JP5932172B2 - 内視鏡システム - Google Patents
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Description
本願は、2014年06月11日に、日本に出願された特願2014−120761号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
内視鏡は、細長い軟質の挿入部と、この挿入部の基端部に配設されている操作部とを有している。挿入部は、先端部側から基端部側に向かって、硬質部と、湾曲部と、可撓管部とを有している。
湾曲部は、硬質部側から可撓管部側に向かって、第一湾曲部と、第二湾曲部と、第三湾曲部とを有している。例えば、第一湾曲部は上下左右に湾曲する。第二湾曲部は上下に湾曲し、第三湾曲部は左右に湾曲する。
操作部が有する操作部本体には、第一湾曲部を湾曲操作する第一湾曲操作部が配設されている。操作部本体には、第二湾曲部を湾曲操作する第二湾曲操作部が配設されている。
第一湾曲操作部には、プーリ等を有する第一湾曲操作機構が接続され、第二湾曲操作部には、プーリ等を有する第二湾曲操作機構が接続されている。
操作部本体が有する制御操作部が操作された際に、制御部は、撮像ユニットの撮像面から例えば体腔内に向けて所望な距離離れた点を目標点として設定する。このとき制御部は、目標点の位置を算出する。
目標点が撮像画面内に位置している場合、制御部は、第三湾曲部が湾曲して挿入部の先端部が目標点に近づくように、湾曲角度算出部が算出した算出結果を基に駆動部を制御する。
目標点が撮像画面内に位置し続けるように制御することで、モニタには目標点が表示され続けるようになり、操作者は内視鏡システムの操作が容易になる。
挿入部に形成されたチャンネルには、処置を行うための軟質の処置具が挿入される。ここで言う軟質とは、操作者の力だけで工具等を使わずに容易に形状を変形させられる剛性(曲げ剛性)を意味する。
処置具には、軟質の材質よりも剛性の高い硬質の硬質部が設けられる場合がある。具体的には、処置具が生検鉗子である場合には、硬質部は生検鉗子の先端部に設けられた開閉動作可能な一対の鉗子片、及び一対の鉗子片を開閉動作させるためのリンク機構である。処置具が高周波ナイフである場合には、硬質部は高周波ナイフの先端部に設けられた棒状の電極である。
硬質部の長手方向の長さは、例えば数mmから数十mm程度である。
湾曲部の湾曲を緩く(湾曲部の曲率半径を大きく)すれば、この部分のチャンネルに処置具の硬質部を挿通しやすくなるが、湾曲部の湾曲状態を変えると、撮像ユニットが配設された硬質部が移動して、観察部の視野から処置対象が外れてしまう。
第3の態様に係る内視鏡システムでは、上記第1の態様において、前記制御部からの前記第二の駆動信号に基づいて、前記第二の駆動部は前記可撓管部を前記チューブ体に対して長手方向に移動させてもよい。
第4の態様に係る内視鏡システムでは、上記第1の態様において、前記湾曲部の遠位端に観察ユニットをさらに有し、前記制御部は、前記第一の駆動信号に基づいて前記湾曲部を湾曲動作させる後の前記観察ユニットの視野が湾曲動作させる前の前記観察ユニットの視野中心が含まれるように前記第二の駆動信号が生成されてもよい。
第5の態様に係る内視鏡システムは、医療器具を挿入可能な器具用チャンネルを有する可撓管部と、前記可撓管部の先端部に湾曲可能に設けられた湾曲部と、前記湾曲部を前記可撓管部の先端部に対して湾曲動作させる駆動部と、前記可撓管部の外周面と内周面との間に空間を有し、前記可撓管部を長手軸方向に伸縮させる伸縮部と、前記伸縮部の前記空間内への流体の供給および前記空間内からの流体の吸引を制御する流体制御部と、前記器具用チャンネルの中心軸の曲率半径が大きくなる方向に前記湾曲部を湾曲動作させると共に、前記空間内の流体が吸引されるように前記流体制御部を制御することにより前記伸縮部を長手軸方向に縮ませる制御を行う制御部と、を備える。
第6の態様に係る内視鏡システムは、上記第5の態様において、前記伸縮部は、蛇腹形状であってもよい。
