第二左湾曲ワイヤ162lおよび第二右湾曲ワイヤ162r)を駆動できる。
本実施形態に係る電動内視鏡システム1000Cによれば、電動内視鏡システム1000Cは、内視鏡100と被駆動部15Xの数などが異なる内視鏡100Cを駆動装置200に装着して使用することができる。
以上、本発明の第三実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。また、上述の実施形態および変形例において示した構成要素は適宜に組み合わせて構成することが可能である。
(第四実施形態)
本発明の第四実施形態に係る電動内視鏡システム1000Dについて、図29から図45を参照して説明する。
[電動内視鏡システム1000D]
図29は、本実施形態に係る電動内視鏡システム1000Dの全体図である。
電動内視鏡システム1000Dは、内視鏡100Dと、駆動装置200と、操作装置300Dと、処置具400と、映像制御装置500と、表示装置900と、を備える。
[内視鏡100D]
内視鏡100Dは、挿入部110と、連結部120Dと、体外軟性部140と、着脱部150と、湾曲ワイヤ160と、内蔵物170と、を備える。
図30および図31は、連結部120Dの斜視図である。
連結部120Dは、第一実施形態の連結部120と比較して、さらに嵌合部128を有する。嵌合部128は、操作装置300Dが嵌合する部分である。
嵌合部128は、カバー部材125の基端側A2に取り付けられている。嵌合部128は、略筒状に形成されており、内部空間に体外軟性部140が挿入されている。嵌合部128の外周面は、基端側A2から先端側A1に向かって径寸法が大きくなるテーパ形状に形成されている。嵌合部128の外周面は、長手方向Aに垂直な断面において、D字状に形成されている(図39参照)。
嵌合部128の外周面には、図31に示すように、平面部128pが形成されている。平面部128pは、長手方向Aに対して垂直な径方向Rを向く面である。平面部128pは、長手方向Aに延びる円筒部材121の回転軸ROに対して、鉗子口126の反対側に設けられている。
[操作装置300D]
図32および図33は、操作装置300Dの斜視図である。
操作装置(コントローラ)300Dは、電動内視鏡システム1000Dを制御する術者Sの操作(特に、内視鏡100Dを駆動するための操作)が入力される装置である。入力された操作入力は、無線通信により駆動装置200などに送信される。
操作装置300Dは、操作部本体310Dと、送気送水ボタン351と、吸引ボタン352と、レリーズボタン353と、タッチパッド380と、を備える。
以降の説明において、タッチパッド380に対して垂直な方向を「前後方向」と定義し、操作部本体310Dに対してタッチパッド380が設けられた向きを「前方FR」と定義する。その反対向きを「後方RR」と定義する。また、操作部本体310Dの長手方向を「上下方向」と定義し、操作部本体310Dに対してタッチパッド380が取り付けられた向きを「上方UPR」と定義する。その反対向きを「下方LWR」と定義する。後方RRに向かって右向きを「右方RH」と定義する。その反対向きを「左方LH」と定義する。右方RHまたは左方LHに向かう方向を「左右方向」と定義する。
操作部本体310Dは、術者Sが左手Lで保持可能な形状に形成されている。操作部本体310は、上方UPRに設けられたタッチパッド支持部314と、後方RRに設けられたボタン支持部315と、下方LWRに設けられたグリップ316と、左方LHに設けられたガイド溝319と、を有する。
タッチパッド支持部314は、前方FRから後方RRに向かって見て略矩形状に形成されてされており、タッチパッド380を支持する。
ボタン支持部315は、タッチパッド支持部314から後方RRに突出する凸部である。ボタン支持部315は、送気送水ボタン351と吸引ボタン352とレリーズボタン353とを支持する。
図34は、操作装置300Dの正面図である。
グリップ(把持部)316は、上下方向に延びる略直方体状に形成されており、術者Sの左手Lの薬指(第三指)F3と小指(第四指)F4とにより把持される部分である。グリップ316の上下方向に沿う第一中心軸O1は、タッチパッド380の中心Oを通る上下方向に沿う第二中心線O2よりも前方FRから見て左方LHにオフセットして配置されている。そのため、術者Sは、図32に示すように、左手Lの手のひらをグリップ316に接触させ、左手Lの親指FTによりタッチパッド380を操作しやすい。
図35は、操作装置300Dの左側面図である。
ガイド溝319は、操作部本体310Dの左方LHを向く左側面318に形成された溝であり、上下方向に延びている。ガイド溝319は、上下方向に延びるテーパ部319aと、テーパ部319aの上下方向の両端部に形成された開口部319bと、を有する。テーパ部319aは、上方UPRから下方LWRに向かって径寸法が大きくなるテーパ状に形成されている。テーパ部319aは、嵌合部128の外周面に嵌合可能である。
図36は、操作装置300Dの下面図である。
ガイド溝319は、上下方向から見て、D字状に形成された溝である。上下方向に延びるガイド溝319は、上下方向から見て、グリップ316と前後方向に並んで配置されており、グリップ316と重ならない位置に設けられている。
送気送水ボタン351は、ボタン支持部315の後方RRに取り付けられており、内視鏡100Dの先端部111の開口部111aから送気送水する操作が入力される押しボタンである。送気送水ボタン351が押し込まれることにより、操作装置300Dは送気送水を実施させる操作入力を駆動装置200に送信する。
吸引ボタン352は、ボタン支持部315の後方RRに取り付けられており、内視鏡100Dの先端部111の開口部111aから吸引を実施する操作が入力される押しボタンである。吸引ボタン352が押し込まれることにより、操作装置300Dは吸引を実施させる操作入力を駆動装置200に送信する。
レリーズボタン353は、ボタン支持部315の上方UPRに取り付けられており、映像制御装置500が内視鏡100Dの撮像部111cから取得した撮像画像を保存する操作が入力される押しボタンである。レリーズボタン353が押し込まれることにより、操作装置300Dは撮像画像を保存させる操作入力を駆動装置200に送信する。
タッチパッド380は、湾曲部112に対する湾曲操作等が入力されるタッチセンシティブインターフェースである。タッチパッド380は、タッチパネルであってもよい。
術者Sは、図32に示すように、左手Lの薬指F3と小指F4とによりグリップ316を把持しながら、左手Lの親指FTによりタッチパッド380を操作できる。また、術者Sは、左手Lの人差し指(第一指)F1または中指(第二指)F2により送気送水ボタン351と吸引ボタン352とレリーズボタン353とを操作できる。
[電動内視鏡システム1000Dの動作]
次に、本実施形態の電動内視鏡システム1000Dの動作について説明する。具体的には、電動内視鏡システム1000Dの操作装置300Dを連結部120Dに嵌合させる使用方法について説明する。
図37および図38は、連結部120Dと嵌合した操作装置300Dを示す図である。術者Sは、操作装置300Dのガイド溝319を連結部120Dの嵌合部128に嵌合させた状態で、操作装置300Dと連結部120Dとを左手Lで保持する。
具体的には、術者Sは、操作装置300Dの上下方向を連結部120Dの長手方向Aに略一致させて、操作装置300Dのガイド溝319を連結部120Dの嵌合部128に嵌合させる。操作装置300Dの上方UPRは、連結部120Dの基端側A2を向いている。操作装置300Dの下方LWRは、連結部120Dの先端側A1を向いている。
ガイド溝319は、操作部本体310Dの左方LHを向く左側面318に形成された溝である。そのため、術者Sは、ガイド溝319に左方LHから嵌合部128を嵌合させて、左手Lで左方LHから操作装置300Dを保持するだけで、右手Rを使用することなく操作装置300Dと連結部120Dとをしっかりと保持できる。
ガイド溝319および嵌合部128は、上述したようにテーパ状に形成されている。そのため、術者Sは、操作装置300Dのガイド溝319を体外軟性部140に沿わしながら、操作装置300Dを先端側A1にスライド移動させることで、ガイド溝319を嵌合部128に容易に嵌合させることができる。
上下方向に延びるガイド溝319は、上下方向から見て、グリップ316と前後方向に並んで配置されており、グリップ316を含む操作装置300Dの他の部分と重ならない位置に設けられている。よって、ガイド溝319が嵌合部128に嵌合したとき、連結部120Dは操作装置300Dのグリップ316と前後方向に並んで配置される。そのため、術者Sは、左手Lの薬指F3と小指F4とにより操作装置300Dのグリップ316と連結部120Dとをまとめて保持できる。なお、グリップ316は、連結部120Dと隣接して配置されることが望ましい。
図39は、図37および図38に示すC3-C3線に沿う操作装置300Dの断面図である。術者Sは、嵌合部128の平面部128pが操作装置300Dの左方LHを向くように、嵌合部128をガイド溝319に嵌合させる。その結果、嵌合部128の平面部128p以外の外周面は、上下方向から見てD字状に形成されたガイド溝319の内周面と嵌合する。嵌合部128の平面部128p以外の外周面は、ガイド溝319の内周面と、例えばしまりばめで嵌合する。図39に示すように、長手方向Aに垂直な断面において、嵌合部128の外周面は、D字状に形成されている。そのため、ガイド溝319が嵌合部128に嵌合したとき、操作装置300Dは連結部120Dに対して周方向Cに回転しない。なお、嵌合部128は、嵌合部128に対してガイド溝319を圧入できるように、ゴム等の弾性部材をさらに有してもよい。
操作装置300Dのガイド溝319が連結部120Dの嵌合部128に嵌合することで、操作装置300Dは連結部120Dに装着される。そのため、術者Sは、左手Lの薬指F3と小指F4とをグリップ316から離して、右手Rで操作装置300Dを右方RHに移動させるのみで、操作装置300Dを連結部120Dから容易に取り外すことができる。
<第一操作位置OP1>
図40は、操作装置300Dの第一操作位置OP1を示す図である。
操作装置300Dのガイド溝319を連結部120Dの嵌合部128に嵌合させた操作装置300Dの配置位置を「第一操作位置OP1」という。第一操作位置OP1に配置された操作装置300Dは、操作装置300Dの上下方向を連結部120Dの長手方向Aに略一致させて、操作装置300Dのガイド溝319が連結部120Dの嵌合部128に嵌合する。操作装置300Dの上方UPRは、連結部120Dの基端側A2を向いている。操作装置300Dの下方LWRは、連結部120Dの先端側A1を向いている。
術者Sは、図40に示すように、第一操作位置OP1に配置された操作装置300Dと連結部120Dとをまとめて左手Lで保持して、体内軟性部119を右手Rで保持する。術者Sは、表示装置900に表示された撮像画像を観察しながら、体内軟性部119を右手Rで操作(進退操作およびねじり操作)しながら、挿入部110を移動させる。また、術者Sは、操作装置300Dのタッチパッド380を左手Lで操作(アングル操作)して湾曲部112を必要に応じて曲げる。
