JP4994771B2 - 回転自走式内視鏡システム - Google Patents

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Description

本発明は、被検体に挿入可能な可撓性を有する細長なチューブの外周に螺旋形状部を配置した回転自走式内視鏡システムに関する。
従来から、医療用の内視鏡は、広く用いられている。このような医療用の内視鏡は、細長な挿入部を体腔内に挿入することによって体腔内の患部等を観察したり、必要に応じて処置具を鉗子チャンネル内に挿通したりして治療処置を行うことができるようになっている。
前記内視鏡は、挿入部の先端側に湾曲自在な湾曲部を備えている。内視鏡は、湾曲操作ノブが操作されることにより湾曲部が上下または左右方向に湾曲動作される。そして、内視鏡は、入り組んだ体腔内管路、例えば大腸などのように360°のループを描く管腔に挿入される際、湾曲操作ノブの操作により湾曲部が湾曲動作されると共に、捻り操作が行われて挿入部が観察目的部位に向けて挿入されていく。
しかしながら、内視鏡操作は、複雑に入り組んだ大腸内の深部まで挿入部を短時間でスムーズに挿入することができるようになるまでに熟練を要する。経験の浅い術者においては、挿入部を大腸内の深部まで挿入していく際に、挿入方向を見失うことによって手間取ったり、腸の走行状態を大きく変化させてしまったりする虞れがあった。
このため、従来から、挿入部の挿入性を向上させるための提案が各種なされている。例えば、特許文献1には、体腔内管路の深部まで容易に、且つ低侵襲で医療機器を誘導し得る医療機器の推進装置が開示されている。
この特許文献1に記載の推進装置では、回転部材に、この回転部材の軸方向に対して推進力発生部として斜めのリブが設けてある。このため、この推進装置は、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推進力によって、深部方向に移動される。このことにより、前記公報に記載の推進装置は、低侵襲で、患者に身体的負担をかけることなく、医療機器を体腔内へと挿入することができる。
このような技術を利用した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、軸回りに回動可能な可撓性を有する回転筒体を設けて、前記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。
特開平10−113396号公報
しかしながら、前記回転筒体は、回転時に外周面と体腔壁との摩擦が増大すると、モータからの回転伝達が妨げられて、モータから与えられているトルクが下がってしまい、挿入部の体腔内への挿入動作を継続して行えない場合があり、挿入部の挿入性が低下してしまう虞れがある。
そこで、本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、挿入に適した範囲内で、回転筒体に与えるトルクのリミット値を可変するようにしたトルク制御を行うことにより、回転筒体の回転動作を停止させずに体腔内への挿入部の挿入を継続して行うことができる回転自走式内視鏡システムを提供することを目的とする。
本発明の一態様の回転自走式内視鏡システムは、撮像手段を有する先端硬性部が先端部に配設され、体腔内に挿入される可撓性を有する挿入部本体と、前記挿入部本体に回転可能に外嵌し、螺旋状の凹凸により螺旋形状部が形成された回転筒体とを有する挿入部と、前記回転筒体に軸周りに回転駆動力を与える駆動部と、前記回転筒体のトルク情報を検出するトルク検出部と、前記挿入部の前記体腔内への挿入量を検出する挿入量検出部と、前記挿入量に応じて予め設定された前記回転筒体のトルクを制御するためのリミット値が格納されるメモリ部と、前記挿入量に基づき前記メモリ部から取得した前記リミット値と、前記トルク検出部により検出したトルク情報との比較を行い、この比較結果に基づいて前記駆動部を制御する制御部と、を具備する。
本発明によれば、挿入に適した範囲内で、回転筒体に与えるトルクのリミット値を可変するようにしたトルク制御を行うことにより、回転筒体の回転動作を停止させずに体腔内への挿入部の挿入を継続して行うことができ、よって体腔内への挿入部の挿入性を向上させることができる。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
(実施例1)
図1から図13は、本発明の実施例1に係り、図1は本発明の構成を備えた回転自走式内視鏡システムの全体構成を示す外観図、図2は内視鏡の先端部、湾曲部、及び回転筒体の一部を示す断面図、図3は回転筒体と挿入部本体を示す断面図、図4は操作部側案内管が接続されたコネクタカバーの一部を示す断面図、図5は挿入量検出部が配設された挿入補助具の断面図、図6は回転自走式内視鏡システムの電気的な全体構成を示すブロック図、図7は図1の収納ケースを示す上面図、図8は挿入補助具が患者の肛門から直腸へ挿入された状態を示す説明図、図9は大腸内に挿入された挿入部本体がS字状結腸に到達した際の状態を示す説明図、図10は大腸内に挿入された挿入部本体が盲腸近傍に到達した際の状態を示す説明図、図11、及び図12は実施例1の作用を説明するためのもので、図11は制御装置内の回転制御部による制御例を示すフローチャート、図12は図11のフローチャート中のリミット値オーバー時処理実行時におけるサブルーチンを示すフローチャート、図13は回転制御部の判断制御に用いられる挿入量に応じたリミットトルク値を示すグラフである。
先ず、図1を参照しながら、回転自走式内視鏡システム1の全体構成について説明する。 図1に示すように、回転自走式内視鏡システム(以下、内視鏡システムと略記)1は、回転自走式内視鏡(以下、単に内視鏡と略記)2と、制御装置3と、モニタ4と、吸引器5と、を有している。
内視鏡2は、収納ケース付内視鏡挿入部(以下、単に収納ケース付挿入部と略記)6と、操作部7と、を有している。
収納ケース付挿入部6は、挿入部6Aと、挿入部収納ケース(以下、単に収納ケースと略記)12とを有し、先端から順に、挿入部6Aを構成する先端硬性部(以下、単に先端部と略記)8と、湾曲部9と、挿入部本体10を内側に設けた回転筒体51と、収納ケースを構成するとともに、挿入量検出部60を備えた挿入補助具11と、収納ケース12と、挿入補助具11と収納ケース12と間において介装されるコルゲート状のチューブである先端側案内管13と、操作部7と収納ケース12との間に介装されるコルゲート状のチューブである操作部側案内管14と、この操作部側案内管14の一端が連結されたコネクタカバー15と、を有して構成されている。
尚、収納ケース付挿入部6は、挿入部6Aが、所定機能を実行操作するための操作部7へ着脱可能に構成されている。
操作部7は、収納ケース付挿入部6の一部を構成するコネクタカバー15が着脱自在であり、回転装置としてのモータボックス16と、把持部17と、主操作部18と、を有している。
主操作部18には、挿入部6Aの湾曲部9を4方向(内視鏡2が捉える内視鏡画像に対応する上下左右方向)に湾曲させる湾曲操作ノブ19と、流体を送出操作、或いは吸引操作するボタン類20と、各種撮像、照明などの光学系を操作するスイッチ類21と、が配設されている。
湾曲操作ノブ19は、略円盤状の2つのノブが重畳するように、操作部7の主操作部18の一面に配設されている。これら2つのノブは、回動自在に配設され、主操作部18側に湾曲部9の上記上下方向を操作のためのU(UP)/D(DOWN)用湾曲操作ノブ19aと、このU/D用湾曲操作ノブ19a上に湾曲部9の上記左右方向を操作するためのR(RIGHT)/L(LEFT)用湾曲操作ノブ19bと、を有している。
主操作部18の一側面からは、電気ケーブルであるユニバーサルコード18aが延設されている。また、主操作部18には、ユニバーサルコード18aが延出する根元部分に折れ止め部18bが設けられている。
このユニバーサルコード18aの延出端には、コネクタ部22が配設されている。このコネクタ部22は、制御装置3に接続されている。
また、主操作部18の一側面に配設されているボタン類20は、内視鏡2の先端部8から被検体内へ気体を送気、或いは液体を送水するときに操作する送気/送水ボタン20aと、内視鏡2の先端部8から被検体内から汚物などの液体を吸引するときに操作する吸引ボタン20bと、を有している。
モータボックス16に着脱されるコネクタカバー15からは、挿入部6A内に挿通された3本のチューブ23が延出している。これら3本のチューブ23は、送気用チューブ23a、送水用チューブ23b、及び吸引用チューブ23cを有している。これら3本のチューブ23の延出端は、夫々、着脱自在なコネクタを介して、制御装置3の前面部の所定の位置で接続されている。
制御装置3には、送水タンク24が設けられている。この送水タンク24内には、滅菌水が貯留されている。滅菌水は、主操作部18の送気/送水ボタン20aが所定の操作がなされると、制御装置3によって、送水用チューブ23bに送液され、内視鏡2の先端部8から噴出する。
