JPH01148232A

JPH01148232A - 内視鏡自動挿入装置

Info

Publication number: JPH01148232A
Application number: JP62306898A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Adachi; 英之安達
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1987-12-04
Filing date: 1987-12-04
Publication date: 1989-06-09

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は内視鏡を管路内に自動的に挿入する内視鏡自
動挿入装置に関する。

〔従来技術〕

このような内視鏡の従来例としては、特開昭５６−１３
５８２０号公報に記載の管路用観察装置がある。ここで
は、ケーブルの先端に外側に付勢されるアームを設け、
これに自走可能な車輪を取付け、この車輪によりケーブ
ルを管路内に挿入するものである。

また、実開昭５１−８８０９１号公報に記載のカフ式体
腔内挿入装置もある。ここでは、内視鏡の外側に外部か
らの流体により膨張及び伸縮自在とともに、遠隔操作に
よって内視鏡の軸方向に往復移動自在な流体密なカフを
設け、このカフの膨張伸縮及び往復動を交番的に組合わ
せることにより、内視鏡を移動させるものである。

しかし、前者では内視鏡の外側にアームを放射させると
いう構造上、ある程度の径を有する管路に挿入するもの
にしか適用できなかった。また、後者でも９０″以上曲
がっている角部のある管路では前進が困難である欠点が
あった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このように従来の内視鏡自動挿入装置では、細径の管路
や急峻な角部のある管路には適応できないという欠点が
あった。

この発明は上述した事情に対処すべくなされたもので、
細径の管路や急峻な角部のある管路にも適応できる内視
鏡自動挿入装置を提供することをその目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明による内視鏡自動挿入装置は管路外に設けられ
、内視鏡を管路内に挿入する挿入装置１９と、内視鏡の
湾曲管部７を湾曲させる湾曲機構１１と、内視鏡の先端
の管壁への接近を検出するセンサ２６．４１と、内視鏡
の先端が管壁へ接近する時、湾曲機構１１を介して湾曲
管部７を上下左右の方向へ湾曲させ、各方向への湾曲時
のセンサ２６．４１の出力に応じて、湾曲管部７の湾曲
方向を決定する湾曲方向決定部３２を具備する。

〔作用〕

この発明による内視鏡自動挿入装置によれば、内視鏡の
先端が管壁に接触すると、挿入が中断され、湾曲管部を
上下左右のどの方向へ湾曲させた時に、最も管壁に接近
するかに応じて管路の曲がり方向を検出できる。この後
、検出した管路の曲がり方向に応じて湾曲管部を湾曲さ
せてから、挿入を再開することにより、どんな複雑に曲
がっている管路にも自動的に内視鏡を挿入できる。さら
に、挿入装置は管路外に設けたので、細い管路にも適応
できる。

〔実施例〕

以下、図面を参照してこの発明による内視鏡自動挿入装
置の一実施例を説明する。

第１図は第１実施例の構成を示す図である。内視鏡１は
可撓性の管からなる挿入部２、挿入部２の手元部にあっ
て挿入のための種々の操作等を行う操作部３、操作部３
の手元側にあり、イメージガイドファイバの像を見る接
眼部４、光源からの照明光を導くライトガイＶケーブル
５からなる。

ここで、光学系の構成は本願の要旨とは関係ないので、
説明は省略する。また、内視鏡としては、このようなア
アイバスコーブに限定されず、電子式のスコープであっ
てもよい。

挿入部２の先端には、複数の関節部材６が軸方向に沿っ
て互いに枢支されてなる湾曲管部７が設けられている。

そして、最も先端の関節部材８に対して、上下左右の湾
曲用のアングルワイヤ９が４本（第１図では、上下の湾
曲用のアングルワイヤ９ａ、９ｂのみ示す）、管の周囲
に沿って９０・間隔で、バイブ１０を介して固定されて
いる。これらのアングルワイヤ９をそれぞれ引張ること
により、湾曲管部７を上下左右力向に自在に湾曲させる
ことができる。

操作部３には挿入部２の湾曲管部７を遠隔的に湾曲操作
するための湾曲機構１１が設けられている。なお、第１
図では上下方向の湾曲機構１１のみを示しているが、同
様な構造の左右方向の湾曲機構も設けられている。

ここで、湾曲機構１１について詳しく説明する。

駆動装置２６により駆動される正逆回転可能なモータ１
２の回転が減速歯車１４．１５を介して回転ドラム１３
に伝達される。回転ドラム１３の円周部には上下の湾曲
用の一対のアングルワイヤ９ａ、９ｂが固定されている
。また、回転ドラム１３の同軸上にポテンシオメータ１
６が接続される。ポテンシオメータ１６の出力が電圧検
出回路２５に入力され、回転ドラム１３の回転角信号、
すなわち、湾曲管部７の上下方向の湾曲角信号が発生さ
れる。