術者Sは、体内軟性部119を右手Rで操作しながら挿入部110を移動させるとき、左手Lで連結部120Dを保持している。そのため、術者Sは、左手Lにより体内軟性部119に対するねじり操作を実施できる。また、術者Sは連結部120Dを左手Lで進退させて、右手Rによる体内軟性部119の進退操作を補助できる。その結果、術者Sは、体内軟性部119を右手Rのみで操作する場合と比較して、体内軟性部119を好適に操作できる。
第一操作位置OP1は、挿入部110を患者Pに挿入するときに特に有効な操作装置300Dの配置位置である。
図41は、処置具400が鉗子口126に挿入された連結部120Dを示す図である。連結部120Dの鉗子口126と嵌合部128の平面部128pは、長手方向Aに延びる円筒部材121の回転軸ROを挟んで両側に設けられている。そのため、操作装置300Dが第一操作位置OP1に配置されているとき、鉗子口126は操作装置300Dの右下に配置される。そのため、術者Sは、既存の内視鏡と処置具とを操作する方法と同様に、左手Lで操作装置300Dを操作して、右手Rで鉗子口126に挿入した処置具400を操作できる。
図42は、左手Lにより操作される処置具を示す図である。
術者Sは、操作装置300Dを保持する左手の薬指F3と小指F4とにより、鉗子口126に挿入した処置具400を操作してもよい。術者Sは、操作装置300Dのタッチパッド380を左手Lで操作(アングル操作)しながら、処置具400を左手Lで操作できる。
<第二操作位置OP2>
図43は、操作装置300Dの第二操作位置OP2を示す図である。
術者Sは、操作装置300Dのガイド溝319を体内軟性部119に係合させることができる。操作装置300Dを体内軟性部119に係合させた操作装置300Dの配置位置を「第二操作位置OP2」という。第二操作位置OP2に配置された操作装置300Dは、操作装置300Dの上下方向を体内軟性部119の長手方向Aに略一致させて、操作装置300Dのガイド溝319が体内軟性部119に係合する。操作装置300Dの上方UPRは、体内軟性部119の先端側A1を向いている。操作装置300Dの下方LWRは、体内軟性部119の基端側A2を向いている。
術者Sは、図43に示すように、連結部120Dを左手Lで保持して、第二操作位置OP2に配置された操作装置300Dと体内軟性部119とをまとめて右手Rで保持する。術者Sは、右手Rの薬指F3と小指F4とで体内軟性部119を操作装置300Dに当てつける。術者Sは、表示装置900に表示された撮像画像を観察しながら、体内軟性部119を右手Rで操作(進退操作)しながら、挿入部110を移動させる。また、術者Sは、操作装置300Dのタッチパッド380を右手Rで操作(アングル操作)して湾曲部112を必要に応じて曲げる。
術者Sは、左手Lで連結部120Dを保持した状態で、鉗子口126に挿入した処置具400を左手Lにより操作できる。そのため、術者Sは、挿入部110の操作(進退操作およびアングル操作)と処置具400の操作とを協調して実施できる。また、術者Sは左手Lで連結部120Dを保持しているため、左手Lにより体内軟性部119に対するねじり操作を実施できる。
第二操作位置OP2は、処置具400により患者Pを処置するときに特に有効な操作装置300Dの配置位置である。
<第三操作位置OP3>
図44は、操作装置300Dの第三操作位置OP3を示す図である。
術者Sは、操作装置300Dのガイド溝319を体内軟性部119の基端側A2の端部に設けられた折れ止め部119cに係合させることができる。操作装置300Dを体内軟性部119の折れ止め部119cに係合させた操作装置300Dの配置位置を「第三操作位置OP3」という。第三操作位置OP3に配置された操作装置300Dは、操作装置300Dの上下方向を体内軟性部119の長手方向Aに略一致させて、操作装置300Dのガイド溝319が体内軟性部119の折れ止め部119cに係合する。操作装置300Dの上方UPRは、体内軟性部119の先端側A1を向いている。操作装置300Dの下方LWRは、体内軟性部119の基端側A2を向いている。
図45は、第三操作位置OP3に配置された操作装置300Dを示す図である。
術者Sは、図45に示すように、第三操作位置OP3に配置された操作装置300Dと連結部120Dとをまとめて左手Lで保持して、体内軟性部119を右手Rで保持する。術者Sは、挿入部110を根元付近まで患者Pに挿入するときであっても、第三操作位置OP3に配置された操作装置300Dを自然な状態で保持できる。
図46は、鉗子口126の変形例である鉗子口126Bを示す図である。
鉗子口126Bは、カバー部材125に対して回動可能に取り付けられている。鉗子口126Bは、基端部126bが基端側A2を向く第一位置PO1から基端部126bが先端側A1を向く第二位置PO2まで回動可能である。操作装置300Dが図40に示すように第一操作位置OP1に配置されているとき、鉗子口126Bを第一位置PO1に配置する。一方、操作装置300Dが図46に示すように第三操作位置OP3に配置されているとき、鉗子口126Bを第二位置PO2に配置する。操作装置300Dが配置される位置に合わせて、基端部126bが操作装置300Dが配置された位置を向くように、鉗子口126Bを回動させる。その結果、術者Sは、既存の内視鏡と処置具とを操作する方法と同様に、左手Lで操作装置300Dを操作して、右手Rで鉗子口126に挿入した処置具400を操作できる。
本実施形態に係る電動内視鏡システム1000Dによれば、内視鏡100Dを用いた観察や処置をより効率的に実施できる。操作装置300Dを様々な位置に配置することで、術者Sは様々な操作(進退操作、アングル操作およびねじり操作)を協調させることできる。
以上、本発明の第四実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。また、上述の実施形態および変形例において示した構成要素は適宜に組み合わせて構成することが可能である。
(第五実施形態)
本発明の第五実施形態に係る電動内視鏡システム1000Eについて、図47から図51を参照して説明する。
[電動内視鏡システム1000E]
図47は、本実施形態に係る電動内視鏡システム1000Eの全体図である。
電動内視鏡システム1000Eは、内視鏡100Eと、駆動装置200と、操作装置300Eと、処置具400と、映像制御装置500と、表示装置900と、を備える。
[内視鏡100E]
内視鏡100Eは、挿入部110と、連結部120と、操作装置着脱部130と、体外軟性部140と、着脱部150と、湾曲ワイヤ160と、内蔵物170と、を備える。
操作装置着脱部130は、操作装置300Eを着脱可能であり、体外軟性部140に設けられている。操作装置着脱部130は、装着された操作装置300Eと操作ケーブル301とを電気的に接続する電気接点131を有する。
操作ケーブル301は、体外軟性部140の内部経路を挿通している。操作ケーブル301の先端部は、電気接点131に接続されている。操作ケーブル301の基端部は、内視鏡アダプタ212を経由して操作受信部220に接続されている。
[操作装置300E]
操作装置(コントローラ)300Eは、電動内視鏡システム1000Eを制御する術者Sの操作(特に、内視鏡100Eを駆動するための操作)が入力される装置である。操作装置300Eは、操作部本体310Eと、各種ボタン350と、タッチパッド380と、を有する。
図48は、操作装置300Eが取り付けられた操作装置着脱部130を示す図である。操作装置300Eは、操作装置着脱部130に取り付けられることにより、操作ケーブル301を経由して駆動装置200等と通信可能となる。操作ケーブル301は、体外軟性部140の内部経路を挿通しており外部に露出しない。そのため、操作ケーブル301が術者Sの作業の邪魔にならない。
操作装置300Eが無線通信により駆動装置200等と通信可能である場合、操作装置300Eは操作装置着脱部130への着脱に関わらず駆動装置200等と通信可能である。この場合、操作ケーブル301および電気接点131は不要である。
図49は、体外軟性部140に拘束された操作ケーブル301を示す図である。
操作装置300Eに操作ケーブル301が固定されている場合、体外軟性部140の外側に配置された操作ケーブル301を体外軟性部140と拘束バンド302で拘束してもよい。
図50は、操作装置着脱部130の変形例である操作装置着脱部130Eを示す図である。操作装置着脱部130Eは、送気送水ボタン351と、吸引ボタン352と、レリーズボタン353と、鉗子口126と、をさらに有する。
送気送水ボタン351および吸引ボタン352は、内視鏡100Eの内部経路101を挿通する吸引チューブ172および送気・送水チューブ175の内部経路を物理的に開閉する物理ボタンである。送気送水ボタン351および吸引ボタン352は、駆動装置200と通信することなく送気送水や吸引を制御できる。
鉗子口126は、第一実施形態の鉗子口126と同様に、内視鏡100Eの内部経路101に処置具400を挿入する挿入口である。
図51は、操作装置300Eが取り付けられた操作装置着脱部130Eを示す図である。操作装置300Eが操作装置着脱部130Eに取り付けられたとき、送気送水ボタン351と吸引ボタン352とレリーズボタン353とは、操作装置300Eの右方RHに設けられている。また、鉗子口126は、操作装置300Eの右下に設けられている。そのため、術者Sは、既存の内視鏡と処置具とを操作する方法と同様に、操作装置300Eおよび処置具400を操作することができる。
本実施形態に係る電動内視鏡システム1000Eによれば、内視鏡100Eを用いた観察や処置をより効率的に実施できる。
以上、本発明の第五実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。また、上述の実施形態および変形例において示した構成要素は適宜に組み合わせて構成することが可能である。
(第六実施形態)
本発明の第六実施形態に係る電動内視鏡システム1000Fについて、図52から図55を参照して説明する。
[電動内視鏡システム1000F]
図52は、本実施形態に係る電動内視鏡システム1000Fの全体図である。
電動内視鏡システム1000Fは、内視鏡100Fと、駆動装置200と、操作装置300と、処置具400と、映像制御装置500と、表示装置900と、を備える。
[内視鏡100F]
内視鏡100Fは、挿入部110と、連結部120Fと、ストッパ129と、体外軟性部140と、着脱部150と、湾曲ワイヤ160と、内蔵物170と、を備える。
図53は、連結部120Fの斜視図である。
連結部120Fは、円筒部材121と、連結部本体122と、シール部123と、軸受部124と、カバー部材125Fと、鉗子口126と、三又分岐チューブ127と、を備える。
カバー部材125Fは、連結部本体122の外周を覆う部材である。カバー部材125Fは、長手方向Aに延びる回転軸ROに対して水平な平面部125pを有している。カバー部材125Fの外周面は、長手方向Aに垂直な断面においてD字状に形成されている。
図54は、ストッパ129が装着された連結部120Fを示す図である。
ストッパ129は、U字状に形成されており、連結部120Fに着脱可能である。連結部120Fに装着されたストッパ129は、カバー部材125Fの平面部125pと、体内軟性部119の基端部119bに形成された溝119gと、に係合する。そのため、ストッパ129が連結部120Fに装着されたとき、受動回転部(体内軟性部119の基端部119b、ハウジング123h、円筒部材121)は、カバー部材125Fに対して周方向Cに回動しない。
