WO2009125744A1 - 操作者による線状体の操作を制御する線状体操作制御装置 - Google Patents

操作者による線状体の操作を制御する線状体操作制御装置 Download PDF

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WO2009125744A1
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linear body
master
catheter
delivery wire
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PCT/JP2009/057062
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永野 佳孝
幸宏 西尾
尾崎 孝美
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Ntn株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a linear body operation control device, and more particularly to a linear body operation control device that controls the operation of a linear body such as a catheter or a delivery wire inserted into a human body.
  • the treatment method is called coil embolization. Specifically, a catheter is inserted from the femoral artery to the cerebral aneurysm, a delivery wire with a platinum coil at the tip is inserted therein, and the cerebral aneurysm is filled with the platinum coil.
  • Coil embolization is generally performed according to the following procedure.
  • the child catheter is placed in the parent catheter, the guide wire is inserted into the child catheter, and the distal end of the child catheter is guided by the guide wire and placed in the cerebral aneurysm.
  • a delivery wire with a platinum coil hereinafter referred to as a coil
  • an electrode is connected to the delivery wire, and an electrode is also connected to a needle previously punctured in the human body.
  • the electrode is connected between the delivery wire and the human body via these electrodes. Apply current. Since the coil and the delivery wire are connected by an electrolysis material, the coil and the delivery wire are separated by energization, and as a result, the coil is placed in the cerebral aneurysm. Thereafter, (4) the delivery wire is pulled out from the child catheter, and a delivery wire with another coil is inserted into the child catheter. (5) Repeat (3) to (4) until the coil is densely filled into the cerebral aneurysm.
  • the Y connector is used for, for example, injecting physiological saline to reduce friction between the catheter and the delivery wire, and after guiding the catheter inserted into the blood vessel from the outside of the human body to the target site. It is used for injecting an angiographic contrast agent from the outside into a target site in the body.
  • the insertion force of the delivery wire required to insert the coil increases as the coil is filled, but if the insertion force is increased, the risk of rupture of the cerebral aneurysm The insertion force cannot be increased beyond a predetermined level due to the increased performance.
  • the child catheter is operated to move back and forth, and the tip of the child catheter is moved to the gap in the cerebral aneurysm packed with the coil.
  • the insertion force of the delivery wire required for coil insertion can be made small.
  • the moving operation of the distal end of the child catheter is performed again so that the coil can be sufficiently filled in the cerebral aneurysm with the smallest insertion force possible.
  • the doctor When moving the back and forth of the child catheter, it is necessary to coordinate with the back and forth movement of the delivery wire.
  • the doctor operates the child catheter and the delivery wire while confirming the movement of the distal end of the child catheter and the coil with a fluoroscopic image. In general, the movement direction by the operation of the child catheter and the delivery wire is opposite. become.
  • the doctor When moving the distal end of the child catheter so that it can be pulled out of the cerebral aneurysm, the doctor must connect the coil to the delivery wire so that the coil inserted into the cerebral aneurysm does not come out of the cerebral aneurysm with the child catheter Applying force to insert the into the cerebral aneurysm.
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2000-42116 discloses a medical instrument operating device that allows a doctor to finely operate a medical instrument such as a catheter or wire inserted into a patient's body.
  • a doctor on the master side operated by a doctor, a doctor operates a linear body such as a tube or a wire that looks like a catheter and a wire, and the amount of movement or rotation of the linear body is detected by a main actuator.
  • a master-slave system is configured by providing a slave actuator that drives a catheter or wire to be inserted into a human body, and the master-slave control program performs position alignment type control.
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2000-42116
  • Patent Document 3 Japanese Patent Laid-Open No. 2001-157661
  • the master slave device When performing coil embolization treatment for a cerebral aneurysm using the device of Patent Document 1 (Japanese Patent Publication No. 8-506512), the master slave device does not have a function for removing the embolized coil. The coil cannot be removed.
  • the electrode connection is troublesome as described above, and the delivery wire may be moved when the electrode is connected, which may hinder treatment.
  • the conventional surgery is performed by two doctors working together, but if one of the two people has a different technique or there is a difference in the level of the technique, there is sufficient cooperation. It may take time to take. In addition, the doctor may be stressed to cooperate.
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2000-42116
  • the first problem is that in Patent Document 2 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-42116), the operation of the linear body as if it were a catheter and a wire is not different from the above-described conventional surgery. Need to be operated by a doctor.
  • the second problem is a scale function that improves operability in the master-slave system.
  • the scale function changes the ratio of the amount of movement of the slave-side linear body to the amount of operation on the master side when performing fine operations, and makes the scale easy for humans to handle. If the scale value is N times, the movement amount on the slave side with respect to the operation on the master side is 1 / N times the reciprocal of the scale value. At this time, the length of the operation part of the linear body on the master side Is N times that of the slave-side linear body. Therefore, in the worst case, it is necessary to prepare an operation unit having a length proportional to the maximum scale value. However, since the catheter and the wire have a length of 1 m to 2 m, this is unrealistic. Furthermore, since the operated linear bodies are concentrically stacked, the inner linear body must be operated in a portion where there is no outer linear body, and the distance between the two operating doctors. Will become longer in proportion to the scale value, making it more difficult for doctors to collaborate.
  • a master-slave device When using a master-slave device, not only a linear body such as a guide wire, catheter, and delivery wire is inserted into the human body, but also the operation of pulling out the linear body from the human body is performed using the master-slave device.
  • the master machine of the master-slave device is made so that a delicate operation necessary for inserting a linear body into a human body can be performed. That is, the master-slave device is designed so that the moving amount of the linear body is relatively small with respect to the operation amount of the operation unit of the master machine. Therefore, operating the operation unit of the master machine to pull out a linear body having a length of 1 m or more from the body places a heavy burden on the operator.
  • An object of the present invention is to provide a linear body operation control device that makes it possible to accurately operate a linear body such as a catheter, a delivery wire, and a guide wire inserted into the body and simplify the operation. That is.
  • a linear object operation control device includes a master including an operation unit operated from the outside, and a linear object inserted into the body based on an operation by the operation unit. And a slave that moves in the body by applying a force in the longitudinal direction.
  • the master includes an operation amount detection unit that detects an operation amount from the outside of the operation unit, and an operation amount transmission unit that transmits the operation amount detected by the operation amount detection unit to the slave.
  • an operation amount receiving unit that receives the operation amount from the operation amount transmitting unit, and an operation amount received by the operation amount receiving unit is converted into a drive signal.
  • a conversion unit that outputs to the linear body driving unit.
  • the linear body includes a catheter and a wire to be inserted into the catheter
  • the operation unit includes a catheter operation unit and a wire operation for individually operating the catheter and the wire that are arranged close to each other on the surface of the casing of the master. Part.
  • the master further includes a load applying unit that applies a load to the operation unit according to the drive signal received from the slave.
  • the slave conversion unit converts the operation amount received by the operation amount reception unit into a drive signal, and outputs the drive signal to the linear body drive unit and the master.
  • the master further includes a notification unit that notifies the drive signal received from the slave to the outside.
  • the master is portable.
  • the master further includes a switching unit that is externally operated to switch the operation of the operation unit between valid and invalid on the housing surface.
  • each of the catheter operation unit and the wire operation unit has a rotor that can be freely rotated from the outside on the surface of the housing.
  • the linear body drive unit has a rotating body that rotates in accordance with a given drive signal. A force in the longitudinal axis direction is applied to the linear body in conjunction with the rotation of the rotating body, and the level of the drive signal is proportional to the amount of rotation operation of the rotor.
  • the communication is wired or wireless communication.
  • the master further includes a storage unit that stores the operation amount and the level of the corresponding drive signal in association with each other.
  • the linear body is made of a conductive material, and a predetermined member for delivery to a target site in the body is connected to one end side via a connection portion made of a material that can be dissolved by electricity.
  • the slave includes a power supply unit connected to a first electrode unit that is connected in advance to the human body, a second electrode unit that can be connected to the other end side of the linear body that is inserted into the body outside the body, and an operation Whether or not to establish a closed electric circuit having a first electrode unit, a power supply unit, a second electrode unit, a linear body, and a human body based on an instruction given from outside by operating the unit from outside And a control unit for switching between.
  • the slave further includes an electrode moving unit that moves the second electrode unit so as to contact the linear body when the closed electric circuit is established, and the control unit includes the second electrode unit being a linear body. After contacting, the closed electrical circuit is established.
  • the linear body has a fixed length
  • the slave further includes a position detection unit that detects the position of the other end of the linear body, and the control unit detects the position when an instruction is given.
  • the closed electric circuit is not established.
  • the master outputs an instruction to the slave when it detects that the operation unit has been operated for a certain period of time.
  • the operation unit has a start operation unit operated to establish a closed electric circuit, and when the slave detects that the instruction is an instruction given through an operation of the start operation unit.
  • a sound output command is output to the master, and the master outputs a predetermined sound in response to the input of the sound output command from the slave.
  • the operation unit includes a start operation unit that is operated to establish a closed electric circuit, and a stop operation unit that is operated to disconnect the establishment of the closed electric circuit.
  • a start operation unit that is operated to establish a closed electric circuit
  • a stop operation unit that is operated to disconnect the establishment of the closed electric circuit.
  • the operation unit includes a linear body operation unit that is operated to move the linear body, and the slave is linear according to the displacement of the operation amount of the linear body operation unit given from the master. It further includes a linear body drive unit that applies a longitudinal force to the body to move the body, and stops the movement of the linear body by the linear body drive unit during the period when the closed electrical circuit is established To do.
  • the master maintains the operation amount of the linear body operation unit at the amount immediately before the closed electric circuit is established.
  • the linear body operation control device further includes an extraction unit for extracting the linear body from the body.
  • the pull-out unit operates to pull out the linear body with a predetermined force when the operation unit is operated.
  • the linear body When the speed of pulling out the linear body is higher than a predetermined speed, the linear body And an actuator for stopping the drawing of the linear body when the length of drawing the linear body reaches a predetermined length.
  • linear bodies such as a guide wire, a catheter, and a delivery wire inserted into the human body are automatically pulled out with a predetermined force by the actuator.
  • rate which extracts a linear body is larger than the predetermined speed, the force which extracts a linear body is reduced.
  • the linear body can be pulled out from the body safely and accurately with an appropriate force.
  • the operation unit includes a plurality of extraction operation units.
  • the actuator operates to pull out different linear bodies in accordance with the pulling operation unit operated by the operator among the plurality of pulling operation units.
  • an arbitrary linear body among a guide wire, a catheter, and a delivery wire can be pulled out.
  • the actuator operates to pull out the linear body by a different length depending on the pulling operation unit operated by the operator among the plurality of pulling operation units.
  • the drawing portion further includes a feed roller and a holding roller that sandwich the linear body.
  • the actuator moves the linear body by rotating the feed roller.
  • the linear body can be moved by rotating the feed roller that sandwiches the linear body with the holding roller.
  • the drawing portion further includes an elastic body that supports the holding roller.
  • the linear body can be reliably sandwiched between the feed roller and the pressing roller by the elastic force of the elastic body.
  • the extraction unit further includes a detector that detects the number of rotations of the feed roller. The length with which the linear body is pulled out is calculated based on the rotational speed of the feed roller.
  • the actuator is a motor.
  • the feed roller is directly attached to the motor.
  • the feed roller that feeds the linear body is directly attached to the motor without using a reduction gear, for example. Thereby, a mechanical loss can be reduced and a linear body can be moved efficiently.
  • the force for pulling out the linear body is determined according to the current value for driving the motor.
  • the force for pulling out the linear body can be controlled by specifying the current value for driving the motor. Therefore, for example, feedback control or the like can be used to accurately control the force for pulling out the linear body.
  • the linear body is at least one of a catheter, a delivery wire, and a guide wire.
  • At least one of a catheter, a delivery wire, and a guide wire can be safely and easily pulled out from the body with an appropriate force.
  • a plurality of operation units are provided.
  • the actuator operates to pull out different linear bodies depending on the operation unit operated by the operator among the plurality of operation units.
  • the catheter operation unit and the wire operation unit are arranged close to each other on the surface of the master casing, the catheter operation unit and the wire operation unit can be operated by one person.
  • One person can remotely control the movement.
  • the conventional cooperative operation by two doctors becomes unnecessary, the operation time accompanying the catheter operation is shortened, and the stress of the doctors accompanying the cooperation can be reduced.
  • the predetermined member can be detached from the linear member at the target site by remote operation on the master side. Moreover, the troublesome operation which connects a 2nd electrode part to a linear body from the outside becomes unnecessary. This eliminates the possibility of moving the linear body when the second electrode portion is connected.
  • FIG. 1 is an overall schematic configuration diagram of an embolization coil detachment apparatus that is an example of a linear body operation control apparatus according to Embodiment 1.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of an operation panel provided in a master according to Embodiment 1.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a specific configuration example of a slave according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram of hardware of a master control unit according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic configuration diagram of hardware of a slave control unit according to the first embodiment.
  • 3 is a functional configuration diagram of a master control unit according to Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 3 is a functional configuration diagram of a slave control unit according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a flowchart of a process for removing an embolization coil according to the first embodiment. It is a figure which shows the whole schematic structure of the operating device of the medical linear body which is an example of the linear body operation control apparatus which concerns on Example 2.
  • FIG. It is a figure which shows the transmission / reception of the signal between the slave which concerns on Example 2, and the part of the master relevant to it. It is a figure which shows the part of the slave related to transmission / reception of the signal between the slave which concerns on Example 2, and the master.
  • FIG. (A) and (B) are the figure which looked at the housing
  • FIG. 10 is a diagram illustrating switches and the like in a control circuit according to a third embodiment. It is a figure for demonstrating the insertion operation of the coil in the conventional coil embolization.
  • FIG. 1 shows an overall schematic configuration of an embolization coil detachment apparatus which is an example of a linear body operation control apparatus according to the present embodiment.
  • the coil embedding device for embolization includes a slave 10, a master 20 installed remotely from the slave 10, and a communication unit 300 for connecting the slave 10 and the master 20 by communication.
  • the slave 10 and the master 20 communicate with each other through a relay of the communication unit 300 via a cable. Since there is a risk of malfunction of other devices provided in the periphery, wired communication using a cable is used here, but wireless communication may be used if there is no such restriction.
  • the embolization coil detachment apparatus includes an X-ray irradiation device 42 and an X-ray fluoroscopy device 43 for irradiating the affected part with X-rays 44 in order to see through the affected part of the patient 41 into which the delivery wire 51 and the catheter 50 are inserted. And a display 40 for receiving an image signal output from the X-ray fluoroscopic apparatus 43 via the communication unit 300 and displaying the image on the outside.
  • the user operating on the master 20 side can operate the delivery wire driving operation unit 23 while confirming the movement of the delivery wire 51 on the screen of the display 40 with the X-ray fluoroscopic image by the X-ray fluoroscopic device 43. Since the delivery wire 51 is made of a radiopaque material, it can be confirmed by an image. Further, the catheter 50 itself is not shown in the X-ray fluoroscopic image because of the resin, but when the delivery wire 51 is contained in the catheter 50, the wire 51 is shown in the X-ray fluoroscopic image. 50 positions are known.
  • a metal marker that does not transmit X-rays is attached to the distal end of the catheter 50 or a part of the middle of the catheter 50, and the position of the marker reflected in the X-ray fluoroscopic image is confirmed. The position of the tip can be confirmed.
  • Delivery wire 51 is used to place embolization platinum coil 53 in a target cerebral aneurysm.
  • a coil 53 made of platinum is connected to the tip of the delivery wire 51.
  • the connecting portion 54 between the coil 53 and the delivery wire 51 is made of a material such as stainless steel that is easily electrodissolved in blood.
  • the electric melting means that the metal of the connecting portion 54 is melted by flowing electricity.
  • the slave 10 includes an actuator 12 which is a drive mechanism for inserting / withdrawing the catheter 50 and the delivery wire 51 into / from the patient 41 and a slave control unit 11 for controlling the operation of the actuator 12.
  • the master 20 inputs an operation signal of the delivery wire driving operation unit 23 and the delivery wire driving operation unit 23 operated by a doctor in order to insert / withdraw the delivery wire 51, and the delivery wire 51 corresponding to the input operation signal is input.
  • An actuator 22 for deriving a drive signal for driving, a master control unit 21 and a coil removal button 24 are included.
  • the coil release button 24 is a button operated to release the coil 53 connected to the tip of the delivery wire 51 from the delivery wire 51.
  • the master control unit 21 controls each unit of the master 20.
  • FIG. 2 shows an example of the operation panel 26 provided in the master 20.
  • the operation panel 26 includes a coil detachment start button 241 and a coil detachment stop button 242 corresponding to the coil detachment button 24, a delivery wire drive operation unit 23, and an end button 27 that is operated to instruct the end of a series of operations. Is provided.
  • the actuator 12, the energization switch 60, the position detection unit 80 for detecting the position of the delivery wire 51, and the movable electrode unit 701 are connected to the slave control unit 11.
  • a Y connector 52 is provided at a portion connecting the actuator 12 and the catheter 50.
  • a movable electrode unit 701 and a position detection unit 80 are provided in association with the delivery wire 51 that is inserted / withdrawn from the patient 41 through the actuator 12.
  • the delivery wire 51 is inserted from the input port on the actuator 12 side of the Y connector 52, and the medicine can be injected from the other input port 521.
  • a physiological saline for reducing friction between the catheter 50 and the delivery wire 51 can be injected from the other input port 521.
  • an angiographic contrast agent can be injected from the other input port 521, and the angiographic contrast agent can be injected into the target site in the body.
  • the actuator 12 functions as a delivery wire driving mechanism that applies a force in the longitudinal axis direction to the delivery wire 51 and moves the body in order to insert and withdraw the delivery wire 51 from the patient 41 via the Y connector 52.
  • a pressing roller 121 and a feed 122 that are provided so as to sandwich the delivery wire 51 are included.
  • the feed roller 122 is driven by a motor (not shown) and rotates in the direction of the arrow.
  • the rotation amount and rotation direction of the motor are determined by the displacement of the given operation amount of the delivery wire drive operation unit 23 (difference between the previous operation amount and the current operation amount).
  • the feed roller 121 rotates in conjunction with the rotation of the motor, and the delivery wire 51 placed on the rotation surface (roller surface) advances in the insertion / extraction direction in conjunction with the rotation of the feed roller 122.
  • the pressing roller 121 has a function of pressing the delivery wire 51 on the rotation surface of the feeding roller 122 while rotating in conjunction with the rotation of the feeding roller 122 in the arrow direction.
  • the movable electrode portion 701 is provided on the side of the actuator 12 opposite to the Y connector 52.
  • the movable electrode portion 701 includes electrodes 71 and 72 provided opposite to each other with a delivery wire 51 extending from the actuator 12 interposed therebetween, and a solenoid 73 and a spring 74 provided in association with the electrode 71.
  • the electrode 71 can be moved by a solenoid 73 of the movable electrode portion 701.
  • the position detection unit 80 is provided on the opposite side of the movable electrode unit 701 from the actuator 12.
  • the position detection unit 80 includes a plurality of photosensors 81 (hereinafter referred to as photoline sensors) and a plurality of light-emitting elements so as to face each other with the delivery wire 51 extending from the movable electrode unit 701 interposed therebetween.
  • a row of light sources 82 is provided.
  • the light source 82 includes, for example, an LED (Light Emitting Diode).
  • Each of the photosensors 81 is provided corresponding to each of the light sources 82.
  • Each of the photosensors 81 is provided at a position where the light emitted from the corresponding light source 82 can be received, and outputs a light reception signal having a level corresponding to the amount of received light.
  • the plurality of light sources 82 are provided in a row in parallel with the delivery wire 51, and similarly, the plurality of photosensors 81 are provided in a row in parallel with the delivery wire 51. Therefore, when the irradiation light from the light source 82 is blocked by the delivery wire 51, the light reception signal level of the corresponding photosensor 81 is lowered. As a result, the position of the delivery wire 51 is detected by detecting the position of the photosensor 81 whose light reception signal level is lower than a predetermined level in the photoline sensor row.
  • the energizing switch 60 is an open / close switch having terminals 63 and 64.
  • a power supply 61 is connected to the terminal 64, and an electrode 71 of the movable electrode portion 701 is connected to the terminal 63.
  • the opening / closing operation of the energization switch 60 is controlled by the slave control unit 11.
  • a conductive injection needle 62 for detaching the coil 53 is inserted into the human body 41A of the patient 41, and the injection needle 62 is connected to the power supply 61 by a conductive wire.
  • the energization switch 60 When the energization switch 60 is in an ON (closed) state for a predetermined time, a current is supplied from the power source 61 to the coil of the solenoid 73 of the movable electrode portion 701 through the energization switch 60, and the spring 74 is contracted by the generated electromagnetic force.
  • the electrode 71 integrally connected to the spring 74 moves to the delivery wire 51 side, and both come into contact with each other.
  • a closed electric circuit is established by “movable electrode portion 701 ⁇ delivery wire 51 ⁇ connecting portion 54 ⁇ coil 53 ⁇ human body 41A ⁇ injection needle 62 ⁇ movable electrode portion 701”.
  • the connecting portion 54 is electrolytically dissolved and the coil 53 is detached from the delivery wire 51.
  • the coil 53 can be detached from the delivery wire 51 by turning on the energizing switch 60 for a predetermined time.
  • FIG. 4 shows a schematic hardware configuration of the master control unit 21.
  • the master control unit 21 includes a CPU (Central Processing Unit) 211, a memory I / F (Interface) 213, a memory 212 accessed by the CPU 211 via the memory I / F 213, a timer 214, an input I / F 215, and a communication unit 300.
