JP2959723B2

JP2959723B2 - 内視鏡用被検体内挿入装置

Info

Publication number: JP2959723B2
Application number: JP2109696A
Authority: JP
Inventors: 榮竹端; 康弘植田; 英之安達; 達也山口; 剛明中村; 正一五反田; 正明林
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1990-04-25
Filing date: 1990-04-25
Publication date: 1999-10-06
Anticipated expiration: 2014-10-06
Also published as: JPH048341A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、挿入部を磁気的に誘導する内視鏡用被検体
内挿入装置に関する。

［従来の技術］近年、医療分野及び工業分野において内視鏡が広く用
いられるようになった。

前記内視鏡による検査あるいは診断を行うためには、
挿入部を体腔内等に挿入することが必要になる。この場
合、挿入経路が屈曲している場合が多いので、挿入作業
に熟練した術者でないと、挿入に時間がかかることがあ
る。

これに対処するに、特開昭55−133237号公報や西独特
許出願公開第1262276号等に示されるように、内視鏡の
挿入部に強磁性体あるいは磁石を設け、この挿入部を体
外から磁気的に誘導することが提案されている。

［発明が解決しようとする課題］ところで、挿入部を曲がりくねった被検体に挿入して
いくと、その挿入部の状態（形状）を容易に知ることが
できない。前述のように挿入部を磁気的に誘導する内視
鏡装置では、挿入部の状態の確認のためにＸ線等が用い
られていた。

しかしながら、Ｘ線の使用は、放射線被爆の問題があ
り、好ましくない。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、挿
入部を磁気的に誘導する内視鏡用被検体内挿入装置にお
いて、放射線被爆がなく、前記挿入部の位置を検出する
ことのできる内視鏡用被検体内挿入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］本発明による内視鏡用被検体内挿入装置は、被検体内
に挿入される内視鏡の挿入部と、前記挿入部の先端部に
設けられた磁界発生手段と、被検体外に設けられ、前記
挿入部を誘導するために前記磁界発生手段に及ぼす磁力
を発生する磁力発生手段とを備えた内視鏡用被検体内挿
入装置において、被検体外に設けられ、前記磁界発生手段が発生する磁
界を検出して、前記挿入部の挿入位置を検出する磁界検
出手段を具備することを特徴とし、また、前記磁界検出手段は、マトリックス状に配列された多
数の磁気センサからなることを特徴とする。

［作用］本発明では、磁力発生手段と磁界発生手段との間の磁
力によって挿入部が誘導される。また、磁界検出手段に
よって前記磁界発生手段が発生する磁界が検出され、こ
れにより、挿入部における磁界発生手段が設けられた位
置が検出される。

［実施例］以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

第１図ないし第４図は本発明の第１実施例に係り、第
１図は内視鏡装置の全体を示す説明図、第２図は内視鏡
の挿入部の先端部を示す断面図、第３図（ａ）は磁力発
生装置の側面図、第３図（ｂ）は磁力発生装置の平面
図、第４図は制御装置の構成を示すブロック図である。

第１図に示すように、本実施例の内視鏡装置１は、フ
ァイバスコープである内視鏡２と、この内視鏡２に照明
光を供給する光源装置３と、前記内視鏡２の接眼部４に
装着されるTVカメラ５と、このTVカメラ５に対する信号
処理を行うカメラコントロールユニット（以下、CCUと
記す。）６と、このCCU6から出力される映像信号を入力
して被写体像を表示するTVモニタ７と、前記内視鏡２の
挿入部８が挿入される患者９が置かれるベッド10の下側
に配設した磁力発生装置11と、この磁力発生装置11が接
続された制御装置12とを備えている。

前記内視鏡２は、可撓性を有する細長の挿入部８を有
し、この挿入部８の後端に太幅の操作部13が設けられ、
この操作部13の頂部（後端部）に接眼部４が設けられて
いる。また、操作部13の側部からライトガイドケーブル
14が延設され、このライトガイド14の先端に、前記光源
装置３に着脱自在に接続されるコネクタ14aが設けられ
ている。

