JPH03295530A - 内視鏡の挿入状態検出装置 - Google Patents

内視鏡の挿入状態検出装置

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JPH03295530A
JPH03295530A JP2098524A JP9852490A JPH03295530A JP H03295530 A JPH03295530 A JP H03295530A JP 2098524 A JP2098524 A JP 2098524A JP 9852490 A JP9852490 A JP 9852490A JP H03295530 A JPH03295530 A JP H03295530A
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Yoshikatsu Nagayama
永山　義勝
Hiroki Hibino
浩樹 日比野
Yutaka Takahashi
豊 高橋
Yoshihito Shimizu
清水　佳仁
Sakae Takehata
榮 竹端
Yoshinao Ooaki
義直 大明
Koji Koda
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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］ 本発明は、内視鏡挿入部の被検部への挿入状態がわかる
ようにした内視鏡の挿入状態検出装置に関する。
［従来の技術と発明が解決しようとする課題］一般に、
内視鏡は、体腔内の管腔である被検部に外部から細長で
可撓性を有する挿入部を挿入して該被検部を観察したり
、必要とする処置が行なえるようになっている。ところ
で、前記体腔内の管腔は、大腸や小腸に見られる如く曲
がりくねっており、挿入した内視鏡挿入部がどの位置ま
で挿入されているのか、或はどのような形状になってい
るのかは術者にとって容易にはわからない。
その為、従来では内視鏡挿入部を挿入した被検部に外部
からＸ線を照射して挿入部の管腔への挿入位置、挿入形
状等の挿入状態を検出している。
しかしながら、前記Ｘ線は人体に対し無害なわけではな
く、しかも照射場所も限られており、内視鏡挿入部の挿
入状態を検出する手段としては必ずしも好ましいもので
はない。
本発明は、これらの事情に鑑みてなされたもので、人体
への生理的な悪影響を及ぼすことなく内視ｌＩ挿入部の
体腔内管腔への挿入状態を検出できるようにした内視鏡
の挿入状態検出装置を提供することを目的としている。
［ｉ１題を解決するための手段及びその作用］前記目的
を達成するため本発明による内視鏡の挿入状態検出装置
は、挿入部に設けて外部からの電磁波を受信し、その受
信電磁波により誘導起電圧を発生して出力する受信用空
中線と、前記受信用空中線に向けて電磁波を放射すると
共に走査される送信用空中線と、前記受信用空中線が出
力した誘導起電圧を入力してその強度及び前記送信用空
中線の走査情報により受信用空中線の位置を求め挿入部
の挿入状態を検出する検出部とを備えている。
この構成で、体腔内管腔に挿入された内視鏡挿入部に向
けて送信用空中線より電磁波を放射すると共に、前記挿
入部に設けられた受信用空中線に対する方向或は位置を
変えるよう送信用空中線を走査し、この送信用空中線の
走査による受信用空中線の電磁波受信方向を変えて受信
用空中線に発生する誘導起電圧を変化させる一方、この
誘導起電圧と前記送信用空中線の走査情報を検出部に入
力し、この検出部で受信用空中線に発生した誘導起電圧
の強度を送信用空中線の走査情報とにより挿入部に設け
た当該受信用空中線の位置を求め挿入部の管腔内への挿
入状態を検出する。
［実施例］ 以下、図面を参照して本発明装置の実施例を説明する。
第１図ないし第３図は本発明装置の第１実施例に係り、
第１図は全体構成の概略を示す説明図、第２図（Ａ）〜