  • a communication I / F 216 for connecting the CPU 211 and a sound output unit 217 for outputting sound to the outside are provided.
  • the input I / F 215 inputs the drive signal output from the actuator 22 and the operation signals of the coil release button 24 and the end button 27 and gives them to the CPU 211.
  • the CPU 211 centrally controls and monitors other parts of the master control unit 21.
  • FIG. 5 shows a schematic hardware configuration of the slave control unit 11.
  • the slave control unit 11 includes a CPU 111, a memory I / F 113, a memory 112 accessed by the CPU 111 via the memory I / F 113, an input / output I / F 115, and a communication I / F 116 for connecting the communication unit 300 and the CPU 111. .
  • the CPU 111 centrally controls and monitors the other units of the slave control unit 11.
  • the input / output I / F 115 outputs the control signal output from the CPU 111 to the power switch 60 and the actuator 12.
  • the sensor signal from each photosensor 81 of the position detector 80 is output to the CPU 111, and the light emission instruction signal instructing the light emission output from the CPU 111 is output to each of the light sources 82.
  • the sensor signal output from each photosensor 81 includes a light reception signal indicating the amount of light received from the corresponding light source 82 and a column position signal indicating the position of the photosensor 81 in the column of the photoline sensor.
  • the functional configuration of the master control unit 21 will be described with reference to FIG.
  • the master control unit 21 includes a control unit 31 corresponding to the CPU 211, a delivery wire drive operation detection unit 32, a button operation detection unit 33, a sound output unit 34 corresponding to the sound output unit 217, a time measuring unit 35 corresponding to the timer 214, a communication A transmission unit 36 and a reception unit 37 corresponding to the I / F 216, a fixed position control unit 38, and a delivery wire drive operation braking unit 39 are provided.
  • the fixed position control unit 38 and the delivery wire drive operation braking unit 39 will be described later.
  • Each unit in FIG. 6 is a function realized by a program, hardware, or a combination thereof.
  • slave control unit 11 is provided corresponding to control unit 13 corresponding to CPU 111, drive control unit 14 for controlling the driving of rollers 121 and 122 of actuator 12, and position detection unit 80.
  • the position determination unit 15, the energization switch control unit 16 provided corresponding to the energization switch 60, and the transmission unit 17 and the reception unit 18 provided corresponding to the communication I / F 116 are provided.
  • Each unit in FIG. 7 is a function realized by a program, hardware, or a combination thereof.
  • FIG. 8 shows an example of a mechanism for transmitting the operation amount of the delivery wire drive operation unit 23.
  • a motor 228, a clutch 25 and a solenoid 267 are provided in association with the delivery wire drive operation unit 23.
  • Delivery wire drive operation braking unit 39 includes clutch 25 and solenoid 267.
  • the motor 228 includes the actuator 22.
  • delivery wire drive operation portion 23 is a portion fixed to the casing of operation panel 26 main body, and is freely rotated by being operated from the outside, for example, and its rotation operation amount (rotation direction, The rotation amount (angle) is transmitted to the motor 228 via the rotation shaft 230.
  • the motor 228 rotates according to the transmitted operation amount.
  • a signal indicating the rotation of the motor 228 (rotation direction and rotation amount) is detected by an encoder 231 (see FIG. 9) provided in association with the motor 228 and output to the master control unit 21 as a drive signal.
  • a clutch 25 and a solenoid 267 are provided in association with the motor 228.
  • the clutch 25 is configured by rubbing the friction plates 251 and 252, the motor shaft 229 is connected to the friction plate 252, and the shaft 261 on the solenoid 267 side is connected to the friction plate 251.
  • Solenoid 267 is used for clutch 25 control.
  • the solenoid 267 mechanically locks the motor 228 in response to the control signal 266.
  • the control signal 266 is given during a predetermined time period in which the energization switch 60 is turned on to establish a closed electric circuit. This disables the rotation of the movable delivery wire driving operation unit 23 over a predetermined time period. Note that the motor 228 is not mechanically locked during a period in which the control signal 266 is not applied to the solenoid 267.
  • the shaft 261 When the solenoid 267 is energized by the applied control signal 266, the shaft 261 extends in the direction of the clutch 25, so the friction plate 251 connected to the shaft 261 contacts the friction plate 252 connected to the motor shaft 229. The two friction plates in contact with each other are in frictional engagement, the motor shaft 229 is forcibly stopped from rotating, and the motor 228 is mechanically locked. When the motor 228 is in the locked state, the delivery wire driving operation unit 23 is in an inoperable state.
  • Friction engagement is performed in a direction perpendicular to the moving direction of the delivery wire drive operation unit 23 to prevent displacement of the delivery wire drive operation unit 23 due to friction engagement.
  • an electromagnetic clutch or the like may be used instead of the electromagnetic solenoid 267.
  • FIG. 9 shows a mechanism for the fixed position control unit 38.
  • the fixed position control unit 38 includes an actuator 223 and an encoder 231 corresponding to the motor 228, and includes a servo amplifier 221 for servo control, a difference detector 222, and a memory 212.
  • the coil detachment start button 241 When the coil detachment start button 241 is operated, the coil 53 is detached from the connection part 54 in order to place the coil 53 in the affected part (cerebral aneurysm). At this time, in order to accurately place the coil 53 on the affected part (cerebral aneurysm), the delivery wire 51 is prevented from moving using the mechanism of FIG. 9 for a predetermined time period in which the energization switch 60 is ON.
  • a write request WR is given to the memory 212 from the CPU 211 (control unit 31) via the memory I / F 213.
  • the position signal LS output from the encoder 231 at that time is stored as data.
  • the encoder 231 detects the operation amount of the delivery wire drive operation unit 23 as the rotation amount / direction of the motor 228, converts it into a position signal LS, and outputs it.
  • the position signal LS when the coil detachment start button 241 indicated by the data read from the memory 212 is operated and the position signal LS currently detected by the encoder 231 are given to the difference detector 222.
  • the difference detector 222 detects the difference between the levels of the given position signals LS and outputs the detected difference signal to the servo amplifier 221.
  • the servo amplifier 221 gives a current signal of a level corresponding to the given difference to the actuator 223. Therefore, the actuator 223 rotates the delivery wire driving operation unit 23 by an amount corresponding to the difference.
  • the program according to this flowchart is stored in advance in the memories 112 and 212, and the CPU 111 and 211 read out and executes each instruction code of the program from the memory, thereby realizing the embolization coil removal process.
  • the delivery wire drive operation detection unit 32 detects the operation amount of the delivery wire drive operation unit 23 based on the drive signal indicated by the position signal LS by the operation of the delivery wire drive operation unit 23 (step S3). .
  • the detected operation amount data is transmitted to the slave 10 side by the control unit 31 via the transmission unit 36 (step S5).
  • the actuator 12 is driven based on the received operation amount data, and the delivery wire 51 or the catheter 50 moves so as to be inserted / removed from / to the human body 41A.
  • step S7 On the master 20 side, it is detected whether or not any button on the operation panel 26 is operated by the button operation detection unit 33 (step S7). If no button operation is detected, the process proceeds to step S3.
  • a doctor who operates the delivery wire drive operation unit 23 operates the delivery wire drive operation unit 23 while checking the progress of the delivery wire 51 by checking the screen displayed on the display 40 by the X-ray fluoroscope 43. can do. Moreover, the situation where the coil 53 is filled in the cerebral aneurysm can also be confirmed. Accordingly, the doctor confirms the display screen of the display 40 and operates the coil removal start button 241 if it is determined that it is time to remove the coil 53. When separation is confirmed on the display screen, the coil separation stop button 242 is operated to stop the separation operation. When it is determined that the delivery wire 51 is removed from the patient 41 and the operation for embolizing the cerebral aneurysm by the coil 53 is completed, the end button 27 is operated.
  • the button operation detection unit 33 detects the type of the operated button, and the detected type is sent to the control unit 31. Output (step S9).
  • Each button on the operation panel 26 outputs a signal at a level unique to the button in accordance with the operation. Therefore, the button operation detection unit 33 searches a correspondence table of button types and signal levels registered in advance. Then, the type of the operated button is detected.
  • control unit 31 When the control unit 31 detects that the detected type indicates “stop” indicating that the coil detachment stop button 242 has been operated (“stop” in step S9), the control unit 31 outputs a predetermined stop sound to the sound output unit 34. Command to output. Thereby, the sound of a stop is output from the sound output part 34 (step S15). Thereafter, the process proceeds to step S17.
  • step S9 When the detected type is detected to indicate “start” indicating that the coil withdrawal start button 241 has been operated (“start” in step S9), a predetermined start sound is output to the sound output unit 34. To command. Thereby, the sound of a start is output from the sound output part 34 (step S11). Thereafter, the control unit 31 transmits a separation start signal to the slave 11 side via the transmission unit 36 and the communication unit 300 (step S13). Thereafter, the process proceeds to step S19 described later.
  • control unit 31 sends an end instruction signal to the transmission unit 36 and the communication unit 300. To the slave 11 (step S25). Thereafter, the processing on the master 20 side ends.
  • step S17 the control unit 31 transmits a stop start signal to the slave 10 side via the transmission unit 36 and the communication unit 300. Thereafter, the process proceeds to step S19.
  • step S19 the control unit 31 detects whether or not a sound output command is received from the slave 10 via the receiving unit 37 (steps S19 and S21). When it is detected that the signal has been received, the control unit 31 causes the sound output unit 34 to output a predetermined sound (step S23). Thereafter, the process proceeds to step S3.
  • the sound output command received in step S19 is output when the slave 10 detects that the position of the delivery wire 51 is within a predetermined range.
  • a doctor on the 20th side can confirm that the delivery wire 51 is positioned within a predetermined range.
  • step S21 if it is detected that the message has not been received (NO in step S21), the process returns to step S3, and the subsequent processes are similarly performed.
  • step T3 when power is turned on and processing is started, the control unit 13 sets a value 0 to the temporary control variable F (step T3). Thereafter, the control unit 13 determines whether or not the value of the variable F is 0 (step T5).
  • the variable F is referred to in order to distinguish whether or not the energization switch 60 is turned on / off. If it is determined that the variable F does not indicate 0 (NO in step T5), the process proceeds to step T11 described later.
  • step T5 a drive signal receiving operation transmitted from step S5 of the process on the master 20 side is performed (step T7), and the drive control unit 14 receives the signal. Based on the drive signal, the rotation of the feed roller 122 of the actuator 12 is driven and controlled to insert / withdraw the delivery wire 51 (step T9).
  • control unit 13 detects whether or not to receive a signal transmitted from the master 20 side via the receiving unit 18 (step T11). If no signal is received, the process proceeds to step T5, and the subsequent processes are similarly performed. In step T11, the signal transmitted from any of steps S13, S17 and S25 is detected.
  • control unit 13 analyzes the received signal and determines its type (step T13). When it is determined that the received signal indicates “end instruction” (“end” in step T13), the series of processing ends.
  • the control unit 13 instructs the position determination unit 15 to detect the position of the delivery wire 51.
  • the position determination unit 15 detects a position using the position detection unit 80 (step T15), and determines whether the detected position indicates a position within a predetermined range (step S15). T17).
  • the position determination unit 15 outputs a light emission instruction signal to the position detection unit 80 via the input / output I / F 115.
  • Each light source 82 performs a light emission operation based on a given light emission instruction signal. This light emission is detected by the corresponding photo sensor 81, and a sensor signal is output from each photo sensor 81.
  • the position determination unit 15 stores data indicating a predetermined range in advance, compares the position data indicated by the column position signal of each input sensor signal with the data indicating the predetermined range, and based on the comparison result, the delivery wire. It is determined whether 51 is located within the predetermined range, and the determination result is output to the control unit 13.
  • the position determination unit 15 determines the position of the other end in the position detection unit 80 when the coil 53 should be detached from the delivery wire 51.
  • the delivery wire 51 has a fixed length, the length varies depending on the type. Therefore, the position of the other end in the position detection unit 80 when the coil 53 should be detached from the delivery wire 51 varies depending on the length (type) of the catheter 50.
  • Data indicating a predetermined range corresponding to the length of the catheter 50 is stored in the memory 12 in advance, and the position determination unit 15 reads data from the predetermined range corresponding to the length of the catheter 50 to be used from the memory 12.
  • the length of the catheter 50 to be used is given in advance by external input.
  • the predetermined range of data is indicated by the row position of the photosensor 81 that should succeed in receiving light among the photoline sensors.
  • the delivery wire 51 Is determined to be located within a predetermined range.
  • control unit 13 When the control unit 13 detects that the current position of the delivery wire 51 is not within the predetermined range based on the determination result of the position determination unit 15 (NO in step T17), the control unit 13 sends a sound output command via the transmission unit 17 and the communication unit 300. It transmits to the master 20 side (step T23). Thereafter, the process proceeds to step T5.
  • the coil 53 can be operated even if the coil removal start button 241 is operated. Is not performed, and the fact is notified to the doctor by voice on the master 20 side (see step S23). Therefore, an erroneous operation of the coil detachment start button 241 can be avoided.
  • the power switch 60 is instructed to turn on the power switch 60.
  • the slave control unit 11 starts supplying current to the solenoid 73 of the movable electrode unit 701 and moves the electrode 71 to contact the delivery wire 51.
  • the energization switch controller 16 turns on the energization switch 60 for a predetermined period (step T19).
  • the connecting portion 54 is electrically melted and the coil 53 is detached from the connecting portion 54.
  • the period during which current is supplied to the solenoid 73 and the period during which the solenoid 73 is in an ON state are periods that are long enough to electrolyze the connection portion 54.
  • step T21 When the energization switch 60 is turned on, the control unit 13 sets the value of the variable F to 1 (step T21). Thereafter, the process proceeds to step T3.
  • step T13 when it is detected that the received signal indicates “stop instruction” (“stop” in step T13), the control unit 13 turns off the energization switch 60 via the energization switch control unit 16 and is movable.
  • the current supply to the solenoid 73 of the electrode unit 701 is stopped (step T25). Thereby, the establishment of the closed electric circuit is cut off, and the energization to the delivery wire 51 is ended. Thereafter, the control unit 13 sets 0 to the variable F (step T26). Thereafter, the process proceeds to step T5.
  • release start button or the release stop button on the master side may be activated when operated for a predetermined time counted by the timing unit 35 so as not to be activated by mistake.
  • the catheter 50 and the coil 53 from the master 20 side are not operated.
  • the operation signal (drive signal) may be ignored.
  • the delivery wire drive operation unit 23 on the master 20 side is controlled to be fixed to the fixed point (the position at which separation is started) so that the delivery wire drive operation unit 23 cannot be moved. It may be.
  • the operation unit on the master 20 side may be mechanically locked and cannot be moved as shown in FIG.
  • Example 2 In this embodiment, a linear body operation control device for enabling one person to operate a catheter and a delivery wire is shown.
  • FIG. 11 shows an overall schematic configuration of a medical linear body operating device which is an example of the linear body operation control apparatus according to the present embodiment.
  • the medical linear body operation device includes a slave 120, a master 210 installed remotely from the slave 120, and a communication unit 300 for connecting the slave 120 and the master 210 by communication.
  • the slave 120 and the master 210 communicate by relay of the communication unit 300 via a cable.
  • the communication path provided between the slave 120 and the master 210 is not limited to the wire as shown in FIG. 11 and may be wireless.
  • the medical linear body operating device includes an X-ray irradiation device 42 and X-ray fluoroscopy that irradiate the affected part with X-rays 44 in order to see through the affected part of the patient 41 into which the delivery wire 70 and the catheter 50 are inserted.
  • a display 40 for receiving an image signal output by the X-ray fluoroscopic apparatus 43 via the communication unit 300 and displaying an image on the outside.
  • the slave 120 includes an actuator 124 that is a drive mechanism for inserting / withdrawing the catheter 50 and the delivery wire 70 into / from the patient 41, and a slave control unit 75 for controlling the operation of the actuator 124.
  • the master 210 is an operation unit 323 operated by a doctor for inserting / withdrawing the delivery wire 70, an actuator 322 for applying a load to an external operation in relation to the operation unit 323, and a master control for controlling each part of the master 210.
  • the operation unit 323 includes a child catheter operation unit 14M for operating the child catheter 372 (see FIG. 15) and a delivery wire operation unit 13M for operating the delivery wire 70.
  • the enable switch 312 is operated to validate the operation of the operation unit 323.
  • the doctor can operate the operation unit 323 while confirming the movement of the delivery wire 70 on the screen of the display 40 as in the first embodiment. Since the delivery wire 70 is made of a radiopaque material, it can be confirmed by an image. Further, similarly to the first embodiment, the doctor can confirm the position of the distal end of the catheter 50 by confirming the position of the marker at the distal end of the catheter 50 in the fluoroscopic image.
  • a guide wire 70A is used instead of the delivery wire 70.
  • the guide wire 70A is generally made of a radiopaque material having higher rigidity than the catheter 50.
  • the distal end portion of the guide wire 70A is flexible so as not to damage the blood vessel.
  • the guide wire 70A can be advanced first, and the catheter 50 with the guide wire 70A inserted can be advanced first, and the catheter 50 can be guided to the target site.
  • the delivery wire 70 is used to place the coil 53 made of platinum for embolization in a cerebral aneurysm that is a target site.
  • a coil 53 is connected to the tip of the delivery wire 70.
  • the coil 53 and the delivery wire 70 are connected by a connecting portion 54.
  • FIG. 12 and FIG. 13 show the transmission and reception of signals between the slave 120 and the master 210 according to the present embodiment and the related parts.
  • the master control unit 311 of the master 210 and the slave control unit 75 of the slave 120 are composed of a microcomputer, and the two are connected by a wired or wireless communication path 1.
  • the communication part 300 is provided in the communication path 1, the illustration is abbreviate
  • master control unit 311 includes a CPU (Central Processing Unit) 28M for centrally controlling and monitoring the operation of master 210, a memory 29M for storing programs and data, and other components in master 210.
  • An external interface (I / F) 32M for controlling input / output and a storage unit 33M are provided.
  • the storage unit 33M has a larger storage capacity than the memory 29M and can store image data and the like.
  • the notification unit 27M includes a part that outputs sound or light, and outputs light or sound according to a given signal.
  • An enable switch 312 is connected to the input / output I / F 31M, and circuits related to the delivery wire operation unit 13M and the child catheter operation unit 14M are connected thereto.
  • a motor 15M In connection with the delivery wire operation unit 13M, a motor 15M, amplifiers (amplification circuits) 16M and 18M, a D / A (Digital / Analog) converter 17M, and an A / D (Analog / Digital) converter 19M are connected.
  • the digital signal output via the input / output I / F 31M by the CPU 28M is converted to an analog signal by the D / A converter 17M, then supplied to the amplifier 16M, amplified by the amplifier 16M, and then supplied to the motor 15M.
  • the motor 15M rotates according to the given signal.
  • a load hereinafter referred to as a rotation load
  • a rotation load is applied to the rotation operation of the delivery wire operation unit 13M so as to make the rotation operation difficult.
  • the motor 15M is a DC motor, and a current signal given to the motor 15M is detected by a current sensor or the like.
  • the detected current signal is given to the amplifier 18M.
  • the current signal After being amplified by the amplifier 18M, the current signal is converted into a digital signal via the A / D converter 19M, and applied to the CPU 28M via the input / output I / F 31M.
  • a motor 21M, amplifiers (amplification circuits) 22M and 24M, a D / A (Digital / Analog) converter 23M, and an A / D (Analog / Digital) converter 25M are connected to the child catheter operation unit 14M.
  • the digital signal output via the input / output I / F 31M by the CPU 28M is converted into an analog signal by the D / A converter 23M, then supplied to the amplifier 22M, amplified by the amplifier 22M, and then supplied to the motor 21M.
  • the motor 21M rotates according to the given signal. By this rotation, the above-described rotation load that acts to make the rotation operation difficult is applied to the rotation operation of the child catheter operation unit 14M.
  • the motor 21M is a DC motor, and a current signal given to the motor 21M is detected by a current sensor or the like. The detected current signal is given to the amplifier 24M.
  • the amplifier 24M amplifies the supplied current signal and outputs it to the A / D converter 25M.
  • the A / D converter 25M converts the signal input from the amplifier 24M into a digital signal, and then outputs the signal to the CPU 28M via the input / output I / F 31M.
  • a rotational load is applied to both the delivery wire operation unit 13M and the child catheter operation unit 14M.
  • the operation amount (rotation amount (rotation angle) and rotation direction) is detected by the encoder 34M by the manual operation of the doctor of the delivery wire operation unit 13M, and the position signal RS2 indicating the detected operation amount indicates the input / output I / F 31M. Via the CPU 28M. Similarly, the operation amount (rotation amount (rotation angle) and rotation direction) of the child catheter operation unit 14M is detected by the encoder 26M, and the position signal LS2 indicating the detected operation amount is transmitted via the input / output I / F 31M. , Given to the CPU 28M.
  • the slave control unit 75 communicates with a CPU (Central Processing Unit) 66S for centrally controlling and monitoring each unit of the slave 120, a memory 67S in which data and programs are stored in advance, and communication with the communication path 1.
  • a communication I / F (Interface) 69S for controlling the I / F and an input / output I / F (Interface) 68S for controlling input / output to / from other parts of the slave 120 are provided.
  • the input / output I / F 68S includes a D / A (Digital / Analog) converter 56S, an A / D (Analog / Digital) converter 57S, and an amplifier (amplifier circuit) for inputting / outputting signals to / from the delivery wire driving unit 52S. ) 55S and 58S and an encoder 59S are connected.