第２図に示すように、前記挿入部８の先端側には、硬
性の先端構成部19が設けられ、この先端構成部19の後方
に、湾曲可能な湾曲部21が設けられている。前記先端構
成部19の先端面には、照明窓及び観察窓が設けられてい
る。前記照明窓の内側には、配光レンズ15が設けられ、
この配光レンズ15の後端にライトガイド16が設けられて
いる。このライトガイド16は、前記挿入部８及びライト
ガイドケーブル14内を挿通され、入射端部は前記コネク
タ14aに接続されている。そして、前記光源装置３内の
ランプ17で発光された照明光は、コンデンサレンズ18に
よって集光されて前記ライトガイド16の入射端に入射
し、このライトガイド16及び配光レンズ15を経て前記照
明窓から前方に出射されるようになっている。

また、前記観察窓の内側には、対物レンズ24が設けら
れ、この対物レンズ24の結像位置に、イメージガイド25
の先端面が配置されている。このイメージガイド25は、
前記挿入部８及び操作部13内を挿通され、後端面は、第
１図に示すように接眼部４内の接眼レンズ26に対向して
いる。そして、前記照明光で照明された被写体の光学像
は、対物レンズ24によってイメージガイド25の先端面に
結像され、このイメージガイド25によって接眼部４に伝
達され、この接眼部４の接眼レンズ26を介して拡大観察
されるようになっている。

また、第１図に示すように、前記接眼部４に装着され
るTVカメラ５は、前記接眼レンズ26に対向する結像レン
ズ27と、この結像レンズ27の結像位置に配置された固体
撮像素子、例えばCCD28とを備えている。そして、前記
接眼部４に伝達された光学像は、前記結像レンズ27によ
ってCCD28上に結像され、このCCD28によって光電変換さ
れるようになっている。このCCD28の出力信号は、CCU6
に入力されて信号処理されて映像信号に変換され、この
映像信号を入力するTVモニタ７に被写体像が表示される
ようになっている。

また、第２図に示すように、前記先端構成部19には、
フード20を取付けることができるようになっている。こ
の先端構成部19は、磁界発生手段としての永久磁石で構
成されている。永久磁石としてはサマリウムコバルト
（SmCo₅,Sm₂Co₁₇）、ネオジウム・鉄・ボロン系（NdFe
B）等の磁力の高い希土類磁石が望ましい。

前記先端部19に隣接する湾曲部21は、関節駒22,22,…
を互いに回動自在に連結して構成され、上下方向とか左
右方向に湾曲自在であり、操作部13に設けた図示しない
湾曲ノブを回動することにより、任意の方向に湾曲でき
るようになっている。この湾曲部21は可撓性の外被で被
覆されている。

尚、少なくとも挿入部８における先端構成部19とかフ
ード20以外の構成部品、例えば関節駒22等は磁力により
引き付けられない非磁性体（アルミニウム、銅系合金
等）で構成されている。

第１図は、前記内視鏡２を患者９の大腸に挿入してい
る様子を示す。

前記患者９が水平に載置されるベッド10は木製等、非
磁性材料で構成されている。

このベッド10の下側には、磁力発生装置11が設けられ
ている。この磁力発生装置11は、水平面上を移動可能な
磁力発生部31とホールセンサ131とを備えている。

この磁力発生装置11の構成を第３図（ａ）及び（ｂ）
を参照して説明する。

上部側が開口するシャーシ32内の底部には、磁力発生
部11からの磁力発生用、ホールセンサ131での磁界検出
用、及び磁力発生部31及びホールセンサ131の移動用の
電源33が収納されている。

前記シャーシ32の平行に対向する上端辺には、対とな
るガイドレール34,34が取付けられ、これらガイドレー
ル34,34間には、該ガイドレール34の長手方向（Ｘで示
す。）と直交する方向（Ｙで示す。）に第２のガイドレ
ール35が架設され、このガイドレール35上にステージ13
0がガイドレール35の長手方向Ｙに移動自在で取付けら
れている。このステージ130上には、電磁石からなる磁
力発生部31及びホール素子を用いたホールセンサ131が
取付けられている。

