JP6001217B1 - 内視鏡挿入形状観測装置 - Google Patents

Abstract

内視鏡挿入形状観測装置１は、内視鏡２と、内視鏡２の挿入部１０に設けられた磁界を発生する磁界発生コイル１５と、磁界発生コイル１５からのコイル信号を受信するアンテナユニット４と、挿入部１０を所定量湾曲させる湾曲部１７と、湾曲部１７を湾曲駆動させる湾曲駆動部１９と、アンテナユニット４からの受信信号により被検体に挿入された内視鏡２の挿入形状を生成する挿入形状処理回路２１と、挿入形状処理回路２１の生成結果が表示されるとともにタッチ操作が可能なタッチパネル５と、タッチパネル５へのタッチ操作に基づき湾曲駆動部１９の駆動量を制御する駆動部制御回路２３と、を有する。

Description

本発明は、内視鏡挿入形状観測装置に関し、特に、内視鏡の挿入状態を観測する内視鏡挿入形状観測装置に関するものである。

従来より、細長の挿入部を屈曲した体腔内に挿入することにより、体表面を切開することなく体腔内深部の臓器等を観察したり、必要に応じて内視鏡挿入部の処置具チャンネル内に挿通した処置具を用いて各種の治療や処置等を実現した医療用の内視鏡が広く利用されている。

被検体となる体腔内の管腔は、例えば大腸や小腸等のように曲がっていることから、内視鏡挿入部が管腔のどの位置まで挿入されているか、また内視鏡挿入部がどのような形状になっているかが判明すると、内視鏡による観察処置の操作性が向上する。

そこで、例えば、特開２００５−３０５０４７号公報には、内視鏡挿入部内に形状検出用コイルを内蔵し、その形状検出用コイルにより発生される電磁場の信号を受信する等して形状検出用コイルの位置を検出し、内視鏡挿入部の形状をモニタ等に表示する内視鏡挿入形状観測装置が開示されている。

一般的に、多数の屈曲を有した複雑な管路を有する大腸内視鏡の挿入は、腸の形状違いが人それぞれ千差万別のため、挿入手技が難しく、その習得はかなり大変である。そのため、挿入補助手段として、特開２００５−３０５０４７号公報に開示されているような内視鏡挿入形状観測装置を利用し、内視鏡挿入形状を見ながらその内視鏡位置より管腔方向を想定し湾曲を掛けたり、内視鏡の進み具合によって、硬度可変を利用したりして深部まで挿入する方法が取られている。

しかしながら、経験の浅い術者等は、内視鏡挿入形状観測装置で観測された内視鏡挿入形状をモニタで観察しているだけでは、湾曲を掛けたい湾曲方向と内視鏡操作部の湾曲操作とが一致しないことがある。

また、経験の浅い術者等は、内視鏡挿入形状観測装置で観測された内視鏡挿入形状をモニタで観察しているだけでは、硬度可変の操作を行う際に内視鏡挿入部の位置がずれることにより、適切な位置で硬度可変の操作ができないことがある。

そのため、経験の浅い術者等は、湾曲操作や硬度可変操作を繰り返すこと等があり、内視鏡挿入部の挿入時間が長くなってしまう課題があった。

そこで、本発明は、内視鏡挿入形状を認識しながら、どのような操作者でも挿入部の操作を直感的に操作することができる内視鏡挿入形状観測装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様の内視鏡挿入形状観測装置は、内視鏡と、前記内視鏡の挿入部に設けられた磁界を発生する磁界発生コイルと、前記磁界発生コイルからのコイル信号を受信するアンテナユニットと、前記挿入部を湾曲させる湾曲部と、前記湾曲部を湾曲駆動させる湾曲駆動部と、前記アンテナユニットからの受信信号により被検体に挿入された前記内視鏡の挿入形状を生成する挿入形状生成部と、前記挿入形状生成部の生成結果が表示されるとともにタッチ操作が可能なタッチパネルと、前記タッチパネルに表示された前記挿入形状の所望の箇所へのタッチ操作に基づき前記湾曲駆動部の駆動量を制御する制御部と、を有する。

