JP2009090087A - Endoscope - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、医療用等に用いられる内視鏡に関し、詳しくは、挿入部の先端近傍に設けられる湾曲部の湾曲を、安全かつ楽に行なうことができる内視鏡に関する。 The present invention relates to an endoscope used for medical purposes and the like, and more particularly to an endoscope that can safely and easily perform bending of a bending portion provided in the vicinity of a distal end of an insertion portion.
周知のように、内視鏡は、人体等の生体内に挿入されて、臓器の診断や治療、標本の採取等に使用される。
また、周知のように、内視鏡は、基本的に、人体に挿入される挿入部、挿入部の操作や送気/送水などの内視鏡の操作を行なう操作部、送気源や吸引ポンプ等と接続されるコネクタ(LG(Light Guide)コネクタ)、および、コネクタと操作部および挿入部を接続するユニバーサルコード(供給ホース)等から構成される。
As is well known, an endoscope is inserted into a living body such as a human body and used for diagnosis and treatment of organs, collection of specimens, and the like.
As is well known, an endoscope basically includes an insertion portion to be inserted into the human body, an operation portion for operating the endoscope such as operation of the insertion portion and air supply / water supply, an air supply source and suction. A connector (LG (Light Guide) connector) connected to a pump or the like, and a universal cord (supply hose) connecting the connector, the operation unit, and the insertion unit are configured.
内視鏡の挿入部の先端付近には、通常、湾曲部(アングル部)が設けられており、操作部に設けられた操作手段によって、上下左右に湾曲させることが可能になっている。 A bending portion (angle portion) is usually provided near the distal end of the insertion portion of the endoscope, and can be bent vertically and horizontally by operating means provided in the operating portion.
この湾曲部の湾曲は、一般的に、ワイヤによって湾曲部を牽引することで行なわれる。具体的には、内視鏡の操作部に設けられた回転可能なツマミなどの操作手段と、操作手段の回転によって回転するプーリ、および、このプーリに一方の端部を固定され、他方の端部を湾曲部に接続されるワイヤとを用いて、操作手段によって湾曲したい方向のワイヤを牽引することによって、挿入部先端付近の湾曲部を湾曲させる。
内視鏡は、上方向と下方向の湾曲に対応する2本のワイヤ、このワイヤに対応するプーリと上下方向の操作手段、ならびに、左方向と右方向の湾曲に対応する2本のワイヤ、このワイヤに対応するプーリと左右方向の操作手段を有し、操作手段を用いた、いわば遠隔操作によって、湾曲部を上下左右に湾曲させる。
The bending of the bending portion is generally performed by pulling the bending portion with a wire. Specifically, an operation means such as a rotatable knob provided in the operation unit of the endoscope, a pulley that rotates by rotation of the operation means, and one end of the pulley is fixed to the other end. Using the wire connected to the bending portion, the bending portion near the distal end of the insertion portion is bent by pulling the wire in the direction desired to be bent by the operating means.
The endoscope has two wires corresponding to the upward and downward bending, a pulley corresponding to the wire and an operating means in the vertical direction, and two wires corresponding to the left and right bending, It has a pulley corresponding to this wire and an operation means in the left-right direction, and the bending portion is bent up, down, left and right by so-called remote operation using the operation means.
内視鏡のオペレータは、重量の有る操作部を持った状態で、内視鏡の操作を行なう。しかも、ワイヤの牽引による湾曲操作は、ワイヤの摩擦等によって大きな操作力が必要なものであり、オペレータの負担は大きい。また、湾曲部を湾曲するための操作力は、湾曲部の湾曲(屈曲)の角度が大きくなるほど、必要になる。
特に、近年では、下部消化器用の内視鏡や、工業用の内視鏡のように、全長が長く、操作部から湾曲部までの距離が長い内視鏡も多く、このような内視鏡を操作する際のオペレータの負担は、一段と大きくなる。
The operator of the endoscope operates the endoscope while holding a heavy operation unit. In addition, the bending operation by pulling the wire requires a large operating force due to the friction of the wire and the load on the operator is large. In addition, an operation force for bending the bending portion becomes necessary as the bending (bending) angle of the bending portion increases.
In particular, in recent years, many endoscopes have a long overall length and a long distance from the operation unit to the bending unit, such as endoscopes for lower digestive organs and industrial endoscopes. The burden on the operator when operating is further increased.
このような問題点を解決するために、特許文献1や特許文献2には、操作部に、ワイヤを牽引(プーリを回転)する電動モータ、および、この電動モータを駆動(正/逆回転)するジョイスティックなどのスイッチを設け、人力によらず、モータの力でワイヤを牽引することにより、湾曲部を湾曲させる内視鏡が開示されている。 In order to solve such problems, Patent Literature 1 and Patent Literature 2 describe an electric motor that pulls a wire (rotates a pulley) and drives the electric motor (forward / reverse rotation). There is disclosed an endoscope in which a switch such as a joystick is provided and a bending portion is bent by pulling a wire with the power of a motor regardless of human power.
これらの内視鏡によれば、オペレータは大きな力を使わなくても、湾曲部を湾曲することができる。
しかしながら、これらの内視鏡は、モータの力のみで、湾曲部を湾曲させる。そのため、停電や故障が発生すると、湾曲部の湾曲操作が不可能になる。このような内視鏡では、例えば、挿入部を人体に挿入中で、かつ、湾曲部が湾曲した状態で操作が不可能になると、体内で湾曲部が引っ掛かり、無理矢理に引き抜くと穿孔事故など人体に傷を与えてしまうことも考えられるので、挿入部を人体から引き抜くことが出来なくなってしまう可能性がある。
According to these endoscopes, the operator can bend the bending portion without using a large force.
However, these endoscopes bend the bending portion only by the motor force. Therefore, when a power failure or failure occurs, the bending operation of the bending portion becomes impossible. In such an endoscope, for example, when the insertion portion is being inserted into the human body and the operation becomes impossible while the bending portion is bent, the bending portion is caught in the body, and if it is forcibly pulled out, the human body such as a perforation accident may occur. It is also possible that the insertion part may not be pulled out from the human body.
また、その機構上、オペレータによる操作と、モータによる牽引すなわち湾曲部の湾曲との間に、遅れが生じるため、湾曲部の微妙な湾曲操作が難しいという問題もある。
さらに、内視鏡では、湾曲部が体腔内に押圧された場合などに、湾曲部を無理矢理に湾曲すると、人体を傷つけてしまう可能性がある。ところが、電動モータ等の力で湾曲部を湾曲させる内視鏡では、実際に湾曲部にかかっている力(人体から湾曲部への反力)が、オペレータに伝わらない。そのため、人体に傷をつけないように、湾曲部が受ける反力を感じ取りながら操作を行なうことができず、事故に至る可能性が有る。
In addition, due to the mechanism, there is a problem that a delay occurs between the operation by the operator and the pulling by the motor, that is, the bending of the bending portion.
Furthermore, in an endoscope, if the bending portion is forcibly bent when the bending portion is pressed into the body cavity, the human body may be damaged. However, in an endoscope that bends the bending portion with the force of an electric motor or the like, the force actually applied to the bending portion (reaction force from the human body to the bending portion) is not transmitted to the operator. Therefore, an operation cannot be performed while sensing the reaction force received by the bending portion so as not to damage the human body, which may lead to an accident.
これに対して、小さな操作力で内視鏡の湾曲部の湾曲操作を行なうことができ、かつ、このような、停電や故障に関する問題や、操作性に関する問題も少ない内視鏡として、特許文献3に開示される内視鏡(内視鏡の湾曲操作装置)が例示される。
この内視鏡は、湾曲部の湾曲を全てモータの力によって行なうのではなく、操作手段の操作による(操作)ワイヤの牽引量を検出し、この牽引量に応じて、アシストモータによって、湾曲部の屈曲を増大するのに必要な力以下の力で、ワイヤの牽引を補助する構成を有する。また、特許文献3の内視鏡においては、湾曲部の操作手段として、回転可能なツマミ(ノブ)が用いられており、ツマミの回転角度(ツマミの回転によって回転されるギアの回転角度)を検出することで、ワイヤの牽引量を検出することが開示されている。
On the other hand, as an endoscope that can perform a bending operation of a bending portion of an endoscope with a small operation force, and has few problems related to a power failure, a failure, and operability, Patent Literature 3 is exemplified. (Endoscope bending operation device)
This endoscope does not perform the bending of the bending portion entirely by the force of the motor, but detects the pulling amount of the (operation) wire by the operation of the operating means, and the bending portion is operated by the assist motor according to the pulling amount. It has a configuration that assists in pulling the wire with a force equal to or less than the force necessary to increase the bending of the wire. Further, in the endoscope of Patent Document 3, a rotatable knob (knob) is used as an operation means for the bending portion, and the rotation angle of the knob (the rotation angle of the gear rotated by the rotation of the knob) is determined. It is disclosed to detect the pulling amount of the wire by detecting.
