JP2011062291A - Shape detector - Google Patents

Shape detector Download PDF

Info

Publication number
JP2011062291A
JP2011062291A JP2009214390A JP2009214390A JP2011062291A JP 2011062291 A JP2011062291 A JP 2011062291A JP 2009214390 A JP2009214390 A JP 2009214390A JP 2009214390 A JP2009214390 A JP 2009214390A JP 2011062291 A JP2011062291 A JP 2011062291A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
shape
bending angle
scope
distance
angle detection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2009214390A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Junko Ishiwa
淳子 石和
Yoshitaka Shibahara
祥孝 柴原
Koji Ose
浩司 大瀬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hoya Corp
Original Assignee
Hoya Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hoya Corp filed Critical Hoya Corp
Priority to JP2009214390A priority Critical patent/JP2011062291A/en
Publication of JP2011062291A publication Critical patent/JP2011062291A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/005Flexible endoscopes
    • A61B1/009Flexible endoscopes with bending or curvature detection of the insertion part

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a shape detector suitable for accurately detecting the shape of a scope. <P>SOLUTION: The shape detector includes: a plurality of bending angle detecting sensors disposed from the base end to the distal end of a scope insertion part and detecting the bending angle of the scope insertion part in places where the sensors are disposed; distance change detecting sensors detecting the quantity of change in the distance between adjacent bending angle detecting sensors; an actual distance calculating means calculating the actual distance between the adjacent bending angle detecting sensors by adding the detected quantity of change to the initial value of distance; and a shape calculating means calculating the shape of insertion from the base end to the distal end of the scope insertion part by using the calculated actual distance between the bending angle detecting sensors and the detected bending angles in the respective places. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

この発明は、体腔内に挿入された医療用スコープの形状を検出する形状検出装置に関する。   The present invention relates to a shape detection device that detects the shape of a medical scope inserted into a body cavity.

術者が患者の体腔内を診断する際に使用する医療機器として、ファイバスコープや電子スコープが一般的に知られている。例えば、電子スコープを使用する術者は、電子スコープの挿入部を体腔内に挿入して、挿入部先端に備えられた先端部を被写体近傍に導く。術者は、電子スコープ等の操作部を必要に応じて操作して、光源装置から放射された照明光によって被写体を照明する。術者は、照明された被写体の反射光像を先端部に搭載されたCCD(Charge Coupled Device)等の固体撮像素子によって撮像する。術者は、撮像された被写体の映像をモニタを通じて観察し診断や施術等を行う。   A fiberscope and an electronic scope are generally known as medical devices used when an operator diagnoses a body cavity of a patient. For example, an operator who uses an electronic scope inserts the insertion portion of the electronic scope into a body cavity and guides the distal end portion provided at the distal end of the insertion portion to the vicinity of the subject. The surgeon operates an operation unit such as an electronic scope as necessary to illuminate the subject with illumination light emitted from the light source device. The surgeon images the reflected light image of the illuminated subject with a solid-state imaging device such as a CCD (Charge Coupled Device) mounted on the tip. The surgeon observes the captured image of the subject through a monitor and performs diagnosis and treatment.

医療用スコープを用いて検査される対象には、大腸等の下部消化管がある。一般に、下部消化管内部は形状が複雑に入り組んでいるため、医療用スコープを下部消化管内部に円滑に挿入するのは難しい。そこで、体腔内への挿入操作を補助する機能を有した装置が種々提案されている。一例として、体腔内に挿入されたスコープ形状を検出する機能を有した形状検出装置が知られている。この種の形状検出装置の具体的構成例は、特許文献1に記載されている。   A subject to be examined using a medical scope includes a lower digestive tract such as a large intestine. In general, since the inside of the lower digestive tract is complicated and complicated, it is difficult to smoothly insert the medical scope into the lower digestive tract. Therefore, various devices having a function of assisting the insertion operation into the body cavity have been proposed. As an example, a shape detection device having a function of detecting a scope shape inserted into a body cavity is known. A specific configuration example of this type of shape detection apparatus is described in Patent Document 1.

特許文献1に記載の形状検出装置は、姿勢を検知する3軸ジャイロセンサを電子スコープの挿入部先端から挿入部基端に亘って所定の間隔毎に埋設している。形状検出装置は、各ポイントに埋設された3軸ジャイロセンサから姿勢データを収集する。形状検出装置は、収集された姿勢データを用いて演算を行い、挿入形状データを生成する。生成された挿入形状データは、体腔内に挿入されたスコープ形状として画像化される。術者は、画像化されたスコープ形状から挿入部の湾曲状態を確認したり、消化管内部における先端部の大凡の位置を推定したりできる。   In the shape detection device described in Patent Document 1, a three-axis gyro sensor that detects a posture is embedded at predetermined intervals from the distal end of the electronic scope to the proximal end of the insertion section. The shape detection device collects posture data from a three-axis gyro sensor embedded at each point. The shape detection device performs calculations using the collected posture data to generate insertion shape data. The generated insertion shape data is imaged as a scope shape inserted into the body cavity. The surgeon can confirm the curved state of the insertion portion from the imaged scope shape, and can estimate the approximate position of the distal end within the digestive tract.

特許第3910688号明細書Japanese Patent No. 3910688

特許文献1に記載の形状検出装置は、センサの配置間隔が常に一定である前提でスコープ形状を計算している。しかし、センサの配置間隔は、センサを実装する基板等の経年変化や機械的特性に応じて初期的な値からずれることがある。特許文献1に記載の形状検出装置では、各検出ポイントの検出結果を累積してスコープ形状を計算するため、スコープ形状の計算過程でセンサの配置間隔の誤差が累積して、スコープ形状の計算精度が低下する問題が指摘される。   The shape detection device described in Patent Document 1 calculates a scope shape on the assumption that the sensor arrangement interval is always constant. However, the sensor arrangement interval may deviate from the initial value depending on the secular change and mechanical characteristics of the substrate on which the sensor is mounted. In the shape detection apparatus described in Patent Document 1, since the scope shape is calculated by accumulating the detection results of each detection point, errors in the sensor arrangement interval are accumulated in the scope shape calculation process, and the scope shape calculation accuracy is increased. Is pointed out.

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、スコープ形状を精度良く検出するのに好適な形状検出装置を提供することである。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a shape detection apparatus suitable for accurately detecting the scope shape.

上記の課題を解決する本発明の一形態に係る形状検出装置は、スコープ挿入部の基端から先端に亘って複数配置され、配置箇所におけるスコープ挿入部の屈曲角度を検出する屈曲角度検出センサと、隣接する屈曲角度検出センサ間の距離の変化量を検出する距離変化検出センサと、検出された変化量を距離の初期値に加算して、隣接する屈曲角度検出センサ間の実距離を計算する実距離計算手段と、計算された各屈曲角度検出センサ間の実距離と、検出された各配置箇所における屈曲角度とを用いて、スコープ挿入部の基端から先端に至る挿入形状を計算する形状計算手段とを有したことを特徴とした装置である。   A shape detection device according to an embodiment of the present invention that solves the above-described problems is provided with a plurality of bending angle detection sensors that are arranged from the proximal end to the distal end of the scope insertion portion and detect the bending angle of the scope insertion portion at the arrangement location. The distance change detection sensor for detecting the change amount of the distance between the adjacent bending angle detection sensors and the detected change amount are added to the initial value of the distance to calculate the actual distance between the adjacent bending angle detection sensors. A shape that calculates the insertion shape from the proximal end to the distal end of the scope insertion section using the actual distance calculation means, the calculated actual distance between each bending angle detection sensor, and the detected bending angle at each placement location. And a calculating means.

