JPWO2018097060A1 - 内視鏡装置及び内視鏡装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

内視鏡装置１は、挿入部２と、挿入部２の状態を検出する状態検出部と、状態検出部の検出結果に基づいて、被検体である回転体を回転させる回転補助具１４の動きを制御する回転補助具制御部３６と、を有する。

Description

本発明は、内視鏡装置及び内視鏡装置の制御方法に関し、特に、回転体を回転させる回転補助具を制御する内視鏡装置及び内視鏡装置の制御方法に関する。

従来、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装置が広く利用されている。また、工業用分野においても、ボイラ、タービン、エンジン、化学プラント等の内部の傷、腐食等の観察、検査に工業用内視鏡装置が広く用いられている。

周知のように、発電所では例えば蒸気タービン等が使用されており、蒸気タービンのタービンブレード（以下、単にブレードと呼ぶ）の摩耗や損傷等の検査を行うために、工業用の内視鏡装置が用いられている。

このような蒸気タービンの検査では、全てのブレードを検査するために内視鏡挿入部（以下、単に挿入部と呼ぶ）の先端部を蒸気タービンに設けられたアクセスポイント（アクセスポート）から挿入する。そして、ブレードが観察できる位置に挿入部の先端部を配置した状態で、ブレードを１周回転させて検査させる手法が存在する。このような手法では、検査効率を向上させるためにブレードを自動で回転させる回転補助具が使用されている（例えば、日本国特開２００７−１１３４１２号公報）。

しかしながら、回転補助具を使用したブレードの検査では、挿入部の先端部が被検体であるブレードに近づき過ぎると、挿入部の先端部がブレードに巻き込まれる可能性がある。挿入部の先端部がブレードに巻き込まれると、挿入部の先端部が破損したり、ブレードに損傷を与えてしまう虞がある。

さらに、例えば、挿入部の先端部がせん断されて蒸気タービン内に取り残される状態となった場合には、蒸気タービンが正常動作できない。そのため、蒸気タービンを分解して、せん断された挿入部の先端部を取り除く必要があり、非常に手間がかかる。

そこで、本発明は、挿入部の先端部が回転体に巻き込まれることなく、安全性を確保することができる内視鏡装置及び内視鏡装置の制御方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様の内視鏡装置は、挿入部と、前記挿入部の状態を検出する状態検出部と、前記状態検出部の検出結果に基づいて、被検体である回転体を回転させる回転補助具の動きを制御する制御部と、を有する。

本発明の一態様の内視鏡装置の制御方法は、挿入部の状態を検出する状態検出ステップと、前記状態検出ステップの検出結果に基づいて、被検体である回転体を回転させる回転補助具の動きを制御する制御ステップと、を有する。

第１の実施形態に係る内視鏡装置の全体構成を示す図である。 ＬＣＤに表示される警告表示の画面の一例を示す図である。 第１の実施形態の内視鏡装置による回転補助具の制御の一例を示すフローチャートである。 第２の実施形態に係る内視鏡装置の全体構成を示す図である。 ＣＣＤより得られる画像の一例を説明するための図である。 第２の実施形態の内視鏡装置による回転補助具の制御の一例を示すフローチャートである。 第３の実施形態に係る内視鏡装置の全体構成を示す図である。 第３の実施形態の内視鏡装置による回転補助具の制御の一例を示すフローチャートである。 第４の実施形態に係る内視鏡装置の全体構成を示す図である。 第４の実施形態の内視鏡装置による回転補助具の制御の一例を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。

（第１の実施形態）
まず、図１を用いて、本発明の第１の実施の形態の内視鏡装置の構成について説明する。図１は、第１の実施形態に係る内視鏡装置の全体構成を示す図である。

（全体構成）
図１に示すように、内視鏡装置１は、細長で可撓性を有する挿入部２と、この挿入部２が着脱自在に接続され、挿入部２に搭載された撮像素子から出力された撮像信号に対して信号処理を行う本体部３と、この本体部３から出力される画像信号が入力されることにより撮像素子で撮像された画像を内視鏡画像として表示する表示部としてのＬＣＤ４とを有して構成されている。

本体部３には、記録媒体５が取り付け可能となっており、記録媒体５に静止画、動画記録が可能となっている。また、挿入部２と本体部３との着脱部分には、それぞれ電気的な接続を行うための着脱コネクタ６ａ及び６ｂ、湾曲用ワイヤを接続する湾曲ワイヤ接続機構７ａ及び７ｂが配置されている。さらに、本体部３には、例えば蒸気タービンのブレード等を自動的に回転させることを補助する回転補助具１４が接続される。回転補助具１４は、後述する回転補助具制御部３６の制御によって、ブレード等の被検体である回転体を回転させる。

挿入部２の先端部には、対物レンズ８が取り付けてあり、その結像位置に撮像素子として例えば電荷結合素子（以下、ＣＣＤと略記）９が配置されている。なお、対物レンズ８の結像位置に配置される撮像素子は、ＣＣＤ９に限定されることなく、例えばＣＭＯＳであってもよい。また、挿入部２の先端部には、被検体を照明する照明用のＬＥＤ１０と、湾曲用ワイヤを固定するワイヤ固定部１１と、先端部の温度を計測するサーミスタ１２と、先端部の加速度、すなわち、先端部の動きを検出するための加速度センサ１３とが配置されている。

