DE112016006985T5

DE112016006985T5 - Einführvorrichtung für einen flexiblen Tubus

Info

Publication number: DE112016006985T5
Application number: DE112016006985.5T
Authority: DE
Inventors: Takeshi Takahashi; Yuichi Ikeda
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2016-06-20
Filing date: 2016-06-20
Publication date: 2019-02-28
Also published as: JP6554609B2; WO2017221298A1; CN109310269A; US20190082933A1; US11246474B2; CN109310269B; JPWO2017221298A1

Abstract

Eine Einführvorrichtung (10) für einen flexiblen Tubus umfasst einen flexiblen Tubus (35), eine Zustands-Erkennungseinheit (70) und eine Zustands-Berechnungseinheit, die Forminformationen berechnet. Die Einführvorrichtung (10) umfasst eine Eingabeeinheit (91) für charakteristische Informationen, der charakteristische Informationen bezüglich einer Charakteristik des flexiblen Tubus (35) eingibt, eine Betriebszustands-Berechnungseinheit (83), die einen Betriebszustand des distalen Endes auf der Grundlage der charakteristischen Informationen berechnet, und eine Bestimmungseinheit (93) für einen bestimmten Punkt, die einen bestimmten Punkt (14) bestimmt. Die Einführvorrichtung (10) umfasst eine Einführungszustands-Berechnungseinheit (85), die einen Berechnungs-Einführungszustand an dem bestimmten Punkt (14) auf der Grundlage der Forminformationen, der charakteristischen Informationen und des Betriebszustands des distalen Endes berechnet, eine Einführungszustands-Messeinheit (110), die einen Messungs-Einführungszustand an dem bestimmten Punkt (14) misst, eine Differenz-Berechnungseinheit (87), die eine Differenz zwischen dem Berechnungs-Einführungszustand und dem Messungs-Einführungszustand berechnet, und eine Anzeigevorrichtung (100), die mindestens die Differenz anzeigt.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einführvorrichtung für einen flexiblen Tubus, die einen Tubus in einen Rohrabschnitt eines Subjekts einführt.
HINTERGRUND
Wenn ein flexibler verlängerter Einführabschnitt eines Endoskops vorwärts in das Innere des Verdauungstraktes (Rohrabschnitt) des Dickdarms geschoben wird, schiebt ein Bediener den Einführabschnitt vorwärts während er die Seite des proximalen Endes des Einführabschnitts greift, der vom Anus nach außen freiliegt. Wenn ein flexibler verlängerter Einführabschnitt in den Verdauungstrakt des Dickdarms geschoben wird, kann der Einführabschnitt entlang der Innenwand des Verdauungstraktes des Dickdarms gebogen sein. Jedoch sind Sigma, Querkolon und dergleichen normalerweise nicht im Bauchraum fest und werden leicht im Bauchraum verschoben. Daher wird der Verdauungstrakt wegen seiner großen Biegsamkeit und eine Schiebe-Operation des Einführabschnitts unvermeidlich verschoben, so dass es sein kann, dass die Kraft auf der Hand-Seite, die den Einführabschnitt vorwärts schiebt, nicht leicht zum distalen Ende des Einführabschnitts übertragen wird. Der Grund dafür ist, dass der Einführabschnitt in eine Richtung geknickt sein kann, die sich von der Richtung unterscheidet, in der der Einführabschnitt vorwärts geschoben wird, was ein Abknicken verursacht, wodurch der Einführabschnitt zum Beispiel in eine nicht beabsichtigte Richtung gebogen wird.
Ein Bediener schiebt den Einführabschnitt auf der Grundlage eines Bildes, das vom distalen Ende des Einführabschnitts aufgenommen wird, oder des Gefühls auf der Hand-Seite während einer Schiebe-Operation. Zu diesem Zeitpunkt ist, wenn bekannt ist, an welcher Stelle der Einführabschnitt in den Rohrabschnitt eingeführt ist und welche Form der Einführabschnitt bildet, die Einführbarkeit des Einführabschnitts verbessert. Folglich wurde eine Formerkennungs-Vorrichtung entwickelt, die eine Form des Einführabschnitts erkennt, der in den Rohrabschnitt eingeführt ist.
Ein Bediener kann jedoch aus einer Form des Einführabschnitts, die von einer solchen Formerkennungs-Vorrichtung erkannt wird, nicht erkennen, welche Stelle des Einführabschnitts eine Hemmung des Einführens verursacht. Angesichts dessen offenbart zum Beispiel Patentliteratur 1 eine Endoskop-Einführungsform-Analyse-Vorrichtung, die gestaltet ist, anzuzeigen, welcher Teil des Einführungsbereichs die Einführung hemmt, oder eine Hemmungsgrundeinheit anzuzeigen, so dass auf Grundlage der angezeigten Information ein Bediener genau bestimmen kann, welche Operation zu ergreifen ist, um eine solche Hemmung zu bewältigen.
LITERATURVERZEICHNIS
PATENTLITERATUR
Japanisches Patent Nr. 4656988
ZUSAMMENFASSUNG
TECHNISCHE AUFGABE
In Patentliteratur 1 wird ein Hemmungsgrundabschnitt angezeigt. Als Möglichkeit der Anzeige wird eine Form eines Einführabschnitts angezeigt. Nur mit einer Anzeige muss der Bediener das Einführen bezüglich eines Teils, der eine Hemmung verursacht, beenden und muss eine Einführungs-Operation wiederholen. In einer solchen Situation muss, wenn ein Bediener einen Einführabschnitt in Richtung eines tiefen Abschnitts einführt, er oder sie den Einführabschnitt mit einer geeigneten Einführungskraft oder mit einer geeigneten Geschwindigkeit schieben. Es gibt jedoch keine Anzeige, wie viel Einführungskraft erforderlich ist und welche Schiebegeschwindigkeit erforderlich ist. Daher ist die Anzeige nur einer Form des Einführabschnitts nicht genug zur Unterstützung des Einführens.
Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der oben angegebenen Umstände gemacht, und es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Einführvorrichtung für einen flexiblen Tubus zu schaffen, die in der Lage ist, das Einführen in einen tiefen Abschnitt des Rohrabschnitts zu unterstützen.
LÖSUNG DER AUFGABE
Ein Aspekt der Einführvorrichtung für einen flexiblen Tubus gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst: einen flexiblen Tubus, der in ein Subjekt einzuführen ist; eine Zustands-Erkennungseinheit, die Zustandsinformation bezüglich eines Zustands des flexiblen Tubus erkennt; eine Zustands-Berechnungseinheit, die auf Grundlage der Zustandsinformation Forminformationen bezüglich einer Form des flexiblen Tubus entlang der Richtung einer Mittelachse des flexiblen Tubus berechnet; eine Eingabeeinheit für charakteristische Informationen, der charakteristische Informationen bezüglich einer Charakteristik des flexiblen Tubus eingibt; eine Betriebszustands-Berechnungseinheit, die auf Grundlage der charakteristischen Informationen einen Betriebszustand des distalen Endes berechnet, der einen Betriebszustand des distalen Endes des flexiblen Tubus bereitstellt; eine Bestimmungseinheit für einen bestimmten Punkt, die einen bestimmten Punkt bestimmt, der auf der Mittelachse des flexiblen Tubus angeordnet ist; eine Einführungszustands-Berechnungseinheit, die einen Berechnungs-Einführungszustand berechnet, der einen Einführungszustand des flexiblen Tubus an einem bestimmten Punkt auf der Grundlage der Forminformation, der charakteristischen Information und des Betriebszustands des distalen Endes bereitstellt; eine Einführungszustands-Messeinheit, die einen Messungs-Einführungszustand misst, der einen aktuellen Betriebszustand des flexiblen Tubus an dem bestimmten Punkt bereitstellt; eine Differenz-Berechnungseinheit, die eine Differenz zwischen dem Berechnungs-Einführungszustand und dem Messungs-Einführungszustand berechnet; und eine Anzeigevorrichtung, die mindestens die Differenz anzeigt.
VORTEILHAFTE WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Einführvorrichtung für einen flexiblen Tubus vorgesehen, die in der Lage ist, das Einführen in einen tiefen Abschnitt des Rohrabschnitts zu unterstützen.
Figurenliste

1 ist eine schematische Darstellung einer Einführvorrichtung für einen flexiblen Tubus gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Abbildung, die einen Zusammenhang zwischen einer Zustands-Berechnungseinheit, einer Betriebszustands-Berechnungseinheit, einer Einführungszustands-Berechnungseinheit, einer Differenz-Berechnungseinheit, einer Eingabeeinheit für charakteristische Informationen, einer Bestimmungseinheit für einen bestimmten Punkt, einer Einführungszustands-Messeinheit und einer Anzeigevorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
3 ist eine Abbildung, die die Einführungskraft F1 am distalen Ende darstellt.
4 ist eine Abbildung, die die Einführungskraft F2 auf der Hand-Seite darstellt.
5 ist eine Abbildung, die die Berechnungs-Einführungskraft F3 und die Messungs-Einführungskraft F4 darstellt.
6 ist eine Abbildung, die ein Beispiel einer Anzeige auf einer Anzeigevorrichtung darstellt.
7A ist eine Abbildung, die ein Beispiel der Anzeige darstellt, die anzeigt, dass die Messungs-Einführungskraft F4 bezogen auf die Berechnungs-Einführungskraft F3 in hohem Maße unzureichend ist.
7B ist eine Abbildung, die ein Beispiel der Anzeige darstellt, die anzeigt, dass die Messungs-Einführungskraft F4 bezogen auf die Berechnungs-Einführungskraft F3 geringfügig unzureichend ist.
7C ist eine Abbildung, die ein Beispiel der Anzeige darstellt, die anzeigt, dass die Messungs-Einführungskraft F4 bezüglich des Einführens eine geeignete Einführungskraft ist.
7D ist eine Abbildung, die ein Beispiel der Anzeige darstellt, die anzeigt, dass die Messungs-Einführungskraft F4 bezogen auf die Berechnungs-Einführungskraft F3 viel zu groß ist.
8A ist eine Abbildung, die ein Beispiel der Anzeige darstellt, die anzeigt, dass die Messungs-Einführungskraft F4 bezogen auf die Berechnungs-Einführungskraft F3 in hohem Maße unzureichend ist.
8B ist eine Abbildung, die ein Beispiel der Anzeige darstellt, die anzeigt, dass die Messungs-Einführungskraft F4 bezogen auf die Berechnungs-Einführungskraft F3 geringfügig unzureichend ist.
