JPH0479931A - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、挿入部の重力方向を知ることができるように
した内視鏡装置に関する。

［従来の技術］ 近年、体腔内に細長の挿入部を挿入することにより、体
腔内臓器等を観察したり、必要に応じ処置具チャンネル
内に挿通した処置具を用いて各種治療処置のできる内視
鏡が広く利用されている。

また、工業分野においても、ボイラー、タービン化学プ
ラント等の内部を観察したり検査したりすることのでき
る工業用内視鏡が広く利用されている。

前記内視鏡の挿入部の先端側には、湾曲可能な湾曲部が
設けられ、この湾曲部を湾曲操作することにより、挿入
部を目的部位まで挿入したり、挿入部の先端部を目的部
位に向けたりできるようになっている。前記湾曲部を駆
動する手段としては、一端が湾曲部の前端側に固定され
た複数の湾曲操作用ワイヤを、手動、またはモータ等の
アクチュエータによって押し引きするのが一般的である
。

また、長尺の内視鏡における湾曲部を駆動する手段とし
て、流体人工筋を用いることも提案されている。これは
、流体人工筋を挿入部の先端側、例えば湾曲部の後方に
設け、前記人工筋を流体圧により膨脹、収縮させ、その
伸び縮みによるストロ−クにより、湾曲操作用ワイヤを
押し引きし、湾曲部を湾曲させるものである。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、特に長尺の内視鏡挿入部を配管等の被検体の
深部まで挿入した場合、挿入部のねじれのため、または
被検体内の上下左右のエルボ（ひじ状屈曲部）を複雑に
進んでいったため、重力方向（上下方向）が不明となり
、湾曲方向が判別できなくなったり、そのため観察位置
が判別できなくなるという問題点がある。

これに対処するに、例えば特開平１−２９５２１２号公
報には、挿入部の先端部に、重力方向に移動する球を用
いた重力方向指示装置を設ける技術が開示されている。

しかしながら、このような重力方向指示装置を挿入部の
先端部に設けると、観察の妨げとなったり、先端部の構
成が複雑になるという問題点がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、観察
の妨げとならず、且つ簡単な構成で、挿入部の重力方向
を検知することができるようにした内視鏡装置を提供す
ることを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 本発明の内視鏡装置は、挿入部に湾曲部が設けられ、一
端が前記湾曲部の前端側に固定された複数の湾曲操作用
ワイヤを押し引きして前記湾曲部を複数方向へ湾曲する
ようにしたものにおいて、各湾曲操作用ワイヤに加わる
力を検出する複数の検出手段と、この複数の検出手段の
検出出力に基づいて挿入部における重力方向を判別する
重力方向判別手段とを備えたものである。

［作用］ 挿入部を被検体内に挿入すると、重力のため、湾曲部は
重力方向に湾曲しようとするため、各湾曲操作用ワイヤ
に加わる力が異なる。従って、各湾曲操作用ワイヤに加
わる力を比較することによって、重力方向を検知するこ
とができる。本発明では、検出手段によって各湾曲操作
用ワイヤに加わる力を検出し、この検出手段の検出出力
に基づ′いて、重力方向判別手段によって重力方向が判
別される。

［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５図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は内視鏡挿入部の先端側の構成を示す説明図、第２図
はセンサ部の斜視図、第３図は内視鏡装置の全体の構成
を示す説明図、第４図は内視鏡装置の信号処理系の構成
を示す説明図、第５図は内視鏡装置の湾曲制御系の構成
を示す説明図である。

