JP7528105B2 - 操作装置、及び、長尺体の遠隔操作システム - Google Patents

Description

本開示は、操作装置、及び、長尺体の遠隔操作システム、に関する。

近年、血管内に挿入されている状態のカテーテルを遠隔操作する遠隔操作システムが知られている。遠隔操作システムを利用することにより、手技中の医療従事者の放射線への被曝を抑制できる。特許文献１には、この種の遠隔操作システムとして、ベッドサイドシステム及びワークステーションを備えるロボット血管カテーテルシステムが開示されている。特許文献１に記載のロボット血管カテーテルシステムでは、ワークステーションからベッドサイドシステムを遠隔操作することができる。また、特許文献１に記載のワークステーションは、ジョイスティック及びジョグボタンを含むユーザーインターフェースを備える。

特表２０１１－５１９６７８号公報

特許文献１に記載のロボット血管カテーテルシステムでは、ワークステーションのジョイスティック及びジョグボタンが操作されることで、ベッドサイドシステムに保持されるカテーテルの移動量が制御される。そのため、特許文献１に記載の操作装置としてのワークステーションによる操作は、医療従事者による実際のカテーテル操作と大きく異なる。そのため、特許文献１に記載のロボット血管カテーテルシステムでは、医療従事者にとっての操作性の観点において、更なる改善の余地がある。

本開示は、医療従事者にとっての操作性を向上可能な操作装置及び遠隔操作システムを提供することを目的とする。

本開示の第１の態様としての操作装置は、生体内に挿入される長尺体を前記長尺体の長手方向に沿って進退移動させる移動機構を含む医療装置を遠隔操作する操作装置であって、無端状の線状部材を備え、前記線状部材の無端軸に沿う無端軸方向の進退動作に基づき、前記医療装置を操作する。

本開示の１つの実施形態としての操作装置は、前記線状部材の前記無端軸方向の進退を検出可能な進退検出センサと、前記進退検出センサにより検出された前記線状部材の前記無端軸方向の進退動作に関する進退情報を前記医療装置に送信する制御装置と、を備える。

本開示の１つの実施形態としての操作装置は、前記線状部材が巻き回されており、前記線状部材を支持する複数の支持部材を備える。

本開示の１つの実施形態として、前記複数の支持部材の少なくとも１つの支持部材は、前記線状部材の前記無端軸方向の進退動作に従動して中心軸の周りを回動する回動部材である。

本開示の１つの実施形態としての操作装置は、前記回動部材の前記中心軸の周りの回動抵抗を変更可能な抵抗可変機構を備え、前記制御装置は、前記長尺体が受ける荷重抵抗に基づき、前記抵抗可変機構を制御する。

本開示の１つの実施形態として、前記回動部材は、前記中心軸の周りを回動する回動本体と、前記中心軸の周りに沿って前記回動本体の外面上に取り付けられており、前記線状部材に接触しながら、前記線状部材の前記無端軸の周りの回動動作に従動して回動する複数の軸受け回動体と、を備え、前記複数の軸受け回動体は、前記中心軸に沿う中心軸方向の異なる位置で、前記中心軸の周りに沿って間隔を隔てて配置されている、第１軸受け回動体群及び第２軸受け回動体群を形成しており、前記線状部材は、前記中心軸方向において前記第１軸受け回動体群と前記第２軸受け回動体群との間の位置で、前記第１軸受け回動体群に属する軸受け回動体、及び、前記第２軸受け回動体群に属する軸受け回動体、に接触して支持されている。

本開示の１つの実施形態としての操作装置は、前記回動本体に対する前記軸受け回動体の回動抵抗を変更可能な軸受け抵抗可変機構を備え、前記制御装置は、前記長尺体が受ける荷重抵抗に基づき、前記軸受け抵抗可変機構を制御する。

本開示の１つの実施形態として、前記移動機構は、前記長尺体を、前記長尺体の中心軸周りに回動させることが可能であり、前記線状部材の前記無端軸の周りの軸周り方向の回動を検出可能な回動検出センサを備え、前記制御装置は、前記回動検出センサにより検出された前記線状部材の前記軸周り方向の回動動作に関する回動情報を前記医療装置に送信する。

本開示の第２の態様としての遠隔操作システムは、上記操作装置と、前記操作装置により遠隔操作される前記医療装置と、を備える。

本開示によれば、医療従事者にとっての操作性を向上可能な操作装置及び遠隔操作システムを提供することができる。

本開示の一実施形態としての遠隔操作システムを示す図である。 図１に示す医療装置の一構成例を示す図である。 図１に示す操作装置の一構成例を示す図である。 図３に示す１つの支持部材に作用する抵抗可変機構及び軸受け抵抗可変機構の詳細を示す図である。 図４のI-I線に沿う断面図である。

以下、本開示に係る操作装置及び遠隔操作システムの実施形態について図面を参照して例示説明する。各図において共通する部材・部位には同一の符号を付している。

図１は、本開示の一実施形態としての遠隔操作システム１００を示す図である。図１に示すように、遠隔操作システム１００は、医療装置１０１と、本開示の一実施形態としての操作装置１０２と、を備える。遠隔操作システム１００は、医療装置１０１及び操作装置１０２に加えて、例えば、医療装置１０１及び操作装置１０２の少なくともいずれか一方と有線又は無線により通信可能な他の装置、を含む構成であってもよい。以下、遠隔操作システム１００の一例として、医療装置１０１及び操作装置１０２からなる構成について例示説明する。

