JPH07116112A

JPH07116112A - 自走式内視鏡

Info

Publication number: JPH07116112A
Application number: JP5266509A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Ueda; 康弘植田
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1993-10-25
Filing date: 1993-10-25
Publication date: 1995-05-09

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、異常な事態を素早く発見できて安全
性を確保できる自走式内視鏡を提供することを目的とす
る。【構成】本発明は、管路内に挿入した挿入部２を自走さ
せる自走ユニット３と前記管路内を観察する観察手段と
を有した自走式内視鏡において、前記観察手段が観察可
能な動作状態にあるときのみ、前記自走ユニット３を駆
動可能な状態に設定する制御手段を設けた。したがっ
て、観察可能な状態においてのみ、自走動作を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、小腸や大腸等の管路内
で自走させる自走式内視鏡に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、大腸内や埋設配管等の管路内に内
視鏡やカテーテルなどを自走させる装置が種々提案され
ている。この自走装置の方式としては、軸方向に伸縮を
行う伸縮体の前後に膨縮を行うバルーンを設け、それら
を流体圧で制御することにより、いわゆる芋虫的に動作
させる方式や、これに類似した蠕動型の方式がある。ま
た、挿入部の外周部に車輪を設けて駆動する方式、さら
には挿入部の外周部に走行脚を設けて駆動する方式も知
られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の自
走装置を持った内視鏡は、挿入部を強制的に動かすた
め、安全の確保上、自走装置になんらかの故障が生じた
場合、その動作を即座に停止しなければならない。ま
た、異常な動きを示す場合にも、この事態を素早く発見
して自走動作を停止させなければならない。

【０００４】本発明は前記課題に着目してなされたもの
であり、その目的とするところは、異常な事態を素早く
発見できて安全性を確保できる自走式内視鏡を提供する
ことにある。

【０００５】

【課題を解決する手段および作用】本発明は、管路内に
挿入した挿入部を自走させる自走手段と前記管路内を観
察する観察手段とを有した自走式内視鏡において、前記
観察手段が観察可能な動作状態にあるときのみ、前記自
走手段を駆動可能な状態に設定する制御手段を設けた。
したがって、観察可能な状態においてのみ、自走動作を
行うことができるから、内視鏡の異常な動きを示す事態
を素早く発見できて、内視鏡を使用する上での安全性を
確保できる。

【０００６】

【実施例】図１ないし図１０は、本発明の一実施例を示
すものである。この実施例での内視鏡１は、特に患者自
身の腸の蠕動運動により、その長尺な挿入部２を深部小
腸へ挿入する、いわゆるゾンデ式小腸スコープと呼ばれ
るものである。

【０００７】図１で示すように、内視鏡１の長尺な蛇管
からなる挿入部２の先端部分には自走ユニット（自走手
段）３を設けてある。挿入部２の基端は把持部４を兼ね
た分岐部５に接続されている。この分岐部５には第１の
ケーブル６と第２のケーブル７がそれぞれ着脱自在に接
続されている。第１のケーブル６の延出端にはコネクタ
８が設けられており、このコネクタ８はビデオプロセッ
サ９を内蔵した光源装置１０に接続される。光源装置１
０にはＴＶモニタ１１が付設されている。

【０００８】また、内視鏡１の挿入部２における先端部
には、図２で示す、ＣＣＤ等の固体撮像素子１５に観察
視野を結像する対物レンズ系１６と、その観察視野を照
明する照明レンズ系１７が組み込まれている。固体撮像
素子１５で撮像して得た撮像信号は前記ビデオプロセッ
サ９に伝送される。ＴＶモニタ１１はその観察視野の映
像を映し出す。これらにより内視鏡１の観察手段を構成
している。

【０００９】また、挿入部２から分岐部５を介して第１
のケーブル６にわたりライトガイドファイバ１８が挿通
されており、このライトガイドファイバ１８によって前
記光源装置１０の照明光源からの照明光を前記照明レン
ズ系１７に伝送するようになっている。この照明手段
も、照明光が送り込まれない限り、管内を観察できない
点で、内視鏡１の観察手段の一部を実質的に構成するも
のである。

