(57)【要約】医療用マニピュレータ(1)はエンドエフェクタ(13)及び長尺部(14)を有する。長尺部(14)の基端側に第一の基端部(20)が設けられている。第一の基端部(20)をモータユニット(30)に装着するとき、第一の基端部(20)の係合条部(27)がモータユニット(30)の被係合部(42)の溝部(43)に向かって押し込まれる。すると、係合条部(27)が溝部(43)のテーパ面(44)に接して、係合条部(27)が被係合部(42)を回転させる。溝部(43)が係合条部(27)と同方向となるまで被係合部(42)が回転すると、係合条部(27)は溝部(43)と完全に係合する。よって、モータユニット(30)のアクチュエータ(33)で被係合部(42)を回転させると、その回転は係合条部(27)に伝達される。係合条部(27)が回転すると、エンドエフェクタ(13)又は長尺部(14)の関節部(15)が動く。第一の基端部(20)をモータユニット(30)に装着するとき、係合条部(27)は回転しないので、エンドエフェクタ(13)又は関節部(15)が意図せずに動くことがない。
2016194868.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンドエフェクタと、  前記エンドエフェクタの基端側に接続された長尺部と、  前記長尺部の基端側に接続された第一の基端部と、  前記第一の基端部に設けられ、前記長尺部又は前記エンドエフェクタを動作させるための動力を前記第一の基端部から伝達する第一伝達部と、  前記第一の基端部に対して着脱可能な第二の基端部と、  前記第二の基端部に設けられ、前記エンドエフェクタ及び前記長尺部を動作させる動力を発生する駆動部と、  前記第二の基端部に設けられ、前記駆動部が発生する動力を前記第一伝達部に伝達する第二伝達部と、  前記第一伝達部に設けられ、前記第一の基端部が前記第二の基端部に装着される過程で前記第二伝達部に係合し、前記長尺部又は前記エンドエフェクタを動作させるために回転可能な突起部と、  前記第二伝達部に設けられ、前記第一の基端部と前記第二の基端部との装着過程で前記突起部に対して係合可能であり、前記突起部に対する係合過程で前記突起部の形状に基づいた所定の位置関係となるように前記突起部に押されて回転可能な被係合部と、  前記駆動部に指令を与える制御部と、  前記制御部に指令を与える操作部と、  を備えた医療用マニピュレータ。
【請求項２】
前記被係合部は、前記突起部と接触可能なテーパー面を有する  請求項１に記載の医療用マニピュレータ。
【請求項３】
前記制御部は、前記第一の基端部と前記第二の基端部との装着過程で、前記被係合部が前記所定の位置関係になるように前記駆動部に指令を与える  請求項１に記載の医療用マニピュレータ。
【請求項４】
前記制御部は、前記所定の位置関係をなして前記突起部と前記被係合部とが係合しているか否かを検知し、前記所定の位置関係をなして前記突起部と前記被係合部とが係合している場合に前記操作部を初期化する  請求項１に記載の医療用マニピュレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、医療用マニピュレータに関する。本願は、２０１５年６月１日に、日本国に出願された特願２０１５−１１１３２９号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】  従来、体内の処置対象部位に処置具を挿入し、体外でこの処置具を動作させる遠隔操作を用いた手術が知られている。また、遠隔操作による手術等の医療行為を行うための医療用マニピュレータが知られている（たとえば特許文献１，２，及び３参照）。【０００３】  たとえば特許文献１，２，及び３に開示された医療用マニピュレータは、患者の体内に直接触れる清潔域と、患者に触れることのない不潔域とが設定されており、清潔域に属する機器と不潔域に属する機器とを着脱することができる。特許文献１，２，及び３に開示された医療用マニピュレータでは、清潔域に配されたエンドエフェクタを動作させるための動力伝達経路が、清潔域と不潔域との間で分離可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第７９６３９１３号明細書
【特許文献２】米国特許第７５２４３２０号明細書
【特許文献３】国際公開第２０１０／１２６１２７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  特許文献１，２，及び３に開示された技術では、エンドエフェクタが配された清潔域と操作部が配された不潔域との間で動力伝達可能となるように清潔域の機器と不潔域の機器とを接続する過程で、エンドエフェクタや操作部が意図せずに動く可能性がある。たとえばエンドエフェクタが体内で意図せずに動く可能性がある構成であると、エンドエフェクタが体内の組織に接触しないように慎重な操作が求められる。【０００６】  本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、医療用マニピュレータの清潔域と不潔域との着脱の過程におけるエンドエフェクタの意図しない動作を起こりにくくすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  本発明の第一の態様に係る医療用マニピュレータは、エンドエフェクタと、前記エンドエフェクタの基端側に接続された長尺部と、前記長尺部の基端側に接続された第一の基端部と、前記第一の基端部に設けられ、前記長尺部又は前記エンドエフェクタを動作させるための動力を前記第一の基端部から伝達する第一伝達部と、前記第一の基端部に対して着脱可能な第二の基端部と、前記第二の基端部に設けられ、前記エンドエフェクタ及び前記長尺部を動作させる動力を発生する駆動部と、前記第二の基端部に設けられ、前記駆動部が発生する動力を前記第一伝達部に伝達する第二伝達部と、前記第一伝達部に設けられ、前記第一の基端部が前記第二の基端部に装着される過程で前記第二伝達部に係合し、前記長尺部又は前記エンドエフェクタを動作させるために回転可能な突起部と、前記第二伝達部に設けられ、前記第一の基端部と前記第二の基端部との装着過程で前記突起部に対して係合可能であり、前記突起部に対する係合過程で前記突起部の形状に基づいた所定の位置関係となるように前記突起部に押されて回転可能な被係合部と、前記駆動部に指令を与える制御部と、前記制御部に指令を与える操作部と、を備える。【０００８】  本発明の第二の態様によれば、第一の態様に係る医療用マニピュレータでは、前記被係合部は、前記突起部と接触可能なテーパー面を有していてもよい。【０００９】  本発明の第三の態様によれば、第一の態様に係る医療用マニピュレータでは、前記制御部は、前記第一の基端部と前記第二の基端部との装着過程で、前記被係合部が前記所定の位置関係になるように前記駆動部に指令を与えてもよい。【００１０】  本発明の第四の態様によれば、第一の態様に係る医療用マニピュレータでは、前記制御部は、前記所定の位置関係をなして前記突起部と前記被係合部とが係合しているか否かを検知してもよく、前記所定の位置関係をなして前記突起部と前記被係合部とが係合している場合に前記操作部を初期化してもよい。