  • a D / A (Digital / Analog) converter 62S, an A / D (Analog / Digital) converter 63S, amplifiers (amplification circuits) 61S and 64S, An encoder 65S is connected.
  • a signal for driving the delivery wire driving unit 52S is given to the D / A converter 56S by the CPU 66S via the input / output I / F 68S.
  • the D / A converter 56S converts the input signal into an analog signal and supplies it to the amplifier 55S.
  • the amplifier 55S amplifies the given signal and gives it to the motor 54S.
  • the motor 54S is, for example, a DC motor, and rotates according to a current signal that is a given signal, and the delivery wire driving unit 52S rotates in conjunction with the rotation.
  • the current signal given to the motor 54S is detected by a current sensor or the like, and the detected current signal is given to the amplifier 58S.
  • the amplifier 58S amplifies the applied current signal and outputs it to the A / D converter 57S.
  • the A / D converter 57S converts the applied current signal into a digital signal, and then supplies it to the CPU 66S via the input / output I / F 68S.
  • the drive amount (rotation amount (rotation angle) and rotation direction) linked to the motor 54S of the delivery wire drive unit 52S is detected by the encoder 59S, and a position signal RS1 indicating the detected drive amount is input via the input / output I / F 68S. To the CPU 66S.
  • a signal for driving the child catheter drive unit 53S is given to the D / A converter 62S by the CPU 66S via the input / output I / F 68S.
  • the D / A converter 62S converts the input signal into an analog signal and supplies it to the amplifier 61S.
  • the amplifier 61S amplifies the given signal and gives it to the motor 60S.
  • the motor 60S is, for example, a DC motor, and rotates according to a current signal that is a given signal, and the child catheter drive unit 53S rotates in conjunction with this rotation.
  • the current signal given to the motor 60S is detected by a current sensor or the like, and the detected current signal is given to the amplifier 64S.
  • the amplifier 64S amplifies the applied current signal and outputs it to the A / D converter 63S.
  • the A / D converter 63S converts the applied signal into a digital signal, and then supplies the signal to the CPU 66S via the input / output I / F 68S.
  • the drive amount (rotation amount (rotation angle) and rotation direction) linked to the motor 60S of the child catheter drive unit 53S is detected by the encoder 65S, and the position signal LS1 indicating the detected drive amount is input via the input / output I / F 68S. To the CPU 66S.
  • FIG. 14 shows the appearance of the master 210.
  • an enable switch 312 On the surface of the casing of the master 210, an enable switch 312, a delivery wire operation unit 13M, and a child catheter operation unit 14M are arranged.
  • both doctors are arranged close to or adjacent to each other so that one doctor can operate the delivery wire operation unit 13M and the child catheter operation unit 14M with the left and right hands.
  • the rotor 13R disposed on the housing surface of the master 210 of the delivery wire operation unit 13M rotates freely concentrically around the shaft 131M in the direction of the arrow in conjunction with the rotation operation by the doctor.
  • the rotor 14R of the child catheter operation unit 14M rotates concentrically around the shaft 141M freely in the direction of the arrow in conjunction with the rotation operation by the doctor.
  • FIG. 15 schematically shows the drive mechanism of the catheter 50 and the delivery wire 70 on the slave 120 side.
  • the slave 120 is moved by applying an insertion force (a compressive force in the longitudinal direction acting on the linear body) to the child catheter 372 and the delivery wire 70, which are linear bodies, and a rotary actuator 124 (see FIG. 11).
  • the rotation control of the actuator 124 is performed in conjunction with the rotation operation of the rotor of the delivery wire operation unit 13M and the child catheter operation unit 14M of the master 210.
  • the parent catheter 374 in FIG. 15 and the child catheter 372 inserted therein correspond to the catheter 50 in FIG.
  • the actuator 124 connected to the slave controller 75 includes an actuator 12A for the delivery wire 70 and an actuator 12B for the child catheter 372.
  • the actuator 12A includes a delivery wire driving unit 52S that is a roller that rotates in conjunction with the rotation of the motor 54S, and a roller for pressing the delivery wire 70 on the roller surface of the delivery wire driving unit 52S toward the delivery wire driving unit 52S. Consists of.
  • the pressing roller rotates in conjunction with the rotation of the delivery wire driving unit 52S.
  • the actuator 12B includes a child catheter drive unit 53S that is a roller that rotates in conjunction with the rotation of the motor 60S, and a pressing roller for pressing the child catheter 372 on the roller.
  • the pressing roller rotates in conjunction with the rotation of the child catheter drive unit 53S.
  • the encoder 59S provided in association with the delivery wire drive unit 52S and the encoder 65S provided in connection with the child catheter drive unit 53S have the same configuration, and the delivery wire drive unit 52S and the child catheter drive unit 53S.
  • the driving amount (rotation angle and direction) is detected.
  • the encoder 59S will be described as a representative.
  • the encoder 59S is, for example, a general optical rotary encoder, and converts the rotation angle of the roller of the delivery wire driving unit 52S into a pulse train using an optical sensor, and counts the number of pulses with a counter circuit or the like. And the rotation direction (forward / reverse) of the roller is detected based on the phase of the output waveform of the optical sensor.
  • the present invention is not limited to the optical type, and a magnetic rotary encoder may be used.
  • a Y connector 371 is provided at the output stage of the actuator 12A, and a Y connector 373 is provided at the output stage of the actuator 12B.
  • the Y connectors 371 and 373 have the functions described with reference to FIG.
  • the delivery wire 70 output from the actuator 12A is inserted into the child catheter 372 via the Y connector 371.
  • the child catheter 372 (the child catheter 372 through which the delivery wire 70 is inserted) output from the actuator 12B is inserted into the parent catheter 374 connected to the Y connector 373 via the Y connector 373.
  • the parent catheter 374 has been previously inserted into the patient's body.
  • the child catheter 372 traveling in the parent catheter 374 is interlocked with the rotation of the child catheter drive unit 53S of the actuator 12B, and the delivery wire 70 is interlocked with the rotation of the delivery wire drive unit 52S of the actuator 12A.
  • the blood vessel 840 is moved. With this movement, the distal end portion of the delivery wire 70 reaches the target cerebral aneurysm 842, and the coil 53 connected to the distal end of the delivery wire 70 can be loaded into the cerebral aneurysm 842. .
  • FIG. 16 shows a circuit configuration for applying the insertion force of the slave 120 to the child catheter 372 (the compressive force in the longitudinal axis direction acting on the linear body) as a rotational load on the child catheter operation unit 14M of the master 210.
  • the insertion force of the delivery wire 70 into the human body by the slave 120 is applied as a rotational load to the delivery wire operation unit 13 ⁇ / b> M of the master 210.
  • the circuit configuration is schematically shown.
  • encoders 26M and 65S In FIG. 16, encoders 26M and 65S, a proportional amplifier (amplifier circuit) 382 that amplifies and outputs an input signal according to a predetermined ratio, and a difference between the two given signals as a system for controlling the operation of the child catheter drive unit 53S.
  • a subtractor 384 for detecting and outputting, a controller 380, and a motor 60S for rotating the child catheter drive unit 53S are provided.
  • the controller 380 corresponds to a microcomputer corresponding to the CPU 66S.
  • a proportional amplifier (amplifying circuit) 381, a subtractor 385 that detects and outputs the difference between both signals, a controller 383, and a motor as a system for applying a rotational load to the child catheter operation unit 14M. 21M is provided.
  • the controller 383 corresponds to a microcomputer corresponding to the CPU 28M.
  • the operation amount of the child catheter operation unit 14M is detected by the encoder 26M, and a position signal LS2 indicating the operation amount is output to the proportional amplifier 382.
  • the proportional amplifier 382 amplifies the given position signal LS2 according to a predetermined ratio, and then outputs it to the subtracter 384.
  • the subtractor 384 detects the difference between the two signal components by subtracting the component of the position signal LS2 supplied from the proportional amplifier 382 from the component of the position signal LS1 supplied from the encoder 65S. The detected difference signal is supplied to the controller 380.
  • the controller 380 generates and outputs a drive current A1 having a current level corresponding to the difference signal between the position signals LS1 and LS2 given from the subtractor 384.
  • a table storing current level data corresponding to each of the differential signal levels is stored in the memory 67S in advance, and the CPU 66S searches the table in the memory 67S based on the level of the differential signal and stores the data at the corresponding current level. Read (determine).
  • the drive current A1 is given to the motor 60S.
  • the motor 60S rotates by a direction and an amount (angle) according to the drive current A1, and the catheter drive unit 53S rotates in conjunction with the rotation.
  • the child catheter 372 moves in any direction in which it is inserted / removed into the body due to an insertion force according to the drive amount of the child catheter drive unit 53S.
  • the drive amount (rotation angle and rotation direction) of the child catheter drive unit 53S is detected by the encoder 65S and given to the subtractor 384 as the position signal LS1.
  • a drive current A1 is detected by a current sensor 386 provided at the input stage of the motor 60S, and the detected drive current A1 is given to the proportional amplifier 381 as a current signal A2.
  • the proportional amplifier 381 amplifies the current signal A2 in accordance with a predetermined ratio, and supplies the amplified signal to the subtracter 385.
  • the subtractor 385 detects a difference obtained by subtracting the input current signal A3 from the current signal supplied from the proportional amplifier 381, and supplies the detected difference signal to the controller 383.
  • the controller 383 generates a drive signal that is a current signal at a level corresponding to the given difference signal.
  • a table (not shown) storing current level data corresponding to each of the differential signal levels is stored in the memory 29M in advance, and the CPU 28M searches the table in the memory 29M based on the level of the differential signal and corresponding current level. Data is read out (determined). Then, a current signal at the read level is generated and output.
  • the drive signal output from the controller 383 is output to the motor 21M. Since the motor 21M rotates in accordance with the rotation angle and the rotation direction corresponding to the applied drive signal, a rotational load is applied to the child catheter operation unit 14M in conjunction with this.
  • a current sensor 387 is provided at the input stage of the motor 21M, and the current sensor 387 detects a current signal supplied from the controller 383 to the motor 21M. The detected current signal A3 is supplied to the subtracter 385.
  • the predetermined ratio set for the proportional amplifier 382 represents the ratio between the unit rotation angle of the child catheter drive unit 53S and the rotation angle of the child catheter operation unit 14M for providing this unit rotation angle.
  • the child catheter drive unit 53S is driven so that the difference becomes zero according to the drive amount corresponding to the difference output from the subtractor 384. Therefore, the drive amount of the child catheter drive unit 53S is less than the child amount.
  • the operation amount of the catheter operation unit 14M is linearly followed.
  • the motor 21M for applying a rotational load to the child catheter operation unit 14M is driven according to the driving amount corresponding to the difference output from the subtractor 385, in other words, since the difference is driven to be zero, The rotation load given by the rotation amount of the motor 21M follows the drive amount of the catheter drive unit 53S linearly.
  • the doctor senses the rotation load applied to the child catheter operation unit 14M to be operated as an operation resistance, thereby allowing the child catheter 372 to operate. It is possible to sense the magnitude of the insertion force acting on the.
  • the ratio between the insertion force acting on the child catheter 372 and the operation resistance given to the doctor is determined by a predetermined ratio set in the proportional amplifier 381.
  • FIG. 17 as a system for controlling the operation of the delivery wire driving unit 52S, encoders 34M and 59S, a proportional amplifier (amplifying circuit) 392 that amplifies and outputs an input signal according to a predetermined ratio, and both signals provided A subtractor 394 that detects and outputs the difference, a controller 390, and a motor 54S for rotating the delivery wire driving unit 52S.
  • the controller 390 corresponds to a microcomputer corresponding to the CPU 66S.
  • FIG. 17 as a system for applying a rotational load to the delivery wire operation unit 13M, a proportional amplifier (amplifying circuit) 391, a subtracter 395 that detects and outputs the difference between the two signals applied, a controller 393, and a motor With 15M.
  • the controller 393 corresponds to a microcomputer corresponding to the CPU 28M.
  • the operation amount of the delivery wire operation unit 13M is detected by the encoder 34M, and a position signal RS2 indicating the operation amount is output to the proportional amplifier 392.
  • the proportional amplifier 392 amplifies the given position signal RS2 according to a predetermined ratio, and then outputs it to the subtracter 394.
  • the subtractor 394 detects the difference between the two signal components by subtracting the amplified position signal RS2 component supplied from the proportional amplifier 392 from the position signal RS1 component supplied from the encoder 59S. The detected difference signal is given to the controller 390.
  • the controller 390 generates and outputs a signal of the driving current B1 having a current level corresponding to the difference given from the subtractor 394 and indicated by the difference signal.
  • the CPU 66S searches the table stored in the memory 67S in advance as described above based on the level of the difference signal, reads (determines) the data of the corresponding current level, and generates the signal of the drive current B1 at the read level. And output.
  • the signal of the drive current B1 is given to the motor 54S.
  • the motor 54S rotates according to the driving amount according to the driving current B1, and the delivery wire driving unit 52S rotates in conjunction with the rotation.
  • the delivery wire 70 is given an insertion force according to the drive amount according to the drive current B1, and moves in the direction of insertion / extraction into the body.
  • the driving amount (rotation angle and rotation direction) of the delivery wire driving unit 52S is detected by the encoder 59S and given to the subtractor 394 as the position signal RS1.
  • a drive current B1 is detected by a current sensor 396 provided at the input stage of the motor 54S, and the detected drive power B1 is supplied to the proportional amplifier 391 as a current signal B2.
  • the proportional amplifier 391 amplifies the current signal B ⁇ b> 2 according to a predetermined ratio, and gives it to the subtracter 395.
  • the subtractor 395 detects a difference obtained by subtracting the input current signal B 3 from the current signal supplied from the proportional amplifier 391, and supplies the detected difference signal to the controller 393.
  • the controller 393 generates a drive signal corresponding to the given difference signal.
  • the CPU 28M searches a table (not shown) previously stored in the memory 29M as described above based on the level of the difference signal, reads (determines) the data of the corresponding current level, and outputs the current signal of the read level as a drive signal. Generate and output as
  • This drive signal is output to the motor 15M. Since the motor 15M rotates in accordance with the drive amount corresponding to the applied drive signal, a rotational load is applied to the delivery wire operation unit 13M in conjunction with this.
  • a current sensor 397 is provided at the input stage of the motor 15M, and the current sensor 397 detects a current signal applied to the motor 15M and supplies it to the subtracter 395 as a current signal B3.
  • the predetermined ratio set for the proportional amplifier 392 represents the ratio between the unit rotation angle of the delivery wire driving unit 52S and the rotation angle of the child catheter operation unit 14M for providing this unit rotation angle.
  • the delivery wire driving unit 52S is driven so that the difference becomes zero according to the driving amount corresponding to the difference output from the subtractor 394. Therefore, the driving amount of the delivery wire driving unit 52S is the delivery wire.
  • the operation amount of the operation unit 13M is linearly followed.
  • the motor 15M for applying a rotational load to the delivery wire operation unit 13M is driven according to the driving amount corresponding to the difference output from the subtractor 395, in other words, since the difference is driven to zero, The rotational load given by the rotation of the motor 15M linearly follows the driving amount of the delivery wire driving unit 52S.
  • the doctor senses the rotational load applied to the delivery wire operating unit 13M to be operated as resistance related to the operation, The magnitude of the insertion force acting on the delivery wire 70 can be sensed.
  • the ratio of the insertion force acting on the delivery wire 70 and the resistance relating to the operation given to the doctor is determined by a predetermined ratio set in the proportional amplifier 391.
  • FIG. 18 shows another configuration of the master 210.
  • the operation unit may be provided in the casing of the master 210 so as to be inclined by 90 ° with respect to the rotation axis. If the master 210 is a type that can be operated by hand as shown in FIG. 18, it is very easy to operate, and it is desirable that the enable switch 312 be pressed with an index finger or the like. Further, it is desirable that the rotation operation parts of the delivery wire operation part 13M and the child catheter operation part 14M have a structure that can be operated with the thumbs. In FIG. 12 and FIG. 18, there is one enable switch 312. However, two enable switches 312 may be provided, and each enable switch may be provided in the delivery wire operation unit 13M and the child catheter operation unit 14M.
  • FIG. 19B shows the internal structure of the casing in association with the configuration of FIG. 19A when the casing of the master 210 in FIG. 18 is viewed from the top.
  • a mechanism for applying a rotational load to the delivery wire operation unit 13M will be described with reference to FIG. Since this mechanism can be similarly applied to a mechanism for applying a rotational load to the child catheter operation unit 14M, the mechanism of the delivery wire operation unit 13M will be described as a representative here.
  • the delivery wire operation unit 13M is provided with a rotation shaft 131M extending from the surface of the housing within the housing of the master 210, and is integrally formed with the rotation shaft 131M.
  • a disk-shaped member 132M is attached.
  • the rotation shaft 131M extends so as to penetrate the centers of the upper surface and the lower surface of the disk of the member 132M.
  • the disk-shaped member 132M provided integrally with the rotation shaft 131M matches the operation amount of the delivery wire operation unit 13M.
  • the rotation direction and rotation angle of the member 132M are detected by a rotation sensor 201M provided in the master 210.
  • an optical sensor can be applied to the rotation sensor 201M.
  • the detection result of the rotation sensor 201M is given to the encoder 34M.
  • the encoder 34M encodes the input detection result. As a result, the detection result is converted (generated) and output to the above-described position signal RS2 indicating the rotation amount and the rotation direction.
  • the functions of the rotation sensor 201M and the encoder 34M are the same as those of the optical rotary encoder described above.
  • a force sense motor 15M and a disk-shaped member 152M are provided in order to apply a rotational load to the delivery wire operation unit 13M.
  • a motor shaft 151M extending from the motor 15M is attached to the disk of the member 152M so as to penetrate the centers of the upper and lower surfaces of the disk. Therefore, the disk of the member 152M rotates through the motor shaft 151M in a direction corresponding to the rotation direction of the motor 15M and by an angle according to the rotation angle of the motor 15M.
  • the member 152M is attached such that the side surface of the disk (the surface sandwiched between the upper surface and the lower surface of the disk) is in contact with the side surface of the disk of the member 132M.
  • the torque generated in the delivery wire operation unit 13M is controlled by controlling the drive amount of the motor 15M (the current level supplied to the motor 15M).
  • the direction of the velocity vector generated in the tangential direction of the rotating member 152M is opposite to the direction of the velocity vector generated in the tangential direction of the rotating member 152M.
  • the rotation of the member 152M acts to reduce the rotational speed of the disk of the member 132M.
  • the amount of drive of the motor 15M and the delivery wire with respect to the rotation operation by the doctor of the delivery wire operation unit 13M A load corresponding to the insertion force of 70 is given.
  • the CPU 28M on the master 210 side always detects whether or not the enable switch 312 is ON based on a signal input from the enable switch 312 via the input / output I / F 31M.
  • the doctor performs an ON operation of pressing the enable switch 312 with a finger when consciously performing the linear body operation control.
  • the doctor wants to forcibly stop the linear body operation control
  • the doctor releases the enable switch 312 and performs an OFF operation.
  • the CPU 28M forcibly stops the linear body operation control while detecting that the enable switch 312 is pressed by a finger and is turned on. That is, the input of the signal from the operation unit 323 is stopped.
  • the operation of the operation unit 323 is invalidated, so that no drive signal is given to the delivery wire driving unit 52S and the child catheter driving unit 53S, and the movement of the delivery wire 70 and the child catheter 372 is stopped.
  • the OFF operation signal is also given to the CPU 28M as an external interrupt signal.
  • the execution of the processing related to the control is forcibly stopped.
  • the enable switch 312 when the enable switch 312 is turned OFF (for example, when the finger is released from the enable switch 312), the operation of the operation unit 323 of the master 210 is invalidated from the valid state, so that the operation signal is sent to the slave 120. Not sent.
  • the operation of the actuator 124 of the slave 120 stops, and the movement of the delivery wire 70 and the child catheter 372 stops.
  • the CPU 28M receives an X-ray fluoroscopic image from the X-ray fluoroscopic device 43 via the communication unit 300, associates the received image with the driving amount data of the actuator 124 received from the slave 120, and stores the storage unit 33M. May be stored.
  • the driving amount of the actuator 124 and the fluoroscopic image data during the operation are recorded in association with each other, and later, the recorded content is read out, reproduced, and analyzed to analyze the procedure of the doctor during the operation. Can do.
  • the operation amount of the operation unit 323 of the master 210 may be recorded in association with each other.
  • the CPU 28M outputs the drive amount of the actuator 124 to the outside through sound / light etc. via the notification unit 27M. Thereby, the doctor can sense the load related to rotation as resistance and can also be confirmed auditorily or visually.
  • the communication path 1 for the master 210 and the slave 120 can be applied with electromagnetic waves such as electricity and infrared light, and a network line.
  • electromagnetic waves such as electricity and infrared light
  • a doctor uses wired communication or infrared rays, a doctor has a portable (handy type) master 210 to control the slave 120, or an X-ray fluoroscopic image during surgery also passes through the communication path 1.
  • displaying on the display 40 remote surgery or the like can be performed while confirming the image.
  • Example 3 a linear body operation control device that enables a delivery wire to be pulled out from the body with an appropriate force will be described.
  • the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.
  • the linear body drawing device included in the linear body operation control device includes a delivery wire driving unit 112 ⁇ / b> A, a child catheter driving unit 112 ⁇ / b> B, and a control circuit 630. .
