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JP2016007275A - 手術システム、医療機器および手術システムの制御方法 - Google Patents

手術システム、医療機器および手術システムの制御方法 Download PDF

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尚英 鶴田
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Abstract

【課題】送電コイル１１Ａが過熱するおそれのない手術システム１を提供する。【解決手段】手術システム１は、受電部３１が配設された挿入管３９を有する処置具３０と、送電部１１を有するトロッカー１０と、トロッカー１０に電力を出力する電源２１を含む電源ユニット２０と、を具備し、処置具３０が受電部３１よりも挿入管３９の先端側に配設された処置具３０の情報を示す識別子であるバーコード３８を有し、バーコード３８を検出することで処置具３０の情報を取得する情報検出部１８がトロッカー１０に配設されており、挿入されている処置具３０が適合している処置具の場合には、電源２１の制御モードが駆動電力を出力不可能な第１スタンバイモードから駆動電力を出力可能な第２スタンバイモードになる。【選択図】図５

Description

本発明は、電磁界を介してワイヤレス給電される医療機器を具備する手術システム、前記医療機器および前記手術システムの制御方法に関する。
処置具等の医療器具を被検体の体内に挿入するための挿入補助具であるトロッカーは、腹腔内に挿入後、体壁に留置され、腹腔内で生体組織の処置を行う処置具の案内管として使用される。
トロッカーの挿入孔を介して体内に挿入される処置具には処置に必要な電力を供給するためにケーブルが接続されていることがある。このケーブルは、術者が処置具を操作する上で、取り回しなどの操作性を向上させるため、無い方が好ましい。
米国特許第６３７１９６７号明細書には、トロッカーの送電コイルから交流磁界を発生させて、トロッカーに挿入された処置具の受電コイルに電力をワイヤレスで供給する手術システムが開示されている。
ここで、トロッカーの挿入孔に特別な配慮工夫がない限り、挿入され得る処置具は、交流磁界を介して電力を受電する受電部を有する所定の仕様の処置具に限られるものではない。挿入孔に処置具が挿入されていない場合には言うまでもないが、受電部を有していない処置具および仕様の異なる受電部を有する処置具が挿入孔に挿入された場合には、送電コイルから交流磁界を発生させても、前記処置具には発生した交流磁界を介して適切に電力を受電する受電部がないため、処置具へと効率よく電力を伝送できない。電力の伝送効率が高くない場合、工夫をしないと送電コイルの発熱や、周辺機器への不要な電磁界の漏洩にも繋がりかねない。
米国特許第６３７１９６７号明細書
本発明の実施形態は、電力伝送効率の高い送受電部を持つ手術システム、前記手術システムの医療器具および手術システムの制御方法を提供することを目的とする。
また、別の実施形態は、電力伝送効率の高い送受電部を持つ手術システム、前記手術システムの医療器具および手術システムの制御方法を提供することを目的とする。
本発明の一態様の手術システムは、電磁界を受電する受電部が配設された挿入管と、前記挿入管の先端に配設された前記受電部が受電した電力により駆動される処置部と、を有する医療機器と、前記挿入管を被検体の体内に挿入するための挿入孔があり、前記挿入孔の外周部に前記受電部に印加される電磁界を発生する送電部を有する挿入補助具と、前記送電部に電力を出力する電源を含む電源ユニットと、を具備し、
前記医療機器が、前記受電部よりも前記挿入管の先端側に配設された、前記医療機器の情報を示す識別子を有し、前記識別子を検出することで、前記挿入孔への前記医療機器の挿入を検出するとともに前記情報を取得する情報検出部が、前記挿入補助具の前記挿入孔の前記外周部に配設されており、前記情報検出部の検出結果にもとづき、前記挿入孔に挿入されている医療機器が、前記送電部が発生した電磁界を受電する受電部を有する場合には、前記電源の制御モードが、前記送電部に前記処置部を駆動するための駆動電力を出力不可能な第１スタンバイモードから前記駆動電力を出力可能な第２スタンバイモードになる手術システムである。
また、別の一態様の医療機器は、電磁界を受電する受電部が配設された挿入管と、前記挿入管の先端に配設された前記受電部が受電した電力により駆動される処置部と、を有する前記医療機器と、前記挿入管を被検体の体内に挿入するための挿入孔があり、前記挿入孔の外周部に前記受電部に印加される電磁界を発生する送電部を有する挿入補助具と、前記送電部に電力を出力する電源を含む電源ユニットと、を具備する手術システムの前記医療機器であって、