この特許文献3に開示される内視鏡であれば、湾曲部の湾曲は、基本的に、オペレータが行なう操作手段の操作によるワイヤの牽引で行なわれ、アシストモータはオペレータによる操作によるワイヤの牽引を補助するだけである。
そのため、内視鏡の挿入部を体内に挿入し、かつ、湾曲部を湾曲した状態で、停電やモータの故障等を生じても、操作手段による操作で、湾曲部の湾曲を戻す等の操作を行なうことができるので、安全に、体内から挿入部を引き出すことが可能である。
また、湾曲操作を、操作手段によるワイヤの牽引で行なうので、オペレータによる指示に対する湾曲部の湾曲の遅れを生じることもない。さらに、湾曲部にかかる体からの反力が、ワイヤを介して操作手段に伝わるので、オペレータは、湾曲部にかかる体の反力を操作手段で感じながら操作を行なうことができ、安全な診療が可能である。
In the endoscope disclosed in Patent Document 3, the bending of the bending portion is basically performed by pulling the wire by operating the operating means performed by the operator, and the assist motor is pulled by the operator by operating the wire. It only assists.
Therefore, even if the insertion portion of the endoscope is inserted into the body and the bending portion is bent, even if a power failure, motor failure, etc. occurs, operation such as returning the bending portion of the bending portion by operation with the operating means Therefore, it is possible to safely pull out the insertion portion from the body.
Further, since the bending operation is performed by pulling the wire by the operation means, there is no delay in bending of the bending portion with respect to the instruction from the operator. Further, since the reaction force from the body acting on the bending portion is transmitted to the operation means via the wire, the operator can perform the operation while feeling the reaction force of the body acting on the bending portion with the operation means. Is possible.
ここで、この内視鏡は、前述のように、操作手段での操作によるワイヤの牽引量(操作手段の回転角度)に応じて、アシストモータによって牽引の補助を行なう。
具体的には、ワイヤの牽引量が小さい場合には、アシストモータの出力を小さく抑え(すなわち、アシスト量を少なくしておき)、ワイヤの牽引量が大きくなるに応じて、段階的に、アシストモータの出力を大きくする(すなわち、アシスト量を大きくする)。
Here, as described above, this endoscope assists traction by an assist motor in accordance with the pulling amount of the wire (rotation angle of the operating unit) by the operation of the operating unit.
Specifically, when the pulling amount of the wire is small, the output of the assist motor is suppressed (that is, the assisting amount is reduced), and the assist is gradually performed as the pulling amount of the wire increases. Increase the motor output (that is, increase the assist amount).
内視鏡は、当然、使用するにしたがって各種の部材が劣化する。この劣化により、湾曲部を湾曲するのに必要なワイヤの牽引力は、経時と共に次第に大きくなり、すなわち、湾曲部を湾曲させるのに必要な操作力も、次第に、大きくなってしまう。
そのため、牽引量に応じて、アシストモータによってワイヤの牽引を補助しても、経時による劣化によっては、十分に牽引力すなわち操作力を補助できなくなってしまい、湾曲部の湾曲量が小さくても、非常に大きな操作力が必要になってしまうこともある。
As a matter of course, various members of the endoscope deteriorate as the endoscope is used. Due to this deterioration, the traction force of the wire necessary to bend the bending portion gradually increases with time, that is, the operation force necessary to bend the bending portion also gradually increases.
For this reason, even if the assist motor assists the pulling of the wire depending on the pulling amount, depending on the deterioration over time, the pulling force, that is, the operating force cannot be sufficiently supported. However, a large operating force may be required.
また、検査部位の状態や、検査部位における内視鏡の状態によっては、湾曲部の湾曲量すなわちワイヤの牽引量が小さくても、大きな操作力が必要な場合も有る。
しかしながら、上記内視鏡では、牽引量すなわち湾曲量が小さい場合には、アシストモータの出力が小さいので、やはり、十分に操作力を補助することはできない。
Further, depending on the state of the examination site and the state of the endoscope at the examination site, even if the bending amount of the bending portion, that is, the pulling amount of the wire is small, a large operating force may be required.
However, in the endoscope described above, when the pulling amount, that is, the bending amount is small, the output of the assist motor is small, so that the operating force cannot be sufficiently assisted.
すなわち、オペレータによる操作力を補助する補助手段を有する従来の内視鏡では、故障時等に生じる人体の損傷等の危険なく、かつ、湾曲部に加わる反力を感じながら操作等を可能にしつつ、オペレータの負担を低減することが出来るが、経時による内視鏡の劣化や、検査部位の状況や検査部位における内視鏡の状態に対応して、十分にオペレータの操作(操作に必要な力)を補助できない場合も有る。 In other words, in a conventional endoscope having auxiliary means for assisting the operation force by the operator, it is possible to perform an operation or the like while feeling the reaction force applied to the curved portion without risk of damage to the human body that occurs in the event of a failure or the like. The operator's burden can be reduced, but the operation of the operator (the power required for the operation is sufficient) in response to the deterioration of the endoscope over time, the situation of the examination site and the state of the endoscope at the examination site. ) May not be supported.
本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解決することにあり、停電や故障等によって牽引を補助するモータ等が停止しても、湾曲部の湾曲を操作して安全に体内等から内視鏡の挿入部を引き抜くことができ、かつ、オペレータが、体内等の検査部位からの反力を操作手段に感じつつ、操作に対する湾曲部の湾曲の遅れの無い微妙な操作が可能であると共に、経時や使用状況に応じた内視鏡の状態、体腔内などの検査部位や検査部位の状態、さらには、検査部位における内視鏡の状態等に応じて、湾曲部を牽引する牽引手段の牽引すなわちオペレータによる操作力を適正かつ安定して補助することができる内視鏡を提供することにある。 An object of the present invention is to solve the problems of the prior art, and even when a motor or the like that assists towing is stopped due to a power failure or failure, the bending of the bending portion can be operated safely from inside the body. The insertion portion of the endoscope can be pulled out, and the operator can feel a reaction force from the inspection site such as the body to the operation means, and can perform a delicate operation without a delay in bending of the bending portion with respect to the operation. The traction means that pulls the bending portion according to the state of the endoscope according to the time and use conditions, the state of the examination site such as in the body cavity and the state of the examination site, and the state of the endoscope at the examination site, etc. An object of the present invention is to provide an endoscope capable of assisting traction, that is, an operation force by an operator appropriately and stably.
前記目的を達成するために、本発明の内視鏡は、挿入部の先端近傍に湾曲部を有する内視鏡であって、前記湾曲部の湾曲操作を行なう操作手段と、前記操作手段と湾曲部とを連結し、前記操作手段による操作によって、前記湾曲部を牽引して湾曲させる牽引手段と、前記牽引手段による湾曲部の牽引を補助する補助手段と、前記操作手段に加えられた操作力を検出する検出手段と、前記検出手段によって検出された操作力に応じて、前記補助手段による前記湾曲部の牽引の補助を制御する制御手段とを有することを特徴とする内視鏡を提供する。 In order to achieve the above object, an endoscope according to the present invention is an endoscope having a bending portion in the vicinity of a distal end of an insertion portion, an operating means for performing a bending operation of the bending portion, the operating means and the bending A pulling means for pulling and bending the bending portion by an operation by the operation means, an auxiliary means for assisting the pulling of the bending portion by the pulling means, and an operating force applied to the operation means There is provided an endoscope, comprising: a detecting unit that detects traction; and a control unit that controls assistance of pulling of the bending portion by the auxiliary unit according to an operation force detected by the detecting unit. .
このような本発明の内視鏡において、前記操作手段は、回転することにより前記牽引手段によって前記湾曲部を牽引させるものであり、前記検出手段は、この操作手段に加えられたトルクを検出するトルクセンサであるのが好ましく、また、前記制御手段は、前記検出手段によって検出された操作手段に加えられた操作力に応じて、この操作力の所定割合の力だけ、前記牽引手段による湾曲部の牽引を補助するように、前記補助手段の駆動を制御するのが好ましい。
また、本発明の内視鏡において、前記制御手段は、前記検出手段によって検出された操作手段に加えられた操作力が所定値以下の場合には、前記牽引手段による湾曲部の牽引を補助しないように、前記補助手段の駆動を制御するのが好ましく、また、前記制御手段は、前記検出手段によって検出された操作手段に加えられた操作力が所定値以下の場合には、前記操作力が前記所定値を超える場合に比して、前記操作力に対する補助力を低くして前記牽引手段による湾曲部の牽引を補助するように、前記補助手段の駆動を制御するのが好ましい。
また、本発明の内視鏡において、前記制御手段は、前記検出手段によって検出された操作手段に加えられた操作力が所定値を超えた場合には、前記牽引手段による湾曲部の牽引を補助しないように、前記補助手段の駆動を制御するのが好ましく、また、前記制御手段は、前記検出手段によって検出された操作手段に加えられた操作力が所定値を超えた場合には、前記操作力が前記所定値の場合における補助力と同じ補助力で前記牽引手段による湾曲部の牽引の補助を行なうように、前記補助手段の駆動を制御するのが好ましい。
さらに、本発明の内視鏡において、前記検出手段は、前記補助手段と操作手段との間において、前記操作手段に加えられた操作力を検出するのが好ましく、この際において、前記操作手段の回転を前記牽引手段に伝達する、前記操作手段と一体的に回転する回転軸を有し、前記補助手段は、この回転軸に直接あるいは間接的に係合して、前記牽引手段による湾曲部の牽引を補助するものであり、前記検出手段は、前記補助手段の係合位置よりも前記操作手段に近い位置において、前記回転軸にかかる回転力を検出することにより、前記操作手段に加えられた操作力を検出するのが好ましい。
In such an endoscope of the present invention, the operating means is configured to cause the bending portion to be pulled by the pulling means by rotating, and the detecting means detects a torque applied to the operating means. Preferably, the controller is a torque sensor, and the control means is a curved portion formed by the traction means according to an operation force applied to the operation means detected by the detection means by a predetermined ratio of the operation force. It is preferable to control the driving of the auxiliary means so as to assist the traction.
