CN105979849B - 插入装置 - Google Patents

Abstract

插入装置具备：插入部(10)；动力螺旋套管(17)，其具备以螺旋状延伸设置的螺旋翼片部(18)，该动力螺旋套管(17)在插入部(10)的外周方向侧以能够相对于插入部(10)沿绕长边轴的方向旋转的方式设置；第一电动机(23)，其产生使动力螺旋套管(17)旋转的驱动力；操作部(11)，其设置于插入部(10)的基端侧；第二电动机(27)，其产生使以转动自如的方式被操作部(11)保持的插入部(10)旋转的驱动力；第一电动机驱动电路(33)，其计算使第一电动机(23)进行驱动的电流值；转矩探测电路(34)，其根据计算结果来计算施加于动力螺旋套管(17)的转矩；以及第二电动机驱动电路(35)，其根据计算结果来进行控制以提供使第二电动机(27)旋转的电流。

Description

插入装置

技术领域

本发明涉及一种插入装置，特别涉及一种在插入部具备动力螺旋套管(powerspiral tube)的插入装置。

背景技术

以往，在医疗领域和工业领域等广泛地使用着以下的内窥镜系统：具备对被检体的内部的被摄体进行拍摄的内窥镜、以及生成由内窥镜拍摄到的被摄体的观察图像的视频处理器等。

作为这种内窥镜，例如在日本特开2008-272302号公报中公开了以下的动力螺旋内窥镜：具备插入部，具备动力螺旋套管的旋转单元以能够以长边轴为中心旋转的方式安装在该插入部。

在以往的动力螺旋内窥镜中，通过设置于外部显示单元的LED的点亮个数来显示向体内插入过程中动力螺旋套管所受到的转矩。更加具体地说，随着动力螺旋套管所受的转矩变大而使LED的点亮的个数增加，由此使操作者识别动力螺旋套管所受到的转矩。

然而，在如以往的外部显示单元那样仅通过LED的点亮个数来显示转矩的情况下，操作者无法真实感受到动力螺旋套管实际上所受到的转矩。

动力螺旋套管所受到的转矩会通过内窥镜的插入部传递到把持着操作部的操作者，但是所传递的转矩未必与动力螺旋套管实际上所受到的转矩一致。

因此，操作者无法直观地真实感受到动力螺旋套管所受到的转矩，因此存在如下问题：需要慎重地进行动力螺旋套管的操作，从而操作性变差。

因此，本发明的目的在于，提供一种使操作者能够直观地真实感受到动力螺旋套管所受到的转矩的插入装置。

发明内容

本发明的一个方式的插入装置具有：插入部，其从基端方向朝向前端方向沿长边轴延伸设置；旋转单元，其具备沿所述长边轴以螺旋状延伸设置的螺旋翼片部，该旋转单元在所述插入部的外周方向侧以能够相对于所述插入部沿绕长边轴的方向旋转的方式设置；旋转单元驱动部件，其通过被驱动而产生使所述旋转单元旋转的驱动力；操作部，其设置于所述插入部的基端侧；插入部驱动部件，其产生使以转动自如的方式被所述操作部保持的所述插入部旋转的驱动力；驱动电流计算部，其计算使所述旋转单元驱动部件进行驱动的电流值；转矩计算部，其根据所述驱动电流计算部的计算结果来计算施加于所述旋转单元的转矩；以及控制部，其根据所述转矩计算部的计算结果来进行控制以提供使所述插入部驱动部件旋转的电流。

附图说明

图1是表示一个实施方式所涉及的插入装置的整体结构的图。

图2是用于说明内窥镜的详细结构的图。

图3是用于说明图2所示的A部分的结构的剖面图。

图4是用于说明动力螺旋控制器的电路结构的图。

图5是用于说明插入装置的动作的流程图。

具体实施方式

下面参照附图来说明本发明的实施方式。

首先，使用图1～图4来说明一个实施方式的插入装置的结构。图1是表示一个实施方式所涉及的插入装置的整体结构的图，图2是用于说明内窥镜的详细结构的图，图3是用于说明图2所示的A部分的结构的剖面图，图4是用于说明动力螺旋控制器(power spiralcontroller)的电路结构的图。

如图1所示，作为插入装置的内窥镜系统1构成为具备动力螺旋内窥镜(以下简称为内窥镜)2、动力螺旋控制器3、光源装置4、视频处理器5、外部显示单元6、脚踏开关7以及监视器8。

动力螺旋控制器3分别经由线缆9a、9b、9c以及9d而与光源装置4、视频处理器5、外部显示单元6以及脚踏开关7连接。另外，视频处理器5经由线缆9e而与监视器8连接。