前記ステージ130は、ロータ36を介してガイドレール3
5に取付けられ、このロータ36はモータ37によって回転
されるようになっている。また、前記ガイドレール35の
一方の端部は、モータ38及びこのモータ38で回転される
ロータ39を介してガイドレール34上に載置されている。
従って、モータ38を回転することにより、ロータ39を回
転させてガイドレール35をガイドレール34の長手方向Ｘ
に移動できるようなっている。

尚、前記ロータ36,39をそれぞれ回転駆動するモータ3
7,38としては、磁力の影響を受けない超音波モータが好
ましい。前記モータ37,38は、ケーブル40を介して接続
された制御装置12によってその回転（正転、逆転）及び
停止等が制御されるようになっている。このようにし
て、磁力発生部31及びホールセンサ131は、水平面内の
任意の位置に移動設定できるようになっている。

次に、第４図を参照して、前記制御装置12の構成につ
いて説明する。

制御装置12は、前記モータ37,38を駆動するモータ駆
動回路133と、前記ホールセンサ131の出力と前記モータ
37,38に取付けられたエンコーダ132の出力とを入力し
て、先端構成部19の位置を検出する位置検出部134と、
磁力発生部31及びホールセンサ131の位置等を指示する
操作手段136からの信号と前記エンコーダ132の出力を入
力すると共に、前記モータ駆動回路133,位置検出部134
及び磁力発生部31を制御するコントローラ135とを備え
ている。前記コントローラ135は、操作手段136によって
指示された位置に磁力発生部31及びホールセンサ131が
来るように、モータ駆動回路133を介してモータ37,38を
駆動するようになっている。前記磁力発生部31及びホー
ルセンサ131の位置は、エンコーダ132の出力から求めら
れるようになっている。また、操作手段136によって先
端構成部19の位置検出が指示されると、コントローラ13
5はモータ駆動回路133を制御して、ホールセンサ131を
水平面内で走査するようになっている。そして、位置検
出部134にて、エンコーダ132の出力によって求められる
各位置に対応してホールセンサ131の出力が求められ、
このホールセンサ131の出力が最大となる位置が先端構
成部19の位置として求められるようになっている。

次に、以上のように構成された本実施例の作用につい
て説明する。

まず、内視鏡２の挿入部８を大腸等の被検体内にある
程度挿入した後、操作手段136によって先端構成部19の
位置検出を指示する。すると、コントローラ135がモー
タ駆動回路133を制御して、ホールセンサ131が水平面内
で走査される。そして、各位置でのホールセンサ131の
出力が求められ、このホールセンサ131の出力が最大と
なる位置が先端構成部19の位置として求められる。

このように先端構成部19の位置が検出された後、挿入
部８を磁気的に誘導して、被検体内に更に挿入してい
く。すなわち、操作手段136の指示によりコントローラ1
35を介して磁力発生部31から磁界を発生させ、この磁力
発生部31と永久磁石からなる先端構成部19との間に磁
力、例えば吸引力を発生させると共に、磁力発生部31の
水平位置移動を行う。すると、先端構成部19が磁力によ
って磁力発生部31に引き付けられるので、先端構成部19
は磁力発生部31の移動経路をトレースするように移動す
ることになる。このようにして先端構成部19を大腸等の
被検体の深部側に挿入できる。

尚、モータ37,38を回転させることにより、ステージ1
30をガイドレール35の長手方向Ｙに移動させ、ガイドレ
ール35をガイドレール34の長手方向Ｘに移動させること
によって、前記磁力発生部31及びホールセンサ131を水
平面上の任意の位置に移動することができる。

尚、前記磁力発生部31の移動による挿入部８の磁気的
誘導中に先端部本体19の位置を見失ったときには、磁力
発生部31からの磁界の発生を停止し、ホールセンサ131
を走査して先端構成部19の位置を検出する。

尚、先端構成部19を永久磁石で形成する代りに、フー
ド20を永久磁石で形成しても良い。

このように本実施例によれば、大腸のような屈曲した
部位への挿入部８の挿入が容易となると共に、放射線被
爆がなく挿入部８の位置を検出することができる。

また、磁気的誘導のための永久磁石（先端構成部19）
が、位置検出にも用いられるため、挿入部８の先端部が
必要以上に大型化することがない。

また、前記磁力発生部31は、先端構成部19を、被検体
内の壁面を摺動するようにして引き寄せることのできる
位置に移動自在にしているので、小型の電磁石等で構成
できる。

