JP3322356B2 - 可撓管 - Google Patents
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- JP3322356B2 JP3322356B2 JP01413793A JP1413793A JP3322356B2 JP 3322356 B2 JP3322356 B2 JP 3322356B2 JP 01413793 A JP01413793 A JP 01413793A JP 1413793 A JP1413793 A JP 1413793A JP 3322356 B2 JP3322356 B2 JP 3322356B2
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- Japan
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- bending
- bending portion
- driving force
- endoscope
- flexible tube
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- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
- A61B1/00002—Operational features of endoscopes
- A61B1/00004—Operational features of endoscopes characterised by electronic signal processing
- A61B1/00006—Operational features of endoscopes characterised by electronic signal processing of control signals
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- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
- A61B1/00064—Constructional details of the endoscope body
- A61B1/00071—Insertion part of the endoscope body
- A61B1/00078—Insertion part of the endoscope body with stiffening means
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- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
- A61B1/00147—Holding or positioning arrangements
- A61B1/0016—Holding or positioning arrangements using motor drive units
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- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
- A61B1/005—Flexible endoscopes
- A61B1/0051—Flexible endoscopes with controlled bending of insertion part
- A61B1/0052—Constructional details of control elements, e.g. handles
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- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
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- A61B1/005—Flexible endoscopes
- A61B1/0051—Flexible endoscopes with controlled bending of insertion part
- A61B1/0057—Constructional details of force transmission elements, e.g. control wires
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- Health & Medical Sciences (AREA)
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- Molecular Biology (AREA)
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- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Instruments For Viewing The Inside Of Hollow Bodies (AREA)
- Endoscopes (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、湾曲機構を有する可撓
管に関する。
管に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、内視鏡やカテーテル等の可撓管に
あっては、その挿入部の先端側を湾曲駆動させることに
よって体控内への挿入性の向上を図っている。挿入部の
先端側を湾曲駆動させる例えば内視鏡の駆動機構は、挿
入部の先端側に設けられた可撓性を有する湾曲管と、こ
の湾曲管の先端側に別々に固定されて挿入部内に挿通さ
れた複数の湾曲操作ワイヤとからなり、これら湾曲操作
ワイヤのいずれかを引張り操作することによってその向
きに前記湾曲管を湾曲させることができるようになって
いる。
あっては、その挿入部の先端側を湾曲駆動させることに
よって体控内への挿入性の向上を図っている。挿入部の
先端側を湾曲駆動させる例えば内視鏡の駆動機構は、挿
入部の先端側に設けられた可撓性を有する湾曲管と、こ
