WO2016194200A1 - 可撓管挿入装置 - Google Patents

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WO2016194200A1
WO2016194200A1 PCT/JP2015/066215 JP2015066215W WO2016194200A1 WO 2016194200 A1 WO2016194200 A1 WO 2016194200A1 JP 2015066215 W JP2015066215 W JP 2015066215W WO 2016194200 A1 WO2016194200 A1 WO 2016194200A1
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stiffness
flexible tube
unit
variable
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高橋　毅
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オリンパス株式会社
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    • A61B1/00114—Electrical cables in or with an endoscope
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/30—Subject of image; Context of image processing
    • G06T2207/30004—Biomedical image processing
    • G06T2207/30028—Colon; Small intestine

Definitions

  • the present invention relates to a flexible tube insertion device including an insertion portion to be inserted into a subject.
  • the large intestine is roughly divided into the rectum, colon, and cecum from the anal side, and the colon is further divided into the sigmoid colon, descending colon, transverse colon, and ascending colon from the rectum side.
  • the sigmoid and transverse colons are not fixed in the abdomen and move easily.
  • a flexible and long insertion portion of a flexible tube insertion device for example, an endoscope device
  • the insertion portion bends along the intestinal wall and advances in the intestinal tract.
  • the bending rigidity of the entire insertion portion is uniformly changed, it is not possible to obtain a rigidity change in accordance with the bending state of the insertion portion in the intestinal tract. Therefore, the patient may be painful, for example, because the insert becomes stuck in the sigmoid colon and excessively stretches the sigmoid colon. Such an insertion part is inconvenient for insertion into a deep part.
  • Patent Document 1 discloses an endoscope in which the elongated flexible tube portion of the insertion portion is divided into a plurality of ranges in the longitudinal direction and the degree of flexibility in each range is different.
  • this endoscope since the degree of softness in each range of the flexible tube portion is different, it is possible to reduce the pain of the patient at the time of insertion and improve the insertability.
  • the present invention determines the bending state of the flexible tube portion from the photographed image without detecting the bending state of the flexible tube portion with a sensor or the like, and determines the flexible tube portion according to the bending state. It is an object of the present invention to provide a flexible tube insertion device having a flexible tube portion with good insertion property and a small diameter by appropriately changing the bending rigidity.
  • One embodiment of the present invention includes a bending portion at a distal end and a flexible tube portion provided on a proximal end side of the bending portion, a tubular insertion portion to be inserted into a subject, and the flexible tube portion
  • a plurality of stiffness variable portions that are respectively provided in a plurality of segments in the longitudinal axis direction and change the bending stiffness of the flexible tube portion in units of the segments; and the bending stiffness of the flexible tube portion by the stiffness variable portion Of the bending portion based on an image acquired by photographing with the imaging portion, an imaging portion that is provided in the bending portion and that images the forward direction of the bending portion, and is provided in the bending portion.
  • the stiffness variable control unit is configured to change the bending stiffness of the flexible tube portion in at least one stiffness variable unit when the cavity detection unit detects the presence of a cavity as a substantially forward direction. Control the stiffness variable part.
  • the bending state of the flexible tube portion is determined from the photographed image, and the flexible tube portion is determined according to the bending state.
  • the bending rigidity By appropriately changing the bending rigidity, it is possible to provide a flexible tube insertion device having a flexible tube portion with good insertion properties and a small diameter.
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a configuration of an endoscope apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is an enlarged view schematically showing the bending portion and the flexible tube portion.
  • FIG. 3 is a diagram schematically illustrating an example of a configuration of the stiffness variable unit.
  • FIG. 4 is a diagram showing the voltage-bending stiffness characteristics of the stiffness variable portion.
  • FIG. 5 is a diagram schematically illustrating an example of a state where the insertion portion is inserted into the large intestine (the distal end surface of the bending portion faces the intestinal wall) in the first embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a configuration of an endoscope apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is an enlarged view schematically showing the bending portion and the flexible tube portion.
  • FIG. 3 is a diagram schematically illustrating an example of a configuration of the stiffness variable unit.
  • FIG. 4 is a diagram showing the voltage-bending stiffness characteristics of the stiffness variable portion.
  • FIG. 6 is a diagram schematically illustrating an example of a state in which the insertion portion is inserted into the large intestine (the distal end surface of the bending portion faces the lumen) in the first embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of an image obtained by the endoscope apparatus in the state shown in FIG.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of an image obtained by the endoscope apparatus in the state shown in FIG.
  • FIG. 9 is a block diagram for explaining the stiffness variable control in the first embodiment.
  • FIG. 10 is a flowchart for explaining the stiffness variable control in the first embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a lumen detection range in the endoscopic image illustrated in FIG. 7.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of an image obtained by the endoscope apparatus in the state shown in FIG.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of an image obtained by the endoscope apparatus in the state shown in FIG.
  • FIG. 9 is a block diagram
  • FIG. 12 is a diagram showing an example of a lumen detection range in the endoscopic image shown in FIG.
  • FIG. 13 is a graph showing an example of the relationship between the image X center axis (pixel) and the luminance value in the endoscopic image shown in FIG.
  • FIG. 14 is a graph showing an example of the relationship between the image X central axis (pixel) and the luminance value in the endoscopic image shown in FIG.
  • FIG. 15 shows an example of a state in which the insertion portion is inserted into the large intestine in the first embodiment (the bending portion is substantially linear along the intestine and the flexible tube is curved along the intestine). It is a figure shown roughly.
  • FIG. 16 is a flowchart for explaining the stiffness variable control in the modified example.
  • FIG. 16 is a flowchart for explaining the stiffness variable control in the modified example.
  • FIG. 17 is a flowchart for detecting the presence of a lumen in the front in a modified example.
  • FIG. 18 is a flowchart for detecting the absence of a lumen in the forward direction in the modified example.
  • FIG. 19 shows an example of a state in which the insertion portion is inserted into the large intestine in the second embodiment (the bending portion is substantially linear along the intestine and the flexible tube is curved along the intestine). It is a figure shown roughly.
  • FIG. 20 is a block diagram for explaining stiffness variable control in the third embodiment.
  • FIG. 21 is a diagram for explaining periodic switching of the bending stiffness of the stiffness varying unit in the third embodiment.
  • FIG. 22 is a diagram schematically illustrating a configuration of an endoscope apparatus according to the fourth embodiment.
  • FIG. 23 is a diagram for explaining periodic switching of the bending stiffness of the stiffness varying unit in the fourth embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of an endoscope apparatus 1 which is a flexible tube insertion apparatus.
  • the endoscope apparatus 1 includes an endoscope 10, a light source device 20, a control device 30, and a display device 40.
  • the endoscope 10 has a tubular insertion portion 11 to be inserted into a subject and an operation portion 14 provided on the proximal end side of the insertion portion 11.
  • the endoscope 10 is a large intestine endoscope, for example. That is, the subject is the large intestine (intestinal tract).
  • the insertion portion 11 has a bending portion 12 at the distal end and a flexible tube portion 13 provided on the proximal end side of the bending portion 12.
  • the bending unit 12 includes an illumination unit 15, an imaging optical unit 16 that includes an observation optical system (not shown in FIG. 2) for imaging a subject, and an imaging device (for example, a CCD).
  • an imaging device for example, a CCD
  • these are arranged along the longitudinal direction (axial direction) of the insertion portion 11 (direct viewing mirror).
  • the flexible tube portion 13 is an elongate snake tube that can be bent, and has flexibility.
  • the operation unit 14 is a part that is held by the user in the endoscope 10.
  • the operation unit 14 includes an angle knob 17 that is a bending operation unit.
  • the angle knob 17 is connected to the bending portion 12 by an angle wire 18 (not shown in FIG. 1) that is at least one pulling member inserted in the longitudinal direction of the insertion portion 11.
  • FIG. 2 shows one angle wire 18 extending along the inner surface of the insertion portion 11 from the bending portion 12 to the flexible tube portion 13. The tip of the angle wire 18 is fixed to the bending portion 12.
  • the angle knob 17 When the user rotates the angle knob 17, the bending portion 12 is bent in a desired direction by moving the angle wire 18 connected thereto.
  • FIG. 2 is an enlarged view schematically showing the bending portion 12 and the flexible tube portion 13.
  • the flexible tube portion 13 is composed of a plurality of continuous segments (virtual units that equally divide the flexible tube portion 13 in the longitudinal direction) taken in the longitudinal axis direction.
  • FIG. 2 shows the segments 13 1 , 13 2 , 13 3 ,..., 13 n of the flexible tube portion 13.
  • Each of these segments is provided with a variable stiffness portion 60.
  • the stiffness variable unit 60 is a variable stiffness actuator that can change the bending stiffness (hardness) of the flexible tube unit 13 in units of segments.
  • the endoscope 10 is connected to the light source device 20 via a universal cord 51 extending from the proximal end side of the operation unit 14.
  • the universal cord 51 includes a light guide (optical fiber) connected to the illumination unit 15, an electric cable connected to the imaging unit 16, a stiffness variable unit control signal cable, and the like.
  • the light source device 20 supplies light emitted from the illumination window of the illumination unit 15 on the distal end surface 19 of the bending unit 12 via the light guide.
  • the control device 30 is composed of devices including a CPU and the like.
  • the control device 30 includes a display control unit 31 including an image processing unit 32, a lumen detection unit 33 including a luminance calculation unit 34 and a lumen determination unit 35, and a stiffness variable control unit 36.
  • the display control unit 31 is connected to the electric cable in the universal cord 51 via the cable 52, and thus to the endoscope 10 (the imaging unit 16 in the bending unit 12).
  • the display control unit 31 is also connected to the display device 40 via the cable 53.
  • the stiffness variable control section 36 is connected to the stiffness variable section 60 by a stiffness variable section control signal cable included in the cable 52 and the universal cord 51.
  • FIG. 3 is a diagram schematically illustrating an example of the configuration of the stiffness variable unit 60.
  • the stiffness variable portion 60 is provided at both ends of the coil pipe 61, a coil pipe 61 made of a metal wire, a conductive polymer artificial muscle (EPAM) 62 enclosed in the coil pipe 61, and the coil pipe 61. Electrode 63.
