JPWO2017183196A1 - 可撓管挿入装置 - Google Patents

Abstract

可撓管挿入装置（１０）は、可撓管（３３）と、剛性可変部（６０）と、状態検出部（７０）と、形状算出部（８１）と、剛性制御部（９１）とを有する。剛性制御部（９１）は、第１時刻にて形状算出部（８１）によって算出された形状情報に基づく可撓管（３３）の第１挿入経路に対する、第２時刻にて形状算出部（８１）によって算出された形状情報に基づく可撓管（３３）の第２挿入経路の変位量に応じて、挿入経路の変位部分に対応する可撓管（３３）のセグメント（３７）に対して剛性可変部（６０）によって実施される可撓管（３３）の曲げ剛性の変更を制御する。

Description

本発明は、被挿入体の管路部に可撓管を挿入する可撓管挿入装置に関する。

例えば特許文献１に開示される内視鏡装置の挿入部の可撓管は、挿入部の中心軸方向に沿って列状に並ぶ複数のセグメントに区切られる。内視鏡装置は、形状検出部によって検出された可撓管の形状に応じて、可撓管の曲げ剛性を挿入に適した曲げ剛性にセグメント単位で変更する。これにより、挿入部が押し込み操作される際に、被挿入体（例えば大腸）の管路部（例えば大腸の腸管）における深部への挿入部の挿入性が向上する。

例えば特許文献２に開示される管状挿入装置は、挿入部の形状に関する形状情報と、挿入部が受ける外力に関する外力情報とを含む、挿入部の挿入に必要な情報である操作支援情報を操作者に提供する。操作者は、操作支援情報によって、挿入部の挿入操作を支援される。

特開２０１６−７４３４号公報 特開２０１５−１６３６５号公報

特許文献１は、曲げ剛性の変更を開示しているのみであり、変更後の曲げ剛性の値については開示されていない。つまり押し込み操作時において、可撓管が変更された曲げ剛性を有しても、管路部における深部への挿入部の挿入性は、向上しない虞がある。

特許文献２では、挿入支援情報が提供されるが、挿入支援情報を用いた適切な操作方法までは提供されない。そもそも挿入支援情報は操作者がビギナーであることを考慮して提供されるが、ビギナーであるがゆえに、ビギナーは提供された挿入支援情報を基にどのような挿入操作を実施するか判断に迷うことがある。したがって、挿入支援情報が提供されれば、挿入操作が適切に実施されるとは、必ずしもいえない。このため挿入部に座屈が発生したり、管路部における深部への挿入部の挿入性が低下する虞が生じる。

本発明は、これらの事情に鑑みてなされたものであり、可撓管の座屈を防止でき、管路部における深部への挿入性を向上できる可撓管挿入装置を提供することを目的とする。

本発明の可撓管挿入装置の一態様は、中心軸方向に沿って列状に並ぶ複数のセグメントに区切られており、被挿入体に挿入される可撓管と、前記可撓管の曲げ剛性を、前記セグメント単位で可変する剛性可変部と、前記可撓管の状態に関する状態情報を検出する状態検出部と、前記状態情報を基に、前記可撓管の形状に関する形状情報を算出する形状算出部と、前記剛性可変部によって実施される前記曲げ剛性の変更を制御する剛性制御部と、を具備し、前記剛性制御部は、第１時刻にて前記形状算出部によって算出された前記形状情報に基づく前記可撓管の第１挿入経路に対する、第２時刻にて前記形状算出部によって算出された前記形状情報に基づく前記可撓管の第２挿入経路の変位量に応じて、挿入経路の変位部分に対応するセグメントに対して前記剛性可変部によって実施される前記曲げ剛性の変更を制御する。

本発明によれば、可撓管の座屈を防止でき、管路部における深部への挿入性を向上できる可撓管挿入装置を提供できる。

図１は、本発明の一実施形態に係る可撓管挿入装置の概略図である。 図２は、セグメントと状態検出部と形状算出部と剛性制御部と剛性可変部との関係を説明する図である。 図３は、第１挿入経路に対する第２挿入経路の変位量に応じた曲げ剛性の変化量と、目標とする曲げ剛性とを説明する図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態について詳細に説明する。なお、一部の図面では図示の明瞭化のために部材の一部の図示を省略する。

