JPH04215737A - Endoscope position detecting device - Google Patents
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Landscapes
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Abstract
Description
【0001】0001
【産業上の利用分野】本発明は、挿入した内視鏡の生体
内における位置及び形状を検出する内視鏡位置検出装置
に関する[Field of Industrial Application] The present invention relates to an endoscope position detection device for detecting the position and shape of an inserted endoscope in a living body.
【0002】0002
【従来の技術】近年、体腔内に細長の挿入部を挿入し、
患部などの観察および治療処置のできる内視鏡が広く用
いられている。[Prior Art] In recent years, a long and narrow insertion section has been inserted into a body cavity.
Endoscopes that can observe and treat affected areas are widely used.
【0003】例えば、大腸等の下部消化管の内視鏡検査
を行う場合には、直線的に内視鏡挿入部を挿入すること
は困難であり、目的とする観察部位へ生体を傷付けづに
、素早く内視鏡先端部を到達させて観察を行なうために
は、生体内における内視鏡の位置を確認する必要がある
。この様な生体に挿入された内視鏡の位置を検出する手
段としては、X線を用いて生体内を透視化する方法がよ
く知られている。For example, when performing an endoscopic examination of the lower gastrointestinal tract such as the large intestine, it is difficult to insert the endoscope insertion section straight into the target observation site without damaging the living body. In order to quickly reach the tip of the endoscope and perform observation, it is necessary to confirm the position of the endoscope within the living body. As a means for detecting the position of such an endoscope inserted into a living body, a method of transparentizing the inside of the living body using X-rays is well known.
【0004】0004
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、X線の
使用は、無侵襲的、非接触的に位置検出を行える利点は
あるが、放射線の被爆の問題があり、安全管理などの面
で規制を受けるため、X線管理室など特別の施設を必要
とし、通常の診療施設では、使用できないといった欠点
があった。また、X線は、被爆量が例え基準値以下であ
っても、妊婦などには、適用できず使用範囲が限定され
る。[Problems to be Solved by the Invention] However, although the use of X-rays has the advantage of non-invasive and non-contact position detection, there is a problem of radiation exposure, and regulations are not in place in terms of safety management. The drawback is that special facilities such as an X-ray management room are required to receive the treatment, and it cannot be used in regular medical facilities. Furthermore, even if the amount of exposure to X-rays is below the standard value, it cannot be applied to pregnant women and the range of use is limited.
【0005】また、超音波による透視は、空間分解能が
悪いという欠点がある。あるいは、核磁気共鳴(NMR
)を用いた、いわゆるNMR−CT手法は、装置が大が
かりであり、高価であるという欠点がある。[0005] Fluoroscopy using ultrasonic waves also has the drawback of poor spatial resolution. Alternatively, nuclear magnetic resonance (NMR)
) The so-called NMR-CT method using the method has the disadvantage that the apparatus is large-scale and expensive.
【0006】本発明は、前記事情に鑑みてなされたもの
で、放射線被爆の心配も無く安全で、生体内の内視鏡の
位置を確認でき、内視鏡検査の効率化を図ると共に、安
価な内視鏡位置検出装置を提供することを目的としてい
る。The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is safe without fear of radiation exposure, allows the position of the endoscope in the living body to be confirmed, improves the efficiency of endoscopy, and is inexpensive. The purpose of this invention is to provide an endoscope position detection device.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ため、本発明による内視鏡位置検出装置は、内視鏡が挿
入される検被体への照射光を発する少なくとも一つ以上
の光発生手段と、前記光発生手段と対向して配設されて
、被検体に照射した光のうち該被検体を透過してきた光
を検出する少なくとも一つ以上の光検出手段とを備えて
いる。[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above-mentioned object, an endoscope position detection device according to the present invention includes at least one light source that emits light to irradiate a test subject into which an endoscope is inserted. The apparatus includes a generating means and at least one light detecting means disposed opposite to the light generating means to detect light transmitted through the subject out of the light irradiated onto the subject.
【0008】[0008]
【作用】この構成で、光発生手段は照射光を発し、光発
生手段が発した照射光は、内視鏡が挿入された被検体に
照射されて透過した後、光検出手段は、この透過光を検
出して、被検体に挿入された内視鏡の位置を検出する。[Operation] With this configuration, the light generation means emits irradiation light, and after the irradiation light emitted by the light generation means is irradiated and transmitted to the subject into which the endoscope is inserted, the light detection means detects the transmitted light. The position of the endoscope inserted into the subject is detected by detecting light.