の湾曲管の先端側に別々に固定されて挿入部内に挿通さ
れた複数の湾曲操作ワイヤとからなり、これら湾曲操作
ワイヤのいずれかを引張り操作することによってその向
きに前記湾曲管を湾曲させることができるようになって
いる。
【０００３】前記湾曲操作ワイヤの引張り操作は、内視
鏡の操作部に設けられた湾曲操作ノブによって行なわれ
る。内視鏡の操作部には前記湾曲操作ワイヤをチェーン
を介して牽引する駆動プーリが設けられており、この駆
動プーリーを前記湾曲操作ノブによって回転操作するこ
とで湾曲操作ワイヤを牽引し、前記湾曲管を湾曲させる
ことができるものである。
鏡の操作部に設けられた湾曲操作ノブによって行なわれ
る。内視鏡の操作部には前記湾曲操作ワイヤをチェーン
を介して牽引する駆動プーリが設けられており、この駆
動プーリーを前記湾曲操作ノブによって回転操作するこ
とで湾曲操作ワイヤを牽引し、前記湾曲管を湾曲させる
ことができるものである。
【０００４】また最近では、複雑に屈曲する管腔内にお
ける挿通性を向上させるため、２つの湾曲部を軸方向に
連設し、各湾曲部に別々にアングルワイヤを接続するこ
とによりそのワイヤを別々に牽引操作して前記２つの湾
曲部を互いに独立して湾曲させる可撓管が知られてい
る。
ける挿通性を向上させるため、２つの湾曲部を軸方向に
連設し、各湾曲部に別々にアングルワイヤを接続するこ
とによりそのワイヤを別々に牽引操作して前記２つの湾
曲部を互いに独立して湾曲させる可撓管が知られてい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、２つの湾曲
部を有する前記可撓管の場合、湾曲部の湾曲方向の数だ
けアングルワイヤが必要であり、したがって、これらの
アングルワイヤを牽引操作する湾曲操作ノブもその数だ
け必要となる。つまり、１つの湾曲部に４方向の湾曲動
作をさせるとなると、２つの湾曲部で合計８つの湾曲操
作ノブが必要となる。これを術者が１人で操作すること
は困難であり、操作性の点で問題があった。本発明は、
上記事情に着目してなされたものであり、その目的とす
るところは、挿入性かつ操作性の優れた可撓管を提供す
ることにある。
部を有する前記可撓管の場合、湾曲部の湾曲方向の数だ
けアングルワイヤが必要であり、したがって、これらの
アングルワイヤを牽引操作する湾曲操作ノブもその数だ
け必要となる。つまり、１つの湾曲部に４方向の湾曲動
作をさせるとなると、２つの湾曲部で合計８つの湾曲操
作ノブが必要となる。これを術者が１人で操作すること
は困難であり、操作性の点で問題があった。本発明は、
上記事情に着目してなされたものであり、その目的とす
るところは、挿入性かつ操作性の優れた可撓管を提供す
ることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び作用】前記課題を解決
するために、本発明の可撓管は、所定の操作者により行
われる湾曲操作によって湾曲される第１の湾曲部と、前
記第１の湾曲部の基端側に連結され、所定の駆動力を得
て湾曲駆動される第２の湾曲部と、前記第２の湾曲部に
前記駆動力を伝達する駆動力伝達手段と、前記駆動力伝
達手段を介して前記第２の湾曲部に伝達される前記駆動
力を発生する駆動力発生手段と、前記第１の湾曲部の湾
曲状態を検知する湾曲状態検知手段と、前記湾曲状態検
知手段により検知された前記第１の湾曲部の湾曲状態に
基き、前記駆動力発生手段で発生させる前記駆動力を制
御する駆動制御手段と、を有することを特徴とする。
するために、本発明の可撓管は、所定の操作者により行
われる湾曲操作によって湾曲される第１の湾曲部と、前
記第１の湾曲部の基端側に連結され、所定の駆動力を得
て湾曲駆動される第２の湾曲部と、前記第２の湾曲部に
前記駆動力を伝達する駆動力伝達手段と、前記駆動力伝
達手段を介して前記第２の湾曲部に伝達される前記駆動
力を発生する駆動力発生手段と、前記第１の湾曲部の湾
曲状態を検知する湾曲状態検知手段と、前記湾曲状態検
知手段により検知された前記第１の湾曲部の湾曲状態に
基き、前記駆動力発生手段で発生させる前記駆動力を制
御する駆動制御手段と、を有することを特徴とする。
【０００７】
【実施例】以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説
明する。図１ないし図３は本発明の第１の実施例を示す
ものである。図２に示すように、本実施例の可撓管とし
ての内視鏡１は、挿入部２と、この挿入部２の手元側に
接続して設けられた操作部７とからなる。挿入部２は、
長尺な可撓管部６と、可撓管部６の先端に設けられた第
２の湾曲部５と、第２の湾曲部５の先端に設けられた第
１の湾曲部４と、第１の湾曲部４の先端に設けられた先
端構成部３とからなる。操作部７には湾曲操作用のアン
グルノブ１４，１５、鉗子栓９、吸引ボタン１０、送気
水ボタン１１等が設けられている。
明する。図１ないし図３は本発明の第１の実施例を示す
ものである。図２に示すように、本実施例の可撓管とし
ての内視鏡１は、挿入部２と、この挿入部２の手元側に
接続して設けられた操作部７とからなる。挿入部２は、
長尺な可撓管部６と、可撓管部６の先端に設けられた第
２の湾曲部５と、第２の湾曲部５の先端に設けられた第
１の湾曲部４と、第１の湾曲部４の先端に設けられた先
端構成部３とからなる。操作部７には湾曲操作用のアン
グルノブ１４，１５、鉗子栓９、吸引ボタン１０、送気
水ボタン１１等が設けられている。
【０００８】図１の（ａ）に示すように、第１の湾曲部
４の先端側には、第１の湾曲部４の各湾曲方向に対応し
て４本のアングルワイヤ１２が接続固定されている。ま
た、第２の湾曲部５の先端側にも同様にして４本のアン
グルワイヤ１３が接続固定されている。
４の先端側には、第１の湾曲部４の各湾曲方向に対応し
て４本のアングルワイヤ１２が接続固定されている。ま
た、第２の湾曲部５の先端側にも同様にして４本のアン
グルワイヤ１３が接続固定されている。
【０００９】図１の（ｂ）に示すように、第１の湾曲部
４の上下方向（図中Ｕ，Ｄで示す）の湾曲を司る２本の
アングルワイヤ１２は操作部７の第１のアングルノブ１
４の第１のドラム１６に巻回して固定されている。ま
た、第１の湾曲部４の左右方向（図中Ｒ，Ｌで示す）の
湾曲を司る２本のアングルワイヤ１２は操作部７の第２
のアングルノブ１５の第２のドラム１７に巻回して固定
されている。両ドラム１６，１７にはそれぞれ各ドラム