図１に示すように、可撓管挿入装置（以下、挿入装置１０と称する）は、内視鏡２０と、内視鏡２０を制御する制御装置８０とを有する。制御装置８０は、例えば、内視鏡２０に配置される挿入部３０の可撓管３５の曲げ剛性を制御する剛性制御装置として機能する。図示はしないが、挿入装置１０は、内視鏡２０が撮像した画像を表示する表示装置と、内視鏡２０が観察及び撮像するための光を出射する光源装置とを有してもよい。

内視鏡２０は、例えば、医療用の軟性内視鏡として説明するが、これに限定される必要はない。内視鏡２０は、例えば、工業用の軟性内視鏡、カテーテル、処置具といったように、被挿入体（例えば患者）の管路部（例えば大腸の腸管１２（図２参照））に挿入される軟性の挿入部３０を有していればよい。挿入部３０は、外力によって撓むことが可能な可撓性を有する部位（例えば後述する可撓管３５）を有していればよい。内視鏡２０は、直視型の内視鏡であってもよいし、側視型の内視鏡であってもよい。被挿入体は、例えば、人に限らず、動物、またはほかの構造物であってもよい。管路部は、例えば、工業用のパイプであってもよい。

内視鏡２０は、挿入部３０と、挿入部３０の基端部に連結され、内視鏡２０を操作する操作部４０と、操作部４０の側面から延出されるユニバーサルコード５０とを有する。ユニバーサルコード５０は、制御装置８０に着脱自在な接続部５１を有する。

挿入部３０は、管状であり、細長く、柔軟である。挿入部３０は、管路部に対して管路部の内部を進退移動する。挿入部３０は、管路部の形状に従って湾曲可能である。挿入部３０は、挿入部３０の先端部から挿入部３０の基端部に向かって順に、先端硬質部３１と、湾曲部３３と、可撓管３５とを有する。先端硬質部３１と湾曲部３３とは、可撓管３５に比べて短い。このため本実施形態では、先端硬質部３１と、湾曲部３３と、可撓管３５の先端部とは、挿入部３０の先端部とみなすものとする。可撓管３５は、可撓性を有しており、外力によって撓む。

図２に示すように、挿入部３０の可撓管３５は、挿入部３０の中心軸方向に沿って列状に並ぶ複数のセグメント３７に区切られる。セグメント３７は、例えば、可撓管３５の全長に渡って存在するものとする。各セグメント３７の曲げ剛性は、制御装置８０の制御によって、独立して変更可能である。したがって、可撓管３５の曲げ剛性は、制御装置８０によって独立して制御される各セグメント３７の曲げ剛性によって、部分的に変更可能となる。なおセグメント３７は、実在しない仮想的な領域として機能してもよいし、実在する構造として機能してもよい。セグメント３７それぞれの長さは、互いに同一であってもよいし、異なってもよい。例えば、挿入部３０において被挿入体に挿入される部分の長さは、被挿入体に応じて決まる。したがって、挿入される部分は複数のセグメント３７に区切られ、被挿入体の外部に配置され且つ被挿入体に挿入されない部分は１つのセグメント３７とみなされてもよい。

挿入装置１０は、制御装置８０の制御によって可変する剛性を有し、剛性によって可撓管３５の曲げ剛性を変更する剛性可変部６０を有する。本実施形態では、剛性可変部６０は、挿入部３０における可撓管３５の曲げ剛性を、セグメント３７単位で可変する。このため、剛性可変部６０は、例えば、各セグメント３７に内蔵され、可撓管３５全長に渡って内蔵されているものとして説明する。なお剛性可変部６０は、可撓管３５において、管路部に挿入され且つ曲げ剛性を変更する必要がある部位に配置されればよい。つまり、剛性可変部６０は、一部のセグメント３７のみに内蔵されてもよい。

剛性可変部６０が設けられる箇所が、少なくともセグメント３７として機能してもよい。１つの剛性可変部６０が複数のセグメント３７に渡って内蔵されてもよい。剛性可変部６０は、挿入部３０の中心軸方向に沿って、１列に並んでいてもよいし、複数列に並んでいてもよい。剛性可変部６０が複数列に並んでいる場合、剛性可変部６０同士は、剛性可変部６０同士が可撓管３５の周方向において隣り合うように同じ位置に設けられていてもよいし、挿入部３０の中心軸方向においてずれて設けられていてもよい。

