JP2710418B2 - Endoscope device - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本願発明は内視鏡の挿入部の挿入状態を３次元表示す
る内視鏡装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to an endoscope apparatus for three-dimensionally displaying an insertion state of an insertion portion of an endoscope.

［従来の技術と発明が解決しようとする課題］ 近年、細長の挿入部を体腔内に挿入することによって
切開することなく、体腔内の臓器等を観察、診断した
り、あるいは処置具を用いて治療処置のできる医療用内
視鏡が多用されている。また、同様に細長の挿入部を機
器等の内部に挿入して機器内を観察したり、処置のでき
る工業用内視鏡が用いられている。[Problems to be Solved by the Related Art and the Invention] In recent years, an organ or the like in a body cavity is observed and diagnosed without using an incision by inserting an elongated insertion portion into the body cavity, or using a treatment tool. 2. Description of the Related Art Medical endoscopes capable of performing therapeutic treatment are frequently used. Similarly, there is used an industrial endoscope capable of observing the inside of a device by inserting a slender insertion portion into the inside of the device or the like and performing treatment.

上記医療用内視鏡において一般的に上記挿入部は可撓
性を有し、体腔内で湾曲されるようになっているが、こ
の体腔内での湾曲状態を知ることは患者に与える苦痛を
できるだけ軽減し、且つ体壁の穿孔等を防止する意味で
非常に重要である。Generally, in the medical endoscope, the insertion portion has flexibility and is configured to be curved in a body cavity. However, knowing the state of curvature in the body cavity causes pain to a patient. It is very important to reduce as much as possible and prevent perforation of the body wall.

このような状況の中で特公昭61-60689号公報では可撓
管の湾曲状態を画像表示部に２次元表示させる技術が示
されている。In such a situation, Japanese Patent Publication No. 61-60689 discloses a technique for displaying a curved state of a flexible tube two-dimensionally on an image display unit.

また、特開昭63-292934号公報では対外に設けた湾曲
部ダミーを術者が操作することにより、その対外湾曲ダ
ミーに応じて体内の湾曲部を湾曲させる技術が示されて
いる。Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-292934 discloses a technique in which an operator operates a bending portion dummy provided outside to bend a bending portion in a body in accordance with the external bending dummy.

ところが上記特公昭61-60689号公報では２次元表示で
あるために立体的な挿入部の状態が認識しずらかった。
また、特開昭63-292934号公報の技術では湾曲部が体壁
等に当たった場合、湾曲部ダミーからの指示湾曲量と湾
曲部の実際の湾曲量との間に誤差が生じ、体外湾曲部ダ
ミーの通りに実際に湾曲部が湾曲される保証はなかっ
た。However, in Japanese Patent Publication No. Sho 61-60689, it is difficult to recognize the state of the three-dimensional insertion portion because of the two-dimensional display.
Further, in the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-292934, when the bending portion hits a body wall or the like, an error occurs between the bending amount indicated from the bending portion dummy and the actual bending amount of the bending portion, and extracorporeal bending occurs. There was no guarantee that the curved portion was actually curved as shown in the section dummy.

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、挿
入部の３次元表示を行うことができるようにし、挿入部
の湾曲状態を認識し易くした内視鏡装置を提供すること
を目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide an endoscope apparatus capable of performing three-dimensional display of an insertion portion and easily recognizing a curved state of the insertion portion. I do.

［課題を解決するための手段及び作用］ 本発明による内視鏡装置は、挿入部の先端部が湾曲自
在な湾曲部を有する内視鏡を備えた内視鏡装置におい
て、 前記湾曲部の湾曲方向ごとに前記挿入部の長手方向に
沿って複数箇所に設けられ、その位置における湾曲度合
を検出する複数の検出素子と、この複数の検出素子から
の出力に基づいて前記挿入部の湾曲状態を立体的に告知
する告知手段とを具備することを特徴としたものであ
る。[Means and Actions for Solving the Problems] An endoscope apparatus according to the present invention is an endoscope apparatus provided with an endoscope having a bending section in which a distal end portion of an insertion section can be freely bent. Provided at a plurality of locations along the longitudinal direction of the insertion portion for each direction, a plurality of detection elements for detecting the degree of curvature at that position, and the bending state of the insertion portion based on the output from the plurality of detection elements And a notifying means for three-dimensionally notifying.

本発明では、複数個の検出素子から、その検出素子の
設けられた位置での湾曲情報が出力され、この情報を受
けて挿入部の湾曲状態が告知手段によって立体的に告知
される。According to the present invention, the bending information at the position where the detection element is provided is output from the plurality of detection elements, and the bending state of the insertion portion is three-dimensionally notified by receiving the information.

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照して具体的に説明
する。Examples Examples of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.

第１図ないし第４図は本発明の第１実施例に係り、第
１図は内視鏡装置の説明図、第２図は第１図のＡ−Ａ′
方向断面図、第３図は第１図のＢ−Ｂ′方向断面図、第
４図は湾曲状態表示制御回路のブロック図である。1 to 4 relate to a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is an explanatory view of an endoscope apparatus, and FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA 'of FIG.
FIG. 3 is a sectional view taken along the line BB 'of FIG. 1, and FIG. 4 is a block diagram of a bending state display control circuit.

第１図において、本実施例の内視鏡装置１は内視鏡２
と、集中コントロール装置３と、告知手段としての湾曲
表示装置４と、TVモニタ６とで構成されている。In FIG. 1, an endoscope apparatus 1 according to the present embodiment includes an endoscope 2.
, A centralized control device 3, a curved display device 4 as notification means, and a TV monitor 6.

