JP3931177B2 - 内視鏡装置と内視鏡の挿入部形状検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、管腔内に挿入される挿入部の形状を検出する挿入部形状検出手段を備えた内視鏡装置と内視鏡の挿入部形状検出装置に関する。

一般に、内視鏡には管腔内に挿入される細長い挿入部の基端部に手元側の操作部が配設されている。また、挿入部の先端部には湾曲変形可能な湾曲部が配設されている。さらに、操作部には湾曲部を湾曲操作する湾曲ノブなどの湾曲操作部が配設されている。

ところで、内視鏡の挿入部には柔軟な細長い可撓管部の先端部に湾曲部を介して先端構成部が配設されている。この先端構成部には照明光学系や、観察光学系などが組み込まれている。そして、内視鏡の挿入部が管腔内に挿入される場合には管腔の形状に合わせて湾曲部を湾曲操作させながら挿入部を徐々に管腔内に押し込むことにより、管腔の形状に沿って内視鏡の可撓管部を変形させながら内視鏡の挿入部を管腔の深部まで挿入させるようになっている。この場合、内視鏡の挿入部が挿入される管腔内、例えば大腸や、小腸などの体腔内は複雑に曲がりくねっている。そのため、管腔内に挿入された内視鏡の挿入部の形状は挿入される管腔の形状に合わせて変形されているので、術者が管腔の深部まで挿入された内視鏡の挿入部の形状を知ることは容易ではない。

そこで、磁界を発生する磁界発生用コイルが内視鏡の挿入部の内部に軸方向に沿って複数並設された挿入部形状検出プローブが内蔵された内視鏡が例えば特許文献１に示されている。ここで、挿入部形状検出プローブには軸心位置に芯線が配設され、この芯線の周囲に複数のコイルが予め設定された間隔で接着等で固定されている。また、各コイルには信号線が接続されている。さらに、この形状検出プローブの外周部位には各コイルや、信号線の保護のための外装チューブが装着されている。そして、この内視鏡では各磁界発生用コイルから発生される磁界を検出して挿入部の形状を検出し、ここで検出された挿入部の形状を専用のモニタに表示する構成になっている。
特開平７−１１１９６９号公報

上記従来構成のものにあっては形状検知プローブの先端は、金属からなるスコープ先端構成部に固定されていた。先端構成部の金属は電気的に接地されているため、プローブの先端は接地電位で囲まれ、シールドされている。この為、プローブ先端の位置検知用電磁波出力はシールドにより弱められプローブ先端の位置検知性能が悪かった。

また、形状検出用プローブを内蔵した内視鏡は、プローブ内に配置された複数のコイルの位置を検出し、それを表示することで、挿入部の形状を表示していた。この方式だと、スコープ先端の位置と１番目のコイルの位置が異なる。更に、機種により、スコープ先端の位置と１番目のコイルの位置は異なるため、表示している形状の精度が悪い。

本発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的は、形状検知プローブのプローブ先端の位置検知性能を向上させることができる内視鏡装置と内視鏡の挿入部形状検出装置を提供することにある。

請求項１の発明は、管腔内に挿入される挿入部の基端部に手元側の操作部が配設され、前記挿入部の先端部に先端構成部および湾曲変形可能な湾曲部、前記操作部に前記湾曲部を湾曲操作する湾曲操作部が配設されるとともに、前記挿入部の形状を検出するための複数の磁界発生用のコイルを含み、前記複数の磁界発生用のコイルが前記挿入部の内部に軸方向に沿って配設された挿入部形状検出プローブが内蔵された内視鏡と、前記内視鏡の前記挿入部の形状を表示する表示手段と、前記挿入部形状検出プローブの前記各コイルの磁界作用によって前記挿入部の形状を検出して前記表示手段に表示する挿入部形状検出装置と、を備えた内視鏡装置において、前記挿入部形状検出プローブの最先端位置に配置される前記コイルと前記挿入部の先端面との間の距離を換算した先端形状の補正データを、前記挿入部形状検出プローブによって検出された前記挿入部の形状の検出データに加え、前記表示手段に表示する先端形状補正手段を前記挿入部形状検出装置に設けたことを特徴とする内視鏡装置である。
そして、本請求項１の発明では、挿入部形状検出プローブによる挿入部形状の検出時には挿入部形状検出装置の表示手段によって挿入部形状検出プローブからの検出データに基いて挿入部の形状を表示する。このとき、先端形状補正手段によって挿入部形状検出プローブにおける最先端位置の磁界発生用コイルと挿入部の先端面との間の距離を換算し、表示手段に表示される挿入部形状検出プローブからの検出データに挿入部の先端形状の補正データを加えて表示するようにしたものである。

請求項２の発明は、前記内視鏡は、前記補正データを記憶させたメモリが内蔵され、
前記挿入部形状検出装置は、前記メモリの前記補正データを読込むメモリ読込み回路を有する事を特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置である。
そして、本請求項２の発明では、内視鏡の挿入部における先端構成部の先端面との間の距離が機種により、異なる場合でも記憶させたその機種特有の先端形状の補正データを読み出すことができるようにしたものである。

請求項３の発明は、挿入部に湾曲部が設けられた内視鏡の挿入部の形状を検出するための挿入部形状検出プローブを有し、前記挿入部形状検出プローブは、前記挿入部の軸方向に沿って配設された複数の磁界発生用のコイルを有し、前記挿入部形状検出プローブの前記各コイルの磁界作用によって前記挿入部の形状を検出し、検出された前記挿入部の形状を表示手段に表示する内視鏡の挿入部形状検出装置であって、前記挿入部形状検出プローブの最先端位置に配置される前記コイルと前記挿入部の先端面との間の距離を換算した先端形状の補正データを、前記挿入部形状検出プローブによって検出された前記挿入部の形状の検出データに加えて前記表示手段に表示する先端形状補正手段を設けたことを特徴とする内視鏡の挿入部形状検出装置である。
そして、本請求項３の発明では、挿入部形状検出プローブによる挿入部形状の検出時には挿入部形状検出装置の表示手段によって挿入部形状検出プローブからの検出データに基いて挿入部の形状を表示する。このとき、先端形状補正手段によって挿入部形状検出プローブにおける最先端位置の磁界発生用コイルと挿入部の先端面との間の距離を換算し、表示手段に表示される挿入部形状検出プローブからの検出データに挿入部の先端形状の補正データを加えて表示するようにしたものである。

