特許 7205020 内視鏡手順をシミュレーションするための周辺制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-01-06

(45)【発行日】2023-01-17

(54)【発明の名称】内視鏡手順をシミュレーションするための周辺制御装置

(51)【国際特許分類】

   G09B 9/00 20060101AFI20230110BHJP

   A61B 1/00 20060101ALI20230110BHJP

【ＦＩ】

G09B9/00 Z

A61B1/00 650

【請求項の数】 21

(21)【出願番号】P 2020506884

(86)(22)【出願日】2018-08-06

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2020-10-15

(86)【国際出願番号】 IB2018055893

(87)【国際公開番号】W WO2019030640

(87)【国際公開日】2019-02-14

【審査請求日】2021-05-10

(31)【優先権主張番号】102017000091381

(32)【優先日】2017-08-07

(33)【優先権主張国・地域又は機関】IT

(73)【特許権者】

【識別番号】522442456

【氏名又は名称】エンドプレイ エッセ．エッレ．エッレ．

(74)【代理人】

【識別番号】110000855

【氏名又は名称】弁理士法人浅村特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】センナモ、ビンセンツォ

【審査官】安田 明央

(56)【参考文献】

【文献】特開２００６－２３９００２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０３３５９１９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０００－１８１６１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－０８７９３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－２６１０９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特許第３１２２６７３（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】特開２００６－１１６２９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】生田 幸士 Koji Ikuta，バーチャル内視鏡システムの研究 Study on Virtual Endoscope System，第１９回日本ロボット学会学術講演会講演論文集ＣＤ－ＲＯＭ ２００１年 Proceedings of the 19th Annual Conference of the Robotics Society of Japan ，社団法人日本ロボット学会，2001年09月18日，p.617-618

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０９Ｂ ９／００

Ａ６１Ｂ １／００－１／３２

Ｇ０９Ｂ １９／２４

Ｇ０９Ｂ ２３／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内視鏡手順をシミュレーションするためのポータブル周辺制御装置（１）であって、
取付け要素（２）と、
前記取付け要素（２）に拘束され、医療用途の柔軟な内視鏡の取っ手を再現する制御レバー（６）であって、医療用途の前記柔軟な内視鏡の取っ手の有する対応する作動手段を複製する複数の作動手段（８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、９、「ａ」、８ｅ、８ｆ）を有する制御レバー（６）と、
柔軟な内視鏡の管状要素の動作をシミュレーションするように構成された、前記制御レバー（６）から分離された動作装置（１０）と
を備え、
前記周辺制御装置（１）が、前記制御レバー（６）の少なくとも１つの作動を、前記作動を示す電気信号「ｓ１」に変換するように構成され、
前記周辺制御装置（１）が、前記作動手段（８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、９、「ａ」、８ｅ、８ｆ）のうちの少なくとも１つの起動を、前記起動を示す電気信号「ｓ２」に変換するように構成され、
前記周辺制御装置（１）が、前記動作装置（１０）の動作を、前記動作を示す電気信号「ｓ３」に変換するように構成され、
前記周辺制御装置が、前記電気信号「ｓ１」、「ｓ２」、「ｓ３」のための少なくとも１つの出力部（３１、３２、３３）を備え、
前記動作装置（１０）が、支持本体（３）と、前記支持本体（３）に連結された主要素（１１）とを備え、前記動作装置（１０）が、前記柔軟な内視鏡の管状要素の動作をシミュレーションするための把持表面（１２）を有し、前記把持表面（１２）が、前記主要素（１１）の一部分であるか、又は前記主要素（１１）に対して移動可能であり、
前記把持表面（１２）が、前記把持表面に加えられた手によるひねりに応じて回転（Ｒ）を実行するように、並進軸周りに回転可能であり、前記動作装置（１０）の前記動作が、前記柔軟な内視鏡の前記管状要素の回転をシミュレーションするための前記回転（Ｒ）を含む、ポータブル周辺制御装置（１）。

【請求項2】

相対的な長手方向軸線（Ａ１）の傾斜の変更が、前記作動後に前記取付け要素（２）に対して可能になるように、前記制御レバー（６）が前記取付け要素（２）に拘束されている、請求項１に記載のポータブル周辺制御装置（１）。

【請求項3】

前記制御レバー（６）の回転が、前記作動後に相対的な長手方向軸線（Ａ１）の周りで可能になるようなやり方で、前記制御レバー（６）が前記取付け要素（２）に拘束されている、請求項１又は２に記載のポータブル周辺制御装置（１）。

【請求項4】

前記作動手段が、チャネル（９）と、前記チャネルに挿入することができるバーを備え、前記チャネル（９）が、医療用途の前記柔軟な内視鏡の内側の操作チャネルの近位部分を複製し、前記周辺制御装置（１）が、前記チャネル（９）内の前記バー「ａ」の存在を検出し、前記チャネル（９）における前記バー「ａ」の第１の作動を、第１の電気信号「ｓ２」に変換するように構成された、請求項１から３までのいずれか一項に記載のポータブル周辺制御装置（１）。

