JP2007319547A - 回転自走式内視鏡システム - Google Patents

Abstract

【課題】回転自走式内視鏡装置の挿入部、及び機器類に無理な負荷が与えられた場合、これら挿入部、及び機器類の損傷を防止すると共に、安定した挿入性、及び抜去性のある回転自走式内視鏡システムを提供すること。
【解決手段】本発明の回転自走式内視鏡システムは、螺旋形状部５１ａが表面に形成され、長軸回りに回動自在な螺旋管５１を備えた挿入部１０と、上記螺旋管に上記長軸回りの回転駆動力を与える駆動部５９と、上記螺旋管の回転駆動状態を検知する検出装置６５（７５）と、該検出装置の検出結果が入力され、該検出結果に基づいて、上記駆動部を制御する制御装置３，６６と、を備えたことを特徴とする。
【選択図】図１３

Description

本発明は、体腔内に挿入される挿入部に推進力が与えられる回転筒体を備えた回転自走式内視鏡に関する。

周知のように、内視鏡は、医療、工業等の各種分野において、管内等の直接目視することができない部位を観察する目的で広く用いられており、一般に、被検部位へ挿入する細長の挿入部を備えて構成されている。

このような内視鏡には、種々多様な構造のものが知られている。一例を挙げると、経肛門により大腸内へ挿入部の挿入を行う内視鏡において、挿入部の外周に、螺旋形状部を備えた軸回りに回動自在な回転筒体を設け、該回転筒体をモータ等で回転させることにより、螺旋形状部と腸壁との間に発生する摩擦を利用して、大腸内への挿入部の挿入を、ねじ作用により自動的に行うことができる回転自走式内視鏡が知られている。
このように、回転部材と体腔内の組織との摩擦を利用して、内視鏡等の医療用具を体腔内に挿入していく技術は、例えば特許文献１に開示されている。特許文献１には、生体管の深部まで容易に、且つ低侵襲の医療機器を誘導し得る、医療機器の推進装置が示されている。

この推進装置では、回転部材に、この回転部材の軸方向に対して斜めのリブが設けてある。このため、回転部材を回転動作させることにより、回転部材の回転力がリブによって推進力に変換され、推進装置に連結されている医療機器が推進力によって、深部方向に移動される。

このような技術を利用した内視鏡には種々のタイプのものがあるが、一例を挙げれば、経肛門により大腸内へ挿入を行うようになされた内視鏡において、挿入部の外周側に、軸回りに回動可能な可撓性を有する回転筒体を設けて、該回転筒体を回転させることにより、体腔内への挿入を自動的に行うことができるようにした回転自走式内視鏡装置がある。また、回転筒体は、体腔内に挿入するために長尺であり、その材質に回転伝達性の良い金属が用いられる。
特開平１０−１１３３９６号公報

しかしながら、上記回転筒体は、回転時に外周面と体腔壁との摩擦が増大すると、モータからの回転伝達が妨げられ、挿入部の挿入性が低下する場合がある。

このとき、モータから所定のトルクで回転力を与えられている回転筒体には、回転の妨げに応じて、内部に捻り応力が発生する。そのため、このように回転が妨げられた回転筒体は、モータからの回転トルクに対応する捻り応力を受けて内部に発生するせん断力がかかり、変形したり、損傷したりする可能性がある。さらに、このような状態では、回転筒体を回転させるモータなどの機器類にも、負荷がかかり故障の原因となる問題がある。

また、回転筒体の回転が妨げられると、回転自走式内視鏡装置は、体腔内に対する挿入部の挿入性、及び抜去性が低減し、患者に負担を与えたり、内視鏡検査に時間を要するなどの不具合が発生する問題がある。

そこで、本発明は問題に鑑みてなされたものであり、回転自走式内視鏡装置の挿入部、及び機器類に無理な負荷が与えられた場合、これら挿入部、及び機器類の損傷を防止すると共に、安定した挿入性、及び抜去性のある回転自走式内視鏡システムを提供することを目的にしている。

上記目的を達成すべく、本発明の回転自走式内視鏡システムは、螺旋形状部が表面に形成され、長軸回りに回動自在な螺旋管を備えた挿入部と、上記螺旋管に上記長軸回りの回転駆動力を与える駆動部と、上記螺旋管の回転駆動状態を検知する検出装置と、該検出装置の検出結果が入力され、該検出結果に基づいて、上記駆動部を制御する制御装置と、を備えたことを特徴とする。

本発明の回転自走式内視鏡によれば、挿入部と操作部を着脱自在にし、その挿入部の回転筒体に確実に操作部側から回転駆動力を伝達する回転自走式内視鏡を実現することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

図１〜図１８は、本発明の一実施の形態に係り、図１は回転自走式内視鏡システムの全体構成図、図２は内視鏡の先端部、湾曲部、及び回転筒体の一部を示す断面図、図３は挿入部本体の断面図、図４は操作部側案内管が接続されたコネクタカバーの一部を示す断面図、図５は回転伝達機構を説明するためのコネクタカバーとモータボックスが連結した状態の断面図、図６は挿入補助具の全体構成を示す斜視図、図７は挿入補助具の全体構成を示す部分的な断面図、図８は回転自走式内視鏡システムの電気装置構成、及び回転伝達機構を示すブロック図、図９は図１の収納ケースを示す上面図、図１０は挿入補助具が患者の肛門から直腸へ挿入された状態を示す説明図、図１１は大腸内に挿入された挿入部本体がＳ字状結腸に到達した際の状態を示す説明図、図１２は大腸内に挿入された挿入部本体が盲腸近傍に到達した際の状態を示す説明図、図１３はフォトリフレクタを備えた挿入補助具に挿入部本体が挿通している状態を示す作用を説明する図、図１４は挿入部本体に負荷が与えられていない状態で検出されたフォトリフレクタからの信号を示すグラフ、図１５は挿入部本体に所定の負荷が与えられている状態で検出されたフォトリフレクタからの検出信号を示すグラフ、図１６は挿入部本体の進退が停止している状態で検出されたフォトリフレクタからの信号を示すグラフ、図１７はフォトリフレクタの検出結果に基づいた回転制御装置の制御フローチャート、図１８は変形例を示し、挿入部本体に配設されたリングを説明するための図である。

先ず、図１に基づいて、回転自走式内視鏡システム１の全体構成について説明する。
図１に示すように、回転自走式内視鏡システム（以下、内視鏡システムと略記する）１は、回転自走式内視鏡装置（以下、単に内視鏡と略記する）２と、制御装置３と、モニタ４と、吸引器５と、によって主に構成されている。

内視鏡２は、収納ケース付内視鏡挿入部６と、操作部７と、によって、主に構成されている。
収納ケース付内視鏡挿入部６は、先端から順に、先端硬性部（以下、単に先端部と略記する）８と、湾曲部９と、挿入部本体１０と、回転筒体５１と、挿入補助具１１と、挿入部収納ケース本体（以下、収納ケース本体と略記する）１２と、挿入補助具１１と収納ケース本体１２との間において介装されるコルゲート状のチューブである先端側案内管１３と、操作部７と収納ケース本体１２との間に介装されるコルゲート状のチューブである操作部側案内管１４と、この操作部側案内管１４の一端が連結されたコネクタカバー１５と、から主に構成されている。

操作部７は、収納ケース付内視鏡挿入部６の一部を構成するコネクタカバー１５が着脱自在な回動手段であるモータボックス１６と、把持部１７と、主操作部１８と、から主に構成されている。尚、上述のコネクタカバー１５とモータボックス１６によって、本実施の形態の内視鏡２の連結部が構成され、これらコネクタカバー１５とモータボックス１６の連結（ドッキング）によって、内視鏡２の各種機能を可能にすることができる。

主操作部１８には、収納ケース付内視鏡挿入部６の湾曲部９を４方向（内視鏡２が捉える内視鏡画像に対応する上下左右方向）に湾曲させる操作レバーである湾曲操作ノブ１９と、流体を送出操作、或いは吸引操作するボタン類２０と、各種撮像、照明などの光学系、プリンターなどの機器類を操作するスイッチ類２１と、が配設されている。

湾曲操作ノブ１９は、略円盤状の２つのノブが重畳するように、操作部７の主操作部１８の一面に配設されている。これら２つのノブは、回動自在に配設され、主操作部１８側に湾曲部９の上記上下方向を操作のためのＵ（ＵＰ）／Ｄ（ＤＯＷＮ）用湾曲操作ノブ１９ａと、このＵ／Ｄ用湾曲操作ノブ１９ａ上に湾曲部９の上記左右方向を操作するためのＲ（ＲＩＧＨＴ）／Ｌ（ＬＥＦＴ）用湾曲操作ノブ１９ｂと、からなる。

主操作部１８の一側面からは、電気ケーブルであるユニバーサルコード１８ａが延設されている。また、主操作部１８には、ユニバーサルコード１８ａが延出する根元部分に折れ止め部１８ｂが設けられている。

このユニバーサルコード１８ａの延出端には、コネクタ部２２が配設されている。このコネクタ部２２は、制御装置３に接続されている。

また、主操作部１８の一側面に配設されているボタン類２０は、内視鏡２の先端部８から被検体内へ気体を送気、或いは液体を送水するときに操作する送気／送水ボタン２０ａと、内視鏡２の先端部８から被検体内から汚物などの液体を吸引するときに操作する吸引ボタン２０ｂと、からなる。

モータボックス１６に着脱されるコネクタカバー１５からは、収納ケース付内視鏡挿入部６に挿通された３本のチューブ２３が延出している。これら３本のチューブ２３は、送気用チューブ２３ａ、送水用チューブ２３ｂ、及び吸引用チューブ２３ｃ、からなる。これら３本のチューブ２３の延出端は、夫々、着脱自在なコネクタを介して、制御装置３の前面部の所定の位置で接続されている。

制御装置３には、送水タンク２４が設けられている。この送水タンク２４内には、蒸留水、或いは生理的食塩水が貯留されている。蒸留水、或いは生理的食塩水は、主操作部１８の送気／送水ボタン２０ａが所定の操作がなされると、制御装置３によって、送水用チューブ２３ｂに送液され、内視鏡２の先端部８から噴出する。尚、送気用チューブ２３ａには、主操作部１８の送気／送水ボタン２０ａが所定の操作がなされると、制御装置３内の図示しないコンプレッサからの空気が送気され、この空気は内視鏡２の先端部８から噴出する。

また、吸引ボタン２０ｂが操作されると、内視鏡２の先端部８から汚物などが吸引され、この汚物などは、吸引用チューブ２３ｃを介して、制御装置３から吸引器５に送り込まれる。尚、本実施の形態の回転自走式内視鏡システム１においては、吸引器５を使用しているが、病院に備え付けの吸引システムを利用しても良い。

制御装置３には、電気ケーブル２５ａを介してフットスイッチ２５が接続されている。このフットスイッチ２５は、内視鏡２の挿入部本体１０を所定の方向へ回動／停止操作するためのスイッチである。尚、この挿入部本体１０の回転方向を操作、及び停止操作する進退スイッチは、図示しないが操作部７の主操作部１８にも配設されている。

また、制御装置３の前面部には、電源スイッチ、内視鏡２の挿入部の回転速度を可変するダイヤルなどが配設されている。尚、操作部７のモータボックス１６には、挿入部に回転力を付与する、図示しないモータが内蔵されている。
また、制御装置３は、モニタ４と電気的に接続されている。モニタ４は、内視鏡２が捉えた内視鏡画像を表示する。

