JP4932559B2 - 自動挿入式電子内視鏡装置、自動挿入式電子内視鏡装置の制御プログラム - Google Patents

Description

本発明は、内視鏡の挿入部を駆動源を用いて自動挿入し得るようになされた自動挿入式電子内視鏡装置、自動挿入式電子内視鏡装置の制御プログラムに関する。

内視鏡は、医療等の分野において、管腔内等の直接目視することができない部位を観察するために広く用いられている。こうした内視鏡は、一般に細長の挿入部を備えて構成されており、使用者の手技により被検体内へ挿入されていた。

これに対して、近年、自己の推進力により挿入されるようになされた内視鏡（自動挿入式内視鏡装置）が研究されている。このような内視鏡には種々のタイプのものがあるが、一例を挙げれば、経肛門により大腸内へ挿入を行うようになされた内視鏡において、挿入部の外周側に、螺旋形状部を備えた軸周りに回動可能な回転筒体を設けて、該回転筒体を回転させることにより、体腔内への挿入を自動的に行うことができるようにした回転自走式内視鏡装置がある。

このような自動挿入式内視鏡装置の内視鏡挿入部の先端部に、撮像素子を設けて被検体内の様子を電子的な映像として観察することができるように構成した場合には、自動挿入式内視鏡装置は自動挿入式電子内視鏡装置となる。

こうした自動挿入式電子内視鏡装置においては、被検体内への自動的な挿抜や、送気、送水、吸引、あるいは湾曲等の駆動系を制御する処理と、撮像素子から得られた信号をモニタ等に表示し得る信号に変換する処理と、を行う必要がある。これらの内でも、駆動系の制御は装置の安全性に関わり重要であるために、駆動系の制御を、映像信号の処理を行う処理装置とは独立して設けることが考えられている。そして、この場合には、モータやポンプ、電磁弁等の駆動系が接続される第１の制御部と、撮像素子やモニタ等が接続される第２の制御部と、の構成となる。

例えば、特開平９−２８５１９０号公報には、自動挿入式電子内視鏡装置ではないものの、ステップモータを駆動するモータ駆動装置の制御をワンチップのマイクロコンピュータ（第１の制御部）により行い、このワンチップのマイクロコンピュータを上位パソコン（第２の制御部）とシリアル通信により接続する構成例が記載されている。
特開平９−２８５１９０号公報

上述したような構成の自動挿入式電子内視鏡装置は、モニタが接続されているのは第２の制御部であって第１の制御部には接続されていないために、駆動系の機能に支障が生じたときなどに、その旨を操作者に表示して報知することができなかった。自動挿入式電子内視鏡装置ではない上記特開平９−２８５１９０号公報に記載の技術においても、ワンチップのマイクロコンピュータにはモニタが接続されていないために、ステップモータの駆動に支障が生じたときに、その旨を操作者に表示して報知することができなかった。

また、上述したように、自動挿入式電子内視鏡装置における駆動系の制御は、安全性に関わるものであるために、より一層の安全性を確保することが望まれている。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、駆動系に支障が生じたときにその旨を表示して報知することができる自動挿入式電子内視鏡装置、自動挿入式電子内視鏡装置の制御プログラムを提供することを目的としている。

また、本発明は、駆動系をより一層確実に制御することができる自動挿入式電子内視鏡装置、自動挿入式電子内視鏡装置の制御プログラムを提供することを目的としている。

上記の目的を達成するために、第１の発明による自動挿入式電子内視鏡装置は、内視鏡の挿入部を自動挿入するための駆動源を含む駆動系と、前記駆動系を制御するための第１の制御手段と、前記内視鏡の挿入部の先端部に配設された撮像素子を含む撮像系と、前記第１の制御手段と通信可能に接続されていて前記撮像系からの信号を表示用の映像信号に変換する機能を備えた第２の制御手段と、前記第２の制御手段に接続されていて前記表示用の映像信号を表示するための表示手段と、を具備し、前記第１の制御手段は、前記駆動系に支障が生じたことを検知した場合には、該駆動系を停止させるように制御すると共に、該支障の発生を示す通知信号を前記第２の制御手段へ送信するものであり、前記第２の制御手段は、前記通知信号を受信した場合には、該支障が発生した旨の報知表示を前記表示手段に行わせるように制御するものであり、さらに、前記第２の制御手段は、前記第１の制御手段の負荷を監視して、該第１の制御手段の負荷が該第１の制御手段のみにより担うには大きいか否かを判定し、該第１の制御手段の負荷が該第１の制御手段のみにより担うには大きいと判定したときには、該第１の制御手段が担うべき負荷の少なくとも一部を、該第１の制御手段に代わって該第２の制御手段自体が担うように制御するものである。

また、第２の発明による自動挿入式電子内視鏡装置は、上記第１の発明による自動挿入式電子内視鏡装置において、前記第２の制御手段が、前記撮像系に支障が生じたことを検知した場合には、該支障の発生を示す通知信号を前記第１の制御手段へ送信するとともに、該支障が発生した旨の報知表示を前記表示手段に行わせるように制御するものであり、前記第１の制御手段は、前記通知信号を受信した場合には該駆動系を停止させるように制御するものである。

第３の発明による自動挿入式電子内視鏡装置は、上記第１の発明による自動挿入式電子内視鏡装置において、前記第２の制御手段が、さらに、前記駆動系を制御し得るように構成されたものであって、前記第１の制御手段に代わって前記第２の制御手段が担う負荷は、該駆動系の制御である。

