CN107847110B - 操纵器和医疗系统 - Google Patents

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Abstract

操纵器(2)包括：长形部(15)，其具有前端和根端，能够从上述前端向体内插入；旋转驱动部(19)，其与长形部(15)连接，使长形部(15)的上述根端以长形部(15)的长度方向轴为旋转中心旋转；和凹凸部，其沿以长形部(15)的长度方向轴为中心的螺旋配置在长形部(15)的前端附近的外周面上，长形部(15)的前端和凹凸部，在旋转驱动部(19)使上述根端旋转时，能够追随长形部(15)的根端的旋转而绕上述长度方向轴旋转。

Description

操纵器和医疗系统
技术领域
本发明涉及操纵器和医疗系统。
本申请要求2015年7月23日在美利坚合众国提交的美国临时专利申请第62/195,869号的优先权，将其内容援用于本申请。
背景技术
插入到消化管等管腔组织中的内窥镜等的操纵器已广为人知。
专利文献1公开了用于使内窥镜和导管等在管腔组织内移动的推进装置。专利文献1中公开的推进装置具有配置在内窥镜的插入部的前端的旋转部件，其能够以内窥镜的中心线为旋转中心相对于内窥镜旋转。旋转部件的外周面具有相对于旋转中心倾斜地配置的棱。专利文献1所公开的推进装置中，旋转部件相对于插入部旋转，配置在旋转部件上的棱作为转叶片发挥作用，由此，能够使插入部向沿旋转部件的旋转中心的方向进退移动。
专利文献1：日本特开平10-113396号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
在专利文献1所公开的技术中，在内窥镜的插入部的内部，在插入部的从根端到前端的整个范围具有线，该线传递用于使配置在内窥镜的前端的旋转部件旋转的动力。因此，在专利文献1所公开的技术中，插入部直径粗。
本发明是鉴于上述的技术问题而做出的，其目的在于提供插入部直径细并且能够使插入部在插入部的长度方向轴的方向上容易地进退的操纵器和医疗系统。
用于解决技术问题的手段
本发明的一个方式是一种操纵器，其特征在于，包括：长形部，其具有前端和根端，能够从所述前端向体内插入；旋转驱动部，其使所述长形部的所述根端以所述长形部的长度方向轴为旋转中心旋转；和凹凸部，其沿螺旋或直线配置在所述长形部的所述前端附近的外周面上，所述螺旋是以所述长度方向轴为中心的螺旋，所述直线与所述长度方向轴是异面直线的关系，所述长形部的所述前端，在所述旋转驱动部使所述根端旋转时，能够追随所述根端的旋转而绕所述长度方向轴旋转。
也可以是所述操纵器还包括：主动弯曲部，其配置在所述长形部的所述前端，能够进行弯曲动作；弯曲驱动部，其使所述主动弯曲部进行弯曲动作；形状传感器部，其能够检测所述主动弯曲部的弯曲量和弯曲方向；旋转角传感器部，其能够检测以所述长形部的所述长度方向轴为旋转中心的所述长形部的旋转角度和旋转方向；和控制部，其与所述旋转驱动部、所述弯曲驱动部、所述形状传感器部和所述旋转角传感器部连接，控制所述旋转驱动部和所述弯曲驱动部的动作，所述控制部包括：形状取得部，其基于所述形状传感器部的检测取得所述主动弯曲部的形状；旋转驱动指令生成部，其生成用于使所述长形部旋转的旋转驱动指令；形状修正指令生成部，其基于在所述长形部旋转规定角度前所述形状取得部取得的所述主动弯曲部的形状，计算用于使所述长形部旋转所述规定角度后的所述主动弯曲部的弯曲方向和弯曲量与旋转前一致的所述主动弯曲部的动作量，并生成用于对所述主动弯曲部的形状进行修正的形状修正指令；和驱动信号生成部，其基于所述旋转驱动指令和所述形状修正指令生成用于使所述旋转驱动部和所述弯曲驱动部动作的驱动信号，并将所述驱动信号输出至所述旋转驱动部和所述弯曲驱动部。