上記内視鏡１は細長の挿入部７を備えており、この挿
入部７の後端部に操作部８が連設されている。挿入部７
には先端側より先端部９、湾曲部11、可撓管部12とが順
に設けられており、可撓管部12に前記操作部８が連設さ
れている。The endoscope 1 has an elongated insertion section 7, and an operation section 8 is connected to a rear end of the insertion section 7. Insertion part 7
A distal end portion 9, a bending portion 11, and a flexible tube portion 12 are provided in this order from the distal end side, and the operating portion 8 is connected to the flexible tube portion 12.

上記操作部８にはユニバーサルケーブル13が延出され
ており、このユニバーサルケーブル13の後端部に設けら
れたコネクタ14が前記集中コントロール装置３に接続さ
れている。また、操作部８には湾曲スイッチ16と、処置
具起上台操作レバー17とが設けられている。A universal cable 13 extends from the operation unit 8, and a connector 14 provided at the rear end of the universal cable 13 is connected to the central control device 3. Further, the operation unit 8 is provided with a bending switch 16 and a treatment instrument raising base operation lever 17.

上記先端部９の先端面には対物光学系18が設けられて
おり、この対物光学系18の後方には固体撮像素子19が、
その撮像面を対物光学系18の結像位置になるように設け
られている。固体撮像素子19には信号線21の一端が接続
されており、信号線21の他端は挿入部７と操作部８とユ
ニバーサルケーブル13の内部を挿通されて集中コントロ
ール装置３内のビデオプロセッサ22に接続されている。An objective optical system 18 is provided on the distal end surface of the distal end portion 9, and a solid-state imaging device 19 is provided behind the objective optical system 18.
The imaging surface is provided so as to be located at the image forming position of the objective optical system 18. One end of a signal line 21 is connected to the solid-state imaging device 19, and the other end of the signal line 21 is inserted through the insertion section 7, the operation section 8, and the inside of the universal cable 13, and is connected to the video processor 22 in the central control device 3. It is connected to the.

また、上記先端部９内には処置具起上台23が設けられ
ており、図示しない処置具の突出方向を調整できるよう
になっている。処置具起上台23には挿入部７と操作部８
の内部を挿通された起上用ワイヤ24の一端が接続されて
おり、ワイヤ24の他端は操作部８内のスライダ26に接続
されている。スライダ26は操作部８の長手方向に摺動自
在に設けられており、ピン27を支点として回動自在に設
けられた前記処置具起上台用操作レバー17の一端と連結
されており、レバー17を操作することによってワイヤ24
を牽引弛緩して、処置具起上台23を起上できるようにな
っている。In addition, a treatment instrument raising stand 23 is provided in the distal end portion 9 so that a projection direction of a treatment instrument (not shown) can be adjusted. The treatment tool raising table 23 has an insertion section 7 and an operation section 8
Is connected to one end of a raising wire 24 inserted therein, and the other end of the wire 24 is connected to a slider 26 in the operation unit 8. The slider 26 is provided so as to be slidable in the longitudinal direction of the operation unit 8, and is connected to one end of the treatment tool raising table operation lever 17, which is rotatably provided with a pin 27 as a fulcrum. By manipulating the wire 24
, And the treatment instrument raising table 23 can be raised.

更に、上記先端部９の後端面には挿入部７の長手方向
中心に対して周方向に互いに略90度の角度を有する位置
に湾曲ワイヤ28a,28bの一端が固定されている。この湾
曲ワイヤ28a,28bは挿入部７の内部を挿通されて操作部
８に設けられたプーリ29a,29bに巻き掛けられ、再び、
挿入部７の内部を挿通されて、ワイヤ28aの他端はワイ
ヤ28aの一端と、ワイヤ28bの他端はワイヤ28bの一端と
各々対向する位置で先端部９と固定される。Further, one ends of the bending wires 28a and 28b are fixed to the rear end surface of the distal end portion 9 at positions that are substantially 90 degrees from each other in the circumferential direction with respect to the longitudinal center of the insertion portion 7. The bending wires 28a and 28b are inserted through the inside of the insertion section 7 and wound around pulleys 29a and 29b provided on the operation section 8, and again,
The inside of the insertion portion 7 is inserted, and the other end of the wire 28a is fixed to the tip 9 at a position facing the one end of the wire 28a and the other end of the wire 28b faces the one end of the wire 28b.

上記プーリ29a,29bは超音波モータ31a,31bによって各
々回動されるようになっている。超音波プーリ31a,31b
にはユニバーサルケーブル13内を挿通された信号線32,3
2の一端が接続され、信号線32,32の他端は集中コントロ
ール装置３内の湾曲モータドライバ33に接続されてい
る。The pulleys 29a and 29b are rotated by ultrasonic motors 31a and 31b, respectively. Ultrasonic pulleys 31a, 31b
Signal lines 32, 3 inserted through the universal cable 13
2 is connected to one end, and the other ends of the signal lines 32, 32 are connected to a bending motor driver 33 in the central control device 3.

上記先端部９の後端部には前記湾曲部11を構成する複
数の湾曲駒34a,34b,…のうち、最前部の第１湾曲駒34a
が外嵌固定されている。第１湾曲駒34aの後端部外周に
は互いに対向する位置であって外径方向に枢支ピン36,3
6が設けられており、この枢支ピン36,36によって次に続
く第２湾曲駒34bが回動自在に連結されている。第２湾
曲駒34bの後端部外周には第１湾曲駒34aに設けられた枢
支ピン36,36に対して90度の角度をなす位置に枢支ピン3
6,36が設けられ、第３湾曲駒34cが回動自在に連結され
ている。以下、同様に湾曲駒34d,34e,…が各湾曲駒34の
間で90度の角度をなす枢支ピン36で連結されており、湾
曲部11は上下左右方向に湾曲されるようになっている。Of the plurality of bending pieces 34a, 34b,... Constituting the bending portion 11, the frontmost first bending piece 34a
Are externally fitted and fixed. The outer periphery of the rear end portion of the first bending piece 34a is located at a position facing each other, and the pivot pins 36, 3
6 are provided, and the following second bending piece 34b is rotatably connected by the pivot pins 36, 36. The pivot pin 3 is located on the outer periphery of the rear end of the second bending piece 34b at an angle of 90 degrees to the pivot pins 36 provided on the first bending piece 34a.
6, 36 are provided, and the third bending piece 34c is rotatably connected. Hereinafter, similarly, the bending pieces 34d, 34e,... Are connected to each other by a pivot pin 36 forming an angle of 90 degrees between the bending pieces 34, and the bending portion 11 is bent in the vertical and horizontal directions. I have.