内窥镜2构成为具备：插入部10，其用于插入到体腔内；操作部11，其设置于插入部10的基端侧；通用线缆12，其是从操作部11的一侧面延伸设置的电线缆；以及连接器部13，其配置于通用线缆12的延伸端。该连接器部13与光源装置4连接。来自光源装置4的照明光通过贯穿于内窥镜2内的未图示的照明用光导件而被引导至插入部10的前端，来对被摄体进行照明。

插入部10构成为：从基端方向朝向前端方向沿长边轴延伸设置，从前端侧起依次连续设置有前端部14、弯曲部15以及挠性管部16。在前端部14的内部设置有对被摄体进行拍摄的未图示的摄像元件。该摄像元件对被来自光源装置4的照明光照亮的被摄体进行拍摄，并输出摄像信号。从摄像元件输出的摄像信号经由光源装置4、线缆9a、动力螺旋控制器3以及线缆9b而输入到视频处理器5。

视频处理器5对所输入的摄像信号施加规定的图像处理并将得到的图像信号经由线缆9e而输出到监视器8。由此，在监视器8上显示由内窥镜2拍摄到的内窥镜图像。

在操作部11设置有用于使弯曲部15弯曲的弯曲操作旋钮和用于进行内窥镜2的各种操作(送气、送水等)的操作按钮等。

另外，在插入部10的规定的位置处能够安装动力螺旋套管17。更加具体地说，动力螺旋套管17安装于图2所示的旋转器21。安装动力螺旋套管17的规定的位置例如是弯曲部15，但是也可以是前端部14或挠性管部16。

动力螺旋套管17构成为能够绕插入方向的轴转动。如图2所示，在该动力螺旋套管17的外周面设置有螺旋翼片部18。而且，当该动力螺旋套管17转动时，外周面的螺旋翼片部18与被检体的体腔内壁相接触而产生推力，要使动力螺旋套管17自身向插入方向或与插入方向相反的方向行进。这样，动力螺旋套管17构成以下的旋转单元：具备沿长边轴以螺旋状延伸设置的螺旋翼片部18，该旋转单元在插入部10的外周方向侧以能够相对于插入部10沿绕长边轴的方向旋转的方式设置。

动力螺旋控制器3根据来自构成旋转操作部的脚踏开关7的操作信号，来对动力螺旋套管17的驱动进行控制。例如，当由医师等操作者压下脚踏开关7的F(Forward，前进)踏板7a时，通过动力螺旋控制器3的控制而动力螺旋套管17沿规定的方向旋转，从而动力螺旋套管17自身向插入方向行进。

另一方面，当由操作者压下脚踏开关7的B(Backward，后退)踏板7b时，通过动力螺旋控制器3的控制而动力螺旋套管17沿与规定的方向相反的方向旋转，从而动力螺旋套管17自身向与插入方向相反的方向行进。

另外，动力螺旋控制器3根据脚踏开关7的操作，经由线缆9c将控制信号输出到外部显示单元6，以在外部显示单元6中显示转矩的水平。在外部显示单元6设置有多个LED6a，根据来自动力螺旋控制器3的控制信号，通过LED 6a的点亮个数来对转矩的水平进行仪表显示。

具体地说，在未压下脚踏开关7的情况下，外部显示单元6仅点亮中央的LED 6a。然后，在压下了脚踏开关7的F踏板7a的情况下，外部显示单元6根据流向图2所示的第一电动机23的电流量来从中央起向右侧增加LED 6a的点亮。另一方面，在压下了脚踏开关7的B踏板7b的情况下，外部显示单元6根据流向图2所示的第一电动机23的电流量来从中央起向左侧增加LED 6a的点亮。

如图2所示，在插入部10的规定的位置处设置有使动力螺旋套管17产生推力的旋转器21。动力螺旋套管17与该旋转器21接合。

在内窥镜2的插入部10和操作部11内贯穿有驱动轴22，在驱动轴22的前端部(插入部10侧)接合着旋转器21。

另外，在操作部11内配置有用于使驱动轴22转动的第一电动机23和第一电动机23的齿轮24。驱动轴22的基端部(操作部11侧)与第一电动机23的齿轮24接合，从而第一电动机23的旋转驱动力被传递到驱动轴22。该旋转驱动力经由旋转器21而传递到动力螺旋套管17，动力螺旋套管17进行旋转驱动。

在本实施方式中，与动力螺旋套管17进行旋转驱动时的转矩相应的旋转施加于插入部10，插入部10进行旋转。更加具体地说，构成为使从旋转器21至操作部11的插入部10(图2的标记10a)进行旋转。在以下的说明中，在表示从旋转器21至操作部11的插入部10的情况下，标注为插入部10a。