受動回転部(体内軟性部119の基端部119b、ハウジング123h、円筒部材121)は、所定以上の力が加えられない限りカバー部材125Fに対して周方向Cに回転しない。しかしながら、患者Pの体内に挿入した挿入部110からのねじり反力が大きい場合、受動回転部に所定以上の力が加えられて受動回転部が回転してしまう。この場合、術者Sは、連結部120Fにストッパ129を装着させることで、受動回転部がカバー部材125Fに対して周方向Cに回動することを規制できる。
図55は、ストッパ129の変形例を示す図である。
ストッパ129と同様の構造である溝319Fを有する操作装置300Fを、ストッパとして使用してもよい。図55に示すように、連結部120Fに操作装置300Fを装着させることで、受動回転部がカバー部材125Fに対して周方向Cに回動することを規制できる。
図56は、内視鏡100の変形例を示す図である。
図56に示す内視鏡は、挿入部110にライン100sが設けられている。ライン100sは、例えばU方向に設けられている。術者Sはライン100sを見ることで、湾曲部112がどちらを向いているかをおおよそ把握できる。ライン100sは、直線形状であってもよく、破線形状であってもよい。
本実施形態に係る電動内視鏡システム1000Fによれば、内視鏡100Fを用いた観察や処置をより効率的に実施できる。
以上、本発明の第六実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。また、上述の実施形態および変形例において示した構成要素は適宜に組み合わせて構成することが可能である。
(第七実施形態)
本発明の第七実施形態に係る電動内視鏡システム1000Gについて、図57から図60を参照して説明する。
[電動内視鏡システム1000G]
図57は、本実施形態に係る電動内視鏡システム1000Gの全体図である。
電動内視鏡システム1000Gは、内視鏡100と、駆動装置200Gと、操作装置300と、処置具400と、映像制御装置500Gと、収容ラック700と、表示装置900と、を備える。
駆動装置200Gは、アダプタ210Gと、操作受信部220と、送気吸引駆動部230と、ワイヤ駆動部(アクチュエータ)250Gと、駆動コントローラ260と、を備える。
アダプタ210Gは、第一操作アダプタ211Aと、内視鏡アダプタ212Gと、を有する。アダプタ210Gは、第二操作アダプタ211Bを有さない。
内視鏡アダプタ212Gは、内視鏡100の第一着脱部1501が着脱可能に接続されるアダプタである。内視鏡アダプタ212Gは、ワイヤ駆動部250Gを取り囲こむように設けられている。内視鏡アダプタ212Gには、一個の第一着脱部1501が接続される。
ワイヤ駆動部(アクチュエータ)250Gは、支持部材250aと、第一駆動部(第一アクチュエータ)251と、第二駆動部(第二アクチュエータ)252と、第三駆動部(第三アクチュエータ)253と、第四駆動部(第四アクチュエータ)254と着脱センサ259と、を有する。
映像制御装置500Gは、第一内視鏡アダプタ510Aと、撮像処理部520と、光源部530と、メインコントローラ560と、を備える。映像制御装置500Gは、第二内視鏡アダプタ510Bを有さない。
駆動装置200Gと映像制御装置500Gとは、電動内視鏡システム1000Gを制御する制御装置600Gを構成する。制御装置600Gは、ビデオプリンタなどの周辺機器をさらに備えてもよい。駆動装置200Gと映像制御装置500Gとは、一体の装置であってもよい。
駆動装置200Gと映像制御装置500Gと表示装置900とは、収容ラック700に収容されている。収容ラック700は、タイヤを備えており移動させやすい。収容ラック700には内視鏡100を吊るして設置できるハンガー(トロリー)710を備えている。
[電動内視鏡システム1000Gの動作]
次に、本実施形態の電動内視鏡システム1000Gの動作について説明する。具体的には、内視鏡100の使用前の機器チェックに関する動作について説明する。
以降、図58に示す制御装置600Gのメインコントローラ560の制御フローチャートに沿って説明を行う。使用者が、使用前の機器チェックを実施するために制御装置600Gにおいて「チェック用プログラム」を起動すると、メインコントローラ560は図58に示す制御フローを開始する(ステップS300)。次に、メインコントローラ560(主としてプロセッサ561)はステップS310を実行する。
<ステップS310>
メインコントローラ560は、ステップS310において、駆動コントローラ260と通信することにより、駆動装置200Gに装着された内視鏡100の第一着脱部1501のスコープID記憶部158に格納されたスコープIDおよび使用前点検情報を取得する。メインコントローラ560は、次にステップS320を実行する。
「使用前点検情報」とは、内視鏡100の使用前点検の進捗等に関する情報である。例えば、バックヤード等にある別の制御装置600Gにより使用前点検の少なくとも一部が実施されていた場合、使用前点検の進捗および点検結果等が使用前点検情報としてスコープID記憶部158に記憶される。
<ステップS320>
メインコントローラ560は、ステップS320において、内視鏡100の使用前点検情報を確認する。使用前点検の一部の項目が未実施である場合、メインコントローラ560は、次にステップS330を実行する。使用前点検の全ての項目が実施済みである場合、メインコントローラ560は、ステップS320の使用前点検をスキップして、次にステップS340を実行する。
<ステップS330>
メインコントローラ560は、ステップS330において、未実施である使用前点検の実施を使用者に指示(通知)する。具体的には、メインコントローラ560は、以下に例示する使用前点検の実施を使用者に指示(通知)するGUI画像を表示装置900に表示する。
メインコントローラ560は、例えば、使用者に操作装置300から湾曲部112を湾曲させる操作を入力するように指示する。メインコントローラ560は、指示した湾曲操作が入力されているか否かを確認する。
メインコントローラ560は、例えば、使用者に操作装置300から送気送水ボタン351による送気送水を実施させる操作と吸引ボタン352による吸引を実施させる操作を入力するように指示する。メインコントローラ560は、指示した送気送水を実施させる操作および吸引を実施させる操作が入力されているか否かを確認する。
メインコントローラ560は、例えば、使用者に操作装置300か各種ボタン350に割り当てられた機能を実施させる操作を入力するように指示する。メインコントローラ560は、指示した機能を実施させる操作が入力されているか否かを確認する。
メインコントローラ560は、例えば、使用者に操作装置300から湾曲部112を湾曲させる操作を入力するように指示する。メインコントローラ560は、張力センサ159等に基づいて、指示した湾曲操作が駆動装置200Gにより実施されているか否かを確認する。故障などの不具合がある場合、メインコントローラ560は使用者に不具合内容を提示する。
メインコントローラ560は、例えば、使用者に操作装置300から送気送水ボタン351による送気送水を実施させる操作と吸引ボタン352による吸引を実施させる操作を入力するように指示する。メインコントローラ560は、流量センサ等に基づいて、指示した送気送水や吸引が駆動装置200Gにより実施されているか否かを確認する。故障などの不具合がある場合、メインコントローラ560は使用者に不具合内容を提示する。
メインコントローラ560は、例えば、使用者に操作装置300か各種ボタン350に割り当てられた機能を実施させる操作を入力するように指示する。メインコントローラ560は、指示した機能が実施されているか否かを確認する。故障などの不具合がある場合、メインコントローラ560は使用者に不具合内容を提示する。
メインコントローラ560は、例えば、上記の操作入力に伴って変更される表示装置900の表示内容が正しく変更されているか否かを確認する。
メインコントローラ560は、上記の確認を使用者に実施させてもよい。メインコントローラ560は、表示装置900に使用者に確認を指示(通知)するメッセージを表示する。メインコントローラ560は、使用者による確認結果の入力に必要なGUI画像を表示させ、使用者に確認結果を入力させることで使用者の確認結果を取得する。
<ステップS340>
メインコントローラ560は、ステップS340において、駆動コントローラ260と通信することにより、湾曲動作のキャリブレーションを実施する。なお、湾曲動作のキャリブレーションは、使用毎に必ず実施されていなくてもよく、定期的に実施されてもよい。
図59は、吊り下げられた内視鏡100等を示す図である。
メインコントローラ560は、使用者に対して内視鏡100をハンガー710に掛けて、内視鏡100のうち湾曲部112を含む先端部分180をハンガー710から吊り下げるように使用者に指示するGUI画像を表示装置900に表示する。使用者は、GUI画像に表示された指示に従って、先端部分180をハンガー710から吊り下げる。
図60は、駆動コントローラ260が使用する規範モデルNMを示す図である。
メインコントローラ560は、湾曲動作のキャリブレーションにより規範モデルNMのパラメータを更新する。規範モデルNMは、内視鏡100の湾曲動作を推定するモデルである。規範モデルNMは、駆動部25Xをモデル化した駆動部モデルNM1と、第一着脱部1501をモデル化した着脱部モデルNM2と、体外軟性部140および体内軟性部119をモデル化した軟性部モデルNM3と、湾曲部112をモデル化した湾曲部モデルNM4と、を有する。
メインコントローラ560は、湾曲動作のキャリブレーションにマーカMを用いてもよい。図59に示すマーカMは、マーカボードM1である。マーカMは、相対的な位置情報を特定可能な公知のマーカ模様mを有する。マーカ模様mは、異なる場所から観測することにより、相対的な位置情報を特定可能な模様である。
本実施形態に係る電動内視鏡システム1000Gによれば、内視鏡100を用いた観察や処置をより効率的に実施できる。使用者は、使用前の機器チェックを効率的に実施できる。
以上、本発明の第七実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。また、上述の実施形態および変形例において示した構成要素は適宜に組み合わせて構成することが可能である。
(第八実施形態)
本発明の第八実施形態に係る電動内視鏡システム1000Hについて、図61から図75を参照して説明する。
[電動内視鏡システム1000H]
図61は、本実施形態に係る電動内視鏡システム1000Hの全体図である。
電動内視鏡システム1000Hは、内視鏡100Hと、駆動装置200と、操作装置300と、処置具400と、映像制御装置500と、観察装置800と、表示装置900と、を備える。
内視鏡100Hは、挿入部110が長手方向Aに沿って磁気コイル(不図示)が内蔵されていることを除いて、第一実施形態の内視鏡100と同じである。磁気コイルは、例えば挿入部110の内部経路101における内周面に沿って螺旋状に取り付けられている。
