(57)【要約】【課題】確実かつ効果的にキャリブレーション位置を設定することができる医療用システムを提供する。【解決手段】生体に対して処置をする処置部２８、処置部２８を移動させる関節部２２、関節部２２の位置に対応して設けられた第一標識部２４、関節部２２に接続されたシース部２９、及びシース部２９に接続され関節部２２を変位させる駆動部２６を備えた処置具２１と、遠位端と近位端とを有し処置部２８が遠位端から突出可能となるように処置具２１を保持する可撓管部３６、及び処置具２１のキャリブレーションを行う空間としてあらかじめ規定された空間Ａを特定するために可撓管部３６に設けられた第二標識部２５を備えた外套管３５と、第一標識部２４と第二標識部２５とが所定の位置関係にあるときに処置具２１のキャリブレーションを行うキャリブレーション機構と、を備えた。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体に対して処置をする処置部、前記処置部を移動させる関節部、前記関節部の位置に対応して設けられた第一標識部、前記関節部に接続されたシース部、及び前記シース部に接続され前記関節部を変位させる駆動部を備えた処置具と、
遠位端と近位端とを有し前記処置部が前記遠位端から突出可能となるように前記処置具を保持する可撓管部、及び前記処置具のキャリブレーションを行う空間としてあらかじめ規定された空間を特定するために前記可撓管部に設けられた第二標識部を備えた外套管と、
前記第一標識部と前記第二標識部とが所定の位置関係にあるときに前記処置具のキャリブレーションを行うキャリブレーション機構と、
を備えた医療用システム。
【請求項２】
請求項１に記載の医療用システムであって、
前記第一標識部は、前記第二標識部が所定距離より近接して位置しているときに前記所定の位置関係であると判定する検出手段を有する
医療用システム。
【請求項３】
請求項１に記載の医療用システムであって、
前記第二標識部は、前記第一標識部が所定距離より近接して位置しているときに前記所定の位置関係であると判定する検出手段を有する
医療用システム。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の医療用システムであって、
前記外套管は、前記処置部、前記関節部、前記第一標識部、及び前記シース部を挿通可能なチャンネルを有し、
前記空間は前記チャンネルの内部に規定されている
医療用システム。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の医療用システムであって、
前記第二標識部は、前記第一標識部を撮像する撮像手段を有している
医療用システム。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の医療用システムであって、
前記キャリブレーション機構は、
前記第一標識部と前記第二標識部とが所定の位置関係にあるときに限りキャリブレーションを開始可能である
医療用システム。
【請求項７】
請求項１に記載の医療用システムであって、
前記第一標識部と前記第二標識部とは、前記所定の位置関係において嵌合する凹凸構造を有する
医療用システム。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の医療用システムであって、
前記キャリブレーション機構は、
前記第一標識部と前記第二標識部との位置関係を検出し前記第一標識部と前記第二標識部とが前記所定の位置関係にあるか否かを判定する判定部と、
前記第一標識部と前記第二標識部とが前記所定の位置関係にないと前記判定部が判定している状態から前記第一標識部と前記第二標識部とが前記所定の位置関係にあると前記判定部が判定している状態へ移行したときにキャリブレーションを開始させる自動開始部と、
を備える医療用システム。
【請求項９】
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の医療用システムであって、
前記キャリブレーション機構は、
前記第一標識部と前記第二標識部との位置関係を検出し前記第一標識部と前記第二標識部とが前記所定の位置関係にあるか否かを判定する判定部と、
前記第一標識部と前記第二標識部とが前記所定の位置関係にあると前記判定部が判定している状態から前記第一標識部と前記第二標識部とが前記所定の位置関係にないと前記判定部が判定している状態へ移行したときであってかつキャリブレーションが実行中であるときにキャリブレーションを中断又は終了させる自動停止部と、
