JP2010221010A - 管内移動体用アクチュエータおよびその制御方法、内視鏡 - Google Patents

Abstract

【課題】確実に管壁を手繰り寄せて管内移動体を移動させることができる管内移動体用アクチュエータおよびその制御方法、内視鏡を提供すること。
【解決手段】本発明の管内移動体用アクチュエータは、膨張して管壁に接触した時に管内移動体と管壁との間を埋める第１の部分と、前記管壁と接触して推進力を発生させる第２の部分とを備え、その一部が前記管内移動体に固定された第１膨張収縮部材と、前記第１膨張収縮部材を駆動させる駆動手段と、前記第１膨張収縮部材および前記駆動手段を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記駆動手段による駆動によって前記第１膨張収縮部材の前記第１の部分が前記第２の部分になるようにして前記管内移動体と前記管壁との相対位置を変化させるように制御すること、を特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は管内移動体用アクチュエータおよびその制御方法、内視鏡に係り、特に、管壁に推進力を伝えて管内を移動する技術に関する。

内視鏡の大腸挿入は、大腸が体内で曲がりくねった構造であること、体腔に固定されていない部分があることなどから、非常に難しい。そのため、挿入手技の習得には多くの経験を必要とし、挿入手技が未熟の場合には、患者に大きな苦痛を与える結果となる。

大腸部位の中で特に挿入が難しいと言われているのは、Ｓ状結腸と横行結腸である。Ｓ状結腸と横行結腸はその他の結腸とは異なり体腔内に固定されていない。そのため、自身の長さの範囲にて体腔内で任意な形状をとることができ、また、内視鏡挿入時の接触力により体腔内で変形する。

大腸挿入においては、挿入時の腸管への接触を少しでも減らすために、Ｓ状結腸や横行結腸を直線化することが重要である。直線化のために多くの手技がこれまで提案されているが、同時に、曲がった腸管を手繰り寄せて湾曲度合いを低減するための挿入補助具がいくつか提案されている。

例えば、特許文献１，２には、可撓管部の外周面に螺旋状に４本の膨張・収縮が可能な変動チューブ巻回されており、各変動チューブ内の圧力を変動させて４本の変動チューブを順次膨張・収縮させることにより、外皮の外周面を順次膨張・収縮させて先端側から手元側に膨張部を移動させて腸管を手繰り寄せる技術が開示されている。

特開平１１−９５４５号公報 特開２００６−２２３８９５号公報

しかしながら、複数の変動チューブの上下運動だけではチューブの接触面を移動させる効果はほとんどない。腸管のひだが、膨張したチューブ間の溝に効率的に入った場合にのみ手繰り寄せる効果があるが、Ｓ状結腸ではひだはほとんど存在せず、また手繰り寄せる過程で腸管は直線化しひだの突起量は小さくなるため、手繰り寄せる効果は著しく低減する。したがって、一つのバルーンによって係止力を発生させて腸壁に係止させ、かつ推進力を発生させて腸壁に対し相対的に移動させることは困難である。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、確実に管壁を手繰り寄せて管内移動体を移動させることができる管内移動体用アクチュエータおよびその制御方法、内視鏡を提供すること、を目的とする。

前記目的を達成するために本発明の管内移動体用アクチュエータは、膨張して管壁に接触した時に管内移動体と前記管壁との間を埋める第１の部分と、前記管壁と接触して推進力を発生させる第２の部分とを備え、その一部が前記管内移動体に固定された第１膨張収縮部材と、前記第１膨張収縮部材を駆動させる駆動手段と、前記第１膨張収縮部材および前記駆動手段を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記駆動手段による駆動によって前記第１膨張収縮部材の前記第１の部分が前記第２の部分になるようにして前記管内移動体と前記管壁との相対位置を変化させるように制御すること、を特徴とする。

本発明によれば、駆動手段による駆動によって第１膨張収縮部材の第１の部分が第２の部分になるようにして管内移動体と管壁との相対位置を変化させるように制御するので、管内移動体を移動させることができる。

本発明の一態様として、前記駆動手段は、前記第１膨張収縮部材とともに管内移動方向に並べて配置され、かつ前記管内移動体に固定された第２膨張収縮部材であって、前記制御部は、前記第１膨張収縮部材を膨張させて前記管壁に係止させた後、前記第２膨張収縮部材を膨張させて前記第１膨張収縮部材を押圧させるように制御すること、を特徴とする。

本発明によれば、第１膨張収縮部材を膨張させて管壁に係止させた後、第２膨張収縮部材を膨張させて第１膨張収縮部材を押圧させるので、確実に管内移動体を移動させることができる。

本発明の一態様として、前記制御部は、前記第２膨張収縮部材によって前記第１膨張収縮部材を押圧させることにより前記管壁を手繰り寄せるように制御すること、を特徴とする。

かかる態様によれば、第１膨張収縮部材を押圧させることにより管壁を手繰り寄せるので、確実に管内移動体と管壁との相対位置を変化させることができる。

本発明の一態様として、前記制御部は、前記第１膨張収縮部材の表面が繰り出されることにより前記管壁を手繰り寄せるように制御すること、を特徴とする。

かかる態様によれば、第１膨張収縮部材の表面が繰り出されることにより管壁を手繰り寄せるように制御するので、管壁に推進力を発生させてより確実に管壁を手繰り寄せて管内移動体を移動させることができる。

本発明の一態様として、前記第１膨張収縮部材は、膨張させて前記管壁に係止させた状態で収縮状態の前記第２膨張収縮部材の少なくとも一部に覆い被さること、を特徴とする。

かかる態様によれば、第１膨張収縮部材は、膨張させて管壁に係止させた状態で収縮状態の第２膨張収縮部材の少なくとも一部に覆い被さるので、第２膨張収縮部材の膨張により確実に第１膨張収縮部材を押圧することができる。

本発明の一態様として、前記第２膨張収縮部材は、変形する方向に指向性を有すること、を特徴とする。

かかる態様によれば、第２膨張収縮部材は、変形する方向に指向性を有するので、管壁を手繰り寄せる量を多くすることができる。

本発明の一態様として、前記第１膨張収縮部材および前記第２膨張収縮部材の少なくとも１つはバルーンであること、を特徴とする。

本発明の一態様として、前記管内移動体に設けられ管内移動方向に前記第１膨張収縮部材および前記第２膨張収縮部材とともに並べて配置されるものであって前記第２膨張収縮部材に対して前記第１膨張収縮部材を挟んで反対側に配置される第３膨張収縮部材を有すること、を特徴とする。

かかる態様によれば、第２膨張収縮部材に対して前記第１膨張収縮部材を挟んで反対側に配置される第３膨張収縮部材を有するので、管内移動体を移動させる方向を任意に選択できる。

本発明の一態様として、前記制御部は、前記第１膨張収縮部材を膨張させて前記管壁に係止させる前に、前記第３膨張収縮部材を膨張させて前記第１膨張収縮部材を押圧させるように制御すること、を特徴とする。

かかる態様によれば、第１膨張収縮部材を膨張させて管壁に係止させる前に、第３膨張収縮部材を膨張させて第１膨張収縮部材を押圧させるように制御するので、管壁を手繰り寄せる量を多くすることができる。

本発明の一態様として、前記第１膨張収縮部材は、膨張させて前記管壁に係止させた状態で収縮状態の前記第３膨張収縮部材の少なくとも一部に覆い被さること、を特徴とする。

かかる態様によれば、第１膨張収縮部材は、膨張させて管壁に係止させた状態で収縮状態の第３膨張収縮部材の少なくとも一部に覆い被さるので、第３膨張収縮部材の膨張により確実に第１膨張収縮部材を押圧することができる。