第３図に示すように、内視鏡装置１は、細長で可視性を
有する挿入部２を有し、この挿入部２は、基部がドラム
３に取り付けられていると共に、このドラム３に巻き取
られて収納されるようになっている。前記ドラム３の側
部からは、光源用接続ケーブル４．ＣＣＵ用接続ケーブ
ル５及び流体用接続チューブ６が延出されている。前記
光源用接続ケーブル４は光源装置７に接続され、前記Ｃ
ＣＵ用接続ケーブル５はカメラコントロールユニット（
以下、ＣＣＵと記す。）８に接続され、前記流体用接続
チューブ６は流体圧制御装置９に接続されるようになっ
ている。また、前記流体圧制御装置９には、コンプレッ
サ、エアボンベ等の流体圧源１０が接続され、前記ＣＣ
Ｕ３にはモニタ１１が接続されている。前記ＣＣＵ３は
、後述する固体撮像素子に接続される映像信号処理回路
２６と、後述する歪ゲージに接続される判断回路４２と
、前記映像信号処理回路２６及び判断回路４２に接続さ
れると共に、前記モニタ１１に映像信号を出力する重力
方向表示回路４３とを備えている。

前記挿入部２は、先端側から順に、硬性の先端部１２と
、湾曲可能な湾曲部１３と、可視性を有する可視管部１
４とで構成されている。また、前記可撓管部１４の前端
部には、挿入補助具１５が外嵌固定されている。

第４図に示すように、前記先端部１２には、照明窓と観
察窓とが設けられている。前記照明窓の内側には、配光
レンズ２１が設けられ、この配光レンズ２１の後端にラ
イトガイド２２が連設されている。このライトガイド２
２は、挿入部２．ドラム３及び光源用接続ケーブル４内
を挿通され、入射端部は前記光源装置７に接続されるよ
うになっている。そして、この光源装置７内のランプか
ら出射された照明光が前記ライｌ−ガイド２２の入射端
に入射し、ライトガイド２２及び配光レンズ２１を紅て
、観察部位に照射されるようになっている。また、前記
観察窓の内側には、対物レンズ系２３が設けられ、この
対物レンズ系２３の結像位置にＣＣＤ等の固体撮像素子
２４が配設されている。この固体撮像素子２４に接続さ
れた信号線２５は、挿入部２．ドラム３及びＣＣＵ用接
続ケーブル５内を挿通され、前記Ｃ、ＣＵ　Ｂ内の映像
信号処理回路２６に接続されるようになっている。

前記固体撮像素子２４は前記映像信号処理回路２６によ
って駆動されると共に、固体撮像素子２４の出力信号は
前記映像信号処理回路２６によって映像信号に変換され
るようになっている。

第１図に示すように、先端部１２を構成する筒状の先端
部本体１２ａの内周部には、上下左右の各位置に、それ
ぞれ、センサ部３１を介して湾曲操作用ワイヤ（以下、
アングルワイヤと記す。）３２の一端部が固定されてい
る。尚、第１図では、４つのセンサ部３１のうちの３つ
と、４本のアングルワイヤ３２のうちの３本のみを示し
ている。

前記センサ部３１は、第２図に示すように、先端部本体
１２ａの内周部に固定された固定部３３と、この固定部
３３から挿入部２の軸方向後方に延出された薄板状の梁
部３４と、この梁部３４上に貼設された歪ゲージ３５と
を備えている。前記梁部３４の後端部に、前記アングル
ワイヤ３２の一端部が固定されている。

また、挿入補助具１５が設けられた可撓管部１４の前端
部内には、上下左右の各位置に、４つのゴム人工筋３６
が設けられている。上下左右の各ゴム人工筋３６の前端
部には、それぞれ上下左右の各アングルワイヤ３２の他
端部が接続されている。また、４つのゴム人工筋３６は
、互いに挿入部２の軸方向について異なる位置に配置さ
れている。尚、第１図には、４つのゴム人工筋３６のう
ちの３つのみを示している。各ゴム人工筋３６の後端部
には、適度の剛性と可視性を有する係止ワイヤ３７の一
端部が固定されている。この係止ワイヤ３７の他端部は
、挿入補助具１５の後端近傍の位置で、固定部材３８を
介して可視管部１４の内壁に固定されている。前記係止
ワイヤ３７によって前記ゴム人工筋３６の前後方向の位
置が固定されている。また、各ゴム人工筋３６に、エア
チューブ３つが接続されている。各エアチューブ３つは
、挿入部２．ドラム３及び流体用接続チューブ６内を挿
通され、第５図に示すように流体圧制御装置９に接続さ
れている。この流体圧制御装置９は、流体圧源１０から
発生される所定の圧力の流体（本実施例では空気）を、
その圧力を制御して各エアチューブ３９に供給するもの
である。各エアチューブ３９に供給された空気は、各ゴ
ム人工筋３６に供給される。各ゴム人工筋３６は、供給
される空気の圧力に応じて膨脹、収縮し、アングルワイ
ヤ３２を押し引きするようになっている。