図面に図示していない左右方向の湾曲機構についても同
様であり、このためにモータ１７、ポテンシオメータ１
８が設けられる。ただし、モータ１７の駆動装置はモー
タ１２の駆動装置２６と共通である。

従って、モータ１２が駆動されることにより、回転ドラ
ム１３が回転されると、一方のアングルワイヤ９がドラ
ム１３に巻込まれて引張られるとともに、他方のアング
ルワイヤ９が繰り出される。

この結果、一方のアングルワイヤ側に湾曲管部７が湾曲
される。

挿入装置１９について説明する。胴部が中央に向かって
くびれでいる一対のローラ２０の間に内視鏡１の挿入部
２が配置されている。挿入装置１９は管路の外に設けら
れる。ローラ対２０の軸には歯車２１が固定される。固
定アーム２４により、ローラ対２０は回転自在に支持さ
れている。

駆動装置２９によって駆動されるモータ２３の回転が歯
車２２を介してローラ対２０に伝達される。

ローラ対２０の正回転により、挿入部２はローラ表面と
の摩擦力により押込まれる。逆に、ローラ対２０の逆回
転により、挿入部２は引抜かれる。

最も先端の関節部材８の外周には、４本のアングルワイ
ヤ９の配置位置に対応して、上下左右に圧力センサ２６
ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄがそれぞれ配置されてい乙
。また、最も先端の関節部材８の先端にも圧力センサ２
６ｅが配置されている。これらの圧力センサ２６ａ〜２
６ｅは圧力変化により電圧が変化する原理のセンサであ
る。そのため、圧力センサ２６ａ〜２６ｅの出力信号が
電圧検出回路２７に取込まれる。そして、ある−定の圧
力以上の圧力を検出するために、基準値発生回路２８と
比較器３３を設け、電圧検出回路２７の出力電圧が基準
電圧以上になると、比較器３３からＨレベルの２値信号
が発生されるようになっている。

次に、制御部３０について説明する。制御部３０は比較
器３３、出力命令制御部３１、湾曲方向決定部３２から
なる。

湾曲方向決定部３２はポテンシオメータ１６の出力を記
憶するメモリ３４ａ、３４　ｂ、ポテンシオメータ１８
の出力を記憶するメモリ３４ｃ。

３４ｄ１メモリ３４ａ〜３４ｄの出力を比較し、最大値
を検出する比較部３８と、この最大値の９０％を目標値
として出力命令演算部３１に出力する演′！！ｙ、部３
９からなる。

出力命令演算部３１は比較器３３、演算部３９、電圧検
出回路２５の出力信号を受けて、駆動装置２９．２６に
制御信号を出力する。

第１実施例による内視鏡の自動挿入動作を説明する。こ
こでは、第２図〜第４図に示すように、途中で下の方に
９０°折れ曲がっている管路に内視鏡を挿入する場合を
説明する。第５図は制御部３０の動作を示すフローチャ
ートである。

動作開始されると、ステップ２で先端の圧力センサ２６
ｅの出力を電圧検出回路２７に取込む。

ステップ３で、比較器３３の出力がＨレベルかどうか、
すなわち、挿入部２の先端が第２図に示すように管壁に
接触し、挿入部２の先端の圧力が基準圧力以上かどうか
判定する。接触していなければ、ステップ４で、モータ
２３を駆動し、ローラ対２０を正回転させることにより
、挿入部２を管路内に挿入していく。

第２図に示すように挿入部２の先端が管壁に接触すると
、比較器３３の出力がＨレベルになり、ステップ５でモ
ータ２３の駆動を停止する。ここで、Ａ−Ａ−線に沿っ
た断面図を第３図に示すように、第２図の管路は下方向
に曲がっている。

以後の動作は、この管路が上下左右のいずれの方向に曲
がっているかを調べる動作である。

そのため、先ず、ステップ６で、モータ１２を正方向に
所定角度だけ回転する。これにより、湾曲管部７が上方
向に所定角度だけ湾曲される。ステップ７で、ポテンシ
オメータ１６の出力を電圧検出回路２５を介して湾曲角
信号として取込む。

ステップ８で、この湾曲角が出力命令制御部３１であら
かじめ入力しである限界角度に達したかどうか判定する
。限界角度以下の場合は、ステップ９で、上方向湾曲用
のアングルワイヤに対応する圧力センサ２７ａの出力を
取込む。ステップ１゜で、比較器３３の出力がＨレベル
かどうか、すなわち、挿入部２の先端が管壁に接触し、
圧力が基準圧力以上かどうか判定する。接触していなけ
れば、ステップ６を再度実行する。比較器３３の出力が
Ｈレベルの場合は、ステップ１１で、モータ１２を停止
する。なお、ステップ８で湾曲角が限界角度に達したと
判定した場合は、ステップ９を飛ばして、ステップ１１
で、モ〜り１２をすぐ停止する。