8C ist eine Abbildung, die ein Beispiel der Anzeige darstellt, die anzeigt, dass die Messungs-Einführungskraft F4 bezüglich des Einführens eine geeignete Einführungskraft ist.
8D ist eine Abbildung, die ein Beispiel der Anzeige darstellt, die anzeigt, dass die Messungs-Einführungskraft F4 bezogen auf die Berechnungs-Einführungskraft F3 viel zu groß ist.
9 ist eine schematische Darstellung einer Einführvorrichtung für einen flexiblen Tubus gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
10 ist eine Abbildung, die einen Zusammenhang zwischen einer Steifigkeits-Steuerungseinheit, einem Teil mit verstellbarer Steifigkeit, einer Zustands-Berechnungseinheit, einer Betriebszustands-Berechnungseinheit, einer Einführungszustands-Berechnungseinheit, einer Differenz-Berechnungseinheit, einer Eingabeeinheit für charakteristische Informationen, einer Bestimmungseinheit für einen bestimmten Punkt, einer Einführungszustands-Messeinheit und einer Anzeigevorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachstehend sind Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung detailliert beschrieben. In einigen der Zeichnungen sind Darstellungen einiger Elemente zur Verdeutlichung der Darstellung weggelassen.
Nachstehend ist die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Wie in 1 gezeigt, umfasst eine Einführvorrichtung für einen flexiblen Tubus (nachfolgend als Einführvorrichtung 10 bezeichnet) ein Endoskop 20, eine Steuervorrichtung 80, die das Endoskop 20 steuert, eine Eingabevorrichtung 90, die mit der Steuervorrichtung 80 verbunden ist, und eine Anzeigevorrichtung 100. Die Steuervorrichtung 80 funktioniert als eine Steuervorrichtung, die die Steuerung durchführt, um die Einführbarkeit eines flexiblen Tubus 35 eines Einführabschnitts 30 zu unterstützen, der in dem Endoskop 20 angeordnet ist. Obwohl nicht gezeigt, kann die Einführvorrichtung 10 eine Lichtquellen-Vorrichtung enthalten, die Licht für das Endoskop 20 zur Beobachtung und zur Abbildung aussendet.
Das Endoskop 20 wird als Beispiel als medizinisches flexibles Endoskop erläutert, ist aber nicht darauf beschränkt. Das Endoskop 20 ist nur erforderlich, um den flexiblen Einführabschnitt 30 zu umfassen, der in einen Rohrabschnitt 12 (zum Beispiel in den Verdauungstrakt des Dickdarms) eines Subjekts einzuführen ist (zum Beispiel eines Patienten), wie etwa ein flexibles Endoskop für industrielle Anwendung, ein Katheter und ein Behandlungs-Instrument. Der Einführabschnitt 30 ist nur erforderlich, um eine Vorrichtung zu umfassen, die eine Flexibilität aufweist, so dass die Vorrichtung durch eine externe Kraft gebogen werden kann (zum Beispiel ein flexibler Tubus 35, der später beschrieben wird). Das Endoskop 20 kann ein Vorausblick-Endoskop oder ein Seitblick-Endoskop sein. Ein Subjekt ist nicht auf zum Beispiel einen Menschen begrenzt und kann ein Tier oder jedes andere Strukturobjekt sein. Der Rohrabschnitt 12 kann zum Beispiel ein Rohr für eine industrielle Anwendung sein.
Das Endoskop 20 umfasst den Einführabschnitt 30, einen Griffteil 40, der mit dem proximalen Ende des Einführabschnitts 30 gekoppelt ist, und wird von einem Bediener der Einführvorrichtung 10 gegriffen, und ein Universalkabel 50, das sich von einer Seitenfläche des Griffteils 40 erstreckt. Das Universalkabel 50 umfasst einen Steckverbinder, der lösbar mit der Steuervorrichtung 80 verbunden werden kann.
Der Einführabschnitt 30 ist röhrenförmig, länglich und biegsam. Der Einführabschnitt 30 bewegt sich im Innern des Rohrabschnitts 12 vorwärts und zieht sich zurück vom Rohrabschnitt 12. Der Einführabschnitt 30 ist entlang einer Form des Rohrabschnitts 12 biegsam. Der Einführabschnitt 30 umfasst einen distalen harten Abschnitt 31, einen biegsamen Abschnitt 33 und den flexiblen Tubus 35 in dieser Reihenfolge vom distalen Ende des Einführabschnitts 30 in Richtung des proximalen Endes des Einführabschnitts 30. Der distale harte Abschnitt 31 und der biegsame Abschnitt 33 sind kürzer als der flexible Tubus 35. Daher wird in der vorliegenden Ausführungsform der distale harte Abschnitt 31, der biegsame Abschnitt 33 und ein distales Ende des flexiblen Tubus 35 als ein distales Ende des Einführabschnitts 30 erachtet. Der flexible Tubus 35 weist eine Flexibilität auf und wird durch eine externe Kraft gebogen.
Die Einführvorrichtung 10 umfasst die Zustands-Erkennungseinheit 70, die Zustandsinformation des flexiblen Tubus 35 bezüglich eines Zustands des flexiblen Tubus 35 erkennt. Die Zustandsinformation des flexiblen Tubus 35 umfasst einen Biegezustand des flexiblen Tubus 35. Der Biegezustand des flexiblen Tubus 35 umfasst zum Beispiel die Größe der Biegung (das Ausmaß der Biegung) des flexiblen Tubus 35. Der Biegezustand des flexiblen Tubus 35 kann eine Richtung umfassen, in der der flexible Tubus 35 gebogen ist. Die Zustandsinformation des flexiblen Tubus 35 kann Geschwindigkeitsinformationen umfassen. Die Geschwindigkeitsinformation umfasst eine Größe und eine Richtung der Geschwindigkeit des flexiblen Tubus 35 in Richtung der Mittelachse des flexiblen Tubus 35.
Die Zustands-Erkennungseinheit 70 umfasst zum Beispiel einen Faser-Sensor, der einen Verlust der Lichttransmission durch Biegung einer optischen Faser 73 nutzt. Der Faser-Sensor umfasst eine nicht gezeigte Lichtquelle, die Licht aussendet, eine optische Faser 73, die Licht leitet, einen nicht gezeigten Reflektor, der Licht auf eine Weise reflektiert, dass das von der optischen Faser 73 geleitete Licht entlang der optischen Faser 73 zurück läuft, einen nicht gezeigten Lichtempfänger, der reflektiertes Licht empfängt, und eine nicht gezeigte Licht-Verzweigungseinheit. Die Lichtquelle umfasst zum Beispiel eine LED, usw. Die Lichtquelle ist getrennt von einer Lichtquelle der Lichtquellen-Vorrichtung, die Licht für die Beobachtung und Abbildung emittiert. Die optische Faser 73 ist in dem Endoskop 20 enthalten und weist Biegsamkeit auf. Die optische Faser 73 weist Erfassungs-Ziele (nicht gezeigt) auf, die auf dem Einführabschnitt 30 montiert sind. Die Erfassungs-Ziele sind in gegenseitig unterschiedlichen Positionen in Richtung der Längsachse der optischen Faser 73 angeordnet. Es ist nur erforderlich, die Erfassungs-Ziele an Stellen anzuordnen, an denen die Biegesteifigkeit des flexiblen Tubus 35 zu ändern ist. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Erfassungs-Ziele gegenseitig in gleichen Abständen angeordnet. Der Reflektor ist an einem distalen Ende der optischen Faser 73 angeordnet, die im distalen Ende des Einführabschnitts 30 positioniert ist. Der Lichtempfänger kann zum Beispiel ein spektroskopisches Element, wie etwa ein Spektroskop oder ein Farbfilter und ein Licht empfangendes Element, wie etwa eine Fotodiode, umfassen. Die Lichtquelle, der Lichtempfänger und das proximale Ende der optischen Faser 73 sind optisch mit der Licht-Verzweigungseinheit verbunden. Die Licht-Verzweigungseinheit umfasst zum Beispiel einen optischen Koppler oder einen Halbspiegel. Die Licht-Verzweigungseinheit leitet das von der Lichtquelle emittierte Licht zur optischen Faser 73 und leitet das zurückkommende Licht, das vom Reflektor reflektiert und von der optischen Faser 73 geleitet wurde, zum Lichtempfänger. Das heißt, das Licht verläuft in dieser Reihenfolge durch die Lichtquelle, die Licht-Verzweigungseinheit, die optische Faser 73, den Reflektor, die optische Faser 73, die optische Verzweigungseinheit und den Lichtempfänger. Die Lichtquelle, der Lichtempfänger und die Licht-Verzweigungseinheit sind zum Beispiel auf der Steuervorrichtung 80 montiert.
Wenn der Einführabschnitt 30 gebogen wird, wird entsprechend der Biegung die optische Faser 73 gebogen. Folglich wird ein Teil des Lichtes, das durch die optische Faser 73 verläuft nach außen durch die Erfassungs-Ziele, die zum Beispiel eine Empfindlichkeit in unterschiedlichen Wellenlängen aufweisen, emittiert (gestreut). Die Erfassungs-Ziele dienen zum Ändern der optischen Charakteristiken der optischen Faser 73, zum Beispiel der Lichtdurchlässigkeit bei einer vorher festgelegten Wellenlänge. Daher wird, wenn die optische Faser 73 gebogen wird, die Lichtdurchlässigkeit der optischen Faser 73 entsprechend der Größe der Biegung der optischen Faser 73 geändert. Ein optisches Signal, das Informationen über diese Änderung der Lichtdurchlässigkeit enthält, wird vom Lichtempfänger empfangen. Der Lichtempfänger gibt das optische Signal als Zustands-Information des flexiblen Tubus 35 an eine Zustands-Berechnungseinheit 81 (siehe 2) aus, der in der Steuervorrichtung 80 angeordnet ist.
Indessen kann ein Erfassungs-Ziel in einer optischen Faser 73 angeordnet sein. In einem solchen Fall werden optische Fasern angeordnet. Es wird angenommen, dass Erfassungs-Ziele in derselben Position oder in nahen Positionen in Richtung der Längsachse der optischen Faser 73 und in gegenseitig unterschiedlichen Positionen um die Achse der Richtung der Längsachse angeordnet sind. In einem solchen Fall können die Größe der Biegung und die Biegerichtung auf Grundlage einer Kombination von Erkennungs-Ergebnissen durch die Vielzahl von Erfassungs-Zielen erkannt werden.
