CN108471924B - 挠性管插入装置 - Google Patents

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Abstract

挠性管插入装置(10)具有插入部(40)、刚性可变单元(50)、进退检测单元(60)、控制部(121)以及驱动部(70)。控制部(121)在进退检测单元(60)检测到插入部(40)的前进移动时将刚性可变单元(50)的刚性控制为插入部(40)能够被动地弯曲的刚性。控制部(121)在进退检测单元(60)检测到插入部(40)的后退移动时将刚性可变单元(50)的刚性控制为使插入部(40)大致直线化的刚性。

Description

挠性管插入装置
技术领域
本发明涉及挠性管插入装置。
背景技术
作为内窥镜装置的挠性管插入装置具有内窥镜。内窥镜的插入部插入于管路部的内部，从管路部的内部朝向管路部的深部进一步插入。这里所说的深部表示在插入部的插入方向上比当前位置靠前方的位置。另外，管路部例如是能够根据插入部的插入动作而移动并且具有伸缩性的弯曲的管路部。这样的管路部例如是指大肠。以下，使用大肠来进行说明。为了使插入部容易朝向深部插入，存在通过针对插入部的推压操作、拉拔操作以及扭转操作的组合而使大肠变化为大致直线状态的大致直线手术技术。通过使大肠的弯曲部分变化为大致直线状态，从近身侧对插入部的操作力容易传递到插入部的前端侧，从而容易使插入部的前端向深部前进。
但是，如果过度实施了推压操作，则屈曲部有时会由于推压操作而过度伸展，患者由于过度伸展而感到痛苦。当为了避免过度伸展而提早实施拉拔操作时，会在大肠变化为大致直线状态之前将插入部从大肠拉拔出来。因此，操作者无法实施大致直线手术技术，大肠不会变化为大致直线状态。
这样，通过插入部近身侧的作为推压操作、拉拔操作以及扭转操作的组合的复合操作而使大肠变化为大致直线状态的操作手术技术很难，掌握操作手术技术需要大量练习，从而存在给操作者(手术人员)带来负担这样的问题。
例如专利文献1所公开的内窥镜系统具有：被动弯曲部，其在插入部的推压操作时由于屈曲部的外力而被动地弯曲；以及插入部，其具有被动弯曲部。插入部通过被动弯曲部而沿屈曲部朝向深部插入。为了使大肠变化为大致直线状态，使用了覆盖被动弯曲部的外套管。外套管防止了被动弯曲部由于外力而弯曲，提高了插入部的弯曲刚性，使屈曲部变化为大致直线状态。
例如专利文献2所公开的腔内插入装置具有检测插入部的插入量的插入量检测构件。腔内插入装置根据插入量而对插入部的进退移动和旋转进行控制。
例如在专利文献3、4中，公开了通过提高插入部的弯曲刚性而使大肠大致直线化的刚性可变机构。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-248346号公报
专利文献2：日本特开平4-67829号公报
专利文献3：日本特开2003-533号公报
专利文献4：日本特许第5371185号公报
发明内容
发明要解决的课题
在专利文献1中，由于外套管而导致插入部的外径变大，患者的负担增加。为了减小患者的负担，考虑了不使用外套管。然而，在该情况下，插入部朝向深部的插入性降低。
在专利文献2中，仅公开了插入操作，没有公开插入部朝向深部的插入性的提高。
在专利文献3、4中，没有公开为了提高插入性而向操作者(手术人员)提示刚性可变机构的适当的使用方法的手段。
本发明是鉴于这些情况而完成的，其目的在于，提供能够提高朝向管路部的深部的插入性的挠性管插入装置。
用于解决课题的手段
本发明的一个方式的挠性管插入装置具有：插入部，其插入于被插入体中；刚性可变的刚性可变单元，其配置于所述插入部；进退检测单元，其检测所述插入部的进退移动；控制部，其在所述进退检测单元检测到所述插入部的前进移动时将所述刚性可变单元的所述刚性控制为所述插入部能够被动地弯曲的刚性，在所述进退检测单元检测到所述插入部的后退移动时将所述刚性可变单元的所述刚性控制为使所述插入部大致直线化的刚性；以及驱动部，其根据所述控制部的控制指示而对所述刚性可变单元进行驱动。
发明效果
根据本发明，能够提供能够提高朝向管路部的深部的插入性的挠性管插入装置。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的挠性管插入装置的概略图。
图2A是示出挠性管插入装置的插入部朝向第一屈曲部前进移动的状态的图。
图2B是示出插入部穿过第一屈曲部而朝向深部前进移动的状态的图。
图2C是示出插入部后退移动的状态的图。
图2D是示出通过插入部的后退移动而使插入部变化为大致直线状态的状态的图。
图2E是示出通过插入部的后退移动而使插入部变化为大致直线状态的状态的图。
图3是第一实施方式的第一变形例的挠性管插入装置的概略图。
图4A是示出挠性管插入装置的插入部穿过第一屈曲部而朝向深部前进移动的状态的图。
图4B是示出插入部后退移动的状态的图。
图4C是示出通过插入部的后退移动而使插入部变化为大致直线状态的状态的图。
图4D是示出通过插入部的后退移动而使插入部变化为大致直线状态的状态的图。
图5是第一实施方式的第二变形例的挠性管插入装置的概略图。
图6A是示出挠性管插入装置的插入部穿过第一屈曲部而朝向深部前进移动的状态的图。
图6B是示出插入部后退移动的状态的图。
图6C是示出通过插入部的后退移动而使插入部变化为大致直线状态的状态的图。
