JP6461343B2 - 形状検出装置 - Google Patents

形状検出装置 Download PDF

Info

Publication number
JP6461343B2
JP6461343B2 JP2017528017A JP2017528017A JP6461343B2 JP 6461343 B2 JP6461343 B2 JP 6461343B2 JP 2017528017 A JP2017528017 A JP 2017528017A JP 2017528017 A JP2017528017 A JP 2017528017A JP 6461343 B2 JP6461343 B2 JP 6461343B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical fiber
insertion portion
curved shape
shape detection
light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2017528017A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2017009906A1 (ja
Inventor
久保井 徹
徹 久保井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Corp filed Critical Olympus Corp
Publication of JPWO2017009906A1 publication Critical patent/JPWO2017009906A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6461343B2 publication Critical patent/JP6461343B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/005Flexible endoscopes
    • A61B1/0051Flexible endoscopes with controlled bending of insertion part
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00064Constructional details of the endoscope body
    • A61B1/00071Insertion part of the endoscope body
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00064Constructional details of the endoscope body
    • A61B1/0011Manufacturing of endoscope parts
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/005Flexible endoscopes
    • A61B1/009Flexible endoscopes with bending or curvature detection of the insertion part
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/16Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. optical strain gauge
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B23/00Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
    • G02B23/24Instruments or systems for viewing the inside of hollow bodies, e.g. fibrescopes
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/04Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings formed by bundles of fibres
    • G02B6/06Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings formed by bundles of fibres the relative position of the fibres being the same at both ends, e.g. for transporting images
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/06Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements
    • A61B1/0661Endoscope light sources
    • A61B1/0669Endoscope light sources at proximal end of an endoscope
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/20Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
    • A61B2034/2046Tracking techniques
    • A61B2034/2061Tracking techniques using shape-sensors, e.g. fiber shape sensors with Bragg gratings
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/30Devices for illuminating a surgical field, the devices having an interrelation with other surgical devices or with a surgical procedure
    • A61B2090/306Devices for illuminating a surgical field, the devices having an interrelation with other surgical devices or with a surgical procedure using optical fibres
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/30Devices for illuminating a surgical field, the devices having an interrelation with other surgical devices or with a surgical procedure
    • A61B2090/309Devices for illuminating a surgical field, the devices having an interrelation with other surgical devices or with a surgical procedure using white LEDs
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/36Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
    • A61B90/361Image-producing devices, e.g. surgical cameras
    • A61B2090/3614Image-producing devices, e.g. surgical cameras using optical fibre

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Astronomy & Astrophysics (AREA)
  • Endoscopes (AREA)
  • Instruments For Viewing The Inside Of Hollow Bodies (AREA)