In the endoscope of the present invention, the control means does not assist the pulling of the bending portion by the pulling means when the operating force applied to the operating means detected by the detecting means is equal to or less than a predetermined value. Thus, it is preferable to control the driving of the auxiliary means, and the control means is configured such that when the operating force applied to the operating means detected by the detecting means is less than or equal to a predetermined value, the operating force is It is preferable to control the driving of the auxiliary means so as to assist the traction of the bending portion by the traction means by lowering the auxiliary force with respect to the operation force as compared with the case where the predetermined value is exceeded.
In the endoscope of the present invention, the control means assists in pulling the bending portion by the pulling means when the operation force applied to the operation means detected by the detection means exceeds a predetermined value. It is preferable to control the driving of the auxiliary means, and the control means controls the operation when the operating force applied to the operating means detected by the detecting means exceeds a predetermined value. It is preferable to control the driving of the auxiliary means so that the pulling means assists the pulling of the bending portion with the same auxiliary force as the auxiliary force when the force is the predetermined value.
Furthermore, in the endoscope according to the present invention, it is preferable that the detection means detects an operation force applied to the operation means between the auxiliary means and the operation means. A rotation shaft that transmits the rotation to the traction means and rotates integrally with the operation means, and the auxiliary means engages directly or indirectly with the rotation shaft, so that the bending portion of the traction means The detection means is applied to the operation means by detecting a rotational force applied to the rotation shaft at a position closer to the operation means than an engagement position of the auxiliary means. It is preferable to detect the operating force.
上記構成を有する本発明の内視鏡は、内視鏡の湾曲部の湾曲は、基本的に、操作手段と湾曲部とを連結するワイヤー等の牽引手段で行なうと共に、内視鏡を操作するオペレータが操作手段に加えた力に応じて、モータ等の補助手段で牽引手段による湾曲部の牽引を補助する。
そのため、本発明の内視鏡によれば、停電やモータの故障等が発生しても、湾曲部を操作手段によって操作して、内視鏡の挿入部を安全に引き抜くことができる。また、湾曲部の湾曲は、基本的に、操作手段の操作に応じた牽引手段による牽引で行なうので、オペレータは、体内などの検査部位から湾曲部にかかる反力を感じながら、湾曲操作を行なうことができ、穿孔事故等の人体の損傷を好適に防止して安全な操作を行なうことが出来る。さらに、モータのみで湾曲部を湾曲させる場合と異なり、操作手段による湾曲の操作に対して、湾曲部が殆ど遅れることなく湾曲するので、微妙な操作も行い易い。
In the endoscope of the present invention having the above configuration, the bending of the bending portion of the endoscope is basically performed by a pulling means such as a wire connecting the operation means and the bending portion, and the endoscope is operated. In accordance with the force applied by the operator to the operation means, the traction means assists the traction of the bending portion by an auxiliary means such as a motor.
Therefore, according to the endoscope of the present invention, even if a power failure, motor failure, or the like occurs, the insertion portion of the endoscope can be safely pulled out by operating the bending portion with the operating means. Further, since the bending of the bending portion is basically performed by pulling by the pulling means according to the operation of the operation means, the operator performs the bending operation while feeling the reaction force applied to the bending portion from the examination site such as the body. Therefore, it is possible to suitably prevent a human body damage such as a drilling accident and perform a safe operation. Further, unlike the case where the bending portion is bent only by the motor, the bending portion bends almost without delay with respect to the bending operation by the operating means, so that a delicate operation can be easily performed.
また、本発明の内視鏡は、操作手段にかけられた操作力に応じて、牽引手段による牽引、すなわち操作手段の操作に必要な力を補助する。そのため、小さい操作力で、湾曲部の湾曲を行なうことができ、湾曲部の操作に関するオペレータの負担を大幅に低減できる。
しかも、牽引手段による牽引の補助は、牽引手段によるワイヤ等の牽引量すなわち湾曲の操作量ではなく、操作手段にかけられた操作力に応じて行なう。従って、経時や内視鏡の使用状況等に応じた劣化等によって、ワイヤ等の摩擦力が増大したなどの理由で湾曲に必要な操作力が増大してしまった場合や、検査部位の状態や検査部位における内視鏡の状態などによって、湾曲部を、若干、湾曲させるのにも大きな力が必要な場合であっても、オペレータが操作手段に加える力が大きくなれば、それに応じて牽引手段による牽引を補助するので、湾曲部の湾曲に必要な力に応じて、安定して適正に牽引の補助すなわち操作手段の操作(操作に必要な力)を補助できる。
すなわち、本発明の内視鏡によれば、内視鏡の状態や検査部位の状態等に応じた必要な操作力に対応して、安定かつ適正に、湾曲部を湾曲させる牽引手段の牽引を補助できるので、常に安定して湾曲部の湾曲操作に関するオペレータの負担、特に、湾曲操作に必要な力を低減して、湾曲操作を楽に行なうことが可能となる。
In addition, the endoscope of the present invention assists the traction by the traction means, that is, the force necessary for the operation of the operation means, according to the operation force applied to the operation means. Therefore, the bending portion can be bent with a small operating force, and the burden on the operator regarding the operation of the bending portion can be greatly reduced.
In addition, the assistance of the traction by the traction means is performed according to the operation force applied to the operation means, not the traction amount of the wire or the like by the traction means, that is, the bending operation amount. Therefore, if the operating force required for bending has increased due to increased frictional force such as wire due to deterioration over time, endoscope usage, etc. Even if a large force is required to slightly bend the bending portion depending on the condition of the endoscope at the examination site, if the force applied to the operation means by the operator increases, the traction means accordingly Therefore, in accordance with the force required to bend the bending portion, it is possible to stably and appropriately assist the traction, that is, the operation of the operating means (force required for the operation).
That is, according to the endoscope of the present invention, the traction means for bending the bending portion is stably and appropriately adapted to the necessary operation force according to the state of the endoscope, the state of the examination site, and the like. Since it is possible to assist, it is possible to perform the bending operation easily by reducing the burden on the operator regarding the bending operation of the bending portion, in particular, reducing the force required for the bending operation.
以下、本発明の内視鏡について、添付の図面に示される好適実施例を基に、詳細に説明する。 Hereinafter, the endoscope of the present invention will be described in detail based on a preferred embodiment shown in the accompanying drawings.
図1に、本発明の内視鏡の一例の概略図を示す。
図1に示す内視鏡10は、体腔(消化管、耳鼻咽喉など)等の検査部位に挿入されて、検査部位の観察、写真や動画の撮影、さらには組織の採取等を行なうものである。
この内視鏡10は、アングル部24の湾曲を補助する、後述するアシスト機構(補助機構)を有する以外には、基本的に、公知の内視鏡(内視鏡装置)と同様のものであり、通常の内視鏡と同様に、挿入部12、操作部14、コネクタ16、および、ユニバーサルコード18とを有して構成される。
FIG. 1 shows a schematic diagram of an example of the endoscope of the present invention.