また、本体部３は、プリアンプ２０と、アナログフロントエンド（以下、ＡＦＥと略記）２１と、画像処理部２２と、タイミングジェネレータ２３と、ＣＣＤドライブ回路２４と、ＬＥＤドライブ回路２５と、湾曲制御部２６と、ＵＤ湾曲モータ２７と、ＲＬ湾曲モータ２８と、ユーザインターフェース２９と、システム制御部３０と、パラメータ記憶部３１と、電源ボタン３２と、電圧変換部３３とを有して構成される。システム制御部３０は、画像記録部３４と、ＬＣＤコントローラ３５と、回転補助具制御部３６とを有して構成される。さらに、本体部３には、バッテリ３７が着脱自在に構成されている。バッテリ３７からの電圧は、電圧変換部３３により、例えば１２Ｖから３．３Ｖに変換された後、システム制御部３０を含めた各回路に供給される。

（ＬＥＤ制御）
挿入部２の先端部に配置された照明用のＬＥＤ１０は、挿入部２内に挿通されたケーブルを介してＬＥＤドライブ回路２５と接続されている。このＬＥＤドライブ回路２５は、システム制御部３０と接続されている。ＬＥＤドライブ回路２５は、システム制御部３０のＬＥＤ点灯信号により、ＬＥＤ１０の点灯／消灯を制御する。システム制御部３０は、ユーザインターフェース２９からの入力（ＬＥＤ１０のＯＮ／ＯＦＦ信号）を受け取り、ＬＥＤドライブ回路２５を制御する。

（湾曲制御）
挿入部２の先端部にはワイヤ固定部１１が配置されており、このワイヤ固定部１１に４本のワイヤが接続されている。それらの４本のワイヤは、先端部を上下左右方向に湾曲させるものであり、上下方向を制御する２本のワイヤはＵＤ湾曲モータ２７に接続され、左右方向を制御する２本のワイヤはＲＬ湾曲モータ２８に接続されている。なお、図１においては、ＵＤ湾曲モータ２７及びＲＬ湾曲モータ２８に接続されるワイヤをそれぞれ１本のみ記載している。

ＵＤ湾曲モータ２７、及び、ＲＬ湾曲モータ２８は、それぞれ湾曲制御部２６に接続されている。この湾曲制御部２６は、システム制御部３０に接続さている。

ユーザインターフェース２９には、挿入部２の先端部を湾曲させる湾曲用ジョイスティックが搭載されており、その湾曲用ジョイスティックを上下方向に傾倒されると、システム制御部３０は湾曲制御部２６に上下方向湾曲指示信号を送信する。湾曲制御部２６は、受信した上下方向湾曲指示信号に基づいて、ＵＤ湾曲モータ２７を駆動制御してＵＤ湾曲モータ２７に接続さているワイヤを牽引する。それにより、挿入部２の先端部を上下方向に湾曲することができる。

左右方向の湾曲も同様に、挿入部２の先端部を湾曲させる湾曲用ジョイスティックが左右方向に傾倒されると、システム制御部３０は湾曲制御部２６に左右方向湾曲指示信号を送信する。湾曲制御部２６は、受信した左右方向湾曲指示信号に基づいてＲＬ湾曲モータ２８を駆動制御してＲＬ湾曲モータ２８に接続さているワイヤを牽引する。それにより、挿入部２の先端部を左右方向に湾曲することができる。

（画像処理）
ＬＥＤ１０により照明された被写体は、挿入部２の先端部に配置された対物レンズ８の結像位置に配置された、撮像部としてのＣＣＤ９に結像され、光電変換される。このＣＣＤ９に接続される複合同軸ケーブルは、ＣＣＤドライブ回路２４及びプリアンプ２０に接続される。

ＣＣＤドライブ回路２４は、タイミングジェネレータ２３から、ＣＣＤ９を駆動するためのタイミング信号を受信する。そして、ＣＣＤドライブ回路２４は、受信したタイミング信号に対して、ＣＣＤ９までの伝送路長（複合同軸ケーブルの長さ）に応じたドライブ処理を施して、ＣＣＤ駆動信号としてＣＣＤ９に伝送する。

ＣＣＤ９は、ＣＣＤドライブ回路２４からのＣＣＤ駆動信号のタイミングに基づいて光電変換を行い、ＣＣＤ出力信号（撮像信号）を出力する。このＣＣＤ出力信号は、複合同軸ケーブルを介してプリアンプ２０に入力される。プリアンプ２０は、複合同軸ケーブルでの伝送により減衰した信号レベルを補うためにＣＣＤ出力信号を増幅する。

プリアンプ２０により増幅されたＣＣＤ出力信号は、ＡＦＥ２１に入力される。ＡＦＥ２１は、プリアンプ２０により増幅されたＣＣＤ出力信号に、ＣＤＳ処理（相関２重サンプリング処理）、ＡＧＣ処理（オートゲインコントロール処理）、及びＡＤ変換処理を施し、画像処理部２２に出力する。

画像処理部２２は、ＣＣＤ９により得られた信号に対して、ホワイトバランス、電子ＺＯＯＭ、色補正、コントラスト補正、ＡＥ制御、フリーズ等の各種カメラ信号処理を行う。画像処理部２２は、システム制御部３０と通信を行い、システム制御部３０がユーザインターフェース２９からの入力（ＺＯＯＭ信号、Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ信号等）を受け取り、それぞれに対応した指示を画像処理部２２に対して出力し、その指示に従って画像処理部２２が各処理を行う。画像処理部２２は、これらの各処理を行った画像信号を画像記録部３４及びＬＣＤコントローラ３５に出力する。

