JP2000070269A - Magnetic sensor and active endoscope induced to virtual reality by pressure sensitive sensor and its manipulation system - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To remote control curving, advancing and retreating by analyzing an active endoscope which executes a curving action by using a shape memory alloy coil as three-dimensional shape information by a magnetic sensor and a CPU circuit. SOLUTION: An advancing/retreating mechanism C is mounted at the active endoscope contg. the shape memory alloy coil 2, a pressure sensitive sensor G and a receiving coil F. This mechanism as well as a finger manipulation unit B and a transmission coil E are electrically connected to a control unit D5 contg. a finger manipulation unit input circuit, advancing/retreating mechanism drive circuit, magnetic sensor circuit, pressure sensitive input circuit, shape memory alloy coil power feed circuit and CPU circuit.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】（１）医学的利用分野とし
て、光学的内視鏡（軟性鏡）、超音波内視鏡、腹腔内処
置器具、血管撮影用カテーテル、尿道内カテーテル、薬
物デリバリーシステム等を複雑な体内管路に誘導する技
術分野。 （２）工業的利用分野として、工業用内視鏡、配管内検
査システムの探傷ブロープ、管内壁加工器具、塗装用ノ
ズル、ファイバースコープ、各種配線用器具等を配菅内
に誘導する技術分野。BACKGROUND OF THE INVENTION (1) As medical applications, optical endoscopes (flexible endoscopes), ultrasonic endoscopes, intraperitoneal treatment instruments, catheters for angiography, intraurethral catheters, drug delivery systems, etc. Technical field that guides the patient to complex body tracts. (2) As an industrial application field, a technical field for guiding an industrial endoscope, a flaw detection probe for an in-pipe inspection system, a pipe inner wall processing tool, a coating nozzle, a fiberscope, various wiring instruments, and the like into a pipe.

【０００２】[0002]

【従来の技術】図１３に示すように従来内視鏡の屈曲や
超音波振動子の回転方法は二重反転螺旋系のコイルを用
いる方法がある。しかし、この方法では回転を操作する
操作部の機構が内視鏡の根元端部にあるため長いスパン
にわたるコイルの捻じれにより回転動作がスムーズに行
われない欠点があり、又管腔内部の二次元解析画像は得
られるが軸を含む三次元解析画像を得ること及び管腔の
行き止まり（終端）を検知することが困難であった。2. Description of the Related Art As shown in FIG. 13, a conventional method of bending an endoscope or rotating an ultrasonic vibrator includes a method using a contra-rotating spiral coil. However, this method has a disadvantage that the rotation operation is not performed smoothly due to the twisting of the coil over a long span because the mechanism of the operation unit for operating the rotation is located at the root end of the endoscope. Although a dimensional analysis image can be obtained, it is difficult to obtain a three-dimensional analysis image including an axis and to detect a dead end (end) of a lumen.

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】「従来の技術」に述べ
た内視鏡の能動屈曲機能と細径化を実現し、超音波内視
鏡の超音波放射方向の回転をスムースにすると共に正確
な回転角度を確保し、問題の二次元画像を三次元の空間
情報としてコンピュータによりバーチャル・リアリティ
ーに解析表現して管路内の必要な空間位置に内視鏡等を
的確に誘導し、体内管腔のみならず工業工作物等の管路
における各種検査処理、作業を正確かつ迅速に達成する
ことが課題である。SUMMARY OF THE INVENTION The active bending function and the diameter reduction of the endoscope described in "Prior Art" are realized, and the rotation of the ultrasonic endoscope in the ultrasonic radiation direction is smooth and accurate. The computer system analyzes and expresses the two-dimensional image in question as three-dimensional spatial information in virtual reality using a computer, accurately guides the endoscope, etc., to the required spatial position in the duct, ensuring the proper rotation angle. It is an object of the present invention to accurately and quickly accomplish various inspection processes and operations not only in a cavity but also in a pipeline such as an industrial workpiece.

【０００４】[0004]

【課題を解決するための手段】（ア）円筒の一端をその
軸線にたいし４５度の角度で切断して超音波反射面を構
成し、他端は垂直に切断してその端面に放射状の縞模様
を刻んだミラーを超音波モーターの軸に固定する。超音
波反射板に対向して超音波振動子を配置し、又ミラーの
縞模様に対向して光ファイバを配置して超音波モータに
よるミラーの回転により超音波は管腔壁を回転照射し、
その回転角度は縞模様をカウントする光ファイバにより
検知できるようにする。又この内視鏡の先端部に必要に
応じて触診用の感圧センサーや、内視鏡先端部の空間位
置を検出するための磁気センサーの受信コイルを内臓さ
せる。(A) One end of a cylinder is cut at an angle of 45 degrees with respect to its axis to form an ultrasonic reflecting surface, and the other end is cut vertically to form a radial Fix the mirror with the striped pattern on the axis of the ultrasonic motor. An ultrasonic transducer is arranged facing the ultrasonic reflection plate, and an optical fiber is arranged facing the stripe pattern of the mirror, and the ultrasonic wave rotates and irradiates the lumen wall by the rotation of the mirror by the ultrasonic motor,
The rotation angle can be detected by an optical fiber that counts the stripe pattern. A receiving coil of a pressure sensor for palpation and a magnetic sensor for detecting a spatial position of the distal end of the endoscope are provided at the distal end of the endoscope as necessary.