図示はしないが、剛性可変部６０は、例えば、金属線によって形成されるコイルパイプと、コイルパイプの内部に封入された導電性高分子人工筋肉（Ｅｌｅｃｔｒｏａｃｔｉｖｅ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ Ｍｕｓｃｌｅ（以下、ＥＰＡＭと称する）とを有するアクチュエータにより構成される。コイルパイプの中心軸は、挿入部３０の中心軸と一致または平行に設けられる。コイルパイプは、コイルパイプの両端部に設けられた電極を有する。

剛性可変部６０の電極それぞれは、内視鏡２０に内蔵される信号ケーブルを介して制御装置８０に接続され、制御装置８０から電力を供給される。電圧が電極を介してＥＰＡＭに印加されると、ＥＰＡＭはコイルパイプの中心軸に沿って伸縮しようとする。しかしながら、ＥＰＡＭは、コイルパイプによって伸縮を規制される。これにより、剛性可変部６０の剛性は変化する。なお剛性可変部６０の剛性は、印加される電圧の値が高くなるほど、高まる。剛性可変部６０の剛性が変化すると、これに従ってセグメント３７の曲げ剛性も変化する。また電力は、電極それぞれに独立して供給される。このため、剛性可変部６０それぞれの剛性は独立して変化し、セグメント３７それぞれの曲げ剛性も独立して変化する。このように剛性可変部６０は、剛性可変部６０の剛性変化によってセグメント３７の曲げ剛性を変化させ、セグメント３７の剛性変化によって可撓管３５の曲げ剛性を部分的に変化させる。

剛性可変部６０は、ＥＰＡＭの代わりに、形状記憶合金を用いてもよい。

挿入装置１０は、可撓管３５の状態に関する可撓管３５の状態情報を検出する状態検出部７０を有する。本実施形態では、可撓管３５の状態は、可撓管３５の湾曲状態を示し、例えば、可撓管３５の湾曲量（湾曲の大きさ）とする。可撓管３５の状態は、可撓管３５の湾曲の方向を含んでもよい。

状態検出部７０は、一例として、光ファイバ７３の曲げによる光伝達量の損失を利用したファイバセンサ７０ａを有する。ファイバセンサ７０ａは、光を出射する光源７１と、光を導光する１本の光ファイバ７３と、光ファイバ７３によって導光された光が光ファイバ７３を逆進するように光を反射する図示しない反射部と、反射された光を受光する受光部７７と、光分岐部７９とを有する。光源７１は、例えばＬＥＤ等を有する。光源７１は、観察及び撮像のための光を出射する光源装置の光源とは別体である。光ファイバ７３は、内視鏡２０に内蔵され、可撓性を有する。光ファイバ７３は、挿入部３０に搭載される複数の被検出部（図示せず）を有する。複数の被検出部は、光ファイバ７３の長手軸方向において互いに異なる位置にて、配置される。被検出部は、可撓管３５の曲げ剛性を変更する部位に配置されればよい。したがって、本実施形態では、被検出部は、可撓管３５の内部において各セグメント３７に配置されるものとする。光ファイバ７３は、可撓管３５において、剛性可変部６０に並んで配置される。反射部は、挿入部３０の先端部に位置する光ファイバ７３の先端部に配置される。受光部７７は、例えば、分光器またはカラーフィルタのような分光のための素子と、フォトダイオードのような受光素子とを有してもよい。光源７１と受光部７７と光ファイバ７３の基端部とは、光分岐部７９に光学的に接続される。光分岐部７９は、例えば光カプラまたはハーフミラーを有する。光分岐部７９は、光源７１から出射された光を光ファイバ７３に導き、また、反射部によって反射されて光ファイバ７３によって導かれた戻り光を受光部７７に導く。つまり光は、光源７１、光分岐部７９、光ファイバ７３、反射部、光ファイバ７３、光分岐部７９、受光部７７との順に進行する。光源７１と受光部７７と光分岐部７９とは、例えば、制御装置８０に搭載される。

挿入部３０が湾曲すると、この湾曲に応じて光ファイバ７３が湾曲する。これに伴い、光ファイバ７３を伝搬する光の一部が例えば互いに異なる波長に感度を有する被検出部を通じて外部に出射する（漏れる）。被検出部は、光ファイバ７３の光学特性、例えば所定の波長の光の光伝達量を変化させるものである。したがって光ファイバ７３が湾曲すると、光ファイバ７３の湾曲量に応じて光ファイバ７３の光伝達量が変化する。この光伝達量の変化の情報を含む光信号は、受光部７７に受光される。受光部７７は、光信号を可撓管３５の状態情報として制御装置８０に配置される後述する形状算出部８１に出力する。