本発明に係る形状検出装置によれば、距離変化検出センサを用いて各屈曲角度検出センサの相対位置を管理することにより、センサを実装する部品の経年変化や屈曲時の機械的特性等によって該相対位置が変化して挿入形状の検出精度が低下するという問題が好適に解消される。   According to the shape detection device according to the present invention, by managing the relative position of each bending angle detection sensor using the distance change detection sensor, it is possible to control the relative position of the component on which the sensor is mounted according to changes over time, mechanical characteristics during bending, and the like. The problem that the relative position changes and the detection accuracy of the inserted shape is reduced is preferably solved.

ここで、屈曲角度検出センサ及び距離変化検出センサが配置される個数は、屈曲することが多いスコープ挿入部の先端側の方が、屈曲することが少ない基端側より多くてもよい。かかる構成によれば、屈曲角度検出センサ及び距離変化検出センサを先端側で密に配置することによって形状検出の精度を高めつつ、基端側で疎に配置することによって形状計算手段の処理負担を軽減するという効果が得られる。   Here, the number of the bending angle detection sensors and the distance change detection sensors arranged may be larger on the distal end side of the scope insertion portion that is often bent than on the proximal end side that is less bent. According to such a configuration, the bending angle detection sensor and the distance change detection sensor are densely arranged on the distal end side to improve the accuracy of shape detection, and the processing load of the shape calculating means is reduced by sparsely arranging on the proximal end side. The effect of reducing is obtained.

屈曲角度検出センサは、例えば、配置箇所におけるスコープ挿入部の屈曲に伴って変形して、該変形に応じた電圧を発生する圧電センサである。   The bending angle detection sensor is, for example, a piezoelectric sensor that is deformed as the scope insertion portion is bent at the arrangement location and generates a voltage corresponding to the deformation.

距離変化検出センサは、例えば、ゲージベースの一端が隣接する屈曲角度検出センサの一方に、該ゲージベースの他端が該隣接する屈曲角度検出センサの他方に、それぞれ接着固定された歪みゲージである。   The distance change detection sensor is, for example, a strain gauge in which one end of the gauge base is bonded and fixed to one of the adjacent bending angle detection sensors, and the other end of the gauge base is bonded and fixed to the other of the adjacent bending angle detection sensors. .

スコープ挿入部は、外皮部材と、該外皮部材に覆われた、スコープ挿入部の内蔵部品を保護する管状部品とを有する構成としてもよい。この場合、屈曲角度検出センサ及び距離変化検出センサは、例えば管状部品に設けられてもよい。   The scope insertion part may be configured to include an outer skin member and a tubular part that is covered by the outer skin member and protects a built-in part of the scope insertion part. In this case, the bending angle detection sensor and the distance change detection sensor may be provided in, for example, a tubular part.

屈曲角度検出センサ及び距離変化検出センサは、例えば、内蔵部品を覆う螺旋管、該螺旋管を覆う網状管、処置具が挿入されて通される鉗子チャンネル用パイプの何れか一つの管状部品に設けられる。   The bending angle detection sensor and the distance change detection sensor are provided, for example, on any one tubular part of a spiral tube covering a built-in component, a mesh tube covering the spiral tube, and a forceps channel pipe through which a treatment instrument is inserted. It is done.

本発明に係る形状検出装置は、形状計算手段によって計算された挿入形状を画像化する挿入形状画像化手段を更に有する構成としてもよい。   The shape detection apparatus according to the present invention may further include an insertion shape imaging unit that images the insertion shape calculated by the shape calculation unit.

本発明に係る形状検出装置は、ダミーのスコープ挿入部と、該ダミーのスコープ挿入部を変形させる変形手段と、計算された挿入形状が該ダミーのスコープ挿入部で再現されるように、形状計算手段による計算結果に従って変形手段を制御して、該ダミーのスコープ挿入部を変形させる変形制御手段とを更に有する構成としてもよい。   The shape detection apparatus according to the present invention includes a dummy scope insertion unit, a deformation unit that deforms the dummy scope insertion unit, and a shape calculation so that the calculated insertion shape is reproduced by the dummy scope insertion unit. It may be configured to further include deformation control means for controlling the deformation means according to the calculation result of the means to deform the dummy scope insertion portion.

本発明によれば、スコープ形状を精度良く検出するのに好適な形状検出装置が提供される。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the suitable shape detection apparatus for detecting a scope shape accurately is provided.

本発明の実施形態の医療用観察システムの外観図である。1 is an external view of a medical observation system according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の医療用観察システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the medical observation system of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の電子スコープが有する可撓管の内部構造を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the internal structure of the flexible tube which the electronic scope of embodiment of this invention has. 図3の領域Aを拡大して示す図である。It is a figure which expands and shows the area | region A of FIG. 本発明の実施形態のプロセッサが有する形状検出回路によって実行される形状検出処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the shape detection process performed by the shape detection circuit which the processor of embodiment of this invention has. 本発明の実施形態の形状検出処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the shape detection process of embodiment of this invention. 別の実施形態において用いられる挿入形状再現装置の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the insertion shape reproduction apparatus used in another embodiment.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態の医療用観察システムについて説明する。   Hereinafter, a medical observation system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本実施形態の医療用観察システム1の外観図である。図1に示されるように、医療用観察システム1は、被写体を撮影するための電子スコープ100を有している。電子スコープ100は、可撓性を有するシース(外皮)11aによって外装された可撓管11を備えている。可撓管11の先端には、硬質性を有する樹脂製筐体によって外装された先端部12が連結されている。可撓管11と先端部12との連結箇所にある湾曲部14は、可撓管11の基端に連結された手元操作部13からの遠隔操作(具体的には、湾曲操作ノブ13aの回転操作)によって屈曲自在に構成されている。この屈曲機構は、一般的な電子スコープに組み込まれている周知の機構であり、湾曲操作ノブ13aの回転操作に連動した操作ワイヤの牽引によって湾曲部14を屈曲させるように構成されている。先端部12の方向が上記操作による屈曲動作に応じて変わることにより、電子スコープ100による撮影領域が移動する。   FIG. 1 is an external view of a medical observation system 1 according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the medical observation system 1 includes an electronic scope 100 for photographing a subject. The electronic scope 100 includes a flexible tube 11 covered with a flexible sheath (outer skin) 11a. Connected to the distal end of the flexible tube 11 is a distal end portion 12 that is sheathed by a rigid resin casing. The bending portion 14 at the connecting portion between the flexible tube 11 and the distal end portion 12 is remotely operated from the hand operating portion 13 connected to the proximal end of the flexible tube 11 (specifically, the rotation of the bending operation knob 13a). The operation is flexible. This bending mechanism is a well-known mechanism incorporated in a general electronic scope, and is configured to bend the bending portion 14 by pulling the operation wire in conjunction with the rotation operation of the bending operation knob 13a. When the direction of the distal end portion 12 changes according to the bending operation by the above operation, the imaging region by the electronic scope 100 moves.

