JPH0642644Y2

JPH0642644Y2 - 内視鏡湾曲装置

Info

Publication number: JPH0642644Y2
Application number: JP13465288U
Authority: JP
Inventors: 高昭武本
Original assignee: Olympus Optic Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1988-10-15
Filing date: 1988-10-15
Publication date: 1994-11-09
Anticipated expiration: 2003-10-15
Also published as: JPH0255907U

Description

【考案の詳細な説明】［産業上の利用分野］本考案は、内視鏡に挿入部に設けられた湾曲部を湾曲さ
せる内視鏡湾曲装置に関する。

［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
腔内蔵器等を観察したり、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。

前記内視鏡のうち、例えば特開昭61−122620号公報に示
されるように、可撓性の挿入部の先端側に湾曲部を有す
るものでは、湾曲機構を術者が適宜操作することによ
り、湾曲部を必要に応じて湾曲させ、先端部を希望する
方向に向けることができるようになっている。

［考案が解決しようとする課題］しかしながら、内視鏡を用いて体腔内の希望部位に挿入
部先端部を近接させるためには、湾曲機構を適宜操作す
る必要があり、その操作には、相当の熟練を必要とする
という問題点がある。

また、未熟な術者が内視鏡を使用する場合、湾曲操作が
うまく行えないために、検査時間が長時間にわたり、そ
の結果、患者の苦痛が増加し、最悪の場合には、体内臓
器に穿孔等を引き起こすという問題もある。

本考案は、上記事情に鑑みてなされたものであり、操作
者による湾曲操作を不要にでき、内視鏡の操作性を向上
できる内視鏡湾曲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］本考案の内視鏡湾曲装置は、操作者の視野内における視
点位置を検出する視点位置検出手段と、前記視点位置情
報によって検出された視点位置情報に基づいて、湾曲部
を湾曲させる湾曲手段とを備えたものである。

［作用］本考案では、視点位置検出手段によって、操作者の視野
内における視点位置が検出され、この視点位置情報に基
づいて、湾曲部が湾曲される。

［実施例］以下、図面を参照して本考案の実施例を説明する。

第１図ないし第13図は本考案の第１実施例に係り、第１
図は内視鏡湾曲装置の構成を示すブロック図、第２図は
湾曲操作部を示す説明図、第３図は視点位置計測手段及
び湾曲制御部を示すブロック図、第４図は積分回路の動
作を説明するための特性図、第５図は術者による筋電の
違いを補正する補正回路を示すブロック図、第６図ない
し第13図はそれぞれ本実施例の動作を説明するためのモ
ニタ画像を示す説明図である。

第１図に示すように、内視鏡１は、細長で可撓性を有す
る挿入部２を有し、この挿入部２の後端に、太径の操作
部３が連設されている。前記挿入部２は、先端側に、硬
性の先端構成部５を有し、この先端構成部５の後方に、
湾曲可能な先端湾曲部６を有している。

第２図に示すように、前記先端構成部５には、照明窓７
と観察窓８とが設けられている。前記照明窓７の内側に
は、配光レンズ９が装着され、この配光レンズ９の後方
に、ライトガイド10が連設されている。このライトガイ
ド10は、挿入部2,操作部３及び図示しないユニバーサル
コード内を挿通され、図示しない光源装置に接続される
ようになっている。

また、前記観察窓８の内側には、対物レンズ系11が装着
され、この対物レンズ系11の結像位置に、CCD等の固体
撮像素子12が配設されている。この固体撮像素子12に接
続された信号線13は、挿入部2,操作部３及び図示しない
ユニバーサルコード内を挿通され、信号処理回路15に接
続されるようになっている。そして、前記固体撮像素子
12は、前記信号処理装置15によって駆動されると共に、
この固体撮像素子12から読み出された信号は、前記信号
処理回路15によって、映像信号処理され、この信号処理
回路15からの映像信号が、観察用モニタ16に入力され、
この観察用モニタ16に、被写体像が表示されるようにな
っている。