また、内視鏡側は、先端構成部19自体またはこの先端
構成部19に装着されるフード20を永久磁石で構成するこ
とにより、挿入部８の外径を殆ど太くしなくて済み、患
者に与える苦痛を軽減できる。

第５図及び第６図は本発明の第２実施例に係り、第５
図は内視鏡装置の全体を示す説明図、第６図はホールセ
ンサユニットを示す説明図である。

第５図に示すように、本実施例では、ステージ130上
にホールセンサ131を設ける代りに、ベッド10内にホー
ルセンサユニット138を組み込んでいる。このホールセ
ンサユニット138は、第６図に示すように、マトリック
ス状に配列された多数のホールセンサ131を有してい
る。

前記各ホールセンサ131の出力は、第４図の位置検出
部134に入力され、この位置検出部134にて先端構成部19
の位置が検出される。尚、本実施例では、前記位置検出
部134にはエンコーダ132の出力は入力されない。

本実施例によれば、ホールセンサ131を機械的に走査
しないので、短時間で、先端構成部19の位置を検出する
ことができる。

また、磁力発生部31から磁界を発生させて挿入部８を
磁気的に誘導しているときに、各ホールセンサ131にて
磁界を測定することにより、磁場（磁界）の分布を知る
ことができる。

その他の構成，作用及び効果は第１実施例と同様であ
る。

第７図は本発明の第３実施例における内視鏡の挿入部
の先端部を示す断面図である。

本実施例における内視鏡２は、挿入部８内に処置具チ
ャンネル140が設けられている。そして、先端構成部19
やフード20を永久磁石で構成する代りに、前記処置具チ
ャンネル140内に、先端部に永久磁石142を設けたプロー
ブ141を挿入するようにしている。

本実施例では、前記プローブ141の処置具チャンネル1
40に対する挿入量を変えることにより、永久磁石142の
位置を任意に変更できる。従って、永久磁石142の位置
を変えて各位置での永久磁石142の位置を、第１または
第２実施例と同様にしてホールセンサ131によって検出
することにより、被検体内での挿入部８の形状を知るこ
とができる。

また、本実施例よれば、処置具チャンネルを有する通
常の内視鏡でも、その処置具チャンネル内に前記プロー
ブ141を挿入部８の先端まで挿入しておき、前記永久磁
石142を外部磁界で移動，誘導して、挿入部８を磁気的
に誘導することができる。

その他の構成，作用及び効果は第１または第２実施例
と同様である。

第８図は本発明の第４実施例における内視鏡の挿入部
の先端部を示す断面図である。

本実施例における内視鏡２は、第３実施例と同様に、
挿入部８内に処置具チャンネル140が設けられている。
そして、前記処置具チャンネル140の先端の開口部を栓1
44にて閉塞すると共に、前記処置具チャンネル140内に
磁性流体145を充填するようにしている。尚、前記磁性
流体145としては、永久磁石の粉を含むものを用い、所
定の方向の磁界が発生されるようにする。

本実施例によれば、前記磁性流体145の位置、すなわ
ち処置具チャンネル140の位置を、第１または第２実施
例と同様にしてホールセンサ131によって検出すること
により、被検体内での挿入部８の形状を知ることができ
る。

第９図は本発明の第５実施例におけるカプセル型内視
鏡及びその制御装置を示す説明図である。

カプセル型内視鏡150は、前端部及び後端部が球面状
に形成された円柱状のカプセル本体151を有している。
このカプセル本体151の前端面の中央部には、観察窓が
設けられ、この観察窓の内側に対物レンズ152が設けら
れている。この対物レンズ152の結像位置には、CCD153
が設けられている。また、前記観察窓の周囲には、複数
の照明窓が設けられ、各照明窓の内側はLED154が設けら
れている。また、前記カプセル本体151内の後端側に
は、前記CCD153及びLED154を駆動する駆動回路156と、
被検体内に配置される制御装置160との間で前記CCD153
の出力信号や各種の指令信号の送受信を行う送受信部15
7と、カプセル型内視鏡150の各構成要素に電力を供給す
る電池を有する電源部158とが設けられている。また、
前記カプセル本体151内の外周側には、永久磁石159が設
けられている。