制御装置３は、挿入補助具１１に配設される、後述の検出装置であるセンサからの検出信号を授受する通信ケーブル１１ａが接続されている。つまり、制御装置３と挿入補助具１１とは、通信ケーブル１１ａによって、電気的に接続されている。

次に、図２を用いて、内視鏡２の挿入部を構成する先端部８、湾曲部９、挿入部本体１０、及び回転筒体５１について説明する。

先ず、先端部８について、説明する。
先端部８は、生体適合性のある合成樹脂からなる硬質な略円環状の本体環２６と、撮像ユニット２７と、から主に構成されている。

撮像ユニット２７は、本体環２６内に収容される合成樹脂からなる略円環状の保持環２８ａと、この保持環２８ａの基端側に嵌着される金属からなる略円環状のカバー環２８ｂと、保持環２８ａの先端開口部を気密に封止するように嵌着され、生体適合性のある透明な合成樹脂によってドーム状に形成されたカバー体２９と、によって外形が形成されている。

これらの部材によって形成される撮像ユニット２７の空間内には、対物レンズ群３０と、この対物レンズ群３０へ入射する撮影光が集光される位置に配置されるＣＣＤ、ＣＭＯＳなどの撮像素子３１と、この撮像素子３１によって光電変換された画像信号が入力されるフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）３２が配設される。

このＦＰＣ３２には、通信ケーブル３３が接続されている。この通信ケーブル３３は、湾曲部９、及び挿入部本体１０内に挿通して、コネクタカバー１５（図１参照）に配設される図示しないコネクタに接続されている。

また、対物レンズ群３０を保持する保持環を固定している板体３５には、照明部材である複数のＬＥＤ３４が対物レンズ群３０を囲むように配設されている。尚、板体３５は、カバー体２９の略中心を通る部分に延長線上にある内面と固着できるように、略円形に形成されている。そして、対物レンズ群３０は、板体３５の板面における略中心位置に光軸が通るように配置されている。

このように構成された撮像ユニット２７は、本体環２６の中心に対して、偏芯する位置に配置され、本体環２６の先端側開口部に配設される先端キャップ３６により本体環２６に固定されている。

撮像ユニット２７の保持環２８ａと本体環２６との間にできる隙間には、吸引用チューブ２３ｃの先端部分と、この吸引用チューブ２３ｃが基端側に接続された吸引管３７が配置されている。この吸引管３７の先端部分は、先端キャップ３６に固着されている。

先端キャップ３６には、吸引用の開口部３８が形成されている。尚、図示していないが、上述した保持環２８ａと本体環２６との間にできる隙間を利用して、送気用チューブ２３ａ、及び送水用チューブ２３ｂに連通する管路が配設され、それら管路の開口部も先端キャップ３６に形成されている。

次に、湾曲部９について説明する。
湾曲部９には、先端部８の本体環２６の基端開口部に嵌着された硬質な先端湾曲駒３９と、硬質な複数の湾曲駒４０（湾曲節輪とも言う）と、が枢支部４０ａによって回動自在に連設されている。これら駒３９，４０には、生体適合性のあるフッ素ゴムなどの弾性部材からなる湾曲外皮４１が被覆されている。この湾曲外皮４１の先端部分は、糸巻き接着部４２により、先端部８の本体環２６の基端部分と固着されている。

複数の湾曲駒４０は、その内周面から中心方向へ突出するワイヤガイド４３を有している。このワイヤガイド４３には、湾曲操作ワイヤ４４（アングルワイヤとも言う）が挿通している。

この湾曲操作ワイヤ４４の先端部分は、湾曲部９内に４本存在し（図２では２本のみ図示している）、夫々に筒状の係止部材４５が半田などにより溶着されている。これら湾曲操作ワイヤ４４は、先端湾曲駒３９に形成された４つの係止孔部３９ａに夫々の係止部材４５が係止されている。

４つの係止孔部３９ａは、先端湾曲駒３９の軸に対して直交する面において、略等間隔となる４等分した位置に形成されている。この先端湾曲駒３９は、上記内視鏡画像の上下左右に対応して、各係止孔部３９ａが位置するように軸回りの方向が決められている。そのため、４本の湾曲操作ワイヤ４４は、上下左右方向に略等間隔に離間した４点において保持固定されている。

また、これら湾曲操作ワイヤ４４は、挿入部本体１０内に挿通し、コネクタカバー１５まで配設されている。尚、これら湾曲操作ワイヤ４４の夫々の基端部分には、図示しないワイヤ留が設けられている。各湾曲操作ワイヤ４４のワイヤ留は、コネクタカバー１５がモータボックス１６に一体となっている状態において、把持部１７内に設けられた、図示しない湾曲ワイヤ係止部材である連結部材に夫々が対応して連結される。

各連結部材は、主操作部１８内に配設された湾曲操作ノブ１９に連動する湾曲操作機構とチェーン（何れも不図示）により連結されている。つまり、湾曲操作ノブ１９が回動操作されると、湾曲操作機構により各連結部材が交互に牽引又は弛緩され、その動きに連動して、各湾曲操作ワイヤ４４が交互に牽引又は弛緩されるようになっている。

従って、４本の湾曲操作ワイヤ４４が夫々、前後に牽引弛緩されると、複数の湾曲駒４０が対応して回動する。こうして、湾曲部９が上述した４方向へ湾曲操作される。

湾曲部９の基端部分には、最基端にある湾曲駒４０の内部に嵌着されたコイルパイプ固定用の金属からなる第１口金４６と、最基端にある湾曲駒４０の外周側に嵌着された内層チューブ固定用の金属からなる第２口金４７と、この第２口金４７の外周側に嵌着された回転筒体を回動自在に係合するための合成樹脂からなる第３口金４８と、が配設されている。これらの口金４６〜４８は、接着剤などにより強固に固着されている。
尚、上述した湾曲外皮４１は、第３口金４８とも糸巻き接着部４２により、固着されている。

また、上述の湾曲操作ワイヤ４４は、夫々、第１口金４６から基端側がコイルシース４９内に夫々挿通している。コイルシース４９の先端部分は、第１口金４６に形成された穴部に挿入固定されている。尚、本実施の形態で用いられるコイルシース４９は、ワイヤをパイプ状に密着巻きした非圧縮性の構造を有している。

第２口金４７の基端部分は、挿入部内に挿通する軟性な内層チューブ４９ａの先端部分が固定されている。この内層チューブ４９ａは、細線のワイヤなどを筒状に編み込んで可撓性を持たせたチューブ体でも良い。

第３口金４８の基端部分には、突起部４８ａが設けられている。また、この第３口金４８は、突起部４８ａの外周側に隙間ができるように、湾曲外皮４１に完全にカバーされている。尚、突起部４８ａの作用については、後で説明する。

次に、挿入部本体１０について、図２、及び図３を用いて説明する。
挿入部本体１０は、先端部分に連結用の合成樹脂からなる口金５０と、この口金５０と先端部分が接着材５２により固着された外皮を構成する螺旋管である回転筒体５１と、から主に構成されている。

この挿入部本体１０内には、上述した内層チューブ４９ａと、湾曲操作ワイヤ４４が夫々挿通する４本のコイルシース４９（図３では、２本のみ図示）と、通信ケーブル３３と、図示しない各種チューブ２３と、が配設されている。すなわち、図３からも判るように、内層チューブ４９ａが最も外側となっており、内部の各構成要素であるケーブルなどの内蔵物を保護している。

口金５０は、先端部分に上述した湾曲部９の第３口金４８の突起部４８ａと係合し、所謂スナップフィット機能を有効にする凹凸部５０ａが形成されている。つまり、口金５０と、第３口金４８は、夫々の軸回りに回動自在となっている。

この口金５０と連結された回転筒体５１は、図３に示すように、断面形状が凹凸となるように加工された生体適合性のある金属板体を螺旋状に巻回し、可撓性を備えた筒体である。この回転筒体５１は、上述の凹凸が略隙間なく係合しており、その外周面に螺旋状凸部（あるいは、螺旋状凹部、さらにあるいは、螺旋に沿って連設されるように突設される凸部、など）となる螺旋形状部５１ａが形成される。

この口金５０と連結された回転筒体５１は、断面形状が凹凸となるように加工された生体適合性のある金属板体を螺旋状に巻回し、可撓性を備えた筒体である。この回転筒体５１は、上述の凹凸が略隙間なく係合しており、その外周面に螺旋状凸部（あるいは、螺旋状凹部、さらにあるいは、螺旋に沿って連設されるように突設される凸部、など）となる螺旋形状部５１ａが形成される。

具体的には、回転筒体５１は、体腔内への挿通性を考慮した螺旋管であり、例えばステンレス製で所定の径寸法が設定されている。また、回転筒体５１は、板体に形成する凹凸の寸法を変更して、凹凸のピッチ、螺旋の角度などを種々設定できる。

この回転筒体５１は、挿入方向の軸回りに回動可能となるように構成されている。そして、この回転筒体５１が回転すると、外周面の螺旋形状部５１ａが被検体の体腔内壁と接触して推力が発生し、回転筒体５１自体が挿入方向へ進行しようとする。

このとき、回転筒体５１の先端部に固着されている口金５０が、湾曲部９の基端部分にある第３口金４８に当接して湾曲部９を押圧し、先端部８を含めた挿入部本体１０全体が体腔内の深部に向かって前進する推進力が付与される。

尚、回転筒体５１は、操作部７のモータボックス１６（図１参照）に配設された螺旋管回転駆動部であるモータ５９（図５参照、ここでは不図示）により回転力が与えられる。

つまり、挿入部本体１０は、回転筒体５１が内層チューブ４９ａの外周で長軸回りに回動自在となっており、内層チューブ４９ａによって、内蔵物である湾曲操作ワイヤ４４が夫々挿通する４本のコイルシース４９と、通信ケーブル３３と、図示しない各種チューブ２３とを回転筒体５１の回動による外的作用から保護する構成となっている。

次に、図４を用いて、回転筒体５１の基端側について説明する。
まず、操作部側案内管１４の一端部とコネクタカバー１５との接続について説明する。
操作部側案内管１４の一端部には、略筒状の金属環（合成樹脂、プラスティックなどから形成される硬質な筒体でも良い）から形成される第５固定環７８と、合成樹脂から形成される接続筒体７９との螺着によって、その基端部分の外周を係止する留めリング８１が内嵌保持されている。

第５固定環７８は、中途部分が外径方向に突出した形状をしており、基端部分の外周に雄ねじ部７８ａが形成されている。また、接続筒体７９は、先端部分が外径方向に突出した形状をしており、先端部分の内周面に雌ねじ部７９ａが形成され、略等間隔で円を描くように基端側に向かって延設され、コネクタカバー１５と着脱自在とするための複数の係止部８０を有している。

すなわち、第５固定環７８と接続筒体７９とは、雄ねじ部７８ａと雌ねじ部７９ａとが螺合することで接続され、その接続部内に留めリング８１を内嵌保持している。この状態において、操作部側案内管１４は、基端部分が圧縮された状態となり、基端外周部が接続筒体７９の当接する端面に押圧されている。これにより、操作部側案内管１４は、第５固定環７８と接続筒体７９との水密が保持された状態で接続される。

コネクタカバー１５と接続された接続筒体７９は、係止部８０がコネクタカバー１５に接続されている。詳述すると、コネクタカバー１５は、先端と基端部分に外向フランジ８２ａが形成された筒体に接続部８２を有している。接続部８２には、基端側へ延設された接続筒体７９の複数の係止部８０が外嵌するように接続されている。