（Ｄ）は作用原理を説明する説明図、第３図はコイルの
位置を求める説明図である。
第１図に示すように内視鏡１は、手元側の把持部を兼ね
且つ接眼部２を後部に有する操作部３の前方に細長な挿
入部４を連設して構成され、この挿入部４を口軽的或は
肛経的等に体腔内の管腔に挿入して被検部を観察し検査
したり、必要な各種処置を行うようになっている。前記
挿入部４は、曲がりくねった管腔内に挿入可能なように
可撓性を有する長尺な可撓部と、この可撓部の先端に連
設された湾曲部と湾曲部の先端に連設して照明光学系の
出射窓５及び観察光学系の観察窓６を有する先端部とか
ら構成され、操作部３に設けたアングルノブ７を回動操
作することにより湾曲部を湾曲させ先端部を術者が望む
方向へ指向させることができるようになっている。
又、操作部３にはユニバーサルコード８が延設されて照
明光を供給する光源装置９に接続されるようになってい
る。尚、図示例の内視１１は観察窓６後方の対物光学系
が結像した観察像をイメージ伝達手段で接眼部２まで伝
達し、この接眼部２で像を直接観察する光学式の内視鏡
であるが、本発明では、これに限ることなく前記対物光
学系が結像した観察像を固体撮像素子で光電変換して撮
像信号を得て、この信号を外部のビデオプロセッサに伝
送して信号処理し、モニタに観察像を表示する電子内視
鏡にも当然適用される。
前記内視鏡挿入部４には、位置検出センサーとしての受
信用空中線例えばループ状のコイル１０が複数個、少な
くとも各コイル１０同士が干渉しない１５隔で配置され
ている。したがって、各コイル１０の共振周波数を変え
ておけばコイル１０の間隔を狭ばめることが可能となり
、より精度の高い位置情報が得られる。前記コイル１０
は、電磁波を受信することにより誘導起電圧を発生し、
したがってこの電圧を出力するケーブル１１が各コイル
１０に接続されており、これらケーブル１１は挿入部４
、操作部３．ユニバーサルコード８を経て挿入状態検出
部１２の受信器１３に接続されるようになっている。前
記挿入状態検出部１２は、コイル１０に電磁波を放射す
る送信用空中線としてのアンテナ１４に高周波を供給す
る発振器１５を有すると共に、アンテナ１４のコイル１
０に対する方向位置を可変させるためのアンテナ走査駆
動回路１６を備え、この回路１６をアンテナ走査装置１
７に接続している。アンテナ走査駆動回路１６と受信器
１３とは、検出部１２内のＣＰＵ１８に接続されており
、ＣＰＬＪ１８はアンテナ１４のコイル１０に対する方
向により変化する誘導起電圧の強度情報を入力すると共
に、コイル１０に対するアンテナ１４の方向位置を変化
させる情報をアンテナ走査駆動回路１６に供給するよう
になっている。すなわち、ＣＰＵ１８は、予めプログラ
ミングされたプログラムにしたがって前記アンテナ走査
駆動回路１６を制御して、コイル１０の誘導起電圧が最
大と最小となるアンテナ１４の各方向位置を求め、この
最大になる電磁波の方向と最小になる電磁波の方向との
交点が当該コイル１０の位置であることを検出し、それ
を信号処理してＣＲＴ１９に出力し表示するようになっ
ている。
前記コイル１０のｉ導起電圧が、最大と最小となるアン
テナ１４の方向位置の交点からコイルの位置が求められ
ることは、次の説明から理解できる。
第２図（Ａ）はコイル１０を示し、（Ｂ）は電磁場の中
に置かれたコイル１０を示す。
ここで、電磁波をコイルの面積Ｓに対応した垂直偏波と
すると、コイルに生ずる誘導起電圧Ｖはλ となる。
ただし、Ｅ：電磁波の電界強度［Ｖ／Ｃ１１Ｎ：コイル
の全巻数 θ：コイルの面が電磁波の進行 方向となす角度［ｒａｄｌ （１）式に示すようにθによって誘導起電圧が異なるた
め、θと誘導起電圧とを図で示せば第２図（ｃ）の如く
８の字特性を示す。
よって、コイルが固定されていれば、電磁波の方向を変
化させて誘導起電圧が最大になる方向位置と最小になる
方向位置を探すことにより、第２図（Ｄ）に示す如くコ