また、前記操作部３内には、前記先端湾曲部６を湾曲操
作するための湾曲操作部20が設けられている。

また、本実施例では、前記観察用モニタ16の画面上にお
ける術者の視点位置を計測する視点位置計測手段21と、
この視点位置計測手段21の計測結果に基づいて、前記湾
曲操作部20を制御する湾曲制御部22とが設けられてい
る。前記視点位置計測手段21の計測結果は、前記信号処
理回路15にも送られ、この信号処理回路15は、第６図等
に示すように、前記観察用モニタ16の画面上に、被写体
像に重ねて、視点の位置を示すアイポイント25を表示す
るようになっている。

前記湾曲操作部20は、第２図に示すように構成されてい
る。すなわち、湾曲操作部20は、２つのプーリ26,27を
有し、各プーリ26,27には、それぞれ、左右または上下
方向湾曲用のアングルワイヤ28,29が取り付けられてい
る。各アングルワイヤ28,29は、挿入部２内を挿通さ
れ、第３図に示すように、先端は、前記先端構成部５に
機械的に接続されている。また、各プーリ26,27の回転
軸には、それぞれ、ギア31,32が取り付けられ、各ギア3
1,32には、それぞれ、モータ33,34の出力軸に取り付け
られたギア35,36が噛合している。前記モータ33,34は、
前記湾曲制御部22内のモータ駆動制御回路37,38に接続
されている。そして、前記モータ33,34を回転させて、
アングルワイヤ28,29を進退させることにより、前記先
端湾曲部６を上下／左右方向に湾曲できるようになって
いる。

また、前記視点位置計測手段21は、第３図に示すように
構成されている。すなわち、視点位置計測手段21は、術
者の眼の周囲に配置された電極から、眼球回りの２軸
（x,y）の筋電を取る手段41を有している。尚、この筋
電を取る手段41は、眼球を動かす眼筋の筋肉運動に伴っ
て生ずる電位を検出するものであり、アイポイントカメ
ラに用いられるものである。前記筋電を取る手段41によ
って得られるx,yの各軸の筋電は、それぞれ、アンプ43,
44で増幅された後、A/D変換器45,46でデジタル信号に変
換され、積分回路47に入力されるようになっている。こ
の積分回路47は、前記A/D変換器45,46の出力が入力され
る加算器51,52と、この加算器51,52の出力が入力される
レジスタ53,54とを備え、各加算器51,52は、前記レジス
タ53,54の出力と前記A/D変換器45,46の出力とを加算す
るようになっている。このように、積分回路47は、第４
図に示すように、眼球が速く動いたときと、遅く動いた
ときとで、計測結果にずれがないように、時間で細分し
た電位を足し合わせていく。すなわち、積分するように
なっている。前記積分回路47の各レジスタ53,54の出力
は、それぞれ、D/A変換器55,56でアナログ信号に変換さ
れ、湾曲制御部22内のモータ駆動制御回路37,38に入力
されるようになっている。

このようにして、眼球回りの２軸（x,y）の筋電から、
術者の視点位置を計測し、この視点位置方向に先端構成
部５が向くように、先端湾曲部６を湾曲駆動するように
なっている。

尚、術者による筋電の違いを補正するために、前記視点
位置計測手段21内に、第５図に示すような補正回路57を
設けても良い。この補正回路57は、レジスタ53,54の出
力を1/x倍する掛算器58と、この掛算器58におけるｘの
値を記憶するRAM59と、このRAM59に対して、データを入
力するキーボード等の外部入力手段60とを備えている。
そして、術者によって、一定の距離までに発生する筋電
の違いを補正するため、例えばモニタ上の最大幅を視点
が移動するときの筋電のデータｘを、外部入力手段60に
よって、RAM59に入力し、レジスタ53,54からの出力を掛
算（1/x）し、どの術者に対しても、正確に応答させる
ようにする。