Description

本発明は、挿入部の湾曲形状を測定可能な湾曲形状検出センサを備えた形状検出装置に関する。
被検体に挿入される可撓性の挿入部を備えた挿入装置、例えば内視鏡装置において、挿入部に湾曲形状検出センサを設けて挿入部の湾曲形状を検出することが知られている。例えば、特許文献1には、曲げられた角度の大きさに応答して光の伝達量が変化する複数の被検出部を有する複数の曲がり検出用光ファイバを、被検出部が挿入部の軸方向に位置をずらして配置されるように挿入部の管壁に埋設した内視鏡装置が開示されている。この内視鏡装置では、各曲がり検出用光ファイバの光伝達量から各被検出部が位置する部分における挿入部の湾曲状態が検出される。
特開2002−345730号公報
特許文献1に記載の内視鏡装置では、曲がり検出用光ファイバは、挿入部の管壁に埋設されている。挿入部は太さを持っているため、挿入部が被検体内に挿入されて湾曲すると、挿入部の中心軸よりも外側にある曲がり検出用光ファイバには引張応力が発生する。また、挿入部の中心軸よりも内側にある曲がり検出用光ファイバには圧縮応力が発生する。したがって、曲がり検出用光ファイバは伸縮性を有している必要がある。
しかしながら、特許文献1に望ましい光ファイバとして記載された石英ガラス製の光ファイバは、一般的には伸縮しにくい。このため、このような光ファイバが挿入部の湾曲を妨げるか、曲がり検出用光ファイバ及び管壁の信頼性が損なわれる可能性がある。
例えば、曲がり検出用光ファイバとして伸縮性が良好なプラスチック光ファイバ(POF)を用いた場合、上述の課題は発生しにくくなる。しかしながら、管壁の成形時に管壁に高温の熱が加わるため、一般的に耐熱性の低いPOFの使用は曲がり検出用光ファイバの信頼性を損なう可能性がある。したがって、従来は、曲がり検出用光ファイバの検出結果が正確であるという保証はなかった。
そこで、本発明は、挿入部の湾曲形状及び湾曲方向を正確に検出することができる形状検出装置を提供することを目的とする。
本発明の一実施形態は、先端と基端とを有し、被検体に挿入される長尺中空部材を含む、可撓性の挿入部と、前記挿入部の長手方向に沿って配置され、光源から出射される光を伝搬する光ファイバと、前記光ファイバの側面に配置され、前記光ファイバの湾曲形状に応じて前記光ファイバに伝搬されている光の特性を変化させる1以上の被検出部と、前記被検出部を経て前記光ファイバを伝搬した光を検出する光検出部とを有する湾曲形状検出センサと、前記挿入部の前記長尺中空部材内に前記光ファイバの少なくとも一部を内包するように配置され、前記長尺中空部材とは別体であって前記光ファイバの外径よりも大きな内径を有し、前記挿入部の湾曲形状と相似する相似形状に湾曲する、可撓性の外装筒状部材と、を具備し、前記湾曲形状検出センサは、前記外装筒状部材に1箇所のみを保持固定されている、形状検出装置である。
本発明によれば、光ファイバの信頼性を損なうことがないので、挿入部の湾曲形状及び湾曲方向を正確に検出することができる形状検出装置を提供することができる。
図1は、湾曲形状検出センサの原理を説明するための概略図である。 図2は、検出光用光ファイバの径方向の断面図である。 図3は、湾曲形状検出センサが組み込まれた内視鏡装置を概略的に示す図である。 図4は、第1の実施形態における挿入部の径方向の断面図である。 図5は、図4のB−O−B線における挿入部の長手方向の断面図である。 図6は、第1の実施形態における挿入部の径方向の断面図である。 図7は、第2の実施形態における図5に対応する挿入部の長手方向の断面図である。 図8は、第3の実施形態における外装筒状部材の径方向の断面図である。 図9は、第4の実施形態における外装筒状部材の一例の径方向の断面図である。 図10は、第4の実施形態におけるキャップ部材の一例を示す正面図並びに側面図である。 図11は、第4の実施形態における外装筒状部材の他の例の径方向の断面図である。 図12は、第5の実施形態における挿入部の一例の径方向の断面図である。 図13は、第5の実施形態における挿入部の他の例のチャンネルチューブ及び外装筒状部材の径方向の断面図である。 図14は、第6の実施形態における挿入部の径方向の断面図である。
[第1の実施形態]
本発明の第1の実施形態による形状検出挿入装置である内視鏡装置1には、湾曲形状検出センサ101が組み込まれている。まず、湾曲形状検出センサ101の構成及び動作について説明する。
図1は、湾曲形状検出センサ(以下では単にセンサと称する)101の原理を説明するための概略図である。センサ101は、光源102と、光ファイバ103と、光検出部105とを有している。光ファイバ103は、光源102及び光検出部105に接続されている。光源102は、例えばLED光源又はレーザ光源であり、所望の波長特性を有する検出光を出射する。光ファイバ103は、光源102から出射された検出光を伝搬する湾曲形状測定用の光ファイバである。光検出部105は、光ファイバ103を通して伝搬された検出光を検出する。
光ファイバ103は、可撓性を有し、結合部(光カプラ)106で3方に分岐された、検出光用光ファイバ103aと、光供給用光ファイバ103bと、受光用光ファイバ103cとにより構成されている。つまり、光ファイバ103は、結合部106によって光供給用光ファイバ103b及び受光用光ファイバ103cを検出光用光ファイバ103aに接続することにより形成されている。光供給用光ファイバ103bの基端は、光源102に接続されている。また、検出光用光ファイバ103aの先端には、伝搬された光を反射する反射部107が設けられている。反射部107は、例えば鏡である。受光用光ファイバ103cの基端は、光検出部105に接続されている。
光供給用光ファイバ103bは、光源102から出射された光を伝搬して結合部106に導光する。そして、結合部106は、光供給用光ファイバ103bから入射した光の大部分を検出光用光ファイバ103aに導光して、反射部107で反射された光の少なくとも一部を受光用光ファイバ103cに導光する。さらに、受光用光ファイバ103cからの光を光検出部105が受光する。光検出部105は、受光した検出光を光電変換し、検出光量を示す電気信号を出力する。
図2は、検出光用光ファイバ103aの径方向の断面図である。検出光用光ファイバ103aは、コア108と、コア108の外周面を覆っているクラッド109と、クラッド109の外周面を覆っている被覆110とを有している。また、検出光用光ファイバ103aの側面には、少なくとも1つの被検出部104が設けられている。被検出部104は、検出光用光ファイバ103aの外周の一部にのみ設けられており、これを通過する検出光の特性を検出光用光ファイバ103aの湾曲形状の変化に応じて変化させる。
被検出部104は、被覆110及びクラッド109の一部を除去してコア108が露出された光開口部112と、光開口部112に形成された光特性変換部材113とを有している。なお、光開口部112として必ずしもコア108を露出させる必要はなく、検出光用光ファイバ103aを通る光が光開口部112に到達しさえすればコア108を露出させなくてもよい。光特性変換部材113は、検出光用光ファイバ103aを導光された光の特性(光量、波長など)を変換させる部材であり、例えば、導光損失部材(光吸収体)又は波長変換部材(蛍光体)などである。以下の説明では、光特性変換部材は導光損失部材であるとする。