【００１０】内視鏡１の分岐部５から分岐する第２のケ
ーブル７は、その延出端に、コネクタ１９を設け、この
コネクタ１９は前記自走ユニット３を駆動するための駆
動装置２０に接続される。

【００１１】前記自走ユニット３は、図３で示すように
構成されている。すなわち、軸方向に伸縮を行う弾性伸
縮体２１の前後に膨縮を行うバルーン２２，２３を設け
る。これらに後述するマイクロバルブを操作して加圧流
体を選択的に給排することにより、弾性伸縮体２１は挿
入部２の軸方向へ伸縮し、また、前後の各バルーン２
２，２３は膨縮する。そして、この加圧流体の給排を制
御することにより伸縮膨脹して小腸２４内を自走する。
各バルーン２２，２３はその肉厚内に挿入部２の軸方向
に沿う伸び規制用繊維２７を入れ、膨脹の方向を規制す
るようになっている。

【００１２】そこで、前進させる場合、第１段階で、図
３の（ｂ）で示すように後部バルーン２２を膨脹させて
小腸２４の内壁に押し当てて固定する。第２段階では、
図３の（ｃ）で示すように弾性伸縮体２１を伸長させる
ことにより前部バルーン２３を前方へ移動させる。第３
段階で、図３の（ｃ）で示すように前部バルーン２３を
膨脹させてから後部バルーン２２を収縮して小腸２４の
内壁に押し当てて固定した後、弾性伸縮体２１を収縮さ
せることにより、後部バルーン２２を前方へ進める。つ
いで、前記第１の段階の状態に戻す。このサイクルを繰
り返すことにより挿入部２を前進することができる。

【００１３】この自走ユニット３における前後バルーン
２２，２３の周面には、自走ユニット監視センサ２５と
して第１の触覚センサ２６が設けられ、小腸２４などの
管路の内壁に対するバルーン２２，２３の接触圧を検出
するようになっている。この触覚センサ２６としては、
種々のものの利用が可能であるが、例えば感圧導電ゴム
を用いるとよい。

【００１４】また、図４で示すように、挿入部２におい
て自走ユニット３より先端には湾曲部３０を連設してな
り、この湾曲部３０の先端部分には、前述した固体撮像
素子１５、対物レンズ系１６、照明レンズ系１７などが
組み込まれている。湾曲部３０の先端部外周には湾曲部
監視センサ３１としての第２の触覚センサ３２が設けら
れており、小腸２４などの管路の内壁に対する湾曲部３
０の接触圧を検出するようになっている。この触覚セン
サ３２としては、種々のものの利用が可能であるが、例
えば感圧導電性ゴムを用いるとよい。

【００１５】図５で示すように、湾曲部３０の周壁３３
内には３つの加圧室３４を形成し、各加圧室３４には後
述するマイクロバルブを個別的に介して加圧チューブ３
５が接続されている。周壁３３内には膨脹規制用繊維３
６を設け、加圧室３４を加圧したとき、軸方向へのみ伸
長するようになっている。このため、個別的な加圧チュ
ーブ３５を通じて選択した加圧室３４を加圧すると、そ
れに応じた周壁３３の部分が膨脹し、これと反対側へ湾
曲部３０を湾曲させることができる。

