JP2003075133A - Flexible endoscope device - Google Patents
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- JP2003075133A JP2003075133A JP2001262594A JP2001262594A JP2003075133A JP 2003075133 A JP2003075133 A JP 2003075133A JP 2001262594 A JP2001262594 A JP 2001262594A JP 2001262594 A JP2001262594 A JP 2001262594A JP 2003075133 A JP2003075133 A JP 2003075133A
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- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
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- A61B1/0005—Display arrangement combining images e.g. side-by-side, superimposed or tiled
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- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
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- A61B1/009—Flexible endoscopes with bending or curvature detection of the insertion part
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、胃腸内等を観察
するための可撓性内視鏡装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】胃腸内等に挿入される可撓性内視鏡装置
は、胃腸等の内壁に沿って自由に屈曲するフレキシブル
な挿入部可撓管を有しており、挿入部可撓管の屈曲状態
を体外から把握するのは困難である。
【０００３】そのため、挿入部可撓管が胃腸に対してど
のような挿入状態にあるのか判断がつかなくなったり、
次の挿脱操作をどのようにすればよいか判断できなくな
ってしまう場合がある。
【０００４】そこで、Ｘ線透視を行えば挿入部可撓管の
屈曲状態を透視することができるが、Ｘ線照射は厚い鉛
壁等で囲まれた特別の室内で行う必要があるだけでな
く、連続的なＸ線透視は放射線被爆の問題があり、人体
に非常に悪い影響を与える恐れがある。
【０００５】そこで、内視鏡の挿入部の先端に磁界発生
部材を取り付け、その磁界発生部材の位置を人体外に配
置された磁気センサーにより検出して、体内にある挿入
部の先端の位置をモニター画面に表示するようにしたも
のがある（特許第２９５９７２３号）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述のように
挿入部の先端に取り付けられた磁界発生部材の位置を検
出する装置では、挿入部先端の位置が分かるだけで挿入
部可撓管の屈曲状態は分からず、しかもそのような装置
では外来ノイズの影響を受け易く、良好な状態で位置検
出を継続できない場合が少なくない。
【０００７】そこで、本発明の発明者等は、曲げられた
角度の大きさに対応して光の伝達量が変化する曲がり検
出部を有する複数のフレキシブルな曲がり検出用光ファ
イバーを挿入部可撓管に取り付け、各曲がり検出用光フ
ァイバーの光伝達量から各曲がり検出部が位置する部分
における挿入部可撓管の屈曲状態を検出して、その屈曲
状態をモニター画面に表示するようにした可撓性内視鏡
装置を発明して先に特許出願してある（特願２００１−
５３７１５）。
【０００８】本発明はその改良発明であり、曲がり検出
用光ファイバーの配置に必要なスペースを大幅に狭める
ことにより、挿入部可撓管を細く形成して内視鏡として
の挿入性を高めることができる可撓性内視鏡装置を提供
することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の可撓性内視鏡装置は、フレキシブルな挿入
部可撓管を有する可撓性内視鏡装置であって、曲げられ
た角度の大きさに対応して光の伝達量が変化する曲がり
検出部を有する複数のフレキシブルな曲がり検出用光フ
ァイバーが挿入部可撓管に沿って配置され、各曲がり検
出用光ファイバーの光伝達量から各曲がり検出部が位置
する部分における挿入部可撓管の屈曲状態を検出して、
挿入部可撓管の屈曲状態をモニター画面に表示するよう
にした可撓性内視鏡装置において、曲がり検出用光ファ
イバーの先端面に、基端側から曲がり検出用光ファイバ
ー内を通って送られてきた光を曲がり検出用光ファイバ
ー内に送り返すように反射する先端反射面を設けたもの
である。
【００１０】
【発明の実施の形態】図面を参照して本発明の実施例を
説明する。図２は可撓性内視鏡装置の全体構成を示して
おり、操作部２の下端に挿入部可撓管１の基端が連結さ
れ、挿入部可撓管１の先端付近の部分は、操作部２に配
置された操作ノブ３を回転操作することによって任意の
方向に屈曲する湾曲部１ａになっている。
【００１１】挿入部可撓管１の先端には、観察窓等が配
置された先端部本体４が連結されており、先端部本体４
に内蔵された固体撮像素子（図示せず）で撮像された内
視鏡観察像の映像信号が、操作部２から延出する映像信
号線６により外部のビデオプロセッサ７に送られ、内視
鏡観察画像が観察画像用モニター８に表示される。
