CN102469917A - 内窥镜装置 - Google Patents

Abstract

一种内窥镜装置，其具备：内窥镜，其具有设有弯曲部的插入部；指定部，其指定相对于弯曲部的基端使其前端旋转的旋转动作；确定部，其根据所指定的旋转动作的信息确定弯曲部的驱动方向，以使弯曲部旋转；以及弯曲驱动部，其向确定部所确定的驱动方向弯曲驱动弯曲部，使弯曲部旋转。

Description

内窥镜装置

技术领域

本发明涉及对设于插入部的前端附近的弯曲部进行弯曲驱动的内窥镜装置。

背景技术

近年来，在插入部的前端附近设有弯曲自如的弯曲部的内窥镜在医疗领域等被广泛应用。通过在插入部的前端侧设置弯曲部，可容易顺畅地插入到弯曲的体腔内。

此外，在由肛门插入到大肠的深部侧的情况下，有这样的手法：手术人员进行绕插入部的轴扭转插入部的基端侧的操作，以通过该扭转操作也扭转插入部的前端侧的方式进行插入。

但是，若实施上述那样的扭转操作，则手术人员费力较大。此外，由于该扭转操作，使得设于插入部的前端部的观察单元(或摄像单元)的视点也绕插入轴旋转，由于观察图像(或摄像图像)旋转，因此手术人员难以观察。此外，由于观察图像旋转，因此存在这样的缺点：手术人员不易把握前端部的位置及方向，容易看漏应插入的位置及方向。

另外，在日本特开2005-279118号公报中公开了一种内窥镜装置，其具备扭转机构，该扭转机构使插入部的前端侧弯曲(屈曲)自如并绕插入部的轴扭转该插入部的前端侧。但是，在该公报的现有例中，也由于扭转机构的扭转而使得设于前端部的观察单元的视点也旋转、观察图像也旋转。因此存在这样的缺点：手术人员不易把握前端部的位置及方向，容易看漏应插入的位置及方向。

因此，在如由肛门插入到大肠的深部侧的情况那样插入到弯曲的体腔内的情况下，期望这样的内窥镜装置：能够维持观察单元的视点不变化或者观察图像不变化那样的容易观察的状态而顺畅地插入。

本发明就是鉴于上述内容而完成的，其目的在于提供这样的内窥镜装置：维持容易观察的状态而容易顺畅地插入到弯曲的部位。

发明内容

用来解决课题的手段

本发明的内窥镜装置的特征在于，具有：内窥镜，其具有插入部，该插入部在前端附近设有可弯曲的弯曲部；指定部，其通过控制所述弯曲部的驱动来指定使该弯曲部的前端相对于所述弯曲部的基端旋转的旋转动作；确定部，其根据所述指定部所指定的旋转动作的信息确定所述弯曲部的驱动方向，以使所述弯曲部旋转；以及弯曲驱动部，其根据所述确定部所确定的驱动方向弯曲驱动所述弯曲部，使所述弯曲部的前端进行旋转动作。

附图说明

图1是示出本发明第一实施方式的内窥镜装置的整体结构的图。

图2是示出使内窥镜的弯曲部旋转及弯曲的结构的概要的图。

图3是使弯曲部旋转的情形的说明图。

图4是将插入部的前端侧插入到大肠内、并将该插入部的前端侧扭转或旋转插入到深部侧的情形的说明图。

图5是示出第一实施方式的使弯曲部旋转插入的控制步骤的流程图。

图6是使弯曲部旋转的情况的说明图。

图7是示出使弯曲部旋转的情况与扭转的情况的差异的说明图。

图8是示出本发明第二实施方式的使弯曲部旋转插入的控制步骤的流程图。

图9是使弯曲部旋转的情况的说明图。

图10是示出本发明第三实施方式的使弯曲部旋转插入的控制步骤的流程图。

图11是使弯曲部旋转的情况的说明图。

图12是示出本发明第三实施方式的变形例的内窥镜装置的整体结构的图。

具体实施方式

下面参照附图说明本发明的实施方式。

(第一实施方式)

如图1所示，本发明第一实施方式的内窥镜装置1具有插入于体腔内的内窥镜2、以及处理器6，该处理器6中内置有：光源部3，其供给照明光，所述内窥镜2可拆装自如地与该光源部3连接；信号处理部4，其对内置于内窥镜2中的摄像单元进行信号处理；以及弯曲控制部5，其对内窥镜2的弯曲部16进行包括旋转动作在内的弯曲控制。

此外，该内窥镜装置1还具有作为显示单元(显示装置9)的监视器10，该显示单元显示与处理器6内部的信号处理部4所生成的影像信号对应的内窥镜图像。

内窥镜2具有：插入于体腔内的细长的插入部11，其前端附近设有可弯曲的弯曲部16；操作部12，其设置于该插入部11的后端；以及通用线缆13，其从该操作部12延伸出，该通用线缆13的后端的连接器14可拆装自如地与处理器6连接。

此外，插入部11具有：硬质的前端部15，其设置于前端；弯曲部16，其设置成与该前端部15的后端相邻；以及具有挠性的挠性管部17，其从该弯曲部16的后端延伸到操作部12的前端。

操作部12设置有：手术人员等操作者对弯曲部16进行弯曲方向和弯曲角度的指示操作的弯曲用操纵杆18；旋转指定部19，其构成指定单元(指定部)，该指定单元指定使该弯曲部16的前端部侧相对于弯曲部16的后端(基端)旋转的旋转动作；以及镜体(scope)开关20，其对静态图像等进行指示操作。

