(57)【要約】【課題】医療シミュレータにおいて主要器具１のチャンネル１２に挿入可能な補助器具１１を提供すること。【解決手段】該補助器具は、外側スリーブ１５と、該外側スリーブ内で運動可能なハンドル１７とを含む。該器具は、ハンドルが外側スリーブに対して第１の行程長にわたって相対運動可能である第１の実際の器具を表す第１の構成と、ハンドルが外側スリーブに対して第１の行程長よりも短い第２の行程長にわたって相対運動可能である第２の器具を表す第２の構成とを有する。したがって、該器具は、物理的に１つよりも多くの実際の器具を表すことが可能である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
医療シミュレータにおいて主要器具のチャンネルに挿入可能な補助器具であって、外側スリーブと、前記外側スリーブに対して相対運動可能なハンドルとを含み、前記ハンドルが前記外側スリーブに対して第１の行程長にわたって相対運動可能である第１の実際の器具を表す第１の構成と、前記ハンドルが前記外側スリーブに関して前記第１の行程長よりも短い第２の行程長にわたって運動可能である第２の器具を表す第２の構成とを有する補助器具。
【請求項２】
前記ハンドルと前記外側スリーブとの間の力を増大させることなく前記ハンドルと前記外側スリーブとの間の前記行程長を制限するために、前記ハンドルと前記外側スリーブとの間で展開可能な停止機構をさらに含む、請求項１に記載の補助器具。
【請求項３】
前記停止機構が、前記第２の行程長を画定する溝に挿入可能な突出部である、請求項２に記載の補助器具。
【請求項４】
前記停止具が、ユーザによって手作業で展開されるように構成される、請求項２又は３に記載の補助器具。
【請求項５】
少なくとも１つのさらなる構成を有しており、前記さらなる構成それぞれが、前記第１及び第２の行程長とは異なる行程長を有するさらなる実際の器具を表す、請求項１から４までのいずれか一項に記載の補助器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療シミュレータで使用するための器具に関する。より詳細には、本発明は、内視鏡シミュレータで使用するための医療器具に関する。ただし、関係した原理は、カテーテル用などの他の医療シミュレータに容易に適用可能である。
【背景技術】
【０００２】
内視鏡シミュレータは、シミュレーション・デバイスに挿入されるダミー内視鏡を含む。このデバイスは、ダミー器具の長手方向運動及び回転運動を検出し、且つ結腸のソフトウェア・モデルに関して検出された位置に基づいて該器具にフォース・フィードバックを適用するために、センサを有する。また、ソフトウェア・モデルは、検出された位置に基づいて、シミュレートされた直腸内部の表示を、実際の内視鏡を通じて見られるようにオペレータに提供する。内視鏡のハンドルは、１対の制御つまみを有しており、実際の内視鏡では、これらのつまみが、アンギュレーション（ａｎｇｕｌａｔｉｏｎ）として知られるプロセスで、内視鏡の先端をそれぞれ左右方向及び上下方向に運動させることができる。シミュレータでは、これらのつまみの位置が検出され、これが内視鏡の端部の位置に影響を及ぼすのでやはりこれもシミュレーションで考慮される。
【０００３】
実際の内視鏡では、鉗子やスネア（ｓｎａｒｅ）などの追加器具が内視鏡ハンドルに挿入され、挿入チューブの長さに沿って進められて内視鏡の遠位端から現れる。次いで、ユーザがこれらの補助器具を用いて必要な操作を実施できるように、該補助器具が内視鏡からの画像を表示する画面上でユーザによって見られる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、シミュレータにおける補助器具のシミュレーションを対象とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば、医療シミュレータにおいて主要器具のチャンネルに挿入可能な補助器具であって、外側スリーブと、該外側スリーブに対して相対運動可能なハンドルとを含み、該ハンドルが該外側スリーブに対して第１の行程長にわたって相対運動可能である第１の実際の器具を表す第１の構成と、該ハンドルが該外側スリーブに関して該第１の行程長よりも短い第２の行程長にわたって運動可能である第２の器具を表す第２の構成とを有する補助器具が提供される。
【０００６】
本発明のこの態様は、いくつかの実際の器具のうちの１つをシミュレートできる万能補助器具を効果的に提供する。例えば、スネアの場合、ハンドルの２つの部分間の行程長は、スネアの開閉を可能にするために通常１００ｍｍであるが、生検標本採取デバイスの場合、ジョーを開閉するのに必要な行程長は、通常１５ｍｍである。言うまでもなく、ダミー器具ではデバイスの遠位端に実際の用具を設ける必要はなく、シミュレーションされる器具においてユーザに明らかな相違はハンドルの２つの部分間の行程長だけである。