  • the stiffness variable unit 60 is connected to the stiffness variable control unit 36, and accordingly, a voltage can be applied to the EPAM 62 in the coil pipe 61 by the electrode 63 from the stiffness variable control unit 36.
  • the EPAM 62 is an actuator that expands and contracts according to an applied voltage and changes its hardness.
  • the stiffness variable portion 60 is built in the flexible tube portion 13 so that the central axis of the coil pipe 61 coincides with or is parallel to the central axis of the flexible tube portion 13.
  • the voltage which is a rigidity variable part control signal is applied to the electrode 63 (EPAM 62) of the rigidity variable part 60 from the rigidity variable control part 36 via the cable 52 and the electric cable in the universal cord 51.
  • the EPAM 62 attempts to expand its diameter around the central axis of the coil pipe 61.
  • the stiffness variable portion 60 has higher bending stiffness (hardness) as the applied voltage value becomes higher. That is, when the variable stiffness control unit 36 changes the voltage applied to the stiffness variable unit 60, the stiffness of the stiffness variable unit 60 changes, and the bending stiffness of the flexible tube unit 13 in which the stiffness variable unit 60 is built also changes. .
  • stiffness variable unit 60 is an example.
  • the stiffness variable unit 60 is not limited to the one using the EPAM 62, and may have other configurations as long as the bending stiffness is changed in response to the stiffness variable unit control signal from the stiffness variable control unit 36. .
  • the flexible tube portion 13 has a predetermined bending rigidity value (hardness), and the hardness is neither the minimum bending rigidity value nor the maximum bending rigidity value of the rigidity variable portion 60. . That is, each segment of the flexible tube portion 13 can be hardened from the state at the start of insertion by changing the bending stiffness of the stiffness variable portion 60 based on the stiffness variable portion control signal from the stiffness variable control portion 36. It can also be softened.
  • the insertion portion 11 of the endoscope 10 is inserted into the intestinal tract as a subject (from the anus to the rectum and colon) by the user.
  • the insertion portion 11 advances in the intestinal tract while bending following the shape of the intestinal tract.
  • An optical image of the observation target obtained by the observation optical system on the distal end surface of the bending portion 12 is converted into an electric signal by the imaging unit 16.
  • the electrical signal is output to the display control unit 31 of the control device 30.
  • the display control unit 31 generates an image signal to be observed based on the electrical signal output by the image processing unit 32.
  • the display control unit 31 causes the display device 40 to display an image in the intestinal tract (endoscopic image) based on the generated image signal.
  • the user advances the insertion unit 11 while confirming the lumen direction from the endoscopic image.
  • FIG. 5 and 6 are diagrams schematically showing an example of a state in which the insertion portion 11 is inserted into the large intestine.
  • the bending portion 12 at the distal end of the insertion portion 11 first advances in a substantially linear portion in the intestinal tract 100 in a substantially linear state.
  • the curved portion 101 for example, the sigmoid colon
  • the curved portion 12 is curved along the curved shape in response to the operation of the angle knob 17 by the user, as shown in FIG. Progress while.
  • the distal end surface 19 of the bending portion 12 faces the intestinal wall.
  • the lumen L (see FIG. 7) is not located at the front center of the distal end surface 19 (center of the endoscope visual field F1).
  • the lumen L is not projected in the central region as shown in FIG. A lumen L is projected outside.
  • the intestinal wall in the forward direction of the distal end surface 19 is captured.
  • the flexible tube portion 13 starts to approach the bending portion 101 as shown in FIG.
  • the distal end portion of the bending portion 12 has already passed through the bending portion 101, and the distal end surface 19 of the bending portion 12 faces the lumen L (see FIG. 8) in response to the operation of the angle knob 17 by the user.
  • the lumen L is located at the front center of the distal end surface 19 (the center of the endoscope visual field F2), and the distal end surface 19 is substantially orthogonal to the direction along the lumen L. Therefore, in the endoscopic image obtained in the state shown in FIG. 6, as shown in FIG. 8, the lumen L is projected in the central region.
  • the presence of the lumen L in the central region in the endoscopic image means that the distal end portion of the bending portion 12 is substantially linear, and the flexible tube portion 13 connected to the proximal end side of the bending portion 12.
  • the stiffness variable control unit 36 changes the stiffness variable unit control signal for changing the bending stiffness of the flexible tube unit 13. To the unit 60.
  • variable rigidity control of the flexible tube portion 13 in this embodiment will be described.
  • FIG. 9 is a block diagram for explaining the stiffness variable control in the first embodiment.
  • FIG. 10 is a flowchart for explaining the stiffness variable control in the first embodiment.
  • the endoscope apparatus 1 images the intestinal tract with the imaging unit 16 during insertion into the large intestine.
  • the image processing unit 32 of the display control unit 31 performs image processing based on the electrical signal obtained by the imaging unit 16, and generates an endoscopic image in the intestinal tract 100.
  • the generated image (image signal) is output to the luminance calculation unit 34 of the lumen detection unit 33 as shown in FIG.
  • the luminance calculation unit 34 calculates a luminance value (brightness) from the output image signal. For example, as illustrated in FIG. 11 and FIG. 12, the luminance calculation unit 34 calculates luminance values on the screen X central axis and the screen Y central axis of the endoscopic image.
  • the forward lumen detection range is D.
  • the lumen detection range D is a predetermined range (image center range) from the center of the endoscopic image, for example, a range included in a circle with a predetermined radius centered on the image center.
  • 13 and 14 are graphs showing an example of the relationship between the screen X central axis (pixel) and the luminance value in FIGS. 11 and 12, respectively.
  • the lumen determination unit 35 of the lumen detection unit 33 determines that the lumen L is in front of the distal end surface 19 of the bending unit 12 (lumen detection range D based on the luminance value calculated by the luminance calculation unit 34. ). For example, as shown in FIGS. 13 and 14, from the highest luminance value K1 outside the lumen detection range D and the average luminance value K2 in the lumen detection range D with respect to the pixel on the center axis of the image X, The lumen determining unit 35 determines whether or not the average luminance value K2 is twice or more lower than the maximum luminance value K1, that is, whether K1 / K2> 2. Thus, for example, the lumen determination unit 35 determines whether or not the average horizontal luminance at the center in the lumen detection range D is less than 1 ⁇ 2 of the maximum horizontal luminance outside the lumen detection range. to decide.
  • step S15 is a stiffness variable control step.
  • the lumen determining unit 35 determines that there is no lumen L in the forward direction of the distal end surface 19. Therefore, the process returns to step S11, and the inside of the intestinal tract 100 is imaged again by the imaging unit 16.
  • the lumen determination unit 35 may determine the presence or absence of the lumen L by using the average luminance value in the vertical direction (pixel on the center axis of the image Y) in the center of the lumen detection range D.
  • the presence or absence of the lumen L may be determined using only the luminance value within the range D.
  • the lumen determination unit 35 determines that there is a lumen L in the forward direction of the distal end surface 19 when the average horizontal luminance value K2 at the center in the lumen detection range D is less than the threshold, and is equal to or greater than the threshold. It is determined that there is no lumen L in the forward direction of the distal end surface 19.
  • step S ⁇ b> 15 the stiffness variable control unit 36 transmits a stiffness variable unit control signal for changing the bending stiffness of the stiffness variable unit 60 disposed in each segment of the flexible tube unit 13 to the stiffness variable unit 60.
  • the segment including the variable stiffness portion 60 that changes the bending stiffness is preferably one or more segments including the segment immediately after the bending portion 12 in the flexible tube portion 13.
  • the stiffness variable control unit 36 is configured so that, for example, the bending variable value of one or more stiffness variable portions 60 in the vicinity (immediately) of the bending portion 12 in the flexible tube portion 13 becomes small (the segment becomes soft).
  • a stiffness variable part control signal for controlling the bending stiffness of 60 is transmitted to the stiffness variable part 60.
  • flexural rigidity of the rigidity changing portion 60 provided in four segments from the nearest segment 13 1 to the curved portion 12 until the segment 13 4 is small at the flexible tube portion 13.
  • the rigidity variable portion 60 in which the bending rigidity value is reduced is indicated by shading.
  • the number of segments for changing the bending rigidity is not limited to this, and is appropriately set according to the length of the segments and the rigidity variable portion 60 in the axial direction, the general length of the curved portion 101, and the like. .
  • the flexible tube portion 13 does not bend well at the curved portion 101, and the intestinal wall can be extended at the curved portion 101. This is painful for the patient. Further, from various studies, when the flexible tube portion 13 on the proximal side (base end side) is soft, the bending force when bending the flexible tube portion 13 becomes small, and the bending rigidity on the distal end side rather than the proximal end side. It is known that the higher the value, the more easily the force is transmitted to the tip side.
  • the stiffness variable control unit 36 sends a control signal for reducing the bending stiffness value of the flexible tube portion 13 (for example, the segments 13 1 to 13 4 ) near the curved portion 101 to the corresponding stiffness variable unit 60.
  • the segment of the flexible tube portion 13 in the vicinity of the curved portion 101 becomes soft and is easily bent along the curved shape of the curved portion 101.
  • the segment on the proximal end side is harder than the segment on the distal end side of the flexible tube portion 13, the force for pushing the insertion portion 11 in the traveling direction is easily transmitted.
  • the stiffness variable control unit 36 controls the bending stiffness of the stiffness varying portion 60 so that the bending stiffness of one or more stiffness varying portions 60 near (immediately) the bending portion 12 is increased (the segment is harder).
  • the stiffness variable unit control signal may be transmitted to the stiffness variable unit 60.
  • step S16 the bending stiffness of the stiffness varying unit 60 is changed, and the stiffness varying control is terminated.
  • the bending portion 12 is positioned in the bending portion 101 in the intestinal tract 100 or is positioned in a linear portion. You can figure out what you are doing.
