JP3212775B2 - 内視鏡挿入状態検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【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。

【０００２】

【従来の技術】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。

【０００３】その為、従来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。

【０００４】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。

【０００５】そこで、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やカテーテルの挿入状態検出装
置が各種提案されている。

【０００６】ＵＳＰ４，１７３，２２８号公報に示され
るように、カテーテルの位置確認のため、外部コイルよ
り磁界を与え、カテーテル内のコイルの信号出力の大小
を利用してカテーテルの位置を検出するものがある。

【０００７】ＵＳＰ４，１７６，６６２号公報には、外
部からの電磁波を内視鏡内で受けて位置を検出する装置
が開示されている。

【０００８】ＵＳＰ４，８２１，７３１号公報に示され
るように直交コイルを体外で回転させ、それに応じた体
内センサーの出力により位置を求めるものがある。ある
いは、カテーテルの先端に音響学的に画像データを検出
する装置を設けると共に、画像データの検出装置の空間
的位置を画像データ検出軸の空間的な位置を判定する位
置検出装置を設けたものが記載されている。

【０００９】さらに、特開平３−２９５５３０号公報に
示されるように、挿入部内に設けられ且つ外部からの電
磁波を受けて発生する誘導起電圧により、挿入部の挿入
状態を検出するための検出手段である受信空中線が設け
られたものがある。

【００１０】一方、特開昭６３−５９９７０号公報に示
されるように、ねじり弾性や耐曲げクリープの向上のた
めに、カテーテル内にゴムを充填したものが提案されて
いる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来例では、
内視鏡内に形状導出のための検知手段を確実に保持する
ものがないため、検出手段と内視鏡の相対位置がずれて
しまい、特に湾曲操作や内視鏡の挿入操作を行う場合ず
れが生じ易く、このため正確な形状導出が行えなかっ
た。

【００１２】また、複数の検出手段を内蔵するものにお
いて、それぞれの相対位置の関係を規定する手段がな
く、内視鏡全体の形状導出が困難であった。

【００１３】本発明は前記事情にかんがみてなされたも
ので、湾曲操作や内視鏡の挿入操作によって生じるスト
レスが加わっても、内視鏡の挿入形状を正確に導出でき
る挿入状態検出装置を提供することを目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の内視鏡挿入状態
検出装置は、内視鏡の挿入状態を検出するために、高周
波信号を受けて電磁波を放射する磁界発生手段と、前記
電磁波を受信しその受信電磁波の磁界情報を検出する磁
界検出手段と、前記磁界検出手段が検出した検出信号を
基に、前記内視鏡の位置を求め、挿入部の挿入状態を検
出する挿入状態検出手段と、前記磁界検出手段により検
出された検出信号を伝達するか、あるいは前記磁界発生
手段に供給する高周波信号を伝達するか、いずれか一方
を前記挿入状態検出手段へ伝達するための伝達手段と、
を具備しており、前記磁界検出手段または前記磁界発生
手段のいずれか一方を複数個、前記内視鏡の挿入部に配
置すると共に、前記挿入部の先端に配置される前記磁界
検出手段または前記磁界発生手段のいずれか一方を前記
挿入部の先端構成部材の後端に固定することを特徴とす
る。

【００１５】

【作 用】前記構成では、固定手段により磁界検出手段
または磁界発生手段のいずれか一方を内視鏡挿入部に確
実に固定することによって、湾曲操作や内視鏡の挿入操
作によって生じるストレスが加わってもずれることを防
ぎ、挿入状態検出手段によって内視鏡挿入部の挿入状態
の正確な形状導出がなされる。

【００１６】

【実施例】図を参照して本発明の実施例について、以下
に説明する。図１ないし図４は本発明の第１実施例に係
り、図１は内視鏡内に磁界検出用のコイルを内蔵させた
内視鏡の挿入状態検出装置の全体的な構成図、図２は内
視鏡先端にコイルを固定した状態を示す断面図、図３は
コイルの斜視図、図４は湾曲駒へのコイルの固定を示す
構成図である。

