医療器具挿入装置及び医療器具挿入装置システム
【課題】簡易な構造により、挿入部を安定させた状態で体内を確実に推進させる。
【解決手段】細長の挿入部１０に設けられた螺旋状構造部１１と、前記挿入部１０を所定の軸方向に沿って進退可能に保持する保持部３０と、前記所定の軸の周りに前記保持部３０を回転させる回転駆動部２０と、を備えることを特徴とする医療器具挿入装置１を提供する。
【解決手段】細長の挿入部１０に設けられた螺旋状構造部１１と、前記挿入部１０を所定の軸方向に沿って進退可能に保持する保持部３０と、前記所定の軸の周りに前記保持部３０を回転させる回転駆動部２０と、を備えることを特徴とする医療器具挿入装置１を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大腸等の湾曲した体腔内に内視鏡等の医療器具の挿入を行う医療器具挿入補助装置及び医療器具挿入装置システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、内視鏡を大腸等の体腔管路の深部に挿入するには、Ｓ字結腸のような複雑な湾曲部を通過させねばならず、使用する術者に熟練を必要としている。このような内視鏡の挿入を容易にする発明が種々開示されている。
【０００３】
例えば、第１の従来例としての特許文献１には、内視鏡の挿入部全体を螺旋状に形成し、挿入部の体外側端部に設けられたハンドルで挿入部を回転させることにより、内視鏡の大腸内への挿入性を向上させた、大腸ファイバースコープが開示されている。第２の従来例としての特許文献２には、円筒と輪（リング）を多数連結し、その外側に螺旋状の部材を設けた大腸ファイバースコープ誘導器が開示されている。ここでは、円筒と輪の内側に内視鏡の挿入部を挿通し、円筒と輪の連結体を回転させることにより、内視鏡の大腸への挿入を行いやすくしている。また、第３の従来例としての特許文献３には、内視鏡の挿入部に対して進退動作及びねじり動作を行う内視鏡挿入装置が開示されている。ここでは、内視鏡挿入部を押圧する複数のボールのうち、モータに接続されたボールが、挿入部の軸方向、または軸方向と垂直な方向に回転することにより、挿入部の進退動作とねじり動作を行っている。
【特許文献１】特開昭５４−７８８８４号公報
【特許文献２】実開昭５１−７３８８４号公報
【特許文献３】特開平３−９２１２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、第１の従来例及び第２の従来例では、内視鏡後端部で回転力を伝達するため、挿入口である肛門部と回転伝達部が設けられた内視鏡後端部との間で、挿入部が不安定な運動を起こしたり捻れたりすることから、操作性を向上させることが困難である。そして、この挿入部の安定性を向上させるために回転駆動部を挿入口に近づけることは、挿入部の全長を短くすることにつながるため、挿入部を体腔内管路の深部へ挿入させることを困難にする。また、第３の従来例では、内視鏡を推進させる力がある一定の値を超えて出力されないため、例えば、内視鏡の挿入部が体腔管路の深部に挿入される場合等において、挿入部と体腔内管路内壁との間に発生する摩擦力が増加すると、推進力が不足するという問題がある。そして、この挿入部の推進力の不足を補うために、推進力を発生するモータ等のアクチュエータを強力なものにすることは、装置全体の大型化を招くので、コストの増加または操作性の低下につながる。また、挿入部の進退動作とねじり動作を別々のモータにより行っているので、駆動機構が複雑になりやすい。
【０００５】
本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、簡易な機構により、挿入部を安定させた状態で体内を確実に推進させることができる医療器具挿入装置及び医療器具挿入装置システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、細長の挿入部に設けられた螺旋状構造部と、前記挿入部を所定の軸方向に沿って進退可能に保持する保持手段と、前記所定の軸の周りに前記保持手段を回転させる回転駆動部と、を備えることを特徴とする医療器具挿入装置を提供する。
【０００７】
上記の構成によれば、保持手段は、被験者に対して一定の位置に保たれた状態で、挿入部を軸方向に進退可能に保持する。ここで、挿入部は、保持手段により保持されているので、保持手段の回転に追従して回転する。よって、体腔内管路において、螺旋状構造部が管路内壁に接触して回転することにより、挿入部は円滑な移動を行う。
【０００８】
また上記発明の医療器具挿入装置によれば、保持手段は抵抗部を有し、抵抗部は挿入部と接触する位置に設けられ、かつ、抵抗部は前記所定の軸に沿って移動可能であることが望ましい。上記構成によれば、保持手段の回転に伴って、抵抗部が回転する。このとき、抵抗部は挿入部と接触しているため、抵抗部の回転に伴って挿入部も回転する。その結果、挿入部の一部が体腔内にあった場合、この挿入部の一部において推進力が発生する。また、抵抗部は、所定の軸に沿って移動するようになっているので、挿入部が所定の軸に沿って移動しても、抵抗部が挿入部と一緒に移動するだけである。そのため、保持手段及び回転駆動部は、挿入部の移動に引きずられて移動することはない。したがって、保持手段及び回転駆動部の位置を、常に一定の位置に保つことができる。
【０００９】
また、抵抗部は、所定の軸の方向と略垂直な方向に抵抗する力を生じることが好ましい。上記構成によれば、抵抗部によって、挿入部に対して、回転駆動部の回転が確実に伝達される。
【００１０】
また上記発明の医療器具挿入装置によれば、抵抗部は、所定の軸に沿う方向に断続的に凸部を有するベルトであることが好ましい。上記構成によれば、挿入部の進退方向を制限することが可能になる。
【００１１】
また上記発明の医療器具挿入装置によれば、抵抗部は、前記所定の軸方向と略垂直な方向に回転軸を有する回転部材であることが好ましい。上記構成によれば、挿入部の進退方向を制限する手段を設けることが可能になる。
【００１２】
また上記発明の医療器具挿入装置によれば、保持手段に磁界発生部を備える構成にしてもよい。上記構成によれば、保持手段を簡単な構造とすることが可能になる。
【００１３】
また上記発明の医療器具挿入装置によれば、螺旋状構造部の外径を可変にする外径可変手段を有することが好ましい。上記構成によれば、螺旋状構造部と体内組織表面の接触を適切なものにすることができるため、挿入部を確実に推進させることができる。
【００１４】
また本発明は、細長の挿入部と、前記挿入部に設けられた螺旋状構造部と、前記挿入部を所定の軸方向に沿って進退可能に保持する保持手段と、前記保持手段を前記所定の軸の周りに回転させる回転駆動部と、前記挿入部に案内されて体腔内に挿入される医療装置と、を備える医療器具挿入装置システムを提供する。
【００１５】
上記の構成によれば、保持手段が挿入部を軸方向に進退可能に保持するので、回転駆動部は、被験者に対して一定の位置に保たれた状態で、保持手段を回転させる。ここで、挿入部が保持手段により保持される状態にあるとき、挿入部は保持手段の回転に追従して回転する。さらに、螺旋状構造部が挿入部に設けられる状態にあるとき、体腔内管路において、螺旋状構造部が管路内壁に接触して回転することにより、挿入部は円滑な推進または後退を行う。
【００１６】
また上記発明の医療器具挿入装置システムによれば、保持手段は、挿入部の長手方向に移動可能で、螺旋状構造体に対して挿入部の長手方向と略垂直に抵抗する抵抗部を備えることが好ましい。上記の構成によれば、保持手段に設けられた抵抗部によって、内視鏡等の医療装置に確実に回転が伝達される。
【００１７】
また上記発明の医療器具挿入装置によれば、保持手段に磁界発生部を備え、挿入部に磁石或いは磁性体を備える構成にしてもよい。このような構成にすることで、保持手段の構成を簡単にすることができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上述べたように、本発明の医療器具挿入装置によれば、挿入口付近で挿入部に回転動作を伝達するので、体外にある挿入部が不安定な運動をしたり捻れたりせず、挿入部を安定した状態で体腔内に挿入させることが可能である。この結果、挿入の操作性が向上するので、術者に対し複雑な操作や熟練を要求することなく、挿入部を確実に体腔内へ挿入させることができる。
【００１９】
また、本発明の医療器具挿入システムによれば、上記の効果と同様の理由から、医療器具の体腔内管路への挿入を補助する挿入部を、安定した状態で体腔内に挿入させることができる。この結果、挿入の操作性が向上するので、術者に対し複雑な操作や熟練を要求することなく、挿入部及び医療器具を確実に体腔内へ挿入させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
〔第１の実施形態〕
以下、本発明の第１の実施形態に係る医療器具挿入装置システムについて、図１から図１２の図面を参照して説明する。
図１は、本発明における医療器具挿入装置システム１の挿入部が、体腔内管路を推進する状態を示す図である。図２（ａ）は、医療器具挿入装置システム１の全体構成の概略を説明する図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡで囲まれた部分を拡大した図である。
【００２１】
医療器具挿入装置システム１は、図２（ａ）に示すように、挿入部１０と、回転駆動部２０と、保持部（保持手段）３０とを有する。ここで、挿入部１０は、可撓性を有する細長の形状を有し、大腸等の体腔内管路に挿入される。また、回転駆動部２０は、保持部３０を回転駆動する機能を有する。保持部３０は、挿入部１０を保持するとともに、回転駆動部２０から回転力を受けて回転動作することにより、挿入部１０を回転させる機能を有する。
【００２２】
挿入部１０は、可撓性を有することにより、体腔内管路に挿入された際に、体腔管路の形状に応じて湾曲可能となっている。また、挿入部１０の表面には、図２（ｂ）に示すように、螺旋状に構成された紐状の部材からなる螺旋状構造部１１が設けられている。螺旋状構造部１１は、その少なくとも一部が体腔管路の内壁に接触した状態で挿入部１０が回転する時に、推進力を発生させる機能を有する。また、上記回転駆動部２０は、回転力を発生するモータ２１と、モータ２１に接続されたプーリ２２と、プーリ２２から保持部３０に回転力を伝達する回転伝達ベルト２３とを有する。
【００２３】
図３は、前記回転駆動部２０と前記保持部３０の詳細な構成を示す図である。保持部３０は、中空の円筒形状を有する外筒３１の内部に、挿通管３２ａ、３２ｂと、無限軌道部３３と、ラッチ３４とを有する。ここで、挿通管３２ａ、３２ｂは、挿入部１０が挿通されるように中空の円筒形状を有し、外筒３１の中心軸（所定の軸）と同軸になるように、該外筒３１の端面４１ａ、４１ｂにそれぞれ固定されている。また、無限軌道部３３は、外筒３１の内部において、挿通管３２ａ、３２ｂの間に複数設けられ、それぞれが外筒３１の中心軸を挟んで対向するように配置されている。なお、これに限られることなく、無限軌道部３３が３つ以上設けられ、それぞれが外筒３１の中心軸の周りを取り囲むように配置される構成としても構わない。また、ラッチ３４は、無限軌道部３３と対向するように、外筒３１の内壁に複数取り付けられている。
【００２４】
図４（ａ）から図４（ｃ）は、保持部３０に複数設けられた無限軌道部３３の一つについての詳細を示す図である。無限軌道部３３は、保持ベルト（抵抗部）４２と、凹部４３と、突起（凸部）４４と、回転筒４５とを有している。ここで、抵抗部としての保持ベルト４２は、可撓性を有し、挿入部１０の外径より広い幅を有する環状の部材であり、２本の回転筒４５ａ、４５ｂによって張られた状態で設けられている。凹部４３は、保持ベルト４２の表面上の中央付近に、保持ベルト４２の長手方向に沿って複数設けられている。また、凸部としての突起４４は、鋸状の形状を有し、保持ベルト４２の両端付近に、保持ベルト４２の長手方向に沿って複数個配置されている。このように構成することで、凹部４３は挿通管３２ａ、３２ｂに挿通される挿入部１０と接触し、突起４４は該挿入部１０と接触しないようになっている。また、突起４４は、保持ベルト４２の形状が湾曲するので、弾性部材であることが好ましい。
【００２５】
上記回転筒４５ａ、４５ｂは、それぞれ保持ベルト４２の幅と同等か、それ以上の長さを有する円筒形状を有し、軸部材４６を軸として回転可能に保持されている。軸部材４６の両端には、軸受け４７がそれぞれ設けられ、該軸受け４７は、バネ４８を介して外筒３１の内壁に取り付けられている。このように構成することで、無限軌道部３３は、バネ４８の弾性力により外筒３１の中心軸方向へ付勢される。すなわち、挿通管３２ａ、３２ｂに挿通される挿入部１０は、複数の無限軌道部３３により好適な圧力で挟み込まれる。
【００２６】
このようにして、保持ベルト４２は、その長手方向に回転可能に保持されるので、複数の無限軌道部３３が挿入部１０に付勢していても、挿入部１０の推進を妨げることがない。また、保持ベルト４２に設けられた凹部４３により、無限軌道部３３は、挿入部１０の進退方向には抵抗せずに挿入部１０の推進を自由にし、周方向にのみ抵抗する機能を有している。すなわち、保持部３０は、常に体腔管路の挿入口付近に位置した状態で、挿入部１０に対してその進退方向の動作を妨げずに回転動力を伝達し続ける機能を有している。
【００２７】
図５及び図６は、突起４４とラッチ３４の動作を示す図である。ラッチ３４は、外筒３１の内壁に複数取り付けられ、無限軌道部３３の表面上の突起４４に接触するように、該無限軌道部３３に対向するように配置されている。また、ラッチ３４の側面の一部には、切欠５１が設けられている。ここで、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すような向き（図では、左方向）で無限軌道部３３が回転すると、この回転に伴って突起４４が移動してラッチ３４と接触する。このとき、ラッチ３４に設けられた切欠５１により、ラッチ３４が曲がり、突起４４がラッチ３４を通過する。これに対して、図６（ａ）に示すような向き（図では、右方向）で無限軌道部３３が回転して、突起４４がラッチ３４に接触すると、図６（ｂ）に示すように突起４４とラッチ３４が干渉するため、無限軌道部３３は回転しない。この状態でさらに無限軌道部３３を回転させる力がはたらくと、図６（ｃ）に示すように、切欠５１が裂けるようにラッチ３４が曲がる。そして、そのまま力がはたらき続けると、図６（ｄ）に示すようにラッチ３４が折れる。このとき、無限軌道部３３はどちらの方向にも自由に回転するようになる。このようにして、無限軌道部３３は、挿入部１０の推進方向には回転自在であり、後退方向には一定以上の反力がかからない限り回転しないようになっている。