Die Zustands-Erkennungseinheit 70 enthält einen Faser-Sensor, dies ist jedoch keine Einschränkung. Die Zustands-Erkennungseinheit 70 kann zum Beispiel einen Dehnungssensor oder einen Beschleunigungssensor oder einen Gyrosensor oder ein Element, wie etwa eine Spule, aufweisen. Zum Beispiel misst der Dehnungssensor die durch eine externe Kraft (Druck) verursachte Biegebelastung, die der flexible Tubus 35 von außen (zum Beispiel dem Rohrabschnitt 12) aufnimmt. Der Beschleunigungssensor misst die Beschleunigung des flexiblen Tubus 35. Der Gyrosensor misst die Winkelgeschwindigkeit des flexiblen Tubus 35. Das Element erzeugt ein Magnetfeld als Reaktion auf einen Zustand des flexiblen Tubus 35, wie etwa eine Form des flexiblen Tubus 35.
Die Zustands-Erkennungseinheit 70 führt die Erkennung (den Betrieb) ständig durch, nachdem von der Eingabevorrichtung 90 an der Zustands-Erkennungseinheit 70 eine Erkennungs-Start-Instruktion eingegeben wurde. Die Erkennungszeitdauer kann jede vorher festgelegte Zeit sein und ist nicht speziell begrenzt.
Die Eingabevorrichtung 90 ist zum Beispiel eine allgemeine Eingabevorrichtung und ist zum Beispiel eine Tastatur, eine Zeigevorrichtung, wie etwa eine Maus, ein Etikettenleser, ein Knopfschalter, ein Schieberegler und eine Wählscheibe. Die Eingabevorrichtung 90 kann von einem Bediener benutzt werden, um verschiedene Instruktionen zum Betrieb der Einführvorrichtung 10 einzugeben.
Wie in 6 gezeigt, umfasst die Anzeigevorrichtung 100 eine erste Anzeige 101, die ein von einer nicht gezeigten Bildeinheit aufgenommenes Bild anzeigt, eine zweite Anzeige 103, die Forminformationen des flexiblen Tubus 35 anzeigt, die von der später zu beschreibenden Zustands-Berechnungseinheit 81 berechnet werden, und eine dritte Anzeige 105, die mindestens die von einer später zu beschreibenden Differenz-Berechnungseinheit 87 berechnete Differenz anzeigt. Die Anzeigevorrichtung 100 umfasst zum Beispiel einen Monitor. Die Bildeinheit ist im Einführabschnitt 30 eingebaut und umfasst um Beispiel ein CCD, usw.
Wie in 2 gezeigt, umfasst die Einführvorrichtung 10 die Zustands-Berechnungseinheit 81, eine Betriebszustands-Berechnungseinheit 83, eine Einführungszustands-Berechnungseinheit 85, die Differenz-Berechnungseinheit 87, eine Eingabeeinheit 91 für charakteristische Informationen, eine Bestimmungseinheit 93 für einen bestimmten Punkt und eine Einführungszustands-Messeinheit 110. Die Zustands-Berechnungseinheit 81, die Betriebszustands-Berechnungseinheit 83, die Einführungszustands-Berechnungseinheit 85 und die Differenz-Berechnungseinheit 87 sind in der Steuervorrichtung 80 angeordnet. Die Eingabeeinheit 91 für charakteristische Informationen und die Bestimmungseinheit 93 für einen bestimmten Punkt sind in der Eingabevorrichtung 90 angeordnet. Eine Position, in der die Einführungszustands-Messeinheit 110 angeordnet ist, wird später beschrieben.
Die Zustands-Berechnungseinheit 81, die Betriebszustands-Berechnungseinheit 83, die Einführungszustands-Berechnungseinheit 85 und die Differenz-Berechnungseinheit 87 sind zum Beispiel durch einen Hardware-Schaltkreis gestaltet, der ein ASIC und dergleichen umfasst. Mindestens eine von der Zustands-Berechnungseinheit 81, Betriebszustands-Berechnungseinheit 83, Einführungszustands-Berechnungseinheit 85 und Differenz-Berechnungseinheit 87 kann durch einen Prozessor gestaltet sein. In dem Fall, in dem mindestens einer dieser Teile durch einen Prozessor gestaltet ist, speichert der nicht gezeigte interne Speicher oder der externe Speicher, auf den der Prozessor zugreifen kann, einen Programmcode, der bewirkt, dass der Prozessor als mindestens einer dieser Teile funktioniert, wenn der Prozessor das Programm ausführt.
Die Zustands-Berechnungseinheit 81 berechnet Forminformationen bezüglich einer Form des flexiblen Tubus 35 entlang einer Richtung der Mittelachse auf der Grundlage der von der Zustands-Erkennungseinheit 70 gemessenen Zustandsinformationen. Zum Beispiel berechnet die Zustands-Berechnungseinheit 81 zu einem vorher festgelegten Zeitpunkt Forminformationen des flexiblen Tubus 35 aus einer charakteristischen Beziehung zwischen Licht, das in die optische Faser 73 einfällt, und Licht, das aus der optischen Faser 73 austritt. Im Einzelnen berechnet die Zustands-Berechnungseinheit 81 Forminformationen auf der Grundlage von Zustandsinformationen, die vom Faser-Sensor ausgegeben werden, insbesondere einer Biegeform eines Abschnitts des flexiblen Tubus 35, der tatsächlich gebogen ist. Diese Biegeform des flexiblen Tubus 35 umfasst zum Beispiel die Größe der Biegung und den Krümmungsradius des flexiblen Tubus 35. Die Zustands-Berechnungseinheit 81 kann die Mittenrichtung der Biegung des flexiblen Tubus 35 auf der Grundlage von Zustandsinformationen oder Forminformationen berechnen. Die Zustands-Berechnungseinheit 81 kann Geschwindigkeitsinformationen sowie eine Form berechnen. Die Zustands-Berechnungseinheit 81 gibt die berechneten Forminformationen an die Einführungszustands-Berechnungseinheit 85 aus. Die Zustands-Berechnungseinheit 81 gibt die berechneten Forminformationen an die Anzeigevorrichtung 100 aus, und die zweite Anzeige 103 zeigt die Forminformation an, wie in 6 gezeigt. Die Zustands-Berechnungseinheit 81 kann berechnete Geschwindigkeitsinformationen an die Anzeigevorrichtung 100 ausgeben, und die Anzeigevorrichtung 100 kann die Geschwindigkeitsinformationen anzeigen.
Die Eingabeeinheit 91 für charakteristische Informationen ist zum Beispiel eine allgemeine Eingabevorrichtung und ist zum Beispiel eine Tastatur und eine Zeigevorrichtung, wie etwa eine Maus. Die Eingabeeinheit 91 für charakteristische Informationen gibt charakteristische Informationen bezüglich einer Charakteristik des flexiblen Tubus 35 ein. Die charakteristischen Informationen umfassen mindestens Viskositätswiderstand y, Biegesteifigkeit K des flexiblen Tubus 35 und Reibungskoeffizient µ zwischen einem Subjekt und dem flexiblen Tubus 35. Die charakteristische Information ist ein gut bekannter Wert, der durch die Bedienung eines Bedieners in die Eingabeeinheit 91 für charakteristische Informationen eingegeben wird. Die charakteristische Information wird von der Eingabeeinheit 91 für charakteristische Informationen in die Betriebszustands-Berechnungseinheit 83 und die Einführungszustands-Berechnungseinheit 85 durch die Bedienung eines Bedieners der Eingabeeinheit 91 für charakteristische Informationen eingegeben. Daher gibt die Eingabeeinheit 91 für charakteristische Informationen die charakteristischen Informationen in die Betriebszustands-Berechnungseinheit 83 und die Einführungszustands-Berechnungseinheit 85 durch eine Bedienung bezüglich der Eingabeeinheit 91 für charakteristische Informationen ein. Die Eingabeeinheit 91 für charakteristische Informationen kann in der Steuervorrichtung 80 angeordnet sein und kann als Speicher dienen, der charakteristische Informationen vorspeichert. Zum Beispiel kann, wenn die Einführvorrichtung 10 aktiviert wird, die Eingabeeinheit 91 für charakteristische Informationen vorgespeicherte charakteristische Informationen in die Betriebszustands-Berechnungseinheit 83 und die Einführungszustands-Berechnungseinheit 85 eingeben. Im Einzelnen können, wenn die Einführvorrichtung 10 aktiviert wird, die Betriebszustands-Berechnungseinheit 83 und die Einführungszustands-Berechnungseinheit 85 auf die Eingabeeinheit 91 für charakteristische Informationen zugreifen, um charakteristische Informationen zu lesen.
Die Betriebszustands-Berechnungseinheit 83 berechnet auf der Grundlage der charakteristischen Informationen einen Betriebszustand des distalen Endes, der einen Betriebszustand des distalen Endes des flexiblen Tubus 35 bereitstellt. Der Betriebszustand des distalen Endes zeigt zum Beispiel die Einführungskraft (nachstehend als Einführungskraft F1 des distalen Endes bezeichnet) am distalen Ende an, die bewirkt, dass das distale Ende des flexiblen Tubus 35 eingeführt wird. Das heißt, die Einführungskraft F1 des distalen Endes entspricht der Kraft in Einführungsrichtung des flexiblen Tubus 35. Die Einführungskraft F1 des distalen Endes wird aus dem Viskositätswiderstand y in den charakteristischen Informationen berechnet, wie in der später zu beschreibenden Gleichung (3) ausgedrückt. Der Betriebszustand des distalen Endes kann indessen die Geschwindigkeit am distalen Ende anzeigen, die bewirkt, dass das distale Ende des flexiblen Tubus 35 eingeführt wird.
Die Bestimmungseinheit 93 für einen bestimmten Punkt ist zum Beispiel eine allgemeine Eingabevorrichtung und ist zum Beispiel eine Tastatur und eine Zeigevorrichtung, wie etwa eine Maus. Die Bestimmungseinheit 93 für einen bestimmten Punkt bestimmt einen bestimmten Punkt 14 (siehe 1), der auf der Mittelachse des flexiblen Tubus 35 angeordnet ist. Die Bestimmungseinheit 93 für einen bestimmten Punkt bestimmt den bestimmten Punkt 14 durch eine Operation bezüglich der Bestimmungseinheit 93 für einen bestimmten Punkt. Die Bestimmungseinheit 93 für einen bestimmten Punkt gibt den bestimmten bestimmten Punkt 14 in der Einführungszustands-Berechnungseinheit 85 und den Einführungszustands-Messeinheit 110 ein. Der spezielle Punkt 14 entspricht einer Position, die eine Stelle des flexiblen Tubus 35 darstellt, die von einem Bediener gegriffen wird, und entspricht auch einer Schiebe-Position auf der Hand-Seite auf der Mittelachse des flexiblen Tubus 35. Wie in 1 gezeigt, kann die Bestimmungseinheit 93 für einen bestimmten Punkt eine Position, in der die Einführungszustands-Messeinheit 110 angeordnet ist, als bestimmten Punkt 14 bestimmen.