次に、体腔内の検査を行う場合を例に取り、本実施例の
動作について説明する。

内視鏡１の挿入部２を体腔内で挿入して行くと、第６図
に示すように、観察用モニタ16の画面上には、体腔内の
像が描出されると共に、アイポイント25が表示される。
このように体腔内を検査中、第７図に示すように、希望
する部位61が画面上に現れたとする。このとき、術者
は、第８図に示すように、視点を希望する部位61に移
す。すると、アイポイント25は、同時にその位置に移動
する。このとき、視点位置計測手段21は、視点の位置を
計測し、その情報を、湾曲制御部22に送る。この湾曲制
御部22は、受け取った情報を基に、先端構成部５を、現
在向いている方向から、希望する部位61に向けるために
必要な、上下及び左右４方向の湾曲角度を算出し、湾曲
操作部20内のモータ33,34に制御信号を送る。前記モー
タ33,34は、この制御信号を受けて、先端構成部５を湾
曲させ、結果として、第９図に示すように、先端構成部
５が希望する部位61に向き、画面中央に希望する部位61
が描出される。

また、内視鏡１の挿入部２を、体腔内へ挿入して行く場
合、第10図に示すように、奥の管腔62が画面の中心に位
置するように挿入して行くが、本実施例の構成を用い、
希望する部位が常に画面中央に来るように湾曲がかかる
ように設定しておけば、第11図に示すように、奥の管腔
62が画面の中心から外れた場合でも、視点を奥の管腔62
に移し、第12図に示すように、アイポイント25を移動さ
せることによって、先端湾曲部６が湾曲し、第13図に示
すように、画面の中央に常に像が配置される。

尚、本実施例では、術者の視点が観察用モニタ16から外
れた場合には、湾曲動作が行われないように構成してい
る。

このように、本実施例によれば、観察用モニタ16の画面
上の希望する部位に視点を移すだけで、自動的に湾曲動
作が行われ、挿入部２の先端部が希望する部位に向くた
め、従来、熟練を必要としていた湾曲操作が不要とな
る。従って、未熟な術者の操作によっても安全性が確保
される。

また、体腔内へ挿入部２を挿入して行く際、奥の管腔に
視点を移すだけで、その方向に挿入部２の先端部が向く
ため、挿入の際の湾曲操作が不要となる。

尚、自動的な湾曲動作を、必要なときだけ行わせるよう
にしても良い。また、先端部が視点方向を向くように自
動的に湾曲動作が行われる状態と、手動にて湾曲操作が
可能な状態とを切換可能にしても良い。

第14図は本考案の第２実施例における内視鏡湾曲装置の
構成を示すブロック図である。

第１実施例は先端構成部５内に固体撮像素子12を有する
電子内視鏡の例であるが、本実施例はファイバスコープ
の例である。

ファイバスコープである内視鏡71では、操作部３の後端
部に、接眼部73が設けられている。また、先端構成部５
内に配設された対物レンズ系11の結像位置に、固体撮像
素子12の代わりに、ファイババンドルよりなるイメージ
ガイド72の先端面が配置されている。このイメージガイ
ド72は、挿入部２内を挿通され、後端面は、前記接眼部
73内の接眼レンズ74に対向している。そして、前記対物
レンズ系11によって結像された被写体像は、イメージガ
イド72によって接眼部73に伝達され、この接眼部73から
観察されるようになっている。

また、前記接眼部73には、撮像アダプタ76が着脱自在に
装着されるようになっている。この撮像アダプタ76は、
前記接眼部73からの光を受光して結像する結像レンズ系
77と、この結像レンズ系77の結像位置に配設されたCCD
等の固体撮像素子78とを備えている。この固体撮像素子
78は、第１実施例と同様の信号処理回路15に接続されて
いる。

本実施例では、内視鏡71に撮像アダプタ76を装着して使
用することにより、第１実施例と同様の作用が得られ
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15図ないし第19図は本考案の第３実施例に係り、第15
図は内視鏡湾曲装置の構成を示すブロック図、第16図は
アダプタの正面図、第17図は第16図の断面図、第18図は
アダプタの変形例の正面図、第19図は第18図の断面図で
ある。