尚、送気用チューブ23aには、主操作部18の送気/送水ボタン20aが所定の操作がなされると、制御装置3内の図示しないコンプレッサからの空気が送気され、この空気は内視鏡2の先端部8から噴出する。
また、吸引ボタン20bが操作されると、内視鏡2の先端部8から汚物などが吸引され、この汚物などは、吸引用チューブ23cを介して、制御装置3から吸引器5に送り込まれる。
尚、本実施例の回転自走式内視鏡システム1においては、吸引器5を使用しているが、病院に備え付けの吸引システムを利用しても良い。
制御装置3には、電気ケーブル25aを介してフットスイッチ25が接続されている。このフットスイッチ25は、内視鏡2の挿入部6Aを所定の方向へ回動/停止操作するためのスイッチである。尚、この挿入部6Aの回転方向を操作、及び停止操作する進退スイッチは、図示しないが操作部7の主操作部18にも配設されている。
また、制御装置3の前面部には、電源スイッチ、内視鏡2の挿入部6Aの回転速度を可変するダイヤルなどが配設されている。尚、操作部7のモータボックス16には、挿入部6Aに回転力を付与するモータ(図6参照)が内蔵されている。
また、制御装置3は、モニタ4と電気的に接続されている。モニタ4は、内視鏡2が捉えた内視鏡画像を表示する。尚、制御装置3の具体的な構成については後述する。
次に、図2を参照しながら、内視鏡2の収納ケース付挿入部6の一部を構成する先端部8、湾曲部9、挿入部本体10及び回転筒体51について説明する。
先ず、先端部8について、説明する。
先端部8は、生体適合性のある合成樹脂からなる硬質な略円環状の本体環26と、撮像ユニット27と、を有している。
撮像ユニット27は、本体環26内に収容される合成樹脂からなる略円環状の保持環28aと、この保持環28aの基端側に嵌着される金属からなる略円環状のカバー環28bと、保持環28aの先端開口部を気密に封止するように嵌着され、生体適合性のある透明な合成樹脂によってドーム状に形成されたカバー体29と、によって外形が形成されている。
これらの部材によって形成される撮像ユニット27の空間内には、対物レンズ群30と、この対物レンズ群30へ入射する撮影光が集光される位置に配置されるCCD(Charge Coupled Devices)、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)などの撮像素子31と、この撮像素子31によって光電変換された画像信号が入力されるフレキシブルプリント基板(FPC)32とが配設される。
このFPC32には、通信ケーブル33が接続されている。この通信ケーブル33は、湾曲部9、及び挿入部本体10内に挿通して、コネクタカバー15(図1参照)に配設される図示しないコネクタに接続されている。
また、対物レンズ群30を保持する保持環を固定している板部材35には、照明部材である複数のLED34が対物レンズ群30を囲むように配設されている。尚、板部材35は、カバー体29の略中心を通る部分に延長線上にある内面と固着できるように、略円形に形成されている。そして、対物レンズ群30は、板部材35の板面における略中心位置に光軸が通るように配置されている。
このように構成された撮像ユニット27は、本体環26の中心に対して、偏芯する位置に配置され、本体環26の先端側開口部に配設される先端キャップ36により本体環26に固定されている。
撮像ユニット27の保持環28aと本体環26との間にできる隙間には、吸引用チューブ23cの先端部分と、この吸引用チューブ23cが基端側に接続された吸引管37が配置されている。この吸引管37の先端部分は、先端キャップ36に固着されている。
先端キャップ36には、吸引用の開口部38が形成されている。尚、図示していないが、前記した保持環28aと本体環26との間にできる隙間を利用して、送気/送水用チューブ23aに連通する管路が配設され、それら管路の開口部も先端キャップ36に形成されている。
次に、湾曲部9について説明する。
湾曲部9には、先端部8の本体環26の基端開口部に嵌着された硬質な先端湾曲駒39と、硬質な複数の湾曲駒40(湾曲節輪ともいう)とが枢支部40aによって回動自在に連設されている。これら駒39、40には、生体適合性のあるフッ素ゴムなどの弾性部材からなる湾曲外皮41が被覆されている。この湾曲外皮41の先端部分は、糸巻き接着部42により、先端部8の本体環26の基端部分と固着されている。
複数の湾曲駒40は、その内周面から中心方向へ突出するワイヤガイド43を有している。このワイヤガイド43には、湾曲操作ワイヤ44(アングルワイヤとも言う)が挿通している。
この湾曲操作ワイヤ44の先端部分は、湾曲部9内に4本存在し(図2では2本のみ図示している)、夫々に筒状の係止部材45が半田などにより溶着されている。これら湾曲操作ワイヤ44は、先端湾曲駒39に形成された4つの係止孔部39aに夫々の係止部材45が係止されている。
4つの係止孔部39aは、先端湾曲駒39の軸に対して直交する面において、略等間隔となる4等分した位置に形成されている。この先端湾曲駒39は、上記内視鏡画像の上下左右に対応して、各係止孔部39aが位置するように軸回りの方向が決められている。そのため、4本の湾曲操作ワイヤ44は、上下左右方向に略等間隔に離間した4点において保持固定されている。
また、これら湾曲操作ワイヤ44は、挿入部本体10内に挿通し、コネクタカバー15まで配設されている。尚、これら湾曲操作ワイヤ44の夫々の基端部分には、図示しないワイヤ留めが設けられている。各湾曲操作ワイヤ44のワイヤ留めは、コネクタカバー15がモータボックス16に一体となっている状態において、把持部17内に設けられた図示しない連結部材に夫々が対応して連結される。
連結部材は、主操作部18内に配設された湾曲操作ノブ19に連動する図示しない湾曲操作機構と図示しないチェーンにより、連結されている。つまり、湾曲操作ノブ19が回動操作されると、湾曲操作機構により各連結部材が交互に牽引又は弛緩され、その動きに連動して、各湾曲操作ワイヤ44が交互に牽引又は弛緩されるようになっている。
したがって、4本の湾曲操作ワイヤ44が夫々、牽引弛緩されると、複数の湾曲駒40が対応して回動する。こうして、湾曲部9が上述した4方向へ湾曲操作される。
湾曲部9の基端部分には、最基端にある湾曲駒40の内部に嵌着されたコイルパイプ固定用の金属からなる第1口金46と、最基端にある湾曲駒40の外周側に嵌着された内層チューブ固定用の金属からなる第2口金47と、この第2口金47の外周側に嵌着された回転筒体を回動自在に係合するための合成樹脂からなる第3口金48と、が配設されている。これらの口金46〜48は、接着剤などにより強固に固着されている。
尚、前記した湾曲外皮41は、第3口金48とも糸巻き接着部42により、固着されている。
また、前記した湾曲操作ワイヤ44は、夫々、第1口金46から基端側がコイルシース49内に夫々挿通している。コイルシース49の先端部分は、第1口金46にロー付けなどで固定されている。尚、本実施例で用いられるコイルシース49は、ワイヤをパイプ状に密着巻きした非圧縮性の構造を有している。
第2口金47の基端部分は、挿入部本体10内に挿通する軟性な内層チューブ49aの先端部分が固定されている。この内層チューブ49aは、細線のワイヤなどを筒状に編み込んで可撓性を持たせたチューブ体でも良い。
第3口金48の基端部分には、突起部48aが設けられている。また、この第3口金48は、突起部48aの外周側に隙間ができるように、湾曲外皮41に完全にカバーされている。
尚、本実施例の内視鏡2は、湾曲部9を備えているものに限定せず、前記湾曲部9を備えていないものでも、勿論、適用可能である。
次に、挿入部6Aの挿入部本体10及び回転筒体51について説明する。
挿入部6Aは、挿入部本体10と、回転筒体51とを有している。
挿入部本体10内には、前記した内層チューブ49aと、湾曲操作ワイヤ44が夫々挿通する4本のコイルシース49と、通信ケーブル33と、図示しない各種チューブ23と、が配設されている。この内層チューブ49aは、内部の各構成要素である内蔵物を保護している。
回転筒体51は、先端部分に連結用の合成樹脂からなる口金50を有し、先端部分が接着材52により固着されている。
口金50は、先端部分に上述した湾曲部9の第3口金48の突起部48aと係合し、スナップフィット機能を有効にする凹凸部50aが形成されている。つまり、口金50と、第3口金48は、夫々の軸回りに回動自在となっている。
この口金50と連結された回転筒体51は、断面形状が凹凸となるように加工された生体適合性のある金属板部材を螺旋状に巻回し、可撓性を備えた筒体である。この回転筒体51は、前記した凹凸が略隙間なく係合しており、その外周面に螺旋状凸部(あるいは、螺旋状凹部、さらにあるいは、螺旋に沿って連設されるように突設される凸部、など)となる螺旋形状部51aが形成される。
具体的には、回転筒体51は、体腔内への挿通性を考慮した螺旋管であり、例えばステンレス製で所定の径寸法が設定されている。また、回転筒体51は、板部材に形成する凹凸の寸法を変更して、凹凸のピッチ、螺旋の角度などを種々設定できる。
