JP4668643B2

JP4668643B2 - 内視鏡装置

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Publication number: JP4668643B2
Application number: JP2005047851A
Authority: JP
Inventors: 康人倉
Original assignee: Olympus Medical Systems Corp
Current assignee: Olympus Medical Systems Corp
Priority date: 2005-02-23
Filing date: 2005-02-23
Publication date: 2011-04-13
Anticipated expiration: 2025-02-23
Also published as: US8753261B2; JP2006230620A; EP1852052B1; EP1852052A1; US20110071355A1; WO2006090599A1; EP1852052A4; US20080009675A1

Description

本発明は、屈曲した体腔内に円滑に挿入するのに適した内視鏡装置に関する。

可撓性の挿入部を大腸などの体腔内に挿入することにより、体腔内の臓器を観察し、各種治療及び処置を行える内視鏡が広く利用されるようになっている。
大腸のように複雑に屈曲した体腔内に、挿入部をスムーズに挿通させることができるようになるまでには熟練を要する場合がある。経験の浅い術者において、挿入部を深部まで挿入していく際に、挿入方向を見失って挿通に手間取ってしまう可能性があるため、挿入部の挿入性を向上させるための各種提案がなされている。

例えば、特開平１０−１１３３９６号公報には、生体管の深部まで容易に且つ低侵襲の医療機器を誘導できる医療機器の推進装置が示されている。この推進装置は、医療機器の先端直前に回転部材が回転自在に配置され、この回転部材の外周面には軸方向に対して斜めのリブが設けてある。
そして、回転部材を回転動作させることにより、回転部材の回転力がリブによって推進力に変換され、推進装置に連結されている医療機器が前記推進力によって、深部方向に移動される。
特開平１０−１１３３９６号公報

しかしながら、例えば、上記特開平１０−１１３３９６号公報の医療機器の推進装置を使って、大腸内部を観察しながら大腸などの屈曲する体腔内へ挿入しようとする場合、医療機器の先端直前に配置される回転部材では、推進力が小さくなる欠点がある。
つまり、内視鏡挿入部の長さに比べて回転部材の長さが短いため、その外周面に設けたリブでは回転の際に得られる推進力が小さい。
また、内視鏡挿入部の先端直前に回転部材を配置した場合、内視鏡挿入部の観察光学系の視野が妨げられ、実際に観察できる視野が狭くなってしまう欠点がある。

（発明の目的）
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、内視鏡挿入部を屈曲した被検体内に挿入する際、観察視野が狭くなることなく観察しながら深部側に円滑に挿入し易い挿入性の良い内視鏡装置を提供することを目的とする。

本発明の内視鏡装置は、先端部に観察光学系が設けられ、可撓性を有する挿入部と、
前記挿入部の長手軸方向の外周面に所定長さ以上にわたって形成された推力発生部と、前記推力発生部を前記長手軸の回りに回転させる回転装置と、
被検体内に挿入される前記推力発生部の長さに応じて前記推力発生部の回転速度を制御する制御手段と、
を具備していることを特徴とする。

上記構成により、挿入部の外周面に推力発生部を設けることにより、大腸等の屈曲した被検体内に、観察視野が狭くなることなく観察しながら挿入部を挿入でき、また推力発生部を長手軸方向の外周面に所定長さ以上にわたって形成しているので、大きな推進力で挿入できるようにしている。
さらに、被検体内に挿入された前記螺形状部の挿入長に応じて前記推力発生部の回転速度を適切な範囲に維持して円滑な挿入ができるようにしている。

本発明によれば、挿入部を大腸などの体腔内に挿入する際、視野が妨げられることなく、観察しながら円滑に挿入でき、深部側に挿入する際にも挿入長に応じて適切な推進力を維持して挿入することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

図１から図４は本発明の実施例１に係り、図１は本発明の実施例１の内視鏡装置の全体構成を示し、図２は内視鏡挿入部と内視鏡回転装置の接続部の構成を示し、図３は内視鏡挿入部の内部構造と回転装置３の内部構造とを示し、図４は挿入ガイド部の構造を示す。図１に示すように、本発明の実施例１の内視鏡装置１は、細長で可撓性を有する内視鏡挿入部２と、この内視鏡挿入部２を回転させる回転装置３と、内視鏡挿入部２を回転可能に保持する保護管４と、信号処理するビデオプロセッサ５と、撮像された画像を表示するモニタ６と、被検体としての患者８の体腔内に挿入する挿入ガイド部９と、挿入長を算出する挿入長算出回路１０とを有する。

内視鏡挿入部２は、細長でその先端には硬質の先端部１１が設けられ、この先端部１１には、後述する撮像素子としての電荷結合素子（ＣＣＤ）１２（図３参照）や、照明手段としての発光ダイオード（ＬＥＤと略記）１３（図３参照）等が取り付けられる。また、この内視鏡挿入部２の後端側は、手術室内の床に触れるのを防止するための保護管４内を挿通されてその後端（基端）に設けたコネクタ部１４が、回転装置３に設けた挿入部保持部１６に着脱自在に接続される。
また、内視鏡挿入部２における先端部１１とコネクタ部１４との間の外周面には、回転により推進力を発生する推力発生部としての推進管（ガイド管）１５が設けてあり、回転装置３の内部のモータ１７（図３参照）を回転させることにより、内視鏡挿入部２の外周面に設けたこの推進管１５を回転させ、内視鏡挿入部２を体腔内において十分な推進力で推進させることができるようにしている。