センサ101において、光源102から供給された光は上述のようにして検出光用光ファイバ103aを伝搬するが、被検出部104の光特性変換部材113に光が入射するとその光の一部が光特性変換部材113に吸収されることにより導光する光の損失が生じる。この導光損失量は、検出光用光ファイバ103aの湾曲量によって変化する。
例えば、検出光用光ファイバ103aが直線状態であっても、光開口部112の幅、長さなどに従い、ある程度の光量が光特性変換部材113で損失される。この直線状態での光の損失量を基準として、検出光用光ファイバ103aの湾曲状態において光特性変換部材113が曲率半径の比較的大きい外側に配置されていれば、基準とした導光損失量よりも多い導光損失量が生じる。また、検出光用光ファイバ103aの湾曲状態において光特性変換部材113が曲率半径の比較的小さい内側に配置されていれば、基準とした導光損失量よりも少ない導光損失量が生じる。
この導光損失量の変化は、光検出部105で受光される検出光量、すなわち光検出部105の出力信号に反映される。したがって、光検出部105の出力信号によって、センサ101の被検出部104の位置、すなわち光特性変換部材113が設けられた位置における湾曲形状が求められる。
なお、図1並びに図2には1つの被検出部104のみが示されるが、1本の検出光用光ファイバ103aに軸方向に間隔を空けて配置された複数の被検出部104が設けられてもよい。これにより、軸方向において複数の位置で湾曲形状が求められる。あるいは、1本の検出光用光ファイバ103aの軸方向において略同一の位置であって径方向において異なる位置(例えば互いに直交する位置)に2つの被検出部104が設けられてもよい。これにより、互いに直交する2方向における湾曲形状が求められる。1本の検出光用ファイバ103aに複数の被検出部104が設けられる場合、各光特性変換部材113が互いに異なる波長を損失させるなど、各被検出部104における検出結果が識別可能なようになっている。
センサ101の検出光用光ファイバ103aは、被測定物である長尺な可撓湾曲体に、本実施形態では後述するスコープ部10の挿入部11に沿わせて一体的に装着される。装着する際には、挿入部11の所望の検出位置をセンサ101の被検出部104と位置合わせすることにより、センサ101が挿入部11の適正な位置に装着される。そして、検出光用光ファイバ103aが挿入部11のフレキシブルな動作に追従して湾曲し、センサ101が上述のようにして挿入部11の湾曲形状を検出する。すなわち、センサ101は、光ファイバ103の湾曲時に検出光用光ファイバ103aの曲率の変化に応じて光開口部112を経て検出される光の特性が変化することを利用して挿入部11の湾曲形状を検出する。
次に、内視鏡装置1の構成について説明する。
図3は、内視鏡装置1を概略的に示す図である。内視鏡装置1は、センサ101の少なくとも検出光用光ファイバ103aが内部に組み込まれたスコープ部10と、本体部20とを有している。本体部20は、制御装置21と、形状検出装置22と、ビデオプロセッサ23と、表示装置24とを有している。制御装置21は、スコープ部10、形状検出装置22及びビデオプロセッサ23を始めとしてこれに接続される周辺装置の所定の機能を制御する。図3にはセンサ101は示されていないが、内視鏡装置1は、図1に示されるセンサ101を含んでいる。すなわち、本実施形態における内視鏡装置1は、湾曲形状検出センサ101を備えた形状検出挿入装置である。
スコープ部10は、被検体に挿入される可撓性の挿入部11と、挿入部11の基端側に設けられた操作部12とを有している。操作部12からは、コード部13が延びている。スコープ部10は、コード部13を介して本体部20に着脱可能に接続され、本体部20と通信する。操作部12には、挿入部11を少なくとも特定の2方向(例えば上下方向)に所望の曲率で湾曲させるための操作を入力する操作ダイヤル14が設けられている。コード部13は、後述するカメラケーブル34、ライトガイドファイバ35等を収容している。
内視鏡装置1は、センサ101を有しており、挿入部11の内部にセンサ101の検出光用光ファイバ103aが配置されている。センサ101は、上述したように、検出光用光ファイバ103aの湾曲時にその湾曲形状の変化に応じて被検出部104を経た検出光の特性(本実施形態では光量)が変化することに基づいて挿入部11の湾曲形状を検出する。
形状検出装置22は、センサ101の光検出部105に接続されている。形状検出装置22は、光検出部105からの出力信号を受信し、この出力信号に基づいて挿入部11の湾曲形状を算出する。算出された湾曲形状は、形状検出装置22から表示装置24に送信されて、表示装置24に表示される。
ビデオプロセッサ23は、スコープ部先端の不図示の撮像素子から後述するカメラケーブル34、制御装置21を介して取得される電気信号を画像処理する。表示装置24は、ビデオプロセッサ23により処理された被検体内の画像を表示する。
図4は、第1の実施形態における挿入部11の径方向の断面図である。図5は、図4のB−O−B線における挿入部11の長手方向の断面図である。なお、図4と図5とは互いにスケール合わせされていないことに注意する。挿入部11は、湾曲自在な長尺コイル31の外周面に可撓性を有する被覆チューブ32を被せた長尺中空部材33の中に、カメラケーブル34と、ライトガイドファイバ35と、チャンネルチューブ36と、ガイドワイヤ37と、外装筒状部材38に挿入されたセンサ101の検出光用ファイバ103aとが内蔵されることにより構成されている。
カメラケーブル34は、スコープ部先端の不図示の撮像素子と制御装置21とに接続されており、電気信号を伝達する電気配線である。ライトガイドファイバ35は、スコープ部先端の不図示の照明部と制御装置21内の不図示の光源とに接続されており、光源から照明部に照明光を導光する導光部材である。チャンネルチューブ36は、例えば超音波プローブ又は鉗子等の処置具を通すための円筒状のチューブである。
ガイドワイヤ37は、挿入部11を所望の方向及び曲率で湾曲させる操作を行うために挿入部11内に軸方向に沿って設けられている。長尺コイル31の内周面には例えば略半円形状の空間をもつワイヤ受け39が取り付けられており、ガイドワイヤ37がワイヤ受け39と長尺コイル31との間の前記空間に挿通されている。ガイドワイヤ37の先端は、挿入部11の先端に固定されており、また、ガイドワイヤ37の基端は、操作部12の操作ダイヤル14に連結されている。操作者が操作ダイヤル14を操作してガイドワイヤ37が動かされると、挿入部11の先端が湾曲される。
