JPH0467829A

JPH0467829A - 腔内挿入装置

Info

Publication number: JPH0467829A
Application number: JP2178525A
Authority: JP
Inventors: Yorio Matsui; 頼夫松井; Sakae Takehata; 榮竹端; Hideyuki Adachi; 英之安達; Yasuhiro Ueda; 康弘植田
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1990-07-05
Filing date: 1990-07-05
Publication date: 1992-03-03

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】［産業上の利用分野］本発明は、挿入操作性を改善した、例えば内視鏡、レー
ザプローブ等のように生体等の腔内に挿入されて使用さ
れる管状挿入具の挿入装置である腔内挿入装置に関する
。

［従来の技術］近年、細長の挿入部を体腔内に挿入することにより、体
腔内臓器等を診断したり、検査したりすることのできる
内視鏡（スコープ又はファイバスコープ）が広く用いら
れている。また、医療用のみならず工業用においてもボ
イラ、機械、化学ブラン）・等の管内、あるいは機械内
等の対象物を観察、検査したりするのに用いられている
。

例えば本出願人が特開昭５９−１８１１２２号公報に示
すように、前記内視鏡の挿入部やカテーテル等を体腔内
の大腸等の管腔内に挿入を行う場合に、前記内視鏡の挿
入部等の管状部を保持する本体部に、該管状部を前後に
移動可能とする挿入駆動系と、該管状部を回動させる回
転駆動系との少なくとも一方を設けると共に、前記挿入
駆動系と回転駆動系とを制御する制御装置とを設けたも
のを提案している。

これは、熟練した術者が前記挿入部を前記管腔内に挿入
した場合の該挿入部の挿入量及び該挿入部の回転量を時
間的に記憶手段に記録し、この記録した挿入量及び回転
量に基づいて前記挿入駆動系及び前記回転駆動系を制御
し、該挿入部を自動的に前記管腔内に挿入するものであ
る。

［発明が解決しようとする課題］しかし、挿入部の挿入操作に際しては、例えば挿入部先
端側に設けられている湾曲部の湾曲操作が不可欠である
が、前述した管腔内挿入装置では前記湾曲部の湾曲操作
は術者によらなければならないという問題点が残ってい
た。

更に、前述した管腔内挿入装置では、前記挿入駆動系及
び前記回転駆動系が前記記憶手段に記憶されたものに基
づいて時間的に変化し、この時間的な変化に対応して術
者が前記湾曲部を操作しなければならず、この繰作が術
者にとって負担となると共に、繰作を誤った場合には患
者に対して大きな苦痛を与える恐れがあるという問題点
が残っていた。

本発明は前述した点にかんがみてなされたもので、術者
の負担を軽減すると共に、患者に苦痛を与えることがな
い管腔内挿入装置を提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］腔内へ内視鏡等の挿入部を挿入する腔内挿入装置におい
て、前記挿入部を挿入する挿入駆動手段と、前記挿入部
の挿入量を検出する挿入量検出手段と、前記挿入部を回
転する回転駆動手段と、前記挿入部の回転角を検出する
回転角検出手段と、前記挿入部先端を湾曲する湾曲駆動
手段と、前記挿入部先端の湾曲量を検出する湾曲量検出
手段と、前記挿入量検出手段の挿入量、前記回転角検出
手段の回転角及び前記湾曲量検出手段の湾曲量を記憶す
る記憶手段と、前記記憶手段の記憶に基づいて前記挿入
駆動手段、前記回転駆動手段及び前記湾曲駆動手段を制
御する制御手段とをを備えている。

［作用］前述した構成によりご前記記憶手段に前記挿入量検出手
段の挿入量、前記回転角検出手段の回転角及び前記湾曲
量検出手段の湾曲量を記憶させ、前記制御手段が前記記
憶手段の記憶に基づいて前記挿入駆動手段、回転駆動手
段及び湾曲駆動手段の駆動を制御し、前記挿入部を腔内
へ自動挿入するようにしている。