【００１７】図１に示す内視鏡挿入状態検出装置３０
は、内視鏡１と、光源装置９と、挿入状態検出部１２
と、ループコイル１４とを備えている。

【００１８】前記内視鏡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ている。この内視鏡１は、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、先端側から順に、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４ａと、湾曲可能な湾曲部４ｂと、可撓性を有する長
尺な可撓管部４ｃとを有している。前記操作部３に設け
たアングルノブ７を回動操作することにより、前記湾曲
部４ｂを湾曲させ、先端部４ａを術者が望む方向に向け
ることができるようになっている。

【００１９】また、前記操作部３の側部からはユニバー
サルコード８が延出され、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―
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。

【００２０】前記内視鏡挿入部４には、磁界検出手段と
しての受信用空中線であるコイル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。従って、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はケーブ
ル１１が接続されており、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、この発生した電圧信号がケーブル１１を介
して、挿入状態検出部１２の受信器１３に供給されるよ
うになっている。

【００２１】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例えばループ状
のアンテナ１４に高周波を供給する発振器１５を有して
いる。前記各コイル１０は、ループコイル１４により放
射された交流磁界の中にあって、前記誘導起電圧を発生
する。尚、前記アンテナ１４は、ループに限ることな
く、方形アンテナ、ダイポールアンテナ等でもよく複数
個を同一位置に設けてもよい。

【００２２】前記挿入状態検出部１２は、内視鏡挿入部
の形状導出のための信号処理部１７を有している。この
信号処理部１７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前記受信器
１３より入力し、発信器１５の出力に対するコイル１０
の出力信号振幅、位相により、各コイル１０の位置と傾
きを求め、得られた座標の情報を数値的に補間して、挿
入部の形状をモニタ（ＣＲＴ）１６に表示するようにな
っている。尚、前記形状の表示は、本実施例のごとく専
用のモニタを用いてもよいし、観察される内視鏡画像を
表示するモニタ上に合成して表示してもよい。

【００２３】図２には、内視鏡先端部に検出用のセンス
コイル１０の固定状態を示す断面図である。内視鏡先端
部４ａは、前記イメージ伝達手段等が配置された先端構
成部材１８を有すると共に、この先端構成部材１８の先
端は、先端部外装部材１９で覆われている。前記挿入部
４は、先端部外装部材１９の後端部から湾曲部４ｂ、可
撓管部４ｃにかけて、柔軟な外装ゴム２０で被覆されて
いる。前記先端構成部材１８には、後端側に開口した溝
２１と、この溝２１の内部にあって溝２１と一体または
別体に形成された固定手段としての突起２２とが設けら
れている。コイル１０は図３に示すように、コア２４に
銅線２５が所定回数巻かれて構成されている。このコア
２４には先端構成部材１８の突起２２にはめ合わせるた
めの嵌合孔２６が設けられている。

【００２４】前記コイル１０はその嵌合孔２６に前記突
起２２を嵌合させ、前記先端構成部１８に固定される。
尚、前記コイル１０は、固定手段としての接着剤によっ
て前記突起２２に接着すればより強固に固定できる。前
記コイル１０は、その検出信号を挿入状態検出部１２に
送出するためのケーブル１１の接続銅線２７が接続され
る。接続銅線２７はコイル１０の銅線２５と別体に形成
し、組み込みの際にはんだ等で接続するように構成され
る。あるいは、コイル１０を作成する際に必要な長さの
銅線２５を残して、接続銅線２７として一体に作成して
もよい。

【００２５】また、使用する線材も単芯の銅線でなく複
数の芯線を集めたリッツ線を用いてもよい。また、挿入
状態検出部１２に接続される線材は２本の縒り線でも、
縒り線を更にシールドした線材を用いてもよい。

【００２６】本実施例では、コイル１０の銅線２５に機
械的なストレスが加えられ、線間の絶縁破壊、断線が生
じることを防ぐため突起２２でコア２４を支持するよう
に形成したが、簡単な構造とするために単に溝２１を設
けコイル１０をその溝２１中に埋設し、接着固定しても
よい。

【００２７】また、本実施例においては内視鏡の軸方向
とコイル１０の軸方向がほぼ同一となるように設置して
いるが、当然その方向に限ることなくほぼ直角方向にコ
イル１０を設けてもよい。