（画像記録）
画像記録部３４は、静止画記録、動画記録の制御を行う。画像記録部３４に画像処理部２２を介して入力された画像信号は、画像記録部３４内の図示しないエンコーダにより圧縮され、静止画、若しくは動画として記録媒体５に記録される。この画像記録動作は、システム制御部３０がユーザインターフェース２９からの入力に基づいて記録信号を送信して、それを画像記録部３４が受信した場合に行われる。なお、画像記録部３４は、一旦画面のフリーズが実施しされた後に記録をする場合には静止画撮影（静止画記録）を行い、フリーズが実施されずに記録をする場合には動画撮影（動画記録）を行う。

また、記録媒体５に記録されている静止画、若しくは動画は、画像記録部３４内の図示しないデコーダにより伸張され、ＬＣＤコントローラ３５に出力され、ＬＣＤ４に出力される。この画像再生動作は、システム制御部３０がユーザインターフェース２９からの入力に基づいて再生信号を送信して、それを画像記録部３４が受信した場合に行われる。

（ＬＣＤ表示）
画像処理部２２より出力された画像信号、あるいは、画像記録部３４より出力された画像信号は、ＬＣＤコントローラ３５に入力される。ＬＣＤコントローラ３５は、接続されているＬＣＤ４に最適な画像処理(ガンマ補正、輪郭補正、スケーリング、ＲＧＢ変換、等)を画像信号に施し、ＬＣＤ４に画像を出力する。ＬＣＤ４は、入力された画像信号に基づき画像信号を表示画像として表示する。

（温度制御）
挿入部２の先端部に配置されたサーミスタ１２は、ケーブルを介してシステム制御部３０と接続されている。システム制御部３０は、サーミスタ１２からの情報に基づき、挿入部２の先端の温度情報をＬＣＤ４に表示する。また、システム制御部３０は、挿入部２の先端部の温度が所定の温度以上になった場合、温度上昇の警告をＬＣＤ４に表示する。

（パラメータ保持）
パラメータ記憶部３１は、システム制御部３０に接続されており、ユーザインターフェース２９からの入力状態、画像処理部２２の画像処理パラメータ、湾曲制御に関する湾曲制御パラメータ等、ユーザ操作により変更される各種パラメータを記憶することができる。

また、パラメータ記憶部３１は、回転補助具１４の制御に用いる所定の閾値を記憶している。パラメータ記憶部３１に記憶された所定の閾値は、システム制御部３０の回転補助具制御部３６に入力される。なお、所定の閾値は、ユーザインターフェース２９を用いてユーザが任意の値に変更することができる。

（回転補助具の制御）
加速度センサ１３は、挿入部２の先端部の加速度を検出する。このように、加速度センサ１３は、挿入部２の先端部の動き、すなわち、挿入部２の先端部の状態を検出する状態検出部を構成する。加速度センサ１３により検出された検出結果は、回転補助具制御部３６に入力される。

制御部としての回転補助具制御部３６は、加速度センサ１３の検出結果に基づいて回転補助具１４を制御する。また、回転補助具制御部３６は、加速度センサ１３の検出結果に基づいてＬＣＤ４の画面表示を制御する。

より具体的には、回転補助具制御部３６は、加速度センサ１３によって検出された挿入部２の先端部の動き量が所定の値以上か否かに基づいて、回転補助具１４及びＬＣＤ４の画面表示を制御する。回転補助具制御部３６は、回転補助具１４によりブレードを回転させていないときに（例えば、検査前）、挿入部２の先端部の動き量が所定の値以上の場合、ＬＣＤ４の画面に警告表示を行う。

図２は、ＬＣＤに表示される警告表示の画面の一例を示す図である。図２に示すように、ＬＣＤ４には、例えば、「先端部がブレードに巻き込まれる可能性があります。注意して下さい。」という警告表示が表示される。回転補助具制御部３６は、挿入部２の先端部の動き量が所定の値以上の場合、図２に示す警告表示を生成し、ＬＣＤコントローラ３５を介してＬＣＤ４に警告表示を表示させる。

また、回転補助具制御部３６は、回転補助具１４によりブレードを回転させていないときに（例えば、検査前）、挿入部２の先端部の動き量が所定の値より小さい場合、回転体を回転させるように回転補助具１４を制御する。

また、回転補助具制御部３６は、回転補助具１４により回転体を回転させているときに（例えば、検査中）、挿入部２の先端部の動き量が所定の値以上になった場合、ブレードの回転を停止するように回転補助具１４を制御する。

また、回転補助具制御部３６は、回転補助具１４により回転体を回転させているときに（例えば、検査中）、挿入部２の先端部の動き量が所定の値より小さい場合、ブレードの回転を継続するように回転補助具１４を制御する。

次に、このように構成された内視鏡装置１の動作について説明する。図３は、第１の実施形態の内視鏡装置による回転補助具の制御の一例を示すフローチャートである。

まず、内視鏡装置１の電源がＯＮされ（Ｓ１）、回転補助具１４が本体部３に接続される（Ｓ２）。なお、Ｓ１及びＳ２の順番は逆、すなわち、回転補助具１４が本体部３に接続された後、内視鏡装置１の電源がＯＮされてもよい。