また、本発明の他の態様の内視鏡挿入形状観測装置は、内視鏡と、前記内視鏡の挿入部に設けられた磁界を発生する磁界発生コイルと、前記磁界発生コイルからのコイル信号を受信するアンテナユニットと、前記挿入部の硬度を可変させる硬度可変部と、前記硬度可変部を硬度可変駆動させる硬度可変駆動部と、前記アンテナユニットからの受信信号により被検体に挿入された前記内視鏡の挿入形状を生成する挿入形状生成部と、前記挿入形状生成部の生成結果が表示されるとともにタッチ操作が可能なタッチパネルと、前記タッチパネルに表示された前記挿入形状の所望の箇所へのタッチ操作に基づき前記硬度可変駆動部の硬度可変量を制御する制御部と、を有する。

一実施形態に係る内視鏡挿入形状観測装置の全体構成を示すブロック図である。 挿入部における湾曲部及び硬度可変部の配置について説明するための図である。 挿入部における湾曲部及び硬度可変部の配置について説明するための図である。 コントローラの詳細な回路構成を説明するためのブロック図である。 タッチパネル５上で第１湾曲部１７ａを湾曲操作する際の操作例を説明するための図である。 タッチパネル５上で第１湾曲部１７ａを湾曲操作する際の操作例を説明するための図である。 タッチパネル５上で第１湾曲部１７ａを湾曲操作する際の操作例を説明するための図である。 タッチパネル５上で第１湾曲部１７ａ及び第２湾曲部１７ｂを湾曲操作する際の操作例を説明するための図である。 タッチパネル５上で第１湾曲部１７ａ及び第２湾曲部１７ｂを湾曲操作する際の操作例を説明するための図である。 タッチパネル上で第１硬度可変部１８ａ及び第２硬度可変部１８ｂを硬度可変操作する際の操作例を説明するための図である。 タッチパネル５上の挿入部１０の湾曲部１７と硬度可変部１８とを識別した図である。 タッチパネル上での湾曲操作及び硬度可変操作の他の操作例について説明するための図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

まず、図１〜図３を用いて本発明の一実施形態の内視鏡挿入形状観測装置の構成について説明する。図１は、一実施形態に係る内視鏡挿入形状観測装置の全体構成を示すブロック図であり、図２Ａ及び図２Ｂは、挿入部における湾曲部及び硬度可変部の配置について説明するための図であり、図３は、コントローラの詳細な回路構成を説明するためのブロック図である。

内視鏡挿入形状観測装置１は、内視鏡２と、コントローラ３と、アンテナユニット４と、タッチパネル５と、光源装置６と、ビデオプロセッサ７と、モニタ８とを有して構成されている。

内視鏡２は、被検体内に挿入される細長の挿入部１０と、挿入部１０の基端側に設けられた操作部１１と、操作部１１の基端側に設けられたコネクタ１２とを有して構成されている。また、内視鏡２は、コネクタ１２から駆動ケーブル１３が延設されており、この駆動ケーブル１３を介してコントローラ３に接続される。

挿入部１０は、被写体を撮像する撮像部１４と、磁界を発生する磁界発生コイル１５と、挿入部１０の角度を検出する角度センサ１６と、挿入部１０を湾曲するための湾曲部１７と、挿入部１０の硬度を可変するための硬度可変部１８とを有して構成されている。また、コネクタ１２は、湾曲部１７を湾曲させる湾曲駆動部１９と、硬度可変部１８の硬度を可変させる硬度可変駆動部２０とを有して構成されている。角度センサ１６、湾曲駆動部１９及び硬度可変駆動部２０は、駆動ケーブル１３に接続され、この駆動ケーブル１３を介してコントローラ３に接続される。

本実施形態では、挿入部１０は、少なくとも１以上の湾曲部１７と、少なくとも１つ以上の硬度可変部１８とを有して構成されている。例えば、図２Ａに示すように、挿入部１０は、先端側から第１湾曲部１７ａ、第２湾曲部１７ｂ、第１硬度可変部１８ａ、及び、第２硬度可変部１８ｂを備える。なお、湾曲部１７及び硬度可変部１８の配置は、図２Ａに限定されることなく、図２Ｂに示すように、先端側から第１湾曲部１７ａ、第１硬度可変部１８ａ、第２湾曲部１７ｂ、及び、第２硬度可変部１８ｂのように配置してもよい。

