JP4598679B2 - 電動湾曲内視鏡装置 - Google Patents
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Description
例えば、前記ジョイスティックの絶対位置制御では、傾倒操作することによって湾曲方向、及び湾曲の角度を指示する。つまり、ジョイスティックを傾けた方向が湾曲部を湾曲させたい方向に対応し、ジョイスティックの傾倒角度が湾曲部の湾曲角度に対応する。そして、例えば、ジョイスティックの傾倒角度が0度である直立状態のとき、前記湾曲部は非湾曲状態(直線状態)になる。したがって、術者はジョイスティックを保持している手指の感覚で、体腔内の湾曲部の湾曲状態を容易に把握することができる。
電動湾曲内視鏡の従来技術としては、例えば特開2003−245246号公報、特開平8−224206号公報に記載されているものがある。
前記特開2003−245246号公報には、電動湾曲内視鏡において、操作部にジョイスティックを有し、このジョィスティックの指示状態と湾曲部の湾曲状態とを一致させる位置合わせ作業(キャリブレーション作業)を容易に行えるようにした電動湾曲内視鏡装置に関する技術が開示されている。
図1及び図2は本発明の電動湾曲内視鏡装置の実施例1を説明するもので、図1は電動湾曲内視鏡装置のシステム構成図、図2は図1の電動湾曲内視鏡装置の概略構成を示す図である。
前記内視鏡2は、観察対象部位へ挿入する細長の挿入部12と、この挿入部12の基端部に連設され、前記駆動部14を有する駆動ユニット13と、この駆動ユニット13の側面より延設され、前記撮像素子20に接続する信号ケーブル20a及び光源装置6からの照明光を伝達するライトガイドファイバ6aなどを内蔵したユニバーサルコード15と、このユニバーサルコード15の端部に設けられた、前記コントロールユニット3と着脱可能な接続部分であるコネクタ部15aと、を有している。
前記光源装置6は、前記内視鏡2の図示しない照明光学系にライトガイドファイバ6aを介して照明光を供給する。
この際、制御装置4にある操作信号、状態量検知信号などの情報を信号線4bを介して、前記画像処理装置5に伝送し、画像処理装置5により表示処理を行い、信号線8aを介して内視鏡画像と共にモニタ8に表示しても良い。
図4に示すように、前記制御部30は、前記ジョイスティック9Aからの湾曲指示部指示信号が入力される湾曲指示部信号処理部31と、前記送気送水/吸引スイッチ9Bからの送気送水/吸引スイッチ指示信号が入力される送気送水/吸引スイッチ信号処理部32と、スコープスイッチ9Cからのスコープスイッチ指示信号が入力されるスコープスイッチ信号処理部33と、これら3つの信号処理部31〜33からの出力信号(操作信号)を取り込み、例えばコントロールユニット3との間でシリアル通信を行って取り込んだ操作信号を前記コントロールユニット3に出力する通信部34と、を有している。
このことにより、ノイズ除去部49は、ノイズを除去して誤動作の発生を防止するのに好適の送気操作信号を出力することが可能である。
y=a・x+b …(式1)
(ただし、a、bは各送気送水/吸引スイッチ9B毎に固有の数値とする)と仮定した場合に、前記オフセット補正部53は、前記入力指示信号に対して、前記各送気送水/吸引スイッチ毎に固有の数値bを合わせこむ補正処理を行い、後段のスケーリング補正部54に出力する。
また、閾値付近における不用意な、送気量、送水量、吸引量などの切り替えを防止したい場合、その手段としてヒステリシス補正が一般的に知られている。
図4に示す湾曲指示部信号処理部31の具体的な構成が図5に示されている。
図5に示すように、湾曲指示部信号処理部31は、操作部9に取り付けられる湾曲指示部9Aである例えばジョィスティックに対して、ジョィスティック9A毎に固有の指示信号の出力範囲を、操作部9が出力する操作信号である湾曲指示部操作信号の予め決められた出力範囲に一致するように変換して前記湾曲指示部操作信号を生成するための補正アルゴリズム手段である補正アルゴリズム演算部40を有している。