当由旋转指定部19将伴随着旋转动作指定的信号或信息输入到弯曲控制部5时，弯曲控制部5对弯曲驱动弯曲部16的弯曲驱动单元(弯曲驱动部)进行控制，以使弯曲部16旋转。并且，采用旋转指定部19形成指定单元，所述旋转指定部19指定如下的旋转动作：通过对弯曲驱动弯曲部16的弯曲驱动单元进行控制，使该弯曲部16的前端相对于弯曲部16的基端旋转。

在内窥镜2的插入部11内等贯穿插入有传输照明光的光导21，该光导21的后端为从连接器14凸出的入射端面。内置于光源部3中的灯22的照明光经由光圈23和聚光透镜24射入该入射端面。并且，灯22通过由灯驱动电路25提供的灯驱动电源而点亮，产生照明光。

此外，光圈23由光圈控制电路26控制用于通过照明光的开口量(光圈量)。

通过光导21传输的照明光从固定于插入部11的前端部15的光导前端面再经由安装于照明窗上的照明透镜27(参见图2)射出到外部，对体腔内的患处等进行照明。

如图2所示，在前端部15处与照明窗相邻地设有观察窗，形成摄像部件的摄像单元31安装于该观察窗。

该摄像单元31具有：安装于透镜框的物镜32；以及作为摄像元件的电荷耦合元件(简称为CCD)33，其摄像面配置在该物镜32的成像位置。

前端侧与CCD 33连接的电缆贯穿插入插入部11内等，其后端侧经图1所示的连接器14的电接点连接到图1所示的构成处理器6内部的信号处理部4的CCD驱动电路36和影像电路37。

CCD驱动电路36产生CCD驱动信号，将该CCD驱动信号施加给CCD 33。CCD33通过CCD驱动信号的施加而对在摄像面上成像的光学像进行光电转换，作为CCD输出信号(摄像信号)输出。

该CCD输出信号被输入到影像电路37内部的影像处理电路37a，影像处理电路37a经生成并混合由CCD 33拍摄的内窥镜图像的影像信号的混合器37b将内窥镜图像显示于监视器10的显示画面的内窥镜显示区域10a。

此外，由影像处理电路37a生成的影像信号被输入到光圈控制电路26，该光圈控制电路26以预定周期对该影像信号的亮度信号分量进行积分等，计算平均亮度。将从该平均亮度的信号中减去与适当亮度相当的基准值后的差分信号作为光圈控制信号，调整光圈23的开口量。然后，根据光圈控制信号进行自动调光，以使得通过光圈23的照明光量成为基准值。

此外，在影像电路37中设有弯曲部形状生成电路37c，该弯曲部形状生成电路37c在指定了旋转动作的情况下生成表示弯曲部16的弯曲形状的影像信号。

通过由弯曲控制部5输入确定弯曲部16的旋转动作中的弯曲状态的信息，弯曲部形状生成电路37c生成表示弯曲部16的弯曲形状的影像信号并输出到混合器37b。

并且，如图1所示，旋转动作中的弯曲部16的弯曲形状显示于作为显示单元的监视器10的显示画面中的旋转动作(旋转模式)的信息显示区域10b。

在旋转动作中时，手术人员通过观察监视器10能够确认弯曲部16的旋转动作中的弯曲形状。

在插入部11内设有未图示的处置器械用通道，该处置器械用通道的后端侧与设置于操作部12的前端附近的处置器械插入口39连通。

此外，在插入部11的前端附近设有弯曲部16，设于处理器6内部的弯曲控制部5为如图2所示的对弯曲驱动机构进行控制的结构。

构成弯曲部16的多个弯曲块51的沿弯曲部16的长度方向分别相邻的部分通过铆钉52以能自如转动的方式连接。

各弯曲块51弯曲的方向由设置铆钉52的位置来确定，在此，铆钉52交替或按适当周期配置于左右位置和上下位置，能向上下方向和左右方向弯曲。

并且，图2仅简要示出使弯曲块51向上下方向弯曲的铆钉52。此外，在插入部11内贯穿插入有使弯曲块51向上下方向和左右方向弯曲的角线53u、53d和53l、53r，这些角线53u、53d和53l、53r的前端固定于前端部15。

此外，角线53u、53d和53l、53r的后端固定于配置在操作部12内的上下弯曲用滑轮54a和左右弯曲用滑轮54b上。

两滑轮54a、54b通过构成进行电气弯曲驱动的弯曲驱动单元的电动机55a、55b而能向正反方向自如旋转。电动机55a、55b通过电动机驱动部56的电动机驱动信号而被驱动。电动机驱动部56的动作由弯曲控制部5控制。另外，在图1中示出了将弯曲控制部5设置在处理器6的内部的构成例，但也可以设置于操作部12内部等内窥镜2的内部。此外，也可以将电动机驱动部56设置在弯曲控制部5的内部。

通过电动机驱动部56的电动机驱动信号而驱动的电动机55a、55b使滑轮54a、54b旋转，通过滑轮54a、54b的旋转来牵引角线53u、53d、53l、53r，向牵引的方向弯曲驱动弯曲部16。

因此，电动机驱动部56、电动机55a、55b等构成对弯曲部16进行电气弯曲驱动的弯曲驱动单元，弯曲控制部5对通过弯曲驱动单元弯曲驱动弯曲部16的动作进行控制。

在使滑轮54a、54b旋转的情况下，对应于滑轮54a、54b的旋转角来确定角线53u、53d、53l、53r的牵引量，并且弯曲部16对应于牵引量而弯曲。

因此，通过检测电动机55a、55b或滑轮54a、54b的旋转角或角线53u、53d、53l、53r的牵引量(移动量)，能检测弯曲部16的弯曲角。

在本实施方式中为如下结构：例如通过安装于电动机55a、55b的转轴部的旋转编码器(也简称为“编码器”)57a、57b，经滑轮54a、54b的旋转角来检测弯曲部16的弯曲角。