本実施形態の遠隔操作システム１００は、例えば、患者の血管内にガイドワイヤ、カテーテル等の医療用の長尺体２００（以下、「長尺体２００」と記載する。）を挿入して病変部Ｔに所定の手技を施す血管カテーテル手術において利用される。血管カテーテル手術において、医療装置１０１は、長尺体２００が挿入される患者の近傍に配置される。医療装置１０１は、生体内に挿入される長尺体２００を長尺体２００の長手方向Ａに沿って進退移動させる移動機構１１０を含む。まず、長尺体２００は、例えば医療従事者自身の手操作によって、患者の血管内へと挿入される。その後、長尺体２００のうち患者の生体外に延在する部分が、医療従事者により、医療装置１０１にセットされる。医療装置１０１及び操作装置１０２は、有線又は無線により通信することができる。医療装置１０１は操作装置１０２により遠隔操作することができる。操作装置１０２は、患者がいる位置から離れた位置に配置されている。操作装置１０２が配置される位置は、手術が行われる手術室内であってもよく、手術室外の別の位置であってもよい。医療従事者は、操作装置１０２を通じて、医療装置１０１を遠隔操作することができる。つまり、医療従事者は、操作装置１０２を操作し、医療装置１０１の移動機構１１０を動作させることで、医療装置１０１に保持されている長尺体２００を進退移動させることができる。

以下、本実施形態の遠隔操作システム１００の詳細について説明する。

＜医療装置１０１＞
図２は、医療装置１０１の一構成例を示す図である。図２に示すように、本実施形態の医療装置１０１は、移動機構１１０と、機構制御装置１１１と、荷重センサ１１２と、を備える。

移動機構１１０は、上述したように、生体内に挿入される長尺体２００を長手方向Ａに沿って進退移動させることができる。更に、本実施形態の移動機構１１０は、進退移動に加えて、長尺体２００を、長尺体２００の中心軸周りに回動させることができる。

本実施形態の移動機構１１０は、駆動源１１０ａと、駆動源１１０ａにより駆動されて長尺体２００を進退移動させる進退機構１１０ｂと、駆動源１１０ａにより駆動されて長尺体２００を中心軸周りに回動させる回動機構１１０ｃと、を備える。

駆動源１１０ａは、例えば電気モータにより構成されるが、進退機構１１０ｂ及び回動機構１１０ｃを駆動させることができれば特に限定されない。駆動源１１０ａの駆動は、機構制御装置１１１により制御される。

進退機構１１０ｂは、支持本体１２１と、第１回動体群１２２と、第２回動体群１２３と、を備える。

支持本体１２１は、長尺体２００を支持する。また、支持本体１２１には、進退機構１１０ｂにより進退移動させる対象となる長尺体２００を病変部Ｔ（図１参照）まで案内するための別の案内管５５が予め取り付けられていてもよい。図２では、案内管５５の近位端部に設けられているコネクタ５５ａが、支持本体１２１に取り付けられている。そして、支持本体１２１に支持されている長尺体２００は、コネクタ５５ａから案内管５５内を通じて、生体内の病変部Ｔまで導入される。

第１回動体群１２２は複数の回動体１２２ａから構成される。第１回動体群１２２を構成する複数の回動体１２２ａは、支持本体１２１に対して回動可能に取り付けられている。回動体１２２ａは、駆動源１１０ａの駆動力により、支持本体１２１に対して回動する。より具体的に、回動体１２２ａは、長尺体２００を支持する支持本体１２１の支持面１２１ａに対して直交する方向に延在する回動軸周りを回動する。第１回動体群１２２の複数の回動体１２２ａは、支持本体１２１の支持面１２１ａに支持されている長尺体２００を相互間で挟み込みながら回動することで、長尺体２００を長手方向Ａに進退させることができる。

第２回動体群１２３は、第１回動体群１２２と同様であるが、支持本体１２１に対して取り付けられている位置が異なる。図２に示す進退機構１１０ｂは、第１回動体群１２２及び第２回動体群１２３を備えるが、第１回動体群１２２のみを備える構成であってもよい。但し、本実施形態のように、第１回動体群１２２とは別に、第２回動体群１２３を備えることで、２つの別の長尺体２００を同時にセットできる。そのため、これら２つの長尺体２００を入れ替える作業をすることなく、２つの長尺体２００を交互に進退移動させることが可能となる。例えば、第１回動体群１２２により１つの長尺体２００としてのガイドワイヤを進退移動させ、第２回動体群１２３により別の長尺体２００としてのバルーンカテーテルを進退移動させることができる。第２回動体群１２３は複数の回動体１２３ａから構成される。第２回動体群１２３の構成は、上述した第１回動体群１２２と同様であるため、ここでは説明を省略する。