そして、前記平均化部42は、平均化処理した湾曲指示部指示信号を、後段のオフセット補正部43に出力する。
なお、本実施例では、電動湾曲内視鏡装置1が製造工場から出荷される以前に、予め製造工場における製造工程において、操作部9に取り付けられるジョィスティック9Aに応じて補正処理が行われるものとして説明する。また、説明の簡略化のために、例えば予め基準となる指示範囲を有するジョィスティック9Aから、その指示範囲よりも大きな指示範囲を有するジョィスティックに切り替えた場合について図面を参照しながら説明する。
なお、図8及び図9においては、UP、DOWN方向の湾曲可能角度が例えばそれぞれ±180度の湾曲部17を有する内視鏡2を用いた場合を示している。また、前記湾曲部17のLEFT、RIGHT方向の湾曲可能角度は例えばそれぞれ±160度であるが、説明簡略化のため省略している。
このことにより、ジョイスティック9Aの種類差や固体差により生じる湾曲指示部指示信号の出力電圧のオフセット電圧の差違を無くすように補正することが可能となる。
そして、前記オフセット補正部43は、オフセット補正処理を施した信号を後段の静的ノイズ除去部44に出力する。
前記静的ノイズ除去部44は、入力されるオフセット補正処理後の信号に含まれるノイズ成分を除去する処理を行う。
図13は前記基軸補正部の構成を示す概念図、図14は基軸補正処理前の湾曲部の湾曲方向に応じた湾曲指示部指示信号の電気信号座標図を示し、図15は基軸補正処理後の湾曲部の湾曲方向に応じた湾曲指示部指示信号の電気信号座標図を示している。なお、図14及び図15中の波線で示す符号50は、ジョィスティックの湾曲指示部指示信号の出力範囲を示している。
(式3)
このように上記(式2)及び(式3)によって、例えば図14及び図15に示すように、予め設定された基軸からのずれの角度θ分に調整された、UD方向の出力信号X´、RL方向の出力信号Y´を得ることが可能となる。
図16は前記ツイスト補正部の構成を示す概念図、図17は前記ツイスト補正部による補正処理を行うのに用いられる補正値と湾曲方向との特性を示すグラフ、図18はツイスト補正処理前の湾曲部の湾曲方向に応じた湾曲指示部指示信号の電気信号座標図を示し、図19はツイスト補正処理後の湾曲部の湾曲方向に応じた湾曲指示部指示信号の電気信号座標図を示している。なお、図18及び図19中の波線で示す符号50は、ジョィスティックの湾曲指示部指示信号の出力範囲を示している。
ところが、ツイスト補正処理後の前記湾曲指示部指示信号の出力範囲51は、図19に示す電気信号座標図上において、前記出力範囲50が含まれるような略四角形状の出力範囲51に変換される。
図20から図22はスケーリング補正部47の処理内容を説明するためのもので、図20は図8の基準となるジョィスティックと図9のジョィスティックとにおけるツイスト補正処理前のそれぞれの湾曲指示部指示信号の電気信号座標図を示し、図21は図20に対応したツイスト補正処理後のそれぞれの湾曲指示部指示信号の電気信号座標図を示し、図22はスケーリング補正部47によって図8の基準となるジョィスティックと図9のジョィスティックとの各湾曲指示部指示信号の出力範囲が同一の湾曲部の最大可動範囲に変換されたスケーリング補正処理後の電気信号座標図である。
図23から図27は本発明の電動湾曲内視鏡装置の実施例2に係り、図23は操作部内に設けられた制御部の構成を示すブロック図、図24は図23の湾曲指示部信号処理部の具体的な構成を示すブロック図、図25は図23の識別IDからの情報に基づく判断処理により操作部の後述するアングルモードを設定するための説明図、図26は後述するゲームモードにおける信号処理後の湾曲指示部指示信号の電気信号座標図、図27はアングルノブモードにおける信号処理後の湾曲指示部指示信号の電気信号座標図である。なお、図23及び図24は前記実施例1と同様な構成要素については同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分のみを説明する。
術者の電動湾曲内視鏡2の操作性を考慮すれば、症例、好みなどに応じて最適な操作モードに設定することが望まれる。