本実施形態では、図4に示されるように、4本のガイドワイヤ37が上下左右(UP/DOWN/LEFT/RIGHT)の4方向に1本ずつ配置されるため、これに対応する4つのワイヤ受け39が設けられている。例えば、UP方向のガイドワイヤ37が操作ダイヤル14の回転操作により引かれると、挿入部11の先端が上方向に湾曲し、DOWN方向のガイドワイヤ37が操作ダイヤル14の回転操作により引かれると、挿入部11の先端が下方向に湾曲する。このように、それぞれの方向のガイドワイヤ37を操作ダイヤル14の回転によって所望の量だけ引くことにより、挿入部11の先端の湾曲方向及び曲率が制御される。
また、図5に示されるように、挿入部11の先端には、不図示の撮像素子、照明部等を含む硬質な先端保持部材41が配置されている。カメラケーブル34及びライトガイドファイバ35(図5には示されない)、チャンネルチューブ36、ガイドワイヤ37及び外装筒状部材38は、先端保持部材41によって少なくともそれらの先端を保持されている。
外装筒状部材38は、長尺中空部材33の径方向において略中心に配置されている。例えば、外装筒状部材38の中心軸と長尺中空部材33の中心軸とは略一致している。外装筒状部材38は、センサ101の少なくとも一部、ここでは検出光用光ファイバ103aを内包しており、検出光用光ファイバ103aもまた、挿入部11(長尺中空部材33)の径方向において略中心に配置されている。センサ101(検出光用光ファイバ103a)の中心軸と挿入部11(長尺中空部材33)の中心軸もまた略一致している。外装筒状部材38は可撓性を有し、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等の可撓性を有するフッ素樹脂系チューブ又は金属製の密着巻コイル(例えばステンレス鋼材(SUS)のバネ材)が適している。
センサ101の検出光用ファイバ103aは、軸方向において被検出部104よりも基端側(スコープ部10の操作部12側)であって被検出部104の近傍で、被覆110の外周面と外装筒状部材38の内周面とが弾性接着剤42によって1箇所のみ保持固定されることにより、外装筒状部材38に取り付けられている。なお、1本の検出光用ファイバ103aに複数の被検出部104が設けられている場合には、センサ101は、複数の被検出部104のうち最も基端側にある被検出部104よりも基端側であってその被検出部104の近傍で弾性接着剤42によって1箇所のみを保持固定されることにより、外装筒状部材38に取り付けられる。このように、外装筒状部材38は、1箇所のみの保持固定により、センサ101の少なくとも一部、ここでは検出光用光ファイバ103aの動きを拘束している。
外装筒状部材38には、その一部が切り取られた切り欠き開口部45が設けられている。切り欠き開口部45は、外装筒状部材38とセンサ101とを弾性接着剤42で接着する位置の近傍に、すなわち被検出部104の基端側であって被検出部104の近傍に形成されている。この切り欠き開口部45から弾性接着剤42が供給されて、センサ101が外装筒状部材38に1箇所のみで保持固定される。
センサ101の検出光用ファイバ103aの被覆110又は外装筒状部材38の切り欠き開口部45の少なくとも一方にはマイクロ波プラズマ処理が施される。これにより、被覆110又は外装筒状部材38の材質であるETFE(エチレンテトラフルオロエチレン共重合体)の表面改質を行い、センサ101と外装筒状部材38との接着性を向上させて保持固定する。
なお、外装筒状部材38がフッ素樹脂系のチューブであり、センサ101の検出光用ファイバ103aの被覆110も同様のフッ素樹脂であれば、外装筒状部材38とセンサ101とが融着によって保持固定されていてもかまわない。
また、外装筒状部材38が密着巻コイル(コイル部材)である場合、切り欠き開口部45は、外装筒状部材38の一部を切り取って形成した隙間だけでなく、軸方向にコイルを伸ばして塑性変形させて形成した隙間であってもよい。
外装筒状部材38とセンサ101との間には、外装筒状部材38内をセンサ101が軸方向にスムーズに摺動可能であるように、適度な空間43が形成されている。すなわち、外装筒状部材38の内径は、センサ101の検出光用ファイバ103aの被覆110の外径よりも大きいように設定されている。必要があれば、二硫化モリブデン又はカーボンパウダーのような固体潤滑剤44が空間43に充填されていてもよい。
なお、図6に示されるように、挿入部11が複数の外装筒状部材38を有し、これら外装筒状部材38にそれぞれセンサ101が挿入されてもよい。この場合であっても、複数の外装筒状部材38のうち1つの外装筒状部材38は、挿入部11(長尺中空部材33)の径方向において略中心に配置されている。すなわち、1つのセンサ101の検出光用光ファイバ103aが、挿入部11(長尺中空部材33)の径方向において略中心に配置されている。
次に、内視鏡装置1の湾曲形状検出に関する動作及び作用効果について説明する。
スコープ部10の挿入部11が操作ダイヤル14の回転操作によって、又は被検体内で押圧されて湾曲すると、挿入部11に内蔵された外装筒状部材38も挿入部11と相似形に湾曲する。湾曲によって、例えば隣接するチャンネルチューブ36によって外装筒状部材38が押されて挿入部11の略中心から外れると、センサ101には湾曲による曲げ応力(圧縮力又は引張力)が発生する。しかしながら、本実施形態では、センサ101は、外装筒状部材38に対して1箇所のみで保持固定されているため、外装筒状部材38内では保持固定されている箇所以外でその動きを拘束されていない。つまり、センサ101は、外装筒状部材38内でこれとの接着位置以外において軸方向に移動可能になっている。したがって、センサ101に圧縮力及び引張力はかからず、センサ101も外装筒状部材38とともに挿入部11と相似形に湾曲し、挿入部11の湾曲形状及び湾曲方向を検出することが可能になる。
また、外装筒状部材38の内周面と被覆110との間の空間43に固体潤滑剤44を充填していることにより、これらの間に発生する摺動摩擦抵抗が低減される。
また、センサ101は、軸方向において最も基端側にある被検出部104の基端側であってその被検出部104の近傍の1箇所で外装筒状部材38に保持固定されている。このため、保持固定されている箇所よりも基端側の光ファイバ103がねじれたとしても、そのねじれは被検出部104には伝わらない。したがって、そのようなねじれがセンサ101による湾曲形状検出に影響しない。
このように、本実施形態によれば、挿入部11の湾曲形状及び湾曲方向を正確に検出することが可能な形状検出挿入装置を提供することができる。特に、従来技術と比較して、湾曲形状検出センサ101に対し圧縮力もしくは引張力がかかりにくい、すなわち信頼性の高い形状検出挿入装置を提供することが可能になる。
以下、本発明の第2乃至第6の実施形態について説明する。以下では、第1の実施形態と同様の構成部材には同様の参照符号を付してその説明は省略し、第1の実施形態と異なる部分のみを説明する。
[第2の実施形態]