第４の発明による自動挿入式電子内視鏡装置の制御プログラムは、内視鏡の挿入部を自動挿入するための駆動源を含む駆動系と、前記駆動系を制御するための第１の制御手段と、前記内視鏡の挿入部の先端部に配設された撮像素子を含む撮像系と、前記第１の制御手段と通信可能に接続されていて前記撮像系からの信号を表示用の映像信号に変換する機能を備えた第２の制御手段と、前記第２の制御手段に接続されていて前記表示用の映像信号を表示するための表示手段と、を具備する自動挿入式電子内視鏡装置の制御プログラムであって、前記第１の制御手段により前記駆動系に支障が生じたことを検知した場合に該駆動系を停止させるように制御するステップと、前記第１の制御手段により前記支障の発生を示す通知信号を前記第２の制御手段へ送信するステップと、前記第２の制御手段が前記通知信号を受信した場合に前記第２の制御手段により該支障が発生した旨の報知表示を前記表示手段に行わせるように制御するステップと、を有し、前記第２の制御手段は、さらに、前記駆動系を制御し得るように構成されたものであって、前記第２の制御手段により前記第１の制御手段の負荷を監視するステップと、前記第１の制御手段の負荷が該第１の制御手段のみにより担うには大きいか否かを判定するステップと、前記第１の制御手段の負荷が該第１の制御手段のみにより担うには大きいと判定されたときに、該第１の制御手段に代わって前記第２の制御手段により前記駆動系を制御するステップと、をさらに有するプログラムである。

本発明の自動挿入式電子内視鏡装置、自動挿入式電子内視鏡装置の制御プログラムによれば、駆動系に支障が生じたときにその旨を表示して報知することができる。

また、本発明の自動挿入式電子内視鏡装置、自動挿入式電子内視鏡装置の制御プログラムによれば、駆動系をより一層確実に制御することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

［実施形態１］
図１は本発明の実施形態１を示したものであり、自動挿入式電子内視鏡装置の構成を示す図である。

この自動挿入式電子内視鏡装置は、第１の制御手段たる第１の制御部１と、第２の制御手段たる第２の制御部２と、駆動系であり駆動制御手段たるモータ制御部３と、駆動系であり駆動制御手段たるＡＷＳ制御部４と、駆動系であり駆動制御手段たる湾曲制御部５と、撮像系たる撮像部６と、表示手段たるモニタ７と、電源部たる電源８と、電源部たるＵＰＳ（Uninterruptible Power Supply：無停電電源装置）９と、モータ制御コントローラ１３と、ＡＷＳ／湾曲コントローラ１５と、撮像系たるＩ／Ｆ１６と、挿入部２１と、この挿入部２１を構成する螺旋部材２２と、挿入部２１を構成する先端部２３と、挿入量検知部２４と、駆動系であり駆動源たる側面駆動モータ３１と、エンコーダ３２と、駆動ローラ３３と、受ローラ３４，３５と、回転数検知部３６と、ギヤ４１と、ギヤ４２と、駆動系であり駆動源たる端面駆動モータ４３と、エンコーダ４４と、駆動系たるポンプ５１と、駆動系たる電磁弁５２，５３，５４と、送水タンク５５と、駆動系たる吸引ポンプ６１と、駆動系たる電磁弁６２と、吸引タンク６３と、ＣＯ2 （二酸化炭素）ボンベ７１と、ボンベ圧力センサ７２と、駆動系たる電磁弁７３，７４，７５，７６と、を有して構成されている。

第１の制御部１は、駆動系を制御するためのものであって、例えばワンチップのマイクロコンピュータにより構成されている。この第１の制御部１は、モータ制御部３、ＡＷＳ制御部４、および湾曲制御部５と双方向に接続されていると共に、挿入量検知部２４により検知された挿入量の情報が入力されるようになっている。すなわち、この第１の制御部１により制御される駆動系としては、モータ系、ＡＷＳ系、湾曲系が含まれている。

挿入部２１は、体腔内に挿入され得るように例えば細長の形状に形成されたものである。この挿入部２１の外周側には、外周面に螺旋形状部が形成された筒体状の螺旋部材２２が、挿入軸周りに回動可能となるように設けられている。この螺旋部材２２の基端側には、ギヤ４１が回動一体に配設されている。

挿入部２１の先端側には、上下左右に湾曲可能な先端部２３が設けられていて、螺旋部材２２の先端がこの先端部２３の基端側の当付部に当接して、回転により発生した推進力を伝達するようになっている。この先端部２３には、上述した撮像部６の撮像素子や、図示しない照明部、送気ノズル、送水ノズル、吸引口などが配設されている。

挿入部２１の螺旋部材２２の外周側には、挿入部２１の挿入量を検出するための挿入量検知部２４が配設されている。この挿入量検知部２４は、例えばフォトリフレクタ等を含んで構成されていて、検出した情報を第１の制御部１へ出力するようになっている。第１の制御部１は、挿入量検知部２４から入力された情報に基づいて、挿入部２１がどのくらいの長さ延出されたかを算出して、算出結果に基づきモータ等の制御を行うようになっている。

挿入部２１の螺旋部材２２の外周側には、さらに、駆動ローラ３３と、受ローラ３４，３５とが、該螺旋部材２２を外周側から押圧力を持って挟み込むように配設されている。このとき、各ローラ３３，３４，３５は、挿入部２１を回転させると同時に挿入部２１の挿入軸方向に挿抜させるように、各回転軸を挿入軸方向に対してやや傾けて、すなわち、各ローラ３３，３４，３５の回転軸が螺旋部材２２の螺旋形状部のリード角の方向に例えば直交するように、配設されている。

上記各ローラ３３，３４，３５の内の駆動ローラ３３には、側面駆動モータ３１が回転駆動力を伝達するように取り付けられている。この側面駆動モータ３１は、モータ制御部３により駆動状態を制御されるようになっている。さらに、この側面駆動モータ３１には、エンコーダ３２が設けられており、該側面駆動モータ３１の回転状態を検出して、検出結果をモータ制御部３へ出力するようになっている。

また、受ローラ３４には、回転数検知部３６が回動一体に取り付けられており、受ローラ３４の単位時間当たりの回転数を検出して、検出結果をモータ制御部３へ出力するようになっている。上述した駆動ローラ３３は、側面駆動モータ３１の回転駆動力を受けて能動的に回転するものであるために、螺旋部材２２に対して空回りすることもあり得る。これに対して受ローラ３４は、螺旋部材２２との摩擦力により該螺旋部材２２に従って受動的に回転するものであって、空回りすることは基本的にないために、回転数検知部３６をこの受ローラ３４に対して取り付けている。そして、回転数検知部３６は、受ローラ３４の回転状態を検出することを介して、螺旋部材２２の回転状態を検出するようになっている。