つまり、本実施例においては、細長の内視鏡挿入部２の全長に近い長さで（後述する螺旋形状部３６による）推進管１５を設けることにより、この推進管１５を比較的に低速な回転速度で回転した場合においても内視鏡挿入部２を十分な推進力で推進させる推進力発生部が形成されている。
なお、本実施例では、回転装置３により回転される回転部は、推進管１５が一体的に形成された内視鏡挿入部２となっている（後述する図７に示す内視鏡挿入部９０では、その外周側の推進管部１０２）のみが回転する回転部となる構成にしている。
また、内視鏡挿入部２内のＣＣＤ１２及びＬＥＤ１３は、内視鏡挿入部２内を挿通された信号ケーブル２４により回転装置３内部のスリップリング４４（図３参照）と接続され、さらにこの回転装置３から信号ケーブル３ａを介してビデオプロセッサ５と接続される。
このビデオプロセッサ５は、ＣＣＤ１２に対してＣＣＤ駆動信号を供給するＣＣＤ駆動回路５ａと、ＣＣＤ１２から出力される撮像信号に対する信号処理を行い映像信号を生成する信号処理回路５ｂと、ＬＥＤ１３を発光させる駆動信号をＬＥＤ駆動回路５ｃとを内蔵している。

そして、信号処理回路５ｂにより生成された映像信号は、ケーブル６ａを介してモニタ６に出力され、モニタ６の表示面に、ＣＣＤ１２により撮像された画像が表示される。なお、ビデオプロセッサ５は、後述するように内視鏡挿入部２を大腸などの体腔内への挿入時において、内視鏡挿入部２が回転された場合における所定の回転角度における静止画像のみをモニタ６の画面上に表示させるように制御する。
また、本実施例においては、患者８の体腔内に挿入する場合、患者８の付近に挿入ガイド部９を配置し、内視鏡挿入部２をこの挿入ガイド部９内を挿通して患者８の体腔内、例えば大腸内に挿入するようにしている。

この挿入ガイド部９は、図４にて後述するように、内視鏡挿入部２の外周面に接触して回転する球体２５ａ、２５ｂ等が内蔵されており、内視鏡挿入部２の挿入軸方向に回転する球体２５ｂの回転量を検出するセンサ（具体的には、例えば図４のロータリエンコーダ２７）が設けてある。このセンサの出力信号は、挿入長算出回路１０に入力され、この挿入長算出回路１０は、サンサの出力信号を積算する等して、内視鏡挿入部２の体腔内への挿入長を算出する。
図２に示すように、内視鏡挿入部２の先端部１１には、略円柱形状の凹部によりカメラユニット（或いは撮像ユニット）収納部１８が設けられ、各カメラユニット収納部１８には、観察光学系及び照明光学系が設けられたカメラユニット（撮像ユニット）１９が収納され、固着される。

また、内視鏡挿入部２の後端に設けたコネクタ部１４の後端面には、その中央部に凸部２０（図３参照）が形成され、かつその凸部２０の周囲には例えば２つのピン２１が突出している。
そして、コネクタ部１４における凸部２０は、回転装置３から略円柱形状に突出する挿入部保持部１６の先端面の中央に設けた凹部１６ａに嵌合し、またピン２１は、凹部１６ａの周囲に設けたピン穴１６ｂ内に嵌入して、コネクタ部１４は、回転装置３の挿入部保持部１６と着脱自在に連結される。
本実施例においては、コネクタ部１４は、例えば内視鏡挿入部２の外径と等しい外径にしてある。

上記先端部１１のカメラユニット収納部１８に取り付けられるカメラユニット１９には、その先端面の略中央に観察窓２２が設けられ、この観察窓２２の周囲の複数箇所、ここでは２箇所に照明窓２３が設けられており、基端側から複数の信号ケーブル２４が延出され、内視鏡挿入部２の内部に挿通される。そして、信号ケーブル２４は、回転装置３を介してビデオプロセッサ５と接続される。
また、本実施例では、上述した挿入長算出回路１０により検出された挿入長の情報により、回転装置３内のモータ１７の回転速度を自動的に適切な値に設定する制御を行うことができるようにしている。
また、回転装置３には、例えばモータ１７による回転速度や挿入長を表示する表示部２８が設けてある。

また、この回転装置３には、例えばモータ１７による回転速度をマニュアルで設定するための回転速度調整摘２９が設けてあり、術者等のユーザは、表示される回転速度や挿入長により、回転速度調整摘２９を操作して、モータ１７による回転速度をマニュアルで調整することもできるようにしている。
次に、図３を参照し、内視鏡挿入部２及び回転装置３の構成について詳しく説明する。なお、図３は、図２における縦断面により、その内部構造を示す（なお、推進管１５の一部は側面図にして示している）。
図３に示すように、先端部１１に固着されるカメラユニット１９における中央に設けた観察窓２２には、対象物の光学像を結ぶ対物光学系（或いは観察光学系）３１と、その結像位置に配置されたＣＣＤ１２とが取り付けられている。