次に、回転補助具制御部３６は、スタートボタンが押下されたか否かを判定する（Ｓ３）。このスタートボタンは、例えば本体部３に設けられており、スタートボタンの操作指示は、ユーザインターフェース２９を介して回転補助具制御部３６に入力される。回転補助具制御部３６は、スタートボタンが押下されていないと判定した場合（Ｓ３：ＮＯ）、Ｓ３に戻り同様の処理を繰り返す。一方、回転補助具制御部３６は、スタートボタンが押下されたと判定した場合、（Ｓ３：ＹＥＳ）、加速度センサ１３の検出結果が所定の閾値以上か否かを判定する（Ｓ４）。

回転補助具制御部３６は、加速度センサ１３の検出結果が所定の閾値以上と判定した場合（Ｓ４：ＹＥＳ）、ＬＣＤ４の画面に警告表示を行う（Ｓ５）。すなわち、回転補助具制御部３６は、加速度センサ１３の検出結果に基づき、挿入部２の先端部に所定値以上の動きがあると検出した場合、先端部がブレード等の回転体に巻き込まれる可能性があると判断し、ＬＣＤ４に警告表示を表示する。回転補助具制御部３６は、所定の時間、ＬＣＤ４の画面に警告表示を行った後、ＬＣＤ４の画面から警告表示を消去する（Ｓ６）。その後、Ｓ４に戻り、同様の処理を繰り返す。

一方、回転補助具制御部３６は、加速度センサ１３の検出結果が所定の閾値以上でない判定した場合（Ｓ４：ＮＯ）、ブレードを回転させるように回転補助具１４を制御する（Ｓ７）。すなわち、回転補助具制御部３６は、加速度センサ１３の検出結果に基づき、挿入部２の先端部に所定値以上の動きがないと判断した場合、先端部がブレード等の回転体に巻き込まれる可能性がないと判断し、検査が開始できるようにブレードを回転させる。

次に、回転補助具制御部３６は、加速度センサ１３の検出結果が所定の閾値以上か否かを判定する（Ｓ８）。回転補助具制御部３６は、加速度センサ１３の検出結果が所定の閾値以上でないと判定した場合（Ｓ８：ＮＯ）、Ｓ８に戻り、同様の処理を繰り返す。すなわち、回転補助具制御部３６は、加速度センサ１３の検出結果に基づき、挿入部２の先端部に所定値以上の動きがないと判断した場合、先端部がブレード等の回転体に巻き込まれる可能性がないと判断し、検査が継続できるようにブレードを回転させ続ける。

一方、回転補助具制御部３６は、加速度センサ１３の検出結果が所定の閾値以上と判定した場合（Ｓ８：ＹＥＳ）、ブレードの回転を停止させるように回転補助具１４を制御し（Ｓ９）、処理を終了する。すなわち、回転補助具制御部３６は、加速度センサ１３の検出結果に基づき、挿入部２の先端部に所定値以上の動きがあると検出した場合、先端部がブレード等の回転体に巻き込まれる可能性があると判断し、ブレードの回転を停止させる。

なお、本実施形態では、Ｓ９の処理において、ブレードの回転を停止させるように回転補助具１４を制御するとしているが、挿入部２の先端部をブレード等の回転体に挟み込んだ場合でも、せん断しない程度の力量でブレードを低速に回転させるように制御しても良い。その場合は、Ｓ９の処理内容が、「ブレードの回転を低速化させるように回転補助具１４を制御する」となる。

以上のように、内視鏡装置１の回転補助具制御部３６は、加速度センサ１３により検出された挿入部２の先端部の加速度に基づいて先端部の動きを判定し、ＬＣＤ４への警告表示、あるいは、回転補助具１４を制御するようにした。回転補助具制御部３６は、先端部に動きがあると判定した場合、検査前ではＬＣＤ４に警告表示を行い、検査中ではブレードの回転を停止させるように回転補助具１４を制御する。この結果、内視鏡装置１は、挿入部２の先端部がブレード等の回転体に巻き込まれることを防止することができる。

よって、本実施形態の内視鏡装置１によれば、挿入部２の先端部が回転体に巻き込まれることなく、安全性を確保することができる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。

図４は、第２の実施形態に係る内視鏡装置の全体構成を示す図である。なお、図４において、図１と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

図４に示すように、第２の実施形態の内視鏡装置１ａは、図１の内視鏡装置１から加速度センサ１３が削除されるとともに、画像処理部２２に動き量検出部４０が追加されて構成されている。

動き量検出部４０は、ＣＣＤ９により得られて入力された信号（画像）と、１フレーム前の信号（画像）とを比較し、動き量（動きベクトル）を検出する。このように、動き量検出部４０は、入力された画像と、１フレーム前に入力された画像との動き量を検出することで、挿入部２の先端部の動き、すなわち、挿入部２の先端部の状態を検出する状態検出部を構成する。動き量検出部４０により検出された検出結果は、回転補助具制御部３６に入力される。

回転補助具制御部３６は、動き量検出部４０から入力された動き量を所定の閾値と比較することで挿入部２の先端部の動きを検出し、回転補助具制御部３６を制御する。なお、回転補助具制御部３６による回転補助具１４の制御は、上述した第１の実施形態と同様である。