請求項４の発明は、請求項３に記載の内視鏡の挿入部形状検出装置において、前記先端形状補正手段は、前記内視鏡に記憶された前記補正データを読込むメモリ読込み回路を有することを特徴とする内視鏡の挿入部形状検出装置である。

そして、本請求項４の発明では、先端形状補正手段により内視鏡に記憶された先端形状の補正データを検出された挿入部の形状に加えて表示手段に表示するようにしたものである。

本発明によれば、内視鏡先端の位置が、より正確にモニターに表示できるので、検査中に内視鏡をどう扱えば良いかの判断が容易に正確にできるようになり、挿入性の向上が図れる。

以下、本発明の第１の実施の形態を図１乃至図４（Ａ），（Ｂ）を参照して説明する。図１は本実施の形態の内視鏡装置１のシステム全体の概略構成を示すものである。本実施の形態の内視鏡装置１には内視鏡２と、光源装置３と、内視鏡像を表示する第１のモニター４と、内視鏡２の形状を表示する第２のモニター５とが設けられている。

また、本実施の形態の内視鏡２には管腔内に挿入される細長い挿入部６の基端部に手元側の操作部７が配設されている。ここで、挿入部６には細長い可撓管部８の先端部に湾曲変形可能な湾曲部９が配設されている。さらに、この湾曲部９の先端部には硬質な先端構成部１０が連結されている。この先端構成部１０には照明光学系であるライトガイドファイバ２４（図４参照）や、観察光学系３７（図３参照）の対物レンズ３８や、ＣＣＤ３９などの撮像手段の他、図示しない送気送水ノズルや、処置具挿通チャンネル２７（図４参照）などが組み込まれている。

また、内視鏡２の手元側の操作部７には湾曲部９を湾曲操作する図示しない湾曲ノブ等の湾曲操作部が配設されているとともに、ユニバーサルコード１１の一端部が連結されている。このユニバーサルコード１１の他端部にはコネクタ１２が取付けられている。そして、このコネクタ１２は光源装置３に着脱可能に連結されるようになっている。

さらに、コネクタ１２には２本の接続ケーブル１３、１４の各一端部が連結されている。ここで、一方の接続ケーブル１３は例えばカメラコントロールユニット（ＣＣＵ）などの制御装置１５に接続されている。この制御装置１５には第１のモニター４が接続されている。

また、他方の接続ケーブル１４は内視鏡２の挿入部６の形状を検出する形状検出用制御装置（挿入部形状検出手段）１６に接続されている。この形状検出用制御装置１６にはアンテナ１７と、第２のモニター５とが接続されている。

また、図２（Ａ）は内視鏡２の湾曲部９の内部構成を示すものである。本実施の形態の湾曲部９には複数の環状の湾曲駒１８が挿入部６の軸方向に並設された湾曲駒群１９が配設されている。ここで、各湾曲駒１８の前端部には２つの前端側突起部１８ａが前向きに突設されている。これら２つの前端側突起部１８ａは各湾曲駒１８のリングの周方向に１８０°離れた位置に配置されている。

さらに、各湾曲駒１８の後端部には２つの後端側突起部１８ｂが後向きに突設されている。これら２つの後端側突起部１８ｂは各湾曲駒１８のリングの周方向に１８０°離れた位置に配置されている。なお、各湾曲駒１８の２つの前端側突起部１８ａと、２つの後端側突起部１８ｂとは互いに９０°離れた位置に配置されている。

そして、前後に隣接する２つの湾曲駒１８における前側の湾曲駒１８の２つの後端側突起部１８ｂと、後ろ側の湾曲駒１８の２つの前端側突起部１８ａとが重ね合わされた重合部分に回動ピン２０が回動自在に連結されている。

さらに、本実施の形態の湾曲部９には図２（Ａ）に示すように前後に隣接する２つの湾曲駒１８の端縁部間に回動ピン２０による回動連結部の両側に略Ｖ字状の間隙部２１が形成されている。

また、湾曲駒群１９の最先端位置に配置された最先端湾曲駒１８Ａには２つの前端側突起部１８ａが突設されていない。そして、この最先端湾曲駒１８Ａは先端構成部１０の後端部に例えば接着や、螺子、半田や、溶接、圧入等の固定手段にて固定されている。さらに、湾曲駒群１９の最後端位置に配置された最後端湾曲駒１８Ｂには２つの後端側突起部１８ｂが突設されていない。そして、この最後端湾曲駒１８Ｂは可撓管部８の先端部に同様に、例えば接着や、螺子、半田や、溶接、圧入等の固定手段にて固定されている。

また、湾曲部９の外周面には屈曲自在な軟性のチューブ体２２が配設されている。そして、湾曲部９の湾曲駒群１９の外側はこのチューブ体２２によって被覆されている。

さらに、湾曲部９の最先端湾曲駒１８Ａには複数、本実施の形態では図４に示すように４本のアングルワイヤ２３（上下方向湾曲操作用の２本のアングルワイヤ２３ａ１，２３ａ２および左右方向湾曲操作用の２本のアングルワイヤ２３ｂ１，２３ｂ２）の先端部が固定されている。これらのアングルワイヤ２３の基端部は手元側の操作部７側に延出されている。この操作部７には操作ノブの操作にともない各アングルワイヤ２３を牽引操作する図示しない湾曲操作機構が設けられている。

そして、内視鏡２の湾曲部９の湾曲時には操作ノブの操作によって湾曲操作機構を介していずれかの１本、或いは２本のアングルワイヤ２３が牽引操作される。このとき、内視鏡２の湾曲部９は操作部７の湾曲ノブなどの湾曲操作部の操作によって図２（Ａ）に示すように略直線状に延伸された基準形状から図１に示すように上下方向、或いは左右方向に略円弧形状に湾曲された各湾曲形状にそれぞれ湾曲されるようになっている。