图6D是示出通过插入部的后退移动而使插入部变化为大致直线状态的状态的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。在一部分的附图中，为了图示的明朗化，省略了部件的一部分的图示。深部表示在插入部40的插入方向上比当前位置靠前方的位置。在本实施方式中，在针对插入部40的推压操作和拉拔操作中，例如在插入部40的前端部从管路部301的入口301a插入于管路部301的内部的状态下，操作者把持从管路部301露出到外部的插入部40的任意的位置。推压操作表示操作者通过从把持部位对插入部40赋予的推压力而对插入部40进行推压。由此，插入部40的前端部朝向存在于入口301a的前方的深部被推压，朝向深部前进移动。拉拔操作表示操作者通过从把持部位对插入部40赋予的拉拔力而对插入部40进行拉拔。由此，插入部40的前端部从深部朝向近身被拉拔，朝向入口301a后退移动。
[第一实施方式]
[结构]
参照附图对第一实施方式进行说明。
[挠性管插入装置(以下，称为插入装置10)]
图1所示那样的作为内窥镜装置的插入装置10例如配置于手术室或检查室。插入装置10具有医疗用的内窥镜20和与内窥镜20连接的插入控制装置120。插入装置10具有与内窥镜20连接的未图示的光源装置、与内窥镜20连接的未图示的图像控制装置、与图像控制装置连接的未图示的显示装置、以及与图像控制装置连接的未图示的输入装置。
内窥镜20例如是插入于具有大肠等管路部301的被插入体300中的插入设备的一例。内窥镜20通过未图示的摄像单元的摄像部而对管路部301内进行拍摄。
未图示的光源装置射出光，以使摄像部能够进行拍摄。光被配置于内窥镜20的内部的未图示的照明单元的导光部件引导至未图示的照明单元的照明部。光作为照明光从照明部朝向外部射出。另外，摄像部所拍摄的图像从摄像部经由配置于内窥镜20的内部的摄像单元的信号线而输出给未图示的图像控制装置。
未图示的图像控制装置进行信号处理，以使由摄像部拍摄的图像显示在未图示的显示装置上。
后面描述详细内容，但插入控制装置120对配置于内窥镜20的插入部40的弯曲刚性进行控制。
对内窥镜20例如作为医疗用的柔性内窥镜的情况进行说明，但内窥镜20无需限定于此。内窥镜20例如只要像工业用的柔性内窥镜、导管、处置器具这样具有插入于被插入体300的内部的柔性的插入部40即可。被插入体300例如不限于人，也可以是动物或其他构造物。内窥镜20可以是直视型的内窥镜20，也可以是侧视型的内窥镜20。
内窥镜20具有由操作者把持的操作部30和插入于被插入体300内的插入部40。
操作部30与插入部40的基端部连接设置。操作部30具有对后述的弯曲部43进行操作的未图示的弯曲操作部和对摄像单元等各单元进行操作的未图示的开关部。操作部30还具有未图示的通用线缆，经由通用线缆而与未图示的光源装置、未图示的图像控制装置以及插入控制装置120连接。
插入部40为管状，细长并且柔软。插入部40相对于管路部301在管路部301的内部进退移动。插入部40能够按照管路部301的形状而弯曲。插入部40从插入部40的前端部朝向插入部40的基端部依次具有前端硬质部41、弯曲部43以及挠性管部45。前端硬质部41的基端部与弯曲部43的前端部连结，弯曲部43的基端部与挠性管部45的前端部连结，挠性管部45的基端部与操作部30连结。上述的摄像部和照明部配置于前端硬质部41的内部。
如图1所示，插入装置10具有配置于插入部40的刚性可变的刚性可变单元50。详细地说，刚性可变单元50内设于插入部40中。另外，刚性可变单元50只要至少内设于挠性管部45中即可。刚性可变单元50的前端部例如配置于挠性管部45的前端部。刚性可变单元50的基端部例如配置于操作部30的内部。
刚性可变单元50例如具有内设于插入部40中的线圈状的护套部件51和贯穿插入于护套部件51的内部的线部件53。护套部件51具有配置于挠性管部45的前端部的前端部和固定于操作部30的内部的基端部。护套部件51能够在护套部件51的轴向上伸缩。护套部件51例如具有在护套收缩时想要使护套恢复到收缩前的初始的长度的弹力。护套部件51的基准状态为伸长的状态。线部件53具有固定于护套部件51的前端部的前端部和配置于操作部30的内部的基端部。线部件53的基端部与后述的驱动部70连接。
线部件53通过驱动部70的牵引而使护套部件51沿护套部件51的轴向压缩。详细地说，线部件53被驱动部70朝向插入部40的基端部牵引。线部件53通过驱动部70的牵引而将护套部件51朝向插入部40的基端部牵引，护套部件51通过线部件53的牵引而朝向护套部件51的基端部压缩。因此，护套部件51的刚性提高，在配置有护套部件51的整个部位中，插入部40的弯曲刚性均匀地提高，插入部40从弯曲状态变化为大致直线状态。即，插入部40大致直线化。
反之，当线部件53的牵引被驱动部70释放时，护套部件51的压缩被释放。由此，护套部件51借助护套部件51的弹力而恢复到原来的长度，因此伸长。因此，护套部件51的刚性降低，在配置有护套部件51的整个部位中，插入部40的弯曲刚性均匀地降低，插入部40的弯曲刚性恢复到初始，插入部40从大致直线状态变化为弯曲状态。即，插入部40成为容易由于外力等而被动地弯曲的状态。外力例如表示相对于插入部40的中心轴从任意的角度作用于插入部40的力。