即，根据编码器57a、57b的输出信号，能够检测滑轮54a、54b的旋转角，换言之，能够检测与滑轮54a、54b的旋转角对应的弯曲部16的弯曲角。因此，编码器57a、57b形成检测弯曲部16的弯曲形状的弯曲形状检测单元(弯曲形状检测部)。

基于编码器57a、57b的输出信号的滑轮角或弯曲角的检测信号(检测值)被输入到电动机驱动部56。该电动机驱动部56经弯曲控制部5被输入作为弯曲指示操作单元的操纵杆18的弯曲指示方向和弯曲角的指示值(另外，编码器57a、57b的输出信号还被输入到弯曲控制部5，用于旋转模式下的弯曲形状的显示)。

并且，该电动机驱动部56对电动机55a、55b进行旋转驱动，以使编码器57a、57b的检测值追随指示值(与其一致)。

弯曲控制部5将弯曲指示操作单元的指示值赋予电动机驱动部56，电动机驱动部56按照使弯曲角的检测值与指示值一致的方式对电动机55a、55b进行旋转驱动，使弯曲部16弯曲到所指示的预定的弯曲角。

手术人员通过设置于操作部12的作为弯曲指示操作单元(弯曲指示操作部)的操纵杆18进行向上下、左右的任意弯曲方向倾斜移动的操作，从而使得倾斜移动的方向为弯曲指示方向，并且使得该倾斜移动角为弯曲角的指示值。

手术人员通过进行使操纵杆18向上下、左右任意方向倾斜移动的指示操作，对应于倾斜移动的方向，使得上下方向操纵杆电动机58a和左右方向操纵杆电动机58b进行旋转。

其旋转角由编码器59a、59b检测，编码器59a、59b的检测信号作为弯曲方向的信息和弯曲角的指示值被输入到弯曲控制部5。

另外，操纵杆电动机58a、58b通过弯曲控制部5控制，并且编码器59a、59b的检测信号也被输入到弯曲控制部5。

并且，弯曲控制部5将作为编码器59a、59b的检测信号的弯曲方向的信息和弯曲角的指示值输出给电动机驱动部56，控制其动作。

此外，在本实施方式中，设有旋转指定部19，该旋转指定部19构成指定弯曲部16的旋转动作的指定单元，旋转指定部19所指定的信号或信息被输入到弯曲控制部5。

旋转指定部19具有：进行旋转方向的指定的方向开关19a；以及进行旋转动作的开始/停止(ON/OFF)的旋转开关19b。也可以使方向开关19a和旋转开关19b成为一体化的结构。

另外，在内窥镜2的操作部12上设有上述旋转指定部19，但也可以在图1所示的处理器6的前置面板等上设置能够进行旋转动作的指定的旋转指定部19。

由旋转指定部19输入指定旋转方向的信号的弯曲控制部5具有作为确定单元的确定部5a的功能，所述确定单元根据所指定的旋转动作的指定信息确定弯曲部16的弯曲驱动方向(也称为“驱动方向”)等，以使弯曲部16旋转。并且，电动机驱动部56对电动机55a、55b施加与确定部5a所确定的驱动方向对应的驱动信号，电动机55a、55b向确定部5a所确定的驱动方向弯曲驱动弯曲部16，使其旋转。

这样，弯曲控制部5对使弯曲部16旋转的旋转模式的旋转动作进行控制。

图3是示出在旋转模式下进行旋转动作的情况下的弯曲部16的形状等的说明图。旋转动作是以弯曲部16的基端16a为基准使弯曲部16的前端或前端侧以画圆的方式旋转的动作。

在该情况下，由图3可知，根据弯曲部16的弯曲状态，弯曲部16的前端所画的圆的大小、即旋转半径的值不同。另外，弯曲部16的前端按照与前端部15的前端相同的意思来使用。严密地说，前端部15的前端与弯曲部16的前端相比偏差了前端部的长度，但其偏差量小。

此外，确定部5a根据所确定的驱动方向等信息对驱动弯曲部16的电动机驱动部56的驱动动作进行控制。

另外，在此，弯曲驱动弯曲部16的驱动方向与通常的弯曲方向(或驱动方向)意思不同。通常，在称为使弯曲部16弯曲的弯曲方向的情况下，用于如下情况：表示使弯曲部16从未弯曲的中立状态的弯曲角为零的状态向上下、左右的任意方向弯曲的情况下的其方向。

相对于此，本实施方式的旋转模式中的使弯曲部16弯曲驱动的驱动方向以如下情况下的意思来使用，即：使弯曲部16从通常的弯曲方向的状态弯曲成使该弯曲部16的前端以向右绕或向左绕的方式画圆。

图3中的以单点划线所示的轴线L表示沿着弯曲部16未弯曲的中立状态的弯曲部16的长度轴的轴线，在中立状态下，弯曲部16的前端侧从弯曲部16的基端16a开始重合到该轴线L上。

此外，例如设弯曲状态B0为手术人员打开旋转指定部19的旋转开关19b时的弯曲状态。在该情况下，弯曲状态B0的弯曲部16的前端离轴线L的距离为半径r，位于与轴线L垂直的平面上，该弯曲部16的前端通过旋转动作在该平面上如画出圆(即旋转圆)的轨迹般地如弯曲状态B1、B2、B3那样旋转。因此，上述半径r为进行旋转动作的旋转半径。另外，弯曲部16的前端画圆的与轴线L垂直的平面也称为“旋转平面”。

