JP4493234B2 - 内視鏡挿入形状検出プローブ - Google Patents
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- A61B1/005—Flexible endoscopes
- A61B1/009—Flexible endoscopes with bending or curvature detection of the insertion part
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は内視鏡挿入形状を検出してその内視鏡挿入形状を表示させるために使用される内視鏡挿入形状検出プローブに関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、内視鏡は医療分野及び工業分野で広く用いられるようになった。この内視鏡は特に挿入部が軟性のものは、屈曲した体腔内に挿入することにより、切開することなく体腔内深部の臓器を切断したり、必要に応じてチャンネル内に処置具を挿通してポリープ等を切除するなどの治療処置を行うことが出来る。
【0003】
この場合、例えば肛門側から下部消化管を検査する場合のように屈曲した体腔内に挿入部を円滑に挿入するためには、ある程度の熟練を必要とする場合がある。
つまり、挿入作業を行っている場合、管路の屈曲に応じて挿入部に設けた湾曲部を湾曲させる等の作業が円滑な挿入を行うのに必要になり、そのためには挿入部の先端位置等が体腔内のどの位置にあるかとか、現在の挿入部の屈曲状態を知ることが出来ると便利である。
【0004】
このため、例えば特開平8−542号公報には、内視鏡の挿入部内にその挿入方向に複数の磁界発生用または磁界検出用のコイル装置を所定間隔で配置したプローブを設け、各コイル装置の位置をペット等の患者の周囲の所定位置に配置した磁界検出用又は磁界発生用コイル装置で検出して挿入部の形状をモニタに表示出来るようにしている。
【0005】
形状検出用プローブの具体的な構成を説明すると、図15、図16に示すように構成されている。
形状検出プローブ79は合成樹脂材料からなる支持部材80の軸方向に所定間隔をもって複数の磁界発生用または磁気検出用のコイル装置81を配置している。各コイル装置81は、コア82に巻回したコイル83と、コイル83と同径の基板84から構成され、コイル83の両端から出ているコイル83の巻きはじめと巻き終わりの2本の巻線端部86は、基板84の側面を通って基板84のランド部90に半田されている。
【0006】
前述の2本の巻線端部86は基板84の側面を通過するので、外装チューブ87により基板84側面に巻き縁端部が密着し、基板84エッジ部に巻縁端部86が強く押しつけられている。また、片端が形状検出信号コネクタに接続されている信号線85が、前述の基板84のランド部90にそれぞれ1本づつコイル83の巻線の端部と一緒に任意の位置に半田により接続されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
この様な状態で、内視鏡挿入形状検出プローブ79が内視鏡挿入部に内蔵されたり、処置具チャンネルに挿通されて、内視鏡の湾曲操作と共に繰り返し曲げられると、基板84のエッジ部により巻線端部86に局部的に強い力が働き、巻線端部86が断線しやすい。
また、同一のランド部90に巻線端部86及び信号線85を半田するときは、先に半田で接続した接続部が、次の半田による接続作業の際に半田こての熱により外れてしまい作業性が悪い。
【0008】
このように従来例では、巻線の巻きはじめと巻き終わりの2本の巻線端部86が基板84側面を通り、外装チューブ87により基板84のエッジ部に押し付けられているため、この内視鏡挿入形状検出プローブを内視鏡に内蔵したり、処置具チャンネルに挿入して内視鏡操作と共に繰り返し曲げを加えると、基板84のエッジ部により局部的に働く力で巻線端部86が断線してしまい、内視鏡挿入形状検出プローブの耐性を低下させる原因となっていた。
【0009】
また、従来の内視鏡挿入形状検出プローブの組み立てに於いて、コイル装置81の基板84に巻き線端部86及び信号線85を半田にて接続しているが、各接続位置は決められていなかった。巻線端部86および信号線85の半田付け作業では、それぞれの線が近づき過ぎると、半田付け用の半田コテの取り回しが悪かったり、先に半田で接続した接続部を後の接続作業で接続を外してしまうなど作業性が悪かった。
【0010】
また、信号線85の半田による接続作業は、信号線85は形状検出信号コネクタに接続するまで長さがあるので取り回しが悪く、信号線85どうしが近づいていると半田接続の作業性が悪くなっていた。よって、内視鏡挿入形状検出プローブの組み立て性が悪かった。
【0011】
また、同一のランド部90に巻線端部86及び信号線85を半田するときは、先に半田で接続した接続部が、次の半田による接続作業の際に半田こての熱により外れてしまい作業性が悪かった。
【0012】
(発明の目的)
本発明の第1の目的は、巻線端部の断線を防止でき、耐久性を向上できる内視鏡挿入形状検出プローブを提供することである。
本発明の第2の目的は、組み立て性の良い内視鏡挿入形状検出プローブを提供することである。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明の第1の内視鏡挿入形状検出プローブは、挿入部の位置検出に用いられる磁界発生用または磁界検出用のコイル装置とこのコイル装置に接続される信号線を備えた内視鏡挿入形状検出プローブにおいて、前記コイル装置のコイル端部に基板を接合し、この基板の側面に、前記コイル装置のコイルの巻線が基板のエッジ部により局部的な力が働くのを防止するための逃げ部を設け、該逃げ部を通した前記コイルの巻線の端部を前記基板上に形成されたランド上に接続し、かつ、前記コイル装置の基板側面全周に斜面を設けたことにより、前記逃げ部を前記基板全周に設けたことを特徴とする。
本発明の第2の内視鏡挿入形状検出プローブは、挿入部の位置検出に用いられる磁界発生用または磁界検出用のコイル装置とこのコイル装置に接続される信号線を備えた内視鏡挿入形状検出プローブにおいて、前記コイル装置のコイル端部に基板を接合し、この基板の側面に、前記コイル装置のコイルの巻線が基板のエッジ部により局部的な力が働くのを防止するための逃げ部を設け、該逃げ部を通した前記コイルの巻線の端部を前記基板上に形成されたランド上に接続し、かつ、前記コイル装置の基板の外径をコイル外径より小さくすることにより、前記逃げ部を前記基板全周に設けたことを特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
(第1の実施の形態)
図1ないし図5は本発明の第1の実施の形態に係り、図1は第1の実施の形態を備えた内視鏡システムの全体構成を示し、図2は内視鏡の先端部の構成を示し、図3は第1の実施の形態の内視鏡挿入形状検出プローブの構成を示し、図4は第3コイル装置の外観を示し、図5はコイル装置の後端の基板付近の構成を示す。
【0015】
図1に示すように内視鏡システム1は内視鏡2を用いて患者に対する内視鏡検査を行うための内視鏡装置3と、この内視鏡装置3と共に使用され、内視鏡2の挿入部4の形状を推定し、さらに推定された形状に対応するモデル化された内視鏡挿入部形状の画像を表示する内視鏡形状検出装置5から構成される。
【0016】
この内視鏡2は可撓性を有する挿入部4と、その後端に接続された操作部6と、この操作部6の側部から延出されたユニバーザルコード7と、このユニバーサルコード7の端部に設けられたコネクタ8とを有し、このコネクタ8は光源装置9に着脱自在で接続される。このコネクタ8はスコープケーブル10を介してビデオプロセッサ11に着脱自在で接続される。さらにコネクタ8は形状検出信号ケーブル13により、内視鏡形状検出装置5を構成する形状検出装置本体14に着脱自在に接続される。
【0017】
この形状検出信号ケーブル13は内視鏡2内に配置される内視鏡挿入形状検出プローブ15(以下プローブと略記)とはコネクタ8で、形状検出信号コネクタ16により着脱自在に接続される。
【0018】
内視鏡2の挿入部4は硬質の先端部21と、湾曲自在の湾曲部22と、可撓性の可撓管23とからなり、操作部6に設けた湾曲ノブ24を操作することにより、湾曲部22を所望の方向に湾曲することが出来るようにしている。
【0019】
また、操作部6の前端付近には処置具チャンネルの挿入口25が設けてあり、鉗子等の処置具を挿入することにより内部の処置具チャンネルを介して先端部21に設けられたチャンネル開口から突出させて生検等を行うことができる。
【0020】
また、挿入部4内には図示しないライトガイドが挿通され、このライトガイドは操作部6から延出されたユニバーサルコード7内を挿通され、末端のコネクタ8にいたる。
【0021】
そしてこのコネクタ8の端面には、光源装置9に内蔵された図示しないランプから照明光が供給され、このライトガイドによって照明光が伝送され、挿入部4先端部21に設けた照明窓に取り付けられた先端面から伝送された照明光を前方に出射し、挿入部4が挿入された体腔内の患部等の被写体を照明する。
照明された被写体は先端部21の照明窓に隣接して設けた観察窓に取り付けた図2に示す撮像ユニット33により撮像される。
【0022】
図2は先端部21の構造を示す。
先端部21を形成する先端部本体31には上記照明窓形成用の透孔の他に、観察窓形成用の透孔32が設けられ、撮像ユニット33がネジ34で取り付けられている。また、図示しない透孔により、送気送水管路、処置具チャンネル等が形成されている。
【0023】
先端部本体31にはその後端外周に円筒枠37が固着され、撮像ユニット33等を覆っており、この円筒枠37の後端に図示しない関節駒が回勅自在に接続され、湾曲部22を形成している。
また、先端部本体31の前端側は先端カバー38で覆われ、先端部本体31の後端側は外皮チューブ39で覆われている。
【0024】
上記撮像ユニット33はレンズ枠41に取り付けられた対物レンズ系42とこの対物レンズ系42の結像位置にCCD等を配置した撮像部43とからなり、この撮像部43の後端から信号ケーブル44が延出されている。
【0025】
上記信号ケーブル44は図1のコネクタ8からさらにスコープケーブル10を介してビデオプロセッサ11と電気的に接続され、撮像ユニット33のCCDで撮像した信号からビデオプロセッサ11により映像信号が生成され、モニタ12に内視鏡画像を表示する。
内視鏡挿入部の形状を検出するプローブ15はその先端にピン45が設けてあり、このピン45が先端部本体31の凹部35に嵌入され、ネジ36で固定されている。
【0026】
プローブ15は、支持部材50の先端にピン45を固定し、このピン45の後方側に複数のコイル装置51a、51b、51c、…を所定間隔で支持部材50に順次固定している。なお、図2では(最先端の)第1のコイル装置51aのみを示し、第2及び第3のコイル装置51b、51cは図3で示している。
【0027】
各コイル装置51i(i=a,b,c,…)はフェライトやパーマロイ等の透磁率の高い磁性材料で形成されたコア52に、銅線を所定回数巻回してコイル53を形成し、このコイル53の基端(後端)側に接合等して固定した基板54に前記コイル53の銅線を接続している。
【0028】
ピン45と各コア52と基板54には支持部材50を通す貫通孔45a,52a、54aがそれぞれ設けてあり、プローブ15の全長にわたって設けた支持部材50は貫通孔45a、52a、54aに挿通されて接着剤により所定の位置に固定し、複数のコア52及び基板54は支持部材50により連結されている。
【0029】
各コイル装置51iの基板54にはそれぞれ2本の信号線55iが半田により接続されている。例えば図2のコイル装置51aの基板54では2本の信号線55aが接続され、図3のコイル装置51bの基板54では2本の信号線55bが接続されている。
各信号線55iはコネクタ8まで延設され、前記形状検出信号コネクタ16を接続することにより、形状検出信号ケーブル13を介して形状検出装置本体14と接続される。
【0030】
(A)そして、患者の体腔内等に挿入される内視鏡2内に配置されたプローブ15内の図2、図3で示すコイル装置51iに対し、形状検出装置本体14から交流信号を印加して各コイル装置51に磁界を発生させ、患者の周囲の所定の位置に置かれるコイルユニット17内の図示しない複数のコイルにより磁界を検出して、その検出した信号を接続ケーブル18を介して形状検出装置本体14に入力し、形状検出装置本体14によりプローブ15内の各コイル装置51iの位置を検出することにより挿入部4の形状を推定し、形状表示用モニタ19で挿入部形状を表示するようにしている。
【0031】
プローブ15はこれらコイル装置51a、51b、…、信号線55a、55b、…、支持部材50等を内蔵して、全長に渡り外装チューブ57により被覆されている。外装チューブ57はコイル装置51iや支持部材50、信号線55iの形状に合わせて密着している。
【0032】
図3はプローブ15の先端から例えば2番め及び3番めのコイル装置51b51cの断面である。各コイル装置51iから延設される信号線55iは、コイル装置51iの無い隣接するコイル装置の間の所では支持部材50に、コイル装置51i等の有る所では各コイル装置51i等の外側に沿って基端側へ延設される。図4は第3コイル装置51cの外装チューブ57を取り除いた状態の外観図である。
【0033】
第1の信号線55a、第2の信号線55bは第3のコイル装置51cの外周面上で互いに重ならないように配置して固定されている。
図5はコイル装置51iの後端の基板54付近の構成を示す。
【0034】
(B)基板54の外径はコイル53の外径とほぼ同一になっている。基板54におけるコイル53との接合面(前面)と反対側の端部の外周は、全周に渡りR面取り部59が設けられ、鋭いエッジ部分が無い形状にしている。また、コイル装置51iの基板側端面には、前述のR面取り部59と外装チューブ57内面に囲まれた逃げ部58(図2、図3参照)が基板54の後端面全周に形成され、コイル装置51iの(そのコイル53の)2本の巻線端部56は基板54の(円板形状の)側面及びこの逃げ部58を通過し、基板54の後端面に設けられている1対のランド部60にそれぞれ半田によって接続固定していることが特徴となっている。
【0035】
基板54上の各ランド部60には、第1の接続部60aと第2の接続部60bとの2つの接続部が設けられ、対で形成されたランド部60における2つの第1の接続部60aはコイル装置51iの中心に対して略対称に位置している。また、第2の接続部60bも同様に、略対称位置に設けてある。また、第1の接続部60aと第2の接続部60bの間には、ランド部60の幅を狭くした狭窄部60cが設けられ、この狭窄部60cにより第1の接続部60aと第2の接続部60bは電気的に導通している。
【0036】
2本の巻線端部56は、それぞれ各ランド部60の第1の接続部60aに半田により接続されている。また、2本の信号線55iは、各ランド部60の第2の接続部60bに半田で接続されている。
【0037】
本実施の形態では、各コイル装置51iの後端側に設けた基板54のリング状の側面全周を切り欠いたR面取り部59を形成して、このR面取り部59の曲面ないしはその外側に形成される逃げ部58に沿ってコイル53の巻線端部56を通して基板54の後端面のランド部60に半田付けする構成にすることにより、R面取り部59を設けない場合における基板54のエッジ部により、(挿入部4が屈曲された場合に)コイル53の巻線端部56に局部的に強い力が働くのを解消ないしは軽減する(つまり、防止して)、巻線端部56が断線することを防止できるようにしていることが特徴となっている。
【0038】
次に本実施の形態の作用を説明する。
コイル装置51iの巻線端部56は、基板54に設けられたR面取り部59と外装チューブ57で囲まれた逃げ部58を通り、基板54のエッジ部に押し付けられることなく基板54後端面上のランド部60に半田で接続されるので、内視鏡2の挿入部4に内蔵されたプローブ15が湾曲操作等と共に、繰り返し曲げられても、基板54のエッジ部となる部分にR面取り部59が形成されているので、このR面取り部59に接する巻線端部56にはエッジ部の場合に作用する過度に大きな力が作用することを防止(解消ないしは軽減)でき、断線することを防止できる。従って、断線を防止することにより、プローブ15の耐久性を向上できる。
【0039】
また、ランド部60への巻線端部56及び信号線55iの接続において、異なる位置のランド部60に2本の巻線端部56及び信号線55iを半田で接続するとき、互いの接続部60a、60bは十分に離れた位置にあるので、半田作業時の半田コテの取り回しが良く、また半田による接続作業の熱の伝達も少なくできるので、先に接続した半田接続部が外れるようなことも解消でき、接続作業を円滑に、かつ短時間で行うことができる。
【0040】
また同じランド部60に巻縁端部56と信号線55iを半田にて接続する時は、第1の接続部60aと第2の接続部60bの間に設けた狭窄部60cにより、後で行う半田による接続作業による熱が、先に接続した接続部に伝達される機能を小さくできるので、先に半田で接続した接続部が熱によって外れることなく半田による接続作業を行うことが出来る。
【0041】
本実施の形態は以下の効果を有する。
挿入部4を屈曲させた場合におけるプローブ15の断線を少なくできるので、プローブ15の耐久性を向上できる。また、コイル装置51iの基板54にコイル53の巻線端部56及び信号線55iの半田つけ作業を簡単に行えるので、プローブ15の組み立ての作業性を向上できる。
【0042】
(第2の実施の形態)
次に本発明の第2の実施の形態を図6及び図7を参照して説明する。図6は本発明の第2の実施の形態のプローブの構成を示し、図7はコイル装置の基板周辺の構成を示す。
【0043】
本実施の形態は、第1の実施の形態において、コイル装置51iの基板54の端面周縁(エッジ部)にR面取り部59を設ける代わりに、基板54側面の全周に斜面を設け、この基板54側面の斜面と外装チューブ57とで囲まれた空間を巻線端部56の逃げ部として基板54全周に形成した点が異なる。
【0044】
つまり、図5を参照して第1の実施の形態で説明した特徴部分(B)を以下のように変更している。
図6に示すようにこのプローブ15Bでは、基板54の外径はコイル53の外径とほぼ同一になっている。基板54の側面には全周に渡り、切り欠いて斜面62が設けてある。この場合、後端側程、切り欠き量を大きくして円錐状の斜面62が形成されている。
【0045】
そして、コイル装置51iの基板側端面には前述の斜面62と外装チューブ57の内面に囲まれた逃げ部58が基板54全周に形成されている。この逃げ部58を巻線端部56が通り、基板545のエッジ部に局部的に強く押し付けられることなく、基板54後面に図7に示すように対にして設けたランド部60に各巻縁端部56が接続される。
【0046】
各ランド部60には、第1の実施の形態と同様に第1の接続部60aと第2の接続部60bとの2つの接続部が設けられ、対となるランド部60の第1の接続部60aはコイル装置51iの中心に対して略対称に位置している。また、第2の接続部60bも同様に、略対称に位置している。
【0047】
また、第1の接続部60aと第2の接続部60bとの間には、ランド部60の幅を狭くした狭窄部60cが設けられている。2本の巻線端部56は、それぞれ各ランド部60の第1の接続部60aに半田により接続されている。2本の信号線55iは、それぞれ各ランド部60の第2の接続部60bに半田で接続されている。その他の構成は第1の実施の形態と同様である。
【0048】
次に本実施の形態の作用を説明する。
コイル装置51iの巻線端部56は、基板54の斜面66と外装チユーブ57に囲まれた逃げ部58を通り、基板54のエッジ部に局部的に強く押し付けられることなく基板54上のランド部60に半田で接続されるので、挿入部4に内蔵されたプローブ15Bが内視鏡の湾曲操作等と共に繰り返し曲げられても、従来例における基板54のエッジ部で局部的に過度な力が加わることによる巻縁端部56が断線することを防止できる。
【0049】
また、ランド部60への巻線端部56及び信号線55iの接続において、異なるランド部60に2本の巻線端部56及び信号線55iを半田で接続するとき、互いの接続部60a、60bは離れた位置にあるので、半田作業時の半田コテの取り回しが良く、また半田による接続作業の熱の伝達も少ないので、先に接続した半田接続部が外れることも無い。
【0050】
また同じランド部60に巻線端部56と信号線55iを半田にて接続する時は、第1の接続部60aと第2の接続部60bの間に設けた狭窄部60cにより、後で行う半田による接続作業による熱が、先に接続した接続部に伝達されづらくなるので、先に半田で接続した接続部が熱によって外れることなく半田による接続作業を行うことが出来る。
【0051】
本実施の形態は以下の効果を有する。
第1の実施の形態と同じ効果に加えて、以下の効果がある。
基端54に斜面62を設けるだけで良いので、基板62の端面にR面取りを形成するより、基板54を安価に製造することが出来、プローブ15B自体も安価に提供することが出来る。
【0052】
(第3の実施の形態)
次に本発明の第3の実施の形態を図8及び図9を参照して説明する。図8は本発明の第3の実施の形態のプローブの構成を示し、図9はコイル装置の基板周辺の構成を示す。
【0053】
本実施の形態は、第1の実施の形態において、コイル装置51iの基板54端面にR面取り部59を設けるのでなく、基板54外径をコイル53外径より小さくすることにより、コイル53端面と基板54側面と外装チューブ57の内面で囲まれた空間に逃げ部58を形成するようにした点が異なる。
【0054】
つまり、図5を参照して第1の実施の形態で説明した特徴部分(B)を以下のように変更している。
図8に示すようにこのプローブ15Cでは、基板54の外径はコイル53の外径より小さい。従って、コイル装置51iに外装チューブ57を被覆すると、コイル53の端面と基板54側面と外装チューブ57の内面で囲まれた部分にコイル53の巻線端部56に対する逃げ部58ができる。
【0055】
コイル53の巻線端部56はこの逃げ部58を通って基板54のエッジ部に局部的に強く押し付けられることなく、基板54上に設けた1対のランド部60に各々半田により接続される。なお、挿入部4を大きく屈曲させたような場合に、巻線端部56は基板54のエッジ部に、軽く触れるようなことは起こり得るが、強く押しつけられるよな力は働かない。
【0056】
各ランド部60には、第1の実施の形態と同様に、第1の接続部60aと第2の接続部60bの2つの接続部が設けられ、各ランド部60の第1の接続部60aはコイル装置51iの中心に対して略対称に位置している。第2の接続部60bも同様に、略対称に位置している。また、第1の接続部60aと第2の接続部60bの間には、ランドの幅を狭くした狭窄部60cが設けられている。
【0057】
2本の巻線端部56は、それぞれ各ランド部60の第1の接続部60aに半田により接続されている。2本の信号線55iは、それぞれのランド部60の第2の接続部60bに半田で接続されている。
【0058】
次に本実施の形態の作用を説明する。
コイル装置51iの巻線端部56は、コイル53端面と基板54側面と外装チューブ57の内面で囲まれた逃げ部58を通り、基板54のエッジ部に局部的に強く押し付けられるような力が働く事なく、基板54上のランド部60に半田で接続されるので、挿入部4に内蔵されたプローブ15Cが内視鏡の湾曲操作と共に繰り返し曲げられても、従来例における基板54のエッジ部により巻線端部56に局部的に過度に大きな力が作用するようなことを防止でき、従って巻線端部56が断線することを有効に防止できる。
【0059】
また、ランド部60への巻線端部56及び信号線55iの接続において、異なるランド部60に2本の巻線端部56及び信号線55iを半田で接続するとき、互いの接続部は十分に離れた位置にあるので、半田作業時の半田コテの取り回しが良く、また半田による接続作業の熱の伝達も少ないので、先に接続した半田接続部が外れることも無い。
【0060】
また同じランド部60に巻線端部56と信号線55iを半田にて接続する時は、第1の接続部60aと第2の接続部60bの間に設けた狭窄部60cにより、後で行う半田による接続作業による熱が、先に接続した接続部に伝達されづらくなるので、先に半田で接続した接続部が熱によって外れることなく半田による接続作業を行うことが出来る。
【0061】
基板54をコイル53端面に接合する際、コイル53と基板54がほぼ同径の場合、コイル53と基板54の中心軸がずれて接合されると、コイル装置51iの外径が大きくなりプローブ15Cの外径も大きくなってしまうが、基板54がコイル装置51iのコイル53外径より小さいのでコイル53と基板54の中心軸が多少ずれてもコイル装置51iの外径が大きくなる事は無く、基板54の接合作業が簡単に行える。
【0062】
本実施の形態は以下の効果を有する。
第1の実施の形態の効果に加えてさらに以下の効果を有する。基板54の大きさをコイル53より小さくするだけで、基板54端面にR面取り部59や、斜面62を形成しなくて済むので、基板54を安価に製作することができ、プローブ15C自体を安価に提供することが出来る。また、基板54とコイル53の接合作業が簡単に行えることから、プローブ15Cの組立作業が簡単に行える。
【0063】
(第4の実施の形態)
次に本発明の第4の実施の形態を図10を参照して説明する。図10は本発明の第4の実施の形態のプローブを構成するコイル装置の基板周辺部分の構成を示す。
本実施の形態は、第1の実施の形態において、基板54全周にR面取り部59を設ける代わりに、巻線端部56の逃げ部を形成するように基板54側面に切り欠き63を設けた点が異なる。
【0064】
つまり、図5を参照して第1の実施の形態で説明した特徴部分(B)を以下のように変更している。
図10に示すように本実施の形態のプローブを構成するにコイル装置51iでは、基板54の外径はコイル53の外径とほぼ同一となっている。基板54にはコイル53の巻きはじめと巻き終わりの巻線端部56が挿通する逃げ部として2箇所の切り欠き部63が設けられている。
【0065】
切り欠き部53は、図10に示すように直線で囲まれたほぼ四角形や、図11に示すようなV字形状や、図12に示すような曲線で囲まれたほぼ半円状となっている。2本の巻線端部56は、基板54の切り欠き部63を通り、基板54のエッジ部に押し付けられることなく基板54の2つのランド部60に各々半田により接続される。
【0066】
次に本実施の形態の作用を説明する。
第1の実施の形態の作用に加えて以下の作用を有する。
【0067】
基板54端部にR面取り部59や斜面62を設けたり、基板54の外径をコイル53の外径より小さくするとランド部60を形成する基板54端面の外径が小さくなり、端面に形成するランド部60の外径も小さくなる。
【0068】
これに対して、本実施の形態では、基板54に切り欠き部63を設けているので基板54端面の外径が小さくする必要がなく、ランド部60の外径を大きくすることができ、巻線端部56や信号線55iを接続するランド部60の面積を大きくすることが出来る。
【0069】
本実施の形態は以下の効果を有する。第1の実施の形態の効果に加えて以下の効果を有する。
ランド部60の面積を大きくできるので、ランド部60に巻縁端部56や信号線55iを半田で接続する作業が楽に行え、プローブの組み立てを簡単に行うことが出来る。
【0070】
(第5の実施の形態)
次に本発明の第5の実施の形態を説明する。第1の実施の形態においてはプローブ15側で磁界を発生してコイルユニット17側でその磁界を検出する構成にしていたが、本実施の形態は、コイルユニット17側で磁界を発生し、プローブ15側のコイル装置51iでその磁界を検出して形状検出装置本体14によりプローブ15の各コイル装置51iの位置を検出する構成にしている。
【0071】
そして、第1の実施の形態で説明した部分(A)を以下のように変更する。
そして、患者の周囲の所定の位置に置かれるコイルユニット17内の図示しない複数のコイルに対し、形状検出装置本体14から交流信号を印加して、磁界を発生させ、患者の体腔内に挿入される内視鏡2内に配置されたプローブ15内のコイル装置51iにより磁界を検出し、その検出した信号を形状検出信号ケーブル13を介して形状検出装置本体14に入力し、形状検出装置本体14によりプローブ15内の各コイル装置51iの位置を検出することにより挿入部4の形状を推定し、形状表示モニタ19で挿入部形状を表示するようにしている。
【0072】
その他の構成は、第1の実施の形態と同じであり、その説明を省略する。次に本実施の形態の作用を説明する。
第1の実施の形態とほぼ同じ作用となるので、異なる作用を以下に説明する。
コイルユニット17に内蔵されている複数のコイルは、内視鏡2の挿入部4の外径や挿入部4の内蔵物に影響を与えないので、コイル53のサイズを大きくし、又駆動電流を大きくして発生する磁界を強くすることが可能である。よって、磁界の検出精度を向上することが出来る。
【0073】
本実施の形態は以下の効果を有する。
第1の実施の形態と同じ効果に加えて、以下の効果を有する。
磁界の検出精度が向上することにより、プローブ15の位置検出精度が向上し、より正確な内視鏡挿入形状を表示することが出来る。
【0074】
(第6の実施の形態)
次に本発明の第6の実施の形態を図13及び図14を参照して説明する。図13は本発明の第6の実施の形態を備えた内視鏡システムの全体構成を示し、図14は第6の実施の形態のプローブの構成を示す。第1の実施の形態ではプローブ15が内視鏡2の挿入部4に内蔵されていたが、本実施の形態では内視鏡72の処置具チャンネルに挿入して用いる構成にしている点が異なる。
【0075】
図13に示す内視鏡システム71は内視鏡72を用いて患者に対する内視鏡検査を行うための内視鏡装置3と、処置具チャンネルに挿入される内視鏡挿入形状検出プローブ73(以下プローブと表記)と、この内視鏡装置3及びプローブ73と共に使用され、プローブ73を処置具チャンネルに挿入した内視鏡72の挿入部4の形状を推定し、さらに推定された形状に対応するモデル化された内視鏡挿入部形状の画像を表示する内視鏡形状検出装置5から構成される。
【0076】
この内視鏡72は可撓性を有する挿入部4とその後端に接続された操作部6、この操作部6側部から延出されたユニバーザルコード7、ユニバーサルコード7の端部に設けられたコネクタ8を有し、このコネクタ8が光源装置9に着脱自在で接続される。
【0077】
このコネクタ8はさらにスコープケーブル10を介してビデオプロセッサ11に着脱自在で接続され、信号処理された映像信号は、モニタ12に出力され、このモニタ12には内視鏡画像が表示される。
また、プローブ73の後端に設けられた形状検出コネクタ74に接続された形状検出信号ケーブル13は内視鏡形状検出装置5の形状検出装置本体14に着脱自在に接続される。
【0078】
内視鏡72の挿入部4は、硬質の先端部21と湾曲自在の湾曲部22と可撓性の可撓管23とからなり、操作部6に設けた湾曲ノブ24を操作することにより、湾曲部22を所望の方向に湾曲することが出来るようにしている。操作部6には処置具チャンネルの挿入口25が設けてあり、鉗子等の処置具を挿入することにより内部の処置部挿入チャンネルを介して先端部に設けられた開口から突出させて生検等を行うことが出来る。
【0079】
挿入部4には図示しないライトガイドが挿通され、このライトガイドが操作部6から延出されたユニバーサルコード7内を挿通され、末端のコネクタ8に至る。そして、このコネクタ8の端面には、光源装置9に内蔵された図示しないランプから照明光が供給される。
この内視鏡72の処置具チャンネルの挿入口25から図14に示す構造のプローブ73を挿入して、内視鏡72の挿入部4内にプローブ73を着脱自在に装着できるようにしている。
【0080】
図14に示すように挿入部4の形状を検出するプローブ73は、その先端に硬質の先端部材75が設けてあり、この先端部材75に支持部材50の先端が固定されている。この先端部材75の後方側に複数のコイル装置51a、51b、…を所定間隔で支持部材50に順次固定している。
各コイル装置51iはフェライトやパーマロイ等の透磁率の高い磁性材料で形成されたコア52に、銅線を所定回数巻いたコイル53を形成し、このコイル53の基端側に接合等で固定した基板54に前記コイル52の導線を接続している。
【0081】
先端部材75と各コア52と基板54には支持部材50を通す貫通孔75a,52a、54aがそれぞれ設けてあり、プローブ73の全長にわたって設けた支持部材75は貫通孔75a、52a、54aに挿通して接着剤により所定の位置に固定し、複数のコア52は支持部材50により連結されている。
【0082】
各コイル装置51iの基板54にはそれぞれ2本の信号線55iが半田により接続されている。各信号線55iはコネクタ74まで延設され、このコネクタ74が着脱自在となる形状検出信号コネクタ16を設けた形状検出信号ケーブル13を介して、形状検出装置本体14と接続される。
【0083】
そして、患者の体腔内等に挿入される内視鏡72の処置具チャンネル内に挿入されたプローブ73内のコイル装置51iに対し、形状検出装置本体14から交流信号を印加して磁界を発生させ、患者の周囲の所定の位置に置かれるコイルユニット17内の図示しない複数のコイルにより磁界を検出して、その検出した信号を接続ケーブル18を介して形状検出装置本体14に入力し、形状検出装置本体14によりプローブ73内の各コイル装置51iの位置を検出することによりプローブ73を処置具チャンネルに挿入した内視鏡72の挿入部4の形状を推定し、形状表示用モニタ19で挿入部形状を表示するようにしている。
【0084】
プローブ73はこれらコイル装置51a、51b…、信号線55a、55b、…、支持部材50等を内蔵して、全長に渡り外装チューブ57により被覆されている。外装チューブ57はコイル装置51iや支持部材50、信号線55iにそれらの形状に合わせて密着している。
【0085】
各コイル装置51iから延設される信号線55iは、コイル装置51iの無い隣接するコイル装置の間の所では支持部材50に、コイル装置51i等の有る所では各コイル装置51i等の外側に沿って基端側へ延設される。各コイル装置51iの構成は第1の実施の形態と同様であり、基板54の側面全周には(エッジ部により局部的に巻線端部に大きな力が働くのを少なくと軽減する)R面取り部59が設けてあり、このR面取り部59の曲面ないしはその外周側に逃げ部58を形成している。
【0086】
次に本実施の形態の作用を説明する。
コイル装置51iの巻線端部56は、基板54端面と外装チューブ57内面との間に設けられた逃げ部58を通り、基板54のエッジ部に局部的に大きな力で押し付けられることなく基板54上のランド部60に半田で接続されるので、内視鏡72の処置具チャンネル全長に渡って挿入されたプローブ73が内視鏡72の湾曲操作と共に繰り返し曲げられても、基板エッジ部で巻線端部56が断線することを防止できる。
【0087】
また、ランド部60への巻線端部56及び信号線55iの接続において、異なるランド部60に2本の巻線端部56及び信号線55iを半田で接続するとき、互いの接続部は十分に離れた位置にあるので、半田作業時の半田コテの取り回しが良く、また半田による接続作業の熱の伝達も少ないので、先に接続した半田接続部が外れることも無い。
【0088】
また同じランド部60に巻線端部56と信号線55iを半田にて接続する時は、第1の接続部60aと第2の接続部60bの間に設けた狭窄部60cにより、後で行う半田による接続作業による熱が、先に接続した接続部に伝達されづらくなるので、先に半田で接続した接続部が熱によって外れることなく半田による接続作業を行うことが出来る。
【0089】
本実施の形態は以下の効果を有する。
第1の実施の形態と同じ効果に加えて以下の効果を有する。