この回転筒体51は、挿入方向の軸回りに回動可能となるように構成されている。そして、この回転筒体51が回動すると、外周面の螺旋形状部51aが被検体の体腔内壁と接触して推力が発生し、回転筒体51自体が挿入方向へ進行しようとする。
このとき、回転筒体51の先端部に固着されている口金50が、湾曲部9の基端部分にある第3口金48に当接して湾曲部9を押圧し、先端部8を含めた挿入部6A全体が体腔内の深部に向かって前進する推進力が付与される。
尚、回転筒体51は、操作部7のモータボックス16(図1参照)に配設されたモータ(図6参照)により回転駆動力が与えられるようになっている。
この場合、本実施例では、モータ59(図6参照)の回転駆動力を回転筒体51の基端側に伝達させて、回転筒体51を回動させるように構成しているがこれに限定されることはない。例えば、モータ59(図6参照)の回転駆動力を回転筒体51の中間に伝達させて回転筒体全体を回転させても構わないし、回転筒体51の先端部に伝達させて回転筒体51を回動させるような構成であっても良い。
また、挿入部本体10は、回転筒体51が内層チューブ49aの外周で長軸回りに回動自在となっており、内層チューブ49aが内蔵物である湾曲操作ワイヤ44が夫々挿通する4本のコイルシース49と、通信ケーブル33と、図示しない各種チューブ23と、回転筒体51の回動による外的作用から保護する構成となっている。
次に、図4を用いて、螺旋形状部51aの基端側について説明する。
まず、操作部側案内管14とコネクタカバー15との接続について説明する。
図4に示すように、操作部側案内管14には、略筒状の金属環(合成樹脂、プラスティックなどから形成される硬質な筒体でも良い)から形成される第5固定環78と、合成樹脂から形成される接続筒体79との螺着によって、その基端部分の外周を係止する留めリング81が内嵌保持される。
第5固定環78は、中途部分が外径方向に突出した形状をしており、基端部分の外周に雄ねじ部78aが形成されている。また、接続筒体79は、先端部分が外径方向に突出した形状をしており、先端部分の内周面に雌ねじ部79aが形成され、略等間隔で円を描くように基端側に向かって延設され、コネクタカバー15と着脱自在とするための複数の係止部80を有している。
すなわち、第5固定環78と接続筒体79とは、雄ねじ部78aと雌ねじ部79aとが螺合することで接続され、その接続部内に留めリング81を内嵌保持している。この状態において、操作部側案内管14は、基端部分が圧縮された状態となり、基端外周部が接続筒体79の当接する端面に押圧されている。これにより、操作部側案内管14は、第5固定環78と接続筒体79との水密が保持された状態で接続される。
コネクタカバー15と接続された接続筒体79は、係止部80がコネクタカバー15に接続されている。詳述すると、コネクタカバー15は、先端と基端部分に外向フランジ82aが形成された筒体に接続部82を有している。接続部82には、接続筒体79の複数の係止部80が外嵌するように接続されている。
複数の係止部80は、基端部に接続筒体79の内周方向に向かって突起する突部80aを有している。このため、接続筒体79とコネクタカバー15とは、突部80aを接続部82の基端部分の外向フランジ82aを掛止することで着脱自在に接続される。
また、係止部80の突部80aは、それぞれ接続筒体79の外向フランジ82aを係止しているため、接続筒体79がコネクタカバー15に対して軸回りに回動自在となっている。したがって、接続筒体79と連結する操作部側案内管14も、コネクタカバー15に対して回動自在に接続されている。
このような操作部側案内管14とコネクタカバー15との接続部分において、螺旋形状部51aの基端部は、基端側口金83に接着剤83aにより固着されている。この基端側口金83は、スライド筒84内に嵌挿されている。スライド筒84には、雄ねじ85の頭部が嵌るような長孔84aが上下に対称的に2つ形成されている。
基端側口金83は、スライド筒84の長孔84aに対応した位置に雌ねじ部83bが形成されており、この雌ねじ部83bに雄ねじ85が螺合されるようになっている。スライド筒84の基端側は、回転軸86の先端部分と固定螺子87により接続されている。また、回転軸86は、図示しないがコネクタカバー15内で回動支持されている。
スライド筒84の先端側には、基端側口金83が抜けないように内向フランジ部84bが形成されている。この基端側口金83は、内向フランジ部84bと回転軸86の先端側との間で長手方向にスライド可能となっている。これにより、回転筒体51は、回転時にトルクがかかっても基端側口金83がスライドすることにより、長手方向に伸縮自在となり硬化することがないので挿入性が落ちるのを防止することができる。
次に、図5、及び図8を参照しながら、挿入補助具11について説明する。
図8に示すように、前記構成の挿入部6Aが挿通される挿入入補助具11は、筒状の挿入管53、外向フランジとなりドーナツ円盤状の当接部54、及び保持管55からなる補助具挿入部58と、先端側案内管13を接続する2つの接続環56、57とを有して構成されている。
そして、本実施例の挿入補助具11には、前記挿入部6Aの挿入量を検出するための挿入量検出部60が設けられている。この挿入量検出部60は、例えば図5、及び図8に示すように、挿入補助具11の例えば、保持管55に設けられている。
この挿入量検出部60は、例えば発光部、及び受光部からなる光センサ検出部を有して構成されている。そして、この挿入量検出部60は、図示しない信号線を介して制御装置3と電気的に接続されている。
挿入量検出部60は、螺旋形状部51aが回転すると、この挿入量検出部60の光センサ検出部によって、回転する螺旋形状部51の凸部、又は凹部をその発する光によって光学的に検出することにより、挿入部本体10の挿入量を検出する。
尚、挿入量検出部60は、前記光センサ検出部に限定されるものではなく、回転筒体51(挿入部6A)の体腔内への挿入量を検出するものであればいずれのものでも良い。例えばリニアポテンショメータ等を用いて、回転筒体51の挿入量を検出するように構成しても良い。
また、本実施例では、前記挿入量検出部60は、挿入補助具11内に設けた構成について説明したが、これに限定されるものではなく、例えばモータボックス16内に設けて、挿入部6Aの挿入量を検出し、制御装置3内の回転制御部66に検出結果を出力するように構成しても良い。
次に、本実施例の回転自走式内視鏡システム1の内視鏡2、及び制御装置3に内蔵される各種主要部の電気的な構成について、図6を参照しながら説明する。
前記したように、内視鏡2と制御装置3は、ユニバーサルコード18aによって、電気的に接続される。本実施例の内視鏡2は、前記したように先端部8内に撮像ユニット27が内蔵されている。また、内視鏡2のモータボックス16には、挿入部本体10に外挿する回転筒体51をギヤにより回転させるモータ59が内蔵されている。
尚、このモータボックス16に着脱自在なコネクタカバー15に、前記した挿入量検出部60を設けても良い。
また、操作部7の主操作部18には、モータ59を回転/停止させるための入力部72が内蔵されている。
これら内視鏡2に内蔵される各装置は、制御装置3内に内蔵される各種装置と電気的に接続されている。
具体的には、制御装置3は、回転制御部66と、トルク検出部であるモータドライバ67と、モニタ4に画像信号を出力する画像処理部68と、各種動作状態等を表示可能な警告ランプ、液晶モニタなどの表示部69と、警報部であるブザー70と、予め設定された挿入部6Aの挿入量に応じたトルク値を格納している記憶手段としてのメモリ部71と、を有している。
先端部8の撮像ユニット27は、画像処理部68と電気的に接続されている。画像処理部68は、回転制御部66と電気的に接続されている。この画像処理部68は、撮像ユニット27からの画像信号が入力され、モニタ4へ画像信号を出力する。また、撮像ユニット27の各LED34への電力は、画像処理部68を介して供給される。
モータボックス16のモータ59は、モータドライバ67と電気的に接続されている。このモータドライバ67は、回転制御部66と電気的に接続されている。モータドライバ67は、モータ59のトルク(回転トルクともいう)を検出し、回転制御部66に検出信号を出力すると共に、回転制御部66によってその駆動が制御されるようになっている。尚、このモータドライバ67はトルク検出部を構成し、モータ59のトルクはトルク情報に相当する。また、前記回転制御部66は、制御部を構成している。
挿入補助具11に設けられた挿入量検出部60は、制御装置3内の回転制御部66と電気的に接続され、前記したように光センサ検出部によって検出した検出信号(挿入部6Aの挿入量)を回転制御部66に出力する。
主操作部18の入力装部72、及び図1で説明したフットスイッチ25は、回転制御部66に電気的に接続され、回転筒体51を回転させるモータ59のON/OFFを切り替える。尚、入力部72、及びフットスイッチ25は、どちらが操作されても、モータ59をON/OFFすることができる。