回動機構１１０ｃは、駆動源１１０ａにより駆動されて長尺体２００を長尺体２００の中心軸周りに回動させる。具体的に、回動機構１１０ｃは、進退機構１１０ｂの支持本体１２１に支持され、第１回動体群１２２により進退移動すること可能な一方の長尺体２００を、長手方向Ａに沿う長尺体２００の中心軸の周りに回動させることができる。図２に示す回動機構１１０ｃは、進退機構１１０ｂの支持本体１２１に対して回動可能な回動体１２４を備える。この回動体１２４は、駆動源１１０ａの駆動力により、支持本体１２１に対して回動する。回動体１２４は、例えば、長尺体２００の外周面を径方向外側から挟持した状態で、長尺体２００の中心軸周りに回動する。これにより、回動体１２４の回動に伴い、回動体１２４に挟持されている長尺体２００も中心軸周りに回動する。つまり、回動体１２４は、長尺体２００と共に長尺体２００の中心軸周りを回動する共回り回動体である。但し、回動体１２４は、長尺体２００の中心軸周りに長尺体２００と共に回動する構成であればよく、挟持以外の方法で回動体１２４が長尺体２００を保持していてもよい。また、図２に示す回動機構１１０ｃの回動体１２４は、進退機構１１０ｂの支持本体１２１に支持されているが、別の部材に支持されていてもよい。

機構制御装置１１１は、移動機構１１０の動作を制御する。具体的に、本実施形態の機構制御装置１１１は、駆動源１１０ａの駆動を制御する。

本実施形態の機構制御装置１１１は、通信部１２５と、記憶部１２６と、制御部１２７と、を備える。

通信部１２５は、操作装置１０２と有線又は無線により通信可能である。通信部１２５は、例えば、電気信号を送受信可能な電気信号線により、操作装置１０２の制御装置１６における通信部２５と電気的に接続されている。通信部１２５は、操作装置１０２から、後述する線状部材１１（図１参照）の進退情報及び回動情報を受信可能である。また、通信部１２５は、操作装置１０２に対して、後述する荷重センサ１１２が検出する、長尺体２００が受ける荷重抵抗に関する抵抗情報を送信可能である。

記憶部１２６は、制御部１２７による処理結果を記憶する。また、記憶部１２６は、制御部１２７が実行する各種プログラムを記憶していてもよい。記憶部１２６は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等により構成可能である。

制御部１２７は、通信部１２５及び記憶部１２６の動作を制御する。また、制御部１２７は、通信部１２５及び記憶部１２６から入力される各種情報を処理する。

また、制御部１２７は、駆動源１１０ａの駆動を制御する。更に、制御部１２７は、移動機構１１０の動作を制御する。具体的に、制御部１２７は、通信部１２５が操作装置１０２から受信する、後述する線状部材１１の進退情報及び回動情報に基づき、移動機構１１０の動作を制御する。より具体的には、制御部１２７は、上述の進退情報及び回動情報に基づき、移動機構１１０の回動体１２２ａ、１２３ａ及び１２４の回転駆動を制御する。これにより、長尺体２００の進退移動及び回動が制御される。

また、制御部１２７は、後述する荷重センサ１１２が検出する、長尺体２００が受ける荷重抵抗に関する抵抗情報を処理する。具体的に、制御部１２７は、通信部１２５の動作を制御して、荷重センサ１１２から入力される抵抗情報を操作装置１０２に送信させる。

制御部１２７は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro-Processing Unit）等のプロセッサから構成される処理部を備える。処理部は、記憶部１２６に記憶されているプログラムを実行し、医療装置１０１の各部を作動させる。また、本実施形態の制御部１２７は、上述した記憶部１２６に加えて又は代えて、例えばＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶部を備えてもよい。

荷重センサ１１２は、移動機構１１０に保持されている長尺体２００が、血管内で受ける荷重抵抗に関する抵抗情報を検出することができる。本実施形態の荷重センサ１１２は、抵抗情報として、長尺体２００が長手方向Ａで受ける荷重抵抗に関する情報と、長尺体２００が中心軸周りの周方向Ｂで受ける荷重抵抗に関する情報と、の両方を検出できる。

＜操作装置１０２＞
操作装置１０２は、上述したように、医療従事者等の操作者の操作に基づき、医療装置１０１を遠隔操作することができる。

図３は、操作装置１０２の一構成例を示す図である。図１、図３に示すように、本実施形態の操作装置１０２は、無端状の線状部材１１を備える。操作装置１０２は、線状部材１１の無端軸Ｏ１（図５参照）に沿う無端軸方向Ｃの進退動作に基づき、医療装置１０１を操作することができる。このように、操作装置１０２において医療従事者が操作する部位を、実際の長尺体２００に類似した線状部材１１とすることで、医療従事者にとっての操作性を向上させることができる。更に、線状部材１１を無端状とすることで、操作装置１０２を小型化し易い。

以下、本実施形態の操作装置１０２の更なる詳細について説明する。

図３に示すように、本実施形態の操作装置１０２は、上述の線状部材１１と、複数の支持部材１２と、移動検出センサ１３と、抵抗可変機構１４と、軸受け抵抗可変機構１５と、制御装置１６と、ハウジング１７と、を備える。図３では、抵抗可変機構１４及び軸受け抵抗可変機構１５の詳細を省略している。図４は、１つの支持部材１２に作用する抵抗可変機構１４及び軸受け抵抗可変機構１５の詳細を示す図である。図５は、図４のI-I線に沿う断面図である。