上記の各枢支ピン36,36,…には第２図に示すような検
出素子としてのポテンショメータ37が各々設けられてい
る。ポテンショメータ37はケース37aとケース37bとが重
ねられており、ケース37aの周壁に突設されたピン38aは
枢支ピン36で連結された一方の湾曲駒34nに固定され、
ケース37bの周壁から突設されたピン38bは他方の湾曲駒
34mに固定されている。このように構成されることによ
ってポテンショメータ37は湾曲駒34n、34mの回転角度を
検出し、出力できるようになっている。各ポテンショメ
ータ37には挿入部７と操作部８とユニバーサルケーブル
13の内部を挿通された信号線39,39,…の一端が接続さ
れ、信号線39,39,…の他端は集中コントロール装置３内
の湾曲状態表示制御回路41に接続されている。Each of the pivot pins 36, 36,... Is provided with a potentiometer 37 as a detecting element as shown in FIG. In the potentiometer 37, a case 37a and a case 37b are overlapped, and a pin 38a protruding from the peripheral wall of the case 37a is fixed to one bending piece 34n connected by a pivot pin 36,
The pin 38b protruding from the peripheral wall of the case 37b is the other curved piece.
It is fixed at 34m. With this configuration, the potentiometer 37 can detect and output the rotation angles of the bending pieces 34n and 34m. Each potentiometer 37 has an insertion section 7, an operation section 8, and a universal cable
One end of each of the signal lines 39, 39,... Inserted through the inside of the thirteen is connected to the bending state display control circuit 41 in the centralized control device 3. The other end of each of the signal lines 39, 39,.

上記湾曲部11及び可撓管部12は被覆チューブ42で外周
を被覆されている。The outer periphery of the bending portion 11 and the flexible tube portion 12 is covered with a covering tube.

上記操作部８に設けられた湾曲スイッチ16は上下方向
及び左右方向の湾曲を指示する信号を出力するようにな
っている。湾曲スイッチ16にはユニバーサルケーブル13
の内部を挿通された信号線43の一端が接続され、この信
号線43の他端は集中コントロール装置３内の湾曲モード
ドライバ33に接続されている。The bending switch 16 provided in the operation unit 8 outputs a signal for instructing bending in the vertical and horizontal directions. Universal cable 13 for bending switch 16
Is connected to one end of a signal line 43 inserted therein, and the other end of the signal line 43 is connected to a bending mode driver 33 in the central control device 3.

上記ビデオプロセッサ22は前記TVモニタ６に接続され
ており、映像信号を出力するようになっている。The video processor 22 is connected to the TV monitor 6 and outputs a video signal.

上記湾曲状態表示制御回路41は第４図に示されるよう
にコンパレータ44とモータドライバ46が一組となって、
複数組設けられており、各々の組は１つのポテンショメ
ータ37に接続されている。また、湾曲状態表示制御回路
41は前記湾曲表示装置４に接続されている。湾曲表示装
置４には挿入部７の湾曲状態を再現し、湾曲部11を縮小
したサイズである湾曲ダミー47が設けられている。湾曲
ダミー47内には先端部側から第１湾曲駒48a,第２湾曲駒
48b,…が設けられている。湾曲駒48a,48b,…の連結部は
第３図に示すように構成されている。The bending state display control circuit 41 includes a comparator 44 and a motor driver 46 as a set as shown in FIG.
A plurality of sets are provided, and each set is connected to one potentiometer 37. Also, the bending state display control circuit
41 is connected to the curved display device 4. The bending display device 4 is provided with a bending dummy 47 that reproduces the bending state of the insertion section 7 and has a reduced size of the bending section 11. A first bending piece 48a and a second bending piece 48a are provided in the bending dummy 47 from the front end side.
48b, ... are provided. The connecting portions of the bending pieces 48a, 48b,... Are configured as shown in FIG.

複数の湾曲駒48は各々枢支ピン49で回動自在に連結さ
れている。複数の湾曲駒48のうち、湾曲駒48m,48nを例
にとって説明すると、湾曲駒48m,48nは枢支ピン49によ
って連結されている。枢支ピン49は湾曲駒48mに固定さ
れており、湾曲駒48nに対しては回動自在となってい
る。湾曲駒48mの外周には枢支ピン49に回転中心を一致
させた第１歯車51aが設けられている。第１歯車51aは湾
曲駒48mに固定されている。The plurality of bending pieces 48 are each connected rotatably by pivot pins 49. The bending pieces 48m and 48n will be described as an example among the plurality of bending pieces 48. The bending pieces 48m and 48n are connected by a pivot pin 49. The pivot pin 49 is fixed to the bending piece 48m, and is rotatable with respect to the bending piece 48n. On the outer periphery of the bending piece 48m, there is provided a first gear 51a whose center of rotation coincides with the pivot pin 49. The first gear 51a is fixed to the bending piece 48m.