【請求項5】

前記作動手段が、前記バー「ａ」によってシミュレーションされる機器のタイプに応じて、前記第１の作動を変換するための少なくとも１つの方法を選択するための少なくとも１つの付属機器押しボタン（８ｄ）を備える、請求項４に記載のポータブル周辺制御装置（１）。

【請求項6】

前記作動手段が、前記柔軟な内視鏡の先端の回転のシミュレーションを可能にするように構成された少なくとも１つの方向ノブ（８ａ）と、前記方向ノブ（８ａ）のロック要素（８ｂ）とを備え、前記周辺制御装置（１）が、前記方向ノブ及び／又は前記ロック要素（８ｂ）の作動を、第２の電気信号「ｓ２」に変換するように構成された、請求項１から５までのいずれか一項に記載のポータブル周辺制御装置（１）。

【請求項7】

前記作動手段が、付属機器の機能を起動するための少なくとも１つの要素（８ｆ）を備え、前記周辺制御装置（１）が、前記起動要素（８ｆ）の作動を第３の電気信号「ｓ２」に変換するように構成された、請求項１から６までのいずれか一項に記載のポータブル周辺制御装置（１）。

【請求項8】

前記作動手段が、前記柔軟な内視鏡の剛性をシミュレーションするための調整器（８ｅ）を備え、前記周辺制御装置（１）が、前記調整器（８ｅ）の作動を第４の電気信号「ｓ２」に変換するように構成された、請求項１から７までのいずれか一項に記載のポータブル周辺制御装置（１）。

【請求項9】

前記把持表面（１２）が、前記把持表面（１２）に加えられた手の力に応じて並進（Ｔ）を実行するように、並進軸に沿って移動可能であり、前記動作装置（１０）の前記動作が、前記柔軟な内視鏡の前記管状要素の並進をシミュレーションするための前記並進（Ｔ）を含む、請求項１に記載のポータブル周辺制御装置（１）。

【請求項10】

前記動作装置（１０）の手による動作に対して反応力を加えるように構成された少なくとも１つのフィードバック装置（１７）を備え、前記反応力が、使用時に、医療用途の内視鏡を生物に挿入したことに対する生理反応をシミュレーションするようになっている、請求項１から９までのいずれか一項に記載のポータブル周辺制御装置（１）。

【請求項11】

前記動作装置（１０）が、前記把持表面（１２）の回転（Ｒ）を測定するための第１のセンサ（１３ａ）を備え、前記第１のセンサ（１３ａ）が、前記把持表面（１２）の前記回転を第１の電気信号「ｓ３」に変換するように構成された、請求項１から１０までのいずれか一項に記載のポータブル周辺制御装置（１）。

【請求項12】

前記動作装置（１０）が、前記把持表面（１２）の並進を測定するための第２のセンサ（１３ｂ）を備え、前記第２のセンサ（１３ｂ）が、前記把持表面（１２）の前記並進を第２の電気信号「ｓ３」に変換するように構成された、請求項１から１１までのいずれか一項に記載のポータブル周辺制御装置（１）。

【請求項13】

前記主要素（１１）が、前記支持本体（３）によって部分的に囲まれており、前記支持本体（３）が、前記主要素（１１）のための少なくとも１つの通路（１４）を有する、請求項１に記載のポータブル周辺制御装置（１）。

【請求項14】

前記主要素（１１）が柔軟なである、請求項１３に記載のポータブル周辺制御装置（１）。

【請求項15】

前記主要素（１１）が閉じた要素であり、前記管状要素（１１）が閉じた経路を画成する、請求項１４に記載のポータブル周辺制御装置（１）。

【請求項16】

回転ドラム（１５）を備え、前記回転ドラム（１５）が、前記主要素（１１）に結合することができる外側表面を有し、前記ドラム（１５）の回転が、前記主要素（１１）の並進に拘束される、請求項１に記載のポータブル周辺制御装置（１）。

【請求項17】

前記支持本体（３）が支持バー（３ａ）を備え、前記把持表面（１２）が、前記支持バー（３ａ）上で移動可能になっている、請求項１に記載のポータブル周辺制御装置（１）。

【請求項18】

請求項１から１７までのいずれか一項に記載のポータブル周辺制御装置と、前記制御レバー（６）及び前記動作装置（１０）によって生成された前記電気信号「ｓ１」、「ｓ２」、「ｓ３」を同時に処理し、内視鏡の操作をシミュレーションするように構成されたコンピュータ（Ｃ）とを備える内視鏡用シミュレータであって、前記コンピュータ（Ｃ）が、前記出力部（３１、３２、３３）に接続するための少なくとも１つの入力部（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）を備える、内視鏡用シミュレータ。