また、内視鏡２の湾曲部９が湾曲されていない状態、すなわち湾曲部９全体が略直線状に延伸された基準形状で保持されている場合には各湾曲駒１８の端縁部間のＶ字状の間隙部２１は上下左右の４方向の各アングルワイヤ２３の全ての方向で等間隔で保持されている。そして、湾曲部９の湾曲時には牽引操作されるアングルワイヤ２３によって最先端湾曲駒１８Ａが手元側に引張られる操作にともない牽引操作されるアングルワイヤ２３の方向の各湾曲駒１８の端縁部間のＶ字状の間隙部２１が狭まる状態、反対側の間隙部２１は広がる状態に各湾曲駒１８がそれぞれ回動ピン２０を中心に回動される。これによって、湾曲部９全体が略円弧形状に湾曲操作される。さらに、この湾曲部９の湾曲操作時には湾曲部９は略直線状に延伸された基準形状と、円弧形状に湾曲された湾曲部９の最大湾曲形状との間の任意の湾曲形状に湾曲されるようになっている。なお、湾曲部９の最大湾曲時には各湾曲駒１８の端縁部間のＶ字状の間隙部２１が狭まり、この間隙部２１の前後の湾曲駒１８の端縁部間どうしが当接されるようになっている。

また、内視鏡２の挿入部６内には図４に示すように上下左右の各方向の４本のアングルワイヤ２３ａ１，２３ａ２、２３ｂ１，２３ｂ２と、２つのライトガイドファイバ２４と、ＣＣＤ３９などの撮像手段の画像信号伝送ケーブル２５と、送気送水チャンネル２６と、処置具挿通チャンネル２７などの各内蔵物とともに、この挿入部６の形状検出用の形状検出プローブ２８が組み込まれている。ここで、２つのライトガイドファイバ２４の先端部は先端構成部１０に配設された２つの照明用窓部の内面側に対向配置され、基端部側は操作部７内およびユニバーサルコード１１内を経てコネクタ１２内に延設されている。そして、光源装置３からの照明光がコネクタ１２を介してライトガイドファイバ２４に入射されるようになっている。さらに、このライトガイドファイバ２４から伝達される照明光は照明用窓部によって外部に拡大出射されるようになっている。

また、画像信号伝送ケーブル２５の基端部側は操作部７内からユニバーサルコード１１内、コネクタ１２内および接続ケーブル１３を経て制御装置１５に接続されている。そして、内視鏡観察時には視野範囲内の観察像が図３に示すように観察窓４０から対物レンズ３８へ伝達され、この対物レンズ３８によってＣＣＤ３９などの撮像手段に観察像が結像されるようになっている。さらに、この観察像はＣＣＤ３９などの撮像手段によって電気信号に変換されたのち、画像信号伝送ケーブル２５により接続ケーブル１３のＣＣＤコネクタ１３ａを介して制御装置１５側に伝送されるようになっている。

また、送気送水チャンネル２６の先端部は先端構成部１０に配設された図示しない送気送水ノズルに連結され、基端部側は操作部７内およびユニバーサルコード１１内を経てコネクタ１２内に延設されている。さらに、処置具挿通チャンネル２７の先端部は先端構成部１０に配設された処置具挿通チャンネル２７の図示しない先端開口部に連結され、基端部側は操作部７に配設された処置具挿入部に連結されている。

また、本実施の形態の形状検出プローブ２８は内視鏡２の挿入部６の内部に略全長に亙り配設されている。図２（Ｂ）は本実施の形態の形状検出プローブ２８の内部構成を示すものである。図２（Ｂ）に示す通り、この形状検出プローブ２８には軸心位置に芯線２９が配設されている。この芯線２９の先端部には先端部材３０ａ、後端部には後端部材３０ｂがそれぞれ固定されている。

また、芯線２９の周囲には磁界を発生する複数の磁界発生用コイル３１が予め設定された間隔で接着等で固定されている。ここで、形状検出プローブ２８の複数のコイル３１は例えば内視鏡２の挿入部６の略全長に亙り略均等な間隔で配置されている。

また、各コイル３１にはそれぞれ２本の信号線３２が接続されている。さらに、この形状検出プローブ２８の外周部位には各コイル３１や、信号線３２の保護のための外装チューブ３３が装着されている。この外装チューブ３３は例えばシリコンゴムなどの弾性チューブによって形成されている。なお、外装チューブ３３の中には芯線２９、コイル３１、信号線３２などの内蔵物間の隙間にはシリコンと溶剤とを混合させた充填剤４２が充填されている。

また、形状検出プローブ２８の先端部は図３に示すように先端構成部１０の本体３４に固定されている。ここで、先端構成部本体３４は形状検出プローブ２８のコイル３１からの磁界の出力を弱めることが無い非金属材料、例えばプラスチック材料によって形成されている。

この先端構成部本体３４の後端面には略円形穴によって形成される形状検出プローブ取付け穴３５が形成されている。そして、この先端構成部本体３４の形状検出プローブ取付け穴３５に形状検出プローブ２８の先端部材３０ａが挿入された状態で固定ねじ４３によって固定されている。なお、先端構成部１０には先端構成部本体３４の外表面全体を覆う先端カバー３６が装着されている。

また、本実施の形態では湾曲部９には図２（Ａ）に示すように形状検出プローブ２８の先端側の３つの磁界発生用コイル３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃが配設されている。ここで、最先端位置の１番目のコイル３１Ａは湾曲部９の最先端位置に配置された最先端湾曲駒１８Ａ、また、３番目のコイル３１Ｃは湾曲部９の最後端位置に配置された最後端湾曲駒１８Ｂとそれぞれ対応する位置に配置されている。さらに、２番目のコイル３１Ｂは湾曲部９の最先端湾曲駒１８Ａと最後端湾曲駒１８Ｃとの間の中間位置（略中央位置）に配置されている。

そして、本実施の形態の内視鏡２では形状検出プローブ２８の各磁界発生用コイル３１から発生される磁界がアンテナ１７によって検出されるようになっている。さらに、このアンテナ１７からの出力信号は形状検出用制御装置１６に入力されて挿入部６の形状を検出し、ここで検出された挿入部６の形状を専用の第２のモニター５に表示する構成になっている。このとき、第２のモニター５の画面には形状検出プローブ２８の複数の磁界発生用コイル３１から発生される磁界にもとづいて各コイル３１の検出位置が点で表示される。そして、各コイル３１の検出位置の点を結ぶことにより、第２のモニター５の画面に挿入部６の形状を擬似的に表示するようになっている。