また、第２図に示すように前記歪ゲージ３５には信号線
４１が接続され、この信号線４１は、挿入部２．ドラム
３及びＣＣＵ用接続ケーブル５内を挿通され、第４図に
示すように、前記ｃｃｕｓ内の判断回路４２に接続され
るようになっている。

この判断回路４２は、信号線４１を介して入力される各
歪ゲージ３５の出力信号に基づいて先端部１２における
重力方向を判断するようになっている。この判断回路４
２によって求められた重力方向の情報は、重力方向表示
回路４３に入力されるようになっている。この重力方向
表示回路４３は、例えば、映像信号処理回路２６からの
映像信号に重力方向を表示するため映像信号をスーパー
インポーズしてモニタ１１に出力するようになっている
。

次に、本実施例の作用について説明する。

挿入部２を配管等の被検体内に挿入したとき、重力方向
が第１図において矢印ｇで示す方向であるとする。この
とき、重力のため、先端部１２は矢印ｇの方向に下がろ
うとし、湾曲部１３は矢印ｇの向きに湾曲しようとする
ため、各アングルワイヤ３２に加わる力が異なる。第１
図に示す例では、上側に設けられたアングルワイヤ３２
に最も大きな張力が加わることになる。従って、この上
側のアングルワイヤ３２に連結されたセンサ部３１の歪
ゲージ３５が最も大きな歪を検出する。

各歪ゲージ３５の出力信号は、判断回路４２に人力され
、この判断回路４２にて各歪ゲージ３５の出力が比較さ
れ、重力方向が判別される。この判断回！＠４２は、例
えば、最も大きな歪を検出した歪ゲージ３５の位置の反
対側を重力方向と判断する。あるいは、各歪ゲージ３５
で検出された歪の大きさの比から、上下左右の４方向の
中間の重力方向を推定するようにしても良い。

前記判断回路４２によって求められた重力方向の情報は
、重力方向表示回路４３に入力される。

この重力方向表示回路４３は、例えば、映像信号処理回
路２６からの映像信号に重力方向を表示するため映像信
号をスーパーインポーズしてモニタ］１に出力する。そ
して、このモニタ１１に、観察部位の像と共に、カーソ
ルや矢印等によって重力方向が表示される。

このように、本実施例によれば、アングルワイヤ３２に
加わる力を検出して、その検出出力に基ついて重力方向
を検知するようにしたのて、観察の妨げとならず、且つ
簡単な構成で、挿入部２の先端部１２における重力方向
を検出することができる。従って、内部構造が不明な場
所に挿入部２を挿入した場合に、内部構造を把握し易く
なる。

また、被検体内のエルボ（ひじ状屈曲部）を通過する際
に、次にどの方向に向けて湾曲部１３を湾曲させれば良
いかを判断し易くなる。

第６図及び第７図は本発明の第２実施例に俤り、第６図
は内視鏡挿入部の先端側の構成を示す説明図、第７図は
センサ部の斜視図である。

本実施例では、第６図に示すように、アングルワイヤ３
２の先端部を固定部材５１によって先端部１２に固定し
、係止ワイヤ３７の後端部をセンサ部３１を介して可視
管部１４の内壁に固定している。第７図に示すように、
センサ部３１は、可撓管部１４の内壁に固定された固定
部３３と、この固定部３３から挿入部２の軸方向前方に
延出された薄板状の梁部３４と、この梁部３４上に貼設
された歪ゲージ３５とを備えている。前記梁部３４の前
端部に、前記係止ワイヤ３７の後端部が固定されている
。