【請求項19】

前記コンピュータ（Ｃ）に常駐のシミュレーション・ソフトウェアを備える、請求項１８に記載の内視鏡用シミュレータ。

【請求項20】

前記コンピュータ（Ｃ）によりオンラインでアクセス可能なシミュレーション・ソフトウェアを備える、請求項１８に記載の内視鏡用シミュレータ。

【請求項21】

前記コンピュータ（Ｃ）が、前記電気信号「ｓ１」、「ｓ２」、「ｓ３」を処理することにより生成される反応を、前記コンピュータ（Ｃ）に接続された表示手段を用いて利用可能にするように構成された、請求項１８から２０までのいずれかに記載の内視鏡用シミュレータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、内視鏡手順をシミュレーションするための周辺制御装置に関し、詳細には、内視鏡シミュレータ用のポータブル周辺制御装置に関する。

【0002】

本発明は、内視鏡手順をシミュレーションするための周辺制御装置に関し、詳細には、内視鏡シミュレータ用のポータブル周辺制御装置に関する。

【背景技術】

【0003】

周辺装置は、シミュレータとしても定義することができる内視鏡手順を学ぶためのシステムの分野に入る。

【0004】

内視鏡を教える従来の概念は、治療を受ける患者に対して実行される内視鏡検査中に、医学部生などの学生と、教師、すなわち指導医師との直接のやりとり、すなわち１対１の訓練を含む。

【0005】

この方法により、学生は内視鏡手順をより効果的に学習できるようになるが、たとえば検査に必要な時間が長くなり、合併症の可能性や患者の不快感を伴い、結果的に病院が負担することになる全体的なコストが多くなるなど、いくつかの欠点がある。

【0006】

先に述べた欠点を克服するために、患者にとってリスクのない制御された環境で、学生が内視鏡手順を実行できるようにして、患者に対して進めるための正しい感覚を得るために、学生が内視鏡手順を訓練できるようにする内視鏡シミュレータが開発されてきている。

【0007】

現在、機械的シミュレータ、生体又は死体の動物モデル、コンピュータ化モデル、複合シミュレータ、の４種類の内視鏡シミュレータが実質的に知られており、複合シミュレータは本来の動物部分を有する機械的モデルであり、電子コンピュータが存在する場合もしない場合もある。

【0008】

臨床研究によって検証された内視鏡シミュレータだけが、現在市場に存在している。

【0009】

実際には、生体動物を使用するモデルは、不必要な心身の苦痛を動物に生じさせることから廃止されてきており、すでに生きていない臓器を組み付けた機械的部分を使用する複合モデルに取って代わられてきている。

【0010】

たとえば、いくつかのシミュレータは、人の胸部を忠実に複製した部分を有し、その中に、生体動物から得た臓器が収容されている。これらの複合モデルは、胃カメラ検査、結腸内視鏡検査、止血技法、内視鏡的粘膜及び粘膜下切除、内視鏡的逆行性胆管造影、エコー内視鏡検査、ダブル・バルーンを用いた内視鏡検査、経皮的胃造瘻術などの広範囲の医療手順をシミュレーションするために使用することができる。

【0011】

この複合モデルは非常に有効であるが、非常に高価であり、それほど融通性が高くなく、臓器部分を常に入れ替える必要があり、誤りの余地がほとんどない。

【0012】

単に機械的なモデル、すなわち生体動物から得る臓器部分を使用しないモデルは、先に述べた複合内視鏡モデルの欠点のいくつかを克服するが、他のモデルほどのリアル感を提供しない。

【0013】

特にリアル感のあるシミュレーションを可能にするコンピュータ化モデルは、１９８０年代に初めて導入された。

【0014】

それ以来、電子情報技術がますます発展するにつれて、これらのシミュレータは、大きな技術的発展を遂げてきた。

【0015】

先進技術により、これらのシミュレータは、学生の課題に基づき、又は実行すべき手順の難度に基づき、画面に表示されるグラフィカルな内視鏡画像を使用することができる。学習手順は、付属機器をリアル・タイムに動かすこと、及び様々な状況に伴い難度を上げることを含むことができる。

【0016】

画面及びオペレーティング・システムが装備された一体型の自律コンソールから成る先行技術のコンピュータ化されたシミュレータが存在する。

【0017】

これらのシミュレータは、フィードバック制御により、内視鏡の形状及び構造、並びにそれが挿入される身体の肉体的反応を忠実に模倣している。知られているシミュレータのなかには、それらを操作するために実際の医療用途の内視鏡を使用するものもある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0018】

不利なことに、知られているコンピュータ化された内視鏡シミュレータは、非常に忠実であるが、非常に複雑で、かさばり、移動が困難で、高価であり、これらの特徴はすべて、幅広い普及、及び病院の環境外にいる学生が使用できる可能性に対して悪影響を及ぼす。

【0019】

さらに、処理ユニット及び制御ソフトウェアをシミュレータに一体化すると、インターネットに任意の接続を実行し、アップデートを提供し、オンラインでアクセス可能なデジタル教育プラットフォームを使用することが困難になる。これらの欠点により、病院設備に存在する内視鏡シミュレータに学生が実際にアクセスできる可能性が制限され、このことは、学生に提供されるべき教育要件と矛盾する。