次に、上記構成の作用について説明する。本実施の形態の内視鏡２の使用時にはこの内視鏡２の挿入部６が工業用管路や、体腔内などの内視鏡検査対象の管腔内に挿入される。この内視鏡２の挿入部６の挿入作業時には挿入管路の形状に応じて操作部７の操作ノブが操作される。このとき、操作部７の操作ノブの操作によっていずれかの１本、或いは２本のアングルワイヤ２３が牽引操作され、このアングルワイヤ２３を介して湾曲部９の湾曲動作が行われる。

ここで、内視鏡２の先端構成部１０を例えば体腔内の屈曲部を通過して大腸の深部に挿入したり、或いは内視鏡２の先端構成部１０を工業用管路の深部に挿入していく場合には挿入管路の形状に応じて湾曲部９が湾曲された状態で挿入部６がさらに挿入される。この挿入部６の挿入動作にともない挿入管路の形状に応じて可撓管部８が変形される。

また、本実施の形態では内視鏡２の挿入部６の挿入作業中、形状検出プローブ２８の各磁界発生用コイル３１から発生される磁界がアンテナ１７によって検出される。このアンテナ１７からの出力信号は形状検出用制御装置１６に入力されて挿入部６の形状を検出し、ここで検出された挿入部６の形状が専用の第２のモニター５に表示される。このとき、第２のモニター５の画面には形状検出プローブ２８の複数の磁界発生用コイル３１から発生される磁界にもとづいて各コイル３１の検出位置が点で表示される。そして、各コイル３１の検出位置の点を結ぶことにより、第２のモニター５の画面に挿入部６の全体形状が擬似的に表示される。

また、本実施の形態では内視鏡２の湾曲部９の湾曲形状は形状検出プローブ２８の先端側の３つの磁界発生用コイル３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃから発生される磁界をアンテナ１７によって検出することにより、検出される。このとき、第２のモニター５の画面に３つのコイル３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃの検出位置が点で表示され、３つのコイル３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃの検出位置の点を結ぶことにより、第２のモニター５の画面に湾曲部９の形状が擬似的に表示される。

そこで、上記構成のものにあっては次の効果を奏する。すなわち、本実施の形態では内視鏡２の湾曲部９に形状検出プローブ２８の先端側の３つの磁界発生用コイル３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃを配設し、最先端位置の１番目のコイル３１Ａを湾曲部９の最先端湾曲駒１８Ａ、また、３番目のコイル３１Ｃを湾曲部９の最後端湾曲駒１８Ｂとそれぞれ対応する位置に配置するとともに、２番目のコイル３１Ｂを湾曲部９の最先端湾曲駒１８Ａと最後端湾曲駒１８Ｃとの間の中間位置（略中央位置）に配置したものである。そして、湾曲部９の湾曲操作時には形状検出プローブ２８の１番目のコイル３１Ａによって湾曲部９の最先端湾曲駒１８Ａの位置、３番目のコイル３１Ｃによって湾曲部９の最後端湾曲駒１８Ｂの位置がそれぞれ検出され、２番目のコイル３１Ｂによって湾曲部９の前後の両端部間の中間位置が検出される。そのため、ここで検出された３つの検出点間を滑らかに結ぶことにより、湾曲部９の湾曲形状が略正確に検出されるので、形状検知プローブ２８のコイル３１の数を格別に多くすることなく、湾曲部９の形状検知精度を効率よく向上させることができる。

さらに、本実施の形態では湾曲部９に配置される形状検知プローブ２８のコイル３１の数を格別に多くする必要がないので、形状検知プローブ２８が高価になることを防止して、内視鏡装置１のシステム全体のコスト低下を図ることができる。

また、本実施の形態では形状検出プローブ２８のコイル３１からの磁界の出力を弱めることが無い非金属材料、例えばプラスチック材料によって内視鏡２の先端構成部本体３４を形成したので、形状検知プローブ２８が固定されている内視鏡２の先端構成部１０が接地電位とならない。そのため、プローブ２８の先端を接地電位でシールドすることが無く、形状検出プローブ２８の１番目のコイル３１Ａからの電磁波出力を弱めることが無いので、形状検出プローブ２８の先端の電磁波出力性能が向上し、性能の良い形状検知プローブ２８が得られる。

また、図５は本発明の第２の実施の形態を示すものである。本実施の形態は第１の実施の形態（図１乃至図４（Ａ），（Ｂ）参照）の湾曲部９に配設された形状検出プローブ２８の構成を次の通り変更したものである。なお、これ以外の部分は第１の実施の形態と同一構成になっており、第１の実施の形態と同一部分には同一の符号を付してここではその説明を省略する。

すなわち、第１の実施の形態では湾曲部９に３つの磁界発生用コイル３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃを配設した構成を示したが、本実施の形態では湾曲部９に４つの磁界発生用コイルを配設したものである。ここで、本実施の形態の最先端位置の１番目のコイル３１Ａは湾曲部９の最先端湾曲駒１８Ａ、４番目のコイル３１Ｃは湾曲部９の最後端湾曲駒１８Ｂとそれぞれ対応する位置に配置されている。そして、残りの２つのコイル３１Ｂ１，３１Ｂ２は湾曲部９の最先端湾曲駒１８Ａと最後端湾曲駒１８Ｂとの間の中間位置に適宜、分散配置されている。

そこで、本実施の形態では、湾曲部９の最先端湾曲駒１８Ａと最後端湾曲駒１８Ｂとの間の中間部分のように湾曲部９の湾曲時の変形量が大きい部分に２つのコイル３１Ｂ１，３１Ｂ２を配置したものである。そのため、２つのコイル３１Ｂ１，３１Ｂ２のうちの一方のコイル３１Ｂ１（または３１Ｂ２）が故障した場合には他方のコイル３１Ｂ２（または３１Ｂ１）と前後のコイル３１Ａ，３１Ｃの合計３つのコイル３１Ａ，３１Ｂ２（または３１Ｂ１），３１Ｃの検出位置の点を結ぶことにより、第２のモニター５の画面に湾曲部９の形状を擬似的に表示させることができるので、形状検出プローブ２８の耐久性を高めることが出来る。