観察装置800は、磁界を利用し内視鏡100Hの挿入形状を観察する装置である。観察装置800は、内視鏡100Hの挿入部110に内蔵された磁気コイルから発生する磁気をアンテナにより受信する。観察装置800の観察結果は、メインコントローラ560によっても取得される。
図62から図66は、湾曲する挿入部110を挿通する一対の湾曲ワイヤ160を示す図である。以降、湾曲部112をUD方向に曲げる一対の湾曲ワイヤ(上湾曲ワイヤ161uおよび下湾曲ワイヤ161d)について説明を行う。仮想マーカVM1および仮想マーカVM2は、湾曲ワイヤ(上湾曲ワイヤ161uおよび下湾曲ワイヤ161d)の先頭から所距離の位置を示す仮想的なマーカである。なお、湾曲部112をLR方向に曲げる一対の湾曲ワイヤ160(左湾曲ワイヤ161l,右湾曲ワイヤ161r)は、同様の構造であるため、図示および説明を省略する。
図62に示す一対の湾曲ワイヤ160は、下湾曲ワイヤ161dが湾曲部112をD方向に最も湾曲させている状態(第一状態S1ともいう)である。
図63に示す一対の湾曲ワイヤ160は、下湾曲ワイヤ161dが湾曲部112をD方向に湾曲し始める状態(第二状態S2ともいう)である。
図64に示す一対の湾曲ワイヤ160は、一対の湾曲ワイヤ160が湾曲部112を湾曲していない直線形状としている状態(第三状態S3ともいう)である。
図65に示す一対の湾曲ワイヤ160は、上湾曲ワイヤ161uが湾曲部112をU方向に湾曲し始める状態(第四状態S4ともいう)である。
図66に示す一対の湾曲ワイヤ160は、上湾曲ワイヤ161uが湾曲部112をU方向に最も湾曲させた状態(第五状態S5ともいう)である。
一対の湾曲ワイヤ160は、軟性部(挿入部110および体外軟性部140)の湾曲によって経路長が変化する。そのため、一対の湾曲ワイヤ160は、経路長の変化を吸収可能な余剰長を有しており、図64に示す第三状態S3において「弛みSL」を有する。
[電動内視鏡システム1000Hの動作]
次に、本実施形態の電動内視鏡システム1000Hの動作について説明する。具体的には、湾曲部112を曲げる湾曲制御(第一湾曲制御、第二湾曲制御および第三湾曲制御)について説明する。
[第一湾曲制御]
図67は、第一湾曲制御の制御フローチャートである。
駆動コントローラ260(主としてプロセッサ261)は、図62から図66に示すように、上湾曲ワイヤ161uによりD方向を向く湾曲部112をU方向に曲げるとき、図67に示す第一湾曲制御を行う。なお、駆動コントローラ260が下湾曲ワイヤ161dによりU方向を向く湾曲部112をD方向に曲げる第一湾曲制御は、同様の制御であるため、説明を省略する。
<ステップS410>
駆動コントローラ260は、ステップS410において、メインコントローラ560と通信して、観察装置800の観測結果である挿入部110の形状を取得する。駆動コントローラ260は、次にステップS420を実行する。
<ステップS420>
図68は、一対の湾曲ワイヤ160の変位と張力との関係を示す図である。
駆動コントローラ260は、ステップS420において、取得した挿入部110の形状から閾値張力TTを推定する。閾値張力TTは、図65に示すように、上湾曲ワイヤ161uが湾曲部112をU方向に湾曲させ始める状態(第四状態S4)における上湾曲ワイヤ161uの張力である。駆動コントローラ260は、次にステップS430を実行する。
<ステップS430>
駆動コントローラ260は、ステップS430において、張力センサ159から取得した上湾曲ワイヤ161uの張力が閾値張力TTとなるまで、上湾曲ワイヤ161uを高速で牽引する。上湾曲ワイヤ161uは、上湾曲ワイヤ161uの張力が閾値張力TTとなるまで弛んでいる(余剰している)。そのため、駆動コントローラ260は、上湾曲ワイヤ161uを高速で牽引することにより湾曲部112が動作しない期間(不感期間)を短くできる。駆動コントローラ260は、次にステップS440を実行する。
<ステップS440>
駆動コントローラ260は、ステップS440において、上湾曲ワイヤ161uを第五状態S5となるまで通常速度により牽引する。湾曲部112は、U方向に曲がる。
第一湾曲制御によれば、湾曲ワイヤ160の余剰長相当の移動量を補償するように湾曲ワイヤ160を高速駆動することにより、湾曲部112の湾曲応答性が向上する。
[第二湾曲制御]
図69は、第二湾曲制御の制御フローチャートである。
駆動コントローラ260(主としてプロセッサ261)は、図62から図66に示すように、上湾曲ワイヤ161uによりD方向を向く湾曲部112をU方向に曲げるとき、図69に示す第二湾曲制御を行う。なお、駆動コントローラ260が下湾曲ワイヤ161dによりU方向を向く湾曲部112をD方向に曲げる第二湾曲制御は、同様の制御であるため、説明を省略する。
<ステップS410>
駆動コントローラ260は、ステップS410において、メインコントローラ560と通信して、観察装置800の観測結果である挿入部110の形状を取得する。駆動コントローラ260は、次にステップS420Bを実行する。
<ステップS420B>
図70は、一対の湾曲ワイヤ160の変位と張力との関係を示す図である。
駆動コントローラ260は、ステップS420Bにおいて、取得した挿入部110の形状から経路長変化量を推定して、弛み範囲SRを補正する。弛み範囲(不感帯)SRは、図63から図65に示すように、牽引する湾曲ワイヤ160が弛む範囲である。弛み範囲SRの長さが、湾曲ワイヤ160の余剰長となる。駆動コントローラ260は、次にステップS430Bを実行する。
<ステップS430B>
駆動コントローラ260は、ステップS430Bにおいて、上湾曲ワイヤ161uの変位が弛み範囲SR外となるまで、上湾曲ワイヤ161uを高速で牽引する。上湾曲ワイヤ161uは、上湾曲ワイヤ161uの変位が弛み範囲SR外となるまで弛んでいる(余剰している)。そのため、駆動コントローラ260は、上湾曲ワイヤ161uを高速で牽引することにより湾曲部112が動作しない期間(不感期間)を短くできる。駆動コントローラ260は、次にステップS440を実行する。
<ステップS440>
駆動コントローラ260は、ステップS440において、上湾曲ワイヤ161uを第五状態S5となるまで通常速度により牽引する。湾曲部112は、U方向に曲がる。
第二湾曲制御によれば、湾曲ワイヤ160の余剰長相当の移動量を補償するように湾曲ワイヤ160を高速駆動することにより、湾曲部112の湾曲応答性が向上する。
[第三湾曲制御]
図71は、第三湾曲制御の制御フローチャートである。
駆動コントローラ260(主としてプロセッサ261)は、図62から図66に示すように、上湾曲ワイヤ161uによりD方向を向く湾曲部112をU方向に曲げるとき、図71に示す第三湾曲制御を行う。なお、駆動コントローラ260が下湾曲ワイヤ161dによりU方向を向く湾曲部112をD方向に曲げる第三湾曲制御は、同様の制御であるため、説明を省略する。
<ステップS420C>
駆動コントローラ260は、ステップS420Cにおいて、弛緩ワイヤである下湾曲ワイヤ161dを弛緩させるときにおける変位と張力の変化量に基づいて、弛み範囲SRを補正する。駆動コントローラ260は、弛緩ワイヤである下湾曲ワイヤ161dの弛みの変化量に基づいて、牽引ワイヤである上湾曲ワイヤ161uの弛みの変化量を推定することで、弛み範囲SRを補正する。具体的には、駆動コントローラ260は、上湾曲ワイヤ161uの張力が閾値張力TTを下回るときにおける下湾曲ワイヤ161dの初期状態に対する弛みSLの変化量(余剰長の変化量)を取得し、上湾曲ワイヤ161uの初期状態に対する弛みSLの変化量(余剰長の変化量)を推定する。上湾曲ワイヤ161uと下湾曲ワイヤ161dとが初期状態に対して同程度だけ弛む特性を使用している。以降の制御は第二湾曲制御と同様である。
第三湾曲制御によれば、湾曲ワイヤ160の余剰長相当の移動量を補償するように湾曲ワイヤ160を高速駆動することにより、湾曲部112の湾曲応答性が向上する。
[弛み量制御]
図72は、他の態様の第三状態S3の一対の湾曲ワイヤ160を示す図である。
駆動コントローラ260は、湾曲制御(第一湾曲制御、第二湾曲制御および第三湾曲制御)に合わせて、一対の湾曲ワイヤ160の弛み量を制御する弛み量制御を実施してもよい。駆動コントローラ260は、弛み量制御において、一対の湾曲ワイヤ160を牽引または送出することで、一対の湾曲ワイヤ160の弛み量を調整する。
例えば、駆動コントローラ260は、第一湾曲制御や第二湾曲制御や第三湾曲制御において閾値張力TTや弛み範囲SRを推定することにより、軟性部(挿入部110および体外軟性部140)の湾曲によって一対の湾曲ワイヤ160の経路長が長くなり、第三状態S3において「弛みSL」が少なくなっていることを検出できる。この場合、駆動コントローラ260は、一対の湾曲ワイヤ160を送出して、一対の湾曲ワイヤ160の「弛み量」を、所定状態(例えば図64に示すような初期状態)の「弛み量」に一致させてもよい。駆動コントローラ260は、軟性部(挿入部110および体外軟性部140)の湾曲形状に関わらず、湾曲ワイヤ160の余剰長を一定として湾曲制御を実行できる。
図64に示すような一対の湾曲ワイヤ160の初期状態とは、軟性部(挿入部110および体外軟性部140)が湾曲しておらず、経路長が最も短い状態である。初期状態である一対の湾曲ワイヤ160の弛み量は、一対の湾曲ワイヤ160のワイヤ長の0.1%以上1%未満であることが望ましい。
一対の湾曲ワイヤ160の「弛み量」は、軟性部(挿入部110および体外軟性部140)が最も湾曲して最も経路長が長くなった場合であっても、湾曲駒115に張力を発生させない程度の「弛み量」であることが望ましい。
[パラメータ制御]
図73は、パラメータ制御の制御フローチャートである。
駆動コントローラ260は、湾曲制御(第一湾曲制御、第二湾曲制御および第三湾曲制御)に合わせて、一対の湾曲ワイヤ160による湾曲部112の湾曲動作パラメータを制御するパラメータ制御を実施してもよい。
<ステップS510>
駆動コントローラ260は、第一湾曲制御や第二湾曲制御や第三湾曲制御において閾値張力TTや弛み範囲SRを推定することにより、湾曲ワイヤ160の余剰長を推定する。駆動コントローラ260は、次にステップS520を実行する。
<ステップS520>
図74は、シースがコイルCOである軟性部のモデルを示す図である。図75は、シースがチューブTUである軟性部のモデルを示す図である。
駆動コントローラ260は、ステップS520において、軟性部(挿入部110および体外軟性部140)の総湾曲角度を推定する。総湾曲角度は、式1により算出される。駆動コントローラ260は、次にステップS530を実行する。
式1において、δLは、湾曲ワイヤ160の経路長変化である。δRは、湾曲ワイヤ160の中立軸NAと湾曲ワイヤ160の中心軸CAとの距離である。ここで、中心軸NAとは、湾曲した湾曲ワイヤ160において直線状態の長さと等しい軸である。θは、軟性部(挿入部110および体外軟性部140)の総湾曲角度である。
駆動コントローラ260は、δRは湾曲ワイヤ160やシースの寸法で決まるため、経路長変化δLから総湾曲角度θを推定することができる。図74および図75に示すように、シースがコイルCO(例えば丸線コイル)である場合もシースがチューブTUである場合も、駆動コントローラ260は、総湾曲角度θを推定することができる。
<ステップS530>