図7は、第2の実施形態における図5に対応する挿入部11の長手方向の断面図である。本実施形態では、センサ101は、検出光用ファイバ103aの先端のみを先端保持部材41内で接着剤46によって固定保持されている。接着剤46は、外装筒状部材38の先端開口付近で、センサ101の検出光用ファイバ103aと外装筒状部材38とを、及びセンサ101の検出光用ファイバ103aと先端保持部材41とを接着している。すなわち、本実施形態では、第1の実施形態における外装筒状部材38の切り欠き開口部45は設けられておらず、被検出部104よりも基端側でセンサ101と外装筒状部材38とを接着する弾性接着剤42も不要である。接着剤46は、第1の実施形態のような弾性接着剤である必要はなく、より高い接着強度が期待できるエポキシ系接着剤等であることが好ましい。なお、センサ101(検出光用光ファイバ103a)は、外装筒状部材38に内包されて少なくとも一部の動きが拘束されていれば、その先端で接着剤46によって先端保持部材41にのみ接着されて保持固定されていてもよい。
本実施形態においても、センサ101は、外装筒状部材38に対してその先端のみで保持固定されているため、外装筒状部材38内では先端以外でその動きを拘束されていない。つまり、センサ101は、外装筒状部材38内で先端以外において軸方向に移動可能になっている。したがって、挿入部11が湾曲したとしてもセンサ101に圧縮力及び引張力はかからず、外装筒状部材38及びセンサ101が挿入部11と相似形に湾曲し、挿入部11の湾曲形状及び湾曲方向を検出することができる。
また、本実施形態によれば、センサ101を外装筒状部材38の先端で接着固定するため、外装筒状部材38に切り欠き開口部45を形成する必要がない。接着剤46は、例えば外装筒状部材38の先端開口から供給可能である。このため、第1の実施形態と比較して接着剤の供給を容易に実施することができる。
また、センサ101が接着される先端保持部材41は、撮像素子、照明部等を含む硬質な部分であり、非湾曲部材である。このため、より硬度が高く接着強度も高い(曲がりにくい)接着剤46を使用することが可能になる。
[第3の実施形態]
図8は、第3の実施形態における外装筒状部材51の径方向の断面図である。ここでは、外装筒状部材51及びこれに挿入されたセンサ101のみが示されるが、この外装筒状部材51が第1及び第2の実施形態と同様に挿入部11の長尺中空部材33の中に内蔵されている。
外装筒状部材51は、挿入部11内に配置される他の内蔵物(カメラケーブル34、ライトガイドファイバ35、チャンネルチューブ36など)とは独立(分離)した、少なくとも2つの小ルーメン(内腔)52を有するマルチルーメンチューブである。図8には、一例として、8つの小ルーメン52を有する外装筒状部材51が示されている。例えば、これら小ルーメン52のうち1つの小ルーメン52が外装筒状部材51の中心にあり、中心の1つの小ルーメン52のまわりに他の小ルーメン52が円弧上に均等に配置されている。なお、小ルーメン52の数及び配置はこれに限定されるものではなく、さまざまな数及び配置が可能である。
これら小ルーメン52には、それぞれ、センサ101が挿入されている。各小ルーメン52の径方向断面の外形は円形であり、挿入されるセンサ101の被覆110の径方向断面の外形も小ルーメン52の径方向断面の外形に相似な円形である。各小ルーメン52と各センサ101との間には、第1の実施形態と同様に、小ルーメン52内をセンサ101が軸方向にスムーズに摺動可能であるように空間が形成されている。
なお、外装筒状部材51は、複数のコイルを接着剤で接着して束ねた、あるいはバンドで束ねた構造であってもよい。また、センサ101は、第1の実施形態のように被検出部104よりも基端側であってその近傍で小ルーメン52に接着されてもよいし、第2の実施形態のように先端で先端保持部材41及び小ルーメン52に接着されてもよい。例えば、外装筒状部材51の略中心に位置された小ルーメン52に挿入されたセンサ101は、先端保持部材41と外装筒状部材51との少なくとも一方で保持固定され、略中心以外に位置された小ルーメン52に挿入されたセンサ101は、外装筒状部材51で1箇所のみを保持固定されている。
本実施形態によれば、1つの外装筒状部材51に複数の小ルーメン52が設けられていることにより、1つの外装筒状部材51に複数のセンサ101の検出光用ファイバ103aを配置可能になる。したがって、これらセンサ101のそれぞれの被検出部104が軸方向において異なる位置に配置されれば、検出箇所の多点化が容易に実施可能になる。つまり、挿入部11が長尺であっても挿入部11の湾曲形状及び湾曲方向を高精度に検出可能な形状検出挿入装置を提供することができる。
[第4の実施形態]
図9は、第4の実施形態における外装筒状部材61の一例の径方向の断面図である。ここでは、外装筒状部材61及びこれに挿入されたセンサ101aのみが示されるが、この外装筒状部材61が第1及び第2の実施形態と同様に挿入部11の長尺中空部材33の中に内蔵されている。
本実施形態では、外装筒状部材61の径方向断面の外形が非円形(例えば、三角形、四角形、多角形、楕円等)である。以下では、一例として正方形の横断面を有する外装筒状部材61について説明する。
外装筒状部材61には、4つの小ルーメン62が形成されている。これら小ルーメン62も正方形の横断面を有している。例えば、4つの小ルーメン62は、外装筒状部材61の横断面の正方形の中心に対して回転対称に配置されている。しかしながら、小ルーメン62の数及び配置はこれに限定されるものではなく、さまざまな数及び配置が可能である。例えば、外装筒状部材61の径方向断面の略中心に小ルーメン62が設けられてもよい。
これら小ルーメン62には、それぞれ、センサ101aの検出光用ファイバ103aaが挿入されている。本実施形態では、各小ルーメン62に挿入される各センサ101aの被覆110aの径方向断面の外形もまた、小ルーメン62の径方向断面の外形に相似な正方形である。小ルーメン62とセンサ101aとの間には、第1の実施形態と同様に、小ルーメン62内をセンサ101aが軸方向にスムーズに摺動可能であるように空間が形成されている。
あるいは、図10に示されるように、センサ101の検出光用ファイバ103aの被覆110の横断面形状は円形であるが、小ルーメン62の横断面形状と相似の横断面形状を有する湾曲可能なキャップ部材63がセンサ101の先端に着脱可能に取り付けられてもよい。図10には、正方形の横断面を有する小ルーメン62に挿入されるセンサ101の円形の被覆110に取り付けられる、正方形の横断面を有するキャップ部材63が示されている。キャップ部材63の材質は、被覆110と同じであることが好ましく、例えばETFEである。
センサ101aは、第1の実施形態のように被検出部104よりも基端側であってその近傍で小ルーメン62に接着されてもよいし、第2の実施形態のように先端で先端保持部材41及び小ルーメン62に接着されてもよい。センサ101にキャップ部材63aが設けられている場合も同様である。
図11は、第4の実施形態における外装筒状部材61bの他の例の径方向の断面図である。外装筒状部材61bは、内面に凸部64を有する非円形の横断面形状を有している。また、センサ101bの被覆110bは、外装筒状部材61bの凸部64に対応する凹部114を有している。挿入の際には、外装筒状部材61bの凸部64と被覆110bの凹部114とが嵌合するように位置合わせされ、センサ101bが外装筒状部材61bに挿入される。