なお１本の光ファイバ７３に１つの被検出部が配置されてもよく、この場合、複数本の光ファイバが配置される。そして、光ファイバの長手軸方向において同じ位置または近傍の位置、且つ長手軸方向の軸周り方向において互いに異なる位置に、複数の被検出部が配置されるとする。この場合、複数の被検出部の検出結果の組み合わせによって、湾曲量と湾曲の方向とが検出可能となる。

状態検出部７０は、ファイバセンサ７０ａを有することに限定されない。状態検出部７０は、例えば、歪センサと、加速度センサと、ジャイロセンサと、コイルなどの素子とのいずれかを有してもよい。歪センサは、例えば、可撓管３５が外部（例えば管路部）から受ける外力（圧力）による曲げ歪を検出する。加速度センサは、可撓管３５の加速度を検出する。ジャイロセンサは、可撓管３５の角速度を検出する。素子は、可撓管３５の形状といった可撓管３５の状態に対応して磁界を発生する。

状態検出部７０は、図示しない入力部から検出開始指示が状態検出部７０に入力された後、常に検出（動作）する。なお検出のタイミングは、一定時間経過毎に実施されていてもよく、特に限定されない。入力部は、一般的な入力用の機器であり、例えば、キーボード、マウス等のポインティングデバイス、タグリーダ、ボタンスイッチ、スライダ、ダイヤルである。入力部は、制御装置８０に接続される。入力部は、ユーザが挿入装置１０を動作させるための各種指令を入力するために用いられてもよい。

挿入装置１０は、制御装置８０に配置される形状算出部８１と剛性制御部９１とを有する。形状算出部８１と剛性制御部９１とは、例えば、ＡＳＩＣなどを含むハードウエア回路によって構成される。形状算出部８１と剛性制御部９１とは、プロセッサによって構成されても良い。形状算出部８１と剛性制御部９１とがプロセッサで構成される場合、プロセッサがアクセス可能な図示しない内部メモリまたは外部メモリに、プロセッサが実行することで当該プロセッサを形状算出部８１と剛性制御部９１として機能させるためのプログラムコードを記憶させておく。

形状算出部８１は、状態情報を基に、可撓管３５の中心軸方向に沿った可撓管３５の形状に関する形状情報を算出する。形状算出部８１は、所定の時刻にて、形状情報を算出する。例えば、形状算出部８１は、光ファイバ７３への入射光と光ファイバ７３からの出射光との特性の関係から可撓管３５の形状情報を算出する。詳細には、形状算出部８１は、ファイバセンサ７０ａから出力された状態情報を基に、形状情報、具体的には実際に湾曲している部分の可撓管３５の湾曲形状を算出する。この可撓管３５の湾曲形状は、例えば可撓管３５の曲率半径を含む。形状算出部８１は、所定の時刻ごとに算出された可撓管３５の湾曲形状を、挿入過程における可撓管３５の挿入経路とみなす。このように、形状算出部８１は、所定の時刻にて状態検出部７０によって検出された可撓管３５の状態情報を基に、可撓管３５の挿入経路を所定の時刻にて算出する。このために、形状算出部８１は、状態情報を基に、各セグメント３７の形状情報（挿入経路）を算出する。そして、形状算出部８１は、各セグメントの形状情報をつなぎ合わせて、可撓管３５の形状情報を算出することとなる。形状算出部８１は、時間ごとの挿入経路を算出する。

ここで第１，２時刻において形状算出部８１によって算出された形状情報を、第１，２形状情報と称する。第２時刻は、第１時刻よりも後の時刻である。第１，２時刻における挿入経路を、第１，２挿入経路Ｃ１，Ｃ２（図３参照）と称する。

また形状算出部８１は、第１形状情報と第２形状情報とを基に、第１時刻と第２時刻との間におけるセグメント３７の形状変化に関する情報も形状情報として算出する。形状情報は可撓管３５の挿入経路を示すため、形状変化は第１挿入経路Ｃ１に対する第２挿入経路Ｃ２の変位量±ｅ（図３参照）を示す。

