WO2012063880A1 - 内視鏡 - Google Patents

内視鏡 Download PDF

Info

Publication number
WO2012063880A1
WO2012063880A1 PCT/JP2011/075863 JP2011075863W WO2012063880A1 WO 2012063880 A1 WO2012063880 A1 WO 2012063880A1 JP 2011075863 W JP2011075863 W JP 2011075863W WO 2012063880 A1 WO2012063880 A1 WO 2012063880A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
bending
unit
bending operation
knob
endoscope
Prior art date
Application number
PCT/JP2011/075863
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
恵二朗 尾本
豊 正木
Original Assignee
オリンパスメディカルシステムズ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by オリンパスメディカルシステムズ株式会社 filed Critical オリンパスメディカルシステムズ株式会社
Publication of WO2012063880A1 publication Critical patent/WO2012063880A1/ja

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/005Flexible endoscopes
    • A61B1/0051Flexible endoscopes with controlled bending of insertion part
    • A61B1/0052Constructional details of control elements, e.g. handles
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00002Operational features of endoscopes
    • A61B1/00039Operational features of endoscopes provided with input arrangements for the user
    • A61B1/00042Operational features of endoscopes provided with input arrangements for the user for mechanical operation
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00147Holding or positioning arrangements
    • A61B1/0016Holding or positioning arrangements using motor drive units
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/04Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances
    • A61B1/05Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances characterised by the image sensor, e.g. camera, being in the distal end portion
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B23/00Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
    • G02B23/24Instruments or systems for viewing the inside of hollow bodies, e.g. fibrescopes
    • G02B23/2476Non-optical details, e.g. housings, mountings, supports

