JP2012024371A - プローブ駆動装置及びプローブ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】プローブ駆動装置60が、外筒61と、プローブ本体40の基端部に連結され、プローブ本体40と同軸になるように設けられ、外筒61に挿入され、外筒61に対して相対的に軸心方向に直動可能であり、外筒61に対して相対的に周方向に回転可能な回転体62と、回転体62の外周面に形成された案内溝63と、外筒61の内周面に形成され、案内溝63に差し込まれた係合凸部71と、回転体62を軸心方向に直動させる直動駆動部73と、を備える。案内溝63は、周方向にうねるよう波形状に形成されている。
【選択図】図3
Description
特許文献1には、光ファイバのねじれ弾性限界の範囲内でプローブ本体を回転振動させる技術が記載されている。
特許文献2には、光ファイバのねじれ範囲を360°にする点が記載されている。
特許文献3には、プローブ本体に光ファイバとミラーが内蔵され、光ファイバから出射される光がミラーによって径方向に反射される技術が記載されている。この特許文献3に記載の技術では、ミラーと光ファイバを機械的に分離し、ミラーを周方向に回転させるとともに長手方向に移動させるようになっている。
プローブ駆動装置が、
外筒と、
プローブ本体の基端部に連結され、前記プローブ本体と同軸になるように設けられ、前記外筒に挿入され、前記外筒に対して相対的に軸心方向に直動可能であり、前記外筒に対して相対的に周方向に回転可能な回転体と、
前記外筒の内周面と前記回転体の外周面のうちの一方に形成された案内溝と、
前記外筒の内周面と前記回転体の外周面のうちの他方に形成され、前記案内溝に差し込まれた係合凸部と、
前記回転体を軸心方向に直動させる直動駆動部と、を備え、
前記案内溝は、前記回転体が先端向き又は基端向きに前記直動駆動部によって直動した場合に前記回転体が周方向に往復回転するように形成されている。
前記案内溝が周方向にうねるよう波形状に形成されている。
前記案内溝の波形が台形波、正弦波、三角波、半円形波又は半楕円形波である。
前記案内溝の波形の周方向に沿う振動の幅が前記外筒の内周面と前記回転体の外周面のうちの一方の周の長さ以上、その周の長さの2倍未満であることとした。
前記案内溝が、前記外筒の内周面と前記回転体の外周面のうちの一方に左ねじの螺旋状に形成された左ねじチャネル部と、前記外筒の内周面と前記回転体の外周面のうちの一方に右ねじの螺旋状に形成された右ねじチャネル部と、を交互に連ねたものである。
前記左ねじチャネル部及び前記右ねじチャネル部が前記外筒の内周面と前記回転体の外周面のうちの一方を巻く数が1以上2未満である。
前記案内溝に形成された複数の突起又凹部が前記案内溝に沿って配列され、
前記係合凸部が前記突起又は前記凹部を検出するセンサであり、又は、前記突起又は前記凹部を検出するセンサが前記係合凸部に設けられている請求項1から6の何れか一項に記載のプローブ駆動装置。
プローブが、
先端部から励起光を生体組織の観察対象部位へ照射するとともに、この照射光に起因して前記観察対象部位から放射される放射光を先端部で受光するプローブ本体と、
外筒と、
前記プローブ本体の基端部に連結され、前記プローブ本体と同軸になるように設けられ、前記外筒に挿入され、前記外筒に対して相対的に軸心方向に直動可能であり、前記外筒に対して相対的に周方向に回転可能な回転体と、
前記外筒の内周面と前記回転体の外周面のうちの一方に形成された案内溝と、
前記外筒の内周面と前記回転体の外周面のうちの他方に形成され、前記案内溝に差し込まれた係合凸部と、
前記回転体を軸心方向に直動させる直動駆動部と、を備え、
前記案内溝は、前記回転体が先端向き又は基端向きに前記直動駆動部によって直動した場合に前記回転体が周方向に往復回転するように形成されている。
前記案内溝が周方向にうねるよう波形状に形成されている。
