JPH04146716A - 内視鏡装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、生体の体腔内部を観察するための内視鏡装置
に係り、特に大腸観察用の内視鏡装置に関する。

（従来の技術） 内視鏡装置は体腔内に挿入する管形状の挿入部を備えて
おり、体腔内観察時には、操作者が挿入部を体腔内に挿
入する挿入操作を行い、挿入部先端面から検査部位に照
明光を照射し、検査部位の照明反射光を挿入部先端部に
設けられた対物光学系に入射させ、検査部位の光像を得
る。そして、例えば電子内視鏡装置では、光像が撮像素
子により電気信号に変換されて情報処理部に送られ、情
報処理部ではこの信号に信号処理１表示処理を行って得
られる映像信号をＣＲＴデイスプレィ等の表示手段に送
り、表示手段の画面上に検査部位の表面状態が表示され
る。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら上記した従来技術において、大腸内視鏡検
査を行う場合には、屈曲した大腸内に挿入部を百目的に
挿入して回盲部にまで到達させる操作は難しく、高度に
熟練した挿入操作技術が必要であるという問題があった
。例えば、挿入操作時に挿入部が複雑なループを形成し
てそれ以上の挿入が不可能になることがあった。また、
挿入操作時に挿入部が体腔内壁に強く突き当ることが多
く、被検体（患者）の苦痛が大きいという問題や、穿孔
等の事故が発生する可能性が大きく、危険性が大きいと
いう問題があった。

このような問題に対処するために、挿入操作時にＸ線に
よる透視を行って挿入部の形状を確認する方法が採用さ
れているが、この場合には、被検体や操作者にＸ線侵襲
を与えるという問題があり、また、Ｘ線透視を行うため
に検査が中断されるという不都合や、Ｘ線撮影装置等の
設備を必要とし、コストがかかるという欠点もあった。

本発明は上記した従来技術の課題を解決するためめにな
されたもので、その目的とするところは、大腸検査時に
、Ｘ線透視を行うことなく、簡単に、安全に挿入操作を
行うことができ、挿入操作時の被検体の苦痛を軽減する
ことができる内視鏡装置を提供することにある。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明にあっては、体腔内
に挿入する管形状の挿入部を備える内視鏡装置において
、 前記挿入部のたわみ状態を検知するたわみ検知手段が設
けられて成ることを特徴とする。このたわみ検知手段と
して測定部分の伸びを検出する伸長センサを挿入部に設
けてもよい。また、たわみ検知手段により得られる検知
情報を基にして挿入部の形状を構築する形状構築手段や
、形状構築手段により構築された挿入部の形状を挿入部
の挿入時には常に観察可能に表示する形状表示手段を設
けてもよい。

（作用） 上記構成を有する本発明の内視鏡装置においては、上記
たわみ検知手段により挿入部のたわみ状態を検知しなが
ら挿入操作を行うことができるので、挿入部のたわみ状
態に応じた的確な操作を行うことができ、挿入操作が容
易となる。またそれによって、挿入部が体腔内壁に強く
突き当ることが少なくなり、被検体の苦痛が軽減され、
挿入部がループを形成したときには、操作者が上記たわ
み検知手段により速やかにこれを検知して危険な操作を
回避することができるので、安全性を向上させることが
できる。そして、本発明装置を用いればＸ線透視が不要
となるので、被検体や操作者にＸ線侵襲を与えたり検査
が中断されることはなく、低コストとすることができる
。

さらに、上記形状構築手段を設ければ、挿入部の形状を
検知しながら挿入操作を行うことができ、特に上記形状
表示手段を設けることにより、挿入部の形状を常に観察
しながら挿入操作を行うことができるので、より正確に
挿入部の状態を把握して、より容易に安全に挿入操作を
行うことができる。

（実施例） 以下に、本発明の実施例を図に基づいて説明する。第１
図は本発明の一実施例の内視鏡装置の挿入部を示す斜視
図、第２図は同装置全体の構成を概略的に示すブロック
図である。

第２図に示すように、内視鏡装置１は概略装置本体２と
、装置本体２に接続された内視鏡３と、装置本体２内の
情報処理部４から送られる映像信号に従って画像を表示
するＣＲＴデイスプレィ等の表示手段５とから成る。内
視鏡３は第１図に示すように、体腔内に挿入する管形状
の挿入部６と、挿入部６の基端部に設けられスコープ操
作を行うための操作部７と、操作部７に連結され内視鏡
３を装置本体２に接続するためのユニバーサルコード８
とから成る。挿入部６は、軟性部（導中管）９と、軟性
部９の先端に接続され湾曲可能に設けられたアングル部
１０と、アングル部１０の先端に接続された先端硬性部
１１とから成る。

先端硬性部１１内には、撮像素子としてのＣＣＤ１２が
設置されている。体腔内観察時には、装置本体２内の不
図示の光源から発生する照明光が、ユニバーサルコード
８．操作部７及び挿入部６内に設けられた不図示のライ
トガイドを介して、先端硬性部１１の先端面の照明用窓
１１ａから検査部位に照射する。その照明反射光が観察
用窓１１ｂを介して先端硬性部１１内の不図示の対物光
学系に入射し、その光像がＣＣＤ１２上に結像する。