  • a linear body operation control device having a pulling function as a medical instrument used for coil embolization treatment of a cerebral aneurysm 842 formed in a blood vessel 840 in the brain will be described.
  • the use of the extraction function is not limited to the coil embolization treatment of the cerebral aneurysm 842.
  • the platinum coil 53 for coil embolization is connected to the tip of the delivery wire 70.
  • Delivery wire 70 and catheter 50 are inserted into Y connectors 371 and 373, respectively.
  • the catheter 50 includes a parent catheter 374 and a child catheter 372.
  • the parent catheter 374 and the child catheter 372 are hollow, and the child catheter 372 is inserted into the hollow portion of the parent catheter 374.
  • the delivery wire 70 is inserted into the hollow portion of the child catheter 372.
  • Delivery wire drive unit 112A is provided near the entrance of Y connector 371. As shown in FIG. 21, the delivery wire driving unit 112A includes a holding roller 12C, a feed roller 14C, and a motor 16C.
  • the holding roller 12C and the feeding roller 14C are provided so as to sandwich the delivery wire 70 between the holding roller 12C and the feeding roller 14C.
  • the restraining roller 12C is supported by an elastic body 18C. Due to the elastic force of the elastic body 18C, a force necessary for holding the delivery wire 70 and holding it between the roller 12C and the feed roller 14C is applied.
  • the feed roller 14C is connected to the motor 16C.
  • the feed roller 14C is directly connected to the rotor of the motor 16C without using a speed reducer or the like.
  • the motor 16C is driven by the current supplied from the constant current source 640.
  • the driving force of the motor 16C that is, the force for inserting or extracting the platinum coil 53 (delivery wire 70) is determined according to the current value of the motor 16C. Therefore, in this embodiment, the force for inserting or extracting the platinum coil 53 (delivery wire 70) is determined by determining the current value of the motor 16C.
  • the rotation speed (cumulative rotation speed) and rotation speed of the feed roller 14C are detected by the encoder 142C, and a signal representing the detection result is input to the control circuit 630. Furthermore, the control circuit 630 calculates the length by which the delivery wire 70 is pulled out, for example, by multiplying the rotation speed of the feed roller 14C by the circumference of the feed roller 14C.
  • the child catheter drive unit 112B has the same configuration as the delivery wire drive unit 112A.
  • the child catheter drive unit 112B is provided near the entrance of the Y connector 373.
  • the control circuit 630 controls the delivery wire driving unit 112A and the child catheter driving unit 112B so that the delivery wire 70 and the child catheter 372 are inserted into the human body.
  • a master unit 650 is connected to the control circuit 630 in order to control the delivery wire driving unit 112A and the child catheter driving unit 112B so that the delivery wire 70 and the child catheter 372 are inserted in accordance with an operation of a doctor or the like.
  • the master machine 650 includes, for example, a dial-type delivery wire operation unit 652 and a child catheter operation unit 654.
  • the control circuit 630 controls the delivery wire driving unit 112A so that the delivery wire 70 is inserted (advanced) and retracted by a distance corresponding to the rotation amount of the delivery wire operation unit 652.
  • the control circuit 630 controls the child catheter drive unit 112B so that the child catheter 372 is inserted and retracted by a distance corresponding to the rotation amount of the child catheter operation unit 654.
  • a doctor or the like may insert the delivery wire 70 and the child catheter 372 manually.
  • control circuit 630 controls the delivery wire driving unit 112A and the child catheter driving unit 112B so that the delivery wire 70 and the child catheter 372 are pulled out with a predetermined force.
  • a delivery wire extraction button 632 and a child catheter extraction button 634 are connected to the control circuit 630.
  • the control circuit 630 controls the delivery wire driving unit 112A so as to pull out the delivery wire 70 with a predetermined force.
  • the control circuit 630 controls the child catheter drive unit 112B so as to pull out the child catheter 372 with a predetermined force.
  • the delivery wire 70 and the child catheter 372 can be pulled out from the human body safely and easily with an appropriate force. Therefore, the burden on the operator when the delivery wire 70 and the child catheter 372 are pulled out can be reduced.
  • control circuit 630 controls the delivery wire driving unit 112A so that the delivery wire 70 is stopped when the delivery wire 70 has been pulled out to reach a predetermined length.
  • control circuit 630 controls the child catheter drive unit 112 ⁇ / b> B so that the withdrawal of the child catheter 372 is stopped when the length of the child catheter 372 being drawn reaches a predetermined length.
  • the delivery wire driving unit 112A and the child catheter driving unit 112B may include a delivery wire pulling button 632 and a child catheter pulling button 634, respectively.
  • a known guide wire 70A used when the catheter 50 is inserted into the human body may be pulled out.
  • the parent catheter 374 may be withdrawn instead of or in addition to the child catheter 372.
  • a plurality of pull-out buttons set so that the pull-out lengths may be different may be provided for one linear body. That is, the length for pulling out the linear body may be different among the plurality of pull-out buttons depending on the operated pull-out button.
  • Control circuit 630 includes a switch 601 and a switch 602.
  • Switch 601 has input terminals 6AT and 6BT and an output terminal 6CT. By switching the contact on the input side of the switch 601 to one of the input terminals 6AT and 6BT by the switch 602, the signal output from the output terminal 6CT is switched. Accordingly, the force for pulling out the delivery wire 70 or the child catheter 372 is changed.
  • the control circuit 630 further includes a proportional amplifier 603, a subtractor 611, a current sensor 612, a controller 605, a speed detector 609, a controller 604, and a subtractor 610 in order to control the magnitude of the pulling force and the pulling speed.
  • a motor 16C, a drive unit 607, and an encoder 142C are shown as external devices that input and output signals to and from the control circuit 630.
  • the drive unit 607 corresponds to the delivery wire drive unit 112A or the child catheter drive unit 112B.
  • the control circuit 630 is provided with a command value signal 691 indicating a pulling force and a maximum speed signal 692.
  • the command value signal 691 indicates a predetermined amount of force for pulling out the linear body of the delivery wire 70 or the child catheter 372.
  • Maximum speed signal 692 indicates the speed at which delivery wire 70 or child catheter 372 is withdrawn.
  • a command value signal 691 after being amplified at a predetermined ratio by the proportional amplifier 603 is given to the input terminal 6AT of the switch 601, and the detected speed signal SP detected by the subtractor 610 and the maximum value are inputted to the input terminal 6BT.
  • a difference signal indicating a difference between the speed signals 692 is given after predetermined processing by the controller 604.
  • the detection speed signal SP indicates the moving speed of the linear body by the driving unit 607.
  • This moving speed is detected as follows. That is, the encoder 142C detects the position of the linear body and outputs a position signal PS indicating the detection result to the speed detector 609. The speed detector 609 detects the moving speed based on the position indicated by the position signal PS.
  • the level of the current C1 for driving the motor 16C output from the controller 605 is detected by the current sensor 612, and the drive current signal C2 indicating the detection result is given to the subtractor 611.
  • the subtractor 611 detects a difference between the drive current signal C2 and the current signal output from the output terminal 6CT of the switch 601, and supplies a signal indicating the detected difference to the controller 605.
  • the controller 605 supplies a current C1 having a level based on the given difference to the motor 16C.
  • the magnitude of the force for pulling out the linear body is instructed by the drive current signal C2.
  • the delivery wire driving unit 112A or the child catheter driving unit 112B is driven so that the delivery wire 70 or the child catheter 372 is pulled out with a predetermined constant force.
  • the delivery wire driving unit 112A or the child catheter driving unit 112B is driven so as to pull out the delivery wire 70 or the child catheter 372 at a predetermined maximum speed.
  • the switching of the contact of the switch 601 is performed by the switch 602. For example, when the delivery wire 70 or the child catheter 372 is pulled out, if the resistance related to the delivery wire 70 or the child catheter 372 is very small compared to the pulling force, the delivery wire 70 or the child catheter 372 is pulled out at a high speed. It will be. If the rotation speed of the feed roller of the delivery wire drive unit 112A or the child catheter drive unit 112B is high, the movement of the delivery wire 70 or the child catheter 372 cannot follow, and slips between the delivery wire 70 or the child catheter 372 and the feed roller. Can occur.
  • the switch 602 has a rotation speed of the delivery roller of the delivery wire driving unit 112A or the child catheter driving unit 112B, that is, a speed at which the delivery wire 70 or the child catheter 372 is pulled out is greater than a predetermined maximum speed,
  • the contact of the switch 601 is switched from the input terminal 6AT to 6BT.
  • the current value of the driving current C1 supplied to the motor 16C of the delivery wire driving unit 112A or the child catheter driving unit 112B is lowered, and the force for pulling out the delivery wire 70 or the child catheter 372 is reduced. Therefore, there can be no slip between the feed roller that feeds the linear body and the linear body. As a result, it is possible to accurately calculate the length of the linear body extracted from the rotation speed of the feed roller.
  • the switch 602 is provided when the current value of the drive current C1 supplied to the motor 16C of the delivery wire drive unit 112A or the child catheter drive unit 112B exceeds a predetermined current value, that is, the delivery wire 70 or the child wire.
  • a predetermined current value that is, the delivery wire 70 or the child wire.
  • control circuit 630 may be realized by software or hardware.
  • All the functions of the three embodiments of the linear body operation control device described above can be mounted on a single linear body control device. Of the functions of the three embodiments, one or more functions may be selectively installed.
