(57)【要約】【課題】操作者による内視鏡操作の訓練が正確に評価できることで、内視鏡操作の習熟を短期間に向上させることができる内視鏡用訓練装置および内視鏡用訓練プログラムを提供する。【解決手段】内視鏡用訓練装置１０は、内視鏡が挿入される腸管モデル２０と、腸管モデル２０に挿入された内視鏡による腸管モデル２０の形状変形を検知する直線変位センサ３１および曲げセンサ３２によるセンサ手段３０と、センサ手段３０により検知された腸管モデル２０の変形量に基づいて、内視鏡の挿入操作を採点する評価手段として機能する制御装置６０と、腸管当接部４１により腸管モデル２０の腸管を縮経したり、拡経したりして、腸管の蠕動運動を再現する蠕動運動手段４０とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内視鏡が挿入される腸管モデルと、
前記腸管モデルに挿入された内視鏡による前記腸管モデルの形状変形を検知するセンサ手段と、
前記センサ手段により検知された前記腸管モデルの変形量に基づいて、前記内視鏡の挿入操作を採点する評価手段とを備えたことを特徴とする内視鏡用訓練装置。
【請求項２】
前記腸管モデルには、腸管の蠕動運動を再現する蠕動運動手段が設けられた請求項１記載の内視鏡用訓練装置。
【請求項３】
前記蠕動運動手段は、前記腸管モデルに巻かれて緊張または弛緩する紐状体と、前記紐状体を挿通させた状態で前記腸管モデルの外周面を押圧する複数の押圧体とを備えた請求項２記載の内視鏡用訓練装置。
【請求項４】
前記押圧体は、前記紐状体を挿通させて連ねた円環状の板材により形成されている請求項３内視鏡用訓練装置。
【請求項５】
前記蠕動運動手段は、前記腸管モデルが縮径したときに、前記腸管モデルの凹み易い部位に対して凹み難い部位に取り付けられた複数の押圧体と、前記複数の押圧体を連結して、前記複数の押圧体を接近または離間させる紐状体とを備えた請求項２記載の内視鏡用訓練装置。
【請求項６】
前記紐状体は、通電時に収縮し、非通電時に元の状態に復帰する金属線材により形成されている請求項３から５のいずれかの項に記載の内視鏡用訓練装置。
【請求項７】
前記センサ手段は、前記腸管モデルに沿って配置され、前記腸管モデルの曲がり量を検出するものである請求項１から６のいずれかの項に記載の内視鏡用訓練装置。
【請求項８】
前記センサ手段は、前記腸管モデルに先端部が接続され、基端部を基準に前記先端部の移動量を検出するものである請求項１から６のいずれかの項に記載の内視鏡用訓練装置。
【請求項９】
前記評価手段は、前記センサ手段からの前記腸管モデルの変形量を示す変形量情報と、前記腸管モデルの腸壁の変形持続時間を示す時間情報とに基づいて採点する請求項１から８のいずれかの項に記載の内視鏡用訓練装置。
【請求項１０】
前記評価手段は、基準となる内視鏡の操作を示す前記変形量情報を基準変形量情報として格納する記憶手段と、前記記憶手段に格納された前記基準変形量情報と訓練する操作者が内視鏡を操作したときの前記変形量情報との差分に、前記時間情報を乗じて採点する請求項９記載の内視鏡用訓練装置。
【請求項１１】
前記評価手段は、前記センサ手段により検知された前記腸管モデルの変形量から前記蠕動運動手段による前記腸管モデルの変形量を除去する請求項２記載の内視鏡用訓練装置。
【請求項１２】
コンピュータを、
内視鏡を挿入することによって形状変形する腸管モデルの変形量を示す変形量情報をセンサ手段から入力し、前記変形量情報に基づいて、前記内視鏡の挿入操作を採点するための評価手段として機能させることを特徴とする内視鏡用訓練プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡を操作する操作者が、人体の腸管を模した腸管モデルに内視鏡を挿入して、内視鏡の操作を訓練する内視鏡用訓練装置および内視鏡用訓練プログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の内視鏡用訓練装置に関する技術として、特許文献１，２に記載されたものが知られている。
【０００３】
特許文献１に記載の大腸内視鏡挿入練習装置は、５種類の横行結腸ユニットや、７種類のＳ字結腸ユニットのいずれかを適宜選択的に取付けるようにしたものである。また、特許文献１の大腸内視鏡挿入練習装置には、歪み量検出装置に、歪み検知器から出力される検出信号に基づいて、制御手段が患者の苦痛の程度を判断して、例えば患者の苦痛の程度がある値を越えると警報装置が警告音を出すことが記載されている。
【０００４】
また、特許文献２に記載の内視鏡用訓練装置は、内視鏡がＳ字結腸の内壁を押圧して内壁が延びたときに、Ｓ字結腸の体積が変化して、第２のチャンバーから第２の水槽に押し出された水の流量を、第２の流量計で測定して、この流量が所定値を超えた場合、検出信号処理回路が、実物の臓器の内壁が破れる、又は被験者が苦痛を感じると、判断して警告を発するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２１１１６０号公報
【特許文献２】特開２０１４−６４４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載の大腸内視鏡挿入練習装置では、制御手段が患者の苦痛の程度を判断して、警報装置が警告音を出すものであるが、警告音だけでは、操作者は、どの程度、習熟度が向上しているかが分かり難い。