複数の係止部８０は、基端部に接続筒体７９の内周方向に向かって突起する突部８０ａを有している。このため、接続筒体７９とコネクタカバー１５とは、突部８０ａを接続部８２の基端部分の外向フランジ８２ａを掛止することで着脱自在に接続される。

また、係止部８０の突部８０ａは、それぞれ接続筒体７９の外向フランジ８２ａを係止しているため、接続筒体７９がコネクタカバー１５に対して軸回りに回動自在となっている。したがって、接続筒体７９と連結する操作部側案内管１４も、コネクタカバー１５に対して回動自在に接続されている。

このような操作部側案内管１４とコネクタカバー１５との接続部分において、螺旋形状部５１ａの基端部は、基端側口金８３に接着剤８３ａにより固着されている。この基端側口金８３は、回転軸８４の先端部分とビスにより接続されている。

この回転軸８４は、ここでは図示していないが、図５に示すように、コネクタカバー１５内で２つの軸受け３４によって回動支持されている。

尚、コネクタカバー１５がモータボックス１６（図１参照）と連結されている状態において、図５に示すように、回転軸８４に設けられる挿入部側ギヤ８４ａと、モータボックス１６に設けられる、モータ５９のモータギヤ５９ａとが噛合する。そして、モータ５９の駆動力が各ギヤに伝達されて、回転軸８４、及び基端側口金８３を介して、回転筒体５１が軸回りに回転する。

また、モータ５９は、モータボックス１６のモータカバー６２の背面に固定されている。このモータカバー６２には、モータギヤ５９ａが露呈する孔部６２ａを有している。つまり、モータボックス１６のモータカバー６２に形成された孔部６２ａから露呈するモータギヤ５９ａは、コネクタカバー１５とモータボックス１６との連結時に、回転軸８４に設けられる挿入部側ギヤ８４ａと噛合する。

次に、図６、及び図７を用いて、挿入補助具１１について説明する。
図６に示すように、挿入補助具１１は、挿入管５３と、迷入防止手段である迷入防止部５４と、保持管５５と、第１固定環５６と、第２固定環５７と、から主に構成されている。

尚、挿入管５３、迷入防止部５４、及び保持管５５は、一体となり、挿入補助具１１におけるチューブ本体５８を構成している。

保持管５５は、両端外周部分が外径方向に突出した形状をしている略筒状の金属環（合成樹脂、プラスティックなどからなる硬質な筒体でも良い）である。この保持管５５には、基端側の内周面に雌螺子部が形成されている。

第１固定環５６は、基端外周部分が外径方向に突出した形状をしている略筒状の金属環（合成樹脂、プラスティックなどからなる硬質な筒体でも良い）である。この第１固定環５６の基端部分には、外周面側に雄螺子部、及び内周面側に雌螺子部が形成されている。

また、第１固定環５６からは、上述した通信ケーブル１１ａが延出している。この通信ケーブル１１ａは、第１固定環５６内に嵌着される進退検出装置であるフォトリフレクタ６５からの検出信号を制御装置３へ伝送する。

このフォトリフレクタ６５は、発光部と受光部が挿入補助具１１の孔部中心に向かって臨むように、第１固定環５６に嵌着されている。

第２固定環５７は、中途外周部分が外径方向に突出した形状をしている略筒状の金属環（合成樹脂、プラスティックなどからなる硬質な筒体でも良い）である。この第２固定環５７の先端部分には、外周面側に雄螺子部が形成されている。

この第２固定環５７には、先端側案内管１３が挿設される。この先端側案内管１３は、第２固定環５７の先端側で突出するように挿通し、その突出した先端部分の外周方向から２つに分離する留めリング６１が嵌め込まれる。

図７に示すように、挿入管５３は、先細りとなるように外周にテーパ面が形成されたシリコンなどの柔軟性を有する合成樹脂からなる略円環状の先端挿入管５３ａと、本体を形成している挿入筒体５３ｂと、先端挿入管５３ａと挿入筒体５３ｂとを内周側で連結している繋ぎ環５３ｃと、を有して構成されている。

この挿入筒体５３ｂは、外表面側から順に、ポリウレタンなどの合成樹脂により形成された外チューブ５３ｄと、金属線を網目状に織り込んで筒状に形成したブレード５３ｅと、金属性の螺旋管であるフレックス管５３ｆと、ポリウレタンなどの合成樹脂により形成された内チューブ５３ｇとを有し構成されている。

これらの外チューブ５３ｄ、ブレード５３ｅ、フレックス管５３ｆ、及び内チューブ５３ｇは、４層構造となって夫々対応した部材間が接着、溶着などにより一体となるように固着されている。これにより、挿入筒体５３ｂは、所定の剛性が設定された可撓性を有するチューブ体である。

尚、挿入筒体５３ｂは、所定の剛性、及び所定の可撓性が十分に得られる場合には、単一の部材からなる筒体として形成しても良い。さらに、挿入筒体５３ｂは、その外周面、及び内周面に滑り性を良くする、例えば、テフロン（登録商標）加工などのコーティングを施しても良い。この挿入筒体５３ｂの基端部分には、シリコンなどの合成樹脂からなる中空の円盤である上述の迷入防止部５４が配設される。

この迷入防止部５４は、その孔径が挿入筒体５３ｂの外形よりも小さく設定されている。迷入防止部５４は、その弾性変形により、所定の保持強度を有して挿入筒体５３ｂに密着固定されている。これにより、迷入防止部５４の位置を変更することで、挿入管５３の先端から基端にかけた体腔内への所望の挿入長が設定可能となっている。

また、挿入筒体５３ｂの基端部分は、図７に示すように、ブレード５３ｅ、フレックス管５３ｆ、及び内チューブ５３ｇの３層構造となっており、円環状の口金６０と接着などにより固着されている。保持管５５は、挿入管５３の挿入筒体５３ｂの基端部となる口金６０と螺着されている。

チューブ本体５８は、先端に上述の先端挿入管５３ａの先端開口である開口部５８ａを有している。尚、開口部５８ａは、挿入部が突出するための、挿入補助具１１における開口部を構成している。

チューブ本体５８の基端部となる保持管５５には、その雌螺子部に第１固定環５６の雄螺子部が螺着することで、第１固定環５６が固定される。

この第１固定環５６には、先端側案内管１３が挿通した留めリング６１が嵌入されると共に、第２固定環５７が固定される。つまり、第１固定環５６の雌螺子部と第２固定環５７の雄螺子部とが螺着することで、第１固定環５６に第２固定環５７が固定される。

このとき、留めリング６１は、両端面が夫々対向する第１固定環５６内の端面と第２固定環内の端面とにより嵌合固定される。また、この留めリング６１には、その内周面の中央部、及び基端部に内周方向に向かった軸回りに内向フランジが形成されている。

これら内向フランジは、先端側案内管１３のコルゲート状の凹凸を係止する。これにより、先端側案内管１３は、挿入補助具１１に接続される。また、先端側案内管１３は、その先端部分である、第１固定環５６内に形成された段部の基端側の面と圧縮された状態となることで、挿入補助具１１と水密が保持されて接続されている。すなわち、挿入補助具１１と先端側案内管１３とによって、チューブ本体５８の開口部５８ａが先端開口となる管路が形成される。

以上のことから、本実施の形態の挿入補助具１１は、検出装置であるフォトリフレクタ６５を備え、複数の管状部材が連結された筒形状をしており、延出する通信ケーブル１１ａが制御装置３に接続される構成となっている。

次に、図８に示す電気的な各種装置を系統表示したブロック図を用いて、本実施の形態の回転自走式内視鏡システム１の内視鏡２、及び制御装置３に内蔵される各種装置について説明する。

上述したように、内視鏡２と制御装置３は、ユニバーサルコード１８ａ（図１参照）によって、電気的に接続される。本実施の形態の内視鏡２は、上述したように先端部８内に撮像ユニット２７が内蔵されている。また、挿入補助具１１に配設されるフォトリフレクタ６５は、上述したように、通信ケーブル１１ａ（図１参照）によって、制御装置３と電気的に接続されている。

内視鏡２のモータボックス１６には、挿入部本体１０に外挿する回転筒体５１を各ギヤ３２，５９ａの噛合により、回転軸８４を介して回転させる上述したモータ５９が内蔵されている。また、操作部７の主操作部１８には、モータ５９を回転／停止させるための入力装置７１が内蔵されている。

これら内視鏡２に内蔵される各装置は、制御装置３内に内蔵される各種装置と電気的に接続されている。詳述すると、制御装置３には、回転制御装置６６と、トルク検出装置であるモータドライバ６７と、トルク変化検出装置６８と、モニタ４に画像信号を出力する画像処理装置６９と、が内蔵されている。

先端部８の撮像ユニット２７は、画像処理装置６９と電気的に接続されている。画像処理装置６９は、回転制御装置６６と電気的に接続されている。この画像処理装置６９は、撮像ユニット２７からの画像信号が入力され、モニタ４へ画像信号を出力する。また、撮像ユニット２７の各ＬＥＤ３４への電力は、画像処理装置６９を介して供給される。

モータボックス１６のモータ５９は、モータドライバ６７と電気的に接続されている。このモータドライバ６７は、回転制御装置６６と電気的に接続されている。モータドライバ６７は、モータ５９のトルクを検出し、回転制御装置６６に検出信号を出力すると共に、回転制御装置６６から電力が供給されている。

トルク変化検出装置６８は、回転制御装置６６、及びモータドライバ６７と電気的に接続されている。このトルク変化検出装置６８は、モータドライバ６７からのモータ５９のトルク検出値が入力され、そのトルク変化量を回転制御装置６６に出力する。また、回転制御装置６６は、警告ランプ、液晶モニタなどの表示装置７２、及びブザー７３とも電気的に接続されている。

モータ５９のトルク変化量が入力された回転制御装置６６は、モータドライバ６７へモータ５９の電力供給量を可変し、最適なトルクでモータ５９を回転させる制御を行う。

なお、主操作部１８に配設される入力装置７１、及び図１で説明した制御装置３に接続されるフットスイッチ２５は、回転制御装置６６と電気的に接続され、回転筒体５１を回転させるモータ５９のＯＮ／ＯＦＦを切り替える。尚、入力装置７１、及びフットスイッチ２５は、どちらが操作されても、モータ５９をＯＮ／ＯＦＦすることができる。

尚、内視鏡２は、コネクタカバー１５がモータボックス１６（図１参照）と接続されると、回転軸８４に設けられたギヤ３２と、モータボックス１６に設けられたモータ５９のギヤ５９ａとが噛合し、モータの駆動力が各ギヤに伝達されて、回転軸８４、及び基端側口金８３（図４参照）を介して、回転筒体５１が長手軸回りに回転するようになっている。

すなわち、回転筒体５１は、モータボックス１６からの回転駆動力を基端部から伝達されるようになっている。なお、回転筒体５１内を挿通するチューブ体である内層チューブ４９ａは、コネクタカバー１５内から回転軸８４を挿通して回転筒体５１へ至るようになっている。

また、コネクタカバー１５とモータボックス１６とには、夫々が連結した状態で、撮像ユニット２７が制御装置３と電気的に接続できるように、電気的に接続される図示しない電気コネクタを有している。

尚、挿入補助具１１のフォトリフレクタ６５は、制御装置３内の回転制御装置６６と上述の通信ケーブル１１ａによって、電気的に接続され、その検出信号を回転制御装置６６に出力する。