An
The
挿入部12は、体腔内等の検査部位に挿入される、長尺な部位で、先端(挿入側の先端=操作部14と逆端)の先端部22と、アングル部24と、軟性部26とを有する。
The
先端部22は、ライトガイドによる照明を行なうための照明用ガラス、検査部位に吸気、送気、送水等を行なうための送気/送水ノズル、組織の採取等を行なう鉗子を検査部位に挿入するための鉗子口等が設けられている。また、内視鏡10が、CCDセンサ等のイメージセンサを用いて検査部位を撮影する電子スコープである場合(その機能を有する場合)には、先端部22には撮影用の対物レンズやCCDセンサ等が、他方、内視鏡10が検査部位を直接的に観察するファイバースコープである場合(同前)には、先端部22には観察レンズおよび観察窓等が、設けられる。
アングル部(湾曲部)24は、先端部22を目的位置に挿入したり目的位置に位置させるために、操作部14における操作によって上下および左右(直交する4方向)に湾曲する領域である。このアングル部24は、後述する操作部14のツマミ(湾曲の操作手段=LRツマミ36およびUDツマミ38)の操作によって、湾曲される。この点に関しては、後に詳述する。
軟性部26は、先端部22およびアングル部24と、操作部14とを繋ぐ部位で、検査部位への挿入に対して十分な可撓性を有する長尺なものである。この軟性部26(およびアングル部24)には、鉗子を挿入するための鉗子チャネル(チューブ)、送気/送水ノズルに接続する送気/送水チャネル、検査部位の照明を行なうためのライトガイド、検査部位の撮影を行なうためのケーブル(観察用のイメージガイド)等が収容される。
The
The angle portion (curved portion) 24 is a region that is bent up and down and left and right (four directions orthogonal) by the operation of the
The
操作部14は、内視鏡10の操作を行なう部位である。
通常の内視鏡と同様に、鉗子を挿入するための鉗子口28、先端部22の送気/送水ノズルから吸引を行なうための吸引ボタン30および同じく送気および送水を行なうための送気/送水ボタン32等が配置される。また、内視鏡10が、電子スコープである場合にはズームスイッチや撮影スイッチ等の各種のスイッチ(撮影用の操作手段)が、内視鏡10が、ファイバースコープである場合には接眼部等が、設けられる。
The
Similar to a normal endoscope, a
前述のように、操作部14には、挿入部12のアングル部24を湾曲させるための操作手段が配置される。
具体的には、アングル部24を左方向および右方向に湾曲させるLRツマミ(レフト・ライトツマミ)36、および、アングル部24を前記左右方向と直交する上方向および下方向に湾曲させるUDツマミ(アップ・ダウンツマミ)38が配置される。内視鏡10においては、各種の内視鏡と同様に、LRツマミ36を回すことにより挿入部12のアングル部24を左右方向に湾曲(屈曲)させ、UDツマミ38を回すことによりアングル部24を上下方向に湾曲させることができる。このアングル部24の湾曲に関しては、後に詳述する。
また、操作部14には、アングル部24(LRツマミ36)を左右方向に湾曲した状態で固定するためのLR固定ツマミ40と、アングル部24(UDツマミ38)を上下方向に湾曲した状態で固定するためのUD固定レバー42が設けられる。
As described above, operation means for bending the
Specifically, an LR knob (left / right knob) 36 that bends the
Further, the
コネクタ(LG(Light Guide)コネクタ)16は、内視鏡を使用する施設における、送水手段、送気手段、吸引手段等と、内視鏡10を接続するための部位であり、内視鏡10と施設の送水(給水)手段と接続するための送水コネクタ46、同送気手段と接続するための通気コネクタ48、同吸引手段と接続するための吸引コネクタ50等が配置される。
また、コネクタ16には、照明用のライトガイドと光源とを接続するためのLG棒52や、高周波処置具(スネアやナイフ等の、いわゆる電気メス)を使用する際に、内視鏡10に漏れてきた電流を逃がすためのSコードを接続するS端子54が設けられる。
さらに、内視鏡10が電子スコープである場合には、コネクタ16には、ビデオプロセッサやモニタ等と内視鏡10とを接続するためのビデオコネクタが接続される。
The connector (LG (Light Guide) connector) 16 is a part for connecting the
In addition, when the
Furthermore, when the
ユニバーサルコード(LG軟性部)18は、コネクタ16と操作部18とを接続する部位である。
ライトガイドや送気/送水チャンネル等は、コネクタ16からユニバーサルコード18を通って、操作部14に接続され、操作部14から、前述のように挿入部12の軟性部26を通って先端部22に接続される。
The universal cord (LG soft part) 18 is a part for connecting the
The light guide, the air / water supply channel, and the like are connected from the
前述のように、挿入部12のアングル部24は、操作部14のLRツマミ36によって左右に湾曲され、また、UDツマミ38によって上下に湾曲される。
図2に、アングル部24の湾曲機構を概念的に示す。
As described above, the
FIG. 2 conceptually shows the bending mechanism of the
図2は、LRツマミ36によってアングル部24を左右方向に湾曲させる機構を示すものである。
図示例において、アングル部24は、公知の内視鏡のアングル部と同様に、多数の円形のリングを連ねた構成を有する。アングル部24を構成するリング内側の右側および左側(リング内面の直径上の所定位置)には、アングル部24を牽引して右方向および左方向に湾曲させるためのワイヤ(アングルワイヤ)60および62が接続されている。
このワイヤ60および62は、いずれかがLRツマミ36の回転によって牽引され、アングル部24は、このワイヤの牽引によって、ワイヤが牽引された側(引かれた側)を内側にして湾曲する。
FIG. 2 shows a mechanism for bending the
In the example of illustration, the
One of the
図3に、アングル部24の具体的な一例の概略図を示す。
なお、本発明の内視鏡において、アングル部24の構成は、図示例に限定はされず、各種の内視鏡で採用されている構成が、全て利用可能である。
FIG. 3 shows a schematic diagram of a specific example of the
In the endoscope of the present invention, the configuration of the
図示例のアングル部24は、一例として、8個の円形リング82と、1個の先端リング84との、9個のリングを連接して構成される。
円形リング82は、側面方向から見た形状が、若干、屈曲した形状の略円筒状の部材である。また、先端リング84は、略円筒状の部材で、アングル部24の最も先端部22側に配置される。
The
The
円形リング82および先端リング84は、連結ピン86aおよび連結ピン86bによって連結される。
円形リング82は、挿入部12の長手方向に対して、屈曲方向(屈曲の凹凸の向き)を交互にして配置される。連結ピン86aは、凸状側の中央において、左右方向(矢印a方向)に揺動可能に円形リング82を接続する。他方、連結ピン86bは、凹側の両端部において上下方向(矢印b方向)に揺動可能に、各円形リング82、および、先端の円形リング82と先端リング84とを接続する。
また、連結ピン86aおよび連結ピン86bは、交互に配置されて、円形リング82を接続する。すなわち、円形リング82は、交互に、上下方向および左右方向に回転に連結される。
The
The circular rings 82 are alternately arranged with respect to the longitudinal direction of the
The connecting pins 86a and the connecting
左右方向にアングル部24を湾曲させるワイヤ60および62は、左右方向に離間して円形リング82内を挿通され、一例として、ワイヤ60の先端が先端リング84の内面右側に、ワイヤ62の先端が先端リング84の内面左側に、それぞれ、固定される。また、図示は省略するが、アングル部24には、上下方向にアングル部24を湾曲させる2本の(アングル)ワイヤが、上下方向(紙面に垂直方向)に離間して円形リング82内を挿通され、一方のワイヤ60の先端が先端リング84の内面上側に、他方のワイヤの先端が先端リング84の内面下側に、それぞれ、固定される。
The
前出のように、操作部14には、アングル部24を左右方向に湾曲させるためのLRツマミ36が設けられている。
LRツマミ36には回転軸64が固定され、この回転軸64によって回転自在に軸支されている。この回転軸64の下端にはプーリ70が固定され、回転軸64のLRツマミ36とプーリ70との間には、ギア68が固定される。プーリ70の溝には、図示しないガイド部材によって案内されて、前述のアングル部24に接続されるワイヤ60および62の逆側の端部が固定されている。図示例においては、このプーリ70、および、ワイヤ60と62が、アングル部24を牽引して湾曲させる牽引手段を構成する。
このギア68には、モータ72(例えば、DCモータ)の回転軸に固定されるギア74が歯合している。回転軸64のLRツマミ36とギア68との間には、LRツマミ36の回転によって回転軸64にかけられたトルク、すなわちLRツマミ36に加えられた操作力を検出するためのトルクセンサ78が設けられている。さらに、トルクセンサ78およびモータ72には、モータ72の駆動を制御する制御手段76が接続される。モータ72は、アングル部24を湾曲させるためにワイヤ60や62を牽引する際に、このワイヤの牽引すなわちアングル部24の湾曲を補助するアシストモータで、本発明における補助手段である。
As described above, the
A rotating
The
前述のように、内視鏡10の操作部14には、LRツマミ36に加え、アングル部24を上下方向に湾曲させるためのUDツマミ38も配置される。
操作部14には、UDツマミ38によってアングル部24を上下方向に湾曲するために、特許文献3や後述する図7および図8に示されるような二重管構造等の公知の手段で、LRツマミ36、トルクセンサ78、ギア68、プーリ70からなる機構と同様の機構が、回転軸64と同軸(回転中心を一致して)で組み込まれており、また、ギア74およびモータ72、ならびに制御手段76と同じ機構が係合および接続されている。
また、UDツマミ38の回転によって牽引されるワイヤは、前述のように、LRツマミ36に対応するワイヤ60および62が接続される左右方向に対して、アングル部24を構成するリング内面の上下方向(ワイヤ60および62が接続するリング内面の直径と、直交する直径上のリング内面)に接続される。
As described above, in addition to the
In order to bend the
In addition, the wire pulled by the rotation of the
図示例の内視鏡10において、オペレータがLRツマミ36を回転すると、回転軸64およびプーリ70(加えてギア68)が回転する。このプーリ70の回転方向に応じて、ワイヤ60もしくはワイヤ62が牽引され、牽引されたワイヤによってアングル部が牽引され、牽引されたワイヤ側を内側にして、アングル部24が湾曲(屈曲)される。
具体的には、前述のように、アングル部24において、円形リング82は、左右方向および上下方向に、交互に回転自在に連結される。そのため、LRツマミ36を回転して、ワイヤ60および62が連結されるプーリ70を回転することにより、回転方向に応じて、ワイヤ60および62の一方のワイヤが送り出されて他方のワイヤが引かれ、アングル部24が左もしくは右方向に湾曲する。同様に、UDツマミ38を回転して、上下方向のワイヤが連結されるプーリを回転することにより、回転方向に応じて、一方のワイヤが送り出されて他方のワイヤが引かれ、アングル部24が上下方向に湾曲する。
また、ワイヤ60もしくは62の牽引量が多い程、すなわちプーリ70の回転量が多い程、アングル部24は大きく湾曲する。従って、LRツマミ36の回転量によって、アングル部24の湾曲量を調整することができる。
In the
Specifically, as described above, in the
Further, the greater the pulling amount of the
前述のように、内視鏡10は、LRツマミ36を用いる左右方向のアングル部24の湾曲機構に加え、UDツマミ38を用いる上下方向のアングル部24の湾曲機構を有する。
従って、オペレータは、LRツマミ36やUDツマミ38を操作することによって、上下左右方向および上下左右を複合した方向に、所望の量(湾曲の限界以下)だけ、アングル部24を湾曲して、検査部位の観察や撮影、組織の採取等を行なうことができる。
なお、本発明において、内視鏡のアングル部の湾曲機構は、図示例の機構に限定はされず、各種の内視鏡で利用されている、ワイヤ等の牽引手段を用いるアングル部の湾曲機構(湾曲手段)が、各種、利用可能である。
As described above, the
Accordingly, the operator operates the
In the present invention, the bending mechanism of the angle portion of the endoscope is not limited to the illustrated mechanism, and the bending mechanism of the angle portion using traction means such as a wire, which is used in various endoscopes. Various types of (curving means) can be used.