イル１０の位置を求めることができる。
したがって、第３図に示す如く、挿入部４に複数のコイ
ル１０を配置しておけば、各コイルへの誘導起電圧が最
大になるアンテナ１４からの電磁波の方向と、最小にな
るアンテナ１４からの電磁波の方向との交点が各コイル
１０の位置であることが判明し、この各コイル１０の位
置を結ぶことにより挿入部４の挿入形状を検出でき、こ
れを信号処理することによりＣＲＴ１９に表示できるも
のである。
尚、コイルとしては丸形のみならず方形コイル、ダンボ
ール形等の指向性を有する空中線であってもよく、アン
テナは指向性の強いヘリカル、パラボラ、フェーズドア
レイ型等種々用いられる。また、本発明装置を用いる場
合、内視鏡室は、その壁面等からの電磁波の散乱を避け
るため、壁面等に電磁波吸収板を張り付けることが望ま
しい。
第４図及び第５図は本発明装置の第２実施例に係り、第
４図は説明図、第５図は作用説明図である。
この実施例は、複数個図示例では２個のアンテナ１４ａ
、１４ｂを用い、各アンテナ１４ａ、１４ｂを走査して
コイル１０への誘導起電圧が最大となる電磁波の方向を
求め、各アンテナ１４ａ。
１４ｂの前記電磁波の方向の交点であるコイル１０の位
置を検出するようにしている。
したがって、この実施例ではアンテナ１４ａ。
１４ｂが複数であり、アンテナ切換器２ｏにて各アンテ
ナ１４ａ、１４ｂの電磁波の放射を切換えている。第４
図に示す如く、アンテナ１４ａ、１４ｂはその位置を固
定した状態でＸ及びＺ軸回りに走査すればよく、第１実
施例の如くアンテナを広範囲に位置を含めて走査する必
要がない。その他の構成、作用効果は第１実施例と同じ
である。
上述したように、コイルの誘導起電圧の強度及びアンテ
ナの走査情報により内視鏡挿入部の挿入状態を検出する
以外に、次の構成によっても検出することができる。
第６図は重力方向による挿入状態検出装置の説明図であ
る。
この装置は、第６図に示すように、挿入部４に複数の重
力方向検出器３１を配置し、各重力方向検出器３１の配
置部位毎の重力方向に対する姿整情報を得て、これら姿
整情報に基づいて挿入部４の挿入形状を求め、ＣＲＴ等
に表示するものである。重力方向検出器としては、ホー
ルセンサ或は、水銀と接点等積々存する。
第７図は角度センサによる挿入状態検出装置の説明図で
ある。この装置は第６図に示す如く挿入部４に複数の角
度センサ３２を配置し、各センサ３２部位が水平に対し
何度傾いているかを検出して挿入部４の挿入形状を求め
、ＣＲＴ等に表示するものである。
第８図ないし第１１図はイルミネーションによる挿入状
態検出装置を示す説明図である。
第８図に示す例は、挿入部４のチャンネル３３と外皮３
４とを透明な樹脂で形成し、チャンネル３３内にライト
ガイド鉗子３５を進退自在に挿入し、このライトガイド
鉗子３５を進退させることで光を体内から体外へ透過さ
せて、挿入部４の挿入形状を患者の体表面から確認する
ようにしたものである。前記ライトガイド鉗子３５は、
ライトガイドファイババンドル３６と、先端部に配置さ
れ側方へ光を出射するプリズム３９と、先端キャップ３
８とからなり、光源装置に接続されるようになっている
。尚、前記ライトガイド鉗子３５先端から側方へ出射し
た光はフレックス３９の隙間、ブレード４０、透明外皮
３４から挿入部４外へ出射する。
又、ライトガイド鉗子３４の光源の色、或はフィルタを
用い腹壁を透過しやすい波長の光を用いることが可能で
ある。
第９図（Ａ）（Ｂ）に示す例は、挿入部４の外皮３４に
長さの異なるライトガイド４１の束を周方向の位置を変
えて複数埋設し、挿入部４全体をランダムに発光させる
ものである。この例は、第８図の例と同じにフレキシブ
ルなライトガイドを用いているため、挿入部のフレキシ
ビリティを確保できる上に、電気的にも安全であり、ざ
らに腹壁を透過しやすい波長を選択できる。
第１０図に示す例は、第８図の変形例で、挿入部４の中
途のところどころに透明部４２を形成し、ライトガイド