本発明の一態様として、前記第３膨張収縮部材は、変形する方向に指向性を有すること、を特徴とする。

かかる態様によれば、第３膨張収縮部材は、変形する方向に指向性を有するので、より確実に管壁を手繰り寄せる量を多くすることができる。

本発明の一態様として、管内移動方向の後方から前記第１膨張収縮部材、前記第２膨張収縮部材の順に配置されていること、を特徴とする。

かかる態様によれば、管内移動方向の後方から第１膨張収縮部材、第２膨張収縮部材の順に配置されているので、管内移動体を管内移動方向の前方に移動させることができる。

本発明の一態様として、前記管内移動体には、前記第１膨張収縮部材と前記第２膨張収縮部材の組み合わせが複数設けられていること、を特徴とする。

かかる態様によれば、管内の複数の箇所で管壁を手繰り寄せて確実に管内移動体を移動させることができる。

本発明の一態様として、前記制御部は、前記第２膨張収縮部材の内圧が前記第１膨張収縮部材の内圧以上となるように制御することを特徴とする。

かかる態様によれば、第１膨張収縮部材から押圧されることなく第２膨張収縮部材を十分な大きさに膨張させることができ、推進力の低下を防止することができる。

本発明の一態様として、前記管壁に係止して前記管内移動体の位置を保持する保持部材が前記管内移動体に設けられていること、を特徴とする。

かかる態様によれば、第１膨張収縮部材と第２膨張収縮部材が管壁に係止していなくても、保持部材により管内移動体の位置を保持することができる。

前記目的を達成するために本発明の内視鏡は、前記のいずれか１つの管内移動体用アクチュエータを備えること、を特徴とする。

前記目的を達成するために本発明の管内移動体用アクチュエータの制御方法は、膨張して管壁に接触した時に管内移動体と管壁との間を埋める第１の部分と前記管壁と接触して推進力を発生させる第２の部分とを備えその一部が前記管内移動体に固定された第１膨張収縮部材を駆動させることによって、前記第１膨張収縮部材の前記第１の部分が前記第２の部分になるようにして前記管内移動体と前記管壁との相対位置を変化させるように制御すること、を特徴とする。

本発明によれば、確実に管壁を手繰り寄せて管内移動体を移動させることができる。

電子内視鏡の構成図である。 第１実施形態の実施例１における挿入部の先端部の拡大断面図である。 駆動バルーンと係止バルーンの圧力を制御するバルーン制御装置のブロック構成図である。 第１実施形態の実施例１における推進動作のタイムチャート図である。 図４に示す推進動作のタイムチャート図に対応させて、第１実施形態の実施例１における各バルーンの膨張および収縮の様子を示した概略断面図である。 第１実施形態の実施例２における挿入部の先端部の拡大断面図である。 図４に示す推進動作のタイムチャート図に対応させて、第１実施形態の実施例２における各バルーンの膨張および収縮の様子を示した概略断面図である。 第２実施形態の挿入部１０の先端部１０ａの拡大断面図である。 第２実施形態において３つのバルーンを使用して正進動作を行うときのタイムチャート図である。 図９に示すタイムチャート図に対応させて、各バルーンの膨張および収縮の様子を示した概略断面図である。 第２実施形態において２つのバルーンを使用して逆進動作を行うときのタイムチャート図である。 図１１に示す正進動作のタイムチャート図に対応させて、各バルーンの膨張および収縮の様子を示した概略断面図である。 第２実施形態において３つのバルーンを使用した逆進動作のタイムチャート図である。 図１３に示すタイムチャート図に対応させて、各バルーンの膨張および収縮の様子を示した概略断面図である。 第３実施形態における挿入部の先端部の拡大断面図である。 推進バルーンと保持バルーンの圧力を制御するバルーン制御装置のブロック構成図である。 第３実施形態における推進動作のタイムチャート図である。 図１７に示す推進動作のタイムチャート図に対応させて、第３実施形態における各バルーンの膨張および収縮の様子を示した概略断面図である。 第４実施形態における挿入部の先端部の拡大断面図である。 推進バルーンと保持バルーンの圧力を制御するバルーン制御装置のブロック構成図である。 第４実施形態における推進動作のタイムチャート図である。 図２１に示す推進動作のタイムチャート図に対応させて、第４実施形態における各バルーンの膨張および収縮の様子を示した概略断面図である。 内視鏡用移動装置への適用例を示す図である。 各バルーンの内圧と推進力との関係の一例を示した説明図である。

以下添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。

〔電子内視鏡の説明〕
図１において、電子内視鏡１は、被検体の管内に挿入され当該管内を移動する管内移動体である挿入部１０と、挿入部１０の基端部分に連設された操作部１２とを備えている。挿入部１０の先端に連設された先端部１０ａには、被検体内の被観察部位の像光を取り込むための対物レンズと像光を撮像する撮像素子（いずれも図示せず）が内蔵されている。撮像素子により取得された被検体内の画像は、コード１４に接続されたプロセッサ装置のモニタ（いずれも図示せず）に内視鏡画像として表示される。

また、先端部１０ａには、被観察部位に光源装置（図示せず）からの照明光を照射するための照明窓や、鉗子口１６と連通した鉗子出口、送気・送水ボタン１２ａを操作することによって、対物レンズを保護する観察窓の汚れを落とすための洗浄水やエアーが噴射されるノズルなどが設けられている。

先端部１０ａの後方には、複数の湾曲駒を連結した湾曲部１０ｂが設けられている。湾曲部１０ｂは、操作部１２に設けられたアングルノブ１２ｂが操作されて、挿入部１０内に挿設されたワイヤが押し引きされることにより、上下左右方向に湾曲動作する。これにより、先端部１０ａが被検体内の所望の方向に向けられる。

湾曲部１０ｂの後方には、可撓性を有する軟性部１０ｃが設けられている。軟性部１０ｃは、先端部１０ａが被観察部位に到達可能なように、且つ術者が操作部１２を把持して操作する際に支障を来さない程度に患者との距離を保つために、１〜数ｍの長さを有する。

先端部１０ａには、管内を移動する進行方向に並べて配置され、かつ固定された膨張収縮部材として、後述する駆動バルーン２０と係止バルーン２２が取り付けられている。駆動バルーン２０と係止バルーン２２は、おもに膨張収縮自在なラテックスゴムなどの天然ゴムからなり、バルーン内の圧力を制御するバルーン制御装置１８に接続されている。

なお、先端部１０ａにおいて駆動バルーン２０と係止バルーン２２は互いに隣接して配置され、挿入部１０の周方向に周全体に形成される。また、駆動バルーン２０と係止バルーン２２は挿入部１０の周方向に一様な形状として軸対称となっていてもよく、また、挿入部１０の周方向に一様な形状ではなく軸対称となっていなくてもよい。

また、駆動バルーン２０と係止バルーン２２は、湾曲部１０ｂや軟性部１０ｃに配置してもよい。

上記のように構成された電子内視鏡１で、例えば、大腸や小腸のように複雑に屈曲した管路の内壁面を観察する場合には、駆動バルーン２０と係止バルーン２２が収縮した状態で挿入部１０を被検体内に挿入し、光源装置を点灯して被検体内を照明しながら、撮像素子により得られる内視鏡画像をモニタで観察する。

先端部１０ａが管路に到達すると、バルーン制御装置１８により駆動バルーン２０と係止バルーン２２の膨張・収縮を制御して、管路の内壁面に押圧力を作用させる。これにより、管路の内壁面が手繰り寄せられ、挿入部１０が管路の内壁面に対し相対的に進行方向の前方または後方に推進する。

なお、推進動作のフローの詳しい説明は後述する。また、以下の説明において、先端部１０ａが進行方向の前方に推進する動作を正進動作とし、先端部１０ａが進行方向の後方に推進する動作を逆進動作とする。

〔管内移動体用アクチュエータの説明〕
次に、管内移動体用アクチュエータについて説明する。

［第１実施形態］
まず、第１実施形態について説明する。第１実施形態では、バルーンの数を２つにしている。

（実施例１）
＜管内移動体用アクチュエータの構成＞
図２は、第１実施形態の実施例１における挿入部１０の先端部１０ａの拡大断面図である。図２に示すように、実施例１においては、挿入部１０の先端部１０ａに進行方向の前方から順に、駆動バルーン２０と係止バルーン２２の２つのバルーンが設けられている。

また、駆動バルーン２０と係止バルーン２２が管壁に接触していない時に、挿入部１０の先端部１０ａの位置を管内のほぼ中央に保持するための保持バルーン２３も設けられている。

この駆動バルーン２０と係止バルーン２２と保持バルーン２３は、ともに全体が膨張収縮自在なラテックスゴムなどの天然ゴムからなる。

係止バルーン２２は膨張時に管壁の内壁面に接して係止することができる膨張特性を有するバルーンであり、駆動バルーン２０は膨張時であっても先端部１０ａが管路の断面の略中心位置に位置する限り管壁の内壁面に接しない膨張特性を有するバルーンである。

また、駆動バルーン２０と係止バルーン２２は、互いに形状が異なることが好ましい。

なお、図２に示すように収縮時に係止バルーン２２が駆動バルーン２０に必ずしも覆い被さっている必要はなく、後述するように、少なくとも係止バルーン２２が膨張して腸壁４０（図５参照）を係止した時に、係止バルーン２２が駆動バルーン２０に覆い被さっていればよい。