本実施形態によれば、挿入部11の湾曲時に、外装筒状部材61と例えば他の内蔵物が干渉して外装筒状部材61をねじろうとするトルクが発生しても、外装筒状部材61の外径断面形状が非円形であるので、ねじれにくい。したがって、ねじれがセンサ101a、101bによる湾曲形状検出に影響しにくい。
また、挿入部11の中心に配置されていないセンサ101aには挿入部11の湾曲時に曲げ応力が発生し、かつセンサ101aは軸方向の1点でのみ保持固定されているため、挿入部11の湾曲時にセンサ101aは外装筒状部材61の小ルーメン62内を保持固定されている箇所以外において軸方向に摺動する。この摺動時に、センサ101aをねじろうとするトルクが発生する可能性があるが、本実施形態ではセンサ101aの被覆110aの断面形状が非円形であるため、小ルーメン62内でセンサ101aがねじれにくい。
また、被覆110が細径(概ねφ1mm以下)のセンサ101の場合、被覆110の断面形状を非円形に成型することが困難になる可能性がある。このような場合には、横断面形状が円形の被覆110であっても横断面形状が非円形であるキャップ部材63をその先端に取り付けることにより、ねじれにくくすることが可能になる。
本実施形態においても、1つの外装筒状部材61に複数の小ルーメン62が設けられていることにより、1つの外装筒状部材61に複数のセンサ101aを配置可能になる。したがって、検出箇所の多点化が可能であり、挿入部11が長尺であっても挿入部11の湾曲形状及び湾曲方向を高精度に検出可能な形状検出挿入装置を提供することができる。
[第5の実施形態]
図12は、第5の実施形態における挿入部11の一例の径方向の断面図である。第1乃至第4の実施形態では、チャンネルチューブ36と外装筒状部材38、51、61とは別体であったが、本実施形態では、チャンネルチューブ36と外装筒状部材71とが一体成型されている。外装筒状部材71には、第3の実施形態の外装筒状部材51と同様に複数のセンサ101がそれぞれ挿入される複数の小ルーメン72が形成されている。図12には5つの小ルーメン72及びこれらに挿入された5つのセンサ101が示される。外装筒状部材71の少なくとも1つの小ルーメン72は、チャンネルチューブ36の外周よりも外側に設けられた凸部73に形成されている。また、これら小ルーメン72のうち1つの小ルーメン72は、挿入部11の径方向において略中心に配置されている。すなわち、これら小ルーメン72に挿入されたセンサ101のうち1つのセンサ101が、挿入部11の径方向において略中心に配置されている。
図13は、第5の実施形態における挿入部11の他の例のチャンネルチューブ36及び外装筒状部材81の径方向の断面図である。チャンネルチューブ36と外装筒状部材81とは一体成形されており、外装筒状部材81には1つのルーメン82が形成されている。ルーメン82には、第3の実施形態で示される外装筒状部材51のようなマルチルーメンチューブ120に束ねられた複数のセンサ101からなるセンサ群121が挿入されている。すなわち、1つのルーメン82に複数のセンサ101が挿入されている。
なお、チャンネルチューブ36と外装筒状部材71、81とが一体成型される以外にも、外装筒状部材71、81がチャンネルチューブ36に図示しない弾性接着剤又はバンド等で保持固定された構造であってもよい。
本実施形態によれば、外装筒状部材71、81が曲げ剛性の高いチャンネルチューブ36と一体成型されているため、外装筒状部材71、81の小ルーメン72、ルーメン82に挿入されたセンサ101、センサ群121は挿入部11を湾曲させてもねじれにくい。また、外装筒状部材71、81が曲げ剛性の高いチャンネルチューブ36と一体であるため、他の内蔵物と絡まりにくい構造となっている。したがって、第3及び第4の実施形態と比較して、より安定した湾曲形状検出が可能で、かつ信頼が高い形状検出挿入装置を提供することができる。また、第1の実施形態と比較してより信頼性の高い形状検出挿入装置を提供することが可能になる。
[第6の実施形態]
図14は、第6の実施形態における挿入部11の径方向の断面図である。本実施形態では、センサ101が挿入される1以上の小ルーメン92が、チャンネルチューブ91の肉厚部分内に形成されている。すなわち、本実施形態では、長尺中空部材33内に独立した外装筒状部材は設けられていないが、チャンネルチューブ91の肉厚部分93が外装筒状部材の機能を兼ね備えている。図12では、チャンネルチューブ91の肉厚部分93に5つの小ルーメン92が均等に配置されており、それぞれの小ルーメン92にセンサ101が挿入されている。これら小ルーメン92のうち1つの小ルーメン92は、挿入部11の径方向において略中心に配置されている。すなわち、これら小ルーメン92に挿入されたセンサ101のうち1つのセンサ101が、挿入部11の径方向において略中心に配置されている。
なお、小ルーメン92が形成されるのはチャンネルチューブ91に限定されず、小ルーメンを形成することが可能であれば、長尺中空部材33内においてスコープ部10としての機能を果たすために必要な既存の他の内蔵物に設けられてもよい。
本実施形態では、チャンネルチューブ91の横断面形状が略対称形であるため、挿入部11がいずれの方向に湾曲しても、チャンネルチューブ91は挿入部11の湾曲形状に対して均等に追従性よく湾曲可能になる。また、チャンネルチューブ91の外周に第5の実施形態のような凸部が存在しないため、他の内蔵物との干渉が発生しにくく、挿入部11の湾曲によってセンサ101の信頼性が低下しにくい。したがって、第3及び第4の実施形態と比較して、より安定した湾曲形状検出が可能で、かつ信頼が高い形状検出挿入装置を提供することができる。
以上、本発明のさまざまな実施形態について説明してきたが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内でさまざまな改良及び変更が可能である。例えば、当業者は、各実施形態を組み合わせた形状検出挿入装置を想到することができる。
1…内視鏡装置、10…スコープ部、11…挿入部、12…操作部、13…コード部、14…操作ダイヤル、20…本体部、21…制御装置、22…形状検出装置、23…ビデオプロセッサ、24…表示装置、31…長尺コイル、32…被覆チューブ、33…長尺中空部材、34…カメラケーブル、35…ライトガイドファイバ、36…チャンネルチューブ、37…ガイドワイヤ、38…外装筒状部材、39…ワイヤ受け、41…先端保持部材、42…弾性接着剤、43…空間、44…固体潤滑剤、45…切り欠き開口部、51…外装筒状部材、52…小ルーメン、61…外装筒状部材、62…小ルーメン、63…キャップ部材、64…凸部、71…外装筒状部材、72…小ルーメン、81…外装筒状部材、82…ルーメン、91…チャンネルチューブ、92…小ルーメン、93…肉厚部分、101…湾曲形状検出センサ、102…光源、103…光ファイバ、104…被検出部、105…光検出部、106…結合部、107…反射部、108…コア、109…クラッド、110…被覆、112…光開口部、113…光特性変換部材、120…マルチルーメンチューブ、121…センサ群。