【0020】

また、初心者の学生の教育中、実際の内視鏡装置に対する知られているシミュレータの物理的な忠実さは、初心者の学生にとって精密過ぎることも認められている。

【課題を解決するための手段】

【0021】

この文脈において、本発明の一態様は、コンピュータに接続されるように構成され、取付け要素と、取付け要素に拘束された制御レバーとを備え、医療用途の柔軟な（フレキシブルな）内視鏡の取っ手を再現する、内視鏡手順をシミュレーションするためのポータブル周辺制御装置であって、制御レバーが、医療用途の柔軟な内視鏡の取っ手により提示される対応する作動手段を複製する複数の作動装置を有する、ポータブル周辺制御装置を提供することである。

【0022】

周辺制御装置は、制御レバーの少なくとも１つの作動を、この作動を示す電気信号に変換するように構成される。

【0023】

周辺制御装置は、作動手段の少なくとも１つの起動を、この起動を示す電気信号に変換するように構成される。

【0024】

周辺制御装置は、動作装置の動作を、この動作を示す電気信号に変換するように構成されている。

【0025】

周辺制御装置は、電気信号のための少なくとも１つの出力部を備える。

【0026】

本発明の態様によれば、周辺装置は、これらの出力部を利用可能にするための複数のコネクタを備える。

【0027】

有利には、こうして構成された周辺制御装置により、学生は、いかなる環境でも、家庭の環境においてさえも、少なくとも基本的な技巧を取得するために内視鏡シミュレーションの練習を実行できるようになり、周囲制御装置は、寸法及び重量が低減されていることから、容易に持ち運び可能である。

【0028】

本発明の態様によれば、本発明は、示した態様のうちの１つによる周辺制御装置と、周辺制御装置に接続されるコンピュータとを備える内視鏡用シミュレータに関する。

【0029】

有利には、本発明による周辺制御装置は、知られているシミュレータに比べて安価なシミュレータであり、その結果、多数のユーザにとって入手しやすいものになる。

【0030】

本発明のさらなる特徴及び利点は、添付図面に示すように、内視鏡手順をシミュレーションするための周辺制御装置の好ましい非限定的な実施例の以下の非限定的な説明から、より明らかになる。

【図面の簡単な説明】

【0031】

【図1】本発明により作製された内視鏡手順をシミュレーションするための周辺制御装置の概略斜視図である。

【図2】いくつかの部分を切り取って他の部分をよりよく示す、図１の周辺制御装置のさらなる概略斜視図である。

【図3】図１の周辺制御装置の細部の概略断面図である。

【図4】図３の細部の第２の実施例を示す図である。

【図5】図４の細部の第２の実施例の変形例を示す図である。

【図6】図３の細部の第３の実施例を示す図である。

【図7】図６の第３の実施例の変形例を示す図である。

【図8】図３の細部の第４の実施例を示す図である。

【図9】図８の細部の第４の実施例の変形例を示す図である。

【図10】本発明による周辺制御装置の概略図である。

【図11】図１のさらなる変形例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0032】

添付図面を参照すると、符号１は全般的に、内視鏡手順をシミュレーションするためのポータブル周辺制御装置を示す。

【0033】

「ポータブル」という用語は、周辺装置１が持ち運び可能であり、あちこちへ容易に移動及び搬送できること、又は任意の場所で使用できるように固定設置を必要としないことを意味しており、その任意の場所でこの装置は、以下でより詳細に説明するように、適切にプログラムされた、又はプログラム可能なコンピュータに接続されてもよい。

【0034】

周辺制御装置１は、コンピュータ「Ｃ」に接続されるように構成される。

【0035】

いくつかの実施例では、コンピュータ「Ｃ」への接続は、物理的接続、たとえばデータを転送するための好ましくはＵＳＢタイプのケーブルによって実行され、周辺制御装置１は、先に述べたケーブルに接続されるように構成される。

【0036】

代替的な実施例によれば、接続は、たとえばＷＩ－ＦＩ（登録商標）又はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などのワイヤレス・データ接続を使用して実行され、周辺制御装置１は、ワイヤレス・データ接続を確立するように構成された装置を備える。

【0037】

本発明による周辺制御装置１は、それぞれの作動手段８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、９、「ａ」、８ｅ、８ｆが装備された医療用途の柔軟な内視鏡のハンドル又は取っ手を再現するように構成された制御レバー６を備える。

【0038】

制御レバー６は、対応する取付け要素２に連結される。

【0039】

取付け要素２は、制御レバー６のハンドリング中には動かない支持基部を画成する。

【0040】

取付け要素２は、支持表面への固定を可能にする１つ又は複数の吸引カップ２ａを有する。

【0041】

制御レバー６は、ヒンジ７によって取付け要素２に連結される。好ましい実施例では、ヒンジ７により、制御レバー６はその回転軸「Ａ１」の周りに回転でき、取付け要素２に対して回転軸「Ａ１」の傾斜を変えられるようになる。