【発明の効果】
【００１１】  本発明によれば、医療用マニピュレータの清潔域と不潔域との着脱の過程におけるエンドエフェクタの意図しない動作を起こりにくくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る医療用マニピュレータを示す全体図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る医療用マニピュレータの一部を示す斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る医療用マニピュレータのブロック図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る医療用マニピュレータの一部を示す斜視図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る医療用マニピュレータの処置具を示す模式図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る医療用マニピュレータのモータユニットを示す模式図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係る医療用マニピュレータのモータユニットの内部構造の概念図である。
【図８】本発明の第１実施形態に係る医療用マニピュレータの処置具の第一伝達部に設けられた突起部を示す斜視図である。
【図９】本発明の第１実施形態に係る医療用マニピュレータの処置具の第一伝達部に設けられた突起部を示す平面図である。
【図１０】本発明の第１実施形態に係る医療用マニピュレータのモータユニットの第二伝達部に設けられた被係合部を示す斜視図である。
【図１１】本発明の第１実施形態に係る医療用マニピュレータのモータユニットの第二伝達部に設けられた被係合部を示す平面図である。
【図１２】本発明の第１実施形態に係る医療用マニピュレータの突起部に対する被係合部の係合前の状態を示す模式図である。
【図１３】本発明の第１実施形態に係る医療用マニピュレータの突起部に対する被係合部の係合動作を説明するための模式図である。
【図１４】本発明の第１実施形態に係る医療用マニピュレータの動作を説明するためのフローチャートである。
【図１５】本発明の第１実施形態に係る医療用マニピュレータのモータユニットに対する処置具の着脱過程を説明するためのフローチャートである。
【図１６】本発明の第１実施形態に係る医療用マニピュレータの変形例におけるモータユニットの構成を示す模式図である。
【図１７】本発明の第１実施形態に係る医療用マニピュレータの変形例の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１８】本発明の第１実施形態に係る医療用マニピュレータの他の変形例における処置具の構成を示す模式図である。
【図１９】本発明の第１実施形態に係る医療用マニピュレータの他の変形例におけるモータユニットの構成を示す模式図である。
【図２０】本発明の第２実施形態に係る医療用マニピュレータの一部の構成を示す模式図である。
【図２１】本発明の実施形態に係る医療用マニピュレータにおける設計変更の一例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】（第１実施形態）  本発明の第１実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る医療用マニピュレータを示す全体図である。図２は、医療用マニピュレータの一部を示す斜視図である。図３は、医療用マニピュレータのブロック図である。図４は、医療用マニピュレータの一部を示す斜視図である。図５は、医療用マニピュレータの処置具を示す模式図である。図６は、医療用マニピュレータのモータユニットを示す模式図である。図７は、モータユニットの内部構造の概念図である。図８は、処置具の第一伝達部に設けられた突起部を示す斜視図である。図９は、処置具の第一伝達部に設けられた突起部を示す平面図である。図１０は、モータユニットの第二伝達部に設けられた被係合部を示す斜視図である。図１１は、モータユニットの第二伝達部に設けられた被係合部を示す平面図である。
【００１４】  図１に示すように、本実施形態に係る医療用マニピュレータ１は、マスタマニピュレータ２と、スレーブマニピュレータ７と、コントローラ５０（制御部）とを備えている。
【００１５】  マスタマニピュレータ２は、マスタアーム３と、表示部６とを有している。
【００１６】  マスタアーム３は、後述する処置具１２や内視鏡１００等の医療機器を体外から操作するために設けられている。たとえば、本実施形態のマスタアーム３は、処置具１２を動作させるための指令を与える操作部として機能する。マスタアーム３は、コントローラ５０に設けられた後述するマスタ制御部５１に接続されている。マスタアーム３は、グリップ部４と多関節アーム５とを有している。
【００１７】  グリップ部４は、操作者がマスタアーム３を動作させるために把持するために、マスタアーム３の端部に設けられている。
【００１８】  多関節アーム５は、複数の関節を有していることにより少なくとも一の自由度を有する。多関節アーム５は、グリップ部４の位置及び姿勢を検知するための不図示の複数のエンコーダを有している。操作者がマスタアーム３のグリップ部４を把持して多関節アーム５を移動させる動作は、各エンコーダによって、処置具１２や内視鏡１００等を動作させるために必要な情報に変換される。さらに、多関節アーム５の複数の関節の配置は、処置具１２と同様な配置、すなわち相似な関係であってもよい。その場合において、多関節アーム５の各関節を動かした動作が処置具１２での動作に反映されるため、操作者は直感的な操作を行うことができる。
【００１９】  表示部６は、後述する内視鏡１００が撮像した画像や、本実施形態に係る医療用マニピュレータ１の操作に必要な情報等を表示するために設けられている。表示部６は、コントローラ５０に接続されている。表示部６は、たとえばコントローラ５０が出力するビデオ信号に基づいた映像を表示する。表示部６の構成は特に限定されない。
【００２０】  スレーブマニピュレータ７は、医療用オーバーチューブ８と、処置具１２と、モータユニット３０と、スレーブアーム４９とを有している。
【００２１】  図１及び図２に示すように、医療用オーバーチューブ８は、処置具１２を取り付けるための第一ルーメン９及び第二ルーメン１０と、内視鏡１００を取り付けるための第三ルーメン１１とを有している。医療用オーバーチューブ８は、患者の口等の自然開口から消化管内等に挿入可能な筒状であればよい。また、必要に応じて、医療用オーバーチューブ８は体外における操作に応じて湾曲動作可能であってもよい。なお、医療用オーバーチューブ８は、上記の構成には限られない。たとえば、医療用オーバーチューブ８は、処置具１２が医療用オーバーチューブ８の先端から突出した状態で処置具１２が医療用オーバーチューブ８に固定される構成を有していてもよい。