【００１２】挿入部可撓管１には、操作部２の前面の延
長方向（即ち、観察画面における上方向）の位置に、後
述する複数の曲がり検出用光ファイバーが配置されたフ
レキシブルな合成樹脂製の帯状部材２０が取り付けられ
ていて、その基端部が光信号入出力装置３０に接続され
ている。
【００１３】また、光信号入出力装置３０の信号出力線
がコンピュータ４０に接続され、そのコンピュータ４０
には、ブラウン管又は液晶等を用いて画像表示を行う挿
入状態表示用モニター４１が接続されている。
【００１４】図１は、挿入部可撓管１の先端付近を示し
ており、先端部本体４の先端面に観察窓１１、照明窓１
２、処置具突出口１３等が配置され、照明窓１２から放
射された照明光により照明された被写体が、観察窓１１
内に配置された対物光学系（図示せず）により固体撮像
素子の撮像面に結像する。
【００１５】帯状部材２０は、挿入部可撓管１の「上方
向」の外表面に密着して挿入部可撓管１の軸線と平行方
向に配置されていて、例えばその外側から挿入部可撓管
１と共に熱収縮チューブによって包み込まれて押圧固定
されている。
【００１６】複数の曲がり検出用光ファイバー２１は先
端位置を順に変えて、挿入部可撓管１の軸線と平行方向
に真っ直ぐに配置されていて、各曲がり検出用光ファイ
バー２１の先端近傍に曲がり検出部２２が形成されてい
る。曲がり検出部２２は挿入部可撓管１の全長にわたっ
て例えば５〜３０個程度配置されている。
【００１７】曲がり検出部２２は、プラスチック製のコ
アにクラッドが被覆された曲がり検出用光ファイバー２
１の途中の部分に、光吸収部分が所定の方向（例えば上
方向又は下方向）にだけ形成されたものであり、曲がり
検出部２２が曲げられた程度に対応して光の伝達量が変
化するので、それを検出することによって曲がり検出部
２２が配置された部分の曲がり角度を検出することがで
きる。
【００１８】その原理については米国特許第５６３３４
９４号等に記載されている通りであるが、以下に簡単に
説明をする。図３において、２１ａと２１ｂは、一本の
曲がり検出用光ファイバー２１のコアとクラッドであ
り、曲がり検出部２２には、コア２１ａ内を通過してき
た光をコア２１ａ内に全反射せずに吸収してしまう光吸
収部２２ａが、クラッド２１ｂの特定方向（ここでは
「下方向」）の部分に形成されている。
【００１９】すると、図４に示されるように、曲がり検
出用光ファイバー２１が上方向に曲げられると、コア２
１ａ内を通る光のうち光吸収部２２ａにあたる光の量
（面積）が増えるので、曲がり検出用光ファイバー２１
の光伝達量が減少する。
【００２０】逆に、図５に示されるように、曲がり検出
用光ファイバー２１が下方向に曲げられると、コア２１
ａ内を通る光のうち光吸収部２２ａにあたる光の量（面
積）が減少するので、曲がり検出用光ファイバー２１の
光伝達量が増加する。
【００２１】このような、光吸収部２２ａにおける曲が
り検出用光ファイバー２１の曲がり量と光伝達量とは一
定の関係（例えば一次関数的関係）になるので、曲がり
検出用光ファイバー２１の光伝達量を検出することによ
り、光吸収部２２ａが形成されている曲がり検出部２２
部分の曲がり角度を検出することができる。
【００２２】したがって、挿入部可撓管１の軸線方向に
間隔をあけて複数の曲がり検出部２２が配列されている
場合には、各曲がり検出部２２間の間隔と検出された各
曲がり検出部２２の曲がり角度から、挿入部可撓管１全
体の上下方向の屈曲状態を検出することができる。
【００２３】そして、図６に略示されるように、上述の
ような曲がり検出部２２と並列にさらに第２の曲がり検
出部２２′を配置して、横に並んだ二つの曲がり検出部
２２，２２′の光伝達量を比較すれば、左右方向に捩れ
がない場合には双方の光伝達量に差がなく、左右方向の
捩れ量に応じて双方の光伝達量の差が大きくなる。
【００２４】したがって、各曲がり検出部２２，２２′
の光伝達量を計測してその計測値を比較することによ
り、曲がり検出部２２，２２′が配置された部分の左右
方向の捩れ量を検出することができる。この原理は、米
国特許第６１２７６７２号等に記載されている通りであ
る。
【００２５】したがって、複数の曲がり検出部２２を挿
入部可撓管１の軸線方向に所定の間隔で配置すると共
に、それと並列に第２の複数の曲がり検出部２２′を配
置して、各曲がり検出部２２，２２′における光伝達量
を検出、比較することにより挿入部可撓管１全体の三次
元の屈曲状態を検出することができる。
【００２６】そのような米国特許第６１２７６７２号等
に記載された発明では、各曲がり検出用光ファイバー２
１は先端部分で曲げ戻されていて、一端側から光が入射
されて他端側から射出されるようになっている。
【００２７】しかし本発明においては、図７に示される
ように、曲がり検出用光ファイバー２１の先端面に、基
端側から曲がり検出用光ファイバー２１内を通って送ら
れてきた光を曲がり検出用光ファイバー２１内に送り返
すように反射する先端反射面２３が形成されている。先
端反射面２３は、コーティング、メッキ、鏡面部材接合
等によって形成することができる。
【００２８】したがって、各曲がり検出用光ファイバー
２１は挿入部可撓管１の軸線と平行方向に単純に真っ直
ぐ配置されているだけであり、曲がり検出部２２を通過
して曲がり検出用光ファイバー２１の先端に達した光
は、先端反射面２３により反射されて曲がり検出用光フ
ァイバー２１内に戻され、曲がり検出部２２を再び通過
して入射端である基端側の端面から射出される。
【００２９】そのような曲がり検出用光ファイバー２１
は、曲がり検出部２２が帯状部材２０の長手方向に一定
の間隔で位置するように帯状部材２０に取り付けられ、
さらに、各曲がり検出部２２の横に第２の曲がり検出部
２２′が並ぶように、第２の曲がり検出用光ファイバー
２１′の群が第１の曲がり検出用光ファイバー２１の群