【0042】

少なくとも１つの特定の実施例では、ヒンジ７は、好ましくは弾性要素から成る弾性継手７ａと、球状結合部７ｂとを備える。

【0043】

弾性継手７ａは、好ましくは、５ｃｍ未満の長さの弾性クリップから成る。

【0044】

弾性継手７ａの目的は、医療用途の柔軟な内視鏡のハンドルの動作をより良好にシミュレーションするために、制御レバー６の動作の自由さを増やすことである。

【0045】

制御レバー６は、内視鏡の先端の回転をシミュレーションするように構成された方向ハンドル８ａと、この方向ハンドル８ａの位置をロックするための要素８ｂとを備える。

【0046】

制御レバー６は、送気／洗浄弁及び吸引弁８ｃの動きをシミュレーションするように構成された１つ又は複数の起動要素８ｃを備える。

【0047】

制御レバー６は、バー「ａ」を受けるように構成されたチャネル９を有する。

【0048】

チャネル９は、医療用途の内視鏡の内側にある操作チャネル、たとえば同じ空間を占めることが多い生検チャネル又は機器のチャネルの近位部分をシミュレーションするように構成される。

【0049】

チャネル９は、医療用途の内視鏡の付属装置をシミュレーションするためのバー「ａ」を受けるように設計される。

【0050】

制御レバー６は、付属機器の選択をシミュレーションし、付属機器自体の動きをシミュレーションするための１つ又は複数の付属機器押しボタン８ｄを備える。

【0051】

これらの動きは、チャネル９においてバー「ａ」を前進させることと組み合わせることができる。

【0052】

制御レバー６は、たとえば洗浄、電流の供給などの付属機器の機能を起動するための１つ又は複数の要素８ｆを備える。制御レバー６は、内視鏡の構造の剛性をシミュレーションするための調整器８ｅを備える。

【0053】

方向ハンドル８ａ、方向ハンドル８ａの位置をロックするための要素８ｂ、起動要素８ｃ、バー「ａ」を受けるように構成されたチャネル９、付属機器押しボタン８ｄ、起動要素８ｆ、及び調整器８ｅは、先に述べたレバー６の作動装置を画成する。

【0054】

周辺制御装置１は、取付け要素２に対する制御レバー６の動作を、第１の電気信号「ｓ１」に変換し、これらをコンピュータ「Ｃ」に送信するように構成される。

【0055】

周辺制御装置１は、ブロック３１として概略的に表された、信号「ｓ１」のための出口を備え、したがってこの信号は、先に述べたコンピュータ「Ｃ」に送信されることが可能である。

【0056】

より具体的には、電気信号「ｓ１」に変えられる制御レバー６の動作は、制御レバー６のその長手方向軸線「Ａ１」周りの回転、及び長手方向軸線「Ａ１」の傾斜の変化を含む。

【0057】

周辺制御装置１は、制御レバー６の動作を、電気信号「ｓ２」に変換し、これらをコンピュータ「Ｃ」に送信するように構成される。

【0058】

周辺制御装置１は、ブロック３２として概略的に表された、信号「ｓ２」のための出口を備え、したがってこの信号は、先に述べたコンピュータ「Ｃ」に送信されることが可能である。

【0059】

制御レバー６の動作とは、先に述べた動作手段８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、９、「ａ」、８ｅ、８ｆを用いてユーザが実行する動作を意味する。

【0060】

より具体的には、上記を参照すると、周辺制御装置１は、チャネル９のバー「ａ」の動作、方向ハンドル８ａの回転、ロック要素８ｂの動作、動作押しボタン８ｃの起動、付属機器押しボタン８ｄ、起動要素８ｆ、及び調整器８ｅの起動を、電気信号「ｓ２」に変換するように構成される。