前記制御装置160は、前記カプセル型内視鏡150の送受
信部157との間で、無線または有線で、信号の送受信を
行う送受信部161と、前記送受信部161,157を介して、カ
プセル型内視鏡150に対して各種の指令信号を送る操作
手段162と、前記送受信部161を介して入力されるCCD153
の出力信号を信号処理して映像信号に変換する信号処理
回路163とを備えている。そして、前記信号処理回路163
からの映像信号が、TVモニタ７に入力され、このTVモニ
タ７に、カプセル型内視鏡150で撮像した被写体像が表
示される。

また、図示しないが、第１または第２実施例と同様の
磁力発生装置11及び制御装置12やホールセンサユニット
138等が設けられている。

本実施例では、第１または第２実施例と同様に、磁力
発生部31から磁界を発生させて、この磁力発生部31とカ
プセル型内視鏡150の永久磁石159との間に磁力を発生さ
せ、磁力発生部31を移動させてカプセル型内視鏡150を
誘導する。また、ホールセンサ131によって永久磁石159
の位置を検出することにより、カプセル型内視鏡150の
位置を検出する。

尚、カプセル本体151内に、前記対物レンズ152,CCD15
3,LED154等の観察に必要な要素に代えて、pHセンサや温
度センサ等のセンサを設け、胃内pH,腸内pH,温度等を検
出するようにしても良い。また、カプセル本体151内
に、腸液等を採取するための採取手段や施薬手段を設け
ても良い。

尚、本発明は、上記各実施例に限定されず、例えば、
内視鏡２の挿入部８やカプセル型内視鏡150に設けられ
る磁界発生手段は、永久磁石ではなく、電磁石でも良
い。

また、磁界検出手段は、ホール素子を用いたものに限
らず、磁気抵抗素子等を用いても良い。

また、本発明は、挿入部の先端部に固体撮像素子を設
けた電子内視鏡にも適用することができる。

また、本発明は、内視鏡に限らずカテーテルにも適用
することができる。

［発明の効果］以上説明したように本発明によれば、挿入部を磁気的
に誘導する被検体内挿入装置において、被検体外に、挿
入部に設けられた磁界発生手段が発生する磁界を検出し
て挿入部における磁界発生手段が設けられた位置を検出
する磁界検出手段を設けたので、放射線被爆がなく、挿
入部の位置を検出することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は内視鏡装置の全体を示す説明図、第２図は内視鏡の
挿入部の先端部を示す断面図、第３図（ａ）は磁力発生
装置の側面図、第３図（ｂ）は磁力発生装置の平面図、
第４図は制御装置の構成を示すブロック図、第５図及び
第６図は本発明の第２実施例に係り、第５図は内視鏡装
置の全体を示す説明図、第６図はホールセンサユニット
を示す説明図、第７図は本発明の第３実施例における内
視鏡の挿入部の先端部を示す断面図、第８図は本発明の
第４実施例における内視鏡の挿入部の先端部を示す断面
図、第９図は本発明の第５実施例におけるカプセル型内
視鏡及びその制御装置を示す説明図である。１……内視鏡装置、２……内視鏡 19……先端構成部、11……磁力発生装置 31……磁力発生部、131……ホールセンサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山口達也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)発明者中村剛明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)発明者五反田正一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)発明者林正明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55−133237（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−35318（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) A61B 1/00 - 1/32

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】被検体内に挿入される内視鏡の挿入部と、
前記挿入部の先端部に設けられた磁界発生手段と、被検
体外に設けられ、前記挿入部を誘導するために前記磁界
発生手段に及ぼす磁力を発生する磁力発生手段とを備え
た内視鏡用被検体内挿入装置において、被検体外に設けられ、前記磁界発生手段が発生する磁界
を検出して、前記挿入部の挿入位置を検出する磁界検出
手段を具備することを特徴とする内視鏡用被検体内挿入
装置。
【請求項２】前記磁界検出手段は、マトリックス状に配
列された多数の磁気センサからなることを特徴とする請
求項１記載の内視鏡用被検体内挿入装置。