と並んで帯状部材２０に取り付けられている。２３′
は、第２の曲がり検出用光ファイバー２１′の先端反射
面である。
【００３０】図８は、光信号入出力装置３０を示してお
り、発光ダイオード３１からの射出光が曲がり検出用光
ファイバー２１，２１′に入射される。また、先端反射
面２３，２３′で反射されて戻ってきた光がその曲がり
検出用光ファイバー２１，２１′の入射端面と同じ端面
から射出され、ビームスプリッタ３９で曲げられて、光
の強度レベルを電圧レベルに変換して出力するフォトダ
イオード３３により受光され、各フォトダイオード３３
からの出力が、デジタル信号化されてコンピュータ４０
に送られる。
【００３１】このように構成された可撓性内視鏡装置の
挿入部可撓管１が体内に挿入される際には、図９に示さ
れるように、挿入部案内部材５０が体内への入口部分
（例えば口又は肛門）に取り付けられて、挿入部可撓管
１はその挿入部案内部材５０内を通される。
【００３２】そこで、挿入部案内部材５０に挿入部可撓
管１の挿入長（即ち、挿入部案内部材５０に対する通過
長）Ｌを検出するためのエンコーダ６０等が設けられて
いて、エンコーダ６０からの出力信号がコンピュータ４
０に送られるようになっている。
【００３３】図１０は、そのような挿入部案内部材５０
の一例を示しており、圧縮コイルスプリング５２によっ
て付勢された複数の回転自在な球状部材５１が、挿入部
可撓管１を周囲から挟み付ける状態に配置されている。
【００３４】したがって、各球状部材５１は挿入部可撓
管１の挿入長Ｌに比例して回転し、球状部材５１のうち
の一つに、挿入部可撓管１の挿入長Ｌに比例する数のパ
ルスを出力するエンコーダ６０が連結されている。
【００３５】ただし、挿入部案内部材５０における挿入
部可撓管１の挿入長Ｌの検出は、例えば特開昭５６−９
７４２９号や特開昭６０−２１７３２６号等に記載され
ているように、挿入部可撓管１の表面からの光反射等を
利用してもよく、その他の手段によっても差し支えな
い。
【００３６】このようにして、図９に示されるように、
コンピュータ４０には光信号入出力装置３０とエンコー
ダ６０から挿入部可撓管１の屈曲状態検出信号と挿入長
検出信号が入力し、挿入部案内部材５０の画像５０′
と、挿入部可撓管１の屈曲状態を示す画像１′が挿入状
態表示用モニター４１に表示される。
【００３７】このとき、挿入部案内部材５０の画像５
０′の表示位置を挿入状態表示用モニター４１上におい
て固定し、それより前方に挿入された部分の挿入部可撓
管１の屈曲状態を示す画像１′を、挿入部可撓管１の変
化に合わせてリアルタイムで変化させることにより、体
内における挿入部可撓管１の状態を容易に把握すること
ができる。
【００３８】図１１は、そのような画像を挿入状態表示
用モニター４１に表示させるためのコンピュータ４０の
ソフトウェアの内容の概略を示すフロー図であり、図中
のＳはステップを示す。
【００３９】挿入状態表示用モニター４１に正確な屈曲
状態を表示させるためには、まず挿入部可撓管１を体内
に挿入する前に、実際に用いられる内視鏡の挿入部可撓
管１の屈曲角度と曲がり検出用光ファイバー２１から得
られる検出信号とを対比させるキャリブレーションを行
っておくことが好ましい（Ｓ１）。
【００４０】そして、挿入部可撓管１を体内に挿入した
ら、エンコーダ６０から挿入部１の挿入長Ｌの検出信号
を入力して（Ｓ２）、挿入部案内部材５０が挿入部可撓
管１のどの位置にあるかを算出する（Ｓ３）。
【００４１】次いで、各曲がり検出用光ファイバー２１
からの検出信号Ｖ1 …を入力して（Ｓ４）、その検出信
号Ｖ1 …をキャリブレーションデータに基づいて曲がり
角度に変換し（Ｓ５）、各曲がり検出部２２部分の曲が
り角度から、三次元座標上における各曲がり検出部２２
の位置を算出する（Ｓ６）。
【００４２】そして、挿入状態表示用モニター４１にお
いて挿入部案内部材５０の像５０′の位置を動かさない
ようにして、各曲がり検出部２２の位置を滑らかに結ん
で表示することにより挿入部可撓管１の屈曲状態が表示
され（Ｓ７）、Ｓ２へ戻ってＳ２〜Ｓ７を繰り返す。
【００４３】このような表示を行う際、挿入状態表示用
モニター４１における表示は二次元画像であるが、各曲
がり検出部２２の位置についての三次元データが得られ
ているので、「上方向」だけでなく任意の回転方向にお
ける挿入部可撓管１の屈曲状態を表示させることができ
る。
【００４４】なお、挿入部案内部材５０の球状部材５１
から挿入部可撓管１の軸線周りの回転方向を検出して、
挿入部可撓管１の軸線周りの回転量に対応して挿入状態
表示用モニター４１の表示像を回転させれば、挿入状態
表示用モニター４１に患者の身体の向きが固定されたか
のごとく画像表示させることができる。
【００４５】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、例えば図１２に示されるように、一つの発
光ダイオード３１からの射出光をビームスプリッタ３９
によって分岐して複数の曲がり検出用光ファイバー２１
に入射させてもよく、フォトダイオード３３をリニアー
センサー等によって１個にしてもよい。
【００４６】また、帯状部材２０は挿入部可撓管１内に
配置してもよく、曲がり検出用光ファイバー２１を挿入
部可撓管１やその内蔵物等に取り付けて帯状部材２０を
省いても差し支えない。
【００４７】
【発明の効果】本発明によれば、曲がり検出用光ファイ
バーの先端面に、基端側から曲がり検出用光ファイバー
内を通って送られてきた光を反射して基端側に向かって
送り返す先端反射面を設けたことにより、曲がり検出用
光ファイバーは、曲げ戻す必要がなくて単純に真っ直ぐ
に配置すれば済むので、曲がり検出用光ファイバーの配
置に必要なスペースが大幅に狭まり、挿入部可撓管を細
く形成して内視鏡としての挿入性を高めることができ