Definitions

  • the present invention relates to an endoscope including a bending operation unit that performs a bending operation of a bending unit provided in an insertion unit of the endoscope.
  • the endoscope has, for example, a flexible insertion portion that is inserted into a subject to observe and treat a lesioned portion in the subject, and the insertion portion is connected to the UD direction (vertical direction) and the RL direction ( A bending operation unit that performs an operation for bending in the left-right direction).
  • the bending operation unit is provided with a UD angle knob for performing an operation in the UD direction and an RL angle knob for performing an operation in the RL direction.
  • the operator operates the UD angle knob and the RL angle knob to bend the bending portion of the insertion portion in the vertical and horizontal directions.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-22023 discloses that an arbitrary bending operation knob is attracted to the rotation axis of the operation unit by a magnetic force. A technique for making it detachable is disclosed. In this conventional endoscope, even when two or more bending operation knobs are attached to the operation unit, it is easy to perform operations such as cleaning and disinfecting the endoscope body by removing only the arbitrary bending operation knob. Can be done.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-354678 discloses a connection between an adapter unit and a plug unit by switching poles in an emergency using an electromagnet. The technology of the power generation device to be separated is disclosed.
  • a skilled or large hand operator can operate both the UD angle knob and the RL angle knob while holding the operation portion of the endoscope with one hand.
  • an operator who has little experience of operation or who has a small hand should operate both the UD angle knob and the RL angle knob while holding the bending operation part with one hand like an experienced operator. In some cases, it is easier to handle the UD angle knob and the RL angle knob with both hands.
  • the operator uses, for example, the right hand to secure the position of the lumen in the body. It is necessary to hold the bending operation part with the left hand while suppressing the insertion part, and to operate both the UD angle knob and the RL angle knob of the bending operation part with only one hand of the left hand. When such an operation is required, it is difficult for an operator with a small initial or hand to operate the UD angle knob and the RL angle knob with one hand as described above. Therefore, it has been desired to improve the operability of the bending operation of the endoscope.
  • the present invention provides an endoscope capable of improving the operability of the bending portion by allowing the operator to use a desired bending operation portion regardless of the skill level of the operator or the size of the hand. To do.
  • An endoscope is provided with an insertion portion provided with a bending portion, an operation portion provided continuously with the insertion portion, and the operation portion, and the bending portion is disposed in a first direction.
  • a first bending operation unit for performing a bending operation and a first bending operation unit that is detachably superimposed on the first bending operation unit, and for bending the bending unit in a second direction different from the first direction.
  • the second bending operation unit and the second bending operation unit can be selectively replaced with each other, and can be detachably superimposed on the first bending operation unit, and the bending unit is bent in the second direction.
  • a third bending operation unit can be selectively replaced with each other, and can be detachably superimposed on the first bending operation unit, and the bending unit is bent in the second direction.
  • An endoscope according to another aspect of the present invention is provided with an insertion portion, an operation portion provided on the proximal end side of the insertion portion, and the operation portion so as to be rotatable around a predetermined rotation axis.
  • An endoscope provided with the bending operation knob, and a bending portion that is provided in the insertion portion and bends and deforms in accordance with a rotation angle of the bending operation knob, wherein the rotation shaft is provided on the bending operation knob.
  • a drive unit that generates power for rotating the bending operation knob and a detection unit that detects the operation torque applied to the direction of rotating the bending operation knob and the direction of the operation torque.
  • a control unit that controls the drive unit so as to generate power for rotating the driven gear in the same direction as the operation torque according to the operation torque.
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram of an endoscope system according to a first embodiment. It is a perspective view which shows the structure of the endoscope which has a bending operation part which can be replaced
  • the endoscope apparatus 1 includes an endoscope 2, a control device 3, a light source device 4, an image photographing device 5, a water feeding device 6, a keyboard 7, and a monitor 8. .
  • the control device 3 controls lighting of the light source device 4 and also controls water supply to the endoscope 2 by the water supply device 6, and performs image processing on the image of the subject imaged through the endoscope 2 by the image capturing device 5. Display on the monitor 8.
  • the endoscope 2 has a universal cord 21, an operation unit 22, and an insertion unit 23.
  • the endoscope 2 is connected to a control device 3, a light source device 4, an image capturing device 5, and a water supply device 6 via a universal cord 21.
  • the operation unit 22 operates the bending portion 23a of the insertion unit 23 in a second direction different from the first direction and the first direction in response to an operation of an operator who is a doctor.
  • the second direction is substantially orthogonal to the first direction. More specifically, the first direction is the vertical direction (UD direction) in the observation image, and the second direction is the horizontal direction (RL direction) in the observation image.
  • the insertion portion 23 is inserted into the subject, is formed of a flexible member, and receives the operation of the bending operation portion provided in the operation portion 22 so that the bending portion 23a is in the UD direction and the RL direction in the observation image. To curve.
  • the operation section 22 of the endoscope 2 is configured by integrally connecting an operation section main body 24 and a grip 25 on the same axis.
  • the operation unit 22 has the operation unit main body 24 on the upper side and the grip 25 on the lower side in a state where the operator who is the user holds the operation unit 22 with one hand.
  • a universal cord 21 is connected to the operation unit main body 24.
  • the insert portion 23 is connected to the grip 25.
  • the operation unit main body 24 and the grip 25 are shaped so as to fit in the palm of one hand when the operator mainly holds the grip 25 with one hand, for example, the thickness gradually increases from the operation unit main body 24 toward the grip 25. It is formed to be smaller.
  • the grip 25 has a substantially conical shape, and is formed so that the diameter gradually decreases from the lower end of the operation portion main body 24 toward the insertion portion 23.
  • a UD angle knob (UD bending operation unit, first bending operation unit) for bending the bending portion 23a of the insertion unit 23 in the vertical direction in the observation image by an operator's manual rotation operation.
  • 26 and a UD release knob 42 that fixes and releases the bending angle of the bending portion 23a by fixing the rotational position of the UD angle knob 26.
  • the UD angle knob 26 and the UD release knob 42 are provided on a side surface parallel to a plane formed by the mounting direction of the universal cord 21 extending from the operation unit main body 24 and the mounting direction of the grip 25.
  • the UD angle knob 26 is rotated by, for example, a thumb and an index finger, or a thumb and a middle finger depending on the operator while the operator mainly holds the grip 25 in the palm of one hand.
  • the UD release knob 42 is operated by, for example, an index finger.
  • the UD angle knob 26 is provided with an RL angle knob (RL bending operation unit, third bending operation unit) 28 or an RL driving device (second bending operation unit) 27, which will be described later.
  • the operator can selectively attach it.
  • the RL angle knob 28 or the RL driving device 27 that can be selected by the operator as the user is superimposed on the UD angle knob 26 in the operation unit body 24.
  • a connector portion 40 serving as an electrical contact with the RL driving device 27 is disposed on the upper portion of the operation portion main body 24.
  • the connector portion 40 is provided with a female connector portion 41 into which the connector terminal portion 54 of the RL driving device 27 is inserted.
  • the operation unit main body 24 is provided with a switch 29 for operating the imaging system, a suction button 30, an air / water supply button 31, and an RL operation element 32.
  • the switch 29, the suction button 30, and the air / water supply button 31 are respectively located on the side of the UD angle knob 26 in a state where the operator mainly holds the grip 25 in the palm of one hand. It is provided in an operable range.
  • the switch 29, the suction button 30, and the air / water supply button 31 are arranged in a line in the vertical direction of the operation unit main body 24.
  • the RL operation element 32 is provided at an upper portion of the grip 25, for example, at a boundary portion between the operation unit main body 24 and the grip 25.
  • the RL operation element 32 has an RL operation dial 33.
  • the RL operation dial 33 serves as a drive instruction operation unit that is rotated by an operator and drives an RL drive device 27 that is superimposed on the UD angle knob 26.
  • the RL operator 32 is a finger other than the thumb of one hand, such as the index finger, the middle finger, and the ring finger while the UD angle knob 26 is operated with the thumb, for example, while the operator holds the grip 25 with the left hand.
  • the RL operation dial 33 is provided at a position where the RL operation dial 33 can be rotated by one of the little fingers.
  • the RL angle knob 28 includes a substantially disc-shaped RL knob main body 50, and a rotation of the RL angle knob 28 that is disposed so as to overlap the center of the RL knob main body 50. And an RL release knob 51 that fixes and releases the bending angle of the bending portion 23a in the RL direction.
  • a substantially disc-shaped joint base 60 is fitted in the center of the rear surface of the RL knob body 50.
  • the joint base 60 has an annular magnetic member 61 disposed in the center, and two positioning pins 62 disposed on the outer side of the magnetic member 61 at point-symmetric positions. In the center of the surface of the joint base 60, a recess 60a is formed by a hole in the center of the magnetic member 61. Further, the joint base 60 may be entirely formed of a magnetic material.
  • the RL driving device 27 includes an RL driving motor 52, a base plate 53 having a substantially L-shaped cross section that supports and fixes the RL driving motor 52, and the base plate.
  • a connector terminal portion 54 having a substantially L-shaped cross section extending from the upper surface portion of 53 along the RL driving motor 52, a cover body 57 covering the base plate 53, and the base plate 53 and the connector terminal portion 54 are fixed.
  • the joint base 60 here is the same structure as what is provided in the RL angle knob 28, the detailed description is abbreviate
  • the base plate 53 is provided with two bevel gears 55 and 56 connected to the motor shaft of the RL drive motor 52 or the joint base 60.
  • the bevel gear 55 connected to the motor shaft of the RL drive motor 52 is engaged with the bevel gear 56 connected to the joint base 60, and the power transmission direction of the RL drive motor 52 is orthogonal to each other on the same plane.
  • the power for rotating the joint base 60 is transmitted to the transmission shaft.
  • the RL driving device 27 receives power supply from the endoscope 2 and a signal from the RL operation element 32.
  • a joint base 70 on the operation unit side that is rotatable with respect to the UD angle knob 26 is disposed at the center of the UD angle knob 26.
  • the joint base 70 on the operation unit side is provided at one end of the RL drive shaft 71 of the magnetic tube.
  • the disk-shaped joint base 70 is integrally formed with the RL drive shaft 71. It is a magnetic material.
  • the joint base 70 has an opening 70a communicating with the hole of the RL drive shaft 71 at the center of the surface, and two positioning holes 72 arranged at point-symmetrical positions on the outer side of the opening 70a. Is formed.
  • the RL drive shaft 71 is connected to a sprocket 75 that pulls and loosens the bending operation wire having the other end extended to the bending portion 23 a disposed in the operation portion main body 24.
  • the sprocket 75 has a connecting portion 75a protruding in an annular shape from the center of one surface, and an end portion of the RL drive shaft 71 is fitted to the connecting portion 75a together with screw fixing.
  • the sprocket 75 is provided with a flange 76 abutting against the other surface and a tubular shaft body 73 having one end screwed and fixed, for example.
  • the sprocket 75 may be provided with a bearing or the like for smooth rotation with respect to the shaft body 73.
  • the other end of the shaft body 73 is integrally provided with a shaft head 73a having a large outer diameter.
  • a metal coil 74 is wound around the shaft body 73 around the outer periphery of the shaft head 73a toward the sprocket.
  • wiring 74 a is connected to both ends of the wire of the metal coil 74.
  • the RL drive shaft 71 around which the metal coil 74 is wound serves as a magnetic core, and an electromagnet is configured by energizing the metal coil 74 from the wiring 74a.
  • the head portion 73a of the shaft body 73 is provided with the RL provided with the joint base 70.