ここで、セグメント３７は、セグメント３７の先端部に配置され、挿入部３０の挿入方向において前方部位を示す前方部位を有するものとする。例えば、形状算出部８１は、前方部位の形状情報（挿入経路Ｃ１，Ｃ２及び挿入経路における変位量±ｅ）を算出する。

後述するが、形状算出部８１は、算出した挿入経路の変位量±ｅに応じた曲げ剛性の変化量ｇを決定し、剛性制御部９１に出力する。

剛性制御部９１は、曲げ剛性の変化量ｇを基に剛性可変部６０によって実施される曲げ剛性の変更を制御する。

ここで、図３を参照して、１つのセグメント３７ａにおいて、変位量±ｅに応じた変化量ｇを決定するプロセスと、変化量ｇを基に適切な曲げ剛性を決定するプロセスを説明する。ここでいう適切な曲げ剛性とは、目標値となる曲げ剛性（Ｇ＋ｇ（ｔ））を示す。なお各セグメント３７に対しても、同様のプロセスが実施される。

ここで第１，２時刻におけるセグメント３７ａの曲率半径Ｒとセグメント３７ａの曲げ剛性Ｇとを曲率半径Ｒ１，Ｒ２と曲げ剛性Ｇ１，Ｇ２と称する。

本実施形態では、例えば、曲率半径Ｒ２が曲率半径Ｒ１に対して変位量−ｅにて小さく変化してしまった場合、曲げ剛性Ｇ２が曲げ剛性Ｇ１よりも高くなるように、剛性制御部９１は曲げ剛性Ｇを制御する。つまり、変位量−ｅが０となり、第２時刻における第２挿入経路Ｃ２が第１時刻における第１挿入経路Ｃ１に一致するように、剛性制御部９１は、セグメント３７ａを硬くする。

本実施形態では、例えば、曲率半径Ｒ２が曲率半径Ｒ１に対して変位量＋ｅにて大きく変化してしまった場合、曲げ剛性Ｇ２が曲げ剛性Ｇ１よりも低くなるように、剛性制御部９１は曲げ剛性Ｇを制御する。つまり、変位量＋ｅが０となり、第２時刻における第２挿入経路Ｃ２が第１時刻における第１挿入経路Ｃ１に一致するように、剛性制御部９１は、セグメント３７ａを柔らかくする。

このように、剛性制御部９１における曲げ剛性Ｇの制御のために、当初の（第１時刻における）挿入経路Ｃ１がどの時刻であっても常に維持されるように、言い換えると、曲率半径Ｒの変位量±ｅが０になるよう、形状算出部８１は、算出される挿入経路Ｃ１，Ｃ２における変位量±ｅに応じた曲げ剛性Ｇの変化量ｇを決定する。変化量ｇは、例えば、曲げ剛性Ｇ１に対する曲げ剛性Ｇ２の変化量を示す。したがって、例えば、第２時刻において目標値となる曲げ剛性（Ｇ＋ｇ（ｔ））は、曲げ剛性Ｇ１に変化量ｇを加算した値となる。

形状算出部８１は、以下の式（１）から変化量ｇを算出する。式（１）は比例制御を示す。

ｔは時間であり、Ｋｐは定数である。式（１）において、形状算出部８１は、第１挿入経路に対する第２挿入経路の時間変位から曲げ剛性の変化量ｇを決定する。

ここで、式（１）では、変化量ｇは、変位量ｅに比例して決定される。Ｋｐが定数であるため、変位量ｅが大きくなるに従って変化量ｇも大きくなる。つまり、第２時刻において曲げ剛性が目標値である曲げ剛性（Ｇ＋ｇ（ｔ））に到達するために、時間がかかるという課題が生じる。しかしながら、変位量ｅに応じて定数Ｋｐの値を決定することも難しい。

この課題を解決するために、形状算出部８１は、以下の式（２）から変化量ｇを、算出してもよい。式（２）は、式（１）に変位の時間積分項を付加したＰＩ制御を示す。

Ｋｉは、定数である。式（２）において、形状算出部８１は、第１挿入経路に対する第２挿入経路の変位に対する時間積分から曲げ剛性の変化量ｇを決定する。

時間積分項の付加によって、式（２）は、偏差である変位のある状態が長い時間続けばそれだけ変化量ｇを大きくして、目標値である曲げ剛性（Ｇ＋ｇ（ｔ））に迅速に近づけようとする役目を果たす。