る。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION [0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a flexible endoscope for observing the inside of the GI and the like. 2. Description of the Related Art A flexible endoscope apparatus to be inserted into the gastrointestinal tract or the like has a flexible insertion section flexible tube that bends freely along the inner wall of the stomach and the like. It is difficult to grasp the bending state of the flexible tube from outside the body. For this reason, it is difficult to determine what kind of insertion state the flexible tube is inserted into the gastrointestinal tract,
In some cases, it may not be possible to determine how to perform the next insertion / removal operation. [0004] Therefore, if the X-ray fluoroscopy is performed, the bent state of the flexible tube of the insertion portion can be fluoroscopy, but the X-ray irradiation must be performed in a special room surrounded by a thick lead wall or the like. However, continuous fluoroscopy has the problem of radiation exposure and can have a very bad effect on the human body. Therefore, a magnetic field generating member is attached to the distal end of the insertion portion of the endoscope, and the position of the magnetic field generating member is detected by a magnetic sensor arranged outside the human body, and the position of the distal end of the insertion portion inside the body is determined. There is one that is displayed on a monitor screen (Japanese Patent No. 2959723). However, in the device for detecting the position of the magnetic field generating member attached to the distal end of the insertion portion as described above, the insertion portion is flexible only by knowing the position of the distal end of the insertion portion. The bending state of the tube is not known, and such a device is susceptible to external noise, and the position detection cannot be continued in a good state in many cases. Therefore, the inventors of the present invention have proposed a plurality of flexible bend detecting optical fibers having a bend detecting portion having a bend detecting portion in which the amount of transmitted light changes according to the angle of the bent portion. And the bending state of the insertion section flexible tube in the portion where each bending detection section is located is detected from the light transmission amount of each bending detection optical fiber, and the bending state is displayed on a monitor screen. A patent application has been filed for inventing an endoscope apparatus (Japanese Patent Application No. 2001-2001).