また、図６および図７は本実施の形態の第３の実施の形態を示すものである。本実施の形態では第１の実施の形態（図１乃至図４（Ａ），（Ｂ）参照）の内視鏡２の一部、例えばコネクタ１２に図７に示すスコープメモリ５１が内蔵されている。このメモリ５１には図６に示すように内視鏡２に組込まれた挿入部形状検出プローブ２８における最先端位置の磁界発生用コイル３１と、内視鏡２の挿入部６における先端構成部１０の先端面との間の距離Ｌを換算した先端形状の補正データが記憶されている。

また、形状検出用制御装置１６には、メモリ読込み回路５２と、システム制御回路（先端形状補正手段）５３と、画像生成回路５４とが設けられている。ここで、メモリ読込み回路５２には内視鏡２のスコープメモリ５１が接続されている。さらに、画像生成回路５４には第２のモニター５が接続されている。

そして、内視鏡２の使用時には形状検出用制御装置１６では挿入部形状検出プローブ２８からの検出データに基いて挿入部６の形状を示す画像信号が形成される。このとき、挿入部形状検出プローブ２８における最先端位置の磁界発生用コイル３１と、内視鏡２の挿入部６における先端構成部１０の先端面との間の距離Ｌを換算した先端形状の補正データが内視鏡２のスコープメモリ５１から形状検出用制御装置１６のメモリ読込み回路５２に送られる。さらに、このメモリ読込み回路５２からの出力信号はシステム制御回路５３に入力される。そして、このシステム制御回路５３からは挿入部形状検出プローブ２８からの検出データに挿入部６の先端形状の補正データを加えた制御信号が出力され、画像生成回路５４に入力される。さらに、この画像生成回路５４からは挿入部形状検出プローブ２８からの検出データに挿入部６の先端形状の補正データを加えた画像信号が出力され、第２のモニター５に入力される。これにより、第２のモニター５には挿入部形状検出プローブ２８からの検出データ（挿入部６の形状データ）に挿入部６の先端形状の補正データを加えた形状の挿入部６の画像が表示される。

そこで、上記構成のものにあっては次の効果を奏する。すなわち、本実施の形態では内視鏡２のコネクタ１２にスコープメモリ５１を内蔵させ、内視鏡２に組込まれた挿入部形状検出プローブ２８における最先端位置の磁界発生用コイル３１と、内視鏡２の挿入部６における先端構成部１０の先端面との間の距離Ｌを換算した先端形状の補正データをこのメモリ５１に記憶させるとともに、形状検出用制御装置１６にメモリ読込み回路５２と、システム制御回路５３と、画像生成回路５４とを設け、第２のモニター５に挿入部形状検出プローブ２８からの検出データ（挿入部６の形状データ）に挿入部６の先端形状の補正データを加えた形状の挿入部６の画像を表示させるようにしたものである。そのため、内視鏡２に組込まれた挿入部形状検出プローブ２８における最先端位置の磁界発生用コイル３１の位置と、内視鏡２の挿入部６における先端構成部１０の先端面の位置とが異なる場合でも挿入部形状検出プローブ２８における最先端位置の磁界発生用コイル３１の位置と、内視鏡２の挿入部６における先端構成部１０の先端面の位置とを合わせた状態で第２のモニター５に挿入部６の形状を表示させることができるので、第２のモニター５に表示している内視鏡２の挿入部６の形状の精度を高め、内視鏡２の挿入性を高めることができる。

また、内視鏡２のコネクタ１２にスコープメモリ５１を内蔵させ、内視鏡２に組込まれた挿入部形状検出プローブ２８における最先端位置の磁界発生用コイル３１と、内視鏡２の挿入部６における先端構成部１０の先端面との間の距離Ｌを換算した先端形状の補正データをこのメモリ５１に記憶させるようにしたので、内視鏡２の機種毎にその機種特有の先端形状の補正データ（各機種で換算する距離の情報）をそれぞれのメモリ５１に保有させることができる。そのため、内視鏡２に組込まれた挿入部形状検出プローブ２８における最先端位置の磁界発生用コイル３１と、内視鏡２の挿入部６における先端構成部１０の先端面との間の距離Ｌが機種により、異なる場合でもメモリ５１からその機種特有の先端形状の補正データを読み出すことができるので、異なる機種の内視鏡２を使用した場合でも内視鏡２の挿入部６における先端構成部１０の先端面の位置を正確に第２のモニター５に表示できる。その結果、第２のモニター５に表示される内視鏡２の挿入部６の形状を高精度化することができるので、検査中に内視鏡２をどう扱えば良いかの判断が容易に正確にでき、挿入性向上および安全性向上を図ることができる。

また、図８（Ａ），（Ｂ）は本発明の第４の実施の形態を示すものである。本実施の形態は挿入部形状検出プローブ２８内の各コイル３１の周囲をほぼ筒状の薄肉の金属部材６１で均一に被覆する構成にしたものである。ここで、湾曲部９に配置された形状検出プローブ２８内の各コイル３１の周囲には湾曲駒１８が配置されている。そして、本実施の形態では湾曲部９に配置された形状検出プローブ２８内の各コイル３１の周囲の湾曲駒１８を薄肉の金属部材６１で均一に形成することにより、図８（Ｂ）に示すように各コイル３１の周囲をほぼ筒状の薄肉の金属部材６１で均一に被覆するようにしている。

また、可撓管部８には最も内周面側に薄板の金属帯を螺旋状に巻回させて形成された螺旋管（フレックス）６２が配設され、このフレックス６２の外周面には金属、または樹脂製の網管であるブレード６３が装着され、さらに、このブレード６３の外周面には可撓性を備えたプラスチック材料によって形成された樹脂チューブ６４が装着されている。さらに、この可撓管部８に配置された形状検出プローブ２８内の各コイル３１の周囲にはフレックス６２や、ブレード６３などの金属部材が被覆されている。そして、本実施の形態では可撓管部８に配置された形状検出プローブ２８内の各コイル３１の周囲のフレックス６１や、ブレード６２などの金属部材を薄肉の金属部材で均一に形成することにより、各コイル３１の周囲をほぼ筒状の薄肉の金属部材で均一に被覆するようにしている。