前記案内溝の波形が台形波、正弦波、三角波、半円形波又は半楕円形波である。
前記案内溝の波形の周方向に沿う振動の幅が前記外筒の内周面と前記回転体の外周面のうちの一方の周の長さ以上、その周の長さの2倍未満である。
前記案内溝が、前記外筒の内周面と前記回転体の外周面のうちの一方に左ねじの螺旋状に形成された左ねじチャネル部と、前記外筒の内周面と前記回転体の外周面のうちの一方に右ねじの螺旋状に形成された右ねじチャネル部と、を交互に連ねたものである。
前記左ねじチャネル部及び前記右ねじチャネル部が前記外筒の内周面と前記回転体の外周面のうちの一方を巻く数が1以上2未満である。
前記案内溝に形成された複数の突起又は凹部が前記案内溝に沿って配列され、
前記係合凸部が前記突起又は前記凹部を検出するセンサであり、又は、前記突起又は前記凹部を検出するセンサが前記係合凸部に設けられている。
コントローラ8は、診断装置1の各部の動作を制御するものである。コントローラ8は、CPU9、発光制御部10、インターフェース11、駆動制御部12、カメラ制御部13、洗浄制御部14、照明制御部15、ROM16、RAM17、インターフェース18、信号処理部19及びバルーン制御部20等を備える。ROM16には、CPU9にとって読取可能なプログラムが格納されている。CPU9は、ROM16に格納されたプログラムを実行して、そのプログラムに従って発光制御部10、インターフェース11、駆動制御部12、カメラ制御部13、洗浄制御部14、照明制御部15、インターフェース18、信号処理部19及びバルーン制御部20を制御すると共に、これらの間で信号・データの転送を行う。RAM17は、CPU9に作業領域を提供するものである。
光源2は、照射光を発生させるものであり、波長選択フィルタを介してプローブ30に連結されている。光源2から発した照射光がプローブ30の先端部に導光され、その照射光がプローブ30の先端部から径方向に向かって管腔K内の生体組織の観察対象部位に照射される。照射光は、キセノン光などの励起光であり、更に具体的にはX線、紫外線、可視光線、電磁波等を指す。
測光部3は、プローブ30によって受光した放射光を分光するとともに、その放射光の強度を波長ごとに測定する。放射光とは、照射光が生体組織の観察対象部位に照射されることによって、その観察対象部位から発する光である。放射光は、X線、紫外線、可視光線、電磁波等である。放射光は蛍光(自家蛍光)であり、放射光の波長と照射光の波長が異なる。なお、放射光が、散乱光又はラマン散乱光であってもよい。
案内溝63の波形の振幅が一定であることがより好ましいが、一定でなくてもよい。案内溝63の波形の周方向に沿う振動の幅(振動の幅は、振幅の二倍である。)は、回転体62の外周の長さの2倍よりも短いことが好ましい。更に好ましくは、案内溝63の波形の周方向に沿う振動の幅は、回転体62の外周の長さよりも短い。
案内溝63の波形の波長が一定であることがより好ましいが、一定でなくてもよい。
案内溝63の波形の折り返し部(振幅方向両側に現れる頂上部)の数は、1又は2以上である。案内溝63の波形の折り返し部の数が1であれば、その波形は単パルス波であり、案内溝63の波形の折り返し部の数が2以上であれば、連続波である。
案内溝63の波形は、台形波、正弦波、三角波、半円形波又は半楕円形波であることが好ましい。案内溝63の波形が台形波又は三角波である場合、波形の角部が丸まっていることが好ましい。その角部の内角が大きいことが好ましい。
以下、図5〜図12を参照して、案内溝63の波形について幾つかの例を挙げて説明する。図5、図7、図9及び図11に示された矢印Aは、プローブ30の先端に向かう向きであり、矢印Bはプローブ30の基端に向かう向きである。
図5は、回転体62の一部を示した斜視図であり、図6は、回転体62の外周面の展開図である。