也可以是上述方式的医疗系统还包括套管针，该套管针具有所述长形部能够插通于其中的筒部，且所述旋转角传感器部配置在所述筒部内。
也可以是所述主动弯曲部具有：2个以上的臂；和关节，其具有将2个所述臂彼此连结的万向接头。
也可以是上述方式的医疗系统还包括配置在所述主动弯曲部的前端的摄像部，所述控制部还包括：特征点设定部，其从所述摄像部拍摄到的图像中提取目标物的特征点，并基于所述特征点识别所述目标物；和位置偏差修正运算部，其基于所述特征点计算所述主动弯曲部的动作量，以使得所述摄像部向所述目标物去。
也可以是所述控制部还具有影像信号生成部，其进行以下的图像处理：以图像上的规定的旋转中心为中心，使所述图像在与所述长形部的旋转方向相反的方向上，旋转与所述旋转角传感器部检测出的所述长形部的旋转量的绝对值相同的旋转量。
也可以是所述控制部还包括扭转量取得部，其取得所述旋转角传感器部检测的旋转角与所述长形部的前端的旋转角的大小的差，所述形状修正指令生成部基于所述扭转量取得部取得的差来生成所述形状修正指令，以使得所述长形部的前端旋转规定角度前后的所述主动弯曲部的弯曲方向和弯曲量一致。
发明效果
采用本发明，插入部直径细并且能够使插入部在插入部的长度方向轴的方向上容易地进退。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的包括操纵器的医疗系统的示意图。
图2是操纵器的前端部分的放大图。
图3是医疗系统的主要部分的框图。
图4是用于对医疗系统的作用进行说明的图。
图5是本发明的第二实施方式的医疗系统的框图。
图6是在医疗系统的显示装置上显示的图像的示意图。
图7是本发明的第三实施方式的医疗系统的框图。
图8是在医疗系统的显示部上显示的图像的示意图。
图9是表示管腔组织内的操纵器的位置关系的示意图。
图10是在医疗系统的显示部上显示的图像的示意图。
图11是表示管腔组织内的操纵器的位置关系的示意图。
具体实施方式
(第一实施方式)
下面对本发明的第一实施方式进行说明。图1是本实施方式的包括操纵器的医疗系统的示意图。图2是操纵器的前端部分的放大图。图3是医疗系统的主要部分的框图。图4是用于对医疗系统的作用进行说明的图。
如图1所示，本实施方式的医疗系统1包括操纵器2、套管针30和控制装置50。另外，本实施方式的医疗系统1也可以包括公知的图像处理装置35、显示装置40和光源装置45。
操纵器2是被插入到患者的体腔内或消化管内而对脏器等进行观察或对脏器等进行处置的装置。本实施方式的操纵器2与控制装置50、图像处理装置35、显示装置40和光源装置45连接。
操纵器2具有插入部3、驱动部16、操作部25和连接部29。
如图1和图2所示，插入部3是能够在被插入到体内等的状态下使用的细长的部件。插入部3具有远端端部4和长形部15。远端端部4和长形部15能够向体内等插入。远端端部4配置在能够向体内等插入的长形部15的插入方向的前端侧。在插入部3的内部，可以配置有用于处置器具等插通的通道。
远端端部4具有远端筒部5、摄像部8、照明部9和主动弯曲部10。
如图2所示，远端筒部5具有：圆筒状的主体部6；和配置在主体部6的外周面上的凹凸部7。摄像部8的物镜光学系统和照明部9的窗口部配置在主体部6的前端。主体部6的根端与主动弯曲部10的前端连结。
凹凸部7从主体部6的外周面向主体部6的径向外侧突出。凹凸部7呈以主体部6的中心线(与长形部15的长度方向轴L1同轴的直线)为中心的螺旋状地沿主体部6的外周面延伸。
摄像部8是取得作为处置对象的目标物的图像的末端执行器。摄像部8的光轴从远端端部4的最远端向远端端部4的前方延伸。例如，摄像部8的光轴与远端筒部5的中心线(与长形部15的长度方向轴L1同轴的直线)同轴。由此，本实施方式的摄像部8在从插入部3的远端端部4起的前方的区域具有摄像视野。摄像部8能够适当选择采用CCD摄像元件等公知的内窥镜中的观察机构的结构。