図５は、ＣＣＤより得られる画像の一例を説明するための図である。図５に示すように、ＣＣＤ９より得られる画像４４には、回転補助具１４によりブレード４１を回転させている際に、ブレード４１が通過する領域４２と、ブレード４１が通過しない領域４３とが存在する。

動き量検出部４０が、ブレード４１が通過する領域４２の動き量を検出すると、挿入部２の先端部が動いていない場合でも、回転補助具制御部３６により挿入部２の先端部が動いていると判定される可能性がある。そのため、動き量検出部４０は、ブレード４１が通過しない領域４３の動き量を検出し、回転補助具制御部３６に出力する。これにより、回転補助具制御部３６は、挿入部２の先端部の動きを正確に判定することができる。

次に、このように構成された内視鏡装置１ａの動作について説明する。図６は、第２の実施形態の内視鏡装置による回転補助具の制御の一例を示すフローチャートである。なお、図６において、図３と同様の処理については、同一の符号を付して説明を省略する。

回転補助具制御部３６は、Ｓ３においてスタートボタンが押下されたと判定した場合、動き量検出部４０の検出結果が所定の閾値以上か否かを判定する（Ｓ１１）。回転補助具制御部３６は、動き量検出部４０の検出結果が所定の閾値以上であると判定した場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、Ｓ５に進み、ＬＣＤ４の画面に警告表示を行う。すなわち、回転補助具制御部３６は、動き量検出部４０の検出結果が所定の閾値以上である場合、先端部がブレードに巻き込まれる可能性があると判断し、図２に示す警告表示を行う。

一方、回転補助具制御部３６は、動き量検出部４０の検出結果が所定の閾値以上でないと判定した場合（Ｓ１１：ＮＯ）、Ｓ７に進み、ブレードを回転させるように回転補助具１４を制御する。すなわち、回転補助具制御部３６は、動き量検出部４０の検出結果が所定の閾値以上でない場合、先端部がブレードに巻き込まれる可能性がないと判断し、回転補助具１４を制御し、ブレードを回転させる。

Ｓ７において、ブレードを回転させると、回転補助具制御部３６は、動き量検出部４０の検出結果が所定の閾値以上か否かを判定する（Ｓ１２）。回転補助具制御部３６は、動き量検出部４０の検出結果が所定の閾値以上でないと判定した場合（Ｓ１２：ＮＯ）、Ｓ１２に戻り、同様の処理を繰り返す。すなわち、回転補助具制御部３６は、ブレードを回転中に挿入部２の先端部に動きを検出しない場合、先端部がブレードに巻き込まれる可能性がないと判断し、ブレードを回転させ続けるように回転補助具１４を制御する。

一方、回転補助具制御部３６は、動き量検出部４０の検出結果が所定の閾値以上であると判定した場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、Ｓ９に進み、ブレードの回転を停止させるように回転補助具１４を制御する。すなわち、回転補助具制御部３６は、ブレードを回転中に挿入部２の先端部に動きを検出した場合、先端部がブレードに巻き込まれる可能性があると判断し、ブレードの回転を停止するように回転補助具１４を制御する。

以上のように、内視鏡装置１ａの回転補助具制御部３６は、動き量検出部４０により検出された画像の動き量（動きベクトル）に基づいて挿入部２の先端部の動きを判定し、ＬＣＤ４への警告表示、あるいは、回転補助具１４を制御するようにした。回転補助具制御部３６は、先端部に動きがあると判定した場合、検査前ではＬＣＤ４に警告表示を行い、検査中ではブレードの回転を停止させるように回転補助具１４を制御する。この結果、内視鏡装置１ａは、挿入部２の先端部がブレード等の回転体に巻き込まれることを防止することができる。

よって、本実施形態の内視鏡装置１ａによれば、第１の実施形態の内視鏡装置１と同様に、挿入部２の先端部が回転体に巻き込まれることなく、安全性を確保することができる。また、本実施形態の内視鏡装置１ａは、挿入部２の先端部に図１に示す加速度センサ１３を設ける必要がないため、第１の実施形態の内視鏡装置１に比べ、先端部を細径化することができる。

なお、本実施形態では、入力された画像と、１フレーム前に入力された画像との動き量を検出する動き量検出部４０が本体部３に設けられているが、動き量検出部４０は、本体部３の外部（例えば、クラウド）に設けられていてもよい。内視鏡装置１ａは、ＣＣＤ９により撮像された画像を外部に送信し、外部において動き量を検出する。そして、内視鏡装置１ａは、外部から送信された動き量を受信し、受信した動き量に基づいて回転補助具１４を制御するようにしてもよい。

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。

図７は、第３の実施形態に係る内視鏡装置の全体構成を示す図である。なお、図７において、図１と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

図７に示すように、第３の実施形態の内視鏡装置１ｂは、図１の内視鏡装置１から加速度センサ１３が削除されるとともに、システム制御部３０に計測部５０が追加されて構成されている。

計測部５０には、画像処理部２２により所定の処理が施された画像信号が入力される。計測部５０は、入力された画像信号を用いて挿入部２の先端から被検体であるブレードまでの距離を計測し、計測結果を回転補助具制御部３６に出力する。