螺旋部材２２の基端側に回動一体に取り付けられたギヤ４１には、ギヤ４２が噛合しており、このギヤ４２には端面駆動モータ４３が回転駆動力を伝達するように取り付けられている。この端面駆動モータ４３は、モータ制御部３により駆動状態を制御されるようになっている。さらに、この端面駆動モータ４３には、エンコーダ４４が設けられており、該端面駆動モータ４３の回転状態を検出して、検出結果をモータ制御部３へ出力するようになっている。

そして、モータ制御コントローラ１３は、例えばフットスイッチ等を含んで構成されていて、モータの動作に関する操作入力を行うためのものである。このモータ制御コントローラ１３からの入力は、モータ制御部３に送信されるようになっている。

従って、モータ制御部３は、モータ制御コントローラ１３からの操作入力を受けて、第１の制御部１の制御に基づき、挿入量検知部２４、エンコーダ３２、回転数検知部３６、エンコーダ４４の各検出結果を参照しながら、側面駆動モータ３１および端面駆動モータ４３を連動させるように駆動する。このとき、螺旋部材２２が一方向へ回転すれば挿入部２１が被検体内へ挿入される方向に進行することになり、他方向へ回転すれば挿入部２１が被検体から抜脱される方向に後退することになる。

挿入部２１の内部には、送気管路および送水管路が配設されており、送気管路は電磁弁５３へ、送水管路は送水タンク５５内の水部分内へ、それぞれ接続されている。電磁弁５３を経由する送気管路は、電磁弁５２を介してポンプ５１へ接続されている。また、送水タンク５５内の空気部分内には、送水用の送気管路が接続されており、この送水用送気管路は電磁弁５４、電磁弁５２を介してポンプ５１へ接続されている。このような構成において、ＡＷＳ制御部４は、ポンプ５１および電磁弁５２，５３，５４を制御することにより、送気や送水を行うようになっている。すなわち、電磁弁５２が閉じられているときには、ポンプ５１による送気は、外部へリークしている。一方、電磁弁５２を電磁弁５３側へのみオープンにし、電磁弁５４側へはクローズするとともに、電磁弁５３をオープンにすることにより、ポンプ５１から送られた空気が、送気管路を介して挿入部２１へ伝達され、先端部２３に設けられた送気ノズルからの送気が行われるようになっている。また、電磁弁５２を電磁弁５４側へのみオープンにし、電磁弁５３側へはクローズするとともに、電磁弁５４をオープンにすることにより、ポンプ５１から送られた空気が、送水用送気管路を介して送水タンク５５の空気部分へ送られ、水面を加圧する。これにより、送水タンク５５の水部分に先端が没している送水管路から水が挿入部２１へ送り出され、先端部２３に設けられた送水ノズルからの送水が行われるようになっている。

さらに、挿入部２１の内部には、吸引管路が配設されており、吸引タンク６３と電磁弁６２とを介して、吸引ポンプ６１に接続されている。ＡＷＳ制御部４は、吸引ポンプ６１および電磁弁６２を制御することにより、吸引を行うようになっている。すなわち、電磁弁６２が閉じられているときには、吸引ポンプ６１は外気を吸引している。一方、電磁弁６２をオープンにすると、吸引タンク６３を介して先端部２３に設けられた吸引口からの吸引が行われるようになっている。

挿入部２１の内部には、４本の湾曲用管路が配設されており、先端部２３内に設けられた上（Ｕ）湾曲用気室、下（Ｄ）湾曲用気室、右（Ｒ）湾曲用気室、左（Ｌ）湾曲用気室に各接続されている。ここに、先端部２３内において、上（Ｕ）湾曲用気室は下側に、下（Ｄ）湾曲用気室は上側に、右（Ｒ）湾曲用気室は左側に、左（Ｌ）湾曲用気室は右側にそれぞれ配置されている。そして、例えば下側に配置された上（Ｕ）湾曲用気室内に二酸化炭素を送り込むと、該上（Ｕ）湾曲用気室が膨張して挿入方向に延長され、先端部２３を上側に湾曲させる構造となっている。他の各気室に二酸化炭素を送り込んだときの作用も、方向が異なるだけで基本的には同様である。

そして、上述した上（Ｕ）湾曲用気室、下（Ｄ）湾曲用気室、右（Ｒ）湾曲用気室、左（Ｌ）湾曲用気室に各接続されている湾曲用管路は、電磁弁７３，７４，７５，７６をそれぞれ介し、ボンベ圧力センサ７２をさらに介した後に、ＣＯ2 ボンベ７１に接続されている。ここに、ボンベ圧力センサ７２は、ＣＯ2 ボンベ７１の圧力を検出して、検出結果を湾曲制御部５へ出力するものである。そして、各電磁弁７３，７４，７５，７６は、湾曲制御部５により制御されるようになっている。

上述したＡＷＳ制御部４および湾曲制御部５には、ＡＷＳ／湾曲コントローラ１５が接続されている。このＡＷＳ／湾曲コントローラ１５は、例えば内視鏡の手元側の操作部に設けられた湾曲ボタンや、送気／送水ボタン、吸引ボタンなどを含んで構成されている。

従って、ＡＷＳ制御部４は、ＡＷＳ／湾曲コントローラ１５からの操作入力を受けて、第１の制御部１の制御に基づき、各ポンプ５１，６１や各電磁弁５２，５３，５４，６２を動作させ、送気（Ａ）、送水（Ｗ）、吸引（Ｓ）を行うようになっている。

また、湾曲制御部５は、ＡＷＳ／湾曲コントローラ１５からの操作入力を受けて、第１の制御部１の制御に基づき、ボンベ圧力センサ７２の検出結果を参照しながら、各電磁弁７３，７４，７５，７６を動作させ、先端部２３の湾曲を行うようになっている。

