CN107072500B - 插入装置 - Google Patents

Abstract

插入装置具有：插入部(110)；马达(150)，其使螺旋管(132)旋转；驱动控制部(202)，其对马达(150)供给驱动电流，对马达(150)的驱动进行控制；温度传感器(118)，其设置在螺旋管(132)上，检测螺旋管(132)的温度；温度测定部(204)，其根据温度传感器(118)的检测结果测定螺旋管(132)附近的温度；加热器(119)，其用于进行加温；以及加温控制部(205)，其在温度测定部(204)的测定结果低于预定的温度时，通过加热器(119)进行加温。

Description

插入装置

技术领域

本发明涉及旋转自行式的插入装置。

背景技术

一般情况下，内窥镜装置等插入装置被插入到管腔内。在这种插入装置中，公知有被称为旋转自行式等的插入装置。在旋转自行式的内窥镜装置中，例如在插入部的外周面上设置有形成螺旋形状的翅片的被称为螺旋管等的旋转框体。当旋转框体旋转时，旋转框体上形成的翅片与管腔内壁接触而产生摩擦力。通过该摩擦力，插入部在插入方向或拔出方向上自动行进。例如在日本特开2014-064686号公报中进行了与这种旋转自行式的插入装置有关的提案。

发明内容

一般的插入装置具有在用于使旋转框体旋转的马达的驱动电流成为阈值以上时使马达的旋转停止的扭矩限制功能。这里，在使旋转框体旋转的旋转部与旋转框体之间配置有橡胶制的传递部件。橡胶具有硬度根据周围的温度变化而变化的特性。当旋转部的硬度变化时，对螺旋管的动作造成影响。

本发明是鉴于所述情况而完成的，其目的在于，提供能够与周围温度无关地使螺旋管稳定地进行动作的插入装置。

为了实现所述目的，本发明的一个方式的插入装置具有：细长形状的插入部；旋转框体，其以能够绕长度轴旋转的方式设置在所述插入部的外周面上；马达，其使所述旋转框体旋转；驱动控制部，其对所述马达供给驱动电流，对所述马达的驱动进行控制；温度检测部，其设置在所述旋转框体上，检测该旋转框体的温度；温度测定部，其根据所述温度检测部的检测结果测定所述旋转框体附近的温度；加温元件，其设置在所述旋转框体上，用于进行加温；以及加温控制部，其在所述温度测定部的测定结果低于预定的温度时，通过所述加温元件进行加温。

附图说明

图1是示出作为本发明的一个实施方式的插入装置的一例的内窥镜系统的结构的概略的图。

图2是放大示出旋转部的剖视图。

图3是旋转控制的流程图。

图4是温度控制的流程图。

图5是示出变形例1的内窥镜系统的结构的图。

图6是扭矩限制设定表的例子。

图7是示出扭矩限制值的校正控制的流程图。

图8是示出变形例2的内窥镜系统的结构的图。

图9是变形例3的旋转部的附近的放大图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是示出作为本发明的一个实施方式的插入装置的一例的内窥镜系统的结构的概略的图。如该图所示，内窥镜系统1具有内窥镜100、控制单元200、旋转操作单元360。

内窥镜100是旋转自行式的内窥镜，具有插入部110。插入部110是细长形状，构成为被插入到活体内。并且，内窥镜100具有安装在插入部110上且用于进行内窥镜100的各种操作的操作部160。操作部160由使用者保持。内窥镜100的操作部160和控制单元200通过通用缆线190连接。下面，将插入部110的前端的一侧称为前端侧。并且，将插入部110的设置有操作部160的一侧称为基端侧。设从插入部110的前端侧到基端侧的方向为长度方向。

插入部110具有前端硬性部112、弯曲部114、蛇管部116。前端硬性部112是插入部110的最前端的部分，具有不会弯曲的结构。

前端硬性部112具有摄像元件120。摄像元件120例如生成基于插入部110的前端侧的被摄体像的图像信号。由摄像元件120生成的图像信号经由穿过插入部110和通用缆线190的图像信号线传送到控制单元的图像处理部201。弯曲部114是形成在前端硬性部112的基端侧的部分，构成为根据设置在操作部160上的未图示的操作部件的操作而主动弯曲。蛇管部116是形成在弯曲部114的基端侧的部分，由于外力而被动弯曲。