を備える医療用システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、医療用システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ワイヤを介してモータの回転動力によりマニピュレータの処置具を駆動させる医療用システムが知られている。このような医療用システムでは、マニピュレータに有する一対の握り部品のうちの一方を、他方の握り部品の方に移動させ、そのときの握り部品の変位位置とトルク値とを測定することによりキャリブレーションが行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００８−０１１４４９４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
軟性のマニピュレータの場合に、マニピュレータを処置対象部位まで案内する過程でマニピュレータが湾曲するので、マニピュレータの内部におけるワイヤの経路が変化する。このため、軟性のマニピュレータにおいては、処置対象部位にマニピュレータが適切に配置された状態でキャリブレーションが行われることが望まれる。
【０００５】
本発明は、上記の問題を鑑みてなされたもので、確実かつ効果的にキャリブレーション位置を設定することができる医療用システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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。
本発明の一態様は、生体に対して処置をする処置部、前記処置部を移動させる関節部、前記関節部の位置に対応して設けられた第一標識部、前記関節部に接続されたシース部、及び前記シース部に接続され前記関節部を変位させる駆動部を備えた処置具と、遠位端と近位端とを有し前記処置部が前記遠位端から突出可能となるように前記処置具を保持する可撓管部、及び前記処置具のキャリブレーションを行う空間としてあらかじめ規定された空間を特定するために前記可撓管部に設けられた第二標識部を備えた外套管と、前記第一標識部と前記第二標識部とが所定の位置関係にあるときに前記処置具のキャリブレーションを行うキャリブレーション機構と、を備えた医療用システムである。
【０００７】
前記第一標識部は、前記第二標識部が所定距離より近接して位置しているときに前記所定の位置関係であると判定する検出手段を有してもよい。
【０００８】
前記第二標識部は、前記第一標識部が所定距離より近接して位置しているときに前記所定の位置関係であると判定する検出手段を有してもよい。
【０００９】
前記外套管は、前記処置部、前記関節部、前記第一標識部、及び前記シース部を挿通可能なチャンネルを有し、前記空間は前記チャンネルの内部に規定されていてもよい。
【００１０】
前記第二標識部は、前記第一標識部を撮像する撮像手段を有してもよい。
【００１１】
前記キャリブレーション機構は、前記第一標識部と前記第二標識部とが所定の位置関係にあるときに限りキャリブレーションを開始可能であってもよい。
【００１２】
前記第一標識部と前記第二標識部とは、前記所定の位置関係において嵌合する凹凸構造を有してもよい。
【００１３】
前記キャリブレーション機構は、前記第一標識部と前記第二標識部との位置関係を検出し前記第一標識部と前記第二標識部とが前記所定の位置関係にあるか否かを判定する判定部と、前記第一標識部と前記第二標識部とが前記所定の位置関係にないと前記判定部が判定している状態から前記第一標識部と前記第二標識部とが前記所定の位置関係にあると前記判定部が判定している状態へ移行したときにキャリブレーションを開始させる自動開始部と、を備えてもよい。
【００１４】
前記キャリブレーション機構は、前記第一標識部と前記第二標識部との位置関係を検出し前記第一標識部と前記第二標識部とが前記所定の位置関係にあるか否かを判定する判定部と、前記第一標識部と前記第二標識部とが前記所定の位置関係にあると前記判定部が判定している状態から前記第一標識部と前記第二標識部とが前記所定の位置関係にないと前記判定部が判定している状態へ移行したときであってかつキャリブレーションが実行中であるときにキャリブレーションを中断又は終了させる自動停止部と、を備えてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、確実かつ効果的にキャリブレーション位置を設定することができる医療用システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態の医療用システムの全体構成の概略を示す斜視図。