図３に示すように、無端状の線状部材１１は、後述する複数の支持部材１２に巻き回されている。図３では、説明の便宜上、線状部材１１及び支持部材１２が接触していない状態で描かれているが、実際は、線状部材１１及び支持部材１２は接触している。線状部材１１の無端軸Ｏ１に直交する断面外形は略円形である。線状部材１１は、中空部を区画する管体であっても、中空部を区画しない中実体であってもよい。線状部材１１の外径は、例えば１ｍｍ～１０ｍｍとすることができる。そのため、医療従事者が線状部材１１を把持する感覚を、ガイドワイヤ、カテーテル等の実際の長尺体２００を把持する感覚に類似させることができる。

線状部材１１の構成材料は特に限定されないが、例えば、Ｎｉ－Ｔｉ系合金などの超弾性合金、ステンレス鋼、コバルト系合金などを用いることができる。これら構成材料を用いれば、可撓性及びトルク伝達性のよい線状部材１１を実現し易い。

図３に示すように、本実施形態の線状部材１１は、２つの支持部材１２に張架されておりオーバル形状を呈している。より具体的に、本実施形態の線状部材１１は、支持部材１２に巻き付いている湾曲部２１と、複数の支持部材１２の間で直線状に延在する直線部２２と、を備える。本実施形態の湾曲部２１は、２つの支持部材１２のうち一方の支持部材１２に巻き付いている第１湾曲部２１ａと、他方の支持部材１２に巻き付いている第２湾曲部２１ｂと、により構成されている。また、本実施形態の直線部２２は、第１湾曲部２１ａの一端及び第２湾曲部２１ｂの一端と連続する第１直線部２２ａと、第１湾曲部２１ａの他端及び第２湾曲部２１ｂの他端と連続する第２直線部２２ｂと、により構成されている。

線状部材１１の形状は、湾曲部２１及び直線部２２を備える構成に限られない。但し、線状部材１１が直線部２２を備えることで、操作時に医療従事者が把持する部位を直線部２２により構成することができる。このようにすることで、医療従事者による線状部材１１の無端軸方向Ｃへの移動操作性を、より向上させることができる。

複数の支持部材１２には、無端状の線状部材１１が巻き回されている。そして、複数の支持部材１２は線状部材１１を支持している。線状部材１１を複数の支持部材１２により支持することで、線状部材１１を無端軸方向Ｃに移動させても、線状部材１１の形状が変形し難く、操作者の操作性を向上させることができる。

本実施形態の線状部材１１は、複数の支持部材１２により張架されている。具体的に、本実施形態の２つの支持部材１２は、線状部材１１の内側で、線状部材１１の内面を押圧した状態で当接している。そのため、線状部材１１は、２つの支持部材１２により支持されると共に、２つの支持部材１２により張架されている。このように、線状部材１１を複数の支持部材１２により張架することで、無端軸方向Ｃに移動する線状部材１１の形状を維持することができる。そのため、操作者の操作性を、より向上させることができる。

より具体的に、本実施形態の２つの支持部材１２は、線状部材１１の無端軸方向Ｃの進退動作に従動して中心軸Ｏ２の周りを回動する回動部材１２ａである。ここで、本実施形態の回動部材１２ａの中心軸Ｏ２周りの回動抵抗は、線状部材１１と回動部材１２ａとの間の摩擦抵抗よりも小さい。そのため、医療従事者などの操作者が線状部材１１を無端軸方向Ｃに移動させるように操作する際に、線状部材１１と回動部材１２ａとの間の摩擦抵抗により、回動部材１２ａを線状部材１１と共回りさせることができる。そのため、操作者は、支持部材１２が回動しない構成にする場合と比較して、線状部材１１を無端軸方向Ｃに容易に移動させることができ、操作性をより向上させることができる。

本実施形態では全て（２つ）の支持部材１２を回動部材としているが、この構成に限られない。複数の支持部材１２の一部を回動部材１２ａに構成してもよい。但し、本実施形態のように、全ての支持部材１２を回動部材１２ａにより構成することで、操作者の操作性をより向上させることができる。

本実施形態の操作装置１０２は、２つのみの支持部材１２を備えるが、この構成に限られず、３つ以上の支持部材１２を備える操作装置であってもよい。支持部材１２が３つ以上ある場合、少なくとも２つの支持部材１２が無端状の線状部材１１の内側に配置されていればよい。つまり、操作装置１０２は、線状部材１１の外面に当接し、線状部材１１に張力を付与する支持部材１２を備えてもよい。

本実施形態の支持部材１２としての回動部材１２ａは、後述するハウジング１７に対して固定されている軸部材５１に軸支されている。

より具体的に、本実施形態の支持部材１２としての回動部材１２ａは、回動本体３１と、複数の軸受け回動体３２と、を備える。回動本体３１は、中心軸Ｏ２の周りを回動する。複数の軸受け回動体３２は、中心軸Ｏ２の周りに沿って回動本体３１の外面上に取り付けられている。また、複数の軸受け回動体３２は、線状部材１１に接触しながら、線状部材１１の無端軸Ｏ１の周りの回動動作に従動して回動する。