１６，１７の回転量を検出する第１のエンコーダ１８と
第２のエンコーダ１９とが取付けられている。これらの
エンコーダ１８，１９は後述するように第１の湾曲部４
の湾曲状態を検知する検知手段を構成する。
４の上下方向（図中Ｕ，Ｄで示す）の湾曲を司る２本の
アングルワイヤ１２は操作部７の第１のアングルノブ１
４の第１のドラム１６に巻回して固定されている。ま
た、第１の湾曲部４の左右方向（図中Ｒ，Ｌで示す）の
湾曲を司る２本のアングルワイヤ１２は操作部７の第２
のアングルノブ１５の第２のドラム１７に巻回して固定
されている。両ドラム１６，１７にはそれぞれ各ドラム
１６，１７の回転量を検出する第１のエンコーダ１８と
第２のエンコーダ１９とが取付けられている。これらの
エンコーダ１８，１９は後述するように第１の湾曲部４
の湾曲状態を検知する検知手段を構成する。
【００１０】また、第２の湾曲部５の左右方向（図中Ｒ
´，Ｌ´で示す）の湾曲を司る２本のアングルワイヤ１
３は操作部７内に設けられた左右湾曲用の第１のモータ
２０に接続された第３のドラム２２に巻回して固定され
ている。また、第２の湾曲部５の上下方向（図中Ｕ´，
Ｄ´で示す）の湾曲を司る２本のアングルワイヤ１３は
操作部７内に設けられた上下湾曲用の第２のモータ２１
に接続された第４のドラム２３に巻回して固定されてい
る。
´，Ｌ´で示す）の湾曲を司る２本のアングルワイヤ１
３は操作部７内に設けられた左右湾曲用の第１のモータ
２０に接続された第３のドラム２２に巻回して固定され
ている。また、第２の湾曲部５の上下方向（図中Ｕ´，
Ｄ´で示す）の湾曲を司る２本のアングルワイヤ１３は
操作部７内に設けられた上下湾曲用の第２のモータ２１
に接続された第４のドラム２３に巻回して固定されてい
る。
【００１１】図１の（ｃ）は第２の湾曲部の湾曲動作を
制御する制御系のブロック図である。エンコーダ１８，
１９の検出信号は、メモリー部２５に送られ記憶された
後、第１の湾曲部４の駆動量信号としてシフト制御部２
６に送られる。第２湾曲部駆動スイッチ２７のＯＮ信号
により、シフト制御部２６からメモリーされた前記駆動
量信号がモータ制御部２８に送られ、モータ制御部２８
はエンコーダ１８からの駆動量信号に応じてモータ２１
を駆動し、また、エンコーダ１９からの駆動量信号に応
じてモータ２０を駆動する。なお、第２湾曲部駆動スイ
ッチ２７は操作部７に設けても良く、また、内視鏡１と
は別体のフットスイッチとしてもよい。
制御する制御系のブロック図である。エンコーダ１８，
１９の検出信号は、メモリー部２５に送られ記憶された
後、第１の湾曲部４の駆動量信号としてシフト制御部２
６に送られる。第２湾曲部駆動スイッチ２７のＯＮ信号
により、シフト制御部２６からメモリーされた前記駆動
量信号がモータ制御部２８に送られ、モータ制御部２８
はエンコーダ１８からの駆動量信号に応じてモータ２１
を駆動し、また、エンコーダ１９からの駆動量信号に応
じてモータ２０を駆動する。なお、第２湾曲部駆動スイ
ッチ２７は操作部７に設けても良く、また、内視鏡１と
は別体のフットスイッチとしてもよい。
【００１２】次に上記構成の内視鏡１の動作を説明す
る。まず、図３に示すように内視鏡１の挿入部２を大腸
２４内に挿入する。そして、大腸２４の屈曲部２４ａに
おいて第１の湾曲部４を湾曲させることにより、第１の
湾曲部４を屈曲部２４ａの奥の方に向けて挿入する（図
３の（ａ）参照）。なお、この場合、操作部７のアング
ルノブ１４，１５を回動させることによって、湾曲させ
たい方向に位置するアングルワイヤ１２を押し引きすれ
ば、第１の湾曲部４がその方向に湾曲される。
る。まず、図３に示すように内視鏡１の挿入部２を大腸
２４内に挿入する。そして、大腸２４の屈曲部２４ａに
おいて第１の湾曲部４を湾曲させることにより、第１の
湾曲部４を屈曲部２４ａの奥の方に向けて挿入する（図
３の（ａ）参照）。なお、この場合、操作部７のアング
ルノブ１４，１５を回動させることによって、湾曲させ
たい方向に位置するアングルワイヤ１２を押し引きすれ
ば、第１の湾曲部４がその方向に湾曲される。
【００１３】図３の（ａ）の状態では、そのまま挿入部
２を押込んでも屈曲部２４ａが上方へ突張るだけであ
り、挿入部２は前進できない。そこで、第２湾曲部駆動
スイッチ２７をＯＮにしながら挿入部２を押込み操作す
る。第２湾曲部駆動スイッチ２７のＯＮ操作で、第１の
湾曲部４の形状がエンコーダ１８，１９にメモリーさ
れ、所定時間だけ第２の湾曲部５を第１の湾曲部４と同
じ形状にするようモータ２０，２１が駆動され、アング
ルワイヤ１３が押し引きされる。この動作により、術者
は、前記所定時間において、図３の（ｂ）に示すように
第２の湾曲部５より手元側の挿入部２を屈曲部２４ａの
奥側へ入れることができる。なお、この時、第１の湾曲
部４は術者の手動操作で大腸管内の中央に維持させる。
また、前記所定時間は術者が自由に設定できるようにし
てもよい。
２を押込んでも屈曲部２４ａが上方へ突張るだけであ
り、挿入部２は前進できない。そこで、第２湾曲部駆動
スイッチ２７をＯＮにしながら挿入部２を押込み操作す
る。第２湾曲部駆動スイッチ２７のＯＮ操作で、第１の
湾曲部４の形状がエンコーダ１８，１９にメモリーさ
れ、所定時間だけ第２の湾曲部５を第１の湾曲部４と同
じ形状にするようモータ２０，２１が駆動され、アング
ルワイヤ１３が押し引きされる。この動作により、術者
は、前記所定時間において、図３の（ｂ）に示すように
第２の湾曲部５より手元側の挿入部２を屈曲部２４ａの
奥側へ入れることができる。なお、この時、第１の湾曲
部４は術者の手動操作で大腸管内の中央に維持させる。
また、前記所定時間は術者が自由に設定できるようにし
てもよい。
【００１４】図４ないし図８は本発明の第２の実施例を
示すものである。本実施例の内視鏡１ａの湾曲駆動メカ
ニズムは第１の実施例と同じである。図４に示すよう
に、内視鏡１ａの第２の湾曲部５の側面には４つの触覚
センサ２９が周方向に等間隔で配設されている。図６は
その制御系のブロック図である。
示すものである。本実施例の内視鏡１ａの湾曲駆動メカ
ニズムは第１の実施例と同じである。図４に示すよう
に、内視鏡１ａの第２の湾曲部５の側面には４つの触覚
センサ２９が周方向に等間隔で配設されている。図６は
その制御系のブロック図である。
【００１５】この制御系では、各触覚センサ２９ａ〜２
９ｄの出力が比較回路３０に送られる。比較回路３０は
大腸管の内壁との圧覚値が一定以上になったか否かを検