前記受電部よりも前記挿入管の先端側に配設された、前記医療機器の情報を示す識別子を有し、前記識別子を検出することで、前記挿入孔への前記医療機器の挿入を検出するとともに前記情報を取得する情報検出部が、前記挿入補助具の前記挿入孔の前記外周部に配設されており、前記情報検出部の検出結果にもとづき、前記挿入孔に挿入されている医療機器が、前記送電部が発生した電磁界を受電する受電部を有する場合には、前記電源の制御モードが、前記送電部に前記処置部を駆動するための駆動電力を出力不可能な第１スタンバイモードから前記駆動電力を出力可能な第２スタンバイモードになる前記医療機器である。
また、別の一態様の手術システムの制御方法は、電磁界を受電する受電部が配設された挿入管と、前記挿入管の先端に配設された前記受電部が受電した電力により駆動される処置部と、を有する医療機器と、前記挿入管を被検体の体内に挿入するための挿入孔があり、前記挿入孔の外周部に前記受電部に印加される電磁界を発生する送電部を有する挿入補助具と、前記送電部に電力を出力する電源を含む電源ユニットと、を具備する手術システムの制御方法であって、
前記挿入孔に挿入された医療機器が、前記送電部が発生した電磁界を受電する受電部を有する場合には、制御部が、前記電源の制御モードを、前記送電部に前記処置部を駆動するための駆動電力を出力不可能な起動時の第１スタンバイモードから前記駆動電力を出力可能な第２スタンバイモードに変更する。
本発明の実施形態によれば、電力伝送効率の高い送受電部を持つ手術システム、前記手術システムの医療器具および手術システムの制御方法を提供できる。
また、別の実施形態によれば、電力伝送効率の高い送受電部を持つ手術システム、前記手術システムの医療器具および手術システムの制御方法を提供できる。
第１実施形態の手術システムの使用状態を説明するための模式図である。 第１実施形態の処置具の側面図である。 第１実施形態の手術システムの構成図である。 第１実施形態の手術システムの識別子の検知を説明するための模式図である。 第１実施形態の手術システムの動作を説明するためのフローチャートである。 第１実施形態の手術システムの動作を説明するための断面模式図である。 第１実施形態の手術システムの動作を説明するための断面模式図である。 第１実施形態の手術システムの動作を説明するための断面模式図である。 第１実施形態の変形例１の手術システムを説明するための断面模式図である。 第１実施形態の変形例２の手術システムを説明するための断面模式図である。 第１実施形態の変形例３の手術システムを説明するための断面模式図である。 第１実施形態の変形例の手術システムによる位置検出を説明するためのグラフである。 第１実施形態の変形例の手術システムによる位置検出を説明するためのグラフである。 第２実施形態の手術システムの構成を説明するための断面模式図である。
＜第１実施形態＞
最初に、図１〜図６Ｃを用いて、第１実施形態の手術システム１および医療器具である処置具３０について説明する。なお、以下の説明において、実施形態に基づく図面は、模式的なものであり、構成要素の厚みと幅との関係（寸法関係）、夫々の部分の厚みの比率などは実際のものとは異なることに留意すべきであり、複数の図面の間においても、寸法関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。
手術システム１は、挿入補助具であるトロッカー１０と処置具３０と電源ユニット２０とを具備する。なお、手術システム１では、内視鏡等も別のトロッカーを介して体内に挿入されるが、説明等は省略する。
図１に示すように、手術用の処置具３０の挿入管３９は、被検体９の体壁に穿刺されたトロッカー１０の挿入孔１０Ｈを介して被検体９の体内９Ａに挿入される。
図２に示すように、高周波処置具である処置具３０は、操作部３６と、被検体９の体内に挿入される細長い挿入管３９と、挿入管３９の先端に配設された処置部３７とを有する。操作部３６には、処置状態等を術者に告知するための告知部であるＬＥＤインジケータ３６Ｂが配設されている。
手術システム１では、挿入管３９の先端側に配設された処置部３７には、トロッカー１０から処置に用いる電力がワイヤレスで供給される。このため、処置具３０には電力供給のためのケーブルが接続されていない。
トロッカー１０の挿入孔１０Ｈの外周部には送電部１１が配される。送電部１１は例えば、ソレノイド型の送電コイル１１Ａ（図３参照）を含み、挿入孔１０Ｈの外周部に巻回されている。送電コイル１１Ａは電源ユニット２０から駆動信号が供給されると、交流磁界を発生する。
一方、処置具３０の挿入管３９の内部には受電部３１が配設されている。受電部３１は例えば、細長いソレノイド型の受電コイル３１Ａである。挿入管３９がトロッカー１０の挿入孔１０Ｈに挿入されると、受電コイル３１Ａは送電コイル１１Ａと電磁結合して送電コイル１１Ａが発生した磁界を受電できる状態になる。