以下、本発明に係る内視鏡システムの第1実施形態を、図1から図17を参照しながら説明する。
図1及び図2に示すように、本実施形態の内視鏡システム1は、軟質で可撓性を備えた挿入部10を有する内視鏡装置2と、この挿入部10を挿通可能な挿入部用チャンネル61が形成されたオーバーチューブ(チューブ体)3と、内視鏡装置2及びオーバーチューブ3を制御する制御ユニット4とを備えている。
以下では、後述する操作部40に対する挿入部10側を先端側、挿入部10に対する操作部40側を基端側とそれぞれ称する。
以下の全ての図面においては、模式的に示すとともに、説明の便宜のために本実施形態の説明に重要な要素のみを示している。また、図面を見やすくするため、各構成要素の厚さや寸法の比率を調整している。
図1に示すように、内視鏡装置2のチャンネル(器具用チャンネル)11に挿入して用いられる処置具D10は、軟質の処置具挿入部D11の先端部に硬質の先端硬質部D12が設けられている。この例では、処置具D10は生検鉗子である。
図1及び図18以外では、先端硬質部D12を模式的に示す。
硬質部13は、ステンレス鋼などの硬質の金属で円柱状に形成されている。硬質部13の先端面13aには、例えば図示しないライトガイドを有する照明ユニットの先端部と、CCD(Charge Coupled Device)等の撮像素子を有する観察ユニット(観察部)17とが外部に露出した状態で固定されている。観察ユニット17は、撮像素子の受光面17aで結像された、挿入部10の先端面13aの前方における視野角θ内の画像(像)を取得し、この画像を表すデータを信号に変換して制御ユニット4に送信する。観察ユニット17の受光面17aは、挿入部10の湾曲部14よりも先端側に設けられている。
硬質部13の基端部には、硬質部13の径方向に離間した位置で基端側に向かって突出する一対の基端側突出部13bが設けられている(以下において、一対の基端側突出部13b、ピン24等は一方のみを図示する)。
節輪21の先端部には、節輪21の径方向に離間した位置で先端側に向かって突出する一対の先端側突出部21aが設けられている。節輪21の基端部には、節輪21の径方向に離間した位置で基端側に向かって突出する一対の基端側突出部21bが設けられている。
硬質部13の一方の基端側突出部13bと節輪21の一方の先端側突出部21aとはピン24で接続され、硬質部13の他方の基端側突出部13bと節輪21の他方の先端側突出部21aとはピン24で接続されている。
節輪22に対して節輪21は、ピン24の軸線に直交する仮想平面Q上で揺動することができる。節輪21に対して硬質部13は、ピン24の軸線に直交する仮想平面Q上で揺動することができる。
なお、湾曲部14が有する節輪21、22の数は2つに限らず、3つ以上でもよい。
節輪22は、可撓管部15に接続されている。
これら基端側位置センサ26及び先端側位置センサ27の構成は同一であるため、基端側位置センサ26を例にとって説明する。
シャッター26bは、処置具D10に接触していない状態では、図示しないバネ部材等により付勢されることでチャンネル11を塞ぐように配置されている。接点26dは、シャッター26bが回転軸部材26a周りに回転したときに接点26cに接触可能な位置に配置されている。
接点26c、接点26dには、配線26eの端部がそれぞれ接続されている。
チャンネル11の基端側から処置具D10を挿入し、チャンネル11に対して処置具D10を先端側に移動させる(チャンネル11に処置具D10を押し込む)と、図6に示すように先端硬質部D12がバネ部材の弾性力に抗してシャッター26bが先端側に向かって押される。これにより、シャッター26bが回転軸部材26a周りに回転する。可撓管部15の中心線(長手軸)C0において、湾曲部14と可撓管部15との境界となる位置に先端硬質部D12の先端が移動すると、接点26dに接点26cが接触して一対の配線26e間が導通される。
これにより、接点26dに接点26cが接触したときのチャンネル11内での処置具D10に設けられた先端硬質部D12の位置が検出される。基端側位置センサ26はこの検出結果を信号に変換して、制御ユニット4に送信する。チャンネル11内でさらに処置具D10を前進させても接点26dに接点26cが接触して一対の配線26e間が導通された状態が保持される。