また、回転制御部66は、警告ランプ、液晶モニタなどの表示部69、及びブザー70ともに電気的に接続されて、これら表示部69、及びブザー70を制御する。
尚、内視鏡2は、コネクタカバー15がモータボックス16(図1参照)と接続されると、回転軸86に設けられたギヤ86aと、モータボックス16に設けられたモータ59のギヤ59aとが噛合し、モータの駆動力が各ギヤに伝達されて、回転軸86、及び基端側口金83を介して、螺旋形状部51aが長手軸回りに回転するようになっている。
すなわち、螺旋形状部51aは、モータボックス16からの回転駆動力を基端部から伝達されるようになっている。尚、螺旋形状部51a内を挿通する内層チューブ49aは、コネクタカバー15内から回転軸86を挿通して螺旋形状部51aへ至るようになっている。
また、コネクタカバー15とモータボックス16とには、夫々が連結した状態で、撮像ユニット27と制御装置3とが電気的に接続できるように、電気的に接続される図示しない電気コネクタを有している。
本実施例では、制御装置3内のメモリ部71には、予め設定された挿入部6Aの挿入量に応じたトルク値(トルクデータ値)を格納している。このメモリ部71は、回転制御部66によって、格納されているトルク値の読み出し、又はトルク値の書き込みが制御されるようになっている。
尚、本実施例では、メモリ部71に前記トルク値を格納したが、これに限定されるものではなく、例えばトルク値に替えて、挿入部6Aの挿入量に応じた、モータ59に流れる電流値を予めメモリ部71に格納しても良い。また、メモリ部71に記憶される前記トルク値は前記リミット値に相当する。
回転制御部66は、挿入量検出部60により検出された挿入部6Aの体腔内への挿入量に応じて予め設定されたリミット値を変更して設定し、この設定したリミット値とトルク検出部であるモータドライバ67により検出したトルク値とを比較し、この比較結果に基づいてモータドライバを制御する。
具体的には、回転制御部66は、前記挿入量検出部60からの検出結果である挿入量に応じたトルク値をメモリ部71から読み出すと共に、この読み出したトルク値をモータドライバ67を駆動制御する際のリミット値であるリミットトルク値(トルク制限値)100として設定する。
この場合、患者の個人差等も考慮して、回転制御部66は、リミットトルク値を、患者の体腔内の種類(制御状態)に応じて、大きさの異なる複数のパターンで設定することも可能である。すなわち、回転制御部66は、図13に示すように、前記設定するリミットトルク値100を基準としてそれよりも大きな複数の制御段階に応じたリミットトルク値、例えば第1から第4リミットトルク値100〜103を設定する。
図13には、前記したように回転制御部66によって設定される、挿入部6Aの挿入量に応じたリミットトルク値が示されている。すなわち、本実施例では、回転制御部66による制御によって、図13中の一点破線で示されるような基準となる第1リミットトルク値100が設定される。
尚、複数の制御段階に応じたリミットトルク値が不要であれば、この基準となる第1リミットトルク値100のみの設定でもかまわない。また、この第1リミットトルク値100のみの設定と、複数の制御段階に応じた例えば第1から第4リミットトルク値100〜103の設定とを切り替える場合には、入力部72によるモード選択操作によって切り替え設定すれば良い。
複数の制御段階に応じて例えば第1〜第4リミットトルク値を設定するモードを実行する場合には、図13に示すように設定されることになる。すなわち、第2リミットトルク値101は、図13中の破線で示すように、前記第1リミットトルク値100よりも大きな値となる。また、第3リミットトルク値102は、図13中の細い実線で示すように、前記第2リミットトルク値101よりも大きな値となる。さらに、第4リミットトルク値103は、図13中の太い実線で示すように、前記第3リミットトルク値102よりも大きな値となる。尚、この第1〜第4リミットトルク値100〜103に限定されることはなく、それ以上の複数のリミットトルク値を設定しても良い。
尚、図13に示す挿入量のt1の範囲は、後述するが、図9に示す肛門501から直腸502までの挿入時、t2の範囲はS字状結腸503の挿入時、t3の範囲は下行結腸504の挿入時、t4の範囲は横行結腸506の挿入時、さらに、t5の範囲は上行結腸から盲腸509までの挿入時をそれぞれ示している。
この場合、各範囲t1〜t5の各間の範囲、すなわち、tA1の範囲はS字状結腸503の屈曲部の挿入時、tA2の範囲はS字状結腸503と可動性に乏しい下行結腸504との境界である屈曲部の挿入時を示している。また、tA3の範囲は下行結腸504と可動性に富む横行結腸506との境界である脾湾曲505の挿入時、tA4の範囲は横行結腸506と上行結腸508との境界である肝湾曲507の挿入時を示している。
尚、前記した図13に示す挿入量の各範囲t1〜t5は、前記リミットトルク値と同様に一例であってこのような挿入量の範囲に限定されることはなく、任意に変更して設定するように構成しても良い。
次に、回転自走式内視鏡システム1の使用例を説明する。尚、以下の説明において、図7〜図10を参照しながら大腸内視鏡検査を例に挙げて説明する。
いま、内視鏡システム1を用いて、例えば大腸検査を行うものとする。このとき、術者は、挿入補助具11を例えば、ベッド上に横たわっている患者の肛門から挿入する。尚、挿入部6Aは、収納ケース12内において、図7に示すような曲線を描いて撓んだ状態で収容されている。
挿入補助具11は、図8に示すように、当接部54が患者の肛門501近傍の臀部510に当接することで、挿入管53のみが肛門501から直腸502内に挿入された状態となる。すなわち、挿入補助具11は、当接部54によって、その全体が直腸502内に挿入されることが防止される。このとき、術者は、当接部54をテープなどで患者の臀部510へ固定する。
このような状態で、術者は、操作部7の把持部17を握持し、フットスイッチ25の足元操作、或いは主操作部18に設けた進退スイッチの手元操作により、挿入部本体10の螺旋形状部51aを長手軸回りに回転させる。
尚、収納ケース12は、各案内管13、14の一端部分を夫々連結する案内管固定部材64、65(図7参照)が配設されている。このうち、先端側案内管13を連結する案内管固定部材64内に、図示しないが螺旋形状部51aにゴム板等を嵌合させることで螺旋形状部51aに与えられた回転力を利用してこの螺旋形状部51aに推進力を与えるように構成してもよい。
術者は、操作部7のモータボックス16内に配設されるモータ61を前記した足元操作、或いは手元操作によって、回転駆動状態にする。螺旋形状部51aには、基端部分から先端側へ回転力が伝達され、その全体が図8の矢印に示すような軸回りに所定の方向へ回転し、収納ケース12の案内管固定部材64から推進力を与えられる。
推進力を与えられた螺旋形状部51aは、図2に示した先端側口金50が螺旋管接続口金48を押圧する。これにより、先端部8及び湾曲部9を含む挿入部本体10全体(挿入部6A)は、螺旋形状部51aの推進力によって、先端側案内管13及び挿入補助具11を介して、大腸内の深部に向かって進んでいく。
術者は、挿入部6Aを把持して押し進めることなく、挿入補助具11の保持管55を軽く把持し、案内管固定部材64内で与えられた推進力のみで挿入部6Aを大腸内の深部に向かって前進させることができる。
このとき、螺旋形状部51aは、腸壁の襞との接触状態が雄ねじと雌ねじとの関係になる。螺旋形状部51aは、案内管固定部材64内で与えられた推進力と、腸壁の襞との接触により発生した推進力とによりスムーズに前進し、結果として挿入部6Aは直腸502からS字状結腸503に向かって進んでいく。
図9に示すように挿入部6Aは、先端部8、及び湾曲部9がS字状結腸503に到達する。このとき、術者は、モニタ4により映し出された内視鏡画像を見ながら、主操作部18の湾曲操作ノブ19(図1参照)を操作して、湾曲部9をS字状結腸503の屈曲状態に合わせる湾曲操作などを行う。
術者は、湾曲部9の湾曲操作により、挿入が困難であるS字状結腸503を推進力が与えられた挿入部6Aにより、前進させながら先端部8をスムーズに通過させることができる。挿入部6Aは、大腸の深部に挿入されるにつれ、案内管固定部材64内で推進力が常に与えられている状態であり、且つ、螺旋形状部51aと腸壁との接触長が長くなる。
このため、挿入部6Aは、螺旋形状部51aの一部がS字状結腸503の襞に接触している状態、挿入部本体10が複雑に屈曲している状態などでも安定した大腸深部方向への推進力が得られる。また、挿入部6Aは、充分な可撓性を有していることから、容易に位置が変化するS字状結腸503の走行状態を変化させることなく、腸壁に沿ってスムーズに前進していく。
挿入部6Aは、S字状結腸503を通過し、その後、S字状結腸503と可動性に乏しい下行結腸504との境界である屈曲部,下行結腸504と可動性に富む横行結腸506との境界である脾湾曲505、横行結腸506と上行結腸508との境界である肝湾曲507の壁に沿うようにスムーズに前進して、図10に示すように大腸の走行状態を変化させることなく、例えば目的部位である盲腸509近傍に到達する。