【００２８】また、複数のコイル１０を全て内視鏡の軸
方向とほぼ同一に、またほぼ直角に設置するように形成
してもよい。

【００２９】次に、検出用のコイル１０を内視鏡の湾曲
部に配置・固定する構成について、図４を参照して説明
する。前記湾曲部４ｂ内には、図４（ａ）の側面図に示
すように、ほぼ管状に形成され且つ回動自在に組合わさ
った多数の湾曲駒２８が配置されている。湾曲駒２８同
士は、互い突出部に設けた孔に装着される軸２８ａによ
り、回転自在に組合わさっている。図４に示す湾曲駒２
８，２８，…はＵ（上），Ｄ（下）方向に湾曲可能に構
成されている。この湾曲駒２８には、図４（ｂ）の横断
面図に示すように、所定間隔でコイル１０が接着剤２３
等の固定手段により固定されている。図中では信号伝達
のための接続銅線は省略している。

【００３０】また、前記湾曲駒２８の内部には、図示し
ない照明光を内視鏡先端に導光するための光ファイバー
や、送気、送水のための管路が通るので、これと干渉し
ないような位置に前記コイル１０を設ければよい。

【００３１】図４（ｃ）〜（ｆ）は、コイル１０を内視
鏡の湾曲部に配置・固定する別の構成例を示してある。
断面図である同図（ｃ）に示す構成では、湾曲駒２８の
内部に、Ｌ字状の突起２２Ａが設けられている。断面図
である同図（ｄ）に示す構成では、湾曲駒２８の内部
に、突起２２Ｂが挿入部４の軸方向とほぼ垂直に突出し
て設けられている。これら突起２２Ａ及び突起２２Ｂ
に、コイル１０の嵌合孔２６が嵌合され、コイル１０が
固定されるようになっている。

【００３２】断面図である同図（ｅ）に示す構成では、
湾曲駒２８の外周壁の一部を内側に窪ませるように形成
された凹部２２Ｃが設けられている。側面図である同図
（ｆ）に示す凹部２２Ｃの開口より、コイル１０を挿入
・装着して固定する。尚、この構成の場合、コイル１０
には嵌合孔２６を形成する必要はないが、絶縁・耐圧を
保ち且つ銅線２５を傷つけないようにするためマイラフ
ィルム等の絶縁材で、巻回した銅線の外周を包む必要が
ある。

【００３３】前記コイルの配置としては、内視鏡先端部
４ａ及び湾曲部４ｂのみでなく、手元操作部までの可撓
管部４ｃ内にもコイル１０を設置することができる。

【００３４】本実施例では、コイルを固定手段により内
視鏡挿入部に確実に固定することにより、湾曲操作や内
視鏡の挿入操作によって生じるストレスが加わってもず
れを防止できる。このことにより、挿入部の形状が変わ
ってもコイル本来の位置は、ずれることがないのでコイ
ル間の位置間隔も確実に保持することができる。以上の
ことにより本実施例は、内視鏡挿入部の正確な形状導出
ができる。

【００３５】次に、第２実施例について説明する。前記
第１実施例では、コイル１０を磁界検出手段として用い
たが、同様のコイルを磁界の発生源として用い、前記ア
ンテナ１４を磁界検出手段として用いた構成でも、同様
に内視鏡の形状検出ができる。この構成では、前記コイ
ル１０には前記発振器１５が接続されると共に、前記ア
ンテナ１４には受信器１３が接続される。図５は、第２
実施例に係り、内視鏡の挿入状態検出部の構成に係る具
体例である。

【００３６】図５に示す内視鏡２９の挿入部を構成する
先端部２９ａ、湾曲部２９ｂ、可撓管部２９ｃに磁界発
生源としてのコイル１０（図５には図示せず）が、第１
実施例の図２ないし図４と同様に配置され固定されてい
る。

【００３７】本実施例の挿入状態検出部３３は、内視鏡
検査用且つ被検体が載置されるベッド３０Ａと、検出装
置３１と、モニタ３２とから構成されている。前記ベッ
ド３０Ａには、直交する２方向に磁界発生源としてのコ
イル１０からの磁界を検出するメッシュ状のアンテナ３
０ａが配置されている。前記アンテナ３０ａから検知さ
れた磁界に応じた検出信号が検出装置３１に送出され、
検出装置３１は前記検出信号を基に求めた座標から形状
をモニタ３２に表示するようになっている。