本実施例の内視鏡81は、第１実施例の内視鏡１に対し
て、湾曲操作部のみが異なっている。内視鏡81の湾曲操
作部82は、第１実施例における湾曲操作部20のように湾
曲操作のためのモータを内蔵したものではなく、従来の
内視鏡と同様に、手動にて湾曲操作できるものであり、
そのための湾曲操作ノブ83が設けられている。尚、この
湾曲操作ノブ83は、同軸状に設けられた上下用ノブ83a
と左右用ノブ83bとを有している。

本実施例では、前記湾曲操作ノブ83に嵌合する受け口86
を有し、前記湾曲操作ノブ83に着脱自在に接続可能なア
ダプタ85が設けられている。そして、このアダプタ85
に、湾曲制御部22が接続されている。

前記アダプタ85は、第16図及び第17図に示すように構成
されている。すなわち、アダプタ85は、ハウジング内
に、前記上下用ノブ83aに嵌合する回転部材88aと、前記
左右用ノブ83bに嵌合する回転部材88bとが設けられてい
る。前記各回転部材88a,88bの外周部には、ギアが刻設
されている。また、ハウジング内には、湾曲制御部22に
よって回転が制御されるモータ89a,89bが設けられ、こ
のモータ89a,89bの出力軸に取り付けられたギア90a,90b
が、前記回転部材88a,88bの外周部のギアに噛合してい
る。従って、モータ89a,89bを回転させることにより、
回転部材88a,88bを介して、湾曲操作ノブ83が回転駆動
され、先端湾曲部６の湾曲動作が行われる。

このように、本実施例では、通常の湾曲機構を有する内
視鏡81の湾曲操作ノブ83に、アダプタ85を接続すること
により、第１実施例と同様の作用が得られる。

尚、第18図及び第19図に示すように、前記回転部材88a,
88bを回転駆動する手段として、モータ89a,89b及びギア
90a,90bの代わりに、超音波モータ91a,91bを用いても良
い。超音波モータはトルクが高いので、第19図に示すよ
うに、ギアを介することなく、直接、回転部材89a,89b
を回転させることが可能である。この超音波モータの使
用によって、アダプタ85の小型化が可能となる。

尚、本考案において、視点位置を検出する手段として
は、眼球回りの２軸の筋電を取るものに限らず、以下の
ような２つの手段を用いても良い。

一つの手段は、第20図に示すように、眼の周囲の皮膚の
上に、電極92,92を配置し、眼球運動に伴って変化する
電位差を検出するものである。眼球93は、角膜側と網膜
側との間に、＋，−の電位差を有し、眼球93の周囲の組
織は導電性であるため、図のように眼球93の左右の皮膚
の上に２個の電極92,92を配置すれば、左右方向の眼球
運動に従って変化する電位差を取り出すことができる。
更に、２個の電極を眼球93の上下に配置すれば、上下方
向の眼球運動に従って変化する電位差を取り出すことが
でき、これにより、視点位置の検出が可能となる。尚、
第20図中、符号99は、鼻を示している。

また、他の手段は、第21図に示すように、眼球93に光を
当てて、角膜から反射する光をとらえるものである。眼
球93に光源94からの光を当てると、角膜が凸面鏡の働き
をし、表面に近接した内側に、光源94の虚像を二次光源
95として生ずる。従って、表面からの反射光を凸レンズ
96でとらえれば、光源94の実像を小さな輝点として映写
面に投影することができる。眼球93は、その中心を固定
した回転運動を行うと考えられ、また、角膜と鞏膜の曲
率が異なることにより、反射光によって得た実像97は、
眼球93の運動に従って位置が変化する。従って、この実
像97を、テレビカメラ98で撮像し、その位置を計測する
ことにより、視点位置の検出が可能となる。