这样，护套部件51的刚性根据线部件53的牵引情况而变化，内设有护套部件51的插入部40的弯曲刚性根据护套部件51的刚性而变化。此时，例如刚性可变单元50使整个插入部40的弯曲刚性均匀地可变(变化)。另外，刚性可变单元50根据护套部件51的刚性而将插入部40的弯曲刚性控制为使插入部40大致直线化的弯曲刚性。
驱动部70对线部件53的牵引量被未图示的限制机构限制为期望的牵引量。限制机构例如作用于护套部件51、线部件53以及驱动部70中的任意一个。因此，插入部40的最高的弯曲刚性和最低的弯曲刚性被限制为期望的弯曲刚性。插入部40的最高的弯曲刚性是指使插入部40大致直线化的弯曲刚性。不包含通过过度牵引线部件53而使插入部40弯曲的状态下的弯曲刚性。
如图1所示，插入装置10具有检测插入部40的进退移动的进退检测单元60。进退检测单元60将进退检测单元60的检测结果输出给配置于插入控制装置120的内部的后述的刚性控制部(以下，称为控制部121)。进退检测单元60配置于被插入体300的外部，与插入部40分体。通常，操作者将插入部40从管路部301的入口301a插入于管路部301的内部，把持从管路部301露出到外部的插入部40的露出部位，从该把持部位对插入部40进行推压。露出部位例如是插入部40的基端部。本实施方式的进退检测单元60检测在把持部位周边的插入部40的前进移动(推压操作)和插入部40的后退移动(拉拔操作)。因此，进退检测单元60配置于露出到被插入体300的管路部301的外部的插入部40的露出部位并且配置于插入部40的把持部位周边。进退检测单元60例如配置于管路部301的入口301a周边。插入部40的前进移动例如是通过对插入部40的推压操作而实施的，插入部40的后退移动例如是通过对插入部40的拉拔操作而实施的。因此，进退检测单元60检测在入口301a周边的插入部40的前进移动(推压操作)和插入部40的后退移动(拉拔操作)。
进退检测单元60具有：动作部61，其根据插入部40的进退移动而进行动作；以及检测主体部63，其根据动作部61的动作而检测插入部40的前进移动或插入部40的后退移动。
动作部61例如具有辊等旋转部件，旋转部件根据插入部40的进退移动而旋转。在该情况下，检测主体部63根据旋转部件的旋转的朝向而检测插入部40的前进移动或插入部40的后退移动。检测主体部63例如具有编码器。
动作部61也可以具有：出射部，其朝向插入部40的表面的被读取部射出光；以及受光部，其接受被表面的被读取部反射的光的图案。出射部例如是光源等发光部。被读取部例如是格子状的图案等，配置在插入部40的表面上。反射图案根据被读取部的位置而不同。在该情况下，检测主体部63根据受光部接受到的光的图案而检测插入部40的前进移动或插入部40的后退移动。
检测主体部63通过未图示的信号线而将检测结果输出给后述的控制部121。
如图1所示，插入装置10具有配置于插入控制装置120的控制部121。控制部121例如由包含ASIC等在内的硬件电路构成。控制部121也可以由处理器构成。在控制部121由处理器构成的情况下，使处理器能够访问的未图示的内部存储器或外部存储器预先存储用于如下的程序代码：通过处理器执行该程序代码，使该处理器作为该控制部121发挥功能。
控制部121在进退检测单元60检测到插入部40的前进移动时将刚性可变单元50的刚性控制为插入部40能够由于外力而被动地弯曲的刚性。插入部40能够被动地弯曲的刚性是指插入部40由于插入部40从与管路部301的接触部受到的阻力而被动地弯曲的刚性。该刚性也是插入部40能够按照管路部301的形状弯曲的刚性。例如，控制部121在进退检测单元60检测到插入部40的前进移动时，使刚性可变单元50的刚性变低，使得插入部40前进移动时的插入部40的弯曲刚性比插入部40后退移动时的插入部40的弯曲刚性低。
控制部121在进退检测单元60检测到插入部40的后退移动时将刚性可变单元50的刚性控制为使插入部40大致直线化的刚性。例如控制部121在进退检测单元60检测到插入部40的后退移动时，使刚性可变单元50的刚性变高，使得插入部40后退移动时的插入部40的弯曲刚性比插入部40前进移动时的插入部40的弯曲刚性高。具体而言，控制部121提高刚性可变单元50的刚性，使得插入部40维持大致直线状态。
使插入部40大致直线化的刚性是指如下的刚性：使包含屈曲部位203a在内的插入部40的部位变化成大致直线部位205a，即使来自与管路部301的接触部的阻力等外力施加于大致直线部位205a，大致直线部位205a也维持大致直线状态而不弯曲。外力例如表示相对于大致直线部位205a的中心轴从任意的角度作用于大致直线部位205a的力。使插入部40大致直线化的刚性比没有被控制部121控制的刚性高。另外，大致直线部位205a作为即使受到外力也维持大致直线状态而不弯曲的高刚性部位发挥功能。刚性没有被控制的其他部位作为能够由于受到外力而被动地弯曲的低刚性部位发挥功能。另外，使插入部40大致直线化的刚性根据管路部301而被调节为期望的刚性。
控制部121通过未图示的信号线而将用于对刚性可变单元50的刚性进行控制的控制信号输出给后述的驱动部70。
如图1所示，插入装置10具有根据控制部121的控制指示而对刚性可变单元50进行驱动的驱动部70。驱动部70例如内设于操作部30中。驱动部70例如具有：马达71，其由控制部121进行控制，产生驱动力；以及滑轮73，其借助驱动力而旋转，通过旋转而朝向插入部40的基端部牵引线部件53。滑轮73也可以借助驱动力而朝向插入部40的前端部按压线部件53。