次に、第２の制御部２は、撮像系を制御するためのものであって、例えばパーソナルコンピュータ等により構成されている。すなわち、第２の制御部２は、第１の制御部１とは別のＣＰＵとして構成されていて、かつ例えばワンチップのマイクロコンピュータにより構成された第１の制御部１よりも高い処理能力を備えたものとなっている。そして、第１の制御部１と第２の制御部２とは、例えばシリアル通信等を介して双方向に通信可能となるように接続されている。

撮像部６は、撮像素子を含んで構成されていて、少なくとも撮像素子は上述したように内視鏡の先端部２３内に配設されており、被検体を撮像し、電気的な信号として出力するものである。

この撮像部６は、Ｉ／Ｆ（インタフェース）１６を介して第２の制御部２に接続されている。なお、撮像部６およびＩ／Ｆ１６は、撮像系を構成している。

第２の制御部２は、撮像部６から得られた信号を、表示用の映像信号に変換する画像処理を行い、この第２の制御部２に接続されたモニタ７へ出力し表示させるようになっている。さらに、第２の制御部２は、必要に応じて各種の報知表示を生成し、モニタ７に表示することもできるようになっている。

上述した第１の制御部１および第２の制御部２を含むこの自動挿入式電子内視鏡装置内の各部には、電源８からの電源が供給されるようになっている。

この電源８は、上述したＵＰＳ９を介して、コンセント等から電力供給を受けるようになっている。

また、ＵＰＳ９の状態を示す検知情報が、該ＵＰＳ９から第２の制御部２へ出力されるようになっている。

次に、上述したような構成の自動挿入式電子内視鏡装置における報知表示について説明する。

第１の制御部１は、挿入量検知部２４からの情報と、モータ制御部３からの情報と、ＡＷＳ制御部４からの情報と、湾曲制御部５からの情報と、を受けて、駆動系の何れかに故障（ここに、「故障」という言葉は、「動作することができない」という意味ではなく、「完全な動作を行うには支障を来すことがある」程度の状態を含む広い意味に用いている。以下同様。）が生じていないかどうかを監視するようになっている。

そして、第１の制御部１は、駆動系の何れかに故障が生じたことを検出した場合には、該駆動系を停止する必要がある故障であるか否かを判定して、停止する必要がある故障である場合には該駆動系を停止させる。

一例を挙げれば、エンコーダ３２からの情報に基づいて、側面駆動モータ３１が回転していることを検出しているにもかかわらず、回転数検知部３６からの情報に基づいて、螺旋部材２２が回転していないことを検出した場合には、駆動ローラ３３が空回りしている等が発生していると判断することができる。そこで、モータ制御部３は、側面駆動モータ３１および端面駆動モータ４３に制御信号を送信し、各モータ３１，４３の駆動を停止させる。

また、電磁弁５２，５３，５４の何れかが動作しない場合には、ＡＷＳ制御部４は、ポンプ５１の動作を停止させるとともに、各電磁弁５２，５３，５４への電力供給を停止してクローズさせるなどする。

さらに、電磁弁６２が動作しない場合には、ＡＷＳ制御部４は、吸引ポンプ６１の動作を停止させるとともに、電磁弁６２への電力供給を停止してクローズさせるなどする。

加えて、電磁弁７３，７４，７５，７６の何れかが動作しない場合には、湾曲制御部５は、各電磁弁７３，７４，７５，７６への電力供給を停止してクローズさせるなどする。また、湾曲制御部５は、ボンベ圧力センサ７２からの信号に基づき、ＣＯ2 ボンベ７１の圧力が低下したことを検出した場合には、その低下の程度に応じてどのような制御を行うかを決定する。例えば、ＣＯ2 ボンベ７１の圧力が所定値以下であるがまだ使用可能である場合には「交換間近です」などのメッセージのみを後述する制御部２を介して表示させるように制御し、圧力が使用不可能なレベルに低下した場合には各電磁弁７３，７４，７５，７６への電力供給を停止してクローズさせる制御を行う、などである。

その後、第１の制御部１は、故障が発生した旨と、どの駆動系に故障が生じたかと、その故障の種類と、を示す通知信号を第２の制御部２に送信する。

第２の制御部２は、第１の制御部１から前記通知信号を受けると、故障が発生した旨と、その故障の内容や対処法などと、を示す報知表示（例えば、報知メッセージ等）を作成して、モニタ７に表示する。このときの表示法の代表例としては、撮像部６からの映像に重畳して表示する方法と、撮像部６からの映像に代えて報知情報のみを表示する方法と、がある。

このように、第１の制御部１は、駆動系に故障が生じたことを検出した場合には、必要に応じてまず故障が生じた駆動系、あるいは故障が生じた駆動系とそれ以外の駆動系、の駆動を停止させて、安全性を確保した後に、第２の制御部２を介してモニタ７に報知表示を行うようになっている。

また、第２の制御部２は、撮像部６やＩ／Ｆ１６などの撮像系に故障が生じた場合には、その旨の報知表示をモニタ７に行うようになっている。このとき、撮像系の故障の程度に応じて、第２の制御部２は、第１の制御部１を介して、駆動系を停止させる制御も行うようになっている。具体例としては、撮像系から映像が得られなくなった場合などには、第２の制御部２は、その旨の報知表示をモニタ７に行うとともに、故障の発生を示す通知信号を第１の制御部１へ送信する。第１の制御部１は、この通知信号を受信した場合には、安全性を考慮して、駆動系を停止させる制御を行うようになっている。

さらに、第２の制御部２は、ＵＰＳ９からの検知情報に基づいて、ＵＰＳ９に何らかの故障が生じたことを検知した場合には、その旨の報知表示をモニタ７に行うようになっている。例えば、停電等によりコンセントからの電力供給が停止したために、ＵＰＳ９自体からの電力供給が行われている場合に、その旨の報知表示を行うなどである。また、ＵＰＳ９自体からの電力供給が可能な残り時間が所定時間よりも短くなった場合などには、第２の制御部２は、モニタ７にその旨の表示を行って、故障の発生を示す通知信号を第１の制御部１へ送信する。第１の制御部１は、この通知信号を受信した場合には、安全性を考慮して、駆動系を停止させる制御を行うようになっている。さらに、第２の制御部２は、所定時間待機した後に、撮像系を停止させる制御も行う。