【００３８】前記検出装置３１は、図７に示すように、
前記アンテナ３０ａからの検出信号を受けて、適度なレ
ベルに増幅や各種処理が施される検出信号処理部３４
と、複数コイルの前記設定間隔データや検出信号処理部
３４からのデータを記憶するデータ記憶回路３５と、前
記データ記憶回路３５に記憶されたデータを基に複数コ
イルの各座標を求めると共に、座標値の補正及び補間を
する座標算出・補正回路３６と、座標算出・補正回路３
６で求められた座標データを基に、内視鏡挿入部の形状
を画像信号にして、前記モニタ３２に出力する画像信号
生成回路３７とを備えている。

【００３９】前記検出装置３１の動作について、図８な
いし図１０のフローチャートを参照して説明する。図８
のフローチャートは、検出装置３１の挿入状態検出のた
めの全体的な手順を示してある。

【００４０】前記検出装置３３の電源が投入されると、
図８のステップＳ１で、前記回路を構成するＬＳＩのイ
ニシャライズや、使用するメモリの記憶領域の設定等を
行うための初期設定ルーチンが実行される。

【００４１】ステップＳ２で、アンテナ３０ａの受信
（アナログ）信号が信号処理回路３４に取り込まれる。
この信号処理部回路３４にて、前記受信信号が、増幅さ
れデジタル値に変換されて、必要な周波数成分のみ抽出
するためのフィルタリングや同期検波、ＦＦＴ（高速フ
ーリエ変換）等の処理が施される。次に、ステップＳ３
で、外来ノイズを除去するために必要なら、複数回受信
した受信信号を平均化処理を施す。このステップＳ３
は、Ｓ／Ｎ比を良くするためのもので、除いても基本的
な動作に支障はない。

【００４２】この後、抽出された受信信号から、各コイ
ルの位置を推定するステップＳ４へ続く。このステップ
Ｓ４で得られた各コイルの座標位置を基に、それぞれの
コイルの位置の精度を高めるため、ステップＳ５でコイ
ル位置の補正がなされる。具体的には、図９，図１０の
アルゴリズムに基づいて、各コイル位置の座標が確認さ
れ、適宣補正がなされる。

【００４３】各コイルは、連続した内視鏡に重なった状
態で検出される場合もあるので、それぞれのコイル間の
座標を補間して、内視鏡挿入部の確実な位置情報を得
る。

【００４４】最後にステップＳ７で、画像信号生成回路
３７にて、前記補間された位置情報を基に、内視鏡挿入
部の形状を映像化してモニタ３２へ出力する。

【００４５】以上の処理は、装置の電源が切られるまで
継続される。これとは別に、前記検出装置３１に開始／
停止スイッチを設け、操作者が希望するときに挿入部の
形状が映像化できるように構成しても良い。また、一部
分のみの拡大や、得られた形状を任意の方向から見たよ
うな形状に変更して表示する等、公知の画像処理ができ
るように構成しても良い。

【００４６】図９，図１０に示すアルゴリズムについて
説明する。図９は座標位置検出に関するフローチャー
ト、図１０は座標位置補正に関するフローチャートであ
る。

【００４７】説明の都合上、仮に、前記先端部２９ａ，
湾曲部２９ｂ，可撓管部２９ｃにそれぞれ設けられた各
コイルの位置を（ｘA ，ｙA，ｚA），（ｘB，ｙB，ｚ
B），（ｘC，ｙC，ｚC）とする。すなわち、検出される
位置情報は、この例では３点となる。

【００４８】得られた３点の座標値から、それぞれのコ
イルの間の内視鏡位置を推定するためによく知られてい
るスプライン補間等を用いることができる。

【００４９】尚、内視鏡検査において、例えば下部消化
管の場合に使用される内視鏡の挿入部の長さは１ｍ前後
もあり、その全体の形状を導出するために、更に多くの
コイル１０を内視鏡に内蔵してもよい。これら複数のコ
イル位置（ｘn，ｙn，ｚn）を用いて、コイルのない部
分の内視鏡の形状を推定するために前述したものと同様
にスプライン補間等で値を作成し、内視鏡形状を導出す
ることが可能である。この際、それぞれのコイルの間隔
を等間隔に設けることによって、以下の利点が得られ
る。