Die Einführungszustands-Berechnungseinheit 85 berechnet einen Berechnungs-Einführungszustand, der einen Einführungszustand des flexiblen Tubus 35 an dem bestimmten Punkt 14 anzeigt, auf der Grundlage der Forminformation, der charakteristischen Informationen und des Betriebszustands des distalen Endes. Zum Beispiel gibt die Forminformation die Größe der Biegung ΔR an, die charakteristischen Informationen geben die Biegesteifigkeit K und den Reibungskoeffizienten µ an, und der Betriebszustand des distalen Endes gibt die Kraft F1 oder die Geschwindigkeit am distalen Ende an. Der Berechnungs-Einführungszustand wird durch einen Wert repräsentiert, der berechnet wird, indem entsprechende numerische Werte der Größe der Biegung ΔR, der Biegesteifigkeit K, des Reibungskoeffizienten µ und des Betriebszustands des distalen Endes (Einführungskraft oder Geschwindigkeit) analysiert werden. Wenn der Betriebszustand des distalen Endes der Einführungskraft F1 des distalen Endes entspricht, entspricht der Berechnungs-Einführungszustand der Einführungskraft in Einführungsrichtung des flexiblen Tubus 35 (nachstehend als berechnete Einführungskraft bezeichnet). Wenn der Betriebszustand des distalen Endes der einer Geschwindigkeit am distalen Ende entspricht, entspricht der Berechnungs-Einführungszustand einer Geschwindigkeit in Einführungsrichtung des flexiblen Tubus 35. Wie beschrieben entspricht der Berechnungs-Einführungszustand der berechneten Einführungskraft oder der berechneten Geschwindigkeit an dem bestimmten Punkt 14 in Einführungsrichtung des flexiblen Tubus 35. Die Einführungszustands-Berechnungseinheit 85 gibt den berechneten Berechnungs-Einführungszustand an die Differenz-Berechnungseinheit 87 aus.
Die Einführungszustands-Messeinheit 110 misst einen Messungs-Einführungszustand, der einen aktuellen Betriebszustand des flexiblen Tubus 35 an dem bestimmten Punkt 14 bereitstellt, der von der Bestimmungseinheit 93 für einen bestimmten Punkt bestimmt wurde. Der Messungs-Einführungszustand wird durch einen gemessenen Wert dargestellt, der direkt von der Einführungszustands-Messeinheit 110 gemessen wird. Der Messungs-Einführungszustand gibt die gemessene Einführungskraft oder die gemessene Geschwindigkeit an dem bestimmten Punkt 14 in Einführungsrichtung des flexiblen Tubus 35 an. Wie in 1 gezeigt, ist die Einführungszustands-Messeinheit 110 an einer Stelle des flexiblen Tubus 35 angeordnet, die von einem Bediener gegriffen wird. Die Einführungszustands-Messeinheit 110 kann in einem nicht gezeigten Handschuh angeordnet sein, der eine Hand eines Bedieners bedeckt, der den flexiblen Tubus 35 greift. Die Einführungszustands-Messeinheit 110 kann zum Beispiel in dem flexiblen Tubus 35 eingebettet sein. Die Einführungszustands-Messeinheit 110 führt die Messung in einer Position durch, an der er angeordnet ist. Die Einführungszustands-Messeinheit 110 enthält irgendeins aus einem Kraftsensor, einem Drehmomentsensor, einem Dehnungssensor, einem Beschleunigungssensor und einem Positionssensor. Die Einführungszustands-Berechnungseinheit 110 gibt einen gemessenen Messungs-Einführungszustand an die Differenz-Berechnungseinheit 87 aus.
Die Differenz-Berechnungseinheit 87 vergleicht den Berechnungs-Einführungszustand mit dem Messungs-Einführungszustand, um eine Differenz zwischen dem Berechnungs-Einführungszustand und dem Messungs-Einführungszustand zu berechnen. Die Differenz-Berechnungseinheit 87 gibt den Berechnungs-Einführungszustand, den Messungs-Einführungszustand und die Differenz an die Anzeigevorrichtung 100 aus.
Wie in 6 gezeigt, zeigt die Anzeigevorrichtung 100 auf der dritten Anzeige 105 mindestens die Differenz als Unterstützungs-Information für das Einführen des flexiblen Tubus 35 an. Die Anzeigevorrichtung 100 zeigt auf der dritten Anzeige 105 den Berechnungs-Einführungszustand, den Messungs-Einführungszustand und einen geeigneten Bereich 16 als Unterstützungs-Information an. Eine Anzeigeposition des Messungs-Einführungszustands ändert sich auf der Grundlage der Differenz bezüglich des Berechnungs-Einführungszustands als Referenz. Nachstehend wird ein Beispiel einer Anzeige beschrieben, wobei die Berechnungs-Einführungskraft F3 als Einführungskraft im Berechnungs-Einführungszustand und die Messungs-Einführungskraft F4 als Einführungskraft im Messungs-Einführungszustand verwendet werden. Ein Index 18A, der die Berechnungs-Einführungskraft F3 anzeigt, ist fest bezüglich der Position, während ein Index 18B, der die Messungs-Einführungskraft F4 anzeigt, in der dritten Anzeige 105 abhängig von der Differenz seitlich verschoben wird. Die Differenz entspricht einer Differenz zwischen der Berechnungs-Einführungskraft F3 und der Messungs-Einführungskraft F4 und entspricht einer seitlichen Entfernung zwischen dem Index 18A und dem Index 18B in der dritten Anzeige 105. Wenn die Differenz zum Beispiel größer ist, ist der Index 18B weiter entfernt vom Index 18A angeordnet. Wenn die Differenz zum Beispiel kleiner ist, ist der Index 18B näher am Index 18A angeordnet. Wie oben beschrieben, zeigt die Differenz eine Änderung der Position des Index 18B bezüglich der Position des Index 18A in der dritten Anzeige 105 an und zeigt die Größe der Änderung der Messungs-Einführungskraft F4 bezüglich der Berechnungs-Einführungskraft F3 an. Die Anzeigevorrichtung 100 zeigt an, ob der Messungs-Einführungszustand unzureichend oder zu groß ist bezüglich des Berechnungs-Einführungszustands, und ob der Messungs-Einführungszustand in den geeigneten Bereich 16 fällt oder außerhalb des geeigneten Bereichs 16 liegt.
Der geeignete Bereich 16 wird wie gewünscht mit der Eingabevorrichtung 90 eingestellt und wird in die Anzeigevorrichtung 100 eingegeben. Der geeignete Bereich 16 kann in einem nicht gezeigten Speicher gespeichert sein. Der geeignete Bereich 16 wird wie gewünscht abhängig von einem Subjekt eingestellt. Nachstehend wird der geeignete Bereich 16 unter Verwendung der Berechnungs-Einführungskraft F3 und der Messungs-Einführungskraft F4 beschrieben. Wenn die Messungs-Einführungskraft F4 auf den flexiblen Tubus 35 angewendet wird, wird sie an das distale Ende des flexiblen Tubus 35 übertragen. In dieser Hinsicht ist der geeignete Bereich 16 ein Bereich, der anzeigt, ob die Einführungsgröße optimal für ein Einführen des distalen Endes des flexiblen Tubus 35 in Richtung eines tiefen Abschnitts ist. Die Untergrenze dieses Bereichs entspricht der Berechnungs-Einführungskraft F3. Wenn die Messungs-Einführungskraft F4 bezogen auf die Berechnungs-Einführungskraft F3 unzureichend ist, wird die Messungs-Einführungskraft F4 nicht an das distale Ende des flexiblen Tubus 35 übertragen, so dass das distale Ende des flexiblen Tubus 35 nicht in Richtung eines tiefen Abschnitts eingeführt wird. Wenn die Messungs-Einführungskraft F4 bezogen auf den geeigneten Bereich 16 zu groß ist, wird ein Abknicken verursacht, wobei der flexible Tubus 35 in eine Richtung gebogen wird, die sich von der Einführungsrichtung unterscheidet, oder er wird zum Beispiel in eine nicht beabsichtigte Richtung gebogen.
Die Anzeigevorrichtung 100 funktioniert als eine Versorgungsvorrichtung, die Unterstützungs-Informationen durch Anzeige liefert. Obwohl die Anzeigevorrichtung 100 als ein Beispiel für die Versorgungsvorrichtung beschrieben ist, ist die Versorgungsvorrichtung nicht notwendigerweise auf diese beschränkt, und Unterstützungs-Informationen können durch Ton geliefert werden oder können auf eine nicht gezeigte Leinwand projiziert werden. Die Versorgungsvorrichtung kann als am Körper tragbares Terminal vom Brillen-Typ oder vom Typ am Kopf befestigter Anzeigen funktionieren, die abnehmbar von einem Bediener getragen werden.
Nachstehend wird ein Beispiel des Betriebs der Einführvorrichtung 10 erläutert. Als Beispiel für den Betriebszustand des distalen Endes, den Berechnungs-Einführungszustand und den Messungs-Einführungszustand erfolgt die Beschreibung unter Verwendung der Einführungskraft. Jedoch sind diese Zustände nicht notwendigerweise auf die Einführungskraft beschränkt und können auch eine Geschwindigkeit sein.
Wenn der flexible Tubus in einen tiefen Abschnitt im Rohrabschnitt 12 eingeführt wird, schiebt ein Bediener den flexiblen Tubus 35 von einer Hand-Seite. Wie in 3 gezeigt, wird die Einführungskraft F1 des distalen Endes im distalen Ende, in das das distale Ende des flexiblen Tubus 35 eingeführt wird, allgemein durch zum Beispiel die Geschwindigkeit V des distalen Endes und den Viskositätswiderstand y zwischen dem distalen Ende des flexiblen Tubus 35 und einem Ziel bestimmt, und wird durch die unten stehende Gleichung (1) ausgedrückt. $F1 = y \times V$
Gleichung (1) wird durch die unten stehende Gleichung (2) ausgedrückt. $V = F1 / y$
Das der flexible Tubus 35 eingeführt wird, zeigt V > 0 an. Daher ist die Einführungskraft F1 des distalen Endes nur erforderlich, um den Viskositätswiderstand y zu übersteigen, und Gleichung (3) wird vorgestellt. $F1 > y$
Der Viskositätswiderstand y ist ein bekannter Wert, der als charakteristische Information durch die Eingabeeinheit 91 für charakteristische Informationen eingegeben wird. Daher wird die Einführungskraft F1 des distalen Endes durch die Betriebszustands-Berechnungseinheit 83 berechnet, als ein Wert, der größer als oder gleich dem Viskositätswiderstand y ist.