摄像部8将所取得的图像的信号(图像信号)通过后述的连接部29输出至图像处理装置35。
照明部9使用从光源装置45通过未图示的光纤传输来的光对摄像部8的摄像视野进行照明。另外，在不具有光源装置45的情况下，照明部9可以具有向远端端部4的前方发出照明光的LED等发光元件。
主动弯曲部10包括：具有旋转轴的多个关节10a；与各关节10a对应地设置的多个编码器10b(形状传感器部)；和将相邻的2个关节10a连接的臂10c。
关节10a配置在臂10c的两端部。由此，主动弯曲部10能够以在关节10a处弯曲的方式变形。本实施方式的关节10a具有以彼此正交的2个轴分别作为旋转轴的万向接头，以使得相邻的2个臂10c能够以位于这2个臂10c之间的关节10a为摆动中心进行摆动。
主动弯曲部10的编码器10b能够检测对应的关节10a的动作量。例如，编码器10b能够通过分别检测与相邻的2个臂10c中的根端侧的臂10c的中心线正交并通过关节10a的摆动中心的2个轴(本实施方式中的关节10a的2个旋转轴)的弯曲角度，来检测前端侧的臂10c相对于根端侧的臂10c的弯曲角度和弯曲方向。本实施方式的主动弯曲部10在各关节10a上具有单独地检测对应的关节10a的动作量的编码器10b。
在本实施方式的多个臂10c中，臂10c的两端的关节10a的摆动中心间的距离彼此相等。
长形部15是具有挠性的在长度方向轴L1的方向上延伸的筒状部件。长形部15的前端与主动弯曲部10的根端连接。长形部15的根端与驱动部16连接。另外，在长形部15的内部插通有将主动弯曲部10和驱动部16连接的未图示的角度操作线(angle wire)。
如图1所示，驱动部16与长形部15的根端连结。驱动部16具有：壳体17；与长形部15连接的弯曲驱动部18；和使长形部15与弯曲驱动部18一同旋转的旋转驱动部19。
弯曲驱动部18与上述的角度操作线连接。弯曲驱动部18具有：为了产生用于使配置在主动弯曲部10中的各关节10a动作的动力而与各关节10a对应地设置的多个电动机；和将电动机产生的动力传递至角度操作线的滑轮。弯曲驱动部18产生的动力通过角度操作线被传递至主动弯曲部10。
旋转驱动部19使长形部15和弯曲驱动部18以长形部15的长度方向轴L1为旋转中心相对于壳体17旋转。旋转驱动部19具有产生用于使长形部15和弯曲驱动部18旋转的动力的电动机。
操作部25具有：用于输入主动弯曲部10的弯曲方向和弯曲量的输入机构26；和用于将插入部3向体内插入和将插入部3从体内拔出的开关部28。
输入机构26具有：由操作者操作的输入部件27；和编码器，该编码器用于基于输入部件27相对于规定的中立位置倾倒的方向对控制装置50输出主动弯曲部10的弯曲方向，并与输入部件27相对于中立位置倾倒的角度对应地对控制装置50输出主动弯曲部10的弯曲量。
开关部28具有：用于将插入部3向体内插入的第一开关28a；用于将插入部3从体内拔出的第二开关28b；和用于使插入部3的插入和拔出停止的第三开关28c。第一开关28a、第二开关28b和第三开关28c与控制装置50连接。第一开关28a、第二开关28b和第三开关28c根据由操作者进行的操作，对控制装置50输出开关信号。
连接部29与驱动部16连接。连接部29将操纵器2与图像处理装置35及控制装置50电连接。
连接部29具有：用于将摄像部8拍摄到的图像的信号(图像信号)输出至图像处理装置35的信号线；用于从后述的控制部51向操纵器2的驱动部16输出驱动信号的信号线；和用于将操纵器2的编码器10b检测出的角度信息输出至后述的控制部51的信号线。
另外，连接部29具有从光源装置45向操纵器2传输照明光的光纤。
套管针30具有：操纵器的长形部15能够插通于其中的筒部31；和配置在筒部31内的旋转角传感器部32。