次に、回転自走式内視鏡システム１の使用例を説明する。なお、以下の説明において、図９〜図１２を参照して大腸内視鏡検査を例に挙げて説明する。
まず、回転自走式内視鏡システム１は、図１で示したように準備される。ユーザは、挿入補助具１１を例えば、ベッド上に横たわっている患者の肛門から挿入する。なお、挿入部本体１０は、収納ケース本体１２内において、図９に示すようなループを描いた状態で収容されている。

挿入補助具１１は、図１０に示すように、迷入防止部５４が患者の肛門５０１近傍の臀部５１０に当接することで、挿入管５３のみが肛門５０１から直腸５０２内に挿入された状態となる。すなわち、挿入補助具１１は、迷入防止部５４によって、その全体が直腸５０２内に挿入されることが防止される。このとき、ユーザは、迷入防止部５４をテープなどで患者の臀部５１０へ固定する。

このような状態で、ユーザは、操作部７の把持部１７を握持し、フットスイッチ２５の足元操作、或いは主操作部１８に設けた進退スイッチの手元操作により、挿入部本体１０の螺旋形状部５１ａを長手軸回りに回転させる。

なお、収納ケース本体１２は、各案内管１３，１４の一端部分を夫々連結する案内管固定部材６４，６５が配設されている。このうち、先端側案内管１３を連結する案内管固定部材６４内に、図示しないが螺旋形状部５１ａを押圧するゴム板等を嵌合させることで回転筒体５１に与えられた回転力を利用して、回転筒体５１の螺旋形状部５１ａに推進力を与えるように構成されている。

ユーザは、操作部７のモータボックス１６内に配設されるモータを上述した足元操作、或いは手元操作によって、回転駆動状態にする。回転筒体５１には、基端部分から先端側へ回転力が伝達され、その全体が図１０の矢印に示すような軸回りに所定の方向へ回転し、収納ケース本体１２の案内管固定部材６４から推進力を与えられる。

推進力を与えられた回転筒体５１は、図２に示した先端側口金５０が螺旋管接続口金４８を押圧する。これにより、先端部８、及び湾曲部９を含む挿入部本体１０全体は、回転筒体５１の螺旋形状部５１ａの推進力によって、先端側案内管１３、及び挿入補助具１１を介して、大腸内の深部に向かって進んでいく。

ユーザは、挿入部本体１０を把持して押し進めることなく、挿入補助具１１の保持管５５を軽く把持し、案内管固定部材６４内で与えられた推進力のみで挿入部本体１０を大腸内の深部に向かって前進させることができる。

このとき、螺旋形状部５１ａは、腸壁の襞との接触状態が雄ねじと雌ねじとの関係になる。螺旋形状部５１ａは、案内管固定部材６４内で与えられた推進力と、腸壁の襞との接触により発生した推進力とによりスムーズに前進し、結果として挿入部本体１０は直腸５０２からＳ字状結腸５０３に向かって進んでいく。

図１１に示すように挿入部本体１０は、先端部８、及び湾曲部９がＳ字状結腸５０３に到達する。このとき、ユーザは、モニタ４により映し出された内視鏡画像を見ながら、主操作部１８の湾曲操作ノブ１９（図１参照）を操作して、湾曲部９をＳ字状結腸５０３の屈曲状態に合わせる湾曲操作などする。

ユーザは、湾曲部９の湾曲操作により、挿入が困難であるＳ字状結腸５０３を推進力が与えられた挿入部本体１０により、前進させながら先端部８をスムーズに通過させることができる。挿入部本体１０は、大腸の深部に挿入されるにつれ、案内管固定部材６４内で推進力が常に与えられている状態であり、且つ、螺旋形状部５１ａと腸壁との接触長が長くなる。

このため、挿入部本体１０は、螺旋形状部５１ａの一部がＳ字状結腸５０３の襞に接触している状態、挿入部本体１０が複雑に屈曲している状態などでも安定した大腸深部方向への推進力が得られる。また、挿入部本体１０は、充分な可撓性を有していることから、容易に位置が変化するＳ字状結腸５０３の走行状態を変化させることなく、腸壁に沿ってスムーズに前進していく。

挿入部本体１０は、Ｓ字状結腸５０３を通過し、その後、Ｓ字状結腸５０３と可動性に乏しい下行結腸５０４との境界である屈曲部，下行結腸５０４と可動性に富む横行結腸５０５との境界である脾湾曲５０６，横行結腸５０５と上行結腸５０８との境界である肝湾曲５０７の壁に沿うようにスムーズに前進して、図１２に示すように大腸の走行状態を変化させることなく、例えば目的部位である盲腸５０９近傍に到達する。

この挿入操作の際、ユーザは、先端部８が各屈曲部（脾湾曲５０６，肝湾曲５０７）に到達したとき、上述と同じように、モニタ４により映し出された内視鏡画像を見ながら、主操作部１８の湾曲操作ノブ１９を操作して、各部位の屈曲状態に合わせて、湾曲操作する。

ユーザは、モニタ４の内視鏡画像により、先端部８が盲腸５０９近傍まで到達したと判断した後、上述の足元操作、或いは手元操作により、一度、螺旋形状部５１ａの回転を停止する。ユーザは、挿入時に回転させていた軸回りの回転方向とは逆の方向に、フットスイッチ２５の足元操作、或いは主操作部１８の入力装置７１の手元操作で螺旋形状部５１ａを逆回転させる操作を行う。

つまり、ユーザは、螺旋形状部５１ａを挿入時とは逆に反転させて、先端部８を大腸の深部、盲腸５０９の近傍から抜去する方向へと挿入部本体１０を後進させながら大腸検査を行う。ユーザは、挿入部本体１０に手を触れずとも、回転筒体５１の螺旋形状部５１ａが案内管固定部材６４内で与えられた後退力により、挿入部本体１０を後退させることができる。また、挿入部本体１０は、先端部８及び湾曲部９がスナップフィット機能により、回転筒体５１に引っ張られることで、全体が螺旋形状部５１ａの推進力により後退する。

ユーザは、挿入部本体１０の先端部８が挿入補助具１１まで到達したら、この挿入補助具１１と共に、挿入部本体１０を患者の肛門５０１より抜去して、大腸検査を終了する。このとき、挿入部本体１０は、案内管固定部材６４内で後退力が与えられ、収納ケース本体１２内に図９に示したような元の状態に湾曲しながら収納される。

以上のように、ユーザは、本実施の形態の回転自走式内視鏡システム１により、体腔、ここでは大腸の深部へと挿入部本体１０を容易に挿入でき内視鏡検査を行うことができる。

ところで、このような体腔に対して挿入部本体１０を挿入、及び抜去している際に、屈曲した大腸などの体腔壁と回転する回転筒体５１との摩擦が増大し、回転筒体５１の回転がし難くなる場合がある。このとき、回転筒体５１の回転以上にモータ５９からのトルクが伝達されても、ある所定以上の摩擦抵抗を受けた回転筒体５１は、回転速度が低下して、回転停止に近い状態となる場合がある。

また、回転筒体５１は、挿入部本体１０が体腔の屈曲部からの抵抗によって、スタックして、進退していない状態となると、内層チューブ４９ａに対して空回りする場合がある。

そのため、本実施の形態の回転自走式内視鏡システム１の挿入補助具１１には、上述したような、内視鏡検査の不具合となる挿入部本体１０の挿入性などを改善するため、上述したフォトリフレクタ６５によって、挿入部本体１０の進退状態を検出して、後述する制御を実行する。

また、図１１に示すように、フォトリフレクタ６５は、挿入補助具１１内で挿入部本体１０の螺旋形状部５１ａの凹凸の通過状態を光学的に検出し、その検出信号を通信ケーブル１１ａを介して制御装置３の回転制御装置６６に出力する。

回転制御装置６６は、入力されたフォトリフレクタ６５からの検出信号に基づいて、螺旋形状部５１ａの凹凸の通過周期を計測する。そして、この計測結果に基づいて、制御装置３の回転制御装置６６は、挿入部本体１０の回転筒体５１の回転速度、及び内視鏡２の機能の各種制御を実行する。

つまり、回転制御装置６６には、螺旋形状部５１ａの凹凸の通過周期に対して、所定の閾値が設定されており、この設定された所定の閾値に到達した場合、回転筒体５１の進退状態に応じた後述するような制御を実行する。

つまり、回転制御装置６６には、何ら外力を受けていない無負荷状態にある回転筒体５１の螺旋形状部５１ａの凹凸が挿入補助具１１のフォトリフレクタ６５を通過する周期を基準値とし、例えば、４段階の所定の上限値となる閾値α〜閾値δが設定されている。これら閾値α〜閾値δについては、後に詳しく説明する。

ここで、図１４〜図１６を用いて、螺旋形状部５１ａの凹凸の通過周期について説明する。尚、図１４〜図１６は、縦軸にフォトリフレクタ６５からの検出値である電流値を示し、横軸に時間を示した矩形パルスを示すグラフである。また、フォトリフレクタ６５は、螺旋形状部５１ａの凸部を検出すると、図１４〜図１６に示す、ＨＩＧＨに値する電流を回転制御装置６６に出力し、螺旋形状部５１ａの凹部を検出すると、図１４〜図１６に示す、ＬＯＷに値する電流を回転制御装置６６に出力する。

図１４、及び図１５に示すように、螺旋形状部５１ａの凹凸が挿入補助具１１のフォトリフレクタ６５を通過する１周期（時間）を共にｔｌとする。

図１４は、所定の回転トルクが与えられた無負荷状態にある回転筒体５１の螺旋形状部５１ａの凹凸が挿入補助具１１のフォトリフレクタ６５を通過した状態の矩形周期パターンを示している。また、図１５は、上記所定の回転トルクが与えられた負荷状態、例えば、屈曲した大腸などの体腔壁により負荷が与えられた状態にある回転筒体５１の螺旋形状部５１ａの凹凸が挿入補助具１１のフォトリフレクタ６５を通過した状態の矩形周期パターンを示している。

これら図１４、及び図１５の状態を比較すると、螺旋形状部５１ａの凹凸がフォトリフレクタ６５を通過する１周期ｔｌは、図１４の無負荷の状態に比して、負荷が与えられた状態の図１５の方が時間的に長くなる。

すなわち、螺旋形状部５１ａの凹凸が通過する速度は、負荷が与えられている状態の方が遅いということになる。換言すると、挿入部本体１０の推進速度が図１５の負荷が与えられた状態のほうが遅くなるということになる。

この螺旋形状部５１ａの凹凸がフォトリフレクタ６５を通過する１周期ｔｌは、フォトリフレクタ６５からの検出信号（電流）に基づいて、回転制御装置６６が演算する。上述したように、上記１周期ｔｌの時間が長ければ長いほど、回転筒体５１の負荷が増大しているということになる。

また、回転筒体５１の負荷が増大すると、例えば、図１６に示すように、フォトリフレクタ６５からの検出信号（電流）が入力されていない状態となる矩形パルスのない状態となる場合がある。この状態では、挿入部本体１０の推進が停止している状態ということになる。

次に、螺旋形状部５１ａの凹凸がフォトリフレクタ６５を通過する１周期ｔｌに対する、回転制御装置６６に設定された上記４段階の所定の閾値α〜閾値δについて説明する。
所定の閾値αは、任意な値、例えば、回転筒体５１に与えられる所定の負荷状態で内視鏡検査に若干の支障をきたす程度の上記１周期ｔｌ（挿入部本体１０の推進速度）が設定されている（閾値α＝１周期ｔｌ）。