本実施例では、前記センサ部３１はアングルワイヤ３２
に加わる力に応じた歪を受け、この歪の大きさを歪ゲー
ジ３５が検出する。

本実施例によれば、係止ワイヤ３７あるいはアングルワ
イヤ３２が切断してしまったときに、センサ部３１の歪
がゼロになるので、故障が分かる。

その他の構成７作用及び効果は第１実施例と同様である
。

第８図は本発明の第３実施例におけるセンサ部の近傍を
示す説明図である。

本実施例では、アングルワイヤ３２の先端部を先端部１
２に固定し、係止ワイヤ３７の後端部を可視管部１４の
内壁に固定すると共に、係止ワイヤ３７の中間部にセン
サ部５２を設けている。前記センサ部５２は、係止ワイ
ヤ３７の途中に介装された例えば円柱状のセンサ部本体
５３と、このセンサ部本体５３の外周部に張設された歪
ゲージ３５とで構成されている。前記歪ゲージ３５には
信号線４１が接続されている。

その他の構成９作用及び効果は第１実施例と同様である
。

第９図及び第１０図は本発明の第４実施例に係り、第９
図は圧力センサの近傍を示す説明図、第１０図は重力方
向検出系の構成を示すブロック図である。

本実施例では、第１ないし第３実施例に示したような歪
ゲージ３５を用いずに、第９図に示すように、各ゴム人
工筋３６に流体（空気）を送るエアチューブ３９の途中
に、圧力センサ６０を設けている。

一方、ＣＣＵＳ内には、判断回路４２の代りに、第１０
図に示すように、各圧力センサ６０に接続される比較回
路６１が設けられている。

第１実施例において説明したように、先端部１２は重力
方向に下がろうとする。そのため、湾曲部１３を水平状
態に保つためには、重力方向と反対側のゴム人工筋３６
に、他のゴム人工筋３６よりも大きな圧力を加えなけれ
ばならない。そのため、湾曲部１３を水平状態に保つ場
合、重力方向と反対側のエアチューブ３７内の圧力が、
他のエアチューブ３７内の圧力よりも高くなる。従って
、比較回路６１にて、各エアチューブ３７に介装された
圧力センサ６０の出力を比較することにより、重力方向
を検出することができる。すなわち、最も圧力の高いエ
アチューブ３７の位置の反対側が重力方向となる。前記
比較回路６１によって求められた重力方向の情報は、重
力方向表示回路４３に入力され、モニタ１１に表示され
る。

その他の構成１作用及び効果は第１実施例と同様である
。

第１１図は本発明の第５実施例における内視鏡装置の湾
曲制御系の構成を示す説明図である。

第１ないし第４実施例では、流体圧制御装置９と各ゴム
人工筋３６が、個々にエアチューブ３７によって接続さ
れている。すなわち、流体圧制御装Ｗつとゴム人工筋３
６との間に４本のエアチューブ３７が配設されている。

これに対し、本実施例では、各ゴム人工筋３６に接続さ
れた４本のエアチューブ６３の後端部を、挿入部２内に
設けられた電磁弁６４を介して、１本のエアチューブ６
５に接続している。このエアチューブ６５は、流体圧制
御装置９に接続されている。前記電磁弁６４は信号線６
６を介して前記流体圧制御装置９に接続されている。前
記電磁弁６４は、前記流体圧制御装置９によって制御さ
れ、４本のエアチューブ６３のうちの１本とエアチュー
ブ６５とを連通させるようになっている。そして、湾曲
部１３を湾曲させる場合には、電磁弁６４を切り換えて
、任意のゴム人工筋３６に所定の圧力の空気を供給する
。

本実施例によれば、ゴム人工筋３６から電磁弁６４まで
の距離が短いので、ゴム人工筋３６の排気速度が向上す
る。

その他の構成１作用及び効果は第１ないし第４実施例と
同様である。

第１２図ないし第１６図は本発明の第６実施例に係り、
第１２図は本実施例の要部を示すブロック図、第１３図
は配管内における挿入部の状態を示す説明図、第１４図
は第１３図の状態におけるモニタ画面を示す説明図、第
１５図は配管内においてセンタリングを行った挿入部の
状態を示す説明図、第１６図は第１５図の状態における
モニタ画面を示す説明図である。