図1に示されるように、医療用観察システム1は、プロセッサ200を有している。プロセッサ200は、電子スコープ100からの信号を処理する信号処理装置と、自然光の届かない体腔内を電子スコープ100を介して照明する光源装置とを一体に備えた装置である。別の実施形態では、信号処理装置と光源装置を別体で構成してもよい。   As shown in FIG. 1, the medical observation system 1 has a processor 200. The processor 200 is an apparatus that integrally includes a signal processing device that processes a signal from the electronic scope 100 and a light source device that illuminates a body cavity that does not reach natural light via the electronic scope 100. In another embodiment, the signal processing device and the light source device may be configured separately.

プロセッサ200には、電子スコープ100の基端に設けられたコネクタ部10に対応するコネクタ部20が設けられている。コネクタ部20は、コネクタ部10に対応する連結構造を有し、電子スコープ100とプロセッサ200とを電気的にかつ光学的に接続するように構成されている。   The processor 200 is provided with a connector portion 20 corresponding to the connector portion 10 provided at the proximal end of the electronic scope 100. The connector unit 20 has a coupling structure corresponding to the connector unit 10 and is configured to electrically and optically connect the electronic scope 100 and the processor 200.

図2は、医療用観察システム1の構成を示すブロック図である。図2に示されるように、医療用観察システム1は、所定のケーブルを介してプロセッサ200に接続されたモニタ300を有している。なお、図1においては、図面を簡略化するため、本発明に係る特徴的構成を有さないモニタ300を図示省略している。   FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the medical observation system 1. As shown in FIG. 2, the medical observation system 1 includes a monitor 300 connected to a processor 200 via a predetermined cable. In FIG. 1, a monitor 300 that does not have a characteristic configuration according to the present invention is not shown in order to simplify the drawing.

図2に示されるように、プロセッサ200は、システムコントローラ202、タイミングコントローラ204を有している。システムコントローラ202は、医療用観察システム1を構成する各要素を制御する。タイミングコントローラ204は、信号の処理タイミングを調整するクロックパルスを医療用観察システム1内の各種回路に出力する。   As illustrated in FIG. 2, the processor 200 includes a system controller 202 and a timing controller 204. The system controller 202 controls each element constituting the medical observation system 1. The timing controller 204 outputs clock pulses for adjusting signal processing timing to various circuits in the medical observation system 1.

ランプ208は、ランプ電源イグナイタ206による始動後、白色光を放射する。ランプ208には、キセノンランプ、ハロゲンランプ、水銀ランプ、メタルハライドランプなどの高輝度ランプが適している。ランプ208から放射された照明光は、集光レンズ210によって集光されつつ絞り212を介して適正な光量に制限されて、LCB(light carrying bundle)102の入射端に入射する。   The lamp 208 emits white light after being started by the lamp power igniter 206. As the lamp 208, a high-intensity lamp such as a xenon lamp, a halogen lamp, a mercury lamp, or a metal halide lamp is suitable. Illumination light emitted from the lamp 208 is collected by the condenser lens 210, is limited to an appropriate amount of light through the diaphragm 212, and enters an incident end of an LCB (light carrying bundle) 102.

絞り212には、図示省略されたアームやギヤなどの伝達機構を介してモータ214が機械的に連結している。モータ214は例えばDCモータであり、ドライバ216のドライブ制御下で駆動する。絞り212は、モニタ300に表示される映像を適正な明るさにするため、モータ214によって動作されて開度が変化して、ランプ208から放射された照明光の光量を開度に応じて制限する。適正とされる映像の明るさの基準は、術者によるフロントパネル218の輝度調節操作に応じて設定変更される。なお、ドライバ216を制御して輝度調整を行う調光回路は周知の回路であり、本明細書においては省略することとする。   A motor 214 is mechanically connected to the diaphragm 212 via a transmission mechanism such as an arm or a gear (not shown). The motor 214 is a DC motor, for example, and is driven under the drive control of the driver 216. The aperture 212 is operated by the motor 214 to change the opening degree so that the image displayed on the monitor 300 has an appropriate brightness, and limits the amount of illumination light emitted from the lamp 208 according to the opening degree. To do. The appropriate reference for the brightness of the image is changed according to the brightness adjustment operation of the front panel 218 by the operator. Note that the dimming circuit that controls the brightness by controlling the driver 216 is a well-known circuit and is omitted in this specification.

LCB102の入射端に入射した照明光は、LCB102の内部を全反射を繰り返すことによって伝播する。LCB102を伝播した照明光は、電子スコープ100の先端に配されたLCB102の射出端から射出する。LCB102の射出端から射出した照明光は、配光レンズ104を介して被写体を照明する。被写体からの反射光は、対物レンズ106を介して固体撮像素子108の受光面上で光学像を結ぶ。   Illumination light incident on the incident end of the LCB 102 propagates by repeating total reflection inside the LCB 102. The illumination light that has propagated through the LCB 102 is emitted from the exit end of the LCB 102 disposed at the tip of the electronic scope 100. The illumination light emitted from the exit end of the LCB 102 illuminates the subject via the light distribution lens 104. The reflected light from the subject forms an optical image on the light receiving surface of the solid-state image sensor 108 via the objective lens 106.

固体撮像素子108は、例えばベイヤ型画素配置を有する単板式カラーCCDであり、受光面上の各画素で結像した光学像を光量に応じた電荷として蓄積して、R、G、Bの各色に応じた信号に変換する。変換された信号は、プリアンプ110によって増幅されてドライバ信号処理回路112に入力する。   The solid-state image sensor 108 is, for example, a single-plate color CCD having a Bayer-type pixel arrangement, accumulates an optical image formed by each pixel on the light receiving surface as charges according to the amount of light, and each color of R, G, B The signal is converted according to. The converted signal is amplified by the preamplifier 110 and input to the driver signal processing circuit 112.

ドライバ信号処理回路112は、タイミングコントローラ204のクロックパルスに従って、固体撮像素子108をプロセッサ200側で処理される映像のフレームレートに同期したタイミングで駆動制御する。メモリ114には、電子スコープ100の固有情報(例えば固体撮像素子108の画素数や感度、対応可能なレート、或いは型番など)が格納されている。ドライバ信号処理回路112は、メモリ114にアクセスして電子スコープ100の固有情報を読み出す。   The driver signal processing circuit 112 drives and controls the solid-state imaging device 108 at a timing synchronized with the frame rate of the video processed on the processor 200 side in accordance with the clock pulse of the timing controller 204. The memory 114 stores unique information of the electronic scope 100 (for example, the number of pixels and sensitivity of the solid-state imaging device 108, a compatible rate, or a model number). The driver signal processing circuit 112 accesses the memory 114 and reads unique information of the electronic scope 100.