  • the linear body operation control device can be used for the operation of medical linear bodies (delivery wires, catheters, guide wires, etc.).

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Abstract

 マスタ(210)は、外部からの操作される操作部(323)を備える。マスタ(210)は、操作部(323)によるカテーテル(50)およびデリバリワイヤ(70)の操作量を検出すると、検出した操作量をスレーブ(120)に送信する。スレーブ(120)は、与えられる駆動量に従いデリバリワイヤ(70)などに長手軸方向の力を加えて移動させるアクチュエータ(124)を有する。操作部(323)は、マスタ(210)の筐体表面に近接して配置されたカテーテル(50)およびデリバリワイヤ(70)を個別に操作するための子カテーテル操作部(14M)およびデリバリワイヤ操作部(13M)を含む。

Description

操作者による線状体の操作を制御する線状体操作制御装置
 この発明は線状体操作制御装置に関し、特に、人体内に挿入するカテーテル、デリバリワイヤなどの線状体の操作を制御する線状体操作制御装置に関する。
 くも膜下出血の主な原因である脳動脈瘤の破裂を防止する手術として、最近では低侵襲であるカテーテルを使用した治療が行われている。その治療方法はコイル塞栓術と呼ばれる。具体的には、大腿部の動脈から脳動脈瘤までカテーテルを挿入し、その中に先端に白金コイルのついたデリバリワイヤを挿入し、脳動脈瘤の中に白金コイルを充填する。
 白金コイルとデリバリワイヤの離脱方法はいくつかあるが、電気式の離脱方法が広く使用されている。電気式の場合、白金コイルとデリバリワイヤは電気分解する材料で接続されており、人体に穿刺した注射針とデリバリワイヤの間に電圧を加えることで、接続部が電気分解してコイルが脳動脈瘤の中に留置される。一例として特許文献1(特表平8-506512号公報)が示される。特許文献1(特表平8-506512号公報)では、皮膚と電気的に接続される電極と、電気分解をするリンク(接続部)が供されている。
 コイル塞栓術は、一般に次の手順で行われる。(1)大腿部の動脈に2本のカテーテル(親カテーテルと子カテーテル)とガイドワイヤを挿入する。親カテーテルの中に子カテーテルを入れ、ガイドワイヤは子カテーテルの中に挿入されており、子カテーテルの先端はガイドワイヤに誘導されて脳動脈瘤の中におかれる。(2)ガイドワイヤを子カテーテルから引き抜き、先端に白金コイル(以下、コイルという)のついたデリバリワイヤをガイドワイヤに代って子カテーテルの中に挿入する。(3)コイルを脳動脈瘤内に留置した後、デリバリワイヤに電極を接続し、人体に予め穿刺した針にも電極を接続して、その後、これら電極を介してデリバリワイヤと人体の間に電流を流す。コイルとデリバリワイヤは電気分解する材料で接続されているので、通電によってコイルとデリバリワイヤは分離され、その結果、コイルが脳動脈瘤内に留置される。その後、(4)デリバリワイヤを子カテーテルから引き抜き、別のコイルのついたデリバリワイヤを子カテーテルの中に挿入する。(5)コイルが脳動脈瘤内に密に充填されるまで(3)から(4)を繰り返す。
 コイル塞栓術では、脳動脈瘤の中にコイルをなるべく密に詰め込む必要があるが、医師がコイルを体内に挿入するための操作をするに際しては、図25に示すように、Yコネクタの入り口で、子カテーテルとデリバリワイヤを操作して、子カテーテルの先端とコイルの位置を制御する。ここで、Yコネクタは、たとえば、カテーテルとデリバリワイヤとの摩擦を低減するための生理食塩水の外部からの注入に、また、血管の中に挿入したカテーテルを人体外部から目的部位まで誘導した後に、外部から血管造影剤を体内の目的部位に注入するためなどに用いられる。
 コイルの挿入に要するデリバリワイヤの挿入力(線状体に作用する長手軸方向の圧縮力)はコイルが充填されていくとともに大きくなっていくが、挿入力を大きくすると脳動脈瘤の破裂の危険性が上がるために、挿入力を所定のレベル以上に上げることはできない。
 この場合は、子カテーテルを前後に移動させるように操作させて、子カテーテルの先端を、コイルが詰められた脳動脈瘤内の隙間に移動させる。これにより、コイルを隙間に挿入することができるため、コイル挿入に要するデリバリワイヤの挿入力を小さくすることができる。挿入力が増加したら、子カテーテルの先端の移動操作を再度行い、なるべく小さい挿入力で脳動脈瘤の中に十分にコイルが充填できるようにする。
 子カテーテルの前後の移動操作に際しては、デリバリワイヤの前後の移動操作との連携が必要である。医師は、子カテーテル先端とコイルの動きをX線透視画像で確認しながら、子カテーテルとデリバリワイヤを操作することになるが、一般的には子カテーテルとデリバリワイヤの操作による移動方向は逆方向になる。子カテーテル先端部を脳動脈瘤から引き出すように移動させるときは、脳動脈瘤の中に挿入したコイルが子カテーテルとともに脳動脈瘤から出てこないように、医師は、デリバリワイヤに対して、コイルを脳動脈瘤に挿入するような力を加える。また、子カテーテル先端を脳動脈瘤内の奥の方向に移動させるときは、子カテーテル先端から出ているコイルが子カテーテルの中に移動するように、子カテーテルを挿入しながら、デリバリワイヤを引く操作をする。この操作は、子カテーテルを操作する医師とデリバリワイヤを操作する医師の二人で行われる。各医師はYコネクタを左手で把持し、右手の指先で子カテーテルまたはデリバリワイヤを操作する。
 このような治療に対して、マスタスレーブシステムを使用することが知られている。たとえば、特許文献2(特開2000-42116号公報)には、医師が患者の体内に挿入されたカテーテル、ワイヤ等の医療器具を微細に操作できるようにした医療器具操作装置が示される。特許文献2では、医師の操作するマスタ側において、カテーテルおよびワイヤに見立てた筒状あるいはワイヤ等の線状体を医師が操作し、その線状体の移動量あるいは回転量を主アクチュエータで検出する。スレーブ側においては、人体に挿入するカテーテルやワイヤを駆動する従アクチュエータを備えて、主従制御プログラムが位置整合タイプの制御を行うことで、マスタスレーブシステムを構成している。
 このように、カテーテル治療は熟練が必要であり、カテーテルやデリバリワイヤの操作には微妙なコントロールが必要である。カテーテル治療におけるカテーテルならびにデリバリワイヤの操作性を改善するために、特許文献2(特開2000-42116号公報)ならびに特許文献3(特開2001-157662号公報)に記載されているようなマスタスレーブ装置が提案されている。
特表平8-506512号公報 特開2000-42116号公報 特開2001-157662号公報
 特許文献1(特表平8-506512号公報)の装置を用いて脳動脈瘤のコイル塞栓治療を行う場合に、塞栓したコイルを離脱させるための機能がマスタスレーブ装置にないため、マスタ側からコイルを離脱させることができない。
 また、電気式の場合、デリバリワイヤに電極を接続する必要があるが、コイルを脳動脈瘤に充填した場合、カテーテルの中にデリバリワイヤの大部分が挿入された状態となる。この状態ではデリバリワイヤの露出部分はあまり長くなく、さらに、その長くないデリバリワイヤの露出部はスレーブの駆動回路内に入っている。したがって、電極をスレーブの外から入れて駆動部近くのデリバリワイヤに接続することは、たとえばスレーブのケースを開ける作業が必要になるなど、煩わし作業が必要である。
 また、このように電極の接続が煩わしく電極の接続時にデリバリワイヤを動かしてしまい治療に支障をきたす可能性がある。
 上述したように、従来の手術は、医師二人で連携して治療を行っているが、二人のどちらか一人の手技が異なる場合や手技のレベルに差がある場合などでは十分な連携をとるのに時間がかかることがある。また、連携をとるために医師にストレスがかかることがある。
 次に特許文献2(特開2000-42116号公報)の2つ課題について述べる。
 第1の課題は、特許文献2(特開2000-42116号公報)では、カテーテルとワイヤに見立てた線状体の操作は、上述の従来の手術と変わらないために、線状体を2人の医師で操作する必要がある。
 第2の課題は、マスタスレーブシステムにおいて操作性を向上させるスケール機能にある。スケール機能は、微細な操作を行うときにマスタ側の操作量に対するスレーブ側の線状体の移動量の比率を変化させ、人間の扱いやすいスケールにするものである。スケール値をN倍とすれば、マスタ側の操作に対してスレーブ側の移動量はスケール値の逆数の1/N倍となるが、このときにマスタ側の線状体の操作部の長さは、スレーブ側の線状体のそれのN倍となる。そのため、最悪の場合、最大スケール値に比例した長さを持つ操作部を用意する必要があるが、カテーテルとワイヤは1mから2mの長さがあるために、これは非現実的である。さらに、操作される線状体同士は同心で重ねているため、内側の線状体は、外側の線状体がない部分で操作しなくてはならず、操作する2人の医師間の距離がスケール値に比例して長くなることになり、医師間の連携がますます難しくなる。
 マスタスレーブ装置を使用する場合、人体にガイドワイヤ、カテーテルならびにデリバリワイヤなどの線状体を挿入するだけでなく、人体から線状体を引抜く作業もマスタスレーブ装置を用いて行なわれる。しかしながら、マスタスレーブ装置のマスタ機は、人体に線状体を挿入する際に必要な微妙な操作ができるように作られている。すなわち、マスタ機の操作部の操作量に対して線状体の移動量が比較的小さくなるようにマスタスレーブ装置が設計されている。したがって、マスタ機の操作部を操作して1m以上ある線状体を体内から引抜くことは、操作者に対して大きな負担を与える。
 本発明の目的は、体内に挿入されるカテーテル、デリバリワイヤ、ガイドワイヤなどの線状体の操作を的確に行なうのを可能にするとともに、操作を簡便化する線状体操作制御装置を提供することである。
 上述の目的を達成するために、この発明のある局面に従う、線状体操作制御装置は、外部から操作される操作部を含むマスタと、操作部による操作に基づき体内に挿入される線状体に長手軸方向の力を加えて体内を移動させるスレーブとを備える。
 マスタは、操作部の外部からの操作量を検出する操作量検出部と、操作量検出部により検出した操作量をスレーブに送信する操作量送信部と、を含み、スレーブは、与えられる駆動信号に従い線状体に長手軸方向の力を加える線状体駆動部と、操作量送信部から操作量を受信する操作量受信部と、操作量受信部により受信した操作量を駆動信号に変換し、線状体駆動部に出力する変換部と、を含む。線状体は、カテーテルとカテーテル中に挿入されるワイヤとを含み、操作部は、マスタの筐体表面において近接して配置されたカテーテルおよびワイヤを個別に操作するためのカテーテル操作部およびワイヤ操作部を含む。
 好ましくは、マスタは、操作部に、スレーブから受信する駆動信号に従う負荷を与える負荷付与部、をさらに含む。スレーブの変換部は、操作量受信部により受信した操作量を駆動信号に変換し、線状体駆動部とマスタとに出力する。
 好ましくは、マスタは、スレーブから受信する駆動信号を外部に報知する報知部を、さらに含む。
 好ましくは、マスタは携帯可能である。
 好ましくは、マスタは、筐体表面において、操作部の操作を有効または無効に切換えるために外部操作される切換部を、さらに含む。
 好ましくは、カテーテル操作部およびワイヤ操作部のそれぞれは、筐体表面において外部から自在に回転操作される回転子を有する。線状体駆動部は、与えられる駆動信号に従い回転する回転体を有する。線状体には、回転体の回転に連動して長手軸方向の力が加えられ、そして、駆動信号のレベルは、回転子の回転操作量に比例する。
 好ましくは、通信は、有線または無線の通信である。
 好ましくは、マスタは、操作量および対応する駆動信号のレベルを関連付けて記憶する記憶部を、さらに含む。
 好ましくは、線状体は導電性材料からなり、一方端側には、体内の目的部位に送達させるための所定部材が、電気によって溶解することが可能な材料からなる接続部を介して接続される。
 スレーブは、人体に予め接続された第1電極部と接続された電源部と、体外において、体内に挿入された状態の線状体の他方端の側に接続され得る第2電極部と、操作部が外部から操作されることによって外部から与えられる指示に基づき、第1電極部と、電源部と、第2電極部、線状体および人体を有した閉じた電気回路を確立させるか否かを切替える制御部とを含む。
 好ましくは、スレーブは、閉じた電気回路を確立する際に第2電極部を線状体に接触させるように移動させる電極移動部を、さらに含み、制御部は、第2電極部が線状体に接触した後に、閉じた電気回路を確立させる。
 好ましくは、線状体は固定長であり、スレーブは、線状体の他方端の位置を検出する位置検出部を、さらに含み、制御部は、指示が与えられたとき、位置検出部が検出した位置が所定範囲外であると検出したときは、閉じた電気回路を確立させない。
 好ましくは、マスタは、操作部の操作が一定時間行なわれたことを検出したときに、指示を前記スレーブに出力する。
 好ましくは、操作部は、閉じた電気回路を確立させるために操作される開始操作部を有し、スレーブは、指示が、開始操作部の操作を介して与えられる指示であると検出したときにおいて、閉じた電気回路を確立させない場合には、音出力の指令をマスタに出力し、マスタは、スレーブから音出力の指令を入力したことに応じて、所定音を出力する。
 好ましくは、操作部は、閉じた電気回路を確立させるために操作される開始操作部と、閉じた電気回路の確立を断つために操作される停止操作部とを有し、マスタは、開始操作部および停止操作部のぞれぞれについて、当該操作部が操作されたときは、異なる音を出力する。
 好ましくは、操作部は、線状体を移動させるために操作される線状体操作部を有し、スレーブは、マスタから与えられる線状体操作部の操作量の変位に応じて、線状体に長手軸方向の力を加えて体内を移動させる線状体駆動部を、さらに含み、閉じた電気回路が確立されている期間においては、線状体駆動部による線状体の移動を停止する。
 好ましくは、マスタは、閉じた電気回路が確立されている期間においては、線状体操作部の操作量を、閉じた電気回路が確立される直前の量に維持する。
 好ましくは、線状体操作制御装置は、線状体を体内から引き抜くための引抜部をさらに備える。
 この引抜部は、操作部が操作された場合、線状体を予め定められた力で引抜くように作動し、線状体を引抜く速度が予め定められた速度より大きい場合、線状体を引抜く力を下げ、線状体を引抜いた長さが予め定められた長さに達した場合、線状体の引抜きを停止するアクチュエータとを含む。
 この構成によると、操作者が操作部を操作した場合、たとえば人体内に挿入された、ガイドワイヤ、カテーテルならびにデリバリワイヤなどの線状体がアクチュエータにより予め定められた力で自動的に引抜かれる。線状体を引抜く速度が予め定められた速度より大きい場合、線状体を引抜く力が下げられる。これにより、たとえば線状体を送り出すローラと線状体との間で滑りがないようにすることができる。そのため、ローラの回転数などから線状体を引抜いた長さを精度よく算出し、予め定められた長さだけ線状体を精度よく引抜くことができる。したがって、適度な力で安全に、かつ正確に線状体を体内から引抜くことができる。その結果、線状体を引抜く際に操作者に与える負担を軽減することができる線状体操作制御装置を提供することができる。
 好ましくは、上述の線状体は複数ある。操作部は、複数の引抜き操作部を含む。アクチュエータは、複数の引抜き操作部のうちの、操作者により操作される引抜き操作部に応じて異なる線状体を引抜くように作動する。
 この構成によると、たとえば、ガイドワイヤ、カテーテルならびにデリバリワイヤのうちの任意の線状体を引抜くことができる。
 好ましくは、アクチュエータは、複数の引抜き操作部のうちの、操作者により操作される引抜き操作部に応じて異なる長さだけ線状体を引抜くように作動する。
 この構成によると、線状体を引抜く長さを選択することができる。そのため、線状体を引抜く作業をきめ細かく行なうことができる。
 好ましくは、引抜部は、線状体を挟持する送りローラと抑えローラとをさらに含む。アクチュエータは、送りローラを回転させることにより線状体を移動させる。
 この構成によると、抑えローラとで線状体を挟持する送りローラを回転させることにより、線状体を移動することができる。
 好ましくは、引抜部は、抑えローラを支持する弾性体をさらに含む。
 この構成によると、弾性体の弾性力により、送りローラと抑えローラとで線状体を確実に挟持することができる。
 好ましくは、引抜部は、送りローラの回転数を検出する検出器をさらに含む。線状体を引抜いた長さは送りローラの回転数に基づき算出される。
 この構成によると、送りローラの回転数から、線状体を引抜いた長さを精度よく算出することができる。
 好ましくは、アクチュエータはモータである。送りローラは、モータに直接取り付けられる。
 この構成によると、線状体を送り出す送りローラは、たとえば減速機などを介さずに、モータに直接取り付けられる。これにより、機械的な損失を低減し、効率よく線状体を移動することができる。
 好ましくは、線状体を引抜く力は、モータを駆動する電流値に応じて定まる。
 この構成によると、モータを駆動する電流値を指定することにより、線状体を引抜く力を制御することができる。そのため、たとえばフィードバック制御などを利用して、線状体を引抜く力を精度よく制御することができる。
 好ましくは、線状体は、カテーテル、デリバリワイヤおよびガイドワイヤのうちの少なくともいずれか一つである。
 この構成によると、カテーテル、デリバリワイヤならびにガイドワイヤのうちの少なくともいずれか一つを適度な力で安全に、かつ容易に体内から引抜くことができる。線状体は複数である。操作部は複数設けられる。アクチュエータは、複数の操作部のうちの、操作者により操作される操作部に応じて異なる線状体を引抜くように作動する。
 本発明によれば、カテーテル操作部とワイヤ操作部はマスタの筐体表面において近接して配置されるので、カテーテル操作部とワイヤ操作部を1人で操作することが可能となり、カテーテルとワイヤの移動を1人で遠隔操作することができる。その結果、従来のような医師2名による連携操作が不要となり、カテーテル操作を伴う手術時間が短縮されるとともに、連携に伴う医師のストレスを軽減することができる。
 また、本発明によれば、マスタ側の遠隔操作により、目的部位において所定部材を線状部材から離脱させることができる。また、線状体に第2電極部を外部から接続する煩わしい操作が不要となる。これにより、第2電極部の接続時に線状体を動かしてしまう可能性がなくなる。
実施例1に係る線状体操作制御装置の一例である塞栓用コイル離脱装置の全体的な概略構成図である。 実施例1に係るマスタに設けられる操作パネルの一例を示す図である。 実施例1に係るスレーブの具体的な構成例を説明する図である。 実施例1に係るマスタ制御部のハードウェアの概略構成図である。 実施例1に係るスレーブ制御部のハードウェアの概略構成図である。 実施例1に係るマスタ制御部の機能構成図である。 実施例1に係るスレーブ制御部の機能構成図である。 実施例1に係るデリバリワイヤ駆動操作部の操作量を伝達するための機構の一例を示す図である。 実施例1に係る定位置制御部のための機構を示す図である。 実施例1に係る塞栓用コイル離脱のための処理のフローチャートである。 実施例2に係る線状体操作制御装置の一例である医療用線状体の操作装置の全体的な概略構成を示す図である。 実施例2に係るスレーブとマスタの間の信号の授受とそれに関連するマスタの部分を示す図である。 実施例2に係るスレーブとマスタの間の信号の授受とそれに関連するスレーブの部分を示す図である。 実施例2に係るマスタの概観を示す図である。 実施例2に係るスレーブ側におけるカテーテルとデリバリワイヤの駆動機構を概略的に示す図である。 実施例2に係る子カテーテル操作部に対して回転負荷を与えるための回路構成を模式的に示す図である。 実施例2に係るデリバリワイヤ操作部に対して回転負荷を与えるための回路構成を模式的に示す図である。 実施例2に係るマスタの他の構成を示す図である。 (A)と(B)は、図18のマスタの筐体を上面から見た図と、筐体の内部構造を示す図である。 実施例3に係る線状体の引抜装置を示す概略構成図である。 実施例3に係るデリバリワイヤ駆動部を示す斜視図である。 実施例3に係るデリバリワイヤ駆動部を示す断面図である。 実施例3に係る線状体の引抜装置を示す他の概略構成図である。 実施例3に係る制御回路内のスイッチなどを示す図である。 従来のコイル塞栓術におけるコイルの挿入操作を説明するための図である。
 (実施例1)
 以下、図面を参照しつつ本実施例について説明する。以下の説明では、同一の部分には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
 図1には、本実施例に係る線状体操作制御装置の一例である塞栓用コイル離脱装置の全体的な概略構成が示される。塞栓用コイル離脱装置は、スレーブ10、スレーブ10とは遠隔に設置されるマスタ20、スレーブ10とマスタ20の間を通信により接続するための通信部300を備える。スレーブ10とマスタ20のは、ケーブルを介して通信部300の中継により通信する。周辺に設けられる他の機器の誤作動のおそれがあるので、ここではケーブルによる有線通信としているが、このような制約がない場合には無線通信であってもかまわない。
 さらに、塞栓用コイル離脱装置は、デリバリワイヤ51およびカテーテル50が挿入される患者41の患部を透視するためにX線44を患部に照射するためのX線照射装置42およびX線透視装置43を備え、さらにX線透視装置43によって出力された画像信号を通信部300を介して受信し、外部に画像表示するためのディスプレイ40を備える。
 マスタ20側で操作するユーザはデリバリワイヤ51の動きをX線透視装置43によるX線透視画像をディスプレイ40の画面で確認しながら、デリバリワイヤ駆動操作部23を操作することができる。デリバリワイヤ51はX線不透過材料からなるので画像で確認できる。また、カテーテル50は樹脂のためにそれ自身はX線透視画像に写らないが、カテーテル50の中にデリバリワイヤ51が入っているときは、そのワイヤ51がX線透視画像に写るために、カテーテル50の位置がわかる。デリバリワイヤ51の像では、カテーテル50の先端あるいは途中の一部にX線不透過の金属製マーカが付けられており、X線透視画像に写ったマーカの位置を確認することで、カテーテル50の先端の位置を確認することができる。
 デリバリワイヤ51は塞栓用の白金のコイル53を目的部位である脳動脈瘤内に留置するために用いられる。デリバリワイヤ51の先端には白金からなるコイル53が接続されている。コイル53とデリバリワイヤ51との接続部54は、血液中で電気溶解しやすいステンレス鋼などの材料からなる。ここで電気溶解とは、電気を流すことで、接続部54の金属が溶解されることをいう。
 スレーブ10は、カテーテル50およびデリバリワイヤ51を患者41の体内に挿入/引き抜くための駆動機構であるアクチュエータ12およびアクチュエータ12の動作を制御するためのスレーブ制御部11を含む。
 マスタ20は、デリバリワイヤ51の挿入/引抜きを行なうために医師が操作するデリバリワイヤ駆動操作部23、デリバリワイヤ駆動操作部23の操作信号を入力し、入力した操作信号に応じたデリバリワイヤ51を駆動するための駆動信号を導出するアクチュエータ22、およびマスタ制御部21ならびにコイル離脱ボタン24を含む。
 コイル離脱ボタン24は、デリバリワイヤ51の先端に接続されたコイル53をデリバリワイヤ51から離脱させるために操作されるボタンである。マスタ制御部21は、マスタ20の各部を制御する。
 図2には、マスタ20に設けられる操作パネル26の一例が示される。操作パネル26は、コイル離脱ボタン24に相当するコイル離脱開始ボタン241およびコイル離脱停止ボタン242と、デリバリワイヤ駆動操作部23と、一連の操作の終了を指示するために操作される終了ボタン27とを備える。
 図3を参照して、スレーブ10の具体的な構成例を説明する。図3においてスレーブ制御部11にはアクチュエータ12、通電スイッチ60、デリバリワイヤ51の位置を検出するための位置検出部80、および可動式電極部701が接続される。アクチュエータ12とカテーテル50を接続する部分においてYコネクタ52が備えられる。また、アクチュエータ12を介して患者41の体内の挿入/引き抜きされるデリバリワイヤ51に関連して、可動式電極部701と位置検出部80が設けられる。
 Yコネクタ52のアクチュエータ12側の入力ポートからデリバリワイヤ51が挿入されて、他方の入力ポート521から薬剤を注入することができる。たとえば、カテーテル50とデリバリワイヤ51との摩擦を低減するための生理食塩水を他方の入力ポート521から注入することができる。また、血管の中に挿入したカテーテル50を人体外部から目的部位まで誘導した後に、他方の入力ポート521から血管造影剤を注入して、血管造影剤を体内の目的部位に注入することができる。