また、特許文献２に記載の内視鏡用訓練装置では、流量が所定値を超えたときに警告を発するが、単に腸管の体積の変化だけでは、内視鏡の操作を正確に評価することは難しい。例えば、操作者が、内視鏡を腸管に進行させるときに、患者に苦痛を与えてしまうような大きな変形をさせたが、腸管の体積変化が小さいようなケースでは、特許文献２に記載の内視鏡用訓練装置は、このケースを検出することができない。
【０００７】
内視鏡の操作は、操作者が腸管に内視鏡を挿入して進行させるときに、必要な箇所では腸管を大きく変形させ、刺激に敏感な箇所では必要以上な変形を抑える必要がある。
そして、内視鏡用訓練装置では、このような操作を正確に評価できるようにして、操作者の習熟が短期間に向上できるようにするのが望ましい。
【０００８】
そこで本発明は、操作者による内視鏡操作の訓練が正確に評価できることで、操作者の内視鏡操作の習熟を短期間に向上させることができる内視鏡用訓練装置および内視鏡用訓練プログラ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】
【０００９】
本発明の内視鏡用訓練装置は、内視鏡が挿入される腸管モデルと、前記腸管モデルに挿入された内視鏡による前記腸管モデルの形状変形を検知するセンサ手段と、前記センサ手段により検知された前記腸管モデルの変形量に基づいて、前記内視鏡の挿入操作を採点する評価手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
本発明の内視鏡用訓練装置によれば、腸管モデルに内視鏡が挿入されると、腸管モデルの形状変形をセンサ手段が検知する。このセンサ手段が検知した腸管モデルの変形量に基づいて、評価手段が内視鏡の挿入操作を採点するため、操作訓練のために内視鏡を操作する操作者の技量を正確に評価することができる。
【００１１】
前記腸管モデルには、腸管の蠕動運動を再現する蠕動運動手段が設けられているのが望ましい。腸管モデルが蠕動運動手段によって蠕動運動が再現されるので、操作者は人体の腸管に則した訓練を行うことができる。
【００１２】
前記蠕動運動手段は、前記腸管モデルに巻かれて緊張または弛緩する紐状体と、前記紐状体を挿通させた状態で前記腸管モデルの外周面を押圧する複数の押圧体とを備えているのが望ましい。腸管モデルに巻かれる紐状体が、緊張または弛緩して、紐状体を挿通させた複数の押圧体が腸管モデルの外周面を押圧することにより、平均的に腸管モデルを縮径させることができるので、忠実に蠕動運動を再現することができる。
【００１３】
前記押圧体は、前記紐状体を挿通させて連ねた円環状の板材により形成されているのが望ましい。紐状体を挿通させることによって連なった円環状の板材が、腸管モデルに巻かれた紐状体に沿って腸管モデルの外周面の円弧面に、順次当接して押圧するので、撓み難い部位にも当接して平均的に腸管モデルを縮径させることができる。
【００１４】
前記蠕動運動手段は、前記腸管モデルが縮径したときに、前記腸管モデルの凹み易い部位に対して凹み難い部位に取り付けられた複数の押圧体と、前記複数の押圧体を連結して、前記複数の押圧体を接近または離間させる紐状体とを備えているのが望ましい。腸管モデルが縮径したときに、凹み難い部位に取り付けられた複数の押圧体が、紐状体によって接近することで、腸管モデルが縮径し、または複数の押圧体が離間して、腸管モデルが元の状態に復帰する。従って、腸管モデルに凹み難い部位があっても、平均的に腸管モデルを縮径させることができる。
【００１５】
前記紐状体は、通電時に収縮し、非通電時に元の状態に復帰する金属線材により形成されているのが望ましい。紐状体が、通電時に収縮し、非通電時に元の状態に復帰する金属線材により形成されていれば、通電または非通電とすることで、紐状体として容易に緊張または弛緩させることができる。
【００１６】
前記センサ手段は、前記腸管モデルに沿って配置され、前記腸管モデルの曲がり量を検出するものであるのが望ましい。センサ手段が腸管モデルに沿って配置されて、腸管モデルの曲がり量を検出するものであれば、内視鏡の挿入により腸管モデルの曲がりの変化による患者の苦痛度合いを測定することができる。
【００１７】
また、前記センサ手段は、前記腸管モデルに先端部が接続され、基端部を基準に前記先端部の移動量を検出するものであるのが望ましい。センサ手段が腸管モデルに接続された先端部の移動量を検出するものであれば、内視鏡の挿入により腸管モデルが変形することによる患者の苦痛度合いを測定することができる。
【００１８】
前記評価手段は、前記センサ手段からの前記腸管モデルの変形量を示す変形量情報と、前記腸管モデルの腸壁の変形持続時間を示す時間情報とに基づいて採点するのが望ましい。患者の苦痛は腸管モデルの変形量だけでなく、この変形がどの程度持続したかによっても影響を受ける。従って、評価手段が、センサ手段からの腸管モデルの変形量を示す変形量情報と、腸壁の変形持続時間を示す時間情報とに基づいて採点することで、患者の苦痛度合いを正確に測定できるので、操作者の技量を正確に測定することができる。
【００１９】