ドライバ信号処理回路112は、メモリ114から読み出された固有情報をシステムコントローラ202に、固体撮像素子108の出力信号を信号処理回路220に、それぞれ出力する。ドライバ信号処理回路112とシステムコントローラ202又は信号処理回路220との間には、フォトカップラなどを使用した絶縁回路(不図示)が配置されている。すなわち、電子スコープ100とプロセッサ200は、電気的に絶縁されている。   The driver signal processing circuit 112 outputs the unique information read from the memory 114 to the system controller 202 and the output signal of the solid-state image sensor 108 to the signal processing circuit 220, respectively. Between the driver signal processing circuit 112 and the system controller 202 or the signal processing circuit 220, an insulating circuit (not shown) using a photocoupler or the like is disposed. That is, the electronic scope 100 and the processor 200 are electrically insulated.

システムコントローラ202は、ドライバ信号処理回路112から出力された上記固有情報に基づいて各種演算を行い、制御信号を生成する。システムコントローラ202は、生成された制御信号を用いて、プロセッサ200に接続中の電子スコープに適した処理がされるようにプロセッサ200内の各種回路の動作やタイミングを制御する。なお、システムコントローラ202は、電子スコープの型番と、この型番の電子スコープに適した制御情報とを対応付けたテーブルを有した構成としてもよい。この場合、システムコントローラ202は、対応テーブルの制御情報を参照して、プロセッサ200に接続中の電子スコープに適した処理がされるようにプロセッサ200内の各種回路の動作やタイミングを制御する。   The system controller 202 performs various calculations based on the unique information output from the driver signal processing circuit 112 and generates a control signal. The system controller 202 uses the generated control signal to control the operation and timing of various circuits in the processor 200 so that processing suitable for the electronic scope connected to the processor 200 is performed. The system controller 202 may be configured to have a table in which a model number of the electronic scope is associated with control information suitable for the electronic scope of this model number. In this case, the system controller 202 refers to the control information in the correspondence table, and controls the operation and timing of various circuits in the processor 200 so that processing suitable for the electronic scope connected to the processor 200 is performed.

信号処理回路220は、ドライバ信号処理回路112を介して出力された固体撮像素子108の出力信号に、クランプ、ニー、γ補正、補間処理、AGC(Auto Gain Control)、AD変換等の所定の信号処理を施して、図示省略されたフレームメモリにフレーム単位でバッファリングする。バッファリングされた信号は、タイミングコントローラ204によって制御されたタイミングでフレームメモリから掃き出されて、NTSC(National Television System Committee)やPAL(Phase Alternating Line)等の所定の規格に準拠した映像信号に変換される。変換された映像信号がモニタ300に順次入力することにより、モニタ300に、被写体のカラー画像が表示される。   The signal processing circuit 220 adds predetermined signals such as clamp, knee, γ correction, interpolation processing, AGC (Auto Gain Control), AD conversion, etc., to the output signal of the solid-state image sensor 108 output via the driver signal processing circuit 112. Processing is performed, and buffering is performed in a frame memory (not shown) in units of frames. The buffered signal is swept from the frame memory at a timing controlled by the timing controller 204 and converted into a video signal conforming to a predetermined standard such as NTSC (National Television System Committee) or PAL (Phase Alternating Line). Is done. As the converted video signals are sequentially input to the monitor 300, a color image of the subject is displayed on the monitor 300.

次に、体腔内に挿入された電子スコープ100の形状を検出する形状検出処理について説明する。電子スコープ100は、可撓管11から先端部12に至る部分が体腔内に挿入される。このうち、先端部12は、前述したように、硬質性を有する樹脂製筐体であるため、体腔内に挿入されても実質的に形状が変わらない(すなわち、形状が既知である)。また、湾曲部14の湾曲量(別の言い方をすると、先端部12の向き)は、湾曲操作ノブ13aの回転操作量から既知である。よって、未知である可撓管11の形状を検出することができれば、可撓管11から先端部12に至る挿入部分全体の形状検出が達成される。   Next, a shape detection process for detecting the shape of the electronic scope 100 inserted into the body cavity will be described. In the electronic scope 100, a portion from the flexible tube 11 to the distal end portion 12 is inserted into a body cavity. Among these, since the front-end | tip part 12 is a resin-made housing | casing which has rigidity as mentioned above, even if it inserts in a body cavity, a shape does not change substantially (namely, shape is known). Further, the bending amount of the bending portion 14 (in other words, the direction of the distal end portion 12) is known from the rotational operation amount of the bending operation knob 13a. Therefore, if the unknown shape of the flexible tube 11 can be detected, shape detection of the entire insertion portion from the flexible tube 11 to the distal end portion 12 is achieved.

図3は、可撓管11の内部構造を模式的に示す図である。図3に示されるように、可撓管11は、内蔵物を保護するための多層構造を有している。内蔵物には、例えば、LCB102や、処置具が挿入されて通される鉗子チャンネル用パイプ、ポンプから掃き出された空気又はタンクから噴出された洗浄水が送り出される送気送水用パイプ、固体撮像素子108用の駆動信号や固体撮像素子108の出力信号を伝送する信号ケーブル等がある。この多層構造は、内蔵物を収容する二重の螺旋管(内螺旋管11bと外螺旋管11c)を備えている。二重の螺旋管は、内螺旋管11bの外面と外螺旋管11cの内面とが密接するように同軸に配置されている。外螺旋管11cの外面には、例えばステンレス鋼細線材を編組して構成された網状管11dが被覆されている。網状管11dの外面(可撓管11の最外装部分)には、例えばポリエチレン樹脂やフッ素樹脂等からなるチューブ状のシース11aが被覆されている。   FIG. 3 is a diagram schematically showing the internal structure of the flexible tube 11. As shown in FIG. 3, the flexible tube 11 has a multilayer structure for protecting the built-in objects. Built-in objects include, for example, an LCB 102, a forceps channel pipe through which a treatment tool is inserted, air that has been swept from a pump or an air / water pipe from which cleaning water is ejected from a tank, and solid-state imaging There are signal cables for transmitting drive signals for the element 108 and output signals of the solid-state imaging element 108. This multilayer structure includes a double spiral tube (an inner spiral tube 11b and an outer spiral tube 11c) that accommodates a built-in object. The double spiral tube is coaxially arranged so that the outer surface of the inner spiral tube 11b and the inner surface of the outer spiral tube 11c are in close contact with each other. The outer surface of the outer spiral tube 11c is covered with a mesh tube 11d configured by braiding a stainless steel fine wire, for example. The outer surface of the reticulated tube 11d (the outermost part of the flexible tube 11) is covered with a tubular sheath 11a made of, for example, polyethylene resin or fluororesin.