Wie in 4 gezeigt, wird die Einführungskraft in einem beliebigen Punkt auf der Mittelachse des flexiblen Tubus 35 als Einführungskraft F2 der Hand-Seite bezeichnet. Ein beliebiger Punkt kennzeichnet eine Hand-Seite, wie etwa beispielsweise der spezielle Punkt 14. Die Einführungskraft F2 der Hand-Seite wird durch die Einführungszustands-Berechnungseinheit 85 auf der Grundlage der Größe der Biegung ΔR als von der Zustands-Berechnungseinheit 81 berechnete Form-Information, der Biegesteifigkeit K und des Reibungskoeffizienten µ als durch die Eingabeeinheit 91 für charakteristische Informationen eingegebene charakteristische Informationen und der durch die Betriebszustands-Berechnungseinheit 83 berechneten Einführungskraft F1 des distalen Endes berechnet. Die Einführungskraft F2 der Hand-Seite wird durch die untenstehende Gleichung (4) ausgedrückt. Die Biegesteifigkeit K und der Reibungskoeffizient µ nehmen bekannte Werte an, die als charakteristische Informationen durch die Eingabeeinheit 91 für charakteristische Informationen eingegeben werden. $F 2 - Δ RK \cdot μ = F1$
ΔRK stellt eine Kraft des Formverlusts dar.
Gleichung (4) wird durch die untenstehende Gleichung (5) ausgedrückt. $F2 = F1 + Δ RK \cdot μ$
Das heißt, offenbar kann die Einführungskraft F2 der Hand-Seite durch die Einführungszustands-Berechnungseinheit 85 basierend auf Gleichung (5) berechnet werden.
Wie in 5 gezeigt, wird hierbei ein beliebiger Punkt als der spezielle Punk 14 bezeichnet, der durch die Bestimmungseinheit 93 für einen bestimmten Punkt bestimmt wird. Die Berechnungs-Einführungskraft F3 an dem bestimmten Punkt 14, die durch die Einführungszustands-Berechnungseinheit 85 bestimmt wird, wird als Gleichung (6) auf der Grundlage von Gleichung (5) ausgedrückt. $F3 = F1 + Δ RK \cdot μ$
Die Berechnungs-Einführungskraft F3 nimmt einen Wert an, der auf der Grundlage der Einführungskraft F1 des distalen Endes und eines bekannten Wertes berechnet wird, und kann als Einführungskraft auf der Seite des distalen Endes betrachtet werden. Die Berechnungs-Einführungskraft F3 wird von der Einführungszustands-Berechnungseinheit 85 ausgegeben und wird in die Differenz-Berechnungseinheit 87 eingegeben.
Wie in 5 gezeigt, misst die Einführungszustands-Messeinheit 110 die Messungs-Einführungskraft F4 an dem bestimmten Punkt 14. Die Messungs-Einführungskraft F4 entspricht der gemessenen Einführungskraft auf der Hand-Seite.
Die Einführungszustands-Messeinheit 110 misst die Messungs-Einführungskraft F4 zu einem Zeitpunkt, wenn die Einführungszustands-Berechnungseinheit 85 die Berechnungs-Einführungskraft F3 berechnet. Die Einführungszustands-Messeinheit 110 misst die Messungs-Einführungskraft F4 bezüglich der Form des flexiblen Tubus 35, wobei die Berechnungs-Einführungskraft F3 von der Einführungszustands-Berechnungseinheit 85 berechnet wurde. Das heißt, die Berechnungs-Einführungskraft F3 und die Messungs-Einführungskraft F4 werden mit demselben Timing bezüglich der selben Form berechnet.
Die Differenz-Berechnungseinheit 87 vergleicht die Berechnungs-Einführungskraft F3 mit der Messungs-Einführungskraft F4 und berechnet die Differenz zwischen der Messungs-Einführungskraft F4 und der Berechnungs-Einführungskraft F3. Wie in 6 gezeigt, werden die Berechnungs-Einführungskraft F3, die Messungs-Einführungskraft F4, die Differenz und der geeignete Bereich 16 visuell von der dritten Anzeige 105 der Anzeigevorrichtung 100 angezeigt.
Wie in den 7A, 7B, 7C und 7D gezeigt, wird als ein Beispiel für eine Anzeige der Index 18A, der die Berechnungs-Einführungskraft F3 anzeigt, als eine Mittelachse, die als eine vertikale Achse definiert ist, angezeigt, während der Index 18B, der die Messungs-Einführungskraft F4 anzeigt, als eine vertikale Achse angezeigt wird, die bezüglich des Index 18A entsprechend der Differenz verschoben ist, angezeigt wird. Wie in den 8A, 8B, 8C und 8D gezeigt, kann der Index 18B, der die Messungs-Einführungskraft F4 anzeigt, als ein horizontaler Balken angezeigt werden, der entsprechend der Differenz bezüglich des Index 18A, der die Berechnungs-Einführungskraft F3 anzeigt, ausdehnbar ist. Die Differenz entspricht einer Entfernung zwischen dem Index 18A und dem Index 18B. Der geeignete Bereich 16 entspricht einem Bereich auf der Seite der Ausdehnung bezüglich der Berechnungs-Einführungskraft F3.
Der in den 7A und 8A gezeigte Index 18B, der die Messungs-Einführungskraft F4 als Einführungskraft auf der Hand-Seite anzeigt, ist in hohem Maße unzureichend bezogen auf den Index 18A, der die Berechnungs-Einführungskraft F3 als Einführungskraft auf der Seite des distalen Endes anzeigt. Der in den 7B und 8B gezeigte Index 18B, der die Messungs-Einführungskraft F4 anzeigt, ist im Vergleich zum Index 18B, der die in den 7A und 8A gezeigte Messungs-Einführungskraft F4 anzeigt, erhöht, aber ist nur leicht unzureichend bezogen auf den Index 18A, der die Berechnungs-Einführungskraft F3 anzeigt. Der in den 7C und 8C gezeigte Index 18B, der die Messungs-Einführungskraft F4 anzeigt, ist im Vergleich zum Index 18B, der die in den 7B und 8B gezeigte Messungs-Einführungskraft F4 anzeigt, erhöht, und stellt die Einführungskraft dar, die für das Einführen geeignet ist und in den geeigneten Bereich 16 fällt. Der in den 7D und 8D gezeigte Index 18B, der die Messungs-Einführungskraft F4 anzeigt, ist im Vergleich zum Index 18B, der die in den 7C und 8C gezeigte Messungs-Einführungskraft F4 anzeigt, erhöht und ist im Vergleich zum Index 18A, der die Berechnungs-Einführungskraft F3 anzeigt, zu groß, und stellt die Einführungskraft jenseits des geeigneten Bereichs 16 dar.
In den in den 7A, 7B, 8A und 8B gezeigten Bedingungen ist die Messungs-Einführungskraft F4 bezogen auf die Berechnungs-Einführungskraft F3 unzureichend. Somit wird, auch wenn die Messungs-Einführungskraft F4 auf der Hand-Seite auf den flexiblen Tubus 35 einwirkt, die Messungs-Einführungskraft F4 nicht an das distale Ende des flexiblen Tubus 35 übertragen, so dass das distale Ende des flexiblen Tubus 35 nicht in Richtung eines tiefen Abschnitts eingeführt wird. In den in den 7C und 8C gezeigten Bedingungen fällt die Messungs-Einführungskraft F4 bezogen auf die Berechnungs-Einführungskraft F3 in den geeigneten Bereich 16. Somit wird die Messungs-Einführungskraft F4 zum distalen Ende des flexiblen Tubus 35 übertragen, so dass das distale Ende des flexiblen Tubus 35 eingeführt wird. Mit anderen Worten hat die Messungs-Einführungskraft F4 die Berechnungs-Einführungskraft F3 erreicht, die für das Einführen des distalen Endes des flexiblen Tubus 35 erforderlich ist. In den in den 7D und 8D gezeigten Bedingungen ist die Messungs-Einführungskraft F4 bezogen auf die Berechnungs-Einführungskraft F3 zu groß. Somit wird, wenn die Messungs-Einführungskraft auf den flexiblen Tubus 35 einwirkt, ein Abknicken verursacht, wobei der flexible Tubus 35 in eine Richtung gebogen wird, die sich von der Einführungsrichtung unterscheidet, oder er wird in eine nicht beabsichtigte Richtung gebogen. Dies verursacht eine Belastung eines Patienten.
Wie in den 8A, 8B, 8C und 8D gezeigt, kann eine für die Anzeige benutze Farbe entsprechend dem Anwachsen des Index 18B, der die Messungs-Einführungskraft F4 anzeigt, bezüglich des Index 18A, der die Berechnungs-Einführungskraft F3 anzeigt, geändert werden. Wie in den 8A und 8B gezeigt, wird zum Beispiel, wenn die Messungs-Einführungskraft F4 bezogen auf die Berechnungs-Einführungskraft F3 unzureichend ist, der Index 18B in grün angezeigt. Wie in 8C gezeigt, wird wenn die Messungs-Einführungskraft F4 bezogen auf die Berechnungs-Einführungskraft F3 die Einführungskraft im geeigneten Bereich 16 ist, der Index 18B in blau angezeigt. Wie in 8D gezeigt, wird wenn die Messungs-Einführungskraft F4 bezogen auf die Berechnungs-Einführungskraft F3 zu groß ist, der Index 18B in rot angezeigt.
Bei einem laufenden Einführungsvorgang beobachtet ein Bediener visuell den Index 18A, der die Berechnungs-Einführungskraft F3 anzeigt, den Index 18B, der die Messungs-Einführungskraft F4 anzeigt, und den geeigneten Bereich 16, die alle Anzeigeninhalt sind, der auf der Anzeigevorrichtung 100 angezeigt wird, und bestimmt, ob die Messungs-Einführungskraft F4 unzureichend, zu groß oder geeignet ist. Mit anderen Worten funktioniert ein Anzeigeninhalt als Unterstützungsinformation, die das Einführen in einen tiefen Abschnitt des Rohrabschnitts 12 unterstützt. Daher beobachtet ein Bediener die Unterstützungs-Information visuell und stellt auf der Grundlage der Unterstützungs-Information die Messungs-Einführungskraft F4 ein. Anders ausgedrückt unterstützt die Einführvorrichtung 10 das Einführen des flexiblen Tubus 35 in einen tiefen Abschnitt des Rohrabschnitts 12 mit Hilfe der Unterstützungs-Information.