【０００５】超音波モーターに連結されたライナーコイ
ルの外側に１乃至３個の形状記憶合金コイルをライナー
コイルの軸線に平行に取り付け、形状記憶合金コイルを
幾つかの通電区間に分割する位置に給電線を接続し、そ
れぞれの通電区間に給電して希望する方向に屈曲できる
ようにする。[0005] One to three shape memory alloy coils are attached outside the liner coil connected to the ultrasonic motor in parallel with the axis of the liner coil, and the shape memory alloy coil is supplied to a position where it is divided into several current-carrying sections. An electric wire is connected, and power is supplied to each energized section so that it can bend in a desired direction.

【０００６】（イ）有底円穴を持つブロックの円穴内周
に複数個の感圧センサーを配置し、又底面に前進及び後
進用の感圧センサーを取り付けたフィンガー操作ユニッ
トにより能動内襖鏡の屈曲部を上下左右に屈折させ、又
能動内視鏡全体を前後に移動させて三次元的動作を円穴
内に差し込んだ指先で操作できるようにする。(A) An active sliding door mirror using a finger operation unit having a plurality of pressure-sensitive sensors arranged on the inner periphery of a circular hole of a block having a bottomed circular hole, and having forward and backward pressure-sensitive sensors mounted on the bottom surface. Is bent up and down and left and right, and the entire active endoscope is moved back and forth so that a three-dimensional operation can be operated with a fingertip inserted into a circular hole.

【０００７】（ウ）能動内視鏡を管腔内に挿入し前進後
退させるため、能動内視鏡をモーターで駆動される２個
の滑車に挟んだ前後進機構を能動内視鏡に装着して、操
作を一層便利にする。(C) In order to insert the active endoscope into the lumen and move the endoscope forward and backward, a forward and backward movement mechanism sandwiching the active endoscope between two pulleys driven by a motor is mounted on the active endoscope. To make the operation more convenient.