  • the stiffness variable control unit 36 changes the bending stiffness of the stiffness variable unit 60 provided in each segment of the flexible tube unit 13. Is transmitted to the stiffness variable section 60. For example, when the lumen determining unit 35 of the lumen detecting unit 33 determines that there is no lumen L in front of the distal end surface 19 of the bending unit 12, the bending unit 12 is bent and the flexible portion connected to the bending unit 12 is flexible. Since the pipe part 13 is considered to be substantially linear, the stiffness variable control part 36 does not transmit a stiffness variable part control signal.
  • the stiffness variable control section 36 transmits a stiffness variable section control signal to change the bending stiffness of the stiffness variable section 60.
  • the curved shape of the flexible tube portion 13 cannot be directly acquired, but an endoscopic image acquired by the imaging unit 16 provided in the bending portion 12 immediately before the flexible tube portion 13. Based on this, the bending state of the bending portion 12 is grasped, and using this as a trigger, the flexible tube portion 13 passes through the bending portion 101, that is, the bending rigidity of the flexible tube portion 13 should be changed. It can be determined by the lumen determination unit 35 of the lumen detection unit 33.
  • the stiffness variable control unit 36 is configured to bend the bending stiffness of the stiffness variable unit 60 provided in at least one segment of the flexible tube unit 13 passing through the curved portion 101.
  • the bending stiffness of the stiffness varying unit 60 is controlled so as to change.
  • the segment of the flexible tube portion 13 located in the vicinity of the curved portion 101 can easily follow the curved shape of the curved portion 101 and can be easily inserted.
  • the sensor for acquiring the curved shape since the sensor for acquiring the curved shape is not arranged in the flexible tube portion 13, it is not necessary to increase the diameter of the flexible tube portion 13. Therefore, it is possible to provide a flexible tube insertion device in which the flexible tube portion 13 has a small diameter and can be easily inserted.
  • the flexible tube portion 13 not only the flexible tube portion 13 but also the bending portion 12 is not provided with a sensor for acquiring the bending shape. For this reason, it is not necessary to increase the diameter of the bending portion 12, and it is possible to provide a flexible tube insertion device that is easy to insert the bending portion 12 with a small diameter.
  • the bending state of the bending portion 12 is grasped based on the endoscope image acquired by the endoscope apparatus 1 without arranging a sensor in the flexible tube portion 13, and based on this.
  • Providing a flexible tube insertion device that can change the bending rigidity of the flexible tube portion 13 by following the curved shape of the subject by grasping the bending state of the flexible tube portion 13, that is, with improved insertability. can do.
  • this makes it possible to provide a flexible tube insertion device that hardly causes pain to the patient.
  • the lumen L in the forward direction of the bending portion 12 is detected using the existing imaging unit 16 built in the bending portion 12, but a method for detecting the lumen (cavity) is described below.
  • the detection method is not limited to this, and other detection methods may be used.
  • an optical or ultrasonic distance sensor is provided in the bending portion 12 to calculate the distance between the distal end surface 19 of the bending portion 12 and the intestinal wall in front of the distal end surface 19. Then, if the calculated distance is equal to or greater than the predetermined distance, the lumen determination unit 35 determines that the distal end surface 19 faces the lumen L, that is, there is the lumen L in the front, and if it is less than the predetermined distance.
  • the lumen L can be detected by determining that the distal end surface 19 faces the intestinal wall, that is, there is no lumen L in front.
  • the colonoscope is taken up and the lumen in the intestine is cited as the cavity.
  • the cavity is not limited to the lumen, and can be applied to various cavities.
  • the lumen detecting portion 33 detects that the lumen L is in the substantially forward direction of the bending portion 12, Based on this, the stiffness variable control section 36 transmits a stiffness variable section control signal for changing the bending stiffness of the flexible tube section 13 to the stiffness variable section 60.
  • step S ⁇ b> 21 the endoscope apparatus 1 detects that the lumen is in front of the distal end surface 19 of the bending portion 12 (screen center range). Specifically, as shown in FIG. 17, the endoscope apparatus 1 captures an image of the intestinal tract with the imaging unit 16 during insertion into the large intestine in step S211.
  • the image processing unit 32 of the display control unit 31 performs image processing based on the electrical signal obtained by the imaging unit 16, and generates an endoscopic image in the intestinal tract 100.
  • the generated image (image signal) is output to the luminance calculation unit 34 of the lumen detection unit 33.
  • the luminance calculation unit 34 calculates a luminance value from the output image signal.
  • the lumen determination unit 35 of the lumen detection unit 33 has the lumen L in front of the distal end surface 19 of the bending unit 12 (lumen detection range D) based on the calculated luminance value. Determine whether or not. When it is determined that there is no lumen L (No), the process returns to step S211, and the inside of the intestinal tract 100 is imaged again by the imaging unit 16. If it is determined that there is a lumen L (Yes), the process returns to the flow of FIG. 16 and proceeds to step S22.
  • step S22 the endoscope apparatus 1 detects that the lumen is not in front of the distal end surface 19 of the bending portion 12 (screen center range). Specifically, as shown in FIG. 18, the endoscope apparatus 1 uses the image processing unit 32 of the display control unit 31 in steps S221 to S223 in the same manner as steps S211 to S213. An endoscopic image is generated, and a luminance value is calculated by the luminance calculation unit 34.
  • step S224 the lumen determination unit 35 of the lumen detection unit 33 has the lumen L in front of the distal end surface 19 of the bending unit 12 (lumen detection range D) based on the calculated luminance value. Determine whether or not.
  • step S221 If it is determined that there is a lumen L (Yes), the process returns to step S221, and the inside of the intestinal tract 100 is imaged again by the imaging unit 16. If it is determined that there is no lumen L (No), the process returns to the flow of FIG. 16 and proceeds to step S23.
  • step S23 the endoscope apparatus 1 detects that the lumen is in front of the distal end surface 19 of the bending portion 12 (screen center range). Since step S23 is the same as step S21, the description thereof is omitted.
  • step S24 the stiffness variable control unit 36 outputs a stiffness variable unit control signal for changing the bending stiffness of the stiffness variable unit 60 arranged in each segment of the flexible tube unit 13, respectively. 60.
  • step S25 the bending stiffness of the stiffness varying unit 60 is changed, and the stiffness varying control is terminated.
  • the bending state of the bending portion 12 is more reliably ensured than in the first embodiment, that is, the bending portion 12 is positioned in the bending portion 101 in the intestinal tract 100 or is positioned in a linear portion. It is possible to change the appropriate bending rigidity.
  • a shape acquisition unit for grasping the bending state of the bending unit 12 based on the operation amount of the angle knob 17 may be provided.
  • the shape acquisition unit is, for example, a rotary encoder whose rotating shaft is attached to the rotating shaft of the angle knob 17.
  • FIG. 19 is a diagram schematically illustrating an example of a state in which the insertion unit 11 is inserted into the large intestine in the second embodiment.
  • FIG. 19 is a diagram instead of FIG. 15 in the first embodiment.
  • the stiffness variable control unit 36 causes the flexible tube portion 13 in the vicinity of (immediately after) the bending portion 12 to move along the axial direction of the insertion portion 11.
  • a stiffness variable portion control signal for controlling the stiffness of the stiffness variable portion 60 such that the stiffness variable portion 60 having a small flexural stiffness value and the stiffness variable portion 60 having a large flexural stiffness value alternate toward the base end side. Is transmitted to the stiffness variable section 60.
  • the stiffness variable control unit 36 is configured so that the plurality of segments of the flexible tube portion 13 are in a hard state and a soft state alternately along the axial direction of the insertion portion 11.
  • a stiffness variable part control signal for controlling the bending stiffness of 60 is transmitted to the stiffness variable part 60. Also by such variable stiffness control, it is possible to obtain a flexible tube insertion device having insertability suitable for the bending state when the flexible tube portion 13 is inserted.
  • FIG. 20 is a block diagram for explaining stiffness variable control in the third embodiment.
  • the control device 30 includes a time setting unit 37 in addition to the display control unit 31, the lumen detection unit 33, and the stiffness variable control unit 36.
  • a time T (cycle S for switching between hard and soft) for changing the bending stiffness value of the stiffness varying unit 60 is input to the time setting unit 37 from an input unit (not shown).
  • This time T may be set as appropriate by the user, or may be set in advance corresponding to the endoscope 10 to be used.
  • the stiffness variable control unit 36 reads the time T (cycle S) set in the time setting unit 37 in step S15. Then, similarly to the second embodiment, the variable stiffness control unit 36 includes a stiffness variable portion 60 having a small bending stiffness value and a stiffness variable portion 60 having a large bending stiffness value toward the proximal end side of the flexible tube portion 13. Are transmitted to the stiffness variable portion 60 so that the bending stiffness of the stiffness variable portion 60 is changed.
  • the flexible tube portion 13 for example, as shown on the upper side of FIG. 21, the soft segments 13 1, 13 3 with small rigidity changing portion 60 of flexural rigidity, flexural rigidity greater variable portion of the stiffness value hard segments 13 2 with 60, 13 and 4 are set alternately.
  • the stiffness variable control unit 36 further varies the stiffness for changing the bending stiffness of the stiffness varying unit 60 in order to periodically switch the bending stiffness value of the adjacent stiffness varying unit 60 at time T (cycle S).
  • the unit control signal is transmitted to the stiffness variable unit 60.
  • the flexible tube portion 13 for example, as shown in the lower side of FIG. 21, a hard segment 13 1, 13 3 with a large rigidity changing portion 60 of the flexural rigidity, flexural rigidity soft segment 13 2 having a smaller rigidity changing portion 60 for its value, 13 and 4 are set alternately.
  • the stiffness variable control unit 36 automatically switches the magnitude of the bending stiffness of the adjacent stiffness variable unit 60 at each time T set by the time setting unit 37.
  • the plurality of segments of the flexible tube portion 13 are alternately set in a hard state and a soft state along the axial direction of the insertion portion 11, and the hard state and the soft state are predetermined. It is automatically switched periodically at the set time.
  • the bending rigidity is the bending rigidity suitable for passing through the curved portion 101. Therefore, the user can easily advance the flexible tube portion 13 by such switching, and the insertability can be improved.
  • the flexible tube insertion apparatus excellent in insertion property corresponding to the complicated curve shape in an intestinal tract can be made.