【０００７】
医療シミュレータで補助器具が使用されるときには、ユーザが、使用される補助器具の性質をシミュレータに入力し、それに応じてこれがグラフィック表示される。
【０００８】
様々な構成を多数の方法で達成することができる。使用できる機構は、電磁気式、空気圧式、又は電子式機構にすることができる。ただし、ハンドルに加わる力を増大させることなくハンドルと外側スリーブとの間の行程長を制限するために、ハンドルと外側スリーブとの間で停止機構を展開可能であることが好ましい。該停止機構が、第２の行程長を画定する溝に挿入可能な突出部であることが好ましい。これは、構成を切り替えるための単純な機構を提供する。
【０００９】
ユーザが特定のタイプの器具を入力するのに応答して、停止具が自動的に展開されるように、補助器具を医療シミュレータと通信させることができる。
【００１０】
ただし、ユーザがシミュレーションで使用するために特定のタイプの器具を選択するときには、停止具がユーザによって別個に展開されることがより好ましい。器具が選択されたときに、制御装置は、ユーザにメッセージを表示して、停止具の展開又は格納をユーザに思い出させることができる。次いで、シミュレータは、停止具の位置を検出し、ユーザを先に進ませる前に指示が実行されたかどうかを判定することができる。
【００１１】
ただし、現在は、ユーザによって簡単に展開され、且つ検出されない、非常に単純で手作業で展開可能な停止具を提供することが好まれている。
【００１２】
任意で、補助器具は、少なくとも１つのさらなる構成を有しており、そのさらなる構成それぞれが、第１及び第２の行程長とは異なる行程長を有するさらなる実際の器具を表す。したがって、該器具は、いくつかの異なる実際の器具をシミュレートすることが可能である。
【００１３】
ここで、本発明による補助用具及びそれに関係した医療シミュレータの諸実施例を、添付図面に即して説明する。
【実施例】
【００１４】
図１は、全体的なシミュレータの略図である。該シミュレータは、シミュレータで使用するのに適したものにするために必要な最低限度まで修正された、実際の内視鏡に基づくダミー内視鏡１を含む。該器具は、ハンドル２と、挿入チューブ３と、アンビリカル（ｕｍｂｉｌｉｃａｌ）４とを有する。実際の器具では、挿入チューブ３は、患者に挿入され、アンビリカルは、データ、光、空気、及び水を挿入チューブと遣り取りするために設けられる。
【００１５】
内視鏡の先端の、アンギュレーションとして知られる運動は、１対のつまみ５によって達成される。実際の器具では、これらのつまみから挿入チューブの遠位端へとワイヤが延びていて、つまみの動きが内視鏡の先端に伝達される。一方のつまみは、上下運動をもたらし、他方のつまみは、左右運動をもたらす。ダミー内視鏡１では、ケーブルが経路変更されてアンビリカルに沿って進み、それらの運動がセンサ６によって検出され、フォース・フィードバック・モータ７によってつまみ５へのフォース・フィードバックが提供される。
【００１６】
挿入チューブ３は、内視鏡の線形及び回転位置を感知するためにセンサ９が設けられたフォース・フィードバック・ユニット８に挿入され、独立した線形及び回転フォース・フィードバックを提供するフォース・フィードバック・ユニット１０によって、フォース・フィードバックが提供される。
【００１７】
補助器具１１は、内視鏡ハンドル内のチャンネル１２に挿入され、事実上挿入チューブ３の末端まで進む。挿入の程度は、センサ１３によって感知され、例えば空気圧式スリーブ１４によって、フォース・フィードバックが提供される。補助器具１１は、外側スリーブ１５と、該スリーブ１５に対して相対運動可能なハンドル１７とを含む。実際の器具では、ハンドル１７がケーブルに連結され、ケーブルの遠位端には用具が存在することになる。必要な程度まで挿入チューブに挿入されると、該用具は、挿入チューブ３の遠位端から突き出ることになる。図２にさらに詳細に示したように、ハンドル１７の運動は、リニア・ポテンショメータ１８によって感知され、摩擦ブレーキ１９によってフォース・フィードバックが提供される。
【００１８】