被検体９の体内９Ａで処置を行う処置部３７は、開閉可能な１対のジョー３７Ａ、３７Ｂとからなる。例えば、ジョー３７Ａ、３７Ｂの開閉状態は、操作部３６のハンドル３６Ａの開閉状態に連動する。また処置部３７は、いわゆる処置具に限られるものではなく、電力により駆動される電気的駆動部を有する各種の医療器具、例えば、電気的駆動部として、ＣＣＤなどの撮像素子とＬＥＤなどの照明装置にも適用可能であり、硬性内視鏡なども本発明の医療器具として好ましく用いることができる。
ジョー３７Ａ、３７Ｂの間に処置する組織を挟持した状態で、術者がスイッチ２９をＯＮすると（トリガーＯＮ）、送電コイル１１Ａが交流磁界を発生し、受電コイル３１Ａが交流磁界を受電し、受電した電力により、ジョー３７Ａ、３７Ｂに高周波電流が印加され、切開または止血等の処置が行われる。
手術システム１の構成を図３に示す。電源ユニット２０は、例えば、周波数が１００ｋＨｚ以上１００ＭＨｚ以下の高周波電力を出力する。高周波電力の周波数は法令等で使用が認められている周波数から選択されることが好ましく、例えば１３．５６ＭＨｚである。高周波電力の振幅は特に制限はないが、波形は汎用電源が使用できるため、正弦波が好ましい。
すでに説明したように、トロッカー１０の送電部１１は、術者によるスイッチ２９の操作により電源ユニット２０から交流電力が供給されると、交流磁界を発生する。送電部１１は、挿入孔１０Ｈの外周部に巻回されたソレノイド型の送電コイル１１Ａと送電コンデンサ１５とを含む。送電コイル１１Ａの長さは、例えば１０ｍｍから５０ｍｍである。
送電部１１の送電コイル１１Ａと送電コンデンサ１５とは直列接続されており、所定の共振周波数ＦＲ１の交流磁界を発生する送電側ＬＣ直列共振回路を構成している。電源ユニット２０は共振周波数ＦＲ１の交流電力を出力する。なお、送電コンデンサ１５に替えて送電コイル１１Ａの浮遊容量を利用する構成としてもよい。送電回路２２には電源２１と共振回路とのインピーダンスマッチングを行うインピーダンスマッチング回路（不図示）が含まれる。
なお、図３に示す手術システム１では、送電コンデンサ１５はトロッカー１０に配設されており、送電回路２２は電源ユニット２０に配設されているが、送電コンデンサ１５および送電回路２２は、トロッカー１０に配設されていてもよいし、電源ユニット２０に配設されていてもよい。
処置具３０は、受電部３１と、受電回路３４と、駆動回路３５と、処置部３７と、を有する。受電部３１は、トロッカー１０の送電部１１の送電コイル１１Ａと電磁結合し、交流磁界を介して電力をワイヤレスで受電する受電コイル３１Ａを含む。
受電コイル３１Ａは、細長い円筒状の挿入管３９の長軸方向に沿って配置された細長いソレノイド型のコイルであって、その中心軸は、挿入管中心軸と略一致している。受電コイル３１Ａは、処置中に、その一部が送電コイル１１Ａの内部に挿入されているように、例えば、長さが１００ｍｍ以上２００ｍｍ以下であり、挿入管３９の例えば３００ｍｍの全長にわたって配設される長さであってもよい。すなわち、受電コイル３１Ａの長さは、送電コイル１１Ａの長さよりも長いことが好ましい。これにより処置具３０が処置中に挿入孔１０Ｈの内部で前後に移動しても受電コイル３１Ａにより受電を行うことができる。
受電コイル３１Ａには、受電コンデンサ３３が直列接続されており、所定の共振周波数ＦＲ２の交流磁界を効率良く受電する受電側ＬＣ直列共振回路を構成している。受電側ＬＣ直列共振回路の共振周波数ＦＲ２は、送電側ＬＣ直列共振回路の共振周波数ＦＲ１と略同じであり、手術システム１では、磁界共鳴現象により、効率的に電力のワイヤレス送受電が行われる。なお、すでに説明したように、共振周波数ＦＲ１、ＦＲ２は、例えば、１００ｋＨｚ〜１００ＭＨｚの範囲で適宜、選択可能である。
なお、受電コンデンサ３３に替えて受電コイル３１Ａの浮遊容量を利用する構成としてもよい。受電回路３４は、例えば、受電コイル３１Ａが受電した交流信号を整流し直流信号に変換し、平滑化し、更にＤＣ／ＤＣコンバータにより駆動回路３５に供給する電圧に調整する。受電回路３４には駆動回路３５と共振回路とのインピーダンスマッチングを行うためのインピーダンスマッチング回路（不図示）が含まれる。駆動回路３５は受電回路３４からの電力を、処置部３７の駆動に適した電力に変換して出力する。例えば、高周波処置具の処置部３７には、駆動回路３５から、切開、凝固等の処置に用いられる周波数３５０ｋＨｚ、電圧２００Ｖｐｐ等の駆動信号が供給される。
なお、以上の説明では送電回路２２および受電回路３４が共振回路を構成しているが、共振コンデンサおよび共振動作は必須の構成ではない。また、駆動回路３５と共振回路とのインピーダンスマッチングを行うためのインピーダンスマッチング回路は、その構成によっては駆動回路３５の後に設置することも可能である。