このような実施形態１によれば、駆動系を制御する第１の制御部１を、撮像系を制御し画像処理を行う第２の制御部２とは別のＣＰＵとして構成して、駆動系の制御を専用のＣＰＵに委ねるようにしたために、より安全性を確保することができる。

そして、駆動系に故障が生じたときには、必要がある場合に駆動系を停止させるようにしたために、安全性を確保することができる。

さらに、駆動系に故障が生じたときには、第１の制御部１から第２の制御部２へその旨の情報が伝達され、第２の制御部２に接続されているモニタ７に報知表示が行われるために、使用者は故障が生じたことと、故障の内容と、を把握して、対処することができる。このとき、さらに対処法もモニタ７に表示するようにした場合には、マニュアル等を探す必要なく、迅速に対処を行うことが可能となる。

［実施形態２］
図２から図５は本発明の実施形態２を示したものであり、図２は自動挿入式電子内視鏡装置の構成を示す図、図３は故障フラグの構成例を示す図、図４は動作フラグの構成例を示す図、図５は自動挿入式電子内視鏡装置の作用を示すフローチャートである。

この実施形態２において、上述の実施形態１と同様である部分については同一の符号を付して説明を省略し、主として異なる点についてのみ説明する。

本実施形態の自動挿入式電子内視鏡装置は、図２に示すように構成されていて、図１に示した実施形態１の構成と一部分が異なるものとなっている。

この実施形態においては、駆動系は、第１の制御部１により制御されるようになっているだけでなく、第２の制御部２によっても制御可能となるように構成されている。

すなわち、第２の制御部２は、モータ制御部３、ＡＷＳ制御部４、および湾曲制御部５と双方向に接続されていると共に、挿入量検知部２４により検知された挿入量の情報が入力されるようになっている。すなわち、この第２の制御部２は、第１の制御部１により制御される駆動系の何れをも、制御することができるようになっている。

また、本実施形態においては、ＵＰＳ９からの検知情報が、第２の制御部２だけでなく第１の制御部１にも入力されるようになっている。従って、第１の制御部１は、第２の制御部２からの通知信号を得なくても、ＵＰＳ９からの検知情報に基づき、必要に応じて駆動系の停止等の制御を行うことが可能となっている。

そして、本実施形態の第１の制御部１内には、故障フラグ１ａと動作フラグ１ｂとが設けられている。

まず、図３を参照して、故障フラグ１ａの構成について説明する。

故障フラグ１ａは、例えば１バイト、つまり８ビット（ビット０〜ビット７）のフラグとして構成されており、各ビットがこの自動挿入式電子内視鏡装置内の各部において故障が発生しているか否かの状態を示すようになっている。

例えば、故障フラグ１ａのビット０は、値「０」がセットされているときにはモータ制御部３によるモータ制御が正常であることを示し、値「１」がセットされているときには故障が発生していることを示している。

また、故障フラグ１ａのビット１は、値「０」がセットされているときにはＡＷＳ制御部４によるＡＷＳ制御が正常であることを示し、値「１」がセットされているときには故障が発生していることを示している。

同様に、故障フラグ１ａのビット２は、値「０」がセットされているときには湾曲制御部５による湾曲制御が正常であることを示し、値「１」がセットされているときには故障が発生していることを示している。

そして、故障フラグ１ａのビット３は、値「０」がセットされているときには第２の制御部２による撮像系の制御が正常であることを示し、値「１」がセットされているときには故障が発生していることを示している。

なお、故障フラグ１ａのビット４〜ビット７は、未使用であっても構わないが、例えば、ＵＰＳ９の検知情報に基づき、電源が正常であるか故障が発生しているかを示すのに用いても構わないし、その他の状態を示すのに用いることも可能である。

次に、図４を参照して、動作フラグ１ｂの構成について説明する。

動作フラグ１ｂも、故障フラグ１ａと同様に、例えば１バイト、つまり８ビット（ビット０〜ビット７）のフラグとして構成されており、各ビットがこの自動挿入式電子内視鏡装置内における各部の動作を、第１の制御部１により行うか、あるいは第２の制御部２により行うか、の状態を示すようになっている。

すなわち、例えば、動作フラグ１ｂのビット０は、値「０」がセットされているときにはモータ制御部３によるモータ制御が第１の制御部１により行われていることを示し、値「１」がセットされているときには第２の制御部２により行われていることを示している。

また、動作フラグ１ｂのビット１は、値「０」がセットされているときにはＡＷＳ制御部４によるＡＷＳ制御が第１の制御部１により行われていることを示し、値「１」がセットされているときには第２の制御部２により行われていることを示している。

さらに、動作フラグ１ｂのビット２は、値「０」がセットされているときには湾曲制御部５による湾曲制御が第１の制御部１により行われていることを示し、値「１」がセットされているときには第２の制御部２により行われていることを示している。

そして、動作フラグ１ｂのビット３〜ビット７は、未使用となっているが、各種の動作状態を示すために用いてももちろん構わない。

なお、撮像系の制御は第２の制御部２のみにより行われるために、この動作フラグ１ｂ内には情報が記録されない。

続いて、図５を参照して、本実施形態の自動挿入式電子内視鏡装置の動作について説明する。この図５に示す処理は、自動挿入式電子内視鏡装置の制御プログラムに従って、第１の制御部１および第２の制御部２が行う処理となっている。また、この図５において、図面の左半分に記載されたステップＳ１〜Ｓ１６は第１の制御部１に係る動作を示し、図面の右半分に記載されたステップＳ１００〜Ｓ１１４は第２の制御部２に係る動作を示している。