図４、図５に示すように、本実施形態の回動本体３１は、中心軸Ｏ２を構成する軸部材５１に軸支されている円盤状の回転体である。つまり、本実施形態の回動本体３１は、軸部材５１周りを回動する。図５に示すように、本実施形態の円盤状の回動本体３１の径方向外側の外端面には、環状溝３１ａが形成されている。換言すれば、本実施形態の円盤状の回動本体３１の外縁部は、中心軸Ｏ２に沿う中心軸方向Ｄにおいて間隔を空けて対向する２つの側板部３１ｂにより構成されている。上述の環状溝３１ａは、これら２つの側板部３１ｂの間に区画されている。つまり、本実施形態の円盤状の回動本体３１の外端面は、対向する２つの側板部３１ｂの外端面３１ｂ１により構成されている。図４に示すように、各側板部３１ｂの外端面３１ｂ１には、中心軸Ｏ２周りの周方向Ｅにおいて、所定間隔ごとに、径方向内側に窪む凹部６１が形成されている。図４、図５に示すように、各側板部３１ｂのうち凹部６１を区画する周方向Ｅ両側の側面６２間には、後述する軸受け回動体３２の中心軸Ｏ３となる軸部材５２が架設されている。

図４に示すように、本実施形態の各側板部３１ｂの外端面３１ｂ１に形成されている凹部６１は、周方向Ｅに一定の間隔を隔てて８つ形成されているが、隣接する凹部６１間の距離、及び、凹部６１の数は特に限定されない。

上述したように、複数の軸受け回動体３２は、中心軸Ｏ２の周りに沿って回動本体３１の外面上に取り付けられている。また、複数の軸受け回動体３２は、中心軸方向Ｄの異なる位置で、中心軸Ｏ２の周りに沿って間隔を隔てて配置されている、第１軸受け回動体群３３及び第２軸受け回動体群３４を形成している。本実施形態の第１軸受け回動体群３３とは、２つの側板部３１ｂのうち一方の側板部３１ｂの凹部６１内に配置されている軸受け回動体３２により構成されている。また、本実施形態の第２軸受け回動体群３４とは、２つの側板部３１ｂのうち他方の側板部３１ｂの凹部６１内に配置されている軸受け回動体３２により構成されている。

本実施形態の線状部材１１は、中心軸方向Ｄにおいて第１軸受け回動体群３３と第２軸受け回動体群３４との間の位置で、第１軸受け回動体群３３に属する軸受け回動体３２及び第２軸受け回動体群３４に属する軸受け回動体３２に接触して支持されている。より具体的に、軸受け回動体３２は、上述した回動本体３１の側板部３１ｂの凹部６１内の軸部材５２に軸支されている。軸受け回動体３２は、軸部材５２周りを回動することができる。軸受け回動体３２の少なくとも一部は、軸受け回動体３２が軸部材５２に軸支されている状態で、対向する２つの側板部３１ｂの間の環状溝３１ａ内に入り込んでいる。つまり、一方の側板部３１ｂの凹部６１内で軸支されている軸受け回動体３２と、他方の側板部３１ｂの凹部６１内で軸支されている軸受け回動体３２と、の両方が環状溝３１ａ内に入り込んでいる。図５に示すように、線状部材１１は、一方の側板部３１ｂに軸支されている軸受け回動体３２と、他方の側板部３１ｂに軸支されている軸受け回動体３２と、に跨るようにして、両方の軸受け回動体３２に接触して支持されている。

このように、回動部材１２ａが複数の軸受け回動体３２を備えることで、線状部材１１を無端軸Ｏ１の周りの軸周り方向Ｆに回動させ易くなる。つまり、医療装置１０１に保持されている長尺体２００を中心軸周りに回動させ易くなる。ここで、軸受け回動体３２の中心軸Ｏ３周りの回動抵抗は、線状部材１１と軸受け回動体３２との間の摩擦抵抗よりも小さい。このように、回動部材１２ａが軸受け回動体３２を備えることで、回動部材１２ａが軸受け回動体３２を備えない構成と比較して、線状部材１１を無端軸Ｏ１周りに回動させ易くなり、操作者の操作性を向上させることができる。

ここで、回動本体３１における一方の側板部３１ｂの凹部６１と、回動本体３１における他方の側板部３１ｂの凹部６１と、の周方向Ｅにおける相対的な位置関係は、特に限定されない。本実施形態において、２つの側板部３１ｂにおける凹部６１の周方向Ｅの位置は、略一致している。換言すれば、２つの側板部３１ｂにおける凹部６１は、中心軸方向Ｄで一列に並ぶように形成されている。このようにすれば、線状部材１１は、周方向Ｅの略等しい位置で、第１軸受け回動体群３３に属する軸受け回動体３２と、第２軸受け回動体群３４に属する軸受け回動体３２と、に挟まれるように支持される。そのため、線状部材１１が無端軸Ｏ１に沿って直線状に延在し易く波打ち難く、線状部材１１を無端軸Ｏ１周りに回動させ易い。これに対して、周方向Ｅにおいて、第１軸受け回動体群３３に属する軸受け回動体３２が線状部材１１に接触する位置と、第２軸受け回動体群３４に属する軸受け回動体３２が線状部材１１に接触する位置と、が異なっていてもよい。このようにすれば、線状部材１１が無端軸Ｏ１に沿って波打ち易い。このようにすることで、線状部材１１が軸受け回動体３２に引っ掛かり、線状部材１１と回動部材１２ａとの間のスリップを抑制できる。