【００２８】
次に、このように構成された医療器具挿入装置システム１の作用を説明する。ここでは、医療器具挿入装置システム１を大腸への挿入に適用した例を示すが、その他の体腔管路への挿入に適用することも可能であり、その作用は以下に説明する作用と同様である。
【００２９】
図２に示すように、被験者の大腸等の体腔内管路で医療行為を行う必要がある場合、操作者は、被験者の挿入口としての肛門６１付近に、保持部３０が組み込まれた回転駆動部２０を設置し、保持部３０内の挿通管３２ａ、３２ｂに挿入部１０を挿通させる。このとき、外筒３１の端面４１ａ側が被験者に向くように、回転駆動部２０を設置する。次に、操作者は、前記挿入部１０の先端部付近を大腸内に挿入し、モータ２１を駆動する。そして、モータ２１で発生した回転駆動力は、プーリ２２及び回転伝達ベルト２３を介して保持部３０に伝達される。
【００３０】
該保持部３０では、複数の保持ベルト４２が、挿通管３２ａ、３２ｂに挿通された挿入部１０に対して付勢する。このとき、挿入部１０は、保持ベルト４２の長手方向に複数設けられた凹部４３に接触している。そのため、保持部３０が回転すると、この接触部において、挿入部１０に対して抵抗する力が、挿入部１０の長手方向と略垂直な方向に発生する。その結果、保持部３０の回転動作に追従して、挿入部１０が回転する。こうすることで、モータ２１で発生させた回転駆動力は、確実に挿入部１０に伝達される。
【００３１】
挿入部１０が回転動作を開始すると、該挿入部１０の表面に設けられた螺旋状構造部１１は、その少なくとも一部が腸壁と接触しながら回転することにより推進力を発生させるので、挿入部１０は円滑に大腸内を推進する。それに伴って、保持部３０において、挿入部１０の移動に追従して、保持ベルト４２が所定の軸に沿って移動する。そのため、挿入部１０の移動に引きずられて、保持部３０や回転駆動部２０が移動することはない。すなわち、保持手段及び回転駆動部の位置を、常に一定の位置に保つことができる。これにより、挿入部１０の全長によらず回転駆動部２０を常に肛門付近に設置することができる。この結果、回転駆動部２０と肛門６１との間隔を短くすることができるので、この間にある挿入部が、不安定な運動をしたり捻れたりすることがなくなる。
【００３２】
挿入部１０が体腔管路への挿入を開始した後、挿入部１０の挿入された長さが短い間は、螺旋構造部１１により発生する推進力が小さいため、挿入部１０の先端が腸壁に抵抗するなどして推進が停止し、挿入部１０を体外に押し出す後進力がはたらく場合がある。このような場合、無限軌道部３３に設けられた突起４４とラッチ３４のはたらきにより、挿入部１０の後退を防ぐように回転が規制される。その後、挿入部１０が大腸深部まで推進し、十分な推進力が得られる。これにより挿入部１０が十分な推進力を得られるようになるまで、挿入部１０を体外に押し出す力が妨げられるので、より挿入を容易にすることができる。一方、腸の形状に沿って挿入部１０が曲がり、それによる反力が大きくなることがある。この場合、ラッチ３４が破損し、回転を規制しなくなる。よって、挿入部１０を無理に挿入するようなことが防止される。
【００３３】
このようにして大腸の最深部まで挿入部１０が到達した後、操作者は、モータ２１を停止させて挿入部１０の推進を停止する。その後、図７に示すように、医療器具としての内視鏡７１が観察、診断もしくは治療のために大腸内に挿入される。ここで、該内視鏡７１の先端付近には、挿入部１０を挿通して内視鏡７１と挿入部１０とを接続する円筒部材７２が設けられている。内視鏡７１を体腔内管路へ挿入するときには、この円筒部材７２の中に、体外にある挿入部１０の端部を挿通する。そして、挿入部１０に沿って、内視鏡７１が大腸の深部へ案内される。すなわち、挿通された挿入部１０は、内視鏡７１のガイドワイヤとしての機能を有する。このようにして、挿入部１０をガイドワイヤとして利用しているので、大腸最深部まで内視鏡７１を円滑に挿入することができる。内視鏡７１が大腸最深部に到達したら、診断、治療等の妨げとならないように挿入部１０を先に抜去してもよい。
【００３４】
以上説明したように、本実施例に係る医療器具挿入装置システム１によれば、回転駆動部２０が、被験者に対して一定の距離を保った状態で挿入部１０の回転駆動を行うことができる。つまり、挿入部の全長によらず、回転駆動部２０を常に被験者の挿入口付近に配置させることができる。これにより、回転駆動部２０と挿入口との間隔を短くすることができるので、この間にある挿入部１０が、挿入部１０の回転駆動の際に、不安定な運動をしたり捻れたりしない。そのため、挿入部１０を安定した状態で体腔内管路に挿入させることができる。すなわち、螺旋状構造部１１が回転しながら体腔内管路内壁と接触することにより体腔内管路を推進する際に、挿入部１０が円滑に挿入されて体腔内管路を確実に推進することができる。この結果、術者に対し複雑な操作や熟練を要求することなく、挿入部１０の確実な挿入を行うことができる。
【００３５】
なお、本実施形態は、上述した構成に限定されるものではない。
第１に、本実施形態においては、保持部３０が無限軌道部３３を有する構成としたが、これに限られるものではなく、図８に示すように、複数の回転部材（抵抗部）８１を有する構成としてもよい。この場合、抵抗部としての回転部材８１は、挿入部１０の長手方向に回転自在に構成されて、前記長手方向に沿って複数配置される。この回転部材８１の表面には、凹部４３が、回転部材８１の周方向に沿って複数設けられている。また、該回転部材８１の幅は、保持ベルト４２と同様に挿入部１０の外径より大きく、回転部材８１の両端近傍に突起４４が複数設けられている。そして、この突起４４と対向するように、ラッチ３４が、外筒３１の内部に固定されている。
【００３６】
このように構成することで、第１の実施形態における無限軌道部３３と同様に、挿入部１０の推進、後退を妨げることなく、挿入部１０に対して回転動力を伝達することが可能になる。そして、挿入部１０に伝達された回転動力により体腔内管路において螺旋状構造部１１が腸壁と接触しながら回転することで、挿入部１０が推進または後退できる。また、この回転部材８１の幅を挿入部１０の外径より大きくすることで突起４４とラッチ３４を無限軌道部３３と同様に取り付けることが可能になり、実施例１と同様の効果を得ることができる。
【００３７】
第２に、本実施形態においては、ラッチ３４の破壊によって回転方向規制解除を行っていたが、図９（ａ）に示すように、モータ２１にかかる負荷を検知してラッチ３４を移動するようにしてもよい。この場合、モータ２１にかかる負荷を検出する負荷検出部８３が、モータ２１とプーリ２２の間に設けられるとともに、図９（ｂ）に示すように、ラッチ３４を突起４４に対して近接離間する方向に移動させるアクチュエータ８２が、外筒３１とラッチ３４の間に設けられる。ここで、負荷検出部８３は、挿入部１０が大腸深部まで推進することでモータ２１にかかる負荷が閾値を超えた時に、回転方向規制が不要な大腸深部まで挿入されたと判断し、アクチュエータ８２の駆動を開始させる。アクチュエータ８２は、ラッチ３４を突起４４と接触する位置から離して、回転方向規制を解除する。これによると、回転方向規制を解除する際に、ラッチ３４を破壊しないので、保持部３０を繰り返し使用することが可能になる。
【００３８】
第３に、本実施形態においては、回転方向を規制する手段としてのラッチ３４と突起４４を設けたが、この回転方向規制手段を省略してもよい。この場合、図１０に示すように、保持部３０が、保持部３０の中心軸と同軸な一本の挿通管３２ｃを有し、該挿通管３２ｃの内周部が、その長手方向に沿って多数の溝８４を有するようにしてもよい。また、図１１に示すように、挿通管３２ｃの内周部が多数の繊毛８５で覆われるようにしてもよい。ここで、繊毛８５は、その向きが挿通管３２ｃの長手方向となるように、繊毛８５の両端が挿通管３２ｃの内周部に固定される。
【００３９】
このように構成することで、保持部３０が回転したとき、挿通管３２ｃの内部に設けられた溝８４または繊毛８５により、挿通管３２ｃに挿通された挿入部１０の周方向に抵抗が発生する。そして、この抵抗により、挿入部１０の推進或いは後退を妨げずに、保持部３０の回転動作が挿入部１０に伝達される。挿入部１０が回転すると、螺旋状構造部１１が腸壁と接触しながら回転するので、挿入部１０は推進、後退できる。このとき、挿通管３２ｃの内部に加工された溝８４または繊毛８５は、挿入部１０の長手方向と略平行なので、挿入部１０の進退方向に抵抗を発生しない。このように、保持部３０の構成を簡単にすることで、コストを低減することができる。
【００４０】
第４に、磁力を用いて挿入部１０に保持部３０の回転動作を伝達してもよい。この場合、図１２に示すように、挿入部１０が中空構造を有し、その中空構造の内部に磁石８６が配置される。この磁石８６の形状は、挿入部１０の内径と同じ長さの対角線を有する正方形を断面とする直方体であり、挿入部１０の径方向に磁化されている。また、保持部３０は、外筒３１に代えて、円管形状の管状磁石８７を有している。ここで、挿入部１０に設けられた磁石８６と、保持部３０が有する管状磁石８７とが、互いに反対の磁極を対向させて引き付け合う状態となっている。また、挿入部１０が、管状磁石８７の内周部に挿通された状態で、進退方向に円滑に移動できるようにするため、挿入部１０の表面には摩擦が少なくなるような表面処理が施されている。
【００４１】
この構成によれば、モータ２１の回転が管状磁石８７に伝達することで、管状磁石８７の回転に追従して、磁石８６を有する挿入部１０が回転する。このとき、挿入部１０に設けられた螺旋状構造部１１が回転しながら体腔内管路内壁に接触するので、挿入部１０は体腔内管路を推進する。このようにして、回転駆動部２０が、保持部３０が有する磁力を用いて挿入部１０を回転させるので、挿入部１０が円滑に推進、後退動作することができる。また、管状磁石８７と挿入部１０内の磁石８６とは互いに引き付け合うので、磁石８６が保持部３０に対して移動することはない。
【００４２】
〔第２の実施形態〕
次に本発明の第２の実施形態に係る医療器具挿入装置システム１００について、図１３及び図１４を用いて説明する。なお、第１の実施形態と同一の構成要素には、同一の符号を付して説明を省略する。
【００４３】
本実施形態の医療器具挿入装置システム１００は、中空構造を有する挿入部１１０を備える点で、第１の実施形態と異なる。すなわち、図１３に示すように、挿入部１１０は、可撓性を有するチューブであり、該チューブの内部に各種機能部材を挿通できるようになっている。また、図１４に示すように、医療器具挿入装置システム１００は、回転駆動部２０としての中空軸モータ１２０と、保持手段としての管状磁石１３０とを有している。
【００４４】
ここで、挿入部１１０は、湾曲が可能となるように、径方向に極を有する薄いリング状磁石１１１を多数連結して構成されている。また、挿入部１１０の表面には、螺旋状構造部１１２が各々のリング状磁石１１１に固定されるようにして設けられている。管状磁石１３０は、内部に挿入部１１０を挿通できるよう、挿入部１１０の外径より大きい半径を有する円筒状の管路が設けられ、径方向に着磁された円管状の磁石である。また、中空軸モータ１２０は、管状磁石１３０の周囲を囲む中空軸１３１に固定するように設けられた円管形状のモータであり、管状磁石１３０を回転駆動する。
【００４５】
ここで、医療器具として体腔内管路を観察するカプセル型医療装置１４０に対して体腔内管路への挿入を補助する場合には、図１３に示すように、チューブ状の挿入部１１０の内部に、カプセル型医療装置１４０に接続された柔軟なケーブル１４１が挿通される。カプセル型医療装置１４０は、先端が透明な半球状部材を有し、カプセル型医療装置１４０の内部に該半球状部材に対向して、体腔内を照明するＬＥＤ等の照明装置と、体腔内を撮像するＣＣＤ等の撮像素子が内蔵されている。これらの電源は、ケーブル１４１内に設けられた電力供給線により供給される。また、撮像された画像の画像信号は、ケーブル１４１内の信号線を介して、体外に設置された画像処理装置１４２に送られ、処理された画像がモニタ１４３に表示される。
【００４６】
このカプセル型医療装置１４０及びケーブル１４１は、挿入部１１０に対してなんら固定されていないため、挿入部１１０が回転してもカプセル型医療装置１４０が回転したり、ケーブル１４１が捻れたりすることはない。このように、カプセル型医療装置１４０を回転させることなく、挿入部１１０のみを回転させることで、カプセル型医療装置１４０を体腔内管路に円滑に推進させるようになっている。
【００４７】
このように構成することにより、カプセル型医療装置１４０を体腔内管路に挿入する場合、操作者は、管状磁石１３０が設けられた中空軸モータ１２０を、被験者の挿入口としての肛門６１付近に設置し、挿入部１１０を管状磁石１３０の内部に挿通させる。次に、操作者は、前記挿入部１１０の先端部付近を大腸内に挿入し、中空軸モータ１２０を駆動する。そして、中空軸モータ１２０が回転すると、その内部に固定された管状磁石１３０が回転し、この管状磁石１３０が生成する磁界の回転に追従して、リング状磁石１１１を有する挿入部１１０が回転する。挿入部１１０の回転により、挿入部１１０の表面に設けられた螺旋状構造部１１２が体腔内管路内壁と接触しながら回転するので、挿入部１１０に推進力が発生する。これにより、カプセル型医療装置１４０が、体腔管路の深部に押し込まれる。このとき、カプセル型医療装置１４０は回転動作しないので、撮像素子を用いて体腔内を観察する場合において、撮像した画像は回転しない。
【００４８】
以上説明したように、本実施形態に係る医療器具挿入装置システム１００によれば、挿入部１１０の内部にカプセル型医療装置１４０等の医療装置を挿通した状態で、挿入部１１０を体腔内管路に挿入することができる。また、第１の実施形態と同様の理由から、挿入部１１０が安定した状態で体腔内管路に挿入されるため、螺旋状構造部１１２が回転しながら体腔内管路内壁と接触することにより、挿入部１１０が体腔内管路を確実に推進することができる。この結果、挿入部１１０に挿通された医療装置を確実に体腔内管路に挿入し、推進させることができる。また、保持手段としての管状磁石１３０を中空軸モータ１２０で直接回転させるので、動力伝達の効率が向上する。その他の効果は、第１の実施形態と同様である。
【００４９】
なお、本実施形態は、上述した構成に限定されるものではない。