この自動挿入式電子内視鏡装置の電源がオンされると、まず、図３に示したような故障フラグ１ａをリセットする（全てのビットに０を入れる）とともに（ステップＳ１）、図４に示したような動作フラグ１ｂをリセットする（全てのビットに０を入れる）（ステップＳ２）。

次に、第１の制御部１は、自己が制御する対象であるモータ制御と、ＡＷＳ制御と、湾曲制御と、に関する故障のチェックを、モータ制御部３と、ＡＷＳ制御部４と、湾曲制御部５と、をそれぞれ介して行う（ステップＳ３）。

続いて、ステップＳ３において故障チェックを行った結果に基づき、図３に示した故障フラグ１ａの各ビットに書き込みを行う（ステップＳ４）。

一方、第２の制御部２は、自動挿入式電子内視鏡装置の電源がオンされると、第１の制御部１によりステップＳ４の処理が行われて故障フラグ１ａに書き込みが行われるまで、待機する（ウェイト処理）（ステップＳ１００）。

そして、ステップＳ４の処理が行われた後に、故障フラグ１ａの読み込みを行い（ステップＳ１０１）、この自動挿入式電子内視鏡装置に故障が生じているか否かのチェックを行う（ステップＳ１０２）。この故障チェックにおいては、第２の制御部２による制御の対象である撮像系についても故障が生じているか否かをチェックする。そして、第２の制御部２に故障が生じていることが検出された場合には、第２の制御部２は、第１の制御部１の故障フラグ１ａに撮像系に係る故障フラグの書き込みを行う。

そして、故障チェックの結果と、第２の制御部２が第１の制御部１の負荷を監視することにより得られた第１の制御部１の負荷状態と、に基づき、第２の制御部２は、第１の制御部１が担うモータ制御、ＡＷＳ制御、湾曲制御を、そのまま第１の制御部１に担わせるか、それとも少なくとも１つを第２の制御部２が代わって担うか、の制御分担を判断する（ステップＳ１０３）。

そして、第２の制御部２は、ステップＳ１０３の判断結果に基づいて、第１の制御部１内の動作フラグ１ｂに制御分担を示す書き込みを行う（ステップＳ１０４）。

これに対して、第１の制御部１は、動作フラグの読み込みを行う（ステップＳ５）。

そして、第１の制御部１は、まず、故障フラグ１ａの状態を判断し、撮像系に異常（故障）が生じているか否かを判断する（ステップＳ６）。

ここで、撮像系に異常が生じていると判断した場合には、第１の制御部は、モータ制御部３、ＡＷＳ制御部４、湾曲制御部５の全てに対して、動作を停止するように制御する（ステップＳ７）。これは、撮像系に異常が生じて被検体の映像が得られない場合には、安全のために全ての駆動系の制御を停止するようにしたためである。

このステップＳ７の処理を行うか、またはステップＳ６において撮像系が正常であると判定された場合には、故障フラグ１ａをチェックすることにより、モータ制御に異常（故障）が生じているか否かを判定する（ステップＳ８）。

ここで、モータ制御が正常である場合にはモータ制御部３を介してモータ制御を行い（ステップＳ９）、モータ制御に異常が生じている場合にはモータ制御部３を介して側面駆動モータ３１および端面駆動モータ４３の駆動を停止させる（ステップＳ１０）。

ステップＳ９またはステップＳ１０の処理を行ったら、次に、故障フラグ１ａをチェックすることにより、ＡＷＳ制御に異常（故障）が生じているか否かを判定する（ステップＳ１１）。

ここで、ＡＷＳ制御が正常である場合にはＡＷＳ制御部４を介してＡＷＳ制御を行い（ステップＳ１２）、ＡＷＳ制御に異常が生じている場合にはＡＷＳ制御部４を介してＡＷＳ系の各部の動作を停止させる（ステップＳ１３）。

ステップＳ１２またはステップＳ１３の処理を行ったら、次に、故障フラグ１ａをチェックすることにより、湾曲制御に異常（故障）が生じているか否かを判定する（ステップＳ１４）。

ここで、湾曲制御が正常である場合には湾曲制御部５を介して湾曲制御を行い（ステップＳ１５）、湾曲制御に異常が生じている場合には湾曲制御部５を介して湾曲系の各部の動作を停止させる（ステップＳ１６）。

ステップＳ１５またはステップＳ１６の処理を行ったら、ステップＳ３へ戻って上述したような処理を繰り返して行う。

一方、第２の制御部２は、ステップＳ１０４の処理を行った後に、故障フラグ１ａに書き込まれている各フラグの状態に応じて、モニタ７に報知表示を行うべき故障があるか否かを判定する（ステップＳ１０５）。

ここで、表示すべき故障がある場合には、故障が生じている旨と、例えば、故障が生じている箇所と、該故障を解消するように促す表示と、を含む報知表示を行う（ステップＳ１０６）。なお、ここでさらに、故障を解消するための操作手順などもさらに表示するようにすると良い。

このステップＳ１０６を行うか、またはステップＳ１０５において報知表示すべき故障がないと判定された場合には、第２の制御部２は、Ｉ／Ｆ１６を介して撮像部６を制御し、被検体の撮像を行わせ、撮像により得られた信号を表示用の映像信号に変換してモニタ７に表示させる（ステップＳ１０７）。

続いて、第２の制御部２は、第１の制御部１から動作フラグ１ｂを読み込んで（ステップＳ１０８）、モータ系の制御を自己が行う必要があるか否かを判定する（ステップＳ１０９）。ここで、第２の制御部２によるモータ制御が必要であると判定された場合には、モータ制御部３の制御を第１の制御部１に代わって第２の制御部２自体が行う（ステップＳ１１０）。

このステップＳ１１０の処理を行うか、またはステップＳ１０９において第２の制御部２によるモータ制御が不要であると判定された場合には、第２の制御部２は、ステップＳ１０８において読み込んだ動作フラグ１ｂに基づいて、ＡＷＳ系の制御を自己が行う必要があるか否かを判定する（ステップＳ１１１）。ここで、第２の制御部２によるＡＷＳ制御が必要であると判定された場合には、ＡＷＳ制御部４の制御を第１の制御部１に代わって第２の制御部２自体が行う（ステップＳ１１２）。