また、図３は、駆動バルーン２０と係止バルーン２２と保持バルーン２３の圧力を制御するバルーン制御装置１８のブロック構成図である。図３に示すように、駆動バルーン２０と係止バルーン２２と保持バルーン２３を個々に独立して内圧が調整できる構造となっており、バルブ開閉制御部３０と圧力制御部３２を介して、吸引ポンプ３４と吐出ポンプ３６が接続されている。

図２に示すように、先端部１０ａの内部には、駆動バルーン２０に連通し気体が送られる送気管２４と、係止バルーン２２に連通し気体が送られる送気管２６と、保持バルーン２３に連通し気体が送られる送気管２７が設けられている。この送気管２４と送気管２６と送気管２７は、湾曲部１０ｂ及び軟性部１０ｃ、コード１４（図１参照）の内部を通ってバルーン制御装置１８（図１，図３参照）に接続されている。

なお、後述する推進動作のフローは、バルブ開閉制御部３０によって各バルーンに接続されたバルブ（不図示）の開閉を制御し、圧力制御部３２によって吸引ポンプ３４と吐出ポンプ３６を制御することによって実行される。

＜推進動作のフロー＞
図４は、第１実施形態の実施例１における推進動作のタイムチャート図である。なお、後述するように、第１実施形態の実施例２における推進動作も図４のタイムチャート図で表される。

また、図５は、図４に示す推進動作のタイムチャート図に対応させて、第１実施形態の実施例１における各バルーンの膨張および収縮の様子を示した概略断面図である。

なお、本実施例では推進動作として、正進動作について説明する。

まず、駆動バルーン２０と係止バルーン２２をともに収縮させた状態で、電子内視鏡１の先端部１０ａを測定対象（ここでは例えば、大腸とする）内に挿入している状態を考える。なお、このとき、保持バルーン２３を膨張させて腸壁４０に係止させておく。

そして、図５（ａ）に示すように、駆動バルーン２０と係止バルーン２２をともに収縮させた状態から、保持バルーン２３を収縮させる一方で係止バルーン２２に気体を充填して膨張させて、係止バルーン２２を腸壁４０に係止させる（図４の工程Ａ）。この時のバルーンの膨張および収縮の様子は、図５（ｂ）のように表わすことができる。図５（ｂ）に示すように、係止バルーン２２は駆動バルーン２０に覆い被さるように膨張し、腸壁４０に係止している。また、ここで、係止バルーン２２において、膨張して腸壁４０に接触した時に、挿入部１０と腸壁４０の間を埋める部分を第１の部分とし、腸壁４０に接触している部分を第２の部分として考える。

次に、駆動バルーン２０に気体を充填して膨張させる（図４の工程Ｂ）。この時のバルーンの膨張および収縮の様子は、図５（ｃ）のように表わすことができる。

図５（ｃ）に示すように、係止バルーン２２を腸壁４０に係止させた状態で、駆動バルーン２０を膨張させていくことにより、駆動バルーン２０は係止バルーン２２を徐々に押圧していく。そして、係止バルーン２２は、先端部１０ａの進行方向の後方に向かってその表面が順々に繰り出されるように押されていく、または、その表面を移動させるように押されていく。また、前記のように、係止バルーン２２において第１の部分と第２の部分を備えていると考えたときには、先端部１０ａの進行方向の前方側の第１の部分の腸壁４０側の一部が腸壁４０に接触して第２の部分になるように押されていく、と考えることができる。これにより、係止バルーン２２は、腸壁４０に対し先端部１０ａの進行方向の後方（図５（ｃ）の黒矢印）に向かって押圧力を与える。

すなわち、係止バルーン２２がいわゆるキャタピラ（登録商標）のように（無限軌道のように）、腸壁４０を当接しながら先端部１０ａの進行方向の後方に向かって繰り出される。

そのため、腸壁４０は先端部１０ａの進行方向の後方に手繰り寄せられる。したがって、図５（ｃ）の白矢印のように、電子内視鏡１の先端部１０ａは腸壁４０に対し相対的に進行方向の前方に推進（正進）する。

次に、係止バルーン２２から気体を吸引して収縮させて、係止バルーン２２を腸壁４０から離間させる一方で、保持バルーン２３を膨張させて腸壁４０に係止させる（図４の工程Ｃ）。この時のバルーンの膨張および収縮の様子は、図５（ｄ）のように表わすことができる。

なお、本実施形態では、この時、係止バルーン２２を腸壁４０から離間させても、腸壁４０は先端部１０ａの進行方向の後方に手繰り寄せられた状態を維持しているものとして考える。

また、図４の工程Ｃにおいては、腸壁４０のたわみ量によっては係止バルーン２２が腸壁４０から離間せず当接したままの状態となることも考えられるが、係止バルーン２２が腸壁４０に係止力を与えていなければよい。

次に、駆動バルーン２０から気体を吸引して収縮させる（図４の工程Ｄ）。これにより、バルーンの膨張および収縮の様子は、図５（ｅ）に示すように、上記の図５（ａ）で示した状態に戻る。

以降、正進動作を継続する場合には、工程Ａ〜工程Ｄを繰り返す。

なお、駆動バルーン２０と係止バルーン２２の並び順を反対にして、挿入部１０の先端部１０ａに進行方向の前方から係止バルーン２２、駆動バルーン２０の順にすれば、逆進動作が可能である。

また、駆動バルーン２０と係止バルーン２２のようにバルーンを使用する代わりに、比較的伸縮性の低いポリウレタンや布のような素材により所望の形状や大きさに膨張収縮が可能な膨張収縮部材を使用してもよい。尚、伸縮性の低い材料を用いる場合には、圧力に対する膨張量の変化は小さいため、推進に必要な所望の径（形状）を初期形状として作製することが好ましい。

以上が、第１実施形態の実施例１における具体的な推進動作のフローの説明である。

なお、駆動バルーン２０と係止バルーン２２の組み合わせを、複数個所に設けてもよい。

（実施例２）
実施例２では、実施例１とは異なり、駆動バルーン２０に代えて膨張変形する際に変形指向性を有するバルーンを使用する。

＜管内移動体用アクチュエータの構成＞
図６は、第１実施形態の実施例２における挿入部１０の先端部１０ａの拡大断面図である。図６に示すように、実施例２においては、実施例１と異なる点として駆動バルーン２０の代わりに指向性駆動バルーン２８が設けられている。

指向性駆動バルーン２８と係止バルーン２２は、挿入部１０の周方向に周全体に形成される。指向性駆動バルーン２８は、係止バルーン２２の内側に隣接して配置されていることが望ましい。

指向性駆動バルーン２８は、ラテックスゴムなどの天然ゴムからなるが、一部分をその他の部分よりも肉厚を大きくすることにより膨張収縮して変形する方向に指向性を有する。本実施例では、図６に示すように係止バルーン２２と接する面２８ａの部分を、他の部分よりも肉厚を大きくしている。なお、指向性駆動バルーン２８は、係止バルーン２２と接する面２８ａの部分に低膨張材を備えることにより、膨張収縮して変形する方向に指向性を持たせてもよい。一方、係止バルーン２２は、全体が膨張収縮自在なラテックスゴムなどの天然ゴムからなる。

なお、指向性駆動バルーン２８と係止バルーン２２は挿入部１０の周方向に一様な形状として軸対称となっていてもよく、また、挿入部１０の周方向に一様な形状ではなく軸対称となっていなくてもよい。

また、実施例２の各バルーンの圧力を制御するバルーン制御装置１８のブロック構成や作用は、図３に示す実施例１の内容に対し、バルーンの構成を指向性駆動バルーン２８と係止バルーン２２に変更する以外は共通である。

＜推進動作のフロー＞
第１実施形態の実施例２における具体的な推進動作のタイムチャート図は、実施例１の図４のタイムチャート図と共通である。

また、図７は、図４に示す推進動作のタイムチャート図に対応させて、第１実施形態の実施例２における各バルーンの膨張および収縮の様子を示した概略断面図である。

第１実施形態の実施例２の推進動作は、駆動バルーン２０を指向性駆動バルーン２８に置き換えることにより、前記の実施例１とほぼ共通している。しかし、指向性駆動バルーン２８は係止バルーン２２と接する面２８ａの部分を他の部分よりも肉厚を大きくしている点が、実施例１の駆動バルーン２０と異なっている。

そのため、図７（ｃ）に示すように、指向性駆動バルーン２８は、膨張する際に係止バルーン２２の方向に膨張し、実施例１の駆動バルーン２０に比べ、膨張するときに係止バルーン２２を押圧しやすくなっている。

