JP2750201B2 - 内視鏡の挿入状態検出装置 - Google Patents

内視鏡の挿入状態検出装置

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JP2750201B2 JP2098524A JP9852490A JP2750201B2 JP 2750201 B2 JP2750201 B2 JP 2750201B2 JP 2098524 A JP2098524 A JP 2098524A JP 9852490 A JP9852490 A JP 9852490A JP 2750201 B2 JP2750201 B2 JP 2750201B2
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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、内視鏡挿入部の被検部への挿入状態がわか
るようにした内視鏡の挿入状態検出装置に関する。
［従来の技術と発明が解決しようとする課題］ 一般に、内視鏡は、体腔内の管腔である被検部に外部
から細長で可撓性を有する挿入部を挿入して該被検部を
観察したり、必要とする処置が行なえるようになってい
る。ところで、前記体腔内の管腔は、大腸や小腸に見ら
れる如く曲がりくねっており、挿入した内視鏡挿入部が
どの位置まで挿入されているのか、或はどのような形状
になっているのかは術者にとって容易にはわからない。
その為、従来では内視鏡挿入部を挿入した被検部に外
部からＸ線を照射して挿入部の管腔への挿入位置、挿入
形状等の挿入状態を検出している。
しかしながら、前記Ｘ線は人体に対し無害なわけでは
なく、しかも照射場所も限られており、内視鏡挿入部の
挿入状態を検出する手段としては必ずしも好ましいもの
ではない。
本発明は、これらの事情に鑑みてなされたもので、人
体への生理的な悪影響を及ぼすことなく内視鏡挿入部の
体腔内管腔への挿入状態を検出できるようにした内視鏡
の挿入状態検出装置を提供することを目的としている。
［課題を解決するための手段及びその作用］ 前記目的を達成するため本発明による内視鏡の挿入状
態検出装置は、挿入部に設けて外部からの電磁波を受信
し、その受信電磁波により誘導起電圧を発生して出力す
る受信用空中線と、前記受信用空中線に向けて電磁波を
放射すると共に走査される送信用空中線と、前記受信用
空中線が出力した誘導起電圧を入力してその強度及び前
記送信用空中線の走査情報により受信用空中線の位置を
求め挿入部の挿入状態を検出する検出部とを備えてい
る。
この構成で、体腔内管腔に挿入された内視鏡挿入部に
向けて送信用空中線より電磁波を放射すると共に、前記
挿入部に設けられた受信用空中線に対する方向或は位置
を変えるよう送信用空中線を走査し、この送信用空中線
の走査による受信用空中線の電磁波受信方向を変えて受
信用空中線に発生する誘導起電圧を変化させる一方、こ
の誘導起電圧と前記送信用空中線の走査情報を検出部に
入力し、この検出部で受信用空中線に発生した誘導起電
圧の強度を送信用空中線の走査情報とにより挿入部に設
けた当該受信用空中線の位置を求め挿入部の管腔内への
挿入状態を検出する。
［実施例］ 以下、図面を参照して本発明装置の実施例を説明す
る。
第１図ないし第３図は本発明装置の第１実施例に係
り、第１図は全体構成の概略を示す説明図、第２図
（Ａ）〜（Ｄ）は作用原理を説明する説明図、第３図は
コイルの位置を求める説明図である。
第１図に示すように内視鏡１は、手元側の把持部を兼
ね且つ接眼部２を後部に有する操作部３の前方に細長な
挿入部４を連設して構成され、この挿入部４を口経的或
は肛経的等に体腔内の管腔に挿入して被検部を観察し検
査したり、必要な各種処置を行うようになっている。前
記挿入部４は、曲がりくねった管腔内に挿入可能なよう
に可撓性を有する長尺な可撓部と、この可撓部の先端に
連設された湾曲部と湾曲部の先端に連設して照明光学系
の出射窓５及び観察光学系の観察窓６を有する先端部と
から構成され、操作部３に設けたアングルノブ７を回動
操作することにより湾曲部を湾曲させ選択部を術者が望
む方向へ指向させることができるようになっている。
又、操作部３にはユニバーサルコード８が延設されて
照明光を供給する光源装置９に接続されるようになって
いる。尚、図示例の内視鏡１は観察窓６後方の対物光学
系が結像した観察像をイメージ伝達手段で接眼部２まで
伝達し、この接眼部２で像を直接観察する光学式の内視
鏡であるが、本発明では、これに限ることなく前記対物
光学系が結像した観察像を固体撮像素子で光電変換して
撮像信号を得て、この信号を外部のビデオプロセッサに
伝送して信号処理し、モニタに観察像を表示する電子内
視鏡にも当然適用される。
前記内視鏡挿入部４には、位置検出センサーとしての
受信用空中線例えばループ状のコイル10が複数個、少な
くとも各コイル10同士が干渉しない間隔で配置されてい
る。したがって、各コイル10の共振周波数を変えておけ
ばコイル10の間隔を狭ばめることが可能となり、より精
度の高い位置情報が得られる。前記コイル10は、電磁波
を受信することにより誘導起電圧を発生し、したがって
この電圧を出力するケーブル11が各コイル10に接続され