【００２２】  処置具１２は、体内の処置対象部位に対して体外からの操作に従って処置をするためのマニピュレータである。処置具１２は、医療用オーバーチューブ８の第一ルーメン９又は第二ルーメン１０に挿通させることができる。本実施形態において、処置具１２は、第一ルーメン９に挿入可能な第一処置具１２Ａと、第二ルーメン１０に挿入可能な第二処置具１２Ｂとを有している。なお、本実施形態に係る医療用マニピュレータ１は、処置具１２を２つ有していることには限らず、処置具１２を１つだけ有していてもよいし、処置具１２を３つ以上有していてもよい。  本実施形態では、第一処置具１２Ａと第二処置具１２Ｂとは、体内の処置対象部位に対して切開、把持、縫合等の処置をするための構成を有している。第一処置具１２Ａの構成と第二処置具１２Ｂの構成とは、互いに同じであってもよいし、互いに異なっていてもよい。以下では、２つの処置具１２のうちの第一処置具１２Ａの構成に関して説明し、第二処置具１２Ｂに関する説明は省略される。
【００２３】  第一処置具１２Ａ（以下、単に「処置具１２」という）は、エンドエフェクタ１３と、長尺部１４と、第一の基端部２０とを有している。
【００２４】  エンドエフェクタ１３は、体内の処置対象部位に対して処置をするために、処置具１２の先端に設けられている。  エンドエフェクタ１３の構成は、処置対象部位に対して作用を有する処置部であればよく、特に限定されない。たとえば、エンドエフェクタ１３は、把持鉗子、切開ナイフ、電極など体内の組織に対して外科的処置をするものであってもよく、体内を観察するための光学的又は超音波的な観察装置であってもよい。たとえば、エンドエフェクタ１３は、駆動ワイヤＷ２による牽引操作に応じて開閉動作可能な一対のジョーを有する把持鉗子や、高周波電流が通電されて組織を切開するナイフ等であってもよい。
【００２５】  長尺部１４は、エンドエフェクタ１３を体内の処置対象部位まで案内するために体内に挿入される長尺な可撓性部材である。本実施形態において、長尺部１４は、全体として可撓性を有している。可撓性を有する長尺部１４は、エンドエフェクタ１３を、口等の自然開口から消化管内等を通じ消化管等の走行に沿って処置対象部位まで案内することができる。  なお、長尺部１４は、可撓性を有していてもよいし、実質的に直線状をなす硬質な部材であってもよい。以下では、可撓性を有する長尺部１４の構成の一例が示されている。
【００２６】  可撓性を有する長尺部１４は、関節部１５と、可撓管部１７とを有している。
【００２７】  関節部１５は、長尺部１４の中心線方向に並べられ互いに連結された複数の関節要素１６を有しており、全体として湾曲変形可能である。関節部１５における最も先端側の関節要素１６には、関節部１５を湾曲変形させるための力量を第一の基端部２０側から伝達するアングルワイヤＷ１が接続されている。
【００２８】  可撓管部１７は、医療用オーバーチューブ８が湾曲された状態にあるときの第一ルーメン９又は第二ルーメン１０の湾曲形状に倣った湾曲形状となることができる程度に柔軟性を有する筒状部材である。可撓管部１７の内部には、関節部１５を湾曲変形させるためのアングルワイヤＷ１と、エンドエフェクタ１３を動作させるための駆動ワイヤＷ２と、が挿通されている。
【００２９】  図４，図５，及び図７に示すように、第一の基端部２０は、第一筐体２１と、第一伝達部２２とを有している。
【００３０】  第一筐体２１は、可撓管部１７の基端に固定されている。第一筐体２１の内部は可撓管部１７の内部と連通されている。可撓管部１７の内部に配された上述の駆動ワイヤＷ２やアングルワイヤＷ１等の基端は、第一筐体２１内に配されている。第一筐体２１は、後述する突起部２６を外部に露出させることが可能な開口部２１ａ（図７参照）を有している。
【００３１】  第一伝達部２２は、第一回転体２３と、突起部２６とを有している。
【００３２】  図７に示すように、第一回転体２３は、アングルワイヤＷ１の基端部分又は駆動ワイヤＷ２の基端部分が巻き付けられた棒状部材である。駆動ワイヤＷ２及びアングルワイヤＷ１の本数に対応した個数の第一回転体２３が、第一筐体２１内に設けられている。第一回転体２３は、所定の回転中心Ｘ１を中心として回転自在となるように第一筐体２１に連結されている。また、第一回転体２３は、第一の基端部２０が後述するモータユニット３０（第二の基端部）から外れている状態で、アングルワイヤＷ１や駆動ワイヤＷ２等から伝わる牽引力に抗して、第一筐体２１内で回転しない程度の回転抵抗力を有している。たとえば、第一回転体２３は、第一筐体２１に対する所定の大きさの摩擦力を上記の回転抵抗力として有して第一筐体２１に対して摺動可能であってもよい。  本実施形態の第一回転体２３は、たとえば、第一回転体２３の中心線が第一回転体２３における所定の回転中心Ｘ１となっている。また、第一回転体２３の中心線方向の両端２４，２５のうちの第一端部２４が第一筐体２１に対して回転可能となるように、第一端部２４が第一筐体２１に連結されている。
【００３３】  図７から図９までに示す突起部２６は、図７に示す第一回転体２３の中心線方向の両端のうちの第一端部２４と反対側の第二端部２５に設けられている。突起部２６は、第一筐体２１の開口部２１ａから第一筐体２１の外部に露出されている。なお、突起部２６は、後述する被係合部４２が第一筐体２１の開口部２１ａを通じて突起部２６に係合可能であれば、開口部２１ａから突出していてもよいし、開口部２１ａから突出せずに第一筐体２１の内部に位置していてもよい。突起部２６は、第一回転体２３における所定の回転中心Ｘ１（本実施形態では第一回転体２３の中心線）を中心として第一回転体２３と一体的に回転可能である。本実施形態では、突起部２６と第一回転体２３とは一体成型されている。なお、突起部２６と第一回転体２３とが別体であって互いに連結されていてもよい。  本実施形態における突起部２６は、第一回転体２３における所定の回転中心Ｘ１に対して直交する方向に長い係合条部２７を有している。係合条部２７は、後述する被係合部４２に対して所定の位置関係にあるときに被係合部４２と係合するように、被係合部４２の形状に基づいた形状を有している。
【００３４】  図４，図６，及び図７に示すように、モータユニット３０は、第一の基端部２０に対して着脱可能な第二の基端部として、処置具１２の基端側に着脱可能である。
【００３５】  モータユニット３０は、第二筐体３１と、駆動部３２と、第二伝達部３８と、処置具装着センサ４５とを有している。
【００３６】  第二筐体３１は、第二伝達部３８及び駆動部３２が内部に収容された容器形状を有している。第二筐体３１は、第一筐体２１に対して、たとえば手作業で着脱可能である。
【００３７】  図７に示すように、駆動部３２は、アクチュエータ３３と、第一のエンコーダ３４と、減速機構３５と、第二のエンコーダ３６と、制御器３７とを備えている。
【００３８】  アクチュエータ３３は、後述するスレーブ制御部５２が駆動部３２に与える指令及び制御器３７からの指令に従って動作する。アクチュエータ３３は、エンドエフェクタ１３及び長尺部１４を動作させる動力を発生する。アクチュエータ３３が発する動力は第二伝達部３８に伝達される。