【0009】[0009]
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
【0010】図1ないし図7は本発明の第1実施例に係
り、第1図は内視鏡位置検出装置の原理を示す概略的な
構成図、図2は図1に示す装置の動作を示す説明図、図
3は光発生手段及び光検出手段の配置を示す概略的な構
成図、図4に図3の光発生手段及び光検出手段の斜視図
、図5は図3に示す内視鏡位置検出装置の概略的な構成
図、図6は生体に挿入した内視鏡の状態を示す説明図、
図7は内視鏡位置検出装置の表示例を示す説明図である
。1 to 7 relate to a first embodiment of the present invention, FIG. 1 is a schematic diagram showing the principle of an endoscope position detection device, and FIG. 2 is a diagram showing the operation of the device shown in FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing the arrangement of the light generating means and light detecting means, FIG. 4 is a perspective view of the light generating means and light detecting means of FIG. 3, and FIG. 5 is an internal view shown in FIG. 3. A schematic configuration diagram of a mirror position detection device, FIG. 6 is an explanatory diagram showing the state of an endoscope inserted into a living body,
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a display example of the endoscope position detection device.
【0011】第1図は内視鏡位置検出装置の原理的な構
成を示す。この内視鏡位置検出装置1は、一つの光発生
手段2と、複数の光検出手段3とから構成されている。
符号4は、被検体であり、符号5は、被検体4に挿入さ
れた内視鏡である。一般に、生体組織は、近赤外光(6
50nm〜1200nm)をよく透過する一方、内視鏡
5は近赤外光をよく吸収する。従って、内視鏡位置検出
装置1は、光発生手段として近赤外光を発する赤外光源
を用いる。また、赤外内視鏡位置検出装置1は、図2に
示すように、内視鏡5と対向する位置にある光検出手段
3が検出する光の強度は弱く、被検体4だけを通過して
きた光を検出する光検出手段3は、強い光の強度を示す
。このように、光検出手段3が検出した出力信号を処理
して、被検体4に挿入された内視鏡5の位置及び形状を
検出できるようになっている。FIG. 1 shows the basic configuration of an endoscope position detection device. This endoscope position detection device 1 is composed of one light generating means 2 and a plurality of light detecting means 3. Reference numeral 4 is a subject, and reference numeral 5 is an endoscope inserted into the subject 4. Generally, living tissues are exposed to near-infrared light (6
50 nm to 1200 nm), while the endoscope 5 absorbs near-infrared light well. Therefore, the endoscope position detection device 1 uses an infrared light source that emits near-infrared light as a light generating means. Further, as shown in FIG. 2, in the infrared endoscope position detection device 1, the intensity of the light detected by the light detection means 3 located at a position facing the endoscope 5 is weak, and the light passes only through the subject 4. The light detection means 3 that detects the light shows a strong light intensity. In this way, by processing the output signal detected by the light detection means 3, the position and shape of the endoscope 5 inserted into the subject 4 can be detected.
【0012】図3ないし図5は、内視鏡位置検出装置の
具体的な構成例を示す。この内視鏡位置検出装置6は、
図3に示すように、光源部7と検出部8とが対向して配
設されている。図4に示すように、光源部7は、光発生
手段としての複数の赤外光源7a,7a…を有する一方
、検出部8は光検出手段としての複数の赤外光検出器8
a,8a…を有している。この赤外光源7a,7a…と
赤外光検出器8a,8a…とは、一対一で対応し、ベッ
ド9の上に置かれて内視鏡5が挿入された被検体4が介
在した状態で、内視鏡5の位置を検出するようになって
いる。赤外光源7aは、例えば、キセノン光源、ハロゲ
ン光源、またはレ−ザ光源などの赤外領域に分光特性を
持つものを用いる。また、赤外光検出器8aには、シリ
コンフォトダイオ−ド等の半導体受光素子、あるいは、
光電子増倍管を用いる。さらに、赤外光源7a,7a…
、及び外光検出器8a,8a…は、それぞれ光を細いビ
−ム状にするために、図示しない絞り、レンズを用いて
、指向性を持たせると共に、検出感度を高めている。FIGS. 3 to 5 show specific examples of the configuration of the endoscope position detection device. This endoscope position detection device 6 is
As shown in FIG. 3, the light source section 7 and the detection section 8 are arranged facing each other. As shown in FIG. 4, the light source section 7 has a plurality of infrared light sources 7a, 7a... as light generating means, while the detecting section 8 has a plurality of infrared light detectors 8 as light detecting means.