ており、これらケーブル11は挿入部４、操作部３、ユニ
バーサルコード８を経て挿入状態検出部12の受信器13に
接続されるようになっている。前記挿入状態検出部12
は、コイル10に電磁波を放射する送信用空中線としての
アンテナ14に高周波を供給する発振器15を有すると共
に、アンテナ14のコイル10に対する方向位置を可変させ
るためのアンテナ走査駆動回路16を備え、この回路16を
アンテナ走査装置17に接続している。アンテナ走査駆動
回路16と受信器13とは、検出部12内のCPU18に接続され
ており、CPU18はアンテナ14のコイル10に対する方向に
より変化する誘導起電圧の強度情報を入力すると共に、
コイル10に対するアンテナ14の方向位置を変化させる情
報をアンテナ走査駆動回路16に供給するようになってい
る。すなわち、CPU18は、予めプログラミングされたプ
ログラムにしたがって前記アンテナ走査駆動回路16を制
御して、コイル10の誘導起電圧が最大と最小となるアン
テナ14の各方向位置を求め、この最大になる電磁波の方
向と最小になる電磁波の方向との交点が当該コイル10の
位置であることを検出し、それを信号処理してCRT19に
出力し表示するようになっている。
前記コイル10の誘導起電圧が、最大と最小となるアン
テナ14の方向位置の交点からコイルの位置が求められる
ことは、次の説明から理解できる。
第２図（Ａ）はコイル10を示し、（Ｂ）は電磁場の中
に置かれたコイル10を示す。
ここで、電磁波をコイルの面積Ｓに対応した垂直偏波
とすると、コイルに生ずる誘導起電圧Ｖは となる。
ただし、E :電磁波の電界強度［V/cm］ N :コイルの全巻数 θ：コイルの面が電磁波の進行方向となす角
度［rad］ （１）式に示すようにθによって誘導起電圧が異なる
ため、θと誘導起電圧とを図で示せば第２図（ｃ）の如
く８の字特性を示す。
よって、コイルが固定されていれば、電磁波の方向を
変化させて誘導起電圧が最大になる方向位置と最小にな
る方向位置を探すことにより、第２図（Ｄ）に示す如く
コイル10の位置を求めることができる。
したがって、第３図に示す如く、挿入部４に複数のコ
イル10を配置しておけば、各コイルへの誘導起電圧が最
大になるアンテナ14からの電磁波の方向と、最小になる
アンテナ14からの電磁波の方向との交点が各コイル10の
位置であることが判明し、この各コイル10の位置を結ぶ
ことにより挿入部４の挿入形状を検出でき、これを信号
処理することによりCRT19に表示できるものである。
尚、コイルとしては丸形のみならず方形コイル、ダイ
ポール型等の指向性を有する空中線であってもよく、ア
ンテナは指向性の強いヘリカル、パラボラ、フェーズド
アレイ型等種々用いられる。また、本発明装置を用いる
場合、内視鏡室は、その壁面等からの電磁波の散乱を避
けるため、壁面等に電磁波吸収板を張り付けることが望
ましい。
第４図及び第５図は本発明装置の第２実施例に係り、
第４図は説明図、第５図は作用説明図である。
この実施例は、複数個図示例では２個のアンテナ14a,
14bを用い、各アンテナ14a,14bを走査してコイル10への
誘導起電圧が最大となる電磁波の方向を求め、各アンテ
ナ14a,14bの前記電磁波の方向の交点であるコイル10の
位置を検出するようにしている。
したがって、この実施例ではアンテナ14a,14bが複数
であり、アンテナ切換器20にて各アンテナ14a,14bの電
磁波の放射を切換えている。第４図に示す如く、アンテ
ナ14a,14bはその位置を固定した状態でＸ及びＺ軸回り
に走査すればよく、第１実施例の如くアンテナを広範囲
に位置を含めて走査する必要がない。その他の構成、作
用効果は第１実施例と同じである。
上述したように、コイルの誘導起電圧の強度及びアン
テナの走査情報により内視鏡挿入部の挿入状態を検出す
る以外に、次の構成によっても検出することができる。
第６図は重力方向による挿入状態検出装置の説明図で
ある。
この装置は、第６図に示すように、挿入部４に複数の
重力方向検出器31を配置し、各重力方向検出器31の配置
部位毎の重力方向に対する姿整情報を得て、これら姿整
情報に基づいて挿入部４の挿入形状を求め、CRT等に表
示するものである。重力方向検出器としては、ホールセ
ンサ或は、水銀と接点等種々存する。
第７図は角度センサによる挿入状態検出装置の説明図
である。この装置は第６図に示す如く挿入部４に複数の
角度センサ32を配置し、各センサ32部位が水平に対し何
度傾いているかを検出して挿入部４の挿入形状を求め、
CRT等に表示するものである。
第８図ないし第11図はイルミネーションによる挿入状
態検出装置を示す説明図である。
第８図に示す例は、挿入部４のチャンネル33と外皮34
とを透明な樹脂で形成し、チャンネル33内にライトガイ
ド鉗子35を進退自在に挿入し、このライトガイド鉗子35
を進退させることで光を体内から対外へ透過させて、挿
入部４の挿入形状を患者の体表面から確認するようにし
たものである。前記ライトガイド鉗子35は、ライトガイ
ドファイババンドル36と、先端部に配置され側方へ光を
出射するプリズム39と、先端キャップ38とからなり、光
源装置に接続されるようになっている。尚、前記ライト
ガイド鉗子35先端から側方へ出射した光はフレックス39
の隙間、ブレード40、透明外皮34から挿入部４外へ出射