計測部５０による挿入部２の先端からブレードまでの距離の計測は、周知の技術を用いて行う。例えば、挿入部２の先端部に左右２つの互いに視差を有する観察光学系を備え、計測部５０は、左右２つの観察光学系からの視差を有する観察画像を用いて、三角測量の原理で挿入部２の先端からブレードまでの距離を計測（ステレオ計測）する。なお、挿入部２の先端からブレードまでの距離の計測は、ステレオ計測に限定されることはない。例えば、被検体に照射したレーザー光と、その反射光との位相差で測定するＴＯＦ（Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）法、あるいは、レーザー光を被検体に照射し、その反射光の移動を三角測量の原理で測定する三角測距法等を用いてブレードまでの距離を計測するようにしてもよい。

このように、計測部５０は、挿入部２の先端からブレードまでの距離を計測することで、挿入部２の先端部の状態を検出する状態検出部を構成する。計測部５０により計測された計測結果は、回転補助具制御部３６に入力される。

回転補助具制御部３６は、計測部５０から入力された計測結果を所定の閾値と比較することで、挿入部２の先端部がブレードに近すぎていないかを判定し、回転補助具制御部３６を制御する。

回転補助具制御部３６は、計測部５０の計測結果が所定の閾値以下の場合、挿入部２の先端部がブレードに近づき過ぎていると判定し（ブレードに先端部が巻き込まれる可能性があると判定）、ＬＣＤ４の画面に警告表示を行う、または、ブレードの回転を停止させるように回転補助具１４を制御する。一方、回転補助具制御部３６は、計測部５０の計測結果が所定の閾値以下でない場合、挿入部２の先端部がブレードに近づき過ぎていないと判定し（ブレードに先端部が巻き込まれる可能性がないと判定）、ブレードを回転させるように、あるいは、ブレードを回転させ続けるように回転補助具１４を制御する。

次に、このように構成された内視鏡装置１ｂの動作について説明する。図８は、第３の実施形態の内視鏡装置による回転補助具の制御の一例を示すフローチャートである。なお、図８において、図３と同様の処理については、同一の符号を付して説明を省略する。

回転補助具制御部３６は、Ｓ３においてスタートボタンが押下されたと判定した場合、計測部５０の計測結果が所定の閾値以下か否かを判定する（Ｓ２１）。回転補助具制御部３６は、計測部５０の計測結果が所定の閾値以下であると判定した場合（Ｓ２１：ＹＥＳ）、Ｓ５に進み、ＬＣＤ４の画面に警告表示を行う。すなわち、回転補助具制御部３６は、計測部５０の計測結果が所定の閾値以下である場合、挿入部２の先端部がブレードに近づき過ぎている（先端部がブレードに巻き込まれる可能性がある）と判定し、図２に示す警告表示を行う。

一方、回転補助具制御部３６は、計測部５０の計測結果が所定の閾値以下でないと判定した場合（Ｓ２１：ＮＯ）、Ｓ７に進み、ブレードを回転させるように回転補助具１４を制御する。すなわち、回転補助具制御部３６は、計測部５０の計測結果が所定の閾値以下でない場合、挿入部２の先端部がブレードに近づき過ぎていない（先端部がブレードに巻き込まれる可能性がない）と判定し、回転補助具１４を制御し、ブレードを回転させる。

Ｓ７において、ブレードを回転させると、回転補助具制御部３６は、計測部５０の計測結果が所定の閾値以下か否かを判定する（Ｓ２２）。回転補助具制御部３６は、計測部５０の計測結果が所定の閾値以下でないと判定した場合（Ｓ２２：ＮＯ）、Ｓ２２に戻り、同様の処理を繰り返す。すなわち、回転補助具制御部３６は、ブレードを回転中に先端部がブレードに近づいていないことを検出した場合、先端部がブレードに巻き込まれる可能性がないと判断し、ブレードを回転させ続けるように回転補助具１４を制御する。

一方、回転補助具制御部３６は、計測部５０の計測結果が所定の閾値以下であると判定した場合（Ｓ２２：ＹＥＳ）、Ｓ９に進み、ブレードの回転を停止させるように回転補助具１４を制御する。すなわち、回転補助具制御部３６は、ブレードを回転中に先端部がブレードに近づき過ぎていることを検出した場合、先端部がブレードに巻き込まれる可能性があると判断し、ブレードの回転を停止するように回転補助具１４を制御する。

以上のように、内視鏡装置１ｂの回転補助具制御部３６は、計測部５０により計測された計測結果に基づいて挿入部２の先端とブレードとの距離を判定し、ＬＣＤ４への警告表示、あるいは、回転補助具１４を制御するようにした。回転補助具制御部３６は、先端部がブレードに近づき過ぎていると判定した場合、検査前ではＬＣＤ４に警告表示を行い、検査中ではブレードの回転を停止させるように回転補助具１４を制御する。この結果、内視鏡装置１ｂは、挿入部２の先端部がブレード等の回転体に巻き込まれることを防止することができる。

よって、本実施形態の内視鏡装置１ｂによれば、第１の実施形態の内視鏡装置１と同様に、挿入部２の先端部が回転体に巻き込まれることなく、安全性を確保することができる。また、本実施形態の内視鏡装置１ｂは、挿入部２の先端部に図１に示す加速度センサ１３を設ける必要がないため、第１の実施形態の内視鏡装置１に比べ、先端部を細径化することができる。

なお、本実施形態では、挿入部２の先端から被検体であるブレードまでの距離を計測する計測部５０が本体部３に設けられているが、計測部５０は、本体部３の外部（例えば、クラウド）に設けられていてもよい。内視鏡装置１ｂは、左右２つの観察光学系からの視差を有する観察画像を外部に送信し、外部において、視差を有する観察画像を用いて、挿入部２の先端からブレードまでの距離を計測する。そして、内視鏡装置１ｂは、外部から送信された計測結果に基づいて回転補助具１４を制御するようにしてもよい。