【図２】第１実施形態の医療用システムにおける内視鏡装置の一部破断斜視図。
【図３】第１実施形態の医療用システムの一例のブロック構成図。
【図４】第１実施形態の医療用システムにおけるキャリブレーションの開始手順を説明するフローチャート。
【図５】第１実施形態の医療用システムにおけるキャリブレーションの自動停止動作を説明するフローチャート。
【図６】第２実施形態の医療用システムにおける内視鏡装置の一部破断斜視図。
【図７】第３実施形態の医療用システムにおける内視鏡装置の斜視図。
【図８】第４実施形態の医療用システムにおける内視鏡装置の模式的な断面図。
【図９】第４実施形態の変形例を示す模式的な断面図。
【図１０】第５実施形態の医療用システムにおける表示装置の一表示例。
【図１１】第６実施形態の医療用システムにおける内視鏡装置の模式的な断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、実施形態の医療用システムおよび制御方法を図面を用いて説明する。なお、以下の図面においては、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１８】
(第１実施形態)
図１は、第１実施形態の医療用システムの全体構成の概略を示す斜視図である。本実施形態の医療用システムは、いわゆるマスタスレーブ方式のシステムである。すなわち、図１に示すように、医療用システム１は、操作者Ｏｐが処置のための操作をするマスタマニピュレータ２と、内視鏡装置３が設けられた本体４と、マスタマニピュレータ２に対する操作に応じて本体４から内視鏡装置３及び処置具２１に対する動作を制御する制御部５０（図３参照）とを持つ。
【００１９】
マスタマニピュレータ２は、操作者Ｏｐによって動かされるマスタアーム５と、内視鏡装置３を用いて撮影した映像等の画像情報を表示するための表示装置６と、マスタアーム５の動作に基づいて本体４を動作させるための操作指令を生成する制御器７と、を持つ。
【００２０】
マスタアーム５は、内視鏡装置３及び処置具２１を動作させるために設けられた操作部である。また、詳細は図示しないが、マスタマニピュレータ２に設けられたマスタアーム５は、操作者Ｏｐの右手と左手とのそれぞれに対応して２つ設けられている。
【００２１】
表示装置６は、内視鏡装置３に取り付けられた観察装置(図２参照)２３によって撮影された処置対象部位の映像が表示される装置である。表示装置６には、処置対象部位とともに、後述する処置具２１の処置部２８や関節部２２も表示される。
【００２２】
制御器７は、マスタアーム５の動作に基づいて本体４を動作させるための操作指令を生成する。
【００２３】
本体４は、内視鏡装置３及び処置具２１に接続されており、内視鏡装置３及び処置具２１の各々の動作を制御する。
【００２４】
次に、内視鏡装置３に取り付け可能な処置具２１の構成について説明する。
図２は、第１実施形態の医療用システムにおける内視鏡装置３の一部破断斜視図である。図２に示すように、内視鏡装置３に取り付け可能な処置具２１は、処置部２８と、関節部２２及び腕部３０と、第一標識部２４と、シース部２９と、処置具駆動部２６と、を持つ。
【００２５】
処置部２８は、生体に対して処置をするものであり、例えば、鉗子や切開ナイフである。処置部２８は、図示しないワイヤ等によって処置具駆動部２６により駆動される。
関節部２２及び腕部３０は、処置部２８を移動させるものであり、処置具駆動部２６により駆動される。
【００２６】
第一標識部２４は、関節部２２に配されている。本実施形態の第一標識部２４は、内視鏡装置３に設けられた後述する第二標識部２５によってその位置が検出可能な被検出部である。第一標識部２４の構成は第二標識部２５の構成に応じて決定される。本実施形態では第一標識部２４は磁石である。
【００２７】
シース部２９は、柔軟な筒形状に形成されている。シース部２９の遠位側には関節部２２が配され、シース部２９の近位側には処置具駆動部２６が配されている。シース部２９の内部には、関節部２２及び腕部３０を移動させるためのワイヤ３３が配されている。
【００２８】
処置具駆動部２６は、シース部２９の近位側に接続されている。処置具駆動部２６は、モータ２７と、エンコーダ３１と、駆動側回転体３２と、従動側回転体３４と、ワイヤ３３とを備える。