a, 8a... The infrared light sources 7a, 7a... and the infrared light detectors 8a, 8a... are in one-to-one correspondence, and the subject 4 placed on the bed 9 and into which the endoscope 5 is inserted is interposed. The position of the endoscope 5 is detected. As the infrared light source 7a, for example, a xenon light source, a halogen light source, or a laser light source having spectral characteristics in the infrared region is used. In addition, the infrared photodetector 8a may include a semiconductor light receiving element such as a silicon photodiode, or
A photomultiplier tube is used. Furthermore, infrared light sources 7a, 7a...
, and the external light detectors 8a, 8a, . . . each use a diaphragm and a lens (not shown) to make the light into a narrow beam, giving it directivity and increasing detection sensitivity.
【0013】図5は、内視鏡位置検出装置6の全体の構
成例を示している。前記赤外光源7a,7a…は、それ
ぞれ電源接続切り換え部10を介して、電源部11が接
続されている。また、赤外光検出器8a,8a…は、検
出器出力切り換え部12を介して、増幅器13、A/D
(アナログ/デジタル)コンバ−タ14、及びメモリ部
15が接続されている。FIG. 5 shows an example of the overall configuration of the endoscope position detection device 6. As shown in FIG. The infrared light sources 7a, 7a, . . . are each connected to a power supply section 11 via a power supply connection switching section 10. In addition, the infrared photodetectors 8a, 8a, . . . are connected to an amplifier 13, an A/D
A (analog/digital) converter 14 and a memory section 15 are connected.
【0014】前記電源接続切り換え部10、検出器出力
切り換え部12、及びメモリ部15は、切り換え制御部
16より、切り換え及びそのタイミングが制御されるよ
うになっている。増幅器切13は、検出器出力切り換え
部12を介して、赤外光検出器8の検出信号を増幅し、
A/Dコンバ−タ14は、増幅された検出信号をA/D
変換し検出デ−タとするものである。また、メモリ部1
5は、前記切り換え制御部16の選択したアドレスのメ
モリへ、赤外光検出器8に対応する検出デ−タを格納す
るようになっている。画像処理部16は、メモリ部15
の検出デ−タを処理し、標準的な映像信号2に変換し、
モニタ17は、内視鏡5の位置及び形状を表示するよう
になっている。The switching and timing of the power supply connection switching section 10, detector output switching section 12, and memory section 15 are controlled by a switching control section 16. The amplifier switch 13 amplifies the detection signal of the infrared light detector 8 via the detector output switching section 12,
The A/D converter 14 converts the amplified detection signal into an A/D converter.
It is converted into detected data. In addition, memory section 1
5 stores the detection data corresponding to the infrared light detector 8 in the memory at the address selected by the switching control section 16. The image processing section 16 includes a memory section 15
The detected data is processed and converted into a standard video signal 2,
The monitor 17 is configured to display the position and shape of the endoscope 5.
【0015】内視鏡位置検出器6の動作について説明す
る。前記ベッド9に被検体4を載置した状態で、図6に
示すように、被検体4には、内視鏡5の挿入部5aが挿
入される。The operation of the endoscope position detector 6 will be explained. With the subject 4 placed on the bed 9, the insertion portion 5a of the endoscope 5 is inserted into the subject 4, as shown in FIG.
【0016】切り換え制御部16は、電源接続切り換え
部10を切り換えて、図4に示す(例えば、図中左側の
)一つの赤外光源7aには、電源部11から電源が供給
すされる。同時に、切り換え制御部16は、検出器出力
切り換え部12を切り換えて、選択された赤外光源7a
と対向する赤外光検出器8aを選択し、選択された赤外
光検出器8aは、増幅器13へ検出信号を出力する。
増幅器13の検出信号を受けてA/Dコンバ−タ14は
、メモリ部15経検出デ−タを出力し、メモリ部15は
、切り換え制御部16が指示するアドレスのメモリに、
検出デ−タを格納する。The switching control section 16 switches the power supply connection switching section 10 so that power is supplied from the power supply section 11 to one infrared light source 7a shown in FIG. 4 (for example, on the left side in the figure). At the same time, the switching control section 16 switches the detector output switching section 12 to select the selected infrared light source 7a.