第１に、挿入部１１０をリング状磁石１１１ではなく磁性体で構成してもよい。すなわち、挿入部１１０に用いる材料を磁石に限定しないので、より挿入部１１０として適した材料を選択することができる。
【００５０】
第２に、挿入部１１０全体を磁石で構成するのではなく、可撓性を有する磁石を挿入部１１０の内部に設けられることとしてもよい。例えば、図１５に示すように、紐状の軟性磁石１１３が、チューブ状の挿入部１１０に円周方向に複数並べて埋め込んでもよい。ここで、複数の軟性磁石１１３の磁極の方向は、それぞれ挿入部１１０の中心線を向くように設けられている。また、隣接する軟性磁石１１３は互いに逆向きの磁化方向を有するように配列されている。この場合の効果は、本実施の形態と同様である。
【００５１】
第３に、前記挿入部１１０内に複数の磁石を埋め込んでもよい。すなわち、図１６に示すように、前述した紐状の軟性磁石１１３が挿入部１１０内に多数埋め込まれ、回転駆動部２０が、中空軸モータ１２０に代えて磁力発生部１２１を有するようになっている。該磁力発生部１２１は、径方向に磁力を発生させるコイル１２２を、円周方向に多数配置している。また、磁力発生部１２１内の隣接するコイル１２２が互いに逆向きに磁力を発生するように、複数のコイル１２２に流れる電流が制御されるようになっている。
【００５２】
この構成によれば、コイル１２２を流れる電流の向きを反転させる制御を繰り返すことにより、複数のコイル１２２それぞれの磁力の向きは順々に切り替えられる。このとき、挿入部１１０は、その内部に設けられた軟性磁石１１３がコイル１２２の磁力の変化を受けることによって回転する。挿入部１１０の回転により、挿入部１１０の表面に設けられた螺旋状構造部１１２が体腔内管路内壁と接触しながら回転するので、挿入部１１０に推進力が発生し、カプセル型医療装置１４０が体腔内管路の深部方向へ押し出される。このように構成することで、機械的に駆動する部品を減らせるので、各部品の磨耗や疲労による故障の危険性を低減できる。
【００５３】
〔第３の実施形態〕
次に、本発明の第３の実施形態に係る医療器具挿入装置システム１５０について、図１７ないし図１９を用いて説明する。なお第１、または第２の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００５４】
本実施形態の医療器具挿入装置システム１５０は、回転駆動部２０が高圧流体を用いて挿入部を回転させる点で、第１及び第２の実施形態と異なる。すなわち、図１７に示すように、医療器具挿入装置システム１５０は、回転駆動部としての高圧空気源１５１と、前記高圧空気源１５１に接続された伝達部１５２とを有している。ここで、高圧空気源１５１は、挿入部１６０を回転させるための高圧空気を発生させて、伝達部１５２に送り込む。また、伝達部１５２は、該高圧空気源１５１から送り込まれた高圧空気を挿入部１６０に対して吹き付け、挿入部１６０を回転させる機構を有している。また、本実施形態においては、挿入部１６０は中空構造とし、その内径は内視鏡７１を挿通可能な大きさとなっている。
【００５５】
図１８（ａ）、（ｂ）に示すように、伝達部１５２の中央部には、保持手段としてのＵ字溝１５３が彫られている。このＵ字溝１５３は、挿入部１６０を摺動可能に設置できるような幅を有し、挿入部１６０との摩擦が最小限となるように滑らかな表面を有している。また、Ｕ字溝１５３の側壁には、挿入部１６０をＵ字溝に設置した時、挿入部１６０の表面に設けられた螺旋状構造部１１の最も高い位置とほぼ等しい高さに、吹出口１５４が複数空けられている。また、伝達部１５２の側壁には、高圧空気源１５１と接続される接続口１５５が設けられている。この接続口１５５と複数の吹出口１５４とは、伝達部１５２の内部に配置された高圧管路１５６により連通されている。つまり、接続口１５５に接続された高圧管路１５６は、伝達部１５２の内部で複数に分岐し、複数の吹出口１５４それぞれに接続されるようになっている。また、吹出口１５４の近傍では、高圧管路１５６がＵ字溝１５３の側壁に対して垂直に配置されることにより、高圧空気が、Ｕ字溝１５３の側壁から垂直に吹き出され、螺旋状構造部１１に対して挿入部１６０の周方向に吹き付けられるようになっている。
【００５６】
このように構成することにより、操作者は、挿入口としての肛門６１近傍に高圧空気源１５１及び伝達部１５２を設置し、伝達部１５２に設けられたＵ字溝１５３に挿入部１６０を配置し、高圧空気源１５１を駆動して高圧空気を伝達部１５２に供給する。このとき、伝達部１５２の内部を通過した高圧空気は、複数設けられた吹出口１５４を介して挿入部１６０の螺旋状構造部１１に吹き付けられる。螺旋状構造部１１は、この高圧空気の力を挿入部１６０の周方向に受けることにより、挿入部１６０が回転する。そして、挿入部１６０の表面に設けられた螺旋状構造部１１が体腔内管路内壁と接触しながら回転するので、挿入部１６０に推進力が発生して、挿入部１６０が体腔内管路を推進する。ここで、伝達部１５２のＵ字溝１５３は低摩擦なので、挿入部１６０の推進を妨げることはなく、伝達部１５２が挿入口の内部に引きずり込まれることもない。
【００５７】
このようにして、中空構造を有する挿入部１６０を体腔内管路の深部に到達させた後、図１９に示すように、挿入部１６０の内部に内視鏡７１を挿通させることで、通常の内視鏡検査や鉗子１６１を用いた内視鏡治療を行う。
【００５８】
以上説明したように、本実施形態に係る医療器具挿入装置システム１５０によれば、挿入部１６０の回転を高圧空気により行うので、簡易な構造で挿入部１６０を回転させて、体腔内管路を推進させることが可能になる。また、伝達部１５２は、被験者の挿入口付近で、被験者に対して常に一定の距離を保った状態で、挿入部１６０に対して回転駆動を行うことができる。
【００５９】
なお、本実施形態は、上述した構成に限定されるものではない。
例えば、伝達部１５２が挿入部１６０に吹き付けて回転させる流体は、高圧空気に代えて、高圧水流であってもよい。また、伝達部１５２には、Ｕ字溝１５３に代えて、挿入部１６０を挿通可能な円筒状の管路が設けられるようにしてもよい。これらの場合の効果は、本実施形態と同様である。
【００６０】
〔第４の実施形態〕
次に、本発明の第４の実施形態に係る医療器具挿入装置システム２００について、図２０ないし図２４を用いて説明する。なお第１、または第２の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００６１】
本実施形態では、保持手段としての保持ベルトを能動的に回転させて挿入部１０を直接回転させる回転制御部を備える点で、第１の実施形態と異なる。
すなわち、図２０に示すように、医療器具挿入装置システム２００は、挿入部１０と、被験者の体外に設けられたベース部２１０と、該ベース部２１０に接続された回転伝達系２２０とを有している。この回転伝達系２２０は、該挿入部１０を回転駆動する機能を有している。
【００６２】
図２１に示すように、ベース部２１０は、挿入部１０の進退方向に２対配置された支持部材２１１、２１２からなる。また、支持部材２１１（２１２）は、２つの対称な形状を有する支持部材２１１ａ（２１２ａ）、２１１ｂ（２１２ｂ）に分かれている。この支持部材２１１ａ（２１２ａ）、２１１ｂ（２１２ｂ）は、ヒンジ２１６によって開閉可能に接続され、これらが閉じたときに接触する側の端面の中央付近に、それぞれ挿入部１０を通す半円柱状の切欠が設けられている。すなわち、支持部材２１１ａ（２１２ａ）と支持部材２１１ｂ（２１２ｂ）を閉じたときに、支持部材２１１（２１２）は、その中央付近に挿入部１０を通すことができる略円形の穴が開くように構成されている。
【００６３】
なお、以降の本実施形態に係る説明では、支持部材２１１ａ側に設けられた構成には、符号の末尾にａを付し、支持部材２１１ｂ側に設けられた構成には、符号の末尾にｂを付し、ａ及びｂの両方を指す場合には、符号の末尾にｉを付して説明する。
【００６４】
回転伝達系２２０は、スライダ２３０ｉ（２３０ａ、２３０ｂ）と、ベルト回転体２４０ｉ（２４０ａ、２４０ｂ）とを有している。ここで、スライダ２３０ｉは、支持部材２１１ｉと支持部材２１２ｉの間に設けられ、挿入部１０の進退方向に移動する。また、ベルト回転体２４０ｉは、スライダ２３０ｉに接続され、挿入部１０を回転させる機能を有する。
【００６５】
スライダ２３０ｉは、支持部材２１１ｉと支持部材２１２ｉとの間に設けられたスライダ軸２３１ｉ上に移動可能に設けられている。また、支持部材２１１ｉとスライダ２３０ｉの間のスライダ軸２３１ｉ上には、スライダ２３０ｉに対して支持部材２１２ｉ方向に付勢するバネ２３２ｉが配置されている。また、スライダ２３０ｉとスライダ軸２３１ｉとの間には図示しないリニアエンコーダが内蔵されている。該リニアエンコーダは、スライダ２３０ｉのスライダ軸２３１ｉ上の移動距離を計測することにより、支持部材２１１ｉ（２１２ｉ）とスライダ２３０ｉとの位置間隔を検出している。
【００６６】
また、スライダ２３０ｉの挿入部１０と対向する側には、リニアアクチュエータ２３３ｉが複数取り付けられている。本実施形態では、一例として、リニアアクチュエータ２３３ｉがスライダ２３０ｉに４つ取り付けられた構成について説明する。このリニアアクチュエータ２３３ｉは、ベルト回転体２４０ｉを支持部材２１１ｉ、２１２ｉに設けられた切欠に通された挿入部１０に対して近接離間する方向に駆動する。このようにして、スライダ２３０ｉは、スライダ軸２３１ｉ上をリニアアクチュエータ２３３ｉを介してベルト回転体２４０ｉと一体的に移動できるようになっている。
【００６７】
ベルト回転体２４０ｉは、回転駆動部を構成するベルト回転モータ２４１ｉと、回転子２４２ｉと、保持ベルト（保持手段、抵抗部）２４３ｉとを有している。該ベルト回転モータ２４１ｉは、前述した４つのリニアアクチュエータ２３３ｉのうち挿入部１０の進退方向に離間した２つのリニアアクチュエータ２３３ｉに、ベルト回転軸２４４ｉを介して接続されている。残りの２つのリニアアクチュエータ２３３ｉには、回転子２４２ｉがベルト回転軸２４４ｉを介して接続されている。保持手段及び抵抗部としての保持ベルト２４３ｉは、環状で可撓性を有する部材であり、該ベルト回転モータ２４１ｉ及び回転子２４２ｉによって張られた状態で設けられている。すなわち、ベルト回転体２４０ａ、２４０ｂは、支持部材２１１ｉ、２１２ｉに設けられた切欠に通された挿入部１０を挟み込むように配置されている。また、ベルト回転体２４０ｉの回転速度やスライダ軸２３１ｉ上の位置は、同期するように制御されている。
【００６８】
このように構成することで、リニアアクチュエータ２３３ｉにより、ベルト回転体２４０ｉが挿入部１０に対して近接する方向に移動した時には、保持ベルト２４３ｉが挿入部１０に対して適切な荷重で付勢するようになっている。この挿入部１０に付勢する荷重は、リニアアクチュエータ２３３ｉの移動により調整される。また、ベルト回転体２４０ｉが挿入部１０に対して対称に配置されるため、挿入部１０を好適な圧力で挟み込むことが可能になっている。
【００６９】
なお、リニアエンコーダ、ベルト回転モータ２４１ｉ、及びリニアアクチュエータ２３３ｉへ入出力する信号及び動力を伝達する入出力線２５１は、スライダ２３０ｉを経由して外部に接続されている。
【００７０】
次に、このように構成された医療器具挿入装置システム２００の作用を図２２を用いて説明する。ここでは、医療器具挿入装置システム２００を大腸への挿入に適用した例を示すが、その他の体腔管路への挿入に適用することも可能であり、その作用は以下に説明する作用と同様である。なお、図２２では、挿入部１０の外表面に設けられている螺旋状構造部１１は省略してある。
【００７１】
まず、操作者は、挿入口としての肛門６１の近傍に、ベース部２１０に設けられた回転伝達系２２０を、支持部材２１１ｉ側を被験者に向けるようにして配置する。そして、操作者は、ヒンジ２１６を軸に支持部材２１１ｉを開いて、支持部材２１１ｉに設けられた半円柱状の切欠に挿入補助具を配置し、支持部材２１１ｉを閉じる。このとき、支持部材２１１ｉ（２１２ｉ）は、スライダ２３０ｉ及びベルト回転体２４０ｉ等の他の構成とともに一体的に開閉する。次に、操作者は、回転駆動部としてのベルト回転モータ２４１ｉを駆動して、保持ベルト２４３ｉを回転させる。
【００７２】
保持ベルト２４３ｉが回転を始めたとき、図２２（ａ）に示すように、スライダ２３０ｉは、ベルト回転体２４０ｉ及びリニアアクチュエータ２３３ｉと一体となって、スライダ軸２３１ｉの支持部材２１２ｉ側に位置している。その上で、ベルト回転体２４０ａ、２４０ｂは，リニアアクチュエータ２３３ｉにより挿入部１０に対して互いに対向するように荷重を付勢する。この状態で、ベルト回転モータ２４１ｉが回転して、保持ベルト２４３ｉが挿入部１０の進退方向と略垂直な方向に回転することにより、挿入部１０が図示していない螺旋状構造部１１ごと回転を行う。このとき、２つのベルト回転体２４０ｉの回転速度やスライダ軸２３１ｉ上の位置は、同期するように制御されているので、挿入部１０の回転が円滑に行われる。
【００７３】
挿入部１０が消化管等の体腔内管路で回転すると、挿入部１０の外表面に設けられた螺旋状構造部１１が体腔内管路内壁と接触しながら回転するので、挿入部１０に推進力が発生する。これにより、挿入部１０が体腔内管路を前進する。それに応じて、挿入部１０に回転動力を伝達しているベルト回転体２４０ｉには、挿入部１０とともに支持部材２１１ｉ側へ移動する力が作用するため、スライダ２３０ｉがベルト回転体２４０ｉと一体に支持部材２１１ｉ側へ移動する（図２２（ｂ））。このとき、バネ２３２ｉがスライダ２３０ｉに対して支持部材２１２ｉ側へ付勢する力は、螺旋状構造部１１による挿入部１０の推進力より弱く設定してあるため、スライダ２３０ｉの移動の妨げにはならない。
【００７４】
スライダ２３０ｉの移動距離はリニアエンコーダにより計測されているため、スライダ２３０ｉが移動して支持部材２１１ｉに突き当たりそうになると、リニアエンコーダは、スライダ２３０ｉが支持部材２１１ｉに近接していることを検出する。このとき、リニアアクチュエータ２３３ｉが駆動して、ベルト回転体２４０ｉを挿入部１０と接触しない高さまで引き上げ、ベルト回転体２４０ｉから挿入部１０への回転動力の伝達を一時的に停止する（図２２（ｃ））。これにより、ベルト回転体２４０ｉが挿入部１０の推進に追従しなくなるため、スライダ２３０ｉが自由に移動できるようになる。そして、スライダ２３０ｉは、バネ２３２ｉの付勢力によって、ベルト回転体２４０ｉと一体的に支持部材２１２ｉ側へ戻される（図２２（ｄ））。
【００７５】