本実施の形態では、所定の閾値αを基準値として、例えば、閾値βは閾値αの１．５倍（β＝１．５α）、閾値γは閾値αの２．０倍（γ＝２．０α）、閾値δは閾値αの２．５倍（δ＝２．５α）に設定している。

そして、本実施の形態の回転自走式内視鏡システム１は、内視鏡検査の際、設定された螺旋形状部５１ａの凹凸が通過する１周期ｔｌが上記４段階の所定の閾値α〜閾値δを超えた場合に、例えば、図１７に示すステップ（Ｓ）に沿ったフローチャートの制御を行う。

回転自走式内視鏡システム１は、体腔内の内視鏡検査の際に、回転筒体５１が回転駆動している状態において、上述したように、挿入補助具１１のフォトリフレクタ６５からの検出値（電流）が制御装置３の回転制御装置６６に入力される。

このとき、回転制御装置６６は、図１４、及び図１５に示したように、螺旋形状部５１ａの凹凸が挿入補助具１１のフォトリフレクタ６５を通過する１周期（時間）ｔｌを計測する（Ｓ１）。

そして、回転制御装置６６は、計測した上記１周期ｔｌが設定されている所定の閾値αを超えている（ｔｌ＞α）か否かの判断を実行する（Ｓ２）。このステップＳ２の判断で、上記１周期ｔｌが所定の閾値α以下（ｔｌ≦α）であるならば、回転制御装置６６は、ステップＳ１に戻り、ステップＳ１〜ステップＳ２をループする。

その一方で、このステップＳ２の判断で、上記１周期ｔｌが所定の閾値αを超えている（ｔｌ＞α）場合、回転制御装置６６は、内蔵されるコンプレッサを駆動して、予め設定された一定量の送気を行う（Ｓ３）。この一定量の送気において、コンプレッサからの空気は、内視鏡２の先端部８から体腔内へ吐出され、体腔を膨らませる。これにより、体腔壁と回転筒体５１との接触による負荷を軽減させることができる。尚、このとき、送気と共に、負荷を軽減させるために送水を行うように制御しても良い。

このステップＳ３に続いて、回転制御装置６６は、ステップＳ１で計測した上記１周期ｔｌが設定されている所定の閾値βを超えている（ｔｌ＞β）か否かの判断を実行する（Ｓ４）。

このステップＳ４の判断で、上記１周期ｔｌが所定の閾値β以下（ｔｌ≦β）であるならば、回転制御装置６６は、モータドライバ６７を介して回転トルクを低下制御して、予め設定された一定時間だけモータ５９を低回転させる（Ｓ５）。

これにより、回転筒体５１は、付与される回転トルクが低減され、低速回転を行う。その後、回転制御装置６６は、ステップＳ５から再度、ステップＳ１に戻る。

すなわち、このステップＳ５での制御前の回転自走式内視鏡システム１は、体腔内の屈曲部などにより抵抗を受けて挿入部本体１０に捩れ応力が内部に発生している状態である。そのため、回転自走式内視鏡システム１は、ステップＳ５で一度、この捩れ応力を開放し、基端から伝達する回転追従性を向上させるために一定時間で低速に回転筒体５１を回転させる。

その結果、挿入部本体１０は、上述のステップＳ３での体腔内への送気と、ステップＳ５での回転筒体５１の低速回転により、体腔壁との接触による推進力を効率よく発生することができ、挿入性が向上する。

また、モータ５９は、回転トルクが低減するため、無理な負荷が発生しなくなる。そして、回転筒体５１もまた、内部に発生している捩れ応力が開放されるため、無理な負荷が発生しなくなる。

また、ステップＳ４の判断で、ステップＳ１で計測した上記１周期ｔｌが所定の閾値βを超えている（ｔｌ＞β）場合、回転制御装置６６は、次に、この１周期ｔｌが設定されている所定の閾値γを超えている（ｔｌ＞γ）か否かの判断を実行する（Ｓ６）。

このステップＳ６の判断で、上記１周期ｔｌが所定の閾値γ以下（ｔｌ≦γ）であるならば、回転制御装置６６は、モータドライバ６７を介してモータ５９を予め設定されている一定時間だけ、停止／回転を繰り返す間欠駆動を実行する（Ｓ７）。

これにより、回転筒体５１は、その回転を停止されたり、再度回転されたりする。その後、回転制御装置６６は、ステップＳ７から再度、ステップＳ１に戻る。

すなわち、ステップＳ７での制御前の回転自走式内視鏡システム１は、挿入部本体１０に、螺旋形状部５１ａの凹凸がフォトリフレクタ６５を通過する１周期ｔｌが閾値αより大きく閾値β以下（α＜ｔｌ≦）である状態よりも、捩れ応力が内部に発生している状態である。そのため、回転自走式内視鏡システム１は、ステップＳ７で一度、回転を停止することで、この捩れ応力をより開放し、基端から伝達する回転追従性を向上させるために一定時間で回転／停止を繰り返すように回転筒体５１を制御する。

その結果、挿入部本体１０は、上述と同様に、ステップＳ３での体腔内への送気と、ステップＳ７での回転筒体５１の間欠駆動により、体腔壁との接触による推進力を効率よく発生することができ、挿入性が向上する。

また、モータ５９は、上述と同様に負荷を軽減することができ、回転筒体５１も、内部に発生している捩れ応力が開放されるため、無理な負荷が発生しなくなる。

さらに、ステップＳ６の判断で、ステップＳ１で計測した上記１周期ｔｌが所定の閾値γを超えている（ｔｌ＞γ）場合、回転制御装置６６は、次に、この１周期ｔｌが設定されている所定の閾値δを超えている（ｔｌ＞δ）か否かの判断を実行する（Ｓ８）。

このステップＳ８の判断で、上記１周期ｔｌが所定の閾値δ以下（ｔｌ≦δ）であるならば、回転制御装置６６は、モータドライバ６７を介してモータ５９を予め設定された一定時間だけ停止する（Ｓ９）。これに伴って、挿入部本体１０の回転筒体５１の回転が停止する。

そして、回転制御装置６６は、モータドライバ６７を介してモータ５９を予め設定された一定時間だけ、今まで駆動していたモータ５９の回転方向を逆方向（反方向）に駆動制御する（Ｓ１０）。これによって、回転筒体５１は、内部に発生している過剰な捩れ応力が開放される。さらに、回転筒体５１が逆方向に回転することで、挿入部本体１０は、今まで走行していた方向と逆方向（反方向）へ推進する。

次に、回転制御装置６６は、モータドライバ６７を介してモータ５９を予め設定された一定時間だけ停止し（Ｓ１１）、再度、モータドライバ６７を介してモータ５９を当初の推進方向（正方向）へ予め設定された一定時間だけ駆動制御する（Ｓ１２）。これにより、回転筒体５１は、停止後、当初の推進方向（正方向）へ回転し、挿入部本体１０が当初の推進方向（正方向）へ走行する。

尚、回転制御装置６６は、このステップＳ９〜ステップＳ１２の制御を任意の回数（ｎ回）繰り返すように予め設定されている。つまり、挿入部本体１０は、体腔内で挿抜を繰り返すような移動を行う。その任意の回数（ｎ回）が終了すると、回転制御装置６６は、ステップＳ１２での当初の推進方向（正方向）にモータ５９の駆動を続け、ステップＳ１に戻る。

このように、回転筒体５１に過剰な負荷が与えられた状態となる、螺旋形状部５１ａの凹凸がフォトリフレクタ６５を通過する１周期ｔｌが閾値γより大きく閾値δ以下（γ＜ｔｌ≦δ）である場合には、回転筒体５１には、モータ５９からの回転トルクにより、内部により過剰な捩れ応力が発生している。

そのため、回転自走式内視鏡システム１は、上述したようなステップＳ９〜ステップＳ１２の制御により、回転筒体５１内部の捩れ応力を開放して、モータ５９に発生している無理な負荷を軽減すると共に、挿入部本体１０を推進力によって体腔内で挿抜するようなスライド移動させることで、挿入部本体１０の挿入性を向上させることができる。

また、回転制御装置６６は、ステップＳ８の判断で、ステップＳ１で計測した上記１周期ｔｌが所定の閾値δを超えている（ｔｌ＞δ）場合、モータドライバ６７を介してモータ５９を挿入部本体１０が体腔から抜去される方向へ回転駆動し（Ｓ１３）、制御を終了する。

そのため、回転筒体５１は、挿入部本体１０が体腔から抜去する方向へ回転され、挿入部本体１０が抜去方向へ推進する。また、モータ５９の駆動は、ユーザによりフットスイッチ２５の足元操作、或いは主操作部１８に設けた進退スイッチの手元操作により、解除処理されるまで行われる。

尚、このとき、制御装置３の回転制御装置６６は、表示装置７２、及びブザー７３、モニタ４への警告表示などの警報告知手段の制御を実行しても良い。

以上のことから、本実施の形態の回転自走式内視鏡システム１は、挿入部本体１０の進退状態に応じて、回転筒体５１を回転駆動するモータ５９の回転を制御することで、挿入部本体１０、及びモータ５９の機器類に無理な負荷が与えられないように制御すると共に、挿入部本体１０、及びモータ５９などの機器類の損傷を防止する。さらに、回転自走式内視鏡システム１は、挿入部本体１０の進退状態に応じて、上述した制御を行うことで、挿入部本体１０の挿入性、及び抜去性を向上させることができる。

尚、上述した、図１７に示した、制御装置３が行う制御フローチャートは、一例であって、これに限定する必要は無い。例えば、制御装置３は、回転筒体５１の螺旋形状部５１ａの凹凸の一方のみをフォトリフレクタ６５により上記１周期ｔｌを検出して、上述した制御フローチャートを実行しても良い。

また、例えば、図１８に示すように、挿入部本体１０の回転筒体５１が金属素線を巻回して形成したものであれば、螺旋形状部５１ａの凹凸をフォトリフレクタ６５で検出が困難である。そのため、例えば、弾性体からなるリング７４を回転筒体５１の外周部に等間隔で配設して、フォトリフレクタ６５によるリング７４と回転筒体５１の凹凸を検知する構成にしても良い。

（第２の実施の形態）
次に、図１９〜図２６を用いて、第２の実施の形態の回転自走式内視鏡システム１について説明する。尚、本実施の形態の説明において、上述の第１の実施の形態と同じ各構成については、同じ符号を用いて、それらの説明を省略する。

図１９〜図２６は、本発明の第２の実施の形態に係り、図１９は挿入部本体の進退状態を検知するホールセンサを用いた回転自走式内視鏡システムを説明するための構成図、図２０は挿入部本体が挿通した状態の挿入補助具を示す部分的な断面図、図２１は変形例を示し、挿入部本体の進退状態を検知するホールセンサを用いた回転自走式内視鏡システムを説明するための構成図、図２２は永久磁石の構成を示す図、図２３は図２２とは別の永久磁石の構成を示す図、図２４は挿入部本体に負荷が与えられていない状態で検出されたホールセンサ信号を示すグラフ、図２５は挿入部本体に所定の負荷が与えられている状態で検出されたホールセンサからの検出信号を示すグラフ、図２６は挿入部本体１０の進退が停止している状態で検出されたホールセンサ信号を示すグラフである。