在蛇管部116上安装有旋转部130。并且，在旋转部130的前端侧安装有作为旋转框体的螺旋管132。图2是放大示出旋转部130的剖视图。如图2所示，旋转部130具有主体130a、驱动齿轮130b、驱动轴130c、旋转传递橡胶130d。主体130a是圆筒形状的主体，是伴随内置于操作部160中的马达150的旋转而旋转的部分。驱动齿轮130b与主体130a卡合，将从驱动轴130c传递的马达150的驱动力传递到主体130a。驱动轴130c与马达150连接，伴随马达150的旋转而旋转，由此将马达150的驱动力传递到驱动齿轮130b。旋转传递橡胶130d呈覆盖主体130a的外装的圆筒形状，是如下的驱动力传递部件：伴随主体130a的旋转而旋转，由此将马达150的驱动力传递到螺旋管132。

螺旋管132例如通过橡胶或树脂等软性材料形成为筒形状。在该螺旋管132的外周面，沿着螺旋管132的长度轴设置有螺旋形状的翅片134。另外，螺旋管132也可以构成为能够从旋转部130取下。

并且，在插入部110的旋转部130的附近设置有作为温度检测部的温度传感器118。温度传感器118是用于检测旋转部130的内部、更加优选为旋转部130的旋转传递橡胶130d的温度的传感器。温度传感器118的输出信号经由穿过插入部110和通用缆线190传感器信号线传送到控制单元200的温度测定部204。作为温度传感器118，例如使用热电偶或热敏电阻这样的接触式的温度传感器、辐射温度计这样的非接触式的温度传感器。如图2所示，接触式的温度传感器配置成与旋转传递橡胶130d接触。非接触式的温度传感器配置在旋转传递橡胶130d的附近。本实施方式中的温度传感器118只要能够检测旋转传递橡胶130d的附近的温度即可，不限于特定构造的传感器。并且，在图2的例子中，温度传感器118配置成测定旋转传递橡胶130d的一个部位的温度。与此相对，温度传感器118也可以配置成测定旋转传递橡胶130d的多个部位的温度。该情况下，多个部位的温度的平均值等成为旋转传递橡胶130d的温度。

进而，在插入部110的旋转部130的附近设置有作为加温元件的加热器119。加热器119是用于对旋转部130的内部、更加优选为旋转部130的旋转传递橡胶130d进行加温的加温元件。例如如图2所示，加热器119设置在旋转部130的内部。而且，加热器119经由穿过插入部110和通用缆线190的加热器信号线而与控制单元200的加温控制部205连接。而且，加热器119根据加温控制部205的控制对旋转部130进行加温。作为加热器119，使用通过在镍铬耐热合金等金属电阻膜中流过电流而产生热的部件等。另外，加热器119只要能够将旋转部130从室温程度加温到旋转部130的使用环境温度即体温附近即可，没有特别限定。例如，图2的加热器119是以非接触的方式对旋转部130进行加温的加温元件，但是，也可以构成为与旋转部130接触而进行加温。

马达150经由穿过操作部160和通用缆线190的致动器电流信号线而与控制单元200的驱动控制部202连接。

并且，马达150通过使用旋转操作单元360的操作而进行动作。马达150的旋转力传递到旋转部130。其结果为，设置在螺旋管132上的翅片134绕长度轴旋转。当翅片134例如在与管腔内壁这样的壁部接触的状态下旋转时，产生使插入部110自动行进的摩擦力。例如在小肠和大肠中，翅片134与存在于小肠和大肠的内壁上的褶皱接触，由此在插入部110中作用有摩擦力。通过该摩擦力，插入部110自动行进。插入部110自动行进，由此，辅助使用者进行的插入部110的插入作业和拔出作业。并且，马达150具有脉冲产生部。脉冲产生部生成与马达150的旋转速度对应的脉冲信号(旋转速度信号)，经由穿过通用缆线190的旋转速度信号线将旋转速度信号输入到控制单元200。通过该旋转速度信号对马达150的旋转速度进行控制。