そして、本実施形態の手術システム１では、処置具３０が、受電部３１よりも挿入管３９の先端側に配設された、被識別部すなわち識別子 （identifier）であるバーコード３８を有する。バーコード３８は、処置具３０の情報、例えば、型番、処置電力量等を示す複数の縞模様３８Ａ〜３８Ｚからなるマークである。バーコード３８は、挿入管３９の回転状態によらず検出可能なように、挿入管３９の外周部を周回するリング状の縞模様からなる。
トロッカー１０の挿入孔１０Ｈの外周部には、バーコード３８を検出することで、挿入孔１０Ｈへの処置具３０の挿入を検出するとともに処置具３０の情報を取得する情報検出部１８が、配設されている。図４に示すように、情報検出部１８は、バーコード３８を照明する検出光を発生するＬＥＤ等を含む発光部１８Ａと、バーコード３８からの反射光を検出するフォトダーオード等を含む受光部１８Ｂとを有する。
なお、被識別部である識別子は、バーコード３８に限られるものではなく、挿入管３９の長手方向に平行な縞模様からなるバーコードでもよいし、２次元バーコードでもよい。さらに、識別子は、エンコーダのように磁気的に情報を記録していてもよいし、ＲＦ−ＩＤタグのように電子的に情報を記録していてもよい。情報検出部１８の形態は、識別子の形態によって適宜、選択される。
そして、電源ユニット２０の制御部２３は、情報検出部１８の検出結果にもとづき処置具が挿入孔１０Ｈに挿入されたことを検知するＣＰＵ等からなる。さらに、制御部２３は、挿入された処置具が、送電部１１が発生した電磁界を受電する受電部３１を有するトロッカー１０の仕様に適合した処置具３０であるかを検知する。そして、処置具がトロッカー１０に適合している場合には、制御部２３は、電源２１の制御モードを、送電部１１に処置部３７を駆動するための駆動電力を出力不可能な第１スタンバイモードから駆動電力を出力可能な第２スタンバイモードに変更する。
第１スタンバイモードでは、術者がスイッチ２９をＯＮにしても電源２１から駆動電力が出力されることはない。
上記構成の手術システム１は、適切に電磁結合する相手の受電部がない場合には、電源２１から駆動電力が出力されないため、送電コイルから効率の悪い状態で交流磁界が発生しない。また、送電コイルに必要以上の電流は流れない為、送電部が発熱したり、漏洩電磁界が発生したりするおそれもない。また、手術システム１の医療器具である処置具３０は、処置具の情報を示すバーコード３８を有するためトロッカー１０の送電コイル１１Ａから効率の悪い状態で交流磁界が発生しない。さらに手術システム１の制御方法によれば送電コイルから効率の悪い状態で交流磁界が発生しない。
なお、後述するように手術システム１は、さらに、送電部１１が発生した電磁界を受電可能な位置に受電部３１があることが検知されない場合には、電源２１が第２スタンバイモードであっても駆動電力を出力しないように制御部２３が制御することが好ましい。
例えば、第２スタンバイモードの電源２１が、駆動電力よりも小さい検出電力を送電部１１に出力し、送電部１１のインピーダンスや電流電圧の位相等の電気特性の変化から、制御部２３は送電部１１が発生した電磁界を受電可能な位置に受電部３１があることが検知できる。
また、手術システム１は、さらに、情報検出部１８が取得した情報に基づき、電源２１が出力する駆動電力の電力値が制御部２３により制御されてもよい。
さらに、手術システム１は、制御部２３が、処置中に異常を検知した場合には、電源２１の制御モードを第１スタンバイモードに変更、すなわち、駆動電力の出力を中止するようにしてもよい。
＜手術システム１の動作＞
次に、手術システム１の動作について、図５に示すフローチャートに沿って説明する。
＜ステップＳ１１＞ 第１スタンバイモード（起動ステップ）
被検体９に挿入されたトロッカー１０が電源ユニット２０と接続される。すると、トロッカー１０の情報検出部１８に電力が供給される。電源２１の起動時の制御モードは、駆動電力を出力不可能な第１スタンバイモードである。第１スタンバイモードでは、たとえ術者が誤ってスイッチ２９をＯＮにしても、電源２１から駆動電力が出力されることはない。
なお、スイッチ２９は、電源ユニット２０とは別体のフットスイッチであるが、術者が操作するスイッチ２９は、電源ユニット２０、または、トロッカー１０、または、処置具３０に配設されていてもよい。
＜ステップＳ１２＞ 識別子検出ステップ
図６Ａに示すように、トロッカー１０の挿入孔１０Ｈに処置具３０の挿入管３９が挿入される。そして、図６Ｂに示すように、情報検出部１８により、挿入管３９に配設されたバーコード３８が検出されると、検出結果が制御部２３に伝送される。例えば、情報検出部１８は受光部１８Ｂが検出した電気信号変化を制御部２３に伝送するだけで、ＣＰＵ等からなる制御部２３がバーコード３８の情報を解析し検知する。