一方、湾曲駒48nにはモータ52が設けられ、このモー
タ52の駆動軸52aが湾曲駒48nの周壁を貫通して、その先
端部に第１歯車51aと噛合する第２歯車51bが設けられて
いる。また、駆動軸52aには第３歯車51cが設けられてお
り、この第３歯車51cにエンコーダ53に取付けられた第
４歯車51dが噛合している。On the other hand, a motor 52 is provided on the bending piece 48n, and a drive shaft 52a of the motor 52 penetrates the peripheral wall of the bending piece 48n, and a second gear 51b meshing with the first gear 51a is provided at a tip end thereof. I have. A third gear 51c is provided on the drive shaft 52a, and a fourth gear 51d attached to the encoder 53 meshes with the third gear 51c.

上記モータ52は前記湾曲状態表示制御回路41のモータ
ドライバ46と接続されており、このモータドライバ46に
よって駆動を制御されるようになっており、駆動される
ことによって第２歯車51bと第１歯車51aを介して湾曲駒
48mを湾曲駒48nに対して回動するようになっている。ま
た、モータ52の回動は第３歯車51c、第４歯車51dを経て
エンコーダ53に伝えられてエンコーダ53は回動量を湾曲
状態表示制御回路41のコンパレータ44に出力するように
なっている。The motor 52 is connected to a motor driver 46 of the bending state display control circuit 41, and its driving is controlled by the motor driver 46. When driven, the second gear 51b and the first gear 51b are driven. Curved piece through 51a
48m is rotated with respect to the bending piece 48n. The rotation of the motor 52 is transmitted to the encoder 53 via the third gear 51c and the fourth gear 51d, and the encoder 53 outputs the amount of rotation to the comparator 44 of the bending state display control circuit 41.

上記湾曲駒48a,48b,…の連結部は湾曲部11に設けられ
た湾曲駒34a,34b,…と同じ個数設けられており、各連結
部の設けられている位置も湾曲部11側の第１湾曲駒34a
が左右方向（第１図において紙面に垂直方向）であれば
湾曲ダミー47側の第１湾曲駒48aも左右方向と言う具合
に互いに同じ位置となっている。The connecting portions of the bending pieces 48a, 48b, ... are provided in the same number as the bending pieces 34a, 34b, ... provided in the bending portion 11, and the positions where the connecting portions are provided are the same as those of the bending portion 11 side. 1 curved piece 34a
Is the right and left direction (the direction perpendicular to the paper surface in FIG. 1), the first bending pieces 48a on the bending dummy 47 side are also in the same position as the left and right directions.

更に、湾曲部11側の第１湾曲駒34aと第２湾曲駒34bと
の間に設けられたポテンショメータ37はコンパレータ44
とモータドライバ46とを経て湾曲ダミー47側の第１湾曲
駒48aと第２湾曲駒48bとの間に設けられたモータ52及び
エンコーダ53と電気的に接続されており、以下、湾曲部
11側の第２湾曲駒34bと第３湾曲駒34cとの間に設けられ
たポテンショメータ37は湾曲ダミー47側の第２湾曲駒48
bと第３湾曲駒48cとの間に設けられたモータ52及びエン
コーダ53に接続されていると言う具合におのおのポテン
ショメータ37とモータ52及びエンコーダ53は対応するよ
うになっている。Further, a potentiometer 37 provided between the first bending piece 34a and the second bending piece 34b on the bending portion 11 side includes a comparator 44.
And a motor driver 46, and are electrically connected to a motor 52 and an encoder 53 provided between the first bending piece 48a and the second bending piece 48b on the bending dummy 47 side.
A potentiometer 37 provided between the second bending piece 34b and the third bending piece 34c on the eleventh side is a second bending piece 48 on the bending dummy 47 side.
The potentiometer 37, the motor 52, and the encoder 53 correspond to each other in that they are connected to the motor 52 and the encoder 53 provided between the b and the third bending piece 48c.

上記のように構成された内視鏡装置１の作用を説明す
る。The operation of the endoscope apparatus 1 configured as described above will be described.

湾曲部11を左右方向（第１図の紙面に対して垂直方
向）に湾曲させる場合、操作部８の湾曲スイッチ16を操
作すると、スイッチ16から左右方向湾曲の指示信号が信
号線43を経て集中コントロール装置３内の湾曲モータド
ライバ33に出力される。湾曲モータドライバ33にはこの
指示信号に対して駆動信号を信号線32を経て超音波モー
タ31aに出力し、超音波モータ31aは駆動信号によって駆
動される。超音波モータ31aが駆動されると、プーリ29a
が回動し、プーリ29aに巻き掛けられている湾曲ワイヤ2
8aを牽引弛緩する。湾曲ワイヤ28aが牽引弛緩されるこ
とによって第２湾曲駒48bと第３湾曲駒48c、第４湾曲駒
48dと第５湾曲駒48e、…の間に設けられたポテンショメ
ータ37を構成するケース37a,37bがピン38a,38bによって
回動され、隣合う湾曲駒48間の相対角度に応じた抵抗値
の電圧値を出力する。各ポテンショメータ37,37,…から
出力される電圧値は信号線39,39,…を経て湾曲状態表示
制御回路41の各ポテンショメータ37,37,…に対応するコ
ンパレータ44に入力され、ドライバ46に電圧信号が出力
される。各ドライバ46,46,…は駆動信号を湾曲ダミー47
の各モータ52,52,…に出力する。各モタ52,52,…は駆動
信号によって回動し、隣合う湾曲駒48の相対角度を変化
させると共に、相対角度をエンコーダ53からコンパレー
タ44にフィードバックする。コンパレータ44はフィード
バックされた相対角度とポテンショメータ37からの相対
角度とを比較して一致するまで信号を出力する。When the bending section 11 is bent in the left-right direction (perpendicular to the plane of FIG. 1), when the bending switch 16 of the operation section 8 is operated, the left-right bending instruction signal from the switch 16 is concentrated via the signal line 43. The output is output to the bending motor driver 33 in the control device 3. The bending motor driver 33 outputs a driving signal to the ultrasonic motor 31a via the signal line 32 in response to the instruction signal, and the ultrasonic motor 31a is driven by the driving signal. When the ultrasonic motor 31a is driven, the pulley 29a
Is rotated, and the curved wire 2 wound around the pulley 29a
Tow and relax 8a. The second bending piece 48b, the third bending piece 48c, and the fourth bending piece are pulled and relaxed by the bending wire 28a.
Cases 37a and 37b constituting the potentiometer 37 provided between the second bending piece 48d and the fifth bending piece 48e are rotated by pins 38a and 38b, and a voltage having a resistance value corresponding to the relative angle between the adjacent bending pieces 48 is provided. Output the value. The voltage value output from each of the potentiometers 37, 37,... Is input to a comparator 44 corresponding to each of the potentiometers 37, 37,. A signal is output. Each of the drivers 46, 46,...
Are output to the motors 52, 52,. Each of the motors 52, 52,... Is rotated by a drive signal to change the relative angle between the adjacent bending pieces 48, and feeds back the relative angle from the encoder 53 to the comparator 44. The comparator 44 compares the fed back relative angle with the relative angle from the potentiometer 37 and outputs a signal until they match.