（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態について説明する。

図９は、第４の実施形態に係る内視鏡装置の全体構成を示す図である。なお、図９において、図１、図４及び図７と同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

図９に示すように、第４の実施形態の内視鏡装置１ｃは、挿入部２の先端部に図１の加速度センサ１３、画像処理部２２に図４の動き量検出部４０、システム制御部３０に図７の計測部５０を有して構成されている。このように、第４の実施形態の内視鏡装置１ｃは、第１、第２及び第３の実施形態の内視鏡装置１、１ａ及び１ｂを組み合わせた構成になっている。

回転補助具制御部３６には、加速度センサ１３の検出結果、動き量検出部４０の検出結果、及び、計測部５０の計測結果が入力される。回転補助具制御部３６は、加速度センサ１３の検出結果が第１の所定の閾値以上か否か、動き量検出部４０の検出結果が第２の所定の閾値以上か否か、または、計測部５０の計測結果が第３の所定の閾値以下か否かに応じて、回転補助具１４を制御する。

回転補助具制御部３６は、加速度センサ１３の検出結果、動き量検出部４０の検出結果、計測部５０の計測結果のいずれか１つに異常があった場合、ＬＣＤ４の画面に警告表示を行う、あるいは、ブレードの回転を停止させるように回転補助具１４を制御する。より具体的には、回転補助具制御部３６は、加速度センサ１３の検出結果が第１の所定の閾値以上、動き量検出部４０の検出結果が第２の所定の閾値以上、または、計測部５０の計測結果が第３の所定の閾値以下の場合、ＬＣＤ４の画面に警告表示を行う、あるいは、ブレードの回転を停止させるように回転補助具１４を制御する。

一方、回転補助具制御部３６は、加速度センサ１３の検出結果、動き量検出部４０の検出結果、計測部５０の計測結果の全てに異常がなかった場合、ブレードを回転させる、あるいは、ブレードを回転させ続けるように回転補助具１４を制御する。より具体的には、回転補助具制御部３６は、加速度センサ１３の検出結果が第１の所定の閾値以上でなく、動き量検出部４０の検出結果が第２の所定の閾値以上でなく、かつ、計測部５０の計測結果が第３の所定の閾値以下でない場合、ブレードを回転させるように、あるいは、ブレードを回転させ続けるように回転補助具１４を制御する。

次に、このように構成された内視鏡装置１ｃの動作について説明する。図１０は、第４の実施形態の内視鏡装置による回転補助具の制御の一例を示すフローチャートである。なお、図１０において、図３と同様の処理については、同一の符号を付して説明を省略する。

回転補助具制御部３６は、Ｓ３においてスタートボタンが押下されたと判定した場合、加速度センサ１３の検出結果が第１の所定の閾値以上、動き量検出部４０の検出結果が第２の所定の閾値以上、又は、計測部５０の計測結果が第３の所定の閾値以下か否かを判定する（Ｓ３１）。回転補助具制御部３６は、加速度センサ１３の検出結果が第１の所定の閾値以上、動き量検出部４０の検出結果が第２の所定の閾値以上、又は、計測部５０の計測結果が第３の所定の閾値以下であると判定した場合（Ｓ３１：ＹＥＳ）、Ｓ５に進み、ＬＣＤ４の画面に警告表示を行う。すなわち、回転補助具制御部３６は、加速度センサ１３の検出結果、動き量検出部４０の検出結果、及び、計測部５０の計測結果のいずれか１つに異常がある場合、挿入部２の先端部がブレードに巻き込まれる可能性があると判断し、図２に示す警告表示を行う。

一方、回転補助具制御部３６は、加速度センサ１３の検出結果が第１の所定の閾値以上、動き量検出部４０の検出結果が第２の所定の閾値以上、又は、計測部５０の計測結果が第３の所定の閾値以下でないと判定した場合（Ｓ３１：ＮＯ）、Ｓ７に進み、ブレードを回転させるように回転補助具１４を制御する。すなわち、回転補助具制御部３６は、加速度センサ１３の検出結果、動き量検出部４０の検出結果、及び、計測部５０の計測結果の全てに異常がない場合、挿入部２の先端部がブレードに巻き込まれる可能性がないと判断し、回転補助具１４を制御し、ブレードを回転させる。

Ｓ７において、ブレードを回転させると、回転補助具制御部３６は、加速度センサ１３の検出結果が第１の所定の閾値以上、動き量検出部４０の検出結果が第２の所定の閾値以上、又は、計測部５０の計測結果が第３の所定の閾値以下か否かを判定する（Ｓ３２）。回転補助具制御部３６は、加速度センサ１３の検出結果が第１の所定の閾値以上、動き量検出部４０の検出結果が第２の所定の閾値以上、又は、計測部５０の計測結果が第３の所定の閾値以下でないと判定した場合（Ｓ３２：ＮＯ）、Ｓ３２に戻り、同様の処理を繰り返す。すなわち、回転補助具制御部３６は、加速度センサ１３の検出結果、動き量検出部４０の検出結果、及び、計測部５０の計測結果の全てに異常がない場合、挿入部２の先端部がブレードに巻き込まれる可能性がないと判断し、ブレードを回転させ続けるように回転補助具１４を制御する。