モータ２７は、たとえば関節部２２および処置部２８の自由度に対して１つずつ設けられている。なお、モータ２７はステッピングモータであってもよく、この場合エンコーダ３１が設けられていなくてもよい。
エンコーダ３１は、モータ２７の出力軸に対してたとえば非接触で取り付けられている。エンコーダ３１は、制御部５０に電気的に接続される。
駆動側回転体３２は、不図示の減速機構を介してモータ２７の出力軸に接続されている。駆動側回転体３２は、たとえばプーリである。
従動側回転体３４は、シース部２９の遠位端近傍に配されており、関節部２２に接続されている。従動側回転体３４が回転されると関節部２２が動作する。従動側回転体３４は、たとえばプーリである。
ワイヤ３３は、一端部が駆動側回転体３２に架け渡され、他端部が従動側回転体３４に架け渡された環状のワイヤである。ワイヤ３３は、シース２９内に移動可能に収容されている。なお、ワイヤ３３は、駆動側回転体３２や従動側回転体３４に対する滑りを防止するために駆動側回転体３２や従動側回転体３４に一部が連結されていてもよい。
【００２９】
次に、内視鏡装置３の構成について説明する。
内視鏡装置３は、外套管３５と、観察装置２３と、を持つ。
外套管３５は、患者の体内に挿入される軟性の長尺の部材である。外套管３５は、処置具チャンネル３７を有する可撓管部３６と、第二標識部２５と、処置具２１に対するキャリブレーションをするキャリブレーションセンサ４１とを備える。また、本実施形態では、外套管３５の遠位部分は制御部５０の制御によって湾曲動作可能である。
【００３０】
可撓管部３６は、遠位端３６ａと近位端３６ｂとを有し、処置具チャンネル３７に挿通された処置具２１における処置部２８が遠位端３６ａから突出可能となるように処置具２１を保持する。
【００３１】
処置具チャンネル３７は、一端が可撓管部３６の遠位端３６ａに開口され、他端が可撓管部３６の近位端３６ｂに開口された筒状部である。処置具チャンネル３７には、処置具２１において体内に挿入される部分、すなわち処置部２８、関節部２２、第一標識部２４、及びシース部２９を挿通可能である。
【００３２】
第二標識部２５は、処置具２１のキャリブレーションを行う空間としてあらかじめ規定された空間Ａの位置に対応した可撓管部３６内の位置に設けられている。処置具２１のキャリブレーションを行う空間Ａは、本実施形態では処置具チャンネル３７の遠位部分の内部空間であって、キャリブレーションセンサ４１が配された領域に設定されている。本実施形態の第二標識部２５は、第一標識部２４が所定距離以下に近接したことを検知する検出手段である。
本実施形態では、処置具２１に設けられた第一標識部２４は磁石であり、可撓管部３６に設けられた第二標識部２５は、磁石を検知するホール素子を有する。
【００３３】
キャリブレーションセンサ４１は、処置具２１における関節部２２の動作のキャリブレーション時に、関節部２２にかかる負荷を検知するセンサである。本実施形態では、キャリブレーションセンサ４１は、関節部２２によって押圧される移動体４２と、移動体４２と処置具チャンネル３７とを連結する弾性部材４３と、移動体４２の移動量を計測する移動量センサ４４とを備える。
【００３４】
観察装置２３は、撮像部３９および照明部４０を用いて処置対象部位を観察するための装置である。観察装置２３は、撮像部３９および照明部４０を有する。
撮像部３９は、処置対象部位及び処置部２８の画像を取得可能なたとえばエリアイメージセンサを有する。
照明部４０は、処置対象部位へ向けて照明光を照射可能である。
【００３５】
図３は、第１実施形態の医療用システムの一例のブロック構成図である。
図３に示すように、医療用システム１の制御部５０は、マスタ制御部５１と、本体制御部５２と、キャリブレーション機構５４と、制御器７とを持つ。
【００３６】
マスタ制御部５１は、マスタマニピュレータ２における操作入力(入力)５８を受け付けて処理する。
本体制御部５２は、マスタ制御部５１からの指令に基づいて内視鏡装置３と処置具２１とに対する駆動信号を出力する。
【００３７】
キャリブレーション機構５４は、第一標識部２４（図２参照）と第二標識部２５（図２参照）とが所定の位置関係にあるときに処置具２１のキャリブレーションを行う。キャリブレーション機構５４は、判定部５５と、自動開始部５６と、自動停止部５７と、を持つ。
【００３８】