【0061】

周辺制御装置は、チャネル９においてバー「ａ」の存在を検出し、チャネル９におけるバー「ａ」の第１の作動を、第１の電気信号「ｓ２」に変換するように構成される。

【0062】

周辺制御装置１は、方向ノブ及び／又はロック要素８ｂの作動を第２の電気信号「ｓ２」に変換するように構成される。

【0063】

周辺制御装置１は、起動要素８ｆの作動を第３の電気信号「ｓ２」に変換するように構成される。

【0064】

周辺制御装置１は、調整器８ｅの作動を第４の電気信号「ｓ２」に変換するように構成される。

【0065】

本発明によれば、周辺制御装置１は、医療用途の内視鏡の管状部分の機能及び物理的挙動をシミュレーションするように構成された動作装置１０を備える。

【0066】

周辺制御装置１は、動作装置１０の動作を、電気信号ｓ３に変換し、これらをコンピュータ「Ｃ」に送信するように構成される。

【0067】

動作装置１０は、主要素１１と、主要素１１の主支持本体３を備える。

【0068】

要素１１は、説明するように、実際の内視鏡の柔軟な要素を複製しており、実際の内視鏡は内側が中空であることから、この意味で、要素１１は管状要素とも呼ばれる。

【0069】

支持本体３は、支持本体３を支持表面に固定するための複数の吸引カップ５ａを備えることが好ましい支持基部５を有する。

【0070】

図示する実施例では、制御レバー６の支持要素３と、動作装置１０の支持本体３は、単一の本体４を画成することに留意すべきである。

【0071】

或いは、制御レバー６の支持要素３と、動作装置１０の支持本体３は、互いに異なっており、物理的に離れている。

【0072】

この構成によれば、制御レバー６の支持要素３と動作装置１０の支持本体３を、それぞれの載置面に、ユーザにより決められた距離をおいて固定することが可能である。

【0073】

しかし、制御レバー６の支持要素３と動作装置１０の支持本体３が、物理的につながっているか離れているかに関わらず、コンピュータ「Ｃ」は、内視鏡の正しい操作をシミュレーションできるように、制御レバー６と動作装置１０によって生成された電気信号を同時に処理するように構成されていることに留意すべきである。

【0074】

コンピュータ「Ｃ」という用語は、パーソナル・コンピュータなど、これらの信号「ｓ１」、「ｓ２」、「ｓ３」を処理できる任意のコンピュータを意味するために使用される。

【0075】

処理は、コンピュータに常駐のソフトウェアを用いて実行されてもよく、又は知られている技法によりオンラインで実行されてもよい。

【0076】

動作装置１０の形状の様々な実施例を以下に説明する。

【0077】

概して、管状要素１１は、その横方向範囲に対して、範囲「Ａ２」の主長手方向軸線を備える。

【0078】

図１～図７に示す実施例によれば、管状要素１１は、破損又は塑性変形することなく、範囲「Ａ２」のその主軸に沿って１８０°の曲げを受けるように構成されることから、柔軟なである。

【0079】

好ましくは、これらの実施例によれば、管状要素１１はエラストマ材料から作られる。

【0080】

その好ましい実施例では、管状要素１１は、医療用途の柔軟な内視鏡の管状部分を複製する機械的特徴を有する。

【0081】

図面から推測できるように、管状要素１１の少なくとも一部分は、支持本体３の内側に配置され、その少なくとも一部分はその外側に配置される。

【0082】

図１～図８に示す実施例によれば、管状要素１１は、範囲「Ａ２」のその軸に平行な方向に沿って、支持本体３の内側及び外側にユーザにより手で動かすことができ（並進「Ｔ」）、且つ範囲「Ａ２」のその主軸の周りに回転することができ（回転「Ｒ」）、内視鏡の管状部分を用いて医師により実行され得る動作をシミュレーションすることができる。

【0083】

この目的のために、管状要素は、範囲「Ａ２」のその主軸に沿った又はその周りの動作を実行するためにユーザにより管状要素１１を把持するのに好都合な、管状要素１１の外側部分に位置付けられた把持表面１２を有する。

【0084】

図１、図４、図６、及び図７の実施例では、把持表面１２は、管状要素１１の外側表面と一致する。

【0085】

図５及び図８の実施例では、動作装置１０は、柔軟な要素１１を動かすための把持表面１２を有するハンドル１６を備える。

【0086】

図１～図３、及び図１１に示す第１の実施例によれば、管状要素１１は、自由端のない閉じた要素である。

【0087】

言い換えれば、管状要素１１は閉じた経路を画成する。

【0088】

言い換えれば、図１～図３を参照すると、管状要素１１はリング形状である。

【0089】

図１２を参照すると、管状要素１１は８の字形状である。

【0090】

或いは、管状要素１１は、閉じた要素であることを条件に任意の形状を有することができる。

【0091】

この変形実施例によれば、管状要素３の少なくとも一部分が、箱形状の本体３の内側に収容される。

【0092】

より具体的には、支持本体３は２つの穴１４を有し、それぞれの穴は管状要素１１の対応する分枝のためのものであり、支持本体３の内側と外側の間を通過できるようにする。

【0093】

さらにより具体的には、支持本体３は、管状要素１１が通過するための２つの穴１４を、支持基部５に対して上側に１つと下側に１つ有する。

【0094】

この実施例は、内視鏡の管状部分がおおよそ２メートルの長さをもつ要素である従来の構成に比べて、全体的な寸法を実質的に小さくし、実質的に構造を簡素化することができる。

【0095】

実際、その閉形状のために、管状要素１１は、永遠に行き止まりに到達することなく、支持本体３の内側で無限に摺動することができる。

【0096】

支持本体３の内側と外側で管状要素１１の動作を可能にするために、支持本体３は、それ自体の回転軸１５ａ周りに回転可能なドラム１５を備える。

【0097】

回転可能ドラム１５は、湾曲部に沿ってそれに配置される管状要素１１の一部分に結合することができる外側表面を有する。

【0098】

有利には、回転可能ドラム１５の、それ自体の回転軸１５ａ周りの回転は、範囲「Ａ２」のその主軸に沿った管状要素１１の並進「Ｔ」に拘束され、したがって先に述べた並進の測定値になる。

