JP6615228B2 - 可撓管挿入装置 - Google Patents
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Description
[構成]
図面を参照して第1の実施形態について説明する。
[可撓管挿入装置(以下、挿入装置10と称する)]
図1に示すような内視鏡装置である挿入装置10は、例えば、手術室または検査室に備えられる。挿入装置10は、医療用の内視鏡20と、内視鏡20に接続される挿入制御装置120とを有する。挿入装置10は、内視鏡20に接続される図示しない光源装置と、内視鏡20に接続される図示しない画像制御装置と、画像制御装置に接続される図示しない表示装置と、画像制御装置に接続される図示しない入力装置とを有する。
図示しない光源装置は、撮像部が撮像できるよう、光を出射する。光は、内視鏡20の内部に備えられる図示しない照明ユニットの導光部材によって図示しない照明ユニットの照明部まで導光される。光は、照明光として、照明部から外部に向かって出射される。なお撮像部によって撮像された画像は、撮像部から内視鏡20の内部に備えられる撮像ユニットの信号線を介して図示しない画像制御装置に出力される。
図示しない画像制御装置は、撮像部によって撮像された画像が図示しない表示装置に表示されるように、信号処理する。
詳細については後述するが、挿入制御装置120は、内視鏡20に配置される挿入部40の曲げ剛性を制御する。
内視鏡20は、例えば、医療用の軟性内視鏡として説明するが、これに限定される必要はない。内視鏡20は、例えば、工業用の軟性内視鏡、カテーテル、処置具といったように、被挿入体300の内部に挿入される軟性の挿入部40を有していればよい。被挿入体300は、例えば、人に限らず、動物、またはほかの構造物であってもよい。内視鏡20は、直視型の内視鏡20であってもよいし、側視型の内視鏡20であってもよい。
操作部30は、挿入部40の基端部に連設される。操作部30は、後述する湾曲部43を操作する図示しない湾曲操作部と、撮像ユニットなど各ユニットを操作する図示しないスイッチ部とを有する。操作部30は、図示しないユニバーサルコードをさらに有しており、ユニバーサルコードを介して図示しない光源装置と図示しない画像制御装置と挿入制御装置120とに接続される。
挿入部40は、管状であり、細長く、柔軟である。挿入部40は、管路部301に対して管路部301の内部を進退移動する。挿入部40は、管路部301の形状に従って湾曲可能である。挿入部40は、挿入部40の先端部から挿入部40の基端部に向かって順に、先端硬質部41と、湾曲部43と、可撓管部45とを有する。先端硬質部41の基端部は湾曲部43の先端部に連結され、湾曲部43の基端部は可撓管部45の先端部に連結され、可撓管部45の基端部は操作部30に連結される。前記した撮像部と照明部とは、先端硬質部41の内部に備えられる。
以下、管路部301の一例として、大腸を用いて説明する。例えば操作者は、挿入部40を把持して、挿入部40を大腸の入口301a(肛門)から大腸の内部に挿入させる。次に、操作者は、大腸から外部に露出している挿入部40の基端部を把持し、この把持部位から挿入部40を押し込む。これにより、図2Aと図2Bとに示すように、挿入部40は、入口301aの前方に存在する大腸のS状結腸における第1屈曲部303aに向かって押し込まれ、第1屈曲部303aに向かって前進移動する。
本実施形態では、進退検出ユニット60が挿入部40の進退移動を検出する。挿入部40が前進移動した際に、制御部121は、剛性可変ユニット50の剛性を挿入部40が受動的に湾曲可能な剛性に制御し、剛性可変ユニット50の剛性を低くする。すると挿入部40が押し込まれた際、挿入部40は、大腸の内壁から受ける外力によって受動的に湾曲でき、大腸のS状結腸における第1屈曲部303aを第1屈曲部303aに沿って通過できる。このため、第1屈曲部303aに対する挿入部40の通過性を向上できる。また挿入部40が後退移動した際に、制御部121は、剛性可変ユニット50の剛性を挿入部40が略直線化する剛性に制御する。すると屈曲部位203aを含む挿入部40の部位は、湾曲状態から略直線状態に変化し、この変化に伴い、第1屈曲部303aと第2屈曲部303bとを含む大腸も略直線状態に変化する。このため、略直線状態の挿入部40の押し込みによって、略直線状態の挿入部40を略直線状態の大腸の深部に向かって容易に挿入でき、管路部301における深部への挿入部40の挿入性を向上できる。このとき、挿入部40は、略直線状態であり、大腸も略直線状態である。したがって挿入部40を押し込む手元側の力は、挿入部40の先端部に伝達され易い。このため、挿入部40の座屈を防止でき、管路部301における深部への挿入部40の挿入性を向上できる。