したがって、係止バルーン２２は、先端部１０ａの進行方向の後方に向かってその表面が順々に繰り出されるように押されていく量が多くなる。または、前記のように、係止バルーン２２において第１の部分と第２の部分を備えていると考えると、先端部１０ａの進行方向の前方側の第１の部分の腸壁４０側の一部が腸壁４０に接触して第２の部分になるように押されていく量が多くなる、と考えることができる。これにより、腸壁４０は先端部１０ａの進行方向の後方に手繰り寄せられる量が多くなる。

以上より、図７（ｃ）の白矢印のように、実施例１に比べて、電子内視鏡１の先端部１０ａは腸壁４０に対し相対的に進行方向の前方に推進（正進）する量が多くなる。

なお、指向性駆動バルーン２８と係止バルーン２２の並び順を反対にして、挿入部１０の先端部１０ａに進行方向の前方から係止バルーン２２、指向性駆動バルーン２８の順にすれば、逆進動作が可能である。

また、指向性駆動バルーン２８と係止バルーン２２のようにバルーンを使用する代わりに、比較的伸縮性の低いポリウレタンや布のような素材により所望の形状や大きさに膨張収縮が可能な膨張収縮部材を使用してもよい。尚、伸縮性の低い材料を用いる場合には、圧力に対する膨張量の変化は小さいため、推進に必要な所望の径（形状）を初期形状として作製することが好ましい。

なお、指向性駆動バルーン２８と係止バルーン２２の組み合わせを、複数個所に設けてもよい。

以上のように本実施形態では、係止バルーン２２を膨張させて腸壁４０に係止させた後、駆動バルーン２０または指向性駆動バルーン２８を膨張させて係止バルーン２２を押圧させるように制御するので、腸壁４０を滑ることなく、確実に腸壁４０を手繰り寄せて先端部１０ａを移動させることができる。

また、本実施形態では、図４の工程Ｂにおいて、駆動バルーン２０または指向性駆動バルーン２８を膨張させるときの内圧Ｐ２は、腸壁４０を係止状態にある係止バルーン２２の内圧Ｐ１以上となるように制御する態様が好ましい。

例えば実施例１の場合において、図５（ｂ）に示したように腸壁４０を係止状態にある係止バルーン２２が駆動バルーン２０に覆い被さるように膨張しているとき、駆動バルーン２０の内圧Ｐ２が係止バルーン２２の内圧Ｐ１より小さいと、駆動バルーン２０は係止バルーン２２から押圧されて十分な大きさに膨張することができず、駆動バルーン２０の膨張径が小さくなくなってしまい、推進力（駆動力）の低下を招く要因となる。

これに対して、駆動バルーン２０の内圧Ｐ２が係止バルーン２２の内圧Ｐ１以上となるように制御することにより、駆動バルーン２０は係止バルーン２２から押圧されることなく十分な大きさ（膨張径）に膨張することが可能となり、推進力の低下を防止することができる。

尚、本実施形態のように駆動バルーン２０または指向性駆動バルーン２８を膨張させることによって腸壁４０を係止状態にある係止バルーン２２を押圧させるように制御する方式（回転バルーン方式）の推進力は、駆動バルーン２０または指向性駆動バルーン２８の膨張量（膨張径）に比例して増加する傾向にある。

一般に、腸壁４０を係止状態にある係止バルーン２２の内圧Ｐ１は５．６〜８．２［ｋＰａ］程度で制御される。このため、駆動バルーン２０または指向性駆動バルーン２８の内圧Ｐ２は少なくとも５．６［ｋＰａ］以上、好ましくは８．２［ｋＰａ］以上で制御することが好ましい。

ここで、一例として、係止バルーン２２の内圧Ｐ１と駆動バルーン２０の内圧Ｐ２と推進力との関係を図２４に示す。同図から分かるように、Ｐ１＞Ｐ２の関係を満たす場合に得られる推進力は不十分であるが（評価△又は×）、Ｐ１≦Ｐ２の関係を満たす場合には十分な推進力が得ることが可能である（評価◎又は○）。

尚、各バルーンの内圧Ｐ１、Ｐ２は、バルーン制御装置１８（図１、図３参照）によって制御される。本実施形態では、各バルーンの内圧を検出する圧力検出手段（不図示）が設けられており、バルーン制御装置１８は、圧力検出手段による検出結果に基づき、各バルーンの内圧Ｐ１、Ｐ２がそれぞれ所定の圧力範囲となるように制御を行っている。これにより、高精度な圧力制御が可能となり、推進力を効率的に得ることができる。

また、既に実用化されている係止バルーン２２を応用することができ、技術的実現性が高い。また、既に実用化されている係止バルーン２２の係止力（腸壁４０に対するグリップ力）を、そのまま応用することができる。

また、係止バルーン２２と駆動バルーン２０や指向性駆動バルーン２８を別々に設けることで、それぞれの機能に特化した技術開発ができる。例えば、駆動バルーン２０や指向性駆動バルーン２８は腸壁４０に接触しないため、その材質、形状および大きさなどにおいて指向性を重視できる。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態では、バルーンの数を３つにしている。

＜管内移動体用アクチュエータの構成＞
図８は、第２実施形態の挿入部１０の先端部１０ａの拡大断面図である。図８に示すように、挿入部１０の先端部１０ａに第１駆動バルーン４２と係止バルーン４４と第２駆動バルーン４６の３つのバルーンを並べて配置されている。第１駆動バルーン４２に対して係止バルーン４４を挟んで反対側に、第２駆動バルーン４６が配置されている。そして、第１駆動バルーン４２と係止バルーン４４と第２駆動バルーン４６は、挿入部１０に固定されている。

第１駆動バルーン４２と係止バルーン４４と第２駆動バルーン４６は、全体が膨張収縮自在なラテックスゴムなどの天然ゴムからなる。

なお、第１駆動バルーン４２と係止バルーン４４と第２駆動バルーン４６は、挿入部１０の周方向に周全体に形成される。また、第１駆動バルーン４２と係止バルーン４４と第２駆動バルーン４６は挿入部１０の周方向に一様な形状として軸対称となっていてもよく、また、挿入部１０の周方向に一様な形状ではなく軸対称となっていなくてもよい。

また、少なくとも係止バルーン４４と第１駆動バルーン４２、係止バルーン４４と第２駆動バルーン４６は、互いに形状が異なることが好ましい。

なお、図８に示すように収縮時に係止バルーン４４が第１駆動バルーン４２や第２駆動バルーン４６に必ずしも覆い被さっている必要はなく、後述するように、少なくとも係止バルーン４４が膨張して腸壁４０を係止した時に、係止バルーン４４が第１駆動バルーン４２や第２駆動バルーン４６に覆い被さっていればよい。

なお、第２実施形態の各バルーンの圧力を制御するバルーン制御装置１８のブロック構成や作用は、図３に示す第１実施形態の実施例１の内容に対し、バルーンの構成を第１駆動バルーン４２と係止バルーン４４と第２駆動バルーン４６に変更する以外は共通である。

また、図８に示すように、先端部１０ａの内部には、第１駆動バルーン４２に連通し気体が送られる送気管４８と、係止バルーン４４に連通し気体が送られる送気管５０と、第２駆動バルーン４６に連通し気体が送られる送気管５２とが設けられている。この送気管４８と送気管５０と送気管５２は、湾曲部１０ｂ及び軟性部１０ｃ、コード１４（図１参照）の内部を通ってバルーン制御装置１８（図１，図３参照）に接続されている。

＜推進動作のフロー＞
まず、正進動作について説明する。

第２実施形態では、第１駆動バルーン４２と係止バルーン４４と第２駆動バルーン４６の合計３つのバルーンを有している。

まず、３つのバルーンのうち第１駆動バルーン４２と係止バルーン４４の２つのバルーンを使用することにより、第１実施形態の実施例１の駆動バルーン２０と係止バルーン２２と同様の正進動作を行うことができる。なお、詳しい動作フローについては説明が重複するので省略する。

次に、第１駆動バルーン４２と係止バルーン４４に、さらに第２駆動バルーン４６を追加して合計３つのバルーンを使用して正進動作を行うときの動作について説明する。

図９は、第２実施形態において３つのバルーンを使用して正進動作を行うときのタイムチャート図である。

また、図１０は、図９に示すタイムチャート図に対応させて、各バルーンの膨張および収縮の様子を示した概略断面図である。

まず、第１駆動バルーン４２と係止バルーン４４と第２駆動バルーン４６をともに収縮させた状態で、電子内視鏡１の先端部１０ａを測定対象（ここでは例えば、大腸とする）内に挿入している状態を考える。なお、このとき、保持バルーン２３を膨張させて腸壁４０に係止させておく。