【０００８】（エ）体内に挿入された能動内視鏡を体外
から誘導、操作する方法として次の６通りの方法があ
る。 （１）前後進機構を装善した能動内視鏡とフィンガー操
作ユニットを、フィンガー操作ユニット入力回路、前後
進機構駆動回路、形状記憶合金コイル給電回路、ＣＰＵ
何路を内蔵するコントロールユニットを介して接続しフ
ィンガー操作ユニットによりリモートコントロールする
方法（図７） （２）前後進機構を装着し、触診用の感圧センサーを持
った能動内視鏡とフィンガー操作ユニットを、フィンガ
ー操作ユニット入力回路、前後進機構駆動回路、感圧セ
ンサー入力回路、形状記憶合金コイル給電回路、ＣＰＵ
回路を内蔵するコントロールユニットを介して接続し触
診しながらフィンガー操作ユニットによりリモートコン
トロールする方法（図８）。 （３）前後進機構を装着し、磁気センサーの受信コイル
を持った能動内視鏡とフィンガー操作ユニット及び磁気
センサーの発信コイルとを、フィンガー操作ユニット入
力回路、前後進機構駆動回路、磁気センサー回路、形状
記憶合金コイル給電回路、ＣＰＵ回路を内蔵するコント
ロールユニットを介して接続し、受信コイルの三次元位
置を解析しその情報にもとづきフィンガー操作ユニット
により前後進機構及び形状記憶合金コイルを制御してバ
ーチャルリアリティにリモートコントロールする方法
（図９）。 （４）前後進機構を装首し、磁気センサーの受信コイル
を持った能動内視鏡と指先等に装着して空間に保持され
た磁気センサーの受信コイル（Ｆ２）及び磁気センサー
の発信コイルとを、前後進機構駆動回路、磁気センサー
回路、形状記憶合金コイル給電回路、ＣＰＵ回路を内蔵
するコントロールユニットを介して接続し受信コイルの
三次元位置を解析しその情報にもとづき受信コイル（Ｆ
２）により前後進機構及び形状記憶合金コイルを制御し
てバーチャルリアリティにリモートコントロールする方
法（図１０）。 （５）前後進機構を装着し、触診用の感圧センサー及び
磁気センサーの受信コイルを持った能動内視鏡とフィン
ガー操作ユニット及び磁気センサーの発信コイルとを、
フィンガー操作ユニット入力回路、前後進機構駆動回
路、磁気センサー回路、感圧センサー回路、形状記憶合
金コイル給電回路、ＣＰＵ回路を内蔵するコントロール
ユニットを介して接続し、受信コイルの三次元位置を解
析しその情報にもとづきフィンガー操作ユニットにより
前後進機構及び形状記憶合金コイルを制御してバーチャ
ルリアリティにリモートコントロールする方法（図１
１）。 （６）前後進機構を装着し、触診用の感圧センサー及び
磁気センサーの受信コイルを持った能動内視鏡と指先等
に装着して空間に保持された磁気センサーの受信コイル
（Ｆ２）及び磁気センサーの発信コイルとを、前後進機
構駆動回路、磁気センサー回路、感圧センサー回路、形
状記憶合金コイル給電回路、ＣＰＵ回路を内蔵するコン
トロールユニットを介して接続し、受信コイルの三次元
位置を解析しその情報にもとづき受信コイル（Ｆ２）に
より前後進機構及び形状記憶合金コイルを制御してバー
チャルリアリティにリモートコントロールする方法（図
１２）。(D) There are the following six methods for guiding and operating an active endoscope inserted into the body from outside the body. (1) An active endoscope equipped with a forward and backward movement mechanism and a finger operation unit are connected to a finger operation unit input circuit, a forward and backward movement mechanism drive circuit, a shape memory alloy coil power supply circuit, and a CPU.
Remote control by finger operation unit by connecting through a control unit with a number of paths (Fig. 7) (2) Finger operation with an active endoscope equipped with a forward and backward movement mechanism and a pressure-sensitive sensor for palpation The unit consists of a finger operation unit input circuit, a forward and backward drive mechanism drive circuit, a pressure-sensitive sensor input circuit, a shape memory alloy coil power supply circuit, and a CPU.
A method of remote control by a finger operation unit while palpating by connecting via a control unit with a built-in circuit (Fig. 8). (3) An active endoscope equipped with a forward / reverse mechanism and having a receiving coil of a magnetic sensor, and a finger operating unit and a transmitting coil of a magnetic sensor are connected to a finger operating unit input circuit, a forward / backward mechanism driving circuit, and a magnetic sensor circuit. The shape memory alloy coil power supply circuit, connected via a control unit with a built-in CPU circuit, analyze the three-dimensional position of the receiving coil, and control the forward and backward movement mechanism and the shape memory alloy coil by the finger operation unit based on the information. How to remotely control virtual reality (Fig. 9). (4) An active endoscope having a forward / backward moving mechanism, a receiving coil of the magnetic sensor, a receiving coil (F2) of the magnetic sensor and a transmitting coil of the magnetic sensor attached to a fingertip or the like and held in space. Are connected via a control unit including a forward / backward mechanism driving circuit, a magnetic sensor circuit, a shape memory alloy coil power supply circuit, and a CPU circuit, the three-dimensional position of the receiving coil is analyzed, and the receiving coil (F
Method 2) to control the forward / backward movement mechanism and the shape memory alloy coil to perform remote control to virtual reality (FIG. 10). (5) An active endoscope equipped with a forward and backward movement mechanism and having a receiving coil for a pressure sensor and a magnetic sensor for palpation, a finger operating unit and a transmitting coil for a magnetic sensor,
It is connected via the finger operation unit input circuit, forward and backward mechanism drive circuit, magnetic sensor circuit, pressure-sensitive sensor circuit, shape memory alloy coil power supply circuit, and control unit with a built-in CPU circuit, and analyzes the three-dimensional position of the receiving coil. Based on the information, the finger operation unit controls the forward / backward movement mechanism and the shape memory alloy coil to remotely control the virtual reality (Fig. 1).
1). (6) An active endoscope equipped with a forward and backward movement mechanism, a pressure sensor for palpation and a receiving coil of a magnetic sensor, and a receiving coil (F2) of a magnetic sensor mounted on a fingertip and held in a space, and The transmission coil of the magnetic sensor is connected to the forward and backward mechanism drive circuit, the magnetic sensor circuit, the pressure-sensitive sensor circuit, the shape memory alloy coil power supply circuit, and the control unit incorporating the CPU circuit, and the three-dimensional position of the reception coil is A method of controlling the forward and backward movement mechanism and the shape memory alloy coil by the receiving coil (F2) based on the analyzed information and performing remote control to virtual reality (FIG. 12).