53715). The present invention is an improvement of the present invention, in which the space required for disposing the bend detecting optical fiber is greatly reduced, so that the insertion tube as a flexible tube can be formed thin to enhance the insertability as an endoscope. It is an object of the present invention to provide a flexible endoscope device that can be used. In order to achieve the above object, a flexible endoscope apparatus according to the present invention is a flexible endoscope apparatus having a flexible insertion section flexible tube. A plurality of flexible bend detecting optical fibers having a bend detecting unit whose light transmission amount changes according to the angle of the bent angle are arranged along the insertion unit flexible tube, and each of the bend detecting optical fibers Detecting the bending state of the insertion portion flexible tube in the portion where each bending detection unit is located from the light transmission amount of,
In a flexible endoscope apparatus in which the bending state of the insertion portion flexible tube is displayed on a monitor screen, the bending end is sent from the base end side into the bending detection optical fiber to the distal end surface of the bending detection optical fiber. This is provided with a front-end reflecting surface for reflecting the bent light back into the bending detection optical fiber. Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 2 shows the entire configuration of the flexible endoscope apparatus. The proximal end of the flexible tube 1 is connected to the lower end of the operation unit 2. The bending portion 1a is bent in an arbitrary direction by rotating the operation knob 3 disposed on the operation portion 2. A distal end body 4 in which an observation window and the like are arranged is connected to the distal end of the insertion section flexible tube 1.
A video signal of an endoscope observation image picked up by a solid-state image pickup device (not shown) built in the camera is sent to an external video processor 7 by a video signal line 6 extending from the operation unit 2, The observation image is displayed on the observation image monitor 8. The flexible tube 1 is made of a flexible synthetic resin in which a plurality of bend detecting optical fibers, which will be described later, are disposed in a position extending in the front direction of the operation unit 2 (ie, upward in the observation screen). Is attached, and its base end is connected to the optical signal input / output device 30. The signal output line of the optical signal input / output device 30 is connected to a computer 40, and the computer 40
Is connected to an insertion state display monitor 41 for displaying an image using a cathode ray tube or a liquid crystal. FIG. 1 shows the vicinity of the distal end of the flexible tube 1 of the insertion portion.
2. The treatment tool projecting port 13 and the like are arranged, and the subject illuminated by the illumination light radiated from the illumination window 12
An image is formed on an imaging surface of a solid-state imaging device by an objective optical system (not shown) disposed in the inside. The strip-shaped member 20 is disposed in close contact with the outer surface of the insertion section flexible tube 1 in the “upward direction” and in a direction parallel to the axis of the insertion section flexible tube 1. The heat-shrinkable tube is wrapped together with the flexible tube 1 and is pressed and fixed. The plurality of bend detecting optical fibers 21 are arranged in a straight line in a direction parallel to the axis of the flexible tube 1 with the end positions thereof being changed in order, and a bend detecting portion is provided near the end of each bend detecting optical fiber 21. 22 are formed. For example, about 5 to 30 bend detectors 22 are arranged over the entire length of the insertion section flexible tube 1. The bending detecting section 22 is a bending detecting optical fiber 2 having a plastic core covered with a clad.
A light absorbing portion is formed only in a predetermined direction (for example, upward or downward) in the middle part of 1, and the light transmission amount changes according to the degree to which the bend detecting unit 22 is bent. Therefore, by detecting this, it is possible to detect the bending angle of the portion where the bending detecting unit 22 is disposed. The principle is described in US Pat.
As described in No. 94, etc., it will be briefly described below. In FIG. 3, reference numerals 21a and 21b denote a core and a clad of one bend detecting optical fiber 21, and the bend detecting unit 22 absorbs light passing through the core 21a without totally reflecting the light into the core 21a. The light absorbing portion 22a that is formed is formed in a portion of the clad 21b in a specific direction (here, “downward”). Then, as shown in FIG. 4, when the bending detection optical fiber 21 is bent upward, the core 2 is bent.
Since the amount (area) of light falling on the light absorbing portion 22a among the light passing through the inside 1a increases, the bending detection optical fiber 21
Of the light is reduced. Conversely, as shown in FIG. 5, when the bending detection optical fiber 21 is bent downward, the core 21 is bent.