  • FIG. 22 is a diagram schematically illustrating a configuration of an endoscope apparatus 1a according to the fourth embodiment.
  • a tip speed detection unit 70 is provided on the bending portion 12 at the tip of the insertion unit 11.
  • the tip speed detection unit 70 is, for example, a known acceleration sensor that detects a rate of speed change with respect to time.
  • the tip speed detector 70 is built in, for example, the tip portion of the bending portion 12.
  • the control apparatus 30 has the time setting part 37 similarly to 3rd Embodiment.
  • the time setting unit 37 in the present embodiment is connected to the tip speed detection unit 70 by a tip speed detection signal cable included in the cable 52 and the universal cord 51.
  • the time setting unit 37 outputs speed information of the bending unit 12 detected by the tip speed detection unit 70.
  • the time setting unit 37 sets a time T (period S for switching between hard and soft) for periodically changing the bending stiffness of the stiffness varying unit 60 based on the output speed information. That is, in the present embodiment, the time T (period S) is calculated by the time setting unit 37 based on the speed information of the bending portion 12 output from the tip speed detection unit 70.
  • the stiffness variable control unit 36 reads the time T (cycle S) set in the time setting unit 37 in step S15. Then, the stiffness variable control unit 36 changes the stiffness so that the stiffness variable portion 60 with a small bending stiffness value and the stiffness variable portion 60 with a large bending stiffness value alternate toward the proximal end side of the flexible tube portion 13. A stiffness variable portion control signal for changing the bending stiffness of the portion 60 is transmitted to the stiffness variable portion 60.
  • the flexible tube portion 13 for example, as shown on the upper side of FIG. 23, the soft segments 13 1, 13 3 with small rigidity changing portion 60 of flexural rigidity, flexural rigidity greater variable portion of the stiffness value hard segments 13 2 with 60, 13 and 4 are set alternately.
  • the stiffness variable control unit 36 further changes the magnitude of the bending stiffness value of the adjacent stiffness variable unit 60 at a time T (cycle S) calculated by the time setting unit 37 based on the speed information from the tip speed detection unit 70. Therefore, a stiffness variable portion control signal for changing the bending stiffness of the stiffness variable portion 60 is transmitted to the stiffness variable portion 60.
  • the flexible tube portion 13 for example, as shown in the lower side of FIG. 23, the hard segments 13 1, 13 3 with a large rigidity changing portion 60 of the flexural rigidity, flexural rigidity soft segment 13 2 having a smaller rigidity changing portion 60 for its value, 13 and 4 are set alternately.
  • a tip speed detector 70 is provided in the bending portion 12, and the time setting unit 37 calculates a period S at which the bending stiffness is changed based on the speed of the bending portion 12 detected by the tip speed detector 70. Yes.
  • the bending stiffness varying unit 60 based on the speed of the bending portion 12, the bending stiffness can be changed in accordance with the movement of the bending portion 12. Thereby, a flexible tube insertion device with better insertability can be provided.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various improvements and modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
  • the flexible tube insertion device is not limited to the endoscope device 1, and an insertion device having a flexible insertion portion is widely included in the scope of the present invention.
  • stiffness variable part 61 ... coil Pipe, 62 ... conductive polymer artificial muscle (EPAM), 63 ... electrode, 70 ... tip speed detector, 100 ... intestinal tract, 101 ... curved portion, D ... lumen detection range in the forward direction, F1, F2 ... internal view Mirror field, L ... lumen.
  • EEM conductive polymer artificial muscle

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Abstract

本発明の一実施形態は、先端の湾曲部と、湾曲部の基端側に設けられた可撓管部とを備え、被検体に挿入される管状の挿入部と、可撓管部の長手軸方向にとった複数のセグメントにそれぞれ設けられ、可撓管部の曲げ剛性をセグメント単位で変更する複数の剛性可変部と、剛性可変部による可撓管部の曲げ剛性の変更を制御する剛性可変制御部と、湾曲部に設けられ、湾曲部の前方方向を撮影する撮像部と、撮像部での撮影によって取得される画像に基づいて、湾曲部の前方方向における空洞の存在を検出する空洞検出部と、を具備する可撓管挿入装置である。剛性可変制御部は、空洞検出部が空洞の存在を略前方方向として検出したときに、少なくとも１つの剛性可変部において可撓管部の曲げ剛性を変更するように、少なくとも１つの剛性可変部を制御する。

Description

可撓管挿入装置
　本発明は、被検体内に挿入される挿入部を備えた可撓管挿入装置に関する。