旋转角传感器部32具有：以能够与长形部15的外表面接触的方式被筒部31支承的转动体；和检测转动体的动作量的编码器。旋转角传感器部32的编码器，检测转动体的旋转中的以与筒部31的中心线平行的直线为轴的旋转。由此，旋转角传感器部32能够检测插通在筒部31中的长形部15以筒部31的中心线为轴旋转时的长形部15的旋转。旋转角传感器部32的编码器与控制装置50连接。
图像处理装置35接受从摄像部8输出的图像信号的输入。图像处理装置35基于从摄像部8输出的图像信号生成影像信号并将该影像信号输出至显示装置40。
显示装置40接受从图像处理装置35输出的影像信号的输入。显示装置40例如具有液晶监视器41。
如图1和图3所示，控制装置50具有：对操纵器2的驱动部16进行控制的控制部51；和存储控制部51中生成的数据的存储部57。另外，存储部57中存储有关于操纵器2的主动弯曲部10的形状的参数。该参数例如包括关节10a固有的关节坐标系的信息和将关节10a彼此连接的臂10c的长度(连接长度)等。
如图3所示，控制部51与旋转驱动部19、弯曲驱动部18、构成主动弯曲部10的形状传感器部的编码器10b以及旋转角传感器部32连接。
控制部51具有弯曲指令生成部52、旋转驱动指令生成部53、形状取得部54、形状修正指令生成部55和驱动信号生成部56。
弯曲指令生成部52接受操作部25的输入机构26输出的信号的输入。弯曲指令生成部52基于输入机构26的编码器输出的信息，计算主动弯曲部10的弯曲方向和弯曲量。本实施方式的弯曲指令生成部52基于输入机构26的编码器输出的信息，以使得主动弯曲部10中包括的各关节10a的弯曲角度彼此相等的方式，设定各关节10a的弯曲角度。由此，本实施方式的弯曲指令生成部52以使得主动弯曲部10的中心线L2呈大致圆弧状地在规定方向弯曲规定量的方式，设定各关节10a的弯曲角度。弯曲指令生成部52将包括主动弯曲部10的弯曲方向和弯曲量的信息的弯曲指令输出至驱动信号生成部56。
旋转驱动指令生成部53基于开关部28的第一开关28a、第二开关28b和第三开关28c输出的开关信号，将包括旋转驱动部19的电动机的旋转开始和停止以及电动机的旋转方向的信息的旋转驱动指令输出至驱动信号生成部56。
形状取得部54接受配置在主动弯曲部10中的编码器10b输出的信息的输入。形状取得部54从存储部57读取以主动弯曲部10的各关节10a的摆动中心为原点的关节坐标系的信息。本实施方式中的各关节10a的关节坐标系是以通过各关节10a的摆动中心且与各关节的根端侧连接的臂10c的长度方向轴(臂10c的旋转轴)为第一轴X的三维正交坐标系。
形状取得部54计算关节10a的姿态信息，该关节10a的姿态信息规定：与1个关节10a连接的2个臂10c所成的角度；和前端侧的臂10c相对于根端侧的臂10c的弯曲方向。形状取得部54还从存储部57读取将各关节10a连接的臂10c的长度的信息，进而以主动弯曲部10中的位于最根端的关节10a(根端关节10a1)的关节坐标系作为主动弯曲部10的基准坐标系，计算基准坐标系中的各关节的位置和姿态。根端关节10a1的关节坐标系(即主动弯曲部10的基准坐标系)，是由长形部15的长度方向轴L1和通过根端关节10a1的摆动中心且与长形部15的长度方向轴L1正交的2个旋转轴构成的三维正交坐标系。
形状取得部54将包括基准坐标系中的各关节的位置和姿态的信息与用于确定关节10a的关节编号建立关联来生成关节姿态信息，并将该关节姿态信息输出至形状修正指令生成部55。