ここで、LRツマミ36によって回転される回転軸64には、トルクセンサ78が配置される。このトルクセンサ78は、オペレータが、アングル部24を湾曲させるLRツマミ36に加えた操作力(回転トルク)を検出する。
また、回転軸64にはギア68が固定され、このギア68には、モータ72の回転軸に固定されるギア74が歯合している。
さらに、トルクセンサ78およびモータ72には、モータ72の駆動を制御する制御手段76が接続される。
Here, a
A
Further, the
制御手段76は、トルクセンサ78からLRツマミ36に掛けられたトルクの情報を取得する。制御手段76は、オペレータによってLRツマミ36に加えられたトルク(操作力)に対して、所定割合のトルクを回転軸64に掛けるように、モータ72を駆動する。
従って、アングル部24を湾曲させるために必要なLRツマミ36の回転力(=ワイヤの牽引に必要な力)が、モータ72によって何割か補助され、小さな操作力でLRツマミ36の回転すなわちアングル部24の湾曲操作を行なうことができる。
なお、上記記載より明らかなように、トルクセンサ78は、LRツマミ36に加えられた操作力のみを適正に検出するために、モータ72とLRツマミ36との間(LRツマミ36からモータ72に向かう操作力の伝達方向において、モータ72よりも上流側)で、LRツマミ36に掛けられたトルクを検出する必要がある。
The control means 76 acquires information on the torque applied to the
Accordingly, the rotational force of the
As is clear from the above description, the
内視鏡では、一般的に、アングル部の湾曲量が大きくなるほど、すなわち、アングル部を湾曲させる操作手段の操作量(ツマミの回転量)が大きくなるほど、湾曲操作に大きな力が必要になる。
例えば、アングル部24の湾曲操作に必要な力(トルク)と、アングル部24の湾曲量との関係が図4に実線で示す関係であったとする。
この場合に、一例として、制御手段76は、オペレータによってLRツマミ36に掛けられたトルクに対して、常に等量(100%)のトルクが回転軸64に係るようにモータ72を駆動する。すなわち、オペレータによって、LRツマミ36に破線で示すトルクが掛けられると、モータ72は、回転軸64にそれと等量のトルクを掛ける。従って、オペレータが50の力でLRツマミ36を操作したら、モータ72も、同じ50の力を回転軸64に掛けるので、合計で100の力で湾曲の操作を行なう結果となる。言い換えれば、実線で示す湾曲に必要な力に対して、破線で示す半分の力だけ、LRツマミ36の回転をアシストする。
従って、オペレータがアングル部24を湾曲操作するために必要な操作力は、図3に実線で示すトルクから、破線で示すトルク(アシスト力)を減じた操作力となり、半分の操作力(トルク)でLRツマミ36を回転すればよいので、非常に少ない力で、アングル部24の湾曲操作を行なうことが可能になる。
In an endoscope, generally, the greater the amount of bending of the angle portion, that is, the greater the amount of operation of the operating means for bending the angle portion (the amount of rotation of the knob), the greater the force required for the bending operation.
For example, it is assumed that the relationship between the force (torque) required for the bending operation of the
In this case, as an example, the control means 76 drives the
Therefore, the operating force required for the operator to perform the bending operation on the
前述のように、アングル部24の湾曲操作は大きな力が必要な操作であり、内視鏡を操作するオペレータの負担になっている。このような問題点、特許文献1や2には、モータの力でアングル部24を湾曲させる内視鏡が開示されている。しかしながら、この内視鏡では、故障や停電時に、アングル部の湾曲操作が出来ずに人体を損傷する等の事故がおこる可能性が有り、また、オペレータがアングル部にかかる反力を感じることができないので、安全にアングル部の湾曲操作を出来ない可能性もある。
これに対して、特許文献3に示すように、アングル部を牽引して湾曲させるワイヤの牽引量(アングル部を湾曲させるツマミの回転量)に応じて、アシストモータによってワイヤの牽引を補助(アシスト)する内視鏡によれば、停電等が生じてもアングル部の湾曲操作を行なうことができ、また、オペレータがアングル部にかかる反力を感じながら湾曲操作を行なうことができるので、前記不都合は解消できる。ところが、この内視鏡では、ワイヤの牽引量に応じて湾曲の補助を行なうために、経時や劣化等によって湾曲操作に必要な力が増大した場合には、それに応じた好適な補助を行なうことができず、また、検査部位の状態や内視鏡の状態等に応じて、小さな湾曲量でも大きな操作力が必要な場合も、状態に応じた好適な補助を行なうことができない。
As described above, the bending operation of the
On the other hand, as shown in Patent Document 3, the assist motor assists in pulling the wire according to the pulling amount of the wire that pulls and curves the angle portion (rotation amount of the knob that curves the angle portion) (assist ), The angle portion can be bent even when a power failure occurs, and the operator can perform the bending operation while feeling the reaction force applied to the angle portion. Can be resolved. However, in this endoscope, in order to assist bending according to the pulling amount of the wire, when the force necessary for the bending operation increases due to aging or deterioration, suitable assistance corresponding thereto is performed. In addition, depending on the state of the examination site, the state of the endoscope, and the like, even when a large amount of operation force is required even with a small amount of bending, suitable assistance according to the state cannot be performed.
これに対して、本発明の内視鏡は、アングル部24の湾曲は、操作手段であるLRツマミ36等の操作(回転)によって牽引されるワイヤ60および62による牽引で行なうと共に、オペレータがLRツマミ36を回転したトルク(操作手段に加えた操作力)に応じて、モータ72等の補助手段によってワイヤ60および62の牽引すなわちアングル部24の湾曲を補助する。
従って、本発明の内視鏡10によれば、停電やモータ72の故障等が発生しても、LRツマミ36によってアングル部24の湾曲を操作して、挿入部12を安全に引き抜くことができる。また、アングル部24の湾曲は、基本的に、LRツマミ36等の操作手段によるワイヤ60や62の牽引で行なうので、オペレータは、検査部位からアングル部24にかかる反力を感じながら、湾曲操作を行なうことができるので、穿孔事故などを好適に防止して安全な湾曲操作が可能になる。しかも、LRツマミ36等の操作で、すぐにアングル部24が湾曲するので、微妙な操作も行い易い。
しかも、本発明の内視鏡は、ワイヤの牽引量(ツマミの回転量(操作量))ではなく、LRツマミ36等の操作手段に加えられたトルク(操作力)に応じて、モータ72による湾曲の補助を行なう。従って、例えばワイヤ60や62の摩擦力の増大など、経時や内視鏡の使用状況等に応じた劣化等によって、湾曲操作に必要な操作力が増大してしまった場合や、検査部位の状態や検査部位における内視鏡の状態などによって小さい湾曲量でも必要な操作力が大きくなってしまった場合でも、オペレータによるLRツマミ36等にかける操作力が大きくなれば、それに応じてワイヤ60や62等の牽引を補助するので、アングル部24の湾曲に必要な操作力に応じて、安定してLRツマミ36等の操作(操作に必要な力)を補助できる。
すなわち、本発明の内視鏡によれば、アングル部24の湾曲に必要な操作力に対応して、安定かつ適正に、アングル部24を牽引する牽引手段を補助できるので、常に安定してアングル部24の湾曲に関するオペレータの負担を低減して、湾曲操作を楽に行なうことが可能となる。
On the other hand, in the endoscope of the present invention, the bending of the
Therefore, according to the
In addition, the endoscope of the present invention uses the
That is, according to the endoscope of the present invention, the traction means for pulling the
以上の例では、一例として、モータ72によって、LRツマミ36に掛けられたトルクの100%のトルクでLRツマミ36の操作すなわちアングル部24の湾曲を補助しているが、本発明は、これに限定はされず、例えば、LRツマミ36に掛けられたトルクの30%や80%をモータ72によって補助する構成等、各種の割合でアングル部24の湾曲を補助してよい。
また、前述のように、アングル部24の湾曲に必要な操作力は、一般的に、湾曲量が大きくなるにしたがって大きくなるので、LRツマミ36に加えられた操作力の増加に応じて、連続的あるいは段階的に、モータ72による補助の割合を増加してもよい。
In the above example, as an example, the
In addition, as described above, the operation force necessary for bending the
以上の例では、LRツマミ36に加えられた操作力(トルク)に対して、操作力の所定割合の力をモータ72によって補助しているが、本発明は、これに限定はされず、各種の補助力の制御方法が利用可能である。
In the above example, the
一例として、オペレータによる操作力に対して所定の係数倍、モータ72によって補助を行なうように、補助力を制御する方法が例示される。
例えば、アングル部24の湾曲に必要な力(負荷)をW、オペレータがLRツマミ36を操作する力をF、モータ72による回転軸64(LRツマミ36)への補助力をTとすると、本発明の内視鏡10における3つの力の関係は、
W=T+F
となる。ここで、補助の係数(ゲイン)をkとすると、
T=kF
となるように、モータ72の駆動を制御する。
この場合には、
F(1+k)=W
F=(1/(1+k))W
となるので、オペレータによる操作力Fは、この係数に応じて、実際に湾曲に必要な力の(1+k)分の1にできる。すなわち、この場合には、係数kを1とすることにより、前記モータ72によって操作力の50%を補助した例と同様になる。
As an example, there is exemplified a method of controlling the assisting force so that the
For example, if the force (load) required for bending the
W = T + F
It becomes. Here, if the auxiliary coefficient (gain) is k,
T = kF
The drive of the
In this case,
F (1 + k) = W
F = (1 / (1 + k)) W
Therefore, the operation force F by the operator can be reduced to (1 + k) of the force actually required for bending according to this coefficient. That is, in this case, by setting the coefficient k to 1, it is the same as the example in which 50% of the operating force is assisted by the
図5(A)に、このような補助の制御を行なう制御系の一例をブロック図で示す。
図示例の制御系において、オペレータによってLRツマミ36が操作されると、その操作力F(操作トルク)に係数kが掛けられてアンプに送られ、アンプで増幅されて、モータ72が駆動される。このモータ72による補助力(モータアシストトルク)と、LRツマミ36に加えられた操作力Fの合計が、湾曲負荷Wとなる。
また、この制御系においては、モータ72(DCモータ)に対して、電流値が一定になるようにフィードバック制御(電流フィードバック)することにより、アンプから入力された信号(すなわち補助の指令値)に対して、モータ72が一定のトルクを出力するように制御される。
FIG. 5A is a block diagram showing an example of a control system that performs such auxiliary control.