図5、図6に示すように、例1に係る案内溝63は、振幅が一定の台形波の形状をなしている。その台形波の振動の幅(振動の幅は、片側の折り返し部66からもう片側の折り返し部67までの回転体62の周方向に沿う距離である。)は、回転体62の外周の長さよりも短い。その台形波の片側の折り返し部66が回転体62の軸心に平行な直線状に形成されているとともに、一定間隔で配列されている。もう片側の折り返し部67も回転体62の軸心に平行な直線状に形成されており、回転体62の軸心方向にみて折り返し部66と折り返し部67が互い違いになっている。台形の一方の対辺に相当する部分64(以下、左ねじチャネル部64という。)が左ねじの螺旋状となっており、台形のもう一方の対辺に相当する部分65(以下、右ねじチャネル部65という。)が右ねじの螺旋状となっている。左ねじチャネル部64と右ねじチャネル部65が回転体62の軸心方向に沿って互い違いに配列されている。左ねじチャネル部64と右ねじチャネル部65が、折り返し部66,折り返し部67を介して交互に一連に連結している。台形波の振動の幅が回転体62の外周の長さよりも短いので、左ねじチャネル部64及び右巻きチャネル部65が回転体62の回りを巻く数はゼロ超1未満である。
図7は、回転体62の一部を示した斜視図であり、図8は、回転体62の外周面の展開図である。図7、図8に示すように、例2に係る案内溝63は、例1に係る案内溝63と同様に、振幅が一定の台形波の形状をなしている。その台形波の振動の幅は、回転体62の外周の長さ以上である。より好ましくは、その台形波の振動の幅は、回転体62の外周の長さ以上であって、回転体62の外周の長さの2倍よりも短い。そのため、各左ねじチャネル部64及び各右巻きチャネル部65が回転体62の回りを巻く数は1以上であり、より好ましくは1以上2未満である。案内溝63のうち折り返し部66寄りの部分と折り返し部67寄りの部分がオーバーラップしている。
図9は、回転体62の一部を示した斜視図であり、図10は、回転体62の外周面の展開図である。図9、図10に示すように、例3に係る案内溝63は、振幅が一定の正弦波の形状をなしている。その正弦波の振動の幅は、回転体62の外周の長さよりも短い。片側の折り返し部66が正弦波の頂部であり、もう片側の折り返し部66が正弦波の底部である。左ねじの螺旋状となった左ねじチャネル部64と、右ねじの螺旋状となった右ねじチャネル部65とが回転体62の軸心方向に沿って互い違いに配列されている。そして、左ねじチャネル部64と右ねじチャネル部65が折り返し部66,折り返し部67を介して交互に一連に連結している。正弦波の振動の幅が回転体62の外周の長さよりも短いので、左ねじチャネル部64及び右巻きチャネル部65が回転体62の回りを巻く数はゼロ超2未満である。
図11は、回転体62の一部を示した斜視図であり、図12は、回転体62の外周面の展開図である。図11、図12に示すように、例4に係る案内溝63は、例3に係る案内溝63と同様に、振幅が一定の正弦波の形状をなしている。その正弦波の振動の幅は、回転体62の外周の長さ以上である。より好ましくは、その正弦波の振動の幅は、回転体62の外周の長さ以上であって、回転体62の外周の長さの2倍よりも短い。そのため、各左ねじチャネル部64及び各右巻きチャネル部65が回転体62の回りを巻く数は1以上であり、より好ましくは1以上2未満である。案内溝63のうち折り返し部66寄りの部分と折り返し部67寄りの部分がオーバーラップしている。
モータ74が右回りに回転すると、キャリッジ76、軸部77及び回転体62が図4に示す矢印Aの向き(先端向き)に駆動される。回転体62が矢印Aの向きに軸心に沿って移動すると、回転体62が往復回転する。これは、係合凸部71が案内溝63に差し込まれているためである。
一方、案内溝63の波形が図7、図11に示すような波形である場合、左ねじチャネル部64及び右巻きチャネル部65が回転体62の回りを巻く数は1以上2未満であるから、回転体62及びプローブ本体40が矢印Cの向きに回転できる最大範囲は360°以上、720°未満である。回転体62及びプローブ本体40が矢印Dの向きに回転できる最大範囲も同様である。