未图示的输入装置与插入控制装置120连接，例如向控制部121输出使控制部121开始动作的控制开始指示。输入装置是普通的输入用的设备，例如是按钮开关、拨盘。
[作用]
以下，作为管路部301的一例，使用大肠进行说明。例如操作者把持插入部40而将插入部40从大肠的入口301a(肛门)插入于大肠的内部。接着，操作者把持从大肠露出到外部的插入部40的基端部而从该把持部位对插入部40进行推压。由此，如图2A和图2B所示，插入部40朝向存在于入口301a的前方的大肠的S状结肠中的第一屈曲部303a被推压，朝向第一屈曲部303a前进移动。
进退检测单元60检测到插入部40的前进移动，将检测结果输出给控制部121。控制部121将用于对刚性可变单元50的刚性进行控制的控制信号输出给驱动部70。驱动部70根据控制部121的控制指示而驱动刚性可变单元50。在该情况下，驱动部70朝向插入部40的前端部按压线部件53。护套部件51的压缩被释放，护套部件51借助护套部件51的弹力而伸长。因此，护套部件51的刚性降低，在配置有护套部件51的整个部位中，插入部40的弯曲刚性均匀地降低。另外，插入部40能够被动地弯曲。
在图2A中，在插入部40的弯曲刚性变低并且插入部40能够被动地弯曲的状态下，插入部40朝向第一屈曲部303a(图2B所示)前进移动。在该状态下，如图2B所示，插入部40穿过第一屈曲部303a而朝向存在于第一屈曲部303a的深部的第二屈曲部303b前进移动，从而穿过第二屈曲部303b。此时，插入部40呈N字形插入于大肠的S状结肠和降结肠中。
在图2A和图2B中，刚性可变单元50的刚性是插入部40能够被动地弯曲的刚性，在弯曲刚性降低的状态下被推压的插入部40能够由于从大肠的内壁受到的外力而被动地弯曲。因此，插入部40能够沿着大肠的S状结肠中的第一屈曲部303a穿过第一屈曲部303a。因此，插入部40相对于第一屈曲部303a的穿过性提高。另外，插入部40能够被动地弯曲并且弯曲刚性在整个插入部40中均匀地降低，穿过图2B所示的第一屈曲部303a的屈曲部位203a的弯曲刚性也与插入部40的其他部位同样地降低。因此，即使过度实施了针对插入部40的推压操作，也能够抑制第一屈曲部303a过度伸展，减小了患者的痛苦。
另外，大肠的一部分在腹腔内没有被固定，因此有时会由于插入部40的前进移动而容易在腹腔内移动。例如，当在插入部40的前端部穿过了大肠的第二屈曲部303b的状态下推压插入部40时，大肠有时会由于推压而移动。于是，对插入部40进行推压的操作者的近身侧的力难以传递到插入部40的前端部，从而插入部40有可能被压弯。因此，由于被压弯，近身侧的力越来越难以传递到插入部40的前端部，从而前端部有可能难以朝向深部插入(前进移动)。因此，插入部40有可能成为丧失推进力的堆叠状态、换言之插入性降低。为了使插入部40容易插入，存在通过插入部40的操作而使大肠变化为大致直线状态的大致直线手术技术。然而，掌握大致直线手术技术需要大量的练习。
因此，在本实施方式中，在插入部40穿过了第二屈曲部303b之后实施拉拔操作。如图2C所示，在插入部40被拉拔时，进退检测单元60检测到插入部40的后退移动，并将检测结果输出给控制部121。控制部121将用于对刚性可变单元50的刚性进行控制的控制信号输出给驱动部70。驱动部70根据控制部121的控制指示而驱动刚性可变单元50。在该情况下，驱动部70朝向插入部40的基端部牵引线部件53。线部件53通过驱动部70的牵引而朝向插入部40的基端部牵引护套部件51，护套部件51通过线部件53的牵引而朝向护套部件51的基端部压缩。因此，护套部件51的刚性提高至使插入部40大致直线化的刚性，在配置有护套部件51的整个部位中，插入部40的弯曲刚性均匀地提高。此时，屈曲部位203a的弯曲刚性也与插入部40的其他部位同样地提高。由此，如图2D和图2E所示，包含屈曲部位203a在内的插入部40的曲率半径变大，包含屈曲部位203a在内的插入部40的部位从弯曲状态变化为大致直线状态。即，包含屈曲部位203a在内的插入部40的部位变化为大致直线部位205a。伴随着该变化，包含第一屈曲部303a和第二屈曲部303b在内的大肠的部位也变化为大致直线状态。即，包含第一屈曲部303a在内的大肠的部位也变化为大致直线部305a。另外，包含第二屈曲部303b在内的大肠的部位也同样地变化为大致直线部。
如图2E所示，在插入部40停止了后退移动时，控制部121从进退检测单元60被输入停止这一内容，控制部121将使驱动部70停止的控制信号输出给驱动部70。驱动部70停止驱动，维持线部件53的牵引状态。因此，护套部件51维持压缩，插入部40维持大致直线状态。
大致直线状态下的插入部40通过被推压而容易在大致直线状态下的大肠中朝向深部插入。当插入部40再次被推压时，进退检测单元60检测到插入部40的前进移动。而且，控制部121、驱动部70以及刚性可变单元50重复进行上述的动作。
插入部40处于大致直线状态，近身侧的力从把持部位高效地传递到插入部40的前端部。因此，即使外力从管路部301施加于插入部40，具有高弯曲刚性的大致直线部位205a也不弯曲，插入部40朝向深部的插入性提高。另外，通过力的高效传递和具有高弯曲刚性的大致直线部位205a而抑制了产生压弯。