【００１６】前記自走ユニット３における弾性伸縮体２
１およびバルーン２２，２３や、湾曲部３０の各加圧室
３４に対して加圧流体を選択的に給排するマイクロバル
ブ４０は、図７で示すように構成されている。すなわ
ち、連通されるべき前後の管路４１，４２の途中部分に
弁本体４３を介挿して設け、この弁本体４３の弁孔４４
内には一方向に移動自在な弁４５を設ける。この弁４５
の一端部周面は円錐形に形成され、この円錐部４６が弁
座４７に嵌合したとき、弁孔４４を閉塞するようになっ
ている。さらに、弁本体４３には、励磁されたとき、前
記弁４５を閉じる向きに付勢する第１の駆動コイル４８
と、励磁されたとき、前記弁４５を開く向きに付勢する
第２の駆動コイル４９が設けられている。また、このマ
イクロバルブ４０には内圧を検出する圧力センサ５０は
設けられている。そして、加圧制御部６０がこの検出圧
力値に応じて圧力供給量を調節する。また、マイクロバ
ルブ４０の内圧が過大になったときには、バルブ制御部
５２を通じてそのマイクロバルブ４０を遮断し、それ以
上の加圧供給を停止する。

【００１７】このようなマイクロバルブ４０が、前記自
走ユニット３の弾性伸縮体２１およびバルーン２２，２
３と、前記湾曲部３０の加圧室３４に対して個別的に通
じる管路４１とポンプ５１に通じる管路４２との間に、
それぞれ介在する。したがって、これらのマイクロバル
ブ４０をバルブ制御部５２によって選択的に開閉制御す
れば、前述したように自走ユニット３と湾曲部３０をそ
れぞれ駆動することができる。

【００１８】なお、各マイクロバルブ４０は挿入部２以
外の部位に設けてもよいが、この実施例では挿入部２の
内部に設ける。すなわち、図８で示すように、自走ユニ
ット３の弾性伸縮体２１に通じる第１のマイクロバルブ
４０ａ、自走ユニット３の前部バルーン２２に通じる第
２のマイクロバルブ４０ｂ、自走ユニット３の後部バル
ーン２３に通じる第２のマイクロバルブ４０ｃは、挿入
部２内においてその軸方向に互いにずれて配置されてい
る。そして、この直前までは共通の１本の管路４２ａで
あり、これより各マイクロバルブ４０ａ，４０ｂ，４０
ｃ側へそれぞれに分岐する。このため、挿入部２の細径
化が図れ得る。また、図示しないが、湾曲部３０の加圧
室３４に対しても同様に配置することにより、挿入部２
の細径化を図る。

【００１９】また、図９で示すように、自走ユニット３
側の共通の管路４２ａと湾曲部３０側の共通の管路４２
ｂは途中まで共通な管路５４であるが、前述したような
マイクロバルブ４０ｄ，４０ｅを経て、自走ユニット３
側の管路４２ａと湾曲部３０側の管路４２ｂの２つに分
かれる。このマイクロバルブ４０ｄ，４０ｅも、挿入部
２内においてその軸方向に互いにずれて配置される。

【００２０】一方、図２で示すように、ポンプ５１は加
圧制御部６０を介して前述した共通な管路５４に接続さ
れ、また、手動ポンプ６１も、その加圧制御部６０を介
して前述した共通な管路５４に接続される。

【００２１】さらに、駆動装置２０には、前記自走ユニ
ット３の自走動作を指令する自走入力部６５と、前記湾
曲部３０の湾曲動作を指令する湾曲入力部６６が設けら
れている。この自走入力部６５および湾曲入力部６６の
信号は前記バルブ制御部５２と加圧制御部６０に送られ
る。

【００２２】なお、この自走入力部６５と湾曲入力部６
６を前記光源装置１０に設け、信号ケーブル６７を通じ
ての指令制御を行ったり、内視鏡１の把持部４に自走入
力部６５または湾曲入力部６６に設けて指令制御を行っ
たりしてもよい。

【００２３】また、自走ユニット３の自走動作は、内視
鏡１の観察動作が作動していないときには行わないよう
に制御される。例えば、図２で示される前記ビデオプロ
セッサ９の駆動信号のオン／オフ信号を受け、加圧制御
部６０では、そのビデオプロセッサ９の駆動信号がオン
のとき、自走動作を行うことができる状態にし、ビデオ
プロセッサ９の駆動信号がオフのとき、自走動作を行う
ことができない状態にする。つまり、前記観察手段が観
察可能な動作状態にあるときのみ、前記自走手段を駆動
可能な状態に設定する制御手段を構成する。