ＰＩ制御では、積分時間が小さいほど変位は迅速に矯正される。しかしながら、積分時間が小さいほど曲げ剛性が目標値である曲げ剛性（Ｇ＋ｇ（ｔ））を行き過ぎるオーバーシュートが引き起こされたり、目標値である曲げ剛性（Ｇ＋ｇ（ｔ））を中心に振動ハンチングが起こるという課題がある。

この課題を解決するために、形状算出部８１は、以下の式（３）から変化量ｇを算出してもよい。式（３）は、式（２）に変位の時間微分項を付加したＰＩＤ制御を示す。

Ｋｄは、定数である。形状算出部８１は、第１挿入経路に対する第２挿入経路の変位に対する時間微分から曲げ剛性の変化量ｇを決定する。

変化量ｇが急激に変化した場合、変化量ｇの大きさに比例する曲げ剛性の急激な変化を抑えようとするダンピング効果を、時間微分項は有する。

このように、変化量ｇは、時間変位と、変位に対する時間積分と、変位に対する時間微分とを基に決定されることが望ましい。

形状算出部８１は、形状情報（変位量ｅ）に応じた変化量ｇを決定し、決定した変化量ｇを剛性制御部９１に出力する。そして剛性制御部９１は、変化量ｇを基に曲げ剛性Ｇを制御する。

例えば、第２時刻において形状算出部８１が変位量−ｅを算出したとする。この状態で、挿入力量が挿入部３０に加わると、このときの曲げ剛性Ｇ２によって、挿入力量は、挿入部３０を推進する推進力に変換されず、可撓管３５を座屈させてしまう虞が生じる。したがって、可撓管３５を含む挿入部３０の挿入性が低下する虞が生じる。そこで本実施形態では、形状算出部８１は変位量−ｅに応じた変化量ｇＡを決定し、剛性制御部９１は、変化量ｇＡを基に曲げ剛性Ｇ２を曲げ剛性Ｇ１よりも高く制御し、第２挿入経路Ｃ２を第１挿入経路Ｃ１に一致させる。このため、挿入力量は推進力として利用され、可撓管３５は、座屈することなく屈曲部１３を通過し、また当初の挿入経路Ｃ１から逸脱することはなく、挿入部３０の挿入性は向上する。

例えば、第２時刻において形状算出部８１が変位量＋ｅを算出したとする。この状態で、挿入力量が挿入部３０に加わると、このときの曲げ剛性Ｇ２によって、挿入力量は、例えば大腸の大腸壁を突き上げる力に変換されてしまう。これにより大腸壁が突き上げられ、挿入部３０は大腸壁に過剰な負荷を意図せずに与えてしまい、患者が苦痛を感じてしまう。そこで本実施形態では、形状算出部８１は変位量＋ｅに応じた変化量ｇＢを決定し、剛性制御部９１は、変化量ｇＢを基に曲げ剛性Ｇ２を曲げ剛性Ｇ１よりも低く制御し、第２挿入経路Ｃ２を第１挿入経路Ｃ１に一致させる。このため、挿入力量が挿入部３０に加わっても挿入力量は推進力として利用され、挿入部３０は、大腸壁に過剰な負荷を与えずに推進する。したがって、挿入部３０は大腸壁に過剰な負荷を意図せずに与えることはなく、患者の苦痛は低減する。

このように剛性制御部９１は、第１時刻にて形状算出部８１によって算出された第１形状情報に基づく挿入部３０における可撓管３５の第１挿入経路Ｃ１に対する、第２時刻にて形状算出部８１によって算出された第２形状情報に基づく挿入部３０における可撓管３５の第２挿入経路Ｃ２の変位量に応じて、挿入経路の変位部分に対応するセグメント３７に対して剛性可変部６０によって実施される曲げ剛性の変更を制御する。変更後の曲げ剛性は、形状情報に応じて可撓管３５の挿入に適した曲げ剛性分布を、剛性可変部６０を介して各セグメント３７に提供する曲げ剛性をいう。そして、この曲げ剛性は、この剛性分布を、セグメント３７を介して可撓管３５に提供する曲げ剛性をいう。