[效果]
在本实施方式中，进退检测单元60检测插入部40的进退移动。在插入部40前进移动时，控制部121将刚性可变单元50的刚性控制为插入部40能够被动地弯曲的刚性，使刚性可变单元50的刚性变低。于是，在插入部40被推压时，插入部40能够由于从大肠的内壁受到的外力而被动地弯曲，能够沿着大肠的S状结肠中的第一屈曲部303a穿过第一屈曲部303a。因此，能够提高插入部40相对于第一屈曲部303a的穿过性。另外，在插入部40后退移动时，控制部121将刚性可变单元50的刚性控制为使插入部40大致直线化的刚性。于是，包含屈曲部位203a在内的插入部40的部位从弯曲状态变化为大致直线状态，伴随着该变化，包含第一屈曲部303a和第二屈曲部303b在内的大肠也变化为大致直线状态。因此，通过对大致直线状态下的插入部40进行推压，能够容易地将大致直线状态下的插入部40朝向大致直线状态下的大肠的深部插入，从而能够提高插入部40朝向管路部301的深部的插入性。此时，插入部40处于大致直线状态，大肠也处于大致直线状态。因此，对插入部40进行推压的近身侧的力容易传递到插入部40的前端部。因此，能够防止插入部40被压弯，从而能够提高插入部40朝向管路部301的深部的插入性。
在本实施方式中，操作者能够不需要调节插入部40的弯曲刚性，从而能够专心于插入部40的推压操作或拉拔操作。因此，在本实施方式中，在将插入部40朝向管路部301的深部插入时，能够提高操作性。在本实施方式中，由于不使用外套管，因此能够防止插入部40的外径变大，从而能够减小患者的痛苦和对患者的负担。
在本实施方式中，能够降低掌握需要练习的大致直线手术技术的难易度，能够支持大致直线手术技术。
在本实施方式中，进退检测单元60配置于被插入体300的外部。因此，能够防止插入部40的外径变大，从而能够进一步提高插入部40朝向管路部301的深部的插入性。进退检测单元60配置于露出部位并且配置于把持部位周边。因此，能够可靠地检测插入部40在近身侧的进退移动。在本实施方式中，能够通过动作部61和检测主体部63这样的简单的结构来检测插入部40的进退移动。
在本实施方式中，通过刚性可变单元50而使整个插入部40的弯曲刚性均匀地变化。因此，例如能够使插入部40的弯曲刚性均匀地降低，即使过度实施了针对插入部40的推压操作，也能够抑制第一屈曲部303a的过度伸展，从而能够减小患者的痛苦。例如能够均匀地提高插入部40的弯曲刚性，能够使大肠的S状结肠的大部分变化为大致直线状态。
另外，进退检测单元60也可以检测插入部40绕轴的旋转的朝向。该旋转表示扭转。由于扭转而旋转的旋转部件是与旋转部件不同的部件。这里，将在从插入部40的基端部观察前端部时的顺时针定义为右旋转，将逆时针定义为左旋转。控制部121例如在进退检测单元60检测到插入部40的前进移动和右旋转中的至少一方时将刚性可变单元50的刚性控制为插入部40能够被动地弯曲的刚性。控制部121在进退检测单元60检测到插入部40的后退移动和左旋转中的至少一方时将刚性可变单元50的刚性控制为使插入部40大致直线化的刚性。由此，在本实施方式中，能够进一步支持大致直线手术技术。
[第一变形例]
参照图3、图4A、图4B以及图4C对第一实施方式的第一变形例进行说明。在本变形例中，仅记载与第一实施方式不同的部分。
[结构]
如图3所示，进退检测单元60具有：形状检测部65，其检测插入部40的形状；以及检测主体部67，其根据插入部40的形状相对于插入部40的推压操作或拉拔操作的变化而检测插入部40的前进移动或插入部40的后退移动。
形状检测部65例如内设于插入部40中。形状检测部65与刚性可变单元50排列配置。形状检测部65例如具有线圈、光纤传感器、加速度传感器、吸收部件中的至少一个。线圈根据插入部40的形状而产生磁场。在光纤传感器中，光的透射率根据插入部40的形状而变化。吸收部件根据插入部40的形状而吸收X射线。
形状检测部65在从输入装置输出的检测开始指示输入给形状检测部65之后始终进行检测(动作)。另外，检测的时机也可以每经过一定时间而实施，没有特别限定。形状检测部65例如以有线或无线的形式与检测主体部67连接，形状检测部65将检测到的检测结果输出给检测主体部67。
检测主体部67根据插入部40的形状而检测是否在插入部40上形成了环状的屈曲部位203a(参照图4A)。本变形例中的屈曲部位203a例如不仅包含由于卷绕而旋转一圈的部位，还包含在插入部40呈大致U字形弯曲时的插入部40的U字状的弯曲部位。一般地，如图4A所示，在插入部40的前端部穿过了第一屈曲部303a时，在插入部40相对于第一屈曲部303a的穿过部位产生环状的屈曲部位203a。如图4A所示，在实施了推压操作而使屈曲部位203a与第一屈曲部303a的外侧内壁311a抵接的状态下，屈曲部位203a的形状由于推压操作而产生并逐渐变大。换言之，屈曲部位203a的曲率半径由于推压操作而变小。另外，如图4B所示，在实施了拉拔操作而使屈曲部位203a与第一屈曲部303a的内侧内壁311b抵接的状态下，屈曲部位203a的形状由于拉拔操作而逐渐变小、消除。换言之，屈曲部位203a的曲率半径由于拉拔操作而变大。这样，屈曲部位203a的形状根据推压操作或拉拔操作而变化。因此，检测主体部67根据屈曲部位203a的形状的变化而检测插入部40的前进移动或插入部40的后退移动。