スライダ２３０ｉが支持部材２１２ｉに突き当たったことをリニアエンコーダが検出すると、リニアアクチュエータ２３３ｉが再度ベルト回転体２４０ｉを挿入部１０に接触させ、ベルト回転モータ２４１ｉによる保持ベルト２４３ｉの回転を再開させ、挿入部１０を回転させる。以上の動作を繰り返すことにより、挿入部１０は、体腔内管路を円滑に推進し続ける。
【００７６】
なお、リニアアクチュエータ２３３ｉがベルト回転体２４０ｉを昇降させる際に、ベルト回転モータ２４１ｉを停止させずに、常時保持ベルト２４３ｉを回転させてもよい。
また、図２３に示すように、スライダ２３０ｉの支持部材２１２ｉ側への移動は、バネの代わりにスライダ２３０ｉに設けられたリニアモータ２６１ｉにより行うようにしてもよい。この場合、挿入部１０へ回転動力を伝達しているとき（図２２（ａ）、（ｂ）の状態）、リニアモータ２６１ｉは駆動を停止してスライダ２３０ｉの移動を自由にし、スライダ２３０ｉを支持部材２１２ｉ側に戻すとき（図２２（ｃ）、（ｄ）の状態）のみ、リニアモータ２６１ｉが駆動してスライダ２３０ｉを移動させる。このように制御するように構成することで、上述した作用と同等の作用が得られる。
【００７７】
以上説明したように、本実施形態に係る医療器具挿入装置システム２００によれば、挿入部１０の回転を保持ベルト２４３ｉにより直接的かつ能動的に伝達するため、より確実に挿入部１０を回転させることができる。また、スライダ２３０ｉによりベルト回転体２４０ｉと挿入部１０とが一体的に挿入口側に前進することにより、挿入部１０の体腔内管路の前進を妨げることがないため、挿入部１０の推進をより確実に行うことができる。
【００７８】
なお、本実施形態は、上述した構成に限定されるものではない。
第１に、図２４に示すように、回転伝達系２２０が、挿入部１０の進退方向に沿って複数設けられるようにしてもよい。すなわち、本変形例では、支持部材２１１ｉ、２１２ｉの中間位置に、中間支持部材２１３ｉが設けられ、支持部材２１１ｉと中間支持部材２１３ｉに挟まれる空間、及び支持部材２１２ｉと中間支持部材２１３ｉに挟まれる空間に、それぞれ上述したような回転伝達系２２０が配置される。
【００７９】
このように構成することにより、回転伝達系２２０が１組のときと異なり、複数の回転伝達系２２０を交互に駆動して、挿入部１０を回転させることが可能になる。つまり、一方の回転伝達系２２０のベルト回転体２４０ｉが挿入部１０から離間しているとき、他方の回転伝達系２２０が挿入部１０に対して回転動力を伝達することができる。したがって、挿入部１０を常時回転させることができるため、推進時間のロスがなくなり、効率的に挿入部１０を推進させることが可能となる。その他の効果については第４の実施形態と同様である。
【００８０】
また第２に、スライダ２３０ｉの位置を検出するリニアエンコーダに代えて、スライダ２３０ｉの一端に接触を検知する図示しない接触センサを設けてもよい。この接触センサにより、スライダ２３０ｉが支持部材２１１ｉに接触したことが検出でき、この検出結果に反応して、リニアアクチュエータ２３３ｉを動作させることができる。接触センサは、圧力センサ、光センサ、またはスイッチ等のセンサであるが、スライダ２３０ｉが支持部材２１１ｉに近接したことを検出できるものであれば、特に方式を限定するものではない。また、接触センサは、スライダ２３０ｉ一端へ搭載せずに、支持部材２１１ｉのスライダ２３０ｉと対向する位置に搭載してもよい。これにより、リニアエンコーダのように常時スライダ２３０ｉの位置を検出せずに済むため、効率的である。
【００８１】
〔第５の実施形態〕
次に、本発明の第５の実施形態に係る医療器具挿入装置システム３００について、図２５を用いて説明する。なお第１、または第４の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００８２】
本実施形態では、ベース部２１０及び回転伝達系２２０が、第１の実施形態における保持部３０の中に設けられる点で、第４の実施形態と異なる。すなわち、医療器具挿入装置システム３００は、第１の実施形態と同様に、挿入部１０と、回転駆動部２０と、保持部（保持手段）３０とを有している。そして、該保持部３０が、ベース部２１０と、回転伝達系２２０を有している。
【００８３】
この場合、図２５に示すように、回転伝達系２２０がベルト回転体２４０ｉ及びベルト回転モータ２４１ｉに代えて、回転動作せずに挿入部１０に押圧する押圧部材３１０ｉを有している。また、ベース部２１０の支持部材２１１ｉが外筒３１の一端に固定され、支持部材２１２ｉが外筒３１の他端に固定されている。このようにして、ベース部２１０及び回転伝達系２２０全体が、保持部３０の外筒３１に固定されることにより、保持部３０とともに回転するようになっている。
【００８４】
このように構成することにより、押圧部材３１０ｉが、それぞれリニアアクチュエータ２３３ｉによって駆動され、挿入部１０を好適な圧力で挟み込む。そして、回転伝達系２２０全体が回転駆動部２０によって回転されることにより、押圧部材３１０ｉを介して挿入部１０に回転動力が伝達される。このようにして、挿入部１０は回転しながら体腔内管路を推進する。なお、このときの挿入部１０の推進方向に対するスライダ２３０ｉ及び押圧部材３１０ｉ等の動作は、第４の実施形態における動作と同様である。
【００８５】
以上説明したように、本実施形態に係る医療器具挿入装置システム３００によれば、回転駆動部２０が、被験者の挿入口付近で、被験者に対して一定の距離を保った状態で挿入部１０の回転駆動を行うことができる。また、スライダ２３０ｉにより押圧部材３１０ｉと挿入部１０とが一体的に挿入口側に前進することにより、挿入部１０の体腔内管路の前進を妨げることがないため、挿入部１０の推進をより確実に行うことができる。さらに、回転駆動するモータ２１は、保持部３０の外部に配置されることから、出力の大きいものを使用することができるため、より確実に挿入部１０を回転、推進させることが可能となる。
【００８６】
なお、本発明は、以上述べた実施形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において上述した各実施形態を部分的に組み合わせる等して種々変形実施が可能である。
【００８７】
また、各実施形態に記載の螺旋状構造部１１（１１２）は、上述した形態に限られるものではない。
図２６（ａ）は、螺旋状構造部１１の変形例に係る医療器具挿入装置システムの全体構成を示す図であり、図２６（ｂ）は、図２６（ａ）に示す挿入部１０の一部を拡大した図である。本変形例においては、螺旋状構造部１１が外径可変手段を備えている。すなわち、螺旋状構造部１１は、図２６（ｂ）に示すように、中空部を有し、伸縮性に富むゴム等の弾性部材により形成された中空チューブ（外径可変手段）１２により構成されている。また、図２６（ａ）に示すように、中空チューブ１２の体外側の一端には、流体供給部１５が設けられる。流体供給部１５は、例えば圧縮空気等の流体を中空チューブ１２の内部に形成された中空部に供給する機能を有する。
【００８８】
上記構成において、流体供給部１５を駆動して圧縮空気を中空チューブ１２内に送った状態にすると、図２７（ａ）に示すように、伸縮性に富む中空チューブ１２は、挿入部１０の外径よりも突出した螺旋状突起を形成する。一方、流体供給部１５の駆動を停止させて圧縮空気を送らない状態にすると、図２７（ｂ）に示すように、中空チューブ１２は、それ自身の弾性力により縮むため、中空チューブ１２の高さは、挿入部１０の表面と殆ど同じ高さとなる。また、中空チューブ１２に対して圧縮空気を送る量を多くすることにより、図２７（ｃ）に示すように、中空チューブの外径が大きくなるため、該螺旋状突起の高さは図２７（ａ）に示す状態に比べて高くなる。このようにして、中空チューブ１２内に送られる圧縮空気の量を調整することにより、中空チューブ１２により形成される螺旋状突起の高さが調整される。なお、流体供給部１５は、中空チューブ１２の中空部から流体を排出する機能を有するようにしても良い。
【００８９】
以上説明したように本変形例によれば、螺旋状構造部１１を形成する中空チューブ１２に対して圧縮空気等の流体の供給及び供給停止を制御することにより、挿入部１０の表面から突出する螺旋状突起を形成するか否かを選択できるとともに、螺旋状突起の高さの調整を行うことができる。したがって、挿入部１０を体腔内管路に挿入する時には、図２７（ａ）或いは図２７（ｃ）に示すように、中空チューブ１２により螺旋状突起を形成することにより、体腔内管路における挿入部１０の推進力を向上させることができる。また、挿入部１０を体腔内管路から抜去する時には、図２７（ｂ）に示すように、挿入部１０の表面を平坦面とすることにより、挿入部１０を円滑かつ短時間に抜去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の医療器具挿入装置システムの挿入部が体腔内管路を推進する状態を 示す図。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る医療器具挿入装置システムの全体構成を示す 概略図。
【図３】図１の医療器具挿入装置システムにおける回転駆動部及び保持部の詳細を示 す図。
【図４】図３の保持部における無限軌道部の構成を示す図。
【図５】無限軌道部が動作した時のラッチの変形を示す図。
【図６】無限軌道部が図５と逆方向に動作した時のラッチの変形を示す図。
【図７】図２の医療器具挿入装置システムを用いて内視鏡を体腔内管路へ挿入する状 態を示す図。
【図８】図３の保持部の変形例に係る保持部の回転部材の構成を示す図。
【図９】図３の保持部の変形例に係る保持部の内部構造を示す図。
【図１０】図３の保持部の変形例に係る保持部の構成を示す概略図。
【図１１】図３の保持部の変形例に係る保持部の構成を示す概略図。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係る医療器具挿入装置システムの全体構成を示 す概略図。
【図１３】図１２の医療器具挿入装置システムを用いてカプセル型医療装置を体腔管 路内へ挿入する状態を示す図。
【図１４】図１２の医療器具挿入装置システムの変形例に係る回転駆動部を示す図。
【図１５】図１２の挿入部の変形例に係る挿入部の内部構成を示す図。
【図１６】図１２の医療器具挿入装置システムの変形例に係る挿入部及び回転駆動部 を示す図。
【図１７】本発明の第３の実施形態に係る医療器具挿入装置システムの全体構成を示 す概略図。
【図１８】図１７の医療器具挿入装置システムの変形例に係る伝達部を示す図。
【図１９】図１７の医療器具挿入装置システムを用いて鉗子を体腔内管路へ挿入する 状態を示す図。
【図２０】本発明の第４の実施形態に係る医療器具挿入装置システムの全体構成を示 す概略図。
【図２１】図２０の医療器具挿入装置システムにおける回転伝達系等の詳細を示す断 面図。
【図２２】図２１の回転伝達系のスライダの動作を示す図。
【図２３】図２１の回転伝達系の変形例に係るスライダの構成を示す断面図。
【図２４】図２１の回転伝達系の変形例に係る回転伝達系の構成を示す断面図。
【図２５】本発明の第４の実施形態に係る医療器具挿入装置システムのベース部及び 回転伝達系の詳細を示す図。
【図２６】本発明の螺旋状構造部の変形例に係る医療器具挿入装置システムの全体構 成を示す概略図。
【図２７】螺旋状構造部の形状の変化を示す図。
【符号の説明】
【００９１】
１、１００、１５０、２００、３００…医療器具挿入装置システム
１０、１１０、１６０…挿入部
１１、１１２…螺旋状構造部
１２…中空チューブ（外径可変手段）
２０…回転駆動部
２１…モータ
２２…プーリ
２３…回転伝達ベルト
３０…保持部（保持手段）
３１…外筒
３３…無限軌道部
３４…ラッチ
４２、２４３…保持ベルト
７１…内視鏡
８１…回転部材
８３…負荷検出部
８６…磁石
８７、１３０…管状磁石
１１１…リング状磁石
１２０…中空軸モータ
１２１…磁力発生部
１４０…カプセル型医療装置
１５１…高圧空気源
１５２…伝達部
２１０…ベース部
２２０…回転伝達系
２３０ｉ（２３０ａ、２３０ｂ）…スライダ
２４０ｉ（２４０ａ、２４０ｂ）…ベルト回転体
２４１ｉ（２４１ａ、２４１ｂ）…ベルト回転モータ
３１０ｉ（３１０ａ、３１０ｂ）…押圧部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大腸等の湾曲した体腔内に内視鏡等の医療器具の挿入を行う医療器具挿入補助装置及び医療器具挿入装置システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、内視鏡を大腸等の体腔管路の深部に挿入するには、Ｓ字結腸のような複雑な湾曲部を通過させねばならず、使用する術者に熟練を必要としている。このような内視鏡の挿入を容易にする発明が種々開示されている。
【０００３】
例えば、第１の従来例としての特許文献１には、内視鏡の挿入部全体を螺旋状に形成し、挿入部の体外側端部に設けられたハンドルで挿入部を回転させることにより、内視鏡の大腸内への挿入性を向上させた、大腸ファイバースコープが開示されている。第２の従来例としての特許文献２には、円筒と輪（リング）を多数連結し、その外側に螺旋状の部材を設けた大腸ファイバースコープ誘導器が開示されている。ここでは、円筒と輪の内側に内視鏡の挿入部を挿通し、円筒と輪の連結体を回転させることにより、内視鏡の大腸への挿入を行いやすくしている。また、第３の従来例としての特許文献３には、内視鏡の挿入部に対して進退動作及びねじり動作を行う内視鏡挿入装置が開示されている。ここでは、内視鏡挿入部を押圧する複数のボールのうち、モータに接続されたボールが、挿入部の軸方向、または軸方向と垂直な方向に回転することにより、挿入部の進退動作とねじり動作を行っている。
【特許文献１】特開昭５４−７８８８４号公報
【特許文献２】実開昭５１−７３８８４号公報
【特許文献３】特開平３−９２１２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、第１の従来例及び第２の従来例では、内視鏡後端部で回転力を伝達するため、挿入口である肛門部と回転伝達部が設けられた内視鏡後端部との間で、挿入部が不安定な運動を起こしたり捻れたりすることから、操作性を向上させることが困難である。そして、この挿入部の安定性を向上させるために回転駆動部を挿入口に近づけることは、挿入部の全長を短くすることにつながるため、挿入部を体腔内管路の深部へ挿入させることを困難にする。また、第３の従来例では、内視鏡を推進させる力がある一定の値を超えて出力されないため、例えば、内視鏡の挿入部が体腔管路の深部に挿入される場合等において、挿入部と体腔内管路内壁との間に発生する摩擦力が増加すると、推進力が不足するという問題がある。そして、この挿入部の推進力の不足を補うために、推進力を発生するモータ等のアクチュエータを強力なものにすることは、装置全体の大型化を招くので、コストの増加または操作性の低下につながる。また、挿入部の進退動作とねじり動作を別々のモータにより行っているので、駆動機構が複雑になりやすい。