In the control system of the illustrated example, when the
In this control system, the motor 72 (DC motor) is subjected to feedback control (current feedback) so that the current value is constant, so that the signal input from the amplifier (that is, the auxiliary command value) is obtained. On the other hand, the
このような制御系には、図5(B)に示すように、位相遅れ補償回路Gを組み込んでもよい。
非常に小刻みにLRツマミ36が正逆方向に回転された場合のように、周波数の高い操作が行なわれた場合や、操作(特に高周波な操作)にノイズが乗ってしまった場合等に、制御系が発振してしまう場合がる。特に、アングル部24の湾曲が少ない中央付近では、バックラッシュなどの影響も有り、発振し易い傾向に有る。制御系が発振すると、LRツマミ36等の操作に関係なくモータ72が動作して、例えば、操作の負荷と逆方向にモータ72がアングル部24を曲げようとしてしまう等の不都合が生じる。
このような不都合を回避するために、制御系に、高周波数成分を除去するローパスフィルタなどの位相遅れ補償回路Gを組み込んで、制御系の発振を防止するのが好ましい。
Such a control system may incorporate a phase lag compensation circuit G as shown in FIG.
Control when a high-frequency operation is performed, such as when the
In order to avoid such inconvenience, it is preferable to incorporate a phase delay compensation circuit G such as a low-pass filter for removing high frequency components into the control system to prevent oscillation of the control system.
以上の例では、加えられた操作力に対して、所定の一定割合の補助をモータ72によって行なっている。
すなわち、図6(A)に示されるように、LRツマミ36に加えられた操作力(入力)に対して、所定の傾きでモータ72による補助力(モータ72の出力)が増加するように、モータ72によってアングル部24の湾曲を補助している。
しかしながら、本発明は、これに限定はされず、様々な構成(バリエーション)でのアングル部24の湾曲の補助が可能である。
In the above example, the
That is, as shown in FIG. 6A, the assisting force (output of the motor 72) by the
However, the present invention is not limited to this, and can assist the bending of the
例えば、前述のように、アングル部24の湾曲が少ない中央付近では、発振し易い傾向に有る。また、この中央付近は、アングル部24の湾曲に必要な力が非常に小さく、すなわちモータ72による補助は、不要である。
そのため、LRツマミ36に加えられた操作力が小さい場合には、モータ72による補助を行なわなくてもよい。すなわち、図6(B)に示すように、操作力が小さい領域に、いわば不感帯のような領域を設け、この不感帯では補助を行なわず、不感帯を超える操作力が加えられたら、操作力に応じた補助を行なうようにしてもよい。
あるいは、操作力が所定値以下の小さい領域を、他の領域に比して操作力に対する補助力の割合が小さい領域としてもよい。例えば、図6(B)に示される不感帯に代えて、図6(C)に示されるように、操作力が小さい領域を、操作力に対する応答(感度)が低い低感度域のようにして、この低感度域では、他の領域(操作力が所定値を超える領域)に比して、操作力に対するモータ72による補助力の割合を小さくしてもよい。
For example, as described above, there is a tendency that oscillation is likely to occur near the center where the
Therefore, when the operating force applied to the
Alternatively, a region where the operating force is smaller than a predetermined value may be a region where the ratio of the assisting force to the operating force is small compared to other regions. For example, instead of the dead zone shown in FIG. 6 (B), as shown in FIG. 6 (C), a region where the operating force is small is made a low sensitivity region where the response (sensitivity) to the operating force is low, In this low sensitivity region, the ratio of the assisting force by the
逆に、LRツマミ36に加えられた操作力が、非常に大きくなった場合には、アングル部24(先端部22)が、体内に引っ掛かっている可能性や、体内に強く押圧している可能性がある。この際には、これ以上、無理にアングル部24を湾曲すると、穿孔事故など人体を損傷してしまう可能性も有る。
従って、LRツマミ36に加えられた操作力が所定の値を超えた場合には、図6(D)に示すように、モータ72による補助を行なわない(打ち切る)ようにしてもよい。
あるいは、図6(E)に示すように、LRツマミ36に加えられた操作力が所定の値を超えた場合には、それ以上はモータ72による補助力を増加せずに、補助力を一定とするようにしてもよい。すなわち、LRツマミ36に加えられた操作力に応じて、モータ72による補助力に限界を設けてもよい。
On the contrary, when the operating force applied to the
Therefore, when the operating force applied to the
Alternatively, as shown in FIG. 6E, when the operating force applied to the
なお、図6(D)および図6(E)に示す例では、図6(B)に示すと同様に不感帯を設けているが、この所定値以上の操作力が加えられたら補助を打ち切る態様、および、モータ72による補助力に限界を設ける構成では、このような不感帯を設けるのに限定はされない。すなわち、図6(D)および図6(E)に示す構成共に、図6(A)に示すように、所定の操作力までは、所定の一定割合でモータ72による補助を行なうようにしてもよく、あるいは、図6(C)に示すように、所定の操作力までは低感度域として、操作力に対する補助力の割合を他の領域よりも小さくしてもよい。
さらに、操作力に対する湾曲力の補助は、これ以外にも各種の構成が利用可能である。
例えば、図6の(A)および(B)に示す構成を組み合わせて、第1の操作力までは不感帯として、第1の操作力を超える第2の操作力までは低感度域として、第2の操作力を超えた場合に、さらに、強い補助力を加えるようにしてもよい。また、図6の(D)および(E)に示す構成を組み合わせて、第1の操作力までは、操作力に応じて、漸次、補助力を向上し、第1の操作力を超える第2の操作力までは、補助力を一定とし、第2の操作力を超えたら、補助を行なわないようにしてもよい。
In the example shown in FIGS. 6 (D) and 6 (E), a dead zone is provided in the same manner as shown in FIG. 6 (B), but the assistance is discontinued when an operating force exceeding this predetermined value is applied. And in the structure which provides a limit to the auxiliary force by the
Further, various configurations other than this can be used for assisting the bending force with respect to the operation force.
For example, by combining the configurations shown in FIGS. 6A and 6B, the first operating force is set as a dead zone, and the second operating force exceeding the first operating force is set as a low sensitivity range. When the operating force is exceeded, a stronger auxiliary force may be applied. Further, by combining the configurations shown in (D) and (E) of FIG. 6, the auxiliary force is gradually improved according to the operating force up to the first operating force, and the second exceeding the first operating force. Up to the operating force, the auxiliary force may be constant, and if the second operating force is exceeded, the assistance may not be performed.
図示例の内視鏡10では、アングル部24を湾曲させる牽引手段による牽引を補助する補助手段として、モータ72を用いているが、本発明は、これに限定はされず、補助手段としては、例えば、流体圧や電磁気的な力によって牽引を補助するソレノイドなどの各種のものが利用可能である。
In the
また、図示例の内視鏡10では、LRツマミ36に加えられた操作力を検出する手段として、トルクセンサ78を用いている。トルクセンサ78には、特に限定はなく、歪みゲージを用いたトルクセンサや、磁歪式のトルクセンサなど、各種のトルクセンサが利用可能である。
また、LRツマミ36(操作手段)に加えられた操作力を検出する手段としては、トルクセンサ以外にも、にも、各種の力の検出手段が利用可能である。
Further, in the
In addition to the torque sensor, various force detection means can be used as means for detecting the operation force applied to the LR knob 36 (operation means).