【０００９】[0009]

【発明の実施の形態】本発明のシステムの実施の形態を
超音波内視鏡に応用した実施例について図を用いて説明
する。ます本発明による能動内視鏡について図４につい
て説明すると、アルミの丸棒の一端をその軸線に対して
４５度の角度で切断して断面を平滑に仕上げ超音波反射
面７とし他端を垂直に切断して断面に放射状の縞模様を
刻んでミラー９を作り超音波モータ６の回転軸に取り付
ける。ミラー９の軸線上に超音波反射面７に対向して超
音波振動子８を配置し、又ミラー９の縞模様部に対向し
て光ファイバー１０を配置する。さらに超音波振動子８
に隣接して磁気センサーの構成部品である受信センサー
Ｆ及び内視鏡部の先端に触診用の感圧センサーＧを配置
し、これらを超音波を透過する材質で作られた薄肉円筒
状の外筒１１の中に収容して超音波内視鏡本体を作る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which an embodiment of the system of the present invention is applied to an ultrasonic endoscope will be described with reference to the drawings. First, referring to FIG. 4, an active endoscope according to the present invention will be described. One end of an aluminum round bar is cut at an angle of 45 degrees with respect to the axis thereof to finish the cross section smoothly and to form an ultrasonic reflecting surface 7, and the other end is vertical. The mirror 9 is formed by cutting a radial stripe pattern on the cross section and attached to the rotating shaft of the ultrasonic motor 6. An ultrasonic transducer 8 is arranged on the axis of the mirror 9 so as to face the ultrasonic reflection surface 7, and an optical fiber 10 is arranged so as to face the stripe pattern portion of the mirror 9. Further, the ultrasonic transducer 8
A reception sensor F, which is a component of the magnetic sensor, and a pressure-sensitive sensor G for palpation at the end of the endoscope section are disposed adjacent to the outside, and these are arranged in a thin cylindrical outer shape made of a material that transmits ultrasonic waves. The ultrasonic endoscope body is housed in the cylinder 11.

【００１０】超音波モータ６に連結された導電性のライ
ナーコイル１ａの外側に３本の形状記憶合金コイル２を
ライナーコイル１ａの軸方向に添って非導電性接着剤で
固定し、形状記憶合金コイル２を数箇所に分割する部分
に給電線を電導性接着剤４で接着接続する。さらにその
外側に非導電性のライナーコイル１ｂを巻き付け、その
上を柔軟性の外皮５で被覆して屈曲部を作り、外筒１１
と接続して超音波内視鏡本体と一体構造として能動内視
鏡を構成する。Three shape memory alloy coils 2 are fixed to the outside of the conductive liner coil 1a connected to the ultrasonic motor 6 with a non-conductive adhesive along the axial direction of the liner coil 1a. A power supply line is adhesively connected to the part where the coil 2 is divided into several parts by a conductive adhesive 4. Furthermore, a non-conductive liner coil 1b is wound around the outside, and a flexible portion 5 is coated thereon to form a bent portion.
To form an active endoscope as an integral structure with the ultrasonic endoscope body.

【００１１】能動内視鏡を指先で屈曲及び前後進させる
フィンガー操作ユニットは図５に示すように平底の円穴
を加工したブロックｂ１の底部にそれぞれ感圧センサで
作られた前進センサｂ２，後進センサｂ３、円穴内周に
６個の方向センサｂ４を埋め込みそれぞれ信号線を接続
したものである。As shown in FIG. 5, a finger operation unit for bending and moving the active endoscope forward and backward with the fingertip is a forward sensor b2 formed by a pressure-sensitive sensor at the bottom of a block b1 having a flat bottom circular hole, and a reverse sensor. The sensor b3 has six direction sensors b4 embedded in the inner periphery of the circular hole and connected to signal lines.

【００１２】能動内視鏡を抜き差しする前後進機構は図
６に示すように、滑車ｃ２を取り付けたモータｃ５を機
台ｃ１に固定し、滑車ｃ３を回転自在に取り付けたアー
ムｃ６を上下に揺動できるように機台ｃ１に取り付け、
アームｃ６と機台ｃ１の間にスプリングｃ４を張り渡し
て滑車ｃ２とｃ３で能動内視鏡を挟み込ｃような構造と
したものである。As shown in FIG. 6, the forward / reverse mechanism for pulling out and inserting the active endoscope fixes a motor c5 having a pulley c2 attached to a machine base c1 and swings an arm c6 having a pulley c3 rotatably attached thereto up and down. Attached to the machine c1 so that it can move,
A spring c4 is stretched between the arm c6 and the machine base c1 so that the active endoscope is sandwiched between the pulleys c2 and c3.