光源装置６は、被写体を照明するための照明光を出射する。この照明光は、図示しない照明用のライトガイド等を介して挿入部１０の先端まで導光され、被写体を照明する。撮像部１４は、光源装置６からの照明光により照明された被写体を撮像し、撮像信号を光源装置６を介してビデオプロセッサ７に出力する。

ビデオプロセッサ７は、入力された撮像信号に対して所定の画像処理を施して得られた画像信号をモニタ８に出力する。これにより、モニタ８に内視鏡２で撮像された内視鏡画像が表示される。

磁界発生コイル１５は、挿入部１０の長手方向に所定の間隔で複数設けられており、例えば光源装置６から電流が印加されることにより磁界を発生する。アンテナユニット４は、磁界発生コイル１５から発生した磁界を受信し、コイル信号としてコントローラ３に出力する。

コントローラ３は、図３に示すように、挿入形状処理回路２１と、タッチパネル制御回路２２と、駆動部制御回路２３とを有して構成されている。

アンテナユニット４で受信された磁界発生コイル１５からのコイル信号は、挿入形状処理回路２１に入力される。挿入形状生成部としての挿入形状処理回路２１は、アンテナユニット４からのコイル信号に基づいて、被検体内に挿入された内視鏡２の挿入部１０の挿入形状情報を生成し、タッチパネル制御回路２２に出力する。

タッチパネル制御回路２２には、角度センサ１６から挿入部１０の角度情報が入力される。タッチパネル制御回路２２は、角度センサ１６からの角度情報に基づき挿入部１０の先端方向を検知し、タッチパネル５上に内視鏡２の挿入部１０の挿入形状を表示させる。

術者等の操作者は、タッチパネル５に表示された挿入部１０の挿入形状上において所定のタッチ操作を行うことで、湾曲部１７の湾曲量または硬度可変部１８の硬度可変量を変更することができる。タッチパネル５でのタッチ操作の信号は、タッチパネル制御回路２２から駆動部制御回路２３に入力される。

駆動部制御回路２３は、タッチパネル５でのタッチ操作に基づいて、湾曲部１７の湾曲量または硬度可変部１８の硬度可変量を制御するための駆動制御信号を湾曲駆動部１９または硬度可変駆動部２０に出力する。湾曲駆動部１９は、駆動部制御回路２３からの駆動制御信号に応じて湾曲部１７の湾曲量を制御する。また、硬度可変駆動部２０は、駆動部制御回路２３からの駆動制御信号に応じて硬度可変部１８の硬度可変量を制御する。

ここで、タッチパネル５上での湾曲操作及び硬度可変操作の操作例について説明する。図４Ａ〜図４Ｃは、タッチパネル５上で第１湾曲部１７ａを湾曲操作する際の操作例を説明するための図である。なお、図４Ａ〜図４Ｃに示す挿入部１０の挿入形状は、例えば大腸検査等で内視鏡２の挿入部１０を挿入したときにタッチパネル５上に表示される形状である。

図４Ａは、大腸等に挿入部１０を挿入した挿入初期の状態であり、内視鏡２の挿入部１０の先端側は湾曲していない状態を示している。挿入部１０は、図２Ａに示す第１湾曲部１７ａ及び第２湾曲部１７ｂを有した内視鏡２を想定している。術者が湾曲操作をタッチパネル上で操作ができるように、挿入部形状と先端の方向を検知する角度センサ１６の角度情報とをコントローラ３内のタッチパネル制御回路２２にて処理し、タッチパネル５上の挿入部形状上で湾曲操作ができるように設定している。

術者は、モニタ８に表示される観察画像とタッチパネル５上の挿入部１０の挿入形状を観察しながら、湾曲を掛けたい湾曲部１７の箇所を選択する。そして、術者は、その部位をタッチパネル５上でタッチし、意図した方向にタッチパネル上で動かす操作で、挿入部１０を湾曲させることができる。

図４Ｂは、術者がタッチパネル５上の挿入部１０上の第１湾曲部１７ａをタッチし、画面右下方向、すなわち、矢印３０の方向に動作させた状態を示している。これにより、第１湾曲部１７ａが画面右下方向（矢印３０の方向）に湾曲する。