【００５０】ここで、等間隔に検出用のコイルを設けた
場合の利点について述べる。図６は座標位置の説明図で
ある。内視鏡内に設けられたコイルＡ，Ｂ，Ｃの位置
が、今（ｘα，ｙα，ｚα），（ｘβ，ｙβ，ｚβ），
（ｘγ，ｙγ，ｚγ）として得られたとする。またそれ
ぞれのコイルの設置間隔がｒであったとする。検出され
たそれぞれのコイル位置は、検出するための回路の温度
ドリフトや外乱ノイズ等の影響で、誤差が含まれるおそ
れがある。

【００５１】そこで、得られたコイル位置の間の距離を
計算して確実な値を得るようにする。コイルＡ，Ｂ，Ｃ
がこの順序で内視鏡内に設置されていたとすると、コイ
ルＡ−Ｂ間の距離ｒABは、

【数１】 で表される。

【００５２】同様にコイルＢ−Ｃ間の距離ｒBC、コイル
Ａ−Ｃ間の距離ｒACは、

【数２】 となる（以上図９のステップＳ８を参照）。

【００５３】内視鏡内のコイルの設置間隔は、挿入部が
直線状態のときにｒであるので、コイル位置座標より求
めた各コイル間の間隔ｒAB，ｒBC，ｒACと設置間隔ｒの
関係は誤差なく位置の導出ができれば、

【数３】 前記三つの条件が全て成立する。すなわち、図９のステ
ップＳ９でＹｅｓの場合である。

【００５４】ここで、三つの条件のうちいずれか一つで
も成立しない場合には、つまりステップＳ９でＮｏの場
合、ステップＳ１０で座標値の補正がなされる。具体的
には、図１０に示す手順に従う。

【００５５】式（１）のみが成立している場合を考える
と、求められたコイル位置（ｘγ，ｙγ，ｚγ）が、誤
差を多く含んでいる値である可能性が非常に高いといえ
る。そこで、この場合には、（２），（３）式が成り立
つ（ｘγ，ｙγ，ｚγ）に値を修正した後に、補正処理
をして内視鏡の形状として表示する。この補正処理は、
例えば次の式で行われる。すなわち、ｘγ＝（ｘγ＋ｘ
β）／２，ｙγ＝（ｙγ＋ｙβ）／２，ｚγ＝（ｚγ＋
ｚβ）／２の各式である。図６に示す点Ｃの座標値（ｘ
γ，ｙγ，ｚγ）に誤差を多く含んでいると認められる
ので、座標値（ｘγ，ｙγ，ｚγ）と、正確な値が得ら
れていると認められる座標値（ｘβ，ｙβ，ｚβ）との
平均化処理をして誤差を低減させ、真値に近い値を得よ
うとするものである。

【００５６】（２）のみ成立している場合は、（１），
（３）式が成立するように補正をする。

【００５７】また、（３）式のみ成立している場合に
は、位置座標値（ｘβ，ｙβ，ｚβ）に多くの誤差を含
んでいる可能性が非常に高いといえる。そこで、この場
合には位置座標（ｘγ，ｙγ，ｚγ）の値を（１），
（２）式が成立するように補正し、その値を用いて内視
鏡の形状表示を行えばよい。補正は、ｘβ＝｛ｘβ＋
（ｘα＋ｘγ）／２｝／２，ｙβ＝｛ｙβ＋（ｙα＋ｙ
γ）／２｝／２，ｚβ＝｛ｚβ＋（ｚα＋ｚγ）／２｝
／２の各式でなされる。

【００５８】さらに、全て不成立の場合には、異常値フ
ラッグをセットする。このセットにより、例えば画像を
表示せず、再度受信信号獲得をするようにしても良い。

【００５９】以上のごとく、各コイルの設置間隔と、検
出された位置座標値より求めたコイル間隔を比較するこ
とで、検知座標値の異常値を補正できる。もしくは、形
状表示対象座標値データとして扱わないように処理する
ことができるので、より正しい内視鏡形状表示が共通の
プログラムで実現可能となる。