 アクチュエータ12は、Yコネクタ52を介して患者41へのデリバリワイヤ51の挿入および引抜きを行なうため、デリバリワイヤ51に長手軸方向の力を加えて体内を移動させるデリバリワイヤ駆動機構として機能する。具体的には、デリバリワイヤ51を挟むように相対して設けられる押さえローラ121および送り122を含む。送りローラ122は、図示のないモータにより駆動されて矢印方向に回転する。当該モータの回転量および回転方向は、与えられるデリバリワイヤ駆動操作部23の操作量の変位(直前の操作量と現在の操作量の差分)により決まる。モータの回転に連動して、送りローラ121が回転し、その回転面(ローラ面)上に置かれたデリバリワイヤ51は送りローラ122の回転に連動して挿入/引抜く方向に進行する。押さえローラ121は、送りローラ122の矢印方向の回転に連動して、回転しながら、送りローラ122の回転面上においてデリバリワイヤ51を押さえるための機能を有する。
 可動式電極部701は、アクチュエータ12のYコネクタ52とは反対側に設けられる。可動式電極部701は、アクチュエータ12から延びるデリバリワイヤ51を挟んで対向して設けられる電極71と72、電極71に関連して設けられるソレノイド73およびバネ74を含む。電極71は可動式電極部701のソレノイド73により移動可能である。
 図3の位置に電極71があるときには、すなわちソレノイド73にスレーブ制御部11から電流供給がされずに電極71がデリバリワイヤ51に非接触状態であるときは、デリバリワイヤ51の移動が妨げられることはない。
 位置検出部80は、可動式電極部701のアクチュエータ12とは反対側に設けられる。位置検出部80は、可動式電極部701から延びるデリバリワイヤ51を挟んで対向するように、受光素子である複数のフォトセンサ81の列(以下、フォトラインセンサという)と発光素子である複数の光源82の列を備える。
 光源82はたとえばLED(Light Emitting Diode)などからなる。光源82のそれぞれに対応して、フォトセンサ81のそれぞれが備えられる。フォトセンサ81のそれぞれは、対応する光源82から照射される光を受光可能な位置に設けられており、受光量に応じたレベルの受光信号を出力する。
 複数の光源82は、デリバリワイヤ51と並行して一列に備えられ、同様に複数のフォトセンサ81は、デリバリワイヤ51と並行して一列に備えられる。したがって、デリバリワイヤ51によって、光源82からの照射光が遮られると、対応のフォトセンサ81の受光信号レベルは低くなる。これにより、フォトラインセンサの列において受光信号レベルが所定レベルよりも低いフォトセンサ81の位置を検出することにより、デリバリワイヤ51の位置を検出する。
 通電スイッチ60は端子63と64を有する開閉スイッチである。端子64には電源61が接続され、端子63には可動式電極部701の電極71が接続される。通電スイッチ60の開閉動作は、スレーブ制御部11によって制御される。患者41の人体41Aには、コイル53を離脱させるための導電性の注射針62が刺してあり、注射針62は電源61に導電性のワイヤによって接続されている。通電スイッチ60がON(閉じた)状態となると端子63と64の間が短絡し導通状態となる。
 通電スイッチ60が所定時間ON(閉じた)状態となると、電源61から通電スイッチ60を介して可動式電極部701のソレノイド73のコイルに電流が供給されて、生じた電磁力によりバネ74が縮み、バネ74に一体的に接続された電極71が、デリバリワイヤ51側に移動して、両者は接触する。通電が終了すると(通電スイッチ60がON状態からOFF状態になると)バネ74は元の状態に戻る。
 これにより「可動式電極部701→デリバリワイヤ51→接続部54→コイル53→人体41A→注射針62→可動式電極部701」による閉じた電気回路が確立して、電源61からの電気信号により接続部54は電解溶解してコイル53はデリバリワイヤ51から離脱する。このように、通電スイッチ60を所定時間ON状態とすることにより、デリバリワイヤ51からコイル53を離脱させることができる。
 図4には、マスタ制御部21のハードウェアの概略構成が示される。マスタ制御部21は、CPU(Central Processing Unit)211、メモリI/F(Interface)213、メモリI/F213を介してCPU211によりアクセスされるメモリ212、タイマ214、入力I/F215、通信部300とCPU211を接続するための通信I/F216および外部に音を出力するための音出力部217を備える。入力I/F215は、アクチュエータ22から出力される駆動信号およびコイル離脱ボタン24ならびに終了ボタン27の操作信号を入力して、CPU211に与える。CPU211は、マスタ制御部21の他の各部を集中的に制御および監視する。
 図5には、スレーブ制御部11のハードウェアの概略構成が示される。スレーブ制御部11は、CPU111、メモリI/F113、メモリI/F113を介してCPU111によりアクセスされるメモリ112、入出力I/F115および通信部300とCPU111を接続するための通信I/F116を備える。
 CPU111は、スレーブ制御部11の他の各部を集中的に制御および監視する。入出力I/F115は、CPU111から出力された制御信号を電源スイッチ60およびアクチュエータ12に出力する。また、位置検出部80の各フォトセンサ81からのセンサ信号をCPU111に出力するとともに、CPU111から出力された発光を指示する発光指示信号を光源82のそれぞれに出力する。
 各フォトセンサ81が出力するセンサ信号は、対応する光源82からの受光量を指す受光信号と、フォトラインセンサの列における当該フォトセンサ81の位置を指す列位置信号からなる。
 図6を参照して、マスタ制御部21の機能構成について説明する。マスタ制御部21は、CPU211に対応する制御部31、デリバリワイヤ駆動操作検出部32、ボタン操作検出部33、音出力部217に対応する音出力部34、タイマ214に対応する計時部35、通信I/F216に対応する送信部36および受信部37、定位置制御部38、およびデリバリワイヤ駆動操作制動部39を備える。定位置制御部38とデリバリワイヤ駆動操作制動部39については後述する。図6の各部は、プログラムまたはハードウェア、またはそれらの組合せによって実現される機能である。
 図7を参照して、スレーブ制御部11は、CPU111に相当する制御部13、アクチュエータ12のローラ121および122の駆動を制御するための駆動制御部14、位置検出部80に対応して設けられる位置判定部15、通電スイッチ60に対応して設けられる通電スイッチ制御部16、通信I/F116に対応して設けられる送信部17および受信部18を備える。図7の各部は、プログラムまたはハードウェア、またはそれらの組合せによって実現される機能である。
 図8には、デリバリワイヤ駆動操作部23の操作量を伝達するための機構の一例が示される。デリバリワイヤ駆動操作部23に関連してモータ228、クラッチ25およびソレノイド267が備えられる。デリバリワイヤ駆動操作制動部39は、クラッチ25およびソレノイド267を含む。モータ228はアクチュエータ22を含む。
 図8を参照して、デリバリワイヤ駆動操作部23は操作パネル26本体の筐体に固定された部分であり、たとえば外部から操作されることで自在に回転し、その回転操作量(回転方向、回転量(角度))は回転軸230を介してモータ228に伝達される。伝達された操作量に応じてモータ228が回転する。モータ228の回転を示す信号(回転方向と回転量)は、モータ228に関連して設けられたエンコーダ231(図9参照)により検出されて、駆動信号としてマスタ制御部21に出力される。さらにモータ228に関連して、クラッチ25とソレノイド267が設けられる。クラッチ25は摩擦板251および252を擦り合わせ構成されており、摩擦板252にはモータ軸229が接続され、摩擦板251にはソレノイド267側の軸261が接続される。
 クラッチ25の制御のためソレノイド267を使用する。ソレノイド267は制御信号266が与えられると、応じてモータ228を機械的にロックする。制御信号266は、通電スイッチ60をON状態として閉じた電気回路を確立する所定時間期間において与えられる。これにより、所定時間期間にわたって可動式のデリバリワイヤ駆動操作部23の回動を不能にする。なお、ソレノイド267に制御信号266が与えられない期間においては、モータ228が機械的にロックすることはない。
 ソレノイド267は与えられる制御信号266により通電されると、軸261はクラッチ25の方向に伸びるので軸261に接続された摩擦板251はモータ軸229に接続された摩擦板252に接触する。接触した両摩擦板は摩擦係合した状態となり、モータ軸229は回動を強制的に停止させられてモータ228は機械的にロックする。モータ228がロック状態になるとデリバリワイヤ駆動操作部23は操作不可能な状態となる。
 摩擦係合はデリバリワイヤ駆動操作部23の可動方向と直角方向で行い、摩擦係合によるデリバリワイヤ駆動操作部23のずれを防止する。電磁式のソレノイド267に代替して、電磁式のクラッチなどを使用してもよい。
 図9には、定位置制御部38のための機構が示される。定位置制御部38は、モータ228に対応してアクチュエータ223およびエンコーダ231を備え、サーボ制御のためのサーボアンプ221、差分検出器222およびメモリ212を備える。
 コイル離脱開始ボタン241が操作されるとコイル53を患部(脳動脈瘤)に置くために、コイル53が接続部54から離脱させられる。このとき、コイル53を患部(脳動脈瘤)に的確に置くために、通電スイッチ60がON状態である所定時間期間は図9の機構を用いてデリバリワイヤ51が動かないようにする。
 図9の機構においては、コイル離脱開始ボタン241が操作されたとき、メモリ212に、CPU211(制御部31)からメモリI/F213を介して書込要求WRが与えられる。メモリ212には、書込要求WRが与えられると、そのときエンコーダ231が出力する位置信号LSがデータとして格納される。エンコーダ231はデリバリワイヤ駆動操作部23の操作量をモータ228の回転量・方向として検出して、位置信号LSに変換して出力する。
 その後、メモリ212から読出されたデータが指すコイル離脱開始ボタン241が操作されたときの位置信号LSと、現在エンコーダ231によって検出される位置信号LSとが差分検出器222に与えられる。差分検出器222は与えられる両位置信号LSのレベルの差分を検出して、検出した差分信号をサーボアンプ221に出力する。サーボアンプ221は与えられる差分に応じたレベルの電流信号をアクチュエータ223に与える。したがって、アクチュエータ223は差分に応じた量だけデリバリワイヤ駆動操作部23を回転させる。このような閉ループによるサーボコントロールがされることにより、デリバリワイヤ駆動操作部23の位置は、コイル離脱開始ボタン241が操作される直前の位置に保持されるように制御される。したがって、デリバリワイヤ51の位置をコイル離脱開始ボタン241が操作される直前の位置に停止させておくことができる。
 図10のフローチャートを参照して、本実施例に係る、塞栓用コイル離脱のための処理手順を説明する。このフローチャートに従うプログラムは、メモリ112および212に予め格納されており、CPU111および211が当該プログラムの各命令コードをメモリから読出し実行することにより、塞栓用コイル離脱の処理が実現される。
 まず、マスタ20側において、デリバリワイヤ駆動操作検出部32は、デリバリワイヤ駆動操作部23の操作による位置信号LSが示す駆動信号に基づきデリバリワイヤ駆動操作部23の操作量を検出する(ステップS3)。
 検出された操作量データは、制御部31により送信部36を介してスレーブ10側に送信される(ステップS5)。スレーブ10では受信した操作量データに基づきアクチュエータ12が駆動されて、デリバリワイヤ51またはカテーテル50が人体41Aに挿入/引き抜きされるように移動する。
 次に、マスタ20側においては、ボタン操作検出部33により操作パネル26の何らかのボタンが操作されたか否かが検出される(ステップS7)。ボタン操作が検出されなければ、処理はステップS3に移行する。
 デリバリワイヤ駆動操作部23を操作する医者は、X線透視装置43によってディスプレイ40に表示される画面を確認することで、デリバリワイヤ51の進行の状況を確認しながらデリバリワイヤ駆動操作部23を操作することができる。また、脳動脈瘤にコイル53が充填される状況も確認できる。したがって、医者は、ディスプレイ40の表示画面を確認して、コイル53を離脱するタイミングであると判断するとコイル離脱開始ボタン241を操作する。表示画面で離脱を確認すると離脱の動作を停止させるためにコイル離脱停止ボタン242を操作する。また、デリバリワイヤ51を患者41から抜き去り、コイル53による脳動脈瘤塞栓のための操作が終了したと判断すると、終了ボタン27を操作する。
 上述したようなボタン操作のいずれかががされたことが検出されると(ステップS7でYES)、ボタン操作検出部33は操作されたボタンの種別を検出し、検出した種別を制御部31に出力する(ステップS9)。操作パネル26の各ボタンは操作に応じて当該ボタン独自のレベルの信号を出力するので、ボタン操作検出部33は予め登録しておいたボタンの種別と信号レベルとの対応付けテーブルを検索することで、操作されたボタンの種別を検出する。
 制御部31は検出された種別が、コイル離脱停止ボタン242が操作されたことの'停止’を指すと検出すると(ステップS9で'停止’)、音出力部34に対して停止の所定音を出力するように指令する。これにより、音出力部34から停止の音が出力される(ステップS15)。その後、ステップS17の処理に移行する。
 また、検出された種別が、コイル離脱開始ボタン241が操作されたことの'開始’を指すと検出すると(ステップS9で'開始’)、音出力部34に対して開始の所定音を出力するように指令する。これにより、音出力部34から開始の音が出力される(ステップS11)。その後、制御部31は離脱開始信号を送信部36および通信部300を介してスレーブ11側に送信する(ステップS13)。その後、処理は後述のステップS19の処理に移る。
 また、検出された種別が、終了ボタン27が操作されたことの'終了’を指すと検出すると(ステップS9で'終了’)、制御部31は終了指示信号を送信部36および通信部300を介してスレーブ11側に送信する(ステップS25)。その後、マスタ20側の処理は終了する。
 ステップS17においては、制御部31は停止開始信号を送信部36および通信部300を介してスレーブ10側に送信する。その後、処理はステップS19の処理に移行する。
 ステップS19においては、制御部31は、受信部37を介してスレーブ10から音出力指令を受信したか否かを検出する(ステップS19、S21)。受信したことが検出されると、制御部31は音出力部34によって所定音を出力させる(ステップS23)。その後、処理はステップS3に移行する。
 ステップS19で受信される音出力指令は、スレーブ10においてデリバリワイヤ51の位置が所定範囲内に在ることを検出したときに出力されるものであるから、ステップS23で出力される音声により、マスタ20側の医者などは、デリバリワイヤ51が所定範囲内に位置していることを確認できる。
 一方、受信していないことが検出されると(ステップS21でNO)、ステップS3の処理に戻り、以降の処理が同様に行なわれる。
 コイル離脱開始ボタン241およびコイル離脱停止ボタン242を操作したときに、離脱の開始と停止では異なる音が鳴るので、誤って違うボタンを操作していないかを確認することができる。
 スレーブ10側の動作について説明する。スレーブ10側では、電源などが投入されて処理が開始されると、制御部13は一時的な制御変数Fに値0を設定する(ステップT3)。その後、制御部13は変数Fの値が0であるか否かを判定する(ステップT5)。ここで、変数Fは、通電スイッチ60がオン/オフされたか否かを区別するために参照される。変数Fが0を指示しないと判定されると(ステップT5でNO)、処理は後述のステップT11に移る。
 一方、変数Fが0と判定されると(ステップT5でYES)、マスタ20側の処理のステップS5から送信される駆動信号の受信動作が行なわれて(ステップT7)、駆動制御部14は受信した駆動信号に基づきデリバリワイヤ51を挿入/引き抜くためにアクチュエータ12の送りローラ122の回転を駆動制御する(ステップT9)。
 次に、制御部13は、受信部18を介してマスタ20側から送信された信号を受信するか否かを検出する(ステップT11)。信号の受信がなければ、処理はステップT5に移り、以降の処理が同様に行なわれる。ステップT11では、ステップS13、S17およびS25のいずれかから送信された信号を検出する。
 信号が受信されたことが検出されると(ステップT11)、制御部13は、受信した信号を解析してその種別を判定する(ステップT13)。受信した信号が“終了指示”を指すと判別すると(ステップT13で'終了’)、一連の処理は終了する。
 一方、“開始指示”を指すと判別すると、制御部13は位置判定部15に対し、デリバリワイヤ51の位置を検出するように指示する。位置判定部15は、当該指示を入力すると応じて、位置検出部80を用いて位置を検出し(ステップT15)、検出した位置が所定範囲内の位置を指示するか否かを判定する(ステップT17)。具体的には、位置判定部15は入出力I/F115を介して位置検出部80に発光指示信号を出力する。各光源82は与えられる発光指示信号に基づき発光動作を行なう。この発光は対応するフォトセンサ81により検出されて、各フォトセンサ81からセンサ信号が出力される。
 位置判定部15は所定範囲を指すデータを予め格納しており、入力する各センサ信号の列位置信号が指す位置データと、当該所定範囲を指すデータとを比較して、比較結果に基づきデリバリワイヤ51が所定範囲内に位置するか否かを判定し、判定結果を制御部13に出力する。
 この判定について説明する。デリバリワイヤ51が人体41A内に挿入された状態では、デリバリワイヤ51の一方端にはコイル53が接続され、他方端は、位置検出部80内に位置していると想定する。位置判定部15は、デリバリワイヤ51からコイル53が離脱するべきときの位置検出部80内の他方端の位置を判定する。
 デリバリワイヤ51は固定長であるけれども、種類によってその長さは異なる。したがって、デリバリワイヤ51からコイル53が離脱するべきときの位置検出部80内の他方端の位置は、カテーテル50の長さ(種類)によって変わる。カテーテル50の長さに応じた所定範囲を指すデータは予めメモリ12に格納されており、位置判定部15は使用するカテーテル50の長さに応じた所定範囲のデータをメモリ12から読出す。使用するカテーテル50の長さは、外部からの入力よって予め与えられる。所定範囲のデータは、フォトラインセンサのうち受光に成功するべきフォトセンサ81の列位置により指示される。
 したがって、位置判定部15は入力するセンサ信号に基づき、所定範囲のデータが指示する列位置信号を出力するフォトセンサ81の受光信号が、ON(受光に成功)を指示すると検出すると、デリバリワイヤ51が所定範囲内に位置すると判定する。
 制御部13は、位置判定部15の判定結果に基づきデリバリワイヤ51の現在位置は所定範囲内でないことを検出すると(ステップT17でNO)、音出力指令を送信部17と通信部300を介してマスタ20側に送信する(ステップT23)。その後、処理はステップT5に移る。
 これにより、デリバリワイヤ51の位置が所定範囲内にない時は、すなわちコイル53がデリバリワイヤ51から離脱すべき目的部位に到達していないときには、コイル離脱開始ボタン241が操作されたとしてもコイル53の離脱は行なわれず、その旨は、マスタ20側において音声で医者に通知(ステップS23参照)される。したがって、コイル離脱開始ボタン241の誤操作を回避することができる。
 一方、デリバリワイヤ51の現在位置は所定範囲内であると検出すると(ステップT17でYES)、通電スイッチ制御部16に通電スイッチ60をON状態にするように指示する。この指示に応じて、スレーブ制御部11は可動式電極部701のソレノイド73に電流供給を開始し電極71を移動させてデリバリワイヤ51に接触させる。その後に、通電スイッチ制御部16は通電スイッチ60を所定期間ON状態にする(ステップT19)。これにより接続部54は電気溶解しコイル53は接続部54から離脱する。ソレノイド73に電流供給する期間およびON状態にする期間は、接続部54を電気溶解するのに十分な長さの期間である。
 通電スイッチ60がON状態になると制御部13は変数Fの値を1に設定する(ステップT21)。その後、処理はステップT3に移る。
 一方、受信した信号が“停止指示”を示すと検出されると(ステップT13で“停止”)、制御部13は通電スイッチ制御部16を介して通電スイッチ60をOFF状態にするとともに、可動式電極部701のソレノイド73への電流供給を停止する(ステップT25)。これにより、閉じた電気回路の確立は断たれてデリバリワイヤ51への通電は終了する。その後、制御部13は変数Fに0を設定する(ステップT26)。その後、処理はステップT5に移る。
 このようにコイル離脱停止ボタン242を操作することにより、誤ってコイル離脱開始ボタン241を操作してしまった場合や、離脱の最中にコイル53が動いてしまうなどの事態が発生したときに、離脱を強制的に停止させることができる。
 なお、マスタ側の離脱開始ボタンまたは離脱停止ボタンは、誤って作動しないように、計時部35により計時がされた所定の時間にわたって操作された場合に作動するようにしてもよい。
 また、コイル離脱中は、カテーテル50やコイル53が移動しないように、マスタ20側でコイル53やカテーテル50の操作をしても、スレーブ10側では、マスタ20側からのカテーテル50およびコイル53の操作信号(駆動信号)を無視するようにしてもよい。これに加えて、図9で示すように、マスタ20側のデリバリワイヤ駆動操作部23に固定点(離脱開始の位置)への定位置決め制御を行なって、デリバリワイヤ駆動操作部23を動かせないようにしてもよい。
 または、コイル離脱中はマスタ20側の操作部は、図8に示すように機械的にロックして動かせないようにしてもよい。
 (実施例2)
 本実施例では、1人でカテーテルとデリバリワイヤの操作を可能とするための線状体操作制御装置が示される。
 以下、図面を参照しつつ本発明の実施例について説明する。以下の説明では、同一の部分には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
 図11には、本実施例に係る線状体操作制御装置の一例である医療用線状体の操作装置の全体的な概略構成が示される。医療用線状体の操作装置は、スレーブ120、スレーブ120とは遠隔に設置されるマスタ210、スレーブ120とマスタ210の間を通信により接続するための通信部300を備える。スレーブ120とマスタ210は、ケーブルを介して通信部300の中継により通信する。スレーブ120とマスタ210の間に設けられる通信路は、図11に示されるような有線に限定されず、無線であってもよい。
 さらに、医療用線状体の操作装置は、デリバリワイヤ70およびカテーテル50が体内に挿入される患者41の患部を透視するためにX線44を患部に照射するX線照射装置42およびX線透視装置43を備え、さらにX線透視装置43によって出力された画像信号を、通信部300を介して受信し、外部に画像を表示するためのディスプレイ40を備える。
 スレーブ120は、カテーテル50およびデリバリワイヤ70を患者41の体内に挿入/引抜くための駆動機構であるアクチュエータ124、およびアクチュエータ124の動作を制御するためのスレーブ制御部75を含む。
 マスタ210はデリバリワイヤ70の挿入/引抜きを行なうために医師が操作する操作部323、操作部323に関連して外部操作に対し負荷を与えるためのアクチュエータ322、マスタ210の各部を制御するマスタ制御部311、およびイネーブルスイッチ312を含む。操作部323は、子カテーテル372(図15参照)を操作するための子カテーテル操作部14Mおよびデリバリワイヤ70を操作するためのデリバリワイヤ操作部13Mを含む。イネーブルスイッチ312は操作部323の操作を有効にするために操作される。
 医師は実施例1と同様に、デリバリワイヤ70の動きを、ディスプレイ40の画面で確認しながら、操作部323を操作することができる。デリバリワイヤ70はX線不透過材料からなるので画像で確認できる。また、実施例1と同様に、医師は、X線透視画像に写ったカテーテル50の先端のマーカの位置を確認することで、カテーテル50の先端の位置を確認することができる。
 柔軟な樹脂材料からなるカテーテル50を目的部位であるたとえば脳動脈瘤に誘導するとき、デリバリワイヤ70に代えてガイドワイヤ70Aを使用する。ガイドワイヤ70Aは一般的にカテーテル50よりも剛性が高いX線不透過材料からなる。ガイドワイヤ70Aの先端部は血管を傷つけないように柔軟になっている。ガイドワイヤ70Aを先に進めること、およびガイドワイヤ70Aが挿通された状態のカテーテル50を先に進めることができて、カテーテル50を目的部位に誘導することができる。
 また、デリバリワイヤ70は塞栓用の白金からなるコイル53を目的部位である脳動脈瘤内に留置するために用いられる。デリバリワイヤ70の先端にはコイル53が接続されている。コイル53とデリバリワイヤ70とは、接続部54により接続されている。
 図12と図13には、本実施例に係るスレーブ120とマスタ210の間の信号の授受とそれに関連する部分が示される。図12と図13を参照して、マスタ210のマスタ制御部311と、スレーブ120のスレーブ制御部75は、マイクロコンピュータからなり、両者の間は、有線または無線による通信路1によって接続される。通信路1においては通信部300が設けられるが、ここではその図示を略している。