また、図４Ｃは、術者が第１湾曲部１７ａをタッチパネル５上でタッチし、図４Ｂとは逆方向、すなわち、画面左下方向（矢印３１の方向）に動作させた状態を示している。これにより、第１湾曲部１７ａが画面左下方向に湾曲する。このように、タッチパネル５上でのタッチ操作により湾曲部１７を湾曲操作することで、経験の浅い術者でも、意図する方向に湾曲部１７を湾曲操作することができる。

図５Ａ及び図５Ｂは、タッチパネル５上で第１湾曲部１７ａ及び第２湾曲部１７ｂを湾曲操作する際の操作例を説明するための図である。

術者は、図５Ａに示すように、第２湾曲部１７ｂをタッチパネル５上でタッチし、意図した湾曲させたい方向（矢印３２の方向）にタッチパネル５上で動かす。これにより、第２湾曲部１７ｂが画面下方向（矢印３２の方向）に湾曲する。

その後、術者は、図５Ｂに示すように、第１湾曲部１７ａをタッチパネル５上でタッチし、意図した湾曲させたい方向（矢印３３の方向）にタッチパネル上で動かす。これにより、第１湾曲部１７ａが画面右上方向（矢印３３の方向）に湾曲する。このように、術者はタッチパネル５上の挿入形状を観察しながら第１湾曲部１７ａ及び第２湾曲部１７ｂをタッチ操作することで、意図した方向に湾曲操作させることができる。

図６は、タッチパネル上で第１硬度可変部１８ａ及び第２硬度可変部１８ｂを硬度可変操作する際の操作例を説明するための図である。

術者は、モニタ８に表示される挿入画面を観察し、挿入部１０の先端の進み具合の状況により硬度可変を利用する。術者は、タッチパネル５上の挿入形状から挿入部１０の硬度を増やしたい部分をタッチパネル５上でなぞる。

例えば、術者は、第１硬度可変部１８ａの硬度を増やしたい場合、タッチパネル５上の挿入形状から第１硬度可変部１８ａの箇所をなぞることで、第１硬度可変部１８ａの硬度を増やすことができる。

また、第１硬度可変部１８ａの硬度をさらに増やしたい場合、術者は、タッチパネル５上の第１硬度可変部１８ａを強く押すか、又は繰り返し押すかにより第１硬度可変部１８ａの硬度をさらに増やすことができる。術者は、第２硬度可変部１８ｂについても第１硬度可変部１８ａと同様に、タッチパネル５上でのタッチ操作により、硬度を変更することができる。

図７は、タッチパネル５上の挿入部１０の湾曲部１７と硬度可変部１８とを識別した図である。

コントローラ３の挿入形状処理回路２１は、湾曲部１７と硬度可変部１８とを挿入部１０の各位置で色分した挿入形状情報を生成する。挿入形状処理回路２１は、例えば、第１湾曲部１７ａ及び第２湾曲部１７ｂを同じ色、第１硬度可変部１８ａ及び第２硬度可変部１８ｂを同じ色で、かつ、第１湾曲部１７ａ及び第２湾曲部１７ｂとは異なる色で色分けする。なお、挿入形状処理回路２１は、第１湾曲部１７ａ、第２湾曲部１７ｂ、第１硬度可変部１８ａ及び第２硬度可変部１８ｂをそれぞれ異なる色に色分けしてもよい。

術者は、タッチパネル５上の挿入形状上の色で湾曲部１７及び硬度可変部１８を識別することで、意図する機能、すなわち、湾曲操作と硬度可変操作とを直感的に選択することができる。

このように、内視鏡挿入形状観測装置１は、タッチパネル５上の挿入部１０の挿入形状を観察しながら、タッチパネル５上の湾曲部１７及び／または硬度可変部１８に所定のタッチ操作を行うことで、湾曲操作及び／または硬度可変操作を行うことができる。そのため、術者の技量や経験に関係なく、湾曲操作及び／または硬度可変操作を誰にでも簡単に行うことができる。