前記評価手段は、基準となる内視鏡の操作を示す前記変形量情報を基準変形量情報として格納する記憶手段と、前記記憶手段に格納された前記基準変形量情報と訓練する操作者が内視鏡を操作したときの前記変形量情報との差分に、前記時間情報を乗じて採点するのが望ましい。評価手段が、基準となる基準となる内視鏡の操作を示す変形量情報を基準変形量情報として、訓練する操作者が内視鏡を操作したときの変形量情報との差分を算出して、時間情報を乗じて採点することで、操作者の操作による腸管モデルの変形が、基準となる操作者よりも劣っていれば患者が苦痛を受けていると判定することができ、優れていれば患者に苦痛を与えることなく内視鏡を操作していると判定することができる。
【００２０】
前記評価手段は、前記センサ手段により検知された前記腸管モデルの変形量から前記蠕動運動手段による前記腸管モデルの変形量を除去するのが望ましい。蠕動運動手段による腸管モデルが変形するため、評価手段での挿入操作を採点する際に、センサ手段により検知された腸管モデルの変形量から、蠕動運動手段による腸管モデルの変形量を除去することで、内視鏡による腸管モデルの変形を正確に測定することができる。
【００２１】
また、本発明の内視鏡用訓練装置は、コンピュータを、内視鏡を挿入することによって形状変形する腸管モデルの変形量を示す変形量情報をセンサ手段から入力し、前記変形量情報に基づいて、前記内視鏡の挿入操作を採点する評価手段として機能させる内視鏡用訓練プログラムにより実現することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の内視鏡用訓練装置および内視鏡用訓練プログラムによれば、センサ手段が検知した腸管モデルの変形量に基づいて、評価手段が内視鏡の挿入操作を採点するため、操作訓練のために内視鏡を操作する操作者の技量を正確に評価することができるので、操作者の内視鏡操作の習熟を短期間に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態１に係る内視鏡用訓練装置の全体を示す図である。
【図２】図１に示す内視鏡用訓練装置の斜視図である。
【図３】図１に示す内視鏡用訓練装置の制御装置の構成を説明するためのブロック図である。
【図４】（Ａ）および（Ｂ）は、図１に示す内視鏡用訓練装置の腸管当接部を説明するための図である。
【図５】腸管モデルの蠕動運動を説明するための図である。
【図６】（Ａ）から（Ｅ）は、図１に示す内視鏡用訓練装置の動作および使用状態を説明するための図であり、αループとなったＳ状結腸に内視鏡の挿入部を、αループを解除して進行させる状態の図である。
【図７】（Ａ）から（Ｃ）は、図１に示す内視鏡用訓練装置の動作および使用状態を説明するための図であり、αループとなったＳ状結腸に内視鏡の挿入部を、αループを解除せずに進行させる状態の図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る内視鏡用訓練装置の全体を示す図である。
【図９】図８に示す内視鏡用訓練装置の腸管当接部を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係る内視鏡用訓練装置について、図面に基づいて説明する。
図１に示す内視鏡用訓練装置１０は、腸管モデル２０と、センサ手段３０と、蠕動運動手段４０と、評価手段５０（図３参照）とを備えている。
【００２５】
腸管モデル２０は、人体の腸管を模したもので、軟質な樹脂材やゴム材により形成されている。腸管モデル２０は、例えば、シリコーン樹脂やポリウレタンゴムなどで成形することができる。本実施の形態１では、腸管モデル２０を、肛門２０１と、直腸２０２と、Ｓ状結腸２０３と、下行結腸２０４と、横行結腸２０５と、上行結腸２０６と、盲腸２０７と、虫垂２０８とが形成された大腸を模したものとしている。腸管モデル２０は、筐体２１に収納されている。
筐体２１は、箱状に形成されている。図２に示すように、筐体２１の前面壁部２１１には、肛門２０１が接続された開口部２１２が形成されている。
【００２６】
図１に示すように、センサ手段３０は、腸管モデル２０の形状変形を検知して、変形量を示す変形量情報を評価手段５０へ出力する。センサ手段３０は、先端部が腸管モデル２０に接続され、基端部が筐体２１に回動可能に接続された直線変位センサ３１と、腸管モデル２０に沿って配置された曲げセンサ３２とを備えている。
【００２７】
直線変位センサ３１は、リニアポテンショメータとも称されるセンサである。直線変位センサ３１は、センサ本体からの軸部の突出量（スライド量）に応じた抵抗値となる可変抵抗器である。直線変位センサ３１が、先端部が腸管モデル２０に接続され、基端部が筐体２１に回動可能に接続されていることで、基端部を基準に、先端部の移動量を、腸管モデル２０の変形量として検出することができる。
曲げセンサ３２は、曲がり状態に応じた抵抗値となるもので、腸管モデル２０に沿って配置されていることで、腸管モデル２０の曲がり量を、腸管モデル２０の変形量として検出することができる。
【００２８】
なお、図１においては、センサ手段３０が、腸管モデル２０の５箇所に配置しているように図示しているが、センサ手段３０は、訓練する操作者の訓練を評価するのに必要な位置に配置されている。
【００２９】
蠕動運動手段４０は、図１に示す腸管当接部４１と、図３に示す運動制御手段４２および駆動手段４３とを備えている。
図４（Ａ）および同図（Ｂ）に示すように、腸管当接部４１は、腸管モデル２０に巻かれて緊張または弛緩する紐状体４１１と、紐状体４１１を挿通させた状態で、腸管モデル２０の外周面を押圧する複数の押圧体４１２とを備えている。