硬質部13の基端側における中心線C0に対する第二側X2には、第二操作ワイヤ29aの先端部が溶接等により接続されている。第二操作ワイヤ29aは、コイルシース29bに挿通されている。コイルシース29bの先端部は、節輪22における中心線C0に対する第二側X2に溶接等により接続されている。
ここで、湾曲部14が湾曲している向きとは、湾曲部14の基端における中心線C0に対して、湾曲部14の先端部が偏向している向きのことを意味する。
一方で、第二操作ワイヤ29aを引き戻すことで、湾曲部14は中心軸C0に対する第二側X2に湾曲する。このとき、第一操作ワイヤ28aは押込まれる。
このように、第一操作ワイヤ28a又は第二操作ワイヤ29aを引き戻すことで、湾曲部14を湾曲操作可能である。
また、湾曲部14が湾曲した状態では湾曲部14内に形成されたチャンネル11も湾曲部14の曲率半径とほぼ等しい曲率半径で湾曲された状態となるため、湾曲部14の軸線の曲率半径が小さくなるにつれて、湾曲部14内に形成されたチャンネル11の中心線C1の曲率半径も小さくなり、その小さい曲率半径に湾曲したチャンネル11には先端硬質部D12を挿通しにくくなる。
湾曲部14は、可撓管部15の先端面に対して仮想平面Q上で湾曲自在である。
ワイヤ駆動モータ42、43及び支持部材44は、操作部本体41に固定されている。
第一操作ワイヤ28aの基端部は、第一ワイヤ駆動モータ42の図示しない回転軸に接続されている。第一操作ワイヤ28aが内部に挿通されたコイルシース28bの基端部は、支持部材44に固定されている。
同様に、第二操作ワイヤ29aの基端部は、第二ワイヤ駆動モータ43の図示しない回転軸に接続されている。第二操作ワイヤ29aが内部に挿通されたコイルシース29bの基端部は、支持部材44に固定されている。
一方で、第二ワイヤ駆動モータ43に電力を供給して第二ワイヤ駆動モータ43の回転軸を第一側に回転させることで、コイルシース29bに対して第二操作ワイヤ29aが引き戻され、湾曲部14が中心線C0に対する第二側X2に湾曲する。
ワイヤ駆動モータ42、43には、図示しないポテンショメータが内蔵されている。ワイヤ駆動モータ42、43の回転軸の基準位置からの回転量は、ポテンショメータで検出される。ポテンショメータはこの検出結果を信号に変換して、制御ユニット4に送信する。なお、ポテンショメータは、第一ワイヤ駆動モータ42や第二ワイヤ駆動モータ43に対して外付けで設けられてもよい。
本実施形態では、湾曲部14は可撓管部15の先端面に対して仮想平面Q上で第一側X1及び第二側X2に湾曲する。すなわち、湾曲部14は中心線C0に対する2方向に湾曲する。なお、湾曲部14は中心線C0周りの等角度毎の4方向に湾曲するように構成してもよい。
操作部本体41の基端側には、後述する制御部82を介して前述のワイヤ駆動モータ42、43を操作するためのアングルノブ48が設けられている。
アングルノブ48には、アングルノブ48の回転量を信号に変換する信号変換部48aが接続されている(図2参照)。後述するように制御部82の制御モードが手動操作モードのときにアングルノブ48を操作することで、湾曲部14を所望の方向に湾曲させることができる。
操作部本体41には、チャンネル11に挿入する処置具D10の種類を入力するためのスイッチ49が設けられている。
チューブ本体60は、ETFE(四フッ化エチレン−エチレン共重合体樹脂)等の材料で管状に形成されている。
ローラ71は、チューブ本体60に回転軸部材76により支持されているため、この回転軸部材76周りに回転可能である。ローラ72もローラ71と同様に構成されている。
ローラ71、72の一部は、挿入部用チャンネル61の内周面から管路側に突出している。ローラ71とローラ72との距離は、内視鏡装置2の挿入部10の外径に等しいかわずかに短い。ローラ71、72は、挿入部用チャンネル61に挿通された挿入部10を挟持する。図示はしないが、ローラ71は、第一ローラ駆動モータ73の回転軸に、直接、又はギア等を有する減速機を介して接続されている。ローラ72は、第二ローラ駆動モータ74の回転軸に同様に接続されている。