また、術者は意図した方向に直感的に湾曲操作ができるため、及び／または、直感的に硬度可変操作ができるため、挿入部１０の挿入時間のロスが少なく、大腸検査等で患者への負担を軽減することができる。さらに、術者の意図した方向に簡単に湾曲操作できるため、及び／または、簡単に硬度可変操作ができるため、術者は内視鏡操作に気を取られずに、観察に集中でき、病変部等の見逃しを軽減することができる。

よって、本実施形態の内視鏡挿入形状観測装置によれば、内視鏡挿入形状を認識しながら、どのような操作者でも挿入部の操作を直感的に操作することができる。

（変形例）
次に、変形例について説明する。この変形例では、タッチパネル上での湾曲操作及び硬度可変操作の他の操作例について説明する。図８は、タッチパネル上での湾曲操作及び硬度可変操作の他の操作例について説明するための図である。

図８の例では、図２Ｂに示すような第１硬度可変部１８ａの後端に第２湾曲部１７ｂが配置された挿入部１０を想定している。なお、図８の例では、第１硬度可変部１８ａ及び第２湾曲部１７ｂのみを図示しているが、第１湾曲部１７ａ及び第２硬度可変部１８ｂについても、第１硬度可変部１８ａ及び第２湾曲部１７ｂと同様の表示が可能である。

図８に示すように、タッチパネル５ａは、硬度ボタン４０及び湾曲ボタン４１を有する。また、タッチパネル５ａに表示される挿入部１０の挿入形状上の第１硬度可変部１８ａには、硬度レベル表示部４２が配置され、挿入部１０の挿入形状上の第２湾曲部１７ｂには、湾曲量表示部４３が配置されている。

湾曲量表示部４３は、上下方向（ＵＤ方向）を示す矢印４４と、ＵＤ方向の湾曲量を変更するためのマーカー４５と、左右方向（ＲＬ方向）を示す矢印４６と、ＲＬ方向の湾曲量を変更するためのマーカー４７とを備えて構成されている。ＵＤ方向を示す矢印４４及びＲＬ方向を示す矢印４６は、挿入部１０の捻り方向を検知する角度センサ１６からの信号に基づいて、タッチパネル制御回路２２で生成される。

まず、術者は、第１硬度可変部１８ａの硬度を可変させたい場合、硬度ボタン４０を押下し、硬度可変の操作を可能な状態にする。そして、術者は、硬度レベル表示部４２を指等でタッチし、図８の例では上下方向に動かし、第１硬度可変部１８ａの硬度を変更する。

このタッチ操作の信号は、上述した実施形態と同様にコントローラ３内のタッチパネル制御回路２２から駆動部制御回路２３に入力され、駆動制御信号として硬度可変駆動部２０に供給される。

また、術者は、第２湾曲部１７ｂの湾曲量を変更させる場合、湾曲ボタン４１を押下し、湾曲量の操作を可能な状態にする。そして、術者は、湾曲量表示部４３のマーカー４５を指等でタッチし、矢印４４に沿って動かし、第２湾曲部１７ｂのＵＤ方向の湾曲量を変更する。同様に、術者は、湾曲量表示部４３のマーカー４７を指等でタッチし、矢印４６に沿って動かし、第２湾曲部１７ｂのＲＬ方向の湾曲量を変更する。

このタッチ操作の信号は、コントローラ３内のタッチパネル制御回路２２から駆動部制御回路２３に入力され、駆動制御信号として湾曲駆動部１９に供給される。

なお、図８の例では、タッチパネル５ａの挿入形状上に硬度レベル表示部４２及び湾曲量表示部４３を設ける構成としているが、これに限定されることなく、例えば、硬度／湾曲量操作バー４８として挿入形状上以外の箇所に設ける構成としてもよい。

このように、タッチパネル５ａは、硬度レベル表示部４２及び湾曲量表示部４３を設け、タッチパネル５ａ上でのタッチ操作により硬度及び湾曲量を操作することができるため、術者は、上述した実施形態と同様に、直感的な硬度可変操作及び湾曲操作が可能となる。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。

本出願は、２０１４年１０月２２日に日本国に出願された特願２０１４−２１５６１５号公報を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲、図面に引用されたものとする。

Claims (10)