 図12を参照して、マスタ制御部311は、マスタ210の動作を集中的に制御および監視するためのCPU(Central Processing Unit)28M、プログラムおよびデータを格納するメモリ29M、マスタ210内の他の各部との入出力を制御するための入出力I/F(Interface)31M、通信路1との通信を制御するための通信I/F(Interface)30M、外部に設けられた報知部27Mとの入出力を制御するための外部I/F(Interface)32Mおよび記憶部33Mを備える。記憶部33Mはメモリ29Mに比較し、大きな記憶容量を有し、画像データなどを記憶することができる。報知部27Mは、音または光を出力する部分からなり、与えられる信号に従い、光または音を出力する。入出力I/F31Mには、イネーブルスイッチ312が接続され、デリバリワイヤ操作部13Mおよび子カテーテル操作部14Mのそれぞれに関連する回路が接続される。
 デリバリワイヤ操作部13Mに関連して、モータ15M、アンプ(増幅回路)16Mおよび18M、D/A(Digital/Analog)コンバータ17M、およびA/D(Analog/Digital)コンバータ19Mが接続される。CPU28Mによって入出力I/F31Mを介し出力されたデジタル信号は、D/Aコンバータ17Mによりアナログ信号にされた後に、アンプ16Mに与えられ、アンプ16Mによって増幅された後に、モータ15Mに与えられる。
 モータ15Mは与えられる信号に従い回転する。この回転によって、デリバリワイヤ操作部13Mの回転操作に対し、この回転操作をし難くするように作用する負荷(以下、回転負荷という)が与えられる。
 モータ15Mは直流モータであって、モータ15Mに与えられる電流信号は、電流センサなどにより検出される。検出された電流信号は、アンプ18Mに与えられる。アンプ18Mによって、増幅された後に電流信号はA/Dコンバータ19Mを介してデジタル信号に変換されて、入出力I/F31Mを介して、CPU28Mに与えられる。
 子カテーテル操作部14Mに関連して、モータ21M、アンプ(増幅回路)22Mおよび24M、D/A(Digital/Analog)コンバータ23M、およびA/D(Analog/Digital)コンバータ25Mが接続される。CPU28Mによって入出力I/F31Mを介し出力されたデジタル信号は、D/Aコンバータ23Mによりアナログ信号に変換された後に、アンプ22Mに与えられ、アンプ22Mによって増幅された後に、モータ21Mに与えられる。
 モータ21Mは与えられる信号に従い回転する。この回転によって、子カテーテル操作部14Mの回転操作に対し、この回転操作をし難くするように作用する上述の回転負荷が与えられる。
 モータ21Mは直流モータであって、モータ21Mに与えられる電流信号は、電流センサなどにより検出される。検出された電流信号は、アンプ24Mに与えられる。アンプ24Mは、与えられる電流信号を増幅し、A/Dコンバータ25Mに出力する。A/Dコンバータ25Mは、アンプ24Mから入力した信号を、デジタル信号に変換した後に、入出力I/F31Mを介してCPU28Mに出力する。
 ここでは、デリバリワイヤ操作部13Mと子カテーテル操作部14Mの両方に対して回転負荷を与えるようにしているが、必ずしも両方に与える必要はなく、少なくとも、より正確な操作が必要とされるデリバリワイヤ操作部13Mに対してだけ回転負荷を与える構成としてもよい。
 デリバリワイヤ操作部13Mの医師の手動操作により操作量(回転量(回転角)と回転方向)は、エンコーダ34Mにより検出されて、検出された操作量を指す位置信号RS2は入出力I/F31Mを介して、CPU28Mに与えられる。同様に、子カテーテル操作部14Mの操作量(回転量(回転角)と回転方向)は、エンコーダ26Mによって検出されて、検出された操作量を指す位置信号LS2は入出力I/F31Mを介して、CPU28Mに与えられる。
 図13を参照して、スレーブ120側について説明する。スレーブ120においては、スレーブ制御部75は、スレーブ120の各部を集中的に制御および監視するためのCPU(Central Processing Unit)66S、データおよびプログラムが予め格納されるメモリ67S、通信路1との通信を制御するための通信I/F(Interface)69Sおよびスレーブ120の他の各部との入出力を制御するための入出力I/F(Interface)68Sを備える。
 入出力I/F68Sには、デリバリワイヤ駆動部52Sとの間で信号を入出力するためにD/A(Digital/Analog)コンバータ56S、A/D(Analog/Digital)コンバータ57S、アンプ(増幅回路)55Sおよび58Sならびにエンコーダ59Sが接続される。同様に、子カテーテル駆動部53Sとの間で信号を入出力するためにD/A(Digital/Analog)コンバータ62S、A/D(Analog/Digital)コンバータ63S、アンプ(増幅回路)61Sおよび64Sならびにエンコーダ65Sが接続される。
 デリバリワイヤ駆動部52Sを駆動するための信号は、CPU66Sによって入出力I/F68Sを介してD/Aコンバータ56Sに与えられる。D/Aコンバータ56Sは、入力した信号をアナログ信号に変換し、アンプ55Sに与える。アンプ55Sは、与えられる信号を増幅し、モータ54Sに与える。モータ54Sはたとえば直流モータであって、与えられる信号である電流信号に従い回転動作を行ない、この回転に連動して、デリバリワイヤ駆動部52Sが回転する。
 モータ54Sに与えられる電流信号は、電流センサなどにより検出されて、検出された電流信号はアンプ58Sに与えられる。アンプ58Sは、与えられる電流信号を増幅した後にA/Dコンバータ57Sに出力する。A/Dコンバータ57Sは、与えられる電流信号をデジタル信号に変換した後に、入出力I/F68Sを介してCPU66Sに与える。
 デリバリワイヤ駆動部52Sのモータ54Sに連動した駆動量(回転量(回転角)と回転方向)はエンコーダ59Sによって検出されて、検出された駆動量を指す位置信号RS1は入出力I/F68Sを介してCPU66Sに与えられる。
 子カテーテル駆動部53Sを駆動するための信号は、CPU66Sによって入出力I/F68Sを介してD/Aコンバータ62Sに与えられる。D/Aコンバータ62Sは、入力した信号をアナログ信号に変換し、アンプ61Sに与える。アンプ61Sは、与えられる信号を増幅し、モータ60Sに与える。モータ60Sはたとえば直流モータであって、与えられる信号である電流信号に従い回転動作を行ない、この回転に連動して、子カテーテル駆動部53Sが回転する。
 モータ60Sに与えられる電流信号は、電流センサなどにより検出されて、検出された電流信号はアンプ64Sに与えられる。アンプ64Sは、与えられる電流信号を増幅した後にA/Dコンバータ63Sに出力する。A/Dコンバータ63Sは、与えられる信号をデジタル信号に変換した後に、入出力I/F68Sを介してCPU66Sに与える。
 子カテーテル駆動部53Sのモータ60Sに連動した駆動量(回転量(回転角)と回転方向)はエンコーダ65Sによって検出されて、検出された駆動量を指す位置信号LS1は入出力I/F68Sを介してCPU66Sに与えられる。
 図14には、マスタ210の外観が示される。マスタ210の筐体の表面には、イネーブルスイッチ312、デリバリワイヤ操作部13Mおよび子カテーテル操作部14Mが配置される。操作においては、1人の医師がデリバリワイヤ操作部13Mおよび子カテーテル操作部14Mそれぞれを左右の手で操作可能なように、両者は近接または隣接して配置されている。デリバリワイヤ操作部13Mのマスタ210の筐体表面に配された回転子13Rは、医師による回転操作に連動して、軸131Mを中心に、同心円状に矢印方向に自在に回転する。同様に子カテーテル操作部14Mの回転子14Rも医師による回転操作に連動して、軸141Mを中心に、同心円状に矢印方向に自在に回転する。
 図15には、スレーブ120側におけるカテーテル50とデリバリワイヤ70の駆動機構が概略的に示される。スレーブ120には、線状体である子カテーテル372とデリバリワイヤ70に対し挿入力(線状体に作用する長手軸方向の圧縮力)を与えることで移動させるための回転体式のアクチュエータ124(図11参照)を備える。アクチュエータ124の回転制御は、マスタ210のデリバリワイヤ操作部13Mおよび子カテーテル操作部14Mの回転子の回転操作に連動して行われる。なお、図15の親カテーテル374と、その内部に挿通される子カテーテル372とは、図11のカテーテル50に対応する。
 具体的には、スレーブ制御部75に接続されるアクチュエータ124は、デリバリワイヤ70のためのアクチュエータ12Aと子カテーテル372のためのアクチュエータ12Bとを含む。アクチュエータ12Aは、モータ54Sの回転に連動して回転するローラであるデリバリワイヤ駆動部52Sと、デリバリワイヤ駆動部52Sのローラ面上にあるデリバリワイヤ70をデリバリワイヤ駆動部52S側に押さえるためのローラからなる。この押さえローラは、デリバリワイヤ駆動部52Sの回転に連動して回転する。
 アクチュエータ12Bは、モータ60Sの回転に連動して回転するローラである子カテーテル駆動部53Sと、このローラ上にある子カテーテル372を押さえるための押さえローラからなる。この押さえローラは、子カテーテル駆動部53Sの回転に連動して回転する。
 アクチュエータ12Aおよび12Bのデリバリワイヤ駆動部52Sおよび子カテーテル駆動部53Sが図中矢印方向に回転するように駆動されることにより、その回転に連動してデリバリワイヤ70および子カテーテル372に挿入力が加わり、デリバリワイヤ70および子カテーテル372は人体内に挿入される方向に移動したり、人体内から引抜かれる方向に移動したりする。
 デリバリワイヤ駆動部52Sに関連して設けられたエンコーダ59Sと、子カテーテル駆動部53Sに関連して設けられたエンコーダ65Sとは、同様の構成にて、デリバリワイヤ駆動部52Sと子カテーテル駆動部53Sの駆動量(回転角および回転方向)を検出する。ここでは、代表してエンコーダ59Sについて説明をする。
 エンコーダ59Sはたとえば一般的な光学式ロータリエンコーダであって、光学式センサを用いてデリバリワイヤ駆動部52Sのローラの回転角をパルス列に変換し、パルス数をカウンタ回路などで計数することにより回転角を測定するとともに、光学式センサの出力波形の位相に基づきローラの回転方向(正転/逆転)を検出する。なお、光学式に限定されず磁気式ロータリエンコーダを用いてもよい。
 アクチュエータ12Aの出力段にはYコネクタ371が設けられ、アクチュエータ12Bの出力段にはYコネクタ373が設けられる。Yコネクタ371と373は図25で説明した機能を有する。アクチュエータ12Aから出力されるデリバリワイヤ70は、Yコネクタ371を介して子カテーテル372内に挿通される。アクチュエータ12Bから出力される子カテーテル372(デリバリワイヤ70が挿通されている子カテーテル372)は、Yコネクタ373を介して、Yコネクタ373に接続される親カテーテル374内に挿通される。ここで、親カテーテル374は、予め患者の人体内に挿入されている。この親カテーテル374内を進む子カテーテル372は、アクチュエータ12Bの子カテーテル駆動部53Sの回転に連動して、そして、デリバリワイヤ70はアクチュエータ12Aのデリバリワイヤ駆動部52Sの回転に連動して、人体内の血管840を移動する。この移動により、デリバリワイヤ70の先端部は目的部位である脳動脈瘤842にまで達し、デリバリワイヤ70の先端に接続されているコイル53を、脳動脈瘤842内に装填することが可能となる。
 図16には、スレーブ120による子カテーテル372への挿入力(線状体に作用する長手軸方向の圧縮力)を、マスタ210の子カテーテル操作部14Mに対して回転負荷として与えるための回路構成が模式的に示される。図17には、スレーブ120によるデリバリワイヤ70の人体内への挿入力(線状体に作用する長手軸方向の圧縮力)を、マスタ210のデリバリワイヤ操作部13Mに対して回転負荷として与えるための回路構成が模式的に示される。
 図16では、子カテーテル駆動部53Sの動作を制御するための系として、エンコーダ26Mと65S、所定比に従い入力信号を増幅して出力する比例アンプ(増幅回路)382、与えられる両信号の差分を検出して出力する減算器384、制御器380、および子カテーテル駆動部53Sを回転させるためのモータ60Sを備える。制御器380はCPU66Sに相当のマイコン(マイクロコンピュータ)に対応する。
 また、図16では、子カテーテル操作部14Mに回転負荷を与えるための系として、比例アンプ(増幅回路)381、与えられる両信号の差分を検出して出力する減算器385、制御器383およびモータ21Mを備える。制御器383はCPU28Mに相当のマイコン(マイクロコンピュータ)に対応する。
 動作において、子カテーテル操作部14Mの操作量は、エンコーダ26Mにより検出されて、操作量を示す位置信号LS2が比例アンプ382に出力される。比例アンプ382は、与えられる位置信号LS2を所定比に従い増幅した後、減算器384に出力する。減算器384は、エンコーダ65Sから与えられる位置信号LS1の成分から比例アンプ382から与えられる位置信号LS2の成分を引き算処理することにより、両信号成分の差分を検出する。検出した差分信号は制御器380に与える。
 制御器380は、減算器384から与えられる位置信号LS1とLS2の差分信号に応じた電流レベルを有する駆動電流A1を生成して出力する。たとえば差分信号レベルのそれぞれに対応した電流レベルのデータを格納したテーブルをメモリ67Sに予め記憶しておき、CPU66Sは差分信号のレベルに基づきメモリ67Sのテーブルを検索して対応する電流レベルにデータを読出す(決定する)。
 駆動電流A1は、モータ60Sに与えられる。モータ60Sは、駆動電流A1に従う方向および量(角度)だけ回転し、その回転に連動してカテーテル駆動部53Sが回転する。これにより、子カテーテル372は、子カテーテル駆動部53Sの駆動量に従う挿入力が加わり体内へ挿入/引抜きするいずれかの方向に移動する。
 子カテーテル駆動部53Sの駆動量(回転角と回転方向)は、エンコーダ65Sによって検出されて、位置信号LS1として減算器384に与えられる。これに並行して、モータ60Sの入力段に設けられた電流センサ386により、駆動電流A1が検出されて、検出された駆動電流A1は電流信号A2として比例アンプ381に与えられる。比例アンプ381は、所定比に従い電流信号A2を増幅し、減算器385に与える。減算器385は、比例アンプ381から与えられる電流信号から、入力する電流信号A3を引いた差分を検出し、検出した差分信号を制御器383に与える。
 制御器383は、与えられる差分信号に応じたレベルの電流信号である駆動信号を生成する。たとえば差分信号レベルのそれぞれに対応した電流レベルのデータを格納した図示のないテーブルをメモリ29Mに予め記憶しておき、CPU28Mは差分信号のレベルに基づきメモリ29Mのテーブルを検索して対応する電流レベルにデータを読出す(決定する)。そして読出したレベルの電流信号を生成し出力する。
 制御器383から出力された駆動信号はモータ21Mに出力される。モータ21Mは、与えられる駆動信号に応じた回転角および回転方向に従い回転するので、これに連動して子カテーテル操作部14Mに、回転負荷が与えられる。モータ21Mの入力段には、電流センサ387が備えられ、電流センサ387は、モータ21Mに制御器383から与えられる電流信号を検出する。検出した電流信号A3を減算器385に与える。
 ここで、比例アンプ382に関して設定される所定の比率は、子カテーテル駆動部53Sの単位回転角と、この単位回転角を与えるための子カテーテル操作部14Mの回転角との比を表わす。
 図16に示されるように、子カテーテル駆動部53Sは減算器384の出力する差分に応じた駆動量に従い、差分がゼロとなるように駆動されるので、子カテーテル駆動部53Sの駆動量は子カテーテル操作部14Mの操作量にリニアに追従する。また、子カテーテル操作部14Mに対し回転負荷を与えるためのモータ21Mは減算器385の出力する差分に応じた駆動量に従い駆動されるので、言い換えると差分がゼロとなるように駆動されるので、モータ21Mの回転量により与えられる回転負荷は、カテーテル駆動部53Sの駆動量にリニアに追従する。ここで、子カテーテル372に作用する挿入力はカテーテル駆動部53Sの駆動量に従うので、医師は操作する子カテーテル操作部14Mに対して与えられる回転負荷を操作抵抗として感覚することにより、子カテーテル372に作用している挿入力の大きさを感覚することができる。子カテーテル372に作用する挿入力と医師に与える操作抵抗の比は、比例アンプ381に設定される所定比で決定される。
 同様に、図17では、デリバリワイヤ駆動部52Sの動作を制御するための系として、エンコーダ34Mと59S、所定比に従い入力信号を増幅して出力する比例アンプ(増幅回路)392、与えられる両信号の差分を検出して出力する減算器394、制御器390、およびデリバリワイヤ駆動部52Sを回転させるためのモータ54Sを備える。制御器390はCPU66Sに相当のマイコン(マイクロコンピュータ)に対応する。
 また、図17では、デリバリワイヤ操作部13Mに回転負荷を与えるための系として、比例アンプ(増幅回路)391、与えられる両信号の差分を検出して出力する減算器395、制御器393およびモータ15Mを備える。制御器393はCPU28Mに相当のマイコン(マイクロコンピュータ)に対応する。
 動作において、デリバリワイヤ操作部13Mの操作量は、エンコーダ34Mにより検出されて、操作量を示す位置信号RS2が比例アンプ392に出力される。比例アンプ392は、与えられる位置信号RS2を所定比に従い増幅した後、減算器394に出力する。減算器394は、エンコーダ59Sから与えられる位置信号RS1の成分から比例アンプ392から与えられる増幅後の位置信号RS2の成分を引き算処理することにより、両信号成分の差分を検出する。検出した差分信号は制御器390に与えられる。
 制御器390は、減算器394から与えられ差分信号が指す差分に応じた電流レベルを有する駆動電流B1の信号を生成して出力する。たとえば、CPU66Sは、上述のようにメモリ67Sに予め格納したテーブルを差分信号のレベルに基づき検索して対応する電流レベルのデータを読出(決定)し、読出したレベルの駆動電流B1の信号を生成して出力する。
 駆動電流B1の信号は、モータ54Sに与えられる。モータ54Sは、駆動電流B1に従う駆動量に従い回転し、その回転に連動してデリバリワイヤ駆動部52Sが回転する。これにより、デリバリワイヤ70は、駆動電流B1に従う駆動量に従う挿入力が与えられて、体内へ挿入/引抜きする方向に移動する。
 デリバリワイヤ駆動部52Sの駆動量(回転角と回転方向)は、エンコーダ59Sによって検出されて、位置信号RS1として減算器394に与えられる。これに並行して、モータ54Sの入力段に設けられた電流センサ396により、駆動電流B1が検出されて、検出された駆動電B1は電流信号B2として比例アンプ391に与えられる。比例アンプ391は、所定比に従い電流信号B2を増幅し、減算器395に与える。減算器395は、比例アンプ391から与えられる電流信号から、入力する電流信号B3を引いた差分を検出し、検出した差分信号を制御器393に与える。
 制御器393は、与えられる差分信号に応じた駆動信号を生成する。たとえば、CPU28Mは、上述のようにメモリ29Mに予め格納した図示しないテーブルを差分信号のレベルに基づき検索して対応する電流レベルのデータを読出(決定)し、読出したレベルの電流信号を駆動信号として生成し出力する。
 この駆動信号はモータ15Mに出力される。モータ15Mは、与えられる駆動信号に応じた駆動量に従い回転するので、これに連動してデリバリワイヤ操作部13Mに、回転負荷が与えられる。モータ15Mの入力段には、電流センサ397が備えられ、電流センサ397は、モータ15Mに与えられる電流信号を検出し、電流信号B3として減算器395に与える。
 比例アンプ392に関して設定される所定の比率は、デリバリワイヤ駆動部52Sの単位回転角と、この単位回転角を与えるための子カテーテル操作部14Mの回転角との比を表わす。
 図17に示されるように、デリバリワイヤ駆動部52Sは減算器394の出力する差分に応じた駆動量に従い差分がゼロとなるように駆動されるので、デリバリワイヤ駆動部52Sの駆動量はデリバリワイヤ操作部13Mの操作量にリニアに追従する。また、デリバリワイヤ操作部13Mに対し回転負荷を与えるためのモータ15Mは減算器395の出力する差分に応じた駆動量に従い駆動されるので、言い換えると差分をゼロにするように駆動されるので、モータ15Mの回転により与えられる回転負荷は、デリバリワイヤ駆動部52Sの駆動量にリニアに追従する。ここで、デリバリワイヤ70に作用する挿入力はデリバリワイヤ駆動部52Sの駆動量に従うので、医師は操作するデリバリワイヤ操作部13Mに対して与えられる回転負荷を操作に係る抵抗として感覚することにより、デリバリワイヤ70に作用している挿入力の大きさを感覚することができる。デリバリワイヤ70に作用する挿入力と医師に与える操作に係る抵抗の比は、比例アンプ391に設定される所定比で決定される。
 図18には、マスタ210の他の構成が示される。マスタ210の筐体には、操作部を回転軸に対して90°傾けて設けてもよい。マスタ210は図18に示すように手で持って操作が可能な型であると、非常に操作がしやすく、イネーブルスイッチ312は人指し指等で押すことができる構造が望ましい。また、デリバリワイヤ操作部13Mと子カテーテル操作部14Mの回転操作部は、それぞれ親指で操作できる構造が望ましい。図12と図18ではイネーブルスイッチ312は1つであるが、2つ設け、デリバリワイヤ操作部13Mと子カテーテル操作部14Mにそれぞれのイネーブルスイッチとしてもよい。
 図18のマスタ210の筐体を上面から見た図19の(A)の構成に関連付けて、図19の(B)には筐体の内部構造が示される。図19の(B)を参照して、デリバリワイヤ操作部13Mに対し回転負荷を与えるための機構について説明する。この機構は、子カテーテル操作部14Mに対し回転負荷を与えるための機構にも同様に適用できるので、ここでは、デリバリワイヤ操作部13Mの機構を代表して説明する。
 図19の(B)を参照して、デリバリワイヤ操作部13Mには、マスタ210の筐体内部において回転軸131Mは筐体表面から延長して設けられており、回転軸131Mには一体的に円盤状の部材132Mが取り付けられている。部材132Mの円盤の上面および下面それぞれの中心を貫通するように回転軸131Mが延びている。
 動作においては、デリバリワイヤ操作部13Mの操作に連動して回転軸131Mが回転すると、回転軸131Mに一体的に設けられた円盤状の部材132Mは、デリバリワイヤ操作部13Mの操作量に一致して回転する。部材132Mの回転方向と回転角は、マスタ210の内部に設けられた回転センサ201Mによって検出される。回転センサ201Mはたとえば光学式のものを適用することができる。回転センサ201Mの検出結果はエンコーダ34Mに与えられる。エンコーダ34Mは入力した検出結果をエンコード処理する。これにより、検出結果は、回転量および回転方向を指示する前述した位置信号RS2に変換されて(生成されて)出力される。回転センサ201Mとエンコーダ34Mの機能は、前述した光学式ロータリエンコーダと同様である。
 さらに、マスタ210の筐体内部においては、デリバリワイヤ操作部13Mに対して回転負荷を与えるために力覚用のモータ15Mと、円盤状の部材152Mが設けられる。部材152Mの円盤には、当該円盤の上面および下面それぞれの中心を貫通するようにモータ15Mから延びているモータ軸151Mが取り付けられる。したがって、モータ軸151Mを介して、部材152Mの円盤は、モータ15Mの回転方向に一致した方向に、且つモータ15Mの回転角に従う角度だけ回転する。
 ここで、部材152Mは、円盤の側面(円盤の上面と下面に挟まれた面)が、部材132Mの円盤の側面と接するようにして取付けられている。動作においては、モータ15Mの駆動量(モータ15Mへ供給する電流レベル)を制御することで、デリバリワイヤ操作部13Mに発生させるトルクを制御する。
 つまり、回転する部材152Mの円盤の接線方向に生じる速度ベクトルの方向に対し、回転する部材132Mの円盤の接線方向に生じる速度ベクトルの方向は反対を指す。これにより、部材152Mの回転は部材132Mの円盤の回転速度を減じるように作用することになり、この結果、デリバリワイヤ操作部13Mの医師による回転操作に対して、モータ15Mの駆動量およびデリバリワイヤ70の挿入力に応じた負荷が与えられることになる。
 上述の動作においては、マスタ210側のCPU28Mは、常に、イネーブルスイッチ312がON操作されているか否かを、入出力I/F31Mを介してイネーブルスイッチ312から入力する信号に基づき検出する。医師は線状体操作制御を意識的に行うときにイネーブルスイッチ312を指で押すON操作をする。また、医師は線状体操作制御を強制停止させようとする場合には、イネーブルスイッチ312から指を離してOFF操作する。CPU28Mはイネーブルスイッチ312が指で押されてON操作されていると検出する間は線状体操作制御を強制的に停止する。すなわち、操作部323からの信号を入力するのを停止する。これにより操作部323の操作は無効化されるので、デリバリワイヤ駆動部52Sと子カテーテル駆動部53Sには駆動信号は与えられず、デリバリワイヤ70および子カテーテル372の移動は停止する。