　大腸は、肛門側から直腸・結腸・盲腸に大別され、さらに、結腸は、直腸側からＳ状結腸・下行結腸・横行結腸・上行結腸に区分される。一般に、Ｓ状結腸や横行結腸は腹部内で固定されておらず、容易に動く。このような腸管内に可撓管挿入装置（例えば内視鏡装置）の柔軟で細長い挿入部が挿入されると、挿入部は腸壁に沿って曲がり、腸管内を進行する。しかしながら、挿入部が手元側からさらに押し込まれると、柔軟な挿入部が腸内で力の加わる方向とは異なる方向に撓み、挿入部の先端が進行しにくくなるという問題があった。これに対して、挿入部自体の曲げ剛性を高くする、もしくはオーバーチューブ（スライディングチューブ）などの挿入部とは異なる部材を挿入部に装着して挿入部の曲げ剛性を高くすることで挿入したい方向に対して力を伝えやすくする技術が知られている。
　しかしながら、挿入部全体の曲げ剛性を一様に変えてしまうと、腸管内での挿入部の湾曲状態に合わせた剛性変更を得ることはできない。それ故、挿入部が例えばＳ状結腸で行き詰まってＳ状結腸を過剰に伸ばしてしまうなどして患者に苦痛を与えうる。このような挿入部は深部への挿入には不都合である。
　そこで、特許文献１には、挿入部の細長い可撓管部を長手方向に複数の範囲に分け、その各範囲における軟性度合いが異なる内視鏡が開示されている。この内視鏡では、可撓管部の各範囲における軟性度合いが異なることにより、挿入時の患者の苦痛を低減させることができ、挿入性が向上する。
特公昭６１－３７９３１号公報
　特許文献１に記載の可撓管部では、可撓管部の曲げ剛性が部分的に異なる部分が存在している。しかしながら、この可撓管部は、可撓管部の曲げ剛性を挿入時の被検体の実際の湾曲状態に応じて変えるものではない。例えば、大腸内視鏡を含む可撓管挿入装置では、可撓管部の曲げ剛性が部分的に異なる部分が存在していることによりその一部で挿入性が向上したとしても、容易に動きうる結腸などのさまざまな湾曲状態には対応することができない。このため、このような可撓管部であっても、患者への苦痛なく大腸の深部にスムーズに挿入するのは困難でありうる。
　挿入時の可撓管部の湾曲状態に応じてその曲げ剛性を変更するために、例えば、可撓管部にその湾曲状態を検出するためのセンサを配置して湾曲状態を検出することが考えられる。しかしながら、可撓管部にセンサを配置すると、可撓管部が大径化してしまう。径が大きいと挿入しづらく、また、患者にかかる負担が大きくなる。このため、可撓管部の大径化は避けられるべきである。とりわけ、大腸に挿入される可撓管部の径は小さいことが望ましい。
　そこで、本発明は、可撓管部の湾曲状態をセンサ等で検出しなくても、可撓管部の湾曲状態を撮影された画像で判断し、その湾曲状態に応じて可撓管部の曲げ剛性を適切に変更することにより挿入性が良好で、かつ小径な可撓管部を備えた可撓管挿入装置を提供することを目的とする。
　本発明の一実施形態は、先端の湾曲部と、前記湾曲部の基端側に設けられた可撓管部とを備え、被検体に挿入される管状の挿入部と、前記可撓管部の長手軸方向にとった複数のセグメントにそれぞれ設けられ、前記可撓管部の曲げ剛性を前記セグメント単位で変更する複数の剛性可変部と、前記剛性可変部による前記可撓管部の曲げ剛性の変更を制御する剛性可変制御部と、前記湾曲部に設けられ、前記湾曲部の前方方向を撮影する撮像部と、前記撮像部での撮影によって取得される画像に基づいて、前記湾曲部の前方方向における空洞の存在を検出する空洞検出部と、を具備する可撓管挿入装置である。前記剛性可変制御部は、前記空洞検出部が空洞の存在を略前方方向として検出したときに、少なくとも１つの剛性可変部において前記可撓管部の曲げ剛性を変更するように、前記少なくとも１つの剛性可変部を制御する。
　本発明によれば、可撓管部の湾曲状態をセンサ等で検出しなくても、可撓管部の湾曲状態を撮影された画像で判断し、その湾曲状態に応じて可撓管部の曲げ剛性を適切に変更することにより挿入性が良好で、かつ小径な可撓管部を備えた可撓管挿入装置を提供することができる。
図１は、第１の実施形態における内視鏡装置の構成を概略的に示す図である。 図２は、湾曲部及び可撓管部を概略的に示す拡大図である。 図３は、剛性可変部の構成の一例を概略的に示す図である。 図４は、剛性可変部の電圧－曲げ剛性特性を示す図である。 図５は、第１の実施形態において挿入部を大腸に挿入している（湾曲部の先端面が腸壁を向いている）状態の一例を概略的に示す図である。 図６は、第１の実施形態において挿入部を大腸に挿入している（湾曲部の先端面が管腔を向いている）状態の一例を概略的に示す図である。 図７は、図５に示される状態において内視鏡装置で得られる画像の一例を示す図である。 図８は、図６に示される状態において内視鏡装置で得られる画像の一例を示す図である。 図９は、第１の実施形態における剛性可変制御を説明するためのブロック図である。 図１０は、第１の実施形態における剛性可変制御を説明するためのフローチャートである。 図１１は、図７に示される内視鏡画像における管腔検出範囲の一例を示す図である。 図１２は、図８に示される内視鏡画像における管腔検出範囲の一例を示す図である。 図１３は、図１１に示される内視鏡画像における画像Ｘ中心軸（画素）と輝度値との関係の一例を示すグラフである。 図１４は、図１２に示される内視鏡画像における画像Ｘ中心軸（画素）と輝度値との関係の一例を示すグラフである。 図１５は、第１の実施形態において挿入部を大腸に挿入している（湾曲部が腸管に沿って略直線状となり、可撓管部が腸管に沿って湾曲している）状態の一例を概略的に示す図である。 図１６は、変形例における剛性可変制御を説明するためのフローチャートである。 図１７は、変形例において前方に管腔があることを検出するためのフローチャートである。 図１８は、変形例において前方に管腔がないことを検出するためのフローチャートである。 図１９は、第２の実施形態において挿入部を大腸に挿入している（湾曲部が腸管に沿って略直線状となり、可撓管部が腸管に沿って湾曲している）状態の一例を概略的に示す図である。 図２０は、第３の実施形態における剛性可変制御を説明するためのブロック図である。 図２１は、第３の実施形態における剛性可変部の曲げ剛性の周期的な切替を説明するための図である。 図２２は、第４の実施形態における内視鏡装置の構成を概略的に示す図である。 図２３は、第４の実施形態における剛性可変部の曲げ剛性の周期的な切替を説明するための図である。
　［第１の実施形態］　
　本発明の第１の実施形態について、図１乃至図１５を参照して説明する。　
　図１は、可撓管挿入装置である内視鏡装置１の構成を概略的に示す図である。内視鏡装置１は、内視鏡１０と、光源装置２０と、制御装置３０と、表示装置４０とを有している。
　内視鏡１０は、被検体に挿入される管状の挿入部１１と、挿入部１１の基端側に設けられた操作部１４とを有している。内視鏡１０は、例えば大腸内視鏡である。すなわち、被検体は大腸（腸管）である。
　挿入部１１は、先端の湾曲部１２と、湾曲部１２の基端側に設けられた可撓管部１３とを有している。湾曲部１２には、図２に示されるように、照明部１５、被検体を撮影する観察光学系（図２には示されない）と撮像素子（例えばＣＣＤ）とを含む撮像部１６等が内蔵されている。本実施形態では、これらは挿入部１１の長手方向（軸方向）に沿って配置されている（直視鏡）。可撓管部１３は、湾曲自在な細長い蛇管であり、可撓性を有している。
　操作部１４は、図１に示されるように、内視鏡１０においてユーザに把持される部分である。操作部１４は、湾曲操作部であるアングルノブ１７を有している。アングルノブ１７は、挿入部１１の長手方向に挿通された少なくとも１本の牽引部材であるアングルワイヤ１８（図１には示されない）によって湾曲部１２に連結されている。図２には、挿入部１１の内部を湾曲部１２から可撓管部１３にわたってその内面に沿って延びている１本のアングルワイヤ１８が示されている。アングルワイヤ１８の先端は、湾曲部１２に固定されている。湾曲部１２は、ユーザがアングルノブ１７を回転させることによりこれに連結されたアングルワイヤ１８が移動して所望の方向に湾曲する。
　図２は、湾曲部１２及び可撓管部１３を概略的に示す拡大図である。可撓管部１３は、便宜上、その長手軸方向にとった連続する複数のセグメント（可撓管部１３を長手方向に均等に区切る仮想的な単位）からなっているとする。図２には、可撓管部１３のセグメント１３１、１３２、１３３、・・・、１３ｎが示されている。これらセグメントの各々には、剛性可変部６０が設けられている。剛性可変部６０は、可撓管部１３の曲げ剛性（硬度）をセグメント単位で変更可能な硬度可変アクチュエータである。
　再び図１を参照して、内視鏡１０は、操作部１４の基端側から延びたユニバーサルコード５１を介して光源装置２０に接続されている。ユニバーサルコード５１は、照明部１５に接続されたライトガイド（光ファイバ）、撮像部１６に接続された電気ケーブル、剛性可変部制御信号ケーブル等を含む。光源装置２０は、前記ライトガイドを介して、湾曲部１２の先端面１９の照明部１５の照明窓から照射する光を供給する。
　制御装置３０は、ＣＰＵなどを含む機器によって構成されている。制御装置３０は、画像処理部３２を含む表示制御部３１と、輝度算出部３４及び管腔判断部３５を含む管腔検出部３３と、剛性可変制御部３６とを有している。表示制御部３１は、ケーブル５２を介してユニバーサルコード５１内の前記電気ケーブルに、したがって内視鏡１０（湾曲部１２内の撮像部１６）に接続されている。表示制御部３１はまた、ケーブル５３を介して表示装置４０に接続されている。剛性可変制御部３６は、ケーブル５２及びユニバーサルコード５１に含まれる剛性可変部制御信号ケーブルによって剛性可変部６０に接続されている。
　図３は、剛性可変部６０の構成の一例を概略的に示す図である。剛性可変部６０は、金属線により構成されたコイルパイプ６１と、コイルパイプ６１内に封入された導電性高分子人工筋肉（Electroacive Polymer Artificial Muscle：ＥＰＡＭ）６２と、コイルパイプ６１の両端に設けられた電極６３とを有している。剛性可変部６０は、剛性可変制御部３６に接続されており、したがって、コイルパイプ６１内のＥＰＡＭ６２には、剛性可変制御部３６から電極６３により電圧が印加できるようになっている。ＥＰＡＭ６２は印加される電圧に応じて伸縮し、その硬度が変化するアクチュエータである。剛性可変部６０は、コイルパイプ６１の中心軸が可撓管部１３の中心軸に一致するか平行となるようにして可撓管部１３に内蔵されている。