ローラ71、72をこのように回転させることで、移動機構70は挿入部用チャンネル61に挿通された挿入部10の観察ユニット17をチューブ本体60に対して基端側に移動させる。
湾曲演算装置81及び制御部82は、図示はしないが、演算素子、メモリ(記憶部)、制御プログラム等で構成されている。
バス87には、観察ユニット17、距離測定部18、位置センサ26、27、ワイヤ駆動モータ42、43、信号変換部48a、スイッチ49、及びローラ駆動モータ73、74が接続されている。
湾曲部14の湾曲量は、基準位置からのワイヤ駆動モータ42、43の回転軸の回転量で演算される。
このように、湾曲演算装置81は、湾曲部14が湾曲したときの湾曲部14内に形成されたチャンネル11の中心(以降、同様の箇所全て修正)線C1の曲率半径、及び湾曲部14の湾曲量を演算する。
手動操作モードでは、操作者がアングルノブ48を中立位置から第一側に所定の角度回転させることができる。
自動操作モードでは、制御部82は、位置センサ26、27及び湾曲演算装置81の演算結果に基づいてワイヤ駆動モータ42、43を自動的に制御する。制御モードが自動操作モードのときには、操作者がアングルノブ48を操作しても湾曲部14を湾曲動作できないように図示しないクラッチ機構があるか、アングルノブ48を操作できないようにロックされている。
自動操作モードでは、制御部82は、湾曲演算装置81が演算した湾曲部14内に形成されたチャンネル11の中心線C1の曲率半径、及び湾曲部14の湾曲量に基づいてワイヤ駆動モータ42、43を自動的に制御する。自動操作モードの詳細については、後述する。
図示しないスイッチを操作すること等により内視鏡システム1を起動させて、不図示の電源から観察ユニット17、制御ユニット4、光源等に電力を供給する。
このとき、制御部82の制御モードが手動操作モードになる(ステップS11)。
観察ユニット17は受光面17aで結像された画像を取得し、信号に変換して操作部40を介してモニタに送信する。送信された信号は画像に変換され、モニタに表示される。
操作者は、観察ユニット17で取得した画像をモニタで観察しつつ、挿入部10及びオーバーチューブ3を患者の口等から体腔内に導入する。
操作者は、必要に応じてアングルノブ48を操作し、挿入部10及びオーバーチューブ3を導入していく。このとき、湾曲部14が中心線C0に対する第一側X1や第二側X2に湾曲する。
操作者は、一方の手で操作部本体41を把持し、他方の手で処置具D10の基端部を把持して鉗子口47を通してチャンネル11に処置具D10の先端硬質部D12を挿入する。なお、説明の便宜のため、図8以降では、処置具D10の先端硬質部D12の位置を、点線の丸印Eで示している。
図6に示すように、湾曲部14と可撓管部15との境界の位置までチャンネル11を通って処置具D10の先端硬質部D12が前進すると、接点26dと接点26cとが接触される。その接触の情報を信号として制御部82に送信される。
基端側位置センサ26は、可撓管部15内に形成されたチャンネル11の先端部に配置される。
制御部82は、湾曲部14と可撓管部15との境界のチャンネル11内の位置を処置具D10の先端硬質部D12の位置として識別すると、ステップS13からステップS15に移行する。
なお、基端側位置センサ26は、可撓管部15内に形成されたチャンネル11の先端部に配置されることが好ましいが、可撓管部15内に形成されたチャンネル11上の任意の位置であってもよいため、特にこの位置に限定されない。
ステップS17において、制御部82は、湾曲部14内に形成されたチャンネル11の中心線C1の曲率半径が所定の値よりも小さいか否かを判断する。この場合、湾曲演算装置81により演算された湾曲部14内に形成されたチャンネル11の中心線C1の曲率半径は所定の値よりも小さい(ステップS17においてYES)と判断してステップS21に移行する。