此外，当将轴线L的方向设定在Z轴方向时，弯曲部16的前端在作为与Z轴分别正交的旋转平面的X、Y平面上。

下面，对本实施方式的使弯曲部16旋转的动作进行说明。接通内窥镜装置1的电源，内窥镜装置1成为动作状态。

手术人员例如将内窥镜2的插入部11从患者的肛门插入到大肠的深部侧来进行内窥镜检查。在插入到大肠的深部侧的手法中，有的情形下扭转操作是有效的。例如，如图4的左侧的图所示，在大肠的肠管60扭曲的情况下(特别是在S状结肠与下行结肠的过渡部分以高频度来实现)，通过维持弯曲状态将内窥镜向右扭转，能够如图4的右侧所示那样解开扭曲。

但是，该扭转操作存在如下问题：

(a)当扭转的速度急剧时，内窥镜前端与肠管60的卡挂脱开，插入到深部侧的手法不成功。

(b)需要抓住内窥镜将其旋转180度，仅靠手腕的旋转手法的话，扭转操作量不够。

(c)由于通过内窥镜观察的方向是颠倒的，因此容易认错内窥镜的前端的方向。

另外，在采用上述的现有例的情况下，有可能可以克服(a)、(b)，但无法克服(c)。

针对于此，本实施方式通过如图3所示的旋转动作而不是扭转操作，即使对于图4中的情况也能够克服现有例无法克服的(c)并以简单的操作顺畅地插入到大肠的深部侧。这样，参照图5的流程图对使弯曲部16的前端旋转的情况下的控制步骤的一个示例进行说明。

如图5所示，在最开始的步骤S1中，手术人员在操作旋转指定部19对旋转方向进行指定后，打开旋转开关19b，使旋转动作开始。

另外，将旋转方向指定为例如如图3中的箭头所示那样从轴线L的前端侧观察时的右方向(顺时针方向)。手术人员也可以将旋转方向指定为左方向。

在接下来的步骤S2中，弯曲控制部5基于开始旋转动作的最初的弯曲位置(在图3中的例中为弯曲状态B0)确定(设定)旋转圆。另外，在此说明书中，以弯曲部16的前端位置这样的意思简略地表示弯曲位置。

具体地说，如利用图3所说明的那样根据最初的弯曲状态B0将图3所示的圆确定为旋转圆。另外，通过作为弯曲形状检测单元的编码器57a、57b检测弯曲状态B0、B1等任意弯曲状态的弯曲形状(从中立位置开始的弯曲方向及弯曲角)。在该情况下，最初的弯曲状态B0的从轴线L到弯曲位置的距离为旋转圆的半径r，确定到弯曲位置的矢径方向的角θ(以基准方向、例如弯曲的上方向为角0)。

图6示出了采用滑轮角(或弯曲角)的坐标系从图3中的轴线L的前端侧观察弯曲部16的前端的情况下的旋转的说明图。如图6所示，将最初的弯曲位置设为C0(r、θ)。该情况下的从中立位置(即，上下、左右的滑轮角0、0)到C0的距离为旋转圆的半径(旋转半径)r，设上方向与半径r所成的角为θ。

另外，严密地说，滑轮角的坐标系中的半径r与图3所示的半径r不一致，但由于如以下所述那样能够从一方到另一方相互地转换，因此在本说明书中简略地采用不作区别的标示法。

如上述那样，可以将滑轮角看作与弯曲部16的弯曲角相同。此外，滑轮角的坐标系中的旋转半径与弯曲部16的前端的旋转半径以预定的关系对应。

因此，如果预先对每个内窥镜测定弯曲部16的前端的半径r与滑轮的旋转位置的对应表并将该信息存储到存储器等中，那么手术人员就能够将欲使其旋转的旋转半径换算成滑轮角旋转的半径，或相反地从滑轮角旋转的半径换算成弯曲部16的前端旋转的半径。

下面，利用滑轮角的坐标系进行说明。在接着步骤S2的短时间后的步骤S3中，弯曲控制部5计算基于以该时刻为当前的弯曲位置的旋转圆的切线方向。即，如图6所示，设当前的弯曲位置为C(r’、θ’)(如图5所示，计算

)来计算切线方向。

并且，在下面的步骤S4中，弯曲控制部5对|r-r’|是否在基准值D以内进行判定。即，弯曲控制部5对是否满足|r-r’|＜D的条件进行判定。

另外，对应于使弯曲部16的前端画出半径r的旋转圆的轨迹的动作将基准值D设定成适当的值。例如，通过减小基准值D的值，能够实质上使其以半径r旋转。也可以使手术人员等操作者能够可变地设定基准值D的值。

在弯曲控制部5判定的结果为满足|r-r’|＜D的条件的情况下，进入到步骤S5，在判定的结果为不满足该条件的情况下，进入到步骤S6。

在步骤S5中，弯曲控制部5(的确定部5a)将在步骤S3中计算出的切线方向确定为使弯曲部16的前端移动的驱动方向。并且，向所确定的驱动方向弯曲驱动弯曲部16。

在接下来的步骤S7中，弯曲控制部5将通过作为弯曲形状检测单元的编码器57a、57b检测出的当前的弯曲位置的信息输出到影像电路37的弯曲部形状生成电路37c。弯曲部形状生成电路37c生成当前的弯曲部16的弯曲形状的影像信号，并将该影像信号输出到监视器10。在监视器10的显示画面上显示当前的弯曲形状。