  • a screw 77 constituting an outward flange with respect to the drive shaft 71 is screwed.
  • joint base 70 and the RL drive shaft 71 are rotatable around the shaft body 73 together with the sprocket 75 to be connected.
  • the joint base 70 is configured to be rotatable with respect to the UD angle knob 26 at the center position of the UD angle knob 26.
  • the endoscope 2 of the present embodiment configured as described above is connected to the RL driving device 27 or RL on the operation unit side joint base 70 disposed in the center of the UD angle knob 26.
  • the joint base 60 disposed on the angle knob 28 is joined by a magnetic action so that an operator can selectively replace a desired bending operation section.
  • the operator inserts the positioning pin 62 of the joint base 60 into each positioning hole 72 of the joint base 70. Accordingly, the driving force generated by the rotation of the RL driving device 27 or the RL angle knob 28 is transmitted to the RL driving shaft 71 via the joint base 70 without the joint bases 60 and 70 being displaced.
  • the joint base 70 on the operation unit side is energized to the metal coil 74. Magnetized.
  • the magnetized joint base 70 attracts the magnetic member 61 of the joined joint base 60 by magnetic attraction.
  • the endoscope 2 is configured such that the RL driving device 27 or the RL angle knob 28 can be selectively superimposed on the UD angle knob 26 by using the joint bases 60 and 70 as magnetic attachment / detachment methods. ing.
  • the endoscope 2 when the endoscope 2 is used with the RL driving device 27 superimposed on the UD angle knob 26, the endoscope 2 is driven by the RL driving motor 52 of the RL driving device 27.
  • the insertion portion 23 can be bent in the RL direction by electric drive. That is, the operator can bend the bending portion 23a of the insertion portion 23 in the RL direction by the RL driving device 27 by rotating the RL operation dial 33 of the RL operation element 32 in a predetermined direction.
  • the RL operation dial 33 of the RL driving device 27 is connected to the rotation shaft of the RL operation element 32.
  • the RL operation element 32 outputs a signal of an amount of electricity corresponding to the amount of rotation of the RL operation dial 33.
  • the RL drive device 27 receives an electrical signal from the RL operation element 32, drives the RL drive motor 52 in accordance with the amount of electricity of this signal, and bends the insertion portion 23 in the RL direction. That is, the RL operation dial 33 can adjust the amount of bending in the RL direction of the bending portion 23a of the insertion portion 23 according to the amount of rotation.
  • the endoscope 2 to which the RL drive device 27 is attached is used for the endoscope 2 as a skilled or large-handed operator, even if the operator has little experience in operation or a small-handed hand.
  • the UD angle knob 26 can be operated and the RL operation dial 33 of the RL operation element 32 can be rotated while the operation unit 22 is held with one hand. By these operations, the operator can bend the bending portion 23a of the insertion portion 23 in the UD direction and can perform the bending operation of the bending portion 23a in the RL direction with only one hand.
  • the operator may use a sheath with, for example, the right hand to secure the position of the lumen. It is necessary to hold the operation unit 22 of the endoscope 2 with the left hand while suppressing the movement and bend the insertion unit 23 in both the UD direction and the RL direction with only one hand of the left hand.
  • the operability in the UD direction and the RL direction can be further improved.
  • the endoscope 2 can be operated in both the UD direction and the RL direction.
  • the operator holds the operation unit 22 of the endoscope 2 with the left hand while holding the sheath with the right hand, and the insertion unit 23 is moved in the UD direction with only one left hand.
  • RL direction can be curved. It should be noted that the operator is not limited to an operator who has little experience of operation or a small hand, and of course, even if an experienced or large hand operator uses the RL driving device 27 superimposed on the UD angle knob 26, There are similar advantages as described above.
  • the endoscope 2 when the endoscope 2 is used by superposing the RL angle knob 28 on the UD angle knob 26, the endoscope 2 has the configuration of the conventional endoscope 2 and the RL angle By turning the knob 28, the bending portion 23a of the insertion portion 23 can be bent in the RL direction.
  • the skilled operator since the skilled operator is used to the bending operation portion of the conventional endoscope 2, the bending portion 23a of the insertion portion 23 is manually bent in the RL direction by the RL angle knob 28 as before. It does not hinder the feeling of use so far.
  • the operator desires either the RL driving device 27 or the RL angle knob 28 for bending the bending portion 23a of the insertion portion 23 in the RL direction. It is configured to be able to selectively replace the one that is easy to use. As a result, the endoscope 2 can use the bending operation portion desired by the operator regardless of the skill level of the operator or the size of the hand, and can improve the bending operability of the bending portion provided in the insertion portion. It will be easy to use.
  • the magnetic member 61 of the joint base 60 is a permanent magnet, and as a switch configuration capable of switching the energization direction to the metal coil 74, the joint base 60 is formed as a joint base 70 magnetized to a polarity different from that of the permanent magnet.
  • the joint base 60 may be separated by a magnetic repulsive force as a joint base 70 that is attracted by a magnetic attractive force or magnetized to the same polarity as the polarity of the permanent magnet.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-3000873 discloses an endoscope bending control device for enabling a bending operation to be performed electrically by mounting the endoscope on a manually performing bending operation. Has been.
  • a bending operation knob is rotated by an electric motor when a user operates a switch.
  • An endoscope 101 provides an easy-to-use endoscope that can reduce a user's physical burden in a bending operation and has an operation feeling similar to that of a conventional one.
  • the endoscope 101 of the present embodiment can be introduced into a subject such as a human body and has a configuration for optically imaging a predetermined observation site in the subject.
  • the endoscope 101 may be in a form called a so-called ultrasonic endoscope that captures an ultrasonic tomographic image of a predetermined observation site of a subject.
  • the subject into which the endoscope 101 is introduced is not limited to a human body, and may be another living body or a structure such as a machine or a building.
  • the endoscope 101 includes an insertion portion 102 that can be introduced into the subject, an operation portion 103 provided on the proximal end side of the insertion portion 102, and a universal cord 104 that extends from a side portion of the operation portion 103. It is mainly composed.
  • the insertion portion 102 includes a distal end portion 105 provided on the distal end side, a bendable bending portion 106 disposed on the proximal end side of the distal end portion 105, and a distal end of the operation portion 103 provided on the proximal end side of the bending portion 106.
  • a flexible tube portion 107 having flexibility connected to the side is connected.
  • the insertion portion 102 is formed in an elongated shape along the insertion axis direction S.
  • the distal end portion 105 of the insertion portion 102 is provided with an imaging device and an illumination device for capturing an optical image. Although not shown, the distal end portion 105 is provided with a fluid delivery port and a treatment instrument insertion port, which are openings. An opening provided in the distal end portion 105 communicates with a conduit that is inserted through the insertion portion 102.
  • the bending portion 106 is configured to bend and deform as the first bending operation knob 121 and the second bending operation knob 122, which are operation members provided in the operation portion 103 described later, rotate.
  • the bending portion 106 is indicated by an arrow U or an arrow D in FIG. 15 by pulling the wire inserted through the insertion portion 102 as the first bending operation knob 121 rotates. It curves in the upward direction U or the downward direction D.
  • the wire 106 inserted into the insertion portion 102 is pulled along with the rotation of the second bending operation knob 122, whereby the bending portion 106 is moved to the arrow L or the arrow R in FIG. It curves in the left direction L or the right direction R indicated by
  • the bending portion 106 is configured to bend in four directions orthogonal to each other, but the bending portion 106 may be configured to bend in two opposing directions. Since the configuration for bending the bending portion 106 with the rotation of the first bending operation knob 121 and the second bending operation knob is well known, detailed description thereof will be omitted.
  • the operation unit 103 is provided with the first bending operation knob 121 and the second bending operation knob for operating the bending of the bending portion 106 as described above.
  • the first bending operation knob 121 and the second bending operation knob 122 are rotatably provided around the same axis. A user of the endoscope 101 can bend and deform the bending portion 106 by rotating the first bending operation knob 121 and the second bending operation knob 122.
  • the operation unit 103 includes an air / water supply button 109 for controlling the fluid delivery operation from the opening provided in the distal end portion 105, and a suction operation from the treatment instrument insertion port.
  • a suction button 110, a pipe cap 111 communicating with the treatment instrument insertion port, and the like are provided.
  • the operation unit 103 is provided with an imaging device operation switch 113 including a plurality of button switches for operating a recording operation and a zoom operation by the imaging device of the endoscope 101. It has been.
  • the operation unit 103 is detachably provided with a drive unit 130 which will be described in detail later.
  • the drive unit 130 is electrically connected to the control unit 132 and the power supply unit 133 via the electric cable 131.
  • the control unit 132 includes an arithmetic device (CPU), a storage device (RAM), an input / output device, a power control device, and the like, and controls the operation of the drive unit 130 based on a predetermined program. have.
  • the power supply unit 133 has a configuration for supplying power to the drive unit 130 and the control unit 132.
  • the power supply unit 133 may be configured to obtain power from a commercial power supply and supply power to the drive unit 130 and the control unit 132, or obtain power from the primary battery or the secondary battery and drive unit 130 and the control unit 132. It may be configured to supply power to the.
  • An endoscope connector 112 connected to a light source device is provided at the base end of the universal cord 104.
  • the light emitted from the light source device travels through the optical fiber cable inserted through the universal cord 104, the operation unit 103, and the insertion unit 102, and is emitted from the illumination device at the distal end portion 105.
  • the endoscope 101 may be configured to include a light source device such as an LED in the distal end portion 105.
  • the endoscope connector 112 is provided with a video connector to which a video cable is connected.
  • the video connector is electrically connected to the image processing apparatus via a video cable (not shown).
  • the image processing apparatus is electrically connected to an imaging apparatus provided at the distal end portion 105 via a video cable.
  • the image processing apparatus is electrically connected to an image display apparatus (not shown), and outputs an image captured by the imaging apparatus to the image display apparatus.
  • the operation unit 103 of the endoscope 101 As shown in FIGS. 16 and 17, the operation unit 103 is provided on the outside of the exterior member 103 a of the operation unit 103 held by the user, on the air / water supply button 109, the suction button 110, the imaging device operation switch 113, and the like described above.
  • the first bending operation knob 121, the second bending operation knob 122, and the drive unit 130 are arranged.
  • the first bending operation knob 121 and the second bending operation knob 122 are handle-like members that can be independently rotated around a predetermined rotation axis C with respect to the exterior member 103a.
  • the first bending operation knob 121 and the second bending operation knob 122 are disposed so as to overlap in a direction along the rotation axis C.
  • the first bending operation knob 121 is disposed closer to the exterior member 103 a than the second bending operation knob 122.
  • the first bending operation knob 121 and the second bending operation knob 122 are each substantially pentagonal when viewed from the direction along the rotation axis C (viewpoint in FIG. 16).
  • the outer shape has a substantially regular pentagonal shape and a substantially hexagonal star shape (approximately regular hexagonal shape)
  • the shapes of the first bending operation knob 121 and the second bending operation knob 122 are not limited to those of the present embodiment.
  • the first bending operation knob 121 and the second bending operation knob 122 may be substantially circular.
  • the operation unit 103 includes a first driven gear 123 that rotates about the rotation axis C integrally with the first bending operation knob 121, and a rotation axis C that integrates with the second bending operation knob 122.
  • a second driven gear 124 that rotates around is provided.
  • the first driven gear 123 and the second driven gear 124 are spur gears that are driven by a driving force generated by a driving unit 130 described later.