判定部５５は、第一標識部２４と第二標識部２５との位置関係を検出し、第一標識部２４と第二標識部２５とが所定の位置関係にあるか否かを判定する。本実施形態における所定の位置関係とは、キャリブレーションセンサ４１が配された空間Ａに処置具２１の関節部２２が位置している位置関係に対応して設定されている。具体的には、判定部５５は、第二標識部２５による検出可能領域内に第一標識部２４があることを検知したときに、第一標識部２４が第二標識部２５に対して所定の位置関係にあると判定する。言い換えると、判定部５５は、第二標識部２５における検出限界距離（本実施形態における所定距離）よりも第一標識部２５が近接して位置しているときに、第一標識部２４が第二標識部２５に対して所定の位置関係にあることを判定する。第一標識部２４が第二標識部２５に対して所定の位置関係にあることは、キャリブレーションセンサ４１が配された空間Ａに処置具２１の関節部２２が位置していることに対応する。
【００３９】
自動開始部５６は、第一標識部２４と第二標識部２５とが所定の位置関係にないと判定部５５が判定している状態から第一標識部２４と第二標識部２５とが所定の位置関係にあると判定部５５が判定している状態へ移行したときに、処置具２１に対して、所定のキャリブレーション動作を開始させる。
【００４０】
自動停止部５７は、第一標識部２４と第二標識部２５とが所定の位置関係にあると判定部５５が判定している状態から第一標識部２４と第二標識部２５とが所定の位置関係にないと判定部５５が判定している状態へ移行したときであって、かつキャリブレーションが実行中であるときに、処置具２１に対して、キャリブレーションを中断又は終了させる。
すなわち、本実施形態では、自動開始部５６によってキャリブレーションが開始されて正常にキャリブレーションが終了する前に空間Ａから関節部２２が出たときに、キャリブレーションを中断させるか、あるいはキャリブレーションを強制終了させる。
なお、自動停止部５７は、キャリブレーションが正常に終了していない時にその旨をたとえば表示装置６に表示させるように所定の信号を出力してもよい。
【００４１】
次に、本実施形態の医療用システム１における処置具２１のキャリブレーションの流れについて説明する。図４は、第１実施形態の医療用システムのキャリブレーションの開始手順を説明するフローチャートである。
図４に示すように、キャリブレーションの開始手順では、まず、処置具２１が外套管３５の処置具挿入孔から処置具チャンネル３７に挿入される[処置具が処置具チャンネルに挿入される]（ステップＳＴ１０１）。
【００４２】
次に、第二標識部２５からの検出信号６０があるか否かが判定部５５により判定される［検出信号はあるか否か］（ステップＳＴ１０２）。ステップＳＴ１０２では、処置具２１が処置具チャンネル３７に挿入されていくことにより、処置具２１の第一標識部２４が外套管３５の第二標識部２５に近づいていく。そして、処置具２１の第一標識部２４が第二標識部２５による検出可能領域内に入ると、第二標識部２５は第一標識部２４の存在を検知して検出信号６０を発する。第二標識部２５が発した検出信号６０は、キャリブレーション機構５４によって受信される。ステップＳＴ１０２は、検出信号６０が検出されるまで繰り返される。
【００４３】
検出信号６０を受信したキャリブレーション機構５４は、検出信号６０の受信を受けてキャリブレーション動作信号を生成する［キャリブレーション動作信号転送］（ステップＳＴ１０３）。すなわち、ステップＳＴ１０３において、自動開始部５６は、第一標識部２４と第二標識部２５とが所定の位置関係にないと判定部５５が判定している状態から第一標識部２４と第二標識部２５とが所定の位置関係にあると判定部５５が判定している状態へ移行したときにキャリブレーションを開始させる。
【００４４】
キャリブレーション動作信号が生成されたことにより、処置具駆動部２６のモータ２７が駆動されて処置具２１の関節部２２が駆動される［関節部を駆動する］（ステップＳＴ１０４）。このとき、関節部２２は処置具チャンネル３７における空間Ａにおいてキャリブレーションセンサ４１の位置に配されているので、屈曲動作する関節部２２は、キャリブレーションセンサ４１の移動体４２を押圧する。移動体４２は、関節部２２によって押圧されることにより移動し、移動体４２の移動は移動量センサ４４によって計測される。
キャリブレーションセンサ４１によって、処置具チャンネル３７の空間Ａにおいて関節部２２がどのような姿勢にあるかを検知することができ、処置具駆動部２６におけるモータ２７の駆動状態と関節部２２の動作状態との関係を規定する制御パラメータを含んだキャリブレーション情報を生成できる。
本体制御部５２は、キャリブレーションセンサ４１によって生成された制御パラメータを受け取り、処置具２１を動作させる制御パラメータを更新する［キャリブレーション情報を受け取って制御パラメータを更新する］（ステップＳＴ１０５）。