本実施例は、第１２図に示すように、判断回路４２の出
力によって流体圧制御装置９を制御するようにし、判断
回路４２によって求められた重力方向の反対側に、湾曲
部１３を湾曲させるようにしたものである。

第１３図は、配管６８内において、本実施例を適用しな
い場合の挿入部２の状態を示す。この場合は、重力によ
り、下方向（重力方向）に湾曲部１３が湾曲する。この
ときのモニタ画面では、第１４図に示すように、配管６
８の中央部を示す暗部が画面上側にあり、配管６８の内
壁の下側しか観察できない。

これに対し、第１５図は、本実施例を適用した場合の挿
入部２の状態を示す。前述のように、判断回路４２で求
められた重力方向の反対側に湾曲部１３を湾曲させてい
るので、湾曲部１３を略水平状態に維持できる。このと
きのモニタ画面では、第１６図に示すように、配管６８
の中央部を示す暗部が画面中央にあり、配管６８の内壁
の全周を観察することができる。

このように、本実施例によれば、常に先端部１２がセン
タリングされるので、使用者がいちいち湾曲部１３を湾
曲操作してセンタリングを行う必要がなく、作業性が向
上する。

その他の構成１作用及び効果は第１ないし第５実施例と
同様である。

第１７図は本発明の第７実施例における挿入部の先端側
を示す説明図である。

本実施例の内視鏡装置は、挿入部２の先端部１２に、回
転処置部材、例えば回転する砥石７０を備えている。前
記砥石７０は、処置面７２に押し当てられ、この処置面
７２を研削するようになっている。

その他の構成は、第１ないし第５実施例と同様である。

本実施例では、砥石７０を処置面７２に押し当てると、
押し当てる力に応じて、第１ないし第３実施例の歪ゲー
ジ３５や第４実施例の圧力センサ６０の出力が変化する
ので、判断回路４２または比較回路６１で、前記押し当
てる力を求めることができる。そして、本実施例では、
前記判断回路４２または比較回路６１の出力に応じて流
体圧制御装置９を制御して、砥石７０を処置面７２に押
し当てる力が、予め処置面７２や砥石７０の種類から判
断した最適な力となるように、湾曲部１３を駆動する。

本実施例によれば、砥石７０を処置面７２に押し当てる
力が常に最適な力となるなめ、処置面７２を均一に研削
することができる。

その他の作用及び効果は第１ないし第５実施例と同様で
ある。

第１８図及び第１９図は本発明の第８実施例に係り、第
１８図は内視鏡挿入部の先端側の構成を示す説明図、第
１９図は第１８図のＡ−Ａ　　線断面を示す説明図であ
る。

本実施例では、第１８図に示すように、先端部１２は、
円筒形状の透明カバー８１と、この透明カバー８１の先
端側を閉塞する先端キャップ８２とを備えている。前記
先端キャップ８２の内面には、中心軸が挿入部２の中心
軸と一致する円錐形状のミラー８３が固定されている。

また、前記透明カバー８１内の後端部には、円板状の回
転板８４が回転自在に保持されている。この回転板８４
の後端面の中央部には、挿入部２内を挿通されたフレキ
シブルパイプ８５の先端部が固定されている。このフレ
キシブルパイプ８５の基部は、ドラム３内あるいはドラ
ム３外に設けられた図示しないサーボモータに接続され
ている。そして、このサーボモータを回転させることに
より、回転板８４が回転するようになっている。また、
前記フレキシブルシャフト８５内には、ライトガイド２
２が挿通され、このライトガイド２２は前記回転板８４
を貫通し、先端面は前記ミラー８３に対向している。従
って、このライトガイド２２から出射された照明光は、
ミラー８３で反射されて先端部１２の側方の全周方向に
照射される。また、前記回転板８４上には、対物レンズ
とＣＣＤとを備えたＣＣＤユニット８７が固定されてい
る。このＣＣＤユニット８７の観察方向は、先端部１２
の側方になっている。従って、前記フレキシブルシャフ
ト８５によって回転板８４を回転させることにより、Ｃ
ＣＤユニット８７が回転し、観察方向を変えることがで
きるようになっている。前記ＣＯＤユニット８７には信
号線２５が接続されている。