そして、図１０（ａ）に示すように第１駆動バルーン４２と係止バルーン４４と第２駆動バルーン４６をともに収縮させた状態から、第２駆動バルーン４６に気体を充填して膨張させる（図９の工程Ａ）。この時のバルーンの膨張および収縮の様子は、図１０（ｂ）のように表わすことができる。図１０（ｂ）に示すように、第２駆動バルーン４６が膨張することにより、係止バルーン４４は第１駆動バルーン４２側に押し出され、第１駆動バルーン４２に覆い被さる状態になる。

次に、保持バルーン２３を収縮させる一方で係止バルーン４４に気体を充填して膨張させて、係止バルーン４４を腸壁４０に係止させる（図９の工程Ｂ）。この時のバルーンの膨張および収縮の様子は、図１０（ｃ）のように表わすことができる。

また、ここで、係止バルーン４４において、膨張して腸壁４０に接触した時に挿入部１０と腸壁４０の間を埋める部分を第１の部分とし、腸壁４０に接触している部分を第２の部分として考える。

次に、第１駆動バルーン４２に気体を充填して膨張させると同時に、第２駆動バルーン４６から気体を吸引して収縮させる（図９の工程Ｃ）。この時のバルーンの膨張および収縮の様子は、図１０（ｄ）のように表わすことができる。

図１０（ｄ）に示されるように、第１駆動バルーン４２を膨張させていくことにより、第１駆動バルーン４２は係止バルーン４４を徐々に押圧していく。さらに、第２駆動バルーン４６を収縮させていくので、係止バルーン４４は、先端部１０ａの進行方向の後方に向かってその表面が腸壁４０に接した状態で順々に繰り出されるように押されていく、または、その表面を移動させるように押されていく。また、前記のように、係止バルーン４４において第１の部分と第２の部分を備えていると考えたときには、先端部１０ａの進行方向の前方側の第１の部分の腸壁４０側の一部が腸壁４０に接触して第２の部分になるように押されていく、と考えることができる。これにより、係止バルーン４４は、腸壁４０に対し先端部１０ａの進行方向の後方（図１０(ｄ)の黒矢印）に向かって押圧力を与える。

すなわち、係止バルーン４４がいわゆるキャタピラ（登録商標）のように（無限軌道のように）、腸壁４０を当接しながら先端部１０ａの進行方向の後方に向かって繰り出される。

そのため、腸壁４０は先端部１０ａの進行方向の後方に手繰り寄せられる。したがって、図１０（ｄ）の白矢印のように、電子内視鏡１の先端部１０ａは腸壁４０に対し相対的に進行方向の前方に推進（正進）する。

ここで、前記のように、係止バルーン４４を腸壁４０に係止させる図９の工程Ｂの前に、図９の工程Ａにおいて、第２駆動バルーン４６の膨張により係止バルーン４４は第１駆動バルーン４２側に押し出され、第１駆動バルーン４２に覆い被さる状態にしておいた。そのため、図９の工程Ｃにおいて、係止バルーン４４が先端部１０ａの進行方向の後方に向かってその表面が腸壁４０に接した状態で順々に繰り出されるように押される量は、前記の２つのバルーンを使用する場合（第１実施形態の場合、または第２実施形態において２つのバルーンを使用する場合）に比べて多くなる。

したがって、腸壁４０が先端部１０ａの進行方向の後方に手繰り寄せられる量が多くなり、図１０（ｄ）の白矢印のように、前記の２つのバルーンを使用する場合に比べて、先端部１０ａが腸壁４０に対し相対的に進行方向の前方に推進（正進）する量が多くなる。

次に、係止バルーン４４から気体を吸引して収縮させて、係止バルーン４４を腸壁４０から離間させる一方で、保持バルーン２３を膨張させて腸壁４０に係止させる（図９の工程Ｄ）。この時のバルーンの膨張および収縮の様子は、図１０（ｅ）のように表わすことができる。

次に、第１駆動バルーン４２から気体を吸引して収縮させる（図９の工程Ｅ）。これにより、バルーンの膨張および収縮の様子は、図１０（ｆ）に示すように、上記の図１０（ａ）で示した状態に戻る。

以降、正進動作を継続する場合には、工程Ａ〜工程Ｅを繰り返す。

以上が、第２実施形態において３つのバルーンを使用した正進動作の説明である。

次に、逆進動作について説明する。

まず、３つのバルーンのうち、係止バルーン４４と第２駆動バルーン４６の２つのバルーンを使用することにより、管内移動体用アクチュエータを逆進させることができるので、以下に、詳しい動作フローについて説明する。

図１１は、第２実施形態において２つのバルーンを使用して逆進動作を行うときのタイムチャート図である。また、図１２は、図１１に示す正進動作のタイムチャート図に対応させて、各バルーンの膨張および収縮の様子を示した概略断面図である。

まず、係止バルーン４４と第２駆動バルーン４６をともに収縮させた状態で、電子内視鏡１の先端部１０ａを測定対象（ここでは例えば、大腸とする）内に挿入している状態を考える。なお、このとき、保持バルーン２３を膨張させて腸壁４０に係止させておく。

そして、図１２（ａ）に示すように第１駆動バルーン４２と係止バルーン４４と第２駆動バルーン４６をともに収縮させた状態から、保持バルーン２３を収縮させる一方で係止バルーン４４に気体を充填して膨張させて、係止バルーン４４を腸壁４０に係止させる（図１１の工程Ａ）。この時のバルーンの膨張および収縮の様子は、図１２（ｂ）のように表わすことができる。また、ここで、係止バルーン４４において、膨張して腸壁４０に接触した時に挿入部１０と腸壁４０の間を埋める部分を第１の部分とし、腸壁４０に接触している部分を第２の部分として考える。

次に、第２駆動バルーン４６に気体を充填して膨張させる（図１１の工程Ｂ）。この時のバルーンの膨張および収縮の様子は、図１２（ｃ）のように表わすことができる。

図１２（ｃ）に示すように、第２駆動バルーン４６を膨張させていくことにより、第２駆動バルーン４６は係止バルーン４４を徐々に押圧していく。そして、係止バルーン４４は、先端部１０ａの進行方向の前方に向かってその表面が順々に繰り出されるように押されていく、または、その表面を移動させるように押されていく。また、前記のように、係止バルーン４４において第１の部分と第２の部分を備えていると考えたときには、先端部１０ａの進行方向の後方側の第１の部分の腸壁４０側の一部が腸壁４０に接触して第２の部分になるように押されていく、と考えることができる。これにより、係止バルーン４４は、腸壁４０に対し先端部１０ａの進行方向の前方（図１２（ｃ）の黒矢印）に向かって押圧力を与える。

すなわち、係止バルーン４４がいわゆるキャタピラ（登録商標）のように（無限軌道のように）、腸壁４０を当接しながら先端部１０ａの進行方向の前方に向かって繰り出される。

そのため、腸壁４０は先端部１０ａの進行方向の前方に手繰り寄せられる。したがって、図１２（ｃ）の白矢印のように、電子内視鏡１の先端部１０ａは腸壁４０に対し相対的に進行方向の後方に推進（逆進）する。

次に、係止バルーン４４から気体を吸引して収縮させて、係止バルーン４４を腸壁４０から離間させる一方で、保持バルーン２３を膨張させて腸壁４０に係止させる（図１１の工程Ｃ）。この時の膨張および収縮の様子は、図１２（ｄ）のように表わすことができる。

次に、第２駆動バルーン４６から気体を吸引して収縮させる（図１１の工程Ｄ）。これにより、バルーンの膨張および収縮の様子は、図１２（ｅ）に示すように、上記の図１２（ａ）で示した状態に戻る。

以降、逆進動作を継続する場合には、工程Ａ〜工程Ｄを繰り返す。

以上が、第２実施形態において２つのバルーンを使用した逆進動作の説明である。

次に、この第２駆動バルーン４６と係止バルーン４４に、さらに第１駆動バルーン４２を追加して合計３つのバルーンを使用した逆進動作について説明する。

図１３は、第２実施形態において３つのバルーンを使用した逆進動作のタイムチャート図である。

また、図１４は、図１３に示すタイムチャート図に対応させて、各バルーンの膨張および収縮の様子を示した概略断面図である。

まず、第１駆動バルーン４２と係止バルーン４４と第２駆動バルーン４６をともに収縮させた状態で、電子内視鏡１の先端部１０ａを測定対象（ここでは例えば、大腸とする）内に挿入している状態を考える。なお、このとき、保持バルーン２３を膨張させて腸壁４０に係止させておく。