本実施形態の移動検出センサ１３は、線状部材１１の無端軸方向Ｃの進退を検出可能である。また、本実施形態の移動検出センサ１３は、線状部材１１の軸周り方向Ｆの回動を検出可能である。つまり、本実施形態の移動検出センサ１３は、線状部材１１の無端軸方向Ｃの進退を検出する進退検出センサ１３ａと、線状部材１１の軸周り方向Ｆの回動を検出する回動検出センサ１３ｂと、を兼ねる。このような移動検出センサ１３としては、例えば、線状部材１１に光を照射する発光部と、線状部材１１から反射した光を受光する受光部と、を有する光学式のセンサとすることができる。移動検出センサ１３は、受光部が受光した光の変化から、線状部材１１の移動方向及び移動量を検出することができる。但し、移動検出センサ１３は、このような光学式のセンサに限られず、線状部材１１の進退移動及び回動を検出可能な構成であれば特に限定されない。また、本実施形態の移動検出センサ１３は、進退検出センサ１３ａ及び回動検出センサ１３ｂを兼ねる構成であるが、進退検出センサ１３ａと回動検出センサ１３ｂとを別々の構成にしてもよい。

また、本実施形態の移動検出センサ１３は、線状部材１１自体の進退移動を検出する構成であるが、例えば、回動部材１２ａの回動本体３１の回動を検出してもよい。また、本実施形態の移動検出センサ１３は、線状部材１１自体の回動を検出する構成であるが、例えば、回動部材１２ａの軸受け回動体３２の回動を検出してもよい。但し、本実施形態の移動検出センサ１３のように、線状部材１１自体の移動を検出する構成とすることが好ましい。このようにすれば、線状部材１１と回動部材１２ａとの間にスリップが生じても、医療装置１０１を正確に制御でき、誤操作の発生を抑制できる。

図３に示すように、本実施形態の移動検出センサ１３は、線状部材１１の直線部２２の位置で、線状部材１１の移動を検出しているが、湾曲部２１の位置で線状部材１１の移動を検出してもよい。但し、図３に示すように、移動検出センサ１３は、線状部材１１のうち、ハウジング１７内に位置する部分で、線状部材１１の移動を検出することが好ましい。このようにすれば、受光部が周囲からの光を受光して誤検出することを抑制できる。

抵抗可変機構１４は、回動部材１２ａの中心軸Ｏ２の周りの回動抵抗を変更可能である。本実施形態の抵抗可変機構１４は、後述する制御装置１６により制御される。制御装置１６は、上述した医療装置１０１の荷重センサ１１２が検出した、長尺体２００が長手方向Ａで受ける荷重抵抗に関する抵抗情報に基づき、抵抗可変機構１４を制御する。具体的に、制御装置１６は、荷重センサ１１２が検出した長手方向Ａの荷重抵抗を、線状部材１１に対して作用させるように、抵抗可変機構１４を制御する。したがって、荷重センサ１１２が長手方向Ａの所定の荷重抵抗を検出した場合に、制御装置１６は、線状部材１１に対して同等の無端軸方向Ｃの荷重抵抗が負荷されるように、抵抗可変機構１４を制御する。

図４、図５に示すように、抵抗可変機構１４は、例えば、電磁ソレノイドを利用することができる。図５に示すように、本実施形態の抵抗可変機構１４は、中心軸方向Ｄに移動可能な可動部１４ａを備える。可動部１４ａは、中心軸方向Ｄにおいて、回動本体３１の側面に接触する位置と、接触しない位置と、の間を移動する。更に、可動部１４ａは、回動本体３１の側面に接触した状態で、回動本体３１の側面を押圧する押圧力を変動可能である。このようにして、回動本体３１と可動部１４ａとの接触状態を調整することで、回動本体３１の回動抵抗を制御することができる。但し、抵抗可変機構１４は、回動部材１２ａの中心軸Ｏ２の周りの回動抵抗を変更可能な構成であれば特に限定されない。

軸受け抵抗可変機構１５は、回動本体３１に対する軸受け回動体３２の回動抵抗を変更可能である。本実施形態の軸受け抵抗可変機構１５は、後述する制御装置１６により制御される。制御装置１６は、上述した医療装置１０１の荷重センサ１１２が検出した、尺体２００が中心軸周りの周方向Ｂで受ける荷重抵抗に関する抵抗情報に基づき、軸受け抵抗可変機構１５を制御する。具体的に、制御装置１６は、荷重センサ１１２が検出した周方向Ｂの荷重抵抗を、線状部材１１に対して作用させるように、軸受け抵抗可変機構１５を制御する。したがって、荷重センサ１１２が周方向Ｂの所定の荷重抵抗を検出した場合に、制御装置１６は、線状部材１１に対して同等の軸周り方向Ｆの荷重抵抗が負荷されるように、軸受け抵抗可変機構１５を制御する。