【００３０】
紐状体４１１は、通電時に収縮し、非通電時に元の状態に復帰する金属線材により形成されている。紐状体４１１としては、例えば、バイオメタル（登録商標）が使用できる。押圧体４１２は、中央部に貫通孔に、紐状体４１１を挿通させて連ねた円環状の板材により形成されている。
【００３１】
図４（Ａ）に示す腸管当接部４１では、腸管モデル２０の外周面全体に、押圧体４１２が配置されている。また、図４（Ｂ）に示す腸管当接部４１では、押圧体４１２が、腸管モデル２０を縮径させたときに、腸管モデル２０の凹み易い部位２０ａに対して凹み難い部位２０ｂに配置されている。このように、腸管当接部４１は、腸管モデル２０の状態に応じて、図４（Ａ）のように全体に押圧体４１２を配置したり、図４（Ｂ）のように凹みが必要な箇所に押圧体４１２を配置したりすることができる。
【００３２】
図３に示す運動制御手段４２は、腸管モデル２０に腸管の蠕動運動を再現するために、腸管当接部４１の紐状体４１１に通電の指示を行う。駆動手段４３は、運動制御手段４２の指示に基づいて、紐状体４１１に電流を駆動する機能を有している。
【００３３】
図３に示す評価手段５０は、ＡＤ変換手段５１と、記憶手段５２と、表示手段５３と、演算手段５４とを備えている。
ＡＤ変換手段５１は、センサ手段３０からのアナログ信号を、演算手段５４が演算できるように、デジタル信号に変換する機能を有している。センサ手段３０がデジタル信号を出力するものであれば、ＡＤ変換手段５１は省略することができる。
【００３４】
記憶手段５２は、基準となる変形量情報を基準変形量情報として格納している。記憶手段５２は、ハードディスクドライブとしたり、フラッシュメモリとしたりすることができる。
この基準変形量情報は、熟練した操作者が内視鏡を操作したときの変形量情報としたり、理想とする手順により内視鏡を操作したときの変形量情報としたりすることができる。
熟練した操作者は、教育機関で初心者に教えるような理想とする手順でなくても、被術者に苦痛を与えずに内視鏡を操作するノウハウを有している場合が多い。従って、基準変形量情報を、理想とする手順としたり、熟練した操作者による手順としたりすることができる。
【００３５】
基準変形量情報を理想とする手順とするときには、予め記憶手段５２に、腸管モデル２０の変形量を想定して設定しておく。また、基準変形量情報を熟練した操作者による手順とするときには、何人かの操作者が腸管モデル２０に内視鏡を挿入してセンサ手段３０による変形量情報を測定し、その平均値を算出して基準変形量情報とすることができる。
何人かの熟練した操作者で変形量情報を測定したときに、変形量情報のばらつきが大きくなるときには、理想とする手順による変形量情報を、基準変形量情報とするのが好ましい。
【００３６】
表示手段５３は、演算手段５４からの表示データを表示するものである。表示手段５３は、ＬＣＤや有機ＥＬディスプレイ、ＣＲＴとすることができる。
演算手段５４は、センサ手段３０により検知された腸管モデル２０の変形量を示す変形量情報を、ＡＤ変換手段５１を介して入力し、この変形量情報に基づいて内視鏡の挿入操作を採点する機能を備えている。
【００３７】
図３に示すように、蠕動運動手段４０の運動制御手段４２および駆動手段４３と、評価手段５０のＡＤ変換手段５１、記憶手段５２、表示手段５３および演算手段５４とは、入力手段６１と共に、制御装置６０を構成する。
【００３８】
制御装置６０は、デスクトップ型やノートブック型、タブレット型などのパーソナルコンピュータとすることができる。運動制御手段４２は、ハードウェアで構成することができる。また、運動制御手段４２は、コンピュータを運動制御手段４２として機能させる蠕動運動制御プログラムにより構成することもできる。
更に、評価手段５０の演算手段５４は、コンピュータを演算手段５４として機能させる内視鏡用訓練プログラムにより構成することができる。
【００３９】
入力手段６１は、例えば、電源ボタン、スタートボタン、ストップボタンなどを備えた操作盤とすることができる。制御装置６０を、デスクトップ型やノートブック型のパーソナルコンピュータとしたときには、入力手段６１はキーボードとすることができる。
【００４０】
以上のように構成された本発明の実施の形態１に係る内視鏡用訓練装置の動作および使用状態について、図面に基づいて説明する。
【００４１】
まず、入力手段６１の電源ボタンを押下して、制御装置６０の電源を投入する。制御装置６０の電源投入に伴って、運動制御手段４２は、駆動手段４３に、紐状体４１１への通電の指示を行う。紐状体４１１が通電状態となったり、非通電状態となったりすることで、紐状体４１１は通電時に収縮し、非通電時に元の状態に復帰する。
【００４２】
この紐状体４１１の収縮により、押圧体４１２が腸管モデル２０の腸壁の外周面を押圧して、腸管モデル２０が縮径する。また、紐状体４１１が元の状態に復帰することで、紐状体４１１が伸張して腸管モデル２０が拡径する。運動制御手段４２は、図５に示すように、腸管モデル２０の管腔を伸縮する波を、肛門２０１へ伝達することで、便が排出方向に向かうように、腸管の蠕動運動を再現させる。
【００４３】
図４（Ａ）に示す蠕動運動手段４０の腸管当接部４１では、腸管モデル２０の外周面全体に、円環状の板材により形成された押圧体４１２が連なった状態で配置されているため、紐状体４１１だけでは１次元的に腸管モデル２０を緊縛するが、押圧体４１２が設けられていると、紐状体４１１が収縮することで、押圧体４１２が２次元的に面で、順次当接して押圧するため、撓み難い部位にも当接して、平均的に腸管モデル２０を縮径することができる。