また、この観察窓２２に隣接して設けた２つの照明窓２３には、照明光を発生するＬＥＤ１３と、そのＬＥＤ１３で発光された光を拡開して照明窓２３から出射する照明光学系３２とが取り付けられている。
また、カメラユニット１９の基端からは、ＣＣＤ１２に接続されたＣＣＤ駆動及び撮像信号を伝送する信号ケーブルと、ＬＥＤ１３に接続されたＬＥＤ発光駆動する駆動信号を伝送する信号ケーブル２４が延出されている。
先端部１１の後端には、可撓性を有し、挿入部本体を形成する挿入部被覆チューブ（以下、単に被覆チューブ）３４の先端が固着され、その後端は硬質のコネクタ部１４と連結されている。この被覆チューブ３４の外周面には、推進管１５が外装されている。

この推進管１５は、内視鏡挿入部２の先端部１１と、後端のコネクタ部１４の間において、被覆チューブ３４の外周部に、例えばステンレス製であって、所定の径の金属素線３５を螺旋状に２層に巻回して所定の可撓性を有するように形成された管である。なお、この推進管１５は、金属素線３５を螺旋状に多条（例えば４条）に巻いても良い。
螺旋状に巻かれる金属素線３５は、金属素線３５間の密着度を高めることができたり、螺旋の角度を種々設定される。したがって、推進管１５の外表面には金属素線３５の表面により凹凸が螺旋形状に形成された螺旋形状部（螺旋推進部）３６が形成されている。なお、金属素線３５を螺旋状に巻回して螺旋状の凹凸を形成したものに限らず、内視鏡挿入部２の外周面を形成する部材に螺旋状の凹凸を形成したものでも良い。
上記のように螺旋形状部３６（の推進管１５）は、内視鏡挿入部２の殆ど全長に近い十分に長く形成されている（つまり、所定の長さ以上に形成されている）ので、この推進管１５を比較的に低速度で回転した場合においても、十分な推進力で内視鏡挿入部２を推進させることができる。つまり、本実施例では、内視鏡挿入部２の長手軸の回りに回転させることにより推力を発生する推力発生部は、螺旋形状部３６により、形成されている。

また、本実施例においては、推進管１５は先端部１１よりも少し後方側の外周面に設けてあるので、推進管１５は先端部１１に設けた観察光学系による視野を妨げない。従って、観察しながら推進させることができる。
なお、上記金属素線３５は、先端から基端に向かって左巻きの螺旋状に巻回して形成されているほうが好ましい。言い換えれば、金属素線３５は、左ネジのねじ溝と同じ方向の螺旋に巻回しているほうが好ましく、体腔内、特に大腸内への挿入時に回転装置３の挿入部保持部１６を内視鏡挿入部２の長手軸回りとして、左方向へ回転させたほうが大腸内の腸壁への密着性が高くなり、内視鏡挿入部２の大腸内への挿入性が向上する。
コネクタ部１４は、後端面の略中央に略円柱形状の凸部２０が形成され、この凸部２０周囲には、例えば２つのピン２１が設けてある。

そして、凸部２０は、挿入部保持部１６の凹部１６ａに嵌入され、また２つのピン２１は、ピン穴１６ｂに嵌入され、挿入部保持部１６に連結される。そして、挿入部保持部１６が回転されると、コネクタ部１４が回転されるようになる。
また、凸部２０の端面には、複数の接点ピン受け３８が設けてあり、これら接点ピン受け３８には複数の信号ケーブル２４が夫々に接続されている。コネクタ部１４と挿入部保持部１６の連結時において、コネクタ部１４の各接点ピン受け３８には、挿入部保持部１６の凹部１６ａに設けた複数の接点ピン３９と夫々に接触することによって、ＣＣＤ１２及びＬＥＤ１３が回転装置３の接点ピン３９と電気的に接続される。
挿入部保持部１６は、その外周面が回転装置３の筐体に設けた軸受け４１により回転自在に支持されている。挿入部保持部１６は、この軸受け４１により回転自在に支持される位置よりも後方側となる基端の外周面にはギヤ４２が設けてある。

このギヤ４２は、モータ１７のモータ軸の先端部分に設けられた円筒ギヤ４３と噛合している。このモータ１７が、長手軸回りで所定方向、ここでは基端から先端に向かった左方向に回転されることにより、内視鏡挿入部２を回転するようになっている。
また、挿入部保持部１６は、その後端面側からその回転される中心軸に沿って円柱状に設けた凹部内に円柱部材を嵌入して、ロータ側の接点をステータ側の接点に電気的に接続するスリップリング４４が形成されている。
そして、このスリップリング４４により、接点ピン３９と接続された回転されるロータ側の接点４５を、（回転されない）ステータ側の接点４６と接触状態に保持して、電気的に導通をはかっている。このステータ側の接点４６は、スリップリング４４内の信号線を介してその後端の接点４７と接続され、この接点４７に接続された信号ケーブル３ａを介してビデオプロセッサ５と電気的に接続される。