【００１３】能動内視鏡の操作システムの一例を図１２
により説明すると、磁気センサーの受信コイルＦ及び感
圧センサＧを内蔵する能動内視鏡本体と前後進機構Ｃ、
指先に装着した磁気センサーの受信コイルＦ２、定位置
に置かれた発信コイルＥを、前後進機構駆動回路、磁気
センサー回路、感圧センサー回路、形状記憶合金コイル
給電回路、ＣＰＵ回路を内蔵したコントロールユニット
Ｄ６に電気的に接続して構成されたものである。FIG. 12 shows an example of an operation system for an active endoscope.
To be more specific, an active endoscope body incorporating a receiving coil F of a magnetic sensor and a pressure-sensitive sensor G and a forward / backward moving mechanism C,
The receiving coil F2 of the magnetic sensor attached to the fingertip, the transmitting coil E placed at a fixed position, control the forward / backward mechanism drive circuit, magnetic sensor circuit, pressure-sensitive sensor circuit, shape memory alloy coil feeding circuit, CPU circuit built-in It is configured to be electrically connected to the unit D6.

【００１４】磁気送信機７は走査する関心領域の付近に
配置しておく。この磁気送信機７が発生する磁界の磁束
密度は６００ｍＧ（地磁気が５００ｍＧ以下）であり、
これにより受信コイルの空間座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）と、そ
れぞれの座標面における角度（α、β、γ）を検出す
る。三次元画像の構築に当たっては、受信コイルと超音
波画像（管路内処理器具が超音波内視鏡の場合）の断面
との位置関係を校正することが必要となるが、まず初め
に磁気送信機は動作させずに、受信コイルの空間磁界
（主に地磁気）だけを受信する。次に、磁器送信機から
Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の磁界を発生させ、最初に取得した空
間磁界を差し引くことにより絶対座標を得る。これを１
秒間に１００回行う。受信コイルは磁場のずれを感知
し、プロープの移動や回転の情報を断層画像と共にコン
トロールユニットに送る。超音波画像はＴＶ信号を直接
取り込むため、１秒間に３０フレームの画像が記憶され
る。１回の三次元走査においては約１０秒程度であるこ
とから、コンピュータに取り込まれる画像は３００枚か
ら５００枚になる。The magnetic transmitter 7 is arranged near a region of interest to be scanned. The magnetic flux density of the magnetic field generated by the magnetic transmitter 7 is 600 mG (the geomagnetism is 500 mG or less),
Thus, the spatial coordinates (X, Y, Z) of the receiving coil and the angles (α, β, γ) on the respective coordinate planes are detected. When constructing a three-dimensional image, it is necessary to calibrate the positional relationship between the receiving coil and the cross section of the ultrasonic image (when the in-line processing instrument is an ultrasonic endoscope). It does not operate and receives only the spatial magnetic field (mainly geomagnetism) of the receiving coil. Next, X-axis, Y-axis, and Z-axis magnetic fields are generated from the porcelain transmitter, and absolute coordinates are obtained by subtracting the first acquired spatial magnetic field. This one
Perform 100 times per second. The receiving coil senses the deviation of the magnetic field and sends information on the movement and rotation of the probe to the control unit together with the tomographic image. Since an ultrasonic image directly captures a TV signal, an image of 30 frames is stored per second. Since a single three-dimensional scan takes about 10 seconds, the number of images captured by the computer is reduced from 300 to 500.

【００１５】[0015]

【発明の効果】従来の画像診断、二次元画像をもとに頭
の中で立体的構築を推察しなければならなかっが本発明
のシステムに於いては、直接立体画像が得られるので、
医師や検査技師自体の病変にたいする客観的な把握が容
易となり、患者にたいする的確なインフォームドコンセ
ントにも寄与する事ができる。又、工業への応用におい
ては、今まで出来なかった入り組んだ複雑な配管内の各
種検査および作業を能率良く実施できる効果がある。According to the conventional image diagnosis and the two-dimensional image, it is necessary to infer a three-dimensional structure in the mind, but in the system of the present invention, a three-dimensional image can be obtained directly.
This makes it easier for doctors and laboratory technicians to grasp objectively about lesions, and contributes to accurate informed consent for patients. In addition, in the application to industry, there is an effect that various inspections and operations in complicated complicated pipes which could not be performed so far can be efficiently performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】 請求項１記載の能動内視鏡の斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of an active endoscope according to the first embodiment.

【図２】 請求項２記載の能動内視鏡の斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of the active endoscope according to the second embodiment.

【図３】 請求項３記載の能動内視鏡の斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of the active endoscope according to the third embodiment.

【図４】 請求項４記載の能動内視鏡の斜視図である。FIG. 4 is a perspective view of an active endoscope according to a fourth embodiment.