本実施の形態の回転自走式内視鏡システム１は、図１９に示すように、第１の実施の形態での進退検出装置であるフォトリフレクタ６５に変えて、磁力により挿入部本体１０の進退を検出するための進退検出装置であるホールセンサ７５を有して構成されている。

また、本実施の形態の挿入部本体１０の回転筒体５１は、双極性に磁性化された磁性部を有しており、螺旋形状部５１ａの凸部を形成する部分がＳ極、凹部を形成する部分がＮ極に磁性化されている。尚、Ｓ／Ｎ極の磁性化は、これに限定されること無く、凸部をＮ極、凹部をＳ極にしたり、回転筒体５１に等間隔でＳ／Ｎ極を等間隔で交互に磁性化させたりしても良い。

このホールセンサ７５は、図２０に示すように、例えば、第１の実施の形態に示した挿入補助具１１のフォトリフレクタ６５と同じ位置に配置している。また、ホールセンサ７５の検出信号は、制御装置３の回転制御装置６６に出力される。

また、図２４に示すように、回転筒体５１にＳ／Ｎ極を磁性化することなく、内層チューブ４９ａにリング状の磁性部である永久磁石７６を等間隔で配設しても良い。この永久磁石７６は、図２２に示すように、外周部と内周部とを双極性化したり、図２３に示すように、一端部と他端部とを双極性化したりするなど、種々の構成としても良い。勿論、このような永久磁石は、Ｓ／Ｎ極の磁性位置、方向などは限定されること無く、内層チューブ４９ａに等間隔でＳ／Ｎ極が位置するように設定していれば良い。

例えば、図２４に示すように、挿入部本体１０が一定の速度で体腔内に推進する回転筒体５１に推進力に必要な負荷のみかかっている状態では、ホールセンサ７５から制御装置３の回転制御装置６６へ出力される信号は、Ｓ／Ｎ極の通過に従って、所定の１周期ｔｌでの正弦波を描く。

これに対し、体腔の屈曲などにより回転筒体５１に推進力に必要な負荷以上がかかり、挿入部本体１０の速度が低下すると、図２５に示すように、ホールセンサ７５から制御装置３の回転制御装置６６へ出力される信号は、Ｓ／Ｎ極の通過に従って、図２４での所定の１周期ｔｌよりも、時間の長い所定の１周期ｔｌとなる。すなわち、図２５での検出された正弦波は、図２４での検出された周波数に比して周波数が低下した状態となる。つまり、挿入部本体１０が所定の時間に対する移動量が少なくなっている状態となる。

さらに、挿入部本体１０が停止した状態では、図２６に示すように、ホールセンサ７５から制御装置３の回転制御装置６６へ出力される信号は、正弦波とならず、検出した位置で振幅が変化しない状態となる。

このように、ホールセンサ７５から検出された検出信号（電流）によって、制御装置３は、挿入部本体１０の推進状態を検出する。そして、制御装置３は、内蔵される回転制御装置６６の制御下で、例えば、第１の実施の形態での図１７に示した制御フローを実行する。
以上のことから、本実施の形態の回転自走式内視鏡システム１は、第１の実施の形態と同様に、挿入部本体１０の進退状態に応じて、回転筒体５１を回転駆動するモータ５９の回転を制御することで、挿入部本体１０、及びモータ５９の機器類に無理な負荷が与えられないように制御すると共に、挿入部本体１０、及びモータ５９などの機器類の損傷を防止する。さらに、回転自走式内視鏡システム１は、挿入部本体１０の進退状態に応じて、上述した制御を行うことで、挿入部本体１０の挿入性、及び抜去性を向上させることができる。

尚、本実施の形態では、Ｓ／Ｎ極が挿入部本体１０の長軸方向に交互に位置し、ホールセンサ７５がＳ／Ｎ極を検出するような構成としているが、ホールセンサ７５に対向する極がＳ／Ｎ極のどちらか一方のみとしても良い。

（第３の実施の形態）
次に、図２７〜図２６を用いて、第３の実施の形態の回転自走式内視鏡システム１について説明する。尚、本実施の形態の説明においても、上述の第１の実施の形態と同じ各構成については、同じ符号を用いて、それらの説明を省略する。

図２７〜図３２は、本発明の第３の実施の形態に係り、図２７は回転自走式内視鏡システムのシステム構成を示すブロック図、図２８は第１センサの構成、及び配置位置を示す断面図、図２９は第２センサの構成、及び配置位置を示す部分的な断面図、図３０は第１、第２センサからの検出信号の一例を比較した矩形波を示すグラフ、図３１は第１、第２センサからの検出信号の図２９とは別の一例を比較した矩形波を示すグラフ、図３２は制御装置が行う制御フローチャートである。

図２７に示すように、本実施の形態の回転自走式内視鏡システム１は、回転筒体５１の基端部分の回転数を検出する第１センサ８５と、回転筒体５１の先端部分の回転数を検出する第２検出部８６と、を有している。尚、本実施の形態の第１センサ８５と第２センサ８６とは、回転自走式内視鏡システム１における回転数検出装置を構成している。

また、本実施の形態の制御装置３には、各センサ８５，８６からの検出信号が入力されるコンパレータ８７が内蔵されている。このコンパレータ８７は、回転制御装置６６に電気的に接続され、各センサ８５，８６の検出結果を比較して、比較データを回転制御装置６６に出力する。また、各センサ８５，８６は、挿入部本体１０の内層チューブ４９ａに挿通する通信ケーブルによって、コンパレータ８７と電気的に接続されている。

本実施の形態の第１センサ８５、及び第２検出部８６は、図２８に示すように、例えば、内層チューブ４９ａの外周面に発光部と受光部が露呈するように配設されたフォトリフレクタである。また、回転筒体５１の内面には、各センサ８５，８６の発光部からの光が照射する位置に縞状の濃淡が形成された反射面８８が先端部分と基端部分に設けられている。

回転筒体５１が回転すると、第１センサ８５は、反射面８８に反射する発光部からの光を受光部で受光することで、回転筒体５１の基端部分の回転数を検出し、通信ケーブル８５ａを介して、制御装置３のコンパレータ８７へ電流の強弱による検出信号を出力する。

その一方で、第２検出部８６は、同様に、回転筒体５１の先端部分の回転数を検出し、通信ケーブル８６ａを介して、制御装置３のコンパレータ８７へ電流値／電圧値の強弱による検出信号を出力する。

尚、各センサ８５，８６は、フォトリフレクタに変えて、ホールセンサなどの各種センサを用いても良い。その一例として、ホールセンサを用いた第２検出部８６の構成を例に挙げると、図２９に示すように、回転筒体５１と湾曲部９とを連結する連結部内に、第２検出部８６と、Ｓ／Ｎ極が平面から見て等間隔で交互に磁性された永久磁石８９により、回転筒体５１の先端部分の回転数を検出し、通信ケーブル８６ａを介して、制御装置３のコンパレータ８７へ電流の強弱による検出信号を出力するよう構成しても良い。

図２９では、内層チューブ４９ａにホールセンサである第２検出部８６を設け、回転筒体５１の先端側口金５０に永久磁石８９を設けた例を示している。勿論、第２検出部８６と永久磁石８９の配置位置は、これに限定されること無く、回転筒体５１の先端部分の回転数を検知できる位置であれば良い。また、同様な構成によって、基端側の第１センサ８５をホールセンサにしても良い。

上述した、制御装置３のコンパレータ８７は、各センサ８５，８６からの２つの入力電圧の大小を比較し、その結果を回転制御装置６６に出力する。その比較結果に基づいて、回転制御装置６６は、後述するような各種制御を行う。

次に、図３０を用いて、回転筒体５１の先端部分と基端部分の回転数の違いが起こった場合の例と、図３１のフローチャートを用いて、制御装置３が実行する制御例を説明する。

例えば、モータ５９の回転駆動開始後、回転筒体５１は、基端から先端部分まで回転力が伝達するのに時間が掛かる。つまり、モータ５９の近傍である回転筒体５１の基端部分は、図３０に示すように、第１センサ８５からの検出信号が略一定の回転数を検出するように回転する。

しかし、モータ５９の近傍である回転筒体５１の先端部分は、基端からの回転が伝達するのにタイムラグが生じ、図３０の所定の期間Ａを過ぎてから回転始動する。この所定の期間Ａは、回転筒体５１の剛性、モータ５９の出力状態などによって異なるが、本実施の形態では、１ｓｅｃ程度を１つの目安として、制御装置３に設定している。

次に、先端部分の回転筒体５１が回転始動後、図３０に示す、期間Ｂでは、第１センサ８５と第２検出部８６の検出結果が略同一となっている。つまり、この期間Ｂでは、回転筒体５１の先端部分と基端部分は、略同一の回転数で回転しているという状態である。このとき、回転筒体５１は、全長に亘って、推進力に必要な負荷のみかかっている安定した状態で回転している。

次に、回転筒体５１に体腔の屈曲部などにより、推進力に必要な負荷以上がかかると、徐々に負荷が増加した場合、期間Ｃに示すような第１センサ８５と第２検出部８６からの検出値に違いが生じてくる。これは、モータ５９の近傍である回転筒体５１の基端部分の回転数が略一定で回転し、回転の伝達が負荷により阻害される回転筒体５１の先端部分の回転数が徐々に低下している状態となる。つまり、第１センサ８５が検出する回転数に対して、第２検出部８６が検出する回転数が減少し、それら回転数の差が徐々に大きくなる。

そして、本実施の形態の回転自走式内視鏡システム１には、これら第１センサ８５と第２検出部８６との検出値の差に許容値（ε）が設定され、例えば、図３１のフローチャートのステップＳに従った制御を実行する。

ユーザによって、フットスイッチ２５の足元操作、或いは主操作部１８の入力装置７１の手元操作により、制御装置３の回転制御装置６６は、図３１に示すように、モータドライバ６７を介してモータ５９の駆動を開始させる（Ｓ２１）。

そして、回転制御装置６６は、モータドライバ６７からモータ５９のトルク検出により、モータ５９が駆動しているか否かの判断を行う（Ｓ２２）。このとき、回転制御装置６６は、モータ５９のトルクが検出されていなければ、ステップＳ１に戻り、モータ５９のトルクが検出されていれば、ステップＳ３へ移行する。

次に、回転制御装置６６は、モータドライバ６７からモータ５９のトルク検出により、所定時間Ｔでモータ５９が回転し続けたか否かの判断を行う（Ｓ２３）。このとき、回転制御装置６６は、モータ５９のトルクが所定時間Ｔで検出されていなければ、ステップＳ２２に戻り、モータ５９のトルクが検出されていれば、ステップＳ２４へ移行する。

尚、この所定時間Ｔは、上述したように、回転筒体５１の先端部分と基端部分の回転伝達によるタイムラグとする１ｓｅｃを基本としている。また、この所定時間Ｔは、１ｓｅｃに限定することなく、設定変更可能である。

ステップＳ２４に移行すると、回転制御装置６６は、第１センサからの検出信号をコンパレータ８７を介して読み込み（Ｓ２４）、第２センサからの検出信号をコンパレータ８７を介して読み込む（Ｓ２５）。尚、ここでは、コンパレータ８７によって、各検出信号が比較され、その検出値（図３１ではａ，ｂとしている）が回転制御装置６６に入力される。

そして、これら各検出信号がコンパレータ８７からの比較された検出値に対する絶対値Ａを計算する（Ｓ２６）。そして、回転制御装置６６は、この絶対値Ａが許容値εを超えた（Ａ＞ε）か否かの判断を行う（Ｓ２７）。