図3と図4Aと図4Bと図4Cとを参照して、第1の実施形態の第1変形例について説明する。本変形例では、第1の実施形態とは異なる部分のみ記載する。
[構成]
図3に示すように、進退検出ユニット60は、挿入部40の形状を検出する形状検出部65と、挿入部40の押し込み操作または引き抜き操作に対する挿入部40の形状の変化を基に、挿入部40の前進移動または挿入部40の後退移動を検出する検出本体部67とを有する。
曲率半径が小さくなっていく場合、屈曲部位203aが発生した、押し込み操作が実施された、挿入部40が前進移動している、と検出本体部67は検出する。つまり検出本体部67は、押し込み操作によって挿入部40における屈曲部位203aの形状が大きくなっている際に、挿入部40の前進移動を検出する。
曲率半径が大きくなっていく場合、屈曲部位203aが小さくなり、引き抜き操作が実施された、挿入部40が後退移動している、と検出本体部67は検出する。つまり検出本体部67は、引き抜き操作によって挿入部40における屈曲部位203aの形状が小さくなっている際に、挿入部40の後退移動を検出する。
図4Aに示すように、挿入部40が第1屈曲部303aを通過して深部に挿入される際、第1屈曲部303aを通過する挿入部40の通過部位に、ループ状の屈曲部位203aが発生する。ここで、屈曲部位203aは、押し込み操作によって第1屈曲部303aの外側内壁311aに当接する。すると、屈曲部位203aの曲率半径は、当接によって小さくなっていく。検出本体部67は、形状検出部65を介して、曲率半径が小さくなっていることを検出する。そして、検出本体部67は、挿入部40の前進移動を検出し、検出結果を制御部121に出力する。制御部121は、剛性可変ユニット50の剛性を制御するための制御信号を駆動部70に出力する。駆動部70と剛性可変ユニット50とは、第1の実施形態と同様に駆動する。したがって、シース部材51が配置される部位全体において挿入部40の曲げ剛性が均一に低下する。このとき屈曲部位203aの曲げ剛性も挿入部40の他の部位と同様に低下する。
本変形例では、進退検出ユニット60は、第1屈曲部303aに対する挿入部40の通過部位(屈曲部位203a)における挿入部40の前進移動(押し込み操作)と挿入部40の後退移動(引き抜き操作)とを検出する。このため本変形例では、屈曲部位203aにおける挿入部40の進退移動を検出でき、屈曲部位203aの状況に応じて挿入部40全体を受動湾曲可能状態または略直線状態に可変できる。
図5と図6Aと図6Bと図6Cとを参照して、第1の実施形態の第2変形例について説明する。本変形例では、第1の実施形態の第1変形例とは異なる部分のみ記載する。
[構成]
挿入部40の可撓管部45は、挿入部40の軸方向に沿って列状に並ぶ複数のセグメント47に区切られる。セグメント47は、実在しない仮想的な領域として機能してもよいし、実在する構造として機能してもよい。
なお可撓管部45がセグメント47に区切られるが、これに限定される必要はなく、挿入部40がセグメント47に区切られていてもよい。これにより挿入部40の曲げ剛性は、制御部121によって独立して制御される各セグメント47の曲げ剛性によって、部分的に変更可能となる。
剛性可変部55の電極それぞれは、内視鏡20に内蔵される信号ケーブル57を介して挿入制御装置120に接続され、挿入制御装置120から電力を供給される。電圧が電極を介してEPAMに印加されると、EPAMはコイルパイプの中心軸に沿って伸縮しようとする。しかしながら、EPAMは、コイルパイプによって伸縮を規制される。これにより、剛性可変部55の剛性は変化する。なお剛性可変部55の剛性は、印加される電圧の値が高くなるほど、高まる。剛性可変部55の剛性が変化すると、これに従って剛性可変部55を内蔵するセグメント47の曲げ剛性も変化する。また電力は、電極それぞれに独立して供給される。このため、剛性可変部55それぞれの剛性は独立して変化し、セグメント47それぞれの曲げ剛性も独立して変化する。このように剛性可変部55は、剛性可変部55の剛性の変化によってセグメント47の曲げ剛性を変化させ、セグメント47の曲げ剛性の変化によって可撓管部45の曲げ剛性を部分的に変化させる。