手术人员根据显示于监视器10上的弯曲形状能够识别旋转动作中的弯曲形状。

在步骤S7的处理之后，进入到步骤S8的处理。在步骤S8中，弯曲控制部5对手术人员是否进行了停止旋转动作的指示操作进行判定。具体地说，对是否断开了旋转指定部19的旋转开关19b进行判定。在未断开的情况下，返回到步骤S3的处理，在断开的情况下完成图5中的处理。

另一方面，当在步骤S4中不满足不等式的条件的情况下，在步骤S6中，弯曲控制部5将向心或离心方向设定为使弯曲部16的前端移动的驱动方向。并且，向所设定的驱动方向弯曲驱动弯曲部16。

另外，在该步骤S6中，在r’-r＞D的情况下将向心方向设定为驱动方向进行驱动，在r-r’＞D的情况下将离心方向设定为驱动方向进行驱动。在该步骤S6之后，进入到步骤S7。

弯曲控制部5通过进行这样的控制能够使弯曲部16的前端以半径r(插入部11不会向轴向扭转)旋转动作，该半径r与通过旋转指定部19使旋转动作开始时的弯曲角对应。因此，如上述那样，在现有例中，进行了作为用于插入大肠的深部侧的手法而扭转的操作，但通过进行本实施方式的旋转动作来代替该手法，能够更简单地将插入部11插入到大肠的深部侧。

在本实施方式中，在进行旋转动作的情况下，如下面所说明的那样能够维持使摄像单元31的视点不变化。

图7中的左侧的图利用三角形模式性地示出了根据本实施方式在进行旋转动作的情况下的代表性的位置上的构成摄像单元31的CCD 33的视点。如该图7中的左侧所示，在本实施方式中，视点的方向(具体地说，CCD 33的摄像图像的上方向)或者利用监视器10显示的内窥镜图像的显示方向在进行旋转动作的情况下不变化。

与此相对，关于现有例，如图7中的右侧所示，由于进行扭转，视点对应于扭转量(扭转角)而变化。

例如，在图7中的右侧的CCD为上方向的状态下，当向右方向扭转90度时，CCD为上方向的状态也与该扭转操作联动地变化成横向。此外，由于作为内窥镜图像显示时的基准的上方向与CCD的方向的一致，因此内窥镜图像也向横向旋转。

因此，手术人员根据内窥镜图像实际很难把握所观察的方向。另外，在向左侧扭转的情况下，CCD的上方向也与该扭转操作联动地成为横向。

与此相对，在本实施方式中，即使在进行了旋转动作的情况下，由于视点的方向不变化，因此显示于监视器10的内窥镜图像也不会由于旋转动作而旋转。因此，手术人员能够克服现有例的难以把握观察方向的问题。此外，在现有例中，由于扭转而限制了其扭转量，与此相对，在本实施方式中具有这样的优点：不受旋转动作的旋转量限制，通过加大旋转的转速，可任意加大旋转量。

以上采用视点进行了说明，而采用弯曲部16的弯曲方向的情况下的说明如下。将图7中的左侧的CCD的上方向设定为在例如弯曲部16的弯曲方向的例如上方向(图7中以弯曲的上方向和括弧表示)。在该情况下，与CCD的上方向的情况同样地，在进行旋转动作的情况下，弯曲部16的弯曲方向的上方向的方位不旋转而维持相同方位(在图7中是上方向的方位)。在此，作为具体例以上方向的情况进行了说明，但弯曲部16的其它弯曲方向也同样地在旋转动作时其方位不变化。

因此，本实施方式通过构成弯曲驱动单元的电动机55a、55b能够在弯曲部16的各弯曲方向的方位大致不旋转的状态下使弯曲部16进行旋转动作。

与此相对，在图7中的右侧的现有例的情况下，从进行扭转即可知，弯曲部的方位会变化。

因此，在现有例中，在进行扭转操作的情况下，难以把握弯曲部在体腔内的实际的弯曲方向。与此相对，在本实施方式中，由于即使在进行旋转动作的情况下弯曲部16在体腔内的实际的弯曲方向的方位也不变化，因此能够维持容易进行弯曲操作的状态。

因此，根据本实施方式，能够维持容易观察的状态而顺畅地插入到弯曲的大肠等那样的部位。此外，手术人员通过操作旋转指定部19的简单操作，能够顺畅地插入到如大肠那样弯曲的部位。

此外，由于显示出弯曲部16的旋转动作中的弯曲形状的状态，因此手术人员能够视觉性地确认旋转动作。

(第二实施方式)

下面，对本发明的第二实施方式进行说明。本实施方式的结构与第一实施方式的结构相同。但是，在本实施方式中，旋转指定部19的结构为能够指定旋转方向并对旋转速度进行指定。

下面，参照图8来说明本实施方式的动作。图8示出了本实施方式的进行旋转动作的控制步骤的一个示例。

当接通内窥镜装置1的电源而使动作开始时，在最开始的步骤S11中，手术人员在操作旋转指定部19来指定旋转方向和旋转速度后，使旋转动作开始。设手术人员将旋转方向指定为右方向、将旋转速度指定为ω。

这样，在接下来的步骤S12中，弯曲控制部5根据当前的弯曲位置设定旋转圆。将当前的弯曲位置设定为例如C0(r、θ)，设定旋转圆＝半径为r的圆。

基于以自该步骤S12起经过短时间后的步骤S13的时刻为当前的弯曲位置设定旋转目标位置X。在第一实施方式中，将切线方向作为旋转目标位置，但在本实施方式中，作为旋转目标位置X，将半径为r且当前的弯曲位置的矢径角θ’为θ’+ωΔt的位置设为旋转目标位置。