上記のように本実施例では操作部８の湾曲スイッチ16
を操作して湾曲される湾曲部11の湾曲状態を湾曲ダミー
47によって忠実に再現することができるために、術者は
本来肉眼観察することのできない体腔内の湾曲部11の湾
曲状態を簡単に知ることができる。As described above, in the present embodiment, the bending switch 16 of the operation unit 8 is used.
The bending state of the bending section 11 that is bent by operating
Since it can be faithfully reproduced by 47, the surgeon can easily know the bending state of the bending portion 11 in the body cavity which cannot be visually observed.

また、湾曲ダミー47によって３次元的に湾曲状態を再
現しているために２次元表示では認識しずらい湾曲状態
を素早く認識することができる。Further, since the bending state is reproduced three-dimensionally by the bending dummy 47, it is possible to quickly recognize a bending state that is difficult to recognize in two-dimensional display.

第５図ないし第７図は本発明の第２実施例に係り、第
５図は内視鏡装置の説明図、第６図は患者の体腔内に挿
入された内視鏡の湾曲状態の説明図、第７図は第６図の
内視鏡を側面より見た説明図である。5 to 7 relate to a second embodiment of the present invention, FIG. 5 is an explanatory view of an endoscope apparatus, and FIG. 6 is an explanatory view of a curved state of an endoscope inserted into a body cavity of a patient. FIG. 7 is an explanatory view of the endoscope of FIG. 6 as viewed from the side.

本実施例は第１実施例が湾曲部11の湾曲駒34にポテン
ショメータ37を設けて湾曲部11の状態を検出するものに
対して、挿入部７の全長にわたって検出素子としての感
圧素子を設け、挿入部７の湾曲状態を検出するものであ
る。尚、第１実施例と同様の構成部材には同じ符号を付
して説明を省略する。This embodiment is different from the first embodiment in that a potentiometer 37 is provided on the bending piece 34 of the bending section 11 to detect the state of the bending section 11, whereas a pressure-sensitive element as a detection element is provided over the entire length of the insertion section 7. , For detecting the bending state of the insertion section 7. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

本実施例の被覆チューブ42には挿入部７の長手方向で
あって、挿入部７の上下方向及び左右方向におのおの一
列に湾曲状態を検知する例えば歪ゲージ等の感圧素子5
6,56,…,57,57,…が設けられている。上下方向検知用感
圧素子56,56,…，には信号線58,58,…の一端が各々接続
されており、信号線58,58,…の他端は上下方向湾曲状態
表示制御装置59に接続されている。また、左右方向検知
用感圧素子57,57,…には信号線61,61,…の一端が各々接
続されており、信号線61,61,…の他端は左右方向湾曲状
態表示制御装置62に接続されている。各表示制御装置5
9,62にはモニタ63,64が接続されており、モニタ63は挿
入部７の上下方向の湾曲状態を表示し、モニタ64は左右
方向の湾曲状態を表示するようになっている。A pressure-sensitive element 5 such as a strain gauge for detecting a bending state in the longitudinal direction of the insertion portion 7 in the vertical direction and the left and right direction of the insertion portion 7 is provided in the coating tube 42 of the present embodiment.
6,56, ..., 57,57, ... are provided. One end of each of signal lines 58, 58,... Is connected to each of the pressure sensing elements 56 for vertical detection, and the other end of each of the signal lines 58, 58,. It is connected to the. Also, one ends of signal lines 61, 61,... Are connected to the left-right direction detecting pressure-sensitive elements 57, 57,. Connected to 62. Each display control device 5
Monitors 63 and 64 are connected to 9, 62, respectively. The monitor 63 displays a vertically curved state of the insertion section 7, and the monitor 64 displays a horizontally curved state of the insertion section 7.

尚、本実施例では制御装置59,62とモニタ63,64で告知
手段が構成されている。In the present embodiment, the notifying means is constituted by the control devices 59 and 62 and the monitors 63 and 64.

次に本実施例の作用を説明する。 Next, the operation of the present embodiment will be described.