図4は、図3の領域Aを拡大して示す図である。図4に示されるように、網状管11dには、圧電センサPZT(図4中、黒丸図形)が複数埋め込まれている。隣接する全ての圧電センサPZTの間に、歪みゲージSG(図4中、コイル状図形)が配置されている。歪みゲージSGを構成するゲージベースの一端は、二つの圧電センサPZTの一方に、ゲージベースの他端は、二つの圧電センサPZTの他方に、それぞれ接着固定されている。圧電センサPZTは、網状管11dを構成する網の交差部分に埋め込んでもよく、又は非交差部分(例えば隣接する交差部分の中間位置付近)に埋め込んでもよい。圧電センサPZTの埋設間隔は、要求される性能(例えば電子スコープ100の形状検出精度)とリソース(例えばプロセッサ200の演算処理能力、メモリサイズ)とを考慮して適宜設定される。圧電センサPZTの埋設間隔を短く設定するほど(埋設数を増やすほど)電子スコープ100の形状検出精度が向上する。圧電センサPZTの埋設間隔を長く設定するほど(埋設数を減らすほど)形状検出処理に費やすリソースが削減する。   FIG. 4 is an enlarged view of region A in FIG. As shown in FIG. 4, a plurality of piezoelectric sensors PZT (black circles in FIG. 4) are embedded in the mesh tube 11d. Between all the adjacent piezoelectric sensors PZT, a strain gauge SG (coiled figure in FIG. 4) is arranged. One end of the gauge base constituting the strain gauge SG is bonded and fixed to one of the two piezoelectric sensors PZT, and the other end of the gauge base is fixed to the other of the two piezoelectric sensors PZT. The piezoelectric sensor PZT may be embedded in a crossing portion of the mesh constituting the mesh tube 11d, or may be embedded in a non-crossing portion (for example, near an intermediate position between adjacent crossing portions). The embedding interval of the piezoelectric sensor PZT is appropriately set in consideration of required performance (for example, the shape detection accuracy of the electronic scope 100) and resources (for example, the arithmetic processing capability and memory size of the processor 200). The shape detection accuracy of the electronic scope 100 is improved as the embedding interval of the piezoelectric sensor PZT is set shorter (as the number of embeddings is increased). As the embedding interval of the piezoelectric sensor PZT is set longer (as the number of embeddings is reduced), the resources spent on the shape detection process are reduced.

図5は、プロセッサ200が有する形状検出回路222によって実行される形状検出処理を示すフローチャートである。なお、以降の本明細書中の説明並びに図面において、処理ステップは「S」と省略して記す。   FIG. 5 is a flowchart showing a shape detection process executed by the shape detection circuit 222 included in the processor 200. In the following description and drawings in this specification, the processing step is abbreviated as “S”.

図6は、図5の形状検出処理を説明するための図である。本実施形態の医療用観察システム1が検出する形状は、可撓管11の三次元形状であるが、図6を用いた説明では、便宜上、可撓管11の二次元形状に置き換える。当該説明において、網状管11dには、n個の圧電センサPZT(i=1〜n)とm(m=n−1)個の歪みゲージSG(j=1〜m)が網状管11dの長手方向に線状にだけ配置されているものとする。また、圧電センサPZT、歪みゲージSGは、i、jの数字が小さいほど可撓管11の基端側に配置され、i、jの数字が大きいほど可撓管11の先端側に配置されているものとする。 FIG. 6 is a diagram for explaining the shape detection process of FIG. The shape detected by the medical observation system 1 of the present embodiment is the three-dimensional shape of the flexible tube 11. However, in the description using FIG. 6, the two-dimensional shape of the flexible tube 11 is replaced for convenience. In this description, the mesh tube 11d includes n piezoelectric sensors PZT i (i = 1 to n) and m (m = n−1) strain gauges SG j (j = 1 to m). It is assumed that they are arranged only in a linear shape in the longitudinal direction. Further, the piezoelectric sensor PZT i and the strain gauge SG j are arranged on the proximal end side of the flexible tube 11 as the numbers i and j are smaller, and are arranged on the distal end side of the flexible tube 11 as the numbers i and j are larger. It is assumed that

図5の形状検出処理は、例えばフロントパネル218の操作によって実行が開始される。形状検出回路222は、図5の形状検出処理の実行開始と共に、パラメータの初期化(i、j=1)を行う(S1)。   The shape detection process in FIG. 5 is started by an operation of the front panel 218, for example. The shape detection circuit 222 initializes parameters (i, j = 1) at the start of execution of the shape detection process of FIG. 5 (S1).

電子スコープ100が体腔内に挿入されて可撓管11が屈曲すると、可撓管11の内部に配置された網状管11dも同様に屈曲する。各圧電センサPZTは、網状管11dの屈曲に伴って変形して、変形に応じた電圧を発生する。形状検出回路222は、各圧電センサPZTが発生した電圧値を検知して、メモリ224に格納する(S2)。 When the electronic scope 100 is inserted into the body cavity and the flexible tube 11 is bent, the mesh tube 11d disposed inside the flexible tube 11 is bent similarly. Each piezoelectric sensor PZT i is deformed as the mesh tube 11d is bent, and generates a voltage corresponding to the deformation. The shape detection circuit 222 detects the voltage value generated by each piezoelectric sensor PZT i and stores it in the memory 224 (S2).

網状管11dは、可撓性が担保されるように材料の選択又は形状の設計がされている。このため、網状管11dは、可撓管11の屈曲に伴って、網自体が僅かに伸縮したり、網目の形が変わる(交差する網同士の相対位置が変わり、図4中菱形の網目が例えば縦方向又は横方向若しくは斜め方向に潰れたり、菱形が全体的に拡大し又は縮小する)ように変形することがある。このような網状管11dの変形に伴って、隣接する圧電センサPZT間の距離は変化する。形状検出回路222は、圧電センサPZT間の距離変化に応じた各歪みゲージSGの抵抗値変化を検知して、メモリ224に格納する(S3)。なお、図2においては、図面を明瞭にする便宜上、形状検出回路222と圧電センサPZT又は歪みゲージSGとの結線を図示省略している。 The mesh tube 11d is selected of material or designed in shape so as to ensure flexibility. For this reason, the mesh tube 11d expands or contracts slightly as the flexible tube 11 is bent, or the mesh shape changes (the relative positions of the intersecting meshes change, and the rhombus mesh in FIG. 4 changes). For example, it may be deformed such that it is crushed in the vertical direction, the horizontal direction or the oblique direction, or the rhombus is enlarged or reduced as a whole. With such deformation of the mesh tube 11d, the distance between adjacent piezoelectric sensors PZT i changes. The shape detection circuit 222 detects a change in the resistance value of each strain gauge SG j according to a change in the distance between the piezoelectric sensors PZT i and stores it in the memory 224 (S3). In FIG. 2, for the sake of clarity, the connection between the shape detection circuit 222 and the piezoelectric sensor PZT i or the strain gauge SG j is not shown.