图9示出了步骤S13的说明图。在图9中，设时刻t的弯曲位置为C(r、θ’)，设定了自该时刻t起Δt后的旋转目标位置X。

设该旋转目标位置X为X(r、θ’+ωΔt)。在接下来的步骤S14中，弯曲控制部5的确定部5a根据旋转目标位置X确定驱动方向。在该情况下，驱动方向为从步骤S13的弯曲位置到旋转目标位置X的方向。即，当设C和X为矢量时，矢量X-C的方向为驱动方向。根据|X-C|的大小确定驱动速度。

并且，在接下来的步骤S15中，弯曲控制部5对是否经过了预定的时间Δt进行判断。在未经过预定的时间Δt的情况下，等待该时间经过。在该情况下，进行向旋转目标位置X驱动的动作。

另一方面，在经过了预定的时间Δt的情况下，进入到步骤S16的处理。在步骤S16中，弯曲控制部5将通过编码器57a、57b检测出的当前的弯曲位置的信息输出到影像电路37的弯曲部形状生成电路37c。弯曲部形状生成电路37c生成当前的弯曲部16的弯曲形状的影像信号，并将该影像信号输出到监视器10。在监视器10的显示画面上显示当前的弯曲形状。

手术人员根据显示于监视器10上的弯曲形状能够识别当前的弯曲形状。在该情况下，还能够确认旋转速度。

在接下来的步骤S17中，弯曲控制部5对是否进行了停止旋转动作的指示操作进行判定。在判定结果为未进行该指示操作的情况下，返回到步骤S13的处理，在该弯曲位置，设定下一个旋转目标位置X并重复上述的动作。

另一方面，在步骤S17的判定处理中，在进行了停止旋转动作的指示操作的情况下，弯曲控制部5完成图8的控制动作。

根据本实施方式，与第一实施方式同样地，能够以简单的操作使弯曲部16的前端旋转，并维持容易观察的状态而顺畅地将插入部11插入到弯曲的部位。

本实施方式能够对在进一步旋转的情况下的旋转速度进行设定。因此，手术人员能够使其以如手术人员所希望的那样的旋转速度旋转。

此外，手术人员能够确认弯曲部16在旋转动作中的旋转的弯曲形状、旋转速度的状态。

(第三实施方式)

下面，对本发明的第三实施方式进行说明。本实施方式的结构与第一实施方式的结构相同。但是，在本实施方式中，旋转指定部19的结构为：能够对旋转方向进行指定并对旋转半径的大小进行指定。

在上述的第一和第二实施方式中，在通过旋转指定部19使旋转动作开始的情况下，将根据开始时的弯曲部16的前端位置确定的半径(的值)设定为在使之旋转的情况下的旋转半径。

与此相对，在本实施方式中，形成为如下结构：能够将与根据使旋转动作开始的开始时的弯曲部16的前端位置确定的半径不同的半径设定为旋转半径来进行旋转动作。

因此，如下面所说明的那样，在本实施方式中，在开始旋转动作的情况下，弯曲控制部5获得开始时的弯曲部16的前端位置(根据该位置确定的半径)的信息，在使其转移到所指示设定的旋转半径后，进行如下控制：使其以旋转半径进行旋转动作。

下面，参照图10来说明本实施方式的动作。图10示出了本实施方式的进行旋转动作的控制步骤的一个示例。

当接通内窥镜装置1的电源而使动作开始时，在最开始的步骤S21中，手术人员在操作旋转指定部19指定旋转方向和旋转半径后，使旋转动作开始。设手术人员将旋转方向指定为右方向、将旋转半径指定为R。

在接下来的步骤S22中，弯曲控制部5经编码器57a、57b获得当前的弯曲位置的信息。例如如图11所示，设在步骤S22中获得的弯曲位置为C(r、θ)。

在接下来的步骤S23中，弯曲控制部5对当前的弯曲位置的半径r与所指定的旋转半径R的差的绝对值是否比预定值ε大进行判定。即，弯曲控制部5对是否满足|r-R|＞ε的条件进行判定。

在图11中，示出了设定满足该条件的情况下的旋转半径R的示例。当设在时刻t的弯曲位置为C(r、θ)的情况下，在其内侧设定了r-R＞ε的旋转半径R。

在该情况下，在接下来的步骤S24中，弯曲控制部5基于当前的弯曲位置对旋转目标位置X1进行设定。具体地说，设旋转目标位置X1为X1(R、θ)。

在进行该设定后，在接下来的步骤S25中，弯曲控制部5根据旋转目标位置X1确定驱动方向。具体地说，弯曲控制部5在进行控制而使得参照作为弯曲形状检测单元的编码器57a、57b的检测信号使弯曲角变化预定量后，返回到步骤S22的处理。

在图11所示的示例中，使弯曲角向以粗箭头A表示的方向变化。这样，通过重复步骤S22～S25的处理，能够将当前的弯曲位置C(r、θ)的r设定成接近R的值。因此，在该情况下，判定为不满足步骤S23所示的|r-R|＞ε的条件，即|r-R|≤ε。

在为该判定结果的情况下，进入到步骤S26，在该步骤S26中，弯曲控制部5根据当前的弯曲位置对旋转目标位置X2进行设定。弯曲控制部5针对于当前的弯曲位置C(r、θ)设定旋转目标位置X2(R、θ+d)。