  • the first driven gear 123 is disposed closer to the exterior member 103a than the first bending operation knob 121. Further, the first driven gear 123 has the contour line (indicated by a two-dot chain line in FIG. 18) of the first bending operation knob 121 when viewed from the direction along the rotation axis C. The outer diameter has a smaller value than the distance between the approaching point and the rotation axis C. In other words, the first driven gear 123 has a tip circle diameter that does not protrude outward in the radial direction from the outline of the outer shape of the first bending operation knob 121 when viewed from the direction along the rotation axis C.
  • the first driven gear 123 is arranged so as to be completely hidden by the first bending operation knob 121 when the operation unit 103 is viewed from the direction along the rotation axis C. It is installed.
  • the second driven gear 124 is disposed between the second bending operation knob 122 and the first bending operation knob 121. That is, the second driven gear 124 is disposed at a position closer to the exterior member 103 a than the second bending operation knob 122.
  • the outline of the second bending operation knob 122 (indicated by a two-dot chain line in FIG. 19) is closest to the rotation axis C.
  • the outer diameter is smaller than the distance between the rotation axis C and the rotation axis C.
  • the second driven gear 124 has a tooth tip circle diameter that does not protrude radially outward from the contour line of the outer shape of the second bending operation knob 122 when viewed from the direction along the rotation axis C.
  • the second driven gear 124 is arranged so as to be completely hidden by the second bending operation knob 122 when the operation unit 103 is viewed from the direction along the rotation axis C. It is installed.
  • the first driven gear 123 and the second driven gear 124 have substantially the same outer diameter.
  • the first driven gear 123 and the second driven gear 124 have the first bending operation knob 121 and the first bending operation knob 121 that rotate together as viewed from the direction along the rotation axis C, respectively. It arrange
  • the drive unit 130 is engaged with the first driven gear 123 and the second driven gear 124 described above from the outside in the radial direction, and rotates around the rotation axis C with respect to each of the first driven gear 123 and the second driven gear 124. It has the structure which gives the power of.
  • the drive unit 130 is configured to be detachable from the operation unit 103.
  • the drive unit 130 is detachably attached to the operation unit 103 by a fixing screw 114 that is screwed into a screw hole (not shown) provided in the exterior member 103a.
  • the configuration in which the drive unit 130 is positioned and fixed with respect to the exterior member 103a of the operation unit 103 is not limited to a screw.
  • a method using a magnetic force such as a permanent magnet or an electromagnet may be used.
  • a method using an elastic force like a clip may be used. In the following description, it is assumed that the drive unit 130 is attached to the operation unit 103.
  • the drive unit 130 generates power for rotating the first electric motor 135 that is a power generation unit that generates power for rotating the first driven gear 123 and the second driven gear 124.
  • a second electric motor 136 that is a motive power generation unit.
  • the first electric motor 135 and the second electric motor 136 include output shafts 137 and 138 that are rotatably provided, and have a configuration in which the output shafts 137 and 138 are driven to rotate.
  • the first electric motor 135 and the second electric motor 136 are arranged such that the output shafts 137 and 138 are substantially parallel to the rotation axis C of the first driven gear 123 and the second driven gear 124.
  • the drive unit 130 is engaged with the first driven gear 123 and the second driven gear 124 from the outside in the radial direction, and the power of the first electric motor 135 and the second electric motor 136 is transmitted to the first driven gear 123 and the second driven gear 124.
  • the power transmission part which transmits to is provided.
  • the power transmission unit includes a first drive gear 141 and a second drive gear 142 that are spur gears fixed to the output shafts 137 and 138.
  • the first idle gear 143 is disposed between the first drive gear 141 and the first driven gear 123 and meshes with both, and is disposed between the second drive gear 142 and the second driven gear 124 and meshes with both.
  • a second idle gear 144 is disposed between the first drive gear 141 and the first driven gear 123 and meshes with both.
  • the first idle gear 143 and the second idle gear 144 are spur gears that are independently rotatable around an axis parallel to the rotation axis C.
  • the power transmission unit may be configured such that the first drive gear 141 and the second drive gear 142 directly mesh with the first driven gear 123 and the second driven gear 124. In this case, the first idle gear 143 and The second idle gear 144 is not necessary.
  • the power of the first electric motor 135 and the second electric motor 136 is the first force as the force that rotates the first driven gear 123 and the second driven gear 124 around the rotation axis C. It is supplied to the driven gear 123 and the second driven gear 124.
  • the drive unit 130 is configured to engage with the first bending operation knob 121 and the second bending operation knob 122 from the outside in the radial direction of the rotation axis C. 130 can be easily attached to and detached from the operation unit 103.
  • a detection unit for detecting is provided.
  • the detection unit detects the torque applied to the output shafts 137 and 138 of the first electric motor 135 and the second electric motor 136 and the direction thereof, and calculates the operation torque and the direction from the detection result.
  • the configuration of the detection unit that detects the torque applied to the output shafts 137 and 138 is not particularly limited.
  • a configuration in which torque is detected based on fluctuations in the current value for driving the motor can be applied.
  • the detection unit has a configuration that detects the rotation angles of the output shafts 137 and 138 and calculates the torque applied to the output shafts 137 and 138 based on the rotation angles.
  • the first electric motor 135 and the second electric motor 136 are provided with a first rotation angle detector 145 and a second rotation angle that detect the rotation angles ⁇ 1 and ⁇ 2 of the output shafts 137 and 138.
  • a detector 146 is provided.
  • the 1st rotation angle detection part 145 and the 2nd rotation angle detection part 146 are comprised, for example by the potentiometer or the rotary encoder.
  • the moment of inertia J1 of the output shaft 137 is the moment of inertia of the output shaft 137 itself and the moment of inertia of a member mechanically connected to the output shaft 137 in the endoscope 101 and driven by the rotation of the output shaft 137. It is sum.
  • the members that follow the rotation of the output shaft 137 are the first drive gear 141, the first idle gear 143, the first driven gear 123, the first bending operation knob 121, the bending portion 106, and the like, and the moment of inertia of these members.
  • the angular acceleration ⁇ 1 of the output shaft 137 is obtained by time-differentiating twice the rotation angle ⁇ 1 of the output shaft 137 detected by the first rotation angle detection unit 145.
  • the detection unit calculates the angular acceleration ⁇ 1 of the output shaft 137 from the detection result of the rotation angle ⁇ 1 of the output shaft 137 by the first rotation angle detection unit 145, and stores the angular acceleration ⁇ 1 in advance as the angular acceleration ⁇ 1.
  • the torque T1 applied to the output shaft 137 can be calculated by obtaining the product of the constant moment of inertia J1.
  • the direction of the torque T1 applied to the output shaft 137 is obtained by differentiating the rotation angle ⁇ 1 of the output shaft 137 by the first rotation angle detector 145 once with respect to time, and the rotational angular velocity v1 of the output shaft 137. It can be determined based on the sign of the value of.
  • the drive unit 130 can calculate the operation torque applied by the operator to rotate the first bending operation knob 121 around the rotation axis C and the direction of the operation torque from the value and direction of the torque T1. Is possible.
  • the detection unit moves the second bending operation knob 122 applied by the operator around the rotation axis C based on the detection result of the rotation angle ⁇ 2 of the output shaft 138 by the second rotation angle detection unit 146. It is possible to calculate the operation torque to be rotated and the direction of the operation torque.
  • the operation torque for rotating the first bending operation knob 121 and the second bending operation knob 122 around the rotation axis C without using a complicated configuration such as a torque sensor is provided.
  • the direction of the operating torque can be detected.
  • the control unit 132 is power that rotates the first bending operation knob 121 in the same direction as the operation torque when the operation torque that rotates the first bending operation knob 121 is detected. Auxiliary power is generated in the first electric motor 135. Similarly, when the control unit 132 detects an operation torque for rotating the second bending operation knob 122, the control unit 132 supplies auxiliary power, which is power for rotating the second bending operation knob 122 in the same direction as the operation torque. Two electric motors 136 are generated.
  • control unit 132 is driven so as to generate auxiliary power when the operation torque for rotating the first bending operation knob 121 or the second bending operation knob 122 is equal to or greater than a predetermined threshold.
  • the unit 130 is controlled.
  • the operation torque for rotating the first bending operation knob 121 is proportional to the torque T1 applied to the output shaft 137.
  • the torque T1 is proportional to the angular acceleration ⁇ 1 of the output shaft 137. Therefore, in the present embodiment, when the angular acceleration ⁇ 1 of the output shaft 137 is greater than or equal to the predetermined threshold ⁇ th, it is determined that the operating torque is greater than or equal to the predetermined threshold.
  • the drive unit 130 in a period P1 to P2 in which the angular acceleration ⁇ 1 of the output shaft 137 is equal to or greater than a predetermined threshold value ⁇ th, the drive unit 130 operates the first electric motor 135 to generate auxiliary power. Similarly, for the second bending operation knob 122, the drive unit 130 operates the second electric motor 136 to generate auxiliary power during a period in which the angular acceleration ⁇ 2 of the output shaft 138 is equal to or greater than a predetermined threshold value ⁇ th.
  • the value of the torque Ta that rotates the first bending operation knob 121 or the second bending operation knob 122 associated with the auxiliary power is not particularly limited, and may be a constant value, for example, a volume switch. Alternatively, a configuration that can be changed to a user's favorite value by an input device such as a dial switch or the like may be used.
  • the control unit is configured such that the value of the torque Ta accompanying the auxiliary power is directly proportional to the absolute value of the rotation angle ⁇ 1 or ⁇ 2 of the first bending operation knob 121 or the second bending operation knob 122.
  • the structure defined by 132 may be used.
  • the bending portion 106 of the endoscope is covered with an elastic member such as rubber, the required operating force increases as the bending portion 106 increases.
  • the absolute values of the rotation angles ⁇ 1 and ⁇ 2 are increased and the torque Ta associated with the auxiliary power is increased, the operation force required when the bending portion 106 is greatly bent can be reduced. .
  • the configuration may be such that the value of the torque Ta accompanying the auxiliary power is automatically changed so as to be a predetermined ratio with respect to the operation torque.
  • the ratio between the operating torque and the torque Ta associated with the auxiliary power is not particularly limited, and may be a constant value or may be changed to a user's preferred value by an input device such as a volume switch or a dial switch. A possible configuration may be used.
  • the driving unit 130 when the user rotates the first bending operation knob 121 or the second bending operation knob 122 in order to change the bending angle of the bending portion 106, the driving unit 130 generates auxiliary power so as to reduce the operation torque. For this reason, according to this embodiment, since the user can perform the bending operation of the endoscope 101 with a light force, the physical burden on the user is reduced.
  • the drive unit 130 is engaged with the first bending operation knob 121 and the second bending operation knob 122 from the outside in the radial direction of the rotation axis C, and the first bending operation knob 121 and The second bending operation knob 122 is configured to apply auxiliary power.
  • the first bending operation knob 121 and the second bending operation knob 122 are exposed so that they can be operated with the fingers of the user.
  • the bending angle of the bending portion 106 is obtained by rotating the first bending operation knob 121 and the second bending operation knob 122 in the same manner as the operation method of the conventional endoscope. The user can quickly learn and use it without feeling uncomfortable.
  • the endoscope 101 of this embodiment selects the presence or absence of use of the auxiliary power by the drive part 130 according to a user's liking. Can do.
  • the first driven gear 123 and the second driven gear 124 are more radially outward than the first bending operation knob 121 and the second bending operation knob 122 as described above. Since it is not exposed, the user can obtain the same operational feeling as that of a conventional endoscope.
  • the described problems can be solved and the constituent elements are deleted when the described effects can be obtained.
  • the structure can be extracted as an invention.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Astronomy & Astrophysics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Endoscopes (AREA)
  • Instruments For Viewing The Inside Of Hollow Bodies (AREA)