ＣＣＤ１２は光像を電気信号にに変換して情報処理部４
に送り、情報処理部４はこの信号に信号処理回路１３に
より信号処理を行い、表示回路１４により表示処理を行
って得られる映像信号を表示手段５に送り、表示手段５
の画面上に検査部位の表面状態が画像表示される。

軟性部９には、挿入部６のたわみ状態を検知するたわみ
検知手段としての伸長センサ１５が複数個設けられてい
る。この伸長センサ１５は伸び応力が加えられると伸び
量に比例して電気抵抗値が変化する特性を有するシート
状の素子である。軟性部９は複数のセグメント９Ａ、９
Ｂ、９Ｃ，９Ｄ、９Ｅ・・・に分割され、各セグメント
においてスコープ軸の上、下、左、右４か所に４個の伸
長センサ１５が設けられている。

伸長センサ１５で得られた検知情報は電気信号として情
報処理部４内の形状構築手段１６に送られ、形状構築手
段１６はこのデータを基にして挿入部６の形状を構築す
る（この構築動作については後述する）。表示手段５は
形状表示手段としての役割も果しており、挿入部６の挿
入操作時には、形状構築手段６で構築された挿入部６の
形状を常に観察可能に画面に表示する。

次に、上記形状構築手段１６における構築動作について
説明する。

例えば３つのセグメント９Ａ、９Ｂ、９Ｃそれぞれに伸
長センサ１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃが配置される場合につ
いて考える。この場合には第３図に示すように、定電圧
電源Ｅに伸長センサ１５Ａ。

１５Ｂ、１５Ｃが並列に接続され、各伸長センサ１５Ａ
、１５Ｂ、１５Ｃにはそれぞれ抵抗ＲＡ。

ＲＢ、Ｒｃが直列に接続されている。

電源Ｅの電圧を■Ｅ、伸長センサ１５Ａの抵抗値をＬＡ
＋抵抗Ｒ＾を流れる電流をｌＡ＋抵抗Ｒ４の両端で生じ
る電圧をＶＡとすると、次式が成り立つ。

ＬＡ　＋ＲＡ ＶＡ　　−ＲＡ　　−ｉ　Ａ　　　　　　　　　　　　
　　　−（２）また、伸長センサ１５Ａの長さｆＬＡが
初期状態からΔ！ＬＡ伸びた場合には、抵抗値ＬＡは伸
長センサ１５Ａの伸び量に比例して変化するので、ＬＡ
−に−交Ａ　　（Ｋは比例定数）　　　・・・（３）と
表わすことができる。上記（１）式と（３）式とから、
Ｋ　−ＩＬＡ　＋ＲＡ が成り立つ。従って、電流ｉＡの変化量△ｉＡは、（愛
。

＋△ＲＡ ＋ＲＡ Ｅ ＲＡ ＋ＲＡ ■ （Ｋ・ｂ ＋ＲＡ ）−Ｖ　　ＦＬ （Ｋ・ＩＡ　　＋Ｋ・Δｌ 十ＲＡ （Ｋ・ｂ ＋ＲＡ ）Ｘ（Ｋｌ ぃ　十Ｋ・△Ａ＋ＲＡ （Ｋ　　−ＩＬＡ 十Ｒ＾） 上記（２）式と（５）式とから次式が導かれる。

ただし、△ＶＡは電圧ｖＡの変化量を示す。

上記（６）式により、電圧ＶＡを測定すれば伸長センサ
１５Ａの伸び量を知ることができる。この原理により、
セグメント９Ａの上下左右に配置された伸長センサ１５
Ａの伸び量を調べ、セグメント９Ａの上下方向の傾き角
α８と左右方向の傾き角β８を決めることができる。同
様にして、セグメント９Ｂ、９Ｃ，９Ｄ、９Ｅ・・・そ
れぞれの上下方向の傾き角と左右方向の傾き角を決定す
ることができる。

得られた各セグメント９Ａ、９Ｂ、９Ｃ，９Ｄ。

９Ｅ・・・それぞれの上下方向の傾き角α１．左右方向
の傾き角βｉ　（ｉ−Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｅ・・・）を基
にして挿入部６のたわみ形状を構築する。その方法につ
いて第４図（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。まず、傾
き角α＾、β９からセグメント９Ａを第４図（ａ）に示
すような座標系ＸＡ　　ＹＡｚＡにおけるベクトルＳＡ
で表わすと、セグメント９ＢのベクトルＳＢのベクトル
ｓＡに対する関係は次のようにして決定される。