检测主体部67为了检测屈曲部位203a的形状变化而根据例如插入部40的形状来检测插入部40中的屈曲部位203a的曲率半径。进而，检测主体部67检测曲率半径是变小了还是变大了。
在曲率半径逐渐变小的情况下，检测主体部67检测到：产生了屈曲部位203a、被实施了推压操作、插入部40前进移动。即，检测主体部67在插入部40中的屈曲部位203a的形状由于推压操作而变大时检测到插入部40的前进移动。
在曲率半径逐渐变大的情况下，检测主体部67检测到：屈曲部位203a变小、被实施了拉拔操作、插入部40后退移动。即，检测主体部67在插入部40中的屈曲部位203a的形状由于拉拔操作而变小时检测到插入部40的后退移动。
检测主体部67也可以对预先设定为期望的值的阈值和曲率半径进行比较。在曲率半径大于阈值的情况下，检测主体部67检测到：屈曲部位203a被消除、被实施了拉拔操作、插入部40后退移动。在曲率半径小于阈值的情况下，检测主体部67检测到：产生了屈曲部位203a、被实施了推压操作、插入部40前进移动。
在本变形例中，与第一实施方式不同，进退检测单元60检测在插入部40相对于第一屈曲部303a的穿过部位(屈曲部位203a)的插入部40的前进移动(推压操作)和插入部40的后退移动(拉拔操作)。
检测主体部67例如由包含ASIC等在内的硬件电路构成。检测主体部67也可以由处理器构成。在检测主体部67由处理器构成的情况下，使处理器能够访问的未图示的内部存储器或外部存储器预先存储用于如下的程序代码：通过处理器执行该程序代码，使该处理器作为该检测主体部67发挥功能。检测主体部67配置于插入控制装置120。
检测主体部67在被输入了形状检测部65的检测结果的状态下，在从输入装置输出的检测开始指示输入给检测主体部67之后始终进行检测(动作)。另外，检测的时机也可以每经过一定时间而实施，没有特别限定。检测主体部67通过未图示的信号线而将检测结果输出给控制部121。
[作用]
如图4A所示，在插入部40穿过第一屈曲部303a而向深部插入时，在穿过第一屈曲部303a的插入部40的穿过部位产生环状的屈曲部位203a。这里，屈曲部位203a由于推压操作而与第一屈曲部303a的外侧内壁311a抵接。于是，屈曲部位203a的曲率半径通过抵接而逐渐变小。检测主体部67经由形状检测部65而检测到曲率半径变小。进而，检测主体部67检测到插入部40的前进移动，并将检测结果输出给控制部121。控制部121将用于对刚性可变单元50的刚性进行控制的控制信号输出给驱动部70。驱动部70和刚性可变单元50与第一实施方式同样地驱动。因此，在配置有护套部件51的整个部位中，插入部40的弯曲刚性均匀地降低。此时，屈曲部位203a的弯曲刚性也与插入部40的其他部位同样地降低。
刚性可变单元50的刚性是插入部40能够被动地弯曲的刚性，在弯曲刚性降低的状态下被推压的插入部40能够由于从大肠的内壁受到的外力而被动地弯曲。因此，插入部40能够沿着大肠的S状结肠中的第一屈曲部303a穿过第一屈曲部303a。因此，插入部40相对于第一屈曲部303a的穿过性提高。另外，插入部40能够被动地弯曲并且弯曲刚性在整个插入部40中均匀地降低，穿过第一屈曲部303a的屈曲部位203a的弯曲刚性也与插入部40的其他部位同样地降低。因此，即使过度实施了针对插入部40的推压操作，也能够抑制第一屈曲部303a过度伸展，减小患者的痛苦。
如图4B所示，在穿过第一屈曲部303a的插入部40被拉拔时，屈曲部位203a由于拉拔操作而与第一屈曲部303a的内侧内壁311b抵接。于是，屈曲部位203a的曲率半径通过抵接而逐渐变大。检测主体部67经由形状检测部65而检测到曲率半径变大。进而，检测主体部67检测到插入部40的后退移动，并将检测结果输出给控制部121。控制部121将用于对刚性可变单元50的刚性进行控制的控制信号输出给驱动部70。驱动部70和刚性可变单元50与第一实施方式同样地驱动。因此，护套部件51的刚性提高至使插入部40大致直线化的刚性，在配置有护套部件51的整个部位中，插入部40的弯曲刚性均匀地提高。此时，屈曲部位203a的弯曲刚性也与插入部40的其他部位同样地提高。由此，包含屈曲部位203a在内的插入部40的曲率半径变大。而且，如图4C和图4D所示，包含屈曲部位203a在内的插入部40的部位变化为大致直线部位205a。伴随着该变化，包含第一屈曲部303a和第二屈曲部303b在内的大肠的部位也变化为大致直线部305a。
[效果]
在本变形例中，进退检测单元60检测在插入部40相对于第一屈曲部303a的穿过部位(屈曲部位203a)的插入部40的前进移动(推压操作)和插入部40的后退移动(拉拔操作)。因此，在本变形例中，能够检测在屈曲部位203a的插入部40的进退移动，能够根据屈曲部位203a的状况而使整个插入部40变为可被动弯曲状态或大致直线状态。
另外，检测主体部67也可以根据形状检测部65的检测结果来计算插入部40的状态信息。检测主体部67计算出的插入部40的状态信息例如包含插入部40的形状信息、扭转信息以及位置信息。检测主体部67与显示装置140连接，将由检测主体部67计算出的计算结果输出给显示装置140。显示装置140根据由检测主体部67计算出的计算结果而对管路部301内的现状的插入部40的状态信息进行显示。管路部301内的现状的插入部40的状态信息例如是插入部40的状态信息与管路部301的状态信息组合的信息。管路部301的状态信息例如包含管路部301的形状信息、管路部301中的第一屈曲部303a和第二屈曲部303b的位置信息。管路部301的状态信息是由检测主体部67根据插入部40的状态信息而计算出的。显示例如是以三维的形式实施的。操作者能够根据显示在显示装置140上的插入部40的状态信息来监视管路部301内的插入部40的位置和状态。