Abstract

 本発明の内視鏡は、湾曲部が設けられた挿入部と、挿入部に連設された操作部と、操作部に配設され、湾曲部を第1の方向に湾曲操作するための第1の湾曲操作部と、第1の湾曲操作部に着脱自在に重畳配置され、湾曲部を第1の方向とは異なる第2の方向に湾曲操作するための第2の湾曲操作部と、第2の湾曲操作部と選択的に取替え自在として、第1の湾曲操作部に着脱自在に重畳配置でき、湾曲部を第2の方向に湾曲操作するための第3の湾曲操作部と、を具備する。

Description

内視鏡
 本発明は、内視鏡の挿入部に設けられた湾曲部を湾曲操作する湾曲操作部を備えた内視鏡に関する。
 内視鏡は、例えば被検体内の病変部を観察、処置などするために被検体内に挿入される可撓性を有する挿入部と、この挿入部をUD方向(上下方向)及びRL方向(左右方向)に湾曲させるための操作を行なう湾曲操作部と、を有する。湾曲操作部は、UD方向の操作を行うためのUDアングルノブと、RL方向の操作を行うためのRLアングルノブとが設けられている。医師である操作者は、病変部の観察、処置などを行う場合、UDアングルノブとRLアングルノブとを操作して挿入部の湾曲部を上下左右方向に湾曲させることになる。
 このような挿入部の湾曲部を操作する湾曲操作部に関して、例えば、日本国特開昭58-22023号公報には、任意の湾曲操作ノブを操作部の回転軸に対して磁力により吸着させて着脱自在にした技術が開示されている。この従来の内視鏡では、操作部に2つ以上重ねて湾曲操作ノブが取り付けられていても、任意の湾曲操作ノブだけを取り外すことで、内視鏡本体の洗浄消毒などの作業を容易に行うことができるようになっている。
 なお、磁力によって2つの部材を着脱自在とする技術に関し、例えば、日本国特開2002-354678号公報には、電磁石によって、緊急時に極の切り替えおこなうことで、アダプタ部とプラグ部との接続を分離する発電装置の技術が開示されている。
 ところで、内視鏡の湾曲操作時において、熟練または手の大きな操作者は、内視鏡の操作部を片手で把持した状態で、UDアングルノブとRLアングルノブとの両方を操作可能である。これに対して操作の経験の少ない初心または手の小さな操作者などは、熟練の操作者のように湾曲操作部を片手で把持した状態でUDアングルノブとRLアングルノブとの両方を操作することが困難であり、両手でUDアングルノブとRLアングルノブとを操作したほうが扱い易い場合がある。
 例えば、被検体内の大腸などの屈曲部が複数存在し、かつ複雑な形状の体腔内での観察、処置などの場合、操作者は、体内の管腔の位置を確保するために例えば右手で挿入部を抑えながら左手で湾曲操作部を把持し、この左手の片手のみで湾曲操作部のUDアングルノブとRLアングルノブとの両方を操作する必要がある。このような操作が必要とされた場合、初心または手の小さな操作者は、上述したように片手でUDアングルノブとRLアングルノブとを操作することが困難であり、初心または手の小さな操作者に対する内視鏡の湾曲操作の操作性の向上が望まれていた。
 そこで本発明は、操作者の熟練度または手の大小を問わず、当該操作者の所望の湾曲操作部が使用できるようにして、湾曲部の操作性を向上させることができる内視鏡を提供する。
 本発明の一態様による内視鏡は、湾曲部が設けられた挿入部と、前記挿入部に連設された操作部と、前記操作部に配設され、前記湾曲部を第1の方向に湾曲操作するための第1の湾曲操作部と、前記第1の湾曲操作部に着脱自在に重畳配置され、前記湾曲部を前記第1の方向とは異なる第2の方向に湾曲操作するための第2の湾曲操作部と、前記第2の湾曲操作部と選択的に取替え自在として、前記第1の湾曲操作部に着脱自在に重畳配置でき、前記湾曲部を前記第2の方向に湾曲操作するための第3の湾曲操作部とを具備する。
 また、本発明の他の態様による内視鏡は、挿入部と、前記挿入部の基端側に設けられた操作部と、前記操作部に所定の回動軸周りに回動可能に設けられた湾曲操作ノブと、前記挿入部に設けられ、前記湾曲操作ノブの回動角度に応じて湾曲変形する湾曲部と、を具備する内視鏡であって、前記湾曲操作ノブに前記回動軸の径方向外側から係合し、前記湾曲操作ノブを回動させる動力を発生する駆動部と、前記湾曲操作ノブを回動させる方向に加えられる操作トルク及び前記操作トルクの方向を検出する検出部と、前記操作トルクに応じて前記操作トルクと同方向に前記被駆動歯車を回動させる動力を発生するように前記駆動部を制御する制御部とを具備する。
第1の実施形態に係る内視鏡システムの全体構成図である。 選択的に取替え自在な湾曲操作部を有する内視鏡の構成を示す斜視図である。 RLアングルノブの構成を示す斜視図である。 RLアングルノブの構成を示す平面図である。 RL駆動装置の構成を示す分解斜視図である。 RL駆動装置の構成を示す平面図である。 UDアングルノブの構成を示す平面図である。 操作部に設けられたUDアングルノブの構成を示す斜視図である。 スプロケットに接続されるRL駆動シャフトを磁化する機構を示す分解斜視図である。 RL駆動装置またはRLアングルノブがRL駆動シャフトのジョイントベースに接合させた状態を示す断面図である。 RL駆動装置がUDアングルノブに重畳配置された状態を示す平面図である。 RL駆動装置がUDアングルノブに重畳配置された状態を示す斜視図である。 RLアングルノブがUDアングルノブに重畳配置された状態を示す平面図である。 RLアングルノブがUDアングルノブに重畳配置された状態を示す斜視図である。 第2の実施形態に係る内視鏡の全体の構成を説明する図である。 操作部を、湾曲操作ノブの回動軸に沿う方向から見た図である。 操作部を、湾曲操作ノブの回動軸に直交する方向から見た図である。 第1ドリブンギヤ及び第1ドリブンギヤに係合する駆動部を説明する図である。 第2ドリブンギヤ及び第2ドリブンギヤに係合する駆動部を説明する図である。 駆動部の概略的な構成を説明する図である。 湾曲操作ノブの回動角度と、角速度及び角加速度の関係を示す図である。 湾曲操作ノブの角度と、補助動力に伴うトルクの関係を示す図である。
 以下に、本発明の好ましい形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図においては、各構成要素を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各構成要素毎に縮尺を異ならせてあるものであり、本発明は、これらの図に記載された構成要素の数量、構成要素の形状、構成要素の大きさの比率、及び各構成要素の相対的な位置関係のみに限定されるものではない。
(第1の実施形態) 
 以下に、本発明の実施形態の一例を説明する。内視鏡装置1は、図1に示すように、内視鏡2と、制御装置3と、光源装置4と、画像撮影装置5と、送水装置6と、キーボード7と、モニタ8とを有する。制御装置3は、光源装置4を点灯制御すると共に送水装置6により内視鏡2への送水を制御し、画像撮影装置5により内視鏡2を通して撮影された被検体の画像を画像処理してモニタ8に表示する。
 内視鏡2は、ユニバーサルコード21と、操作部22と、挿入部23と、を有して構成されている。この内視鏡2は、ユニバーサルコード21を介して制御装置3、光源装置4、画像撮影装置5及び送水装置6に接続されている。
 操作部22は、医師である操作者の操作を受けて挿入部23の湾曲部23aを第1の方向及び第1の方向とは異なる第2の方向に操作する。本実施形態では一例として、第2の方向は第1の方向に対して略直交している。より具体的には、第1の方向は、観察像における上下方向(UD方向)であり、第2の方向は観察像における左右方向(RL方向)である。
 挿入部23は、被検体内に挿入されるもので、可撓性部材により形成され、操作部22に設けられた湾曲操作部の操作を受けて湾曲部23aが観察像におけるUD方向及びRL方向に湾曲する。
 図2に示すように、内視鏡2の操作部22は、操作部本体24及びグリップ25を同軸上に一体的に連設して構成されている。なお、操作部22は、ユーザである操作者が片手で当該操作部22を把持した状態において、操作部本体24を上方側とし、グリップ25を下方側とする。操作部本体24には、ユニバーサルコード21が接続されている。
 グリップ25には、挿入部23が接続されている。これら操作部本体24及びグリップ25は、操作者が片手で主にグリップ25を把持した状態に、片手の掌内に収まるような形状、例えば操作部本体24からグリップ25に向かって太さが次第に小さくなるように形成されている。グリップ25は、略円錐状で、操作部本体24の下端から挿入部23に向かって次第に径が細くなるように形成されている。
 操作部本体24の一側面には、操作者の手動による回転操作により挿入部23の湾曲部23aを観察像における上下方向に湾曲させるUDアングルノブ(UD湾曲操作部、第1の湾曲操作部)26と、このUDアングルノブ26の回動位置を固定して湾曲部23aの湾曲角度を固定/解除するUD解除ノブ42と、が設けられている。
 UDアングルノブ26及びUD解除ノブ42は、操作部本体24から延出しているユニバーサルコード21の取り付け方向とグリップ25の取り付け方向とから成る平面に平行な側面上に設けられている。このUDアングルノブ26は、操作者が片手の掌内に主にグリップ25を把持した状態に、例えば親指と人差し指、操作者によっては親指と中指などにより回転操作される。なお、UD解除ノブ42は、例えば人差し指によって操作される。
 また、UDアングルノブ26には、回転中心上に着脱自在な、後述のRLアングルノブ(RL湾曲操作部、第3の湾曲操作部)28またはRL駆動装置(第2の湾曲操作部)27を操作者が選択的に取り付け可能となっている。すなわち、操作部本体24には、UDアングルノブ26上に、ユーザである操作者が選択自在なRLアングルノブ28またはRL駆動装置27が重畳配置される。
 また、操作部本体24の上部には、RL駆動装置27との電気的接点となるコネクタ部40が配設されている。このコネクタ部40には、RL駆動装置27のコネクタ端子部54が挿入する雌型コネクタ部41が設けられている。
 さらに、操作部本体24には、撮像系を操作するスイッチ29と、吸引ボタン30と、送気/送水ボタン31と、RL操作子32と、が設けられている。これらスイッチ29と、吸引ボタン30と、送気/送水ボタン31は、それぞれUDアングルノブ26の側方で、操作者が片手の掌内に主にグリップ25を把持した状態に、例えば人差し指、中指などにより操作可能な範囲に設けられている。これらスイッチ29と吸引ボタン30と送気/送水ボタン31とは、操作部本体24の上下方向に一列に整列して設けられている。
 また、RL操作子32は、グリップ25の上部、例えば操作部本体24とグリップ25との境界部分に設けられている。このRL操作子32は、RL操作ダイヤル33を有している。
 このRL操作ダイヤル33は、操作者により回動操作され、UDアングルノブ26に重畳配置されるRL駆動装置27を駆動させる駆動指示操作部となる。なお、RL操作子32は、操作者がグリップ25を例えば左手の片手で把持した状態で、UDアングルノブ26を例えば親指により操作中に、当該片手の親指以外の指、例えば人差し指、中指、薬指または小指のうちいずれかの指によりRL操作ダイヤル33を回動操作できる位置に設けられている。
 図2、図3及び図4に示すように、RLアングルノブ28は、略円板状のRLノブ本体50と、このRLノブ本体50の中央に重畳配置された、RLアングルノブ28の回動位置を固定して湾曲部23aのRL方向の湾曲角度を固定/解除するRL解除ノブ51と、を有している。RLノブ本体50の背面中央には、略円板状のジョイントベース60が嵌着されている。
 ジョイントベース60は、中央に配設された円環状の磁性部材61と、この磁性部材61の外方側に点対称位置に配設された2つの位置決めピン62と、を有している。なお、ジョイントベース60の表面中央には、磁性部材61の中央の孔部によって凹部60aを有している。さらに、ジョイントベース60は、全体が磁性体により形成されていてもよい。
 図2、図5および図6に示すように、RL駆動装置27は、RL駆動用モータ52と、このRL駆動用モータ52を支持固定する断面略L字状のベース板53と、このベース板53の上面部分からRL駆動用モータ52に沿って延設された断面略L字状のコネクタ端子部54と、ベース板53を覆うカバー体57と、ベース板53およびコネクタ端子部54に固定されてRL駆動用モータ52を支持するフレーム58と、このフレーム58とベース板53を掛け渡すようにビス留めされて補強する補強板58aと、ベース板53とフレーム58との間でRL駆動用モータ52を収容して保持するジョイント(カップリング)52aと、ベース板53の一面で回動支持された、上述のジョイントベース60と、を有している。なお、ここでのジョイントベース60は、RLアングルノブ28に設けられるものと同一構成であるため、その詳細な説明を省略する。
 また、ベース板53には、RL駆動用モータ52のモータ軸またはジョイントベース60に接続されている2つのベベルギヤ55,56が配設されている。つまり、RL駆動用モータ52のモータ軸に接続されたベベルギヤ55は、ジョイントベース60に接続されたベベルギヤ56に噛合され、RL駆動用モータ52の動力の伝達方向を同一平面上の直交するベベルギヤ56の伝達軸へ変換してジョイントベース60を回動する動力が伝達される。
 また、コネクタ端子部54の端部には、操作部本体24上部のコネクタ部40の雌型コネクタ部41に挿嵌して、電気的に接続される雄型端子部54aが配設されている。これにより、RL駆動装置27は、内視鏡2から電力供給およびRL操作子32からの信号が入力される。
 図7および図8に示すように、UDアングルノブ26の中央には、当該UDアングルノブ26に対して回動自在な操作部側のジョイントベース70が配設されている。
 この操作部側のジョイントベース70は、図9および図10に示すように、磁性管のRL駆動シャフト71の一端部に設けられ、ここでは当該RL駆動シャフト71と一体形成された円板形状の磁性体である。このジョイントベース70は、表面中央にRL駆動シャフト71の孔部に連通する開口部70aを有し、この開口部70aの外方側に点対称位置に配設された2つの位置決め孔部72が形成されている。
 そして、RL駆動シャフト71は、他端部が操作部本体24内に配設された湾曲部23aまで延設された湾曲操作ワイヤを牽引弛緩するスプロケット75に接続される。このスプロケット75は、一面中央から円環状に突出する接続部75aを有し、この接続部75aにRL駆動シャフト71の端部がビス固定と共に嵌着される。