したがって、挿入力量が挿入部３０に加わっても、挿入力量は、例えば大腸の大腸壁を突き上げる力に変換されず、挿入部３０を推進させる推進力として利用される。これにより、可撓管３５は座屈することなく屈曲部１３を通過し、また当初の挿入経路から逸脱することはなく、挿入部３０の挿入性は向上する。また挿入力量によって大腸壁が突き上げられることはなく、挿入部３０は大腸壁に過剰な負荷を意図せずに与えることはなく、患者の苦痛は低減する。

本実施形態では、剛性制御部９１は、第１挿入経路Ｃ１に対する第２挿入経路Ｃ２の変位量±ｅに応じて曲げ剛性を制御する。したがって本実施形態では、可撓管３５の座屈を防止でき、管路部における深部への挿入性を向上でき、管路部の壁部に過剰な負荷を意図せずに与えることなく被挿入体に加わる負荷を低減できる。

本実施形態では、各セグメント３７において、曲げ剛性を制御する。したがって本実施形態では、可撓管３５の曲げ剛性を精緻に制御できる。

本実施形態では、形状算出部８１は変位量ｅに応じた曲げ剛性の変化量ｇを決定する。剛性制御部９１は曲げ剛性の変化量ｇを基に目標とする曲げ剛性（Ｇ＋ｇ（ｔ））を制御する。したがって、可撓管３５の挿入に適した曲げ剛性分布を得られることができ、安全で簡単な挿入操作を実施でき、使いやすい内視鏡２０を提供できる。

本実施形態では、形状算出部８１は、第１挿入経路Ｃ１に対する第２挿入経路Ｃ２の時間変位から曲げ剛性の変化量ｇを決定する。このため、変化量ｇを簡単に決定できる。

形状算出部８１は、第１挿入経路Ｃ１に対する第２挿入経路Ｃ２の変位に対する時間積分から曲げ剛性の変化量ｇを決定する。このため、偏差である変位のある状態が長い時間続けばそれだけ変化量ｇを大きくして、目標とする曲げ剛性（Ｇ＋ｇ（ｔ））に迅速に近づけることができる。

形状算出部８１は、第１挿入経路Ｃ１に対する第２挿入経路Ｃ２の変位に対する時間微分から曲げ剛性の変化量を決定する。このため、オーバーシュートが引き起こされることを防止でき、目標値である曲げ剛性（Ｇ＋ｇ（ｔ））を中心に起こる振動ハンチングを防止できる。また変化量ｇが急激に変化した場合、ダンピング効果によって、曲げ剛性Ｇの急激な変化を抑えることができる。

本実施形態では、時間積分と時間微分とによって、制御性を改善できる。

本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示される複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。

Claims (5)

1. 中心軸方向に沿って列状に並ぶ複数のセグメントに区切られており、被挿入体に挿入される可撓管と、
   前記可撓管の曲げ剛性を、前記セグメント単位で可変する剛性可変部と、
   前記可撓管の状態に関する状態情報を検出する状態検出部と、
   前記状態情報を基に、前記可撓管の形状に関する形状情報を算出する形状算出部と、
   前記剛性可変部によって実施される前記曲げ剛性の変更を制御する剛性制御部と、
   を具備し、
   前記剛性制御部は、第１時刻にて前記形状算出部によって算出された前記形状情報に基づく前記可撓管の第１挿入経路に対する、第２時刻にて前記形状算出部によって算出された前記形状情報に基づく前記可撓管の第２挿入経路の変位量に応じて、挿入経路の変位部分に対応するセグメントに対して前記剛性可変部によって実施される前記曲げ剛性の変更を制御する可撓管挿入装置。
2. 前記形状算出部は、前記変位量に応じた前記曲げ剛性の変化量を決定し、
   前記剛性制御部は、前記曲げ剛性の変化量を基に前記曲げ剛性を制御する請求項１に記載の可撓管挿入装置。
3. 前記形状算出部は、前記第１挿入経路に対する前記第２挿入経路の時間変位から前記曲げ剛性の変化量を決定する請求項２に記載の可撓管挿入装置。
4. 前記形状算出部は、前記第１挿入経路に対する前記第２挿入経路の変位に対する時間積分から前記曲げ剛性の変化量を決定する請求項３に記載の可撓管挿入装置。
5. 前記形状算出部は、前記第１挿入経路に対する前記第２挿入経路の変位に対する時間微分から前記曲げ剛性の変化量を決定する請求項４に記載の可撓管挿入装置。

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