プローブ73を内蔵した専用の内視鏡2を用意する必要が無いので、チャンネルを備えた内視鏡72の挿入形状検出機能を安価に提供することが出来る。
【0090】
また、プローブ73内のコイル装置51iの断線を低減できるので、プローブ73の耐性を向上することが出来る。また、プローブ73の組み立てにおいて、コイル装置51iの基板54への巻線端部56及び信号線55iの接続作業が容易になるので、プローブ73の組み立て作業性を向上できるという効果がある。なお、上述した各実施の形態等を部分的等で組み合わせて構成される実施の形態等も本発明に属する。
【0091】
[付記]
4.前記コイル装置の基板の外周に切り欠き部を設け、この切り欠き部を逃げ部としたことを特徴とする請求項1に記載の内視鏡挿入形状検出プローブ。
5.挿入部の位置検出に用いられる磁界発生用または磁界検出用のコイル装置とこのコイル装置に接続される信号線を備えた内視鏡挿入形状検出プローブにおいて、
前記基板のランド上には、前記コイル装置のコイルの巻線が接続される第1の接続部と前記コイルに対して信号を授受する信号線を接合する第2の接合部とを設け、異なるランドの各々の第1の接続部どうし及び第2の接続部どうしがコイル装置の中心に対して略対称に配置したことを特徴とする内視鏡挿入形状検出プローブ。
6.前記基板上の第1の接続部と第2の接続部の間のランドの幅を、第1及び第2の接続部のランド幅より狭くしたことを特徴とする付記5に記載の内視鏡挿入形状検出プローブ。
【0092】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、挿入部が屈曲された場合にも、コイルから出ている巻線の端部が、基板のエッジ部に局部的に強く押し付けられる力が働くのを防止して、この巻線の端部の断線が起こるのを防止し、内視鏡挿入形状検出プローブの耐久性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態を備えた内視鏡システムの全体構成を示す図。
【図2】内視鏡の先端部の構成を示す縦断面図。
【図3】第1の実施の形態の内視鏡挿入形状検出プローブの構成を示す縦断面図。
【図4】第3コイル装置の外観を示す斜視図。
【図5】コイル装置における後端の基板付近の一部を示す斜視図。
【図6】本発明の第2の実施の形態の内視鏡挿入形状検出プローブの構成を示す縦断面図。
【図7】コイル装置の後端の基板付近の構成を示す斜視図。
【図8】本発明の第3の実施の形態の内視鏡挿入形状検出プローブの構成を示す縦断面図。
【図9】コイル装置の後端の基板付近の構成を示す斜視図。
【図10】本発明の第4の実施の形態におけるコイル装置の後端の基板付近の一部を示す斜視図。
【図11】第1変形例におけるコイル装置の後端の基板付近の一部を示す斜視図。
【図12】第2変形例におけるコイル装置の後端の基板付近の一部を示す斜視図。
【図13】本発明の第6の実施の形態を備えた内視鏡システムの全体構成を示す図。
【図14】第6の実施の形態の内視鏡挿入形状検出プローブの構成を一部縦断面で示す側面図。
【図15】従来例の内視鏡挿入形状検出プローブの構成を示す縦断面図。
【図16】従来例におけるコイル装置の基板周辺の構成を示す斜視図。
【符号の説明】
1…内視鏡システム
2…内視鏡
4…挿入部
5…内視鏡形状検出装置
8…コネクタ
11…ビデオプロセッサ
13…形状検出信号ケーブル
14…形状検出装置本体
15…(内視鏡挿入形状検出)プローブ
16…形状検出信号コネクタ
17…コイルユニット
19…形状表示用モニタ
21…先端部
50…支持部材
51a、51b、51c、51i…コイル装置
52…コア
53…コイル
54…基板
55a、55b、55c、55i…信号線
56…巻線端部
57…外装チューブ
58…逃げ部
59…R面取り部
60…ランド部
60a、60b…接続部
60c…狭窄部
Claims (2)
- 挿入部の位置検出に用いられる磁界発生用または磁界検出用のコイル装置とこのコイル装置に接続される信号線を備えた内視鏡挿入形状検出プローブにおいて、
前記コイル装置のコイル端部に基板を接合し、この基板の側面に、前記コイル装置のコイルの巻線が基板のエッジ部により局部的な力が働くのを防止するための逃げ部を設け、該逃げ部を通した前記コイルの巻線の端部を前記基板上に形成されたランド上に接続し、かつ、前記コイル装置の基板側面全周に斜面を設けたことにより、前記逃げ部を前記基板全周に設けた
ことを特徴とする内視鏡挿入形状検出プローブ。 - 挿入部の位置検出に用いられる磁界発生用または磁界検出用のコイル装置とこのコイル装置に接続される信号線を備えた内視鏡挿入形状検出プローブにおいて、
前記コイル装置のコイル端部に基板を接合し、この基板の側面に、前記コイル装置のコイルの巻線が基板のエッジ部により局部的な力が働くのを防止するための逃げ部を設け、該逃げ部を通した前記コイルの巻線の端部を前記基板上に形成されたランド上に接続し、かつ、前記コイル装置の基板の外径をコイル外径より小さくすることにより、前記逃げ部を前記基板全周に設けた
ことを特徴とする内視鏡挿入形状検出プローブ。
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