なお、前記識別ID80は、前記モード情報の他に、例えば湾曲指示部9Aに基づくI/Fデバイス情報、絶対位置制御及び相対位置制御などの制御方式情報、及び送気送水/吸引動作するのに必要な情報等を格納しても良い。
その他の構成及び作用については、前記実施例1と同様である。
からのモード情報80aに応じて、「アングルノブモード」又は「ゲームモード」を設定することができるので、操作性の向上化に大きく寄与する。
図28及び図29は本発明の電動湾曲内視鏡装置の実施例3に係り、図28は操作部内に設けられた制御部の構成を示すブロック図、図29は図28の湾曲指示部信号処理部の具体的な構成を示すブロック図である。なお、図28及び図29は前記実施例2と同様な構成要素については同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分のみを説明する。
2…電動湾曲内視鏡、
3…コントロールユニット、
4…制御装置
5…画像処理装置、
6…光源装置、
7…送気送水/吸引装置
8…モニタ、
9…操作部、
9A…湾曲指示部(ジョィスティック)、
9B…送気送水/吸引スイッチ、
9C…スコープスイッチ
9a…スティック部、
12…挿入部、
13…駆動ユニット、
14…駆動部、
15…ユニバーサルコード
16…先端硬性部、
17…湾曲部、
18…可撓管部、
21…湾曲操作ワイヤ、
30…制御部、
31…湾曲指示部信号処理部、
32…送気送水/吸引スイッチ信号処理部、
33…スコープスイッチ信号処理部、
34…通信部、
40…補正アルゴリズム演算部、
41…A/D変換回路、
42…平均化部、
43…オフセット補正部、
44…静的ノイズ除去部、
45…基軸補正部、
46…ツイスト補正部、
47…スケーリング補正部、
49…ノイズ除去部、
50、51、60、61…出力範囲、
70…最大可動範囲、
80…識別ID、
80a…モード情報。
Claims (4)
- 被検体内に挿入される挿入部に湾曲部を有する内視鏡と、
前記湾曲部を湾曲動作させるための駆動手段と、
前記内視鏡に対して湾曲動作を指示入力することで前記湾曲動作を指示するための指示信号を出力する湾曲指示部を有し、前記湾曲指示部からの指示信号に基づく操作信号を生成して出力する操作手段と、
前記操作手段からの前記操作信号に基づいて前記駆動手段を制御する制御手段と、
を有し、
前記操作手段は、
前記湾曲指示部が取付可能であり、取り付けられるそれぞれの前記湾曲指示部に応じて前記湾曲指示部の前記指示信号の出力範囲を、前記操作手段が出力する前記操作信号の予め決められた出力範囲に一致するように変換して前記操作信号を生成することを特徴とする電動湾曲内視鏡装置。 - 前記操作手段による前記操作信号の生成は、補正アルゴリズム手段によって行われるもので、
前記補正アルゴリズム手段は、
前記湾曲指示部の指示範囲内の基準位置から指示入力位置までの方向と、予め設定された前記湾曲部の湾曲方向とが一致するように前記指示信号に対して補正処理を行う基軸補正部と、
前記基軸補正部の出力信号の出力範囲の形状が前記湾曲部の予め決められた湾曲範囲の形状と相似形状になるように補正を行うツイスト補正部と、
を有していることを特徴とする請求項1に記載の電動湾曲内視鏡装置。 - 前記補正アルゴリズム手段は、前記湾曲指示部の前記指示範囲に応じた前記指示信号の出力範囲を前記湾曲部の最大湾曲可動範囲に合わせるように前記指示信号に対して設定された補正倍率を乗じることによりスケーリング補正を行うスケーリング補正部を有し、 前記スケーリング補正部は、前記操作手段に設けられた識別IDからの情報に基づいて、前記湾曲部の上下方向における前記補正倍率の符号を正、又は負に切り替えることを特徴とする請求項2に記載の電動湾曲内視鏡装置。
- 前記内視鏡は、電動湾曲内視鏡であり、
前記電動湾曲内視鏡の保持部には、前記駆動手段が設けられていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1つに記載の電動湾曲内視鏡装置。
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