【００４４】
また、図４（Ｂ）に示す腸管モデル２０では、窪みがあるため、腸管モデル２０を全体的に縮径させようとすると、凹み易い部位２０ａが先に撓むため、凹み難い部位２０ｂは撓み難い。このような腸管モデル２０である場合には、腸管当接部４１が、腸管モデル２０の凹み易い部位２０ａに対して、凹み難い部位２０ｂに押圧体４１２が配置されている。
【００４５】
そのため、腸管モデル２０を縮径したときに、凹み難い部位２０ｂに取り付けられた複数の押圧体４１２が、紐状体４１１によって接近することで、腸管モデル２０が縮径し、または複数の押圧体４１２が離間して、元の状態に復帰する。従って、腸管モデル２０に凹み難い部位２０ｂがあっても、平均的に腸管モデル２０を同心円状に縮径させることができる。
【００４６】
また、押圧体４１２を繋ぐ紐状体４１１が、通電時に収縮し、非通電時に元の状態に復帰する金属線材により形成されているため、運動制御手段４２により、通電または非通電を指示することで、容易に紐状体４１１により腸管モデル２０を緊張または弛緩させることができる。
【００４７】
訓練をする操作者（以下、これを「訓練者」と称す。）は、内視鏡を持ち、まず、図１に示すように、制御装置６０の入力手段６１のスタートボタンを押下する。そして、腸管に挿入される内視鏡の挿入部を、筐体２１の開口部２１２（図２参照）を介して、腸管モデル２０の肛門２０１に挿入する。なお、記憶手段５２に格納された基準変形量情報として、熟練した操作者が内視鏡を操作したときの変形量情報、または理想とする手順により内視鏡を操作したときの変形量情報のいずれかを使用するかは、予め入力手段６１により指定しているものとする。
入力手段６１のスタートボタンが押下されたことで、評価手段５０の演算手段５４（図３参照）は時間を計測し始める。
【００４８】
訓練者は、挿入部を進行させて、挿入部を肛門２０１から直腸２０２を通過してＳ状結腸２０３へと進入させる。ここで、αループとなったＳ状結腸２０３を、右回転短縮法（right turn shortening technique）により解除すると共に、下行結腸２０４へ進入させるときの評価法について、図６（Ａ）から同図（Ｅ）に基づいて説明する。なお、図６（Ａ）から同図（Ｅ）においては、直線変位センサ３１を用いて腸管モデル２０の変形を検出する例を説明する。
【００４９】
図６（Ａ）に示すように、αループとなったＳ状結腸２０３には、センサ手段３０の直線変位センサ３１（３１ａ〜３１ｃ）のそれぞれが、αループのＳトップ部２０３ａと、直腸・Ｓ状結腸移行部２０３ｂと、Ｓ状結腸・下行結腸移行部２０３ｃから肛門２０１側に約１０ｃｍ以内の範囲で寄った部位とに接続されている。
まず、訓練者は、内視鏡の挿入部Ｘを、肛門２０３ａからＳトップ部２０３ａまで進行させ、アップアングルを掛けて腸管を固定する。
この時点では、挿入部ＸがＳトップ部２０３ａまで進行しても、直線変位センサ３１ａ〜３１ｃは初期状態のままであるのが望ましい。このときの直線変位センサ３１ａ〜３１ｃが示す変形量情報が初期値となる。
【００５０】
記憶手段５２に格納された基準変形量情報は、基準となる変形量情報であるため、直線変位センサ３１ａ〜３１ｃが変位しない初期状態の値が格納される。演算手段５４は、このときの直線変位センサ３１ａ〜３１ｃからの変形量情報と、初期状態の基準変形量情報との差分が０であれば加点する。しかし、差分がある場合には、基準となる操作者とは異なる操作を行ったことになるため、差に応じた減点をする。
このように、腸管モデル２０に接続された直線変位センサ３１により、挿入部Ｘの先端部の移動量を、腸管モデル２０の変形量として検出することができるので、内視鏡の挿入により腸管モデル２０の変形による患者の苦痛度合いを測定することができる。
【００５１】
更に、直線変位センサ３１ａ〜３１ｃが変位し始めた時から、変位が終了した時までの変形持続時間を時間情報として、これらの採点に乗算する。
これは、腸管の変形が持続して長引けば、その分、被術者に苦痛を与えていることなる。内視鏡の操作では、腸管が変形しない操作であれば、腸管の変形が少ない方が望ましく、また、腸管の変形が必要な操作であれば、基準変形量情報に近い操作が望ましく、腸管の変形に要する時間が短い方が望ましい。従って、内視鏡用訓練装置１０では、変形持続時間を採点の一つの要素しているため、患者の苦痛度合いを正確に測定できるので、訓練者の技量を正確に測定することができる。
【００５２】
次に、訓練者は、図６（Ａ）の状態から、挿入部Ｘを、図６（Ｂ）に示すように右回転させる。この操作では、挿入部Ｘの右回転により、直腸・Ｓ状結腸移行部２０３ｂが右回転して直線変位センサ３１ｂは伸張するのが望ましい。また、直線変位センサ３１ａ，３１ｃは、この挿入部Ｘの右回転によっても、変位しないのが望ましい。
【００５３】
従って、直線変位センサ３１ｂについての基準変形量情報は、図６（Ａ）に示す状態から図６（Ｂ）に示す状態に、直線変位センサ３１ｂが伸張したときの値を示している。また、直線変位センサ３１ａ，３１ｃについての基準変形量情報は、初期状態の値を示している。
【００５４】