図6Aに示すように、挿入部40が第1屈曲部303aを通過して深部に挿入される際、第1屈曲部303aを通過する挿入部40の通過部位に、ループ状の屈曲部位203aが発生する。ここで、屈曲部位203aは、押し込み操作によって第1屈曲部303aの外側内壁311aに当接する。すると、屈曲部位203aの曲率半径は、当接によって小さくなっていく。検出本体部67は、形状検出部65を介して、曲率半径が小さくなっていることを検出する。そして、検出本体部67は、挿入部40の前進移動を検出する。また検出本体部67は、検出結果と挿入部40における屈曲部位203aの位置情報とを制御部121に出力する。制御部121は、剛性可変ユニット50の剛性を制御するための制御信号を駆動部70に出力する。駆動部70は、少なくとも屈曲部位203aに配置されるセグメント47に対応する剛性可変部55の剛性が低下するように、剛性可変部55を駆動する。これによって第1屈曲部303aを通過する通過部位である屈曲部位203aの曲げ剛性も低下する。本変形例では、第1の実施形態と第1変形例とのように剛性可変ユニット50が配置される部位全体において挿入部40の曲げ剛性が挿入部40全体に渡って均一に低下するのではない。本変形例では、少なくとも通過部位である屈曲部位203aの曲げ剛性が均一に低下する。
本変形例では、少なくとも屈曲部位203aの状況に応じて、少なくとも屈曲部位203aを受動湾曲可能状態または略直線状態に可変できる。
Claims (9)
- 先端と基端とを有し、被挿入体に前記先端側から挿入される挿入部と、
前記挿入部に設けられ、前記挿入部の曲げ剛性を変更する剛性可変ユニットと、
前記挿入部の前記先端方向への移動である前進移動と、前記挿入部の前記基端方向への移動である後退移動とを検出する進退検出ユニットと、
前記進退検出ユニットが前記挿入部の前進移動を検出した際に前記剛性可変ユニットの前記剛性を前記挿入部が受動的に湾曲可能な剛性に制御し、前記進退検出ユニットが前記挿入部の後退移動を検出した際に前記剛性可変ユニットの前記剛性を前記挿入部が略直線化する剛性に制御する制御部と、
を具備する可撓管挿入装置。 - 前記進退検出ユニットは、
前記挿入部の進退移動に応じて動作する動作部と、
前記動作部の動作に応じて、前記挿入部の前記前進移動または前記挿入部の前記後退移動を検出する検出本体部と、
を有する請求項1に記載の可撓管挿入装置。 - 前記進退検出ユニットは、前記被挿入体の外部に配置された請求項2に記載の可撓管挿入装置。
- 前記進退検出ユニットは、前記被挿入体の前記外部に露出している前記挿入部の露出部位且つ前記挿入部の把持部位周辺に配置された請求項3に記載の可撓管挿入装置。
- 前記動作部は、前記挿入部の前記進退移動に応じて回転する回転部材を有し、
前記検出本体部は、前記回転部材の回転の向きに応じて前記挿入部の前記前進移動または前記挿入部の前記後退移動を検出する請求項4に記載の可撓管挿入装置。 - 前記進退検出ユニットは、
前記挿入部に内蔵され、前記挿入部の形状を検出する形状検出部と、
前記挿入部の押し込み操作または引き抜き操作に対する前記挿入部の形状の変化を基に、前記挿入部の前記前進移動または前記挿入部の前記後退移動を検出する検出本体部と、
を有する請求項1に記載の可撓管挿入装置。 - 前記検出本体部は、前記挿入部の前記形状を基に前記挿入部の屈曲部位を検出し、
前記検出本体部は、押し込み操作によって前記屈曲部位の形状が大きくなっている際に前記挿入部の前記前進移動を検出し、引き抜き操作によって前記屈曲部位の前記形状が小さくなっている際に前記挿入部の前記後退移動を検出する請求項6に記載の可撓管挿入装置。 - 前記挿入部は、軸方向に沿って列状に並ぶ複数のセグメントに区切られており、
前記剛性可変ユニットは、前記挿入部の前記曲げ剛性を前記セグメント単位で可変する1以上の剛性可変部を有し、
前記制御部は、前記屈曲部位に配置された前記セグメントに対応する前記剛性可変部の剛性を制御する請求項7に記載の可撓管挿入装置。 - 前記制御部の制御指示を基に前記剛性可変ユニットを駆動させる駆動部を具備し、
前記剛性可変ユニットは、
前記挿入部に内蔵され、コイル状のシース部材と、
前記シース部材の内部を挿通し、前記駆動部の牽引によって前記シース部材を圧縮するワイヤ部材と、
を有し、
前記剛性可変ユニットは、前記挿入部全体の前記曲げ剛性を均一に可変する請求項1に記載の可撓管挿入装置。
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