図に示したように、摩擦ブレーキ１９は、ハンドル１７に隣接して位置決めされる。ブレーキを作動させるために、ソレノイド２０が設けられる。ソレノイドは、リンク装置２１を介してブレーキに連結される。ソレノイドへの電力供給が切断されたときにリンク装置を戻すために、第１の戻しばね２２がソレノイドと外側スリーブ１５との間に連結されており、一方、リンク装置が動くときに摩擦ブレーキ１９をハンドル１７から引き離すために、第２の戻しばね（図示せず）が該ブレーキ上のピンとリンク装置２１との間に設けられる。ソレノイドの代わりに、空気圧式プランジャなどの他のデバイスを設けることができる。
【００１９】
やはり図２からわかるように、ハンドル１７には陥凹部２３が設けられる。図２には、陥凹部に係合する機構２４が概略的に示されている。この機構は、実質上、ユーザが外部から作動できるように補助器具のハウジングから外に延びる回転つまみである。該機構は、選択的に陥凹部２３内に展開できるカム・ローブ２５を有する。図２に示したように、カム・ローブ２５が陥凹部２３から解放されているので、ハンドル１７の運動は、機構２４によって制限されない。これで、補助器具は、ハンドル１７がハウジングに対して約１００ｍｍ相対運動できる、スネアとして動作できるようになる。カム・ローブ２５が陥凹部２３内に展開されるときには、ハンドルの行程長は、陥凹部２３の長さに制限される。この構成では、補助器具は、ハンドル１７が通常１５ｍｍ運動できる、生検標本採取デバイスとして動作することができる。ハウジングの外側のマーキングによって、ユーザは、機構２４の位置、したがってシミュレートされている補助器具の位置を決定できるようになる。
【００２０】
図２に示した実施例は、異なる２つの補助器具をシミュレート可能である。ただし、３つ若しくはそれ以上の器具を容易にシミュレートすることができる。さらなる器具をシミュレートするには、例えば、機構２４にカム・ローブ２５よりもさらに突き出た第２のカム・ローブを設け、ハンドル１７に第１の陥凹部２３よりも深い第２の陥凹部を設けることができる。ゆえに、第３の器具をシミュレートするには、第２のローブがより深い陥凹部内に配置されてハンドル１７の行程がより深い陥凹部の長さに制限されるように、機構２４を回転させることができる。これを実施できる他の多くの方法が存在する。例えば、全く異なるカム及び溝を、ハンドル１７に沿ってさらに離隔して設けることができ、又はハンドル１７の異なる側部に設けることができる。該機構が回転可能なカムを含む必要はない。代わりにそれを直線的に展開可能なコンポーネントにすることができる。また、展開可能なコンポーネントがハンドル１７上に設けられ、溝がスリーブ１５内に設けられるように、該機構を反転させることもできる。
【００２１】
様々なセンサからの信号は、すべてシミュレーションを制御する制御装置２６に伝送される。制御装置は、結腸のソフトウェア・モデルを格納し、またこれをセンサからの情報と併せて使用して、必要なレベルのフォース・フィードバックを様々なフォース・フィードバック・デバイスへと発生する。また、制御装置２６は、挿入チューブ３及び制御つまみ５の計算された位置から、内視鏡によって見られることになる画像を決定し、この画像を画面２７上に表示する。挿入チューブ３の遠位端から現れる程度まで補助器具１１が挿入されたことをセンサ１３が検出した場合、補助器具の端部にある用具が、やはり画面２７上に表示されることになる。用具の実際の状況は、リニア・ポテンショメータ１８によって測定される、スリーブ１５内のハンドル１７の相対的な位置によって決定され、これが表示画像に組み込まれる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】全体的な医療シミュレータの略図である。
【図２】補助器具の内部の平面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  ダミー内視鏡
２  ハンドル
３  挿入チューブ
４  アンビリカル
５  つまみ
６  センサ
７  フォース・フィードバック・モータ
８  フォース・フィードバック・ユニット
９  センサ
１０  フォース・フィードバック・ユニット
１１  補助器具
１２  チャンネル
１３  センサ
１４  空気圧式スリーブ
１５  外側スリーブ
１７  ハンドル
１８  リニア・ポテンショメータ
１９  摩擦ブレーキ
２０  ソレノイド
２１  リンク装置
２２  戻しばね
２５  カム・ローブ
２６  制御装置
２７  画面
【図１】
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【図２】
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【外国語明細書】
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