そして、図１４（ａ）に示すように第１駆動バルーン４２と係止バルーン４４と第２駆動バルーン４６をともに収縮させた状態から、第１駆動バルーン４２に気体を充填して膨張させる（図１３の工程Ａ）。この時のバルーンの膨張および収縮の様子は、図１４（ｂ）のように表わすことができる。図１４（ｂ）に示すように、第１駆動バルーン４２が膨張することにより、係止バルーン４４は第２駆動バルーン４６側に押し出され、第２駆動バルーン４６に覆い被さる状態になる。

次に、保持バルーン２３を収縮させる一方で係止バルーン４４に気体を充填して膨張させて、係止バルーン４４を腸壁４０に係止させる（図１３の工程Ｂ）。この時のバルーンの膨張および収縮の様子は、図１４（ｃ）のように表わすことができる。また、ここで、係止バルーン４４において、腸壁４０に接触した時に挿入部１０と腸壁４０の間を埋める部分を第１の部分とし、腸壁４０に接触している部分を第２の部分として考える。

次に、第２駆動バルーン４６に気体を充填して膨張させると同時に、第１駆動バルーン４２から気体を吸引して収縮させる（図１３の工程Ｃ）。この時のバルーンの膨張および収縮の様子は、図１４（ｄ）のように表わすことができる。

図１４（ｄ）に示すように、第２駆動バルーン４６を膨張させて第１駆動バルーン４２を収縮させていくことにより、第２駆動バルーン４６は係止バルーン４４を徐々に押圧していく。そして、係止バルーン４４は、先端部１０ａの進行方向の前方に向かってその表面が順々に繰り出されるように押されていく、または、その表面を移動させるように押されていく。また、前記のように、係止バルーン４４において第１の部分と第２の部分を備えていると考えたときには、先端部１０ａの進行方向の後方側の第１の部分の腸壁４０側の一部が腸壁４０に接触して第２の部分になるように押されていく、と考えることができる。これにより、係止バルーン４４は、腸壁４０に対し先端部１０ａの進行方向の前方（図１４（ｄ）の黒矢印）に向かって押圧力を与える。

すなわち、係止バルーン４４がいわゆるキャタピラ（登録商標）のように（無限軌道のように）、腸壁４０を当接しながら先端部１０ａの進行方向の前方に向かって繰り出される。

そのため、腸壁４０は先端部１０ａの進行方向の前方に手繰り寄せられる。したがって、図１４（ｄ）の白矢印のように、電子内視鏡１の先端部１０ａは腸壁４０に対し相対的に進行方向の後方に推進（逆進）する。

ここで、前記のように、係止バルーン４４を腸壁４０に係止させる図１３の工程Ｂの前に、図１３の工程Ａにおいて、第１駆動バルーン４２の膨張により係止バルーン４４は第２駆動バルーン４６側に押し出され、第２駆動バルーン４６に覆い被さる状態にしておいた。そのため、図１３の工程Ｃにおいて、係止バルーン４４が先端部１０ａの進行方向の前方に向かってその表面が腸壁４０に接した状態で順々に繰り出されるように押される量は、前記の２つのバルーンを使用する場合（第１実施形態の場合、または第２実施形態において２つのバルーンを使用する場合）に比べて多くなる。

したがって、腸壁４０が先端部１０ａの進行方向の前方に手繰り寄せられる量が多くなり、図１４（ｄ）の白矢印のように、前記の２つのバルーンを使用する場合に比べて、先端部１０ａが腸壁４０に対し相対的に進行方向の後方に推進（逆進）する量が多くなる。

次に、係止バルーン４４から気体を吸引して収縮させて、係止バルーン４４を腸壁４０から離間させる一方で、保持バルーン２３を膨張させて腸壁４０に係止させる（図１３の工程Ｄ）。この時のバルーンの膨張および収縮の様子は、図１４（ｅ）のように表わすことができる。

次に、第２駆動バルーン４６から気体を吸引して収縮させる（図１３の工程Ｅ）。これにより、バルーンの膨張および収縮の様子は、図１４（ｆ）に示すように、上記の図１４（ａ）で示した状態に戻る。

以降、逆進動作を継続する場合には、工程Ａ〜工程Ｅを繰り返す。

以上が、第２実施形態において３つのバルーンを使用した逆進動作の説明である。

なお、第２実施形態において、第１駆動バルーン４２や第２駆動バルーン４６に代えて、各々のバルーンについて第１実施形態の実施例２で説明した指向性駆動バルーン２８を使用してもよい。

また、第１駆動バルーン４２や係止バルーン４４や第２駆動バルーン４６のようにバルーンを使用する代わりに、比較的伸縮性の低いポリウレタンや布のような素材により所望の形状や大きさに膨張収縮が可能な膨張収縮部材を使用してもよい。尚、伸縮性の低い材料を用いる場合には、圧力に対する膨張量の変化は小さいため、推進に必要な所望の径（形状）を初期形状として作製することが好ましい。

なお、第１駆動バルーン４２と係止バルーン４４と第２駆動バルーン４６の組み合わせを、複数個所に設けてもよい。

以上のように本実施形態では、係止バルーン４４を膨張させて腸壁４０に係止させる前に、第２駆動バルーン４６を膨張させて係止バルーン４４を押圧させるように制御し、次に、係止バルーン４４を膨張させて腸壁４０に係止させた後、第１駆動バルーン４２を膨張させて係止バルーン４４を押圧させるように制御するので、確実に腸壁４０を手繰り寄せて先端部１０ａを移動させることができ、腸壁４０を手繰り寄せる量を多くすることができる。

また、本実施形態では、上述した第１の実施形態と同様に、第１駆動バルーン４２または第２駆動バルーン４６を膨張させるときの内圧Ｐ２（図９の工程Ｃ、図１１の工程Ｂ、図１３の工程Ｃ）は、腸壁４０を係止状態にある係止バルーン４４の内圧Ｐ１以上となるように制御する態様が好ましい。本態様によれば、第１駆動バルーン４２または第２駆動バルーン４６は、係止バルーン４４に押圧されることなく十分な大きさ（膨張径）に膨張することができ、推進力の低下を防止することができる。

また、既に実用化されている係止バルーン４４を応用することができ、技術的実現性が高い。また、既に実用化されている係止バルーン４４の係止力（腸壁４０に対するグリップ力）を、そのまま応用することができる。

また、第１駆動バルーン４２と係止バルーン４４と第２駆動バルーン４６を別々に設けることで、それぞれの機能に特化した技術開発ができる。例えば、第１駆動バルーン４２と第２駆動バルーン４６は腸壁４０に接触しないため、その材質、形状および大きさなどにおいて指向性を重視できる。

また、前記のような正進動作と逆進動作を適宜組み合わせて行うことにより、先端部１０ａを進行方向の前後に移動させることができる。

［第３実施形態］
次に、第３実施形態について説明する。

＜管内移動体用アクチュエータの構成＞
図１５は、第３実施形態における挿入部１０の先端部１０ａの拡大断面図である。図１５に示すように、第３実施形態においては、挿入部１０の先端部１０ａに、推進バルーン６０が設けられている。そして、推進バルーン６０は、挿入部１０に固定されている。また、推進バルーン６０が管壁に接触していない時に、挿入部１０の先端部１０ａの位置を管内のほぼ中央に保持するための保持バルーン２３も設けられている。

推進バルーン６０は、固定長部６４と、その両端に接続された第１可変長部６２と第２可変長部６６により構成されている。

推進バルーン６０の具体的な構成としては、全体が膨張収縮自在なラテックスゴムなどの天然ゴムからなり第１可変長部６２と第２可変長部６６の部分のみに形状記憶素材や人工筋肉などが貼り合わされた構成、または、固定長部６４のみが膨張収縮自在なラテックスゴムなどの天然ゴムからなり第１可変長部６２と第２可変長部６６の部分が形状記憶素材や人工筋肉などからなる構成が考えられる。

なお、全体が膨張収縮自在なラテックスゴムなどの天然ゴムからなり第１可変長部６２と第２可変長部６６の部分のみに形状記憶素材や人工筋肉などが貼り合わされた構成の場合、形状記憶素材や人工筋肉などを第１可変長部６２と第２可変長部６６の部分に相当する面全体に貼り合わせてもよく、また、形状記憶素材や人工筋肉などを第１可変長部６２と第２可変長部６６の部分に相当する面に筋状に貼り合わせてもよい。