【００６０】なお、本実施例では連続した３個を用いた
が、それぞれ設置間隔がわかっている組み合わせであれ
ばどのように選んでもよい。

【００６１】また、対象となるコイルの組み合わせを内
視鏡挿入部の軸方向に順次ずらしながら、座標値の異常
チェックを行ってもよい。例えばＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ…
…の時、（ＡＢＣ）でチェック、次に（ＢＣＤ）でチェ
ック、次に（ＣＤＥ）……と行ってもよい。コイル間隔
が不等ピッチである場合、誤差を含んだ座標値の修正に
対し設置距離の短かい側のコイルの位置精度の影響がよ
り多く出てしまうので、補正値の精度が低くなる可能性
が大きくなるが、これを防止することができる。

【００６２】図１１は第３実施例に係り、複数個のコイ
ルを配置したイメージングプローブの構例を示してる。
本実施例で用いるコイルは、第１実施例の磁界検出手段
または第２実施例の磁界発生手段、いずれのものでも良
い。

【００６３】前記各コイル１０，１０，…は、軸方向に
貫通した図３に示す嵌合孔２６を有している。これらコ
イル１０は、その嵌合孔２６に、内視鏡挿入部の軸方向
に沿って配置され且つ可撓性を有する固定手段としての
芯線４１が挿通・嵌合され、予め設定された間隔ａで固
定されている。前記芯線４１の外径は、前記コイル１０
の貫通孔２６の外径より若干小さく形成されており、芯
線４１の所定の位置で固定手段としての接着剤により等
間隔に配置され固定されている。

【００６４】前述のように複数のコイル１０は、互いに
等間隔に配置されている。従って、例えば一つのセンス
コイルの信号が微弱すぎて、その位置が検出できない場
合でも、その両側に配置された二つのコイルの位置か
ら、前記一つのコイルの位置を推定することが容易であ
る。仮に、コイル間隔が不等ピッチとなっている場合、
長いピッチと短いピッチの間にあるコイルの位置につい
て推定する際に、長いピッチ側にあって位置確認ができ
たコイルの座標の方が、推定されるコイルの推定値に、
より多くの影響を与えてしまう。推定されるコイルの推
定位置のある可能性が多くなり、誤差が大きくなってし
まう。等間隔にすると、不等ピッチの場合より真の位置
に近い値で推定できる。

【００６５】伝達手段としての接続銅線２７，２７，…
は、コイル１０と重なる部分においてはコイル１０に絶
縁性の接着剤４２等で固定されていて、その外側を外装
チューブ４３で被覆されている。

【００６６】尚、各コイル１０は、前記接着剤４２に代
えて、外装チューブ４３に密着する外形に形成された絶
縁材４２により封止された状態で、外装チューブ４３に
配置しても良い。この場合、接続銅線２７は、コイル１
０と重なる部分が、絶縁材４２中に封止される。

【００６７】コイル１０，１０，…の間にある接続銅線
２７は、コイル間で例えば螺旋状にたるませてあり、そ
の長さｂは、少なくともｂ≧ａ×１．１に設定されてい
る。この構成では銅線２７が各コイル１０と重なる部分
において固定されているので、プローブが曲げられた際
に、接続銅線２７が断線することを防止できる。

【００６８】図１２及び図１３は第３実施例の変形例に
係り、図１２は内視鏡挿入部内に設置されたイメージン
グプローブの概略構成図、図１３は湾曲部の湾曲状態と
コイルの長さとの関係を示す説明図である。

【００６９】図１２に示す内視鏡挿入部４５は、イメー
ジングプローブ４６を内臓している。このイメージング
プローブ４６は、可撓性を有する芯線４４に、所定間隔
で前記コイル１０が配置・固定されている。その他、第
１実施例と同様の構成及び作用については、同じ符号を
付して説明を省略する。