［実施例］以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図ないし第６図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は腔内挿入装置のプロ・７り図、第２図は腔内挿入装
置の構成図、第３図は内視鏡先端の説明図、第４図は湾
曲制御装置の外観図、第５図は積算時間計の説明図、第
６図は積算時間計のブロック図である。

腔内挿入装置は、例えば第２図に示すように、細長で可
視性を有する挿入部１１を備えた内視鏡１と、この内祝
ｆ１１１に照明光を供給する光源装置２と、前記挿入部
１１の挿入及び回転を行う挿入機相部３２と、前記挿入
機相部３２を駆動制御する駆動制御装置３と、前記挿入
部１１の挿入部の挿入を制御すると共に、この制御状態
を記憶する例えばコンピュータによる制御部４とから構
成されるようになっている。

前記内視鏡１は、長尺で可視性を有する挿入部１１と、
前記挿入部１１の元部側に追設された太径の把持部１２
と、前記把持部１２の後端に設けられ、前記挿入部１１
の先端側の被写体の像を例えば肉眼で観察する接眼部１
３と、前記把持部１２の側部から延設され、前記駆動制
御装ｆｆ１３に着脱自在に接続されるユニバーサルケー
ブル１４と、前記把持部１２の側部から延設され、前記
光源装置２に着脱自在に接続されるライトガイドケーブ
ル１５とから構成されている。

前記挿入部１１は、照明窓及び観察窓等が設けられた先
端部１６と、前記先端部１６の後端に連設された、例え
ば上下／左右に湾曲可能な湾曲部１７と、前記湾曲部１
７の後端に連設された、例えば長尺で可撓性を有する可
撓管部１８とから構成されている。

前記先端部１６の周回面には、例えば第３図に示すよう
に、該先端部１６が管腔内に接触した場合等の力量を検
出する歪ゲージまたは感圧センサ等による負荷検出手段
１９が配設されている。

前記駆動制御装置３には前記挿入機構部３２がケーブル
３１により接続され、前記挿入部１１の挿入を駆動制御
する駆動部等が内設されている。

前記制御部４には、例えば磁気ディスクにデータを記録
する磁気ディスクドライブである記録装Ｗ４１が設けら
れ、前記挿入機構部３２及び前記湾曲部１７の駆動を操
作する例えばジョイスティックである操作部４３がケー
ブル４２により接続され、前記駆動制御装置３とケーブ
ル４４にて接続されている。

前記内視鏡１の挿入部１１、操作部１２及びライトガイ
ドケーブル１５には図示しないライトガイドファイバが
内股され、このライトガイドファイバは、入射端面が前
記ライトガイドケーブル１５の端部に位置し、出射端面
が前記先端部１６の照明窓に対向するように位置してい
る。

前記内視鏡１の挿入部１１、操作部１２及び接眼部１３
には図示しないイメージガイドファイバが内設され、こ
のイメージガイドファイバは、入射端面が前記先端部１
６の観察窓に対向するように位置し、出射端面が前記接
眼部１３の図示しない接眼光学系と対向するように位置
している。

前記光源装置２から供給された照明光は前記ライトガイ
ドファイバに導かれ前記先端部１６の照明窓から腔内に
照射されるようになっている。前述したように照明光に
照らされた被写体の像は前記観察窓を介して前記イメー
ジガイドファイバの入射端面に結像し、該イメージガイ
ドファイバに導かれ、前記接眼部１３の接眼光学系によ
り例えば術者の肉眼により観察されるようになっている
。

前記挿入部１１の湾曲部１７には、該湾曲部を湾曲させ
る形状記憶合金（以下、ＳＭＡと記す）３５が内設され
ている。

前記挿入機構部３２には、前記挿入部１１の進退させる
挿入モータ３３と、前記挿入部１１を回転さぜる回転モ
ータ３４とが内設され、前記挿入部１１が前記挿入モー
タ３３及び前記回転モータ３４に支持されるように挿通
されるようになっている。