絶対値Ａが許容値εを超えていなければ、回転制御装置６６は、上述と同様にして、モータ５９が回転しているか否かを判断（Ｓ２８）し、モータ５９が回転していれば、Ｓ２４へ移行する。従って、絶対値Ａが許容値εを超えていなければ、回転制御装置６６は、ステップＳ２４〜ステップＳ２８をループする。

一方、モータ５９が回転していない場合、回転制御装置６６は、入力装置７１、或いはフットスイッチ２５のＯＦＦ操作となる停止処理がされたか否かの判断を行う（Ｓ２９）。そして、ユーザにより停止処理がなされると、回転制御装置６６は、上記制御フローを終了する。

また、絶対値Ａが許容値εを超えると、回転制御装置６６は、モータ５９へのモータドライバ６７を介する電力供給を停止して、モータ５９の駆動を停止する（Ｓ３０）。そして、回転制御装置６６は、ブザー７０を駆動するために電力供給を行う（Ｓ３１）と共に、表示装置７２に電力供給して警告メッセージである警告灯を点灯させる（Ｓ３２）。尚、このステップＳ７において、さらに、回転制御装置６６は、画像処理装置６９を介して、モニタ４へ警告メッセージを表示するようにしても良い。

その後、回転制御装置６６は、回転ユーザによって、解除処理が行われたか否かの判断を行う（Ｓ３３）。このステップＳ３３での解除処理は、例えば、制御装置３、フットスイッチ２５、或いは操作部７に配設される図示しないリセットスイッチ操作によって判断を行う。

ユーザにより、上記解除処理が成されると、回転制御装置６６は、ステップＳ２１に戻り、一連の制御を繰り返し行う。また、ユーザにより、ステップＳ２９と同様に、上記解除処理が行われなければ、回転制御装置６６は、入力装置７１、或いはフットスイッチ２５のＯＦＦ操作となる停止処理がされたか否かの判断を行う（Ｓ３４）。

回転制御装置６６は、ユーザによる停止処理、或いは解除処理がなされない限り、ステップＳ１８、及びステップＳ１９をループする。そして、ユーザにより停止処理がなされると、回転制御装置６６は、上記制御フローを終了する。

以上に説明した制御装置３の回転制御装置６６による制御フローにより、本実施の形態の回転自走式内視鏡システム１は、回転筒体５１の基端部分から先端部分までの回転伝達状態によって、回転筒体５１の緊急停止制御を行う。

本実施の形態の回転自走式内視鏡システム１の制御例では、回転筒体５１の先端部分と基端部分の回転数の絶対値Ａの差が許容値εを超えた場合にモータ５９の停止制御をしたが、その他に、例えば、第１の実施の形態のようにモータ５９を制御して、回転筒体５１の回転数を少なくしたり、回転／停止を所定時間で繰り返す間欠駆動したり、逆回転させたりすることで、上記絶対値Ａが許容値ε内に収まるように挿入部本体１０の挿入をし続けるようにしても良い。

尚、モータ５９を逆回転させて、回転筒体５１の回転方向を変更する場合、回転筒体５１の弾性特性により、直に先端部分へ回転が追従（伝達）しないため、期間Ａの設定と同様な理由から、各センサ８５，８６による検知を一定時間行わない制御が必要である。

この場合、上述したように回転筒体５１の剛性、回転数などによっても上記一定時間が異なるが、例えば３ｓｅｃ程度が１つの目安として設定することが好ましい。

また、回転筒体５１は、柔軟な構造上の弾性特性を多分に含んでいるため、体腔壁との摩擦の状態によっては、基端部分を一定の回転数で回転させていても、先端側への回転伝達力の蓄積と放出を繰り返し、先端部分の回転が間欠回転となってしまう場合がある。

このような、体腔壁との摩擦により回転筒体５１の先端部分で自然に発生する間欠回転状態では、第２センサ８６での検出結果が安定せず、制御装置３の制御観点から好ましくないため、防止する必要がある。

具体的には、回転筒体５１の先端部分が間欠回転すると、図３２に示すような負荷がかかった状態となる期間Ｃでの第２センサ８６が検出する矩形波結果となる。すなわち、期間Ｃでは、回転筒体５１の先端部分は、しばらく停止したのち、基端部分よりも回転数が上がり、再度停止するような状態を繰り返す。

そこで、本実施の形態の回転自走式内視鏡システム１は、回転筒体５１の先端部分が間欠回転現象となる第１センサ８５よりも上回る回転数が第２センサ８６で３回検出されると、制御装置３の制御により、図３１に示したフローチャートのようなモータ５９の緊急停止制御を行うようにしても良い。

また、上述と同様に、例えば、第１の実施の形態のようにモータ５９を制御して、回転筒体５１の回転数を少なくしたり、回転／停止を所定時間で繰り返す間欠駆動したり、逆回転させたりすることで、上記自然的に発生した間欠回転が発生しないような制御を行いながら、挿入部本体１０の挿入をし続けるようにしても良い。

以上、説明したように、本実施の形態の回転自走式内視鏡システム１は、挿入部本体１０の回転筒体５１に、その先端部分と基端部分との回転数の差を検出して、過大な回転トルクによる捩れ応力、さらにはせん断応力の低減を制御することができる。

これにより、本実施の形態の回転自走式内視鏡システム１でも、第１の実施の形態と同じ効果である、挿入部本体１０、及びモータ５９の機器類に無理な負荷が与えられないように制御すると共に、挿入部本体１０、及びモータ５９などの機器類の損傷を防止することができる。さらに、回転自走式内視鏡システム１も、回転筒体５１の先端部分と基端部分との回転数の差に応じて、上述した制御を行うことで、挿入部本体１０の挿入性、及び抜去性を向上させることができる。

（第４の実施の形態）
次に、図３３〜図３６を用いて、第４の実施の形態の回転自走式内視鏡システム１について説明する。尚、本実施の形態の説明においても、上述の第１の実施の形態と同じ各構成については、同じ符号を用いて、それらの説明を省略する。

図３３〜図３６は、本発明の第４の実施の形態に係り、図３３は回転自走式内視鏡システムのシステム構成を示すブロック図、図３４は回転自走式内視鏡の先端部の構成を示す部分断面図、図３５は力覚センサ部の構成を示す斜視図、図３６は変形例を示す力覚センサ部の構成を示す斜視図である。

図３３に示すように、本実施の形態の回転自走式内視鏡システム１は、内視鏡２の先端部８と湾曲部９の間に力覚検出装置である力覚センサ部９１を有している。この力覚センサ部９１には、第１力覚センサ９２、及び第２力覚センサ９３が設けられている。

これら２つの力覚センサ９２，９３は、例えば歪ゲージであり、制御装置３に配設された力覚検出装置９４と電気的に接続されている。また、各力覚センサ９２，９３からの通信ケーブル９２ａ，９３ａ（図３４参照）は、挿入部本体１０の内層チューブ４９ａに挿通している。

力覚検出装置９４は、回転制御装置６６に電気的に接続され、各力覚センサ９２，９３からの検出値が入力され、その結果を回転制御装置６６に出力する。

力覚センサ部９１は、図３４に示すように、略円筒状の力覚構造部９１ａの外周が湾曲外皮４１に被覆されている。この力覚構造部９１ａは、先端部分が先端部８の外形を形成する本体環２６に、基端部分が湾曲部９の先端湾曲駒３９に嵌合されている。

力覚構造部９１ａは、図３５に示すように、ステンレスなどの金属円筒部材が両外周部から中心部に向かって、放電加工により２つの切り欠き９５，９６が互い違いに形成された形状をしている。つまり、図３４に示すように、力覚構造部９１ａは、側面方向から見たときに、Ｓ字状となるように、２つの切り欠き９５，９６が両外周部から中心部に向かって形成されている。

また、これら切り欠き９５，９６の切り欠き方向の端部には、夫々、断面が略円形状の溝部９７が形成されている。この溝部９７を形成することによって、力覚構造部９１ａは、両端方向からの荷重に反応して撓み易い構造となる。

また、上述の２つの力覚センサ９２，９３は、力覚構造部９１ａの各切り欠き９５，９６が形成された外周側の各側面に配設されている。尚、これら力覚センサ９２，９３が設けられる力覚構造部９１ａの上記各側面は、反対向した面である。

詳しくは、第１の力覚センサ９２が力覚構造部９１ａの先端側に形成される切り欠き９５によって形成された側面に、第２の力覚センサ９３が力覚構造部９１ａの基端側に形成される切り欠き９６によって形成された側面に夫々配設されている。

また、図３４に示すように、力覚センサ部９１は、内視鏡２に装着される先端部８と湾曲部９の間に設置された状態では、力覚構造部９１ａの各切り欠き９５，９６の外周部分を塞いで、円筒形状となるようにシリコンゴムなどの弾性部材９１ｂが注入形成されている。つまり、力覚センサ部９１には、各切り欠き９５，９６が形成されているが、弾性部材９１ｂが隙間に注入された略円柱形状をしている。

以上のように構成された本実施の形態の回転自走式内視鏡システム１では、内視鏡２の先端部８に体腔の屈曲部に当接した状態を力覚センサ部９１の各力覚センサ９２，９３が力覚構造部９１ａの両端方向の撓み（歪）により検出することができる。

詳しくは、内視鏡２の挿入過程で先端部８に荷重が与えられた場合、各力覚センサ９２，９３からの検出電流は、通信ケーブル９２ａ，９３ａを介して、制御装置３の力覚検出装置９４に出力され、その結果が力覚検出装置９４へ出力される。

その先端部８にかかる荷重結果は、力覚検出装置９４でフィルタ処理がなされると共に演算され、回転制御装置６６に出力される。その後、上記演算された荷重量は、画像処理装置６９を介して数値など視覚的にモニタ４へ表示される。

また、回転制御装置６６には、所定の荷重量が設定されており、この所定の荷重量を超えた場合、ブザー７３を駆動させ、聴覚的に告知し、モニタ４、及び表示装置７２に視覚的に警告表示させる。

これにより、ユーザは、フットスイッチ２５の足元操作、或いは主操作部１８に設けた進退スイッチの手元操作により、回転筒体５１の長軸回りの回転速度を可変したり、間欠駆動したりして、挿入部本体１０の自走による挿入状態を可変することができる。

その結果、ユーザは、体腔の屈曲部などへ挿入部６の先端部８が当接する荷重をコントロールできることで、患者に負担をかけることなく挿入部本体１０の挿入を行うことができる。

また、上述した各実施の形態のように、制御装置３の回転制御装置６６によるモータ５９の駆動を制御するプログラムを実行するようにしても良い。例えば、制御装置３の回転制御装置６６は、各力覚センサ９２，９３から出力された上記荷重結果値が基準値より大きい場合に、一定時間で回転筒体５１のモータ５９による駆動を停止して、所定時間後にモータ５９を再度駆動したり、これを数回繰り返す間欠駆動を行ったり、モータ５９を逆回転させたりする。

これにより、体腔壁と先端部８の接触圧が低減し、再度、回転筒体５１が回転を始めたときに、スムーズに先端部８が体腔の挿入方向へ向き易くなる。その結果、効率よく挿入部本体１０の挿入動作を行うことができる。