Wenn der Index 18B, der die Messungs-Einführungskraft F4 anzeigt, in den geeigneten Bereich 16 fällt, wird die Messungs-Einführungskraft F4 auf das distale Ende des flexiblen Tubus 35 übertragen, so dass das distale Ende des flexiblen Tubus 35 in Richtung eines tiefen Abschnitts eingeführt wird. Somit wird die Einführbarkeit verbessert. Da dies kein Vorgang mit überhöhtem Drücken ist, wird außerdem durch den flexiblen Tubus 35 keine unbeabsichtigte zu große Belastung beispielsweise auf die DickdarmWand ausgeübt. Somit wird die Belastung des Patienten verringert.
In der vorliegenden Ausführungsform vergleicht die Differenz-Berechnungseinheit 87 den Berechnungs-Einführungszustand mit dem Messungs-Einführungszustand, wobei die Differenz zwischen dem Berechnungs-Einführungszustand und dem Messungs-Einführungszustand berechnet wird. Die Anzeigevorrichtung 100 liefert und zeigt mindestens die Differenz als Unterstützungs-Information an. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann daher das Einführen in einen tiefen Abschnitt des Rohrabschnitts 12 mit Hilfe der Unterstützungs-Information unterstützt werden. Als ein Ergebnis ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, ein Knicken des flexiblen Tubus 35 zu verhindern und die Einführbarkeit in einen tiefen Abschnitt des Rohrabschnitts 12 zu verbessern, so dass die Belastung eines Subjekts, wie etwa die Belastung eines Patienten, verringert werden kann, ohne eine unbeabsichtigte zu große Belastung auf den Wandteil des Rohrabschnitts 12 auszuüben. Die Anzeigevorrichtung 100 liefert und zeigt den Berechnungs-Einführungszustand, den Messungs-Einführungszustand und den geeigneten Bereich 16, die alle Unterstützungs-Informationen darstellen. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann daher das Einführen in einen tiefen Abschnitt des Rohrabschnitts 12 mittels der Unterstützungs-Information zuverlässig unterstützt werden.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ändert sich eine Anzeigeposition des Messungs-Einführungszustands bezüglich des Berechnungs-Einführungszustands auf der Grundlage der Differenz. Ferner zeigt die Anzeigevorrichtung 100 an, ob der Messungs-Einführungszustand unzureichend oder zu groß ist bezüglich des Berechnungs-Einführungszustands, und ob der Messungs-Einführungszustand in den geeigneten Bereich 16 fällt oder außerhalb des geeigneten Bereichs 16 liegt. Bei einem laufenden Einführungsvorgang kann daher ein Bediener leicht Unterstützungs-Informationen überprüfen, indem er den Anzeigeninhalt visuell beobachtet, der auf der Anzeigevorrichtung 100 angezeigt wird. Auf der Grundlage der überprüften Unterstützungs-Information kann ein Bediener leicht die Messungs-Einführungskraft F4 einstellen. Anders ausgedrückt kann die Einführvorrichtung 10 das Einführen des flexiblen Tubus 35 in einen tiefen Abschnitt des Rohrabschnitts 12 mit Hilfe der Unterstützungs-Information unterstützen.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfassen die charakteristischen Informationen den Viskositätswiderstand y, die Biegesteifigkeit K des flexiblen Tubus, den Reibungskoeffizienten µ zwischen einem Subjekt und dem flexiblen Tubus und einen Wert der Viskoelastizität, und sie sind als bekannte Werte dargestellt. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform können daher der Betriebszustand am distalen Ende und der Berechnungs-Einführungszustand leicht berechnet werden.
In der vorliegenden Ausführungsform gibt die Eingabeeinheit 91 für charakteristische Informationen die charakteristischen Informationen ein. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform können daher der Betriebszustand am distalen Ende und der Berechnungs-Einführungszustand leicht berechnet werden. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform gibt die Eingabeeinheit 91 für charakteristische Informationen die charakteristischen Informationen in die Betriebszustands-Berechnungseinheit 83 und die Einführungszustands-Berechnungseinheit 85 durch eine Bedienung eines Bedieners der Eingabeeinheit 91 für charakteristische Informationen ein. Dies ermöglicht die Berechnung des optimalen Betriebszustands am distalen Ende und des Berechnungs-Einführungszustands entsprechend dem Rohrabschnitt 12. Alternativ dazu gibt, wenn die Einführvorrichtung 10 aktiviert ist, die Eingabeeinheit 91 für charakteristische Informationen, der als Speicher funktioniert, die darin vorgespeicherten charakteristischen Informationen in die Betriebszustands-Berechnungseinheit 83 und die Einführungszustands-Berechnungseinheit 85 ein. Dies ermöglicht die sofortige Berechnung des Betriebszustands am distalen Ende und des Berechnungs-Einführungszustands.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform bestimmt die Bestimmungseinheit 93 für einen bestimmten Punkt den bestimmten Punkt 14 durch eine Operation des Bedieners bezüglich der Bestimmungseinheit 93 für einen bestimmten Punkt. Somit kann eine gewünschte Position für den bestimmten Punkt 14 eingestellt werden. Die Bestimmungseinheit 93 für einen bestimmten Punkt bestimmt als bestimmten Punkt 14 eine Position, an der die Einführungszustands-Messeinheit 110 angeordnet ist. Dies erspart den Aufwand zur Bestimmung des bestimmten Punktes 14.
In der vorliegenden Ausführungsform gibt der Berechnungs-Einführungszustand die Einführungskraft oder Einführungsgeschwindigkeit an, während der Messungs-Einführungszustand die Einführungskraft oder Einführungsgeschwindigkeit angibt. Der Parameter des Berechnungs-Einführungszustands ist derselbe wie der Parameter des Messungs-Einführungszustands. Das heißt, wenn der Berechnungs-Einführungszustand der Einführungskraft entspricht, entspricht der Berechnungs-Einführungszustand der Einführungskraft. Wenn der Berechnungs-Einführungszustand der Geschwindigkeit entspricht, entspricht der Messungs-Einführungszustand der Geschwindigkeit. Daher kann ein Parameter, wie etwa die Einführungskraft oder die Einführungsgeschwindigkeit als Unterstützungs-Information geliefert werden, die von einem Bediener leicht überprüft werden kann.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Einführungszustands-Messeinheit 110 ein Kraftsensor oder dergleichen, was die Kosten reduzieren und einen einfachen Aufbau vorsehen kann.
Nachstehend wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform werden nur die Merkmale beschrieben, die sich von denen der ersten Ausführungsform unterscheiden.
Die Steuervorrichtung 80 funktioniert zum Beispiel als Steifigkeits-Steuervorrichtung, die die Biegesteifigkeit des flexiblen Tubus 35 steuert.
Wie in 9 gezeigt, ist der flexible Tubus 35 in Segmente 37 unterteilt, die hintereinander entlang der Richtung der Mittelachse des Einführabschnitts 30 angeordnet sind. Die Segmente 37 sind zum Beispiel über die gesamte Länge des flexiblen Tubus 35 vorhanden. Die Segmente 37 können zum Beispiel in einem Teil des flexiblen Tubus 35 vorhanden sein. Die Biegesteifigkeit der Segmente 37 kann unabhängig voneinander gesteuert durch die Steuervorrichtung 80 geändert werden. Folglich kann die Biegesteifigkeit des flexiblen Tubus 35 wegen der Biegesteifigkeit der Segmente 37, von denen jedes unabhängig voneinander durch die Steuervorrichtung 80 gesteuert wird, teilweise geändert werden. Die Segmente können als nicht vorhandene virtuelle Bereiche funktionieren oder können als vorhandene Strukturen funktionieren. Die Segmente 37 können die gleiche oder eine unterschiedliche Länge aufweisen. Zum Beispiel ist im Einführabschnitt 30 die Länge eines in ein Subjekt einzuführenden Teils abhängig von dem Subjekt. Daher kann ein Teil, der in ein Subjekt einzuführen ist, in die Segmente 37 unterteilt sein, während ein Teil, der außerhalb eines Subjekts angeordnet ist und nicht in ein Subjekt einzuführen ist, als ein Segment 37 betrachtet werden kann.
Wie in den 9 und 10 gezeigt, umfasst die Einführvorrichtung 10 ein oder mehrere Abschnitte 60 mit verstellbarer Steifigkeit, die die Steifigkeiten aufweisen, die gesteuert durch die Steuervorrichtung 80 geändert werden können und die Biegesteifigkeit des flexiblen Tubus 35 durch die Steifigkeiten ändern. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ändern die Abschnitte 60 mit verstellbarer Steifigkeit die Steifigkeit des flexiblen Tubus 35 im Einführabschnitt 30 auf einer Segment-für-Segment-Basis. Daher wird in der folgenden Beschreibung angenommen, dass die Abschnitte 60 mit verstellbarer Steifigkeit über die gesamte Länge des flexiblen Tubus 35 jeweils in den Segmenten 37 enthalten sind. Es ist nur erforderlich, dass die Abschnitte 60 mit verstellbarer Steifigkeit an einer Stelle des flexiblen Tubus 35 angeordnet sind, die in den Rohrabschnitt 12 einzuführen ist und wo es erforderlich ist, die Biegesteifigkeit zu ändern. Die Abschnitte 60 mit verstellbarer Steifigkeit können nur in einigen der Segmente 37 enthalten sein. Zur Verdeutlichung der Darstellung zeigt 10 nur einen Abschnitt 60 mit verstellbarer Steifigkeit.
Bereiche, in denen die Abschnitte 60 mit verstellbarer Steifigkeit vorgesehen sind, können mindestens jeweils als die Segmente 37 funktionieren. Ein einziger Abschnitt 60 mit verstellbarer Steifigkeit kann in den Segmenten 37 enthalten sein. Die Abschnitte 60 mit verstellbarer Steifigkeit können in einer Reihe entlang der Richtung der Mittelachse des Einführabschnitts 30 angeordnet sein oder können in Reihen angeordnet sein. Wenn die Abschnitte 60 mit verstellbarer Steifigkeit in Reihen angeordnet sind, können die Abschnitte 60 mit verstellbarer Steifigkeit in derselben Position auf eine Weise vorgesehen sein, dass die Abschnitte 60 mit verstellbarer Steifigkeit in Umfangsrichtung des flexiblen Tubus 35 zueinander benachbart sind, oder sie können so vorgesehen sein, dass sie in Richtung der Mittelachse des Einführabschnitts 30 verschoben sind.