【００４５】
図５は、第１実施形態の医療用システムにおけるキャリブレーションの自動停止動作を説明するフローチャートである。本実施形態の医療用システム１は、キャリブレーションが開始した後にキャリブレーションを中断または停止させる手段を有している。
図３に示す自動停止部５７は、検出信号６０を第二標識部２５が発しているか否かを繰り返し検知することにより、第一標識部２４と第二標識部２５とが所定の位置関係にあるか否かを繰り返し判定している［所定の位置関係にあるか］（ステップＳＴ３０１）（図５参照）。
【００４６】
第二標識部２５が検出信号６０を発しているときには、キャリブレーション可能な空間Ａに処置具２１の関節部２２が位置しているので、キャリブレーションは継続する。
第二標識部２５が検出信号６０を発しなくなったときには、キャリブレーション可能な空間Ａから処置具２１の関節部２２が移動しており、自動停止部５７は、キャリブレーションの中断あるいは停止をさせるための信号を発する。
【００４７】
本実施形態では、まず、キャリブレーションが実行中であることの確認が行われ［キャリブレーション実行中？］（ステップＳＴ３０２）、キャリブレーションが実行中である場合にはキャリブレーションを停止させる［キャリブレーションを自動停止する］（ステップＳＴ３０３）。なお、第二標識部２５が検出信号６０を発しなくなったタイミングでキャリブレーションが正常終了していた時には、キャリブレーションの自動停止動作は終了する。
【００４８】
キャリブレーションの中断あるいは停止をさせるための信号は、処置具駆動部２６におけるモータ２７の動作を停止させる。
【００４９】
なお、自動停止部５７は、第二標識部２５が検出信号６０を発しなくなってから規定時間以内に第二標識部２５が検出信号６０を再び発した時には、キャリブレーションを再開してもよい。この場合のキャリブレーションの再開は、キャリブレーションの途中から実行させることでもよいし、キャリブレーションの全行程を再実行させることでもよい。
【００５０】
以上説明した第１実施形態によれば、処置具２１の関節部２２が可撓管部３６内の空間Ａに配置されたことを検出してからキャリブレーションが行われるので、確実かつ効果的にキャリブレーション位置を設定することができる。また、観察装置２３その他の手段で関節部２２が視認できない位置であっても、キャリブレーションが好適に行える位置に関節部２２が位置していることが第一標識部２４及び第二標識部２５によって容易に判別できる。
【００５１】
さらに、第二標識部２５が第一標識部２４を検知した後自動的にキャリブレーションが開始されるので、キャリブレーションをするための操作を簡略化できる。
【００５２】
さらに、第二標識部２５により第一標識部２４が検知されている状態から検知されていない状態に変化した時にキャリブレーションが実行中であれば中断あるいは停止する自動停止部５７が設けられているので、意図せずに処置具２１の位置が動いてしまったときに不適切な位置関係でキャリブレーションが進むのを予防できる。
【００５３】
（変形例）
なお、上記実施形態では、第一標識部２４が磁石であって第二標識部２５がホール素子を有する例が示されているが、第一標識部２４がホール素子を有し第二標識部２５が磁石であっても構わない。
【００５４】
（第２実施形態）
図６は、第２実施形態の医療用システムにおける内視鏡装置の一部破断斜視図である。図６に示すように、第２実施形態では、キャリブレーションを行う空間としてあらかじめ規定された空間Ａが、処置具２１の関節部２２を覆うように外套管３５の遠位側に装着されたキャップ７３内に設定されている。
本実施形態では、キャップ７３にキャリブレーションセンサ４１が設けられていてもよいし、ワイヤ３３にかかる張力を処置具駆動部２６において検出することでキャリブレーションが実行されてもよい。たとえ図６に示す構成では、ワイヤ３３にかかる張力を処置具駆動部２６において検出することによるキャリブレーションが可能である。具体的には、処置具駆動部２６が関節部２２を変位させて処置部２８をキャップ７３の内周面に接触させ、さらにキャップ７３の内周面を処置部２８により押圧させることでワイヤ３３にかかる張力の変動を検出する。
【００５５】
このような構成であっても上記第１実施形態と同様に処置具２１のキャリブレーションを行うことができる。
【００５６】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