挿入部７は第６図及び第７図に示すようにαループ66
を描き患者67の体腔内に挿入される。湾曲された挿入部
７に設けられた感圧素子56,56,…,57,57,…は各感圧素
子56,56,…,57,57,…の設けられた位置における曲率に
応じて抵抗値が変化し、電圧値を出力する。これらの電
圧値は湾曲状態表示制御装置59,62に入力され、この入
力信号と各感圧素子56,56,…,57,57,…間の距離に基づ
いて演算が行なわれ、制御装置62は左右方向の湾曲状態
を表示する連続曲線、すなわち第６図の湾曲状態をモニ
タ64に表示し、制御装置59は、上下方向の湾曲状態を表
示する連続曲線、すなわち第７図に示す湾曲状態をモニ
タ63に表示する。The insertion portion 7 is provided with an α loop 66 as shown in FIGS.
Is drawn and inserted into the body cavity of the patient 67. The pressure-sensitive elements 56, 56,..., 57, 57,... Provided on the curved insertion portion 7 are formed according to the curvature at the positions where the pressure-sensitive elements 56, 56,. The resistance value changes, and a voltage value is output. These voltage values are input to the bending state display control devices 59 and 62, and calculations are performed based on the input signals and the distances between the pressure-sensitive elements 56, 56,..., 57, 57,. Is a continuous curve that displays the bending state in the left-right direction, that is, the bending state in FIG. 6 is displayed on the monitor 64, and the control device 59 is a continuous curve that displays the bending state in the vertical direction, that is, the bending state shown in FIG. Is displayed on the monitor 63.

術者はモニタ63,64を観察して、挿入部７の湾曲状態
を確認し、内視鏡２を時計方向にねじりαループ66を解
く。そして、挿入部７を更に、患者67の体腔内に挿入す
る。The operator observes the monitors 63 and 64 to check the bending state of the insertion section 7, and twists the endoscope 2 clockwise to release the α loop 66. Then, the insertion section 7 is further inserted into the body cavity of the patient 67.

本実施例によれば、挿入部７の湾曲状態を各々90度異
なった方向からみた形で得られるため、挿入部７の立体
的な湾曲状態を一目で理解することができる。According to this embodiment, since the bending state of the insertion section 7 can be obtained in a form viewed from directions different from each other by 90 degrees, the three-dimensional bending state of the insertion section 7 can be understood at a glance.

尚、上下方向の湾曲情報、左右方向の湾曲情報に対し
て座標交換等の演算を行えば、任意の２方向からみた表
示が可能である。３方向以上でも、勿論可能である。It should be noted that if calculations such as coordinate exchange are performed on the bending information in the up-down direction and the bending information in the left-right direction, the display can be viewed from any two directions. Of course, three or more directions are also possible.

また、感圧素子56,56,…,57,57,…の代りに、例えば9
0度ずれた方向から撮影した２枚のレントゲン画像から
の情報としても良く、その表示は任意の２方向から見た
表示でも良い。Also, instead of the pressure sensing elements 56, 56,..., 57, 57,.
The information may be information from two X-ray images taken from directions shifted by 0 degrees, and the display may be a display viewed from any two directions.

その他の構成、作用及び効果は第１実施例と同様であ
る。Other configurations, operations and effects are the same as those of the first embodiment.

第８図ないし第11図は本発明の第３実施例に係り、第
８図は本実施例の主要部分の説明図、第９図はシザース
歯車を使った湾曲操作機構の説明図，第10図は弾性部材
を使った湾曲操作機構の説明図、第11図は第10図のＣ−
Ｃ′方向側面図である。8 to 11 relate to a third embodiment of the present invention, FIG. 8 is an explanatory diagram of a main part of the present embodiment, FIG. 9 is an explanatory diagram of a bending operation mechanism using a scissor gear, FIG. The figure is an explanatory view of a bending operation mechanism using an elastic member, and FIG.
It is a C 'direction side view.

本実施例は第２実施例で述べた感圧素子56,56,…,57,
57,…の出力信号を３次元構築回路69に入力するように
したものである。In this embodiment, the pressure-sensitive elements 56, 56,.
Are output to the three-dimensional construction circuit 69.

感圧素子56,56,…,57,57,…から出力された湾曲情報
を含む信号は３次元構築回路69に入力され、挿入部７の
湾曲状態が演算されてモニタ71に表示される。The signals including the bending information output from the pressure-sensitive elements 56, 56,..., 57, 57, are input to the three-dimensional construction circuit 69, where the bending state of the insertion section 7 is calculated and displayed on the monitor 71.

尚、３次元構築回路69とモニタ71は告知手段を構成し
ている。Incidentally, the three-dimensional construction circuit 69 and the monitor 71 constitute a notifying means.

本実施例では上下方向の湾曲状態は感圧素子56,56,…
の抵抗変化から換算される挿入部７の感圧素子56,56,…
近傍の曲率及び感圧素子56,56,…間の距離により、ま
た、左右方向の湾曲状態は感圧素子57,57,…の抵抗変化
から換算される挿入部７の感圧素子57,57,…近傍の曲率
及び感圧素子57,57,…間の距離により各々算出される。
左右方向の湾曲状態はＸ軸−Ｙ軸、上下方向の湾曲状態
はＹ軸−Ｚ軸情報として３次元構築回路69に入力され、
３次元構築されてモニタ71に表示される。In this embodiment, the bending state in the vertical direction is the pressure-sensitive elements 56, 56,.
The pressure-sensitive elements 56, 56,...
The bending state in the left-right direction is calculated based on the nearby curvature and the distance between the pressure-sensitive elements 56, 56,..., And the pressure-sensitive elements 57, 57 of the insertion unit 7 are converted from the resistance change of the pressure-sensitive elements 57, 57,. ,... And the distance between the pressure-sensitive elements 57, 57,.
The bending state in the left-right direction is input to the three-dimensional construction circuit 69 as X-axis and Y-axis, and the bending state in the vertical direction is input to the three-dimensional construction circuit 69 as Y-axis and Z-axis information.
The three-dimensional image is constructed and displayed on the monitor 71.

その他の構成、作用及び効果は第１実施例と同様であ
る。Other configurations, operations and effects are the same as those of the first embodiment.