具体的には、図8に示す状態では、湾曲部14の中立位置から第一操作ワイヤ28aが引き戻されることで湾曲部14がきつく湾曲して湾曲形状Aとなっている。そこで、制御部82は湾曲部14が中立位置にならない程度に、第二ワイヤ駆動モータ43で第二操作ワイヤ29aを引き戻す。これにより、湾曲部14の第一側X1の湾曲を緩く(湾曲部14内に形成されたチャンネル11の中心線C1の曲率半径を大きく)させて、図9に示す挿入部10の湾曲形状Bとなる。
ただし、湾曲部14の第一側X1の湾曲を緩くするだけでは、湾曲部14が真っ直ぐな形状に近づくため、視野角θ内から処置対象P1が外れそうになる。
可撓管部15と湾曲部14との境界に処置具D10の先端硬質部D12が到達すると、基端側位置センサ26によって処置具D10の先端硬質部D12の位置が検出され、その検出結果を入力信号として基端側位置センサ26から制御部82に送信される。その入力信号を湾曲演算装置81が受信すると、湾曲演算装置81はチャンネル11の中心線の曲率半径を演算し、その演算結果に基づいて制御部82は第一の駆動信号を生成する。
なお、制御部82のメモリには、チャンネル11の中心線の曲率半径と第一の駆動信号との関係を表すテーブルが記憶されている。また、メモリには、第一の駆動信号と退避長さL2との関係を表すテーブルが記憶されており、第一の駆動信号に基づいて退避長さL2が演算され、その演算結果に基づいて第一ローラ駆動モータ73及び第二ローラ駆動モータ74を駆動させる第二の駆動信号が生成される。そして、制御部82は第一の駆動信号を第一ワイヤ駆動モータ42と第二ワイヤ駆動モータ43に送信すると共に第二の駆動信号を第一ローラ駆動モータ73及び第二ローラ駆動モータ74に送信する制御を行う。
なお、各テーブルは、処置対象P1を視野に捉えた状態になるようにチャンネル11の中心線の曲率半径と退避長さL2とがバランスを取って設定されている。
そのため、この制御によれば、処置具D10をチャンネル11へ挿通する時の視野ずれを防止できる。
また、制御部82のメモリには、観察ユニット17の視野角θの値、硬質部13、湾曲部14の長手方向の長さ等が記憶されている。
さらに、このメモリには、湾曲部14内に形成されたチャンネル11の軸線C1の曲率半径と、湾曲部14の基端に対する観察ユニット17の光軸C3(図11参照)の位置との対応関係を表すテーブルが記憶されている。
点Q1から挿入部10の先端面13aまでの光軸C3に沿った長さを、L6とする。光軸C3と光軸C4とのなす角度αとする。湾曲部14の湾曲を緩くする前の挿入部10の先端面13aから処置対象P1までの距離を、L7とする。距離L7は、距離測定部18により測定される。
視野中心から視野限界までの距離L8は、視野角θ及び距離L7を用いて、例えば、(1)式から求められる。
L8=L7×tan(θ/2) ・・(1)
L11=L6×sin(α) ・・(2)
観察ユニット17の光軸C4が光軸C3に対して角度α傾いたことによる視野中心の移動量L12は、(3)式から求められる。
L12=L7×tan(α) ・・(3)
湾曲部14の湾曲を緩くするとともに挿入部10の可撓管部15を基端側に退避長さL2移動させときに、処置対象P1が視野範囲内にある条件は、(4)式から求められる。
L2−(L11+L12)<L8 ・・(4)
(4)式に、(1)式から(3)式を代入して、(5)式が得られる。
L2−{L6×sin(α)+L7×tan(α)}<L7×tan(θ/2)
・・(5)
0≦L2<{L6×sin(α)+L7×tan(α)}+L7×tan(θ/2)
・・(6)
(6)式を満たすように退避長さL2を設定することで、処置対象P1が観察ユニット17の視野範囲(視野角θ)内に入る。
一方で、退避長さL2を移動量L11と移動量L12との和とした場合には、図13に示すように、湾曲部14の湾曲を緩くする前後で視野中心は一致する。
この処理の後で、制御部82はステップS23に移行する。
操作者がチャンネル11に処置具D10をさらに押込むと、湾曲部14内に形成されたチャンネル11に処置具D10の先端硬質部D12が挿入される。
制御部82は、チャンネル11の開口11aに処置具D10の先端硬質部D12が位置していることを識別すると、ステップS23からステップS25に移行する。