また、図１５に示すように、先端部１０ａの内部には、推進バルーン６０に連通し気体が送られる送気管６８と、保持バルーン２３に連通し気体が送られる送気管２７とが設けられている。この送気管６８と送気管２７は、湾曲部１０ｂ及び軟性部１０ｃ、コード１４（図１参照）の内部を通ってバルーン制御装置７０（図１６参照）に接続されている。

また、図１６は、推進バルーン６０と保持バルーン２３の圧力を制御するバルーン制御装置７０のブロック構成図である。図１６に示すように、推進バルーン６０と保持バルーン２３を個々に独立して内圧が調整できる構造となっており、バルブ開閉制御部７２と圧力制御部７４を介して、吸引ポンプ７６と吐出ポンプ７８が接続されている。

また、バルーン制御装置７０には、第１可変長部６２と第２可変長部６６を制御する可変長部制御部８０も設けられている。

なお、後述する推進動作のフローは、バルブ開閉制御部７２によって各バルーンに接続されたバルブ（不図示）の開閉を制御し、圧力制御部７４によって吸引ポンプ７６と吐出ポンプ７８を制御すること、および可変長部制御部８０によって第１可変長部６２と第２可変長部６６に備わる形状記憶素材などを加熱または冷却することにより収縮状態または膨張状態になるように制御することによって実行される。

＜推進動作のフロー＞
図１７は、本発明の管内移動体用アクチュエータについて、第３実施形態の具体的な推進動作のタイムチャート図である。また、図１８は、図１７に示す推進動作のタイムチャート図に対応させて各バルーンの膨張および収縮の様子を示した概略断面図である。

まず、図１８（ａ）に示すように、推進バルーン６０を収縮させた状態とし、保持バルーン２３を膨張させて、保持バルーン２３を腸壁４０に係止させている。

次に、図１８（ｂ）に示すように、推進バルーン６０の収縮状態を維持しつつ、第１可変長部６２の収縮状態を維持して第２可変長部６６に備わる形状記憶素材などを加熱して膨張状態にする（図１７の工程Ａ）。

次に、図１８（ｃ）に示すように、推進バルーン６０に内圧が規定値になるまで気体の充填を行い膨張状態にして腸壁４０に当接して密着させ、保持バルーン２３から排気して保持バルーン２３を腸壁４０から離間させる（図１７の工程Ｂ）。

ここで、推進バルーン６０の内圧における規定値とは、腸壁４０のたるみをなくして推進バルーン６０を腸壁４０に当接して密着させた時の圧力値であって、腸壁４０を破らず、腸壁４０を滑らない圧力値である。

次に、図１８（ｄ）に示すように、第１可変長部６２に備わる形状記憶素材などを加熱して収縮状態から膨張状態にする一方、第２可変長部６６に備わる形状記憶素材などを冷却して膨張状態から収縮状態にする（図１７の工程Ｃ）。

これにより、推進バルーン６０は、先端部１０ａの進行方向の後方に向かって推進力を発生させるので、腸壁４０を手繰り寄せることができる。

次に、図１８（ｅ）に示すように、保持バルーン２３に気体を充填して膨張状態にし、保持バルーン２３を腸壁４０に係止させ、推進バルーン６０からの排気を行い、推進バルーン６０を収縮状態にする（図１７の工程Ｄ）。

次に、図１８（ｆ）に示すように、第１可変長部６２に備わる形状記憶素材などを冷却して膨張状態から収縮状態にする（図１７の工程Ｅ）。これにより、バルーンの膨張および収縮の様子は、図１８（ａ）で示した状態に戻る。

以降、正進動作を継続する場合には、工程Ａ〜工程Ｄを繰り返す。

なお、第１可変長部６２と第２可変長部６６の並び順を反対にして、挿入部１０の先端部１０ａに進行方向の前方から第２可変長部６６、第１可変長部６２の順にすれば、逆進動作が可能である。

以上のように、推進バルーン６０（第１膨張収縮部材）を腸壁４０に係止させた状態で、第１可変長部６２（駆動手段）を収縮状態から膨張状態にする一方、第２可変長部６６（駆動手段）を膨張状態から収縮状態にする。これにより、第１可変長部６２が推進バルーン６０の表面を押圧して、または、第２可変長部６６が推進バルーン６０の表面を引っ張って、推進バルーン６０の表面を移動させる。

また、ここで、推進バルーン６０において、膨張して腸壁４０に接触した時に挿入部１０と腸壁４０の間を埋める部分を第１の部分とし、腸壁４０に接触している部分を第２の部分として考える。すると、推進バルーン６０は先端部１０ａの進行方向の前方側の第１の部分の腸壁４０側の一部が腸壁４０に接触して第２の部分になるように押されていく、または引っ張られるとも考えることができる。

このため、推進バルーン６０の表面から腸壁４０に推進力が伝わり、腸壁４０を手繰り寄せることができる。

以上が第３実施形態の管内移動体用アクチュエータの推進動作のフローの説明である。

なお、推進バルーン６０を、複数個所に設けてもよい。

［第４実施形態］
＜管内移動体用アクチュエータの構成＞
図１９は、第４実施形態における挿入部１０の先端部１０ａの拡大断面図である。図１９に示すように、第４実施形態においては、挿入部１０の先端部１０ａに、推進バルーン９０が設けられている。そして、推進バルーン９０は、挿入部１０に固定されている。また、推進バルーン９０が管壁に接触していない時に、挿入部１０の先端部１０ａの位置を管内のほぼ中央に保持するための保持バルーン２３も設けられている。

図１９に示すように、推進バルーン９０は、全体が膨張収縮自在なラテックスゴムなどの天然ゴムからなり、第１サブ気室９２と主気室９４と第２サブ気室９６の３つの圧力室を構成している。そして、主気室９４の両側に第１サブ気室９２と第２サブ気室９６が配置されている。

また、３つの圧力室内に気体を充填させて最も膨張させたときに、第１サブ気室９２と第２サブ気室９６の体積に対し主気室９４の体積が大きくなる構成となっている。

また、図１９に示すように、先端部１０ａの内部には、第１サブ気室９２に連通し気体が送られる送気管９８と、主気室９４に連通し気体が送られる送気管１００と、第２サブ気室９６に連通し気体が送られる送気管１０２と、保持バルーン２３に連通し気体が送られる送気管２７とが設けられている。この送気管９８と送気管１００と送気管１０２と送気管２７は、湾曲部１０ｂ及び軟性部１０ｃ、コード１４（図１参照）の内部を通ってバルーン制御装置１０４（図２０参照）に接続されている。

また、図２０は、推進バルーン９０と保持バルーン２３の圧力を制御するバルーン制御装置１０４のブロック構成図である。図２０に示すように、推進バルーン９０と保持バルーン２３を個々に独立して内圧が調整できる構造となっており、さらに、推進バルーン９０の第１サブ気室９２と主気室９４と第２サブ気室９６の３つの圧力室も個々に独立して内圧が調整できる構造となっており、バルブ開閉制御部１０６と圧力制御部１０８を介して、吸引ポンプ１１０と吐出ポンプ１１２が接続されている。

なお、後述する推進動作のフローは、バルブ開閉制御部１０６によって各バルーンに接続されたバルブ（不図示）の開閉を制御し、圧力制御部１０８によって吸引ポンプ１１０と吐出ポンプ１１２を制御することによって実行される。

＜推進動作のフロー＞
図２１は、本発明の管内移動体用アクチュエータについて、第４実施形態の具体的な推進動作のタイムチャート図である。また、図２２は、図２１に示す推進動作のタイムチャート図に対応させて各バルーンの膨張および収縮の様子を示した概略断面図である。

まず、図２２（ａ）に示すように、第１サブ気室９２と主気室９４と第２サブ気室９６を収縮させた状態とし、保持バルーン２３を膨張させて、保持バルーン２３を腸壁４０に係止させている。

次に、図２２（ｂ）に示すように、第１サブ気室９２と主気室９４の収縮状態を維持しつつ、第２サブ気室９６を膨張状態にする（図２１の工程Ａ）。

次に、図２２（ｃ）に示すように、主気室９４に内圧が規定値になるまで気体の充填を行い膨張状態にして腸壁４０に当接して密着させ、保持バルーン２３から排気して保持バルーン２３を腸壁４０から離間させる（図２１の工程Ｂ）。

ここで、主気室９４の内圧における規定値とは、腸壁４０のたるみをなくして主気室９４を腸壁４０に当接して密着させた時の圧力値であって、腸壁４０を破らず、腸壁４０を滑らない圧力値である。