并且，在操作部160上设置有固有数据存储部170。固有数据存储部170存储扭矩限制值等内窥镜100固有的数据。固有数据存储部170例如由非易失性存储器构成。另外，扭矩限制值是用于使扭矩限制功能进行动作的驱动电流的阈值。固有数据存储部170中存储的扭矩限制值是预定的设定温度(例如体温(40度左右))下的扭矩限制值，固有数据存储部170还一并存储该设定温度。优选根据旋转传递橡胶130d的温度特性和马达150的温度特性这样的各种条件来决定设定温度。

旋转操作单元360例如是脚踏开关。使用者对踏板进行操作，脚踏开关发出与踏板的踏入量对应的指令信号。

控制单元200对内窥镜系统1的各部进行控制。控制单元200具有图像处理部201、驱动控制部202、扭矩限制值保持部203、温度测定部204、加温控制部205。

图像处理部201对经由插入部110和通用缆线190将由摄像元件120生成的图像信号输入到图像处理部201的图像信号实施图像处理。并且，图像处理部201通过将处理后的图像信号输入到未图示的显示单元，使显示单元显示内窥镜图像。

驱动控制部202例如由ASIC构成，取入由旋转操作单元360生成的指令信号并将其转换为指令值。并且，驱动控制部202取得马达150的旋转速度信号。然后，驱动控制部202根据指令值和旋转速度信号生成驱动电力。进而，将驱动电力供给到马达150，对马达150进行驱动。并且，驱动控制部202具有驱动电流检测部2021，对驱动电流值与扭矩限制值保持部203中保持的扭矩限制值进行比较，在驱动电流成为扭矩限制值以上时，使马达150的旋转停止。通过这种扭矩限制功能，抑制马达150产生过度的转矩。因此，能够降低对管腔内壁施加不必要的力的可能性。

扭矩限制值保持部203从固有数据存储部170中读出扭矩限制值，保持所读出的扭矩限制值。扭矩限制值保持部203例如由易失性存储器构成。

温度测定部204根据温度传感器118的输出来测定旋转部130的温度。例如，温度测定部204取入与温度传感器118中检测到的温度成比例地产生的信号，将所取入的信号转换为温度。

加温控制部205具有加热器119用的电源。该加温控制部205对由温度测定部204测定的温度与固有数据存储部170中存储的设定温度进行比较，在所测定的温度低于设定温度的情况下，通过加热器119对旋转部130进行加温。一般情况下，橡胶具有其硬度根据温度变化而变化的特性。当旋转部130的硬度变化时，对螺旋管132的动作造成影响，由此，扭矩限制功能等可能未正常进行动作。例如，在必须使扭矩限制功能进行动作时，扭矩限制功能未进行动作，或者，相反，在不需要使扭矩限制功能进行动作时，扭矩限制功能进行动作。因此，在本实施方式中，通过将旋转部130的旋转传递橡胶130d的温度保持在设定温度，旋转部130和螺旋管132在相同使用环境下进行动作。

下面，对本实施方式的内窥镜系统1的动作进行说明。图3是内窥镜100的马达150的旋转控制的流程图。图4是旋转部130的温度控制的流程图。例如不同步地进行图3和图4的控制。当然，也可以同步进行图3和图4的控制。

首先，参照图3对旋转控制进行说明。通过驱动控制部202进行图3的处理。例如，当对内窥镜系统1的旋转操作单元360进行操作后，开始进行图3的处理。在步骤S101中，驱动控制部202从旋转操作单元360接收指令信号，根据该指令信号，生成与使用者对旋转操作单元360的踏板的踏入对应的旋转速度的指令值。

在步骤S102中，驱动控制部202根据基于来自马达150的脉冲产生部的旋转速度信号的旋转速度的当前值与指令值的偏差，对马达150进行驱动。

在步骤S103中，驱动控制部202取得当前的驱动电流值Ti。在步骤S104中，驱动控制部202对驱动电流值Ti与扭矩限制值保持部203中保持的扭矩限制值Tlimit进行比较，判定是否是Tlimit<Ti。在步骤S104中判定为不是Tlimit<Ti的情况下，处理返回到步骤S101。在步骤S104中判定为Tlimit<Ti的情况下，处理转移到步骤S105。