【００２４】これの動作を図１０のタイムチャートで表
す。すなわち、第１の部分で示すように、ビデオプロセ
ッサ９の駆動信号がオフの状態にあるとき、自走入力部
６５の自走スイッチをオンの状態としても、自走側のマ
イクロバルブ４０ｄは開かないため、ポンプ５１または
手動ポンプ６１が作動していても、自走ユニット３の動
作は停止している。次に、図１０の第２の部分で示すよ
うに、ビデオプロセッサ９の駆動信号がオンの状態にあ
るときには、自走スイッチをオン状態にするに応じて、
自走側のマイクロバルブ４０ｄが開き、自走ユニット３
に自走動作を行わせる。このように内視鏡１において観
察状態にあるときのみ自走動作を行って、観察状態にな
っていなければ、自走入力部６５からの指令を受けても
自走動作を行わない。このため、術者が体腔内自走挿入
時において、その体腔内を観察しながらではなくは、自
走挿入することができず、安全性を向上させることがで
きる。

【００２５】また、図１０の第３の部分で示すように、
湾曲入力部６６の湾曲スイッチをオンすると、湾曲側の
マイクロバルブ４０ｅが開き、湾曲部３０を湾曲させる
動作を行わせることができる。また、この湾曲部３０を
湾曲操作する場合におても、内視鏡１において、観察状
態になっていなければ、湾曲入力部６６からの指令を受
けても湾曲動作を行わないようになっている。

【００２６】一方、図１０の第４の部分で示すように、
自走ユニット３の監視センサ２５，３１やこれに対応し
たマイクロバルブ４０の圧力センサ５０によって検出す
る圧力のいずれかが過大になった場合にはそれのマイク
ロバルブ４０を閉じ、バルーン２２，２３の圧力を減
じ、自走動作を停止させる。また、湾曲部３０の監視セ
ンサ２５やこれに応じたマイクロバルブ４０の圧力セン
サ５０についても、それによって検出する圧力のいずれ
かが過大になった場合にはそれのマイクロバルブ４０を
閉じ、加圧室３４の圧力を減じ、湾曲動作を停止させ
る。

【００２７】なお、前記構成において、自走入力部６５
の自走スイッチにタイマを接続し、この自走スイッチを
オンした後、一定時間経過後に、オフする構成とすれ
ば、図１０の第２の部分で示すように、常に術者がつい
ていなければ、自走操作を継続できず、より高い安全性
を確保できるようになる。

【００２８】図１１ないし図１３は、前記実施例の変形
例を示すものである。これは湾曲入力部６６を図１３で
示すようなジョイステック７０の形式とし、これのＸＹ
方向の各成分の湾曲量を図１１で示すエンコーダ７１，
７２によって検出し、この合成ベクトルを演算回路７３
で計算し、これを画像処理回路７４により、図１２の
（ａ）（ｂ）で示すようにＴＶモニタ１１の画面に表示
する。演算回路７３の情報はバルブ制御部５２および加
圧制御部６０に送られる。また、ジョイステック７０に
は押しボタン式の湾曲スイッチ７６を設け、これの信号
をバルブ制御部５２に送る。湾曲スイッチ７６を操作し
た上で、始めて湾曲動作が行われる。ＴＶモニタ１１の
画面の表示が図１２の（ｂ）のように所望のものに変わ
る。

【００２９】これの方式で湾曲操作を行う場合、まず、
ジョイステック７０を所望の向きに傾ける。このときの
湾曲する向きが、図１２の（ａ）で示すようにポインタ
７７で指示される。そこで、湾曲スイッチ７６をオン操
作すると、内視鏡１の湾曲部３０が所定の向きに湾曲す
る。湾曲スイッチ７６をオフ操作（ボタンから指を離
す）すると、ジョイステック７０は、元のニュートラル
の位置に戻る。以上のごとく、湾曲する向きと量を事前
に確認した上で、湾曲動作を行わせるから、安全性が向
上する。