Obwohl nicht gezeigt, sind die Abschnitte 60 mit verstellbarer Steifigkeit durch einen Aktor gestaltet, der zum Beispiel ein Spiralrohr enthält, das aus einer Metallleitung und einem künstlichen Muskel aus leitfähigem elektroaktivem Polymer (nachstehend als EPAM bezeichnet) ausgebildet ist, der im Innern des Spiralrohrs abgedichtet ist. Die Mittelachse des Spiralrohrs ist so vorgesehen, dass sie mit der Mittelachse des Einführabschnitts 30 übereinstimmt oder parallel dazu ist. Das Spiralrohr enthält Elektroden, die an beiden Endteilen des Spiralrohrs vorgesehen sind.
Jede der Elektroden der Abschnitte 60 mit verstellbarer Steifigkeit ist mit der Steuervorrichtung 80 über ein Signalkabel verbunden, das im Endoskop 20 enthalten ist, und empfängt die von der Steuervorrichtung 80 gelieferte elektrische Energie. Wenn an den EPAM über die Elektroden eine Spannung angelegt wird, streckt sich und kontrahiert der EPAM entlang der Mittelachse des Spiralrohrs. Das Ausdehnen und Kontrahieren des EPAM ist jedoch durch das Spiralrohr begrenzt. Dies ändert die Steifigkeit jedes der Abschnitte 60 mit verstellbarer Steifigkeit. Die Steifigkeit jedes der Abschnitte 60 mit verstellbarer Steifigkeit erhöht sich, wenn sich der Wert der angelegten Spannung erhöht. Wenn die Steifigkeit der Abschnitte 60 mit verstellbarer Steifigkeit geändert wird, ändert sich entsprechend dieser Änderung auch die Biegesteifigkeit der Segmente 37. Die elektrische Energie wird an jede der Elektroden unabhängig geliefert. Folglich ändert sich die Steifigkeit der Abschnitte 60 mit verstellbarer Steifigkeit unabhängig voneinander, und die Biegesteifigkeit der Segmente 37 ändert sich ebenfalls unabhängig voneinander. Auf diese Weise ändern die Abschnitte 60 mit verstellbarer Steifigkeit die Biegesteifigkeit jedes Segments 37 entsprechend der Änderung der Steifigkeit jedes Abschnitts 60 mit verstellbarer Steifigkeit, und ändern teilweise die Biegesteifigkeit des flexiblen Tubus 35 entsprechend der Änderung der Biegesteifigkeit der Segmente 37.
Als Abschnitt 60 mit verstellbarer Steifigkeit kann anstelle des EPAM eine Formgedächtnislegierung verwendet werden.
Bei der optischen Faser 73 der Zustands-Erkennungseinheit 70 wird angenommen, dass die Erkennungs-Ziele jeweils in den Segmenten 37 im Innern des flexiblen Tubus 35 angeordnet sind. Somit berechnet die Zustands-Berechnungseinheit 81 Forminformationen von jedem der Segmente 37 auf der Grundlage der von der Zustands-Erkennungseinheit 70 gemessenen Zustandsinformationen. Die Zustands-Berechnungseinheit 81 berechnet eine Biegeform, die in den Forminformationen des flexiblen Tubus 35 enthalten ist, indem er die Forminformationen der jeweiligen Segmente 37 zusammensetzt.
Wie in 10 gezeigt, umfasst die Einführvorrichtung 10 eine Steifigkeits-Steuereinheit 89, der in der Steuervorrichtung 80 angeordnet ist, und Änderungen der Biegesteifigkeit steuert, was durch die Abschnitte 60 mit verstellbarer Steifigkeit ausgeführt wird. Die Steifigkeits-Steuereinheit 89 ist zum Beispiel durch einen Hardware-Schaltkreis gestaltet, der ein ASIC und dergleichen umfasst. Die Steifigkeits-Steuereinheit 89 kann durch einen Prozessor gestaltet sein. In dem Fall, in dem die Steifigkeits-Steuereinheit 89 durch einen Prozessor gestaltet ist, speichert der nicht gezeigte interne Speicher oder der externe Speicher, auf den der Prozessor zugreifen kann, einen Programmcode, der bewirkt, dass der Prozessor als Steifigkeits-Steuereinheit 89 funktioniert, wenn der Prozessor das Programm ausführt.
Die Steifigkeits-Steuereinheit 89 ändert die Biegesteifigkeit jedes Segments 37, so dass es sich für das Einführen des flexiblen Tubus 35 eignet. Hierzu berechnet die Steifigkeits-Steuereinheit 89 zum Beispiel die für das Einführen geeignete Biegesteifigkeit als für das Einführen des flexiblen Tubus 35 geeignete Biegesteifigkeit entsprechend der von der Zustands-Berechnungseinheit 81 berechneten Forminformationen. Die Steifigkeits-Steuereinheit 89 berechnet die für das Einführen geeignete Biegesteifigkeit für jedes Segment 37. Die für das Einführen geeignete Biegesteifigkeit kennzeichnet die Biegesteifigkeit, bei der für jedes Segment 37 die für das Einführen des flexiblen Tubus 35 geeignete Steifigkeits-Verteilung durch die Abschnitte 60 mit verstellbarer Steifigkeit entsprechend der Forminformationen vorgesehen ist. Die für das Einführen geeignete Biegesteifigkeit kennzeichnet die Biegesteifigkeit, bei der für den flexiblen Tubus 35 die oben erwähnte Steifigkeits-Verteilung durch die Abschnitte 37 vorgesehen ist. Nachstehend wird ein Beispiel für die Berechnung der für das Einführen geeigneten Biegesteifigkeit in dem einzelnen Segment 37 kurz beschrieben.
Zum Beispiel wird angenommen, dass die Segmente 37 eine externe Kraft vom gebogenen Teil des Dickdarms erhalten. Die Steifigkeits-Steuereinheit 89 bestimmt ein Segment, das als Ursprung dient (nachstehend als Ursprungssegment bezeichnet), auf der Grundlage der von der Zustands-Berechnungseinheit 81 berechneten Forminformationen. Unter den Segmenten 37, die eine externe Kraft empfangen haben, entspricht das Ursprungssegment zum Beispiel dem Segment 37, das den größten Biegewinkel aufweist. Mit anderen Worten entspricht unter den Segmenten 37 das Ursprungssegment dem Segment 37, das die größte externe Kraft empfangen hat und die größte Belastung an die Dickdarmwand anlegt. Hier werden sie Segmente 37, die näher am proximalen Ende des flexiblen Tubus 35 angeordnet sind als das Ursprungssegment und in einer gegenseitig kontinuierlichen Weise ausgebildet sind, als Steuersegmente bezeichnet. Zum Beispiel verringert die Steifigkeits-Steuereinheit 89 die Biegesteifigkeit jedes Steuersegments wie gewünscht durch jeden Abschnitt 60 mit verstellbarer Steifigkeit. Hierbei verringert zum Beispiel die Steifigkeits-Steuereinheit 89 die Biegesteifigkeit jedes Steuersegments wie gewünscht, so dass der Biegewinkel kleiner bleibt als ein vorher festgesetzter Grenzwert. Zum Beispiel kann die Steifigkeits-Steuereinheit 89 die Biegesteifigkeit jedes Steuersegments unter die der anderen Segmente 37 verringern. Hierdurch erhöht sich die Größe der Biegung der Steuersegmente, so dass der gesamte Einführabschnitt die Form eines stumpfen Winkels annimmt. Das heißt, der flexible Tubus 35 wird am gebogenen Teil in Kontakt zur Dickdarmwand gebracht während er die Form eines stumpfen Winkels annimmt, was dazu führt, dass der flexible Tubus 35 eine verringerte externe Kraft von der Dickdarmwand empfängt. Außerdem kann, wenn die Biegesteifigkeit jedes Steuersegments verringert wird, sich das Ursprungssegment von der Dickdarmwand trennen. Somit wird, sogar wenn die Einführungskraft, mit der der Einführabschnitt 30 in Richtung des tiefen Abschnitts eingeführt wird, auf den Einführabschnitt 30 angewendet wird, die Einführungskraft nicht in eine Kraft umgewandelt, die gegen die Dickdarmwand drückt, sondern sie wird als Antriebskraft benutzt, die das distale Ende des Einführabschnitts 30 in Richtung des tiefen Abschnitts antreibt. Folglich durchläuft der Einführabschnitt 30 leicht den gebogenen Teil des Dickdarms. Angesichts der obigen Ausführungen kennzeichnet die für das Einführen geeignete Biegesteifigkeit die Biegesteifigkeit, bei der die Einführbarkeit verbessert sein kann, und die kleiner ist als die Biegesteifigkeit zum Zeitpunkt, in dem der flexible Tubus 35 eine externe Kraft empfängt. Die für das Einführen geeignete Biegesteifigkeit kann kleiner sein als die Biegesteifigkeit zu dem Zeitpunkt, in dem die Forminformation in die Steifigkeits-Steuereinheit 89 eingegeben wird. Die Steuersegmente können mit dem Ursprungssegment zusammenhängen oder können vom Ursprungssegment um eine vorher festgesetzte Anzahl von Segmenten 37 getrennt sein. Die Steuersegmente können allen Segmenten 37 entsprechen, einschließlich des Ursprungssegments.
Die Steifigkeits-Steuereinheit 89 gibt als charakteristische Information in die Eingabeeinheit 91 für charakteristische Informationen die Biegesteifigkeit K als einen berechneten Wert der für das Einführen geeigneten Biegesteifigkeit jedes Segments 37 ein. Wie oben beschrieben ist in der vorliegenden Ausführungsform die Biegesteifigkeit K in den charakteristischen Informationen kein bekannter Wert, sondern sie ist ein berechneter Wert, der von der Steifigkeits-Steuereinheit 89 berechnet wird. Die Biegesteifigkeit K ist ein in Echtzeit berechneter Wert.