【図５】 請求項５記載のフィンガー操作ユニットの断
面図である。FIG. 5 is a sectional view of the finger operation unit according to claim 5;

【図６】 請求項６記載の前後進機構の正面図及び側面
図である。FIG. 6 is a front view and a side view of the forward / reverse mechanism according to claim 6;

【図７】 請求項７記載の能動内視鏡の操作システム図
である。FIG. 7 is an operation system diagram of the active endoscope according to claim 7;

【図８】 請求項８記載の能動内視鏡の操作システム図
である。FIG. 8 is an operation system diagram of the active endoscope according to claim 8;

【図９】 請求項９記載の能動内視鏡の操作システム図
である。FIG. 9 is an operation system diagram of the active endoscope according to claim 9;

【図１０】請求項１０記載の能動内視鏡の操作システム
図である。FIG. 10 is an operation system diagram of the active endoscope according to the tenth aspect.

【図１１】請求項１１記載の能動内視鏡の操作システム
図である。FIG. 11 is an operation system diagram of the active endoscope according to claim 11;

【図１２】請求項１２記載の能動内視鏡の操作システム
図である。FIG. 12 is an operation system diagram of the active endoscope according to claim 12;

【図１３】従来の技術における超音波内視鏡の操作原理
図である。FIG. 13 is an operation principle diagram of an ultrasonic endoscope according to a conventional technique.

【図１４】能動内視鏡を挿入した腎臓の断面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view of a kidney into which an active endoscope has been inserted.

【符号の説明】 １ａ、１ｂ ライナーコイル ２ 形状記憶合
金コイル ３ 非導電性接着剤 ４ 導電性接着
剤 ５ 外皮 ６ 超音波モー
タ ７ 超音波反射面 ８ 超音波振動
子 ９ ミラー １０ 光ファイ
バ １１ 外筒 Ａ 能動内視鏡 Ｂ フィンガー
操作ユニット Ｃ 前後進機構 Ｄ１〜６ コン
トロールユニット[Description of Signs] 1a, 1b Liner coil 2 Shape memory alloy coil 3 Non-conductive adhesive 4 Conductive adhesive 5 Skin 6 Ultrasonic motor 7 Ultrasonic reflecting surface 8 Ultrasonic transducer 9 Mirror 10 Optical fiber 11 External cylinder A Active endoscope B Finger operation unit C Forward / reverse mechanism D1-6 Control unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｂ 17/00 Ｇ０１Ｂ 17/00 Ｚ Ｇ０１Ｌ 11/04 Ｇ１２Ｂ 1/00 Ｓ Ｇ１２Ｂ 1/00 Ｇ０１Ｌ 11/00 Ｃ (72)発明者 長南 征二 宮城県仙台市青葉区川内元支首35川内住宅 ８−204 Ｆターム(参考） 2F063 AA04 BA30 GA01 2F068 AA39 CC07 JJ03 JJ11 2F078 AA12 4C061 AA30 BB00 CC00 DD00 HH31 JJ02 4C301 AA02 BB03 EE13 EE14 FF04 GD01 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. ⁷ Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G01B 17/00 G01B 17/00 Z G01L 11/04 G12B 1/00 S G12B 1/00 G01L 11/00 C (72) Inventor Seiji Chonan Minami 35, Kawauchi Motosho, Aoba-ku, Sendai, Miyagi Pref. 8-204 F-term (reference) EE13 EE14 FF04 GD01