駆動コントローラ260は、ステップS50において、推定した総湾曲角度に基づいて湾曲動作パラメータ(湾曲リミット量、ヒステリシス補償量など)を変更する。
本実施形態に係る電動内視鏡システム1000Hによれば、内視鏡100Hを用いた観察や処置をより効率的に実施できる。電動内視鏡システム1000Hは、軟性部(挿入部110および体外軟性部140)の湾曲形状にあわせて湾曲ワイヤ160を制御することにより、湾曲部112の湾曲応答性を向上させる。
以上、本発明の第八実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。また、上述の実施形態および変形例において示した構成要素は適宜に組み合わせて構成することが可能である。
(第九実施形態)
本発明の第九実施形態に係る電動内視鏡システム1000Iについて、図76から図89を参照して説明する。以降の説明において、既に説明したものと共通する構成については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
[電動内視鏡システム1000I]
図76は、本実施形態に係る電動内視鏡システム1000Iの全体図である。
電動内視鏡システム1000Iは、内視鏡100と、駆動装置200Iと、操作装置300と、処置具400と、映像制御装置500Iと、表示装置900と、を備える。駆動装置200Iと映像制御装置500Iとは、電動内視鏡システム1000Iを制御する制御装置600Iを構成する。
駆動装置200Iは、操作装置300から受信する操作入力に関する入力モードを複数有することを除いて、第一実施形態の駆動装置200と同じである。駆動装置200Iの駆動コントローラ260は、第一入力モードと第二入力モードの二種類の入力モードを有する。駆動コントローラ260は、選択された入力モードに基づいて、操作装置300から受信した操作入力を湾曲部112の湾曲操作等に対応付ける。また、駆動コントローラ260は、操作装置300から入力モードを切り替える操作入力に基づいて、入力モードを切り替える。
図77は、操作装置300の正面図である。
操作装置300は、操作部本体310と、送気送水ボタン351と、吸引ボタン352と、各種ボタン350と、タッチパッド380と、タッチセンサ381と、を備える。
タッチパッド380は、湾曲部112に対する湾曲操作等が入力されるタッチセンシティブインターフェースである。例えば、タッチパッド380における縦方向(Y方向)の上方向(Y1方向)に対する入力は、湾曲部112をU方向に曲げる操作に対応付けられる。タッチパッド380における縦方向(Y方向)の下方向(Y2方向)に対する入力は、湾曲部112をD方向に曲げる操作に対応付けられる。タッチパッド380における横方向(X方向)の左方向(X1方向)に対する入力は、湾曲部112をL方向に曲げる操作に対応付けられる。タッチパッド380における横方向(X方向)の右方向(X2方向)に対する入力は、湾曲部112をR方向に曲げる操作に対応付けられる。
タッチセンサ381は、任意の操作が入力されるタッチセンシティブインターフェースである。タッチセンサ381は、例えば、タッチパッド380の操作入力量に対する湾曲部112の駆動量の比率(以降、「モーションスケール」ともいう)を調整するために使用される。
操作装置300は、駆動装置200Iの入力モードを切り替えるボタン(以降、「入力モード切替ボタン」ともいう)を有する。入力モード切替ボタンは、例えば、入力モード切替ボタンとして割り当てられた各種ボタン350である。タッチパッド380が感圧式タッチパッドである場合、タッチパッド380を所定の強さ以上で押し込まれることで押下を検出する入力モード切替ボタンとして割り当ててもよい。
駆動コントローラ260は、入力モード切替ボタンが押下されたことを検出することで入力モードを切り替えてもよいし、入力モード切替ボタンが押下されている間のみ入力モードを切り替えてもよい。
映像制御装置500Iは、表示画像IMGを生成することを除いて、第一実施形態の映像制御装置500と同じである。
図78は、映像制御装置500Iが表示装置900に出力する表示画像IMGを示す図である。映像制御装置500Iは、表示画像IMGを生成して、表示装置900に出力する。表示画像IMGは、内視鏡100から取得した撮像画像IMG1と、ガイド画像IMG2と、を含む。表示装置900は、表示画像IMGを画面902に表示する。
ガイド画像IMG2は、術者Sによる内視鏡100の操作を支援する画像である。ガイド画像IMG2は、映像制御装置500Iのメインコントローラ560(主としてプロセッサ561)により生成される。ガイド画像IMG2は、CG画像IMG3と、受動回転情報画像IMG4と、操作情報画像IMG5と、を含む。
CG画像IMG3は、湾曲部112を含む挿入部110のCG画像である。メインコントローラ560は、駆動コントローラ260から取得した湾曲ワイヤ160の駆動状態に基づいてCG画像IMG3を生成する。術者Sは、CG画像IMG3を見ることで、患者Pの体内にある湾曲部112を形状を視認できる。
受動回転情報画像IMG4は、連結部120における受動回転部(体内軟性部119の基端部119b、ハウジング123h、円筒部材121)の回転角度を円ゲージで表示した画像である。メインコントローラ560は、連結部120の磁気センサから取得した磁気リング121sの回転角度に基づいて受動回転情報画像IMG4を生成する。術者Sは、受動回転情報画像IMG4を見ることで、受動回転部がカバー部材125Fに対して周方向Cに回転している角度を直感的に把握できる。
図79は、操作情報画像IMG5を示す図である。
操作情報画像IMG5は、術者Sによる操作装置300の操作入力を可視化した画像である。メインコントローラ560は、操作装置300から受信した操作入力に基づいて受動回転情報画像IMG4を生成する。操作情報画像IMG5は、タッチパッド380に入力した位置を表示する第一操作情報画像IMG6と、タッチセンサ381に入力した位置を表示する第二操作情報画像IMG7と、を含む。術者Sは、操作情報画像IMG5を見ることで、自身が操作装置300に入力した操作入力を視認できる。術者Sは、第二操作情報画像IMG7を見ることで、湾曲部112を湾曲させる操作を実際に実施しなくても、現在設定されているモーションスケールを把握できる。
[電動内視鏡システム1000Iの動作]
次に、本実施形態の電動内視鏡システム1000Iの動作について説明する。以降、図80に示す制御装置600Iの駆動コントローラ260の制御フローチャートに沿って説明を行う。制御装置600Iが起動されると、駆動コントローラ260は図80に示す制御フローを開始する(ステップS600)。次に、駆動コントローラ260(主としてプロセッサ261)はステップS610を実行する。
<ステップS610:湾曲駆動の開始判定>
駆動コントローラ260は、ステップS610において、タッチパッド380に対する操作入力を定期的に確認し、湾曲部112の湾曲駆動の開始判定を実施する。タッチパッド380に対する操作入力があった場合、駆動コントローラ260は次にステップS620を実行する。
<ステップS620:入力モードの判定>
駆動コントローラ260は、ステップS620において、選択されている入力モードを判定する。第一入力モードが選択されている場合、駆動コントローラ260は次にステップS630を実行する。第二入力モードが選択されている場合、駆動コントローラ260は次にステップS650を実行する。
<ステップS630:差分ベクトルDの取得>
図81は、差分ベクトルDを示す図である。
駆動コントローラ260は、ステップS630において、開始位置DSと終了位置DEとの差分から差分ベクトルDを取得する。開始位置DSは、所定期間内の操作入力において操作入力が開始されたときにおけるタッチパッド380上の親指FTの位置である。終了位置DEは、所定期間内の操作入力において操作入力が終了したときにおけるタッチパッド380上の親指FTの位置である。開始位置DS(x1、y1)と終了位置DE(x2、y2)であるとき、差分ベクトルD(dx、dy)は(x2-x1、y2-y1)である。駆動コントローラ260は、次にステップS640を実行する。
<ステップS640:湾曲部駆動>
駆動コントローラ260は、ステップS640において、判定した差分ベクトルDに基づいて、湾曲部112を駆動する。具体的には、駆動コントローラ260は、差分ベクトルDの方向に対して、差分ベクトルDの大きさに比例する湾曲駆動量だけ湾曲部112を駆動する。駆動コントローラ260は、次にステップS690を実行する。
入力モードが第一入力モードであるとき、差分ベクトルDの方向は特定の方向に限定されない。そのため、入力モードが第一入力モードであるとき、駆動コントローラ260は、操作入力から取得した差分ベクトルDの方向に湾曲部112を駆動できる。術者Sは、入力モードとして第一入力を選択することで、例えば管腔内を隅々まで観察するために湾曲部112の先端が円を描くように動作させる操作を容易に入力できる。
<ステップS650:入力ベクトルAの判定>
駆動コントローラ260は、ステップS650において、タッチパッド380に対する操作入力に基づいて、入力方向DIを判定する。具体的には、駆動コントローラ260は、タッチパッド380を沿う親指FTの動き出しの向きに基づいて、入力ベクトルAを判定する。
図82は、入力ベクトルAを示す図である。
駆動コントローラ260は、第一位置D1と第二位置D2との差分から入力ベクトルAを判定する。第一位置D1は、一回の操作入力において操作入力が開始されたときにおけるタッチパッド380上の親指FTの位置である。第二位置D2は、一回の操作入力において操作入力が開始された直後(動き出し直後)におけるタッチパッド380上の親指FTの位置である。第一位置D1(x1、y1)と第二位置D2(x2、y2)であるとき、入力ベクトルA(dx、dy)は(x2-x1、y2-y1)である。
第二位置D2は、例えば、動き出し直後におけるタッチパッド380上の親指FTの位置であって、例えば第一位置D1から所定距離d離れた位置である。所定距離dは、例えば1mmから10mmである。所定距離dは、親指FTの幅の50%から100%に相当する5mmから10mmであってもよい。所定距離dは、タッチパッド380の幅(40mm~60mm)の15%から25%に相当する長さであってもよい。
第二位置D2は、例えば、動き出し直後におけるタッチパッド380上の親指FTの位置であって、例えば所定時間t経過したときにおける親指FTの位置である。所定時間tは、例えば、0.5秒から1秒である。
第一位置D1を始点として第二位置D1までの範囲、または、第一位置D1を始点として所定時間t経過したとき親指FTが位置する範囲を「入力開始範囲RI」とする。入力ベクトルAは、入力開始範囲RIにおける親指FTの動きから判定される。
駆動コントローラ260は、ステップS650において入力方向DIを判定すると、次にステップS660を実行する。
<ステップS660:湾曲駆動量の判定>
駆動コントローラ260は、ステップS660において、湾曲駆動量を判定する。駆動コントローラ260は、ベクトル方式またはタッチ方式によって湾曲駆動量を判定する。
<<ベクトル方式>>
図83は、ベクトル方式による湾曲駆動量の判定を説明する図である。