そこで、本実施の形態では湾曲部９に配置された形状検出プローブ２８内の各コイル３１の周囲の湾曲駒１８を薄肉の金属部材６１で均一に形成するとともに、可撓管部８に配置された形状検出プローブ２８内の各コイル３１の周囲のフレックス６１や、ブレード６２などの金属部材を同様に薄肉の金属部材で均一に形成したので、図８（Ｂ）に示すように各コイル３１の周囲をほぼ筒状の薄肉の金属部材６１で均一に被覆することができる。そのため、各コイル３１から発生する磁界を各コイル３１全体から均一に放射させることができるので、例えば図８（Ｃ）に示すように各コイル３１の周囲に金属部材６１とプラスチック材料部品６５とが混在した状態で配置されている場合のように各コイル３１から発生する磁界が不均一に放射されるおそれがない。その結果、本実施の形態では形状検出プローブ２８による検出精度が向上するので、内視鏡２の挿入性向上および安全性向上を図ることができる。

また、図９は本発明の第５の実施の形態を示すものである。本実施の形態は第１の実施の形態（図１乃至図４（Ａ），（Ｂ）参照）の内視鏡２における先端構成部１０の構成を次の通り変更したものである。

すなわち、本実施の形態では先端構成部１０の先端構成部本体３４に形状検出プローブ取付け穴３５の先端部を先端構成部本体３４の先端面まで貫通させた貫通孔７１を設けるとともに、先端カバー３６にこの先端構成部本体３４の貫通孔７１に連通する連通孔７２を設け、挿入部形状検出プローブ２８の先端を先端構成部本体３４の貫通孔７１から先端カバー３６の連通孔７２まで延設させることにより、挿入部形状検出プローブ２８の先端を内視鏡２の先端構成部１０の先端面と同じ位置になるように配置したものである。

そして、挿入部形状検出プローブ２８の断線等により、挿入部形状検出プローブ２８を交換する場合には固定ねじ４３を緩めた状態で、挿入部形状検出プローブ２８を先端側から操作部７側に押し戻し、操作部７側から挿入部形状検出プローブ２８を引き抜くことにより、挿入部形状検出プローブ２８を内視鏡２から取外すようになっている。

また、挿入部形状検出プローブ２８を引き抜く際に、挿入部形状検出プローブ２８の先端部にワイヤーなどのガイド部材を取付ける構成にしてもよい。この場合には操作部７側から挿入部形状検出プローブ２８を引き抜く作業時に、ワイヤーなどのガイド部材を内視鏡２の挿入部６内に引き込むことができる。そして、このガイド部材に交換する挿入部形状検出プローブ２８の先端を取付けた状態で、ガイド部材を先端側に引き上げることにより、交換する挿入部形状検出プローブ２８を内視鏡２の挿入部６内に引き込む。さらに、この挿入部形状検出プローブ２８の先端を先端構成部本体３４の貫通孔７１から先端カバー３６の連通孔７２まで延設させ、挿入部形状検出プローブ２８の先端を内視鏡２の先端構成部１０の先端面と同じ位置になるように配置した状態で固定ねじ４３を締め付けることによって交換する挿入部形状検出プローブ２８を再び内視鏡２の挿入部６に組込むことができる。

そこで、上記構成のものにあっては次の効果を奏する。すなわち、本実施の形態では挿入部形状検出プローブ２８の先端を内視鏡２の先端構成部１０の先端面と同じ位置になるように配置したので、形状検出プローブ２８の交換時には固定ねじ４３を緩めた状態で、形状検出プローブ２８を先端側から後方側に押出すことができる。そのため、第１の実施の形態のように先端構成部１０の先端構成部本体３４に形成された突き当て穴である形状検出プローブ取付け穴３５に形状検出プローブ２８の先端部を挿入し、この形状検出プローブ２８の先端部を形状検出プローブ取付け穴３５に突き当てた状態で固定していた場合のように形状検出プローブ２８を交換する際に内視鏡２の挿入部６全体を分解したり、形状検出プローブ２８を操作部７側より引き抜いたりする面倒な作業を行う必要がない。したがって、本実施の形態では、第１の実施の形態に比べて形状検出プローブ２８を容易に交換することができるので、形状検出プローブ２８を組込んだ内視鏡２の修理性を向上させることができる。

また、図１０は本発明の第６の実施の形態を示すものである。本実施の形態は第５の実施の形態（図９参照）の内視鏡２における先端構成部１０の構成を次の通り変更したものである。

すなわち、本実施の形態では先端構成部１０の先端構成部本体３４に形状検出プローブ取付け穴３５の先端部を先端構成部本体３４の先端面まで貫通させた貫通孔７１を設け、先端カバー３６の連通孔７２を省略したものである。そして、挿入部形状検出プローブ２８の先端を先端構成部本体３４の貫通孔７１の先端部まで延設させ、先端カバー３６に突き当てた状態で固定することにより、挿入部形状検出プローブ２８の先端を内視鏡２の先端構成部１０の先端構成部本体３４の先端面と同じ位置になるように配置したものである。

そして、挿入部形状検出プローブ２８の断線等により、挿入部形状検出プローブ２８を交換する場合にはまず、先端カバー３６を取外し、形状検出プローブ２８の先端部を露出させる。この状態で、固定ねじ４３を緩め、挿入部形状検出プローブ２８を先端側から操作部７側に押し戻し、操作部７側から挿入部形状検出プローブ２８を引き抜くことにより、挿入部形状検出プローブ２８を内視鏡２から取外すようになっている。

また、挿入部形状検出プローブ２８を引き抜く際に、挿入部形状検出プローブ２８の先端部にワイヤーなどのガイド部材を取付ける構成にしてもよい。この場合には操作部７側から挿入部形状検出プローブ２８を引き抜く作業時に、ワイヤーなどのガイド部材を内視鏡２の挿入部６内に引き込むことができる。そして、このガイド部材に交換する挿入部形状検出プローブ２８の先端を取付けた状態で、ガイド部材を先端側に引き上げることにより、交換する挿入部形状検出プローブ２８を内視鏡２の挿入部６内に引き込む。さらに、この挿入部形状検出プローブ２８の先端を先端構成部本体３４の貫通孔７１から先端カバー３６の連通孔７２まで延設させ、挿入部形状検出プローブ２８の先端を内視鏡２の先端構成部本体３４の先端面と同じ位置になるように配置した状態で固定ねじ４３を締め付ける。続いて、この状態で、先端構成部本体３４に先端カバー３６を取付けることによって交換する挿入部形状検出プローブ２８を再び内視鏡２の挿入部６に組込むことができる。