Claims (22)

  1. 先端と基端とを有し、被検体に挿入される長尺中空部材を含む、可撓性の挿入部と、
    前記挿入部の長手方向に沿って配置され、光源から出射される光を伝搬する光ファイバと、前記光ファイバの側面に配置され、前記光ファイバの湾曲形状に応じて前記光ファイバに伝搬されている光の特性を変化させる1以上の被検出部と、前記被検出部を経て前記光ファイバを伝搬した光を検出する光検出部とを有する湾曲形状検出センサと、
    前記挿入部の前記長尺中空部材内に前記光ファイバの少なくとも一部を内包するように配置され、前記長尺中空部材とは別体であって前記光ファイバの外径よりも大きな内径を有し、前記挿入部の湾曲形状と相似する相似形状に湾曲する、可撓性の外装筒状部材と、
    を具備し、
    前記湾曲形状検出センサは、前記外装筒状部材に1箇所のみを保持固定されている、形状検出装置。
  2. 前記外装筒状部材の先端は、前記挿入部の先端に設けられた先端保持部材によって保持固定されている、請求項1に記載の形状検出装置。
  3. 前記湾曲形状検出センサは、前記被検出部よりも基端側の位置で、前記外装筒状部材に1箇所のみで保持固定されている、請求項1に記載の形状検出装置。
  4. 前記光ファイバには、複数の被検出部が設けられ、
    前記湾曲形状検出センサは、前記複数の被検出部の中で最も基端側にある被検出部よりも基端側の位置で、前記外装筒状部材に1箇所のみで保持固定されている、請求項1に記載の形状検出装置。
  5. 先端と基端とを有し、被検体に挿入される可撓性の挿入部と、
    前記挿入部の長手方向に沿って配置され、光源から出射される光を伝搬する光ファイバと、前記光ファイバの側面に配置され、前記光ファイバの湾曲形状に応じて前記光ファイバに伝搬されている光の特性を変化させる1以上の被検出部と、前記被検出部を経て前記光ファイバを伝搬した光を検出する光検出部とを有する湾曲形状検出センサと、
    前記挿入部内に前記光ファイバの少なくとも一部を内包するように配置され、前記光ファイバの外径よりも大きな内径を有し、前記挿入部の湾曲形状と相似する相似形状に湾曲する、可撓性の外装筒状部材と、
    を具備し、
    前記外装筒状部材の先端は、前記挿入部の先端に設けられた先端保持部材によって保持固定され、
    前記湾曲形状検出センサの先端は、前記外装筒状部材の先端と前記先端保持部材とに接着されている形状検出装置。
  6. 先端と基端とを有し、被検体に挿入される可撓性の挿入部と、
    前記挿入部の長手方向に沿って配置され、光源から出射される光を伝搬する光ファイバと、前記光ファイバの側面に配置され、前記光ファイバの湾曲形状に応じて前記光ファイバに伝搬されている光の特性を変化させる1以上の被検出部と、前記被検出部を経て前記光ファイバを伝搬した光を検出する光検出部とを有する湾曲形状検出センサと、
    前記挿入部内に前記光ファイバの少なくとも一部を内包するように配置され、前記光ファイバの外径よりも大きな内径を有し、前記挿入部の湾曲形状と相似する相似形状に湾曲する、可撓性の外装筒状部材と、
    を具備し、
    前記外装筒状部材の先端は、前記挿入部の先端に設けられた先端保持部材によって保持固定され、
    前記湾曲形状検出センサは、前記湾曲形状検出センサの先端において、前記先端保持部材にのみ固定されている形状検出装置。
  7. 前記湾曲形状検出センサは、前記挿入部の径方向の略中心に位置している、請求項1乃至のいずれか1項に記載の形状検出装置。
  8. 前記外装筒状部材は、樹脂製のチューブである、請求項1乃至のいずれか1項に記載の形状検出装置。
  9. 前記外装筒状部材は、コイル部材である、請求項1乃至のいずれか1項に記載の形状検出装置。
  10. 前記湾曲形状検出センサは、前記光ファイバを覆っている被覆部材を有し、
    前記外装筒状部材に挿入された前記光ファイバの前記被覆部材と、前記外装筒状部材との間に形成される空間に固体潤滑剤が充填され、これにより、前記外装筒状部材と前記被覆部材との間に発生する摺動摩擦抵抗を低減させる、請求項1に記載の形状検出装置。
  11. 先端と基端とを有し、被検体に挿入される可撓性の挿入部と、
    前記挿入部の長手方向に沿って配置され、光源から出射される光を伝搬する光ファイバと、前記光ファイバの側面に配置され、前記光ファイバの湾曲形状に応じて前記光ファイバに伝搬されている光の特性を変化させる1以上の被検出部と、前記被検出部を経て前記光ファイバを伝搬した光を検出する光検出部とを有する湾曲形状検出センサと、
    前記挿入部内に前記光ファイバの少なくとも一部を内包するように配置され、前記光ファイバの外径よりも大きな内径を有し、前記挿入部の湾曲形状と相似する相似形状に湾曲する、可撓性の外装筒状部材と、
    を具備し、
    前記湾曲形状検出センサは、前記外装筒状部材に1箇所のみを保持固定されており、
    前記湾曲形状検出センサを複数備え、
    前記外装筒状部材には、複数の小ルーメンが形成され、前記小ルーメンには、それぞれ、前記湾曲形状検出センサが挿入されており、
    前記複数の小ルーメンのうちの1つの小ルーメンは、前記挿入部の径方向の略中心に位置しており、
    前記略中心に位置された小ルーメンに挿入された湾曲形状検出センサは、前記挿入部の先端に設けられた先端保持部材と前記外装筒状部材との少なくとも一方で保持固定され、前記略中心以外に位置された小ルーメンに挿入された湾曲形状検出センサ以外の湾曲形状検出センサは、前記外装筒状部材で1箇所のみを保持固定されている形状検出装置。
  12. 前記湾曲形状検出センサは、前記光ファイバを覆っている被覆部材を有し、
    前記外装筒状部材の径方向の断面形状及び前記被覆部材の径方向の断面形状は、非円形であり、前記光ファイバに前記外装筒状部材内において長手方向の軸を中心としたねじれが発生しにくい、請求項1に記載の形状検出装置。
  13. 前記湾曲形状検出センサは、前記光ファイバを覆っている被覆部材を有し、
    前記小ルーメンの径方向の断面形状及び前記被覆部材の径方向の断面形状は、非円形であり、前記光ファイバに前記外装筒状部材内において長手方向の軸を中心としたねじれが発生しにくい、請求項11に記載の形状検出装置。
  14. 先端と基端とを有し、被検体に挿入される可撓性の挿入部と、
    前記挿入部の長手方向に沿って配置され、光源から出射される光を伝搬する光ファイバと、前記光ファイバの側面に配置され、前記光ファイバの湾曲形状に応じて前記光ファイバに伝搬されている光の特性を変化させる1以上の被検出部と、前記被検出部を経て前記光ファイバを伝搬した光を検出する光検出部とを有する湾曲形状検出センサと、
    前記挿入部内に前記光ファイバの少なくとも一部を内包するように配置され、前記光ファイバの外径よりも大きな内径を有し、前記挿入部の湾曲形状と相似する相似形状に湾曲する、可撓性の外装筒状部材と、
    を具備し、
    前記湾曲形状検出センサは、前記外装筒状部材に1箇所のみを保持固定されており、
    前記外装筒状部材には、複数の小ルーメンが形成され、前記小ルーメンには、それぞれ、前記湾曲形状検出センサが挿入されており、
    前記光ファイバに、前記小ルーメンの径方向の断面形状と相似形で非円形の断面を有し、前記挿入部と同等の曲率で湾曲可能なキャップ部材が取り付けられている形状検出装置。
  15. 先端と基端とを有し、被検体に挿入される可撓性の挿入部と、
    前記挿入部の長手方向に沿って配置され、光源から出射される光を伝搬する光ファイバと、前記光ファイバの側面に配置され、前記光ファイバの湾曲形状に応じて前記光ファイバに伝搬されている光の特性を変化させる1以上の被検出部と、前記被検出部を経て前記光ファイバを伝搬した光を検出する光検出部とを有する湾曲形状検出センサと、
    前記挿入部内に前記光ファイバの少なくとも一部を内包するように配置され、前記光ファイバの外径よりも大きな内径を有し、前記挿入部の湾曲形状と相似する相似形状に湾曲する、可撓性の外装筒状部材と、
    を具備し、
    前記湾曲形状検出センサは、前記外装筒状部材に1箇所のみを保持固定されており、
    前記外装筒状部材には、複数の小ルーメンが形成され、前記小ルーメンには、それぞれ、前記湾曲形状検出センサが挿入されており、
    前記外装筒状部材は、前記挿入部内の既存の内蔵物である形状検出装置。
  16. 前記内蔵物は、チャンネルチューブであり、前記複数の小ルーメンが前記チャンネルチューブの肉厚部分に設けられている、請求項15に記載の形状検出装置。
  17. 前記チャンネルチューブと前記外装筒状部材とは、一体成型されており、
    前記小ルーメンは、前記チャンネルチューブの外周よりも外側に設けられた凸部に設けられている、請求項16に記載の形状検出装置。
  18. 前記凸部に設けられた前記小ルーメンのうちの1つの小ルーメンは、前記挿入部の径方向の略中心に位置している、請求項17に記載の形状検出装置。
  19. 先端と基端とを有し、被検体に挿入される可撓性の挿入部と、
    前記挿入部の長手方向に沿って配置され、光源から出射される光を伝搬する光ファイバと、前記光ファイバの側面に配置され、前記光ファイバの湾曲形状に応じて前記光ファイバに伝搬されている光の特性を変化させる1以上の被検出部と、前記被検出部を経て前記光ファイバを伝搬した光を検出する光検出部とを有する湾曲形状検出センサと、
    前記挿入部内に前記光ファイバの少なくとも一部を内包するように配置され、前記光ファイバの外径よりも大きな内径を有し、前記挿入部の湾曲形状と相似する相似形状に湾曲する、可撓性の外装筒状部材と、
    を具備し、
    前記湾曲形状検出センサは、前記外装筒状部材に1箇所のみを保持固定されており、
    前記挿入部内のチャンネルチューブと前記外装筒状部材とが、一体成型されており、
    前記外装筒状部材には、1つのルーメンが形成され、前記ルーメンに挿入された前記湾曲形状検出センサは、複数の湾曲形状検出センサがそれぞれ挿入された複数の小ルーメンを有するマルチルーメンチューブで束ねられた湾曲形状検出センサ群である形状検出装置。
  20. 前記保持固定は、マイクロ波プラズマによる表面改質によって行われる、請求項1乃至19のいずれか1項に記載の形状検出装置。
  21. 前記湾曲形状検出センサは、前記光ファイバを覆っている被覆部材を有し、
    前記外装筒状部材は、切り欠き開口部を有し、
    前記切り欠き開口部と前記被覆部材との少なくとも一方が、前記マイクロ波プラズマによる表面改質によって接着性が改善されている、請求項20に記載の形状検出装置。
  22. 前記マイクロ波プラズマによる表面改質が行われる部材の材質は、ETFEである、請求項20又は21に記載の形状検出装置。
JP2017528017A 2015-07-10 2015-07-10 形状検出装置 Active JP6461343B2 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2015/069933 WO2017009906A1 (ja) 2015-07-10 2015-07-10 形状検出挿入装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2017009906A1 JPWO2017009906A1 (ja) 2018-04-19
JP6461343B2 true JP6461343B2 (ja) 2019-01-30