この挿入操作の際、術者は、先端部8が各屈曲部(脾湾曲505,肝湾曲507)に到達したとき、前記と同じように、モニタ4により映し出された内視鏡画像を見ながら、主操作部18の湾曲操作ノブ19を操作して、各部位の屈曲状態に合わせて、湾曲操作する。
術者は、モニタ4の内視鏡画像により、先端部8が盲腸509近傍まで到達したと判断した後、前記した足元操作、或いは手元操作により、一度、螺旋形状部51aの回転を停止する。術者は、挿入時に回転させていた軸回りの回転方向とは逆の方向に、フットスイッチ25の足元操作、或いは主操作部18の入力部72の手元操作で螺旋形状部51aを逆回転させる操作を行う。
つまり、術者は、螺旋形状部51aを挿入時とは逆に反転させて、先端部8を大腸の深部、盲腸509の近傍から抜去する方向へと挿入部6Aを後進させながら大腸検査を行う。術者は、挿入部6Aに手を触れずとも、螺旋形状部51aが案内管固定部材64内で与えられた後退力により、挿入部6Aを後退させることができる。また、挿入部6Aは、先端部8及び湾曲部9がスナップフィット機能により、螺旋形状部51aに引っ張られることで、全体が螺旋形状部51aの推進力により後退する。
術者は、挿入部6Aの先端部8が挿入補助具11まで到達したら、この挿入補助具11と共に、挿入部6Aを患者の肛門501より抜去して、大腸検査を終了する。このとき、挿入部6Aは、案内管固定部材64内で後退力が与えられ、収納ケース12内に図9に示したような元の状態に湾曲しながら収納される。
以上のように、術者は、本実施例の回転自走式内視鏡システム1により、体腔、ここでは大腸の深部へと挿入部6Aを容易に挿入でき内視鏡検査を行うことができる。
ところで、このような体腔へ挿入部本体10を挿入している際に、屈曲した大腸などの体腔壁と回転する回転筒体51との摩擦が増大し、回転筒体51の回転がし難くなる場合がある。このとき、前記したように、回転筒体51は、回転以上にモータからのトルクがかかった場合、回転方向によっては外内周方向へ拡小して、長手方向に伸縮する。本実施例では、基端側口金83がスライドすることにより、回転筒体51が長手方向に伸縮自在となり硬化することがないので挿入性の低下が防止される。
しかし、ある所定以上の摩擦抵抗を受けた回転筒体51は、回転速度が低下して、回転停止に近いなる状態となる。
そこで、本実施例の回転自走式内視鏡システム1では、このような状態においても、挿入部6Aの体腔内への挿入動作を継続して行えるようにするために、安全な範囲内で、回転筒体51に与えるトルクのリミット値を可変するようにしたトルク制御を行うようにしている。このような制御装置3の回転制御部66によるトルク制御例を図11、及び図12を参照しながら説明する。
本実施例の回転自走式内視鏡システム1では、前記したように大腸内視鏡検査を行う場合に電源を投入すると、制御装置3の回転制御部66は、内部の図示しないメモリに格納された図11に示すプログラムを読み出して実行する。つまり、回転自走式内視鏡システム1の使用中には、回転制御部66によって図11に示すプログラムが実行されることになる。
図11に示すように、回転制御部66は、ステップS1の処理にて、前記したように挿入補助具11(スライディングチューブともいう)を肛門11に装着したことを確認すると、続くステップS2の処理にて、前記した図8、及び図9に示すように、挿入補助具11に挿入部6Aを挿通させて、図11に示すように大腸の直腸502(下部直腸、上部直腸、直腸S状部)への挿入を確認する。
そして、回転制御部66は、続くステップS3の処理にて、術者によってフットスイッチ25の足元操作、或いは主操作部18の入力部72の手元操作に基づいて、モータドライバ67を介してモータ59の駆動を開始させる。
そして、回転制御部66は、続くステップS4の処理により、大腸への挿入部6Aの挿入量を挿入量検出部60によって検出させ、続くステップS5の処理によってこの挿入量検出部60からの検出結果をこの回転制御部66に転送させる。
その後、回転制御部66は、続くステップS6の処理にて、前記挿入量検出部60からの検出結果である挿入量に応じたトルク値(又は電流値)をメモリ部71から読み出すと共に、この読み出したトルク値(又は電流値)をモータドライバ67を駆動制御する際のリミットトルク値(リミット値)100として設定する。
尚、この場合、患者の個人差等も考慮して、回転制御部66は、入力部72の入力操作に応じて、図13に示すように、前記設定するリミットトルク値100を基準としてそれよりも大きな複数の制御段階に応じたリミットトルク値、例えば第1から第4リミットトルク値100〜103を設定することも可能である。
そして、回転制御部66は、続くステップS7の処理で、モータドライバ67から現在のモータ59のトルク検出を行い、検出されたトルク値を取り込む。尚、この場合、回転制御部66は、モータドライバ67よりモータ59に与える電流値を取り込んでも良い。
その後、回転制御部66は、続くステップ8の処理にて、取り込んだトルク値と図17に示すリミットトルク値との比較を行う。この場合、回転制御部66は、ステップS9の判断処理にて、現在のトルク値がリミットトルク値よりも大きいと判断した場合には、処理をステップS11に移行して異常判断処理を実行し、逆に小さいものと判断した場合には正常に回転筒体51が回転して挿入されているものと判断して、処理をステップS10に移行する。
ステップS10の処理では、回転制御部66は、前回トルクリミットを超えて回転速度を落としていた場合にはリミットトルク値を通常時の規定値(予め決められた規定値(リミット値))に戻して設定し、処理を前記ステップS3に戻す。
次に、回転制御部66は、処理がステップS11に移行されると、図示しない記憶部から図12に示すリミット値オーバー時処理ルーチンのプログラムを読み出し、実行する。
すなわち、図12に示すように、回転制御部66は、例えばリミットトルク値が複数の制御段階に応じて設定されている場合には、続くステップS12の判断処理により、現在のトルク値が、図13に示すような最も大きい第4リミットトルク値103を超えているか否かを判断する。
この場合、第4のリミットトルク値103を超えてないものと判断した場合には、処理を続くステップS13に移行し、一方、第4のリミットトルク値103を超えていると判断した場合には、ステップS17に処理を移行する。
このステップS17の処理では、第4のリミットトルク値103を超えていると判断した場合なので、リミット値オーバー時と判断して、回転制御部66は、続くステップS17の処理にて、モータ59へのモータドライバ67を介する電力供給を停止して、モータ59の駆動を停止させる。そして、回転制御部66は、ブザー70を駆動するために電力供給を行うと同時に、表示部69に電力供給して警告メッセージである警告灯を点灯させるように制御する。尚、このステップS17において、さらに、回転制御部66は、画像処理部68を介して、モニタ4へ情報メッセージを表示するようにしても良い。
その後、回転制御部66は、ステップS18の判断処理によって、解除処理が行われたか否かの判断を行う。このステップS18での解除処理は、例えば、制御装置3、フットスイッチ25、或いは操作部7に配設される図示しないリセットスイッチ操作によって判断を行う。
この場合、術者によって、前記解除処理が成されると、回転制御部66は、ステップS22にの処理にて、処理を図14に示す前記ステップS3に戻し、一連の制御を繰り返し行う。また、術者により、前記解除処理が行われなければ、回転制御部66は、前記解除処理が行われるまで前記ステップS18の判断処理を繰り返して行う。
前記ステップS13の処理では、現在のトルク値が最も大きい第4リミットトルク値103を超えていない場合であるが、ここで、回転制御部66は、現在のトルク値が次に大きい第3リミットトルク値102(図13参照)を超えているか否かを判断する。
この場合、第3のリミットトルク値102を超えてないものと判断した場合には、処理を続くステップS14に移行し、一方、第3リミットトルク値102を超えていると判断した場合には、ステップS19に処理に移行する。
このステップS19処理では、第3リミットトルク値102を超えていると判断した場合なので、回転制御部66は、少しでも回転トルクが下がるのを軽減するために、送水タンク24内の滅菌水を送水用チューブ23bに送液させ、内視鏡2の先端部8から噴出するように送水を行わせる。そして、回転制御部66は、ブザー70を駆動するために電力供給を行う。尚、このステップS19にてブザー70による警告音のみを発するのは、最も大きなリミット値をオーバーした状態を示す第4リミットトルク値104を超えた場合と区別するためである。
そして、回転制御部66は、続くステップS22の処理にて、処理を図11に示す前記ステップS3に戻し、一連の制御を繰り返し行う。