Since the amount (area) of light that falls on the light absorbing portion 22a among the light passing through the inside a decreases, the amount of light transmitted by the bend detection optical fiber 21 increases. Since the amount of bending of the optical fiber 21 for bending detection in the light absorbing portion 22a and the amount of light transmission have a fixed relationship (for example, a linear function relationship), the amount of light transmission of the optical fiber 21 for bending detection is reduced. By detecting, the bending detecting unit 22 in which the light absorbing unit 22a is formed
The bending angle of the part can be detected. Therefore, when a plurality of bend detectors 22 are arranged at intervals in the axial direction of the flexible tube 1 of the insertion portion, the interval between the bend detectors 22 and each of the detected bend detectors are determined. From the bending angle of 22, the vertical bending state of the entire insertion portion flexible tube 1 can be detected. As shown schematically in FIG. 6, a second bend detecting section 22 'is further arranged in parallel with the above-described bend detecting section 22, and the two bend detecting sections 22, Comparing the light transmission amounts of 22 ', when there is no twist in the left and right direction, there is no difference between the two light transmission amounts, and the difference between the two light transmission amounts increases according to the twist amount in the left and right direction. Therefore, each of the bend detecting sections 22, 22 '
By measuring the amount of light transmission of the optical fiber and comparing the measured values, it is possible to detect the amount of twist in the left-right direction of the portion where the bend detecting units 22 and 22 'are arranged. This principle is as described in US Pat. No. 6,127,672 and the like. Therefore, the plurality of bend detecting portions 22 are arranged at predetermined intervals in the axial direction of the insertion portion flexible tube 1, and the second plurality of bend detecting portions 22 'are arranged in parallel with the plurality of bend detecting portions 22. The three-dimensional bending state of the entire flexible tube 1 can be detected by detecting and comparing the light transmission amounts of the detection units 22 and 22 ′. In the invention described in US Pat. No. 6,127,672 or the like, each of the bend detecting optical fibers 2
Numeral 1 is bent back at the tip so that light is incident from one end and emitted from the other end. However, in the present invention, as shown in FIG. 7, the light transmitted from the base end through the inside of the bend detecting optical fiber 21 is applied to the distal end surface of the bend detecting optical fiber 21. A front-end reflecting surface 23 is formed to reflect the light so as to be returned into the inside 21. The tip reflecting surface 23 can be formed by coating, plating, mirror member joining, or the like. Accordingly, each of the bend detecting optical fibers 21 is simply arranged straight in a direction parallel to the axis of the insertion section flexible tube 1, and passes through the bend detecting section 22 to be a tip of the bend detecting optical fiber 21. Is reflected by the distal reflecting surface 23, returned into the bend detecting optical fiber 21, passes through the bend detecting unit 22 again, and is emitted from the proximal end surface which is the incident end. Such an optical fiber 21 for detecting a bend
Is attached to the belt-like member 20 so that the bend detection unit 22 is located at a constant interval in the longitudinal direction of the belt-like member 20,
Further, a group of second bending detecting optical fibers 21 ′ is arranged alongside the first group of bending detecting optical fibers 21 so that the second bending detecting units 22 ′ are arranged beside the respective bending detecting units 22. 20. 23 '
Is a reflecting surface at the tip of the second bend detecting optical fiber 21 '. FIG. 8 shows an optical signal input / output device 30, in which light emitted from a light emitting diode 31 is incident on bending detection optical fibers 21, 21 '. Further, the light reflected by the front-end reflecting surfaces 23 and 23 ′ is returned from the same end surface as the incident end surface of the bend detecting optical fibers 21 and 21 ′ and is bent by the beam splitter 39 to reduce the light intensity level. The light is received by the photodiodes 33 that convert the voltage to a voltage level and output the light.
Output from the computer 40
Sent to When the insertion tube 1 of the flexible endoscope apparatus thus constructed is inserted into the body, as shown in FIG. 9, the insertion portion guide member 50 is inserted into the body. Attached to the entrance (eg, mouth or anus), the flexible insertion tube 1 is passed through the insertion guide member 50. Therefore, the insertion portion guide member 50 is provided with an encoder 60 for detecting the insertion length L of the insertion portion flexible tube 1 (that is, the length of passage through the insertion portion guide member 50). Output signal of computer 4
0. FIG. 10 shows such an insertion portion guide member 50.
A plurality of rotatable spherical members 51 urged by a compression coil spring 52 are arranged so as to sandwich the flexible tube 1 from the periphery. Accordingly, each of the spherical members 51 rotates in proportion to the insertion length L of the flexible tube 1 in the insertion portion, and one of the spherical members 51 is proportional to the insertion length L of the flexible tube 1 in the insertion portion. An encoder 60 that outputs a number of pulses is connected. However, the detection of the insertion length L of the insertion section flexible tube 1 in the insertion section guide member 50 is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-9 / 1981.
As described in US Pat. No. 7,429 or JP-A-60-217326, light reflection from the surface of the flexible tube 1 may be used, or other means may be used. Thus, as shown in FIG.
The bending state detection signal and the insertion length detection signal of the insertion section flexible tube 1 are input to the computer 40 from the optical signal input / output device 30 and the encoder 60, and an image 50 ′ of the insertion section guide member 50 is input.