まず、プローブ本体40の先端(観察ヘッド44の先端)が外管31の先端よりも基端寄りに位置し、撮像窓51と窓32が対向する状態にしておく。
ここで、照明46を消灯し、さらに矢印A方向に回転体62及びプローブ本体40を移動させることにより、透過窓50を測定点に位置させたら、コントローラ8によってプローブ駆動装置60のモータ74が停止される。
上述のような測定が何回か繰り返されて(又は測定が連続的に行われて)、現在の観察対象部位の診断が終了すると、コントローラ8によってプローブ駆動装置60のモータ74を駆動して、回転体62及びプローブ本体40を軸心方向に沿って矢印Bの向きに移動させる。プローブ本体40の先端が外管31内に引き込んだら、コントローラ8により流体機器21を駆動して、バルーン34を収縮させる。
そして、外管31及びプローブ本体40を管腔Kから取り出す。或いは、次の観察対象部位がある場合には、次の観察対象部位まで外管31及びプローブ本体40の先端部を移動させ、上記同様の操作を繰り返す。
図13に示すように、案内溝63に複数の突起81が形成され、これら突起81が案内溝63に沿って配列されている。これら突起81は等間隔で配列されていることが好ましい。なお、このような突起81は、図5,図7,図9,図11に示す台形波や正弦波の案内溝63のみならず、三角波、半円形波及び半楕円形波の案内溝63に形成されていてもよい。
図14に示すように、案内溝63に複数の凹部82が形成され、これら凹部82が案内溝63に沿って配列されている。これら凹部82は等間隔で配列されていることが好ましい。なお、このような凹部82は、図5,図7,図9,図11に示す台形波や正弦波の案内溝63のみならず、三角波、半円形波及び半楕円形波の案内溝63に形成されていてもよい。
図15に示すように、案内溝63が外筒61の内周面に形成され、係合凸部71が回転体62の外周面に凸設されている。係合凸部71が案内溝63に差し込まれ、係合凸部71が案内溝63に沿って摺動可能となっている。
なお、理解を容易にするため、図15では、回転体62の断面が示されているのではなく、回転体62の側面が示されている。
上記実施形態では、モータ74の動力を回転体62に伝動して、モータ74の回転運動を回転体62の直線運動に変換する伝動機構が、ボールねじ伝動機構である。伝動機構はボールねじ伝動機構に限るものではない。例えば、ピニオンラック機構を伝動機構に適用することができる。
上記実施形態では、診断装置1の各部がコントローラ8によって順序制御されることによって、測定・診断が自動的に行われるものとした。それに対して、診断装置1の各部を手動で動作・停止させることによって、測定・診断を手動で行うものとしてもよい。また、上述の動作順序は一例であり、他の順序で診断装置1の各部を動作させるものとしてもよい。
管腔へプローブを挿入する前に、プローブ本体40を初期位置(窓32と撮像窓51とが向き合う位置)にセットするにあたって、プローブ本体40を速やかに初期位置に配置できるようにするため、回転体62の先端部に回転体の軸心に沿う直線状の案内溝を設けておくようにしてもよい。キャリッジを図4の矢印A方向に向けて移動させることにより、回転体62がと直線状の案内溝に沿って直線的に移動するので、プローブ本体40を速やかに初期位置にセットすることができる。
40 プローブ本体
60 プローブ駆動装置
61 外筒
62 回転体
63 案内溝
64 左ねじチャネル部
65 右ねじチャネル部
71 係合凸部
73 直動駆動部
81 突起
82 凹部
83 センサ
Claims (14)
- 外筒と、
プローブ本体の基端部に連結され、前記プローブ本体と同軸になるように設けられ、前記外筒に挿入され、前記外筒に対して相対的に軸心方向に直動可能であり、前記外筒に対して相対的に周方向に回転可能な回転体と、