演算手段５４は、このときの直線変位センサ３１ａ〜３１ｃからの変形量情報と、これらの直線変位センサ３１ａ〜３１ｃについての基準変形量情報とのそれぞれの差分が０であれば加点し、差分がある場合には、差に応じた減点をする。更に、演算手段５４は、直線変位センサ３１ａ〜３１ｃが変位し始めた時から、変位が終了した時までを、変形持続時間として、これらの採点に乗算する。
【００５５】
次に、訓練者は、図６（Ｂ）の状態から、挿入部Ｘを、図６（Ｃ）に示すように更に右回転させる。この挿入部Ｘの更に右回転によりαループが解除される。
この操作では、挿入部Ｘの更なる右回転により、直腸・Ｓ状結腸移行部２０３ｂが右回転して、直線変位センサ３１ｂが更に伸張する。このときにおいても、直線変位センサ３１ａ，３１ｃは変位しないのが望ましい。
【００５６】
従って、直線変位センサ３１ｂについての基準変形量情報は、図６（Ｃ）に示す状態から更に伸張したときの値を示している。また、直線変位センサ３１ａ，３１ｃについての基準変形量情報は、初期状態の値を示している。
【００５７】
演算手段５４は、このときの直線変位センサ３１ａ〜３１ｃからの変形量情報と、これらの直線変位センサ３１ａ〜３１ｃについての基準変形量情報とのそれぞれの差分が０であれば加点し、差分がある場合には、差に応じた減点をする。更に、演算手段５４は、直線変位センサ３１ａ〜３１ｃが変位し始めた時から、変位が終了した時までを、変形持続時間として、これらの採点に乗算する。
【００５８】
次に、訓練者は、図６（Ｄ）に示すように、挿入部Ｘを引き、挿入部Ｘのアップアングル状態の先端部によりＳ状結腸２０３を手繰り寄せることで、Ｓ状結腸２０３を短縮する。
この操作では、直腸・Ｓ状結腸移行部２０３ｂはそのままの位置で、Ｓトップ部２０３ａは、直線変位センサ３１ａが伸張する方向に変位し、Ｓ状結腸・下行結腸移行部２０３ｃは、直線変位センサ３１ｃが収縮する方向に変位するのが望ましい。
【００５９】
従って、直線変位センサ３１ｂについての基準変形量情報は、図６（Ｃ）に示す状態と同じ値を示している。また、直線変位センサ３１ａについての基準変形量情報は、初期状態から伸張した値を示している。また、直線変位センサ３１ｃについての基準変形量情報は、初期状態から収縮した値を示している。
演算手段５４は、これらの基準変形量情報と、このときの直線変位センサ３１ａ〜３１ｃからの変形量情報とから採点する。更に、演算手段５４は、これらの採点に変形持続時間を乗算する。
【００６０】
次に、訓練者は、挿入部Ｘを、図６（Ｅ）に示すように、挿入部Ｘの先端部のアップアングルを解除して進行させることで、Ｓ状結腸２０３を通過させ、下行結腸２０４へ進行させる。
この操作では、Ｓトップ部２０３ａおよび直腸・Ｓ状結腸移行部２０３ｂはそのままの位置で、Ｓ状結腸・下行結腸移行部２０３ｃは、直線変位センサ３１ｃが伸張する方向に変位するのが望ましい。
【００６１】
従って、直線変位センサ３１ａ，３１ｂについての基準変形量情報は、図６（Ｄ）に示す状態と同じ値を示している。また、直線変位センサ３１ｃについての基準変形量情報は、初期状態から伸張した値を示している。
演算手段５４は、これらの基準変形量情報と、このときの直線変位センサ３１ａ〜３１ｃからの変形量情報とから採点する。更に、演算手段５４は、これらの採点に変形持続時間を乗算する。
【００６２】
ここで、αループとなったＳ状結腸２０３を解除せずに、挿入部Ｘをαループに沿って挿入したときの評価法について、図７（Ａ）から同図（Ｃ）に基づいて説明する。なお、図７（Ａ）から同図（Ｃ）においては、直線変位センサ３１は、図６（Ａ）から同図（Ｅ）を用いて説明したαループを解除するときの評価法と同じ位置である。
【００６３】
図７（Ａ）に示すように、まず、訓練者は、内視鏡の挿入部Ｘを肛門２０３ａからＳトップ部２０３ａまで、そのまま直線的に挿入して進行させる。この状態では、挿入部ＸがＳトップ部２０３ａまで進行しても、直線変位センサ３１ａ〜３１ｃは初期状態のままである。肛門２０１からＳトップ部２０３ａまでの変形が初期状態であるため、演算手段５４は、このときの直線変位センサ３１ａ〜３１ｃからの変形量情報と、初期状態の基準変形量情報とから、差分が０であれば加点する。
【００６４】
しかし、図７（Ｂ）に示すように、訓練者が、挿入部ＸをＳトップ部２０３ａに至ってもそのまま直線的に進行させてしまうと、挿入部ＸがＳトップ部２０３ａを押し上げることでＳトップ部２０３ａが伸展しなくなる。訓練者は、挿入部Ｘの直線的な進行が困難になったことを契機に、挿入部Ｘにアップアングルを掛ける。
この操作により、直線変位センサ３１ａが収縮する方向に変位し、直線変位センサ３１ｂが変位せず、直線変位センサ３１ｃが伸長する方向に変位する。
従って、直線変位センサ３１ａからの変形量情報が基準変形量情報より収縮した状態を示し、直線変位センサ３１ｂからの変形量情報が基準変形量情報と同じ値を示し、直線変位センサ３１ｃからの変形量情報が基準変形量情報より伸長した状態を示す。
【００６５】
このような、挿入部ＸをＳトップ部２０３ａに至ってもそのまま直線的に進行させるような操作は、患者に苦痛を与えるため、演算手段５４は変形量情報と基準変形量情報とに基づいて減点する。更に、演算手段５４は、これらの採点に変形持続時間を乗算して採点とする。つまり、苦痛の持続時間が長ければ減点の度合いが大きくなる。
【００６６】