【００７０】ここで、図１２に示す湾曲部４７に相当す
る部分に設置されたコイル１０の間隔ａと、他（湾曲部
以外）の部分に設置されたコイル１０の間隔ｂとの間に
は、ａ＜ｂなるように、各コイル１０が設けられてい
る。すなわち、少なくとも内視鏡湾曲部４７に配置され
たコイル１０の間隔は、可撓管部４８におけるコイルの
配置間隔より狭くしている。尚、湾曲部４７と可撓管部
４８それぞれに配置されるコイルは、前述したように等
間隔に配置することが望ましい。

【００７１】前記挿入状態検出部１２（図１２，図１３
では不図示）において、前記各コイル１０で検出した信
号を処理し、各コイルの位置を検出し、さらにそのデー
タによりコイル１０の設置されていない位置を補間し
て、内視鏡の全体の挿入形状を表示する。このとき、よ
り小さな曲率半径で曲げられる湾曲部４７については、
コイル１０の配置間隔を小さくすることによって、より
正確にその挿入形状を表示することができる。

【００７２】また、コイル１０は、その長さｄが、それ
ぞれの湾曲駒２８を連結する軸２８ａ間の長さｃとの間
には、ｄ＜２×ｃなる関係を有するように形成されてい
る。すなわち、コイル１０の長さｄは、湾曲駒２８の湾
曲曲率を規制する回転軸２８ａの配置幅より少なくとも
半分より短くしている。これにより、コイル１０の長さ
が長すぎず、スムーズな湾曲を可能としている。

【００７３】尚、図１２及び図１３に示す構成は、第１
実施例にも適用できる。

【００７４】

【発明の効果】以上説明したように本発明の挿入状態検
出装置によれば、湾曲操作や内視鏡の挿入操作によって
生じるストレスが加わっても、内視鏡の挿入形状を正確
に導出できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１ないし図４は第１実施例に係り、図１は内
視鏡の挿入状態検出装置の全体的な構成図。

【図２】図２は内視鏡先端にコイルを固定した状態を示
す断面図。

【図３】図３はコイルの斜視図。

【図４】図４は湾曲駒へのコイルの固定を示す構成図。

【図５】図５は第２実施例に係る内視鏡の挿入状態検出
部の構成図。

【図６】図６は座標位置の説明図。

【図７】図７は検出装置の概略ブロック図。

【図８】図８は挿入状態検出に関する全体的な手順を示
すフローチャート。

【図９】図９は座標位置検出に関するフローチャート。

【図１０】図１０は座標位置補正に関するフローチャー
ト。

【図１１】図１１は第３実施例に係るイメージングプロ
ーブの構成図。

【図１２】図１２及び図１３は第３実施例の変形例に係
り、図１２は内視鏡挿入部内に設置されたイメージング
プローブの概略構成図。

【図１３】図１３は湾曲部の湾曲状態とコイルの長さと
の関係を示す説明図。

【符号の説明】

１…内視鏡 ４…挿入部 ４ａ…先端部 ２１…溝 ２２…突起 １０…コイル ２４…コア ２５…銅線 ２６…嵌合孔 １３…受信器 １４…アンテナ １５…発振器 １７…信号処理部

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−295530（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−8342（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−295529（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A61B 1/00 - 1/32 G02B 23/24 実用ファイル（ＰＡＴＯＬＩＳ) 特許ファイル（ＰＡＴＯＬＩＳ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内視鏡の挿入状態を検出するために、高
   周波信号を受けて電磁波を放射する磁界発生手段と、 前記電磁波を受信しその受信電磁波の磁界情報を検出す
   る磁界検出手段と、 前記磁界検出手段が検出した検出信号を基に、前記内視
   鏡の位置を求め、挿入部の挿入状態を検出する挿入状態
   検出手段と、 前記磁界検出手段により検出された検出信号を伝達する
   か、あるいは前記磁界発生手段に供給する高周波信号を
   伝達するか、いずれか一方を前記挿入状態検出手段へ伝
   達するための伝達手段と、を具備しており、 前記磁界検出手段または前記磁界発生手段のいずれか一
   方を複数個、前記内視鏡の挿入部に配置すると共に、前
   記挿入部の先端に配置される前記磁界検出手段または前
   記磁界発生手段のいずれか一方を前記挿入部の先端構成
   部材の後端に固定することを特徴とする内視鏡挿入状態
   検出装置。