出する。圧覚値が図７に示す一定値Ｐに達した場合、比
較回路３０からの信号を受けてモータ制御部２８が圧覚
値を下げるようにモータ２０，２１を駆動させる。
９ｄの出力が比較回路３０に送られる。比較回路３０は
大腸管の内壁との圧覚値が一定以上になったか否かを検
出する。圧覚値が図７に示す一定値Ｐに達した場合、比
較回路３０からの信号を受けてモータ制御部２８が圧覚
値を下げるようにモータ２０，２１を駆動させる。
【００１６】図５に示すように、触覚センサ２９は、第
１の電極３１と第２の電極３２との間に感圧導電ゴム３
３を設けて構成されている。感圧導電ゴム３３は、ゴム
材料中にカーボンを分散させたものであり、外力Ｆによ
る変形で電気抵抗値が変化する。したがって、電気抵抗
値の変化によって圧力変化を検出できる。
１の電極３１と第２の電極３２との間に感圧導電ゴム３
３を設けて構成されている。感圧導電ゴム３３は、ゴム
材料中にカーボンを分散させたものであり、外力Ｆによ
る変形で電気抵抗値が変化する。したがって、電気抵抗
値の変化によって圧力変化を検出できる。
【００１７】なお、触覚センサ２９の構成は図８の
（ａ）に示すようなものであってもよい。すなわち、例
である。Ｓｉ基板のエッチングによりダイアフラム３４
を形成し、さらに、ダイアフラム３４によって形成され
た空洞内の体腔する２か所に第１電極３５と第２電極３
６とを形成する。この場合、大腸管の内壁との接触によ
り薄膜のダイアフラム３４が図中破線で示すように変形
（図中の力Ｆによる）すれば電極３５，３６間の静電容
量が変化する。したがって、静電容量の変化によって圧
力変化を検出できる。
（ａ）に示すようなものであってもよい。すなわち、例
である。Ｓｉ基板のエッチングによりダイアフラム３４
を形成し、さらに、ダイアフラム３４によって形成され
た空洞内の体腔する２か所に第１電極３５と第２電極３
６とを形成する。この場合、大腸管の内壁との接触によ
り薄膜のダイアフラム３４が図中破線で示すように変形
（図中の力Ｆによる）すれば電極３５，３６間の静電容
量が変化する。したがって、静電容量の変化によって圧
力変化を検出できる。
【００１８】また、触覚センサ２９は図８の（ｂ）に示
すような構成であっても良い。挿入部２にシリコン等か
らなる透明樹脂層３７を設け、かつ、ＬＥＤ等からなる
投光部３８とフォトセンサー等の受光部３９とを設け
る。この場合、外圧Ｆにより樹脂３７が変形すると受光
部３９の光量が変化する。したがって受光部３９が受け
る光量の変化によって圧力変化を検出できる。
すような構成であっても良い。挿入部２にシリコン等か
らなる透明樹脂層３７を設け、かつ、ＬＥＤ等からなる
投光部３８とフォトセンサー等の受光部３９とを設け
る。この場合、外圧Ｆにより樹脂３７が変形すると受光
部３９の光量が変化する。したがって受光部３９が受け
る光量の変化によって圧力変化を検出できる。
【００１９】上記構成の内視鏡１ａでは、触覚センサ２
９によって第２の湾曲部５と大腸管の内壁との押圧状態
が検出される。そして、触覚センサ２９の出力が上昇し
た場合には、圧覚値が下がるようにモータ２０、２１が
駆動される。すなわち、今、第２の湾曲部５が図７の実
線に示すようにＵＰ方向に湾曲した状態で圧覚値が一定
値Ｐに達した場合には、大腸管の内壁と第２の湾曲部５
との接触圧が下がるように第２の湾曲部５が反対のＤＯ
ＷＮ方向に逆転駆動される。無論、圧覚値が一定値Ｐに
達しない場合にはＵＰ方向を維持する正転駆動がなされ
る。同様に、第２の湾曲部５が図７の二点鎖線に示すよ
うにＤＯＷＮ方向に湾曲した状態で圧覚値が一定値Ｐに
達した場合には、大腸管の内壁と第２の湾曲部５との接
触圧が下がるように第２の湾曲部５が反対のＵＰ方向に
逆転駆動される。この場合も、圧覚値が一定値Ｐに達し
ない場合にはＤＯＷＮ方向を維持する正転駆動がなされ
る。こうした動作の繰返しによって、大腸管の内壁と第
２の湾曲部５との接触圧を常に一定の範囲内としながら
第２の湾曲部５を湾曲制御して挿入部２を挿入し、例え
ば図３の（ｂ）の状態からさらに挿入部２を前進させ
る。
９によって第２の湾曲部５と大腸管の内壁との押圧状態
が検出される。そして、触覚センサ２９の出力が上昇し
た場合には、圧覚値が下がるようにモータ２０、２１が
駆動される。すなわち、今、第２の湾曲部５が図７の実
線に示すようにＵＰ方向に湾曲した状態で圧覚値が一定
値Ｐに達した場合には、大腸管の内壁と第２の湾曲部５
との接触圧が下がるように第２の湾曲部５が反対のＤＯ
ＷＮ方向に逆転駆動される。無論、圧覚値が一定値Ｐに
達しない場合にはＵＰ方向を維持する正転駆動がなされ
る。同様に、第２の湾曲部５が図７の二点鎖線に示すよ
うにＤＯＷＮ方向に湾曲した状態で圧覚値が一定値Ｐに
達した場合には、大腸管の内壁と第２の湾曲部５との接
触圧が下がるように第２の湾曲部５が反対のＵＰ方向に
逆転駆動される。この場合も、圧覚値が一定値Ｐに達し
ない場合にはＤＯＷＮ方向を維持する正転駆動がなされ
る。こうした動作の繰返しによって、大腸管の内壁と第
２の湾曲部５との接触圧を常に一定の範囲内としながら
第２の湾曲部５を湾曲制御して挿入部２を挿入し、例え
ば図３の（ｂ）の状態からさらに挿入部２を前進させ
る。
【００２０】なお、図９に示すように、第２の湾曲部５
を２つ設けても良い。すなわち、第２の湾曲部５の基端
側に第２の湾曲部５と同様の制御によって電動操作され
るもう１つの第２の湾曲部４３を設けても良い。この場
合、第２の湾曲部４３の長さを第２の湾曲部５の長さよ
りも長くすると良い。
を２つ設けても良い。すなわち、第２の湾曲部５の基端
側に第２の湾曲部５と同様の制御によって電動操作され
るもう１つの第２の湾曲部４３を設けても良い。この場
合、第２の湾曲部４３の長さを第２の湾曲部５の長さよ
りも長くすると良い。
【００２１】図１０は本発明の第３の実施例を示すもの
である。本実施例の内視鏡１ｄは先端構成部３内に固体
撮像素子を有する電子内視鏡である。この内視鏡１ｄ
は、第２の湾曲部５のアングルワイヤ１３を牽引操作す
る機構がモーター２０，２１ではなくリニア型のアクチ
ュエータ４０である点が第１の実施例と異なるのみであ
り、その他の湾曲機構等の機械的構造は第１の実施例と
同一である。各方向のアングルワイヤ１３はそれぞれ別
個のアクチュエータ４０に接続されている。また、各ア
ングルワイヤ１３にはそれぞれガイドシース４１が被嵌
されている。ガイドシース４１は、その一端が可撓管部