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】（ァ）超音波モータ（６）の軸に円筒の一
端を斜めに切断した形状を持ちその斜面部は超音波反射
面（７）となり、他端は垂直に切断した形状を持ちその
端面に放射状の縞模様を刻んだミラー（９）を取り付け
る。超音波反射面（７）に対向して超音波振動子（８）
を配置し、又縞模様面に対向して光ファイバ（１０）を
配置して超音波を透過する材質の薄肉円筒状の外筒（１
１）に収容して超音波内視鏡を構成する。（ィ）超音波
モータ（６）に連結固定されたライナーコイル（１ａ）
の外周にライナーコイル（１ａ）の軸線に平行に１個乃
至複数個の形状記憶合金コイル（２）を固定し、又形状
記憶合金コイル（２）を任意の通電区間に分割するよう
に複数箇所にそれぞれの給電線を接続し、その外側にラ
イナーコイル（１ｂ）を巻き付け更にその上を柔軟性の
外皮（５）で被覆して外筒（１１）に接続して屈曲部を
構成する。上記のように（ァ）及び（ィ）から構成され
る能動内視鏡（図１）。(1) An ultrasonic motor (6) has a shape in which one end of a cylinder is obliquely cut on an axis thereof, an inclined surface thereof serves as an ultrasonic reflection surface (7), and the other end has a shape in which it is cut vertically. A mirror (9) engraved with a radial stripe pattern is attached to the end face. Ultrasonic transducer (8) facing ultrasonic reflection surface (7)
And an optical fiber (10) facing the striped surface to form a thin cylindrical outer cylinder (1) made of a material that transmits ultrasonic waves.
The ultrasonic endoscope is housed in 1). (A) Liner coil (1a) fixedly connected to ultrasonic motor (6)
One or more shape memory alloy coils (2) are fixed to the outer circumference of the liner coil (1a) in parallel with the axis of the liner coil (1a), and the shape memory alloy coil (2) is divided into arbitrary energized sections at a plurality of locations. Are connected to each other, and a liner coil (1b) is wound around the outside thereof, and furthermore a flexible outer skin (5) is coated thereon and connected to an outer cylinder (11) to form a bent portion. An active endoscope comprising (a) and (a) as described above (FIG. 1). 【請求項２】 請求項１（ア）記載の超音波内視鏡にお
いて、その先端部分に感圧センサ（Ｇ）を取り付けた超
音波内視鏡と、（ィ）記載の屈曲部とから構成された能
動内視鏡（図２）。2. The ultrasonic endoscope according to claim 1, further comprising an ultrasonic endoscope having a pressure-sensitive sensor (G) attached to a distal end thereof, and a bent portion according to (a). Active endoscope (Fig. 2). 【請求項３】 請求項１（ア）記載の超音波内視鏡にお
いて、その先端部分に受信コイル（Ｆ）を取り付けた超
音波内視鏡と、（ィ）記載の屈曲部とから構成された能
動内視鏡（図３）。3. The ultrasonic endoscope according to claim 1, further comprising: an ultrasonic endoscope having a receiving coil (F) attached to a distal end thereof; and a bent portion according to (a). Active endoscope (Fig. 3). 【請求項４】 請求項１（ア）記載の超音波内視鏡にお
いて、その先端部分に受信コイル（Ｆ）及び感圧センサ
（Ｇ）を取り付けた超音波内視鏡と、（ィ）記載の屈曲
部とから構成された能動内視鏡（図４）。4. The ultrasonic endoscope according to claim 1, wherein a receiving coil (F) and a pressure-sensitive sensor (G) are attached to a tip portion of the ultrasonic endoscope. An active endoscope (FIG. 4) composed of a bent portion of FIG. 【請求項５】 有底円穴を有するブロック（ｂ１）の穴
内面に圧力センサ又は静電センサを用いた前進センサ
（ｂ２）、後進センサ（ｂ３）を底面に又複数個の方向
センサ（ｂ４）を穴の内周面に均等間隔に配置したフィ
ンガー操作ユニット（図５）5. A block (b1) having a bottomed circular hole, a forward sensor (b2) using a pressure sensor or an electrostatic sensor on the inner surface of the hole, a reverse sensor (b3) on the bottom surface, and a plurality of direction sensors (b4). ) On the inner peripheral surface of the hole at even intervals (Fig. 5) 【請求項６】 滑車（ｃ２）を取り付けたモータ（ｃ
５）を機台（ｃ１）上に固定する。機台（ｃ１）の柱部
上端にアーム（ｃ６）を揺動自在に取り付け、アーム
（ｃ６）の先端に滑車（ｃ３）を回転自在に取り付け
る。アーム（ｃ６）と機台（ｃ１）の間にスプリング
（ｃ４）を取り付ける。以上のように構成された前後進
機構（図６）。6. A motor (c) to which a pulley (c2) is attached.
5) is fixed on the machine base (c1). An arm (c6) is swingably attached to the upper end of the pillar portion of the machine base (c1), and a pulley (c3) is rotatably attached to the tip of the arm (c6). A spring (c4) is attached between the arm (c6) and the machine base (c1). The forward / reverse mechanism configured as described above (FIG. 6). 【請求項７】 前後進機構（Ｃ）を取り付けた請求項１
記載の能動内視鏡と、フィンガー操作ユニット（Ｂ）
と、フィンガー操作ユニット入力回路、前後進機構駆動
回路、形状記憶合金コイル給電回路、及びＣＰＵ回路を
内蔵するコントロールユニット（Ｄ１）を電気的に接続