図７は、第３実施形態の医療用システムにおける内視鏡装置の斜視図である。図７に示すように、第３実施形態では、キャリブレーションを行う空間としてあらかじめ規定された空間Ａが、処置具２１の関節部２２を覆うよう治具７４に設定されている。治具７４は、外套管３５に設けられた他の処置具チャンネル（治具チャンネル７５）を通じて外套管３５の遠位端まで案内される。
治具７４は、処置具２１の処置部２８及び関節部２２が挿入可能な筒状構造を有している。治具７４の内部には、第１実施形態で説明したキャリブレーションセンサ４１が配されている。
また、本実施形態では、第１実施形態で説明した第二標識部２５が治具７４に取り付けられている。
本実施形態では、処置具２１が治具７４に適切に挿入されたときに、第二標識部２５が第一標識部２４を検知するようになっている。これにより、本実施形態でも第１実施形態と同様に処置具２１のキャリブレーションを行うことができる。
【００５７】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について説明する。
図８は、第４実施形態の医療用システムにおける内視鏡装置の模式的な断面図である。図８に示すように、第４実施形態では、処置具２１のシース部２９に設けられた凹部７６が第一標識部として機能し、外套管３５に設けられた凸部７７が第二標識部として機能する。つまり、凹部７６と凸部７７とによる凹凸構造において凹部７６と凸部７７とが嵌合する位置が、処置具２１のキャリブレーションを行うために好適な位置関係となるように設定されている。言い換えると、凹部７６に凸部７７が入り込んだ状態において、処置具２１の関節部２２はキャリブレーションセンサ４１が配された位置にある。
凹部７６には、凸部７７によって押圧可能なスイッチが設けられている。凹部７６に設けられたスイッチは、凸部７７によって押圧されたときに第１実施形態で説明した検出信号６０を発する。また、凹部７６にスイッチを設けることに代えて、凹部７６に凸部７７が入り込んだことで外套管３５に対してシース部２９が固定されたことを操作者が知覚した時に、図示しない入力手段等により手作業を介して検出信号６０を発生させてもよい。
【００５８】
このような構成でも上記第１実施形態と同様に処置具２１のキャリブレーションを行うことができる。また、本実施形態では、凹部７６に凸部７７が入り込んだ状態がキャリブレーション可能状態となるので、第１実施形態と比較して簡易な構成で位置関係の検出が可能である。
【００５９】
（変形例）
なお、上記実施形態で説明した凹凸構造に代えて、第一標識部と第二標識部とが接触した時に第一標識部と第二標識部とが所定の位置関係にあると判定されるように、第一標識部及び第二標識部がそれぞれ電気接点を有していてもよい。図９は、第４実施形態の医療用システムにおける内視鏡装置の変形例を示す模式的な断面図である。
本変形例では、図９に示すように、制御部５０（図３参照）に電気的に接続された非接触子７９が第一標識部としてシース部２９に配されており、制御部５０に電気的に接続された接触子８０が第二標識部として外套管３５に配されており、被接触子７９と、接触子８０とによって一組の接点センサ７８が構成されている。本変形例では、被接触子７９と接触子８０とが導通した時に第一標識部と第二標識部とが所定の位置関係にあることが検知され、上記各実施形態と同様に処置具２１のキャリブレーションが可能である。
【００６０】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について説明する。
図１０は、本実施形態の医療用システムにおける表示装置に表示された画像の例を示す図である。
本実施形態では、図２に示す撮像部３９（撮像手段）が、第一標識部２４を検知する第二標識部として利用可能である。また、第一標識部２４は、第１実施形態と同様の構成であってもよいが、処置具２１の腕部３０や関節部２２等、処置具２１において特徴点抽出が可能な形状を有している部位であればよい。
本実施形態では、処置具チャンネル３７の遠位端から処置具２１の腕部３０や関節部２２が露出されている状態で、撮像部３９の撮像視野に図１０に示すように処置具２１の腕部３０や関節部２２が入っているときに、キャリブレーションが可能である。なお、キャリブレーション時の画像は必ずしも表示装置６に表示される必要はない。キャリブレーション中の画像が表示装置６に表示されると、キャリブレーション状態が操作者に視認可能となる。