尚、本実施例の湾曲操作機構は第９図のようになって
いる。ステッピングモータ72は第１歯車73a、第１シザ
ース歯車74a、第２歯車73b、第２シーザス歯車74b、第
３歯車73c、第３シザース歯車74cを介して第３シザース
歯車74cに設けられたプーリ75に回転力を伝達する。プ
ーリ75には湾曲操作ワイヤ28が巻き掛けられており、ス
テッピングモータ72を回動することによってワイヤ28を
牽引弛緩するようになっている。The bending operation mechanism of the present embodiment is as shown in FIG. The stepping motor 72 is connected to a pulley 75 provided on the third scissor gear 74c through the first gear 73a, the first scissor gear 74a, the second gear 73b, the second Caesar gear 74b, the third gear 73c, and the third scissor gear 74c. To transmit rotational force. The bending operation wire 28 is wound around the pulley 75, and the wire 28 is pulled and relaxed by rotating the stepping motor 72.

尚、シザース歯車74とはバックラッシュを小さくする
ために２枚の歯車が互いに逆方向に付勢された状態で背
中合せに設けられたものである。例えば第３シザース歯
車74cは歯車76a,76bが互いに逆方向に付勢された状態で
背中合せにされ、第３歯車73cに噛合されている。The scissor gear 74 is provided with two gears back-to-back in a state in which two gears are urged in opposite directions to reduce backlash. For example, the third scissor gear 74c is back-to-back with the gears 76a and 76b urged in opposite directions, and is meshed with the third gear 73c.

また、第10図のようにしてバックラッシュを生じない
ようにしても良い。Further, backlash may be prevented from occurring as shown in FIG.

第10図において、DCモータ77は歯車78、79a,80a,81a
を介して歯車81aに設けられたプーリ75に回転力を伝達
する。プーリ75には湾曲操作ワイヤ28が巻き掛けられて
おり、DCモータ77が回動させることによってワイヤ28が
牽引弛緩されるようになっている。また、歯車78には歯
車79a,80a,81aと各々同一の歯数である歯車79b,80b,81b
が噛合しており、歯車81a,81bには同一外径である円盤8
3a,83bが各々設けられている。この円盤83a,83bには第1
1図に示すように略８の字状に例えばゴム線との弾性を
有する線部材84が巻き掛けられ、両端が各々の円盤83a,
83bの外周面に固定され、常に線部材84が縮む方向に付
勢されている。このように線部材84で歯車79a,80a,81a
は各々一定の方向に回転力が加えられているためにバッ
クラッシュが生じないようになっている。In FIG. 10, the DC motor 77 has gears 78, 79a, 80a, 81a.
The rotational force is transmitted to the pulley 75 provided on the gear 81a via the. The bending operation wire 28 is wound around the pulley 75, and the wire 28 is pulled and relaxed by rotating the DC motor 77. Also, the gear 78 has the same number of teeth as the gears 79a, 80a, 81a.
Gears 81a and 81b have the same outer diameter.
3a and 83b are provided respectively. The disks 83a and 83b have the first
As shown in FIG. 1, a wire member 84 having elasticity with a rubber wire, for example, is wound around a figure of eight, and both ends of each of the disks 83a,
It is fixed to the outer peripheral surface of 83b, and is always urged in the direction in which the wire member 84 contracts. Thus, the gear 79a, 80a, 81a
Are designed so that backlash does not occur because rotational force is applied in a certain direction.

尚、本実施例は単に湾曲状態を表示するだけでなく、
電動湾曲、電動進退ねじり（自動挿入）装置への情報源
として利用できる。In addition, this embodiment not only displays the curved state, but also
It can be used as a source of information for electric bending and electric advance / retract torsion (automatic insertion) devices.

第12図ないし第14図は本発明の第４実施例に係り、第
12図は湾曲部の説明図、第13図は内視鏡装置の概略を説
明するブロック図、第14図はバイモルフ圧電素子の取付
け分の説明図である。12 to 14 relate to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 12 is an explanatory diagram of a bending portion, FIG. 13 is a block diagram schematically illustrating an endoscope device, and FIG. 14 is an explanatory diagram of an attachment of a bimorph piezoelectric element.

本実施例は検出素子としてバイモルフ圧電素子を使用
して湾曲量を検知するものである。In this embodiment, a bending amount is detected by using a bimorph piezoelectric element as a detecting element.

湾曲分11を構成する複数の湾曲駒34a,34b,…は各々枢
支ピン36,36,…によって回動自在に連結されており、こ
の各連結部にはバイモルフ圧電素子86が設けられてい
る。例えば湾曲駒34m,34nの連結部は第14図に示すよう
に構成されている。枢支ピン36によって回動自在に連結
された連結部には、バイモルフ圧電素子86が一方の端部
を湾曲駒34mに、他方の端部を湾曲駒34nに固定ピン87,8
7で固定されている。The bending pieces 34a, 34b,... Constituting the bending portion 11 are rotatably connected by pivot pins 36, 36,..., And a bimorph piezoelectric element 86 is provided at each connection portion. . For example, the connecting portion of the bending pieces 34m and 34n is configured as shown in FIG. A bimorph piezoelectric element 86 has fixing pins 87, 8 at one end of the bending piece 34m and at the other end of the bending piece 34n at the connecting portion rotatably connected by the pivot pin 36.
Fixed at 7.

連結部に設けられた各バイモルフ圧電素子86,86,…は
検出回路88,88,に接続されており、更に、各検出回路8
8,88,…は表示回路89に接続されている。表示回路89は
モニタ91に接続されて湾曲情報をモニタ91に出力するよ
うになっている。Each of the bimorph piezoelectric elements 86, 86,... Provided at the connection portion is connected to a detection circuit 88, 88,
Are connected to the display circuit 89. The display circuit 89 is connected to the monitor 91 and outputs bending information to the monitor 91.