【0099】

周辺制御装置１は、範囲「Ａ２」のその主軸周りの管状要素１１の回転の第１のセンサ１３ａを備える。

【0100】

第１の回転センサ１３ａは、支持本体３の内側に位置付けられ、管状要素３の一部分に係合する。

【0101】

周辺制御装置１は、範囲「Ａ２」のその主軸に沿った管状要素１１の並進「Ｔ」を、好ましくは回転可能ドラム１５の回転の測定値によって測定するように構成された第２のセンサ１３ｂを備える。

【0102】

図４に示す第１の実施例の変形例では、周辺制御装置１は、上述したすべての特徴と、支持本体３の内側に配置された第２の回転可能ドラム１５ｂとを有し、この第２の回転可能ドラム１５ｂは、湾曲部に沿ってそれに配置される管状要素１１の一部分に結合することができる。

【0103】

２つの回転可能ドラム１５及び１５ａは、管状要素１１を張った状態に保つ。

【0104】

有利には、管状要素１１は予圧され、圧縮の不安定さの影響を受けない。

【0105】

図５に示される第３の実施例は、上述した第２の解決策に似ている。

【0106】

第２の解決策とは異なり、動作装置１０は、柔軟な要素１１を動かすための把持表面１２を有するハンドル１６を備える。

【0107】

ハンドル１６は、管状要素１１に結合することができ、範囲「Ａ２」のその主軸に沿った管状要素１１の並進「Ｔ」に、ハンドル１６の並進が拘束されるようなやり方で、管状要素１１に連結される。

【0108】

この実施例では、ハンドル１６によって、管状要素１１が範囲「Ａ２」のその主軸周りに回転できるようになる。

【0109】

或いは、ハンドル１６は、図８及び図９の実施例と同様に、範囲「Ａ２」の軸周りに回転して移動可能である（回転「Ｒ」）。この場合、先に述べた回転を測定するための第１のセンサ１３ａは、ハンドル１６の内側に配置される。

【0110】

図６、図７、及び図８に示す実施例は、管状要素１１が、２つの端部にそれぞれ自由端を有する点で、第１の実施例とは異なる。

【0111】

この変形例には回転ドラム１５、１５ｂがない。

【0112】

この実施例によれば、支持本体３は、支持本体３の内側に管状要素１１を１つ送達するための１つの通過穴を有する。

【0113】

この解決策によれば、範囲「Ａ２」のその主軸に沿った管状要素１１の並進「Ｔ」を測定するために、周辺制御装置１は、管状要素１１の対応する部分に係合する、箱形状の本体３の内側に位置付けられた第２のセンサ１３ｂを備える。

【0114】

第４の実施例は、「長い」変形例と「短い」変形例の２つの変形例を有する。図６に示す「長い」変形例では、管状要素１１は、医療用途の内視鏡の管状部分の長さに相当する長さのものである。

【0115】

好ましくは、支持本体３は、管状要素１１の端部部分を逃すための後方通路１４ａを有する。図７に示す「短い」変形例では、管状要素１１は、胃内視鏡の管状部分の長さよりも実質的に短い長さを有する。

【0116】

この変形例によれば、支持本体３には、管状要素１１の端部部分を逃すための後方通路１４ａがない。

【0117】

図８に示す第５の実施例は、上述した「短い」変形例になぞらえることができるが、管状要素１１が剛性ロッドから成る点が異なっており、好ましくは医療用途の内視鏡の管状部分の長さより実質的に短い長さを有する。先に述べたロッドは剛性なので、通常の内視鏡シミュレーションにおいて生じる力条件下では、目に見えるほどの変形を受けない。

【0118】

この第５の解決策では、支持本体３は、管状要素１１に適合して並進「Ｔ」及び／又は回転「Ｒ」を可能にするように形作られたガイド２０をその内側に備える。

【0119】

図９に示す第６の実施例では、支持本体３は、剛性でそれに一体化された、好ましくは医療用途の内視鏡の管状部分の長さより実質的に短い長さの支持バー３ａを備える。

【0120】

この実施例によれば、動作装置１０は、支持バー３ａの外側表面に適合するように形作られた内側結合面を有する本体から成る。

【0121】

また動作装置１０は、把持表面１２を画成する外側表面も有する。

【0122】

把持表面１２は、ノブ１６によって画成される。

【0123】

この変形実施例によれば、ハンドル１６は支持バー３ａに取り付けられ、長手方向軸線「Ａ２」に沿って摺動して移動可能である（並進「Ｔ」）。

【0124】

好ましくは、ハンドル１６は、先に述べた長手方向軸線「Ａ２」周りに回転して移動可能である（回転「Ｒ」）。

【0125】

この実施例では、ハンドル１６は、支持バー３ａ周りの動作装置１０の回転「Ｒ」を測定するための第１のセンサ１３ａと、支持バー３ａに沿った動作装置１０の並進「Ｔ」を測定するための第２のセンサ１３ｂとを備える。

【0126】

有利には、上述したすべての実施例において、周辺制御装置１は、動作装置１０の動作を検出及び／又は測定し、これらを電気信号「ｓ３」に変換し、これらをコンピュータ「Ｃ」に送信するように構成される。