形状修正指令生成部55接受形状取得部54取得的关节姿态信息的输入。进而，形状修正指令生成部55接受旋转角传感器部32的编码器所输出的信息的输入。形状修正指令生成部55对于每个从旋转角传感器部32的编码器输出的规定的微小的角度变化，对主动弯曲部10中包括的全部关节10a，以使得基准坐标系中的各关节10a的位置在角度变化的前后一致的方式，生成用于改变关节10a的姿态的形状修正指令并将该形状修正指令输出至驱动信号生成部56。形状修正指令是通过确定用于使长形部15旋转规定角度后的主动弯曲部10的弯曲方向和弯曲量与旋转前一致的主动弯曲部10的动作量而对主动弯曲部的形状进行修正的指令。另外，形状修正指令也可以不是确定用于使长形部15旋转规定角度后的主动弯曲部10的弯曲方向和弯曲量与旋转前严格地一致的主动弯曲部10的动作量的指令。例如，也可以是形状修正指令生成部55以使得主动弯曲部10的弯曲方向和弯曲量与旋转前相比在规定的阈值的范围内(容许范围内)的方式生成形状修正指令。
驱动信号生成部56接受旋转驱动指令生成部53所输出的旋转驱动指令的输入。驱动信号生成部56基于旋转驱动指令生成用于使旋转驱动部19的电动机正转、反转或停止的驱动信号，并将该驱动信号输出至旋转驱动部19。
另外，驱动信号生成部56接受弯曲指令生成部52所输出的弯曲指令的输入。驱动信号生成部56还接受形状修正指令生成部55所输出的形状修正指令的输入。驱动信号生成部56基于弯曲指令和形状修正指令生成用于使关节10a动作的驱动信号，并将该驱动信号输出至弯曲驱动部18。
下面对本实施方式的医疗系统1的作用进行说明。
在本实施方式中，当操作者对操作部25的第一开关28a或第二开关28b进行操作时，通过控制装置50的控制，长形部15相对于驱动部16旋转。即，在本实施方式中，当操作者对第一开关28a或第二开关28b进行操作时，如图4所示，长形部15以长形部15的长度方向轴L1为旋转中心在体内旋转。在此，配置在长形部15的前端的主动弯曲部10，根据形状修正指令生成部55，以维持基准坐标系中的各关节10a的位置的方式，使各关节10a的姿态与长形部15的旋转角度对应地改变。因此，在长形部15以长形部15的中心线为中心旋转时，主动弯曲部10以主动弯曲部10的中心线为旋转中心进行自转。主动弯曲部10中包括的全部的臂10c以各臂10c的中心线为旋转中心旋转。配置在主动弯曲部10的前端的远端筒部5随着主动弯曲部10的自转而与主动弯曲部10一体地旋转。由此，远端筒部5随着以长形部15的长度方向轴L1为旋转中心的旋转操作，以远端筒部5的中心线为旋转中心旋转。
配置在远端筒部5的主体部6的外周面上的凹凸部7(参照图2)，在与管腔组织的内表面接触的状态下以远端筒部5的中心线(与长形部15的长度方向轴L1同轴的直线)为旋转中心旋转。通过在凹凸部7钩挂在管腔组织的内表面上的状态下凹凸部7旋转，远端筒部5能够相对于管腔组织在远端筒部5的中心线方向上进退。即，在本实施方式中，通过设置在远端筒部5的主体部6上的凹凸部7，将远端筒部5的旋转力转换为远端筒部5的中心线方向上的远端筒部5的推进力。通过操作者使用开关部28切换插入部3的旋转方向，能够切换插入部3的长度方向轴(长形部15的长度方向轴L1)的方向上的插入部3的进退方向。
在通过使插入部3旋转而使插入部3进退时，操作者根据需要能够使用操作部25改变主动弯曲部10的弯曲方向和弯曲量。在该情况下，控制装置50与长形部15的旋转角相应地改变各关节10a的姿态，以使得维持使用操作部25改变后的主动弯曲部10的新的弯曲状态。例如，控制装置50在与插入部3的旋转对应地自动控制主动弯曲部10的弯曲方向和弯曲量的期间的隔开规定间隔的多个时刻，反复接受来自操作部25的输入并使主动弯曲部10的弯曲状态与输入对应。由此，操作者能够在操作主动弯曲部10使得插入部3的前端朝向作为插入部3的前进方向所要求的方向的同时使插入部3前进。
另外，连接在比主动弯曲部10靠根端的位置的长形部15是柔软的，因此，在主动弯曲部10通过管腔组织的弯曲的部分后，长形部15依照管腔组织的弯曲形状而变形。