尚、本実施の形態では、挿入部本体１０の挿入時を具体的に説明したが、勿論、これに限定することなく、抜去時にも同様に適用することができる。

また、図３６に示すように、略円柱状の力覚構造部９１Ａを用いて、この力覚構造部９１Ａには、その外周面に円周に沿った方向に歪を検出する例えば、歪ゲージである第１センサ９８と、この第１センサ９８の検出方向に対して９０度ずれた長軸方向（先端部８と湾曲部９を結ぶ方向）に歪を検出する例えば歪ゲージである第２センサ９９とを設けられている。これにより、力覚構造部９１Ａにかかる荷重を、これら２つのセンサ９８，９９による２ゲージ法（引張、圧縮応力計測）によって測定するようにしても良い。

以上のように、上述した各実施の形態の回転自走式内視鏡システム１によれば、内視鏡２の挿入部本体１０の回転筒体５１、及び機器類に無理な負荷が与えられた場合、これら回転筒体５１、及びモータ５９などの機器類の損傷を防止すると共に、安定した挿入性、及び抜去性を実現することができる。

その結果、このような回転自走式内視鏡システム１は、体腔内に対する挿入部本体１０の挿入性、及び抜去性が向上することで、患者に負担を与えたり、内視鏡検査に時間を要するなどの不具合が発生する問題を解消することができる。

ところで、挿入部本体１０の回転筒体５１は、体腔壁との摩擦により推進力を発生させるため、体腔内に挿入される部分のみ、螺旋形状部５１を有していれば良い。そのため、挿入部本体１０は、図３７に示すように、先端部８、湾曲部９、及び螺旋形状部５１の全体の長さＬ１を一般的な成人の例えば、体腔である大腸の長さに設定して、その基端に長さＬ２のトルクチューブ７７が接続されている。

このトルクチューブ７７は、回転筒体５１と回転軸８４との間に介装されたチューブである。また、トルクチューブ７７は、比較的バネ係数が高くなるような所定の可撓性を備えた樹脂により形成されている。また、上記長さＬ２は、図１で示した、収納ケース本体１２からトルクチューブ７７が延出しないような長さに設定されている。

以上のように構成された挿入部本体１０では、回転筒体５１が体腔、例えば大腸の挿入に必要最小限の長さＬ１に設定されることで、可撓性の低いトルクチューブ７７からの回転伝達が効率よく行われる。そのため、回転筒体５１は、その回転追従性が向上することで、過剰な回転トルクが与えられず、内部に発生する捩り応力、せん断応力の蓄積による損傷を防止することができる。

以上の実施の形態に記載した発明は、その実施の形態に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、上記実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得る。

例えば、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

本発明の実施の形態に係る、回転自走式内視鏡システムの全体構成図。 同、内視鏡の先端部、湾曲部、及び回転筒体の一部を示す断面図。 同、挿入部本体の断面図。 同、操作部側案内管が接続されたコネクタカバーの一部を示す断面図。 同、回転伝達機構を説明するためのコネクタカバーとモータボックスが連結した状態の断面図。 同、挿入補助具の全体構成を示す斜視図。 同、挿入補助具の全体構成を示す部分的な断面図。 同、回転自走式内視鏡システムの電気装置構成、及び回転伝達機構を示すブロック図。 同、図１の収納ケースを示す上面図、 同、挿入補助具が患者の肛門から直腸へ挿入された状態を示す説明図。 同、大腸内に挿入された挿入部本体がＳ字状結腸に到達した際の状態を示す説明図。 同、大腸内に挿入された挿入部本体が盲腸近傍に到達した際の状態を示す説明図。 同、フォトリフレクタを備えた挿入補助具に挿入部本体が挿通している状態を示す作用を説明する図。 同、挿入部本体に負荷が与えられていない状態で検出されたフォトリフレクタからの信号を示すグラフ。 同、挿入部本体に所定の負荷が与えられている状態で検出されたフォトリフレクタからの検出信号を示すグラフ。 同、挿入部本体の進退が停止している状態で検出されたフォトリフレクタからの信号を示すグラフ。 同、フォトリフレクタの検出結果に基づいた回転制御装置の制御フローチャート。 変形例を示し、挿入部本体に配設されたリングを説明するための図。 第２の実施の形態に係り、挿入部本体の進退状態を検知するホールセンサを用いた回転自走式内視鏡システムを説明するための構成図。 同、挿入部本体が挿通した状態の挿入補助具を示す部分的な断面図。 、変形例を示し、挿入部本体の進退状態を検知するホールセンサを用いた回転自走式内視鏡システムを説明するための構成図。 同、図２２は永久磁石の構成を示す図。 同、図２２とは別の永久磁石の構成を示す図。 第２の実施の形態に係り、挿入部本体に負荷が与えられていない状態で検出されたホールセンサ信号を示すグラフ。 同、挿入部本体に所定の負荷が与えられている状態で検出されたホールセンサからの検出信号を示すグラフ。 同、挿入部本体１０の進退が停止している状態で検出されたホールセンサ信号を示すグラフ。 第３の実施の形態に係る、回転自走式内視鏡システムのシステム構成を示すブロック図。 同、第１センサの構成、及び配置位置を示す断面図。 同、第２センサの構成、及び配置位置を示す部分的な断面図。 同、第１、第２センサからの検出信号の一例を比較した矩形波を示すグラフ。 同、第１、第２センサからの検出信号の図２９とは別の一例を比較した矩形波を示すグラフ。 同、制御装置が行う制御フローチャート。 第４の実施の形態に係る、回転自走式内視鏡システムのシステム構成を示すブロック図。 同、回転自走式内視鏡の先端部の構成を示す部分断面図。 同、力覚センサ部の構成を示す斜視図。 変形例を示す力覚センサ部の構成を示す斜視図。 回転筒体の基端にトルクチューブが設けられた挿入部本体を説明するためのブロック図。

符号の説明

１・・・回転自走式内視鏡システム
２・・・回転自走式内視鏡
３・・・制御装置
４・・・モニタ
５・・・吸引器
６・・・収納ケース付内視鏡挿入部
７・・・操作部
８・・・先端部
９・・・湾曲部
１０・・・挿入部本体
１１・・・挿入補助具
１１ａ・・・通信ケーブル
１２・・・収納ケース本体
１５・・・コネクタカバー
１６・・・モータボックス
２５・・・フットスイッチ
５１・・・回転筒体
５１ａ・・・螺旋形状部
５９・・・モータ
６５・・・フォトリフレクタ
６６・・・回転制御装置
６７・・・モータドライバ
６８・・・トルク変化検出装置
６９・・・画像処理装置
７０・・・ブザー
７１・・・入力装置
７２・・・表示装置
７３・・・ブザー
７４・・・リング
７５・・・ホールセンサ
７６・・・永久磁石
８５・・・第１センサ
８６・・・第２センサ
８７・・・コンパレータ
８８・・・反射面
８９・・・永久磁石
９１・・・力覚センサ部
９１ａ・・・力覚構造部
９１ｂ・・・弾性部材
９１Ａ・・・力覚構造部
９２・・・第１力覚センサ
９３・・・第２力覚センサ
９４・・・力覚検出装置
９７・・・溝部
９８・・・第１センサ
９９・・・第２センサ

Claims (16)

1. 螺旋形状部を表面に形成され、長軸回りに回動自在な螺旋管を備えた挿入部と、
   上記螺旋管に上記長軸回りの回転駆動力を与える駆動部と、
   上記螺旋管の回転駆動状態を検知する検出装置と、
   該検出装置の検出結果が入力され、該検出結果に基づいて、上記駆動部を制御する制御装置と、
   を備えたことを特徴とする回転自走式内視鏡システム。
2. 上記検出装置が通過する上記螺旋管の凹部を検出して、上記制御装置へ出力し、
   上記制御装置が検出された上記凹部の通過周期から上記挿入部の推進速度を検出して、上記駆動部の上記回転駆動力を変更することを特徴とする請求項１に記載の回転自走式内視鏡システム。
3. 上記検出装置が通過する上記螺旋管の凸部を検出して、上記制御装置へ出力し、
   上記制御装置が検出された上記凸部の通過周期から上記挿入部の推進速度を検出して、上記駆動部の上記回転駆動力を変更することを特徴とする請求項１に記載の回転自走式内視鏡システム。
4. 上記検出装置が通過する上記螺旋管の凹凸を検出して、上記制御装置へ出力し、
   上記制御装置が検出された上記凹凸の通過周期から上記挿入部の推進速度を検出して、上記駆動部の上記回転駆動力を変更することを特徴とする請求項１に記載の回転自走式内視鏡システム。
5. 上記制御装置は、上記通過周期が設定された第１の閾値を超えた場合、上記駆動部の回転トルクを減少して、上記螺旋管の回転を減速することを特徴とする請求項２から請求項４の何れか１項に記載の回転自走式内視鏡システム。
6. 上記制御装置は、上記通過周期が上記第１の閾値よりも大きく設定された第２の閾値を超えた場合、上記駆動部を間欠駆動して、上記螺旋管の回転を間欠回転することを特徴とする請求項２から請求項４の何れか１項に記載の回転自走式内視鏡システム。
7. 上記制御装置は、上記通過周期が上記第２の閾値よりも大きく設定された第３の閾値を超えた場合、上記駆動部を停止、及び反転を繰り返して、上記螺旋管の回転を正反交互に回転することを特徴とする請求項２から請求項４の何れか１項に記載の回転自走式内視鏡システム。
8. 上記検出装置は、光センサであることを特徴とする請求項１から請求項１１の何れか１項に記載の回転自走式内視鏡システム。
9. 上記挿入部は、長軸方向に沿って等間隔に磁性部を有し、
   上記検出装置が通過した上記磁性部を検出する磁気センサであることを特徴とする請求項１から請求項７の何れか１項に記載の回転自走式内視鏡システム。
10. 上記検出装置は、上記螺旋管の先端部分と基端部分の回転数を検知して、
    上記制御装置は、上記回転数の違いに基づいて、上記駆動部の上記回転駆動力を変更することを特徴とする請求項１に記載の回転自走式内視鏡システム。
11. 上記制御装置は、上記回転数の違いが設定された第１の許容値を超えた場合、上記駆動部の回転トルクを減少して、上記螺旋管の回転を減速することを特徴とする請求項１０に記載の回転自走式内視鏡システム。
12. 上記制御装置は、上記回転数の違いが上記第１の許容値よりも大きく設定された第２の許容値を超えた場合、上記駆動部を間欠駆動して、上記螺旋管の回転を間欠回転することを特徴とする請求項１０に記載の回転自走式内視鏡システム。
13. 上記制御装置は、上記回転数の違いが上記第２の許容値よりも大きく設定された第３の許容値を超えた場合、上記駆動部を停止、及び反転を繰り返して、上記螺旋管の回転を正反交互に回転することを特徴とする請求項１０に記載の回転自走式内視鏡システム。
14. 上記挿入部は、内周に沿って濃淡を備えた反射部を有し、
    上記検出装置が上記反射部の上記濃淡を検出する光センサであることを特徴とする請求項１０から請求項１３の何れか１項に記載の回転自走式内視鏡システム。
15. 上記挿入部は、外周に沿って等間隔に磁性部を有し、
    上記検出装置が上記磁性部を検出する磁気センサであることを特徴とする請求項１０から請求項１３の何れか１項に記載の回転自走式内視鏡システム。
16. 螺旋形状部を表面に形成され、長軸回りに回動自在な螺旋管を備えた挿入部と、
    上記螺旋管に長軸回りの回転駆動力を与える駆動部と、
    推進する上記挿入部の推進方向の荷重を検知する検出装置と、
    を備えたことを特徴とする回転自走式内視鏡システム。

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