そして、ステップ１２で、ポテンシオメータ１６の出力
をメモリ３４ａに書込む。

以下、同様に、ステップ１３で、モータ１２を逆方向に
回転し、湾曲管部７を下方向に湾曲する。

ステップ１４で、ポテンシオメータ１６の出力を取込み
、ステップ１５で、湾曲角が限界角度に達したかどうか
判定する。限界角度以下の場合は、ステップ１６で、圧
力センサ２７ｂの出力を取込み、ステップ１０で、比較
器３３の出力がＨレベルかどうか判定する。Ｈレベルで
なければ、ステップ１３を再度実行−する。Ｈレベルの
場合は、ステップ１８で、モータ１２を停止する。なお
、ステップ１５で湾曲角が限界角度に達したと判定した
場合は、ステップ１８で、モータ１２をすぐ停　。

止する。そして、ステップ１９で、ポテンシオメータ１
６の出力をメモリ３４ｂに書込む。

次に、ステップ２０で、モータ１７を正方向に回転し、
湾曲管部７を左方向に湾曲する。ステップ２１で、ポテ
ンシオメータ１８の出力を取込み、ステップ２２で、湾
曲角が限界角度に達したかどうか判定する。限界角度以
下の場合は、ステップ２３で、圧力センサ２７ｃの出力
を取込み、ステップ２４で、比較器３３の出力がＨレベ
ルかどうか判定する。Ｈレベルでなければ、ステップ２
゜を再度実行する。Ｈレベルの場合は、ステップ２５で
、モータ１７を停止する。なお、ステップ２２で湾曲角
が限界角度に達したと判定した場合は、ステップ２５で
、モータ１７をすぐ停止する。

そして、ステップ２６で、ポテンシオメータ１８の出力
をメ、モリ３４ｃに書込む。

さらに、ステップ２７で、モータ１７を逆方向に回転し
、・湾曲管部７を右方向に湾曲する。ステップ２８で、
ポテンシオメータ１８の出力を取込み、ステップ２９で
、湾曲角が限界角度に達したかどうか判定する。限界角
度以下の場合は、ステップ３０で、圧力セン−’＋２７
ｄの出方を取込み、ステップ３１で、比ｉ器３３の出力
がＨレベルがどうか判定する。Ｈレベルでなければ、ス
テップ２７を再度実行する。Ｈレベルの場合は、ステッ
プ３２で、モータ１７を停止する。なお、ステップ２９
で湾曲角が限界角度に達したと判定した場合は、ステッ
プ３２で、モータ１７をすぐ停止する。そして、ステッ
プ３３で、ポテンシオメータ１８の出力をメモリ３４ｄ
に書込む。

以上により、湾曲管部７を上下左右の各方向にどれだけ
曲げると、管壁に接触したかが検出できる。

このため、ステップ３４で、演算部３９により、メモリ
３４ａ〜３４ｄのデータ、すなわち、ポテンシオメータ
１６．１８の出力湾曲角信号を比較し、最大値を求める
。この最大値が得られた方向が管路が曲がっている方向
であり、湾曲管部７をこの方向に湾曲させれば、内視鏡
の挿入が容品となる。そこで、さらに、この最大値の９
０％を目標値として出力命令制御部３１に出力する。ス
テップ３５で、この最大値を発生するメモリに対応する
モータ１２、または１７を正、または逆回転する。ステ
ップ３６で、この時のポテンシオメータ１６、または１
８の出力を取込む。ステップ３７で、これが目標値に一
致したかどうか判定する。一致しない場合は、ステップ
３５を再度実行する。一致した場合は、ステップ２に戻
る。この一致した時の状態が第４図である。この後、ス
テップ２からの動作で、先端がまた管壁に接触するまで
、挿入され、以下この動作が繰返され、湾曲管部の先端
が常に管路の曲がり方向に応じて曲げられ、内視鏡が自
動的に管路内に挿入される。

第１実施例によれば、湾曲管部７の先端が管壁に接触す
ると、挿入を一時停止し、管路の曲がり方向を検出して
、湾曲管部７をこれに応じて湾曲してから、再度挿入を
開始するので、９０″以上の角部のある管路でも自動的
に挿入できる。また、挿入装置は管路外に設け、内視鏡
内には湾曲用のワイヤと圧力センサを設けるだけであり
、細径の管路にも適応できる。