尚、ＣＣＤユニット８７の回転に伴う信号線２５のねじ
れは、１回転程度ならば、信号線２５の弛みで吸収する
ことができる。

また、挿入部２内には、チャンネル９１が設けられ、こ
のチャンネル９１は、回転板８４と湾曲部１３の間の挿
入部２の側部で開口している。また、回転板８４の外周
側における先端部１２の外周部には、所定の間隔で複数
の送水ノズル９２が設けられている。各送水ノズル９２
には、挿入部２内を挿通された送水チューブ９３が接続
さｔしている。そして、この送水チューブ９３を介して
送られる洗浄水を送水ノズル９２より噴出させることに
より、透明カバー８１の外周部を洗浄できるようになっ
ている。

本実施例では、ＣＣＤユニット８７を３６０゜回転でき
るため、湾曲部１３を湾曲させたり、挿入部２を回転さ
せたりすることなく、挿入部２の側方の全周方向を観察
することが可能となる。

その他の構成１作用及び効果は第１実施例と同様である
。

尚、本発明は、上記各実施例に限定されず、例えば、ア
ングルワイヤを押し引きする駆動手段はモータでも良い
。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、各湾曲操作ワイヤ
に加わる力を検出して、その検出出力に基づいて重力方
向を検知するようにしたので、観察の妨げとならず、且
つ簡単な構成で、挿入部の重力方向を検知することがで
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５図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は内視鏡挿入部の先端側の構成を示す説明図、第２図
はセンサ部の斜視図、第３図は内視鏡装置の全体の構成
を示す説明図、第４図は内視鏡装置の信号処理系の構成
を示す説明図、第５図は内視鏡装置の湾曲制御系の構成
を示す説明図、第６図及び第７図は本発明の第２実施例
に係り、第６図は内視鏡挿入部の先端側の構成を示す説
明図、第７図はセンサ部の斜視図、第８図は本発明の第
３実施例におけるセンサ部の近傍を示す説明図、第９図
及び第１０図は本発明の第４実施例に係り、第９図は圧
力センサの近傍を示す説明図、第１０図は重力方向検出
系の構成を示すブロック図、第１１図は本発明の第５実
施例における内視鏡装置の湾曲制御系の構成を示す説明
図、第１２図ないし第１６図は本発明の第６実施例に係
り、第１２図は本実施例の要部を示すブロック図、第１
３図は配管内における挿入部の状態を示す説明図、第１
４図は第１３図の状態におけるモニタ画面を示す説明図
、第１へ５図は配管内においてセンタリングを行った挿
入部の状態を示す説明図、第１６図は第１５図の状態に
おけるモニタ画面を示す説明図、第１７図は本発明の第
７実施例における挿入部の先端側を示す説明図、第１８
図及び第１９図は本発明の第８実施例に係り、第１８図
は内視鏡挿入部の先端側の構成を示す説明図、第１９図
は第１８図のＡ−Ａ−線断面を示す説明図である。 １・・・内視鏡装置　　　２・・・挿入部１３・・湾曲
部　　　　３１・・・センサ部３２・・・アングルワイ
ヤ ３５・・・歪ゲージ　　　３６・・ゴム人工筋第８ 図 第１２図 第１３図 第１４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 挿入部に湾曲部が設けられ、一端が前記湾曲部の前端側
   に固定された複数の湾曲操作用ワイヤを押し引きして前
   記湾曲部を複数方向へ湾曲するようにした内視鏡装置に
   おいて、 各湾曲操作用ワイヤに加わる力を検出する複数の検出手
   段と、 前記複数の検出手段の検出出力に基づいて前記挿入部に
   おける重力方向を判別する重力方向判別手段と を備えたこと特徴とする内視鏡装置。