Then, an image 1 ′ showing the bending state of the insertion section flexible tube 1 is displayed on the insertion state display monitor 41. At this time, the image 5 of the insertion portion guide member 50
The display position of 0 'is fixed on the insertion state display monitor 41, and the image 1' showing the bending state of the insertion portion flexible tube 1 in the portion inserted in front of it is displayed as a change in the insertion portion flexible tube 1. , The state of the insertion portion flexible tube 1 in the body can be easily grasped. FIG. 11 is a flowchart showing an outline of software contents of the computer 40 for displaying such an image on the insertion state display monitor 41, and S in the figure indicates a step. In order to display the accurate bent state on the insertion state display monitor 41, first, before inserting the flexible tube 1 of the insertion section into the body, the flexible tube 1 of the endoscope actually used is used. It is preferable to perform a calibration for comparing the bending angle of the optical fiber with the detection signal obtained from the bending detection optical fiber 21 (S1). When the insertion section flexible tube 1 is inserted into the body, a detection signal of the insertion length L of the insertion section 1 is input from the encoder 60 (S2), and the insertion section guide member 50 causes the insertion section flexible tube 1 to be inserted. Is calculated (S3). Next, each bend detecting optical fiber 21
Detection signal V 1 ... by entering from (S4), and converts the detection signal V 1 ... the skew angle based on the calibration data (S5), the bending angle of the bending detection section 22 portion, three-dimensional Each bend detection unit 22 on coordinates
Is calculated (S6). Then, the position of the image 50 'of the insertion portion guide member 50 is not moved on the insertion state display monitor 41, and the positions of the respective bending detecting portions 22 are smoothly connected to be displayed. The bent state of the tube 1 is displayed (S7), the process returns to S2, and S2 to S7 are repeated. When such display is performed, the display on the insertion state display monitor 41 is a two-dimensional image. However, since three-dimensional data on the position of each bend detecting unit 22 has been obtained, "upward" In addition, it is possible to display the bending state of the insertion portion flexible tube 1 in an arbitrary rotation direction. The spherical member 51 of the insertion portion guide member 50
From the rotation direction around the axis of the flexible tube 1
If the display image of the insertion state display monitor 41 is rotated in accordance with the amount of rotation of the insertion section flexible tube 1 around the axis, the image is displayed on the insertion state display monitor 41 as if the orientation of the patient's body was fixed. Can be done. The present invention is not limited to the above embodiment. For example, as shown in FIG.
A plurality of bend detecting optical fibers 21
And the number of photodiodes 33 may be reduced to one by a linear sensor or the like. Further, the band-shaped member 20 may be arranged in the flexible tube 1 of the insertion portion, and the band-shaped member 20 may be omitted by attaching the bend detecting optical fiber 21 to the flexible tube 1 of the insertion portion or its built-in member. No problem. According to the present invention, the light transmitted from the base end side through the inside of the bend detecting optical fiber is reflected on the distal end face of the bend detecting optical fiber, and is reflected toward the base end side. By providing a reflective surface at the tip, the bend detection optical fiber does not need to be bent back and can be simply placed straight, so the space required for the bend detection optical fiber is greatly reduced, and the insertion section can be used. The flexible tube can be formed thin to enhance the insertability of the endoscope.
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の可撓性内視鏡装置の挿入部可
撓管の先端付近の斜視図である。
【図２】本発明の実施例の可撓性内視鏡装置の全体構成
（挿入部案内部材を除く）の略示図である。
【図３】本発明の実施例に用いられる曲がり検出用光フ
ァイバーの曲がり検出部の略示断面図である。
【図４】本発明の実施例に用いられる曲がり検出用光フ
ァイバーの曲がり検出部が屈曲した状態の略示断面図で
ある。
【図５】本発明の実施例に用いられる曲がり検出用光フ
ァイバーの曲がり検出部が逆方向に屈曲した状態の略示
断面図である。
【図６】本発明の実施例に用いられる曲がり検出用光フ
ァイバーによる三次元の屈曲状態検出の原理を説明する
ための略示図である。
【図７】本発明の実施例の曲がり検出用光ファイバーが
取り付けられた帯状部材の平面図である。
【図８】本発明の実施例の光信号入出力装置の略示図で
ある。
【図９】本発明の実施例の可撓性内視鏡装置の使用状態
の全体構成を示す略示図である。
【図１０】本発明の実施例の挿入部案内部材の正面断面
図である。
【図１１】本発明の実施例のコンピュータのソフトウェ
アの内容を略示するフロー図である。
【図１２】本発明の第２の実施例の光信号入出力装置の
略示図である。
【符号の説明】
１ 挿入部可撓管
１′ 挿入部可撓管の屈曲状態の画像
２０ 帯状部材
２１，２１′ 曲がり検出用光ファイバー
２２，２２′ 曲がり検出部
２３，２３′ 先端反射面
３０ 光信号入出力装置
３１ 発光ダイオード
３３ フォトダイオード
３９ ビームスプリッタ
４０ コンピュータ
４１ 挿入状態表示用モニター