这样，依照本实施方式的医疗系统1，能够通过使长形部15以长形部15的长度方向轴L1为旋转中心旋转，来使配置在插入部3的前端的凹凸部7旋转。因此，在本实施方式的医疗系统1中，不需要用于仅使凹凸部7旋转的转矩线等结构，能够使插入部3直径细。
此外，在本实施方式的医疗系统1中，能够改变各关节10a的姿态使得主动弯曲部10以主动弯曲部10的中心线L2为自转中心进行自转，因此，能够在维持主动弯曲部10相对于管腔组织的弯曲状态的同时使插入部3在管腔组织内进退。
此外，本实施方式的医疗系统1具有包括检测长形部15的旋转角的旋转角传感器部32的套管针30，因此，能够使用套管针30将操纵器2插入到患者的体内，并使用套管针30检测长形部15相对于患者的旋转角。因此，能够高精度地检测患者与操纵器2的位置关系，从而能够将患者的体内的主动弯曲部10的位置偏差抑制得低。
(第二实施方式)
下面对本发明的第二实施方式进行说明。图5是本实施方式的医疗系统的框图。图6是在医疗系统的显示装置上显示的图像的示意图。
图5所示的本实施方式的医疗系统1包括结构与第一实施方式的图像处理装置35不同的图像处理装置35A。
本实施方式中的图像处理装置35A与控制装置50连接。图像处理装置35A具有旋转状态接受部36、影像信号生成部37和影像输出部38。
旋转状态接受部36经由控制装置50取得旋转角传感器部32检测出的长形部15的旋转角和旋转方向。旋转状态接受部36将包括长形部15的旋转角和旋转方向的旋转状态信息输出至影像信号生成部37。
影像信号生成部37接受摄像部8所输出的图像信号并生成图像数据。影像信号生成部37还接受旋转状态接受部36所输出的长形部15的旋转角和旋转方向的信息的输入。影像信号生成部37将图像数据中的1帧的图像与旋转状态接受部36所输出的旋转状态信息建立对应。进而，影像信号生成部37，以旋转方向与旋转状态信息中包括的旋转方向相反并且旋转角与旋转状态信息中包括的旋转角的大小(旋转量的绝对值)相等的方式，使各帧的图像数据以图像的中心为旋转中心旋转。影像信号生成部37基于旋转后的图像数据生成影像信号并将该影像信号输出至影像输出部38。影像输出部38将影像信号输出至显示装置40的监视器41。
下面对本实施方式的医疗系统1的作用进行说明。
操纵器2的摄像部8的光轴与远端筒部5的中心线同轴。因此，在远端筒部5旋转时，摄像部8以光轴为中心旋转(例如在图6中用附图标记R1表示)。图像处理装置35A的影像信号生成部37使图像在与以光轴为中心的摄像部8的旋转方向相反的方向(例如在图6中用附图标记R2表示)旋转并生成影像信号。由此，在显示装置40的监视器41上显示的图像中，摄像部8的旋转被抵消，能够维持显示上的上下左右的关系。
在本实施方式中，在将插入部3插入到管腔组织中的同时对管腔组织内进行观察的情况下，即使插入部3旋转，显示装置40上显示的图像也不会旋转，因此，容易对管腔组织内进行观察。
(第三实施方式)
下面对本发明的第三实施方式进行说明。图7是本实施方式的医疗系统的框图。图8和图10是在医疗系统的显示部上显示的图像的示意图。图9和图11是表示管腔组织内的操纵器的位置关系的示意图。
图1和图7所示的本实施方式的医疗系统1包括结构与第一实施方式中公开的控制装置50不同的控制装置50A。
本实施方式的医疗系统1包括第二实施方式中公开的图像处理装置35A，向控制装置50A输出旋转后的图像数据。
本实施方式的控制装置50A通过将摄像部8的摄像视野中包括的规定的一个部位设定为插入部3的移动目标，来控制旋转驱动部19和弯曲驱动部18的动作使得插入部3自动地向移动目标移动。
控制装置50A具有控制部51A和存储部57。
控制部51A与第一实施方式中公开的控制部51相比，还具有特征点设定部58和位置偏差修正运算部59。