【００３０】図１４は前記実施例の他の変形例を概念的
に示したものである。自走ユニット３を設けた挿入部２
の先端部分に位置センサ８１を設け、内視鏡１の基端側
部分にはそのセンサ駆動部８２を設け、これらを挿入部
２内に配置した信号線８３で接続する。位置センサ８１
としてはホール素子等の磁気センサとする。また、体外
には例えば磁気コイルからなる位置検出部８４を設け
る。そして、磁気コイルによる磁場を位置センサ８１で
検出してこれを計算することで、体外から体内の自走ユ
ニット３の位置を知ることができる。

【００３１】また、図１４で示すように、内視鏡１の挿
入部２に歪みセンサ等からなる形状センサ８５をその挿
入部２の軸方向に数列直列に配置して設け、検出部８６
から画像表示手段８７を経てＴＶモニタ８８の画面上に
その挿入部形状を表示するようにしてもよい。これは挿
入部２の歪み量から挿入部２の湾曲量を検出し、挿入部
２の形状を検出できる。

【００３２】なお、本発明は前記実施例の構成に限定さ
れるものではない。例えば挿入部の自走方式としては、
モータによる車輪駆動方式や脚駆動方式等でもよい。ま
た、自走ユニットをカテーテルのようなものに設け、こ
のカテーテル内に内視鏡を挿入して使用する形式のもの
にも適用できる。また、内視鏡用光源装置が点灯状態の
場合にのみ、自走ユニットを駆動可能な形式としてもよ
い。この場合、特に、ファイバスコープの場合に適す
る。さらに、適用できる内視鏡の種類としても、大腸、
血管、膵管、胆管等の医療用、またはプラント配管等の
工業用のものでもよい。工業用のものである場合、配管
損傷の回避のみならず、内視鏡自体の損傷を回避するに
役立つ。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、前記観察
手段が観察可能な動作状態にあるときのみ、前記自走手
段を駆動可能な状態に設定する制御手段を設けたから、
観察可能な状態においてのみ、自走動作を行うことがで
きる。したがって、内視鏡の異常な動きを示す事態を素
早く発見できて、内視鏡を使用する上での安全性を確保
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す内視鏡装置の概略的な
構成を示す斜視図。

【図２】前記内視鏡装置の概略的な構成をブロック的に
示す説明図。

【図３】前記内視鏡の自走ユニットの構成と動作を示す
説明図。

【図４】前記内視鏡の挿入部の先端部付近の側面図。

【図５】前記挿入部の湾曲部の一部断面図。

【図６】図５中Ａ−Ａ線に沿う断面図。

【図７】マイクロバルブの断面図。

【図８】マイクロバルブの配置状態を示す回路図。

【図９】マイクロバルブの配置状態を示す回路図。

【図１０】前記内視鏡装置の動作のタイムチャート。

【図１１】前記内視鏡装置の変形例の概略的な構成をブ
ロック的に示す説明図。

【図１２】前記変形例のＴＶモニタの画面を示す図。

【図１３】前記変形例のジョイステックの斜視図。

【図１４】前記内視鏡装置の他の変形例の要部をブロッ
ク的に示す説明図。

【符号の説明】

１…内視鏡、２…挿入部、３…自走ユニット、９…ビデ
オプロセッサ、１０…光源装置、１１…ＴＶモニタ、１
５…固体撮像素子、１６…対物レンズ系、１７…照明レ
ンズ系、３０…湾曲部、４０…マイクロバルブ、５１…
ポンプ、５２…バルブ制御部、６０…加圧制御部、６５
…自走入力部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】管路内に挿入した挿入部を自走させる自走
手段と前記管路内を観察する観察手段とを有した自走式
内視鏡において、前記観察手段が観察可能な動作状態にあるときのみ、前
記自走手段を駆動可能な状態に設定する制御手段を設け
たことを特徴とする自走式内視鏡。