＜ステップＳ１３＞ 第２スタンバイモード（駆動電力出力可能ステップ）
挿入孔１０Ｈに挿入されている処置具が、トロッカー１０に適合している場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）には、制御部２３は、電源２１の制御モードを、送電部１１に処置部３７を駆動するための駆動電力を出力不可能な第１スタンバイモードから駆動電力を出力可能な第２スタンバイモードに変更する。
挿入孔１０Ｈに挿入されている処置具が、トロッカー１０に適合していない場合（Ｓ１２：ＮＯ）には、制御部２３は、電源２１の制御モードを、第１スタンバイモードから変更しない。
なお、バーコード３８に処置具３０の処置電力値の情報が含まれている場合には、制御部２３は電源２１が出力する電力を処置具３０の処置電力値に応じた電力値に制御することが好ましい。
また、制御部２３は、処置具３０の処置電力値から算出される電源２１の出力電力を上限出力電力値とし、術者が誤ってそれ以上の駆動電力を出力しようと電源２１を操作してもそれを行えなくするように安全側に制御することが好ましい。
例えば、処置具３０が５０Ｗの電力を必要とする場合には送受電効率を考慮して電源２１が６０Ｗの電力を出力するように制御するとともに上限出力電力値を７０Ｗとする。同様に、処置具３０が１０Ｗの電力を必要とする場合には上限出力電力値を１５Ｗとし電源２１が１２Ｗの電力を出力する。処置具３０が１Ｗの電力を必要とする場合には上限出力電力値を１．５Ｗとし、電源２１が１．２Ｗの電力を出力するように制御する。
処置具３０の処置電力値に応じた駆動電力が出力される手術システム１は、処置具３０に応じて術者が電源２１の設定を操作する必要がないため、操作性がよい。
＜ステップＳ１４＞ 処置具抜去検出ステップ
情報検出部１８は、一度検出したバーコード３８を再度、検出することで、挿入孔１０Ｈから処置具３０が抜去されたことが検知できる。例えば、バーコード３８に予め方向を示すマークを決めておく。バーコード３８の両端のマーク３８Ａ、３８Ｚが、他のマークよりも幅広で、かつ、マーク３８Ａがマーク３８Ｚよりも幅広の特徴あるマークとすることで、制御部２３は、情報検出部１８によりマーク３８Ｚのあとにマーク３８Ａが検出されたことから、抜去を検知できる。
処置具３０の抜去が検知される（Ｓ１４：ＹＥＳ）と、制御部２３は、電源２１の制御モードを第２スタンバイモードから第１スタンバイモードに戻す。
ステップＳ１４（処置具抜去検出ステップ）を含む手術システムの制御方法では、処置完了後に処置具が抜去されているにも関わらず、誤ってスイッチ２９がＯＮされても、駆動電力は出力されない。
＜ステップＳ１５＞ 相対位置検出ステップ
第２スタンバイモードでは、電源２１は駆動電力を出力可能であるが、少なくともスイッチ２９がＯＮにならない限り駆動電力を出力することはない。さらに手術システム１では、送電部１１が発生させた交流磁界を介して電力を受電可能な位置に受電部３１があることが検知されない場合には、電源２１は第２スタンバイモードであっても駆動電力を出力しないように制御される。
なお、フローチャートには示さないが、上限出力電力値が設定されている場合には、送電部１１と受電部３１とが互いに最も強く結合する位置でない場合（最適な効率で受電可能な位置に受電部があることを検知されない場合）でも、送電部１１と受電部３１とがある程度強く結合する状態であることが検知された場合（る位置でない場合（所定の効率以上で受電可能な位置に受電部があることが検知された場合）に、結合状態に応じて上限出力電力値を段階的に変えて駆動電力を出力するような制御がなされても良い。
すなわち、図６Ｃに示すように、単純には、処置具３０の受電部３１が、送電部１１の内部に挿入されるまでは、受電部３１は送電部１１が発生した交流磁界と効率的に結合できない。
手術システム１では、第２スタンバイモードになると、電源２１が検出電力を送電部１１に出力する検出モードとなる。検出電力は、駆動電力よりも十分に小さい、例えば１０ｍＷ程度でも良い。
そして検出モードでは、制御部２３は、送電部１１の電気特性変化から、送電部１１が発生させた交流磁界と結合し、電力を受電可能な位置に受電部３１があることが検知される。
なお、検出電力による送電部１１の電気特性変化を検知するのと同じ検出モードを用いることで、術者が操作するスイッチ２９を処置具３０に配設することも可能である、例えばスイッチ２９を処置具３０の受電回路３４の経路上に配設することで、開放状態から導通状態になると、検出信号が印加されている送電回路２２から見た負荷側のインピーダンスが大きく変化する。この送電回路２２の電気特性変化から制御部２３は処置具３０に配設されているスイッチ２９のＯＮ／ＯＦＦをワイヤレスで検出することができる。