 また、スプロケット75は、その他面に当接されるフランジ76と一端が、例えば螺着固定された管状の軸体73が挿通配置される。なお、スプロケット75は、軸体73に対するスムーズな回動のためにベアリングなどを配設してもよい。
 軸体73の他端には、外径が大きく形成された軸頭73aが一体形成されて設けられている。軸体73には、軸頭73aからスプロケット向けた外周部に金属コイル74が巻回されている。また、金属コイル74の素線両端には、配線74aが接続されている。この金属コイル74が巻回されたRL駆動シャフト71が磁性芯となり、金属コイル74へ配線74aからの通電によって電磁石が構成される。
 なお、金属コイル74が巻回された軸体73にジョイントベース70が設けられたRL駆動シャフト71が外挿された後、軸体73の頭部73aには、ジョイントベース70が設けられたRL駆動シャフト71に対する外向フランジを構成するビス77が螺着される。
 このようにして、ジョイントベース70およびRL駆動シャフト71は、接続されるスプロケット75と共に軸体73回りに回動自在となっている。なお、ジョイントベース70は、UDアングルノブ26の中央位置で、UDアングルノブ26に対しても回動自在な構成である。
 以上のように構成された本実施の形態の内視鏡2は、図10に示すように、UDアングルノブ26の中央に配設された操作部側のジョイントベース70にRL駆動装置27またはRLアングルノブ28に配設されたジョイントベース60を磁気的作用によって接合させて、操作者が所望の湾曲操作部を選択的に取り替え自在な構成となっている。このとき、操作者は、ジョイントベース70の各位置決め孔部72にジョイントベース60の位置決めピン62を挿入する。これにより、各ジョイントベース60,70がずれることなく、RL駆動装置27またはRLアングルノブ28の回動による駆動力がジョイントベース70を介してRL駆動シャフト71に伝達される。
 なお、操作者は、各ジョイントベース60,70を接合させた後、操作部本体24に配設された図示しないスイッチを操作すると、操作部側のジョイントベース70が金属コイル74へ通電がなされて磁化される。そして、磁化したジョイントベース70は、接合されたジョイントベース60の磁性部材61を磁気引力で吸着する。このように、内視鏡2は、各ジョイントベース60,70を磁気的着脱方式として、UDアングルノブ26に選択的にRL駆動装置27またはRLアングルノブ28を重畳配置することができる構成となっている。
 例えば、図11および図12に示すように、内視鏡2は、RL駆動装置27をUDアングルノブ26に重畳配置して使用する場合、当該RL駆動装置27のRL駆動用モータ52の駆動により電動で挿入部23をRL方向に湾曲させることができる。つまり、操作者は、RL操作子32のRL操作ダイヤル33を所定方向へ回転操作することで、RL駆動装置27により電動で挿入部23の湾曲部23aをRL方向に湾曲させることができる。
 ところで、RL駆動装置27のRL操作ダイヤル33は、RL操作子32の回転軸に連結されている。このRL操作子32は、RL操作ダイヤル33の回転量に応じた電気量の信号を出力する。RL駆動装置27は、RL操作子32からの電気信号が入力され、この信号の電気量に応じてRL駆動用モータ52を駆動して挿入部23をRL方向に湾曲する。すなわち、RL操作ダイヤル33は、回転量に応じて挿入部23の湾曲部23aのRL方向の湾曲量を調整可能である。このRL操作ダイヤル33は、例えば内視鏡2の上方から見て右回りに回転させると、挿入部23をR方向に湾曲し、左回りに回転させると、挿入部23をL方向に湾曲させる。なお、RL操作子32には、ポテンショメータ、エンコーダなどの回転量に応じた信号を出力する素子を採用する。
 このように、RL駆動装置27を装着した内視鏡2は、操作の経験の少ない初心または手の小さな操作者であっても、熟練または手の大きな操作者のように内視鏡2に用いた操作部22を片手で把持した状態で、UDアングルノブ26を操作すると共に、RL操作子32のRL操作ダイヤル33を回転操作することができる。これらの操作により、操作者は、挿入部23の湾曲部23aをUD方向に湾曲すると共に、同湾曲部23aをRL方向に片手のみで湾曲操作できる。
 例えば、被検体内の大腸などの屈曲部が複数存在し、かつ複雑な形状を呈する管路における観察、処置などを行う場合、操作者は、管腔の位置を確保するために例えば右手でシースを抑えながら左手で内視鏡2の操作部22を把持し、この左手の片手のみで挿入部23をUD方向とRL方向との両方に湾曲する必要がある。
 本実施の形態の内視鏡2であれば、UD方向とRL方向との操作性をより向上でき、初心または手の小さな操作者であっても、熟練または手の大きな操作者のように内視鏡2をUD方向とRL方向との両方向に操作することができる。これにより、操作者は、管腔の位置を確保するために、例えば右手でシースを抑えながら左手で内視鏡2の操作部22を把持し、この左手の片手のみで挿入部23をUD方向とRL方向との両方に湾曲することが可能である。なお、操作の経験の少ない初心または手の小さな操作者に限ったものでなく、勿論、熟練または手の大きな操作者がRL駆動装置27をUDアングルノブ26に重畳配置して使用しても、上述の同様な利点がある。
 一方、例えば、図13および図14に示すように、内視鏡2は、RLアングルノブ28をUDアングルノブ26に重畳配置して使用する場合、従来の内視鏡2の構成となり、RLアングルノブ28の回動操作で挿入部23の湾曲部23aをRL方向に湾曲させることができる。この場合、熟練の操作者にとっては、従来の内視鏡2の湾曲操作部に慣れているため、今まで通りに、RLアングルノブ28により手動で挿入部23の湾曲部23aをRL方向に湾曲させることができ、今までの使用感を阻害することがない。
 以上に説明したように、本実施の形態の内視鏡2は、挿入部23の湾曲部23aをRL方向に湾曲操作するRL駆動装置27またはRLアングルノブ28のいずれかを操作者が所望とする使い勝手の良い方を選択的に取り替えられる構成となっている。その結果、内視鏡2は、操作者の熟練度または手の大小を問わず、当該操作者の所望の湾曲操作部が使用できるようにして、挿入部に設けられる湾曲部の湾曲操作性を使い勝手の良いものとなる。
 なお、ジョイントベース60の磁性部材61を永久磁石にして、金属コイル74への通電方向を切替え自在なスイッチ構成として、当該永久磁石の極性と異極に磁化させたジョイントベース70としてジョイントベース60を磁気引力で吸着させたり、当該永久磁石の極性と同極に磁化させたジョイントベース70としてジョイントベース60を磁気斥力で離脱させたりできるようにしてもよい。
(第2の実施形態) 
 以下に、本発明の第2の実施形態を説明する。日本国特開平5-300873号公報には、手動によって湾曲操作を行う内視鏡に装着することによって、湾曲操作を電動で行うことができるようにするための内視鏡用湾曲制御装置が開示されている。この日本国特開平5-300873号公報に開示されている装置が装着された内視鏡は、使用者がスイッチを操作することで電動モータにより湾曲操作ノブが回動される。
 日本国特開平5-300873号公報に開示されている技術では、操作に伴う使用者の身体的負担が軽減されるものの、スイッチのオンオフによって湾曲部の湾曲操作を行うため、従来の手動によって湾曲操作を行う内視鏡と操作方法が大きく異なることから、使用者が違和感を覚えたり習熟に時間がかかる場合がある。
 以下に説明する本実施形態の内視鏡101は、湾曲操作における使用者の身体的負担を軽減することができ、かつ従来と同様の操作感を有する、使い勝手の良い内視鏡を提供する。
 本実施形態の内視鏡101は、一例として、人体等の被検体内に導入可能であって被検体内の所定の観察部位を光学的に撮像する構成を有する。なお、内視鏡101は、被検体の所定の観察部位の超音波断層像を撮像する、いわゆる超音波内視鏡と称される形態であってもよい。また、内視鏡101が導入される被検体は、人体に限らず、他の生体であってもよいし、機械や建造物等の構造物であってもよい。
 内視鏡101は、被検体の内部に導入可能な挿入部102と、挿入部102の基端側に設けられた操作部103と、操作部103の側部から延出するユニバーサルコード104とを具備して主に構成されている。
 挿入部102は、先端側に設けられた先端部105、先端部105の基端側に配設される湾曲自在な湾曲部106、及び湾曲部106の基端側に設けられ操作部103の先端側に接続される可撓性を有する可撓管部107が連設されて構成されている。挿入部102は、挿入軸方向Sに沿って細長に形成されている。
 挿入部102の先端部105には、光学像を撮像するための撮像装置及び照明装置が設けられている。また、図示しないが先端部105には開口部である流体送出口及び処置具挿通口が設けられている。先端部105に設けられた開口部は、挿入部102に挿通される管路に連通している。
 湾曲部106は、後述する操作部103に設けられた操作部材である第1湾曲操作ノブ121及び第2湾曲操作ノブ122の回動に伴って、湾曲変形するように構成されている。本実施形態では一例として、第1湾曲操作ノブ121の回動に伴って挿入部102に挿通されたワイヤが牽引されることにより、湾曲部106は、図15中の矢印U又は矢印Dで示す上方向U又は下方向Dに湾曲する。また、本実施形態では一例として、第2湾曲操作ノブ122の回動に伴って挿入部102に挿通されたワイヤが牽引されることにより、湾曲部106は、図15中の矢印L又は矢印Rで示す左方向L又は右方向Rに湾曲する。
 なお、本実施形態では、湾曲部106は互いに直交する4方向に湾曲する構成としているが、湾曲部106は対向する2方向に湾曲する構成であってもよい。第1湾曲操作ノブ121及び第2湾曲操作ノブの回動に伴って湾曲部106を湾曲させる構成は周知のものであるので、詳細な説明は省略するものとする。
 操作部103には、上述したように湾曲部106の湾曲を操作するための第1湾曲操作ノブ121及び第2湾曲操作ノブが設けられている。第1湾曲操作ノブ121及び第2湾曲操作ノブ122は、同じ軸周りにそれぞれ独立して回動可能に設けられている。内視鏡101の使用者は、第1湾曲操作ノブ121及び第2湾曲操作ノブ122を回動させることによって、湾曲部106を湾曲変形させることができる。
 また、操作部103には、先端部105に設けられた開口部からの流体の送出動作の制御を行うための送気・送水ボタン109、処置具挿通口からの吸引動作の制御を行うための吸引ボタン110、及び処置具挿通口に連通する管路口金111等が設けられている。また、図15には示されていないが、操作部103には、内視鏡101の撮像装置による録画動作やズーム動作を操作するための、複数のボタンスイッチからなる撮像装置操作スイッチ113が設けられている。
 操作部103には、詳しくは後述する駆動部130が着脱可能に配設されている。駆動部130は、電気ケーブル131を介して制御部132及び電源部133に電気的に接続されている。制御部132は、演算装置(CPU)、記憶装置(RAM)、入出力装置及び電力制御装置等を具備して構成されており、駆動部130の動作を、所定のプログラムに基づいて制御する構成を有している。
 また、電源部133は、駆動部130及び制御部132に電力を供給する構成を有している。電源部133は、商用電源から電力を得て駆動部130及び制御部132に電力を供給する構成であってもよいし、一次電池又は二次電池から電力を得て駆動部130及び制御部132に電力を供給する構成であってもよい。
 ユニバーサルコード104の基端部には図示しない光源装置に接続される内視鏡コネクタ112が設けられている。光源装置から発せられた光は、ユニバーサルコード104、操作部103及び挿入部102に挿通された光ファイバーケーブルを伝わって、先端部105の照明装置から出射される。なお、内視鏡101は、LED等の光源装置を先端部105に備える構成であってもよい。
 内視鏡コネクタ112には、ビデオケーブルが接続されるビデオコネクタが設けられている。ビデオコネクタは、図示しないビデオケーブルを介して画像処理装置に電気的に接続される。画像処理装置は、ビデオケーブルを介して、先端部105に設けられた撮像装置に電気的に接続される。画像処理装置は、図示しない画像表示装置に電気的に接続され、撮像装置によって撮像された画像を画像表示装置に出力する。
 次に、内視鏡101の操作部103の詳細な構成を説明する。図16及び図17に示すように、操作部103は、使用者が把持する操作部103の外装部材103aの外側に、前述した送気・送水ボタン109、吸引ボタン110、撮像装置操作スイッチ113、第1湾曲操作ノブ121、第2湾曲操作ノブ122及び駆動部130が配設されて構成されている。
 第1湾曲操作ノブ121及び第2湾曲操作ノブ122は、外装部材103aに対して、所定の回動軸C周りにそれぞれ独立して回動可能なハンドル状の部材である。本実施形態では、第1湾曲操作ノブ121及び第2湾曲操作ノブ122は、回動軸Cに沿う方向に重なるように配設されている。本実施形態では、第1湾曲操作ノブ121が、第2湾曲操作ノブ122よりも外装部材103aに近い位置に配設されている。
 なお、本実施形態では一例として、第1湾曲操作ノブ121及び第2湾曲操作ノブ122は、回動軸Cに沿う方向から見た場合(図16の視点)に、それぞれ略五芒星形状(略正五角形)及び略六芒星形状(略正六角形)の外形を有しているが、第1湾曲操作ノブ121及び第2湾曲操作ノブ122の形状は本実施形態に限られるものではない。例えば、第1湾曲操作ノブ121及び第2湾曲操作ノブ122は、略円形状であってもよい。
 図17に示すように、操作部103には、第1湾曲操作ノブ121と一体に回動軸C周りに回動する第1ドリブンギヤ123と、第2湾曲操作ノブ122と一体に回動軸C周りに回動する第2ドリブンギヤ124が設けられている。第1ドリブンギヤ123及び第2ドリブンギヤ124は、後述する駆動部130が発生する駆動力によって駆動される平歯車である。
 第1ドリブンギヤ123は、第1湾曲操作ノブ121よりも、外装部材103aに近い位置に配設されている。また、第1ドリブンギヤ123は、回動軸Cに沿う方向から見た場合における、第1湾曲操作ノブ121の外形の輪郭線(図18中、二点鎖線で示す)が最も回動軸Cに近づく点と回動軸Cとの距離よりも、小さな値の外径を有している。言い換えれば、第1ドリブンギヤ123は、回動軸Cに沿う方向から見た場合における第1湾曲操作ノブ121の外形の輪郭線よりも径方向外側に突出しない歯先円直径を有している。