前記駆動制御装Ｗ３には、前記挿入モータ３３を駆動す
る挿入駆動部３６と、前記挿入モータ３３に設けられた
図示しない例えばポテンショメータにより前記挿入部１
１の挿入量を検出する挿入検出部４６と、前記回転モー
タ３４を駆動する回転駆動部３７と、前記回転モータ３
４に設けられた図示しない例えばポテンショメータによ
り前記挿入部の回動量を検出する回転検出部４７と、前
記５ＭＡ３５を駆動する湾曲駆動部３８と、前記５ＭＡ
３５の抵抗値がら湾曲量を検出する湾曲検出部４８とが
設けられ、各々が前記制御部４に接続されている。

更に、前記駆動制御装Ｗ３には、例えば第４図に示すよ
うに、前記５ＭＡ３５に対する通電時間を累積し表示す
る積算時間計５１を設けてもよい。

前記積算時間計は、例えば第５図に示すように、前記５
ＭＡ３５を駆動した場合に通電されるリード線５２．５
２と、このリード線５２．５２が接続された電極５３．
５３とが設けられ、この電極５３．５３の間に水ｆＩｉ
５４が満たされると共に、夕景の電解液５５が封入され
て構成されている。

前記電解液５５は、前記リード＆ｉ５２，５２に通電さ
れることにより、前記電解液５５にイオンが移動し、こ
のイオンの移動により該電解液５５が一方の電極５３か
ら他方の電極５３に移動し、これにより前記５ＭＡ３５
が通電されている時間が表示され、術者が２２詣できる
ようになっている。

また、前記積算時間計５１を、例えば第６図に示すよう
に、前記湾曲駆動部３８が例えばＳＭＡである湾曲駆動
手段６０にパルス波による駆動信号を供給する場合、こ
の駆動信号を計数するパルスカウンタ６１と、前記パル
スカウンタ６１の値を例えば８セグメントＬＥＤにより
数値として表示する通電量表示手段６２により構成して
もよい。

前記湾曲駆動部３８から前記湾曲駆動手段６０に供給さ
れた駆動信号は、前記パルスカウンタ６１により計数さ
れ、この計数値は前記通電量表示手段６２により表示さ
れ、これにより術者が湾曲駆動手段６０の駆動時間を認
識できるようになっている。

このように構成された腔内挿入装置の作用について説明
する。

まず最初に熟練した術者が前記操作部４３を繰作し、前
記挿入部１１を例えば大腸等の腔内に挿入する。前記操
作部４３の操作により前記挿入駆動部３６は前記挿入モ
ータ３３を駆動し前記挿入部１１を進退させ、前記回転
駆動部３７は前記回転モータ３４を回動させ前記挿入部
１１を回動させ、前記湾曲駆動部３８は前記５ＭＡ３５
にパルス電流を供給する。

前記５ＭＡ３５は、前記湾曲駆動部３８から供給された
電流によりジュール熱を発生し、このジュール熱による
加熱により相変化を起こし、伸張状態から元の状態に戻
ろうとして収縮力が発生し、前記湾曲部１７を湾曲させ
る。

また、前記５ＭＡ３５の電気抵抗値は前述した相変化に
応じて一定の割合で変化する特性を有することから、前
記湾曲検出部４８は前記５ＭＡ３５の電気抵抗値の検出
し、前記制御部４へ出力し、該制御部４は前記湾曲検出
部４８からの信号に応じて前記湾曲部１７の湾曲量を制
御する、即ち、前記５ＭＡ３５は、前記制御部４により
フィードバック制御される。

前記挿入検出部４６は前記挿入モータ３３に設けられた
図示しないポテンショメータからの信号を検出し前記制
御部４へ出力し、該制御部４は前記挿入検出部４６から
の信号ら応じて前記挿入部１．１の挿入量を制御する、
即ち、前記挿入モータ３３は、前記制０４部４によりフ
ィードバック制御される。