一方、回転補助具制御部３６は、加速度センサ１３の検出結果が第１の所定の閾値以上、動き量検出部４０の検出結果が第２の所定の閾値以上、又は、計測部５０の計測結果が第３の所定の閾値以下であると判定した場合（Ｓ３２：ＹＥＳ）、Ｓ９に進み、ブレードの回転を停止させるように回転補助具１４を制御する。すなわち、回転補助具制御部３６は、加速度センサ１３の検出結果、動き量検出部４０の検出結果、及び、計測部５０の計測結果のいずれか１つに異常がある場合、挿入部２の先端部がブレードに巻き込まれる可能性があると判断し、ブレードの回転を停止するように回転補助具１４を制御する。

以上のように、内視鏡装置１ｃの回転補助具制御部３６は、加速度センサ１３の検出結果、動き量検出部４０の検出結果、及び、計測部５０の計測結果に基づいて、挿入部２の先端部の動き、及び、挿入部２の先端部とブレードとの距離を判定し、ＬＣＤ４への警告表示、あるいは、回転補助具１４を制御するようにした。回転補助具制御部３６は、先端部に動きがある、あるいは、先端部がブレードに近づき過ぎていると判定した場合、検査前ではＬＣＤ４に警告表示を行い、検査中ではブレードの回転を停止させるように回転補助具１４を制御する。この結果、内視鏡装置１ｃは、挿入部２の先端部がブレード等の回転体に巻き込まれることを防止することができる。

よって、本実施形態の内視鏡装置１ｃによれば、第１の実施形態の内視鏡装置１と同様に、挿入部２の先端部が回転体に巻き込まれることなく、安全性を確保することができる。また、本実施形態の内視鏡装置１ｃは、加速度センサ１３の検出結果、動き量検出部４０の検出結果、及び、計測部５０の計測結果に基づいて挿入部２の状態を判定するため、第１、第２及び第３の実施形態の内視鏡装置１、１ａ及び１ｂに比べ、挿入部２の状態をより精度良く検出することができ、安全性を向上させることができる。

なお、回転補助具制御部３６は、加速度センサ１３の検出結果、動き量検出部４０の検出結果、及び、計測部５０の計測結果の３つを用いて、回転補助具１４を制御しているが、これに限定されることをない。例えば、回転補助具制御部３６は、加速度センサ１３の検出結果、動き量検出部４０の検出結果、及び、計測部５０の計測結果のうち、任意の２つの結果を用いて、回転補助具１４を制御するようにしてもよい。

また、本明細書におけるフローチャート中の各ステップは、その性質に反しない限り、実行順序を変更し、複数同時に実行し、あるいは実行毎に異なった順序で実行してもよい。

本発明は、上述した実施の形態及び変形例に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。

本出願は、２０１６年１１月２４日に日本国に出願された特願２０１６−２２７６４５号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲に引用されるものとする。

Claims (8)

1. 挿入部と、
   前記挿入部の状態を検出する状態検出部と、
   前記状態検出部の検出結果に基づいて、被検体である回転体を回転させる回転補助具の動きを制御する制御部と、を有することを特徴とする内視鏡装置。
2. 前記状態検出部は、前記挿入部の動き量を検出する検出部であって、
   前記制御部は、前記検出部で検出された前記挿入部の動き量が所定の閾値以上の場合、前記回転体の回転を停止又は低速化させるように前記回転補助具を制御することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
3. 前記検出部は、前記挿入部に設けられ、前記挿入部の加速度を検出する加速度センサであって、
   前記制御部は、前記加速度センサの検出結果が所定の閾値以上の場合、前記回転体の回転を停止又は低速化させるように前記回転補助具を制御することを特徴とする請求項２に記載の内視鏡装置。
4. 前記検出部は、前記挿入部に設けられた撮像素子によって撮像された画像の動き量を検出する動き量検出部であって、
   前記制御部は、前記動き量検出部の検出結果が所定の閾値以上の場合、前記回転体の回転を停止又は低速化させるように前記回転補助具を制御することを特徴とする請求項２に記載の内視鏡装置。
5. 前記状態検出部は、前記挿入部の先端から前記被検体までの距離を計測する計測部であって、
   前記制御部は、前記計測部の計測結果が所定の閾値以下の場合、前記回転体の回転を停止又は低速化させるように前記回転補助具を制御することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
6. 前記状態検出部は、前記挿入部の加速度を検出する加速度センサ、前記挿入部に設けられた撮像素子によって撮像された画像の動き量を検出する動き量検出部、及び、前記挿入部の先端から前記被検体までの距離を計測する計測部により構成され、
   前記制御部は、前記加速度センサの検出結果が第１の所定の閾値以上、前記動き量検出部の検出結果が第２の所定の閾値以上、または、前記計測部の計測結果が第３の所定の閾値以下の場合、前記回転体の回転を停止又は低速化させるように前記回転補助具を制御することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
7. 表示部を更に備え、
   前記制御部は、前記回転体を停止又は低速化させている際に、前記状態検出部の検出結果に異常があった場合、前記表示部に警告表示を行うことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
8. 挿入部の状態を検出する状態検出ステップと、
   前記状態検出ステップの検出結果に基づいて、被検体である回転体を回転させる回転補助具の動きを制御する制御ステップと、を有することを特徴とする内視鏡装置の制御方法。

Images