1. 内視鏡と、
   前記内視鏡の挿入部に設けられた磁界を発生する磁界発生コイルと、
   前記磁界発生コイルからのコイル信号を受信するアンテナユニットと、
   前記挿入部を湾曲させる湾曲部と、
   前記湾曲部を湾曲駆動させる湾曲駆動部と、
   前記アンテナユニットからの受信信号により被検体に挿入された前記内視鏡の挿入形状を生成する挿入形状生成部と、
   前記挿入形状生成部の生成結果が表示されるとともにタッチ操作が可能なタッチパネルと、
   前記タッチパネルに表示された前記挿入形状の所望の箇所へのタッチ操作に基づき前記湾曲駆動部の駆動量を制御する制御部と、
   を有することを特徴とする内視鏡挿入形状観測装置。
2. 前記挿入部は、前記湾曲部を複数有し、
   前記制御部は、前記タッチパネル上での前記タッチ操作に基づき前記湾曲駆動部を駆動させ、前記複数の湾曲部の湾曲量を制御することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡挿入形状観測装置。
3. 前記挿入部の角度を検出する角度検出部を更に有し、
   前記タッチパネルは、前記角度検出部の検出結果に基づき、前記湾曲部の湾曲方向を表示する湾曲方向表示部と、前記湾曲方向表示部に設けられ、前記タッチ操作することで、前記挿入部の前記湾曲部の湾曲量を操作する湾曲量操作部と、を有することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡挿入形状観測装置。
4. 前記湾曲方向表示部は、前記タッチパネルに表示された前記挿入形状の前記湾曲部に配置され、
   前記挿入形状の前記湾曲部に配置された前記湾曲方向表示部に設けられた前記湾曲量操作部をタッチ操作し、前記湾曲量操作部を前記湾曲方向表示部に沿って動かすことで、前記湾曲部の湾曲量を変更することを特徴とする請求項３に記載の内視鏡挿入形状観測装置。
5. 前記制御部は、前記タッチパネルに表示された前記挿入形状の湾曲部へのタッチ操作に基づき前記湾曲駆動部の駆動量を制御することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡挿入形状観測装置。
6. 内視鏡と、
   前記内視鏡の挿入部に設けられた磁界を発生する磁界発生コイルと、
   前記磁界発生コイルからのコイル信号を受信するアンテナユニットと、
   前記挿入部の硬度を可変させる硬度可変部と、
   前記硬度可変部を硬度可変駆動させる硬度可変駆動部と、
   前記アンテナユニットからの受信信号により被検体に挿入された前記内視鏡の挿入形状を生成する挿入形状生成部と、
   前記挿入形状生成部の生成結果が表示されるとともにタッチ操作が可能なタッチパネルと、
   前記タッチパネルに表示された前記挿入形状の所望の箇所へのタッチ操作に基づき前記硬度可変駆動部の硬度可変量を制御する制御部と、
   を有することを特徴とする内視鏡挿入形状観測装置。
7. 前記挿入部は、前記硬度可変部を複数有し、
   前記制御部は、前記タッチパネル上での前記タッチ操作に基づき前記硬度可変駆動部を駆動させ、前記複数の硬度可変部の硬度可変量を制御することを特徴とする請求項６に記載の内視鏡挿入形状観測装置。
8. 前記タッチパネルは、前記硬度可変量の可変レベルを表示する硬度可変量レベル表示部と、前記硬度可変量レベル表示部をタッチ操作することで前記挿入部の前記硬度可変部の硬度可変量を操作する硬度可変量操作部と、を有することを特徴とする請求項６に記載の内視鏡挿入形状観測装置。
9. 前記硬度可変量レベル表示部は、前記タッチパネルに表示された前記挿入形状の前記硬度可変部に配置され、
   前記挿入形状の前記硬度可変部に配置された前記硬度可変量レベル表示部をタッチ操作し、所定の方向に動かすことで、前記硬度可変部の硬度可変量を変更することを特徴とする請求項８に記載の内視鏡挿入形状観測装置。
10. 前記制御部は、前記タッチパネルに表示された前記挿入形状の硬度可変部へのタッチ操作に基づき前記硬度可変駆動部の硬度可変量を制御することを特徴とする請求項６に記載の内視鏡挿入形状観測装置。

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