このとき、先端硬質部D12は、湾曲部14内に形成されたチャンネル11よりも先端側に移動し、硬質部13内に形成されたチャンネル11に配置されている。
操作者は、手動操作モードにおいて、必要に応じてアングルノブ48を操作して湾曲部14を湾曲させる。開口11aよりも先端側に突出した先端硬質部D12で、処置対象P1を把持したりする。
湾曲部14の湾曲を緩くすると湾曲部14が真っ直ぐな形状に近づくため、観察ユニット17による視野が処置対象P1から外れてしまう。しかしながら、挿入部10を基端側に移動させることで観察ユニット17の視野範囲を処置対象P1側に移動させることにより、観察ユニット17による視野が処置対象P1から外れるのを抑えつつ、先端硬質部D12が設けられた処置具D10をチャンネル11に容易に挿入させることができる。
例えば、硬質部13や節輪21、22にポテンショメータを設けて、硬質部13や節輪21、22の揺動角度を検出してもよい。
湾曲部14内に形成されたチャンネル11の先端と基端にそれぞれ姿勢センサを設けて検出してもよい。
操作ワイヤ28a、29aを引き戻すときの、操作ワイヤ28a、29aの張力をロードセル等で検出して、湾曲部14内に形成されたチャンネル11の中心線C1の曲率半径を求めてもよい。
図14及び図15に示す変形例では、基端側位置センサ91は、可視光線等の光を発する発光部91aと、発光部91aが発した光を受講する受光部91bとを備える。発光部91a及び受光部91bは、可撓管部15内に形成されたチャンネル11の先端に対向するように配置されている。発光部91aは、受光部91bに向けて光を発し続けている。発光部91aと受光部91bとの間に処置具D10の先端硬質部D12の先端が入ることで、受光部91bでは、それまで検出できていた発光部91aが発する光を検出できなくなる。
基端側位置センサ95は、チャンネル11の基端部の内周面から一部が突出するように設けられた一対のローラ96、不図示の演算素子やメモリ等を有している。
一対のローラ96は、チャンネル11に挿入された処置具挿入部D11の長さに応じて回転する。メモリには、チャンネル11の長手方向における一対のローラ96から可撓管部15内に形成されたチャンネル11の先端までの長さ等が記憶されている。
演算素子は、ローラ96の回転数からチャンネル11における一対のローラ96よりも先端側に挿入された処置具D10の処置具挿入部D11の長さを算出する。そして、算出された長さと、メモリに記憶された長さとを比較することで、処置具D10の先端硬質部D12の先端の位置が可撓管部15内に形成されたチャンネル11の先端の位置であること検出する。
この変形例では、チャンネル11に置具D10を挿入するとき、及びチャンネル11から置具D10を引き抜くときのいずれにおいても、置具D10の先端硬質部D12の先端の位置を検出することができる。
このときには、処置具D10を引き戻す前に、湾曲部14内に形成されたチャンネル11の中心線C1の曲率半径を所定の値以上にする。チャンネル11から処置具D10を引き抜く。操作者がチャンネル11に別の処置具を挿入すると、湾曲部14がきつく湾曲しているときには、前述のように制御部82は、湾曲部14の湾曲を緩くすると同時に挿入部10の可撓管部15を基端側に退避長さL2移動させる。
このように、処置具を交換する場合であっても、前述の突出長さL1が退避長さL2の2倍以上であることで、第一ローラ駆動モータ73及び第二ローラ駆動モータ74により挿入部10の可撓管部15を基端側に2回以上移動させることができる。
このようにすることで、処置具を何度か交換する場合でも、観察ユニットによる視野が処置対象P1から外れるのを抑えつつ硬質部が設けられた処置具をチャンネル11に容易に挿入させることができる。この場合、第一ローラ駆動モータ73及び第二ローラ駆動モータ74は、可撓管部15を基端側に移動させるだけでなく先端側にも移動できる構成(進退機構)となる。
制御部は、処置対象P1を捉えた画像と処置対象P1からずれたときの画像とのずれ量及びベクトルを算出する。そして、そのずれ量とベクトルに基づいてローラ71、72の回転量を算出する。