駆動コントローラ260は、ベクトル方式において、入力開始範囲RI外において、タッチパッド380を沿う親指FTの動きに基づいて、入力ベクトルBを判定する。駆動コントローラ260は、入力ベクトルAを判定する方法と同様の方法により、入力ベクトルBを判定する。駆動コントローラ260は、湾曲駆動量Vを式2および式3により算出する。式2において、eは入力ベクトルAの単位ベクトルである。式3において、θは、入力ベクトルAと入力ベクトルBとがなす角度である。式3において、sgn(α)は符号関数であり、入力αが正あれば+1を出力し、入力αが負であれば-1を出力し、入力αがゼロであればゼロを出力する。
ベクトル方式における湾曲駆動量Vは、操作入力が開始された直後(動き出し直後)における入力ベクトルAの方向に親指FTが動き続けたと仮定した場合における親指FTの移動量に相当する。
<<タッチ方式>>
駆動コントローラ260は、タッチ方式において、タッチパッド380に親指FTが触れている期間に比例して、湾曲駆動量Vを増加させる。
駆動コントローラ260は、ステップS660において湾曲駆動量Vを判定すると、次にステップS670を実行する。
<ステップS670:湾曲部駆動>
駆動コントローラ260は、ステップS670において、判定した入力ベクトルAおよび湾曲駆動量Vに基づいて、湾曲部112を駆動する。具体的には、駆動コントローラ260は、入力ベクトルAの方向に対して湾曲駆動量Vだけ湾曲部112を駆動する。すなわち、駆動コントローラ260は、操作入力が開始された直後(動き出し直後)における入力ベクトルAの方向にしか湾曲部112を駆動しない。駆動コントローラ260は、次にステップS680を実行する。
<ステップS680:完了判定>
駆動コントローラ260は、ステップS680において、一回の操作入力が完了しているかどうかを判定する。駆動コントローラ260は、タッチパッド380から親指FTが離されているとき、一回の操作入力が完了したと判定する。また、タッチパッド380が親指FTにより押し込まれる操作入力や各種ボタン350の一部が押し込まれる操作入力を検出したとき、駆動コントローラ260は一回の操作入力が完了したと判定してもよい。駆動コントローラ260は、一回の操作入力が完了していると判定した場合、次にステップS690を実行する。駆動コントローラ260は、一回の操作入力が完了していないと判定した場合、ステップS660以降を再度実行する。
入力モードが第二入力モードであるとき、再度実行されるステップS660およびステップS670において、入力ベクトルAは変更されない。そのため、入力モードが第二入力モードであるとき、駆動コントローラ260は、操作入力が開始された直後(動き出し直後)における入力ベクトルAの方向にのみ湾曲部112を駆動し続ける。術者Sは、入力モードとして第二入力を選択することで、例えばESD(内視鏡的粘膜下層剥離術)において粘膜下層を切除する場合において湾曲部112の先端をまっすぐ移動させる操作を容易に入力できる。
<ステップS690>
駆動コントローラ260は、ステップS690において、湾曲部112の湾曲駆動を引き続き制御するかどうかを判定する。湾曲部112の湾曲駆動を引き続き制御する場合、駆動コントローラ260は、次にステップS610を実行する。湾曲部112の湾曲駆動を制御しない場合、駆動コントローラ260は、次にステップS700を実行して図80に示す制御フローを終了する。
[入力ベクトルAの方向限定]
図84は、入力ベクトルAの方向の限定を示す図である。
術者Sは、タッチパッド380に沿って親指FTを移動させることで、湾曲部112を任意の方向に曲げる操作をタッチパッド380に対して直感的に入力できる。一方、術者Sは、湾曲部112をUDLR方向のいずれかの方向のみに曲げる操作をタッチパッド380に対して入力しにくい。アングルノブを有する従来の内視鏡の操作部は、湾曲部をUDLR方向のいずれかの方向のみに曲げる操作を容易に入力できる。そのため、湾曲部112をUDLR方向のいずれかの方向のみに曲げる操作をタッチパッド380に対しても容易に入力できることが望まれる。そこで、駆動コントローラ260は、入力ベクトルAの方向を数方向に限定できる。
例えば、図84に示すように、駆動コントローラ260は、入力ベクトルAの方向を8方向に限定する。例えば、入力ベクトルAの方向がY1方向±30度である場合、駆動コントローラ260は入力ベクトルAの方向を「Y1方向±0度」とみなす。例えば、入力ベクトルAの方向がX1方向±30度である場合、駆動コントローラ260は入力ベクトルAの方向を「X1方向±0度」とみなす。なお、駆動コントローラ260は、入力ベクトルAの方向を4方向や16方向に限定してもよい。
タッチパッドのY1方向は、湾曲部112のU方向に対応付けられている。タッチパッドのY1方向とみなされる入力ベクトルAの角度範囲を大きくすることで、湾曲部112をU方向のみに曲げる操作が入力しやすい。
タッチパッドのY2方向は、湾曲部112のD方向に対応付けられている。タッチパッドのY2方向とみなされる入力ベクトルAの角度範囲を大きくすることで、湾曲部112をD方向のみに曲げる操作が入力しやすい。
タッチパッドのX1方向は、湾曲部112のL方向に対応付けられている。タッチパッドのX1方向とみなされる入力ベクトルAの角度範囲を大きくすることで、湾曲部112をL方向のみに曲げる操作が入力しやすい。
タッチパッドのX2方向は、湾曲部112のR方向に対応付けられている。タッチパッドのX2方向とみなされる入力ベクトルAの角度範囲を大きくすることで、湾曲部112をR方向のみに曲げる操作が入力しやすい。
例えば、図84に示すように、タッチパッドのY1方向、Y2方向、X1方向およびX2方向とみなされる入力ベクトルAの角度範囲(30度)は、その他の方向とみなされる入力ベクトルの角度範囲(15度)よりも大きい。この場合、術者Sは、湾曲部112をUDLR方向のいずれかの方向のみに曲げる操作をタッチパッド380に対してより容易に入力できる。
[湾曲リミット表示]
図85は、湾曲リミット表示IMG8を含むガイド画像IMG2を示す図である。
ガイド画像IMG2は、湾曲リミット表示IMG8を含んでもよい。湾曲リミット表示IMG8は、湾曲部112が最大限湾曲していることを通知する表示である。メインコントローラ560は、駆動コントローラ260から取得した湾曲ワイヤ160の駆動状態に基づいて湾曲リミット表示IMG8を生成する。
湾曲リミット表示IMG8は、ガイド画像IMG2の上下左右の端部の帯状領域に目立つ色(例えば蛍光色)が色付けされた表示であり、湾曲部112がUDLR方向の少なくとも一方向に最大限湾曲していることを示している。
湾曲部112がU方向に最大限湾曲している場合、図85に示すように、湾曲リミット表示IMG8はガイド画像IMG2の上端の帯状領域に表示される。
湾曲部112がD方向に最大限湾曲している場合、湾曲リミット表示IMG8はガイド画像IMG2の下端の帯状領域に表示される。
湾曲部112がL方向に最大限湾曲している場合、湾曲リミット表示IMG8はガイド画像IMG2の左端の帯状領域に表示される。
湾曲部112がR方向に最大限湾曲している場合、湾曲リミット表示IMG8はガイド画像IMG2の右端の帯状領域に表示される。
術者Sは、湾曲リミット表示IMG8を見ることで、湾曲部112がUDLR方向の少なくとも一方向に最大限湾曲していることを容易に把握できる。メインコントローラ560は、湾曲部112が最大限湾曲する状態に近付いたときにも湾曲リミット表示IMG8を表示してもよい。
[操作ガイド]
図86は、操作部本体310の操作ガイド325を示す図である。
操作装置300の操作部本体310は、タッチパッド380を取り囲む枠部311に操作ガイド325を有してもよい。操作ガイド325は、タッチパッド380との間に高低差を術者Sが触覚で感じ取れる形状に形成されている。操作ガイド325のタッチパッド380からの高さH3は、例えば0.5mm~2mmである。
図87は、操作ガイド325の他の態様を示す図である。
操作ガイド325は、凸部326をさらに有してもよい。凸部326は、操作ガイド325からタッチパッド380から離れる方向に突出する凸部である。凸部326を含む操作ガイド325の高さH4は、例えば2mm~4mmである。
術者Sは、入力モードが第一モードであっても、操作ガイド325および凸部326に親指FTをガイドとしてタッチパッド380を沿わせることで、タッチパッド380に対して真っ直ぐな操作を容易に入力できる。また、術者Sは、凸部326に親指FTを当てつけてタッチパッド380から指FTを離すことで、親指FTを休めることができる。なお、図86および図87において術者Sが装着する手袋の図示は省略されている。
図88は、操作ガイド325の他の態様を示す図である。
操作ガイド325は、タッチパッド380の端部に設けられた部分であってもよい。図88に示す操作ガイド325は、タッチパッド380の他の部分と材質や表面粗さなどの触覚が異なる部分である。
図89は、操作ガイド325の他の態様を示す図である。
操作ガイド325は、タッチパッド380にエンボス加工等により設けられた凸部であってもよい。この場合、操作ガイド325は、タッチパッド380の端部ではなく、タッチパッド380の中央部に設けられてもよい。
本実施形態に係る電動内視鏡システム1000Iによれば、内視鏡100を用いた観察や処置をより効率的に実施できる。術者Sは、第一入力モードと第二入力モードを使い別けることにより、タッチパッド380による操作を容易に入力できる。また、術者Sは、ガイド画像IMG2を観察することにより湾曲部112等をより好適に操作できる。
以上、本発明の第九実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。また、上述の実施形態および変形例において示した構成要素は適宜に組み合わせて構成することが可能である。
上記実施形態において、タッチパッド380を操作する指は、親指FT以外の指であってもよい。
(第十実施形態)
本発明の第十実施形態に係る電動内視鏡システム1000Jについて、図90から図94を参照して説明する。以降の説明において、既に説明したものと共通する構成については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
[電動内視鏡システム1000J]
図90および図91は、本実施形態に係る電動内視鏡システム1000Jの全体図である。電動内視鏡システム1000Jは、内視鏡100と、駆動装置200Jと、操作装置300または操作装置300Jまたは操作装置300Kと、処置具400と、映像制御装置500Iと、表示装置900と、を備える。駆動装置200Jと映像制御装置500Iとは、電動内視鏡システム1000Jを制御する制御装置600Jを構成する。
電動内視鏡システム1000Jは、操作装置300の代わりに、操作装置300Jや操作装置300Kなどの異なる種類の操作装置を接続可能なシステムである。操作装置300Jは、タッチパッド380の代わりにアングルノブを備える操作装置である。操作装置300Kは、ゲームパッド型の操作装置である。
駆動装置200Jは、駆動装置200Jに登録されていない未登録の種類の操作装置と接続する機能を有することを除いて、第一実施形態の駆動装置200と同じである。
操作装置300、操作装置300Jおよび操作装置300Kは、操作装置情報を記憶する不揮発性のメモリを有する。操作装置情報は、操作装置ID、操作装置の操作パラメータ、操作装置の操作情報、および操作装置用ソフトウェアのうち少なくとも一つである。