ベクトルＳＡの終点を座標の原点とするセグメント９Ｂ
の座標系ＺＢ　　ＹＢ　ＺＢは、座標系ＸＡ　　ＹＡ　
ＺＡをｚＡ軸を中心に角β８回転させ、さらにｘＡ軸を
中心に角α９回転させた後、原点がベクトルＳＡの終点
に一致するように平行移動して得られる。すなわちｚＢ
軸はベクトルｓＡと一致する。そして、セグメント９Ｂ
の傾き角α８゜β８によって、座標系ｘＢ　　ＹＢ　　
ＺＢにおけるセグメント９ＢのベクトルＳＲを決定する
。この結果ベクトルＳＡ、ＳＢの接続状態が明らかにな
る。同様にしてセグメント９Ｃ，９Ｄ、９Ｅ・・・のベ
クトルＳｃ、ＳＤ、ＳＲ・・・の方向、接続状態が第４
図（ｂ）に示すように決定される。これらのベクトルの
接続から軟性部９のたわみ形状を同図に示すように近似
的に求め、挿入部６の形状を得ることができる。

このようにして構築された挿入部６の形状は、第５図に
示すように、表示手段５の画面２０上に、検査部位の表
示画像２１とともに、挿入部６のたわみ形状を示す画像
２２として表示することができる。それによって、操作
者は挿入部の形状を観察しながら挿入部６の挿入操作を
行うことができる。ここで、第４図に示したような３次
元的な構造を有する形状を表示手段５に表示することは
、公知の表示技術によって達成することができる。

また、このように挿入部６のたわみ形状を画像表示する
以外に、挿入部６における各セグメントそれぞれの上下
、左右方向のたわみ量を観察が容易な状態で表示するこ
とも可能である。その−例を第６図に示す。図において
、表示手段の画面２０上に、検査部位の表示画像２１と
ともに、挿入部６の各セグメントの上下方向、左右方向
のたわみ量を表示する２つの画像３２が表示されている
。

画像３２において、各セグメントはそのたわみ方向に応
じて異なる色で着色されて表示される。例えば上、右方
向へのたわみは暖色系の色で、下。

左方向のたわみは寒色系の色で表す等の方法で、たわみ
方向、たわみ量に応じた着色が行われる。

色とたわみ量の関係はカラーバー３３で表示される。

上記したように、本実施例においては、操作者が挿入部
６の形状を観察しながら挿入操作を行うので、挿入部６
のたわみ形状に応じた的確な挿入操作を行うことができ
、大腸検査の際にも容易に挿入部６を体腔内の所望部位
まで挿入することができる。それによって、挿入部６が
体腔内壁に強く突き当ることが少なくなり、挿入操作時
の被検体の苦痛を軽減することができる。また、挿入部
６がループを形成したときには、操作者は表示手段５の
表示画像により速やかにこれを検知し、危険な操作を回
避することができるので、安全性を向上させることがで
きる。そして、本実施例ではＸ線透視が不要となるので
、被検体や操作者にＸ線侵襲を与えたり検査が中断され
ることはなく、Ｘ線撮影装置等の設備を設ける必要もな
く、低コストとすることができる。

以上本発明の実施例について説明したが、本発明は上記
実施例に限定されるものではなく、種々変形実施が可能
である。例えば、上記実施例では挿入部６の形状やたわ
み量を画像表示する場合を例にとったが、挿入操作の際
に挿入部６がループを形成したときだけランプが点灯す
るたような方法も適用可能である。

［発明の効果］ 本発明の内視鏡装置は以上の構成及び作用を有するもの
で、大腸等への挿入操作を行う際に、Ｘ線透視を行うこ
となく挿入部の状態を検知して、容易に、安全に挿入操
作を行うことができ、挿入操作時の被検体の苦痛を軽減
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の内視鏡装置の挿入部を示す
斜視図、第２図は同装置全体の構成を概略的に示すブロ
ック図、第３図は同実施例における伸長センサ部分の構
成を示す図、第４図（ａ）。 （ｂ）は同実施例における挿入部の形状の構築動作を説
明するための図、第５図は同実施例における挿入部の形
状の表示画像を示す図、第６図は同実施例における挿入
部のたわみ量を表示した例を示す図である。 １・・・内視鏡装置（形状表示手段） ３・・・内視鏡 ５・・・表示手段（形状表示手段） ６・・・挿入部 ９・・・軟性部 １５・・・伸長センサ（たわみ検知手段）１６・・・形
状構築手段

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）体腔内に挿入する管形状の挿入部を備える内視鏡
   装置において、 前記挿入部のたわみ状態を検知するたわみ検知手段が設
   けられて成ることを特徴とする内視鏡装置。
2. （２）たわみ検知手段として測定部分の伸びを検出する
   伸長センサが挿入部に設けられて成ることを特徴とする
   請求項１記載の内視鏡装置。
3. （３）たわみ検知手段により得られる検知情報を基にし
   て挿入部の形状を構築する形状構築手段が設けられて成
   ることを特徴とする請求項１記載の内視鏡装置。
4. （４）形状構築手段により構築された挿入部の形状を挿
   入部の挿入操作時には常に観察可能に表示する形状表示
   手段を備えて成ることを特徴とする請求項３記載の内視
   鏡装置。