如图3所示，在操作部11内配置有轴承25、齿轮26、第二电动机27以及齿轮28。插入部10a通过设置于操作部11内的作为轴承部的轴承25而被保持为相对于操作部11转动自如。在轴承25的端面配置有作为齿轮部件的齿轮26。齿轮26将由第二电动机27产生的驱动力传递到轴承25。而且，齿轮26与插入部10a的旋转用的第二电动机27的作为插入部驱动用齿轮部件的齿轮28接合。

如图4所示，动力螺旋控制器3构成为具备用于向各电路提供电源的电源31和控制电路32。控制电路32构成为具备第一电动机驱动电路33、转矩探测电路34以及第二电动机驱动电路35。

来自脚踏开关7的操作信号被输入到第一电动机驱动电路33。构成驱动电流计算部的第一电动机驱动电路33根据该操作信号，来计算用于对第一电动机23进行驱动的电流值(驱动信号)。该电流值经由线缆9a、光源装置4、连接器部13以及通用线缆12而提供给设置于内窥镜2的操作部11内的第一电动机23。

第一电动机23将与该电流值相应的旋转驱动力经由齿轮24传递至驱动轴22。被传递至驱动轴22的旋转驱动力经由旋转器21而传递至动力螺旋套管17。由此，动力螺旋套管17进行旋转驱动。这样，第一电动机23构成以下的旋转单元驱动部件：根据驱动信号而被驱动，从而产生使动力螺旋套管17旋转的驱动力。

当动力螺旋套管17进行旋转驱动并对动力螺旋套管17施加了转矩时，经由旋转器21和驱动轴22而第一电动机23的负荷增加。其结果，为了维持旋转，在第一电动机驱动电路33中，增加施加到第一电动机23的电流值。

构成转矩计算部的转矩探测电路34与第一电动机驱动电路33连接，基于被提供给第一电动机23的电流值，来计算施加在动力螺旋套管17上的转矩。转矩探测电路34将计算出的转矩输出到第二电动机驱动电路35。另外，转矩探测电路34将基于检测出的电流值的控制信号输出到外部显示单元6，来控制LED 6a的点亮个数。

构成控制部的第二电动机驱动电路35计算用于向插入部10a提供与所计算出的转矩相应的旋转(扭转)的电流值，将计算出的电流值提供给用于使插入部10a旋转的第二电动机27。

第二电动机27根据来自第二电动机驱动电路35的电流值(驱动信号)来进行旋转驱动。这样，第二电动机27构成以下的插入部驱动部件：产生使以转动自如的方式被操作部11保持的插入部10a旋转的驱动力。

第二电动机27的旋转驱动力经由齿轮28、齿轮26以及轴承25而传递至插入部10a。由此，当动力螺旋套管17受到转矩时，与其力相应的旋转(扭转)施加于插入部10a，操作者能够直观地真实感受到动力螺旋套管17所受到的转矩。

接着，对这样构成的插入装置的动作进行说明。

图5是用于说明插入装置的动作的流程图。

首先，接通动力螺旋控制器3的电源(步骤S1)。接着，接通脚踏开关7(步骤S2)。当脚踏开关7被接通时，与其压下量相应的操作信号被输入到动力螺旋控制器3的第一电动机驱动电路33。

第一电动机驱动电路33生成与该操作信号相应的电流值(驱动信号)，并将该电流值提供给第一电动机23，来对驱动轴22用的第一电动机23进行驱动(步骤S3)。接着，转矩探测电路34检测提供给第一电动机23的电流值，来计算动力螺旋套管17所受到的转矩(步骤S4)。

当在步骤S2中接通脚踏开关7并在步骤S4中计算出动力螺旋套管17所受到的转矩时，转矩探测电路34将检测后计算出的转矩设定到第二电动机驱动电路35(步骤S5)。第二电动机驱动电路35计算用于向插入部10a提供与所计算出的转矩相应的旋转(扭转)的电流值，并将该电流值提供给插入部10a用的第二电动机27，来对插入部10a用的第二电动机27进行驱动(步骤S6)。由此，当动力螺旋套管17受到转矩时，与其力相应的旋转(扭转)施加到插入部10a。

另外，当在步骤S4中计算出动力螺旋套管17所受到的转矩时，转矩探测电路34根据所计算出的转矩来控制外部显示单元6的LED 6a的点亮个数(步骤S7)。

另外，当在步骤S4中计算出动力螺旋套管17所受到的转矩时，由转矩探测电路34来判定所计算出的转矩是否为上限值以上(步骤S8)。在判定为转矩为上限值以上的情况下为“是”，通过第一电动机驱动电路33来停止第一电动机23的驱动(步骤S9)。当第一电动机23的驱动被停止时，由操作者断开脚踏开关7(步骤S10)，当再次接通脚踏开关7时(步骤S11)，返回到步骤S4，重复同样的处理。