【０００５】
本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、簡易な機構により、挿入部を安定させた状態で体内を確実に推進させることができる医療器具挿入装置及び医療器具挿入装置システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、細長の挿入部に設けられた螺旋状構造部と、前記挿入部を所定の軸方向に沿って進退可能に保持する保持手段と、前記所定の軸の周りに前記保持手段を回転させる回転駆動部と、を備えることを特徴とする医療器具挿入装置を提供する。
【０００７】
上記の構成によれば、保持手段は、被験者に対して一定の位置に保たれた状態で、挿入部を軸方向に進退可能に保持する。ここで、挿入部は、保持手段により保持されているので、保持手段の回転に追従して回転する。よって、体腔内管路において、螺旋状構造部が管路内壁に接触して回転することにより、挿入部は円滑な移動を行う。
【０００８】
また上記発明の医療器具挿入装置によれば、保持手段は抵抗部を有し、抵抗部は挿入部と接触する位置に設けられ、かつ、抵抗部は前記所定の軸に沿って移動可能であることが望ましい。上記構成によれば、保持手段の回転に伴って、抵抗部が回転する。このとき、抵抗部は挿入部と接触しているため、抵抗部の回転に伴って挿入部も回転する。その結果、挿入部の一部が体腔内にあった場合、この挿入部の一部において推進力が発生する。また、抵抗部は、所定の軸に沿って移動するようになっているので、挿入部が所定の軸に沿って移動しても、抵抗部が挿入部と一緒に移動するだけである。そのため、保持手段及び回転駆動部は、挿入部の移動に引きずられて移動することはない。したがって、保持手段及び回転駆動部の位置を、常に一定の位置に保つことができる。
【０００９】
また、抵抗部は、所定の軸の方向と略垂直な方向に抵抗する力を生じることが好ましい。上記構成によれば、抵抗部によって、挿入部に対して、回転駆動部の回転が確実に伝達される。
【００１０】
また上記発明の医療器具挿入装置によれば、抵抗部は、所定の軸に沿う方向に断続的に凸部を有するベルトであることが好ましい。上記構成によれば、挿入部の進退方向を制限することが可能になる。
【００１１】
また上記発明の医療器具挿入装置によれば、抵抗部は、前記所定の軸方向と略垂直な方向に回転軸を有する回転部材であることが好ましい。上記構成によれば、挿入部の進退方向を制限する手段を設けることが可能になる。
【００１２】
また上記発明の医療器具挿入装置によれば、保持手段に磁界発生部を備える構成にしてもよい。上記構成によれば、保持手段を簡単な構造とすることが可能になる。
【００１３】
また上記発明の医療器具挿入装置によれば、螺旋状構造部の外径を可変にする外径可変手段を有することが好ましい。上記構成によれば、螺旋状構造部と体内組織表面の接触を適切なものにすることができるため、挿入部を確実に推進させることができる。
【００１４】
また本発明は、細長の挿入部と、前記挿入部に設けられた螺旋状構造部と、前記挿入部を所定の軸方向に沿って進退可能に保持する保持手段と、前記保持手段を前記所定の軸の周りに回転させる回転駆動部と、前記挿入部に案内されて体腔内に挿入される医療装置と、を備える医療器具挿入装置システムを提供する。
【００１５】
上記の構成によれば、保持手段が挿入部を軸方向に進退可能に保持するので、回転駆動部は、被験者に対して一定の位置に保たれた状態で、保持手段を回転させる。ここで、挿入部が保持手段により保持される状態にあるとき、挿入部は保持手段の回転に追従して回転する。さらに、螺旋状構造部が挿入部に設けられる状態にあるとき、体腔内管路において、螺旋状構造部が管路内壁に接触して回転することにより、挿入部は円滑な推進または後退を行う。
【００１６】
また上記発明の医療器具挿入装置システムによれば、保持手段は、挿入部の長手方向に移動可能で、螺旋状構造体に対して挿入部の長手方向と略垂直に抵抗する抵抗部を備えることが好ましい。上記の構成によれば、保持手段に設けられた抵抗部によって、内視鏡等の医療装置に確実に回転が伝達される。
【００１７】
また上記発明の医療器具挿入装置によれば、保持手段に磁界発生部を備え、挿入部に磁石或いは磁性体を備える構成にしてもよい。このような構成にすることで、保持手段の構成を簡単にすることができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上述べたように、本発明の医療器具挿入装置によれば、挿入口付近で挿入部に回転動作を伝達するので、体外にある挿入部が不安定な運動をしたり捻れたりせず、挿入部を安定した状態で体腔内に挿入させることが可能である。この結果、挿入の操作性が向上するので、術者に対し複雑な操作や熟練を要求することなく、挿入部を確実に体腔内へ挿入させることができる。
【００１９】
また、本発明の医療器具挿入システムによれば、上記の効果と同様の理由から、医療器具の体腔内管路への挿入を補助する挿入部を、安定した状態で体腔内に挿入させることができる。この結果、挿入の操作性が向上するので、術者に対し複雑な操作や熟練を要求することなく、挿入部及び医療器具を確実に体腔内へ挿入させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
〔第１の実施形態〕
以下、本発明の第１の実施形態に係る医療器具挿入装置システムについて、図１から図１２の図面を参照して説明する。
図１は、本発明における医療器具挿入装置システム１の挿入部が、体腔内管路を推進する状態を示す図である。図２（ａ）は、医療器具挿入装置システム１の全体構成の概略を説明する図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡで囲まれた部分を拡大した図である。
【００２１】
医療器具挿入装置システム１は、図２（ａ）に示すように、挿入部１０と、回転駆動部２０と、保持部（保持手段）３０とを有する。ここで、挿入部１０は、可撓性を有する細長の形状を有し、大腸等の体腔内管路に挿入される。また、回転駆動部２０は、保持部３０を回転駆動する機能を有する。保持部３０は、挿入部１０を保持するとともに、回転駆動部２０から回転力を受けて回転動作することにより、挿入部１０を回転させる機能を有する。
【００２２】
挿入部１０は、可撓性を有することにより、体腔内管路に挿入された際に、体腔管路の形状に応じて湾曲可能となっている。また、挿入部１０の表面には、図２（ｂ）に示すように、螺旋状に構成された紐状の部材からなる螺旋状構造部１１が設けられている。螺旋状構造部１１は、その少なくとも一部が体腔管路の内壁に接触した状態で挿入部１０が回転する時に、推進力を発生させる機能を有する。また、上記回転駆動部２０は、回転力を発生するモータ２１と、モータ２１に接続されたプーリ２２と、プーリ２２から保持部３０に回転力を伝達する回転伝達ベルト２３とを有する。
【００２３】
図３は、前記回転駆動部２０と前記保持部３０の詳細な構成を示す図である。保持部３０は、中空の円筒形状を有する外筒３１の内部に、挿通管３２ａ、３２ｂと、無限軌道部３３と、ラッチ３４とを有する。ここで、挿通管３２ａ、３２ｂは、挿入部１０が挿通されるように中空の円筒形状を有し、外筒３１の中心軸（所定の軸）と同軸になるように、該外筒３１の端面４１ａ、４１ｂにそれぞれ固定されている。また、無限軌道部３３は、外筒３１の内部において、挿通管３２ａ、３２ｂの間に複数設けられ、それぞれが外筒３１の中心軸を挟んで対向するように配置されている。なお、これに限られることなく、無限軌道部３３が３つ以上設けられ、それぞれが外筒３１の中心軸の周りを取り囲むように配置される構成としても構わない。また、ラッチ３４は、無限軌道部３３と対向するように、外筒３１の内壁に複数取り付けられている。
【００２４】
図４（ａ）から図４（ｃ）は、保持部３０に複数設けられた無限軌道部３３の一つについての詳細を示す図である。無限軌道部３３は、保持ベルト（抵抗部）４２と、凹部４３と、突起（凸部）４４と、回転筒４５とを有している。ここで、抵抗部としての保持ベルト４２は、可撓性を有し、挿入部１０の外径より広い幅を有する環状の部材であり、２本の回転筒４５ａ、４５ｂによって張られた状態で設けられている。凹部４３は、保持ベルト４２の表面上の中央付近に、保持ベルト４２の長手方向に沿って複数設けられている。また、凸部としての突起４４は、鋸状の形状を有し、保持ベルト４２の両端付近に、保持ベルト４２の長手方向に沿って複数個配置されている。このように構成することで、凹部４３は挿通管３２ａ、３２ｂに挿通される挿入部１０と接触し、突起４４は該挿入部１０と接触しないようになっている。また、突起４４は、保持ベルト４２の形状が湾曲するので、弾性部材であることが好ましい。
【００２５】
上記回転筒４５ａ、４５ｂは、それぞれ保持ベルト４２の幅と同等か、それ以上の長さを有する円筒形状を有し、軸部材４６を軸として回転可能に保持されている。軸部材４６の両端には、軸受け４７がそれぞれ設けられ、該軸受け４７は、バネ４８を介して外筒３１の内壁に取り付けられている。このように構成することで、無限軌道部３３は、バネ４８の弾性力により外筒３１の中心軸方向へ付勢される。すなわち、挿通管３２ａ、３２ｂに挿通される挿入部１０は、複数の無限軌道部３３により好適な圧力で挟み込まれる。
【００２６】
このようにして、保持ベルト４２は、その長手方向に回転可能に保持されるので、複数の無限軌道部３３が挿入部１０に付勢していても、挿入部１０の推進を妨げることがない。また、保持ベルト４２に設けられた凹部４３により、無限軌道部３３は、挿入部１０の進退方向には抵抗せずに挿入部１０の推進を自由にし、周方向にのみ抵抗する機能を有している。すなわち、保持部３０は、常に体腔管路の挿入口付近に位置した状態で、挿入部１０に対してその進退方向の動作を妨げずに回転動力を伝達し続ける機能を有している。
【００２７】
図５及び図６は、突起４４とラッチ３４の動作を示す図である。ラッチ３４は、外筒３１の内壁に複数取り付けられ、無限軌道部３３の表面上の突起４４に接触するように、該無限軌道部３３に対向するように配置されている。また、ラッチ３４の側面の一部には、切欠５１が設けられている。ここで、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すような向き（図では、左方向）で無限軌道部３３が回転すると、この回転に伴って突起４４が移動してラッチ３４と接触する。このとき、ラッチ３４に設けられた切欠５１により、ラッチ３４が曲がり、突起４４がラッチ３４を通過する。これに対して、図６（ａ）に示すような向き（図では、右方向）で無限軌道部３３が回転して、突起４４がラッチ３４に接触すると、図６（ｂ）に示すように突起４４とラッチ３４が干渉するため、無限軌道部３３は回転しない。この状態でさらに無限軌道部３３を回転させる力がはたらくと、図６（ｃ）に示すように、切欠５１が裂けるようにラッチ３４が曲がる。そして、そのまま力がはたらき続けると、図６（ｄ）に示すようにラッチ３４が折れる。このとき、無限軌道部３３はどちらの方向にも自由に回転するようになる。このようにして、無限軌道部３３は、挿入部１０の推進方向には回転自在であり、後退方向には一定以上の反力がかからない限り回転しないようになっている。
【００２８】
次に、このように構成された医療器具挿入装置システム１の作用を説明する。ここでは、医療器具挿入装置システム１を大腸への挿入に適用した例を示すが、その他の体腔管路への挿入に適用することも可能であり、その作用は以下に説明する作用と同様である。
【００２９】
図２に示すように、被験者の大腸等の体腔内管路で医療行為を行う必要がある場合、操作者は、被験者の挿入口としての肛門６１付近に、保持部３０が組み込まれた回転駆動部２０を設置し、保持部３０内の挿通管３２ａ、３２ｂに挿入部１０を挿通させる。このとき、外筒３１の端面４１ａ側が被験者に向くように、回転駆動部２０を設置する。次に、操作者は、前記挿入部１０の先端部付近を大腸内に挿入し、モータ２１を駆動する。そして、モータ２１で発生した回転駆動力は、プーリ２２及び回転伝達ベルト２３を介して保持部３０に伝達される。
【００３０】
該保持部３０では、複数の保持ベルト４２が、挿通管３２ａ、３２ｂに挿通された挿入部１０に対して付勢する。このとき、挿入部１０は、保持ベルト４２の長手方向に複数設けられた凹部４３に接触している。そのため、保持部３０が回転すると、この接触部において、挿入部１０に対して抵抗する力が、挿入部１０の長手方向と略垂直な方向に発生する。その結果、保持部３０の回転動作に追従して、挿入部１０が回転する。こうすることで、モータ２１で発生させた回転駆動力は、確実に挿入部１０に伝達される。
【００３１】
挿入部１０が回転動作を開始すると、該挿入部１０の表面に設けられた螺旋状構造部１１は、その少なくとも一部が腸壁と接触しながら回転することにより推進力を発生させるので、挿入部１０は円滑に大腸内を推進する。それに伴って、保持部３０において、挿入部１０の移動に追従して、保持ベルト４２が所定の軸に沿って移動する。そのため、挿入部１０の移動に引きずられて、保持部３０や回転駆動部２０が移動することはない。すなわち、保持手段及び回転駆動部の位置を、常に一定の位置に保つことができる。これにより、挿入部１０の全長によらず回転駆動部２０を常に肛門付近に設置することができる。この結果、回転駆動部２０と肛門６１との間隔を短くすることができるので、この間にある挿入部が、不安定な運動をしたり捻れたりすることがなくなる。
【００３２】
挿入部１０が体腔管路への挿入を開始した後、挿入部１０の挿入された長さが短い間は、螺旋構造部１１により発生する推進力が小さいため、挿入部１０の先端が腸壁に抵抗するなどして推進が停止し、挿入部１０を体外に押し出す後進力がはたらく場合がある。このような場合、無限軌道部３３に設けられた突起４４とラッチ３４のはたらきにより、挿入部１０の後退を防ぐように回転が規制される。その後、挿入部１０が大腸深部まで推進し、十分な推進力が得られる。これにより挿入部１０が十分な推進力を得られるようになるまで、挿入部１０を体外に押し出す力が妨げられるので、より挿入を容易にすることができる。一方、腸の形状に沿って挿入部１０が曲がり、それによる反力が大きくなることがある。この場合、ラッチ３４が破損し、回転を規制しなくなる。よって、挿入部１０を無理に挿入するようなことが防止される。