次に、図２２（ｄ）に示すように、第１サブ気室９２を収縮状態から膨張状態にする一方、第２サブ気室９６を膨張状態から収縮状態にする（図２１の工程Ｃ）。

これにより、主気室９４は、先端部１０ａの進行方向の後方に向かって推進力を発生させるので、腸壁４０を手繰り寄せることができる。

次に、図２２（ｅ）に示すように、保持バルーン２３に気体を充填して膨張状態にし、保持バルーン２３を腸壁４０に係止させ、主気室９４からの排気を行い、主気室９４を収縮状態にする（図２１の工程Ｄ）。

次に、図２２（ｆ）に示すように、第１サブ気室９２を膨張状態から収縮状態にする（図２１の工程Ｅ）。これにより、バルーンの膨張および収縮の様子は、図２２（ａ）で示した状態に戻る。

以降、正進動作を継続する場合には、工程Ａ〜工程Ｄを繰り返す。

なお、第１サブ気室９２と第２サブ気室９６の並び順を反対にして、挿入部１０の先端部１０ａに進行方向の前方から第２サブ気室９６、第１サブ気室９２の順にすれば、逆進動作が可能である。

以上のように、推進バルーン９０（第１膨張収縮部材）の主気室９４を腸壁４０に係止させた状態で、第１サブ気室９２（駆動手段）を収縮状態から膨張状態にする一方、第２サブ気室９６（駆動手段）を膨張状態から収縮状態にする。これにより、第１サブ気室９２が主気室９４を押圧して、または、第２サブ気室９６が主気室９４を引っ張って、主気室９４の表面を移動させる。

また、ここで、推進バルーン９０において、膨張して腸壁４０に接触した時に挿入部１０と腸壁４０の間を埋める部分を第１の部分とし、腸壁４０に接触している部分を第２の部分として考える。すると、推進バルーン９０は先端部１０ａの進行方向の前方側の第１の部分の腸壁４０側の一部が腸壁４０に接触して第２の部分になるように押されていく、または引っ張られるとも考えることができる。

このため、主気室９４の表面から腸壁４０に推進力が伝わり、腸壁４０を手繰り寄せることができる。

以上が第４実施形態の管内移動体用アクチュエータの推進動作のフローの説明である。

なお、推進バルーン９０を、複数個所に設けてもよい。

＜変形例＞
また、前記の実施形態では、電子内視鏡１の挿入部１０に直接バルーンを取り付けた例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されず、図２３に示す内視鏡用移動装置１２０に適用することも可能である。

内視鏡用移動装置１２０は、挿入部１０が挿入固定される筒体１２２と、筒体１２２の先端に取り付けられた前記の駆動バルーン２０と係止バルーン２２と保持バルーン２３、または、前記の指向性駆動バルーン２８と係止バルーン２２と保持バルーン２３、または、前記の第１駆動バルーン４２と係止バルーン４４と第２駆動バルーン４６と保持バルーン２３、または、前記の推進バルーン６０と保持バルーン２３、または、前記の推進バルーン９０と保持バルーン２３のいずれかの仕様のバルーンと、筒体１２２から延びたコード１２４が接続される、筒体１２２の先端に取り付けられたバルーンの仕様に対応した前記のバルーン制御装置１８、またはバルーン制御装置７０、またはバルーン制御装置１０４と同様の構成を有するバルーン制御装置１２６とから構成される。図２３では、駆動バルーン２０と係止バルーン２２と保持バルーン２３を代表して示している。

そして、挿入部１０を被検体内に挿入する際には、筒体１２２に挿入部１０を挿入して固定し、バルーン制御装置１２６で上記実施形態と同様の制御を行って挿入部１０を移動させる。

以上、本発明の管内移動体用アクチュエータおよびその制御方法、内視鏡について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。

１…電子内視鏡、１０…挿入部、１０ａ…先端部、１８，７０，１０４，１２６…バルーン制御装置、２０…駆動バルーン、２２，４４…係止バルーン、２３…保持バルーン、２８…指向性駆動バルーン、４２…第１駆動バルーン、４６…第２駆動バルーン、６０，９０…推進バルーン、１２０…内視鏡用移動装置、１２２…筒体

Claims (17)

1. 膨張して管壁に接触した時に管内移動体と前記管壁との間を埋める第１の部分と前記管壁と接触して推進力を発生させる第２の部分とを備え、その一部が前記管内移動体に固定された第１膨張収縮部材と、
   前記第１膨張収縮部材を駆動させる駆動手段と、
   前記第１膨張収縮部材および前記駆動手段を制御する制御部と、を有し、
   前記制御部は、前記駆動手段による駆動によって前記第１膨張収縮部材の前記第１の部分が前記第２の部分になるようにして前記管内移動体と前記管壁との相対位置を変化させるように制御すること、
   を特徴とする管内移動体用アクチュエータ。
2. 前記駆動手段は、前記第１膨張収縮部材とともに管内移動方向に並べて配置され、かつ前記管内移動体に固定された第２膨張収縮部材であって、
   前記制御部は、前記第１膨張収縮部材を膨張させて前記管壁に係止させた後、前記第２膨張収縮部材を膨張させて前記第１膨張収縮部材を押圧させるように制御すること、
   を特徴とする請求項１の管内移動体用アクチュエータ。
3. 前記制御部は、前記第２膨張収縮部材によって前記第１膨張収縮部材を押圧させることにより前記管壁を手繰り寄せるように制御すること、
   を特徴とする請求項２の管内移動体用アクチュエータ。
4. 前記制御部は、前記第１膨張収縮部材の表面が繰り出されることにより前記管壁を手繰り寄せるように制御すること、
   を特徴とする請求項２または３の管内移動体用アクチュエータ。
5. 前記第１膨張収縮部材は、膨張させて前記管壁に係止させた状態で収縮状態の前記第２膨張収縮部材の少なくとも一部に覆い被さること、
   を特徴とする請求項２乃至４のいずれか１つの管内移動体用アクチュエータ。
6. 前記第２膨張収縮部材は、変形する方向に指向性を有すること、
   を特徴とする請求項２乃至５のいずれか１つの管内移動体用アクチュエータ。
7. 前記第１膨張収縮部材および前記第２膨張収縮部材の少なくとも１つはバルーンであること、
   を特徴とする請求項２乃至６のいずれか１つの管内移動体用アクチュエータ。
8. 前記管内移動体に設けられ管内移動方向に前記第１膨張収縮部材および前記第２膨張収縮部材とともに並べて配置されるものであって前記第２膨張収縮部材に対して前記第１膨張収縮部材を挟んで反対側に配置される第３膨張収縮部材を有すること、
   を特徴とする請求項２乃至７のいずれか１つの管内移動体用アクチュエータ。
9. 前記制御部は、前記第１膨張収縮部材を膨張させて前記管壁に係止させる前に、前記第３膨張収縮部材を膨張させて前記第１膨張収縮部材を押圧させるように制御すること、
   を特徴とする請求項８の管内移動体用アクチュエータ。
10. 前記第１膨張収縮部材は、膨張させて前記管壁に係止させた状態で収縮状態の前記第３膨張収縮部材の少なくとも一部に覆い被さること、
    を特徴とする請求項８または９の管内移動体用アクチュエータ。
11. 前記第３膨張収縮部材は、変形する方向に指向性を有すること、
    を特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１つの管内移動体用アクチュエータ。
12. 前記管内移動方向の後方から前記第１膨張収縮部材、前記第２膨張収縮部材の順に配置されていること、
    を特徴とする請求項２乃至１１のいずれか１つの管内移動体用アクチュエータ。
13. 前記管内移動体には、前記第１膨張収縮部材と前記第２膨張収縮部材の組み合わせが複数設けられていること、
    を特徴とする請求項２乃至１２のいずれか１つの管内移動体用アクチュエータ。
14. 前記制御部は、前記第２膨張収縮部材の内圧が前記第１膨張収縮部材の内圧以上となるように制御することを特徴とする請求項２乃至１３のいずれか１つの管内移動体用アクチュエータ。
15. 前記管壁に係止して前記管内移動体の位置を保持する保持部材が前記管内移動体に設けられていること、
    を特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１つの管内移動体用アクチュエータ。
16. 請求項１乃至１５のいずれか１つの管内移動体用アクチュエータを備えること、
    を特徴とする内視鏡。
17. 膨張して管壁に接触した時に管内移動体と管壁との間を埋める第１の部分と前記管壁と接触して推進力を発生させる第２の部分とを備えその一部が前記管内移動体に固定された第１膨張収縮部材を駆動させることによって、前記第１膨張収縮部材の前記第１の部分が前記第２の部分になるようにして前記管内移動体と前記管壁との相対位置を変化させるように制御すること、
    を特徴とする管内移動体用アクチュエータの制御方法。

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