 なお、イネーブルスイッチ312がON状態においてOFF操作されると、OFF操作の信号は、CPU28Mに対し外部割込み信号としても与えられるので、CPU28Mは、線状体操作制御を実施中であっても、外部割込み信号に応答して当該制御にかかる処理の実行を強制的に停止する。
 このようにイネーブルスイッチ312がOFF操作される(たとえば、イネーブルスイッチ312から指を離している)ときは、マスタ210の操作部323の操作は有効状態から無効化されるので操作信号はスレーブ120に送信されない。その結果、スレーブ120のアクチュエータ124の動作は停止し、デリバリワイヤ70および子カテーテル372の移動は停止する。これにより、意図しない操作部323の操作によってデリバリワイヤ70および子カテーテル372が移動してしまうことが回避できて、安全性は向上する。
 制御動作中において、CPU28Mは通信部300を介してX線透視装置43からX線透視画像を受信し、受信した画像とスレーブ120から受信したアクチュエータ124の駆動量のデータとを関連付けて記憶部33Mに格納してもよい。このように、アクチュエータ124の駆動量と手術中のX線透視画像データを関連付けて記録しておき、後日、記録内容を読出し再生して分析することにより手術中の医師の手技の分析を行うことができる。さらには、マスタ210の操作部323の操作量も関連付けて記録するようにしてもよい。
 また、CPU28Mは、アクチュエータ124の駆動量を報知部27Mを介して外部に音・光りなどで出力する。これにより、医師は、回転に係る負荷を、抵抗として感覚するとともに、聴覚的または視覚的にも確認することができる。
 また、マスタ210とスレーブ120のための通信路1は、電気、赤外光などの電磁波や、ネットワーク回線を適用できる。たとえば、有線での通信あるいは、赤外線を使って、医師は携帯型(ハンディタイプ)のマスタ210を持ってスレーブ120の制御をし、あるいは、手術中のX線透視画像も通信路1を経由してディスプレイ40に表示することで、画像を確認しながら遠隔手術などができる。
 (実施例3)
 本実施例では、デリバリワイヤを適度な力で体内から引き抜くことを可能にする線状体操作制御装置を説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
 図20に示すように、本発明の実施例に係る線状体操作制御装置が備える線状体の引抜装置は、デリバリワイヤ駆動部112Aと、子カテーテル駆動部112Bと、制御回路630とを備える。
 なお、本実施例においては、一例として、脳内の血管840にできた脳動脈瘤842のコイル塞栓術治療に用いられる医療器具としての引抜機能を有した線状体操作制御装置について説明する。なお、引抜機能の用途は脳動脈瘤842のコイル塞栓術治療に限らない。
 コイル塞栓用の白金コイル53はデリバリワイヤ70の先端に接続される。デリバリワイヤ70とカテーテル50は、Yコネクタ371,373にそれぞれ挿入される。
 カテーテル50は、親カテーテル374ならびに子カテーテル372を含む。親カテーテル374ならびに子カテーテル372は中空であり、子カテーテル372は親カテーテル374の中空部に挿入される。デリバリワイヤ70は子カテーテル372の中空部に挿入される。
 デリバリワイヤ駆動部112AはYコネクタ371の入口付近に設けられる。デリバリワイヤ駆動部112Aは、図21に示すように、抑えローラ12Cと、送りローラ14Cと、モータ16Cとを含む。
 抑えローラ12Cならびに送りローラ14Cは、抑えローラ12Cならびに送りローラ14Cとでデリバリワイヤ70を挟持するように設けられる。抑えローラ12Cは、図22に示すように、弾性体18Cにより支持される。弾性体18Cの弾性力により、デリバリワイヤ70を抑えローラ12Cならびに送りローラ14Cとで挟持するために必要な力が付与される。
 図21に戻って、送りローラ14Cはモータ16Cに連結される。なお、送りローラ14Cは、減速機などを介さずにモータ16Cのロータに直接連結される。モータ16Cは、定電流源640から供給される電流により駆動する。モータ16Cの駆動力、すなわち白金コイル53(デリバリワイヤ70)を挿入または引抜く力は、モータ16Cの電流値に応じて定まる。したがって、本実施例においては、モータ16Cの電流値を決定することにより、白金コイル53(デリバリワイヤ70)を挿入または引抜く力が決定される。
 送りローラ14Cの回転数(累積回転数)ならびに回転速度は、エンコーダ142Cにより検出され、制御回路630に検出結果を表わす信号が入力される。さらに、制御回路630は、たとえば、送りローラ14Cの回転数に送りローラ14Cの円周を乗じることにより、デリバリワイヤ70が引抜かれた長さを算出する。
 子カテーテル駆動部112Bは、デリバリワイヤ駆動部112Aと同様の構成を備える。子カテーテル駆動部112BはYコネクタ373の入口付近に設けられる。
 制御回路630は、デリバリワイヤ70および子カテーテル372を人体内に挿入するように、デリバリワイヤ駆動部112Aおよび子カテーテル駆動部112Bを制御する。制御回路630には、医師などの操作に応じてデリバリワイヤ70および子カテーテル372を挿入するようにデリバリワイヤ駆動部112Aおよび子カテーテル駆動部112Bを制御するために、マスタ機650が接続される。
 マスタ機650は、たとえばダイヤル式のデリバリワイヤ操作部652と子カテーテル操作部654とを備える。制御回路630は、デリバリワイヤ操作部652の回転量に応じた距離だけデリバリワイヤ70を挿入(前進)ならびに後退するように、デリバリワイヤ駆動部112Aを制御する。また、制御回路630は、子カテーテル操作部654の回転量に応じた距離だけ子カテーテル372を挿入ならびに後退するように、子カテーテル駆動部112Bを制御する。なお、医師などが手作業によりデリバリワイヤ70および子カテーテル372を挿入するようにしてもよい。
 さらに、制御回路630は、デリバリワイヤ70および子カテーテル372を予め定められた力で引抜くように、デリバリワイヤ駆動部112Aおよび子カテーテル駆動部112Bを制御する。
 制御回路630には、デリバリワイヤ引抜ボタン632ならびに子カテーテル引抜ボタン634が接続される。デリバリワイヤ引抜ボタン632がオン操作されると、制御回路630は、デリバリワイヤ70を予め定められた力で引抜くように、デリバリワイヤ駆動部112Aを制御する。子カテーテル引抜ボタン634がオン操作されると、制御回路630は、子カテーテル372を予め定められた力で引抜くように、子カテーテル駆動部112Bを制御する。
 これにより、適度な力で安全に、かつ容易にデリバリワイヤ70および子カテーテル372を人体内から引抜くことができる。そのため、デリバリワイヤ70および子カテーテル372を引抜く際に操作者に与える負担を軽減することができる。
 また、制御回路630は、デリバリワイヤ70を引抜いた長さが予め定められた長さに達した場合、デリバリワイヤ70の引抜きを停止するように、デリバリワイヤ駆動部112Aを制御する。同様に、制御回路630は、子カテーテル372を引抜いた長さが予め定められた長さに達した場合、子カテーテル372の引抜きを停止するように、子カテーテル駆動部112Bを制御する。
 なお、図23に示すように、デリバリワイヤ駆動部112Aならびに子カテーテル駆動部112Bが、デリバリワイヤ引抜ボタン632ならびに子カテーテル引抜ボタン634それぞれを備えるようにしてもよい。
 また、デリバリワイヤ70の代わりにまたは加えて、カテーテル50を人体内に挿入する際に用いられる周知のガイドワイヤ70Aを引抜くようにしてもよい。また、子カテーテル372の代わりにまたは加えて、親カテーテル374を引抜くようにしてもよい。
 さらに、引抜く長さが異なるように設定される複数の引抜きボタンを一つの線状体に対して設けるようにしてもよい。すなわち、複数の引抜ボタンのうち、操作される引抜ボタンに応じて線状体を引抜く長さが異なるようにしてもよい。
 図24を参照して、制御回路630についてさらに説明する。制御回路630は、スイッチ601および切替器602を含む。スイッチ601は、入力端子6ATおよび6BTと、出力端子6CTを有する。スイッチ601の入力側の接点を、切替器602によって入力端子6ATおよび6BTのいずれかに切替えることにより、出力端子6CTから出力される信号を切換える。これにより、デリバリワイヤ70または子カテーテル372を引抜く力を変更する。
 制御回路630は、さらに、引き抜く力の大きさと、引き抜き速度を制御するために、比例アンプ603、減算器611、電流センサ612、制御器605、速度検出器609、制御器604および減算器610を含む。図24では、制御回路630と信号を入出力する外部デバイスとして、モータ16C、駆動部607およびエンコーダ142Cが示される。駆動部607は、デリバリワイヤ駆動部112Aまたは子カテーテル駆動部112Bに相当する。
 制御回路630には、引き抜き力を指す指令値信号691および最大速度信号692が与えられる。指令値信号691によって、デリバリワイヤ70または子カテーテル372の線状体を引き抜くための力の所定大きさが指示される。最大速度信号692によって、デリバリワイヤ70または子カテーテル372を引き抜く速度が指示される。スイッチ601の入力端子6ATには、比例アンプ603によって所定比率で増幅がされた後の指令値信号691が与えられ、入力端子6BTには、減算器610によって検出された、検出速度信号SPと最大速度信号692の差分を指す差分信号が、制御器604により所定処理された後に与えられる。検出速度信号SPは、駆動部607による線状体の移動速度を指す。この移動速度は、次のように検出される。つまり、エンコーダ142Cが線状体の位置を検出して、検出結果を指す位置信号PSを速度検出器609に出力する。速度検出器609は、位置信号PSが指す位置に基づき移動速度を検出する。
 図24では、制御器605から出力されるモータ16Cを駆動するための電流C1のレベルが電流センサ612により検出されて、検出結果を指す駆動電流信号C2が減算器611に与えられる。減算器611は、駆動電流信号C2とスイッチ601の出力端子6CTから出力される電流信号との差分を検出して、検出した差分を指す信号を制御器605に与える。制御器605は、与えられる差分に基づくレベルの電流C1をモータ16Cに与える。このように、駆動電流信号C2によって、線状体を引き抜く力の大きさが指示される。
 スイッチ601の接点が入力端子6AT側にある場合、予め定められた一定の力でデリバリワイヤ70または子カテーテル372を引抜くように、デリバリワイヤ駆動部112Aまたは子カテーテル駆動部112Bが駆動される。
 スイッチ601の接点が入力端子6BT側にある場合、予め定められた最大速度でデリバリワイヤ70または子カテーテル372を引抜くように、デリバリワイヤ駆動部112Aまたは子カテーテル駆動部112Bが駆動される。
 スイッチ601の接点の切替えは、切替器602により行なわれる。たとえば、デリバリワイヤ70または子カテーテル372を引抜くとき、デリバリワイヤ70または子カテーテル372の引抜に係る抵抗が引抜く力と比較して極めて小さいと、デリバリワイヤ70または子カテーテル372が高速で引抜かれることになる。デリバリワイヤ駆動部112Aまたは子カテーテル駆動部112Bの送りローラの回転速度が速いと、デリバリワイヤ70または子カテーテル372の移動が追従できず、デリバリワイヤ70または子カテーテル372と送りローラとの間に滑りが発生し得る。
 この場合、デリバリワイヤ駆動部112Aまたは子カテーテル駆動部112Bの送りローラ(あるいはモータ16C)と一体となって回転するエンコーダ142Cを使用した、デリバリワイヤ70または子カテーテル372の移動距離の計測ができなくなる。そのため、送りローラの回転は、線状体と送りローラとが滑らない速度に抑える必要がある。
 そこで、切替器602は、デリバリワイヤ駆動部112Aまたは子カテーテル駆動部112Bの送りローラの回転速度、すなわちデリバリワイヤ70または子カテーテル372を引抜く速度が、予め定められた最大速度よりも大きいと、スイッチ601の接点を入力端子6ATから6BTに切替える。
 これにより、デリバリワイヤ駆動部112Aまたは子カテーテル駆動部112Bのモータ16Cに対して供給される駆動電流C1の電流値が下げられ、デリバリワイヤ70または子カテーテル372を引抜く力が小さくなる。そのため、線状体を送り出す送りローラと線状体との間で滑りがないようにすることができる。その結果、送りローラの回転数などから線状体を引抜いた長さを精度よく算出することができる。
 また、切替器602は、デリバリワイヤ駆動部112Aまたは子カテーテル駆動部112Bのモータ16Cに対して供給される駆動電流C1の電流値が予め定められた電流値を超えると、すなわちデリバリワイヤ70または子カテーテル372を引抜く実際の力が、予め定められた大きさの力を超えると、スイッチ601の接点を端子6BTから端子6ATに切替える。これにより、デリバリワイヤ70または子カテーテル372を引抜く力の大きさを一定にすることができる。
 なお、デリバリワイヤ70が子カテーテル372の内部のみにあるときは、デリバリワイヤ70を高速に引抜いても人体に傷をつける恐れが少ない。子カテーテル372が親カテーテル374の中に入っているときも同様である。
 また、上述した制御回路630の機能は、ソフトウェアにより実現するようにしてもよく、ハードウェアにより実現するようにしてもよい。
 上述した線状体操作制御装置の3つの実施例の全ての機能は、全てを単一の線状体制御装置に搭載することができる。なお、3つの実施例の機能のうち、選択的に1つ以上の機能を搭載するようにしてもよい。
 このように、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではない。本発明の技術的範囲は請求の範囲によって画定され、また請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
 本発明に係る線状体操作制御装置は、医療用の線状体(デリバリワイヤ、カテーテル、ガイドワイヤなど)の操作に利用することができる。
 1 通信路、10,120 スレーブ、11 スレーブ制御部、20 マスタ、21 マスタ制御部、23 デリバリワイヤ駆動操作部、24 コイル離脱ボタン、50 カテーテル、51,70 デリバリワイヤ、53 コイル、54 接続部、60 通電スイッチ、62 注射針、71 電極、80 位置検出部、131,373 Yコネクタ、210 マスタ、241 コイル離脱開始ボタン、242 コイル離脱停止ボタン、300 通信部、312 イネーブルスイッチ、372 子カテーテル、374 親カテーテル、601 スイッチ、602 切替器、630 制御回路、632 デリバリワイヤ引抜ボタン、634 子カテーテル引抜ボタン、640 定電流源、650 マスタ機、652 デリバリワイヤ操作部、654 子カテーテル操作部、701 可動式電極部、840 血管、842 脳動脈瘤、12C 抑えローラ、14C 送りローラ、16C モータ、18C 弾性体、13M デリバリワイヤ操作部、14M 子カテーテル操作部、112A デリバリワイヤ駆動部、112B 子カテーテル駆動部、142C エンコーダ。

Claims (26)

  1.  外部から操作される操作部(23、24)を含むマスタ(20)と、
     前記操作部による操作に基づき人体(41A)内に挿入される線状体に長手軸方向の力を加えて前記体内を移動させるスレーブ(10)と、を備え、
     前記マスタは、
     前記操作部が外部から操作された量を検出する操作量検出部(13M、14M)と、
     前記操作量検出部により検出した操作量を前記スレーブに送信する操作量送信部(30M)と、を含み、
     前記スレーブは、
     与えられる駆動信号に従い前記線状体に長手軸方向の力を加える線状体駆動部(52S、53S)と、
     前記操作量送信部から前記操作量を受信する操作量受信部(69S)と、
     前記操作量受信部により受信した前記操作量を前記駆動信号に変換し、前記線状体駆動部に出力する変換部(56S、62S)と、を含み、
     前記線状体は、カテーテルと前記カテーテル中に挿入されるワイヤ(70)とを有し、
     前記操作部は、前記カテーテルおよび前記ワイヤを個別に操作するためのカテーテル操作部(14M)およびワイヤ操作部(13M)を有し、
     前記カテーテル操作部および前記ワイヤ操作部は、前記マスタの筐体の表面において近接して配置される、線状体操作制御装置。
  2.  前記マスタは、
     前記スレーブから受信する前記駆動信号に従う負荷を、前記操作部に与える負荷付与部(15M、21M)、をさらに含み、
     前記スレーブの前記変換部は、
     前記操作量受信部により受信した前記操作量を前記駆動信号に変換し、前記線状体駆動部と前記マスタとに出力する、請求の範囲第1項に記載の線状体操作制御装置。
  3.  前記マスタは、
     前記スレーブから受信する前記駆動信号を外部に報知する報知部(27M)を、さらに含む、請求の範囲第1項に記載の線状体操作制御装置。
  4.  前記マスタは携帯可能である、請求の範囲第1項に記載の線状体操作制御装置。
  5.  前記マスタは、
     前記筐体の表面において、前記操作部の操作を有効にするか、または無効にするかを切換えるために、外部から操作される切換部(312)を、さらに含む、請求の範囲第1項に記載の線状体操作制御装置。
  6.  前記カテーテル操作部および前記ワイヤ操作部のそれぞれは、前記筐体の表面において外部から自在に回転操作される回転子(13R、14R)を有し、
     前記線状体駆動部は、与えられる前記駆動信号に従い回転する回転体を有し、
     前記線状体には、前記回転体の回転に連動して前記長手軸方向の力が加えられ、
     前記駆動信号のレベルは、前記回転子の回転操作量に比例する、請求の範囲第1項に記載の線状体操作制御装置。
  7.  前記マスタと前記スレーブとは、有線または無線によって通信する、請求の範囲第1項に記載の線状体操作制御装置。
  8.  前記マスタは、
     前記操作量および対応する前記駆動信号のレベルを関連付けて記憶する記憶部(29M)を、さらに含む、請求の範囲第1項に記載の線状体操作制御装置。
  9.  前記線状体は導電性材料からなり、一方端側には、体内の目的部位に送達させるべき所定部材(53)が、電気によって溶解することが可能な材料からなる接続部(54)を介して接続され、
     前記スレーブは、
     前記人体に予め接続された第1電極部(62)に接続された電源部(61)と、
     体外において、体内に挿入された状態の前記線状体の他方端の側に接続され得る第2電極部(71)と、
     前記操作部が外部から操作されることによって与えられる指示に基づき、前記第1電極部、前記電源部、前記第2電極部、前記線状体および人体を有した閉じた電気回路を確立させるか否かを切替える制御部(11)とを、さらに含む、請求の範囲第1項に記載の線状体操作制御装置。
  10.  前記スレーブは、
     前記閉じた電気回路を確立する際に前記第2電極部を前記線状体に接触するように移動させる電極移動部(73、74)を、さらに含み、
     前記制御部は、前記第2電極部が前記線状体に接触した後に、前記閉じた電気回路を確立させる、請求の範囲第9項に記載の線状体操作制御装置。
  11.  前記マスタは、
     前記操作部の操作が一定時間継続して行なわれたことを検出したときに、前記指示を前記スレーブに出力する、請求の範囲第10項に記載の線状体操作制御装置。
  12.  前記操作部は、前記閉じた電気回路を確立させるために操作される開始操作部を有し、
     前記スレーブは、
     前記指示が、前記開始操作部の操作を介して与えられる指示であると検出したときにおいて、前記閉じた電気回路を確立させない場合には、音出力の指令を前記マスタに出力し、
     前記マスタは、
     前記スレーブから前記音出力の指令を入力したことに応じて、所定音を出力する、請求の範囲第10項に記載の線状体操作制御装置。
  13.  前記線状体の長さは、固定長であり、
     前記スレーブは、
     前記線状体の他方端の位置を検出する位置検出部(80)を、さらに含み、
     前記制御部は、
     前記指示が与えられたとき、前記位置検出部が検出した位置が所定範囲外であると検出したときは、前記閉じた電気回路を確立させない、請求の範囲第9項に記載の線状体操作制御装置。
  14.  前記操作部は、前記閉じた電気回路を確立させるために操作される開始操作部と、前記閉じた電気回路の確立を断つために操作される停止操作部とを有し、
     前記マスタは、
     前記開始操作部および前記停止操作部のぞれぞれについて、当該操作部が操作されたときは、異なる音を出力する、請求の範囲第9項に記載の線状体操作制御装置。
  15.  前記操作部は、前記線状体を移動させるために操作される線状体操作部を有し、
     前記スレーブは、
     前記マスタから与えられる前記線状体操作部の操作量の変位に応じて、前記線状体に長手軸方向の力を加えて前記体内を移動させる線状体駆動部を、さらに含み、
     前記閉じた電気回路が確立されている期間においては、前記線状体駆動部による前記線状体の移動を停止する、請求の範囲第9項に記載の線状体操作制御装置。
  16.  前記マスタは、
     前記閉じた電気回路が確立されている期間においては、前記線状体操作部の操作量を、前記閉じた電気回路が確立される直前の量に維持する、請求の範囲第15項に記載の線状体操作制御装置。
  17.  前記線状体操作制御装置は、さらに、前記線状体を体内から引き抜くための引抜部(112A)を備え、
     前記引抜部は、アクチュエータを含み、
     前記アクチュエータは、
     前記操作部が操作された場合、前記線状体を予め定められた力で引抜くように作動し、前記線状体を引抜く速度が予め定められた速度より大きい場合、前記線状体を引抜く力を下げ、前記線状体を引抜いた長さが予め定められた長さに達した場合、前記線状体の引抜きを停止する、請求の範囲第1項に記載の線状体操作制御装置。
  18.  前記線状体は複数あり、
     前記操作部は、複数の引抜き操作部(632、634)を有し、
     前記アクチュエータは、前記複数の引抜き操作部のうちの、操作者により操作される引抜き操作部に応じて異なる線状体を引抜くように作動する、請求の範囲第17項に記載の線状体操作制御装置。
  19.  前記操作部は、複数の引抜き操作部(632、634)を有し、
     前記アクチュエータは、前記複数の引抜き操作部のうちの、操作者により操作される引抜き操作部に応じて異なる長さだけ前記線状体を引抜くように作動する、請求の範囲第17項に記載の線状体操作制御装置。
  20.  前記引抜部は、前記線状体を挟持する送りローラ(14C)と抑えローラ(12C)とをさらに含み、
     前記アクチュエータは、前記送りローラを回転させることにより前記線状体を移動させる、請求の範囲第17項に記載の線状体操作制御装置。
  21.  前記引抜部は、前記抑えローラを支持する弾性体(18C)をさらに含む、請求の範囲第20項に記載の線状体操作制御装置。
  22.  前記引抜部は、前記送りローラの回転数を検出する検出器(142C)をさらに含み、
     前記線状体を引抜いた長さは、前記送りローラの回転数に基づき算出される、請求の範囲第20項に記載の線状体操作制御装置。
  23.  前記アクチュエータはモータ(16C)であり、
     前記送りローラは、前記モータに直接取り付けられる、請求の範囲第20項に記載の線状体操作制御装置。
  24.  前記線状体を引抜く力は、前記モータを駆動する電流値に応じて定まる、請求の範囲第23項に記載の線状体操作制御装置。
  25.  前記線状体は、医療に用いられるカテーテル(50)、デリバリワイヤ(70)およびガイドワイヤ(70A)のうちの少なくとも一つである、請求の範囲第17項に記載の線状体操作制御装置。
  26.  外部から操作される操作部(23、24)を含むマスタ(20)と、前記操作部における操作に基づき人体(41A)内に挿入される線状体に長手軸方向の力を加えて前記体内を移動させるスレーブ(10)とを備える装置を用いて前記線状体の操作を制御する方法であって、
     前記マスタにおいて、
     前記操作部が外部から操作された量を検出するステップと、
     検出した操作量を前記スレーブに送信するステップと、を含み、
     前記スレーブにおいて、
     与えられる駆動信号に従い前記線状体に長手軸方向の力を加えるステップと、
     前記マスタから送信された前記操作量を受信するステップと、
     受信した前記操作量を前記駆動信号に変換し、出力するステップと、を含み、
     前記線状体は、カテーテルと前記カテーテル中に挿入されるワイヤ(70)とを有し、
     前記操作部は、前記カテーテルおよび前記ワイヤを個別に操作するためのカテーテル操作部(14M)およびワイヤ操作部(13M)を有し、
     前記カテーテル操作部および前記ワイヤ操作部は、前記マスタの筐体の表面において近接して配置される、方法。
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