図６Ｃに示すように、送電部１１の送電コイル１１Ａが、受電部３１の受電コイル３１Ａと電磁結合状態になると、何も挿入されていなかった場合に比べて、送電回路２２側から検出される負荷側のインピーダンスは大きく減少する。この電気特性変化から制御部２３は、送電部１１が発生させた交流磁界と結合し、電力を受電可能な位置に受電部３１があることを検知できる。
ステップＳ１５（相対位置検出ステップ）を含む手術システムの制御方法では、送電部１１と受電部３１とが送受電可能な相対位置にある場合にだけ最大駆動電力が出力される。
＜ステップＳ１６＞ ＳＷ ＯＮ（処置ステップ）
＜ステップＳ１７＞ 駆動電力出力
制御部２３が、送電部１１が発生させた交流磁界と適切に結合可能な位置に受電部３１があることが検知された状態（Ｓ１５：ＹＥＳ）で、スイッチ２９がＯＮ（トリガＯＮ）になる（Ｓ１７：ＹＥＳ）と、電源２１から駆動電力が出力される。
そして、送電部１１からワイヤレスに受電した受電部３１の電力により処置部３７において処置が行われる。
＜ステップＳ１８＞ 異常検知ステップ
処置中、すなわち、スイッチ２９がＯＮの状態のときに送電回路２２側から検出される負荷側のインピーダンスや位相等の電気特性の変化を検出することで、制御部２３は、処置具３０の異常を検知できる。例えば、処置部３７で断線が生じると送電回路２２から見た負荷側のインピーダンスは大きく増加する。
異常を検出すると、制御部２３は、電源２１を第１スタンバイモードにし、駆動電力の出力を直ちに停止する。さらに、異常を術者に告知するための告知部を有していることが好ましい。告知方法としては、例えば、処置具３０の操作部３６に配設されたＬＥＤインジケータ３６Ｂを赤色に点滅させてもよいし、図示しない内視鏡画像を表示しているモニタに異常メッセージを表示してもよいし、音または光を発生してもよい。
なお、複数の処置具および複数のトロッカーを含む手術システムの場合には、処置具またはトロッカーに告知部を設けることで、異常が発生した処置具を直ちに特定できる。
ステップＳ１６（異常検知ステップ）を含む手術システムの制御方法では、異常発生時に自動的に駆動電力の出力が停止、または出力が大きく減少するため、異常発生による誤った処置等を行うおそれがない。
＜ステップＳ１９＞ ＳＷ ＯＦＦ（処置終了ステップ）
＜ステップＳ２０＞ 駆動電力出力停止
スイッチ２９がＯＦＦ（トリガＯＦＦ）になると、電源２１は駆動電力の出力を停止する。そして、次の処置に備えて電源２１はステップＳ１３の第２スタンバイモードに制御される。なお、処置が終了して処置具３０が抜去されると（Ｓ１４：ＹＥＳ）、電源２１は第１スタンバイモードに制御される。
なお、手術システム１は、少なくともステップＳ１１、Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ１６、Ｓ１７、Ｓ１９、Ｓ２０の動作を行えばよい。すなわち、手術システム１では、ステップＳ１４、Ｓ１５、Ｓ１８の動作は、行われることが、より好ましいオプション動作である。
＜変形例＞
次に第１実施形態の変形例の手術システム１Ａ〜１Ｃおよび処置具３０Ｂ、３０Ｃについて説明する。変形例の手術システム１Ａ〜１Ｃ、処置具３０Ｂ、３０Ｃは、手術システム１、処置具３０と類似しているので同じ構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。
＜変形例１＞
図７に示すように、変形例１の手術システム１Ａでは、処置具３０の挿入／抜去をトロッカー１０Ａの逆止弁１７（１７Ａ，１７Ｂ）に配設されたセンサ１８Ｐ（１８Ｐ１、１８Ｐ２）により検出する。センサ１８Ｐは、例えば、逆止弁１７に加わった圧力を検出する圧力センサである。
なお、今まで説明を省略していたが、逆止弁１７はトロッカー１０にも配設されている。逆止弁１７は腹腔内の圧力を保持するために、挿入孔１０Ｈの内部に配設されている、弾性率が高いシリコーンゴム等からなる気密部材である。
手術システム１Ａでは、センサ１８Ｐ１、センサ１８Ｐ２の順に圧力が加わったことが検出されることで、処置具３０の挿入が検知される。また、センサ１８Ｐ２、センサ１８Ｐ１の順に圧力が減少したことが検出されることで処置具３０の抜去が検知される。
手術システム１Ａは、処置具３０の挿入／抜去を検出するための専用のセンサ１８Ｐがトロッカー１０Ａに配設されている。このため、手術システム１Ａは、手術システム１よりも、より確実に処置具３０の挿入／抜去を検出できる。
＜変形例２＞
図８に示すように、変形例２の手術システム１Ｂの処置具３０Ｂは、処置具３０の挿入／抜去を挿入管３９に配設された専用のマーク３８Ｂ（３８Ｂ１、３８Ｂ２）により検出する。
マーク３８Ｂは、バーコード３８と同じような挿入管３９の外周部を周回するリング状の黒色の縞模様であるが、周囲よりも反射率の高い反射部材であってもよい。また、マーク３８Ｂ１が、反射率が周囲よりも低いリング状の黒色の縞模様で、マーク３８Ｂ２がリング状の反射部材であってもよい。