[第二变形例]
参照图5、图6A、图6B以及图6C对第一实施方式的第二变形例进行说明。在本变形例中，仅记载与第一实施方式的第一变形例不同的部分。
[结构]
插入部40的挠性管部45被划分为沿插入部40的轴向排成列状的多个段47。段47可以作为实际不存在的假想的区域发挥功能，也可以作为实际存在的构造发挥功能。
各段47的弯曲刚性能够通过控制部121的控制而独立地变更。挠性管部45的弯曲刚性能够根据被控制部121独立地控制的各段47的弯曲刚性而部分地变更。
另外，虽然挠性管部45被划分为段47，但无需限定于此，也可以是插入部40被划分为段47。由此，插入部40的弯曲刚性能够根据被控制部121独立地控制的各段47的弯曲刚性而部分地变更。
在本变形例中，刚性可变单元50具有刚性可变的一个以上的刚性可变部55。刚性可变部55内设于每个段47中。刚性可变部55可以内设于所有的段47中，也可以仅内设于一部分的段47中。设置有刚性可变部55的部位可以至少作为段47发挥功能。另外，一个刚性可变部55也可以内设于多个段47中。刚性可变部55可以沿插入部40的轴向排成一列，也可以排成多列。在刚性可变部55排成多列的情况下，刚性可变部55彼此可以以刚性可变部55彼此在挠性管部45的周向上相邻的方式设置在相同的位置，也可以在插入部40的轴向上错开设置。刚性可变部55只要能够通过刚性可变部55的刚性而使插入部40的弯曲刚性以段47单位可变即可。
虽然没有图示，但刚性可变部55例如由如下的致动器构成：该致动器具有由金属线形成的线圈管和封入于线圈管的内部的导电性高分子人工肌肉(ElectroactivePolymer Artificial Muscle(以下，称为EPAM))。线圈管的中心轴设置为与插入部40的中心轴一致或平行。线圈管具有设置于线圈管的两端部的电极。
刚性可变部55的电极分别经由内设于内窥镜20的信号缆线57而与插入控制装置120连接，从插入控制装置120被提供电力。当电压经由电极而施加给EPAM时，EPAM想要沿线圈管的中心轴进行伸缩。然而，EPAM的伸缩被线圈管限制。由此，刚性可变部55的刚性发生变化。另外，所施加的电压的值越高，刚性可变部55的刚性变得越高。当刚性可变部55的刚性变化时，伴随着该变化，内设有刚性可变部55的段47的弯曲刚性也发生变化。另外，电力独立地提供给各个电极。因此，刚性可变部55各自的刚性独立地变化，段47各自的弯曲刚性也独立地变化。这样，刚性可变部55根据刚性可变部55的刚性的变化而使段47的弯曲刚性变化，通过段47的弯曲刚性的变化而使挠性管部45的弯曲刚性部分地变化。
刚性可变部55也可以使用形状记忆合金来代替EPAM。
本变形例的控制部121至少对与配置于屈曲部位203a的段47对应的刚性可变部55的刚性进行控制。而且，驱动部70至少对与配置于屈曲部位203a的段47对应的刚性可变部55各自的刚性进行单独驱动。驱动部70是向各个刚性可变部55提供电力的电力提供部。驱动部70是配置于插入控制装置120的电源等。
[作用]
如图6A所示，在插入部40穿过第一屈曲部303a而向深部插入时，在穿过第一屈曲部303a的插入部40的穿过部位产生环状的屈曲部位203a。这里，屈曲部位203a由于推压操作而与第一屈曲部303a的外侧内壁311a抵接。于是，屈曲部位203a的曲率半径通过抵接而逐渐变小。检测主体部67经由形状检测部65而检测到曲率半径变小。进而，检测主体部67检测到插入部40的前进移动。另外，检测主体部67将检测结果和插入部40中的屈曲部位203a的位置信息输出给控制部121。控制部121将用于对刚性可变单元50的刚性进行控制的控制信号输出给驱动部70。驱动部70以使至少与配置于屈曲部位203a的段47对应的刚性可变部55的刚性降低的方式对刚性可变部55进行驱动。由此，作为穿过第一屈曲部303a的穿过部位的屈曲部位203a的弯曲刚性也降低。在本变形例中，并不是像第一实施方式和第一变形例那样在配置有刚性可变单元50的整个部位中插入部40的弯曲刚性在整个插入部40中均匀地降低。在本变形例中，至少作为穿过部位的屈曲部位203a的弯曲刚性均匀地降低。
此时，位于屈曲部位203a的刚性可变部55的刚性是屈曲部位203a能够被动地弯曲的刚性，在弯曲刚性降低的状态下被推压的屈曲部位203a由于从大肠的内壁受到的外力而能够被动地弯曲。因此，屈曲部位203a能够沿着大肠的S状结肠中的第一屈曲部303a穿过第一屈曲部303a。因此，屈曲部位203a相对于第一屈曲部303a的穿过性提高。另外，屈曲部位203a能够被动地弯曲，屈曲部位203a的弯曲刚性降低。因此，即使过度实施了针对屈曲部位203a的推压操作，也能够抑制第一屈曲部303a过度伸展，减小患者的痛苦。