　剛性可変部６０の電極６３（ＥＰＡＭ６２）には、ケーブル５２及びユニバーサルコード５１内の電気ケーブルを介して剛性可変制御部３６から剛性可変部制御信号である電圧が印加される。電圧が印加されると、ＥＰＡＭ６２はコイルパイプ６１の中心軸を中心としてその径を拡張しようとする。しかしながら、ＥＰＡＭ６２はコイルパイプ６１でその周囲を囲まれているため、径の拡張が規制されている。このため、剛性可変部６０は、図４に示されるように、印加される電圧値が高くなるほど、曲げ剛性（硬度）が高くなる。すなわち、剛性可変制御部３６が剛性可変部６０への印加電圧を変更することにより剛性可変部６０の硬度が変化し、剛性可変部６０が内蔵された可撓管部１３の曲げ剛性も変化する。
　なお、剛性可変部６０の上述の構成は一例である。剛性可変部６０はＥＰＡＭ６２を用いたものに限定されず、剛性可変制御部３６からの剛性可変部制御信号に応答して曲げ剛性が変更されるものであれば、他の構成であってもよい。
　次に、内視鏡装置１の動作（大腸内視鏡検査）について説明する。　
　なお、挿入開始時には、可撓管部１３は所定の曲げ剛性値（硬さ）を有しており、その硬さは剛性可変部６０の最小曲げ剛性値でも最大曲げ剛性値でもないものとする。つまり、可撓管部１３の各セグメントは、剛性可変制御部３６からの剛性可変部制御信号に基づいて剛性可変部６０の曲げ剛性を変更することにより、挿入開始時の状態から硬くすることも軟らかくすることも可能である。
　内視鏡１０の挿入部１１は、ユーザによって被検体である腸管内に（肛門から直腸、結腸に）挿入される。挿入部１１は、腸管の形状に追従して湾曲しながら腸管内を進行する。湾曲部１２の先端面の観察光学系で得られた観察対象の光学像は、撮像部１６で電気信号に変換される。電気信号は、制御装置３０の表示制御部３１に出力される。表示制御部３１は、画像処理部３２によって、出力された電気信号に基づいて観察対象の画像信号を生成する。そして、表示制御部３１は、生成された画像信号に基づいて腸管内の画像（内視鏡画像）を表示装置４０に表示させる。ユーザは、内視鏡画像で管腔方向を確認しながら、挿入部１１を進行させる。
　図５並びに図６は、挿入部１１を大腸に挿入している状態の一例を概略的に示す図である。挿入部１１の先端の湾曲部１２は、はじめは略直線状の状態で腸管１００内の略直線状部分を進行する。そして、腸管１００内の湾曲部分１０１（例えばＳ状結腸）にさしかかると、湾曲部１２は、図５に示されるように、ユーザによるアングルノブ１７の操作を受けてその湾曲形状に沿って湾曲しながら進行する。図５に示される状態では、湾曲部１２の先端面１９は腸壁を向いている。言い換えれば、先端面１９の前方中心（内視鏡視野Ｆ１の中心）に管腔Ｌ（図７参照）が位置していない。したがって、図５に示される状態において内視鏡装置１で得られる画像（内視鏡画像）では、図７に示されるように、その中心領域に管腔Ｌが写し出されておらず、中心領域外に管腔Ｌが写し出されている。画像の中心領域には、先端面１９の前方方向にある腸壁が捉えられている。
　湾曲部１２が腸管１００内をさらに進行すると、図６に示されるように、可撓管部１３が湾曲部分１０１にさしかかり始める。このとき、湾曲部１２の先端部分は湾曲部分１０１を既に通過しており、ユーザによるアングルノブ１７の操作を受けて湾曲部１２の先端面１９は管腔Ｌ（図８参照）を向いている。言い換えれば、先端面１９の前方中心（内視鏡視野Ｆ２の中心）に管腔Ｌが位置しており、先端面１９は管腔Ｌに沿った方向に略直交している。したがって、図６に示される状態において得られる内視鏡画像では、図８に示されるように、その中心領域に管腔Ｌが写し出されている。
　このように、内視鏡画像においてその中心領域に管腔Ｌがあることは、湾曲部１２の先端部分が略直線状となっており、湾曲部１２の基端側に連なる可撓管部１３が湾曲部分１０１を通過しようとしている（湾曲部分１０１付近に位置している）ことを、すなわち可撓管部１３の曲げ剛性を変更すべきであることを意味する。
　以上のことから、本実施形態では、挿入時に内視鏡装置１で取得される被検体内の画像に基づいて、空洞である管腔Ｌが湾曲部１２のほぼ前方方向にあるか否か（空洞の存在）を管腔検出部（空洞検出部）３３で検出し、これに基づいて剛性可変制御部３６が可撓管部１３の曲げ剛性を変更するための剛性可変部制御信号を剛性可変部６０に送信する。以下、本実施形態における可撓管部１３の剛性可変制御について説明する。
　図９は、第１の実施形態における剛性可変制御を説明するためのブロック図である。図１０は、第１の実施形態における剛性可変制御を説明するためのフローチャートである。ステップＳ１１において、内視鏡装置１は、大腸への挿入中、撮像部１６で腸管内を撮影する。そして、次のステップＳ１２において、撮像部１６で得られた電気信号に基づいて、表示制御部３１の画像処理部３２が画像処理を行い、腸管１００内の内視鏡画像を生成する。生成された画像（画像信号）は、図９に示されるように、管腔検出部３３の輝度算出部３４に出力される。
　ステップＳ１３において、輝度算出部３４は、出力された画像信号から輝度値（明るさ）を算出する。輝度算出部３４は、例えば、図１１並びに図１２に示されるように、内視鏡画像の画面Ｘ中心軸及び画面Ｙ中心軸における輝度値を算出する。なお、図１１並びに図１２に示される内視鏡画像において、前方方向の管腔検出範囲をＤとする。管腔検出範囲Ｄは、内視鏡画像の中心から所定の範囲（画像中心範囲）であり、例えば、画像中心を中心とした所定の半径の円に含まれる範囲である。図１３並びに図１４は、それぞれ、図１１並びに図１２における画面Ｘ中心軸（画素）と輝度値との関係の一例を示すグラフである。
　図１１に示されるように、湾曲部１２の先端面１９と腸壁とが近い（先端面１９が腸壁を向いている）と腸壁の明るい内視鏡画像が得られ、これから算出される管腔検出範囲Ｄ内の画素の輝度値は比較的高い（図１３）。また、図１２に示されるように、先端面１９と腸壁とが離れている（先端面１９が管腔を向いている）と腸管の奥へと続く管腔が暗くなっている内視鏡画像が得られ、これから算出される管腔検出範囲Ｄ内の画素の輝度値は比較的低い（図１４）。
　ステップＳ１４において、管腔検出部３３の管腔判断部３５は、輝度算出部３４で算出された輝度値に基づいて、管腔Ｌが湾曲部１２の先端面１９の前方（管腔検出範囲Ｄ）にあるか否かを判断する。例えば、図１３並びに図１４に示されるように、画像Ｘ中心軸上の画素に対して管腔検出範囲Ｄ外で最も高い輝度値Ｋ１と管腔検出範囲Ｄ内の平均輝度値Ｋ２とから、管腔判断部３５が、平均輝度値Ｋ２が最大輝度値Ｋ１よりも２倍以上低いか、すなわち、Ｋ１／Ｋ２＞２であるか否かを判断する。このように、管腔判断部３５は、例えば、管腔検出範囲Ｄ内の中心の水平方向の平均輝度が管腔検出範囲外の水平方向の最大輝度の１／２未満であるか否かを判断する。
　図１４に示されるように、Ｋ１／Ｋ２＞２であれば（Ｙｅｓ）、管腔判断部３５は、先端面１９の前方に管腔Ｌが観察されている、すなわち、先端面１９の前方方向に管腔Ｌがあると判断する。したがって、剛性可変制御ステップである次のステップＳ１５に進む。　
　図１３に示されるように、Ｋ１／Ｋ２≦２であれば（Ｎｏ）、管腔判断部３５は、先端面１９の前方方向に管腔Ｌがないと判断する。したがって、ステップＳ１１に戻り、再び、撮像部１６で腸管１００内を撮像する。
　なお、管腔検出範囲Ｄの設定の仕方、輝度値Ｋ１、Ｋ２に基づく管腔検出範囲Ｄ内の管腔Ｌの有無の判断の仕方はこれに限定されない。管腔判断部３５は、管腔検出範囲Ｄ内の中心の垂直方向（画像Ｙ中心軸上の画素）の平均輝度値を用いて管腔Ｌの有無を判断してもよいし、管腔検出範囲Ｄ内の輝度値のみを用いて管腔Ｌの有無を判断してもよい。例えば、管腔判断部３５は、管腔検出範囲Ｄ内の中心の水平方向の平均輝度値Ｋ２が閾値未満であるときに先端面１９の前方方向に管腔Ｌがあると判断し、閾値以上であるときに先端面１９の前方方向に管腔Ｌがないと判断する。
　ステップＳ１５において、剛性可変制御部３６は、可撓管部１３の各セグメントにそれぞれ配置された剛性可変部６０の曲げ剛性を変更するための剛性可変部制御信号を剛性可変部６０に送信する。曲げ剛性を変更する剛性可変部６０を含むセグメントは、可撓管部１３において湾曲部１２の直後のセグメントを含む１以上のセグメントであることが好ましい。
　剛性可変制御部３６は、例えば、可撓管部１３において湾曲部１２の近傍（直後）の１以上の剛性可変部６０の曲げ剛性値が小さくなる（セグメントが軟らかくなる）ように、剛性可変部６０の曲げ剛性を制御するための剛性可変部制御信号を剛性可変部６０に送信する。図１５に示される一例では、可撓管部１３において湾曲部１２に最も近いセグメント１３１からセグメント１３４までの４つのセグメントにそれぞれ設けられた剛性可変部６０の曲げ剛性値が小さくされる。図１５では、曲げ剛性値が小さくされる剛性可変部６０が網掛けで示されている。なお、曲げ剛性を変更するセグメントの数はこれに限定されるものではなく、セグメント及び剛性可変部６０の軸方向の長さ、湾曲部分１０１の一般的な長さ等に応じて適宜設定される。
　例えば、可撓管部１３全体の曲げ剛性が一様に高いと可撓管部１３が湾曲部分１０１においてうまく曲がらず、湾曲部分１０１において腸壁を伸展させうる。これでは患者に苦痛を与えてしまう。また、種々の検討から、手元側（基端側）の可撓管部１３が軟らかいと押し込んだ際に可撓管部１３を曲げる力が小さくなること、基端側よりも先端側の曲げ剛性が高いほうが先端側に力がより伝わりやすいことがわかっている。このため、例えば、剛性可変制御部３６は、湾曲部分１０１付近の可撓管部１３（例えばセグメント１３１～１３４）の曲げ剛性値を小さくするための制御信号を対応する剛性可変部６０に送信する。これにより、湾曲部分１０１付近の可撓管部１３のセグメントは軟らかくなり、湾曲部分１０１の湾曲形状に沿って曲がりやすくなる。また、可撓管部１３の先端側のセグメントよりも基端側のセグメントが硬いため、挿入部１１を進行方向に押し込む力が伝わりやすくなる。
　あるいは、剛性可変制御部３６は、湾曲部１２の近傍（直後）の１以上の剛性可変部６０の曲げ剛性が大きくなる（セグメントが硬くなる）ように、剛性可変部６０の曲げ剛性を制御するための剛性可変部制御信号を剛性可変部６０に送信してもよい。
　ステップＳ１６において、剛性可変部６０の曲げ剛性が変更され、剛性可変制御を終了する。
　本実施形態では、可撓管部１３の湾曲形状を検出するためのセンサが可撓管部１３に配置されていないため、挿入時の可撓管部１３の湾曲形状そのものは把握することができない。しかしながら、本実施形態では、湾曲部１２に内蔵された撮像部１６での撮影によって取得される画像に基づいて湾曲部１２の先端面１９の前方方向の管腔Ｌを検出する管腔検出部３３が設けられている。したがって、管腔検出部３３により検出される先端面１９の前方方向の管腔Ｌの有無により、湾曲部１２が腸管１００内において湾曲部分１０１に位置しているのか、あるいは直線状部分に位置しているのかを把握することができる。