また、回転装置３の筐体には、例えば軸受け４１を設けた位置の近傍に、挿入部保持部１６における所定の回転角度（回転位置）を検出するためのセンサとして例えばフォトリフレクタ４９が設けてあり、このフォトリフレクタ４９は、挿入部保持部１６の外周面に光を照射し、その反射光を受光する。
この場合、挿入部保持部１６の外周面における所定位置には、反射率が高い光反射部５０が設けてあり、その他の部分での光の反射率を低くしている。この光反射部５０は、ＣＣＤ１２の所定方向（例えば上方向）と対応する。
従って、モータ１７により挿入部保持部１６に連結された内視鏡挿入部２が回転駆動された場合、ＣＣＤ１２が所定角度に達すると光反射部５０からの反射光を検出するフォトリフレクタ４９により、そのタイミングが検出され、所定角度検出のタイミング信号がビデオプロセッサ５の信号処理回路５ｂに入力される。

信号処理回路５ｂは、ＣＣＤ１２により撮像された画像を信号処理回路５ｂ内部の２枚のフレームメモリに、挿入部保持部１６が１回転される周期で交互に上書き（オーバライト）している。フォトリフレクタ４９から所定角度に達したタイミング信号が入力されると、フレームメモリの読み書きを制御する図示しないメモリ制御回路は、その入力タイミングにより、オーバライトしている一方のフレームメモリの書き込みを禁止にする。

そして、そのタイミング信号直前にフレームメモリに書き込まれた画像が次のタイミングまで保持される。
そして、この一方のフレームメモリから読み出した画像が静止画としてモニタ６に表示される。この場合、他方のフレームメモリが次のタイミングまで、オーバライトされ、次のタイミングで同様に書き込みが禁止にされ、このフレームメモリから画像が静止画として読み出されるようになる。
このようにして、モニタ６には、内視鏡挿入部２が回転された状態においては、所定角度のタイミングで撮像された静止画が表示される。
なお、ここでは、簡単化のため、挿入部保持部１６の外周面における所定位置を１箇所として説明したが、複数箇所にしても良い。

そして、各所定位置を検出した場合、その回転角度に応じて、撮像された画像を回転処理して、常時、基準となる１箇所の方向に合わせて複数の所定位置で検出された画像を表示するようにしても良い。所定位置の数を増やすことにより、より動画に近い状態で表示することができる。
また、挿入部保持部１６を回転駆動するモータ１７は、モータ制御回路５１によりその回転速度が制御される。
本実施例では、このモータ制御回路５１は、回転装置３における例えばフロントパネルに設けた回転速度調整摘２９を操作することにより、例えば可変抵抗の値が変更され、この可変抵抗の値を変更することにより、モータ制御系のパラメータを変更してモータ１７の回転速度をマニュアルで調整することができるようにしている。

つまり、内視鏡挿入部２を体腔内に挿入する場合、適切な挿入速度は、術者によって異なる場合がある。従って、許容される回転速度内において、術者が回転速度調整摘２９を操作して回転速度を調整できるようにしている（図２ではＶ１からＶ３まで調整できることを示している）。
また、本実施例では図４に示すように挿入ガイド部９が設けてあり、この挿入ガイド部９内における内視鏡挿入部２の外周面を形成する推進管１５に接触して回転する回転部材の回転量を検出する。
より正確には、回転部材の単位時間当たりの回転量を検出する。換言すると回転速度を検出し、その回転速度を挿入長算出回路１０に入力して積算することにより、内視鏡挿入部２或いは螺旋形状部３６の挿入長を算出し、算出された挿入長の情報をモータ制御回路５１を介してモータ１７の回転速度を適切な値に自動調整することができるようにしている。

なお、本実施例では、螺旋形状部３６は内視鏡挿入部２の先端付近から、この内視鏡挿入部２の後端付近に至る部分まで形成されているので、体腔内に挿入された挿入長を検出する場合、螺旋形状部３６の挿入長を検出する代わりに、内視鏡挿入部２の挿入長を検出することで済ますことができる。
換言すると、体腔内に実際に挿入されている螺旋形状部３６の挿入長部分が回転して推進力を発生する推進力発生部の機能をもつが、これは体腔内に挿入された内視鏡挿入部２の挿入長部分（が回転して推進力を発生する）と見なすことができる。
螺旋形状部３６が、内視鏡挿入部２の先端側における一部の外周面のみに形成されているような場合には、体腔内に挿入される挿入長によっては、螺旋形状部３６の挿入長を検出した方が良い場合もある。

なお、モータ制御回路５１は、モータ１７を回転駆動するモータ駆動信号を出力すると共に、このモータ駆動信号は表示部２８に入力され、表示部２８は、モータ１７の回転速度を表示する。また、挿入長算出回路１０の出力信号もモータ制御回路５１に入力されると共に、表示部２８にも入力され、表示部２８は挿入長も表示する。
次に図４を参照して挿入ガイド部９に設けた挿入長検出部５５の構成を説明する。なお、図４（Ａ）は、挿入ガイド部９の縦断面により内部構造を示し、図４（Ｂ）は挿入ガイド部９を正面側から一部を横断面にて示している。
挿入ガイド部９の枠体５６における中央付近の上下両側には、挿通される内視鏡挿入部２を上下方向から挟むようにして、回転自在に保持する１対の球体２５ａ、２５ｂが配置され、各球体２５ｊ（ｊ＝ａ，ｂ）における（内視鏡挿入部２の挿入軸と直交する方向に延出された）各回転軸を、各球体２５ｊの両側に配置した軸受け５７ｊでそれぞれ回転自在に支持している。