次に、本発明の第2実施形態について図18から図24を参照しながら説明するが、前記実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
図18に示すように、本実施形態の内視鏡システム6は、チャンネル11が形成された軟質の挿入部100と、挿入部100の基端部に設けられた操作部150と、操作部150を制御する制御ユニット160とを備えている。
図18から図20に示すように、伸縮機構130は、蛇腹部131と、蛇腹部131内に形成された封止空間131aに流体を供給したり封止空間131aから流体を吸引したりする流体制御部132とを有している。
外壁135の先端部、基端及び内壁136の先端部、基端部は、可撓管部15の外面を構成する外皮チューブ139にそれぞれ接続されている。この外皮チューブ139は、単体でも形状を維持できるように、可撓性を有しながらも曲げ剛性がある程度高く形成されている。
蛇腹部131の基端部には、流体供給チューブ140の先端部が接続されている。流体供給チューブ140の基端部は、流体制御部132に接続されている。
なお、図18から図20における蛇腹部131は、封止空間131aに流体が供給されることで、可撓管部15の中心線C0に沿って延びた状態を示している。
線状体141は、蛇腹部131よりも先端側において、湾曲部14等に接続されている。
外皮チューブ139の基端部は、先端側操作部151の操作部本体151aに取付けらえている。操作部本体151aの基端側には、前述のアングルノブ48が設けられている。
操作部本体151aには、先端側ユニバーサルコード155を介して収納具156が接続されている。収納具156と、基端側操作部152の操作部本体152aとは、基端側ユニバーサルコード157により接続されている。
操作部本体152a内には、前述のワイヤ駆動モータ42、43が配置されている。
線状体141を構成する操作ワイヤ28a、29aの基端部は、ワイヤ駆動モータ42、43に接続されている。
収納具156内に配置された部分の線状体141を構成するチューブ11bには、貫通孔11fが形成されている。収納具156には、貫通孔156aが形成されている。処置具D10は、収納具156の貫通孔156a、及びチューブ11bの貫通孔11fを通して、チャンネル11に挿入される。
制御部161は、ワイヤ駆動モータ42、43や流体制御部132の制御を行う。
操作者は、挿入部100を患者の体腔内に導入し、図21に示すように、処置対象P1が視野角θ内に入るように、処置対象P1に挿入部100の先端面13aを対向させる。
制御部161は、可撓管部15内に形成されたチャンネル11の先端に先端硬質部D12の先端が達し、湾曲部14内に形成されたチャンネル11の中心線C1の曲率半径が所定の値よりも小さく、さらに、湾曲部14が湾曲している向きが中心線C0に対する第一側X1であると判断したときに、以下の処理を行う。
すなわち、図22に示すように、湾曲部14が中心線C0に対して第一側X1に湾曲した状態を維持しつつ、湾曲部14を湾曲部14内に形成されたチャンネル11の中心線C1の曲率半径が所定の値以上になるように湾曲させる。ただし、湾曲部14の第一側X1の湾曲を緩くするだけでは、湾曲部14が真っ直ぐな形状に近づくため、観察ユニット17の視野角θ内から処置対象P1が外れそうになる。
線状体141は、蛇腹部131よりも先端側において湾曲部14等に接続されているため、蛇腹部131よりも先端側の外皮チューブ139とともに湾曲部14が基端側に移動する。操作部本体151a、及び先端側ユニバーサルコード155内に挿通された線状体141は基端側に移動し、収納具156内で撓んだ線状体141の長さが長くなる。
また、本発明は前述した説明によって限定されることはなく、添付のクレームの範囲によってのみ限定される。
例えば、前記第1実施形態及び第2実施形態では、制御モードの手動操作モードと自動操作モードとがチャンネル11内の先端硬質部D12の位置に応じて自動的に切り替わるとした。しかし、操作者が操作部のスイッチ等を操作することで、手動により手動操作モードと自動操作モードとを切り替えるように構成してもよい。