前記回転検出部４７は前記回転モータ３４に設けられた
図示しないポテンショメータからの信号を検出し前記制
御部４へ出力し、該制御部４は前記回転検出部４７から
の信号ら応じて前記挿入部１１の回動量を制御する、即
ち、前記回転モータ３４は、前記制御部４によりフィー
ドバック制御される。

前述した前記操作部４３の操作によって前制御部４が前
記挿入駆動部３６、回転駆動部３７及び前記湾曲駆動部
３．８を制御する状態は前記記憶装置４１に記憶される
。同時に、前記挿入検出部４６、回転検出部４７及び湾
曲検出部４８で検出された前記挿入部１１の挿入量、回
転量及び湾曲角も前記記憶装Ｍ４１に記憶される。

また、前記挿入部１１を腔内から抜去るときの前記繰作
部４３の操作による前制御部４が前記挿入駆動部３６、
回転駆動部３７及び前記湾曲駆動部３８を制御する状態
と、前記挿入検出部４６、回転検出部４７及び湾曲検出
部４８で検出された前記挿入部１１の挿入量、回転量及
び湾曲角も挿入と同様に前記記憶装置４１に記憶される
。

これにより、前記挿入部１１を例えば−人の患者の生体
管腔内へ挿入及び抜去したときの熟練した術者の操作及
びこの繰作により前記挿入部の状態が前記記憶装置１１
に記憶される。

次に、前述した手技を行った患者或いはその他の患者に
前記挿入部１１を挿入する場合、前記記憶手段４１に記
憶された熟練した術者の前記繰作部４３の繰作、前記挿
入駆動部３６の駆動状態、前記回転駆動部３７の駆動状
態及び前記湾曲駆動部３８の駆動状態が前記制御部４に
より読み出され、前記挿入駆動部３６、前記回転駆動部
３７及び前記湾曲駆動部３８の駆動が制御される。

このとき、前記挿入駆動部３６、前記回転駆動部３７及
び前記湾曲駆動部３８は、前記制御部４に入力される前
記挿入検出部４６、前記回転検出部４７及び前記湾曲検
出部４８の信号によりフィードバック制御され、更に、
前記制御部４は、前記先端部１６に設けられた負荷検出
手段１９により該先端部１６にががる力量を検出し、こ
の力量が所定の値以下となる、即ち、スムーズに前記挿
入部１１が挿入されるように、前記挿入駆動部３７、前
記回転駆動部３７及び前記湾曲駆動部３８への制御信号
を微妙に変化させ、前記挿入モータ３３、前記回転モー
タ３４及び前記５ＭＡ３５の駆動を微調整する。

従って、前記挿入部１１を、熟練した術者が操作したと
きと同様に、例えば患者の体腔内にスムーズに挿入する
ことができ、また、異なる患者の体腔内に挿入する場合
であっても前記負荷検出手段１９の検出力量に基づき挿
入状態が微調整され、該挿入部１］をスムーズに挿入す
ることができるという効果がある。

なお、前記制御部４に、前述した自動挿入を中止するス
イッチを設（つ、患者に対する異常な苦痛、その他の特
異状況に対応するようにしてもよい。

また、前述した自動挿入を行っている場合であっても前
記操作手段を有効にしてもよく、また、前記操作手段を
操作する場合に前述した自動挿入を中止するようにして
もよい、　第７図は本発明の第２実施例に係る腔内挿入
装置の説明図である。

なお、第１実施例と同様のものについては同一の符号を
用いて説明を省略する。

本実施例の腔内挿入装置に用いる内視鏡の挿入部１１に
は、各々独立して湾曲する部位が複数設けられた湾曲部
７５が備えられている。

この湾曲部７５の湾曲部位は、＃１サーボユニット７８
−１．＃２サーボユニット７８−２．＃３サーボユニッ
ト７８−３．・・・、＃ｎサーボユニット７８−ｎによ
り駆動されると共に、この駆動状態が註＃１サーボユニ
ット７８−１．＃２サーボユニット７８−２．＃３サー
ボユニッｌ−７８−３．・・・、＃！ｌサーボユニット
７８−０により検出されるようになっている。