形状検出回路222は、圧電センサPZTの変形量(屈曲角度)と発生電圧値との関係を示す第一の関数を保持している。また、歪みゲージSGの抵抗変化量と歪み量との関係を示す第二の関数を保持している。形状検出回路222は、以降の処理において、メモリ224に格納されている各圧電センサPZTの発生電圧値データ、各歪みゲージSGの抵抗変化量データを用いて、第一、第二の関数を計算して、体腔内に挿入された電子スコープ100の形状を検出する。 Shape detection circuit 222 holds a first function representing the relationship between the deformation amount (bending angle) and the generated voltage value of the piezoelectric sensor PZT i. Also, holding the second function representing the relationship between the resistance change amount and the amount of strain of the strain gauge SG j. In the subsequent processing, the shape detection circuit 222 uses the generated voltage value data of each piezoelectric sensor PZT i stored in the memory 224 and the resistance change amount data of each strain gauge SG j to use the first and second functions. And the shape of the electronic scope 100 inserted into the body cavity is detected.

具体的には、形状検出回路222は、可撓管11の最も基端側に埋設された圧電素子PZTの位置(x、θ)を所定の基準位置に設定する(S4)。形状検出回路222は、第一の関数を用いて、圧電素子PZTの発生電圧値データから、圧電素子PZTの埋設箇所の網状管11dの屈曲角度を計算する(S5)。形状検出回路222は、次いで、第二の関数を用いて、圧電素子PZTに接着固定された歪みゲージSGの抵抗変化量データから、圧電素子PZTからPZTまでの距離Dを計算する(S6)。距離Dは、圧電素子PZTとPZTとの初期的な距離(すなわち、歪みゲージSGに歪みが生じていない状態の距離)に、抵抗変化量データから計算される歪み量を加算した値である。形状検出回路222は、位置(x、θ)と距離Dから、圧電素子PZTの位置(x、θ)を計算する(S7)。 Specifically, the shape detection circuit 222 sets the position (x 1 , θ 1 ) of the piezoelectric element PZT 1 embedded on the most proximal side of the flexible tube 11 to a predetermined reference position (S4). Shape detection circuit 222, using the first function, the generated voltage value data of the piezoelectric element PZT 1, to calculate the bending angle of the braid tube 11d buried portion of the piezoelectric element PZT 1 (S5). Next, the shape detection circuit 222 calculates a distance D 1 from the piezoelectric elements PZT 1 to PZT 2 from the resistance change amount data of the strain gauge SG 1 bonded and fixed to the piezoelectric element PZT 1 using the second function. (S6). The distance D 1 is obtained by adding the strain amount calculated from the resistance change amount data to the initial distance between the piezoelectric elements PZT 1 and PZT 2 (that is, the distance when the strain gauge SG 1 is not distorted). Value. The shape detection circuit 222 calculates the position (x 2 , θ 2 ) of the piezoelectric element PZT 2 from the position (x 1 , θ 1 ) and the distance D 1 (S7).

形状検出回路222は、i=nであるか否かを判定する(S8)。i≠nである場合は(S8:NO)、i、jが共に1だけインクリメントされて(S9)、S5〜S8の処理が繰り返し実行される。i=nである場合は(S8:YES)、図6に示されるような、圧電素子PZTの埋設箇所から圧電素子PZTの埋設箇所までの網状管11dの形状を表現する網状管形状データが計算されたため、処理はS10に進む。 The shape detection circuit 222 determines whether i = n (S8). When i ≠ n (S8: NO), i and j are both incremented by 1 (S9), and the processes of S5 to S8 are repeatedly executed. When i = n (S8: YES), as shown in FIG. 6, the mesh tube shape data representing the shape of the mesh tube 11d from the buried portion of the piezoelectric element PZT 1 to the buried portion of the piezoelectric element PZT n. Is calculated, the process proceeds to S10.

湾曲操作ノブ13aの回転操作量は、例えば図示省略された光学式エンコーダによって検出される。また、形状検出回路222は、湾曲操作ノブ13aの回転操作量と湾曲部14の湾曲量との関係を示す第三の関数を保持している。S10の処理では、形状検出回路222は、第三の関数を用いて、湾曲操作ノブ13aの回転操作量から湾曲部14の湾曲量を計算する。   The rotation operation amount of the bending operation knob 13a is detected by, for example, an optical encoder (not shown). In addition, the shape detection circuit 222 holds a third function indicating the relationship between the rotation operation amount of the bending operation knob 13 a and the bending amount of the bending portion 14. In the process of S10, the shape detection circuit 222 calculates the bending amount of the bending portion 14 from the rotation operation amount of the bending operation knob 13a using the third function.

S11の処理では、形状検出回路222は、シース11aのテクスチャを網状管形状データで表現される線画に貼り付けて、可撓管11の形状モデルを生成する。形状検出回路222は、更に、可撓管11の形状モデルの先端に、湾曲部14の湾曲量に応じた方向に向いた先端部12のテクスチャモデルを足し合わせる。形状検出回路222は、このように復元された挿入形状画像のデータを信号処理回路220に出力して(S12)、図5の形状検出処理を終了させる。信号処理回路220は、挿入形状画像のデータを用いて、挿入形状画像が観察画像と並列に又は小画面でモニタ300に表示されるように画像処理を行う。なお、図5の形状検出処理は、モニタ300に表示される挿入形状画像を更新するため、例えば所定のタイミング後に再度実行される。   In the process of S11, the shape detection circuit 222 pastes the texture of the sheath 11a on a line drawing expressed by the mesh tube shape data, and generates a shape model of the flexible tube 11. The shape detection circuit 222 further adds the texture model of the distal end portion 12 oriented in the direction corresponding to the bending amount of the bending portion 14 to the distal end of the shape model of the flexible tube 11. The shape detection circuit 222 outputs the data of the inserted shape image restored in this way to the signal processing circuit 220 (S12), and ends the shape detection processing of FIG. The signal processing circuit 220 performs image processing using the data of the insertion shape image so that the insertion shape image is displayed on the monitor 300 in parallel with the observation image or on a small screen. Note that the shape detection process in FIG. 5 is executed again after a predetermined timing, for example, in order to update the insertion shape image displayed on the monitor 300.

本実施形態の医療用観察システム1によれば、歪みゲージSGを用いて各圧電センサPZTの相対位置を管理することにより、センサを実装する部品の経年変化や屈曲時の機械的特性等によって該相対位置が変化して挿入形状の検出精度が低下するという問題が好適に解消される。術者は、高精度に検出された挿入形状画像をモニタ300越しに確認することによって、挿入部分の湾曲状態や体腔内における位置を正確に把握して、電子スコープ100を大腸等の下部消化管に円滑に挿入させることができる。   According to the medical observation system 1 of the present embodiment, by managing the relative position of each piezoelectric sensor PZT using the strain gauge SG, the aging of the parts on which the sensor is mounted, the mechanical characteristics at the time of bending, etc. The problem that the relative position changes and the detection accuracy of the inserted shape is reduced is preferably solved. The surgeon confirms the insertion shape image detected with high accuracy through the monitor 300, thereby accurately grasping the bending state of the insertion portion and the position in the body cavity, so that the electronic scope 100 is placed in the lower digestive tract such as the large intestine. Can be inserted smoothly.