前記第1実施形態及び第2実施形態では、観察部は撮像素子を有するとしたが、観察部がイメージガイドであってもよい。この場合、イメージガイドの受光面である先端面は、挿入部10の湾曲部14よりも先端側に設けられる。
先端硬質部D12は処置具D10の長手方向の先端部に設けられているとしたが、硬質部は処置具の長手方向の中間部に設けられているとしてもよい。
3 オーバーチューブ(チューブ体)
10、100 挿入部
11 チャンネル(器具用チャンネル)
14 湾曲部
15 可撓管部
26、91、93、95 基端側位置センサ(位置検出部)
42 第一ワイヤ駆動モータ(第一の駆動部)
43 第二ワイヤ駆動モータ(第一の駆動部)
61 挿入部用チャンネル
73 第一ローラ駆動モータ(第二の駆動部)
74 第二ローラ駆動モータ(第二の駆動部)
81 湾曲演算装置(演算部)
82、161 制御部
C0 中心線(長手軸)
D10 処置具(医療器具)
D12 先端硬質部
Claims (6)
- 医療器具を挿入可能な器具用チャンネルが形成されて可撓性を有する挿入部と、
前記挿入部の基端部に設けられた可撓管部と、
前記挿入部の先端部に設けられて前記可撓管部の先端部に対して湾曲可能な湾曲部と、
前記可撓管部が挿通可能な挿入部用チャンネルが形成されて、前記可撓管部に対して前記可撓管部の長手軸に沿って移動自在に設けられたチューブ体と、
前記湾曲部を前記可撓管部の先端部に対して湾曲動作させる第一の駆動部と、
前記チューブ体の先端部に設けられて前記挿入部用チャンネルに挿通された前記可撓管部を前記チューブ体に対して基端部側に駆動させる第二の駆動部と、
前記器具用チャンネルの中心軸の曲率半径が大きくなる方向に前記湾曲部を湾曲動作させるように前記第一の駆動部を駆動させる第一の駆動信号を生成し、前記第一の駆動部を駆動させる前記第一の駆動信号に基づいて前記第二の駆動部を駆動させる第二の駆動信号を生成し、前記第一の駆動部に前記第一の駆動信号を送信すると共に、前記第二の駆動部に前記第二の駆動信号を送信する制御を行う制御部と、
を備える内視鏡システム。 - 前記可撓管部と前記湾曲部とを接続する接続部に設けられ、前記器具用チャンネル内を移動する前記医療器具の先端硬質部の位置を検出し、前記医療器具の先端硬質部の位置の検出結果を入力信号として前記制御部に送信する位置検出部をさらに備え、
前記制御部は、前記入力信号を受信すると、前記器具用チャンネルの中心軸の曲率半径を演算する演算部を有し、前記演算部による前記曲率半径の演算結果に基づいて前記第一の駆動信号を生成する
請求項1に記載の内視鏡システム。 - 前記制御部からの前記第二の駆動信号に基づいて、前記第二の駆動部は前記可撓管部を前記チューブ体に対して長手方向に移動させる
請求項1に記載の内視鏡システム。 - 前記湾曲部の遠位端に観察ユニットをさらに有し、
前記制御部は、前記第一の駆動信号に基づいて前記湾曲部を湾曲動作させる後の前記観察ユニットの視野が湾曲動作させる前の前記観察ユニットの視野中心が含まれるように前記第二の駆動信号が生成される、
請求項1に記載の内視鏡システム。 - 医療器具を挿入可能な器具用チャンネルを有する可撓管部と、
前記可撓管部の先端部に湾曲可能に設けられた湾曲部と、
前記湾曲部を前記可撓管部の先端部に対して湾曲動作させる駆動部と、
前記可撓管部の外周面と内周面との間に空間を有し、前記可撓管部を長手軸方向に伸縮させる伸縮部と、
前記伸縮部の前記空間内への流体の供給および前記空間内からの流体の吸引を制御する流体制御部と、
前記器具用チャンネルの中心軸の曲率半径が大きくなる方向に前記湾曲部を湾曲動作させると共に、前記空間内の流体が吸引されるように前記流体制御部を制御することにより前記伸縮部を長手軸方向に縮ませる制御を行う制御部と、
を備える内視鏡システム。 - 前記伸縮部は、蛇腹形状である
請求項5に記載の内視鏡システム。
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