図４、図５に示すように、軸受け抵抗可変機構１５は、例えば、電磁ソレノイドを利用することができる。図４に示すように、本実施形態の軸受け抵抗可変機構１５は、回動本体３１の中心軸Ｏ２を中心とした径方向Ｇに移動可能な可動部１５ａを備える。可動部１５ａは、径方向Ｇにおいて、軸受け回動体３２に接触する位置と、接触しない位置と、の間を移動する。更に、可動部１５ａは、軸受け回動体３２に接触した状態で、軸受け回動体３２を押圧する押圧力を変動可能である。このようにして、軸受け回動体３２と可動部１５ａとの接触状態を調整することで、軸受け回動体３２の回動抵抗を制御することができる。但し、軸受け抵抗可変機構１５は、軸受け回動体３２の中心軸Ｏ３の周りの回動抵抗を変更可能な構成であれば特に限定されない。

制御装置１６は、進退検出センサ１３ａとしての移動検出センサ１３により検出された線状部材１１の無端軸方向Ｃの進退動作に関する進退情報を医療装置１０１に送信する。また、本実施形態の制御装置１６は、回動検出センサ１３ｂとしての移動検出センサ１３により検出された線状部材１１の軸周り方向Ｆの回動動作に関する回動情報を医療装置１０１に送信する。更に、制御装置１６は、抵抗可変機構１４及び軸受け抵抗可変機構１５の動作を制御する。具体的に、制御装置１６は、長尺体２００が受ける荷重抵抗に基づき、抵抗可変機構１４を制御する。また、制御装置１６は、長尺体２００が受ける荷重抵抗に基づき、軸受け抵抗可変機構１５を制御する。長尺体２００が受ける荷重抵抗は、荷重センサ１１２が血管内で受ける荷重抵抗に関する抵抗情報に基づき取得される。

より具体的に、本実施形態の制御装置１６は、通信部２５と、記憶部２６と、制御部２７と、を備える。

通信部２５は、医療装置１０１と有線又は無線により通信可能である。通信部２５は、例えば、電気信号を送受信可能な電気信号線により、医療装置１０１の機構制御装置１１１における通信部１２５と電気的に接続されている。通信部２５は、医療装置１０１から、荷重センサ１１２が血管内で受ける荷重抵抗に関する抵抗情報を受信可能である。また、通信部２５は、医療装置１０１に対して、線状部材１１の進退情報及び回動情報を送信することができる。

記憶部２６は、制御部２７による処理結果を記憶する。また、記憶部２６は、制御部２７が実行する各種プログラムを記憶していてもよい。記憶部２６は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等により構成可能である。

制御部２７は、通信部２５及び記憶部２６の動作を制御する。また、制御部２７は、通信部２５及び記憶部２６から入力される各種情報を処理する。

更に、制御部２７には、移動検出センサ１３が検出した線状部材１１の進退情報及び回動情報が入力される。制御部２７は、通信部２５に対して、進退情報及び回動情報を医療装置１０１に送信させる。また、制御部２７には、通信部２５を通じて、医療装置１０１の荷重センサ１１２が血管内で受ける荷重抵抗に関する抵抗情報が入力される。制御部２７は、この抵抗情報に基づき、抵抗可変機構１４の可動部１４ａ及び軸受け抵抗可変機構１５の可動部１５ｂの動作を制御する。

制御部２７は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro-Processing Unit）等のプロセッサから構成される処理部を備える。処理部は、記憶部２６に記憶されているプログラムを実行し、操作装置１０２の各部を作動させる。また、本実施形態の制御部２７は、上述した記憶部２６に加えて又は代えて、例えばＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶部を備えてもよい。

ハウジング１７は、操作装置１０２の外装部材である。図３では、説明の便宜上、ハウジング１７を破線により示している。ハウジング１７は、線状部材１１の一部、支持部材１２としての回動部材１２ａ、移動検出センサ１３、抵抗可変機構１４、軸受け抵抗可変機構１５及び制御装置１６、と覆っている。

図３に示すように、本実施形態の線状部材１１の一部である第１直線部２２ａは、ハウジング１７の外部に露出している。操作者は、この第１直線部２２ａを把持することで、線状部材１１の操作を行うことができる。また、ハウジング１７は、線状部材１１の第１直線部２２ａの一端側が挿通される筒部１７ａを備える。筒部１７ａは、ハウジング１７の外部に露出する線状部材１１の第１直線部２２ａの一端側が、ハウジング１７の内部へと入り込む部分に、第１直線部２２ａの延在方向に沿って設けられている。ハウジング１７に筒部１７ａを設けることで、操作者は、ハウジング１７の筒部１７ａを一方の手で把持し、他方の手で線状部材１１の第１直線部２２ａを把持して操作することができる。医療従事者は、自身の手により長尺体２００を生体内に挿入する場合、通常、予め生体内に挿入されているガイディングカテーテル等の管の近位端のコネクタ部を一方の手で把持しながら、他方の手で長尺体２００を把持して操作する。そのため、ハウジング１７が筒部１７ａを備えることで、医療従事者である操作装置１０２の操作者は、長尺体２００を生体内に挿入する実際の手技のように、線状部材１１を操作することができる。