前記ステップS14の処理では、現在のトルク値が第3リミットトルク値102を超えていない場合であるが、ここで、回転制御部66は、現在のトルク値が第3リミットトルク値よりも小さい第2リミットトルク値101(図13参照)を超えているか否かを判断する。
この場合、第2リミットトルク値101を超えてないものと判断した場合には、処理を続くステップS15に移行し、一方、第2リミットトルク値101を超えていると判断した場合には、ステップS20の処理に移行する。
このステップS20処理では、第2リミットトルク値101を超えていると判断した場合なので、回転制御部66は、少しでも回転トルクが下がるのを軽減するために、制御装置3内の図示しないコンプレッサを駆動して、このコンプレッサからの空気を送気用チューブ23aを介して内視鏡2の先端部8から噴出するように送気する。そして、回転制御部66は、前記同様に続くステップS22の処理にて、処理を図11に示す前記ステップS3に戻し、一連の制御を繰り返し行う。
前記ステップS15の処理では、現在のトルク値が第2リミットトルク値101を超えていない場合であるが、ここで、回転制御部66は、現在のトルク値がもっとも数値が低く基準となる第1リミットトルク値100(図13参照)を超えているか否かを判断する。
この場合、第1リミットトルク値100を超えてないものと判断した場合には、処理を続くステップS16に移行し、一方、第1リミットトルク値100を超えていると判断した場合には、ステップS21の処理に移行する。
ステップS16の処理では、第1リミットトルク値100を超えていないと判断した場合なので、回転制御部66は、モータ59を低速回転で回転させるようにモータドライバ67を制御する。この場合、例えば、回転制御部66は、入力部72の図示しない回転速度指示ボタンを押下することにより、回転速度を通常の1/2にする操作信号に基づいてモータ59の回転速度を通常の半分の速度で低速回転させるように制御しても良い。そして、回転制御部66は、前記同様に続くステップS22の処理にて、処理を図14に示す前記ステップS3に戻し、一連の制御を繰り返し行う。
また、前記ステップS21の処理では、第1リミットトルク値100を超えていると判断した場合なので、回転制御部66は、少しでも回転トルクが下がるのを軽減するために、
モータ59を逆回転、又は正回転を繰り返して行うようにモータドライバ67を制御する。これにより、このようなモータ59の逆回転、又は正回転をくりかえすような回転制御モードを実行することで、現時点での体腔内の位置から進退することになり、継続して挿入部6Aの大腸への挿入を継続することができる。
その後、回転制御部66は、前記同様に続くステップS22の処理にて、処理を図11に示す前記ステップS3に戻し、一連の制御を繰り返し行う。
尚、本実施例では、回転制御部66は、図13に示すようにリミットトルク値(例えば第1〜第4リミットトルク値100〜103)を設定する際に、図13中のtA1、tA2、tA3、及びtA4の各範囲を所定の範囲、又は適宜変えるように設定しても良い。
この期間中、図13に示すようにリミットトルク値を略一定にすることは、各tA1、tA2、tA3、及びtA4の範囲に対応する屈曲部において先端部8が通過可能な空間部が形成されるためである。
また、図13に示すように、各種リミットトルク値100〜103は、の前記各tA1、tA2、tA3、及びtA4の各範囲に移行する際に急激に高くなっているが、これは、各範囲に対応する屈曲部において先端部8、及び回転筒体51が壁部との接触により摩擦抵抗が急激に高くなるためである。
したがって、以上に説明した制御装置3の回転制御部66による制御フローにより、本実施例の回転自走式内視鏡システム1は、安全な範囲内で、回転筒体51に与えるトルクのリミット値を可変するようにしたトルク制御を行うことができるので、回転筒体51の回転動作を停止させずに体腔内への挿入部6Aの挿入を継続して行うことができる。したがって、体腔内への挿入部6Aの挿入性を向上させることができる。
尚、実施例1では、主に、回転自走式内視鏡2の挿入部6Aを大腸に挿入する場合のトルク制御について説明したが、勿論、大腸等の体腔内から前記挿入部6Aを抜去する場合にも適用することが可能である。
このような大腸等の体腔内から挿入部6Aを抜去する場合には、回転制御部66は、例えば図14に示すように、前記実施例1にて設定したリミットトルク値(例えば第1リミットトルク値100)よりも大きな値であり、略挿入量に対して比例する関係を有する抜去用リミットトルク値110を設定し、この抜去用リミットトルク値110に基づいて、モータ59を逆回転するようモータドライバ67を制御すれば良い。
すなわち、挿入部6Aを大腸から抜去する場合には、回転筒体51には特に大きな摩擦抵抗はなく、通常は円滑に抜去することができるが、仮に想定を上回る大きな摩擦抵抗が生じた場合に備えるために、抜去用リミットトルク値110については挿入時に設定されるリミットトルク値よりも大きな値としている。このことにより、挿入部6Aを大腸等の体腔内から抜去する場合でも、抜去動作を継続して行うことが可能となり、使い勝手が向上できる。
(実施例2)
次に、図15から図17を用いて、実施例2の回転自走式内視鏡システム1について説明する。尚、図15から図17は、実施例1と同様な構成要素については同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分のみを説明する。
図15から図17は、本発明の実施例2の回転自走式内視鏡システムに係り、図15は回転自走式内視鏡システムの電気的な全体構成を示すブロック図、図16、及び図17は実施例2の作用を説明するためのもので、図16は制御装置内の回転制御部による制御例を示すフローチャート、図17は図16のフローチャート中のリミット値オーバー時処理実行時におけるサブルーチンを示すフローチャート、図18は回転制御部の判断制御に用いられる挿入量に応じたリミットトルク変化値を示すグラフである。
本実施例では、トルク検出部であるモータドライバ67によってトルクを検出すると共に、この検出されたトルクの変化量(変化値)を求め、この求めたトルクの変化量を予め設定された挿入部6Aの挿入量に関連づけて、挿入量に応じたトルクリミット変化値として設定するようにしている。
具体的には、図15に示すように、実施例2の回転自走式内視鏡システム1は、実施例1の回転自走式内視鏡システム1と略同様に構成されているが、挿入補助具11内の挿入量検出部60を削除すると同時に、制御装置3内にトルク変化量検出部67Aを設けて構成している。
トルク変化量検出部67Aは、モータドライバ67と回転制御部66との間に電気的に接続される。このトルク変化量検出部67Aは、モータドライバ67により検出したモータ59のトルクの変化量を求め、この求めたトルク変化量を回転制御部66に出力する。 尚、トルク変化量検出部67Aは、入力されたトルクからトルク変化量を求めるように説明したが、これに限定されることはなく、モータドライバ67からモータ59に与える電流値を取り込み、この電流値の変化量を求め、この求めた電流値変化量を回転制御部66に出力するようにしても良い。
そして、回転制御部66は、図18に示すように、供給されたトルク変化量を基に、予め設定された挿入部6Aの挿入量と関連づけて、挿入量に応じたリミットトルク変化値101Aとして設定する。
この場合、本実施例においても、実施例1と同様に、患者の個人差等も考慮して、回転制御部66は、図18に示すように、前記設定するリミットトルク変化値100Aを基準としてそれよりも大きな複数の制御段階に応じたリミットトルク変化値、例えば第1から第4リミット変化値100A〜103Aを設定することも可能である。
尚、本実施例では、図18中において、回転制御部66による制御によって、図18中の一点破線で示されるような基準となる第1リミットトルク変化値100Aが設定される。
また、複数の制御段階に応じたリミットトルク値が不要であれば、この基準となる第1リミットトルク変化値100Aのみの設定でもかまわない。また、この第1リミットトルク変化値100Aのみの設定と、複数の制御段階に応じた例えば第1から第4リミットトルク変化値100A〜103Aの設定とを切り替える場合には、実施例1と同様に入力部72によるモード選択操作によって切り替え設定すれば良い。
複数の制御段階に応じて、例えば第1〜第4リミットトルク変化値を設定するモードを実行する場合には、図18に示すように設定されることになる。すなわち、第2リミットトルク変化値101Aは、図18中の破線で示すように、前記第1リミットトルク変化値100Aよりも大きな値となる。また、第3リミットトルク変化値102Aは、図18中の細い実線で示すように、前記第2リミットトルク変化値101Aよりも大きな値となる。さらに、第4リミットトルク変化値103Aは、図18中の太い実線で示すように、前記第3リミットトルク変化値102Aよりも大きな値となる。尚、この第1〜第4リミットトルク変化値100A〜103Aに限定されることはなく、それ以上の複数のリミットトルク変化値を設定しても良い。