以上が本発明の実施形態の説明である。本発明は、上記の構成に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲において様々な変形が可能である。例えば圧電センサPZT及び歪みゲージSGは、鉗子チャンネル用パイプや内螺旋管11b、外螺旋管11c等の可撓性を有する他の管状部品に実装されてもよい。   The above is the description of the embodiment of the present invention. The present invention is not limited to the above-described configuration, and various modifications can be made within the scope of the technical idea of the present invention. For example, the piezoelectric sensor PZT and the strain gauge SG may be mounted on another tubular component having flexibility such as a forceps channel pipe, the inner spiral tube 11b, and the outer spiral tube 11c.

例えば、圧電センサPZTの配置間隔は、一定間隔に限らない。圧電センサPZTは、例えば湾曲部14近傍(先端側)の比較的屈曲しやすい箇所では検出精度を高めるために密に配置され、屈曲が比較的少ない基端側ではプロセッサ200の処理負担を軽減するために疎に配置されてもよい。   For example, the arrangement interval of the piezoelectric sensors PZT is not limited to a fixed interval. The piezoelectric sensors PZT are densely arranged in order to improve detection accuracy, for example, at a relatively easily bent portion near the bending portion 14 (on the distal end side), and reduce the processing load on the processor 200 on the proximal end side where the bending is relatively small. Therefore, they may be arranged sparsely.

圧電センサPZT及び歪みゲージSGによる測定値は、無線(例えばRFID:Radio Frequency IDentification)によって検知できるようにしてもよい。   The measurement values by the piezoelectric sensor PZT and the strain gauge SG may be detected by radio (for example, RFID: Radio Frequency IDentification).

電子スコープ100の挿入形状は、本実施形態では表示画面内で仮想的に再現しているが、別の実施形態では物理的に再現してもよい。図7は、別の実施形態において用いられる、電子スコープ100の挿入形状を物理的に再現する挿入形状再現装置400の構成を模式的に示す図である。   The insertion shape of the electronic scope 100 is virtually reproduced in the display screen in the present embodiment, but may be physically reproduced in another embodiment. FIG. 7 is a diagram schematically showing a configuration of an insertion shape reproduction device 400 that physically reproduces the insertion shape of the electronic scope 100 used in another embodiment.

図7に示されるように、挿入形状再現装置400は、可撓管11から先端部12に至る挿入部分に近似した形状のダミースコープ410を有している。ダミースコープ410は、例えばシース11aと同質の材料で構成されており、可撓性を有している。ダミースコープ410の基端から先端に至る上側面及び下側面には、複数の当て付け部材420がダミースコープ410に当て付いた位置で支持されている。当て付け部材420は、ダミースコープ410の上側面又は下側面を押すことによってダミースコープ410を変形させるように、上下動自在に構成されている。   As shown in FIG. 7, the insertion shape reproduction device 400 includes a dummy scope 410 having a shape approximate to an insertion portion from the flexible tube 11 to the distal end portion 12. The dummy scope 410 is made of the same material as the sheath 11a, for example, and has flexibility. A plurality of abutting members 420 are supported at positions where they are abutted against the dummy scope 410 on the upper side surface and the lower side surface from the proximal end to the distal end of the dummy scope 410. The abutting member 420 is configured to be movable up and down so as to deform the dummy scope 410 by pressing the upper side surface or the lower side surface of the dummy scope 410.

形状検出回路222は、図5のS11及びS12の処理の代わりに、各当て付け部材420を制御してダミースコープ410を変形させる。すなわち、形状検出回路222は、網状管形状データ又は湾曲部14の湾曲量を基に各当て付け部材420の移動量を計算する。各当て付け部材420は、計算結果に従って上下動してダミースコープ410を変形させる。これにより、網状管形状データ及び湾曲部14の湾曲量に対応する形状がダミースコープ410によって再現される。   The shape detection circuit 222 deforms the dummy scope 410 by controlling each abutting member 420 instead of the processing of S11 and S12 of FIG. That is, the shape detection circuit 222 calculates the movement amount of each abutting member 420 based on the mesh tube shape data or the bending amount of the bending portion 14. Each abutting member 420 moves up and down according to the calculation result to deform the dummy scope 410. Thereby, the shape corresponding to the amount of bending of the mesh tube shape data and the bending portion 14 is reproduced by the dummy scope 410.

当て付け部材420の代替として、ダミースコープ410の内部をER(Electrorheological Fluid)流体やMR(Magnetorheological Fluid)流体等で充填してもよい。この場合、外部電圧が流体に印加されると流体の粘度が高くなり、半固体化した流体がダミースコープ410を網状管形状データに対応する形状で保持することとなる。   As an alternative to the abutting member 420, the inside of the dummy scope 410 may be filled with ER (Electrorheological Fluid) fluid, MR (Magnetorheological Fluid) fluid, or the like. In this case, when an external voltage is applied to the fluid, the viscosity of the fluid increases, and the semi-solid fluid holds the dummy scope 410 in a shape corresponding to the mesh tube shape data.

1 医療用観察システム
11 可撓管
11d 網状管
100 電子スコープ
200 プロセッサ
222 形状検出回路
PZT 圧電センサ
SG 歪みゲージ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Medical observation system 11 Flexible tube 11d Reticulated tube 100 Electronic scope 200 Processor 222 Shape detection circuit PZT Piezoelectric sensor SG Strain gauge

Claims (8)