【００３９】  第一のエンコーダ３４は、アクチュエータ３３の回転量を検知するために、制御器３７及びスレーブ制御部５２に接続されている。
【００４０】  減速機構３５は、たとえば複数の歯車を有し、アクチュエータ３３が発する動力を減速して第二伝達部３８へと伝達するために、アクチュエータ３３及び第二伝達部３８に接続されている。
【００４１】  第二のエンコーダ３６は、第二伝達部３８の後述する第二回転体３９の回転量を検知するために、第二回転体３９に取り付けられている。
【００４２】  制御器３７は、第一のエンコーダ３４及び第二のエンコーダ３６に接続されている。さらに、制御器３７は、第一のエンコーダ３４によって検知された回転量と第二のエンコーダ３６によって検知された回転量の差に基づいてアクチュエータ３３を回転動作させるように、アクチュエータ３３の動作を制御する。
【００４３】  本実施形態に係る医療用マニピュレータ１は、上記の第一のエンコーダ３４及び第二のエンコーダ３６を用いて検知した回転量の情報を利用して、モータユニット３０（第二の基端部）に対する第一の基端部２０の装着過程で、能動的に第二回転体３９を動作させる。
【００４４】  なお、第二のエンコーダ３６に代えて不図示のトルクセンサを有していてもよい。この場合のトルクセンサは、第一回転体２３に設けられた係合条部２７（突起部２６）が第二回転体３９を回転させようとするトルクを検出することにより、第二回転体３９を回転させるべき方向をコントローラ５０に特定させることができる。また、トルクセンサに代えて不図示のポテンショメータを備えていても同様の効果を奏する。
【００４５】  図７に示すように、第二伝達部３８は、第二回転体３９と、被係合部４２とを有している。
【００４６】  第二回転体３９は、駆動部３２のアクチュエータ３３が発生する動力を受けて回転可能な棒状部材である。第二回転体３９は、所定の回転中心Ｘ２を中心として回転自在となるように第二筐体３１に連結されている。第二回転体３９の回転中心は、モータユニット３０（第二の基端部）に第一の基端部２０が装着されている状態で、第一回転体２３の回転中心と同軸状をなしている。第二回転体３９の個数は、第一回転体２３の個数に対応した数に設定されている。本実施形態の第二回転体３９の個数は第一回転体２３と同一であり、全ての第二回転体３９は第二筐体３１内に配されている。  本実施形態の第二回転体３９の中心線は、第二回転体３９における所定の回転中心Ｘ２となっている。また、第二回転体３９の中心線方向の両端４０，４１のうちの第一端部４０は、駆動部３２に接続されている。
【００４７】  図７，図１０，及び図１１に示すように、被係合部４２は、第二回転体３９の中心線方向の両端４０，４１のうちの第一端部４０と反対側の第二端部４１に設けられている。被係合部４２は、第二回転体３９における所定の回転中心Ｘ２（本実施形態では第二回転体３９の中心線）を中心として第二回転体３９と一体的に回転可能である。本実施形態では、被係合部４２と第二回転体３９とは一体成型されている。なお、被係合部４２と第二回転体３９とが別体であって互いに連結されていてもよい。  本実施形態における被係合部４２は、第二回転体３９における所定の回転中心Ｘ２に対して直交する方向に長い溝部４３を有している。溝部４３は、突起部２６の係合条部２７に対して所定の位置関係にあるときに突起部２６と係合するように、突起部２６の形状に基づいた形状を有している。
【００４８】  溝部４３は、突起部２６の係合条部２７が接触可能なテーパー面４４を有している。テーパー面４４により、突起部２６の係合条部２７の向きに溝部４３の向きが倣うように第二回転体３９をスムーズに回転させることができる。溝部４３に設けられたテーパー面４４は、溝部４３の向きと係合条部２７の向きとが互いに所定の許容範囲内でずれていても係合条部２７が溝部４３内に入るように、係合条部２７に向かって広がっている。さらに、テーパー面４４は、係合条部２７が溝部４３に押し込まれることで溝部４３が係合条部２７の向きに沿うように移動することができるように、第二回転体３９の第一端部４０側へ行くに従って漸次狭くなるＶ字状構造を有している。
【００４９】  処置具装着センサ４５は、たとえば光センサ等によって構成されている。処置具装着センサ４５は、モータユニット３０（第二の基端部）に対して第一の基端部２０が所定距離以上離れている場合に、モータユニット３０（第二の基端部）に対する第一の基端部２０の装着が行われ得る状態であるとコントローラ５０に判定させる信号を発することができる。また、処置具装着センサ４５は、モータユニット３０（第二の基端部）に対する第一の基端部２０の距離に応じてオンとオフが切り替わる接触センサであってもよい。処置具装着センサ４５の具体的な構成及び着脱状態の検出手順は特に限定されない。
【００５０】  図１に示すスレーブアーム４９は、モータユニット３０（第二の基端部）が取り付けられた多関節ロボットである。スレーブアーム４９は、マスタマニピュレータ２に対する操作者による操作に基づいてスレーブ制御部５２が与える指令に従って動作する。
【００５１】  図１に示すコントローラ５０は、図３に示すように、マスタ制御部５１と、スレーブ制御部５２と、モード制御部５３とを有している。
【００５２】  マスタマニピュレータ２のマスタアーム３に対する操作に基づいて、マスタアーム３の各エンコーダが情報を出力する。マスタ制御部５１は、マスタアーム３の各エンコーダが出力する情報を受け取る。マスタ制御部５１は、受け取った情報に基づいてマスタアーム３に対して操作者が行う操作を受け付け、スレーブ制御部５２を動作させるための所定の指令を生成してスレーブ制御部５２へと出力する。マスタ制御部５１の構成は特に限定されず、公知の動作フローが適宜適用されてもよい。
【００５３】  スレーブ制御部５２は、マスタ制御部５１が生成してスレーブ制御部５２へと出力した上記の所定の指令に基づいて、スレーブアーム４９及び処置具１２を動作させる。すなわち、スレーブ制御部５２は、スレーブアーム４９及び処置具１２に対して指令を与える。
【００５４】  モード制御部５３は、目標値制御モード（第一モード）とアシスト制御モード（第二モード）との切り替えを行う。目標値制御モード（第一モード）は、モータユニット３０（第二の基端部）に第一の基端部２０を装着した状態で処置具１２を使用するモードである。アシスト制御モード（第二モード）は、モータユニット３０（第二の基端部）に対して第一の基端部２０を着脱するモードである。
【００５５】  目標値制御モードは、マスタアーム３に対する操作入力に対応して、処置具１２を動作させるために駆動部３２に対して所定の指令を与えるモードである。目標値制御モードでは、マスタアーム３に対する操作入力が、駆動部３２の動作目標値を規定する。  アシスト制御モードは、モータユニット３０（第二の基端部）に対する第一の基端部２０の装着過程で駆動部３２を動作させるモードである。
【００５６】  アシスト制御モードにおけるモータユニット３０（第二の基端部）の動作について説明する。図１２は、突起部に対する被係合部の係合前の状態を示す模式図である。図１３は、突起部に対する被係合部の係合動作を説明するための模式図である。