本開示に係る操作装置及び遠隔操作システムは、上述した実施形態に示す具体的な構成に限られず、請求の範囲の記載を逸脱しない限り、種々の変形・変更が可能である。

本開示は、操作装置、及び、長尺体の遠隔操作システム、に関する。

１１：線状部材
１２：支持部材
１２ａ：回動部材
１３：移動検出センサ
１３ａ：進退検出センサ
１３ｂ：回動検出センサ
１４：抵抗可変機構
１４ａ：可動部
１５：軸受け抵抗可変機構
１５ａ：可動部
１６：制御装置
１７：ハウジング
１７ａ：筒部
２１：湾曲部
２１ａ：第１湾曲部
２１ｂ：第２湾曲部
２２：直線部
２２ａ：第１直線部
２２ｂ：第２直線部
２５：通信部
２６：記憶部
２７：制御部
３１：回動本体
３１ａ：環状溝
３１ｂ：側板部
３１ｂ１：側端面
３２：軸受け回動体
３３：第１軸受け回動体群
３４：第２軸受け回動体群
５１：軸部材
５２：軸部材
５５：案内管
５５ａ：コネクタ
６１：凹部
６２：側面
１００：遠隔操作システム
１０１：医療装置
１０２：操作装置
１１０：移動機構
１１０ａ：駆動源
１１０ｂ：進退機構
１１０ｃ：回動機構
１１１：機構制御装置
１１２：荷重センサ
１２１：支持本体
１２１ａ：支持面
１２２：第１回動体群
１２２ａ：第１回動体群に属する回動体
１２３：第２回動体群
１２３ａ：第２回動体群に属する回動体
１２４：回動体
１２５：通信部
１２６：記憶部
１２７：制御部
２００：長尺体
Ａ：長尺体の長手方向
Ｂ：長尺体の周方向
Ｃ：線状部材の無端軸方向
Ｄ：回動部材及び回動本体の中心軸方向
Ｅ：回動部材及び回動本体の周方向
Ｆ：線状部材の軸周り方向
Ｇ：回動部材及び回動本体の径方向
Ｔ：病変部
Ｏ１：線状部材の無端軸
Ｏ２：回動部材及び回動本体の中心軸
Ｏ３：軸受け回動体の中心軸

Claims (9)

1. 生体内に挿入される長尺体を前記長尺体の長手方向に沿って進退移動させる移動機構を含む医療装置を遠隔操作する操作装置であって、
   無端状の線状部材と、
   前記線状部材の無端軸に沿う無端軸方向の進退動作に関する進退情報を前記医療装置に送信する制御装置と、を備え、
   前記制御装置が前記医療装置に送信する前記進退情報に基づき、前記医療装置の前記移動機構による前記長尺体の前記長手方向に沿う進退移動を操作する、操作装置。
2. 前記線状部材の前記無端軸方向の進退を検出可能な進退検出センサを備え、
   前記制御装置は、前記進退検出センサにより検出された前記線状部材の前記無端軸方向の進退動作に関する前記進退情報を前記医療装置に送信する、請求項１に記載の操作装置。
3. 前記線状部材が巻き回されており、前記線状部材を支持する複数の支持部材を備える、請求項２に記載の操作装置。
4. 前記複数の支持部材の少なくとも１つの支持部材は、前記線状部材の前記無端軸方向の進退動作に従動して中心軸の周りを回動する回動部材である、請求項３に記載の操作装置。
5. 前記回動部材の前記中心軸の周りの回動抵抗を変更可能な抵抗可変機構を備え、
   前記制御装置は、前記長尺体が受ける荷重抵抗に基づき、前記抵抗可変機構を制御する、請求項４に記載の操作装置。
6. 前記回動部材は、
   前記中心軸の周りを回動する回動本体と、
   前記中心軸の周りに沿って前記回動本体の外面上に取り付けられており、前記線状部材に接触しながら、前記線状部材の前記無端軸の周りの回動動作に従動して回動する複数の軸受け回動体と、を備え、
   前記複数の軸受け回動体は、前記中心軸に沿う中心軸方向の異なる位置で、前記中心軸の周りに沿って間隔を隔てて配置されている、第１軸受け回動体群及び第２軸受け回動体群を形成しており、
   前記線状部材は、前記中心軸方向において前記第１軸受け回動体群と前記第２軸受け回動体群との間の位置で、前記第１軸受け回動体群に属する軸受け回動体、及び、前記第２軸受け回動体群に属する軸受け回動体、に接触して支持されている、請求項４又は５に記載の操作装置。
7. 前記回動本体に対する前記軸受け回動体の回動抵抗を変更可能な軸受け抵抗可変機構を備え、
   前記制御装置は、前記長尺体が受ける荷重抵抗に基づき、前記軸受け抵抗可変機構を制御する、請求項６に記載の操作装置。
8. 前記移動機構は、前記長尺体を、前記長尺体の中心軸周りに回動させることが可能であり、
   前記線状部材の前記無端軸の周りの軸周り方向の回動を検出可能な回動検出センサを備え、
   前記制御装置は、前記回動検出センサにより検出された前記線状部材の前記軸周り方向の回動動作に関する回動情報を前記医療装置に送信する、請求項２から７のいずれか１つに記載の操作装置。
9. 請求項１から８のいずれか１つに記載の操作装置と、
   前記操作装置により遠隔操作される前記医療装置と、を備える、長尺体の遠隔操作システム。
   
   

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