この場合、一方の軸受け、具体的には下側の軸受け５７ｂ（のステータ）は、枠体５６の内壁に固定され、他方の軸受け５７ａは、バネ５８ａの弾性力で下方側に付勢されるようにして、上下方向に移動自在に保持されている。
そして、内視鏡挿入部２の外周面の螺旋形状部３６に凹凸が存在する場合にも、球体２５ａ及び２５ｂは、その外周面に接触して、内視鏡挿入部２が挿入軸方向に移動された場合にはその移動量だけ球体２５ａ及び２５ｂが回転する。なお、移動自在の軸受け５７ａにおけるステータ側は、枠体５６に固定されたガイド部材５９ａの間に嵌入され、回転が規制されている（後述する軸受け５８ｃも同様にガイド部材５９ｃの間に嵌入され、回転が規制されている）。

また、図４（Ｂ）に示すように一方の球体２５ｂの回転軸は、ロータリエンコーダ２７に連結されており、このロータリエンコーダ２７は、球体２５ｂの回転量或いは回転速度を検出して、その検出信号を挿入長算出回路１０に出力する。
挿入長算出回路１０は、ロータリエンコーダ２７からの検出信号を積算する等して、内視鏡挿入部２が患者８の体腔内に挿入された挿入長を算出して、回転装置３のモータ制御回路５１に出力する。
モータ制御回路５１は、図３に示すように挿入長に応じて適切な回転速度に設定するデータを予め格納したルックアップテーブル（ＬＵＴと略記）６０と接続されている。

そして、モータ制御回路５１は、算出された挿入長に応じて適切な回転速度のデータをＬＵＴ６０から読み出し、その回転速度に自動的に設定する。なお、ＬＵＴ６０は、例えば電気的に書き換え可能な不揮発性メモリにより構成され、例えばモータ制御回路５１を介してデータをより適切なデータに更新することができる。
なお、ＬＵＴ６０には、例えば挿入時の初期状態のように所定値よりも挿入長が短い場合には、一定速度に設定してあり、所定値を超えると挿入長が大きい（長い）程、回転速度を低下させるデータが格納されている。このデータは、より好ましいデータが得られた場合には、更新することができる。
また、図４（Ｂ）に示すように内視鏡挿入部２が挿通される部分の左右方向においてもほぼ同様に２つの球体２５ｃ、２５ｄが配置され、内視鏡挿入部２の外周面に接触する状態で回転自在に保持している。

この場合、両球体２５ｃ、２５ｄの回転軸は、挿入軸と平行な方向に延出され、それぞれ軸受け５７ｃ、５７ｄにて回転自在に保持されている。また、一方の軸受け５７ｄは、枠体５６の内壁に固定され、他方の軸受け５７ｃは、バネ５８ｃの弾性力で中央側に付勢されるようにして、左右方向から内視鏡挿入部２の外周面に接触し、挿入軸の回りに回転自在に保持するようにしている。
このような構成による本実施例の動作を説明する。
図１に示すように内視鏡挿入部２の基端側を保護管４内を通してその基端のコネクタ部１４を回転装置３の挿入部保持部１６に接続する。
そして、内視鏡挿入部２の先端側を挿入ガイド部９を通して、大腸検査を行う場合には図示しない電源を投入してモータ１７を回転させ、患者８の体腔内への挿入口となる肛門から挿入する。

この場合、モータ１７の回転により、内視鏡挿入部２も回転し、この内視鏡挿入部２の外周面には螺旋形状部３６が設けてあるので、螺旋形状部３６が回転することにより推進力が発生する。従って、術者は、推進力が発生しない場合に比較して小さな押し込み作業により、円滑に内視鏡挿入部２を体腔内に挿入することができる。また、挿入の際に、ＣＣＤ１２により撮像された画像を静止画であるが、視野が妨げられることなく観察することができ、画像を観察しながら挿入することができる。
また、体腔内に挿入した場合、体腔内への挿入長が変化するため、そのままでは挿入長が大きくなると、より推進力が大きくなる傾向を示すことになるが、本実施例においては、挿入ガイド部９に設けた挿入長検出部５５により、内視鏡挿入部２の挿入軸方向の移動速度、換言すると挿入速度を検出する。

その挿入速度から挿入長算出回路１０は挿入長を算出して、算出した情報を回転装置３内のモータ制御回路５１に出力する。モータ制御回路５１は、その情報によりＬＵＴ６０から、対応する適切な回転速度の情報を読み取り、挿入長が変化した場合においても、常時、適切な回転速度に自動調整する。
従って、本実施例によれば、体腔内への深部側に挿入する場合においても術者は、回転速度の調整を行わなくても挿入長に応じて自動的に適切な回転速度で円滑に挿入作業を行うことができる。従って、検査対象部位に対する内視鏡検査を円滑かつ短時間に行うことができる。

次に図５を参照して本発明の実施例２を説明する。図５は、実施例２における内視鏡挿入部と回転装置の接続部付近の構造を示す。
実施例１においては、挿入ガイド部９に設けた挿入長検出部５５により、内視鏡挿入部２、或いはその外周面に設けた螺旋形状部３６（或いは推進管１５）の体腔内への挿入速度を検出し、挿入長算出回路１０により体腔内への挿入長を算出して、モータ１７の回転速度を制御する構成にしていたが、本実施例では、モータ監視回路６１によって、モータ１７の回転速度を制御する構成にしている。
本実施例においては、モータ制御回路５１からモータ１７に供給されるモータ駆動信号を、モータ監視回路６１により監視し、その監視結果に応じてモータ制御回路５１に回転制御信号を出力して、モータ１７の回転速度を制御する構成にしている。

具体的には、モータ監視回路６１は、モータ１７に印加されるモータ駆動信号の電圧値と電流値を監視し、例えば無負荷に近い状態でモータ１７が回転してる場合と、無負荷よりは電流値が大きいある設定値を超えて、体腔内に挿入された状態であるかの判定を行う。
そして、体腔内に挿入された状態であると判定した場合には、電流値を積算して、モータ１７の累積回転数を計測し、その累積回転数により、内視鏡挿入部２（或いは螺旋形状部３６）の体腔内への挿入長を算出（推定）し、算出した挿入長をモータ制御回路５１に出力して、モータ１７の回転速度を制御する。モータ制御回路５１は、算出された挿入長に応じて、例えば実施例１のようにＬＵＴ６０（図５では省略）からの情報でモータ１７の回転速度を制御する。

また、本実施例においては、モータ１７に対して最大負荷に相当する最大負荷レベルがモータ駆動電流値等により設定されたおり、モータ監視回路６１は、モータ駆動信号を監視して、そのモータ駆動信号が最大負荷レベル以上であると判定した場合には、モータ制御回路５１に信号を送り、モータ制御回路５１はモータ１７の回転を停止させる制御を行う。
つまり、モータ駆動信号が（無負荷から大きすぎない負荷までの）所定の範囲の場合における電流値を積算する等して、挿入長を算出し、その挿入長の値によりモータ１７の回転速度を適切な値に設定する。
本実施例によれば、簡単な構成で、体腔内への螺旋形状部３６或いは内視鏡挿入部２の挿入長を推定することができ、推定した挿入長によって、内視鏡挿入部２の体腔内への回転を利用した挿入作業を円滑に行うことができる。また、モータ１７が、許容される値以上の負荷がかかるようなことを防止でき、寿命の低下を防止することができる。

次に図６を参照して本発明の実施例３を説明する。図６は、実施例３の内視鏡装置における内視鏡挿入部の挿入長算出回路の周辺部の構造を示す。
この内視鏡装置１Ｃでは、内視鏡挿入部２内に挿入部形状を算出するため、磁界を発生する磁界発生素子としてのソースコイル７１ａ、７１ｂ、…、７１ｐが、挿入軸方向に所定間隔で配置してある。各ソースコイル７１ｋ（ｋ＝ａ、ｂ、…、ｐ）は、スリップリング４４の接点４７を介して挿入形状検出装置７２内のソースコイル駆動部７３に接続される。
そして、このソースコイル駆動部７３から各ソースコイル７１ｋに例えば１０ｋＨｚ程度の交流の駆動信号が順次或いは、異なる周波数で同時に印加され、各ソースコイル７１ｋはその周囲に磁界を発生する。

また、この内視鏡挿入部２が挿入される患者の周囲には、ソースコイル７１ｋが発生する磁界を検出するため、複数のセンスコイル７４を内蔵したセンスコイルユニット７５が配置されている。
各センスコイル７４により検出された信号は、増幅部７６で増幅された後、Ａ／Ｄ変換部７７でデジタル信号に変換された後、高速フーリエ変換部（図６ではＦＦＴと略記）７８に入力される。
この高速フーリエ変換部７８により高速で周波数成分に変換された後、各ソースコイル７１ｋの駆動信号と同じ周波数の信号成分が分離抽出される。分離抽出された信号成分は、位置算出部７９に入力され、各ソースコイル７１ｋの位置が算出される。

算出された位置データは、挿入部形状算出部８０に送られ、この挿入部形状算出部８０は、各ソースコイル７１ｋの位置情報からそれらの間を補間する等して内視鏡挿入部２の挿入部形状を算出する。
この算出された挿入部形状は、さらに表示処理回路８１により画像表示する処理が行われた後、挿入部形状表示用のモニタ８２に出力され、その表示面に挿入部形状が表示される。
また、挿入部形状算出部８０の出力信号は、挿入長算出部８３に入力され、この挿入長算出部８３は、先端部１１内に配置されたソースコイル７１ａが体内に挿入される挿入口、大腸検査の場合には肛門、の位置に設定された状態の位置よりも体腔内側に挿入された内視鏡挿入部２或いは螺旋形状部３６の挿入長を算出し、モータ制御回路５１に出力する。

そして、モータ制御回路５１は、例えば実施例１と同様に算出された挿入長のデータによりＬＵＴ６０から対応する回転速度のデータを読み出し、その回転速度になるようにモータ１７の回転速度を制御する。
本実施例によれば、実施例１の場合と同様に体腔内に挿入される内視鏡挿入部２或いはその外周面に設けられた螺旋形状部３６の挿入長に応じて適切な回転速度に自動的に設定することができ、体腔内への挿入を簡単かつ円滑に行うことができる。
なお、上述の説明では、内視鏡挿入部２の外周面に、螺旋形状部３６を有する推進管１５を一体的に設けた場合の構成を説明したが、本発明はこれに限定されるものでなく、内視鏡挿入部２の外周面に回転自在に推進管部を設け、この回転自在に設けられた推進管部側のみを回転させ、その内側の内視鏡挿入部本体側は回転させない構成にしても良い。

図７は例えば実施例１の変形例に相当する内視鏡装置の主要部を示し、図７に示す内視鏡挿入部９０は、その外周面側に回転自在に設けた推進管部１０２のみを回転させる構造にしたものである。
本実施例における内視鏡挿入部９０は、内視鏡本体部１０１と、その外周側に回転自在に配置される推進管部１０２とからなる。
推進管部１０２は、内視鏡本体部１０１の先端部１１の円環状凹部に回転自在に嵌入される可撓外管１０３の外周面に金属素線３５からなる螺旋形状部３６を設けている。また、この可撓外管１０３及び螺旋形状部３６の後端は、円筒形状のコネクタ部１０４に連結されている。

コネクタ部１０４の後端には、ピン２１が設けられ、ピン２１を円筒形状の推進管部保持体１０５の前端のピン穴１６ｂに挿入することにより、推進管部１０２を推進管部保持体１０５に着脱自在に連結することができる。
この推進管部保持体１０５は、回転保持体１０６に軸受け１０７を介して回転自在に保持される。また、推進管部保持体１０５の後端の外周面にはギヤ４２が設けてあり、モータ１７の回転軸に設けた円筒ギヤ４３と噛合している。
そして、回転装置９１を構成する回転保持体１０６のベース上に設けたモータ制御回路５１からのモータ駆動信号によりモータ１７を回転駆動することにより、推進管部１０２を回転駆動することができるようにしている。

先端部１１の後端付近から推進管部１０２の内側に挿通される内視鏡本体部１０１は、先端部１１の後端に可撓内管１０８が連結され、この可撓内管１０８の後端は、硬質の可撓管固定部材１０９に固着されている。
先端部１１には、実施例１等と同様に、観察窓２２、照明窓２３が設けてある。
また、ＣＣＤ１２及びＬＥＤ１３に接続された信号ケーブル２４は、可撓内管１０８内を挿通されて可撓管固定部材１０９に設けた電気コネクタ受け１１１の基端の接点に接続され、この電気コネクタ受け１１１は、後方から電気コネクタ１１２が着脱自在に接続される。
この電気コネクタ１１２を設けたケーブル１１３は、ビデオプロセッサ５に接続される。

また、この内視鏡挿入部９０は、例えば実施例１の挿入ガイド部９を介して患者８の体腔内に挿入され、挿入ガイド部９の挿入長検出部５５の出力は、挿入長算出回路１０を介してモータ制御回路５１に挿入長の情報が入力される。そして、実施例１と同様に挿入長に応じてモータ１７の回転速度を制御する。なお、ここでは、モータ制御回路５１は、ＬＵＴ６０を内蔵した構成にしている。
このような構成にすることによって、モータ１７を回転させることにより螺旋形状部３６が設けられた推進管部１０２側のみを回転し、この推進管部１０２を体腔内で推進させることにより、推進管部１０２の先端が先端部１１の後端を押圧して内側の内視鏡本体部１０１側も共に推進させる。

なお、推進管部１０２の先端と、これに対向する先端部１１の後端部分との間に、周方向に回転自在となる軸受けを配置するとより好ましいものとなる。
本変形例は、撮像手段は回転されないので、ＣＣＤ１２により撮像した画像をビデオプロセッサ５に出力することにより、モニタ６には動画を常時表示することができる。その他は、実施例１と同様の効果を有する。
なお、実施例１において、例えば上下方向に配置される球体２５ａ、２５ｂにおける上下方向に移動自在に配置された軸受け５７ａの移動量は、内視鏡挿入部２の外径に対応する値となるため、この軸受け５７ａの移動量を検出することにより、内視鏡挿入部２の外径を検出することができる。

そして、この外径の値に応じてモータ１７による回転速度を適切な値に自動設定するようにしても良い。この場合、外径に応じて設定すべき回転速度の情報を格納したＬＵＴなどを利用して、外径に応じて回転速度を適切な値に自動設定するようにしても良い。
つまり、内視鏡挿入部２における回転駆動される螺旋形状部の外径により、その外径の場合に適した回転速度に設定すると共に、被検体への挿入長に応じてその回転速度を適切な値に調整するようにしても良い。
なお、上述した各実施例等を部分的に組み合わせて構成される実施例等も本発明に属する。例えば、実施例１においても実施例２のモータ監視回路６１における負荷を監視する手段（機能）を設け、モータ１７が予め設定された負荷レベルを超える負荷レベルが働いたモータ駆動信号の監視により判定した場合には、モータ制御回路５１はモータ１７の回転を停止させる等の制御を行うようにしても良い。

［付記］
１．請求項１において、前記螺旋形状部は、前記内視鏡挿入部の外周面に一体的に設けてある。
２．請求項１において、前記螺旋形状部は、前記内視鏡挿入部の外周面に回転自在に設けてあり、前記回転装置は、前記螺旋形状部側のみを回転する。
３．請求項１において、前記内視鏡挿入部は、前記回転装置に着脱自在である。
４．請求項１において、前記挿入長に応じて前記回転速度を設定するための回転速度の設定情報を格納する回転速度情報格納手段を有する。
５．付記３において、前記回転速度の設定情報は、更新可能である。