【００５７】  アシスト制御モードにおいて、コントローラ５０（図３参照）は、マスタアーム３に対する入力操作に従って駆動部３２を動作させる指令は出力しない。  アシスト制御モードでは、コントローラ５０は、第一のエンコーダ３４（図７参照）で検知された回転量と第二のエンコーダ３６で検知された回転量との間に差が生じたときに、回転量の差をなくす方向へアクチュエータ３３を動作させる。  アシスト制御モードの下で被係合部４２に対して係合条部２７（突起部２６）を係合させると、被係合部４２は、係合条部２７（突起部２６）に対する係合過程で係合条部２７の形状に基づいた所定の位置関係となるように係合条部２７に押されて回転する。さらに、係合条部２７が被係合部４２を押して第二回転体３９を回転させるための力に加えて、コントローラ５０による制御の下で、制御器３７がアクチュエータ３３を用いて第二回転体３９を回転させるための力により、第二回転体３９が回転動作する。
【００５８】  本実施形態では、第一のエンコーダ３４の回転量と第二のエンコーダ３６の回転量との間の差から特定される第二回転体３９の回転方向へ向けて第二回転体３９を倣い動作（アシスト動作）させるように、コントローラ５０が駆動部３２を制御している。これにより、係合条部２７に対して被係合部４２の向きがあっていない状態（図１２）から、係合条部２７の向きに倣って被係合部４２が位置する状態（図１３）になる。その結果、本実施形態では、モータユニット３０（第二の基端部）に対する第一の基端部２０の装着過程における第二回転体３９及び駆動部３２に対する負荷が低い。
【００５９】  また、本実施形態では、駆動部３２のアクチュエータ３３から第二回転体３９に至るまでの動力伝達経路にギヤ等の減速機構３５が介在されている場合でも、第一の基端部２０とモータユニット３０（第二の基端部）との着脱過程におけるエンドエフェクタ１３及び関節部１５の意図しない動作を軽減することができる。
【００６０】  本実施形態に係る医療用マニピュレータ１の作用について説明する。図１４は、医療用マニピュレータの動作を説明するためのフローチャートである。図１５は、医療用マニピュレータのモータユニットに対する処置具の着脱過程を説明するためのフローチャートである。
【００６１】  まず、医療用マニピュレータ１の起動から処置具１２の使用開始までの動作フローを例示する。  まず、本実施形態に係る医療用マニピュレータ１を起動する。本実施形態では、医療用マニピュレータ１の起動前に処置具１２の第一の基端部２０がモータユニット３０（第二の基端部）に取り付けられていてもよいし、医療用マニピュレータ１の起動時には処置具１２の第一の基端部２０がモータユニット３０（第二の基端部）に取り付けられていなくてもよい。以下では、医療用マニピュレータ１の起動時には処置具１２の第一の基端部２０がモータユニット３０（第二の基端部）に取り付けられていない場合における動作フローを例示する。
【００６２】  医療用マニピュレータ１を起動後、モード制御部５３はスレーブ制御部５２を目標値制御モードに遷移させ（ステップＳ１）、駆動部３２が所定の初期状態（ホームポジション）となるように駆動部３２を動作させる（ステップＳ２）。
【００６３】  なお、ステップＳ２においてモータユニット３０（第二の基端部）に第一の基端部２０が取り付けられている状態であれば、第二回転体３９がホームポジションに位置することで、処置具１２も、ホームポジションに対応した位置及び姿勢となっている。
【００６４】  ステップＳ２の後、モード制御部５３は、スレーブ制御部５２をアシスト制御モードに遷移させる（ステップＳ３）。
【００６５】  ステップＳ３の後、処置具装着センサ４５における検知状態をコントローラ５０が確認し（ステップＳ４）、処置具装着センサ４５において第一の基端部２０がモータユニット３０に装着されていないと判定された場合（ステップＳ５においてＮｏ）には、第二回転体３９のホームポジションを基準とした現在の第二回転体３９の差分角度を計算して上記のステップＳ４へ戻る（ステップＳ６）。ステップＳ４からステップＳ６までの各ステップが繰り返されている間に、処置具１２の第一の基端部２０がモータユニット３０に装着されると、繰り返し実行されるステップＳ６において最新の差分角度が計算される。
【００６６】  また、アシスト制御モードに遷移した状態に含まれている上記のステップＳ４からステップＳ６までの過程では、コントローラ５０は、マスタアーム３に対する入力操作に従って駆動部３２を動作させる指令は出力しない。アシスト制御モードでは、コントローラ５０は、第一のエンコーダ３４の回転量と第二のエンコーダ３６の回転量との間に差が生じたときに、制御器３７を用いて、上記回転量の差をなくす方向へアクチュエータ３３を動作させる。  ステップＳ４からステップＳ６までの各ステップが繰り返されている間にモータユニット３０（第二の基端部）に第一の基端部２０を取り付けると、第一の基端部２０に設けられた第一回転体２３とその係合条部２７（突起部２６）が、第二回転体３９及び駆動部３２を動作させ、係合条部２７（突起部２６）が溝部４３（被係合部４２）に係合する。
【００６７】  処置具装着センサ４５において第一の基端部２０がモータユニット３０に装着されていると判定された場合（ステップＳ５においてＹｅｓ）には、最新の差分角度の情報を有した状態で、処置具１２の種類に対応したプーリ比を取得する（ステップＳ７）。本実施形態におけるプーリ比とは、処置具１２の種類ごとに固有の値であり、処置具１２の第一回転体２３の回転角度に対する関節要素１６の屈曲角度を規定する。たとえば操作者が処置具１２の種類をマスタマニピュレータ２からコントローラ５０に指示する。これにより、コントローラ５０は、駆動部３２の駆動量と、処置具１２のエンドエフェクタ１３及び関節部１５の動作量との関係の基礎となるプーリ比を取得可能である。
【００６８】  ステップＳ７の後、上記のステップＳ６において検出された第二回転体３９の差分角度と、上記のステップＳ７において取得された処置具１２種類に基づくプーリ比とを利用して、現時点におけるエンドエフェクタ１３及び関節部１５の位置及び姿勢を算出する（ステップＳ８）。
【００６９】  ステップＳ８の後、モード制御部５３は、スレーブ制御部５２をアシスト制御モードから目標値制御モードへと遷移させる（ステップＳ９）。
【００７０】  上記のステップＳ１からステップＳ９までのフローによって、ステップＳ８において算出されたエンドエフェクタ１３及び関節部１５の位置及び姿勢を現在の位置及び姿勢として、マスタマニピュレータ２のマスタアーム３による操作を受け付けることができるようになる。すなわち、ステップＳ９の終了後から、マスタマニピュレータ２を用いて処置具１２の使用を開始することができる。
【００７１】  次に、モータユニット３０（第二の基端部）に予め第一の基端部２０が取り付けられて処置具１２が使用されている状態から、この処置具１２を別の処置具１２に交換する過程における上記のアシスト制御モードの動作フローを例示する。