特征点设定部58接受图像处理装置35A所输出的图像数据的输入，从图像数据的图像中提取特征点并将该特征点输出至存储部57。本实施方式中特征点设定部58提取的特征点，是基于将插入部3向体内插入的情况下的目标位置处的特征性的形状和色彩提取的。例如，在如图8和图9所示的那样，将插入部3沿管腔组织的走向向管腔组织的深处插入的情况下，通过特征点设定部58将摄像部8的摄像视野中的规定亮度以下的暗部P1作为特征点输出至存储部57，特征点设定部58能够设定作为插入部3的移动目标的部位的特征点。在该情况下，特征点(暗部P1)对应于摄像部8的摄像视野内的距照明部9远的管腔深处的位置。
位置偏差修正运算部59接受图像处理装置35A所输出的图像数据的输入，从图像数据中提取与存储部57中存储的特征点对应的区域。在图像数据中的特征点位于距图像的中央规定距离以上的位置的情况下，位置偏差修正运算部59计算用于使图像的中心向特征点移动的摄像部8的移动方向。进而，位置偏差修正运算部59计算用于使摄像部8向所计算出的方向移动的主动弯曲部10的弯曲方向。进而，位置偏差修正运算部59将用于使主动弯曲部10向计算出的弯曲方向弯曲微小的规定量的弯曲量与弯曲方向建立关联后输出至弯曲指令生成部52。
在本实施方式中，由特征点设定部58和位置偏差修正运算部59控制主动弯曲部10的动作，以使得图像的中心与特征点的距离减少。通过反复由特征点设定部58和位置偏差修正运算部59进行控制，图像的中心与特征点一致。
下面对本实施方式的医疗系统1的作用进行说明。
在使用本实施方式的医疗系统1时，例如在摄像部8拍摄到的图像中的暗部P1被设定为特征点的情况下，位置偏差修正运算部59自动控制主动弯曲部10的弯曲方向和弯曲量使得主动弯曲部10的前端向管腔的深处去(参照图9和图11)。当在该状态下与第一实施方式同样地，远端筒部5旋转而使插入部3向前方推进时，插入部3依照管腔组织的弯曲形状主动地弯曲而通过管腔组织的弯曲部分。
进而，通过由特征点设定部58从摄像部8拍摄到的图像中提取新的暗部P2(参照图10)作为特征点，位置偏差修正运算部59继续自动控制主动弯曲部10的弯曲方向和弯曲量使得主动弯曲部10的前端向管腔的深处去。结果，在本实施方式中，能够将插入部3顺畅地插入到管腔组织中。
以上参照附图对本发明的实施方式进行了详细说明，但是具体的结构并不限于这些实施方式，也包括不脱离本发明的主旨的范围内的设计变更等。
例如，配置在远端筒部上的凹凸部并不限于连续的螺旋状。例如，凹凸部也可以沿以远端筒部的中心线(长形部的长度方向轴L1的向前端侧的延长线)为中心的螺旋隔开规定间隔地设置有多个。另外，凹凸部也可以是以远端筒部的中心线为中心的双螺旋状。另外，凹凸部也可以具有以在远端筒部的外周面上与远端筒部的中心线是异面直线的关系的方式倾斜地延伸的直线状的部分。
另外，控制部可以还包括扭转量取得部，其取得旋转角传感器部检测的旋转角与长形部的前端的旋转角的大小的差。扭转量取得部使用表示使长形部的根端旋转了的情况下的长形部的前端的旋转滞后量的参数，根据旋转角传感器部检测出的旋转角来推定并输出长形部的前端的旋转角。此时，形状修正指令生成部能够基于扭转量取得部取得的差来生成形状修正指令，以使得长形部的前端旋转规定角度前后的主动弯曲部的弯曲方向和弯曲量一致。
另外，也可以是控制部能够利用公知的X射线装置取得体内的插入部的位置和姿态。在该情况下，能够基于X射线图像取得长形部的位置和姿态以及主动弯曲部的弯曲方向和弯曲量。
产业上的可利用性
本发明能够用于操纵器和医疗系统。
附图标记说明
1 医疗系统
2 操纵器
3 插入部
4 远端端部
5 远端筒部
6 主体部
7 凹凸部
8 摄像部
9 照明部
10 主动弯曲部
10a 关节
10a1 根端关节
10b 编码器
10c 臂
15 长形部