また、前記挿入部１１の進退を行う挿入モータ３３はモ
ータサーボユニット７６により駆動制御されると共に、
この駆動状態が該モータサーボユニット７６により検出
され、前挿入部１１の回動を行う回転モータ３４はモー
タサーボユニット７７により駆動制御されると共に、こ
の駆動状態が該モータサーボユニット７７により検出さ
れるようになっている。

前記モータサーボユニッ１−７６．７７及び＃１サーボ
ユニット７８−１．＃２サーボユニット７８２、＃３サ
ーボユニッ）−７８−３，・・、　＃　ｎサーボユニッ
ト７８−ｎの駆動及び検出信号の読み出しは、例えばＩ
１０インタフェースである入出力装置７１を介してコン
ピュータ４′により行われるようになっている。更に、
前記コンピュータ４″には前記入出力装置７１を介して
ジョイスティック４３′が接続されると共に、前記記録
装置４１が接続されている。

このように構成された腔内挿入装置は、第１実施例と同
様に術者のジョイスティック４３′の操作が前記入出力
装！７１を介して前記コンピュータ４′に入力され、該
コンピュータ４′は、前記ジョイスティック４３′の操
作に基づき前記モータサーボユニット７６．７７及び＃
１サーボユニット７８−１　　＃２サーボユニット７８
−２．＃３サーボユニッ１□　７８−３．−、　＃　ｎ
サーボｌ：：　ツト７８−ｎを制御すると共に、前記モ
ータサーボユニツ１−７６．７７及び＃１サーボユニッ
？−７８−１．＃２サーボユニッｔ−７８−２，＃３サ
ーボユニット７８−３．・・・、＃ｎサーボユニット７
８−ｎの検出信号により該モータサーボユニツ）−７６
，７７及び＃１サーボユニット７８−１．＃２？−ボユ
ニット７８−２．＃３ザーボユニツ！・７８−３．−・
・、　＃ｎサーボユニット７８−ｎをフィードバック制
御する。

更に、第１実施例と同様に前記モータサーボユニット７
６．７７及び＃１サーボユニット７８−１゜＃２サーボ
ユニッ？−７８−２．＃３サーボユニット７８−３．・
・・、＃ｎサーボユニット７８−ｎの制御及び検出信号
は前記コンピュータ４゛により前記記録装置４１に記録
され、この記録装置４１に記録された前記モータサーボ
ユニッ？−７６，７７及び＃１サーボユニット７８−１
．＃２サーボユニット７８−２．＃３サーボユニット７
８−３．・・・、＃ｎサーボユニット７８−ｎの制御及
び検出信号により前記挿入部１１が腔内４５に自動挿入
される。

即ち、複数の湾曲部位を設けた湾曲部によりきめ細かな
湾曲を行うことができると共に、これによる挿入を記録
し、この記録に基づき自動挿入することができ、自動挿
入もきめ細かにすることができるという効果がある。

その他の構成、作用及び効果は第１実施例と同様である
。

第８図は第１実施例及び第２実施例の変形例に係る腔内
挿入装置の説明図である。

本変形例の内視鏡１は、工業用内視鏡であり、この内視
鏡１の挿入部１１は、例えば水道管等の曲がりくねった
管腔６５内に挿入されるようになっている。

前記挿入部１１に設けられた湾曲部は第１実施例または
第２実施例で説明したものと同様であり、挿入機構部３
２には、第１実施例または第２実施例で説明した挿入モ
ータ及び移転モータが内設され、図示しない駆動制御装
置及び制御部、または、図示しない入出力装置及びコン
ピュータにより制御されるようになっている。