ここで、目標値は最大値の９０％に限らず、他の％でも
よい。

さらに、上下、左右の方向のポテンシオメータの出力の
最大値を求めずに、上下のポテンシオメータの出力のう
ちの大きい方、左右のポテンシオメータの出力のうちの
大きい方を検出し、湾曲管部をこれらの方向、すなわち
、右上、右下、左下、左上の斜めの方向に湾曲させるよ
うに制御してもよい。

次に、第６図を参照して第２実施例を説明する。

これは、湾曲′機構として形状記憶合金を使用したもの
である。第６図において、第１実施例と対応する部分は
同一参照数字を付して、詳細な説明は省略する。

湾曲管部７の周囲の上下左右の４か所に上下左右の湾曲
用の形状記憶合金４４が設けられる。第６図では、上方
向の湾曲用の形状記憶合金４４ａのみを示す。形状記憶
合金４４の両端が固定部４３に固定される。形状記憶合
金４４の後端は導電性のワイヤを介して通電加熱装置４
２、抵抗値検出回路４１に接続される。抵抗値検出回路
４１、通電加熱装置４２は制御部３０に接続される。制
御部３０は出力命令制御部３１と湾曲方向決定部３２か
らなる。

第２実施例は形状記憶合金の抵抗値を検出することによ
り圧力を検出する。形状記憶合金の抵抗値は第７図に示
すような特性を有することが知られている。形状記憶合
金に一定電流を流し加熱すると、形状が湾曲状になると
ともに、特性線Ａ−Ｃ−Ｂのように一定の割合いで抵抗
値が徐々に減少する。しかし、０点において、管壁に接
触し圧力が加わると、特性線Ａ−Ｃ−Ｄのように抵抗値
の減少が停止する。このため、抵抗値を検出することに
より、温度が何度の時に、すなわち、湾曲角が何度の時
に、管壁に接触したかがわか′る。

具体的には、第５図のフローチャートで、ステップ６〜
ステツプ３３の代わりに、上下左右の湾曲用の形状記憶
合金４４ａ、４ｂ、４４ｃ。

４４ｄを所定温度まで加熱し、その時の抵抗値を検出し
、それぞれメモリ３４ａ、３４ｂ、３４ｃ。

３４ｄに書込むことを行う。ステップ３４で最大値を検
出する代わり゛に、メモリ３４ａ、３４ｂ。

３４ｃ、３４ｄに記憶されている形状記憶合金４４ａ、
４ｂ、４４ｃ、４４ｄの抵抗値の最小値を検出し、最小
値を示す方向が管路の曲がっている方向と判定する。

第２実施例によっても、第１実施例と同様の効果を生じ
るとともに、形状記憶合金が第１実施例の湾曲用ワイヤ
と圧力センサの代わりをするので、より一層の小形化が
できる。

〔発明の効果〕

この発明による内視鏡自動挿入装置によれば、内視鏡の
挿入中に先端が管壁に接触すると、挿入を中断し、管路
の曲がり方向を検出し、これに応じて湾曲管部を湾曲さ
せてから挿入を再開するので、複雑な形状の、しかも細
い管路内にも内視鏡を自動的に挿入できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による内視鏡自動挿入装置の・第１実
施例の構成を示す図、第２図〜第４図は挿入の一例を示
す図、第５図は第１実施例の動作を示すフローチャート
、第６図はこの発明による内視鏡自動挿入装置の第２実
施例の構成を示す図、第７図は第２実施例に用いられる
形状記憶合金の特性を示す図である。２・・・挿入部、６，８・・・関節部材、７・・・湾曲
管部、９・・・アングルワイヤ、１１・・・湾曲機構、
１２゜１７．２３・・・モータ、１３・・・回転ドラム
、１６゜１８・・・ポテンシオメータ、１９・・・挿入
装置、２０・・・ローラ対、２５．２７・・・電圧検出
回路、２６・・・圧力センサ、２８・・・基準値発生回
路、３０・・・制御部、３１・・・出力命令制御部、３
２・・・湾曲方向決定部、３３・・・比較器、３４ａ、
３４ｂ。３４　ｃ、３４　ｄ・・・メモリ、３８・・・比較部、
３９・・・演算部。出願人代理人　弁理士　　坪井　淳

Claims

【特許請求の範囲】

管路外に設けられ、内視鏡を管路内に挿入する挿入手段
と、内視鏡の湾曲部を湾曲する手段と、内視鏡の先端の
管壁への接近を検出する手段と、内視鏡の先端が管壁へ
接近する時、前記湾曲手段を介して湾曲部を種々の方向
へ湾曲させ、各方向への湾曲時の前記検出手段の出力に
応じて、湾曲部の湾曲方向を決定する手段を具備する内
視鏡自動挿入装置。