【0127】

第１のセンサ１３ａは、把持表面１２の回転を第１の電気信号「ｓ３」に変換するように構成される。

【0128】

第２のセンサ１３ｂは、把持表面１２の並進を第２の電気信号「ｓ３」に変換するように構成される。

【0129】

より具体的には、周辺制御装置１は、並進軸に沿って、好ましくは管状要素１１の範囲「Ａ２」の主軸に一致して、把持表面１２に加えられる手の力により実行することができる並進「Ｔ」を、第２のセンサ１３ｂを用いて測定する。

【0130】

同様に、周辺制御装置１は、先に述べた並進軸の周りに把持表面１２に加えられる手によるひねりによって作動させることができる回転「Ｒ」を、第１のセンサ１３ａによって測定する。

【0131】

好ましくは、図示した実施例による周辺制御装置１は、柔軟な要素１１の手による動作に対して反応力を加えるように構成されたフィードバック装置１７を備える。先に述べた反応力は、使用時に、医療用途の内視鏡を生物に挿入したことに対する生理反応をシミュレーションする。

【0132】

管状要素１１が、医療用途の内視鏡の管状部分よりも短い実施例によれば、又は動作装置１０の最大範囲が必要な範囲より少ない任意の事例では、周辺装置１は、好ましくは把持表面１２に配置された停止制御部１８を備える。

【0133】

停止制御部１８は、好ましくはユーザにより手で操作されることが可能である。

【0134】

有利には、停止制御部１８は、柔軟な要素１１に対するフィードバック力を一時的に停止するように構成される。

【0135】

また停止制御部１８は、停止制御部１８が起動中に実行された動作装置１０のいかなる動作もコンピュータ「Ｃ」が無視できるようなやり方で、電気信号「ｓ３」を修正できるようにする。

【0136】

停止制御部１８の目的は、柔軟な要素１１が端部に到達した場合にそれを引くことができるようにすることである。

【0137】

コンピュータ「Ｃ」は、それが受信した電気信号を処理することによって生成された反応を、それに接続された表示手段を使用して提供するように構成される。

【0138】

コンピュータ「Ｃ」は、データ接続を用いてインターネットに接続されるように構成される。

【0139】

本発明は、先行技術の欠点を克服することにより、設定目的を達成する。

【0140】

実際に、周辺制御装置１は、医療用途の内視鏡の仕組みを効果的にシミュレーションし、したがって基本レベルの教育に適している。同時に、知られているシミュレータに関する構造的な再構成のために、周辺制御装置１は、はるかに安価で、小型で、持ち運び可能である。

【0141】

実際に、このような周辺制御装置１は低コストであり、アーキテクチャが簡単である。

【0142】

出口３１、３２、３３により、周辺装置１を任意の外部計算機「Ｃ」に接続できるようになり、この外部計算機「Ｃ」は、周辺装置１から得られた信号ｓ１、ｓ２、ｓ３を処理することができる。

【0143】

図１０では、符号１００は、本発明による内視鏡のシミュレータを指す。

【0144】

シミュレータ１００は、ポータブル周辺制御装置１と、コンピュータ「Ｃ」を備える。

【0145】

コンピュータ「Ｃ」は、制御レバー６及び動作装置１０によって生成された電気信号「ｓ１」、「ｓ２」、「ｓ３」を同時に処理し、実際の内視鏡の操作をシミュレーションするように構成される。

【0146】

例として示すように、コンピュータ「Ｃ」は、たとえば先に述べた方法により、出力部３１、３２、３３に接続するための複数の入力部Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３を備える。

【0147】

一実施例では、シミュレータ１００は、コンピュータＣに常駐のシミュレーション・ソフトウェアを備える。

【0148】

一実施例では、コンピュータＣの動作は、たとえば、オンラインでアクセス可能なシミュレーション・ソフトウェアにより、関連するオンライン接続に影響を受ける。

【0149】

こうしたシミュレータは、実際に、周辺装置１を容易に搬送し、任意のコンピュータ又はＰＣに接続することができるので、「ポータブル」である。

【0150】

したがって、本発明は、幅広い普及、及び自宅学習に適した、内視鏡手順をシミュレーションする周辺制御装置を提供する。さらに、その接続性により、本発明は、任意のパーソナル・コンピュータに接続するために効率的に使用されることが可能であり、この態様により、ソフトウェアの更新が容易になり、必要に応じてチュートリアル及び評価システムを有する、内視鏡の使用法を教えるためのオンライン・プラットフォームを作ることができるようになり、したがって、熟練の医師が基本的な教育に専念しなくてはならない時間を短縮することができる。

【0151】

知られているシミュレータとは異なり、周辺装置と、コンピュータの計算機能が単一の機器に一体化されておらず、互いに離れており、周辺制御装置を最も便利な、又は最も好ましいコンピュータに接続できる可能性がユーザに与えられる。より具体的には、周辺装置はポータブルであり、それぞれの所望の環境又は場所で使用することができる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】