在接下来的步骤S27中，弯曲控制部5获得当前的弯曲位置的信息。在该情况下，成为半径r接近旋转半径R的弯曲位置C(r、θ)。

在接下来的步骤S28中，弯曲控制部5对旋转目标位置X2与当前的弯曲位置C的差的绝对值是否比预定值δ大进行判定，即，弯曲控制部5进行|X2-C|＞δ的判定。

在判定结果为满足该不等式的情况下，在步骤S29中，弯曲控制部5根据旋转目标位置X2确定驱动方向。

具体地说，作为驱动方向，在以旋转目标位置X2和弯曲位置C为矢量的情况下将X2-C的矢量方向确定为驱动方向。在图11中，例如如箭头B所示，进行如下确定：以当前的弯曲位置C的半径r的切线方向(或者保持半径r并使θ增加)为驱动方向。

在进行该确定后，弯曲控制部5进行如下控制：经电动机驱动部56使当前的弯曲位置向驱动方向移动，然后进入接下来的步骤S30。

另一方面，在步骤S28中，在判定结果为不满足|X2-C|＞δ的情况下、即可认为当前的弯曲位置C靠近于旋转目标位置X2的情况下，进入到步骤S30。

在步骤S30中，弯曲控制部5将通过编码器57a、57b检测出的当前的弯曲位置的信息输出到影像电路37的弯曲部形状生成电路37c。并且，使得当前的弯曲形状显示在监视器10的显示画面上。

手术人员根据显示于监视器10上的弯曲形状能够包括旋转半径的大小在内识别弯曲部16在弯曲动作中的弯曲形状。在接下来的步骤S31中，弯曲控制部5对是否进行了停止旋转动作的指示操作进行判定。

在判定结果为未进行该指示操作的情况下，返回到步骤S26的处理，对在该时刻的弯曲位置的信息进行获取，设定该时刻的下一个旋转目标位置X2，并重复上述的动作。

另一方面，在步骤S31的判定处理中，在进行了停止旋转动作的指示操作的情况下，弯曲控制部5完成图10中的使弯曲部16旋转的旋转动作。

本实施方式具有与第一实施方式同样的效果。此外，本实施方式能够对在进一步进行旋转的情况下的旋转半径进行设定。因此，手术人员能够使其以手术人员所希望的旋转半径进行旋转。

另外，作为本实施方式的变形例，也可以如第二实施方式那样设定旋转速度。

此外，本实施方式不限于图1所示的结构的内窥镜装置1的情况，图12所示的结构也可以。

关于图12所示的内窥镜装置1B，在图1所示的具备内窥镜2的内窥镜装置1中，在内窥镜2的插入部11内部，沿其长度方向以预定的间隔配置有N个源线圈71a、71b、……71n作为位置检测元件。

这些源线圈71a、71b、……71n与设置在处理器6内部的源线圈驱动部72连接，源线圈驱动部72依次对源线圈71a、71b、……71n施加交流的线圈驱动信号。由此，在设置于插入部11的内部的各源线圈的周围产生交流磁场。

此外，在插入有内窥镜2的患者所躺卧的未图示的床的周围的预定位置配置有读出线圈单元7，该读出线圈单元7用于检测源线圈71a、71b、……71n产生的交流磁场，该读出线圈单元7与内窥镜形状检测装置8连接。

该读出线圈单元7具备读出线圈组44，该读出线圈组44对从设置于插入部11的内部的N个源线圈71a、71b、……71n发出的磁场分别进行检测，并作为磁场检测信号输出。

内窥镜形状检测装置8具有：放大器45，其对从读出线圈单元7输出的磁场检测信号进行放大；源线圈位置计算部46，其根据从放大器45输出的磁场检测信号对N个源线圈71a、71b、……71n的三维坐标位置进行检测；以及插入形状计算部47，其根据从源线圈位置计算部46输出的插入形状信息计算插入部11的插入形状，并作为插入形状图像信号输出。

从该插入形状计算部47输出的插入形状图像信号被输出到监视器10C，在监视器10C的显示画面上显示插入部11的插入形状图像。

在采用图12所示的变形例的内窥镜装置1B的情况下，能够一边观察内窥镜2的插入部11的插入形状一边向体腔内插入。因此，手术人员可更容易向体腔内进行插入。

并且，在图12所示的内窥镜装置1B中，在处理器6侧设有旋转指定部19’，该旋转指定部19’对旋转动作进行各种指定，所指定的信号被输入到弯曲控制部5。

该旋转指定部19’设有：指定旋转方向的方向开关19a；进行旋转动作的开始/停止的旋转开关19b；指定旋转速度的速度指定开关19c；以及指定旋转圆的半径的半径指定开关19d。

方向开关19a、旋转开关19b与在第一实施方式中所说明的同样，速度指定开关19c设有分别对应于多个旋转速度的多个开关，手术人员等操作者打开与多个旋转速度中的一个旋转速度对应的开关进行指定。

此外，半径指定开关19d也设有分别与多个半径对应的多个开关，操作者打开与多个半径中的一个半径对应的开关进行指定。

因此，操作者通过操作旋转指定部19’，能够指定旋转方向、旋转速度以及旋转圆的半径等。

并且，在通过旋转指定部19’指定旋转方向、旋转速度以及旋转圆的半径而使其进行旋转动作的情况下，能够通过监视器10确认旋转动作中的旋转方向、旋转速度以及旋转圆的半径。