　そして、管腔検出部３３の検出結果に基づいて、剛性可変制御部３６が、可撓管部１３の各セグメントに設けられた剛性可変部６０の曲げ剛性を変更するための剛性可変部制御信号を剛性可変部６０に送信する。例えば、管腔検出部３３の管腔判断部３５が湾曲部１２の先端面１９の前方に管腔Ｌがないと判断したときには、湾曲部１２が湾曲しており、湾曲部１２に連なる可撓管部１３は略直線状であると考えられるため、剛性可変制御部３６は剛性可変部制御信号を送信しない。一方、管腔判断部３５が先端面１９の前方に管腔Ｌがあると判断したときには、湾曲部１２は略直線状となっており、湾曲部１２に連なる可撓管部１３が腸管１００内の湾曲部分１０１を通過していると考えられるため、剛性可変制御部３６が剛性可変部制御信号を送信して剛性可変部６０の曲げ剛性を変更する。
　このように、本実施形態では、可撓管部１３の湾曲形状を直接的に取得することはできないが、その直前にある湾曲部１２に設けられた撮像部１６で取得される内視鏡画像に基づいて湾曲部１２の湾曲状態を把握することで、これをトリガーにして、可撓管部１３が湾曲部分１０１を通過している、すなわち可撓管部１３の曲げ剛性が変更されるべきであると管腔検出部３３の管腔判断部３５が判断することができる。
　そして、剛性可変制御部３６は、管腔検出部３３の検出結果に基づいて、湾曲部分１０１を通過している可撓管部１３の少なくとも１つのセグメントに設けられた剛性可変部６０の曲げ剛性を変更するように、剛性可変部６０の曲げ剛性を制御する。これにより、例えば、湾曲部分１０１付近に位置している可撓管部１３のセグメントを湾曲部分１０１の湾曲形状に沿いやすくし、挿入しやすくすることができる。
　本実施形態によれば、可撓管部１３にその湾曲形状を取得するためのセンサを配置していないため、可撓管部１３を大径化しなくて済む。このため、可撓管部１３が小径で挿入しやすい可撓管挿入装置を提供することができる。また、本実施形態では、可撓管部１３のみならず、湾曲部１２にもその湾曲形状を取得するためのセンサを配置していない。このため、湾曲部１２も大径化しなくて済み、湾曲部１２も小径で挿入しやすい可撓管挿入装置を提供することができる。
　本実施形態によれば、可撓管部１３にセンサを配置しなくても、内視鏡装置１で取得される内視鏡画像に基づいて湾曲部１２の湾曲状態を把握し、これに基づいて可撓管部１３の湾曲状態を把握することにより、被検体の湾曲形状に追従して可撓管部１３の曲げ剛性を変更可能な、すなわち挿入性が向上した可撓管挿入装置を提供することができる。また、これにより、患者に苦痛を与えにくい可撓管挿入装置を提供することができる。
　なお、以上の説明では、湾曲部１２に内蔵された既存の撮像部１６を利用して湾曲部１２の前方方向の管腔Ｌが検出されているが、管腔（空洞）を検出する方法はこれに限定されるものではなく、これ以外の検出方法が用いられてもよい。例えば、湾曲部１２に光学式又は超音波式などの距離センサを設けて、湾曲部１２の先端面１９と先端面１９の前方にある腸壁との距離を算出する。そして、管腔判断部３５が、算出した距離が所定の距離以上であれば先端面１９が管腔Ｌを向いている、すなわち前方に管腔Ｌがあると判断し、所定の距離未満であれば先端面１９が腸壁を向いている、すなわち前方に管腔Ｌがないと判断することにより、管腔Ｌを検出することができる。
　また、本実施形態では大腸内視鏡を取り上げ、空洞として腸管内の管腔を挙げたが、空洞は当然ながら管腔に限定されるものではなく、さまざまな空洞に適用可能である。
　［変形例］　
　第１の実施形態の変形例について説明する。　
　上述したように、挿入部１１は、はじめは略直線状の状態で腸管１００内の略直線状部分を進行する。このとき、内視鏡装置１で得られる内視鏡画像においてその中心領域には管腔Ｌが存在する。また、図５乃至図８を参照して説明したように、内視鏡画像においてその中心領域に管腔Ｌが写し出されていなかった後に、その中心領域に管腔Ｌが写し出されていることは、湾曲部１２の先端部分が略直線状となっており、湾曲部１２の基端側に連なる可撓管部１３が湾曲部分１０１を通過しようとしている（湾曲部分１０１付近に位置している）ことを、すなわち可撓管部１３の曲げ剛性を変更すべきであることを意味する。
　以上のことから、変形例では、挿入時に内視鏡装置１で取得される被検体内の画像に基づいて、管腔Ｌが湾曲部１２のほぼ前方方向にあることを確認した後であって、管腔Ｌが湾曲部１２のほぼ前方方向にないことを管腔検出部３３で検出した後、管腔Ｌが湾曲部１２のほぼ前方方向にあることを管腔検出部３３で検出し、これに基づいて剛性可変制御部３６が可撓管部１３の曲げ剛性を変更するための剛性可変部制御信号を剛性可変部６０に送信する。
　図１６乃至図１８は、変形例における剛性可変制御を説明するためのフローチャートである。ステップＳ２１において、内視鏡装置１は、管腔が湾曲部１２の先端面１９の前方（画面中心範囲）にあることを検出する。具体的には、図１７に示されるように、内視鏡装置１は、ステップＳ２１１において、大腸への挿入中、撮像部１６で腸管内を撮影する。そして、次のステップＳ２１２において、撮像部１６で得られた電気信号に基づいて、表示制御部３１の画像処理部３２が画像処理を行い、腸管１００内の内視鏡画像を生成する。生成された画像（画像信号）は、管腔検出部３３の輝度算出部３４に出力される。そして、ステップＳ２１３において、輝度算出部３４は、出力された画像信号から輝度値を算出する。そして、ステップＳ２１４において、管腔検出部３３の管腔判断部３５が、算出された輝度値に基づいて、管腔Ｌが湾曲部１２の先端面１９の前方（管腔検出範囲Ｄ）にあるか否かを判断する。管腔Ｌがないと判断した場合（Ｎｏ）、ステップＳ２１１に戻り、再び、撮像部１６で腸管１００内を撮像する。管腔Ｌがあると判断した場合（Ｙｅｓ）、図１６のフローに戻り、ステップＳ２２に進む。
　ステップＳ２２において、内視鏡装置１は、管腔が湾曲部１２の先端面１９の前方（画面中心範囲）にないことを検出する。具体的には、図１８に示されるように、内視鏡装置１は、ステップＳ２２１～Ｓ２２３において、ステップＳ２１１～Ｓ２１３と同様に、撮像部１６による撮影、表示制御部３１の画像処理部３２による内視鏡画像の生成、輝度算出部３４による輝度値の算出をする。そして、ステップＳ２２４において、管腔検出部３３の管腔判断部３５が、算出された輝度値に基づいて、管腔Ｌが湾曲部１２の先端面１９の前方（管腔検出範囲Ｄ）にあるか否かを判断する。管腔Ｌがあると判断した場合（Ｙｅｓ）、ステップＳ２２１に戻り、再び、撮像部１６で腸管１００内を撮影する。管腔Ｌがないと判断した場合（Ｎｏ）、図１６のフローに戻り、ステップＳ２３に進む。
　ステップＳ２３において、内視鏡装置１は、管腔が湾曲部１２の先端面１９の前方（画面中心範囲）にあることを検出する。ステップＳ２３は、ステップＳ２１と同様であるため、その説明は省略する。
　ステップＳ２３の後、ステップＳ２４において、剛性可変制御部３６は、可撓管部１３の各セグメントにそれぞれ配置された剛性可変部６０の曲げ剛性を変更するための剛性可変部制御信号を剛性可変部６０に送信する。そして、次のステップＳ２５において、剛性可変部６０の曲げ剛性が変更され、剛性可変制御を終了する。
　本変形例によれば、第１の実施形態よりも確実に湾曲部１２の湾曲状態、すなわち、湾曲部１２が腸管１００内において湾曲部分１０１に位置しているのか、あるいは直線状部分に位置しているのかを把握して適切な曲げ剛性変更をすることができる。
　あるいは、さらなる変形例として、アングルノブ１７の操作量に基づいて湾曲部１２の湾曲状態を把握するための形状取得部を設けてもよい。形状取得部は、例えば、その回転軸がアングルノブ１７の回転軸に取り付けられたロータリーエンコーダである。形状取得部により取得される湾曲状態と第１の実施形態の管腔検出とを組み合わせることにより、湾曲部１２の湾曲状態をより確実に把握して適切な曲げ剛性変更をすることができる。
　以下、本発明の第２乃至第４の実施形態について説明する。以下では、第１の実施形態と同様の構成及び動作についてはその説明を省略し、第１の実施形態と異なる点について説明する。
　［第２の実施形態］　
　本発明の第２の実施形態について、図１９を参照して説明する。　
　図１９は、第２の実施形態において挿入部１１を大腸に挿入している状態の一例を概略的に示す図である。図１９は、第１の実施形態における図１５に代わる図である。
　第２の実施形態では、図１０に示される剛性可変制御のフローのうち、ステップＳ１５の剛性可変制御における具体的な制御のみが第１の実施形態と異なっている。第２の実施形態では、ステップＳ１５において、剛性可変制御部３６が、湾曲部１２の近傍（直後）の可撓管部１３において、挿入部１１の軸方向に沿って、可撓管部１３の基端側に向かって曲げ剛性値が小さい剛性可変部６０と曲げ剛性値が大きい剛性可変部６０とが交互になるように、剛性可変部６０の曲げ剛性を制御するための剛性可変部制御信号を剛性可変部６０に送信する。
　図１９に示される一例では、可撓管部１３において湾曲部１２に最も近いセグメント１３１を硬く（対応する剛性可変部６０の曲げ剛性値を大きく）、その隣のセグメント１３２を軟らかく（対応する剛性可変部６０の曲げ剛性値を小さく）、その隣のセグメント１３３を硬く、その隣のセグメント１３４を軟らかくするように、これら４つのセグメント１３１～１３４にそれぞれ設けられた剛性可変部６０の曲げ剛性が変更される。図１９では、曲げ剛性値が大きくされる剛性可変部６０が黒塗りで示され、曲げ剛性値が小さくされる剛性可変部６０が網掛けで示されている。このように、湾曲部分１０１付近に位置される可撓管部１３には、硬いセグメントと軟らかいセグメントとが交互に設定される。本実施形態においても、曲げ剛性を変更するセグメントの数はこれに限定されるものではなく、適宜設定される。
　なお、図１９に示される一例では、可撓管部１３のセグメント１３１に設けられた剛性可変部６０の曲げ剛性値を大きく設定し、剛性可変制御部３６が硬いセグメントと軟らかいセグメントとが交互になるように曲げ剛性を制御しているが、セグメント１３１に設けられた剛性可変部６０の曲げ剛性値を小さく設定し、軟らかいセグメントと硬いセグメントとが交互になるように制御してもよい。