【００３３】
このようにして大腸の最深部まで挿入部１０が到達した後、操作者は、モータ２１を停止させて挿入部１０の推進を停止する。その後、図７に示すように、医療器具としての内視鏡７１が観察、診断もしくは治療のために大腸内に挿入される。ここで、該内視鏡７１の先端付近には、挿入部１０を挿通して内視鏡７１と挿入部１０とを接続する円筒部材７２が設けられている。内視鏡７１を体腔内管路へ挿入するときには、この円筒部材７２の中に、体外にある挿入部１０の端部を挿通する。そして、挿入部１０に沿って、内視鏡７１が大腸の深部へ案内される。すなわち、挿通された挿入部１０は、内視鏡７１のガイドワイヤとしての機能を有する。このようにして、挿入部１０をガイドワイヤとして利用しているので、大腸最深部まで内視鏡７１を円滑に挿入することができる。内視鏡７１が大腸最深部に到達したら、診断、治療等の妨げとならないように挿入部１０を先に抜去してもよい。
【００３４】
以上説明したように、本実施例に係る医療器具挿入装置システム１によれば、回転駆動部２０が、被験者に対して一定の距離を保った状態で挿入部１０の回転駆動を行うことができる。つまり、挿入部の全長によらず、回転駆動部２０を常に被験者の挿入口付近に配置させることができる。これにより、回転駆動部２０と挿入口との間隔を短くすることができるので、この間にある挿入部１０が、挿入部１０の回転駆動の際に、不安定な運動をしたり捻れたりしない。そのため、挿入部１０を安定した状態で体腔内管路に挿入させることができる。すなわち、螺旋状構造部１１が回転しながら体腔内管路内壁と接触することにより体腔内管路を推進する際に、挿入部１０が円滑に挿入されて体腔内管路を確実に推進することができる。この結果、術者に対し複雑な操作や熟練を要求することなく、挿入部１０の確実な挿入を行うことができる。
【００３５】
なお、本実施形態は、上述した構成に限定されるものではない。
第１に、本実施形態においては、保持部３０が無限軌道部３３を有する構成としたが、これに限られるものではなく、図８に示すように、複数の回転部材（抵抗部）８１を有する構成としてもよい。この場合、抵抗部としての回転部材８１は、挿入部１０の長手方向に回転自在に構成されて、前記長手方向に沿って複数配置される。この回転部材８１の表面には、凹部４３が、回転部材８１の周方向に沿って複数設けられている。また、該回転部材８１の幅は、保持ベルト４２と同様に挿入部１０の外径より大きく、回転部材８１の両端近傍に突起４４が複数設けられている。そして、この突起４４と対向するように、ラッチ３４が、外筒３１の内部に固定されている。
【００３６】
このように構成することで、第１の実施形態における無限軌道部３３と同様に、挿入部１０の推進、後退を妨げることなく、挿入部１０に対して回転動力を伝達することが可能になる。そして、挿入部１０に伝達された回転動力により体腔内管路において螺旋状構造部１１が腸壁と接触しながら回転することで、挿入部１０が推進または後退できる。また、この回転部材８１の幅を挿入部１０の外径より大きくすることで突起４４とラッチ３４を無限軌道部３３と同様に取り付けることが可能になり、実施例１と同様の効果を得ることができる。
【００３７】
第２に、本実施形態においては、ラッチ３４の破壊によって回転方向規制解除を行っていたが、図９（ａ）に示すように、モータ２１にかかる負荷を検知してラッチ３４を移動するようにしてもよい。この場合、モータ２１にかかる負荷を検出する負荷検出部８３が、モータ２１とプーリ２２の間に設けられるとともに、図９（ｂ）に示すように、ラッチ３４を突起４４に対して近接離間する方向に移動させるアクチュエータ８２が、外筒３１とラッチ３４の間に設けられる。ここで、負荷検出部８３は、挿入部１０が大腸深部まで推進することでモータ２１にかかる負荷が閾値を超えた時に、回転方向規制が不要な大腸深部まで挿入されたと判断し、アクチュエータ８２の駆動を開始させる。アクチュエータ８２は、ラッチ３４を突起４４と接触する位置から離して、回転方向規制を解除する。これによると、回転方向規制を解除する際に、ラッチ３４を破壊しないので、保持部３０を繰り返し使用することが可能になる。
【００３８】
第３に、本実施形態においては、回転方向を規制する手段としてのラッチ３４と突起４４を設けたが、この回転方向規制手段を省略してもよい。この場合、図１０に示すように、保持部３０が、保持部３０の中心軸と同軸な一本の挿通管３２ｃを有し、該挿通管３２ｃの内周部が、その長手方向に沿って多数の溝８４を有するようにしてもよい。また、図１１に示すように、挿通管３２ｃの内周部が多数の繊毛８５で覆われるようにしてもよい。ここで、繊毛８５は、その向きが挿通管３２ｃの長手方向となるように、繊毛８５の両端が挿通管３２ｃの内周部に固定される。
【００３９】
このように構成することで、保持部３０が回転したとき、挿通管３２ｃの内部に設けられた溝８４または繊毛８５により、挿通管３２ｃに挿通された挿入部１０の周方向に抵抗が発生する。そして、この抵抗により、挿入部１０の推進或いは後退を妨げずに、保持部３０の回転動作が挿入部１０に伝達される。挿入部１０が回転すると、螺旋状構造部１１が腸壁と接触しながら回転するので、挿入部１０は推進、後退できる。このとき、挿通管３２ｃの内部に加工された溝８４または繊毛８５は、挿入部１０の長手方向と略平行なので、挿入部１０の進退方向に抵抗を発生しない。このように、保持部３０の構成を簡単にすることで、コストを低減することができる。
【００４０】
第４に、磁力を用いて挿入部１０に保持部３０の回転動作を伝達してもよい。この場合、図１２に示すように、挿入部１０が中空構造を有し、その中空構造の内部に磁石８６が配置される。この磁石８６の形状は、挿入部１０の内径と同じ長さの対角線を有する正方形を断面とする直方体であり、挿入部１０の径方向に磁化されている。また、保持部３０は、外筒３１に代えて、円管形状の管状磁石８７を有している。ここで、挿入部１０に設けられた磁石８６と、保持部３０が有する管状磁石８７とが、互いに反対の磁極を対向させて引き付け合う状態となっている。また、挿入部１０が、管状磁石８７の内周部に挿通された状態で、進退方向に円滑に移動できるようにするため、挿入部１０の表面には摩擦が少なくなるような表面処理が施されている。
【００４１】
この構成によれば、モータ２１の回転が管状磁石８７に伝達することで、管状磁石８７の回転に追従して、磁石８６を有する挿入部１０が回転する。このとき、挿入部１０に設けられた螺旋状構造部１１が回転しながら体腔内管路内壁に接触するので、挿入部１０は体腔内管路を推進する。このようにして、回転駆動部２０が、保持部３０が有する磁力を用いて挿入部１０を回転させるので、挿入部１０が円滑に推進、後退動作することができる。また、管状磁石８７と挿入部１０内の磁石８６とは互いに引き付け合うので、磁石８６が保持部３０に対して移動することはない。
【００４２】
〔第２の実施形態〕
次に本発明の第２の実施形態に係る医療器具挿入装置システム１００について、図１３及び図１４を用いて説明する。なお、第１の実施形態と同一の構成要素には、同一の符号を付して説明を省略する。
【００４３】
本実施形態の医療器具挿入装置システム１００は、中空構造を有する挿入部１１０を備える点で、第１の実施形態と異なる。すなわち、図１３に示すように、挿入部１１０は、可撓性を有するチューブであり、該チューブの内部に各種機能部材を挿通できるようになっている。また、図１４に示すように、医療器具挿入装置システム１００は、回転駆動部２０としての中空軸モータ１２０と、保持手段としての管状磁石１３０とを有している。
【００４４】
ここで、挿入部１１０は、湾曲が可能となるように、径方向に極を有する薄いリング状磁石１１１を多数連結して構成されている。また、挿入部１１０の表面には、螺旋状構造部１１２が各々のリング状磁石１１１に固定されるようにして設けられている。管状磁石１３０は、内部に挿入部１１０を挿通できるよう、挿入部１１０の外径より大きい半径を有する円筒状の管路が設けられ、径方向に着磁された円管状の磁石である。また、中空軸モータ１２０は、管状磁石１３０の周囲を囲む中空軸１３１に固定するように設けられた円管形状のモータであり、管状磁石１３０を回転駆動する。
【００４５】
ここで、医療器具として体腔内管路を観察するカプセル型医療装置１４０に対して体腔内管路への挿入を補助する場合には、図１３に示すように、チューブ状の挿入部１１０の内部に、カプセル型医療装置１４０に接続された柔軟なケーブル１４１が挿通される。カプセル型医療装置１４０は、先端が透明な半球状部材を有し、カプセル型医療装置１４０の内部に該半球状部材に対向して、体腔内を照明するＬＥＤ等の照明装置と、体腔内を撮像するＣＣＤ等の撮像素子が内蔵されている。これらの電源は、ケーブル１４１内に設けられた電力供給線により供給される。また、撮像された画像の画像信号は、ケーブル１４１内の信号線を介して、体外に設置された画像処理装置１４２に送られ、処理された画像がモニタ１４３に表示される。
【００４６】
このカプセル型医療装置１４０及びケーブル１４１は、挿入部１１０に対してなんら固定されていないため、挿入部１１０が回転してもカプセル型医療装置１４０が回転したり、ケーブル１４１が捻れたりすることはない。このように、カプセル型医療装置１４０を回転させることなく、挿入部１１０のみを回転させることで、カプセル型医療装置１４０を体腔内管路に円滑に推進させるようになっている。
【００４７】
このように構成することにより、カプセル型医療装置１４０を体腔内管路に挿入する場合、操作者は、管状磁石１３０が設けられた中空軸モータ１２０を、被験者の挿入口としての肛門６１付近に設置し、挿入部１１０を管状磁石１３０の内部に挿通させる。次に、操作者は、前記挿入部１１０の先端部付近を大腸内に挿入し、中空軸モータ１２０を駆動する。そして、中空軸モータ１２０が回転すると、その内部に固定された管状磁石１３０が回転し、この管状磁石１３０が生成する磁界の回転に追従して、リング状磁石１１１を有する挿入部１１０が回転する。挿入部１１０の回転により、挿入部１１０の表面に設けられた螺旋状構造部１１２が体腔内管路内壁と接触しながら回転するので、挿入部１１０に推進力が発生する。これにより、カプセル型医療装置１４０が、体腔管路の深部に押し込まれる。このとき、カプセル型医療装置１４０は回転動作しないので、撮像素子を用いて体腔内を観察する場合において、撮像した画像は回転しない。
【００４８】
以上説明したように、本実施形態に係る医療器具挿入装置システム１００によれば、挿入部１１０の内部にカプセル型医療装置１４０等の医療装置を挿通した状態で、挿入部１１０を体腔内管路に挿入することができる。また、第１の実施形態と同様の理由から、挿入部１１０が安定した状態で体腔内管路に挿入されるため、螺旋状構造部１１２が回転しながら体腔内管路内壁と接触することにより、挿入部１１０が体腔内管路を確実に推進することができる。この結果、挿入部１１０に挿通された医療装置を確実に体腔内管路に挿入し、推進させることができる。また、保持手段としての管状磁石１３０を中空軸モータ１２０で直接回転させるので、動力伝達の効率が向上する。その他の効果は、第１の実施形態と同様である。
【００４９】
なお、本実施形態は、上述した構成に限定されるものではない。
第１に、挿入部１１０をリング状磁石１１１ではなく磁性体で構成してもよい。すなわち、挿入部１１０に用いる材料を磁石に限定しないので、より挿入部１１０として適した材料を選択することができる。
【００５０】
第２に、挿入部１１０全体を磁石で構成するのではなく、可撓性を有する磁石を挿入部１１０の内部に設けられることとしてもよい。例えば、図１５に示すように、紐状の軟性磁石１１３が、チューブ状の挿入部１１０に円周方向に複数並べて埋め込んでもよい。ここで、複数の軟性磁石１１３の磁極の方向は、それぞれ挿入部１１０の中心線を向くように設けられている。また、隣接する軟性磁石１１３は互いに逆向きの磁化方向を有するように配列されている。この場合の効果は、本実施の形態と同様である。
【００５１】
第３に、前記挿入部１１０内に複数の磁石を埋め込んでもよい。すなわち、図１６に示すように、前述した紐状の軟性磁石１１３が挿入部１１０内に多数埋め込まれ、回転駆動部２０が、中空軸モータ１２０に代えて磁力発生部１２１を有するようになっている。該磁力発生部１２１は、径方向に磁力を発生させるコイル１２２を、円周方向に多数配置している。また、磁力発生部１２１内の隣接するコイル１２２が互いに逆向きに磁力を発生するように、複数のコイル１２２に流れる電流が制御されるようになっている。
【００５２】
この構成によれば、コイル１２２を流れる電流の向きを反転させる制御を繰り返すことにより、複数のコイル１２２それぞれの磁力の向きは順々に切り替えられる。このとき、挿入部１１０は、その内部に設けられた軟性磁石１１３がコイル１２２の磁力の変化を受けることによって回転する。挿入部１１０の回転により、挿入部１１０の表面に設けられた螺旋状構造部１１２が体腔内管路内壁と接触しながら回転するので、挿入部１１０に推進力が発生し、カプセル型医療装置１４０が体腔内管路の深部方向へ押し出される。このように構成することで、機械的に駆動する部品を減らせるので、各部品の磨耗や疲労による故障の危険性を低減できる。
【００５３】
〔第３の実施形態〕
次に、本発明の第３の実施形態に係る医療器具挿入装置システム１５０について、図１７ないし図１９を用いて説明する。なお第１、または第２の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００５４】
本実施形態の医療器具挿入装置システム１５０は、回転駆動部２０が高圧流体を用いて挿入部を回転させる点で、第１及び第２の実施形態と異なる。すなわち、図１７に示すように、医療器具挿入装置システム１５０は、回転駆動部としての高圧空気源１５１と、前記高圧空気源１５１に接続された伝達部１５２とを有している。ここで、高圧空気源１５１は、挿入部１６０を回転させるための高圧空気を発生させて、伝達部１５２に送り込む。また、伝達部１５２は、該高圧空気源１５１から送り込まれた高圧空気を挿入部１６０に対して吹き付け、挿入部１６０を回転させる機構を有している。また、本実施形態においては、挿入部１６０は中空構造とし、その内径は内視鏡７１を挿通可能な大きさとなっている。
【００５５】