図7に、本発明の内視鏡における、湾曲操作部の具体的な構成の一例の概略図(概略断面図)を示す。
なお、内視鏡の操作部の内部は、外部に対して密封され、水密であることが重要であり、Oリング等を用いたシール構造を有しているが、湾曲部24を湾曲させるための構成および湾曲を補助する構成を明瞭に示すために、図示例では、シール構造は省略する。また、内視鏡の操作部には、このような水密性(シール性)以外にも、袋小路が少なく、洗浄性が良好であること、意図しない分解が生じないこと等の要件が要求される。
FIG. 7 shows a schematic diagram (schematic cross-sectional view) of an example of a specific configuration of the bending operation unit in the endoscope of the present invention.
It is important that the inside of the operation portion of the endoscope is sealed with respect to the outside and is watertight, and has a seal structure using an O-ring or the like, but in order to bend the bending
前述のように、内視鏡10の操作部14には、アングル部24を左右方向に湾曲させるためのLRツマミ36と、アングル部24を上下方向に湾曲させるためのUDツマミ38と、LRツマミ36を固定するためのLR固定ツマミ(LRブレーキ)40と、UDツマミ38を固定するためのUD固定レバー(UDブレーキ)42とを有する。
As described above, the
操作部14のハウジング(非可動部)90には、ハウジング90の壁面を貫通して立設するように円筒状の挿入部90aが設けられており、挿入部90aの下端(ハウジング90の内部側端部)には、略C字状の固定部90bが設けられる。
この固定部90bには、挿入部90aを通過してハウジング90から外部に突出するように、円柱状の中心軸92が立設している。
The housing (non-movable portion) 90 of the
A cylindrical
LRツマミ36の下面には連結管(回転軸)94が固定され、この連結管94の下端には、プーリ96が固定される。プーリ96には、先のプーリ70と同様にアングル部24に接続されるワイヤ60および62が固定されると共に、アシスト部24の左右方向の湾曲を補助する補助手段であるLRアシストモータ98(以下、LRモータ98とする)によって回転されるためのギアも形成される。
連結管94は円筒状で、中心軸92を挿通して、中心軸92に回転自在に軸支される。従って、LRツマミ36およびプーリ70も、中心軸92(その中心線)を回転中心として、中心軸92に回転自在に軸支される構成となり、LRツマミ36がオペレータによって回転されると、プーリ70も同量だけ回転して、ワイヤ60あるいは62の一方が牽引され、他方が送り出される。
A connecting pipe (rotating shaft) 94 is fixed to the lower surface of the
The connecting
LRツマミ36の上面は凹状になっており、この凹部には、LR固定ツマミ40の下部が挿入される。また、LR固定ツマミ40の下面には、LRツマミ36の回転を固定するためのLRブレーキ102が配置される。
LR固定ツマミ40は、中心軸92に回転可能に軸支されている。他方、LRブレーキ102は円筒状で、中心軸92を挿通して、回転は不可能で、かつ、昇降可能(中心軸92の長手(上下)方向には移動可能)に、中心軸92に支持される。
The upper surface of the
The
LR固定ツマミ40が回転すると、その回転方向に応じて、カム機構やネジ機構等の公知の手段によって、LRブレーキ102が中心軸92に沿って昇降する。
LRブレーキ102は、上方に位置している状態では、LRツマミ36とは、全く離間した状態となっている。しかしながら、LRブレーキ102は、降下した際には、LRツマミ36に当接/押圧する。前述のように、LRブレーキ102は回転不可能に中心軸92に支持されるので、LRブレーキ102を押圧することにより、摩擦力によってLRツマミ36の回転を押さえることができる(LRツマミ36にブレーキを掛ける)。また、LRブレーキ102は、昇降は可能であるが回転不可能であるので、このブレーキを掛ける動作によって、LRツマミ36が回転することは無い。
When the
When the
ここで、LR固定ツマミ40は、回転量によって、LRブレーキ102のLRツマミ36への押圧力を調整できるようになっており、LRツマミ36にかけるブレーキを、固定状態とハーフブレーキ状態の2種の状態にできる。
固定状態とは、LRブレーキ102をLRツマミ36に強く押圧して、LRツマミ36の回転を不可能とした状態である。他方、ハーフブレーキ状態とは、LRツマミ36をLRブレーキ94で押圧して、湾曲しているアングル部24の反力等によるLRツマミ36の自動的な回転は停止しているが、摩擦力によって回転が重くなっているだけで、LRツマミ36を回転することが可能な状態である。
Here, the LR fixed
The fixed state is a state where the
好ましくは、例えばLR固定ツマミ40とLRツマミ36とに設けられた凹凸の係合による軽い衝撃(クリック感)などの公知の手段によって、操作者がLR固定ツマミ40を回転してブレーキを掛けた際に、ハーフブレーキ状態になったことや、固定状態となったことを知見できるようにする。
また、LRブレーキ102とLRツマミ36との接触部は、水密構造の内部に存在する必要があり、さらに、LRブレーキ102は、用意に交換が可能であるように、操作部を構成するのが好ましい。
この点に関しては、後述するUDツマミ38やUD固定レバー42等に関する構成でも、同様である。
Preferably, for example, the operator rotates the
In addition, the contact portion between the
This also applies to the configuration relating to the
前述のように、連結管94の下端には、プーリ96が固定される。
プーリ96には、アングル部24に接続され、アングル部24を左右方向に湾曲させるワイヤ60および62が固定されると共に、LRモータ98によって回転されるためのギアも形成される。
一方、LRモータ98は、図示しないステー等によって操作部14のハウジング90に固定されている。LRモータ98の回転軸には、ギア104が固定されている。また、ハウジング90(此処に固定される図示しないステー等)には、ギア106が軸支される。このギア106は、LRモータ98の回転軸のギア104、および、プーリ96に形成されるギアに歯合している。
従って、LRモータ98が駆動することにより、プーリ96に回転力が伝達され、連結管110によってプーリ112に直結するLRツマミ36の操作すなわちアングル部24の左右方向の湾曲を補助する。
As described above, the
On the other hand, the
Therefore, when the
内視鏡10の操作部14において、UDツマミ38は、LRツマミ36とハウジング90との間(LRツマミ36の下)に配置される。
UDツマミ38は、下面側に凹部を有する。この凹部の天井面には、連結管(回転軸)110が固定され、この連結管110の下端には、プーリ112が固定される。このプーリ112には、アングル部24に接続され、アングル部24を牽引して上下方向に湾曲させる2本のワイヤ(アングルワイヤ)114および116が固定される。また、先のプーリ96と同様に、このプーリ112にも、アシスト部24の上下方向の湾曲を補助するUDアシストモータ118(以下、UDモータ118とする)によって回転されるためのギアが形成される。
In the
The
連結管110は円筒状で、前記LRツマミ36に固定される連結管94を挿通し、かつ、前記ハウジング90の挿入部90aに挿入されて、この連結管94に回転自在に軸支される。なお、連結管110が連結管94を挿通するため、連結管110の下端のプーリ112は、連結管94の下端のプーリ96の上部に位置する。
従って、UDツマミ38およびプーリ112も、連結管94を回転中心として、連結管94に回転自在に軸支される構成となり、UDツマミ38がオペレータによって回転されると、プーリ112も同量だけ回転して、ワイヤ114あるいは116の一方が牽引され、他方が送り出される。
ここで、前述のように、連結管94すなわちLRツマミ36は、中心軸92を中心に回転する。従って、連結管110すなわちUDツマミ38も、中心軸92を中心に回転する結果となり、すなわち、アングル部24を湾曲させる操作ツマミであるLRツマミ36およびUDツマミ38は、同軸で回転する。
The connecting
Accordingly, the
Here, as described above, the connecting
当然のことであるが、アングル部24の湾曲動作を円滑に行なうためには、LRツマミ36およびUDツマミ38が低摩擦で回転可能であるのが好ましい。そのための1つの手段として、従って、中心軸92、連結管94、および連結管110が、互いに円滑な回転性を確保するのが好ましい。
As a matter of course, in order to smoothly perform the bending operation of the
UD固定レバー42は、操作レバー42aと円筒部42bとから構成される。
円筒部42bは、UDツマミ38の前記凹部に上部を挿入するようにして、前記挿入部90aを挿通して、この挿入部90aに回転自在に軸支される、円筒状の部材である。また、操作レバー42aは、一端が円筒部42bに固定され、他端がUDツマミ38から突出する、いわばテコの把手のような物である。従って、操作レバー42aを揺動することにより、円筒部42bを回転することができる。
また、UD固定レバー42の円筒部42bの上には、UDツマミ38の回転を固定するためのUDブレーキ120が配置される。UDブレーキ120は、円筒部42bと同じ内外径を有する円筒状のもので、挿入部90aを挿通して、先のLRブレーキ102と同様に、回転不可能で、かつ、昇降可能に、挿入部90aに支持される。
The
The
A
UD固定レバー42(円筒部42b)が回転すると、カム機構やネジ機構等の公知の手段によって、UDブレーキ120が挿入部90aに沿って昇降する。
前述のように、UDブレーキ120は回転不可能かつ昇降自在に挿入部90aに支持されており、先のLRブレーキ102と同様に、UDブレーキ120は、下方に位置している状態では、UDツマミ38とは、全く離間した状態となっているが、上昇すると、回転することなくUDツマミ38に当接/押圧して、摩擦力によってUDツマミの回転にブレーキを掛ける。
また、先のLR固定ツマミ40と同様、このUD固定レバー42も、回転量すなわち操作レバー42aの操作量によって、UDブレーキ120のUDツマミ38への押圧力を調整できるようになっており、UDツマミ38にかけるブレーキを、固定状態とハーフブレーキ状態の2種の状態にできる。
When the UD fixing lever 42 (
As described above, the
Similarly to the previous
前述のように、連結管110の下端には、プーリ112が固定される。
プーリ112には、アングル部24に接続され、アングル部24を牽引して上下方向に湾曲させるワイヤ114および116が固定されると共に、UDモータ118によって回転されるためのギアも形成される。
UDモータ118は、操作部14のハウジング90に固定されており、その回転軸には、ギア124が固定されている。また、ハウジング90には、ギア126が軸支される。このギア126は、UDモータ118の回転軸のギア124、および、プーリ112に形成されるギアに歯合している。
従って、UDモータ118が駆動することにより、プーリ112に回転力が伝達され、連結管110によってプーリ112に直結するUDツマミ38の操作すなわちアングル部24の上下方向の湾曲を補助する。