そこで、本実施の形態では挿入部形状検出プローブ２８の先端を先端構成部本体３４の貫通孔７１の先端部まで延設させ、先端カバー３６に突き当てた状態で固定したので、形状検出プローブ２８の交換時には先端カバー３６を取外し、形状検出プローブ２８の先端部を露出させた状態で、固定ねじ４３を緩め、形状検出プローブ２８を先端側から後方側に押出すことができる。そのため、第１の実施の形態のように先端構成部１０の先端構成部本体３４に形成された突き当て穴である形状検出プローブ取付け穴３５に形状検出プローブ２８の先端部を挿入し、この形状検出プローブ２８の先端部を形状検出プローブ取付け穴３５に突き当てた状態で固定していた場合のように形状検出プローブ２８を交換する際に内視鏡２の挿入部６全体を分解したり、形状検出プローブ２８を操作部７側より引き抜いたりする面倒な作業を行う必要がない。したがって、本実施の形態でも第５の実施の形態と同様に、第１の実施の形態に比べて形状検出プローブ２８を容易に交換することができるので、形状検出プローブ２８を組込んだ内視鏡２の修理性を向上させることができる。

さらに、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施できることは勿論である。
次に、本出願の他の特徴的な技術事項を下記の通り付記する。
記
（付記項１） 挿入部内に挿入部形状検出プローブを内蔵する内視鏡において、挿入部形状検出プローブのコイルを湾曲部の両端近傍とその間に設けたことを特徴とする内視鏡。

（付記項１の従来技術） 例えば特許文献１特開平７−１１１９６９号公報には挿入部形状検出プローブを内蔵した内視鏡が示されている。

（付記項１が解決しようとする課題） コイルの位置が適切でないと、湾曲部形状が正確に表示されなかった。

（付記項１の目的） 湾曲部形状検知精度向上。

（付記項１の課題を解決するための手段および作用） プローブのコイルを少なくとも湾曲部両端近傍とその間に設けた。

（付記項１の効果） 少なくとも湾曲部端の位置が正確に出るため、コイル間の形状を補正してやることで、湾曲部形状が精度よく表示できる。第１ピン、最終ピン近傍は小さなＲで曲がらないため、プローブが破損しにくい。

（付記項２） 挿入部内に挿入部形状検出プローブを内蔵する内視鏡において、内視鏡の先端構成部材を非金属材料としたことを特徴とする内視鏡。

（付記項２が解決しようとする課題） 従来、形状検知プローブの先端は、金属からなるスコープ先端構成部に固定されていた。先端構成部の金属は電気的に接地されているため、プローブの先端は接地電位で囲まれ、シールドされている。この為、プローブ先端の位置検知用電磁波出力はシールドにより弱められプローブ先端の位置検知性能が悪かった。

（付記項２の目的） 形状検知プローブの電磁波出力の向上。

（付記項２の課題を解決するための手段および作用） 本発明は、スコープの先端部材を非金属にすることにより、プローブ先端を接地電位でシールドすることが無く、電磁波出力を弱めることが無い為、プローブ先端の電磁波出力性能を向上することができる。

（付記項２の効果） 形状検知プローブが固定されている内視鏡の先端構成部が接地電位とならないので、プローブ先端を接地電位でシールドすることが無く、電磁波出力を弱めることが無い為、プローブ先端の電磁波出力性能が向上し性能の良い形状検知プローブを備えた内視鏡を提供することが出来る。

（付記項３） 形状検出装置において、挿入部形状検出プローブを組込んだ内視鏡を使用するときに一番目のコイルと内視鏡先端の距離を換算してモニターに形状を表示したことを特徴とする内視鏡。

（付記項４） 付記項３の内視鏡において、換算する距離情報を内視鏡側で保有したことを特徴とする内視鏡。

（付記項３、４が解決しようとする課題） 形状検出用プローブを内蔵した内視鏡は、プローブ内に配置された複数のコイルの位置を検出し、それを表示することで、挿入部の形状を表示していた。この方式だと、スコープ先端の位置と１番目のコイルの位置が異なり、表示している形状の精度が悪く、内視鏡挿入に悪影響を与える。また、機種により、スコープ先端の位置と１番目のコイルの位置は異なる。

（付記項３、４の目的） 挿入性向上、安全性向上。

（付記項３、４の課題を解決するための手段および作用） 形状検出装置で、内視鏡挿入部を表示するとき、スコープ先端と１番目のコイルの距離を換算して内視鏡の先端と表示の先端をあわせた。また、各機種で換算する距離の情報はスコープ側で保有した。

（付記項３、４の効果） 内視鏡先端の位置が、より正確にモニターに表示できるので、検査中に内視鏡をどう扱えば良いかの判断が容易に正確にできる。挿入性向上、安全性向上。

（付記項５） 挿入部内に挿入部形状検出プローブを内蔵する内視鏡において、挿入部形状検出プローブ内の各コイルは薄肉のほぼ筒状の金属で均一に被覆したことを特徴とする内視鏡。

（付記項５が解決しようとする課題） 形状検出用のプローブを内蔵した内視鏡において、プローブ内のコイルは必ずしも薄肉の筒状のもので均一に覆われていなかった。このことは、コイルが発生する磁界に悪影響を及ぼし、結果的に挿入部の形状表示に悪影響をきたした。

（付記項５の目的） 挿入性向上、安全性向上。

（付記項５の課題を解決するための手段および作用） 各コイルは薄肉のほぼ筒状のもの（Ｅｘ．ブレード、湾曲駒）で均一に覆われる構造とした。

（付記項５の効果） コイルから発生する磁界が、不均一に放射することがないことで検出精度が向上する。挿入性向上、安全性向上。

（付記項６） 挿入部内に挿入部形状検出プローブを内蔵する内視鏡において、挿入部形状検出プローブの先端を内視鏡先端と同じ位置になるようにしたことを特徴とする内視鏡。