Family

ID=57757080

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017528017A Active JP6461343B2 (ja) 2015-07-10 2015-07-10 形状検出装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10813537B2 (ja)
JP (1) JP6461343B2 (ja)
CN (1) CN107920716B (ja)
WO (1) WO2017009906A1 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6188564B2 (ja) * 2013-12-19 2017-08-30 オリンパス株式会社 挿入装置
WO2017122330A1 (ja) * 2016-01-14 2017-07-20 オリンパス株式会社 形状測定筒状可撓体装置
WO2020138091A1 (ja) 2018-12-28 2020-07-02 Hoya株式会社 内視鏡および内視鏡システム

Family Cites Families (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5840024A (en) * 1993-10-18 1998-11-24 Olympus Optical Co., Ltd. Endoscope form detecting apparatus in which coil is fixedly mounted by insulating member so that form is not deformed within endoscope
US6127672A (en) * 1997-05-23 2000-10-03 Canadian Space Agency Topological and motion measuring tool
JP3684025B2 (ja) * 1997-04-14 2005-08-17 オリンパス株式会社 内視鏡形状検出装置
JP4454747B2 (ja) * 1999-12-21 2010-04-21 オリンパス株式会社 内視鏡挿入形状検出装置
US6563107B2 (en) * 2001-01-11 2003-05-13 Canadian Space Agency Topological and motion measuring tool
JP3917391B2 (ja) * 2001-08-17 2007-05-23 ペンタックス株式会社 可撓性内視鏡装置
JP2003102677A (ja) * 2001-09-28 2003-04-08 Pentax Corp 可撓性内視鏡装置
JP3943355B2 (ja) * 2001-08-17 2007-07-11 ペンタックス株式会社 可撓性内視鏡装置
US6846286B2 (en) * 2001-05-22 2005-01-25 Pentax Corporation Endoscope system
JP3881526B2 (ja) 2001-05-22 2007-02-14 ペンタックス株式会社 可撓性内視鏡装置
JP2004251779A (ja) * 2003-02-20 2004-09-09 Fuji Photo Optical Co Ltd 長尺可撓部材の三次元形状検出装置
CA2747236C (en) * 2004-06-25 2013-08-20 059312 N.B. Inc. Shape-acceleration measurement device and method
US7772541B2 (en) * 2004-07-16 2010-08-10 Luna Innnovations Incorporated Fiber optic position and/or shape sensing based on rayleigh scatter
US7710552B2 (en) * 2005-03-01 2010-05-04 Exfo Inc. Method and apparatus for extracting light from an optical waveguide
JP4714570B2 (ja) * 2005-11-24 2011-06-29 Hoya株式会社 内視鏡形状検出プローブ
US8989528B2 (en) * 2006-02-22 2015-03-24 Hansen Medical, Inc. Optical fiber grating sensors and methods of manufacture
JP2008230244A (ja) * 2007-02-22 2008-10-02 Tokai Rubber Ind Ltd 燃料ホースの製法
WO2008131303A2 (en) * 2007-04-20 2008-10-30 Hansen Medical, Inc. Optical fiber shape sensing systems
CN101099657A (zh) * 2007-07-13 2008-01-09 上海大学 细长柔性杆的空间形状检测装置和方法
WO2009049038A1 (en) * 2007-10-11 2009-04-16 Tufts University Systems, devices, and methods employing fiber optic shape tracking
US20090208143A1 (en) * 2008-02-19 2009-08-20 University Of Washington Efficient automated urothelial imaging using an endoscope with tip bending
US7720322B2 (en) * 2008-06-30 2010-05-18 Intuitive Surgical, Inc. Fiber optic shape sensor
EP2351509A4 (en) * 2008-10-28 2018-01-17 Olympus Corporation Medical device
US8773650B2 (en) * 2009-09-18 2014-07-08 Intuitive Surgical Operations, Inc. Optical position and/or shape sensing
JP5144623B2 (ja) * 2009-10-28 2013-02-13 Seiオプティフロンティア株式会社 光コネクタの組立方法
CN102103228B (zh) * 2011-01-26 2012-08-22 武汉长盈通光电技术有限公司 一种双波导并列式保偏光纤及其制造方法
US9387048B2 (en) * 2011-10-14 2016-07-12 Intuitive Surgical Operations, Inc. Catheter sensor systems
US10238837B2 (en) * 2011-10-14 2019-03-26 Intuitive Surgical Operations, Inc. Catheters with control modes for interchangeable probes
JP5851204B2 (ja) * 2011-10-31 2016-02-03 オリンパス株式会社 管状挿入装置
JP6234005B2 (ja) * 2012-01-25 2017-11-22 オリンパス株式会社 ファイバセンサ
US20140240713A1 (en) * 2012-12-21 2014-08-28 Volcano Corporation Apparatuses and methods for imaging inside a vessel
JP6188564B2 (ja) * 2013-12-19 2017-08-30 オリンパス株式会社 挿入装置
US9494416B2 (en) * 2014-02-06 2016-11-15 Baker Hughes Incorporated Fiber optic shape sensing system using anchoring points
JP6278848B2 (ja) * 2014-06-26 2018-02-14 オリンパス株式会社 形状推定装置、それを備えた内視鏡システム及び形状推定のためのプログラム

Also Published As

Publication number Publication date
US10813537B2 (en) 2020-10-27
CN107920716A (zh) 2018-04-17
US20180160882A1 (en) 2018-06-14
WO2017009906A1 (ja) 2017-01-19
JPWO2017009906A1 (ja) 2018-04-19
CN107920716B (zh) 2020-11-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6205176B2 (ja) 湾曲形状センサ
JP6307333B2 (ja) 内視鏡装置
US10178945B2 (en) Shape sensor and tubular insertion system
US10436578B2 (en) Endoscope apparatus
JP2015119839A (ja) 内視鏡
US10064542B2 (en) Bending apparatus with bending direction restriction mechanism
JP6461343B2 (ja) 形状検出装置
JPWO2017191685A1 (ja) 形状センサシステム
US11116388B2 (en) Shape measuring cylindrical flexible body apparatus
WO2015093278A1 (ja) 挿入装置
JP5973794B2 (ja) 内視鏡
CN106061352B (zh) 内窥镜
WO2017208402A1 (ja) 形状検出装置

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20171226

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20171226

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180911

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20181108

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20181127

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20181225

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6461343

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250