另外，除了上述的实施方式以外，也可以将操作操纵杆18以使之旋转动作的信息作为旋转指定信息预先记录到记录部等中，并且操作者通过根据该记录的旋转指定信息进行如下指示操作：通过作为弯曲驱动单元的电动机55a、55b弯曲驱动弯曲部16，从而使弯曲部16旋转动作。

另外，在上述的实施方式中，以设置了操纵杆电动机58a、58b的示例进行了说明，但也可以分别设置可自如转动的辊来代替设置操纵杆电动机58a、58b。并且，也可以为这样的结构：通过编码器59a、59b检测各辊的旋转角。

此外，将上述的各实施方式等部分地进行组合等而构成的实施方式等也属于本发明。

本申请是以2009年8月26日在日本申请的特愿2009-195865号作为主张优先权的基础而进行申请的，上述公开的内容在本申请说明书、权利要求书、附图中被引用。

Claims (15)

1.一种内窥镜装置，其特征在于，

该内窥镜装置具备：

内窥镜，其具有插入部，该插入部在前端附近设有可弯曲的弯曲部；

指定部，其通过控制所述弯曲部的驱动来指定使该弯曲部的前端相对于所述弯曲部的基端旋转的旋转动作；

确定部，其根据所述指定部所指定的旋转动作的信息确定所述弯曲部的驱动方向，以使所述弯曲部旋转；以及

弯曲驱动部，其向所述确定部所确定的驱动方向弯曲驱动所述弯曲部，使所述弯曲部的前端进行旋转动作。

2.根据权利要求1所述的内窥镜装置，其特征在于，

在所述插入部的前端部设有摄像元件，该摄像元件对插入有该插入部的体腔内进行拍摄，所述弯曲驱动部按照使所述摄像元件的摄像面的预定方位在所述弯曲部旋转时大致不变化的方式弯曲驱动所述弯曲部。

3.根据权利要求2所述的内窥镜装置，其特征在于，

所述确定部将从所述弯曲部未弯曲的中立状态下的所述弯曲部的长度轴到使所述弯曲部弯曲的情况下的该弯曲部的前端的距离确定为进行所述旋转动作时的旋转半径，并按照所述弯曲部的前端画出大致圆形的轨迹的方式确定所述弯曲部的驱动方向。

4.根据权利要求2所述的内窥镜装置，其特征在于，

所述指定部还能够指定所述旋转方向。

5.根据权利要求2所述的内窥镜装置，其特征在于，

所述指定部还能够指定进行所述旋转动作的旋转半径的大小。

6.根据权利要求4所述的内窥镜装置，其特征在于，

所述指定部还能够指定所述旋转动作的旋转速度。

7.根据权利要求4所述的内窥镜装置，其特征在于，

所述内窥镜装置还具备检测所述弯曲部的弯曲形状的弯曲形状检测部，

所述确定部根据所述弯曲形状检测部检测出的弯曲量确定进行旋转动作的旋转半径，并根据该旋转半径和所述旋转方向确定所述驱动方向，以使所述弯曲部进行旋转动作。

8.根据权利要求2所述的内窥镜装置，其特征在于，

所述内窥镜装置还具备：

弯曲形状检测部，其检测所述弯曲部的弯曲形状；以及

弯曲部形状生成部，其生成影像信号，该影像信号表示所述弯曲形状检测部检测出的弯曲部的弯曲形状，

所述内窥镜装置能够利用显示装置显示所述弯曲部在所述旋转动作中的弯曲形状。

9.一种内窥镜装置，其特征在于，

该内窥镜装置具备：

内窥镜，其具有插入部，该插入部在前端附近设有可弯曲的弯曲部；

指定部，其指定使该弯曲部的前端部相对于所述弯曲部的基端旋转的旋转动作；

确定部，其根据所述指定部所指定的旋转动作的信息确定所述弯曲部的驱动方向；以及

弯曲驱动部，其根据所述确定部所确定的驱动方向弯曲驱动所述弯曲部，以使所述弯曲部在该弯曲部的各弯曲方向的方位大致不旋转的状态下进行旋转动作。

10.根据权利要求9所述的内窥镜装置，其特征在于，

所述确定部将从所述弯曲部未弯曲的中立状态下的所述弯曲部的长度轴到使所述弯曲部弯曲的情况下的该弯曲部的前端的距离确定为进行所述旋转动作时的旋转半径，按照使所述弯曲部的前端画出大致圆形的轨迹的方式确定所述弯曲部的驱动方向。

11.根据权利要求9所述的内窥镜装置，其特征在于，

所述指定部还能够指定所述旋转方向。

12.根据权利要求9所述的内窥镜装置，其特征在于，

所述指定部还能够指定进行所述旋转动作的旋转半径的大小。

13.根据权利要求12所述的内窥镜装置，其特征在于，

所述指定部还能够指定所述旋转动作的旋转速度。

14.根据权利要求12所述的内窥镜装置，其特征在于，

所述内窥镜装置还具备检测所述弯曲部的弯曲形状的弯曲形状检测部，

所述确定部根据所述弯曲形状检测部检测出的弯曲量确定进行旋转动作的旋转半径，并根据该旋转半径和所述旋转方向确定所述驱动方向，以使所述弯曲部进行旋转动作。

15.根据权利要求9所述的内窥镜装置，其特征在于，

所述内窥镜装置还具备：

弯曲形状检测部，其检测所述弯曲部的弯曲形状；以及

弯曲部形状生成部，其生成影像信号，该影像信号表示所述弯曲形状检测部检测出的弯曲部的弯曲形状，

所述内窥镜装置能够利用显示装置显示所述弯曲部在所述旋转动作中的弯曲形状。

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