（付記項６が解決しようとする課題） 従来、形状検知プローブはその先端を内視鏡先端部に突き当て穴を設け、その穴にプローブ先端を固定していた。そのため、形状検知プローブを交換する時には内視鏡挿入部全体を分解したり、プローブを操作部側より引き抜いたりしなくてはならず、その修理性は非常に悪かった。

（付記項６の目的） 形状検知プローブを組込んだ内視鏡のリペア性向上させる。

（付記項６の課題を解決するための手段および作用） 本発明は、内視鏡先端部および先端カバー双方にプローブ取付け用の貫通穴を設け、プローブ先端とスコープ先端が同じ位置になるように配置し、プローブ交換時にはプローブを先端側より押出すことにより、プローブを容易に交換可能とした。

（付記項６の効果） 内視鏡に組込まれた形状検知プローブを容易に交換可能とすることができ、修理性の良い内視鏡を提供できる。

（付記項７） 挿入部内に挿入部形状検出プローブを内蔵する内視鏡において、挿入部形状検出プローブの先端を内視鏡先端構成部材と同じ位置になるようにしたことを特徴とする内視鏡。

（付記項７が解決しようとする課題） 従来、形状検知プローブはその先端を内視鏡先端部に突き当て穴を設け、その穴にプローブ先端を固定していた。そのため、形状検知プローブを交換する時には内視鏡挿入部全体を分解したり、プローブを操作部側より引き抜いたりしなくてはならず、その修理性は非常に悪かった。

（付記項７の目的） 形状検知プローブを組込んだ内視鏡のリペア性向上させる。

（付記項７の課題を解決するための手段および作用） 本発明は、内視鏡先端構成部材にプローブ取付け用の貫通穴を設け、プローブ先端と先端構成部材が同じ位置になるように配置し、プローブ交換時には先端カバーを取り除いた後、プローブを先端側より押出すことにより、プローブを容易に交換可能とした。

（付記項７の効果） 内視鏡に組込まれた形状検知プローブを容易に交換可能とすることができ、修理性の良い内視鏡を提供できる。

本発明の第１の実施の形態の内視鏡装置全体の概略構成図。 （Ａ）は第１の実施の形態の内視鏡における湾曲部の位置と湾曲部内に組込まれた形状検出プローブのコイルの配置状態との関係を示す関係図、（Ｂ）は第１の実施の形態の内視鏡における挿入部内に配置された形状検出プローブを示す側面図。 第１の実施の形態の内視鏡における形状検出プローブの先端部の固定状態を示す縦断面図。 図３のＩＶ−ＩＶ線断面図。 本発明の第２の実施の形態の内視鏡における湾曲部の位置と湾曲部内に組込まれた形状検出プローブのコイルの配置状態との関係を示す関係図。 本発明の第３の実施の形態の内視鏡における形状検出プローブの先端部の固定状態を示す縦断面図。 第３の実施の形態の内視鏡における形状検出プローブの先端形状補正手段を示す概略構成図。 （Ａ）は本発明の第４の実施の形態の内視鏡における挿入部の先端部分の概略構成を示す縦断面図、（Ｂ）は形状検出プローブのコイルの配置状態を説明するための要部の縦断面図、（Ｃ）は形状検出プローブのコイルの周囲に磁界への影響が異なる複数の構成部材が配設された状態を示す要部の縦断面図。 本発明の第５の実施の形態の内視鏡における形状検出プローブの先端部の固定状態を示す縦断面図。 本発明の第６の実施の形態の内視鏡における形状検出プローブの先端部の固定状態を示す縦断面図。

符号の説明

６…挿入部、２…内視鏡、９…湾曲部、１０…先端構成部、１６…形状検出用制御装置（挿入部形状検出手段）、２８…挿入部形状検出プローブ、３０ａ…先端部材、３１…磁界発生用コイル、３１Ａ…１番目の磁界発生用コイル、３４…先端構成部本体、３５…プローブ取付け穴（プローブ取付け部）。

Claims (4)

1. 管腔内に挿入される挿入部の基端部に手元側の操作部が配設され、前記挿入部の先端部に先端構成部および湾曲変形可能な湾曲部、前記操作部に前記湾曲部を湾曲操作する湾曲操作部が配設されるとともに、前記挿入部の形状を検出するための複数の磁界発生用のコイルを含み、前記複数の磁界発生用のコイルが前記挿入部の内部に軸方向に沿って配設された挿入部形状検出プローブが内蔵された内視鏡と、
   前記内視鏡の前記挿入部の形状を表示する表示手段と、
   前記挿入部形状検出プローブの前記各コイルの磁界作用によって前記挿入部の形状を検出して前記表示手段に表示する挿入部形状検出装置と、
   を備えた内視鏡装置において、
   前記挿入部形状検出プローブの最先端位置に配置される前記コイルと前記挿入部の先端面との間の距離を換算した先端形状の補正データを、前記挿入部形状検出プローブによって検出された前記挿入部の形状の検出データに加え、前記表示手段に表示する先端形状補正手段を前記挿入部形状検出装置に設けたことを特徴とする内視鏡装置。
2. 前記内視鏡は、前記補正データを記憶させたメモリが内蔵され、
   前記挿入部形状検出装置は、前記メモリの前記補正データを読込むメモリ読込み回路を有する事を特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
3. 挿入部に湾曲部が設けられた内視鏡の挿入部の形状を検出するための挿入部形状検出プローブを有し、
   前記挿入部形状検出プローブは、前記挿入部の軸方向に沿って配設された複数の磁界発生用のコイルを有し、
   前記挿入部形状検出プローブの前記各コイルの磁界作用によって前記挿入部の形状を検出し、検出された前記挿入部の形状を表示手段に表示する内視鏡の挿入部形状検出装置であって、
   前記挿入部形状検出プローブの最先端位置に配置される前記コイルと前記挿入部の先端面との間の距離を換算した先端形状の補正データを、前記挿入部形状検出プローブによって検出された前記挿入部の形状の検出データに加えて前記表示手段に表示する先端形状補正手段を設けたことを特徴とする内視鏡の挿入部形状検出装置。
4. 請求項３に記載の内視鏡の挿入部形状検出装置において、
   前記先端形状補正手段は、前記内視鏡に記憶された前記補正データを読込むメモリ読込み回路を有することを特徴とする内視鏡の挿入部形状検出装置。

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