このステップＳ１１２の処理を行うか、またはステップＳ１１１において第２の制御部２によるＡＷＳ制御が不要であると判定された場合には、第２の制御部２は、ステップＳ１０８において読み込んだ動作フラグ１ｂに基づいて、湾曲系の制御を自己が行う必要があるか否かを判定する（ステップＳ１１３）。ここで、第２の制御部２による湾曲制御が必要であると判定された場合には、湾曲制御部５の制御を第１の制御部１に代わって第２の制御部２自体が行う（ステップＳ１１４）。

このステップＳ１１４の処理を行うか、またはステップＳ１１３において第２の制御部２による湾曲制御が不要であると判定された場合には、第２の制御部２は、ステップＳ１０２へ戻って上述したような処理を繰り返して行う。

そして、故障が発見された場合であっても、その後に故障が解消した場合には、ステップＳ３およびステップＳ１０２の故障チェックにより故障が解消したことが検出され、その後に正常な動作に復帰することができる。

なお、上述では、第１の制御部１の負荷が大きいときには、該第１の制御部１に代わって第２の制御部２が駆動系を制御することにより、第１の制御部１の負荷を軽減するようにしたが、これに限らず、第１の制御部１が行うべき演算や検知、判断の処理等の負荷を第２の制御部２が担うようにしても構わない。要は、第１の制御部１の負荷が大きいときに、第２の制御部２が第１の制御部１が担うべき負荷の少なくとも一部を代行することにより、第１の制御部１の負荷を軽減するようにすれば良い。

このような実施形態２によれば、上述した実施形態１とほぼ同様の効果を奏するとともに、例えば故障が発生した等の原因により第１の制御部１に処理上の大きな負荷が掛かった場合には、該第１の制御部１が行うべき駆動系の制御の少なくとも一部を、第２の制御部２が第１の制御部１に代わって行うようにしたために、より一層安全性が高い状態で、駆動系を確実に駆動することが可能となる。

なお、本発明は上述した実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成することができる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせても良い。このように、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用が可能であることは勿論である。

［付記］
以上詳述したような本発明の上記実施形態によれば、以下のごとき構成を得ることができる。

（Ａ１）
内視鏡の挿入部を自動挿入するための駆動源を含む駆動系と、
前記駆動系を制御するための第１の制御手段と、
前記内視鏡の挿入部の先端部に配設された撮像素子を含む撮像系と、
前記第１の制御手段と通信可能に接続されていて、前記撮像系からの信号を表示用の映像信号に変換する機能を備えた第２の制御手段と、
前記第２の制御手段に接続されていて、前記表示用の映像信号を表示するための表示手段と、
を具備し、
前記第１の制御手段は、前記駆動系に支障が生じたことを検知した場合には、該駆動系を停止させるように制御すると共に、該支障の発生を示す通知信号を前記第２の制御手段へ送信するものであり、
前記第２の制御手段は、前記通知信号を受信した場合には、該支障が発生した旨の報知表示を前記表示手段に行わせるように制御するものであることを特徴とする自動挿入式電子内視鏡装置。

（Ａ２）
前記駆動系は、前記内視鏡へ送気を行うための送気用の駆動系を含むものであることを特徴とする付記Ａ１に記載の自動挿入式電子内視鏡装置。

（Ａ３）
前記駆動系は、前記内視鏡へ送水を行うための送水用の駆動系を含むものであることを特徴とする付記Ａ１に記載の自動挿入式電子内視鏡装置。

（Ａ４）
前記駆動系は、前記内視鏡からの吸引を行うための吸引用の駆動系を含むものであることを特徴とする付記Ａ１に記載の自動挿入式電子内視鏡装置。

（Ａ５）
前記駆動系は、前記内視鏡の湾曲を行うための湾曲用の駆動系を含むものであることを特徴とする付記Ａ１に記載の自動挿入式電子内視鏡装置。

（Ａ６）
当該自動挿入式電子内視鏡装置に電源を供給するための電源部をさらに具備し、
前記第２の制御手段は、前記電源部に支障が生じたことを検知した場合には、該支障の発生を示す通知信号を前記第１の制御手段へ送信するとともに、該支障が発生した旨の報知表示を前記表示手段に行わせるように制御するものであり、
前記第１の制御手段は、前記通知信号を受信した場合には該駆動系を停止させるように制御するものであることを特徴とする請求項１に記載の自動挿入式電子内視鏡装置。

（Ｂ１） 内視鏡の挿入部を自動挿入するための駆動源を含む駆動系と、
前記駆動系を制御するための第１の制御手段と、
前記内視鏡の挿入部の先端部に配設された撮像素子を含む撮像系と、
前記第１の制御手段と通信可能に接続されていて、前記撮像系からの信号を表示用の映像信号に変換する機能を備え、さらに前記駆動系を制御し得る第２の制御手段と、
前記第２の制御手段に接続されていて、前記表示用の映像信号を表示するための表示手段と、
を具備し、
前記第２の制御手段は、前記第１の制御手段の負荷を監視して、該第１の制御手段の負荷が該第１の制御手段のみにより担うには大きいか否かを判定し、該第１の制御手段の負荷が該第１の制御手段のみにより担うには大きいと判定したときには、該第１の制御手段に代わって前記駆動系を制御するものであることを特徴とする自動挿入式電子内視鏡装置。

（Ｂ２） 内視鏡の挿入部を自動挿入するための駆動源を含む駆動系と、前記駆動系を制御するための第１の制御手段と、前記内視鏡の挿入部の先端部に配設された撮像素子を含む撮像系と、前記第１の制御手段と通信可能に接続されていて前記撮像系からの信号を表示用の映像信号に変換する機能を備えさらに前記駆動系を制御し得る第２の制御手段と、前記第２の制御手段に接続されていて前記表示用の映像信号を表示するための表示手段と、を具備する自動挿入式電子内視鏡装置の制御プログラムであって、
前記第２の制御手段により前記第１の制御手段の負荷を監視するステップと、
前記第１の制御手段の負荷が該第１の制御手段のみにより担うには大きいか否かを判定するステップと、
前記第１の制御手段の負荷が該第１の制御手段のみにより担うには大きいと判定されたときに、該第１の制御手段に代わって前記第２の制御手段により前記駆動系を制御するステップと、
を有することを特徴とする自動挿入式電子内視鏡装置の制御プログラム。