16 驱动部
17 壳体
18 弯曲驱动部
19 旋转驱动部
25 操作部
26 输入机构
27 输入部件
28 开关部
28a 第一开关
28b 第二开关
28c 第三开关
29 连接部
30 套管针
31 筒部
32 旋转角传感器部
35、35A 图像处理装置
36 旋转状态接受部
37 影像信号生成部
38 影像输出部
40 显示装置
41 监视器
45 光源装置
50、50A 控制装置
51、51A 控制部
52 弯曲指令生成部
53 旋转驱动指令生成部
54 形状取得部
55 形状修正指令生成部
56 驱动信号生成部
57 存储部
58 特征点设定部
59 修正运算部

Claims (6)

1.一种包括操纵器的医疗系统，其特征在于：
所述操纵器包括：
长形部，其具有前端和根端，能够从所述前端向体内插入；
旋转驱动部，其使所述根端以所述长形部的长度方向轴为旋转中心旋转；
凹凸部，其沿螺旋或直线配置在所述前端附近的外周面上，所述螺旋是以所述长度方向轴为中心的螺旋，所述直线与所述长度方向轴是异面直线的关系；
主动弯曲部，其配置在所述前端，能够进行弯曲动作；
弯曲驱动部，其使所述主动弯曲部进行弯曲动作；
形状传感器部，其能够检测所述主动弯曲部的弯曲量和弯曲方向；
旋转角传感器部，其能够检测以所述长度方向轴为旋转中心的所述长形部的旋转角度和旋转方向；和
控制部，其与所述旋转驱动部、所述弯曲驱动部、所述形状传感器部和所述旋转角传感器部连接，控制所述旋转驱动部和所述弯曲驱动部的动作，
所述前端和所述凹凸部，在所述旋转驱动部使所述根端旋转时，能够追随所述根端的旋转而绕所述长度方向轴旋转，
所述控制部包括：
形状取得部，其基于所述形状传感器部的检测取得所述主动弯曲部的形状；
旋转驱动指令生成部，其生成用于使所述长形部旋转的旋转驱动指令；
形状修正指令生成部，其基于在所述长形部旋转规定角度前所述形状取得部取得的所述形状，计算用于使所述长形部旋转所述规定角度后的所述主动弯曲部的所述弯曲量和所述弯曲方向与旋转前一致的所述主动弯曲部的动作量，并生成用于对所述主动弯曲部的形状进行修正的形状修正指令；和
驱动信号生成部，其基于所述旋转驱动指令和所述形状修正指令生成用于使所述旋转驱动部和所述弯曲驱动部动作的驱动信号，并将所述驱动信号输出至所述旋转驱动部和所述弯曲驱动部。
2.如权利要求1所述的医疗系统，其特征在于：
还包括套管针，该套管针具有所述长形部能够插通于其中的筒部，且所述旋转角传感器部配置在所述筒部内。
3.如权利要求1所述的医疗系统，其特征在于：
所述主动弯曲部具有：
2个以上的臂；和
关节，其具有将2个所述臂彼此连结的万向接头。
4.如权利要求1所述的医疗系统，其特征在于：
还包括配置在所述主动弯曲部的前端的摄像部，
所述控制部还包括：
特征点设定部，其从所述摄像部拍摄到的图像中提取目标物的特征点，并基于所述特征点识别所述目标物；和
位置偏差修正运算部，其基于所述特征点计算所述主动弯曲部的动作量，以使得所述摄像部向所述目标物去。
5.如权利要求4所述的医疗系统，其特征在于：
所述控制部还具有影像信号生成部，其进行以下的图像处理：以图像上的规定的旋转中心为中心，使所述图像在与所述长形部的旋转方向相反的方向上，旋转与所述旋转角传感器部检测出的所述长形部的旋转量的绝对值相同的旋转量。
6.如权利要求1所述的医疗系统，其特征在于：
所述控制部还包括扭转量取得部，其取得所述旋转角传感器部检测的旋转角与所述长形部的前端的旋转角的大小的差，
所述形状修正指令生成部基于所述扭转量取得部取得的差来生成所述形状修正指令，以使得所述长形部的前端旋转规定角度前后的所述主动弯曲部的弯曲方向和弯曲量一致。
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