尚、検出回路88,88,…と表示回路89とモニタ91は告知
手段を構成している。, The display circuit 89 and the monitor 91 constitute notification means.

本実施例では湾曲部11が湾曲されると各湾曲駒34a,34
b,…の連結部に設けられたバイモルフ圧電素子86,86,…
は各々の取付けられた位置の湾曲情報を各検出回路88,8
8,…に出力する。検出回路88ではバイモルフ圧電素子86
からの微分電圧出力が電圧ホールドされ、このホールド
電圧の加算（減算）を行い、表示回路89に出力する。表
示回路89では各検出回路88,88,…からの出力から湾曲情
報を含む信号をモニタ91に出力し、モニタ91は３次元の
湾曲情報を表示する。In the present embodiment, when the bending portion 11 is bent, each bending piece 34a, 34
The bimorph piezoelectric elements 86, 86, ... provided at the connection portions of b, ...
Calculates the curvature information of each attached position by each detection circuit 88,8
Output to 8, ... In the detection circuit 88, the bimorph piezoelectric element 86
Is output, and the added voltage (subtracted) of the differentiated voltage is added and output to the display circuit 89. The display circuit 89 outputs a signal including bending information from the outputs from the detection circuits 88, 88,... To the monitor 91, and the monitor 91 displays three-dimensional bending information.

その他の構成、作用及び効果は第１実施例と同様であ
る。Other configurations, operations and effects are the same as those of the first embodiment.

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、各湾曲方向ごと
の複数箇所に検出素子を設け、これらの検出素子の出力
から挿入部の湾曲状態を３次元表示で立体的に告知する
手段を有しているために、各湾曲方向ごとの各地点での
湾曲度合を検出することができ、これらの検出素子の各
データにより、実際の挿入部の湾曲状態をより正確に立
体的に告知することができる。よって、術者は挿入部の
湾曲状態を容易に認識することができる。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, detection elements are provided at a plurality of positions in each bending direction, and the bending state of the insertion section is three-dimensionally notified from the outputs of these detection elements in a three-dimensional display. Since it has a means to perform the bending, it is possible to detect the degree of bending at each point in each bending direction, and the data of these detection elements can more accurately three-dimensionally determine the actual bending state of the insertion portion. Can be announced. Therefore, the surgeon can easily recognize the curved state of the insertion section.

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

第１図ないし第４図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は内視鏡装置の説明図、第２図は第１図のＡ−Ａ′方
向断面図、第３図は第１図のＢ−Ｂ′方向断面図、第４
図は湾曲状態表示制御回路のブロック図、第５図ないし
第７図は本発明の第２実施例に係り、第５図は内視鏡装
置の説明図、第６図は患者の体腔内に挿入された内視鏡
の湾曲状態の説明図、第７図は第６図の内視鏡を側面よ
り見た説明図、第８図ないし第11図は本発明の第３実施
例に係り、第８図は本実施例の主要部分の説明図、第９
図はシザース歯車を使った湾曲操作機構の説明図，第10
図は弾性部材を使った湾曲操作機構の説明図、第11図は
第10図のＣ−Ｃ′方向側面図、第12図ないし第14図は本
発明の第４実施例に係り、第12図は湾曲部の説明図、第
13図は内視鏡装置の概略を説明するブロック図、第14図
はバイモルフ圧電素子の取付け部の説明図である。 １……内視鏡装置、２……内視鏡 ３……集中コントロール装置 ４……湾曲表示装置、７……挿入部 34……湾曲駒、37……ポテンショメータ 41……湾曲状態表示制御回路 47……湾曲ダミーFIGS. 1 to 4 relate to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory view of the endoscope apparatus, FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 1, FIG. 3 is a sectional view taken along the line BB ′ of FIG.
5 is a block diagram of a bending state display control circuit, FIGS. 5 to 7 relate to a second embodiment of the present invention, FIG. 5 is an explanatory diagram of an endoscope apparatus, and FIG. FIG. 7 is an explanatory view of a bent state of the inserted endoscope, FIG. 7 is an explanatory view of the endoscope of FIG. 6 viewed from the side, and FIGS. 8 to 11 relate to a third embodiment of the present invention. FIG. 8 is an explanatory view of a main part of the present embodiment, and FIG.
The figure shows the bending operation mechanism using scissor gears.
FIG. 11 is an explanatory view of a bending operation mechanism using an elastic member. FIG. 11 is a side view taken along the line CC 'of FIG. 10, and FIGS. 12 to 14 relate to a fourth embodiment of the present invention. The figure is an explanatory view of the bending section,
FIG. 13 is a block diagram schematically illustrating an endoscope apparatus, and FIG. 14 is an explanatory view of a mounting portion of a bimorph piezoelectric element. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Endoscope apparatus, 2 ... Endoscope 3 ... Centralized control apparatus 4 ... Curved display device, 7 ... Insertion part 34 ... Curved piece, 37 ... Potentiometer 41 ... Curved state display control circuit 47 …… Curved dummy

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】挿入部の先端部が湾曲自在な湾曲部を有す
る内視鏡を備えた内視鏡装置において、 前記湾曲部の湾曲方向ごとに前記挿入部の長手方向に沿
って複数箇所に設けられ、その位置における湾曲度合を
検出する複数の検出素子と、 この複数の検出素子からの出力に基づいて前記挿入部の
湾曲状態を立体的に告知する告知手段と、 を具備することを特徴とする内視鏡装置。1. An endoscope apparatus provided with an endoscope having a bending portion in which a distal end portion of an insertion portion is bendable, wherein the end portion is provided at a plurality of positions along a longitudinal direction of the insertion portion for each bending direction of the bending portion. A plurality of detecting elements for detecting a degree of bending at the position, and a notifying means for three-dimensionally notifying a bending state of the insertion portion based on outputs from the plurality of detecting elements. Endoscope device.