処置具３０Ｂを有する手術システム１Ｂは、処置具３０の挿入／抜去を検出するための専用のマーク３８Ｂが処置具３０に配設されている。このため、手術システム１Ｂは確実に処置具３０の挿入／抜去を検出できる。
＜変形例３＞
図９に示すように、変形例３の手術システム１Ｃの処置具３０Ｃは、送電部１１が発生させた交流磁界を介して電力を受電可能な位置に受電部３１があることを示す位置マークとして反射帯３８Ｃを情報検出部１８が検出する。このため、処置具３０には、挿入管３９の外周部を周回するリング状の反射帯３８Ｃが配設されている。反射帯３８Ｃの配設位置および長さは、送電部１１と受電部３１との位置関係に応じて設定されている。例えば、図９に示すように、受電部３１よりも送電部１１を長くすることで、処置具３０Ｃを挿入孔１０Ｈの内部で前後に移動しても受電を行うことができる。この時の反射帯３８Ｃの長さは、受電部３１の長さから送電部１１の長さを引いた長さと略等しく、位置関係は、送電部１１が受電部３１の中央部にあるとき、情報検出部１８は反射帯３８Ｃの中央部に位置する。
例えば、図１０Ａに示すように、送電部１１が発生させた交流磁界を介して電力を受電可能な位置に受電部３１がある場合には、情報検出部１８の受光部１８Ｂの検出信号強度（Quantity）が大きくなる。図１０Ａおよび図１０Ｂにおいて、横軸は、挿入孔１０Ｈの内部における挿入管３９の位置、すなわち、送電部１１と受電部３１との相対位置を示しており、縦軸は検出信号の強度等を示す。検出信号強度（Quantity）が大きい範囲が、送電部１１が発生させた交流磁界を介して電力を受電可能な位置に受電部３１がある範囲（Applicable）である。なお、反射帯３８Ｃに替えてリング状の黒色マークを有する場合には受光部１８Ｂの検出信号は小さくなる。
または、２本の反射帯３８Ｃを配設することで、図１０Ｂに示すように、情報検出部１８の受光部１８Ｂの検出信号が強くなる位置の間にあることで、制御部２３は送電部１１が発生した電磁界を受電可能な位置に受電部３１があることを検知する。
手術システム１Ｃは、情報検出部１８が、送電部１１が発生させた交流磁界を介して電力を受電可能な位置に受電部３１があることを検出するため、手術システム１よりも構成が簡単で制御が容易である。
なお、手術システム１Ｂ、１Ｃでは、識別子がバーコード３８または反射部等で、情報検出部１８が光学的検知部である場合を説明した。情報検出部１８が磁気検出部または電気検出部の場合には、それぞれの検出形態に応じた検出信号強度（Quantity）を発生するための、処置具３０の挿入／抜去を検出するための専用の識別子（被識別部）が用いられる。
＜第２実施形態＞
次に図１１に示すような、第２実施形態の手術システム１Ｄおよび処置具３０Ｄについて説明する。手術システム１Ｄ処置具３０Ｄは、手術システム１、処置具３０と動作等が類似しているので同じ機能の構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。
手術システム１Ｄでは、挿入補助具が軟性内視鏡１０Ｄである。軟性内視鏡１０Ｄでは、処置具３０Ｄを被検体の体内に挿入するためのチャンネル（挿入管）１０Ｈを挿入孔と見なすことができる。
送電部１１は軟性内視鏡１０Ｄのチャンネル１０Ｈの外周部を巻回している送電コイル１１Ａを有する。
そして手術システム１、１Ａ〜１Ｃと同じように、情報検出部１８が処置具３０Ｄの識別子であるバーコード３８等を検出することで、電源２１が制御される。
手術システム１Ｄは、手術システム１、１Ａ〜１Ｃと同じ効果を有することは言うまでも無い。
なお、以上の説明では、交流磁界による電磁結合を介して電力がワイヤレスで供給される手術システム１等について説明した。これに対して、交流電界による容量結合を介して電力がワイヤレスで供給される手術システムにおいても、手術システム１等と同様の効果を有することは言うまでも無い。
本発明は、上述した各実施形態等に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更、組み合わせ、および応用が可能であることは勿論である。
１、１Ａ〜１Ｄ・・・手術システム
１０・・・トロッカー
１０Ｄ・・・軟性内視鏡
１０Ｈ・・・挿入孔
１１・・・送電部
１１Ａ・・・送電コイル
１７・・・逆止弁
１８・・・情報検出部
２０・・・電源ユニット
２１・・・電源
２２・・・送電回路
２３・・・制御部
２９・・・スイッチ
３０・・・処置具
３１・・・受電部
３１Ａ・・・受電コイル
３４・・・受電回路
３５・・・駆動回路
３７・・・処置部
３８・・・バーコード
３９・・・挿入管

Claims (12)

  1. 電磁界を介して電力を受電する受電部が配設された挿入管と、前記挿入管の先端に配設された前記受電部が受電した電力により駆動される処置部と、を有する医療機器と、