６の先端に固定され、他端がリニア型アクチュエータ４
０を固定する基板４２に固定されている。なお、リニア
型アクチュエータ４０は、アングルワイヤ１３を牽引で
きる機構のものであれば電磁駆動式、空気圧駆動式など
何であってもよい。また、マイクロ化して挿入部２内に
配置してもよい。
である。本実施例の内視鏡１ｄは先端構成部３内に固体
撮像素子を有する電子内視鏡である。この内視鏡１ｄ
は、第２の湾曲部５のアングルワイヤ１３を牽引操作す
る機構がモーター２０，２１ではなくリニア型のアクチ
ュエータ４０である点が第１の実施例と異なるのみであ
り、その他の湾曲機構等の機械的構造は第１の実施例と
同一である。各方向のアングルワイヤ１３はそれぞれ別
個のアクチュエータ４０に接続されている。また、各ア
ングルワイヤ１３にはそれぞれガイドシース４１が被嵌
されている。ガイドシース４１は、その一端が可撓管部
６の先端に固定され、他端がリニア型アクチュエータ４
０を固定する基板４２に固定されている。なお、リニア
型アクチュエータ４０は、アングルワイヤ１３を牽引で
きる機構のものであれば電磁駆動式、空気圧駆動式など
何であってもよい。また、マイクロ化して挿入部２内に
配置してもよい。
【００２２】上記構成の内視鏡１ｄは第１の実施例と全
く同様に動作するが、各リニア型アクチュエータ４０を
同時に駆動させて各アングルワイヤ１３をすべて牽引す
れば、各ガイドシース４１に圧縮力がかかり、挿入部２
の硬度を一時的に上げることができ、押込み操作性を向
上できる。
く同様に動作するが、各リニア型アクチュエータ４０を
同時に駆動させて各アングルワイヤ１３をすべて牽引す
れば、各ガイドシース４１に圧縮力がかかり、挿入部２
の硬度を一時的に上げることができ、押込み操作性を向
上できる。
【００２３】次に上記構成の内視鏡１ｄの光学系につい
て図１１ないし１３を参照しつつ説明する。前述したよ
うに、内視鏡１ａは先端構成部３内に固体撮像素子を有
する。体内の処置部を照らす照明光はレーザガイドファ
イバ１０３によって挿入部２内を導光され、配光レンズ
１０４を介して体内に照明される。体内からの物体光は
対物レンズ１０５を通じて３次元光電変換素子１０１に
送られる。３次元光電変換素子１０１に送られた物体光
は電気信号に変換され画像化される。
て図１１ないし１３を参照しつつ説明する。前述したよ
うに、内視鏡１ａは先端構成部３内に固体撮像素子を有
する。体内の処置部を照らす照明光はレーザガイドファ
イバ１０３によって挿入部２内を導光され、配光レンズ
１０４を介して体内に照明される。体内からの物体光は
対物レンズ１０５を通じて３次元光電変換素子１０１に
送られる。３次元光電変換素子１０１に送られた物体光
は電気信号に変換され画像化される。
【００２４】図１２に示すように、光電変換素子１０１
は、ＩＣ層を４層積み重ねた三次元回路素子からなって
おり、層内と層間で同時にしかも並列的に信号伝達でき
るようになっている。第１層は、光学像を入力して電気
信号に変換する光電変換素子１１０である。第２層は、
アナログ電気信号のレベルを検出しデジタルに変換する
レベル検出回路１１１である。第３層は、各検出信号を
記憶する第１のフレームメモリ１１２である。第４層
は、第２のフレーム１１３メモリと演算回路１１５とか
らなる。各層の信号の転送および処理を制御する制御回
路１１４が各層に接続されている。第４層の演算回路１
１５は例えば減算回路である。
は、ＩＣ層を４層積み重ねた三次元回路素子からなって
おり、層内と層間で同時にしかも並列的に信号伝達でき
るようになっている。第１層は、光学像を入力して電気
信号に変換する光電変換素子１１０である。第２層は、
アナログ電気信号のレベルを検出しデジタルに変換する
レベル検出回路１１１である。第３層は、各検出信号を
記憶する第１のフレームメモリ１１２である。第４層
は、第２のフレーム１１３メモリと演算回路１１５とか
らなる。各層の信号の転送および処理を制御する制御回
路１１４が各層に接続されている。第４層の演算回路１
１５は例えば減算回路である。
【００２５】通常用いられている固体撮像素子（ＣＣ
Ｄ）は１／６０秒毎に画像データを生成する。また、内
視鏡では、光源（図示しない）からの光を時分割でＲＧ
Ｂのフィルターに通してカラー画像を得ていることか
ら、動きの速い被写体に対しては色ずれを生じる。そこ
で、本実施例においては、３次元光電変換素子１０１を
採用することにより、１画素ごとに逐次読出すＣＣＤに
比べ非常に高速な信号処理を実現でき、色ずれを防止す
ることができる。
Ｄ）は１／６０秒毎に画像データを生成する。また、内
視鏡では、光源（図示しない）からの光を時分割でＲＧ
Ｂのフィルターに通してカラー画像を得ていることか
ら、動きの速い被写体に対しては色ずれを生じる。そこ
で、本実施例においては、３次元光電変換素子１０１を
採用することにより、１画素ごとに逐次読出すＣＣＤに
比べ非常に高速な信号処理を実現でき、色ずれを防止す
ることができる。
【００２６】例えば、１／１２０秒毎に画像データをフ
レームメモリ１１２および１１３に取り込み、前後２回
のデータを減算処理し、変化があった画素については、
被写体が動いて色ずれが生じていることから、出力をし
ないように演算回路１１５で処理を行う。この処理は１
／１２０×２＝１／６０秒あれば可能であり、通常のビ
デオ信号と互換性を保ちながらリアルタイムに処理が可
能である。
レームメモリ１１２および１１３に取り込み、前後２回
のデータを減算処理し、変化があった画素については、
被写体が動いて色ずれが生じていることから、出力をし
ないように演算回路１１５で処理を行う。この処理は１
／１２０×２＝１／６０秒あれば可能であり、通常のビ
デオ信号と互換性を保ちながらリアルタイムに処理が可
能である。
【００２７】図１３に示すように、各フレームメモリ１
１２、１１３の同じ画素に対応する出力を減算比較し、
比較した結果が等しければ加算回路１１６によって加算
した信号をそのまま出力し、比較した結果が異なれば減
算回路１１７の出力によりスイッチ１１８を動作させて
出力しないようにする。以上の構成によれば、被写体が
動いても色ずれを生じることなく高品質な画像を得るこ
とができる。
１２、１１３の同じ画素に対応する出力を減算比較し、
比較した結果が等しければ加算回路１１６によって加算
した信号をそのまま出力し、比較した結果が異なれば減
算回路１１７の出力によりスイッチ１１８を動作させて