５０ 挿入部案内部材BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view of the vicinity of a distal end of a flexible tube of an insertion portion of a flexible endoscope apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic view of the entire configuration (excluding an insertion portion guide member) of the flexible endoscope apparatus according to the embodiment of the present invention. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a bend detection unit of a bend detection optical fiber used in an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a state in which a bend detection unit of a bend detection optical fiber used in an embodiment of the present invention is bent. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a state in which a bend detecting unit of a bend detecting optical fiber used in an embodiment of the present invention is bent in a reverse direction. FIG. 6 is a schematic diagram for explaining the principle of three-dimensional bending state detection using the bending detection optical fiber used in the embodiment of the present invention. FIG. 7 is a plan view of a belt-like member to which the optical fiber for bending detection according to the embodiment of the present invention is attached. FIG. 8 is a schematic diagram of an optical signal input / output device according to an embodiment of the present invention. FIG. 9 is a schematic diagram showing an overall configuration of the flexible endoscope device according to the embodiment of the present invention in a use state. FIG. 10 is a front sectional view of an insertion portion guide member according to the embodiment of the present invention. FIG. 11 is a flowchart schematically illustrating software contents of a computer according to the embodiment of the present invention. FIG. 12 is a schematic diagram of an optical signal input / output device according to a second embodiment of the present invention. DESCRIPTION OF THE SYMBOLS 1 Insertion part flexible tube 1 ′ Image 20 of bent state of insertion part flexible tube Band-shaped members 21, 21 ′ Bend detection optical fibers 22, 22 ′ Bend detection units 23, 23 ′ Tip reflection surface 30 Light Signal input / output device 31 Light emitting diode 33 Photodiode 39 Beam splitter 40 Computer 41 Insertion state display monitor 50 Insertion section guide member
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 7/18 Ｈ０４Ｎ 7/18 Ｍ (72)発明者 炭山 和毅 東京都港区西新橋三丁目25番８号 学校法 人慈恵大学内 (72)発明者 中村 哲也 東京都板橋区前野町２丁目36番９号 旭光 学工業株式会社内 (72)発明者 樽本 哲也 東京都板橋区前野町２丁目36番９号 旭光 学工業株式会社内 (72)発明者 橋山 俊之 東京都板橋区前野町２丁目36番９号 旭光 学工業株式会社内 (72)発明者 川村 素子 東京都板橋区前野町２丁目36番９号 旭光 学工業株式会社内 Ｆターム(参考） 2F065 AA31 AA65 BB12 BB22 CC23 GG07 GG12 QQ03 SS02 2H040 BA21 BA23 DA15 4C061 AA01 BB02 CC06 DD03 FF24 FF46 HH51 JJ17 NN05 WW11 5C022 AA09 AC51 5C054 AA01 AA04 CC02 HA12 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification FI FI Theme Court ゛ (Reference) H04N 7/18 H04N 7/18 M (72) Inventor Kazuki Sumiyama 3-25 Nishishinbashi, Minato-ku, Tokyo No. 8 School Law Jin Jie University (72) Inventor Tetsuya Nakamura 2-36-9 Maeno-cho, Itabashi-ku, Tokyo Asahi Gaku Kogyo Co., Ltd. (72) Inventor Tetsuya Tarumoto 2-36 Maeno-cho, Itabashi-ku, Tokyo No. 9 Asahi Gaku Kogyo Co., Ltd. (72) Inventor Toshiyuki Hashiyama 2-36-9 Maeno-cho, Itabashi-ku, Tokyo Inventor Asahi Gaku Kogyo Co., Ltd. (72) Inventor Motoko Kawamura 2-36, Maeno-cho, Itabashi-ku, Tokyo No. 9 F term in Asahi Kogaku Kogyo Co., Ltd. (reference) 2F065 AA31 AA65 BB12 BB22 CC23 GG07 GG12 QQ03 SS02 2H040 BA21 BA23 DA15 4C061 AA01 BB02 CC06 DD03 FF24 FF46 HH51 JJ17 NN05 WW11 5C022 AA09 A51 A51 AC51 01 AA04 CC02 HA12
Claims (1)
性内視鏡装置であって、曲げられた角度の大きさに対応
して光の伝達量が変化する曲がり検出部を有する複数の
フレキシブルな曲がり検出用光ファイバーが上記挿入部
可撓管に沿って配置され、上記各曲がり検出用光ファイ
バーの光伝達量から上記各曲がり検出部が位置する部分
における上記挿入部可撓管の屈曲状態を検出して、上記
挿入部可撓管の屈曲状態をモニター画面に表示するよう
にした可撓性内視鏡装置において、 上記曲がり検出用光ファイバーの先端面に、基端側から
上記曲がり検出用光ファイバー内を通って送られてきた
光を上記曲がり検出用光ファイバー内に送り返すように
反射する先端反射面を設けたことを特徴とする可撓性内
視鏡装置。Claims: 1. A flexible endoscope device having a flexible insertion portion and a flexible tube, wherein the amount of light transmission changes according to the angle of the bending. A plurality of flexible bend detecting optical fibers having a detecting section are arranged along the insertion section flexible tube, and the insertion section can be inserted at a position where each of the bend detecting sections is located based on the light transmission amount of each of the bend detecting optical fibers. In a flexible endoscope apparatus configured to detect a bending state of a flexible tube and display a bending state of the insertion portion flexible tube on a monitor screen, a distal end surface of the bending detection optical fiber may be disposed on a proximal end side. A flexible endoscope device, comprising: a front end reflecting surface for reflecting light transmitted from the optical fiber through the optical fiber for bending detection to return the optical fiber to the optical fiber for bending detection.
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