    前記挿入管を被検体の体内に挿入するための挿入孔があり、前記挿入孔の外周部に前記受電部に印加される電磁界を発生する送電部を有する挿入補助具と、
    前記送電部に電力を出力する電源を含む電源ユニットと、を具備し、
    前記医療機器が、前記受電部よりも前記挿入管の先端側に配設された、前記医療機器の情報を示す識別子を有し、
    前記識別子を検出することで、前記挿入孔への前記医療機器の挿入を検出するとともに前記情報を取得する情報検出部が、前記挿入補助具の前記挿入孔の前記外周部に配設されており、
    前記情報検出部の検出結果にもとづき、前記挿入孔に挿入されている医療機器が、前記送電部が発生させた電磁界を介して電力を受電する受電部を有する場合には、前記電源の制御モードが、前記送電部に前記処置部を駆動するための駆動電力を出力不可能な第１スタンバイモードから前記駆動電力を出力可能な第２スタンバイモードになることを特徴とする手術システム。
  2. 前記送電部が発生させた電磁界を介して電力を受電可能な位置に前記受電部があることが検知されない場合には、前記電源の制御モードが前記第２スタンバイモードであっても、前記駆動電力を出力しないことを特徴とする請求項１に記載の手術システム。
  3. 前記前記第２スタンバイモードにおいて、前記送電部が発生させた電磁界を介して電力を最適な効率で受電可能な位置に前記受電部があることが検知されない場合には、前記医療機器の情報として取得された前記医療器具に予め設定された上限電力に応じた前記電源の上限出力電力値を、変化することを特徴とする請求項１に記載の手術システム。
  4. 前記情報検出部が、一度検出した前記識別子を再度、検出することで、前記挿入孔からの前記医療機器の抜去を検知すると、前記電源の制御モードが、前記第２スタンバイモードから前記第１スタンバイモードに戻ることを特徴とする請求項１に記載の手術システム。
  5. 前記識別子が、前記挿入管の外周部を周回するリング状の縞模様からなるマークであり、
    前記情報検出部が前記マークを検出する光学的検出部を有することを特徴とする請求項１に記載の手術システム。
  6. 前記第２スタンバイモードの前記電源が、前記駆動電力よりも小さい検出電力を前記送電部に出力し、前記送電部の電気特性変化から、前記送電部が発生させた電磁界を介して電力を受電可能な位置に前記受電部があることが検知されることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の手術システム。
  7. 前記医療機器の前記挿入管の外周面に挿入位置を示すための位置マークが配設されており、
    前記光学的検出部が前記位置マークを検出することで、前記送電部が発生した電磁界を受電可能な位置に前記受電部があることが検知されることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の手術システム。
  8. 前記情報検出部が取得した前記情報に基づき、前記駆動電力の電力値が制御されることを特徴とする請求項１に記載の手術システム。
  9. 前記挿入補助具がトロッカーであり、
    前記医療機器が手術用処置具であることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の手術システム。
  10. 前記挿入補助具が、前記挿入孔として中空部のあるチャンネルが、挿入部を挿通している内視鏡であり、
    前記医療機器が、前記チャンネルに挿入される処置具であることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の手術システム。
  11. 請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の手術システムの医療機器。
  12. 電磁界を介して電力を受電する受電部が配設された挿入管と、前記挿入管の先端に配設された前記受電部が受電した電力により駆動される処置部と、を有する医療機器と、前記挿入管を被検体の体内に挿入するための挿入孔があり、前記挿入孔の外周部に前記受電部に印加される電磁界を発生する送電部を有する挿入補助具と、前記送電部に電力を出力する電源を含む電源ユニットと、を具備する手術システムの制御方法であって、
    前記挿入孔に挿入された医療機器が、前記送電部が発生させた電磁界を介して電力を受電する受電部を有する場合には、制御部が、前記電源の制御モードを、前記送電部に前記処置部を駆動するための駆動電力を出力不可能な起動時の第１スタンバイモードから前記駆動電力を出力可能な第２スタンバイモードに変更することを特徴とする手術システムの制御方法。
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