次に、訓練者は、図７（Ｂ）の状態から、挿入部Ｘを、図７（Ｃ）に示すように、そのまま直線的に進行させて下降させる。そして、訓練者は、挿入部Ｘを、直線変位センサ３１ｃが接続された部位まで進行を続け、伸展しなくなったことを契機に挿入部Ｘにアップアングルを掛けて、Ｓ状結腸・下行結腸移行部２０３ｃへ向けて進行させる。
【００６７】
この操作により、直線変位センサ３１ａおよび直線変位センサ３１ｂは、図７（Ｂ）の状態から変位せず、直線変位センサ３１ｃは収縮する方向に変位する。
従って、直線変位センサ３１ａと直線変位センサ３１ｂとからの変形量情報が基準変形量情報と同じ値を示し、直線変位センサ３１ｃからの変形量情報が基準変形量情報より収縮した状態を示す。
【００６８】
このような図７（Ｃ）に示す操作においても、患者に苦痛を与えるため、演算手段５４は変形量情報と基準変形量情報とに基づいて減点する。更に、演算手段５４は、これらの採点に変形持続時間を乗算して採点とする。
このように、演算手段５４は、患者に苦痛が伴う操作を訓練者が行うことで、加点だけでなく、減点となる採点を行うので、総合的な採点として操作を評価することができる。
【００６９】
このようにして、訓練者は、内視鏡を、腸管モデル２０内に進行させる。そして、訓練が終了すると、入力手段６１のストップボタンを押下する。
演算手段５４は、入力手段６１のストップボタンが押下されたことで時間の計測を終了する。演算手段５４は、スタートボタンの押下からストップボタンの押下までを、訓練に要した時間を示す時間情報として、記憶手段５２に格納する。
記憶手段５２には、基準となる時間情報が基準時間情報として格納されている。演算手段５４は、訓練者の時間情報と、基準となる基準時間情報とから差分を算出して、この差分を採点の要素とする。つまり、演算手段５４は、基準時間情報に近ければ加点を大きく、差分が大きければ加点を小さく、または減点する。
【００７０】
演算手段５４は、採点の結果、訓練時間を表示手段５３に表示する。図１の例では、「得点」が８５点、「検査時間」を示す訓練時間が４分３０秒、そして、演算手段５４は、採点の結果に基づいて、苦痛の度合いを、顔を象ったマークにより３段階で表示している。
【００７１】
演算手段５４は、顔を象ったマークを、採点の結果に基づいて表示することもできるが、操作中にリアルタイムに、苦痛の度合いに応じて表示手段５３に表示させることもできる。例えば、演算手段５４により採点で、加点が大きれば笑顔の表情、加点が小さいまたは減点であれば苦痛の表情とすることで、訓練者は顔を象ったマークにより、内視鏡の操作を即時に矯正することが可能である。また、制御装置６０に音声発生手段を設ければ、顔の表情に対応した、例えば、「先生、苦しいです！」、「先生、痛いです！」、「先生、すごく痛いです！」、「もう我慢できません」、「もう止めて下さい！！」等の音声にして発生することも可能である。
【００７２】
以上のように、本実施の形態１に係る内視鏡用訓練装置１０によれば、腸管モデル２０に内視鏡が挿入されると、腸管モデル２０の形状変形をセンサ手段３０が検知して、腸管モデル２０の変形量に基づいて、評価手段５０が内視鏡の挿入操作を採点するため、訓練者の技量を正確に評価することができる。従って、内視鏡用訓練装置１０は、訓練者の内視鏡操作の習熟を短期間に向上させることができる。
【００７３】
また、評価手段５０の演算手段５４が、基準となる変形量情報を基準変形量情報として、訓練者が内視鏡を操作したときの変形量情報との差分を算出して、時間情報を乗じて採点することで、訓練者の操作による腸管モデル２０の変形が、基準となる操作者よりも劣っていれば患者が苦痛を受けていると判定することができ、優れていれば患者に苦痛を与えることなく内視鏡を操作していると判定することができる。
また、腸管モデル２０に、腸管の蠕動運動を再現する蠕動運動手段４０が設けられているので、訓練者は、人体の腸管に則した訓練を行うことができる。
【００７４】
上記採点では、演算手段５４が、直線変位センサ３１ａ〜３１ｃの変位に基づいて腸管モデル２０の変形量を測定していた。しかし、蠕動運動手段４０により腸管モデル２０の蠕動運動を再現しているため、腸管モデル２０の蠕動運動による腸管モデル２０の縮径または拡径が、直線変位センサ３１ａ〜３１ｃの変位に影響を与える。
【００７５】
例えば、運動制御手段４２が腸管モデル２０の拡径を指示しているときには、直線変位センサ３１が収縮方向に変位する。また、運動制御手段４２が腸管モデル２０の縮径を指示しているときには、直線変位センサ３１が伸張方向に変位する。従って、演算手段５４は、腸管モデル２０の縮径または拡径による変形量をノイズとして除去することで、内視鏡による腸管モデル２０の変形を正確に測定することができる。
なお、この蠕動運動は、入力手段６１から運動制御手段４２への指示により有効としたり無効としたりすることができる。訓練者が、運動制御手段４２による腸管モデル２０への蠕動運動を再現した状態で訓練する場合には、腸管モデル２０の縮径または拡径による変形量をノイズとして除去すると共に、蠕動運動を再現しない場合と比較して、内視鏡の操作の難易度が上がることから、蠕動運動を再現することを選択することで加点としてもよい。
【００７６】
また、上記例では、直線変位センサ３１ａ〜３１ｃの変位に基づいて腸管モデル２０の変形量を測定していたが、曲げセンサ３２によっても、内視鏡の挿入により腸管モデル２０の曲がりの変化による患者の苦痛度合いを測定することができる。従って、演算手段５４は、曲げセンサ３２からの曲がり量を示す変形量情報と、記憶手段５２に格納された基準変形量情報とに基づいて採点することができる。