Wenn die Steifigkeits-Steuereinheit 89 die Biegesteifigkeit des flexiblen Tubus 35 auf einer Segment-für-Segment-Basis ändert, gibt die Eingabevorrichtung 90 eine Steuerungs-Start-Instruktion in die Steifigkeits-Steuereinheit 89 ein. Als Nächstes berechnet die Steifigkeits-Steuereinheit 89 die für das Einführen geeignete Biegesteifigkeit entsprechend einer Form des gebogenen Rohrabschnitts 12, genauer gesagt entsprechend der von der Zustands-Berechnungseinheit 81 berechneten Forminformationen. Die Steifigkeits-Steuereinheit 89 steuert die Abschnitte 60 mit verstellbarer Steifigkeit auf eine Weise, dass die Biegesteifigkeit der Segmente 37 in die für das Einführen geeignete Biegesteifigkeit geändert wird. Wenn die Abschnitte 60 mit verstellbarer Steifigkeit die Steifigkeit der Abschnitte 60 mit verstellbarer Steifigkeit ändern, wird die Biegesteifigkeit der Segmente 37 in die für das Einführen geeignete Biegesteifigkeit geändert. Die für das Einführen geeignete Biegesteifigkeit entspricht nicht nur der Verbesserung der Einführbarkeit, sondern auch der Größe der Last, die der flexible Tubus 35 an die Dickdarmwand anlegt.
Daher wird, sogar wenn die Einführungskraft an den Einführabschnitt 30 angelegt wird, die Einführungskraft nicht in eine Kraft umgewandelt, die gegen die Dickdarmwand drückt, sondern sie wird als Antriebskraft benutzt. Dies erlaubt es dem flexiblen Tubus 35, den gebogenen Teil zu durchlaufen, und verbessert die Einführbarkeit des Einführabschnitts 30, einschließlich des flexiblen Tubus 35. Außerdem wird die Dickdarmwand nicht mit einer Einführungskraft gedrückt, so dass der flexible Tubus 35 die Belastung eines Patienten verringern kann, ohne eine unbeabsichtigte zu große Belastung auf den die Dickdarmwand auszuüben.
Das Einführen des flexiblen Tubus 35 in einen tiefen Abschnitt wird ausgeführt, wenn die Steifigkeits-Steuereinheit 89 einen Steuervorgang durchführt. Im Allgemeinen kann die Änderung der Steuerung der Biegesteifigkeit zwischen den Segmenten 37 entsprechend einer minimalen Zeitverzögerung ausgelöst werden, die verursacht wird, wenn die Steuerungs-Start-Instruktion von der Eingabevorrichtung 90 zu den entsprechenden Abschnitten 60 mit verstellbarer Steifigkeit übertragen wird, oder durch einen Unterschied der Leistung der Abschnitte 60 mit verstellbarer Steifigkeit. Daher wird, wenn der flexible Tubus 35 den gebogenen Teil durchläuft, die Steuerung der Biegesteifigkeit wegen der Änderung nicht rechtzeitig ausgeführt, so dass in einigen Fällen der flexible Tubus 35 den gebogenen Teil durchläuft, während er die hohe Biegesteifigkeit aufweist. In solchen Fällen wird die Einführungskraft (Geschwindigkeit) am distalen Ende des flexiblen Tubus 35 verringert, so dass ein Bediener zwangsläufig eine zu große Einführungskraft von der Hand-Seite zum flexiblen Tubus 35 ausübt. Dann wird die Dickdarmwand mit der zu großen Einführungskraft gedrückt, und unbeabsichtigt übt der Schlauch 35 eine zu große Belastung auf die Dickdarmwand aus, wodurch der Patient belastet wird.
In der vorliegenden Ausführungsform berechnet die Einführungszustands-Berechnungseinheit 85 jedoch die Berechnungs-Einführungskraft F3 zum Beispiel basierend auf den Forminformationen, die für jedes Segment 37 von der Zustands-Berechnungseinheit 81 berechnet werden, der Biegesteifigkeit, die für jedes Segment 37 von der Steifigkeits-Steuereinheit 89 berechnet wird, und dem Betriebszustand am distalen Ende. Das heißt, die Einführungszustands-Berechnungseinheit 85 berechnet die Berechnungs-Einführungskraft F3, auch wenn die Änderung der Steuerung der Biegesteifigkeit zwischen den Segmenten 37 entsprechend einer Zeitverzögerung oder eines Leistungsunterschieds verursacht wird.
Daher beobachtet, auch wenn die Änderung verursacht wird, bei einem laufenden Einführungsvorgang ein Bediener visuell den Index 18A, der die Berechnungs-Einführungskraft F3 anzeigt, den Index 18B, der die Messungs-Einführungskraft F4 anzeigt, und den geeigneten Bereich 16, die alle Anzeigeninhalt sind, der auf der Anzeigevorrichtung 100 angezeigt wird, und bestimmt, ob die Messungs-Einführungskraft F4 unzureichend, zu groß oder geeignet ist. Folglich beobachtet ein Bediener die Unterstützungs-Information visuell und stellt auf der Grundlage der Unterstützungs-Information die Messungs-Einführungskraft F4 ein. Wie oben beschrieben, ermöglicht die Einführvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform, dass das Einführen des flexiblen Tubus 35 in einen tiefen Abschnitt des Rohrabschnitts 12 auf der Grundlage der Unterstützungs-Information sicher unterstützt wird, sogar wenn eine Änderung verursacht wird.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und kann in der Praxis durch Ändern der Strukturelemente umgesetzt werden, ohne vom Erfindungsgeist der Erfindung abzuweichen. Außerdem können verschiedene Erfindungen gemacht werden, indem die Strukturelemente, die in Verbindung mit der obigen Ausführungsform offenbart werden, geeignet kombiniert werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 4656988 [0005]

Claims

Einführvorrichtung für einen flexiblen Tubus, umfassend: einen flexiblen Tubus, der in ein Subjekt einzuführen ist; eine Zustands-Erkennungseinheit, die Zustandsinformation bezüglich eines Zustands des flexiblen Tubus erkennt; eine Zustands-Berechnungseinheit, die auf Grundlage der Zustandsinformation Forminformationen bezüglich einer Form des Tubus entlang der Richtung einer Mittelachse des flexiblen Tubus berechnet; eine Eingabeeinheit für charakteristische Informationen, die charakteristische Informationen bezüglich einer Charakteristik des flexiblen Tubus eingibt; eine Betriebszustands-Berechnungseinheit, die auf Grundlage der charakteristischen Informationen einen Betriebszustand des distalen Endes berechnet, der einen Betriebszustand des distalen Endes des flexiblen Tubus bereitstellt; eine Bestimmungseinheit für einen bestimmten Punkt, die einen bestimmten Punkt bestimmt, der auf der Mittelachse des flexiblen Tubus angeordnet ist; eine Einführungszustands-Berechnungseinheit, die einen Berechnungs-Einführungszustand berechnet, der einen Einführungszustand des flexiblen Tubus an dem bestimmten Punkt auf der Grundlage der Forminformation, der charakteristischen Information und des Betriebszustands des distalen Endes bereitstellt; eine Einführungszustands-Messeinheit, die einen Messungs-Einführungszustand misst, der einen aktuellen Betriebszustand des flexiblen Tubus an dem bestimmten Punkt bereitstellt; eine Differenz-Berechnungseinheit, die eine Differenz zwischen dem Berechnungs-Einführungszustand und dem Messungs-Einführungszustand berechnet; und eine Anzeigevorrichtung, die mindestens die Differenz anzeigt.
Einführvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Anzeigevorrichtung den Berechnungs-Einführungszustand, den Messungs-Einführungszustand und einen geeigneten Bereich anzeigt, der angibt, ob der Messungs-Einführungszustand bezüglich des Berechnungs-Einführungszustands geeignet ist.
Einführvorrichtung nach Anspruch 2, wobei eine Anzeigeposition des Messungs-Einführungszustands in der Anzeigevorrichtung sich bezüglich des Berechnungs-Einführungszustands auf der Grundlage der Differenz ändert; und die Anzeigevorrichtung anzeigt, ob der Messungs-Einführungszustand unzureichend oder zu groß ist bezüglich des Berechnungs-Einführungszustands, und ob der Messungs-Einführungszustand in den geeigneten Bereich fällt oder außerhalb des geeigneten Bereichs liegt.
Einführvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die charakteristischen Informationen mindestens einen Viskositätswiderstand, eine Biegesteifigkeit des flexiblen Tubus und einen Reibungskoeffizienten zwischen dem Subjekt und dem Tubus umfassen.
Einführvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Eingabeeinheit für charakteristische Informationen die charakteristischen Informationen in die Betriebszustands-Berechnungseinheit und die Einführungszustands-Berechnungseinheit durch eine Bedienung bezüglich der Eingabeeinheit für charakteristische Informationen eingibt, oder wenn die Einführvorrichtung aktiviert ist, die in der Eingabeeinheit für charakteristische Informationen vorgespeicherten charakteristischen Informationen in die Betriebszustands-Berechnungseinheit und die Einführungszustands-Berechnungseinheit eingibt.
Einführvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Bestimmungseinheit für einen bestimmten Punkt den bestimmten Punkt durch eine Operation bezüglich der Bestimmungseinheit für einen bestimmten Punkt bestimmt, oder als bestimmten Punkt eine Position bestimmt, an der die Einführungszustands-Messeinheit angeordnet ist.
Einführvorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Berechnungs-Einführungszustand und der Messungs-Einführungszustand eine Einführungskraft oder eine Geschwindigkeit in einer Einführungsrichtung des flexiblen Tubus umfassen.
Einführvorrichtung nach Anspruch 3, wobei: die Einführungszustands-Messeinheit an einer Stelle des flexiblen Tubus angeordnet ist, die von einem Bediener gegriffen wird, oder in einem Handschuh angeordnet ist, der eine Hand des Bedieners bedeckt, der den Tubus greift, und die Messung in einer Position durchführt an der er angeordnet ist; und die Einführungszustands-Messeinheit einen Kraftsensor oder einen Drehmomentsensor oder einen Dehnungssensor oder einen Beschleunigungssensor oder ei-nen Positionssensor aufweist.
Einführvorrichtung nach Anspruch 3, umfassend: einen Abschnitt mit verstellbarer Steifigkeit, der eine Biegesteifigkeit des flexiblen Tubus ändert; und eine Steifigkeits-Steuereinheit, die eine Änderung der Biegesteifigkeit steuert, die von dem Abschnitt mit verstellbarer Steifigkeit ausgeführt wird; wobei: der Tubus in Segmente unterteilt ist, die hintereinander entlang der Richtung der Mittelachse des flexiblen Tubus angeordnet sind; der Abschnitt mit verstellbarer Steifigkeit die Biegesteifigkeit auf einer Segment-für-Segment-Basis ändert; die Zustands-Berechnungseinheit die Forminformationen von jedem der Segmente auf der Grundlage der Zustandsinformationen berechnet; und die Steifigkeits-Steuereinheit die Biegesteifigkeit für jedes der Segmente auf der Grundlage der Forminformationen berechnet, und einen berechneten Wert der Biegesteifigkeit als charakteristische Information in die Eingabeeinheit für charakteristische Informationen eingibt.