前記外筒の内周面と前記回転体の外周面のうちの一方に形成された案内溝と、
前記外筒の内周面と前記回転体の外周面のうちの他方に形成され、前記案内溝に差し込まれた係合凸部と、
前記回転体を軸心方向に直動させる直動駆動部と、を備え、
前記案内溝は、前記回転体が先端向き又は基端向きに前記直動駆動部によって直動した場合に前記回転体が周方向に往復回転するように形成されているプローブ駆動装置。 - 前記案内溝が周方向にうねるよう波形状に形成されている請求項1に記載のプローブ駆動装置。
- 前記案内溝の波形が台形波、正弦波、三角波、半円形波又は半楕円形波である請求項2に記載のプローブ駆動装置。
- 前記案内溝の波形の周方向に沿う振動の幅が前記外筒の内周面と前記回転体の外周面のうちの一方の周の長さ以上、その周の長さの2倍未満である請求項2又は3に記載のプローブ駆動装置。
- 前記案内溝が、前記外筒の内周面と前記回転体の外周面のうちの一方に左ねじの螺旋状に形成された左ねじチャネル部と、前記外筒の内周面と前記回転体の外周面のうちの一方に右ねじの螺旋状に形成された右ねじチャネル部と、を交互に連ねたものである請求項1に記載のプローブ駆動装置。
- 前記左ねじチャネル部及び前記右ねじチャネル部が前記外筒の内周面と前記回転体の外周面のうちの一方を巻く数が1以上2未満である請求項5に記載のプローブ駆動装置。
- 前記案内溝に形成された複数の突起又凹部が前記案内溝に沿って配列され、
前記係合凸部が前記突起又は前記凹部を検出するセンサであり、又は、前記突起又は前記凹部を検出するセンサが前記係合凸部に設けられている請求項1から6の何れか一項に記載のプローブ駆動装置。 - 先端部から照射光を生体組織の観察対象部位へ照射するとともに、この照射光に起因して前記観察対象部位から放射される放射光を先端部で受光するプローブ本体と、
外筒と、
前記プローブ本体の基端部に連結され、前記プローブ本体と同軸になるように設けられ、前記外筒に挿入され、前記外筒に対して相対的に軸心方向に直動可能であり、前記外筒に対して相対的に周方向に回転可能な回転体と、
前記外筒の内周面と前記回転体の外周面のうちの一方に形成された案内溝と、
前記外筒の内周面と前記回転体の外周面のうちの他方に形成され、前記案内溝に差し込まれた係合凸部と、
前記回転体を軸心方向に直動させる直動駆動部と、を備え、
前記案内溝は、前記回転体が先端向き又は基端向きに前記直動駆動部によって直動した場合に前記回転体が周方向に往復回転するように形成されているプローブ。 - 前記案内溝が周方向にうねるよう波形状に形成されている請求項8に記載のプローブ。
- 前記案内溝の波形が台形波、正弦波、三角波、半円形波又は半楕円形波である請求項9に記載のプローブ。
- 前記案内溝の波形の周方向に沿う振動の幅が前記外筒の内周面と前記回転体の外周面のうちの一方の周の長さ以上、その周の長さの2倍未満である請求項9又は10に記載のプローブ。
- 前記案内溝が、前記外筒の内周面と前記回転体の外周面のうちの一方に左ねじの螺旋状に形成された左ねじチャネル部と、前記外筒の内周面と前記回転体の外周面のうちの一方に右ねじの螺旋状に形成された右ねじチャネル部と、を交互に連ねたものである請求項8に記載のプローブ。
- 前記左ねじチャネル部及び前記右ねじチャネル部が前記外筒の内周面と前記回転体の外周面のうちの一方を巻く数が1以上2未満である請求項12に記載のプローブ。
- 前記案内溝に形成された複数の突起又は凹部が前記案内溝に沿って配列され、
前記係合凸部が前記突起又は前記凹部を検出するセンサであり、又は、前記突起又は前記凹部を検出するセンサが前記係合凸部に設けられている請求項8から13の何れか一項に記載のプローブ。
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