出力しないようにする。以上の構成によれば、被写体が
動いても色ずれを生じることなく高品質な画像を得るこ
とができる。
【００２８】なお、上記構成では１／１２０秒毎に画像
を得ているが、さらに高速に処理して、その画像毎に動
きを検出するとともに、同じ画素でも動いていない画像
があればその画像を出力するようにすれば、情報の欠落
を防止できる。また、上記構成では、動きのある画像の
出力を停止したが、色信号のみを消すようにしてもよ
い。
を得ているが、さらに高速に処理して、その画像毎に動
きを検出するとともに、同じ画素でも動いていない画像
があればその画像を出力するようにすれば、情報の欠落
を防止できる。また、上記構成では、動きのある画像の
出力を停止したが、色信号のみを消すようにしてもよ
い。
【００２９】図１４は前記３次元光電変換素子の変形例
を示すものである。この３次元光電変換素子１２０は５
層からなり、上層から光電変換素子１２１、レベル検出
回路１２２、第１のフレームメモリ１２３、第２のフレ
ームメモリ１２４、第３のフレームメモリ及び演算回路
１２５となっている。
を示すものである。この３次元光電変換素子１２０は５
層からなり、上層から光電変換素子１２１、レベル検出
回路１２２、第１のフレームメモリ１２３、第２のフレ
ームメモリ１２４、第３のフレームメモリ及び演算回路
１２５となっている。
【００３０】ここで、各フレームメモリはＲ．Ｇ．Ｂに
対応した信号であり、演算回路は、ＬＰＦを通した後に
輝度信号Ｙ、色差信号Ｒ−Ｙ及びＢ−Ｙを生成し色差信
号の前後の時間の信号を比較して色ずれを検出し、色ず
れのある時には色差信号を出力しないようにする。した
がって、この構成では、色差信号で比較しているので確
実に色ずれを防止できる。
対応した信号であり、演算回路は、ＬＰＦを通した後に
輝度信号Ｙ、色差信号Ｒ−Ｙ及びＢ−Ｙを生成し色差信
号の前後の時間の信号を比較して色ずれを検出し、色ず
れのある時には色差信号を出力しないようにする。した
がって、この構成では、色差信号で比較しているので確
実に色ずれを防止できる。
【００３１】なお、本発明は上記各実施例に限定される
ものではない。また、可撓管としての内視鏡は医療用内
視鏡だけでなく工業用内視鏡であっても良い。また、本
発明の構成は内視鏡以外のカテーテルや処置具等にも適
用できる。
ものではない。また、可撓管としての内視鏡は医療用内
視鏡だけでなく工業用内視鏡であっても良い。また、本
発明の構成は内視鏡以外のカテーテルや処置具等にも適
用できる。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の可撓管に
よれば、第１の湾曲部のみ手動操作で行なえばよく、そ
の他の第２の湾曲部の動作は挿入部が挿入され易いよう
に自動制御されるので、全ての湾曲部を手動操作する従
来のものに比べて操作性が向上するとともに挿入性も向
上する。
よれば、第１の湾曲部のみ手動操作で行なえばよく、そ
の他の第２の湾曲部の動作は挿入部が挿入され易いよう
に自動制御されるので、全ての湾曲部を手動操作する従
来のものに比べて操作性が向上するとともに挿入性も向
上する。
【図１】（ａ）は本発明の第１の実施例を示す内視鏡の
挿入部内部の概略図、（ｂ）は操作部に設けられたガイ
ドワイヤ牽引機構の概略図、（ｃ）は湾曲部の湾曲動作
を制御する制御系のブロック図である。
挿入部内部の概略図、（ｂ）は操作部に設けられたガイ
ドワイヤ牽引機構の概略図、（ｃ）は湾曲部の湾曲動作
を制御する制御系のブロック図である。
【図２】図１の内視鏡の全体構成図である。
【図３】（ａ）は大腸の屈曲部で第１の湾曲部を湾曲操
作している状態を示す状態図、（ｂ）は（ａ）の状態か
ら第２の湾曲部を湾曲操作して第１の湾曲部を屈曲部の
奥に挿入した状態を示す状態図である。
作している状態を示す状態図、（ｂ）は（ａ）の状態か
ら第２の湾曲部を湾曲操作して第１の湾曲部を屈曲部の
奥に挿入した状態を示す状態図である。
【図４】本発明の第２の実施例を示す内視鏡の挿入部の
概略図である。
概略図である。
【図５】触覚センサの概略図である。
【図６】図４の内視鏡の湾曲部の湾曲動作を制御する制
御系のブロック図である。
御系のブロック図である。
【図７】触覚センサの出力波形図である。
【図８】触覚センサの他の構成を示す略断面図である。
【図９】２つの第２の湾曲部を有する内視鏡の挿入部の
概略図である。
概略図である。
【図１０】（ａ）は本発明の第３の実施例を示す内視鏡
の挿入部内部の概略図、（ｂ）は操作部に設けられたガ
イドワイヤ牽引機構の概略図である。
の挿入部内部の概略図、（ｂ）は操作部に設けられたガ
イドワイヤ牽引機構の概略図である。
【図１１】図１０の内視鏡の挿入部内をさらに詳細に示
した概略図である。
した概略図である。
【図１２】図１０の内視鏡の光学系を構成する３次元光
電変換素子の素子構成図である。
電変換素子の素子構成図である。
【図１３】図１２の３次元光電変換素子のフレームメモ
リから演算回路に至る回路図である。
リから演算回路に至る回路図である。
【図１４】図１２の３次元光電変換素子の変形例を示す
素子構成図である。
素子構成図である。
１，１ｂ，１ｃ，１ｄ…内視鏡（可撓管）、４…第１の
湾曲部、５，４３…第２の湾曲部、１８，１９…エンコ
ーダ（検知手段）、２７…第２湾曲部駆動スイッチ（制
御手段）、２６…シフト制御部（制御手段）、２８…モ
ータ制御部（制御手段）、２０，２１…モータ（制御手
段）、２９…触覚センサ（検知手段）、４０…アクチュ
エータ（制御手段）。
湾曲部、５，４３…第２の湾曲部、１８，１９…エンコ
ーダ（検知手段）、２７…第２湾曲部駆動スイッチ（制
御手段）、２６…シフト制御部（制御手段）、２８…モ
ータ制御部（制御手段）、２０，２１…モータ（制御手
段）、２９…触覚センサ（検知手段）、４０…アクチュ
エータ（制御手段）。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河合 利昌 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オ リンパス光学工業株式会社内 審査官 門田 宏 (56)参考文献 特開 平２−109536（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−178630（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) A61B 1/00 - 1/32 G02B 23/24 - 23/26
Claims (1)
- 【請求項１】 所定の操作者により行われる湾曲操作
によって湾曲される第１の湾曲部と、 前記第１の湾曲部の基端側に連結され、所定の駆動力を
得て湾曲駆動される第２の湾曲部と、 前記第２の湾曲部に前記駆動力を伝達する駆動力伝達手
段と、 前記駆動力伝達手段を介して前記第２の湾曲部に伝達さ
れる前記駆動力を発生する駆動力発生手段と、 前記第１の湾曲部の湾曲状態を検知する湾曲状態検知手
段と、 前記湾曲状態検知手段により検知された前記第１の湾曲
部の湾曲状態に基き、前記駆動力発生手段で発生させる
前記駆動力を制御する駆動制御手段と、 を有することを特徴とする可撓管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01413793A JP3322356B2 (ja) | 1993-01-29 | 1993-01-29 | 可撓管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01413793A JP3322356B2 (ja) | 1993-01-29 | 1993-01-29 | 可撓管 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06217929A JPH06217929A (ja) | 1994-08-09 |
| JP3322356B2 true JP3322356B2 (ja) | 2002-09-09 |
Family
ID=11852762
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01413793A Expired - Lifetime JP3322356B2 (ja) | 1993-01-29 | 1993-01-29 | 可撓管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3322356B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8062212B2 (en) | 2000-04-03 | 2011-11-22 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Steerable endoscope and improved method of insertion |
| US8517923B2 (en) | 2000-04-03 | 2013-08-27 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Apparatus and methods for facilitating treatment of tissue via improved delivery of energy based and non-energy based modalities |
| US8721530B2 (en) | 2000-04-03 | 2014-05-13 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Tendon-driven endoscope and methods of use |
| US8845524B2 (en) | 2000-04-03 | 2014-09-30 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Steerable segmented endoscope and method of insertion |
| US8882657B2 (en) | 2003-03-07 | 2014-11-11 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Instrument having radio frequency identification systems and methods for use |
| US8888688B2 (en) | 2000-04-03 | 2014-11-18 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Connector device for a controllable instrument |
| EP2953521A4 (en) * | 2013-02-08 | 2016-09-21 | Olympus Corp | MANIPULATOR |
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|---|---|---|---|---|
| JP5214187B2 (ja) * | 2007-07-13 | 2013-06-19 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | 内視鏡、内視鏡装置および内視鏡装置の作動方法 |
| JPWO2012014532A1 (ja) * | 2010-07-28 | 2013-09-12 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | 内視鏡と、この内視鏡の挿通湾曲方法 |
| CN103079451B (zh) * | 2011-03-29 | 2015-07-15 | 奥林巴斯医疗株式会社 | 内窥镜 |
| JP5210465B2 (ja) * | 2011-03-29 | 2013-06-12 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | 内視鏡 |
| JP5841366B2 (ja) * | 2011-07-14 | 2016-01-13 | オリンパス株式会社 | 医療装置 |
| JP5851139B2 (ja) * | 2011-07-27 | 2016-02-03 | オリンパス株式会社 | 医療装置 |
| EP2820999A4 (en) * | 2012-02-27 | 2015-11-25 | Olympus Corp | ENDOSCOPE |
| JP2014004310A (ja) * | 2012-05-31 | 2014-01-16 | Canon Inc | 医療器具 |
| JP6137976B2 (ja) * | 2013-07-25 | 2017-05-31 | オリンパス株式会社 | マニピュレータシステム |
| EP3359238A1 (en) * | 2015-10-09 | 2018-08-15 | Koninklijke Philips N.V. | Handheld steering devices for intra vascular devices and associated systems and methods |
-
1993
- 1993-01-29 JP JP01413793A patent/JP3322356B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| US9808140B2 (en) | 2000-04-03 | 2017-11-07 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Steerable segmented endoscope and method of insertion |
| US12076102B2 (en) | 2000-04-03 | 2024-09-03 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Connector device for a controllable instrument |
| US8834354B2 (en) | 2000-04-03 | 2014-09-16 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Steerable endoscope and improved method of insertion |
| US8845524B2 (en) | 2000-04-03 | 2014-09-30 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Steerable segmented endoscope and method of insertion |
| US11026564B2 (en) | 2000-04-03 | 2021-06-08 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Apparatus and methods for facilitating treatment of tissue via improved delivery of energy based and non-energy based modalities |
| US8888688B2 (en) | 2000-04-03 | 2014-11-18 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Connector device for a controllable instrument |
| US9138132B2 (en) | 2000-04-03 | 2015-09-22 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Steerable endoscope and improved method of insertion |
| US8641602B2 (en) | 2000-04-03 | 2014-02-04 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Steerable endoscope and improved method of insertion |
| US8517923B2 (en) | 2000-04-03 | 2013-08-27 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Apparatus and methods for facilitating treatment of tissue via improved delivery of energy based and non-energy based modalities |
| US8721530B2 (en) | 2000-04-03 | 2014-05-13 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Tendon-driven endoscope and methods of use |
| US10893794B2 (en) | 2000-04-03 | 2021-01-19 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Steerable endoscope and improved method of insertion |
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| US10327625B2 (en) | 2000-04-03 | 2019-06-25 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Apparatus and methods for facilitating treatment of tissue via improved delivery of energy based and non-energy based modalities |
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| US10959807B2 (en) | 2003-03-07 | 2021-03-30 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Systems and methods for determining the state of motion of an instrument |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06217929A (ja) | 1994-08-09 |
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