另一方面，在判定为转矩小于上限值的情况下为“否”，当由操作者断开脚踏开关7时(步骤S12)，通过第一电动机驱动电路33来停止第一电动机23的驱动(步骤S13)。之后，返回到步骤S2，重复同样的处理。

如以上那样，内窥镜系统1通过转矩探测电路34来计算动力螺旋套管17所受到的转矩，通过第二电动机驱动电路35来以与该转矩相应的电流值驱动第二电动机27，由此将与动力螺旋套管17所受到的转矩相应的旋转提供至插入部10a。

操作者例如一边用右手持内窥镜2的操作部11并用左手持插入部10a一边逐渐将插入部10插入到体腔内。此时，与动力螺旋套管17所受到的转矩相应的旋转施加到插入部10a，因此操作者能够用持插入部10a的左手真实感受到动力螺旋套管所受到的转矩。

因此，根据作为本实施方式的插入装置的内窥镜系统，操作者能够直观地真实感受到动力螺旋套管所受到的转矩。

此外，在本实施方式中，构成为与动力螺旋套管17所受到的转矩相应地使插入部10a旋转，但是例如也可以构成为，在插入部10a安装外套管，不使插入部10a旋转，而是与动力螺旋套管17所受到的转矩相应地使所安装的外套管旋转。

另外，本说明书中的流程图的各步骤只要不违背其性质就可以改变执行顺序、同时执行多个步骤或者每次执行以不同的顺序来执行。

本发明不限定于上述的实施方式，在不改变本发明的主旨的范围内能够进行各种变更、改变等。

本申请是以2014年7月17日在日本申请的日本特愿2014-147066号公报为优先权主张基础的申请，上述的公开内容被本申请的说明书、权利要求书、附图所引用。

Claims (6)

1.一种插入装置，其特征在于，具备：

插入部，其从基端方向朝向前端方向沿长边轴延伸设置；

旋转单元，其具备沿所述长边轴以螺旋状延伸设置的螺旋翼片部，该旋转单元在所述插入部的外周方向侧以能够相对于所述插入部沿绕长边轴的方向旋转的方式设置；

第一致动器，其通过被驱动而产生使所述旋转单元旋转的驱动力；

操作部，其设置于所述插入部的基端侧；

第二致动器，其产生使以转动自如的方式被所述操作部保持的所述插入部旋转的驱动力；以及

控制部，其进行控制使得计算使所述第一致动器进行驱动的电流值，根据计算出的所述电流值来计算施加于所述旋转单元的转矩，并根据施加于所述旋转单元的转矩来驱动所述第二致动器。

2.根据权利要求1所述的插入装置，其特征在于，

所述第一致动器是通过被驱动而产生使所述旋转单元旋转的驱动力的旋转单元驱动部件，

所述第二致动器是产生使以转动自如的方式被所述操作部保持的所述插入部旋转的驱动力的插入部驱动部件，

所述插入装置还具备：

驱动电流计算部，其计算使所述旋转单元驱动部件进行驱动的电流值；以及

转矩计算部，其根据所述驱动电流计算部的计算结果来计算施加于所述旋转单元的转矩，

所述控制部根据所述转矩计算部的计算结果来进行控制以提供使所述插入部驱动部件旋转的电流。

3.根据权利要求2所述的插入装置，其特征在于，还具备：

轴承部，其设置于所述操作部内，将所述插入部以转动自如的方式保持；

齿轮部件，其设置于所述操作部内，将由插入部驱动部件产生的所述驱动力传递至所述轴承部；以及

与所述齿轮部件接合的插入部驱动用齿轮部件，其设置于所述操作部内且与所述插入部驱动部件连接。

4.根据权利要求3所述的插入装置，其特征在于，

还具备旋转操作部，其用于使所述旋转单元旋转，

驱动电流计算部基于旋转操作部的操作量来计算使所述旋转单元驱动部件进行驱动的电流值。

5.根据权利要求3所述的插入装置，其特征在于，

所述转矩计算部判定所计算出的所述转矩是否为上限值以上，在判定为所述转矩为上限值以上的情况下，停止由所述旋转单元驱动部件产生所述驱动力。

6.根据权利要求5所述的插入装置，其特征在于，

还具备旋转操作部，其用于使所述旋转单元旋转，

在停止了由所述旋转单元驱动部件产生所述驱动力后所述旋转操作部被从断开操作为接通时，所述转矩计算部计算施加于所述旋转单元的转矩。