如图6B所示，在穿过第一屈曲部303a的插入部40被拉拔时，屈曲部位203a由于拉拔操作而与第一屈曲部303a的内侧内壁311b抵接。于是，屈曲部位203a的曲率半径通过抵接而逐渐变大。检测主体部67经由形状检测部65而检测到曲率半径变大。进而，检测主体部67检测到插入部40的后退移动。另外，检测主体部67将检测结果和插入部40中的屈曲部位203a的位置信息输出给控制部121。控制部121将用于对刚性可变单元50的刚性进行控制的控制信号输出给驱动部70。驱动部70以使至少与配置于屈曲部位203a的段47对应的刚性可变部55的刚性变高的方式对刚性可变部55进行驱动。在图6B、图6C以及图6D中，通过涂黑来表示该刚性可变部55。由此，至少位于屈曲部位203a的刚性可变部55的刚性提高，作为穿过第一屈曲部303a的穿过部位的屈曲部位203a的弯曲刚性也提高。在本变形例中，并不是像第一实施方式和第一变形例那样在配置有刚性可变单元50的整个部位中插入部40的弯曲刚性在整个插入部40中均匀地提高。在本变形例中，至少作为穿过部位的屈曲部位203a的弯曲刚性至少均匀地提高。
此时，位于屈曲部位203a的刚性可变部55的刚性提高至使屈曲部位203a大致直线化的刚性，屈曲部位203a的弯曲刚性提高。由此，屈曲部位203a的曲率半径变大。而且，如图6C和图6D所示，屈曲部位203a变化为大致直线部位205a。伴随着该变化，第一屈曲部303a也变化为大致直线部305a。
在插入部40停止了后退移动时，控制部121从进退检测单元60被输入停止这一内容，控制部121将使驱动部70停止的控制信号输出给驱动部70。驱动部70停止电力提供，维持刚性可变部55的刚性。因此，插入部40维持大致直线状态。
另外，大肠具有多个屈曲部。这里，假设插入部40具有多个屈曲部位，屈曲部位分别配置于各个屈曲部。在本变形例中，配置于各个屈曲部位的刚性可变部55各自的刚性可以同时可变，也可以根据期望的图案而可变。刚性可变部55各自的刚性无需全部可变，例如可以是，仅与输入装置的输入指示对应的部位可变。
[效果]
在本变形例中，能够根据至少屈曲部位203a的状况，使至少屈曲部位203a变为可被动弯曲状态或大致直线状态。
在本变形例中，控制部121对与配置于屈曲部位203a的段47对应的刚性可变部55的刚性进行控制。因此，能够精细地对插入部40的弯曲刚性进行控制。
本发明不限于上述实施方式，能够在实施阶段中在不脱离其主旨的范围内对构成要素进行变形并具体化。另外，能够通过适当组合上述实施方式所公开的多个构成要素而形成各种发明。

Claims (9)

1.一种挠性管插入装置，其具有：
插入部，其具有前端和基端，该插入部从所述前端侧插入于被插入体中；
刚性可变单元，其设置于所述插入部，变更所述插入部的弯曲刚性；
进退检测单元，其检测作为所述插入部朝向所述前端方向的移动的前进移动和作为所述插入部朝向所述基端方向的移动的后退移动；以及
控制部，其在所述进退检测单元检测到所述插入部的所述前进移动时对所述刚性可变单元进行控制使得所述插入部的所述弯曲刚性变更为所述插入部能够被动地弯曲的第一弯曲刚性，在所述进退检测单元检测到所述插入部的所述后退移动时对所述刚性可变单元进行控制使得所述插入部的所述弯曲刚性变更为比所述第一弯曲刚性高的使所述插入部大致直线化的第二弯曲刚性。
2.根据权利要求1所述的挠性管插入装置，其中，
所述进退检测单元具有：
动作部，其根据所述插入部的进退移动而进行动作；以及
检测主体部，其根据所述动作部的动作而检测所述插入部的所述前进移动或所述插入部的所述后退移动。
3.根据权利要求2所述的挠性管插入装置，其中，
所述进退检测单元配置于所述被插入体的外部。
4.根据权利要求3所述的挠性管插入装置，其中，
所述进退检测单元配置于露出到所述被插入体的所述外部的所述插入部的露出部位并且配置于所述插入部的把持部位周边。
5.根据权利要求4所述的挠性管插入装置，其中，
所述动作部具有旋转部件，该旋转部件根据所述插入部的所述进退移动而旋转，
所述检测主体部根据所述旋转部件的旋转的朝向而检测所述插入部的所述前进移动或所述插入部的所述后退移动。
6.根据权利要求1所述的挠性管插入装置，其中，
所述进退检测单元具有：
形状检测部，其内设于所述插入部中，检测所述插入部的形状；以及
检测主体部，其根据所述插入部的形状相对于所述插入部的推压操作或拉拔操作的变化而检测所述插入部的所述前进移动或所述插入部的所述后退移动。
7.根据权利要求6所述的挠性管插入装置，其中，
所述检测主体部根据所述插入部的所述形状而检测所述插入部的屈曲部位，
所述检测主体部在所述屈曲部位的形状由于推压操作而变大时检测到所述插入部的所述前进移动，在所述屈曲部位的所述形状由于拉拔操作而变小时检测到所述插入部的所述后退移动。
8.根据权利要求7所述的挠性管插入装置，其中，
所述插入部被划分为沿轴向呈列状排列的多个段，
所述刚性可变单元具有使所述插入部的所述弯曲刚性以所述段为单位可变的一个以上的刚性可变部，
所述控制部对与配置于所述屈曲部位的所述段对应的所述刚性可变部的刚性进行控制。
9.根据权利要求1所述的挠性管插入装置，其中，
所述挠性管插入装置具有驱动部，该驱动部根据所述控制部的控制指示而对所述刚性可变单元进行驱动，
所述刚性可变单元具有：
线圈状的护套部件，其内设于所述插入部中；以及
线部件，其贯穿插入于所述护套部件的内部，通过所述驱动部的牵引而对所述护套部件进行压缩，
所述刚性可变单元使整个所述插入部的所述弯曲刚性均匀地可变。
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