尚、図18に示す挿入量は、予め設定されたものであり、例えばメモリ部71に予め格納されるようになっている。そして、この挿入量のデータは、リミットトルク変化値を設定する場合に回転制御部66によって読み出されるようになっている。
また、図18中に示す挿入量のそれぞれの範囲は、実施例1と同様に大腸内の各部位に対応したものであり、また、各範囲は任意に変えて設定することも可能である。
その他の構成は、実施例1と同様である。
次に、図16、及び図17を参照しながら実施例2の回転自走式内視鏡システム1の作用を説明する。尚、回転自走式内視鏡2の基本的な動作については実施例1と同様であるので説明を省略する。
本実施例の回転自走式内視鏡システム1では、前記したように大腸内視鏡検査を行う場合に電源を投入すると、制御装置3の回転制御部66は、内部の図示しないメモリに格納された図16に示すプログラムを読み出して実行する。つまり、回転自走式内視鏡システム1の使用中には、回転制御部66によって図16に示すプログラムが実行されることになる。
図11に示すように、回転制御部66は、ステップS30の処理にて、前記したように挿入補助具11を肛門11に装着したことを確認すると、続くステップS31の処理にて、前記した図8、及び図9に示すように、挿入補助具11に挿入部6Aを挿通させて、図11に示すように大腸の直腸502(下部直腸、上部直腸、直腸S状部)への挿入を確認する。
そして、回転制御部66は、続くステップS32の処理にて、術者によってフットスイッチ25の足元操作、或いは主操作部18の入力部72の手元操作に基づいて、モータドライバ67を介してモータ59の駆動を開始させる。
そして、回転制御部66は、続くステップS33の処理により、モータドライバ67から現在のモータ59のトルク値(又は電流値)を検出させ、この検出結果を取り込む。尚、取り込んだトルク値(又は電流値)は、トルク値変化量を求めるために、回転制御部66内の図示しない記憶部に一旦格納されるようになっている。
その後、回転制御部66は、続くステップS34の処理にて、引き続き、術者によってフットスイッチ25の足元操作、或いは主操作部18の入力部72の手元操作を確認し、この操作に基づいて、モータドライバ67を介してモータ59の駆動して回転筒体51を回転させる。
そして、回転制御部66は、モータドライバ67から現在のモータ59のトルク値(又は電流値)を検出させ、続くステップS36の処理にて、図示しない記憶部に格納されいた過去のトルク値と今回取り込んだトルク値との差(トルク変化量)を、トルク変化量検出部67Aによって算出する。
そして、回転制御部66は、算出したトルク変化量を基に、メモリ部71から読み出された予め設定された挿入量と関連づけて、モータドライバ67を駆動制御する際のリミットトルク変化値100A(図18参照)として設定する。
尚、この場合、実施例1と同様に、患者の個人差等も考慮して、回転制御部66は、入力部72の入力操作に応じて、図18に示すように、前記設定するリミットトルク変化値100Aを基準としてそれよりも大きな複数の制御段階に応じたリミットトルク変化値、例えば第1から第4リミットトルク変化値100A〜103Aを設定する場合もある。
そして、回転制御部66は、続くステップS37の処理で、トルク変化量検出部67Aにより算出したトルク変化量と設定された図18に示すリミットトルク値との比較を行う。この場合、回転制御部66は、ステップS38の判断処理にて、トルク変化量が里密とトルク変化値よりも大きいと判断した場合には、処理をステップS40に移行してリミット値オーバー時処理を実行し、逆に小さいものと判断した場合には正常に回転筒体51が回転して挿入されているものと判断して、処理をステップS39に移行する。
ステップS39の処理では、回転制御部66は、前回リミットトルク変化値を超えて回転速度を落としていた場合にはリミットトルク変化値を通常時の規定値(予め決められた規定値)に戻して設定し、処理を前記ステップS34に戻す。
次に、回転制御部66は、処理がステップS40に移行されると、図示しない記憶部から図17に示すリミット値オーバー時処理ルーチンのプログラムを読み出し、実行する。
すなわち、図17に示すように、回転制御部66は、前記実施例1の図12に示すプログラムと略同様に、例えばリミットトルク値が複数の制御段階に応じて設定されている場合には、続くステップS41の判断処理により、現在のトルク変更量が、図18に示すような最も大きい第4リミットトルク変化値103Aを超えているか否かを判断する。
この場合、第4のリミットトルク変化値103Aを超えてないものと判断した場合には、処理を続くステップS423に移行し、一方、第4リミットトルク変化値103Aを超えていると判断した場合には、ステップS46に処理を移行する。
このステップS46の処理では、第4リミットトルク変化値103Aを超えていると判断した場合なので、リミット値オーバー時と判断して、回転制御部66は、モータ59へのモータドライバ67を介する電力供給を停止して、モータ59の駆動を停止させる。そして、回転制御部66は、ブザー70を駆動するために電力供給を行うと同時に、表示部69に電力供給して警告メッセージである警告灯を点灯させるように制御する。尚、このステップS46において、さらに、回転制御部66は、画像処理部68を介して、モニタ4へ警告メッセージを表示するようにしても良い。
その後、回転制御部66は、ステップS47の判断処理によって、解除処理が行われたか否かの判断を行う。このステップS47での解除処理は、例えば、制御装置3、フットスイッチ25、或いは操作部7に配設される図示しないリセットスイッチ操作によって判断を行う。
この場合、術者によって、前記解除処理が成されると、回転制御部66は、ステップS51にの処理にて、処理を図16に示す前記ステップS34に戻し、一連の制御を繰り返し行う。また、術者により、前記解除処理が行われなければ、回転制御部66は、前記解除処理が行われるまで前記ステップS47の判断処理を繰り返して行う。
前記ステップS42の処理では、トルク変化量が最も大きい第4リミットトルク変化値103Aを超えていない場合であるが、ここで、回転制御部66は、トルク変化量が次に大きい第3リミットトルク変化値102A(図18参照)を超えているか否かを判断する。 この場合、第3リミットトルク変化値102Aを超えてないものと判断した場合には、処理を続くステップS43に移行し、一方、第3リミットトルク変化値102Aを超えていると判断した場合には、ステップS48に処理に移行する。
このステップS48の処理では、第3リミットトルク変化値102Aを超えていると判断した場合なので、回転制御部66は、少しでも回転トルクが下がるのを軽減するために、送水タンク24内の滅菌水を送水用チューブ23bに送液させ、内視鏡2の先端部8から噴出するように送水を行わせる。そして、回転制御部66は、ブザー70を駆動するために電力供給を行う。尚、このステップS48にてブザー70による警告音のみを発するのは、第4リミットトルク変化値103Aを超えた場合と区別するためである。
そして、回転制御部66は、続くステップS51の処理にて、処理を図16に示す前記ステップS34に戻し、一連の制御を繰り返し行う。
前記ステップS43の処理では、トルク変化量が第3リミットトルク変化値102Aを超えていない場合であるが、ここで、回転制御部66は、トルク変化量が第3リミットトルク変化値102Aよりも小さい第2リミットトルク変化値101A(図18参照)を超えているか否かを判断する。
この場合、第2リミットトルク変化値101Aを超えてないものと判断した場合には、処理を続くステップS44に移行し、一方、第2リミットトルク変化値101Aを超えていると判断した場合には、ステップS49の処理に移行する。
このステップS49の処理では、第2リミットトルク変化値101Aを超えていると判断した場合なので、回転制御部66は、少しでも回転トルクが下がるのを軽減するために、制御装置3内の図示しないコンプレッサを駆動して、このコンプレッサからの空気を送気用チューブ23aを介して内視鏡2の先端部8から噴出するように送気する。そして、回転制御部66は、前記同様に続くステップS51の処理にて、処理を図16に示す前記ステップS34に戻し、一連の制御を繰り返し行う。
前記ステップS44の処理では、トルク変化量が第2リミットトルク変化値101Aを超えていない場合であるが、ここで、回転制御部66は、トルク変化量がもっとも数値が低く基準となる第1リミットトルク変化値100A(図18参照)を超えているか否かを判断する。
この場合、第1リミットトルク変化値100Aを超えてないものと判断した場合には、処理を続くステップS45に移行し、一方、第1リミットトルク変化値100Aを超えていると判断した場合には、ステップS50の処理に移行する。
ステップS45の処理では、第1リミットトルク変化値100Aを超えていないと判断した場合なので、回転制御部66は、モータ59を低速回転で回転させるようにモータドライバ67を制御する。この場合、例えば、回転制御部66は、入力部72の図示しない回転速度指示ボタンを押下することにより、回転速度を通常の1/2にする操作信号に基づいてモータ59の回転速度を通常の半分の速度で低速回転させるように制御しても良い。そして、回転制御部66は、前記同様に続くステップS51の処理にて、処理を図16に示す前記ステップS34に戻し、一連の制御を繰り返し行う。