操作装置IDは、例えば複数の英数字で構成され、操作装置300等の種類を示す型番などが格納されている。
操作装置の操作パラメータは、駆動装置200Jが操作装置300等から受信した操作入力に基づいて湾曲部112を含む内視鏡100を操作するときに必要なパラメータである。操作パラメータは、操作装置用ソフトウェアの一部分である。
操作装置の操作情報は、映像制御装置500Iが、操作装置300等から受信した操作入力に基づいて生成するガイド画像IMG2の操作情報画像IMG5の表示態様を規定した情報である。
操作装置用ソフトウェアは、駆動装置200Jが操作装置300等と通信して操作装置300等から操作入力を受信するために必要なソフトウェアである。操作装置用ソフトウェアは、駆動コントローラ260を制御するプログラムの一部分である。
[電動内視鏡システム1000Jの動作]
次に、本実施形態の電動内視鏡システム1000Jの動作について説明する。以降、図92に示す制御装置600Jの駆動コントローラ260の制御フローチャートに沿って説明を行う。操作装置300が駆動装置200Jに接続されると、駆動コントローラ260は図92に示す制御フローを開始する(ステップS800)。次に、駆動コントローラ260(主としてプロセッサ261)はステップS810を実行する。
<ステップS810>
駆動コントローラ260は、ステップS810において、接続された操作装置300から操作装置情報を取得する。駆動コントローラ260は、次にステップS820を実行する。
<ステップS820>
駆動コントローラ260は、ステップS820において、取得した操作装置情報から駆動コントローラ260を制御するプログラム等のアップデートが必要かどうかを判定する。駆動コントローラ260は、例えば、取得した操作装置情報の操作装置IDが未登録である場合、駆動コントローラ260を制御するプログラム等のアップデートが必要であると判定する。駆動コントローラ260は、取得した操作装置情報の操作装置IDが登録済である場合や操作装置情報に操作装置IDが含まれない場合であっても、操作装置情報に更新すべき新たな情報(操作パラメータ、操作情報、操作装置用ソフトウェア)が含まれる場合、駆動コントローラ260を制御するプログラム等のアップデートが必要であると判定する。アップデートが必要である場合、駆動コントローラ260は、次にステップS830を実行する。アップデートが必要でない場合、駆動コントローラ260は、次にステップS840を実行する。
<ステップS830>
駆動コントローラ260は、ステップS830において、操作装置情報に更新すべき新たな操作装置300用ソフトウェアが含まれる場合、操作装置300用ソフトウェアを用いて駆動コントローラ260を制御するプログラムを更新する。
駆動コントローラ260は、操作装置情報に更新すべき新たな操作パラメータが含まれる場合、操作パラメータを用いて駆動コントローラ260を制御するプログラムを更新する。例えば、操作装置300のタッチパッド380の大きさが変更された場合、タッチパッド380への操作入力に対する湾曲部112の湾曲駆動量が新たな操作パラメータとして操作装置情報に含まれる。この場合、駆動コントローラ260は、操作装置300用ソフトウェアを更新せずとも、新たな操作パラメータを用いて操作パラメータの一部を更新することで、操作装置300から操作入力を正しく受信可能となる。
図93および図94は、操作情報を用いた操作情報画像IMG5の更新を説明する図である。駆動コントローラ260は、操作装置情報に更新すべき新たな操作情報が含まれる場合、操作情報を用いてメインコントローラ560に操作情報画像IMG5の表示態様を更新させる。例えば、図93に示すように、操作装置300のタッチセンサ381の配置がタッチパッド380の右側に変更された場合、タッチセンサ381の配置情報が新たな操作情報として操作装置情報に含まれる。この場合、図94に示すように、メインコントローラ560は、新たな操作情報を用いて生成する操作情報画像IMG5の表示態様を更新する。
<ステップS840>
駆動コントローラ260は、ステップS840において、図92に示す制御フローを終了する。駆動コントローラ260は、操作装置300からの操作入力を受信可能となる。操作装置300Jや操作装置300Kが駆動装置200Jに接続された場合も、図92に示す制御フローを実行することにより、駆動コントローラ260は操作装置300Jや操作装置300Kからの操作入力を受信可能となる。
本実施形態に係る電動内視鏡システム1000Jによれば、内視鏡100を用いた観察や処置をより効率的に実施できる。術者Sは、登録されていない新たな操作装置を駆動装置200Jに接続して使用できる。
以上、本発明の第十実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。また、上述の実施形態および変形例において示した構成要素は適宜に組み合わせて構成することが可能である。
(第十一実施形態)
本発明の第十一実施形態に係る電動内視鏡システム1000Lについて、図95から図99を参照して説明する。以降の説明において、既に説明したものと共通する構成については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
電動内視鏡システム1000Lは、内視鏡100Lと、駆動装置200と、操作装置300Lと、処置具400と、映像制御装置500と、表示装置900と、を備える。
図95は、操作装置300Lを示す図である。
操作装置300Lは、第一実施形態の操作装置300から操作ケーブル301が取り外されたものであり、無線通信により駆動装置200と通信する。操作装置300Lには、カバー390を装着することができる。カバー390は、ゴム等で形成された上面カバー390Aと、硬質な背面カバー390Bと、を有する。上面カバー390Aと背面カバー390Bとで操作装置300Lを挟み込むことで、操作装置300L全体を覆うことができる。術者Sは、上面カバー390Aを押し込むことでタッチパッド380や各種ボタン350を操作できる。術者Sや補助者は、術後においてカバー390を重点的にリプロセスまたは廃棄すればよく、操作装置300Lをリプロセスする手間を低減できる。
内視鏡100Lは、挿入部110Lと、連結部120と、体外軟性部140Lと、着脱部150Lと、湾曲ワイヤ160と、内蔵物170と、を備える。
図96は、体外軟性部140Lを示す図である。
体外軟性部140Lは、二重構造であり、内側体外軟性部140Xと、外側体外軟性部140Yと、を有する。外側体外軟性部140Yは、内側体外軟性部140Xの外周部に着脱可能に取り付けられる。
内側体外軟性部140Xには、湾曲ワイヤ160と、撮像ケーブル173と、ライトガイド174と、が挿通している。
図97は、取り外された外側体外軟性部140Yを示す図である。
外側体外軟性部140Yには、吸引チューブ172と、送気・送水チューブ175と、が挿通している。術者Sや補助者は、術後において外側体外軟性部140Yを重点的にリプロセスまたは廃棄すればよく、体外軟性部140Lをリプロセスする手間を低減できる。
図98は、内視鏡100Lを示す図である。
着脱部150Lは、駆動装置200に装着される第一着脱部1503と、映像制御装置500に装着される第二着脱部1502と、を有する。
図99は、運搬時における内視鏡100Lを示す図である。
第一着脱部1503は、第一実施形態の第一着脱部1501と比較して、係合部1505をさらに有する。術者Sや補助者は、内視鏡100Lを制御装置600から取り外して運搬するとき、第一着脱部1503の係合部1505に連結部120および第二着脱部1502を引っ掛ける。術者Sや補助者は、連結部120、第一着脱部1503および第二着脱部1502をまとめて保持できる。
本実施形態に係る電動内視鏡システム1000Lによれば、内視鏡100の持ち運びやリプロセスをより効率的に実施できる。
以上、本発明の第十一実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。また、上述の実施形態および変形例において示した構成要素は適宜に組み合わせて構成することが可能である。
各実施形態におけるプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD-ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。
本発明は、管腔器官内等を観察および処置する医療システムに適用することができる。
1000,1000B,1000C,1000D,1000E,1000F,1000G,1000H,1000I,1000J,1000L 電動内視鏡システム(医療用マニピュレータシステム)
100,100B,100C,100D,100E,100F,100H,100L 内視鏡(医療用マニピュレータ)
100X 第一内視鏡
100Y 第二内視鏡
101 内部経路
1101,10C,110L 挿入部
111 先端部
111a 開口部
111b 照明部
111c 撮像部
111d 送気・送水ノズル
112,112C 湾曲部
113 第一湾曲部(先端側湾曲部)
114 第二湾曲部(基端側湾曲部)
115 節輪(湾曲駒)
115a 第一節輪
115b 第二節輪
115u 上ワイヤガイド
115d 下ワイヤガイド
115l 左ワイヤガイド
115r 右ワイヤガイド
115p 第一回動ピン
115q 第二回動ピン
116 先端部(第一先端部)
117 第二先端部
118 アウターシース
119 体内軟性部
119b 基端部
120,120D,120F 連結部
121 円筒部材
121s 磁気リング
122 連結部本体
123 シール部
123h ハウジング
123r リング
124 軸受部
125,125F カバー部材
126,126B 鉗子口
127 三又分岐チューブ
128 嵌合部
128p 平面部
129 ストッパ
130,130E 操作装置着脱部
131 電気接点
140,140L 体外軟性部
140X 内側体外軟性部
140Y 外側体外軟性部
150,150B,150C,150L 着脱部
1501 第一着脱部
1502 第二着脱部
1503 第一着脱部
1504 第一着脱部
1505 係合部
151,151B 上下湾曲ワイヤ着脱部(第一上下湾曲ワイヤ着脱部)
152,152B 左右湾曲ワイヤ着脱部(第一左右湾曲ワイヤ着脱部)
153 第二上下湾曲ワイヤ着脱部
154 第二左右湾曲ワイヤ着脱部
155 支持部材
15X 被駆動部(駆動力伝達部)
156,156B 第一被駆動部(第一駆動力伝達部)
156a 第一巻取プーリ
156c 第一カップリング部
156d 第一嵌合凸部
156r 第一ドラム回転軸
157,157B 第二被駆動部(第二駆動力伝達部)
157a 第二巻取プーリ
157c 第二カップリング部
157d 第二嵌合凸部
157r 第二ドラム回転軸
158 スコープID記憶部
159 張力センサ
160,160C 湾曲ワイヤ
161 第一湾曲ワイヤ
161u 上湾曲ワイヤ(第一上湾曲ワイヤ)
161d 下湾曲ワイヤ(第一下湾曲ワイヤ)
161l 左湾曲ワイヤ(第一左湾曲ワイヤ)
161r 右湾曲ワイヤ(第一右湾曲ワイヤ)
161s ワイヤシース(第一ワイヤシース)