在步骤S105中，驱动控制部202使扭矩限制功能进行工作，停止针对马达150的电力，使马达150的驱动停止。

在步骤S106中，驱动控制部202判定旋转操作单元360的操作是否被解除。在步骤S106中判定为旋转操作单元360的操作未被解除的情况下，处理待机。该情况下，马达150依然停止。在步骤S106中判定为旋转操作单元360的操作被解除的情况下，处理返回到步骤S101。该情况下，扭矩限制功能被解除。

接着，参照图4对温度控制进行说明。通过加温控制部205进行图4的处理。例如，当内窥镜系统1的电源接通后，开始进行图4的处理。在步骤S201中，加温控制部205经由温度测定部204取得内窥镜100的固有数据存储部170中存储的设定温度Tt。

在步骤S202中，加温控制部205取得根据温度传感器118的输出而由温度测定部204测定的旋转部130的温度tr。

在步骤S203中，加温控制部205对设定温度Tt与旋转部温度tr进行比较，判定是否是tr>Tt。在步骤S203中判定为不是tr>Tt的情况下，处理转移到步骤S204。在步骤S203中判定为tr>Tt的情况下，处理转移到步骤S205。

在步骤S204中，加温控制部205通过加热器119对旋转部130进行加温。然后，处理返回到步骤S201。

在步骤S205中，加温控制部205判定当前是否正在通过加热器119对旋转部130进行加温。在步骤S205中判定不是正在加温的情况下，处理返回到步骤S201。在步骤S205中判定为正在加温的情况下，处理转移到步骤S206。

在步骤S206中，加温控制部205停止通过加热器119对旋转部130进行加温。然后，处理返回到步骤S201。

如以上说明的那样，根据本实施方式，在旋转部130的温度低于设定温度的情况下，对旋转部130进行加温，由此，能够稳定地进行扭矩限制功能的动作等。

另外，在本实施方式中，示出仅对旋转部130进行加温的例子。如上所述，为了使扭矩限制功能稳定地进行动作，不仅在低于设定温度的情况下进行加温，认为还需要在高于设定温度的情况下进行冷却。但是，在考虑内窥镜100的使用环境的情况下，内窥镜100从20℃左右的室温插入到体内(36℃左右)。因此，认为通常不太需要冷却。当然，也可以在内窥镜系统1中设置在高于设定温度的情况下对旋转部130进行冷却的冷却机构。

[变形例1]

下面，对本实施方式的变形例进行说明。图5是示出变形例1的内窥镜系统的结构的图。另外，在图5中，对与图1相同的部分标注与图1相同的参照标号，由此省略说明。

在变形例1的固有数据存储部170中存储有扭矩限制设定表。扭矩限制设定表是将旋转部130的温度和扭矩限制值对应起来的表。图6是扭矩限制设定表的例子。如图6所示，扭矩限制设定表是将0.5℃单位或1℃单位这样的每个预定测定点的扭矩限制值tlimit对应起来的表。另外，扭矩限制设定表中的扭矩限制值tlimit例如是通过实际测量而得到的，图6的值只不过是一例。并且，图6所示的测定点之间的温度的扭矩限制值tlimit是通过使用该温度的高温侧和低温侧的附近2个测定点的扭矩限制值tlimit的插值运算而计算出的。

并且，在变形例1的控制单元200中设置有扭矩限制值校正部206。扭矩限制值校正部206从扭矩限制设定表取得与由温度测定部204测定的温度对应的扭矩限制值tlimit，进行校正以使得对扭矩限制值保持部203的设定进行改写。

图7是示出扭矩限制值的校正控制的流程图。通过扭矩限制值校正部206进行图7的处理。并且，例如与图3、图4的处理不同步地进行图7的处理。例如，当内窥镜系统1的电源接通后，开始进行图7的处理。在步骤S301中，扭矩限制值校正部206取得根据温度传感器118的输出而由温度测定部204测定的旋转部130的温度tr。