　本実施形態によれば、挿入部１１の軸方向に沿って交互に、可撓管部１３の複数のセグメントが硬い状態と軟らかい状態となるように、剛性可変制御部３６がそれぞれの剛性可変部６０の曲げ剛性を制御するための剛性可変部制御信号を剛性可変部６０に送信する。このような剛性可変制御によっても、可撓管部１３の挿入時の湾曲状態に適した挿入性を有する可撓管挿入装置を得ることができる。
　［第３の実施形態］　
　本発明の第３の実施形態について、図２０並びに図２１を参照して説明する。　
　図２０は、第３の実施形態における剛性可変制御を説明するためのブロック図である。第３の実施形態では、制御装置３０は、表示制御部３１、管腔検出部３３及び剛性可変制御部３６に加えて、時間設定部３７を有している。時間設定部３７には、例えば、不図示の入力部から剛性可変部６０の曲げ剛性値を変更する時間Ｔ（硬い／軟らかいを切り替える周期Ｓ）が入力される。この時間Ｔは、ユーザによって適宜設定されてもよいし、使用する内視鏡１０に対応して予め設定されていてもよい。
　第３の実施形態では、図１０に示される剛性可変制御のフローのうち、ステップＳ１５の剛性可変制御における具体的な制御のみが第１の実施形態と異なっている。第３の実施形態では、ステップＳ１５において、剛性可変制御部３６が時間設定部３７に設定された時間Ｔ（周期Ｓ）を読み出す。そして、剛性可変制御部３６が、第２の実施形態と同様に、可撓管部１３の基端側に向かって曲げ剛性値が小さい剛性可変部６０と曲げ剛性値が大きい剛性可変部６０とが交互になるように、剛性可変部６０の曲げ剛性を変更するための剛性可変部制御信号を剛性可変部６０に送信する。これにより、可撓管部１３には、例えば図２１の上側に示されるように、曲げ剛性値の小さい剛性可変部６０を有する軟らかいセグメント１３１、１３３と、曲げ剛性値の大きい剛性可変部６０を有する硬いセグメント１３２、１３４とが交互に設定される。
　剛性可変制御部３６は、さらに、隣り合う剛性可変部６０の曲げ剛性値の大小を時間Ｔ（周期Ｓ）で周期的に切り替えるために、剛性可変部６０の曲げ剛性を変更するための剛性可変部制御信号を剛性可変部６０に送信する。これにより、時間Ｔ後には、可撓管部１３には、例えば図２１の下側に示されるように、曲げ剛性値の大きい剛性可変部６０を有する硬いセグメント１３１、１３３と、曲げ剛性値の小さい剛性可変部６０を有する軟らかいセグメント１３２、１３４とが交互に設定される。このように、剛性可変制御部３６は、時間設定部３７で設定された時間Ｔ毎に、隣り合う剛性可変部６０の曲げ剛性の大小を自動的に切り替える。
　もちろん、可撓管部１３のセグメント１３１、１３３とセグメント１３２、１３４の曲げ剛性値のはじめの大小関係は逆であってもよいし、曲げ剛性を変更するセグメントの数もこれに限定されない。
　本実施形態によれば、挿入部１１の軸方向に沿って交互に、可撓管部１３の複数のセグメントが硬い状態と軟らかい状態とに設定され、さらに、硬い状態と軟らかい状態とが所定の設定時間で自動的に周期的に切り替えられる。このような剛性可変制御をすることにより、あるタイミングでは可撓管部１３のあるセグメントの曲げ剛性が湾曲部分１０１を通過するのに適さないときでも、次に曲げ剛性が切り替わったタイミングではそのセグメントの曲げ剛性が湾曲部分１０１を通過するのに適した曲げ剛性となる。したがって、このような切替によりユーザが可撓管部１３を進行させやすくなり、挿入性が向上することができる。
　また、このような周期的な切替により、挿入部１１を進行させたときに手元側の力が先端に伝わりやすくなる。さらに、大腸への負担も低減され、挿入にかかる時間も短縮される。このように、本実施形態では、腸管内の複雑な湾曲形状に対応した、挿入性に優れた可撓管挿入装置をすることができる。
　［第４の実施形態］　
　本発明の第４の実施形態について、図２２並びに図２３を参照して説明する。　
　図２２は、第４の実施形態における内視鏡装置１ａの構成を概略的に示す図である。内視鏡装置１ａでは、挿入部１１の先端の湾曲部１２に先端速度検出部７０が設けられている。先端速度検出部７０は、例えば、時間に対する速度変化の割合を検知する既知の加速度センサである。先端速度検出部７０は、例えば湾曲部１２の先端部分に内蔵されている。
　制御装置３０は、第３の実施形態と同様に時間設定部３７を有している。しかしながら、本実施形態における時間設定部３７は、第３の実施形態とは異なり、ケーブル５２及びユニバーサルコード５１に含まれる先端速度検出信号ケーブルによって先端速度検出部７０に接続されている。時間設定部３７には、先端速度検出部７０が検出した湾曲部１２の速度情報が出力される。時間設定部３７は、出力された速度情報に基づいて、剛性可変部６０の曲げ剛性を周期的に変更する時間Ｔ（硬い／軟らかいを切り替える周期Ｓ）を設定する。すなわち、本実施形態では、時間Ｔ（周期Ｓ）は、先端速度検出部７０から出力された湾曲部１２の速度情報に基づいて時間設定部３７で算出される。
　周期Ｓの算出方法の一例を説明する。図２３に示されるように、可撓管部１３の各セグメントにおける剛性可変部６０の長手方向の長さをＬ１とする。先端速度検出部７０によって検出された湾曲部１２の速度がＶであるとき、時間設定部３７は、Ｓ＝Ｌ１／Ｖとして周期Ｓを算出し設定する。
　第４の実施形態では、図１０に示される剛性可変制御のフローのうち、ステップＳ１５の剛性可変制御における具体的な制御のみが第１の実施形態と異なっており、その制御は第３の実施形態と同様である。すなわち、第４の実施形態では、ステップＳ１５において、剛性可変制御部３６が時間設定部３７に設定された時間Ｔ（周期Ｓ）を読み出す。そして、剛性可変制御部３６が、可撓管部１３の基端側に向かって曲げ剛性値が小さい剛性可変部６０と曲げ剛性値が大きい剛性可変部６０とが交互になるように、剛性可変部６０の曲げ剛性を変更するための剛性可変部制御信号を剛性可変部６０に送信する。これにより、可撓管部１３には、例えば図２３の上側に示されるように、曲げ剛性値の小さい剛性可変部６０を有する軟らかいセグメント１３１、１３３と、曲げ剛性値の大きい剛性可変部６０を有する硬いセグメント１３２、１３４とが交互に設定される。
　剛性可変制御部３６は、さらに、隣り合う剛性可変部６０の曲げ剛性値の大小を、先端速度検出部７０からの速度情報に基づいて時間設定部３７で算出した時間Ｔ（周期Ｓ）で周期的に切り替えるために、剛性可変部６０の曲げ剛性を変更するための剛性可変部制御信号を剛性可変部６０に送信する。これにより、時間Ｔ後には、可撓管部１３には、例えば図２３の下側に示されるように、曲げ剛性値の大きい剛性可変部６０を有する硬いセグメント１３１、１３３と、曲げ剛性値の小さい剛性可変部６０を有する軟らかいセグメント１３２、１３４とが交互に設定される。
　本実施形態では、湾曲部１２に先端速度検出部７０が設けられ、先端速度検出部７０が検出した湾曲部１２の速度に基づいて時間設定部３７が曲げ剛性を変更する周期Ｓを算出している。このように、剛性可変部６０の曲げ剛性を湾曲部１２の速度に基づいて変更することで、湾曲部１２の動きに合わせて曲げ剛性を変更することができる。これにより、挿入性がより良好な可撓管挿入装置を提供することができる。
　以上、本発明の各実施形態を説明してきたが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内でさまざまな改良及び変更が可能である。例えば、可撓管挿入装置は内視鏡装置１に限定されず、本発明の範囲には、可撓性の挿入部を有する挿入装置が広く包含される。
　１，１ａ…内視鏡装置、１０…内視鏡、１１…挿入部、１２…湾曲部、１３…可撓管部、１３１～１３ｎ…セグメント、１４…操作部、１５…照明部、１６…撮像部、１７…アングルノブ、１８…アングルワイヤ、１９…先端面、２０…光源装置、３０…制御装置、３１…表示制御部、３２…画像処理部、３３…管腔検出部、３４…輝度算出部、３５…管腔判断部、３６…剛性可変制御部、３７…時間設定部、４０…表示装置、５１…ユニバーサルコード、５２，５３…ケーブル、６０…剛性可変部、６１…コイルパイプ、６２…導電性高分子人工筋肉（ＥＰＡＭ）、６３…電極、７０…先端速度検出部、１００…腸管、１０１…湾曲部分、Ｄ…前方方向の管腔検出範囲、Ｆ１，Ｆ２…内視鏡視野、Ｌ…管腔。

Claims (6)

  1. 　先端の湾曲部と、前記湾曲部の基端側に設けられた可撓管部とを備え、被検体に挿入される管状の挿入部と、
    　前記可撓管部の長手軸方向にとった複数のセグメントにそれぞれ設けられ、前記可撓管部の曲げ剛性を前記セグメント単位で変更する複数の剛性可変部と、
    　前記剛性可変部による前記可撓管部の曲げ剛性の変更を制御する剛性可変制御部と、
    　前記湾曲部に設けられ、前記湾曲部の前方方向を撮影する撮像部と、
    　前記撮像部での撮影によって取得される画像に基づいて、前記湾曲部の前方方向における空洞の存在を検出する空洞検出部と、を具備し、
    　前記剛性可変制御部は、前記空洞検出部が空洞の存在を略前方方向として検出したときに、少なくとも１つの剛性可変部において前記可撓管部の曲げ剛性を変更するように、前記少なくとも１つの剛性可変部を制御することを特徴とする可撓管挿入装置。
  2. 　前記空洞検出部は、前記画像の輝度を算出し、前記画像における空洞検出範囲内の中心の水平方向の平均輝度が前記空洞検出範囲外の水平方向の最大輝度の１／２未満であるときに空洞の存在を検出したと判断することを特徴とする請求項１に記載の可撓管挿入装置。
  3. 　前記空洞検出部は、前記画像の輝度を算出し、前記画像における空洞検出範囲内の中心の水平方向の平均輝度が閾値未満であるときに空洞の存在を検出したと判断することを特徴とする請求項１に記載の可撓管挿入装置。
  4. 　前記剛性可変制御部は、前記長手軸方向に沿って、前記可撓管部の基端側に向かって、曲げ剛性値の大きい剛性可変部と曲げ剛性値の小さい剛性可変部とが交互になるように、複数の剛性可変部の曲げ剛性の変更を制御することを特徴とする請求項２又は３に記載の可撓管挿入装置。
  5. 　前記剛性可変部の曲げ剛性を変更する時間を設定する時間設定部を有し、
    　前記剛性可変制御部は、前記時間設定部で設定された時間毎に、隣り合う剛性可変部の曲げ剛性の大小を切り替えるように、前記剛性可変部の曲げ剛性の変更を制御することを特徴とする請求項４に記載の可撓管挿入装置。
  6. 　前記湾曲部は、前記湾曲部の速度を検出する先端速度検出部を有し、
    　前記時間設定部は、前記先端速度検出部によって検出された速度に基づいて前記時間を算出することを特徴とする請求項５に記載の可撓管挿入装置。
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