162 第二湾曲ワイヤ
162u 第二上湾曲ワイヤ
162d 第二下湾曲ワイヤ
162l 第二左湾曲ワイヤ
162r 第二右湾曲ワイヤ
162s 第二ワイヤシース
170 内蔵物
171 チャンネルチューブ
172 吸引チューブ
173 撮像ケーブル
174 ライトガイド
175 送気・送水チューブ
180 先端部分
200,200C,200G,200I,200J 駆動装置
210,210G アダプタ
211A 第一操作アダプタ
211B 第二操作アダプタ
212,212G 内視鏡アダプタ
220 操作受信部
230 送気吸引駆動部
250,250G ワイヤ駆動部(アクチュエータ)
250a 支持部材
25X 駆動部
251 第一駆動部(第一アクチュエータ)
251a 第一シャフト
251b 第一モータ部
251c 第一被カップリング部
251d 第一嵌合凹部
251e 第一トルクセンサ
251r 第一シャフト回転軸
251s 第一弾性部材
252 第二駆動部(第二アクチュエータ)
252a 第二シャフト
252b 第二モータ部
252c 第二被カップリング部
252d 第二嵌合凹部
252e 第二トルクセンサ
252r 第二シャフト回転軸
252s 第二弾性部材
253 第三駆動部(第三アクチュエータ)
254 第四駆動部(第四アクチュエータ)
255 第五駆動部(第五アクチュエータ)
256 第六駆動部(第六アクチュエータ)
257 第七駆動部(第七アクチュエータ)
258 第八駆動部(第八アクチュエータ)
25G 駆動部グループ
25G1 第一駆動部グループ
25G2 第二駆動部グループ
259 着脱センサ
260 駆動コントローラ
261 プロセッサ
262 メモリ
263 記憶部
264 入出力制御部
300,300D,300E,300F,300J,300K,300L 操作装置(コントローラ)
300X 第一操作装置
300Y 第二操作装置
301 操作ケーブル
302 拘束バンド
310,310D,310E 操作部本体
311 枠部
314 タッチパッド支持部
315 ボタン支持部
316 把持部
316 グリップ(把持部)
317 ハンドル
318 左側面
319 ガイド溝
325 操作ガイド
326 凸部
350 各種ボタン
351 送気送水ボタン
352 吸引ボタン
353 レリーズボタン
380 タッチパッド
381 タッチセンサ
390 カバー
390A 上面カバー
390B 背面カバー
400 処置具
410 処置部
500,500G,500I 映像制御装置
510A 第一内視鏡アダプタ
510B 第二内視鏡アダプタ
520 撮像処理部
530 光源部
560 メインコントローラ
561 プロセッサ
562 メモリ
563 記憶部
564 入出力制御部
600,600G,600I,600J 制御装置
700 収容ラック
710 ハンガー(トロリー)
800 観察装置
900 表示装置
901 表示ケーブル
902 画面

Claims (20)

  1. 湾曲部を有する医療用マニピュレータと、
    前記医療用マニピュレータと接続され、前記湾曲部を曲げる駆動装置と、
    前記湾曲部を曲げる操作入力が入力される操作装置と、
    を備え、
    前記操作装置は、タッチパッドを有し、
    前記駆動装置は、
    前記操作入力に基づいて、前記湾曲部を曲げる方向と湾曲駆動量とを決定し、
    前記操作入力が開始された前記タッチパッド上の点である第一位置と、前記操作入力が終了された前記タッチパッド上の点である終点と、前記第一位置と前記終点との間にあり前記第一位置から所定距離離れた第二位置と、を認識し、
    前記第一位置から第二位置までにおける前記操作入力に基づいて、前記操作入力が開始された直後の前記操作入力である動き出し直後操作入力を判定し、
    前記操作入力のうち、前記動き出し直後操作入力に基づいて、前記湾曲部を曲げる方向を決定し、
    前記第一位置から前記終点までの間における前記操作入力に基づいて、前記湾曲駆動量を決定する、
    医療用マニピュレータシステム。
  2. 記駆動装置は、前記操作入力が開始された時刻から所定時間経過したときにおける入力位置である第二位置における前記操作入力に基づいて、前記動き出し直後操作入力を判定する、
    請求項1に記載の医療用マニピュレータシステム。
  3. 前記駆動装置は、前記動き出し直後操作入力に基づいて決定した方向に対して、前記湾曲駆動量だけ前記湾曲部を駆動し、
    前記駆動装置は、前記方向に前記操作入力が入力され続けたと仮定した場合における前記操作入力の移動量に基づいて、前記湾曲駆動量を判定する、
    請求項1に記載の医療用マニピュレータシステム。
  4. 前記駆動装置は、前記第二位置から前記終点までの間の前記操作入力のベクトルを、前記動き出し直後操作入力に基づいて決定した前記方向に変換した変換ベクトルを決定し、
    前記変換ベクトルに基づいて、前記湾曲駆動量を判定する、
    請求項1に記載の医療用マニピュレータシステム。
  5. 前記駆動装置は、前記動き出し直後操作入力に基づいて決定した方向に対して、前記湾曲駆動量だけ前記湾曲部を駆動し、
    前記駆動装置は、前記操作入力されている期間の長さに基づいて、前記湾曲駆動量を判定する、
    請求項1に記載の医療用マニピュレータシステム。
  6. 前記駆動装置は、前記動き出し直後操作入力に基づいて決定した前記湾曲部を曲げる方向を数種類に限定する、
    請求項1に記載の医療用マニピュレータシステム。
  7. 前記駆動装置は、
    前記第一位置と前記終点との差分に基づいて前記湾曲部を曲げる方向を判定する第一入力モードと、
    前記動き出し直後操作入力に基づいて前記湾曲部を曲げる方向を判定する第二入力モードと、
    を切り替え可能である、
    請求項1に記載の医療用マニピュレータシステム。
  8. 作装置は、前記タッチパッドに対する前記操作入力が真っ直ぐとなるようにガイドする操作ガイドを有する、
    請求項1に記載の医療用マニピュレータシステム。
  9. 湾曲部を有する医療用マニピュレータの前記湾曲部を曲げる駆動装置を制御する制御装置であって、
    前記湾曲部を曲げる操作入力が入力され、タッチパッドを有する操作装置と有線または無線で接続され、
    前記操作入力に基づいて、前記湾曲部を曲げる方向と湾曲駆動量とを決定し、
    前記操作入力が開始された前記タッチパッド上の点である第一位置と、前記操作入力が終了された前記タッチパッド上の点である終点と、前記第一位置と前記終点との間にあり前記第一位置から所定距離離れた第二位置と、を認識し、
    前記第一位置から第二位置までにおける前記操作入力に基づいて、前記操作入力が開始された直後の前記操作入力である動き出し直後操作入力を判定し、
    前記操作入力のうち、前記動き出し直後操作入力に基づいて、前記湾曲部を曲げる方向を決定し、
    前記第一位置から前記終点までの間における前記操作入力に基づいて、前記湾曲駆動量を決定する、
    制御装置。
  10. 前記操作入力が開始された時刻から所定時間経過したときにおける入力位置である第二位置における前記操作入力に基づいて、前記動き出し直後操作入力を判定する、
    請求項9に記載の制御装置。
  11. 前記駆動装置に前記動き出し直後操作入力に基づいて決定した方向に対して、湾曲駆動量だけ前記湾曲部を駆動させる制御を実行し、
    前記方向に前記操作入力が入力され続けたと仮定した場合における前記操作入力の移動量に基づいて、前記湾曲駆動量を判定する、
    請求項9に記載の制御装置。
  12. 前記第二位置から前記終点までの間の前記操作入力のベクトルを、前記動き出し直後操作入力に基づいて決定した前記方向に変換した変換ベクトルを決定し、
    前記変換ベクトルに基づいて、前記湾曲駆動量を判定する、
    請求項9に記載の制御装置。
  13. 前記駆動装置に前記動き出し直後操作入力に基づいて決定した方向に対して、湾曲駆動量だけ前記湾曲部を駆動させる制御を実行し、
    前記操作入力されている期間の長さに基づいて、前記湾曲駆動量を判定する、
    請求項9に記載の制御装置。
  14. 前記動き出し直後操作入力に基づいて決定した前記湾曲部を曲げる方向を数種類に限定する、
    請求項9に記載の制御装置。
  15. 前記操作入力の開始と前記操作入力の終了との差分に基づいて前記湾曲部を曲げる方向を判定する第一入力モードと、
    前記動き出し直後操作入力に基づいて前記湾曲部を曲げる方向を判定する第二入力モードと、
    を切り替え可能である、
    請求項9に記載の制御装置。
  16. 湾曲部を有する医療用マニピュレータと、前記湾曲部を曲げる駆動装置を制御する制御装置と、前記湾曲部を曲げる操作入力が入力されタッチパッドを有する操作装置とを備える医療用マニピュレータシステムにおいて、医療用マニピュレータを制御する方法であって、
    前記制御装置が、前記操作入力に基づいて、前記湾曲部を曲げる方向と湾曲駆動量とを決定し、
    前記制御装置が、前記操作入力が開始された前記タッチパッド上の点である第一位置と、前記操作入力が終了された前記タッチパッド上の点である終点と、前記第一位置と前記終点との間にあり前記第一位置から所定距離離れた第二位置と、を認識し、
    前記制御装置が、前記第一位置から第二位置までにおける前記操作入力に基づいて、前記操作入力が開始された直後の前記操作入力である動き出し直後操作入力を判定し、
    前記制御装置が、前記操作入力のうち、前記動き出し直後操作入力に基づいて、前記湾曲部を曲げる方向を決定し、
    前記制御装置が、前記第一位置から前記終点までの前記操作入力に基づいて、前記湾曲駆動量を決定する、
    医療用マニピュレータの制御方法。
  17. 記制御装置は、前記操作入力が開始された時刻から所定時間経過したときにおける入力位置である第二位置における前記操作入力に基づいて、前記動き出し直後操作入力を判定する、
    請求項16に記載の医療用マニピュレータの制御方法。
  18. 前記制御装置は、前記駆動装置に前記動き出し直後操作入力に基づいて決定した方向に対して、湾曲駆動量だけ前記湾曲部を駆動させる制御を実行し、
    前記制御装置は、前記方向に前記操作入力が入力され続けたと仮定した場合における前記操作入力の移動量に基づいて、前記湾曲駆動量を判定する、
    請求項16に記載の医療用マニピュレータの制御方法。
  19. 前記制御装置は、前記第二位置から前記終点までの間の前記操作入力のベクトルを、前記動き出し直後操作入力に基づいて決定した前記方向に変換した変換ベクトルを決定し、
    前記制御装置は前記変換ベクトルに基づいて、前記湾曲駆動量を判定する、
    請求項16に記載の医療用マニピュレータの制御方法。
  20. 前記制御装置は、前記駆動装置に前記動き出し直後操作入力に基づいて決定した方向に対して、湾曲駆動量だけ前記湾曲部を駆動させる制御を実行し、
    前記制御装置は、前記操作入力されている期間の長さに基づいて、前記湾曲駆動量を判定する、
    請求項16に記載の医療用マニピュレータの制御方法。
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