鉗子３５をチャンネルに挿入していくにしたがい、体壁
を通して透過照明部位が変わり、挿入部の挿入形状を検
出できるようにしたものである。
第１１図に示す例は、挿入部の外周に所定間隔で強い発
光体４３を配置したもので、この発光体としては水分等
に反応して発光するものであってもよい。
第１２図ないし第１５図は形状記憶合金（樹脂を含む）
を用いた挿入部の挿入状態検出装置に係り、第１２図は
検出カテーテルを示す断面図、第１３図は第１２図の横
断面図、第１４図及び第１５図は使用状態を示す説明図
である。
この検出装置は、内視鏡のチャンネル内に挿通されるカ
テーテル４４に形状記憶合金（ＳＭＡ）からなる中空ワ
イヤ４５を挿抜自在に組み込んだもので、カテーテル４
４は外チューブ５０の内側に冷却用流体通路４６を形成
し、この流路４６の内側にヒータ４７を内設したＳＭＡ
ワイヤ４５を組み込んでいる。
そして、第１４図に示す如く、内視鏡挿入部４を体腔内
の管腔４８に挿入しているとき、その挿入状態、形状を
術者が知りたいときに、カテーテル４４を鉗子挿入口４
９からチャンネルの先端部まで挿入する。この挿入状態
でヒータ制御部５１を作動させ前記ヒータ４７を加熱さ
せＳＭＡワイヤ４５を記憶処理する。記憶処理後、カテ
ーテル４４内の冷却用流体通路４６にエアポンプ５０に
てエアを送って排気口５２で排気してＳＭＡワイヤ４５
を冷却させるか、第１５図に示す如くポンプ５３にてタ
ンク５４内の冷却水を冷却用流体通路４６に流して冷却
させる。その後、カテーテル４６をチャンネルから抜去
し、さらに、チャンネルからＳＭＡワイヤ４５を抜き取
り、このワイヤ４５をドライヤ、お湯に浸か、前記内設
ヒータ４７を用いる等により再加熱して記憶形状を復元
させ、挿入部の挿入形状を知ることができる。
［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、人体への生理的な
悪影響を及ぼすことなく内視鏡挿入部の体腔内管腔への
挿入状態を検出できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図ないし第３図は本発明装置の第１実施例に係り、
第１図は全体構成の概略を示す説明図、第２図（Ａ）〜
（Ｄ）は作用原理を説明する説明図、第３図はコイルの
位置を求める説明図、第４図及び第５図は本発明装置の
第２実施例に係り、第４図は説明図、第５図は作用説明
図、第６図は重力方向による挿入状態検出装置の説明図
、第７図は角度センサによる挿入状態検出装置の説明図
、第８図ないし第１１図はイルミネーションによる挿入
状態検出装置を示す説明図、第１２図ないし第１５図は
形状記憶合金を用いた挿入部の挿入状態検出装置に係り
、第１２図は検出カテーテルを示す断面図、第１３図は
第１２図の横断面図、第１４図及び第１５図は使用状態
説明図である。 ４・・・挿入部　　　　　　１０・・・コイン１２・・
・検出部　　　　　１３・・・受信器１４・・・アンテ
ナ　　　　１６・・・走査駆動回路１８・・・ＣＰＬＩ 第１図 第８図 ４０ 第９図（Ａ） 第１２図 第１３図 第１５図 第１○図 第１１図 ３ 第１４図 月６毫た栴１正書（自発） 平成２年

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 挿入部に設けて外部からの電磁波を受信し、その受信電
    磁波により誘導起電圧を発生して出力する受信用空中線
    と、前記受信用空中線に向けて電磁波を放射すると共に
    走査される送信用空中線と、前記受信用空中線が出力し
    た誘導起電圧を入力してその強度及び前記送信用空中線
    の走査情報により受信用空中線の位置を求め挿入部の挿
    入状態を検出する検出部とを備えたことを特徴とする内
    視鏡の挿入状態検出装置。
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