在步骤S302中，扭矩限制值校正部206从内窥镜100的固有数据存储部170中存储的扭矩限制设定表取得与温度测定结果对应的扭矩限制值tlimit。

在步骤S303中，扭矩限制值校正部206判定扭矩限制值保持部203中保持的扭矩限制值Tlimit和步骤S302中取得的扭矩限制值tlimit是否不同。在步骤S303中判定为扭矩限制值Tlimit和扭矩限制值tlimit没有不同的情况下，处理返回到步骤S301。该情况下，利用扭矩限制值保持部203中此前保持的扭矩限制值进行图3的旋转控制。在步骤S303中判定为扭矩限制值Tlimit和扭矩限制值tlimit不同的情况下，处理转移到步骤S304。在步骤S304中，扭矩限制值校正部206进行将扭矩限制值Tlimit置换为扭矩限制值tlimit的校正。然后，处理返回到步骤S301。该情况下，利用置换后的扭矩限制值进行图3的旋转控制。

在以上说明的变形例1中，在旋转部130的温度控制的基础上，还根据温度对扭矩限制值进行校正，由此，能够更加稳定地使扭矩限制功能进行动作。

[变形例2]

接着，对变形例2进行说明。图8是示出变形例2的内窥镜系统的结构的图。另外，在图8中，对与图1相同的部分标注与图1相同的参照标号，由此省略说明。

在变形例2中，加热器119例如是金属板等。加热器119与周围由断热材料包覆的金属线119a连接。金属线119a经由开关180而与马达150连接。并且，开关180经由信号线而与加温控制部205连接，根据来自加温控制部205的控制信号，使加热器119与马达150之间成为传热状态或断热状态。

在这种结构中，在旋转部130的温度低于设定温度的情况下，加温控制部205接通开关180，使加热器119与马达150之间成为传热状态。此时，由于马达150的驱动而产生的热经由金属线119a传递到加热器119。然后，例如金属板即加热器119被加热，旋转部130被加温。

根据这种变形例2，加温控制部205也可以不具有加热器119用的电源。

[变形例3]

接着，对变形例3进行说明。图9是变形例3的旋转部130的附近的放大图。在变形例3中，加热器119设置成能够对包含旋转部130的螺旋管132的整体进行加温。根据这种结构，能够将包含旋转部130的螺旋管132的整体的温度控制成设定温度。

以上根据实施方式说明了本发明，但是，本发明不限于上述实施方式，当然能够在本发明的主旨范围内进行各种变形和应用。并且，在所述各动作流程图的说明中，为了简便，使用“首先”、“接着”等对动作进行说明，但是，不意味着必须按照该顺序实施动作。

并且，上述实施方式的各处理也可以作为能够由作为计算机的CPU等执行的程序进行存储。除此之外，可以存储在存储卡、磁盘、光盘、半导体存储器等外部存储装置的存储介质中进行发布。而且，CPU等读入该外部存储装置的存储介质中存储的程序，通过该读入的程序对动作进行控制，由此能够执行上述处理。

Claims (5)

1.一种插入装置，其具有：

细长形状的插入部；

旋转框体，其以能够绕长度轴旋转的方式设置在所述插入部的外周面上；

马达，其使所述旋转框体旋转；

驱动控制部，其对所述马达供给驱动电流，对所述马达的驱动进行控制；

温度检测部，其检测该旋转框体附近的温度；

温度测定部，其根据所述温度检测部的检测结果测定所述旋转框体附近的温度；

加温元件，其设置在所述旋转框体上，用于进行加温；以及

加温控制部，其在所述温度测定部的测定结果低于预定的温度时，通过所述加温元件进行加温。

2.根据权利要求1所述的插入装置，其中，

所述温度检测部设置在所述旋转框体上，检测所述旋转框体的温度。

3.根据权利要求1所述的插入装置，其中，

所述插入装置还具有：

驱动电流检测部，其检测所述驱动电流；以及

扭矩限制值保持部，其保持根据所述驱动电流设定的扭矩限制值，

所述驱动控制部在所述驱动电流成为所述扭矩限制值以上时，使所述马达的旋转停止。

4.根据权利要求1所述的插入装置，其中，

所述马达经由作为所述加温元件的金属部件而与所述旋转框体连接，经由所述金属部件对所述旋转框体供给加温能量。

5.根据权利要求1所述的插入装置，其中，

所述加温元件被内置在安装所述旋转框体的范围内。