【００７７】
更に、上記説明では、図６に示すように、Ｓ状結腸２０３がαループとなった状態で、内視鏡の挿入部ＸをＳ状結腸２０３に挿入しながら、Ｓ状結腸２０３を短縮して、αループを解除して下行結腸２０４へ向かわせる操作であった。しかし、腸管モデル２０は、このαループとなったＳ状結腸２０３の状態以外に、例えば、Ｓ状結腸過長、Ｎループ、裏αループ、横行結腸過長、またはこれらの組み合わせ等とすることができる。
【００７８】
Ｓ状結腸２０３のαループを内視鏡の操作により解除して、Ｓ状結腸２０３を短縮する操作は、最も苦痛のない挿入法である。このときの採点がもっと高得点となるように基準変形量情報を設定する。
そして、αループを解除しないで、αループに沿って最後まで挿入する場合と、途中、即ち、一旦Ｓ状結腸２０３をやり過ごして下行結腸２０４に挿入した後に、αループを解消した場合に、Ｓ状結腸２０３ではαループが解消できなかったが、この下行結腸２０４の口側部分に達する前に、αループを解消したことを、下行結腸２０４の口側部分に設けたセンサ手段３０により判断することで、次点の理想的挿入法と判定することも可能である。
【００７９】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る内視鏡用訓練装置について、図面に基づいて説明する。なお、図８および図９においては、図１および図４（Ｂ）と同じ構成のものは同符号を付して説明を省略する。
【００８０】
図８に示すように、本実施の形態２に係る内視鏡用訓練装置１０ｘは、蠕動運動手段４０ｘの腸管当接部４１０が、押圧体が腸管モデル２０に取り付けられ、固定されている。
図９に示すように、腸管モデル２０は、腸壁が窪んだ部分が凹み易い部位２０ａであると共に、この凹み易い部位２０ａを除いた残余部分が、凹み易い部位２０ａに対して、凹み難い部位２０ｂである。
【００８１】
腸管当接部４１０は、この凹み難い部位２０ｂに取り付けられ固定された複数の押圧体４１３と、複数の押圧体４１３を連結する紐状体４１１とにより形成されている。
図８に示す例では、腸管モデル２０のヵ所の凹み難い部位２０ｂに、押圧体４１３が取り付けられ、隣り合う押圧体４１３同士を紐状体４１１が連結すると共に、それぞれの押圧体４１３から紐状体４１１が延びて駆動手段４３（図３参照）に接続されている。このようにして、３組の腸管当接部４１０ａ〜４１０ｃが腸管モデル２０に配置されている。
【００８２】
腸管当接部４１０ａ〜４１０ｃのそれぞれの紐状体４１１に通電することで、紐状体４１１が収縮して、押圧体４１３を引き寄せる。押圧体４１３が引き寄せられ、互いが接近することで、凹み難い部位２０ｂが押圧されて、腸管モデル２０が縮径する。
また、紐状体４１１を非通電とすることで、紐状体４１１が伸張して元の状態に復帰して、押圧体４１３が離間するので、凹み難い部位２０ｂが膨らみ、腸管モデル２０が拡径する。
このように、腸管当接部４１０は、腸管モデル２０に凹み難い部位２０ｂがあっても、平均的に腸管モデル２０を縮径させることができる。
【００８３】
以上、本実施の形態１，２に係る内視鏡用訓練装置１０，１０ｘを説明したが、本発明は前記実施の形態１，２に限定されるものではない。内視鏡用訓練装置１０，１０ｘは腸管モデル２０が大腸であったが、小腸も備えるようにしてもよい。また、センサ手段３０は、直線変位センサ３１と曲げセンサ３２とを備えているが、センサ手段として、加速度センサにより急激な腸管の変形を検知するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明の内視鏡用装置は、未熟な操作者が内視鏡の操作技術を向上させることができるので、医療教育施設や医療施設、科学館などの展示施設に好適である。
【符号の説明】
【００８５】
１０，１０ｘ  内視鏡用訓練装置
２０  腸管モデル
２０１  肛門
２０２  直腸
２０３  Ｓ状結腸
２０３ａ  Ｓトップ部
２０３ｂ  直腸・Ｓ状結腸移行部
２０３ｃ  Ｓ状結腸・下行結腸移行部
２０４  下行結腸
２０５  横行結腸
２０６  上行結腸
２０７  盲腸
２０８  虫垂
２０ａ  凹み易い部位
２０ｂ  凹み難い部位
２１  筐体
２１１  前面壁部
２１２  開口部
３０  センサ手段
３１，３１ａ〜３１ｃ  直線変位センサ
３２  曲げセンサ
４０，４０ｘ  蠕動運動手段
４１，４１０，４１０ａ〜４１０ｃ  腸管当接部
４１１  紐状体
４１２，４１３  押圧体
４２  運動制御手段
４３  駆動手段
５０  評価手段
５１  ＡＤ変換手段
５２  記憶手段
５３  表示手段
５４  演算手段
６０  制御装置
６１  入力手段
Ｘ  挿入部
【図１】
2015196075.tif 000003
【図２】
2015196075.tif 000004
【図３】
2015196075.tif 000005
【図４】
2015196075.tif 000006
【図５】
2015196075.tif 000007
【図６】
2015196075.tif 000008
【図７】
2015196075.tif 000009
【図８】
2015196075.tif 000010
【図９】
2015196075.tif 000011