本実施形態では、本実施形態においてキャリブレーションが可能な空間Ａは、撮像部３９の撮像視野によって規定されている。また、たとえば上記第２実施形態で説明したキャップ７３が外套管３５に取り付けられている場合にはキャリブレーションが可能な空間Ａがキャップ７３内に設定されてもよい。
本実施形態における処置具２１のキャリブレーションは、撮像部３９が取得した画像による画像認識と、処置具駆動部２６におけるモータ２７の駆動量やトルクの計測とによって実行可能である。
【００６１】
本実施形態では上記第１実施形態と比較してキャリブレーションセンサ４１が必要でないので、構成が簡易である。
【００６２】
（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態について説明する。
図１１は、第６実施形態の医療用システムにおける内視鏡装置の断面図である。図１１に示すように、第６実施形態では、処置具２１のシース部２９が第一標識部として機能し、外套管３５に設けられたエンコーダ８１が第二標識部として機能する。すなわち、本実施形態において、エンコーダ８１は、シース部２９の位置を検出する検出手段となっている。エンコーダ８１は、制御部５０（図３参照）に電気的に接続されている。
エンコーダ８１は、シース部２９の外周面に接触可能となるように処置具チャンネル３７の内部に配されている。エンコーダ８１は、シース部２９が処置具チャンネル３７内を進退する際にシース部２９の外周面が接することで回転動作し、シース部２９の移動量を計測するための回転数情報を出力する。
【００６３】
エンコーダ８１の回転数情報は、シース部２９の移動量として制御部５０によって演算処理される。これにより、処置具チャンネル３７内における処置具２１の位置は制御部５０によって検知可能となる。ここで、制御部５０は、シース部２９の移動量に基づいて関節部２２の位置を推定し、関節部２２がキャリブレーションセンサ４１（たとえば図２参照）に位置した時にキャリブレーションを開始可能とする。制御部５０による関節部２２の位置の推定は、処置具２１及び処置具チャンネル３７の構成情報、たとえばシース部２９に対する関節部２２の位置情報と処置具チャンネル３７の長さ情報、を制御部５０があらかじめ保有していることにより可能である。本実施形態では、キャリブレーションを行う空間Ａは、第１実施形態と同様に処置具チャンネル３７の遠位端近傍の内部である（図２参照）。
【００６４】
本実施形態でも上記第１実施形態と同様に処置具２１に対するキャリブレーションをすることができる。また、本実施形態では、エンコーダ８１の回転数情報を参照することにより、関節部２２の手元側や先側など、関節部２２の各部位をキャリブレーションセンサ４１に配置することができる。これにより、たとえば関節部２２の手元側のキャリブレーションと関節部の先側のキャリブレーションとを別の手順で行うことができる。
【００６５】
以上、本発明の実施形態及びその変形例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、上述の各実施形態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。
【符号の説明】
【００６６】
１  医療用システム
２  マスタマニピュレータ
３  内視鏡装置
４  本体
５  マスタアーム
６  表示装置
７  制御器
２１  処置具
２２  関節部
２３  観察装置
２４  第一標識部
２５  第二標識部
２６  処置具駆動部（駆動部）
２７  モータ
２８  処置部
２９  シース部
３０  腕部
３１、８１  エンコーダ
３２  駆動側回転体
３３  ワイヤ
３４  従動側回転体
３５  外套管
３６  可撓管部
３７  処置具チャンネル
３９  撮像部（撮像手段）
４０  照明部
４１  キャリブレーションセンサ
４２  移動体
４３  弾性部材
４４  移動量センサ
５０  制御部
５１  マスタ制御部
５２  スレーブ制御部
５３  画像処理部
５４  キャリブレーション機構
５５  判定部
５６  自動開始部
５７  自動停止部
６０  検出信号
７３  キャップ
７４  治具
７５  治具チャンネル
７６  凹部
７７  凸部
７８  接点センサ
７９  被接触子
８０  接触子
Ａ  空間
Ｏｐ  操作者
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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