図１８（ａ）、（ｂ）に示すように、伝達部１５２の中央部には、保持手段としてのＵ字溝１５３が彫られている。このＵ字溝１５３は、挿入部１６０を摺動可能に設置できるような幅を有し、挿入部１６０との摩擦が最小限となるように滑らかな表面を有している。また、Ｕ字溝１５３の側壁には、挿入部１６０をＵ字溝に設置した時、挿入部１６０の表面に設けられた螺旋状構造部１１の最も高い位置とほぼ等しい高さに、吹出口１５４が複数空けられている。また、伝達部１５２の側壁には、高圧空気源１５１と接続される接続口１５５が設けられている。この接続口１５５と複数の吹出口１５４とは、伝達部１５２の内部に配置された高圧管路１５６により連通されている。つまり、接続口１５５に接続された高圧管路１５６は、伝達部１５２の内部で複数に分岐し、複数の吹出口１５４それぞれに接続されるようになっている。また、吹出口１５４の近傍では、高圧管路１５６がＵ字溝１５３の側壁に対して垂直に配置されることにより、高圧空気が、Ｕ字溝１５３の側壁から垂直に吹き出され、螺旋状構造部１１に対して挿入部１６０の周方向に吹き付けられるようになっている。
【００５６】
このように構成することにより、操作者は、挿入口としての肛門６１近傍に高圧空気源１５１及び伝達部１５２を設置し、伝達部１５２に設けられたＵ字溝１５３に挿入部１６０を配置し、高圧空気源１５１を駆動して高圧空気を伝達部１５２に供給する。このとき、伝達部１５２の内部を通過した高圧空気は、複数設けられた吹出口１５４を介して挿入部１６０の螺旋状構造部１１に吹き付けられる。螺旋状構造部１１は、この高圧空気の力を挿入部１６０の周方向に受けることにより、挿入部１６０が回転する。そして、挿入部１６０の表面に設けられた螺旋状構造部１１が体腔内管路内壁と接触しながら回転するので、挿入部１６０に推進力が発生して、挿入部１６０が体腔内管路を推進する。ここで、伝達部１５２のＵ字溝１５３は低摩擦なので、挿入部１６０の推進を妨げることはなく、伝達部１５２が挿入口の内部に引きずり込まれることもない。
【００５７】
このようにして、中空構造を有する挿入部１６０を体腔内管路の深部に到達させた後、図１９に示すように、挿入部１６０の内部に内視鏡７１を挿通させることで、通常の内視鏡検査や鉗子１６１を用いた内視鏡治療を行う。
【００５８】
以上説明したように、本実施形態に係る医療器具挿入装置システム１５０によれば、挿入部１６０の回転を高圧空気により行うので、簡易な構造で挿入部１６０を回転させて、体腔内管路を推進させることが可能になる。また、伝達部１５２は、被験者の挿入口付近で、被験者に対して常に一定の距離を保った状態で、挿入部１６０に対して回転駆動を行うことができる。
【００５９】
なお、本実施形態は、上述した構成に限定されるものではない。
例えば、伝達部１５２が挿入部１６０に吹き付けて回転させる流体は、高圧空気に代えて、高圧水流であってもよい。また、伝達部１５２には、Ｕ字溝１５３に代えて、挿入部１６０を挿通可能な円筒状の管路が設けられるようにしてもよい。これらの場合の効果は、本実施形態と同様である。
【００６０】
〔第４の実施形態〕
次に、本発明の第４の実施形態に係る医療器具挿入装置システム２００について、図２０ないし図２４を用いて説明する。なお第１、または第２の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００６１】
本実施形態では、保持手段としての保持ベルトを能動的に回転させて挿入部１０を直接回転させる回転制御部を備える点で、第１の実施形態と異なる。
すなわち、図２０に示すように、医療器具挿入装置システム２００は、挿入部１０と、被験者の体外に設けられたベース部２１０と、該ベース部２１０に接続された回転伝達系２２０とを有している。この回転伝達系２２０は、該挿入部１０を回転駆動する機能を有している。
【００６２】
図２１に示すように、ベース部２１０は、挿入部１０の進退方向に２対配置された支持部材２１１、２１２からなる。また、支持部材２１１（２１２）は、２つの対称な形状を有する支持部材２１１ａ（２１２ａ）、２１１ｂ（２１２ｂ）に分かれている。この支持部材２１１ａ（２１２ａ）、２１１ｂ（２１２ｂ）は、ヒンジ２１６によって開閉可能に接続され、これらが閉じたときに接触する側の端面の中央付近に、それぞれ挿入部１０を通す半円柱状の切欠が設けられている。すなわち、支持部材２１１ａ（２１２ａ）と支持部材２１１ｂ（２１２ｂ）を閉じたときに、支持部材２１１（２１２）は、その中央付近に挿入部１０を通すことができる略円形の穴が開くように構成されている。
【００６３】
なお、以降の本実施形態に係る説明では、支持部材２１１ａ側に設けられた構成には、符号の末尾にａを付し、支持部材２１１ｂ側に設けられた構成には、符号の末尾にｂを付し、ａ及びｂの両方を指す場合には、符号の末尾にｉを付して説明する。
【００６４】
回転伝達系２２０は、スライダ２３０ｉ（２３０ａ、２３０ｂ）と、ベルト回転体２４０ｉ（２４０ａ、２４０ｂ）とを有している。ここで、スライダ２３０ｉは、支持部材２１１ｉと支持部材２１２ｉの間に設けられ、挿入部１０の進退方向に移動する。また、ベルト回転体２４０ｉは、スライダ２３０ｉに接続され、挿入部１０を回転させる機能を有する。
【００６５】
スライダ２３０ｉは、支持部材２１１ｉと支持部材２１２ｉとの間に設けられたスライダ軸２３１ｉ上に移動可能に設けられている。また、支持部材２１１ｉとスライダ２３０ｉの間のスライダ軸２３１ｉ上には、スライダ２３０ｉに対して支持部材２１２ｉ方向に付勢するバネ２３２ｉが配置されている。また、スライダ２３０ｉとスライダ軸２３１ｉとの間には図示しないリニアエンコーダが内蔵されている。該リニアエンコーダは、スライダ２３０ｉのスライダ軸２３１ｉ上の移動距離を計測することにより、支持部材２１１ｉ（２１２ｉ）とスライダ２３０ｉとの位置間隔を検出している。
【００６６】
また、スライダ２３０ｉの挿入部１０と対向する側には、リニアアクチュエータ２３３ｉが複数取り付けられている。本実施形態では、一例として、リニアアクチュエータ２３３ｉがスライダ２３０ｉに４つ取り付けられた構成について説明する。このリニアアクチュエータ２３３ｉは、ベルト回転体２４０ｉを支持部材２１１ｉ、２１２ｉに設けられた切欠に通された挿入部１０に対して近接離間する方向に駆動する。このようにして、スライダ２３０ｉは、スライダ軸２３１ｉ上をリニアアクチュエータ２３３ｉを介してベルト回転体２４０ｉと一体的に移動できるようになっている。
【００６７】
ベルト回転体２４０ｉは、回転駆動部を構成するベルト回転モータ２４１ｉと、回転子２４２ｉと、保持ベルト（保持手段、抵抗部）２４３ｉとを有している。該ベルト回転モータ２４１ｉは、前述した４つのリニアアクチュエータ２３３ｉのうち挿入部１０の進退方向に離間した２つのリニアアクチュエータ２３３ｉに、ベルト回転軸２４４ｉを介して接続されている。残りの２つのリニアアクチュエータ２３３ｉには、回転子２４２ｉがベルト回転軸２４４ｉを介して接続されている。保持手段及び抵抗部としての保持ベルト２４３ｉは、環状で可撓性を有する部材であり、該ベルト回転モータ２４１ｉ及び回転子２４２ｉによって張られた状態で設けられている。すなわち、ベルト回転体２４０ａ、２４０ｂは、支持部材２１１ｉ、２１２ｉに設けられた切欠に通された挿入部１０を挟み込むように配置されている。また、ベルト回転体２４０ｉの回転速度やスライダ軸２３１ｉ上の位置は、同期するように制御されている。
【００６８】
このように構成することで、リニアアクチュエータ２３３ｉにより、ベルト回転体２４０ｉが挿入部１０に対して近接する方向に移動した時には、保持ベルト２４３ｉが挿入部１０に対して適切な荷重で付勢するようになっている。この挿入部１０に付勢する荷重は、リニアアクチュエータ２３３ｉの移動により調整される。また、ベルト回転体２４０ｉが挿入部１０に対して対称に配置されるため、挿入部１０を好適な圧力で挟み込むことが可能になっている。
【００６９】
なお、リニアエンコーダ、ベルト回転モータ２４１ｉ、及びリニアアクチュエータ２３３ｉへ入出力する信号及び動力を伝達する入出力線２５１は、スライダ２３０ｉを経由して外部に接続されている。
【００７０】
次に、このように構成された医療器具挿入装置システム２００の作用を図２２を用いて説明する。ここでは、医療器具挿入装置システム２００を大腸への挿入に適用した例を示すが、その他の体腔管路への挿入に適用することも可能であり、その作用は以下に説明する作用と同様である。なお、図２２では、挿入部１０の外表面に設けられている螺旋状構造部１１は省略してある。
【００７１】
まず、操作者は、挿入口としての肛門６１の近傍に、ベース部２１０に設けられた回転伝達系２２０を、支持部材２１１ｉ側を被験者に向けるようにして配置する。そして、操作者は、ヒンジ２１６を軸に支持部材２１１ｉを開いて、支持部材２１１ｉに設けられた半円柱状の切欠に挿入補助具を配置し、支持部材２１１ｉを閉じる。このとき、支持部材２１１ｉ（２１２ｉ）は、スライダ２３０ｉ及びベルト回転体２４０ｉ等の他の構成とともに一体的に開閉する。次に、操作者は、回転駆動部としてのベルト回転モータ２４１ｉを駆動して、保持ベルト２４３ｉを回転させる。
【００７２】
保持ベルト２４３ｉが回転を始めたとき、図２２（ａ）に示すように、スライダ２３０ｉは、ベルト回転体２４０ｉ及びリニアアクチュエータ２３３ｉと一体となって、スライダ軸２３１ｉの支持部材２１２ｉ側に位置している。その上で、ベルト回転体２４０ａ、２４０ｂは，リニアアクチュエータ２３３ｉにより挿入部１０に対して互いに対向するように荷重を付勢する。この状態で、ベルト回転モータ２４１ｉが回転して、保持ベルト２４３ｉが挿入部１０の進退方向と略垂直な方向に回転することにより、挿入部１０が図示していない螺旋状構造部１１ごと回転を行う。このとき、２つのベルト回転体２４０ｉの回転速度やスライダ軸２３１ｉ上の位置は、同期するように制御されているので、挿入部１０の回転が円滑に行われる。
【００７３】
挿入部１０が消化管等の体腔内管路で回転すると、挿入部１０の外表面に設けられた螺旋状構造部１１が体腔内管路内壁と接触しながら回転するので、挿入部１０に推進力が発生する。これにより、挿入部１０が体腔内管路を前進する。それに応じて、挿入部１０に回転動力を伝達しているベルト回転体２４０ｉには、挿入部１０とともに支持部材２１１ｉ側へ移動する力が作用するため、スライダ２３０ｉがベルト回転体２４０ｉと一体に支持部材２１１ｉ側へ移動する（図２２（ｂ））。このとき、バネ２３２ｉがスライダ２３０ｉに対して支持部材２１２ｉ側へ付勢する力は、螺旋状構造部１１による挿入部１０の推進力より弱く設定してあるため、スライダ２３０ｉの移動の妨げにはならない。
【００７４】
スライダ２３０ｉの移動距離はリニアエンコーダにより計測されているため、スライダ２３０ｉが移動して支持部材２１１ｉに突き当たりそうになると、リニアエンコーダは、スライダ２３０ｉが支持部材２１１ｉに近接していることを検出する。このとき、リニアアクチュエータ２３３ｉが駆動して、ベルト回転体２４０ｉを挿入部１０と接触しない高さまで引き上げ、ベルト回転体２４０ｉから挿入部１０への回転動力の伝達を一時的に停止する（図２２（ｃ））。これにより、ベルト回転体２４０ｉが挿入部１０の推進に追従しなくなるため、スライダ２３０ｉが自由に移動できるようになる。そして、スライダ２３０ｉは、バネ２３２ｉの付勢力によって、ベルト回転体２４０ｉと一体的に支持部材２１２ｉ側へ戻される（図２２（ｄ））。
【００７５】
スライダ２３０ｉが支持部材２１２ｉに突き当たったことをリニアエンコーダが検出すると、リニアアクチュエータ２３３ｉが再度ベルト回転体２４０ｉを挿入部１０に接触させ、ベルト回転モータ２４１ｉによる保持ベルト２４３ｉの回転を再開させ、挿入部１０を回転させる。以上の動作を繰り返すことにより、挿入部１０は、体腔内管路を円滑に推進し続ける。
【００７６】
なお、リニアアクチュエータ２３３ｉがベルト回転体２４０ｉを昇降させる際に、ベルト回転モータ２４１ｉを停止させずに、常時保持ベルト２４３ｉを回転させてもよい。
また、図２３に示すように、スライダ２３０ｉの支持部材２１２ｉ側への移動は、バネの代わりにスライダ２３０ｉに設けられたリニアモータ２６１ｉにより行うようにしてもよい。この場合、挿入部１０へ回転動力を伝達しているとき（図２２（ａ）、（ｂ）の状態）、リニアモータ２６１ｉは駆動を停止してスライダ２３０ｉの移動を自由にし、スライダ２３０ｉを支持部材２１２ｉ側に戻すとき（図２２（ｃ）、（ｄ）の状態）のみ、リニアモータ２６１ｉが駆動してスライダ２３０ｉを移動させる。このように制御するように構成することで、上述した作用と同等の作用が得られる。
【００７７】
以上説明したように、本実施形態に係る医療器具挿入装置システム２００によれば、挿入部１０の回転を保持ベルト２４３ｉにより直接的かつ能動的に伝達するため、より確実に挿入部１０を回転させることができる。また、スライダ２３０ｉによりベルト回転体２４０ｉと挿入部１０とが一体的に挿入口側に前進することにより、挿入部１０の体腔内管路の前進を妨げることがないため、挿入部１０の推進をより確実に行うことができる。
【００７８】
なお、本実施形態は、上述した構成に限定されるものではない。
第１に、図２４に示すように、回転伝達系２２０が、挿入部１０の進退方向に沿って複数設けられるようにしてもよい。すなわち、本変形例では、支持部材２１１ｉ、２１２ｉの中間位置に、中間支持部材２１３ｉが設けられ、支持部材２１１ｉと中間支持部材２１３ｉに挟まれる空間、及び支持部材２１２ｉと中間支持部材２１３ｉに挟まれる空間に、それぞれ上述したような回転伝達系２２０が配置される。
【００７９】
このように構成することにより、回転伝達系２２０が１組のときと異なり、複数の回転伝達系２２０を交互に駆動して、挿入部１０を回転させることが可能になる。つまり、一方の回転伝達系２２０のベルト回転体２４０ｉが挿入部１０から離間しているとき、他方の回転伝達系２２０が挿入部１０に対して回転動力を伝達することができる。したがって、挿入部１０を常時回転させることができるため、推進時間のロスがなくなり、効率的に挿入部１０を推進させることが可能となる。その他の効果については第４の実施形態と同様である。
【００８０】
また第２に、スライダ２３０ｉの位置を検出するリニアエンコーダに代えて、スライダ２３０ｉの一端に接触を検知する図示しない接触センサを設けてもよい。この接触センサにより、スライダ２３０ｉが支持部材２１１ｉに接触したことが検出でき、この検出結果に反応して、リニアアクチュエータ２３３ｉを動作させることができる。接触センサは、圧力センサ、光センサ、またはスイッチ等のセンサであるが、スライダ２３０ｉが支持部材２１１ｉに近接したことを検出できるものであれば、特に方式を限定するものではない。また、接触センサは、スライダ２３０ｉ一端へ搭載せずに、支持部材２１１ｉのスライダ２３０ｉと対向する位置に搭載してもよい。これにより、リニアエンコーダのように常時スライダ２３０ｉの位置を検出せずに済むため、効率的である。