する。
又、ライトガイド鉗子34の光源の色、或はフィルタを
用い腹壁を透過しやすい波長の光を用いることが可能で
ある。
第９図（Ａ）（Ｂ）に示す例は、挿入部４の外皮34に
長さの異なるライトガイド41の束を周方向の位置を変え
て複数埋設し、挿入部４全体をランダムに発光させるも
のである。この例は、第８図の例と同じにフレキシブル
なライトガイドを用いているため、挿入部のフレキシビ
リティを確保できる上に、電気的にも安全であり、さら
に腹壁を透過しやすい波長を選択できる。
第10図に示す例は、第８図の変形例で、挿入部４の中
途のところどころに透明部42を形成し、ライトガイド鉗
子35をチャンネルに挿入していくにしたがい、体壁を通
して透過照明部位が変わり、挿入部の挿入形状を検出で
きるようにしたものである。
第11図に示す例は、挿入部の外周に所定間隔で強い発
光体43を配置したもので、この発光体としては水分等に
反応して発光するものであってもよい。
第12図ないし第15図は形状記憶合金（樹脂を含む）を
用いた挿入部の挿入状態検出装置に係り、第12図は検出
カテーテルを示す断面図、第13図は第12図の横断面図、
第14図及び第15図は使用状態を示す説明図である。
この検出装置は、内視鏡のチャンネル内に挿通される
カテーテル44に形状記憶合金（SMA）からなる中空ワイ
ヤ45を挿抜自在に組み込んだもので、カテーテル44は外
チューブ50の内側に冷却用流通通路46を形成し、この流
路46の内側にヒータ47を内設したSMAワイヤ45を組み込
んでいる。
そして、第14図に示す如く、内視鏡挿入部４を体腔内
の管腔48に挿入しているとき、その挿入状態、形状を術
者が知りたいときに、カテーテル44を鉗子挿入口49から
チャンネルの先端部まで挿入する。この挿入状態でヒー
タ制御部51を作動させ前記ヒータ47を加熱させSMAワイ
ヤ45を記憶処理する。記憶処理後、カテーテル44内の冷
却用流通通路46にエアポンプ50にてエアを送って排気口
52で排気してSMAワイヤ45を冷却させるか、第15図に示
す如くポンプ53にてタンク54内の冷却水を冷却用流体通
路46に流して冷却させる。その後、カテーテル46をチャ
ンネルから抜去し、さらに、チャンネルからSMAワイヤ4
5を抜き取り、このワイヤ45をドライヤ、お湯に浸す
か、前記内設ヒータ47を用いる等により再加熱して記憶
形状を復元させ、挿入部の挿入形状を知ることができ
る。
［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、人体への生理的
な悪影響を及ぼすことなく内視鏡挿入部の体腔内管腔へ
の挿入状態を検出できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図ないし第３図は本発明装置の第１実施例に係り、
第１図は全体構成の概略を示す説明図、第２図（Ａ）〜
（Ｄ）は作用原理を説明する説明図、第３図はコイルの
位置を求める説明図、第４図及び第５図は本発明装置の
第２実施例に係り、第４図は説明図、第５図は作用説明
図、第６図は重力方向による挿入状態検出装置の説明
図、第７図は角度センサによる挿入状態検出装置の説明
図、第８図ないし第11図はイルミネーションによる挿入
状態検出装置を示す説明図、第12図ないし第15図は形状
記憶合金を用いた挿入部の挿入状態検出装置に係り、第
12図は検出カテーテルを示す断面図、第13図は第12図の
横断面図、第14図及び第15図は使用状態説明図である。 ４……挿入部、10……コイン 12……検出部、13……受信器 14……アンテナ、16……走査駆動回路 18……CPU
フロントページの続き (72)発明者 高橋 豊 東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 清水 佳仁 東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 竹端 榮 東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 大明 義直 東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 幸田 好司 東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号 オ リンパス光学工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭64−83239（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】挿入部に設けて外部からの電磁波を受信
    し、その受信電磁波により誘導起電圧を発生して出力す
    る受信用空中線と、前記受信用空中線に向けて電磁波を
    放射すると共に走査される送信用空中線と、前記受信用
    空中線が出力した誘導起電圧を入力してその強度及び前
    記送信用空中線の走査情報により受信用空中線の位置を
    求め挿入部の挿入状態を検出する検出部とを備えたこと
    を特徴とする内視鏡の挿入状態検出装置。
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