 すなわち本実施形態においては、図16に示すように、第1ドリブンギヤ123は、操作部103を回動軸Cに沿う方向から見た場合に、第1湾曲操作ノブ121に完全に隠れるように配設されている。
 一方、第2ドリブンギヤ124は、第2湾曲操作ノブ122と第1湾曲操作ノブ121との間に配設されている。すなわち、第2ドリブンギヤ124は、第2湾曲操作ノブ122よりも外装部材103aに近い位置に配設されている。
 第2ドリブンギヤ124は、回動軸Cに沿う方向から見た場合における、第2湾曲操作ノブ122の外形の輪郭線(図19中、二点鎖線で示す)が最も回動軸Cに近づく点と回動軸Cとの距離よりも、小さな値の外径を有している。言い換えれば、第2ドリブンギヤ124は、回動軸Cに沿う方向から見た場合における第2湾曲操作ノブ122の外形の輪郭線よりも径方向外側に突出しない歯先円直径を有している。
 すなわち本実施形態においては、図16に示すように、第2ドリブンギヤ124は、操作部103を回動軸Cに沿う方向から見た場合に、第2湾曲操作ノブ122に完全に隠れるように配設されている。なお、本実施形態では一例として、第1ドリブンギヤ123及び第2ドリブンギヤ124は、略同一の外径を有している。
 以上に説明したように、本実施形態では、第1ドリブンギヤ123及び第2ドリブンギヤ124は、回動軸Cに沿う方向から見た場合に、それぞれが一体に回動する第1湾曲操作ノブ121及び第2湾曲操作ノブ122よりも、径方向外側に露出しないように配設されている。このため、使用者が第1湾曲操作ノブ121又は第2湾曲操作ノブ122を操作する場合に、使用者の手指が第1湾曲操作ノブ121又は第2湾曲操作ノブ122と干渉してしまうことがない。したがって、使用者は、内視鏡101の湾曲操作を従来の内視鏡と同様の操作感で行うことができる。
 駆動部130は、上述した第1ドリブンギヤ123及び第2ドリブンギヤ124に径方向外側から係合し、第1ドリブンギヤ123及び第2ドリブンギヤ124のそれぞれに対して、回動軸C周りに回動させる方向の力を与える構成を有している。また、駆動部130は、操作部103に着脱可能な構成を有している。
 具体的に本実施形態では、駆動部130は、外装部材103aに設けられた図示しないネジ穴に螺合する固定ネジ114によって、操作部103に対して着脱自在に設けられている。なお、駆動部130を操作部103の外装部材103aに対して位置決めして固定する構成はネジによるものに限られるものではなく、例えば永久磁石や電磁石のような磁力を用いる方法であってもよいし、クリップのように弾性力を用いる方法であってもよい。なお、以下の説明では、駆動部130は操作部103に装着された状態にあるものとする。
 図18から図20に示すように、駆動部130は、第1ドリブンギヤ123を回動させる動力を発生する動力発生部である第1電動モータ135と、第2ドリブンギヤ124を回動させる動力を発生する動力発生部である第2電動モータ136とを具備して構成されている。本実施形態では、第1電動モータ135及び第2電動モータ136は、回動可能に設けられた出力軸137及び138を備え、当該出力軸137及び138を回動駆動する構成を有する。第1電動モータ135及び第2電動モータ136は、出力軸137及び138が、第1ドリブンギヤ123及び第2ドリブンギヤ124の回動軸Cと略平行となるように配設されている。
 また、駆動部130には、第1ドリブンギヤ123及び第2ドリブンギヤ124に径方向外側から係合し、第1電動モータ135及び第2電動モータ136の動力を、第1ドリブンギヤ123及び第2ドリブンギヤ124に伝達する動力伝達部が設けられている。
 動力伝達部の構成は特に限定されるものではないが、本実施形態では、動力伝達部は、出力軸137及び138に固定された平歯車である第1ドライブギヤ141及び第2ドライブギヤ142と、第1ドライブギヤ141及び第1ドリブンギヤ123の間に配設されて双方に噛合する第1アイドルギヤ143と、第2ドライブギヤ142及び第2ドリブンギヤ124の間に配設されて双方に噛合する第2アイドルギヤ144と、を具備して構成されている。
 第1アイドルギヤ143及び第2アイドルギヤ144は、回動軸Cに平行な軸周りにそれぞれ独立して自由回動可能に配設された平歯車である。なお、動力伝達部は、第1ドライブギヤ141及び第2ドライブギヤ142が、第1ドリブンギヤ123及び第2ドリブンギヤ124に直接噛合する構成であってもよく、この場合には第1アイドルギヤ143及び第2アイドルギヤ144は不要である。
 以上のような構成の動力伝達部によって、第1電動モータ135及び第2電動モータ136の動力が、第1ドリブンギヤ123及び第2ドリブンギヤ124を回動軸C周りに回動させる力として、第1ドリブンギヤ123及び第2ドリブンギヤ124に供給される。
 以上のような本実施形態では、駆動部130が、第1湾曲操作ノブ121及び第2湾曲操作ノブ122に対して回動軸Cの径方向外側から係合する構成を有することによって、駆動部130の操作部103への着脱を容易に行うことができる。
 また、駆動部130には、内視鏡101の操作者によって加えられる、第1湾曲操作ノブ121及び第2湾曲操作ノブ122を回動軸C周りに回動させる操作トルクと、操作トルクの方向を検出する検出部が設けられている。
 本実施形態では、検出部は、第1電動モータ135及び第2電動モータ136の出力軸137及び138に加えられるトルク及びその方向を検出し、該検出結果から操作トルク及びその方向を算出する構成を有する。
 出力軸137及び138に加えられるトルクを検出する検出部の構成は特に限定されるものではなく、例えば出力軸137及び138にトルクセンサを設ける構成や、第1電動モータ135及び第2電動モータ136を駆動する電流値の変動に基づいてトルクを検出する構成等が適用され得る。
 本実施形態では一例として、検出部は、出力軸137及び138の回動角度を検出し、該回動角度に基づいて出力軸137及び138に加えられるトルクを算出する構成を有する。具体的に本実施形態では、第1電動モータ135及び第2電動モータ136に、出力軸137及び138の回動角度θ1及びθ2を検出する第1回動角検出部145及び第2回動角検出部146が配設されている。第1回動角検出部145及び第2回動角検出部146は、例えばポテンショメータ又はロータリーエンコーダ等によって構成されている。
 以下に、本実施形態の検出部において、出力軸137に加えられるトルクT1を検出する方法を説明する。周知のように、回転する物体に加えられるトルクTは、回転する物体の慣性モーメントJと回転する物体の角加速度αとの積によって求められる(T=J・α)。したがって、本実施形態においては、出力軸137の慣性モーメントJ1及び出力軸137の角加速度α1を求めることによって、トルクT1を算出することができる。
 ここで、出力軸137の慣性モーメントJ1は、出力軸137自体の慣性モーメントと、内視鏡101において出力軸137に機械的に接続され出力軸137の回動に従動する部材の慣性モーメントとの和である。出力軸137の回動に従動する部材とは、第1ドライブギヤ141、第1アイドルギヤ143、第1ドリブンギヤ123、第1湾曲操作ノブ121及び湾曲部106等であり、これらの部材の慣性モーメントは、形状及び重量等の設計値から予め知ることができる。すなわち、慣性モーメントJ1は既知の値である。一方、出力軸137の角加速度α1は、図21に示すように、第1回動角検出部145によって検出される出力軸137の回動角度θ1を2回、時間微分することによって求められる。
 したがって、本実施形態において、検出部は、第1回動角検出部145による出力軸137の回動角度θ1の検出結果から出力軸137の角加速度α1を算出し、角加速度α1と予め記憶している定数である慣性モーメントJ1との積を求めることによって、出力軸137に加えられるトルクT1を算出することができる。
 また、出力軸137に加えられるトルクT1の方向は、第1回動角検出部145による出力軸137の回動角度θ1を1回、時間微分することによって得られる、出力軸137の回転角速度v1の値の正負に基づいて判定することができる。
 出力軸137は、所定の減速比の歯車機構によって第1湾曲操作ノブ121と機械的に接続されていることから、トルクT1の値と第1湾曲操作ノブ121に加えられる操作トルクとは比例関係にある。したがって、駆動部130は、トルクT1の値及び方向から、操作者によって加えられる、第1湾曲操作ノブ121を回動軸C周りに回動させる操作トルクと、操作トルクの方向を算出することが可能である。
 同様に、検出部は、第2回動角検出部146による出力軸138の回動角度θ2の検出結果に基づいて、操作者によって加えられる、第2湾曲操作ノブ122を回動軸C周りに回動させる操作トルクと、操作トルクの方向を算出することが可能である。
 以上のように、本実施形態においては、トルクセンサのような複雑な構成を用いることなく、第1湾曲操作ノブ121及び第2湾曲操作ノブ122を回動軸C周りに回動させる操作トルクと、操作トルクの方向を検出することができる。
 そして本実施形態においては、制御部132は、第1湾曲操作ノブ121を回動させる操作トルクを検出した場合に、当該操作トルクと同方向に第1湾曲操作ノブ121を回動させる動力である補助動力を第1電動モータ135に発生させる。同様に、制御部132は、第2湾曲操作ノブ122を回動させる操作トルクを検出した場合に、当該操作トルクと同方向に第2湾曲操作ノブ122を回動させる動力である補助動力を第2電動モータ136に発生させる。
 本実施形態においては一例として、制御部132は、第1湾曲操作ノブ121又は第2湾曲操作ノブ122を回動させる操作トルクが所定の閾値以上である場合に、補助動力を発生するように駆動部130を制御する。
 上述したように、第1湾曲操作ノブ121を回動させる操作トルクは、出力軸137に加えられるトルクT1と比例関係にある。また、トルクT1は、出力軸137の角加速度α1と比例関係にある。したがって、本実施形態においては、出力軸137の角加速度α1が所定の閾値αth以上である場合を、操作トルクが所定の閾値以上であると判定する。
 例えば、図21に示すように、出力軸137の角加速度α1が所定の閾値αth以上である期間P1~P2において、駆動部130は、第1電動モータ135を動作させて補助動力を発生する。第2湾曲操作ノブ122に関しても同様に、出力軸138の角加速度α2が所定の閾値αth以上である期間において、駆動部130は、第2電動モータ136を動作させて補助動力を発生する。
 なお、補助動力に伴う第1湾曲操作ノブ121又は第2湾曲操作ノブ122を回動させるトルクTaの値は特に限定されるものではなく、例えば一定の値であってもよいし、例えばボリュームスイッチやダイヤルスイッチ等の入力装置によって使用者の好みの値に変更可能な構成であってもよい。
 また例えば、図22に示すように、補助動力に伴うトルクTaの値は、第1湾曲操作ノブ121又は第2湾曲操作ノブ122の回動角度θ1又はθ2の絶対値に正比例するように制御部132によって定められる構成であってもよい。一般的に、内視鏡の湾曲部106は周囲をゴム等の弾性を有する部材によって被覆されているため、湾曲部106の湾曲が大きくなるほど必要な操作力が大きくなる。図22に示すように、回動角度θ1及びθ2の絶対値が大きくなるとともに補助動力に伴うトルクTaを大きくすれば、湾曲部106の湾曲が大きい場合に必要な操作力を小さくすることができる。
 また、補助動力に伴うトルクTaの値は、操作トルクに対して所定の比率となるように自動的に変更される構成であってもよい。操作トルクと補助動力に伴うトルクTaとの比率は特に限定されるものではなく、一定の値であってもよいし、例えばボリュームスイッチやダイヤルスイッチ等の入力装置によって使用者の好みの値に変更可能な構成であってもよい。
 以上に説明した本実施形態の内視鏡101によれば、使用者が湾曲部106の湾曲角度を変更するために第1湾曲操作ノブ121又は第2湾曲操作ノブ122を回動させる場合に、駆動部130が操作トルクを軽減するように補助動力を発生する。このため、本実施形態によれば、使用者は内視鏡101の湾曲操作を軽い力で行うことができるため、使用者の身体的負担が軽減される。
 また、本実施形態においては、駆動部130は、第1湾曲操作ノブ121及び第2湾曲操作ノブ122に対して、回動軸Cの径方向外側から係合し、第1湾曲操作ノブ121及び第2湾曲操作ノブ122に対して補助動力を加える構成を有している。この構成によって、本実施形態の内視鏡101では、第1湾曲操作ノブ121及び第2湾曲操作ノブ122が使用者の手指によって操作可能なように露出している。このため、本実施形態の内視鏡101では、従来の内視鏡の操作方法と同様に、第1湾曲操作ノブ121及び第2湾曲操作ノブ122を回動させることによって湾曲部106の湾曲角度を変更することができ、使用者は違和感なく素早く習熟して使用することができる。
 また、本実施形態の内視鏡101は、駆動部130が操作部103に対して着脱可能であるから、使用者の好みに応じて、駆動部130による補助動力の使用の有無を選択することができる。また、駆動部130を操作部103から取り外した場合には、上述したように第1ドリブンギヤ123及び第2ドリブンギヤ124は、第1湾曲操作ノブ121及び第2湾曲操作ノブ122よりも径方向外側に露出しないため、使用者は従来の内視鏡と全く同一の操作感を得ることができる。
 以上の第1及び第2の実施形態に記載した発明は、記載された実施形態及び変形例に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、上記実施の形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得るものである。
 例えば、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、述べられている課題が解決でき、述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得るものである。
 本出願は、2010年11月10日に日本国に出願された特願2010-252249号及び2011年2月21日に日本国に出願された特願2011-034840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、図面に引用されたものとする。