【００７２】  図１５に示すように、まず、医療用マニピュレータ１の使用者が、モータユニット３０（第二の基端部）からたとえば手作業で第一の基端部２０を取り外す（ステップＳ１１）。
【００７３】  ステップＳ１１では、被係合部４２の溝部４３から突起部２６の係合条部２７が抜けることで、第二伝達部３８から第一伝達部２２への動力伝達は解消される。第一伝達部２２の第一回転体２３は、第一筐体２１内で回転せずに第一筐体２１に保持されているので、モータユニット３０（第二の基端部）からの第一の基端部２０の取り外し過程ではエンドエフェクタ１３及び関節部１５は動作しない。これでステップＳ１１は終了し、ステップＳ１２へ進む。
【００７４】  ステップＳ１２は、上記のステップＳ１１において第一の基端部２０がモータユニット３０から取り外されたことに対応して、処置具１２の離脱中であることをモード制御部５３が認識するステップである。ステップＳ１２では、たとえば第一の基端部２０が処置具装着センサ４５の検出限界外に移動したことに対応して、処置具装着センサ４５を参照したモード制御部５３が、処置具１２がモータユニット３０から取り外されたと判定する。  これでステップＳ１２は終了し、ステップＳ１３へ進む。
【００７５】  ステップＳ１３は、スレーブ制御部５２が、モータユニット３０の第二回転体３９をホームポジションに移動させる。第二回転体３９がホームポジションに移動することで、モータユニット３０が初期化（原点出し）される。  これでステップＳ１３は終了し、ステップＳ１４へ進む。
【００７６】  ステップＳ１４では、モード制御部５３によりスレーブ制御部５２がアシスト制御モードに遷移する。ステップＳ１４においてスレーブ制御部５２が目標値制御モードからアシスト制御モードへと遷移することにより、モータユニット３０の第二回転体３９は、第一の基端部２０の装着動作に従って回転可能となる。  これでステップＳ１４は終了し、ステップＳ１５へ進む。
【００７７】  ステップＳ１５は、操作者が新たな処置具１２の第一の基端部２０をモータユニット３０（第二の基端部）に装着するステップである。
【００７８】  ステップＳ１５では、まず、操作者が、新たな処置具１２のエンドエフェクタ１３及び関節部１５が医療用オーバーチューブ８の先端から所定長さだけ突出するように、新たな処置具１２を第一ルーメン９又は第二ルーメン１０に取り付ける。たとえば医療用オーバーチューブ８が湾曲している場合、処置具１２の可撓管部１７内に配された駆動ワイヤＷ２やアングルワイヤＷ１等の経路長は、医療用オーバーチューブ８の湾曲形状に応じて変化している場合がある。また、医療用オーバーチューブ８の先端から突出しているエンドエフェクタ１３及び関節部１５の状態に応じて駆動ワイヤＷ２やアングルワイヤＷ１の状態は変化する場合がある。このため、新たな処置具１２の第一の基端部２０に設けられた第一伝達部２２は、たとえばエンドエフェクタ１３が所定の初期位置にあり且つ長尺部１４が直線状である状態を初期位置としていても、医療用オーバーチューブ８に対する処置具１２の取付け直後は初期位置以外の位置になっている場合がある。
【００７９】  また、新たな処置具１２のエンドエフェクタ１３及び関節部１５が医療用オーバーチューブ８の先端から所定長さだけ突出するように処置具１２が医療用オーバーチューブ８に取り付けられた後、処置具１２の関節部１５を所望の湾曲形状にするために、操作者が手作業で係合条部２７を回転させて調整を行う場合もある。
【００８０】  すなわち、医療用オーバーチューブ８の体内における湾曲形状や、操作者による手作業での調整等の条件に応じて、第一筐体２１内における係合条部２７の向きは変化する。
【００８１】  本実施形態では、ステップＳ１５において、医療用オーバーチューブ８への新たな処置具１２の取り付け後、第一筐体２１を第二筐体３１に装着する。第一筐体２１に接続された第一回転体２３の突起部２６（係合条部２７）は、第二筐体３１に接続された第二回転体３９の被係合部４２（溝部４３）に入り、係合条部２７が溝部４３のテーパー面４４に接して第二回転体３９を回転させる。係合条部２７と溝部４３とが同方向となる所定の位置関係が満たされたところで、係合条部２７は完全に溝部４３に係合する。
【００８２】  ステップＳ１５では、係合条部２７を有する第一回転体２３は第一筐体２１内で回転せず、第一回転体２３が第二回転体３９を回転させることで第一の基端部２０とモータユニット３０（第二の基端部）部とを適切に装着状態とする。このため、ステップＳ１５におけるモータユニット３０（第二の基端部）への第一の基端部２０の装着過程では、処置具１２のエンドエフェクタ１３及び関節部１５は動作しない。  これでステップＳ１５は終了し、ステップＳ１６へ進む。
【００８３】  ステップＳ１６は、処置具１２の装着が完了したことをモード制御部５３が認識するステップである。ステップＳ１６では、たとえば処置具装着センサ４５が第一の基端部２０を所定の位置で認識することで、処置具１２の装着が完了したことをモード制御部５３が判定可能である。  これでステップＳ１６は終了し、ステップＳ１７へ進む。
【００８４】  ステップＳ１７では、モータユニット３０の第二回転体３９のホームポジションを基準とした現在の第二回転体３９の差分角度を計算する。  これでステップＳ１７は終了し、ステップＳ１８へ進む。
【００８５】  ステップＳ１８は、新たにモータユニット３０（第二の基端部）に装着された処置具１２におけるエンドエフェクタ１３及び関節部１５の状態を取得するステップである。
【００８６】  ステップＳ１８では、たとえば操作者が、モータユニット３０（第二の基端部）に装着された処置具１２の種類を特定する情報をマスタマニピュレータ２を介してコントローラ５０に対して指示する。すると、コントローラ５０は、処置具１２の種類に対応して予め記憶されたパラメータと第二回転体３９の位置との情報に基づいて、医療用オーバーチューブ８の先端から突出しているエンドエフェクタ１３及び関節部１５がどのような位置及び姿勢であるかを算出する。たとえば、コントローラ５０は、処置具１２の関節部１５の角度を、上記のステップＳ１７で計算された差分角度から計算する。  これでステップＳ１８は終了し、ステップＳ１９へ進む。
【００８７】  ステップＳ１９は、アシスト制御モードから目標値制御モードへ切り替えて処置具１２を利用可能とするステップである。
【００８８】  ステップＳ１９では、コントローラ５０は、上記の関節部１５の角度等を示すパラメータに基づいて現時点のエンドエフェクタ１３及び関節部１５の位置及び姿勢を認識し、マスタマニピュレータ２のマスタアーム３に対する操作者による操作に対応して、処置具１２の駆動部３２に対して、駆動部３２を動作させるための指令を出力可能とする。
【００８９】  これでステップＳ１９は終了し、以降は操作者（ユーザ）が、目標値制御モードによる医療用マニピュレータ１のマスタスレーブ操作を開始することができる（ステップＳ２０）。なお、目標値制御モードで医療用マニピュレータ１が使用されている過程で処置具１２の交換をさらに行う必要が生じた場合には、上記のステップＳ１１ないしステップＳ１９の工程を経ることでさらに別の処置具１２へと交換をすることができる。