【００８１】
〔第５の実施形態〕
次に、本発明の第５の実施形態に係る医療器具挿入装置システム３００について、図２５を用いて説明する。なお第１、または第４の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００８２】
本実施形態では、ベース部２１０及び回転伝達系２２０が、第１の実施形態における保持部３０の中に設けられる点で、第４の実施形態と異なる。すなわち、医療器具挿入装置システム３００は、第１の実施形態と同様に、挿入部１０と、回転駆動部２０と、保持部（保持手段）３０とを有している。そして、該保持部３０が、ベース部２１０と、回転伝達系２２０を有している。
【００８３】
この場合、図２５に示すように、回転伝達系２２０がベルト回転体２４０ｉ及びベルト回転モータ２４１ｉに代えて、回転動作せずに挿入部１０に押圧する押圧部材３１０ｉを有している。また、ベース部２１０の支持部材２１１ｉが外筒３１の一端に固定され、支持部材２１２ｉが外筒３１の他端に固定されている。このようにして、ベース部２１０及び回転伝達系２２０全体が、保持部３０の外筒３１に固定されることにより、保持部３０とともに回転するようになっている。
【００８４】
このように構成することにより、押圧部材３１０ｉが、それぞれリニアアクチュエータ２３３ｉによって駆動され、挿入部１０を好適な圧力で挟み込む。そして、回転伝達系２２０全体が回転駆動部２０によって回転されることにより、押圧部材３１０ｉを介して挿入部１０に回転動力が伝達される。このようにして、挿入部１０は回転しながら体腔内管路を推進する。なお、このときの挿入部１０の推進方向に対するスライダ２３０ｉ及び押圧部材３１０ｉ等の動作は、第４の実施形態における動作と同様である。
【００８５】
以上説明したように、本実施形態に係る医療器具挿入装置システム３００によれば、回転駆動部２０が、被験者の挿入口付近で、被験者に対して一定の距離を保った状態で挿入部１０の回転駆動を行うことができる。また、スライダ２３０ｉにより押圧部材３１０ｉと挿入部１０とが一体的に挿入口側に前進することにより、挿入部１０の体腔内管路の前進を妨げることがないため、挿入部１０の推進をより確実に行うことができる。さらに、回転駆動するモータ２１は、保持部３０の外部に配置されることから、出力の大きいものを使用することができるため、より確実に挿入部１０を回転、推進させることが可能となる。
【００８６】
なお、本発明は、以上述べた実施形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において上述した各実施形態を部分的に組み合わせる等して種々変形実施が可能である。
【００８７】
また、各実施形態に記載の螺旋状構造部１１（１１２）は、上述した形態に限られるものではない。
図２６（ａ）は、螺旋状構造部１１の変形例に係る医療器具挿入装置システムの全体構成を示す図であり、図２６（ｂ）は、図２６（ａ）に示す挿入部１０の一部を拡大した図である。本変形例においては、螺旋状構造部１１が外径可変手段を備えている。すなわち、螺旋状構造部１１は、図２６（ｂ）に示すように、中空部を有し、伸縮性に富むゴム等の弾性部材により形成された中空チューブ（外径可変手段）１２により構成されている。また、図２６（ａ）に示すように、中空チューブ１２の体外側の一端には、流体供給部１５が設けられる。流体供給部１５は、例えば圧縮空気等の流体を中空チューブ１２の内部に形成された中空部に供給する機能を有する。
【００８８】
上記構成において、流体供給部１５を駆動して圧縮空気を中空チューブ１２内に送った状態にすると、図２７（ａ）に示すように、伸縮性に富む中空チューブ１２は、挿入部１０の外径よりも突出した螺旋状突起を形成する。一方、流体供給部１５の駆動を停止させて圧縮空気を送らない状態にすると、図２７（ｂ）に示すように、中空チューブ１２は、それ自身の弾性力により縮むため、中空チューブ１２の高さは、挿入部１０の表面と殆ど同じ高さとなる。また、中空チューブ１２に対して圧縮空気を送る量を多くすることにより、図２７（ｃ）に示すように、中空チューブの外径が大きくなるため、該螺旋状突起の高さは図２７（ａ）に示す状態に比べて高くなる。このようにして、中空チューブ１２内に送られる圧縮空気の量を調整することにより、中空チューブ１２により形成される螺旋状突起の高さが調整される。なお、流体供給部１５は、中空チューブ１２の中空部から流体を排出する機能を有するようにしても良い。
【００８９】
以上説明したように本変形例によれば、螺旋状構造部１１を形成する中空チューブ１２に対して圧縮空気等の流体の供給及び供給停止を制御することにより、挿入部１０の表面から突出する螺旋状突起を形成するか否かを選択できるとともに、螺旋状突起の高さの調整を行うことができる。したがって、挿入部１０を体腔内管路に挿入する時には、図２７（ａ）或いは図２７（ｃ）に示すように、中空チューブ１２により螺旋状突起を形成することにより、体腔内管路における挿入部１０の推進力を向上させることができる。また、挿入部１０を体腔内管路から抜去する時には、図２７（ｂ）に示すように、挿入部１０の表面を平坦面とすることにより、挿入部１０を円滑かつ短時間に抜去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の医療器具挿入装置システムの挿入部が体腔内管路を推進する状態を 示す図。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る医療器具挿入装置システムの全体構成を示す 概略図。
【図３】図１の医療器具挿入装置システムにおける回転駆動部及び保持部の詳細を示 す図。
【図４】図３の保持部における無限軌道部の構成を示す図。
【図５】無限軌道部が動作した時のラッチの変形を示す図。
【図６】無限軌道部が図５と逆方向に動作した時のラッチの変形を示す図。
【図７】図２の医療器具挿入装置システムを用いて内視鏡を体腔内管路へ挿入する状 態を示す図。
【図８】図３の保持部の変形例に係る保持部の回転部材の構成を示す図。
【図９】図３の保持部の変形例に係る保持部の内部構造を示す図。
【図１０】図３の保持部の変形例に係る保持部の構成を示す概略図。
【図１１】図３の保持部の変形例に係る保持部の構成を示す概略図。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係る医療器具挿入装置システムの全体構成を示 す概略図。
【図１３】図１２の医療器具挿入装置システムを用いてカプセル型医療装置を体腔管 路内へ挿入する状態を示す図。
【図１４】図１２の医療器具挿入装置システムの変形例に係る回転駆動部を示す図。
【図１５】図１２の挿入部の変形例に係る挿入部の内部構成を示す図。
【図１６】図１２の医療器具挿入装置システムの変形例に係る挿入部及び回転駆動部 を示す図。
【図１７】本発明の第３の実施形態に係る医療器具挿入装置システムの全体構成を示 す概略図。
【図１８】図１７の医療器具挿入装置システムの変形例に係る伝達部を示す図。
【図１９】図１７の医療器具挿入装置システムを用いて鉗子を体腔内管路へ挿入する 状態を示す図。
【図２０】本発明の第４の実施形態に係る医療器具挿入装置システムの全体構成を示 す概略図。
【図２１】図２０の医療器具挿入装置システムにおける回転伝達系等の詳細を示す断 面図。
【図２２】図２１の回転伝達系のスライダの動作を示す図。
【図２３】図２１の回転伝達系の変形例に係るスライダの構成を示す断面図。
【図２４】図２１の回転伝達系の変形例に係る回転伝達系の構成を示す断面図。
【図２５】本発明の第４の実施形態に係る医療器具挿入装置システムのベース部及び 回転伝達系の詳細を示す図。
【図２６】本発明の螺旋状構造部の変形例に係る医療器具挿入装置システムの全体構 成を示す概略図。
【図２７】螺旋状構造部の形状の変化を示す図。
【符号の説明】
【００９１】
１、１００、１５０、２００、３００…医療器具挿入装置システム
１０、１１０、１６０…挿入部
１１、１１２…螺旋状構造部
１２…中空チューブ（外径可変手段）
２０…回転駆動部
２１…モータ
２２…プーリ
２３…回転伝達ベルト
３０…保持部（保持手段）
３１…外筒
３３…無限軌道部
３４…ラッチ
４２、２４３…保持ベルト
７１…内視鏡
８１…回転部材
８３…負荷検出部
８６…磁石
８７、１３０…管状磁石
１１１…リング状磁石
１２０…中空軸モータ
１２１…磁力発生部
１４０…カプセル型医療装置
１５１…高圧空気源
１５２…伝達部
２１０…ベース部
２２０…回転伝達系
２３０ｉ（２３０ａ、２３０ｂ）…スライダ
２４０ｉ（２４０ａ、２４０ｂ）…ベルト回転体
２４１ｉ（２４１ａ、２４１ｂ）…ベルト回転モータ
３１０ｉ（３１０ａ、３１０ｂ）…押圧部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
細長の挿入部に設けられる螺旋状構造部と、
前記挿入部を所定の軸方向に沿って進退可能に保持する保持手段と、
前記保持手段を回転させる回転駆動部と、
を備えることを特徴とする医療器具挿入装置。
【請求項２】
前記保持手段は、抵抗部を有し、前記抵抗部は前記挿入部と接触する位置に設けられ、かつ、抵抗部は前記所定の軸に沿って移動可能であることを特徴とする請求項１に記載の医療器具挿入装置。
【請求項３】
前記抵抗部は、前記所定の軸の方向と略垂直な方向に抵抗する力を生じることを特徴とする請求項２に記載の医療器具挿入装置。
【請求項４】
前記抵抗部は、前記所定の軸に沿う方向に断続的に凸部を有するベルトであることを特徴とする請求項２又は３に記載の医療器具挿入装置。
【請求項５】
前記抵抗部は、前記所定の軸方向と略垂直な方向に回転軸を有する回転部材であることを特徴とする請求項２又は３に記載の医療器具挿入装置。
【請求項６】
前記保持手段は、磁界発生部を備えることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の医療器具挿入装置。
【請求項７】
前記医療器具挿入装置は、前記螺旋状構造部の外径を可変にする外径可変手段を有することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の医療器具挿入装置。
【請求項８】
体腔内に挿入される細長の挿入部と、
前記挿入部の外周に設けられた螺旋状構造部と、
前記挿入部を所定の軸方向に沿って進退可能に保持する保持手段と、
前記保持手段を回転させる回転駆動部と、
前記挿入部に案内されて体腔内に挿入される医療器具と、
を備えることを特徴とする医療器具挿入装置システム。
【請求項９】
前記保持手段は、前記挿入部の長手方向に移動可能で、前記螺旋状構造部に対して前記挿入部の長手方向と略垂直に抵抗する抵抗部を備えることを特徴とする請求項８に記載の医療器具挿入装置システム。
【請求項１０】
前記保持手段は、磁界発生部を備え、
前記挿入部は、磁石を備えることを特徴とする請求項８に記載の医療器具挿入装置システム。
【請求項１１】
前記保持手段は、磁界発生部を備え、
前記挿入部は、磁性体を備えることを特徴とする請求項８に記載の医療器具挿入装置システム。
【請求項１】
細長の挿入部に設けられる螺旋状構造部と、
前記挿入部を所定の軸方向に沿って進退可能に保持する保持手段と、
前記保持手段を回転させる回転駆動部と、
を備えることを特徴とする医療器具挿入装置。
【請求項２】
前記保持手段は、抵抗部を有し、前記抵抗部は前記挿入部と接触する位置に設けられ、かつ、抵抗部は前記所定の軸に沿って移動可能であることを特徴とする請求項１に記載の医療器具挿入装置。
【請求項３】
前記抵抗部は、前記所定の軸の方向と略垂直な方向に抵抗する力を生じることを特徴とする請求項２に記載の医療器具挿入装置。
【請求項４】
前記抵抗部は、前記所定の軸に沿う方向に断続的に凸部を有するベルトであることを特徴とする請求項２又は３に記載の医療器具挿入装置。
【請求項５】
前記抵抗部は、前記所定の軸方向と略垂直な方向に回転軸を有する回転部材であることを特徴とする請求項２又は３に記載の医療器具挿入装置。
【請求項６】
前記保持手段は、磁界発生部を備えることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の医療器具挿入装置。
【請求項７】
前記医療器具挿入装置は、前記螺旋状構造部の外径を可変にする外径可変手段を有することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の医療器具挿入装置。
【請求項８】
体腔内に挿入される細長の挿入部と、
前記挿入部の外周に設けられた螺旋状構造部と、
前記挿入部を所定の軸方向に沿って進退可能に保持する保持手段と、
前記保持手段を回転させる回転駆動部と、
前記挿入部に案内されて体腔内に挿入される医療器具と、
を備えることを特徴とする医療器具挿入装置システム。
【請求項９】
前記保持手段は、前記挿入部の長手方向に移動可能で、前記螺旋状構造部に対して前記挿入部の長手方向と略垂直に抵抗する抵抗部を備えることを特徴とする請求項８に記載の医療器具挿入装置システム。
【請求項１０】
前記保持手段は、磁界発生部を備え、
前記挿入部は、磁石を備えることを特徴とする請求項８に記載の医療器具挿入装置システム。
【請求項１１】
前記保持手段は、磁界発生部を備え、
前記挿入部は、磁性体を備えることを特徴とする請求項８に記載の医療器具挿入装置システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【公開番号】特開２００６−３０５３２０（Ｐ２００６−３０５３２０Ａ）
【公開日】平成１８年１１月９日（２００６．１１．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５７３７５（Ｐ２００６−５７３７５）
【出願日】平成１８年３月３日（２００６．３．３）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１１月９日（２００６．１１．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月３日（２００６．３．３）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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