また、前記ステップS50の処理では、第1リミットトルク変化値100Aを超えていると判断した場合なので、回転制御部66は、少しでも回転トルクが下がるのを軽減するために、モータ59を逆回転、又は正回転を繰り返して行うようにモータドライバ67を制御する。これにより、このようなモータ59の逆回転、又は正回転を繰り返すような回転制御モードを実行することで、現時点での体腔内の位置から進退することになり、継続して挿入部6Aの大腸への挿入を継続することができる。
その後、回転制御部66は、前記同様に続くステップS51の処理にて、処理を図16に示す前記ステップS34に戻し、一連の制御を繰り返し行う。
したがって、実施例2によれば、実施例1にて用いられていた挿入量検出部60を削除しても、前記実施例1と略同様に効果を得ることが可能となる。
尚、前記実施例1、及び実施例2では、図12中のステップS20、又は図17中のステップS49に示すように、現在のトルク値、又はトルク変化量が、例えば第2リミットトルク値101、又は第2リミットトルク変化値101Aを超えた場合に、所定の一定期間送気動作を行うように説明したが、この送気の制御方法はこれに限定されるものではない。
例えば、図19に示すように、図12中のステップS20、又は図17中のステップS49の処理に移行した際に、送気動作の駆動を所定間隔でオン/オフさせるように制御しても良い。
また、前記ステップS20、又は前記ステップS49の処理に拘わらず、挿入部6Aの挿入量の範囲t1〜t4(図13参照)に相当時間t1〜t4において、挿入動作が困難である屈曲部tA1、tA2、tA3のみ送気動作の駆動をオンするように制御しても良い。
この場合、前記t1=t2=t3=t4…であり、また、tA1=tA2=tA3となる関係を満足するように、一定の間隔毎に一定量の送気を行う。又は、前記t1>t2>t3>t4…であり、また、tA1=tA2=tA3となる関係を満足するように、挿入速度に応じて送気を行っても良い。
尚、このような図19に示す駆動のタイミングは、送気動作に限定されることはなく、実施例1、及び実施例2(例えばステップS19,及びステップS48)の処理で行われる送水動作を駆動する際に用いても良い。
また、実施例1、及び実施例2において、送気、又は送水動作を行う場合には、回転制御部66は、図20に示すような、検出したトルク量(又はトルク変化量)と時間tとに基づく送気/送水量特性200に基づいて、送気、又は送水動作を行うように制御しても良い。
この場合、送気/送水量201、202、203は、図13中に示す、各屈曲部に相当する各範囲tA1、tA2,ta3に対応している。すなわち、挿入部6Aの挿入が困難な屈曲部が深部に向かうほど、送気/送水量が大きくなることで、回転筒体51の摩擦抵抗を軽減して、挿入部6Aを円滑に深部へと挿入できる。
以上の実施例に記載した発明は、その実施例に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、前記実施例には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得る。
例えば、実施例に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
本発明の実施例1に係り、回転自走式内視鏡システムの全体構成を示す外観図。 内視鏡の先端部、湾曲部、及び回転筒体の一部を示す断面図。 回転筒体と挿入部本体を示す断面図。 操作部側案内管が接続されたコネクタカバーの一部を示す断面図。 挿入量検出部が配設された挿入補助具の断面図。 回転自走式内視鏡システムの電気的な全体構成を示すブロック図。 図1の収納ケースを示す上面図。 挿入補助具が患者の肛門から直腸へ挿入された状態を示す説明図。 大腸内に挿入された挿入部本体がS字状結腸に到達した際の状態を示す説明図。 大腸内に挿入された挿入部本体が盲腸近傍に到達した際の状態を示す説明図。 実施例1の作用を説明するもので、制御装置内の回転制御部による制御例を示すフローチャート。 図11のフローチャート中のリミット値オーバー時処理実行時におけるサブルーチンを示すフローチャート。 回転制御部の判断制御に用いられる挿入量に応じたリミットトルク値を示すグラフ。 挿入部抜去時の回転制御部のトルク制御に用いられる挿入量に応じたリミットトルク値を示すグラフ。 本発明の実施例2に係り、回転自走式内視鏡システムの電気的な全体構成を示すブロック図。 実施例2の作用を説明するもので、制御装置内の回転制御部による制御例を示すフローチャート。 図16のフローチャート中のリミット値オーバー時処理実行時におけるサブルーチンを示すフローチャート。 図18は回転制御部の判断制御に用いられる挿入量に応じたリミットトルク変化値を示すグラフ。 回転制御部による送気、又は送水制御に用いられるタイミングチャート。 回転制御部による他の送気、又は送水制御方法を説明するための特性図。
符号の説明
1…回転自走式内視鏡システム、
2…回転自走式内視鏡、
3…制御装置、
6…収納ケース付内視鏡挿入部(収納ケース付挿入部)、
6A…挿入部、
7…操作部、
8…先端硬性部、
9…湾曲部、
10…挿入部本体、
11…挿入補助具、
12…収納ケース、
13…先端側案内管、
14…操作部側案内管、
15…コネクタカバー、
16…モータボックス、
51…回転筒体、
51a…螺旋形状部、
60…挿入量検出部、
66…回転制御部、
67…モータドライバ(トルク検出部)、
68…画像処理部
69…表示部、
70…ブザー、
71…メモリ部、
72…入力部、
86a…ギヤ、
86…回転軸、
100…第1リミットトルク値、
101…第2リミットトルク値、
102…第3リミットトルク値、
103…第4リミットトルク値。

Claims (8)

  1. 撮像手段を有する先端硬性部が先端部に配設され、体腔内に挿入される可撓性を有する挿入部本体と、前記挿入部本体に回転可能に外嵌し、螺旋状の凹凸により螺旋形状部が形成された回転筒体とを有する挿入部と、
    前記回転筒体に軸周りに回転駆動力を与える駆動部と、
    前記回転筒体のトルク情報を検出するトルク検出部と、
    前記挿入部の前記体腔内への挿入量を検出する挿入量検出部と、
    前記挿入量に応じて予め設定された前記回転筒体のトルクを制御するためのリミット値が格納されるメモリ部と、
    前記挿入量に基づき前記メモリ部から取得した前記リミット値と、前記トルク検出部により検出したトルク情報との比較を行い、この比較結果に基づいて前記駆動部を制御する制御部と、
    を具備したことを特徴とする回転自走式内視鏡システム。
  2. 前記メモリ部は、前記挿入部の前記体腔内への挿入量に応じた前記リミット値が格納され、
    前記制御部は、前記挿入量に対応する前記リミット値を前記メモリ部から取得し、この取得したリミット値と前記トルク検出部により検出したトルク情報とを比較することを特徴とする請求項1に記載の回転自走式内視鏡システム。
  3. 前記トルク情報は、予め設定された期間のトルクの変化量であるトルク変化量であり、
    前記制御部は、前記挿入量に対応する前記リミット値を前記メモリ部から取得し、この取得したリミット値と前記トルク変化量とを比較すること特徴とする請求項1に記載の回転自走式内視鏡システム。
  4. 前記制御部は、前記トルク情報が、前記リミット値を超えた場合には、前記回転筒体の回転を停止、又は前記回転筒体のトルクを低下させるように前記駆動部を制御することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1つに記載の回転自走式内視鏡システム。
  5. 前記リミット値は、前記体腔内の種類に応じて、大きさの異なる複数のパターンで設定されることを特徴とする請求項2、又は請求項3に記載の回転自走式内視鏡システム。
  6. 前記体腔内に挿入されている前記挿入部を抜去する場合の抜去時における前記リミット値は、前記挿入部が前記体腔内へ挿入される挿入時よりも高くなるように設定したことを特徴とする請求項1に記載の回転自走式内視鏡システム。
  7. 前記リミット値は、前記制御部によって書き込み、又は読み出しの制御が可能な記憶部に記憶されていることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1つに記載の回転自走式内視鏡システム。
  8. 前記制御部は、前記回転筒体が一定の回転速度で回転するように前記駆動部を制御することを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1つに記載の回転自走式内視鏡システム。
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