【００９０】  以上に説明したように、本実施形態に係る医療用マニピュレータ１によれば、新たな処置具１２の第一の基端部２０をモータユニット３０（第二の基端部）に装着する際に、第一回転体２３と第二回転体３９との位置関係を確認せずにモータユニット３０（第二の基端部）に対して第一の基端部２０を装着しても、モータユニット３０（第二の基端部）側の第二回転体３９が第一回転体２３に倣った所定の位置関係で係合するまで、第二回転体３９が回転する。このため、新たな処置具１２の第一の基端部２０をモータユニット３０（第二の基端部）に装着する際に、新たな処置具１２のエンドエフェクタ１３及び関節部１５は動作しない。その結果、本実施形態に係る医療用マニピュレータ１によれば、第一の基端部２０とモータユニット３０（第二の基端部）との着脱過程におけるエンドエフェクタ１３及び関節部１５の意図しない動作を軽減することができる。
【００９１】  また、被係合部４２の溝部４３が、突起部２６の係合条部２７と接触可能なテーパー面４４を有しているので、突起部２６が溝部４３に押し付けられる力が第二回転体３９の回転力に変換される。その結果、係合条部２７の向きと溝部４３の向きとが互いに異なっていても、モータユニット３０（第二の基端部）に対する第一の基端部２０の装着動作によって、係合条部２７の向きに倣って溝部４３の向きが変化可能である。
【００９２】（変形例１）  本実施形態に係る医療用マニピュレータの変形例について説明する。図１６は、本変形例におけるモータユニットの構成を示す模式図である。図１７は、本変形例の医療用マニピュレータの動作を説明するためのフローチャートである。
【００９３】  本変形例では、上記第１実施形態に開示された処置具装着センサ４５に代えて、図１６に示すように、着脱過程検知センサ４６と、装着完了検知センサ４７と、を備えている。  着脱過程検知センサ４６及び装着完了検知センサ４７は、いずれもモード制御部５３に接続されている。
【００９４】  着脱過程検知センサ４６は、処置具１２の第一の基端部２０（たとえば図４参照）をモータユニット３０（第二の基端部）に対して着脱する過程にあることを検知するためのセンサである。着脱過程検知センサ４６は、たとえば磁気センサを有している。着脱過程検知センサ４６は、モータユニット３０に対する第一の基端部２０の移動を検知することにより、モータユニット３０に対する第一の基端部２０の着脱動作をモード制御部５３に認識させることができる。
【００９５】  装着完了検知センサ４７は、第一の基端部２０（たとえば図４参照）をモータユニット３０に装着する工程が完了していることを検知するためのセンサである。装着完了検知センサ４７は、たとえばフォトセンサを有している。装着完了検知センサ４７は、モータユニット３０と第一の基端部２０とが、モータユニット３０に第一の基端部２０が装着された所定の位置関係にあるか否かを検知することにより、モータユニット３０に対する第一の基端部２０の装着が完了しているか否かをモード制御部５３に認識させることができる。
【００９６】  本変形例における処置具１２の交換動作について図１７を参照して説明する。  本変形例では、上記第１実施形態におけるステップＳ１１からステップＳ１４までと同様に、ユーザが処置具１２をはずすことでスレーブ制御部５２がアシスト制御モードへと遷移する（ステップＳ２１からステップＳ２４）。  上記のステップＳ２４においてアシスト制御モードとなっている状態で、ユーザは新たな処置具１２をモータユニット３０に装着する動作を開始する（ステップＳ２５）。
【００９７】  ステップＳ２５の後、ユーザは処置具１２をモータユニット３０に装着するために、第一の基端部２０をモータユニット３０に近づける。すると、着脱過程検知センサ４６は、第一の基端部２０がモータユニット３０に対して着脱動作中であることを検知する。モード制御部５３は、着脱過程検知センサ４６による検知状態に基づいて、ユーザが第一の基端部２０をモータユニット３０に近づける動作をしているときに、処置具１２の装着中であると認識する（ステップＳ２６）。
【００９８】  ステップＳ２６の後、ユーザは処置具１２をモータユニット３０に装着する動作を完了する（ステップＳ２７）。ステップＳ２７の後、装着完了検知センサ４７が、第一の基端部２０がモータユニット３０に対して所定の位置関係を有して正しく装着されているか否かを検知する。モード制御部５３は、装着完了検知センサ４７による検知状態に基づいて、ユーザが第一の基端部２０をモータユニット３０に近づける動作を完了したと認識する（ステップＳ２８）。
【００９９】  ステップＳ２８の後、上記の第１実施形態におけるステップＳ１７からステップＳ１９までと同様に、モータユニット３０の第二回転体３９のホームポジションを基準とした現在の第二回転体３９の差分角度を計算し（ステップＳ２９）、この計算結果に基づいてコントローラ５０が処置具１２の関節部１５の角度を上記の差分角度から計算し（ステップＳ３０）、アシスト制御モードから目標値制御モードへ切り替えて（ステップＳ３１）、処置具１２を利用可能とする。
【０１００】  ステップＳ３１の終了後、ユーザは、目標値制御モードによる医療用マニピュレータ１のマスタスレーブ操作を開始することができる（ステップＳ３２）。
【０１０１】  本変形例の構成でも上記第１実施形態と同様の効果を奏する。また、本変形例では、処置具１２がモータユニット３０に対して装着される過程にあることを検知するための着脱過程検知センサ４６と、処置具１２がモータユニット３０に対して適切に装着された状態にあることを検知するための装着完了検知センサ４７とが互いに独立して検知動作を行う。
【０１０２】（変形例２）  本実施形態に係る医療用マニピュレータの変形例について説明する。図１８は、本変形例における処置具の構成を示す模式図である。図１９は、本変形例におけるモータユニットの構成を示す模式図である。  本変形例の医療用マニピュレータ１は、上記の第１実施形態に開示された処置具装着センサ４５に加えて、図１８及び図１９に示すように、モータユニット３０（第二の基端部）に対して装着される処置具１２の種類を特定する情報をコントローラ５０に取得させる識別センサ４８をさらに備えている。
【０１０３】  識別センサ４８は、たとえば処置具１２の種類別に固有のＩＤ４８ａを第一の基端部２０に有し、モータユニット３０（第二の基端部）にはこのＩＤを認識する認識部４８ｂを有しているなどの構成であってよい。識別センサ４８は、接触式でも非接触式でもよい。  また、識別センサ４８は、電子的に符号化されたＩＤを読み取る電子式であってもよく、処置具１２の種類に対応した所定の形状を読み取るスイッチ群からなる機械式であってもよい。
【０１０４】  本変形例では、目標値制御モードとアシスト制御モードとの切り替えを、コントローラ５０が、処置具装着センサ４５における装着信号の有無に基づいて自動的に行う。すなわち、本変形例では、モータユニット３０（第二の基端部）から第一の基端部２０が取り外されたときに、上記第１実施形態に開示されたアシスト制御モードへ遷移する。