６．請求項２において、前記挿入長算出手段は、前記内視鏡挿入部の外周面に接触して、挿入軸方向の移動量を算出する移動量検出手段を用いて形成される。
７．請求項２において、前記挿入長算出手段は、前記螺旋形状部を回転駆動するモータを電気的に駆動するモータ駆動信号を監視し、前記モータが所定の負荷の範囲で回転される時のモータ駆動信号から挿入長を算出する。
８．請求項２において、前記挿入長算出手段は、前記内視鏡挿入部の長手方向に沿って配置された位置検出用センサの位置情報を用いて前記挿入長を算出する。

９．請求項１において、前記制御手段は、前記回転装置により前記螺旋形状部を回転させる場合の負荷が所定値を超える場合には、回転を停止する制御を行う。
１０．請求項１において、前記回転装置による回転速度をマニュアルで設定する設定手段を有する。
１１．請求項２において、算出された前記挿入長を表示する表示手段を有する。
１２．請求項１において、前記回転速度を表示する表示手段を有する。
１３．請求項１において、前記螺旋形状部の外径に応じて前記回転速度を設定する設定手段を有する。

１４．先端部に観察光学系が設けられ、可撓性を有する内視鏡挿入部と、
前記内視鏡挿入部の長手軸方向の外周面に所定長さ以上にわたって形成された螺旋形状部と、
前記螺旋形状部を前記長手軸の回りに回転させる回転装置と、
被検体内に挿入された前記内視鏡挿入部又は螺旋形状部の挿入長に応じて前記螺旋形状部の回転速度を制御する制御手段と、
を具備することを特徴とする内視鏡装置。

先端部に観察光学系を備えた内視鏡挿入部の外周面に所定長さ以上に形成された螺旋形状部を回転することにより、内視鏡挿入部を推進させることができる構造にすることにより、観察光学系により観察しながら内視鏡挿入部を屈曲した体腔内に円滑に挿入し易くした。

本発明の実施例１の内視鏡装置の全体構成を示す図。内視鏡挿入部と内視鏡回転装置の接続部の構成を示す斜視図。内視鏡挿入部の内部構造と回転装置の内部構造とを示す断面図。挿入ガイド部の構造を示す図。本発明の実施例２における回転装置の構成を示す図。本発明の実施例３における挿入長を算出する回路周辺部の構成を示す図。本発明の変形例における内視鏡挿入部及び回転装置の主要部の構成図。

符号の説明

１…内視鏡装置
２…内視鏡挿入部
３…回転装置
４…保護管
５…ビデオプロセッサ
６…モニタ
８…患者
９…挿入ガイド部
１０…挿入長算出回路
１１…先端部
１２…ＣＣＤ
１３…ＬＥＤ
１４…コネクタ部
１５…推進管
１６…挿入部保持部
１７…モータ
１９…カメラユニット
２０…凸部
２１…ピン
２２…観察窓
２３…照明窓
２５ａ、２５ｂ…球体
２７…ロータリエンコーダ
２８…表示部
２９…回転速度調整摘
３１…対物光学系
３５…金属素線
３６…螺旋形状部
５１…モータ制御回路
５５…挿入長検出部
６０…ＬＵＴ
代理人弁理士伊藤進

Claims

先端部に観察光学系が設けられ、可撓性を有する挿入部と、
前記挿入部の長手軸方向の外周面に所定長さ以上にわたって形成された推力発生部と、前記推力発生部を前記長手軸の回りに回転させる回転装置と、
被検体内に挿入された前記推力発生部の挿入長に応じて前記推力発生部の回転速度を制御する制御手段と、
を具備することを特徴とする内視鏡装置。
さらに前記推力発生部の挿入長を算出する挿入長算出手段を有し、前記挿入長算出手段により算出された挿入長に応じて前記制御手段は、前記推力発生部の回転速度を制御することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
前記制御手段は、被検体内に挿入された前記推力発生部の挿入長が長い程、前記回転速度を低下させる制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
前記推力発生部は、凹凸が螺旋形状に形成された螺旋形状部で形成されることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
先端部に観察光学系が設けられ、可撓性を有する挿入部と、
前記挿入部の長手軸方向の外周面に所定長さ以上にわたって形成された推力発生部と、前記推力発生部を前記長手軸の回りに回転させる回転装置と、
被検体内に挿入された前記挿入部の挿入長に応じて前記推力発生部の回転速度を制御する制御手段と、
を具備することを特徴とする内視鏡装置。
さらに前記挿入部の挿入長を算出する挿入長算出手段を有し、前記挿入長算出手段により算出された挿入長に応じて前記制御手段は、前記推力発生部の回転速度を制御することを特徴とする請求項５に記載の内視鏡装置。
前記制御手段は、被検体内に挿入された前記挿入部の挿入長が長い程、前記回転速度を低下させる制御を行うことを特徴とする請求項５に記載の内視鏡装置。
前記推力発生部は、凹凸が螺旋形状に形成された螺旋形状部で形成されることを特徴とする請求項５に記載の内視鏡装置。