The selected infrared photodetector 8a outputs a detection signal to the amplifier 13. In response to the detection signal from the amplifier 13, the A/D converter 14 outputs the detection data from the memory section 15, and the memory section 15 stores the data at the address specified by the switching control section 16.
Store detection data.
【0017】次に、切り換え制御部16は、電源接続切
り換え部10を切り換えて、最初に選択した赤外光源7
aの隣(図中のX方向)の一つの赤外光源7aへ、電源
部11から電源を供給する。そして、切り換え制御部1
6は、前記同様に、検出器出力切り換え部12、及びメ
モリ部15のアドレスをそれぞれ切り換える。メモリ部
15は、次のアドレスのメモリに検出デ−タを格納する
。このように、切り換え制御部16は、赤外光源7aか
らの照射光を電気的に走査し、すべての赤外光源7aが
走査され、メモリ部15に全検出デ−タが格納された状
態で、画像処理部16は、全検出デ−タを標準的な映像
信号に変換する。そして、モニタ17は、図7に示すよ
うに、内視鏡の位置及び形状を表示する。尚、図7に示
すX軸、及びY軸は、図4と同様に赤外光源7a,7a
…,赤外光検出器8a,8a…に対応する座標を示し、
Z軸は、赤外光検出器8a,8a…の検出した光の強度
を示し、内視鏡5により光が遮られた箇所が突出した状
態に表示される。Next, the switching control section 16 switches the power supply connection switching section 10 to select the first selected infrared light source 7.
Power is supplied from the power supply unit 11 to one infrared light source 7a next to a (in the X direction in the figure). Then, the switching control section 1
6 switches the addresses of the detector output switching unit 12 and the memory unit 15, respectively, as described above. The memory section 15 stores the detected data in the memory at the next address. In this way, the switching control section 16 electrically scans the irradiation light from the infrared light sources 7a, and when all the infrared light sources 7a are scanned and all detected data is stored in the memory section 15, , the image processing section 16 converts all detected data into standard video signals. The monitor 17 then displays the position and shape of the endoscope, as shown in FIG. Note that the X-axis and Y-axis shown in FIG.
..., indicates the coordinates corresponding to the infrared photodetectors 8a, 8a...,
The Z axis indicates the intensity of light detected by the infrared light detectors 8a, 8a, . . . , and the portions where the light is blocked by the endoscope 5 are displayed in a protruding state.
【0018】本実施例では、赤外光源7a,7a…、及
び赤外光検出器8a,8a…の走査が電気的に行われる
ので、検出デ−タを高速に得ることができ、内視鏡の位
置検出も速やかに得ることができる。In this embodiment, since the scanning of the infrared light sources 7a, 7a, . . . and the infrared light detectors 8a, 8a, . Mirror position detection can also be quickly obtained.
【0019】図8は、本実施例の第2実施例に係る内視
鏡位置検出装置の概略的な構成図である。この内視鏡位
置検出装置21は、第1実施例の複数の光発生手段及び
光検出手段を有する前記光源部7、及前記び検出部8に
代えて、光発生手段及び光検出手段がそれぞれ一つだけ
設けた光源部X−Yステ−ジ22、及び検出部X−Yス
テ−ジ23を備えている。光発生手段である前記赤外光
源7a、及び光検出手段である赤外光検出器8aは、互
いに光軸が一致するように対向させた状態で、2次元的
に走査されるようになっている。また、本実施例では、
前記切り換え制御部16に代えて、X−Yコントロ−ラ
24を備えている。その他の構成及び作用は、第1実施
例と同様で、同じ符号を付して説明を省略する。FIG. 8 is a schematic configuration diagram of an endoscope position detecting device according to a second embodiment of this embodiment. This endoscope position detecting device 21 has light generating means and light detecting means, respectively, in place of the light source section 7 and the detecting section 8 having a plurality of light generating means and light detecting means in the first embodiment. It is provided with only one light source section XY stage 22 and a detection section XY stage 23. The infrared light source 7a, which is a light generation means, and the infrared light detector 8a, which is a light detection means, are two-dimensionally scanned while facing each other so that their optical axes coincide with each other. There is. Furthermore, in this example,
In place of the switching control section 16, an XY controller 24 is provided. The other configurations and operations are the same as those in the first embodiment, so the same reference numerals are given and explanations are omitted.