スコープ挿入部の基端から先端に亘って複数配置され、配置箇所における該スコープ挿入部の屈曲角度を検出する屈曲角度検出センサと、
隣接する前記屈曲角度検出センサ間の距離の変化量を検出する距離変化検出センサと、
検出された前記変化量を前記距離の初期値に加算して、前記隣接する屈曲角度検出センサ間の実距離を計算する実距離計算手段と、
計算された各前記屈曲角度検出センサ間の実距離と、検出された各前記配置箇所における前記屈曲角度とを用いて、前記スコープ挿入部の前記基端から前記先端に至る挿入形状を計算する形状計算手段と、
を有することを特徴とする形状検出装置。
A bending angle detection sensor that is arranged in plural from the proximal end to the distal end of the scope insertion portion, and detects the bending angle of the scope insertion portion at the arrangement location;
A distance change detection sensor for detecting a change in distance between the adjacent bending angle detection sensors;
An actual distance calculation means for calculating the actual distance between the adjacent bending angle detection sensors by adding the detected amount of change to the initial value of the distance;
A shape for calculating an insertion shape from the base end to the distal end of the scope insertion portion by using the calculated actual distance between the bending angle detection sensors and the detected bending angle at each of the placement positions. Calculation means;
A shape detection apparatus comprising:
前記屈曲角度検出センサ及び前記距離変化検出センサが配置される個数は、前記スコープ挿入部の前記先端側の方が前記基端側より多いことを特徴とする、請求項1に記載の形状検出装置。   The shape detection device according to claim 1, wherein the number of the bending angle detection sensors and the distance change detection sensors arranged is greater on the distal end side of the scope insertion portion than on the proximal end side. . 前記屈曲角度検出センサは、前記配置箇所における前記スコープ挿入部の屈曲に伴って変形して、該変形に応じた電圧を発生する圧電センサであることを特徴とする、請求項1又は請求項2の何れかに記載の形状検出装置。   The said bending angle detection sensor is a piezoelectric sensor which deform | transforms with the bending of the said scope insertion part in the said arrangement | positioning location, and generate | occur | produces the voltage according to this deformation | transformation. The shape detection device according to any one of the above. 前記距離変化検出センサは、ゲージベースの一端が前記隣接する屈曲角度検出センサの一方に、該ゲージベースの他端が該隣接する屈曲角度検出センサの他方に、それぞれ接着固定された歪みゲージであることを特徴とする、請求項1から請求項3の何れか一項に記載の形状検出装置。   The distance change detection sensor is a strain gauge in which one end of a gauge base is bonded and fixed to one of the adjacent bending angle detection sensors, and the other end of the gauge base is bonded and fixed to the other of the adjacent bending angle detection sensors. The shape detection device according to any one of claims 1 to 3, wherein the shape detection device is characterized in that: 前記スコープ挿入部は、
外皮部材と、
前記外皮部材に覆われた、前記スコープ挿入部の内蔵部品を保護する管状部品と、
を有し、
前記屈曲角度検出センサ及び前記距離変化検出センサは、前記管状部品に設けられたことを特徴とする、請求項1から請求項4の何れか一項に記載の形状検出装置。
The scope insertion part is
A skin member;
A tubular part that is covered with the outer skin member and protects a built-in part of the scope insertion portion;
Have
The shape detection apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the bending angle detection sensor and the distance change detection sensor are provided in the tubular part.
前記屈曲角度検出センサ及び前記距離変化検出センサは、前記内蔵部品を覆う螺旋管、該螺旋管を覆う網状管、処置具が挿入されて通される鉗子チャンネル用パイプの何れか一つの管状部品に設けられることを特徴とする、請求項5に記載の形状検出装置。   The bending angle detection sensor and the distance change detection sensor are provided in any one of the tubular parts of a spiral tube covering the built-in component, a mesh tube covering the spiral tube, and a forceps channel pipe through which a treatment tool is inserted. The shape detection apparatus according to claim 5, wherein the shape detection apparatus is provided. 計算された前記挿入形状を画像化する挿入形状画像化手段、
を更に有することを特徴とする、請求項1から請求項6の何れか一項に記載の形状検出装置。
An insertion shape imaging means for imaging the calculated insertion shape;
The shape detection apparatus according to claim 1, further comprising:
ダミーのスコープ挿入部と、
前記ダミーのスコープ挿入部を変形させる変形手段と、
計算された前記挿入形状が前記ダミーのスコープ挿入部で再現されるように、前記形状計算手段による計算結果に従って前記変形手段を制御して、該ダミーのスコープ挿入部を変形させる変形制御手段と、
を更に有することを特徴とする、請求項1から請求項6の何れか一項に記載の形状検出装置。
A dummy scope insert,
Deformation means for deforming the dummy scope insertion portion;
Deformation control means for controlling the deformation means according to the calculation result by the shape calculation means to deform the dummy scope insertion section so that the calculated insertion shape is reproduced by the dummy scope insertion section,
The shape detection apparatus according to claim 1, further comprising:
JP2009214390A 2009-09-16 2009-09-16 Shape detector Withdrawn JP2011062291A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009214390A JP2011062291A (en) 2009-09-16 2009-09-16 Shape detector

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009214390A JP2011062291A (en) 2009-09-16 2009-09-16 Shape detector

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2011062291A true JP2011062291A (en) 2011-03-31

Family

ID=43949200

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009214390A Withdrawn JP2011062291A (en) 2009-09-16 2009-09-16 Shape detector

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2011062291A (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013040820A (en) * 2011-08-12 2013-02-28 Ohbayashi Corp Mode analysis method, mode analysis system, displacement measuring method, and displacement measurement system
WO2013065606A1 (en) * 2011-10-31 2013-05-10 オリンパス株式会社 Tubular insertion device
GB2497518A (en) * 2011-12-08 2013-06-19 Haemoband Surgical Ltd Elongate probe with at least one bend sensor
JP2017083351A (en) * 2015-10-29 2017-05-18 国立大学法人鳥取大学 Pressure sensor, surgical instrument, and surgical device
DE102016006423A1 (en) * 2016-05-31 2017-11-30 OLYMPUS Winter & lbe GmbH Optical unit, surgical instrument and method for measuring deformation of an optical unit
WO2018122946A1 (en) * 2016-12-27 2018-07-05 オリンパス株式会社 Shape acquisition method and control method for medical manipulator

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013040820A (en) * 2011-08-12 2013-02-28 Ohbayashi Corp Mode analysis method, mode analysis system, displacement measuring method, and displacement measurement system
WO2013065606A1 (en) * 2011-10-31 2013-05-10 オリンパス株式会社 Tubular insertion device
JP2013094337A (en) * 2011-10-31 2013-05-20 Olympus Corp Tubular insertion device
CN103906459A (en) * 2011-10-31 2014-07-02 奥林巴斯株式会社 Tubular insertion device
US9086340B2 (en) 2011-10-31 2015-07-21 Olympus Corporation Tubular insertion device
GB2497518A (en) * 2011-12-08 2013-06-19 Haemoband Surgical Ltd Elongate probe with at least one bend sensor
JP2017083351A (en) * 2015-10-29 2017-05-18 国立大学法人鳥取大学 Pressure sensor, surgical instrument, and surgical device
DE102016006423A1 (en) * 2016-05-31 2017-11-30 OLYMPUS Winter & lbe GmbH Optical unit, surgical instrument and method for measuring deformation of an optical unit
WO2018122946A1 (en) * 2016-12-27 2018-07-05 オリンパス株式会社 Shape acquisition method and control method for medical manipulator
US11478306B2 (en) 2016-12-27 2022-10-25 Olympus Corporation Shape acquiring method and controlling method for medical manipulator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20090105538A1 (en) Endoscope System
US8690760B2 (en) Endoscope including a multifunction conductor
JP2011062291A (en) Shape detector
US20070293720A1 (en) Endoscope assembly and method of viewing an area inside a cavity
JP2007319622A (en) Endoscope system
US20170127920A1 (en) Endoscope
US11317790B2 (en) Flexible tube insertion device, insertion control device, and insertion method
US20200121163A1 (en) Flexible tube insertion apparatus, insertion control apparatus, and flexible tube insertion support method
JPWO2011099322A1 (en) Electronic endoscope system
JP2006218027A (en) Endoscope apparatus
US20210093224A1 (en) Endoscope system and propulsion method for insertion section
CN105072970A (en) Relative position detection system for tube-like device, and endoscope device
US10517461B2 (en) Flexible tube insertion apparatus
JP6150579B2 (en) Insertion device
JP4323515B2 (en) Endoscope system
JP2011176671A (en) Imaging system
US11842815B2 (en) Endoscope system, processor, diagnostic support method, and computer program
US11213186B2 (en) Endoscope apparatus and image processing apparatus
JP5160619B2 (en) Endoscope shape detection device
JP4406181B2 (en) Endoscope device
JP6745171B2 (en) Endoscope
JP4616322B2 (en) Endoscope device
JPH0515486A (en) Endoscope
JP2006136664A (en) Endoscope shape detecting device
JP3756848B2 (en) Endoscope

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20121204