して構成される能動内視鏡の操作システム（図７）。7. The vehicle according to claim 1, further comprising a forward / reverse mechanism (C).
Active endoscope described above and a finger operation unit (B)
And an operation system for an active endoscope configured by electrically connecting a finger operation unit input circuit, a forward and backward movement mechanism drive circuit, a shape memory alloy coil power supply circuit, and a control unit (D1) containing a CPU circuit. (FIG. 7). 【請求項８】 前後進機構（Ｃ）を取り付けた請求項２
記載の能動内視鏡と、フィンガー操作ユニット（Ｂ）
と、フィンガー操作ユニット入力回路、前後進機構駆動
回路、感圧センサー入力回路、形状記憶合金コイル給電
回路、及びＣＰＵ回路を内蔵するコントロールユニット
（Ｄ２）を電気的に接続して構成される能動内視鏡の操
作システム（図８）。8. The vehicle according to claim 2, further comprising a forward / reverse mechanism (C).
Active endoscope described above and a finger operation unit (B)
And a control unit (D2) having a finger operation unit input circuit, a forward / reverse mechanism drive circuit, a pressure-sensitive sensor input circuit, a shape memory alloy coil power supply circuit, and a CPU circuit. Endoscope operation system (FIG. 8). 【請求項９】 前後進機構（Ｃ）を取り付けた請求項３
記載の能動内視鏡と、フィンガー操作ユニット（Ｂ）、
磁気センサーの発信コイル（Ｅ）及びフィンガー操作ユ
ニット入力回路、前後進機構駆動回路、磁気センサー回
路、形状記憶合金コイル給電回路、ＣＰＵ回路を内蔵す
るコントロールユニット（Ｄ３）を電気的に接続して構
成される能動内視鏡の操作システム（図９）。9. A back-and-forth forward mechanism (C) is attached.
The active endoscope described above, a finger operation unit (B),
A control unit (D3) including a transmission coil (E) of a magnetic sensor, a finger operation unit input circuit, a forward / reverse mechanism driving circuit, a magnetic sensor circuit, a shape memory alloy coil power supply circuit, and a CPU circuit is electrically connected. The operation system of the active endoscope to be used (FIG. 9). 【請求項１０】 前後進機構（Ｃ）を取り付けた請求項
３記載の能動内視鏡と、任意の空間に保持された磁気セ
ンサーの受信コイル（Ｆ２）と、磁気センサーの発信コ
イル（Ｅ）及び前後進機構駆動回路、磁気センサー回
路、形状記憶合金コイル給電回路、ＣＰＵ回路を内蔵す
るコントロールユニット（Ｄ４）を電気的に接続して構
成される能動内視鏡の操作システム（図１０）。10. The active endoscope according to claim 3, further comprising a forward and backward movement mechanism (C), a receiving coil (F2) of a magnetic sensor held in an arbitrary space, and a transmitting coil (E) of the magnetic sensor. And an active endoscope operation system (FIG. 10) configured by electrically connecting a control unit (D4) including a forward / backward mechanism driving circuit, a magnetic sensor circuit, a shape memory alloy coil feeding circuit, and a CPU circuit. 【請求項１１】 前後進機構（Ｃ）を取り付けた請求項
４記載の能動内視鏡と、フィンガー操作ユニット（Ｂ）
と、磁気センサーの発信コイル（Ｅ）及びフィンガー操
作ユニット入力回路、前後進機構駆動回路、磁気センサ
ー回路、感圧センサー入力回路、形状記憶合金コイル給
電回路、ＣＰＵ回路を内蔵するコントロールユニット
（Ｄ５）を電気的に接続して構成される能動内視鏡の操
作システム（図１１）。11. The active endoscope according to claim 4, further comprising a forward and backward movement mechanism (C), and a finger operation unit (B).
And a control unit (D5) incorporating a transmission coil (E) of the magnetic sensor and a finger operation unit input circuit, a forward and backward mechanism driving circuit, a magnetic sensor circuit, a pressure-sensitive sensor input circuit, a shape memory alloy coil power supply circuit, and a CPU circuit. An operation system for an active endoscope configured by electrically connecting the electronic endoscope (FIG. 11). 【請求項１２】 前後進機構（Ｃ）を取り付けた請求項
４記載の能動内視鏡と、任意の空間に保持された磁気セ
ンサーの受信コイル（Ｆ２）と磁気センサーの発信コイ
ル（Ｅ）及び前後進機構駆動回路、磁気センサー回路、
感圧センサー入力回路、形状記憶合金コイル給電回路、
ＣＰＵ回路を内蔵するコントロールユニット（Ｄ６）を
電気的に接続して構成される能動内視鏡の操作システム
（図１２）。12. The active endoscope according to claim 4, further comprising a forward / reverse mechanism (C), a receiving coil (F2) of a magnetic sensor and a transmitting coil (E) of a magnetic sensor held in an arbitrary space. Forward / reverse mechanism drive circuit, magnetic sensor circuit,
Pressure-sensitive sensor input circuit, shape memory alloy coil feeding circuit,
An operation system for an active endoscope configured by electrically connecting a control unit (D6) containing a CPU circuit (FIG. 12).