第22図は、第21図に示す視点位置検出手段を、内視鏡湾
曲装置に適用した具体例を示す。

観察用モニタ16を観察する術者の眼球93に、光源94から
の光を当て、この眼球93からの反射光を、ビジコンカメ
ラ等にテレビカメラ98で撮像する。眼球93の運動に伴っ
て前記テレビカメラ98に結像される実像97の位置が変化
する。このテレビカメラ98からは、輝度の強弱によって
電流が変化した信号が出力され、この出力信号により、
前記実像97の位置を知ることができ、術者の視点位置を
知ることができる。このテレビカメラ98の出力信号は、
ミクサー101に入力される。このミクサー101は、内視鏡
１の固体撮像素子12から得られる被写体像の映像信号
と、前記テレビカメラ98からの信号とを、電気的に混合
して、観察用モニタ16上に、被写体像と共にアイポイン
トを表示させる。また、前記テレビカメラ98の出力信号
は、駆動信号生成回路102に入力される。この駆動信号
生成回路102は、前記テレビカメラ98の出力信号から、
実像97の位置を検出し、この実像97の位置に対応する視
点位置に応じたＸ方向,Y方向の各駆動信号を生成する。
尚、テレビカメラ98の出力信号から実像97の位置を検出
するのは、例えば、テレビカメラ98の出力信号が所定レ
ベル以上になるときのタイミングを検出することにより
可能である。前記Ｘ方向,Y方向の各駆動信号は、それぞ
れ、Ｘ方向のアンプ103,Y方向のアンプ104を経て、内視
鏡１の湾曲操作部20の各モータ33,34に供給される。

尚、上記２つの手段については、「NHK技術研究」誌、
第17巻、第１号、第４〜20頁、1965年発行、に詳しく記
載されている。

尚、本考案は、医療用内視鏡に限らず、工業用内視鏡に
も適用することができる。

［考案の効果］以上説明したように本考案によれば、視点位置検出手段
によって検出された操作者の視点位置情報に基づいて、
湾曲部が湾曲されるので、操作者による湾曲操作を不要
にでき、内視鏡の操作性を向上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13図は本考案の第１実施例に係り、第１
図は内視鏡湾曲装置の構成を示すブロック図、第２図は
湾曲操作部を示す説明図、第３図は視点位置計測手段及
び湾曲制御部を示すブロック図、第４図は積分回路の動
作を説明するための特性図、第５図は術者による筋電の
違いを補正する補正回路を示すブロック図、第６図ない
し第13図はそれぞれ本実施例の動作を説明するためのモ
ニタ画像を示す説明図、第14図は本考案の第２実施例に
おける内視鏡湾曲装置の構成を示すブロック図、第15図
ないし第19図は本考案の第３実施例に係り、第15図は内
視鏡湾曲装置の構成を示すブロック図、第16図はアダプ
タの正面図、第17図は第16図の断面図、第18図はアダプ
タの変形例の正面図、第19図は第18図の断面図、第20図
及び第21図はそれぞれ視点位置検出手段の他の例を示す
説明図、第22図は第21図に示す視点位置検出手段を内視
鏡湾曲装置に適用した具体例を示す説明図である。１…内視鏡、２…挿入部６…先端湾曲部、16…観察用モニタ 20…湾曲操作部、21…視点位置計測手段 22…湾曲制御部

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】内視鏡の挿入部に設けられた湾曲部を湾曲
させる内視鏡湾曲装置において、操作者の観測視野内における視点位置を検出する視点位
置検出手段と、この視点位置検出手段によって検出された視点位置と被
写体像とを表示する観察用モニタと、この観察用モニタの画面上における視点位置の希望観察
部位への移動を、上記視点位置検出手段により計測する
視点位置計測手段と、この視点位置計測手段の計測情報に基づいて湾曲部の湾
曲角度を算出し、その算出値によって湾曲操作部を制御
する湾曲制御部と、を具備したことを特徴とする内視鏡湾曲装置。