As described above, the
The
Therefore, when the
前述のように、アングル部24を湾曲させる各操作ツマミに掛けられた操作力を正確に検出するためには、湾曲を補助するモータと操作ツマミとの間(操作ツマミから補助モータに向かう操作力の伝達方向において、補助モータよりも上流側)で、操作ツマミに掛けられた操作力を検出する必要がある。
これに応じて、図7に示す操作部では、連結管94の斜線で示す位置に、LRツマミ36に掛けられた操作力(回転トルク)を検出するトルクセンサ130が配置される。また、連結管110の斜線で示す位置に、UDツマミ38に掛けられた操作力を検出するトルクセンサ132が配置される。
すなわち、図示例の操作部14では、好ましい態様として、湾曲の操作ツマミに直結し、かつ、操作ツマミと一体で回転する円筒状の連結管の一部をトルクセンサとすることにより(あるいは連結管の一部にトルクセンサを配置することにより)、操作ツマミに掛けられたアングル部24の湾曲のための操作力を、直接的に検出している。
As described above, in order to accurately detect the operation force applied to each operation knob that bends the
Accordingly, in the operation unit shown in FIG. 7, a
That is, in the illustrated
なお、このような連結管94や連結管110に配置するトルクセンサとしては、前述のように、歪みゲージを用いたトルクセンサや、磁歪式のトルクセンサなど、公知の各種のトルクセンサが利用可能である。
As described above, various known torque sensors such as a torque sensor using a strain gauge and a magnetostrictive torque sensor can be used as the torque sensor disposed in the connecting
先の例と同様に、アングル部24を左右方向に湾曲するために、オペレータによってLRツマミ36が回転されると、その操作力(回転トルク)が、LRツマミ36に直結する連結管94に配されたトルクセンサ130によって検出される。検出された操作力は、先の例と同様に処理されて、操作力に対する所定割合の力や、操作力に所定の係数を乗じた力で、LRツマミ36の回転を補助するように、LRモータ98が駆動される。LRモータ98の回転力は、ギア104からギア106を経てプーリ96に伝達されて、プーリ96を回転する。これにより、LRツマミ36に掛けられた操作力に応じて、LRツマミ36の操作すなわちアングル部24の左右方向の湾曲が補助される。
他方、アングル部24を上下方向に湾曲するためにUDツマミ38が回転されると、同様に、その操作力が、UDツマミ38に直結する連結管94に配されたトルクセンサ130によって検出される。検出された操作力は、先の例と同様に処理されて、操作力に対する所定割合の力などで、UDツマミ38の回転を補助するように、LRモータ98が駆動される。UDモータ118が駆動すると、回転力がプーリ96に伝達/回転され、UDツマミ38に掛けられた操作力に応じて、アングル部24の上下方向の湾曲が補助される。
As in the previous example, when the
On the other hand, when the
図7に示す例は、アングル部24の湾曲を補助する補助モータとプーリとの間に、ギア(106および126)を設けることにより、モータによる回転数を減速したが、本発明は、これに限定はされず、補助モータ(モータヘッド)に遊星歯車やハーモニックドライブを設けることにより、モータによる回転数を減速してもよく、あるいは、これにギアによる減速を併用してもよい。
また、図示例では、補助モータの回転をギアで伝達してプーリ(連結管=操作ツマミ)を回転して、湾曲を補助したが、本発明は、これに限定はされず、ダイレクトドライブモータ(DDモータ)を用いて、湾曲の補助を行なってもよい。
In the example shown in FIG. 7, the rotational speed of the motor is reduced by providing gears (106 and 126) between the auxiliary motor that assists the bending of the
In the illustrated example, the rotation of the auxiliary motor is transmitted by a gear and the pulley (connection pipe = operation knob) is rotated to assist the bending. However, the present invention is not limited to this, and the direct drive motor ( The bending may be assisted using a (DD motor).
例えば、図7に示す構成を引用して図8に示すように、アングル部24を左右に湾曲するためのプーリ96の下部に円筒部96aを設ける。インナーロータのDDモータをLRモータ136として用い、このLRモータ136のロータを、この円筒部96aに係合する。LRモータ136で、円筒部96aを回転することにより、アングル部24の左右方向の湾曲を補助する。
また、上下方向の湾曲の補助も、同様にインナーロータのDDモータをUDモータ138として用い、UDモータ138のロータに連結管94を挿通して、係合する。UDモータ138で、連結管94を回転することにより、アングル部24の上下方向の湾曲を補助する。
For example, as shown in FIG. 8 with reference to the configuration shown in FIG. 7, a
In addition, the auxiliary assist in bending in the vertical direction is similarly achieved by using the DD motor of the inner rotor as the
以上、本発明の内視鏡について詳細に説明したが、本発明は、上記実施例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行なってもよいのは、もちろんである。 Although the endoscope of the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various improvements and modifications may be made without departing from the gist of the present invention. Of course.
10 内視鏡
12 挿入部
14 操作部
16 コネクタ
18 ユニバーサルコード
22 先端部
24 アングル部
26 軟性部
28 鉗子口
30 吸引ボタン
32 送気/送水ボタン
36 LRツマミ
38 UDツマミ
40 LR固定ツマミ
42 UD固定レバー
46 送水コネクタ
48 通気コネクタ
50 吸引コネクタ
52 LG棒
54 S端子
60,62,114,116 ワイヤ
64 回転軸
68,74,104,106,124,126 ギア
70,96,112 プーリ
72 モータ
76 制御手段
78 トルクセンサ
82 円形リング
84 先端リング
86a,86b 連結ピン
90 ハウジング
90a 挿入部
90b 固定部
92 中心軸
94,110 連結管
98,130 LR(アシスト)モータ
102 LRブレーキ
118,132 UD(アシスト)モータ
120 UDブレーキ
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記湾曲部の湾曲操作を行なう操作手段と、
前記操作手段と湾曲部とを連結し、前記操作手段による操作によって、前記湾曲部を牽引して湾曲させる牽引手段と、
前記牽引手段による湾曲部の牽引を補助する補助手段と、
前記操作手段に加えられた操作力を検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出された操作力に応じて、前記補助手段による前記湾曲部の牽引の補助を制御する制御手段とを有することを特徴とする内視鏡。 An endoscope having a curved portion near the distal end of the insertion portion,
Operation means for performing a bending operation of the bending portion;
Traction means for connecting the operation means and the bending portion, and pulling the bending portion by an operation by the operation means;
Auxiliary means for assisting the traction of the curved portion by the traction means;
Detecting means for detecting an operating force applied to the operating means;
An endoscope comprising: control means for controlling assistance of pulling of the bending portion by the auxiliary means according to the operation force detected by the detection means.
前記検出手段は、この操作手段に加えられたトルクを検出するトルクセンサである請求項1に記載の内視鏡。 The operating means is to pull the bending portion by the pulling means by rotating,
The endoscope according to claim 1, wherein the detection unit is a torque sensor that detects a torque applied to the operation unit.
前記補助手段は、この回転軸に直接あるいは間接的に係合して、前記牽引手段による湾曲部の牽引を補助するものであり、
前記検出手段は、前記補助手段の係合位置よりも前記操作手段に近い位置において、前記回転軸にかかる回転力を検出することにより、前記操作手段に加えられた操作力を検出する請求項8に記載の内視鏡。 A rotation shaft for transmitting the rotation of the operation means to the traction means and rotating integrally with the operation means;
The auxiliary means is directly or indirectly engaged with the rotating shaft to assist the traction of the curved portion by the traction means,
The detection means detects an operation force applied to the operation means by detecting a rotation force applied to the rotation shaft at a position closer to the operation means than an engagement position of the auxiliary means. The endoscope according to 1.
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