更に、前記挿入部１１には金属スリーブ等の該挿入部１
１を保護するものを被覆するようにしてもよい。

その他の構成、作用及び効果は第１実施例及び第２実施
例と同様である。

第９図は本発明の第３実施例に係るカテーテルを用いた
腔内挿入装置の説明図である。なお、第１実施例または
第２実施例と同様のものについては同一の符号を用いて
説明を省略する。

本実施例の腔内挿入装置の駆動制御袋Ｎ３には、例えば
ジョイスティックである操作部３が設けられ、ケーブル
８２により記憶装置４１が設けられた制御部４に接続さ
れるようになっている。

前記駆動制御装置３は、ケーブル３１により体腔内に挿
入されるカテーテル８１に接続されるようになっている
。

前記カテーテル８１には第１実施例または第２実施例で
説明した湾曲部と同様に湾曲する湾曲機構が設けられて
おり、該湾曲機構は前記駆動制御装置！３及び前記制御
部４により制御されるようになっている。

前記カテーテル８１には、例えば管路が設けられ、処置
具等が挿通可能になっている。　即ち、例えば血管等の
細径の腔内に挿入するカテーテル等の微妙な挿入操作が
必要なものであっても、挿入操作を忠実に再現すること
ができるという効果がある。

その他の構成、作用及び効果は第１実施例または第２実
施例と同様である。

なお、腔内に挿入される内視鏡はイメージガイドファイ
バを用いた内視鏡に限らず、例えば先端部に固体撮像素
子等の撮像手段を備えた電子内視鏡であってもよい。

また、湾曲部を湾曲させる手段は、ＳＭＡに限らず電磁
モータ、振動波（超音波）モータであってもよい。

また、前記記憶手段は磁気ディスクに限らず、磁気テー
プ、磁気カード、光ディスク１、光カードまたはＩＣカ
ード等であってもよい。

［発明の効果］以上説明したように本発明によれば、熟練した術者の操
作を再現すると共に、状況に応じた微調整を行い自動挿
入繰作を行うことができ術者の操作性が向上するという
効果がある。特に、例えば人体に内視鏡等を挿入する場
合、患者に対する苦痛も低減することができるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は腔内挿入装置のブロック図、第２図は腔内挿入装置
の構成国、第３図は内視鏡先端の説明図、第４図は湾曲
制御装置の外観図、第５図は積算時間計の説明図、第６
図は積算時間計のブロック図、第７図は本発明の第２実
施例に係る腔内挿入装置の説明図、第８図は第１実施例
及び第２実施例の変形例に係る腔内挿入装置の説明図、
第９図は本発明の第３実施例に係るカテーテルを用いた
腔内挿入装置の説明図である。３６・・・挿入駆動部　　　４６・・・挿入検出部３７
・・・回転駆動部　　　４７・・・回転検出部３８・・
・湾曲駆動部　　　４８・・・湾曲検出部４１・・・記
憶装置　　　　　４・・・制御部第図第４図Ｉ！６図第２図第３図第８図第９図

Claims

【特許請求の範囲】腔内へ内視鏡等の挿入部を挿入する腔内挿入装置におい
て、前記挿入部を挿入する挿入駆動手段と、前記挿入部の挿入量を検出する挿入量検出手段と、前記挿入部を回転する回転駆動手段と、前記挿入部の回転角を検出する回転角検出手段と、前記挿入部先端を湾曲する湾曲駆動手段と、前記挿入部
先端の湾曲量を検出する湾曲量検出手段と、前記挿入量検出手段の挿入量、前記回転角検出手段の回
転角及び前記湾曲量検出手段の湾曲量を記憶する記憶手
段と、前記記憶手段の記憶に基づいて前記挿入駆動手段、前記
回転駆動手段及び前記湾曲駆動手段を制御する制御手段
とを備えたことを特徴とする腔内挿入装置。