Claims (12)

  1.  湾曲部が設けられた挿入部と、
     前記挿入部に連設された操作部と、
     前記操作部に配設され、前記湾曲部を第1の方向に湾曲操作するための第1の湾曲操作部と、
     前記第1の湾曲操作部に着脱自在に重畳配置され、前記湾曲部を前記第1の方向とは異なる第2の方向に湾曲操作するための第2の湾曲操作部と、
     前記第2の湾曲操作部と選択的に取替え自在として、前記第1の湾曲操作部に着脱自在に重畳配置でき、前記湾曲部を前記第2の方向に湾曲操作するための第3の湾曲操作部と、
     を具備することを特徴とする内視鏡。
  2.  前記第2の湾曲操作部が前記湾曲部を観察像における左右方向に電動で湾曲操作する駆動装置であって、
     前記第3の湾曲操作部が前記湾曲部を前記左右方向に手動で湾曲操作するアングルノブであることを特徴とする請求項1に記載の内視鏡。
  3.  操作者が前記操作部を前記片手で把持した状態で、前記駆動装置による前記湾曲部を前記左右方向に湾曲させるため、前記片手のいずれかの指による操作範囲内に設けられた操作子が前記操作部に配設されていることを特徴とする請求項2に記載の内視鏡。
  4.  前記第2の湾曲操作部または前記第3の湾曲操作部の前記第1の湾曲操作部への重畳配置を磁気的着脱方式としたことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の内視鏡。
  5.  前記第2の湾曲操作部及び前記第3の湾曲操作部が磁性体を備えて、
     前記磁性体が前記湾曲部まで延設する湾曲操作ワイヤを牽引弛緩するスプロケットを回動する駆動シャフトのベースに磁気引力により吸着されることを特徴とする請求項4に記載の内視鏡。
  6.  前記ベースを磁化する電磁石を備えたことを特徴とする請求項5に記載の内視鏡。
  7.  前記電磁石の極性を変えて、前記ベースを前記永久磁石と異極に磁化して吸着し、前記ベースを前記永久磁石と同極に磁化して離脱できるように、前記磁性体を永久磁石としたことを特徴とする請求項6に記載の内視鏡。
  8.  挿入部と、
     前記挿入部の基端側に設けられた操作部と、
     前記操作部に所定の回動軸周りに回動可能に設けられた湾曲操作ノブと、
     前記挿入部に設けられ、前記湾曲操作ノブの回動角度に応じて湾曲変形する湾曲部と、
     を具備する内視鏡であって、
     前記湾曲操作ノブに前記回動軸の径方向外側から係合し、前記湾曲操作ノブを回動させる動力を発生する駆動部と、
     前記湾曲操作ノブを回動させる方向に加えられる操作トルク及び前記操作トルクの方向を検出する検出部と、
     前記操作トルクに応じて前記操作トルクと同方向に前記被駆動歯車を回動させる動力を発生するように前記駆動部を制御する制御部と、
     を具備することを特徴とする内視鏡。
  9.  前記駆動部は、前記操作部に着脱可能であって、前記操作部に装着された状態において前記湾曲操作ノブに前記回動軸の径方向外側から係合することを特徴とする請求項8に記載の内視鏡。
  10.  前記湾曲操作ノブと一体に回動する歯車であって、前記湾曲操作ノブよりも前記操作部側に配設され、前記回動軸に双方向から見た場合に、前記湾曲操作部よりも径方向外側に露出しない外径を有するドリブンギヤを具備し、
     前記駆動部は、前記ドリブンギヤに径方向外側から係合することを特徴とする請求項8又は9に記載の内視鏡。
  11.  前記駆動部は、回動する出力軸を有する電動モータを具備し、
     前記検出部は、前記出力軸に加えられるトルクに基づいて前記操作トルクを算出することを特徴とする請求項8から10のいずれか一項に記載の内視鏡。
  12.  前記検出部は、前記出力軸の回動角度を検出し、前記回動角度に基づいて前記出力軸に加えられるトルクを算出することを特徴とする請求項11に記載の内視鏡。
PCT/JP2011/075863 2010-11-10 2011-11-09 内視鏡 WO2012063880A1 (ja)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010-252249 2010-11-10
JP2010252249 2010-11-10
JP2011-034840 2011-02-21
JP2011034840 2011-02-21

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012063880A1 true WO2012063880A1 (ja) 2012-05-18

Family

ID=46051020

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2011/075863 WO2012063880A1 (ja) 2010-11-10 2011-11-09 内視鏡

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2012063880A1 (ja)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2689716A1 (de) * 2012-07-25 2014-01-29 Karl Storz GmbH & Co. KG Endoskop
JP2014228851A (ja) * 2013-05-27 2014-12-08 オリンパス株式会社 内視鏡装置、画像取得方法および画像取得プログラム
WO2014203607A1 (ja) * 2013-06-18 2014-12-24 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 導入装置、内視鏡装置
WO2015005095A1 (ja) * 2013-07-08 2015-01-15 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 導入装置
WO2015076259A1 (ja) * 2013-11-20 2015-05-28 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 挿入機器及びその挿入機器を備えた挿入装置
US9526406B2 (en) 2012-10-26 2016-12-27 Karl Storz Gmbh & Co. Kg Endoscopic instrument
US9924855B2 (en) 2013-02-07 2018-03-27 Karl Storz Se & Co. Kg Endoscopic instrument
WO2019124206A1 (ja) * 2017-12-18 2019-06-27 オリンパス株式会社 内視鏡用外付機構
WO2019124210A1 (ja) * 2017-12-18 2019-06-27 オリンパス株式会社 内視鏡用外付機構
WO2019124207A1 (ja) * 2017-12-18 2019-06-27 オリンパス株式会社 内視鏡用外付機構
CN114532942A (zh) * 2022-02-28 2022-05-27 四川大学 一种内窥镜辅助操作装置及其控制方法
WO2023203485A1 (en) * 2022-04-19 2023-10-26 Boston Scientific Medical Device Limited Control assemblies for medical devices and related methods of use

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6343638A (ja) * 1986-08-12 1988-02-24 富士写真光機株式会社 内視鏡のアングル操作装置
JPH08224206A (ja) * 1995-10-25 1996-09-03 Olympus Optical Co Ltd 内視鏡
WO2006059722A1 (ja) * 2004-12-03 2006-06-08 Olympus Corporation 挿入部着脱式湾曲内視鏡、及び挿入部着脱式電動湾曲内視鏡装置
WO2010047223A1 (ja) * 2008-10-22 2010-04-29 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 電動湾曲内視鏡
JP2010220832A (ja) * 2009-03-24 2010-10-07 Fujifilm Corp 内視鏡装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6343638A (ja) * 1986-08-12 1988-02-24 富士写真光機株式会社 内視鏡のアングル操作装置
JPH08224206A (ja) * 1995-10-25 1996-09-03 Olympus Optical Co Ltd 内視鏡
WO2006059722A1 (ja) * 2004-12-03 2006-06-08 Olympus Corporation 挿入部着脱式湾曲内視鏡、及び挿入部着脱式電動湾曲内視鏡装置
WO2010047223A1 (ja) * 2008-10-22 2010-04-29 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 電動湾曲内視鏡
JP2010220832A (ja) * 2009-03-24 2010-10-07 Fujifilm Corp 内視鏡装置

Cited By (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2689716A1 (de) * 2012-07-25 2014-01-29 Karl Storz GmbH & Co. KG Endoskop
US9259141B2 (en) 2012-07-25 2016-02-16 Karl Storz Gmbh & Co. Kg Endoscope
US9526406B2 (en) 2012-10-26 2016-12-27 Karl Storz Gmbh & Co. Kg Endoscopic instrument
US9924855B2 (en) 2013-02-07 2018-03-27 Karl Storz Se & Co. Kg Endoscopic instrument
JP2014228851A (ja) * 2013-05-27 2014-12-08 オリンパス株式会社 内視鏡装置、画像取得方法および画像取得プログラム
US20160066771A1 (en) * 2013-06-18 2016-03-10 Olympus Corporation Introduction device and endoscopic apparatus
WO2014203607A1 (ja) * 2013-06-18 2014-12-24 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 導入装置、内視鏡装置
US10413163B2 (en) * 2013-06-18 2019-09-17 Olympus Corporation Introduction device and endoscopic apparatus
JP5792414B2 (ja) * 2013-06-18 2015-10-14 オリンパス株式会社 導入装置、内視鏡装置
CN105338874A (zh) * 2013-06-18 2016-02-17 奥林巴斯株式会社 导入装置、内窥镜装置
JP5830628B2 (ja) * 2013-07-08 2015-12-09 オリンパス株式会社 導入装置
EP3020320A1 (en) * 2013-07-08 2016-05-18 Olympus Corporation Introduction device
CN105682528A (zh) * 2013-07-08 2016-06-15 奥林巴斯株式会社 导入装置
EP3020320A4 (en) * 2013-07-08 2017-04-05 Olympus Corporation Introduction device
US9763564B2 (en) 2013-07-08 2017-09-19 Olympus Corporation Introducing apparatus
WO2015005095A1 (ja) * 2013-07-08 2015-01-15 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 導入装置
JP5826979B2 (ja) * 2013-11-20 2015-12-02 オリンパス株式会社 挿入機器及びその挿入機器を備えた挿入装置
US9895052B2 (en) 2013-11-20 2018-02-20 Olympus Corporation Insertion instrument and insertion apparatus comprising this insertion instrument
WO2015076259A1 (ja) * 2013-11-20 2015-05-28 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 挿入機器及びその挿入機器を備えた挿入装置
WO2019124210A1 (ja) * 2017-12-18 2019-06-27 オリンパス株式会社 内視鏡用外付機構
WO2019124207A1 (ja) * 2017-12-18 2019-06-27 オリンパス株式会社 内視鏡用外付機構
WO2019124206A1 (ja) * 2017-12-18 2019-06-27 オリンパス株式会社 内視鏡用外付機構
CN111669999A (zh) * 2017-12-18 2020-09-15 奥林巴斯株式会社 内窥镜用外置机构
US11432710B2 (en) 2017-12-18 2022-09-06 Olympus Corporation External mechanism for endoscope and endoscope system
US11432708B2 (en) 2017-12-18 2022-09-06 Olympus Corporation External mechanism for endoscope and endoscope system
US11607113B2 (en) 2017-12-18 2023-03-21 Olympus Corporation External mechanism for endoscope and endoscope system
CN111669999B (zh) * 2017-12-18 2024-03-08 奥林巴斯株式会社 内窥镜用外置机构和内窥镜系统
CN114532942A (zh) * 2022-02-28 2022-05-27 四川大学 一种内窥镜辅助操作装置及其控制方法
CN114532942B (zh) * 2022-02-28 2023-11-10 四川大学 一种内窥镜辅助操作装置及其控制方法
WO2023203485A1 (en) * 2022-04-19 2023-10-26 Boston Scientific Medical Device Limited Control assemblies for medical devices and related methods of use

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2012063880A1 (ja) 内視鏡
JP5364868B1 (ja) 内視鏡
JP4674214B2 (ja) 挿入部着脱式電動湾曲内視鏡装置
JP5384869B2 (ja) 内視鏡処置システム
JP4323209B2 (ja) 電動湾曲内視鏡
JP3854205B2 (ja) 内視鏡装置
JP5331507B2 (ja) 内視鏡
WO2006059721A1 (ja) 挿入部着脱式電動湾曲内視鏡
JP2002065575A (ja) 電子内視鏡
JP2009273877A (ja) 電動湾曲操作装置及び医療処置システム
WO2005122865A1 (ja) 内視鏡及び内視鏡用湾曲操作補助部材
JP2002078675A (ja) 電動アングル式電子内視鏡装置
JP5274727B2 (ja) 内視鏡
WO2006109745A1 (ja) 電動湾曲内視鏡装置
CN215128274U (zh) 转向控制机构、内窥镜和医用检查装置
JP2020151202A (ja) 内視鏡
JP4583809B2 (ja) 内視鏡及び内視鏡装置
JP4500310B2 (ja) 挿入装置、及び内視鏡システム
JP4445779B2 (ja) 内視鏡及び内視鏡用湾曲操作補助部材
CN105338874B (zh) 导入装置、内窥镜装置
JP2011104275A (ja) 医療器具保持装置
WO2014136470A1 (ja) 内視鏡
JP2006149880A (ja) 内視鏡の操作部
JP3722732B2 (ja) 内視鏡
JPH08280603A (ja) カバー式内視鏡

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11840473

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 11840473

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP