JPH01221134A - 内視鏡の彎曲装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、医療および工業用に使用される内視鏡の彎
曲装置に関する。

［従来の技術］ 周知のように医療に使用される内視鏡は、挿入部を口腔
、肛門から挿入し、体腔内を、挿入部に内蔵されたイメ
ージガイドファイバーやＣＣＤ（固定撮像索子）による
画像伝送手段を使って観察し、結果によっては処置具を
挿入部内に挿入して治療を行なうようにしている。また
工業用においては、目視が不可能な部位、例えば管内に
挿入部を挿入して、医療のときと同様な画像伝達手段を
使って管内の状態を知るようにしている。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、こうした内視鏡を使用する際、挿入部の挿入
に関し、特に医療の分野において問題がある。

すなわち、例えば大腸は形状が複雑である。このため、
診断のために大腸に内視鏡を挿入する場合、内視鏡操作
者は、ある程度の技術を要するが、かなり大腸が形状が
複雑なために挿入部の先端で大腸の壁面を押圧して、患
者にかなりの苦痛を与えてしまうことがある。

これは、内視鏡を内視鏡操作者の意思により彎曲させる
手段が、挿入部の先端部のみに与えられているためで、
その構造上、挿入の際に腸壁に与える力を緩和させるこ
とは不可能である。

こうしたことに関し、特公昭６１−５５０９５号公報で
開示されるようなものも提案されているが、大腸等の複
雑な形状の管路には対応できないものであった。

すなわち、特公昭６１−５５０９５号公報には、挿入部
にセンサー用の観察窓を設け、この観察窓の内側にそれ
ぞれレンズを介して出光用光学繊維束と入光用光学繊維
束の端面を並べて配置し、出光用光学繊維東端面から出
光を被検査物の壁面に反射させ、その反射光の入光用光
学繊維東端面への入光位置の変化を検出することによっ
て壁面までの間隔や向きを知るようにしたものが開示さ
れている。

そして、壁面との距離を測りながら適正な位置で壁面の
観察を行なうようにしているが、入光用光学繊維東端面
に対する入光位置の変化だけで距離を知る構造は、単純
な形状の管内についてはよいものの、例えば管内の壁面
が傾斜していたり、蛇行したりすると、入光用光学繊維
束の端面の中心を入光するはずが、それとは異なる入光
位置に入光してしまって、内視鏡を正しく中央に導けな
い。

この発明は、このような事情に着目してなされたもので
、壁面に強い押圧力を働かせずに、挿入部を複雑な形状
の管腔に挿入することができる内視鏡の彎曲装置を提供
することを目的とする。

［課通を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、内視鏡の少なくとも挿入部
の先端側外周に周方向沿いに赤外光照射手段を複数設け
、この赤外光照射手段と対をなして前記赤外光照射手段
からの反射光を受光する位置検出素子を挿入部に設ける
。そして、この位置検出素子からの信号を処理して挿入
部と被検査管腔の壁面との間の距離を三角測量にもとづ
き測定する演算処理部を設け、また少なくとも挿入部に
挿入部彎曲手段を設け、かつ前記演算処理部からの信号
を受けて挿入部彎曲手段の駆動手段を制御する彎曲制御
手段を設けて、被検査管腔の壁面の中央を挿入部が挿入
していくようにする。

［作用］ 位置検出素子で得られた信号を演算処理部で三角測量に
もとづいて演算し、求められた距離信号が彎曲制御手段
に入力して、挿入部彎曲手段の駆動手段を、挿入部が被
検査管腔の壁面に対して一定距離に保つよう、駆動させ
て、挿入部先端で管腔の壁面を押圧しないようにする。

［実施例］ 以下、この発明を第１図ないし第５図に示す第１の実施
例にもとづいて説明する。第１図は内視鏡の彎曲装置を
示し、１は内視鏡の挿入部である。

挿入部１は、彎曲可能な材質から構成されており、先端
部には対物用レンズおよび投光用レンズ（いずれも図示
しない）が設けられている。そして、対物用レンズには
イメージガイドファイバー。

ＣＣＤ　（固体撮像素子）などの像伝送手段２が光学的
に結合され、投光用レンズにはライトガイドファイバー
などの照明光伝送手段３が接続されていて、観察ができ
るようになっている。

すなわち、イメージガイドファイバーでは、もう一方の
端部が挿入部基端の操作部に設けられた接眼部の接眼レ
ンズ（いずれも図示しない）に光学的に結合され、ＣＣ
ＤではそのＣＯＤに接がる信号伝送ケーブルが外部の表
示装置に接続され、デイスプレィ上に観察像を表示でき
るようにしている。なお、ライトガイドファイバーは光
源装置と接続自在なライトガイドケーブル端（いづれも
図示しない）に結合されていて、光源装置からの照明光
を投光用レンズに伝送して、目的部を照射できるように
している。

そして、こうした内視鏡の挿入部１の先端側に挿入部彎
曲手段４が設けられている。挿入部彎曲手段４は、第３
図にも示されるように例えば形状記憶合金をコイル状に
加工した線材が使用されていて、加熱すれば収縮する性
能をもつ（形状記憶効果による）。この線材が、例えば
挿入部１の先端側の外周側の相対する部分に、対（２本
）をなして軸方向沿いに内蔵される。また各線材は、中
央の部分が自由な状態となるよう、両端が挿入部１を構
成する部品に固定されていて、線材の収縮で挿入部１を
彎曲変位できるようにしている。そして、この２本の線
材は、内視鏡の外部に設けた内視鏡彎曲ユニット５に内
蔵の電源部６（駆動手段に相当）に接続されていて、電
源部６から各線材に通電することにより、線材の収゛縮
から挿入部１の先端側を上下（あるいは左右）の方向に
彎曲できるようにしている。そして、これら電源部６゜
６にそれぞれ挿入部彎曲手段制御回路１４（彎曲制御手
段に相当）が接続されている。

また挿入部１の先端側には、例えば挿入部彎曲手段４．
４と周方向において並ぶ外面部分に、それぞれ赤外光を
照射するためのＬＥＤ７　（赤外光照射手段に相当）が
設けられている。詳しくは、各ＬＥＤ７．７は挿入部１
の外面に設けた投光レンズ７ａ（第２図のみ図示）の内
側に照射部を配置させて設けられる。そして、このＬＥ
Ｄ７と共に設けたＬＥＤ駆動回路８（第２図にのみ図示
）が、内視鏡外部の内視鏡彎曲、ユニット５に内蔵した
ＬＥＤ駆動用電源９に接続されていて、ＬＥＤ駆動電源
９でＬＥＤ７を通電することにより、ＬＥＤ７から挿入
部１の側方に向け赤外光を照射できるようにしている。

゛ そして、これらＬＥＤ７と対（組）となる、半導体で構
成された位置検出素子（ＰＳＤ）１０が、ＬＥＤ７の反
射光を受光できる位置に設けられている。本実施例では
、例えばＬＥＤ７と挿入部彎曲手段４との間の外面部分
に位置検出素子１０が、受光レンズ１０ａと共に設けら
れている。なお、挿入部１の周方向に沿って挿入部彎曲
手段４１位置検出素子１０．ＬＥＤ７の三者を並べるよ
うにしたが、挿入部１の軸心方向に沿って王者を並べる
ようにしてもよい。

そして、これら位置検出素子１０．１０を使つて、挿入
部１と管内壁面との距離を光学的に測ることができるよ
うにしている。すなわち、各位置検出素子１０には、上
記内視鏡彎曲ユニット５に内蔵した２つの信号処理回路
１１．１１がアンプ１２．１２を介して接続されていて
、位置検出素子１０から出力される２つの信号を処理で
きるようにしている。そして、この２系統の信号処理回
路１１．１１に距離演算回路１３が接続され、三角測量
による原理で挿入部１と管内の壁面との間の距離を演算
するようにしている（演算処置処理部）。具体的には、
第２図に示される測定原理図のように、ＬＥＤ７から被
測定物に赤外光を当て、その反射光を位置検出素子１０
で受光し、集光位置を基に距離演算回路１３で被測定物
までの距離を導き出すようにしている。

こうした測定系の距離演算回路１３が、系統毎に上記挿
入部彎曲手段制御回路１４に接続されている。そして、
挿入部彎曲制御手段制御凹路１４は、例えば位置検出素
子１０．１０によって得られた距離信号が全て等しくな
るよう、挿入部彎曲手段４，４を通電制御するように定
められていて、管内の壁面に対して挿入部１の先端位置
が中央に位置するようにしている。

なお、内視鏡彎曲ユニット５と内視鏡とは、例えば内視
鏡に設けたコネクター（図示しない）によって結合され
ていて、それぞれＬＥＤ駆動回路８と゛ＬＥＤ駆動用駆
動用電源９検 続している。

しかして、このように構成された内視鏡を管内に挿入す
るときは、それぞれＬＥＤ７，７から赤外光が照射され
ている状態から挿入部１の先端を管内に挿入すれば、挿
入部１の先端部が距離演算回路１３で制御されていき、
先端で管内の壁面を押圧することなしに、挿入部１が挿
入されていく。

すなわち、挿入部１の先端部の動きについて説明すれば
、各ＬＥＤ７，７から照射された赤外光は、管内の壁面
にぶつかって反射していき、その反射光がそれぞれＬＥ
Ｄ７と組となる位置検出素子１０で受光されていく。そ
して、反射光が電気信号に変換され、さらにアンプ１２
．１２で増幅される。その後、増幅された電気信号が、
それぞれ信号処理回路１１．１１を介して距離演算回路
１３に出力され、集光位置を基にした三角測量の原理の
応用で、各位置検出素子１０と管内の壁面との間の２か
所の距離が算出されていく。この距離信号がそれぞれ挿
入部彎曲手段制御回路１４に出力されていく。

そして、挿入部彎曲手段制御回路１４で、位置検出素子
１０．１０によって得られた２つの距離信号が等しくな
るように挿入部彎曲手段を制御していく。

具体的には、挿入部１を挿入したときに、例えば第４図
に示すように先端部にある２つの位置検出素子１０．１
０と管内壁面との距離Ａ、Ｂが異なる場合（Ａ≠Ｂ）、
挿入部彎曲手段制御回路１４の制御によって、大なる距
離ｒＡＪ側の形状記憶合金の線材に距離差に応じた通電
がなされる。

これにより、その線材は収縮し、第５図に示すように各
位置検出素子１０．１０と管内の壁面との距離が等しく
なるように、挿入部１の先端部が彎曲され（Ｃ−Ｄ）　
、挿入部１の先端が管内の中央に向っていく。

しかるに、複数組の位置検出素子１０．１０で、挿入部
１を管内の壁面に対して等しい距離とする構造により、
どのような形状の管腔でも先端を常に管内の中央に導く
ことができるようになり、挿入部１の先端が管内の壁面
に当って強く押圧するようなことはなくなる。

したがって、内視鏡操作者は、たとえ大腸のような複雑
な管に対しても、内視鏡の挿入部１を単純に押し込むだ
けで挿入を行なうことができる。

それ故、内視鏡操作者は特別な技術が不要となり、内視
鏡検査を楽に行なうことができる上、挿入の際の患者に
与えるを苦痛をかなり軽減することができる。

なお、この発明は上述した第１の実施例に限らず、第６
図に示される第２の実施例、第７図および第８図に示さ
れる第３の実施例のようにしてもよい。

すなわち、第２の実施例は、２組の挿入部彎曲手段４．
ＬＥＤ７および位置検出−素子１０で構成される彎曲系
を挿入部１の先端側のみだけでなく、挿入部１の軸心方
向に沿って複数組、設けたものである。

こうした構造は、いずれも位置検出素子１０から管内の
壁面までの距離が、先の第１の実施例と同様、挿入部彎
曲手段制御回路１４で等しく制御されるから、第６図に
示す如く曲っている管はその形状に対して挿入部１の彎
曲が行なわれつつ、挿入されていく。

第３の実施例は、観察手段の対物レンズ２０゜照明手段
の投光レンズ２１を挿入部１の側面に設けた側視形の内
視鏡に、例えば第２の実施例で述べた彎曲系を設けたも
のである。

詳しくは、側視形の内視鏡は、観察手段の対物レンズ２
０が管内の壁面に対して、ある距離を保たないと観察に
適した像が得られない。そこで、上述の実施例は全ての
組の位置検出素子と管内壁面との距離を等しくしたが、
側視形の内視鏡では最も先端側に有る位置検出素子の組
に関しては、対物レンズ２０と同方向の位置検出素子と
管内壁面との距離の制御から、対物レンズ２０において
観察ができる距離に一定に保つようにし、それ以外の位
置検出素子の組は上述した実施例のように距離を保つよ
うにしたものである。

こうした対物レンズ２０と管壁との間を一定の距離に保
つように制御する構造は、側視形の内視鏡において常に
良好な像が得られる。

［発明の効果］ 以上説明したようにこの発明によれば、被検査管腔の管
壁に対して挿入部の先端側が一定の距離を保つように彎
曲するので、たとえ大腸のような複雑な管に対しても、
単純に押し込むだけで挿入を行なうことができるように
なる。

それ故、内視鏡操作者は特別な技術が全く不要で、内視
鏡検査を楽にすることができる。しかも、壁面に強い押
圧力を働かせないで、挿入部を複雑な形状の管腔に挿入
することができるから、挿入の際、かなり患者に与える
苦痛を少なくすることできる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図はこの発明の第１の実施例を示し、
第１図は要部となる彎曲装置の位置検出素子廻りの回路
を示す回路構成図、第２図はその光学的な測定原理を示
す回路図、第３図は彎曲装置を挿入部と共に示す側面図
、第４図は挿入部が管腔に挿入された当初の状態を示す
側面図、第５図はその後、挿入部と管壁との間を一定距
離に保つべく挿入部が彎曲した状態を示す側面図、第６
図はこの発明の第２の実施例の要部を示す側面図、第７
図はこの発明の第３の実施例の要部を示す斜視図、第８
図はその側面図である。 １・・・挿入部、４・・・挿入部彎曲手段、６・・・電
源部（駆動手段）、１０・・・位置検出素子、１１・・
・信号処理凹路、１２・・・距離演算回路、１４・・・
挿入部彎曲制御回路（彎曲制御手段）。 出願人代理人　弁理士　　坪井　淳 第３日 第５［］； 第６図 第７図　　　　　第８図 １、事件の表示 特願昭６３−４６８４３号 ２、発明の名称 内視鏡の彎曲装置゛ ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 （０３７）オリンパス光学工業株式会社４、代理人 東京都千代田区霞が関３丁目７番２号　ＵＢＥビル７、
補正の内容 （１）明細書第２ページ９行目に有る「（固定撮像素子
）」を「（固体撮像素子）」と訂正する。 （２）明細書第６ページ１０行目に有る「接がる」を「
つながる」と訂正する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 内視鏡の少なくとも挿入部の先端側外周に周方向沿いに
   複数設けられた外部に向け赤外光を照射する赤外光照射
   手段と、この赤外光照射手段と対をなして少なくとも挿
   入部の先端側外周に設けられ被検査管腔の壁面から反射
   する前記赤外光照射手段からの反射光を受光する位置検
   出素子と、この位置検出素子からの信号を処理して挿入
   部と被検査管腔の壁面との間の距離を三角測量にもとづ
   き測定する演算処理部と、少なくとも前記挿入部の先端
   側に設けられ該挿入部を彎曲させるための挿入部彎曲手
   段と、この挿入部彎曲手段を駆動する駆動手段と、前記
   演算処理部からの信号を受けて前記挿入部が被検査管腔
   の壁面に対して一定距離を保つよう前記駆動手段を制御
   する彎曲制御手段とを具備したことを特徴とする内視鏡
   の彎曲装置。