【０１０５】  さらに、本変形例では、モータユニット３０（第二の基端部）に対して新たに装着された第一の基端部２０を含む新たな処置具１２の種類を、コントローラ５０が、識別センサ４８によって得られた情報に基づいて自動的に特定する。さらに、コントローラ５０は、識別センサ４８によって得られた情報に基づいて、処置具１２のエンドエフェクタ１３若しくは関節部１５、又はエンドエフェクタ１３と関節部１５との両方の位置及び姿勢を自動的に認識することができる。
【０１０６】（第２実施形態）  本発明の第２実施形態について説明する。図２０は、本発明の第２実施形態に係る医療用マニピュレータの一部の構成を示す模式図である。本実施形態において、上記第１実施形態に開示された構成要素と同様の構成要素は、第１実施形態と同一の符号が付されており、第１実施形態と重複する説明は省略されている。
【０１０７】  図２０に示す本実施形態に係る医療用マニピュレータ１Ａは、第１実施形態のマスタマニピュレータ２に代えて、コントローラ５０から与えられる指令により動作するマスタアーム３Ａを有するマスタマニピュレータ２Ａを備えている。
【０１０８】  本実施形態のマスタマニピュレータ２Ａは、コントローラ５０からの指令に従って動作する多関節アーム５Ａを、上記第１実施形態に開示された多関節アーム５に代えて有している。  本実施形態の多関節アーム５Ａは、コントローラ５０に接続されたアクチュエータ５５及びエンコーダ５６を有している。
【０１０９】  本実施形態に係る医療用マニピュレータ１Ａは、上記第１実施形態と同様に、モータユニット３０（第二の基端部）に対する第一の基端部２０の装着開始から装着完了までの間、処置具１２のエンドエフェクタ１３及び関節部１５が、医療用オーバーチューブ８（図２参照）の先端から突出した状態における位置及び姿勢を維持して静止している。
【０１１０】  モータユニット３０（第二の基端部）に対して第一の基端部２０が装着された状態では、新たに装着された処置具１２のエンドエフェクタ１３及び関節部１５の位置及び姿勢は、マスタマニピュレータ２Ａのマスタアーム３Ａの形状とは無関係な状態である。
【０１１１】  本実施形態におけるコントローラ５０は、アシスト制御モードの開始後、アシスト制御モードから目標値制御モードへ遷移するまでの間のいずれかの時点で、新たに装着された処置具１２のエンドエフェクタ１３又は関節部１５の位置及び姿勢、又はこれらすべてを、マスタマニピュレータ２Ａのマスタアーム３Ａの形状に反映させる。具体的には、たとえば、モータユニット３０（第二の基端部）に対する第一の基端部２０の装着過程における第二回転体３９の回転量に基づいてコントローラ５０がマスタアーム３Ａのアクチュエータ５５を動作させ、マスタアーム３Ａがエンドエフェクタ１３及び関節部１５に対して相似形状となるように、マスタアーム３Ａを変形させる。
【０１１２】  本実施形態では、モータユニット３０（第二の基端部）に対して第一の基端部２０が取り付けられてアシスト制御モードから目標値制御モードへと遷移した時には、マスタアーム３Ａがエンドエフェクタ１３及び関節部１５の形状と相似形状をなす状態で自動的に用意される。マスタアーム３Ａがエンドエフェクタ１３及び関節部１５と相似形状をなしている状態は、マスタアーム３Ａを利用してエンドエフェクタ１３及び関節部１５を操作開始するための初期状態である。すなわち、本実施形態では、アシスト制御モードから目標値制御モードへ遷移したときにマスタアーム３Ａが自動的に初期化されるように構成されている。その結果、エンドエフェクタ１３及び関節部１５の形状とマスタアーム３Ａの形状との対応付けを操作者が手作業等で行う必要がなく、新たな処置具１２の取り付け後に素早くこの処置具１２の利用を開始できる。
【０１１３】  以上、本発明の実施形態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。  たとえば図２１に示すように、第一の基端部２０とモータユニット３０とが、中間部材６０を介して連結される態様であってもよい。中間部材６０は、清潔域に属する第一の基端部２０と不潔域に属するモータユニット３０とが直接接触しないようにするとともに、第一の基端部２０に対してモータユニット３０からの動力を伝達する。たとえば、中間部材６０は、突起部２６と係合可能であるとともに被係合部４２と係合可能な連結部材６１を有している。中間部材６０を有していることにより、清潔域に属する機器と不潔域に属する機器とが直接接触しない状態で動力の伝達が可能である。  また、上述の各実施形態及び各変形例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。  また、上記の実施形態においては、第一の基端部と第二の基端部との着脱に関して、医療用オーバーチューブ８の先端から所定の長さだけ、エンドエフェクタ１３及び関節部１５が突出している状態で説明しているが、この状態に限定されるものではない。例えば、エンドエフェクタ１３及び関節部１５がオーバーチューブ８の中にある状態で第一の基端部と第二の基端部との着脱が行われても良い。この場合、関節部１５がオーバーチューブ内壁に干渉する力が軽減できるので、処置具１２の耐久性を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１４】医療用マニピュレータの清潔域と不潔域との着脱の過程におけるエンドエフェクタの意図しない動作を起こりにくくすることができる。
【符号の説明】
【０１１５】  １  医療用マニピュレータ  ２，２Ａ  マスタマニピュレータ  ３，３Ａ  マスタアーム  ４  グリップ部  ５，５Ａ  多関節アーム  ６  表示部  ７  スレーブマニピュレータ  ８  医療用オーバーチューブ  ９  第一ルーメン  １０  第二ルーメン  １１  第三ルーメン  １２  処置具  １２Ａ  第一処置具  １２Ｂ  第二処置具  １３  エンドエフェクタ  １４  長尺部  １５  関節部  １６  関節要素  １７  可撓管部  ２０  第一の基端部  ２１  第一筐体  ２２  第一伝達部  ２３  第一回転体  ２４  第一端部  ２５  第二端部  ２６  突起部  ２７  係合条部  ３０  モータユニット  ３１  第二筐体  ３３  アクチュエータ  ３４  第一のエンコーダ  ３５  減速機構  ３６  第二のエンコーダ  ３７  制御器  ３８  第二伝達部  ３９  第二回転体  ４０  第一端部  ４１  第二端部  ４２  被係合部  ４３  溝部  ４４  テーパー面  ４５  処置具装着センサ  ４６  着脱過程検知センサ  ４７  装着完了検知センサ  ４８  識別センサ  ４９  スレーブアーム  ５０  コントローラ  ５１  マスタ制御部  ５２  スレーブ制御部  ５３  モード制御部  ５５  アクチュエータ  ６０  中間部材  ６１  連結部材  １００  内視鏡
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【国際調査報告】
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