本発明は、内視鏡の挿入部を駆動源を用いて自動挿入し得るようになされた自動挿入式電子内視鏡装置、自動挿入式電子内視鏡装置の制御プログラムに好適に利用することができる。

本発明の実施形態１における自動挿入式電子内視鏡装置の構成を示す図。 本発明の実施形態２における自動挿入式電子内視鏡装置の構成を示す図。 上記実施形態２の故障フラグの構成例を示す図。 上記実施形態１の動作フラグの構成例を示す図。 上記実施形態１における自動挿入式電子内視鏡装置の作用を示すフローチャート。

符号の説明

１…第１の制御部（第１の制御手段）
１ａ…故障フラグ
１ｂ…動作フラグ
２…第２の制御部（第２の制御手段）
３…モータ制御部（駆動系、駆動制御手段）
４…ＡＷＳ制御部（駆動系、駆動制御手段）
５…湾曲制御部（駆動系、駆動制御手段）
６…撮像部（撮像系、撮像素子を含む）
７…モニタ（表示手段）
８…電源（電源部）
９…ＵＰＳ（電源部）
１３…モータ制御コントローラ
１５…ＡＷＳ／湾曲コントローラ
１６…Ｉ／Ｆ（撮像系）
２１…挿入部
２２…螺旋部材
２３…先端部
２４…挿入量検知部
３１…側面駆動モータ（駆動系、駆動源）
３２…エンコーダ
３３…駆動ローラ
３４，３５…受ローラ
３６…回転数検知部
４１，４２…ギヤ
４３…端面駆動モータ（駆動系、駆動源）
４４…エンコーダ
５１…ポンプ（駆動系）
５２，５３，５４…電磁弁（駆動系）
５５…送水タンク
６１…吸引ポンプ（駆動系）
６２…電磁弁（駆動系）
６３…吸引タンク
７１…ＣＯ2 ボンベ
７２…ボンベ圧力センサ
７３，７４，７５，７６…電磁弁（駆動系）

Claims (4)

1. 内視鏡の挿入部を自動挿入するための駆動源を含む駆動系と、
   前記駆動系を制御するための第１の制御手段と、
   前記内視鏡の挿入部の先端部に配設された撮像素子を含む撮像系と、
   前記第１の制御手段と通信可能に接続されていて、前記撮像系からの信号を表示用の映像信号に変換する機能を備えた第２の制御手段と、
   前記第２の制御手段に接続されていて、前記表示用の映像信号を表示するための表示手段と、
   を具備し、
   前記第１の制御手段は、前記駆動系に支障が生じたことを検知した場合には、該駆動系を停止させるように制御すると共に、該支障の発生を示す通知信号を前記第２の制御手段へ送信するものであり、
   前記第２の制御手段は、前記通知信号を受信した場合には、該支障が発生した旨の報知表示を前記表示手段に行わせるように制御するものであり、
   さらに、前記第２の制御手段は、前記第１の制御手段の負荷を監視して、該第１の制御手段の負荷が該第１の制御手段のみにより担うには大きいか否かを判定し、該第１の制御手段の負荷が該第１の制御手段のみにより担うには大きいと判定したときには、該第１の制御手段が担うべき負荷の少なくとも一部を、該第１の制御手段に代わって該第２の制御手段自体が担うように制御するものであることを特徴とする自動挿入式電子内視鏡装置。
2. 前記第２の制御手段は、前記撮像系に支障が生じたことを検知した場合には、該支障の発生を示す通知信号を前記第１の制御手段へ送信するとともに、該支障が発生した旨の報知表示を前記表示手段に行わせるように制御するものであり、
   前記第１の制御手段は、前記通知信号を受信した場合には該駆動系を停止させるように制御するものであることを特徴とする請求項１に記載の自動挿入式電子内視鏡装置。
3. 前記第２の制御手段は、さらに、前記駆動系を制御し得るように構成されたものであって、前記第１の制御手段に代わって前記第２の制御手段が担う負荷は、該駆動系の制御であることを特徴とする請求項１に記載の自動挿入式電子内視鏡装置
4. 内視鏡の挿入部を自動挿入するための駆動源を含む駆動系と、前記駆動系を制御するための第１の制御手段と、前記内視鏡の挿入部の先端部に配設された撮像素子を含む撮像系と、前記第１の制御手段と通信可能に接続されていて前記撮像系からの信号を表示用の映像信号に変換する機能を備えた第２の制御手段と、前記第２の制御手段に接続されていて前記表示用の映像信号を表示するための表示手段と、を具備する自動挿入式電子内視鏡装置の制御プログラムであって、
   前記第１の制御手段により、前記駆動系に支障が生じたことを検知した場合に該駆動系を停止させるように制御するステップと、
   前記第１の制御手段により、前記支障の発生を示す通知信号を前記第２の制御手段へ送信するステップと、
   前記第２の制御手段が前記通知信号を受信した場合に、前記第２の制御手段により、該支障が発生した旨の報知表示を前記表示手段に行わせるように制御するステップと、
   を有し、
   前記第２の制御手段は、さらに、前記駆動系を制御し得るように構成されたものであって、
   前記第２の制御手段により前記第１の制御手段の負荷を監視するステップと、
   前記第１の制御手段の負荷が該第１の制御手段のみにより担うには大きいか否かを判定するステップと、
   前記第１の制御手段の負荷が該第１の制御手段のみにより担うには大きいと判定されたときに、該第１の制御手段に代わって前記第２の制御手段により前記駆動系を制御するステップと、
   をさらに有することを特徴とする自動挿入式電子内視鏡装置の制御プログラム。

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