【0020】前記X−Yコントロ−ラ24は、前記光源
部X−Yステ−ジ22、及び検出部X−Yステ−ジ23
の駆動・制御、並びにメモリ部13のアドレスの切り換
え行うものである。また、前記光源部X−Yステ−ジ2
2は、Y方向に移動できる軸25に、X方向に移動可能
に軸着された前記赤外光源7aを備えている。同様に、
前記検出部X−Yステ−ジ23は、Y方向に移動できる
軸26に、X方向に移動可能に軸着された前記赤外光検
出器8aを備えている。The XY controller 24 controls the light source section XY stage 22 and the detection section XY stage 23.
It drives and controls the memory section 13 and switches the address of the memory section 13. In addition, the light source section X-Y stage 2
2 is equipped with the infrared light source 7a which is pivotally attached to a shaft 25 movable in the Y direction so as to be movable in the X direction. Similarly,
The detection section XY stage 23 is equipped with the infrared light detector 8a which is pivotally attached to a shaft 26 movable in the Y direction so as to be movable in the X direction.
【0021】この構成で、X−Yコントロ−ラ24は、
光源部X−Yステ−ジ22を駆動し、軸25に軸着され
た赤外光源7aを走査する。同時に、X−Yコントロ−
ラ24は、検出部X−Yステ−ジ23の軸26に軸着さ
れた赤外光検出器8aを対向する位置へ走査する。そし
て、赤外光検出器8aは、検出信号をA/Dコンバ−タ
場14を介して検出デ−タとして、メモリ部15へ出力
する。メモリ部15は、X−Yコントロ−ラ24の指示
に応じて、走査により次々と入力されてくる検出デ−タ
を格納する。モニタ17は、画像処理部16の出力信号
を受けて、内視鏡5の位置及び形状を表示する。With this configuration, the XY controller 24 is
The light source section XY stage 22 is driven, and the infrared light source 7a mounted on the shaft 25 is scanned. At the same time, the X-Y control
The laser 24 scans the infrared light detector 8a, which is mounted on the shaft 26 of the detection section XY stage 23, to an opposing position. Then, the infrared light detector 8a outputs the detection signal to the memory section 15 via the A/D converter field 14 as detection data. The memory section 15 stores detection data input one after another by scanning in accordance with instructions from the XY controller 24. The monitor 17 receives the output signal from the image processing section 16 and displays the position and shape of the endoscope 5.
【0022】図9及び図10は本発明の第3実施例に係
り、図9は内視鏡位置検出器の概略的な全体構成図、図
10は図9の装置における走査部の具体的な構成図であ
る。9 and 10 relate to a third embodiment of the present invention, in which FIG. 9 is a schematic overall configuration diagram of an endoscope position detector, and FIG. 10 is a specific diagram of the scanning section in the apparatus shown in FIG. FIG.
【0023】本実施例では、第1実施例と異なり、一つ
の光発生手段と、複数の光検出手段とを有している。一
つの光発生手段としての赤外光源7aは、一点を中心に
回動して順次走査されながら、光検出手段としての複数
の光検出器8a,8a…の一つへ、照射光を出射するよ
うになっている。また、本実施例では、前記切り換え制
御部16に代えて、走査制御部31を備えている。その
他の構成及び作用は、第1実施例と同様で、同じ符号を
付して説明を省略する。This embodiment differs from the first embodiment in that it includes one light generating means and a plurality of light detecting means. The infrared light source 7a as one light generating means emits irradiation light to one of the plurality of photodetectors 8a, 8a... as light detecting means while being rotated around one point and sequentially scanned. It looks like this. Further, in this embodiment, a scan control section 31 is provided in place of the switching control section 16. The other configurations and operations are the same as those in the first embodiment, so the same reference numerals are given and explanations are omitted.
【0024】図9に示すように、内視鏡位置検出装置3
0は、前記走査制御部31により回転・制御されるモ−
タ32を有している。一点を中心に回動する前記赤外光
源7aは、複数の赤外光検出器8aと対向して配設され
ている。前記走査制御部31は、検出器切り換え部12
の切り換え、及びメモリ部15のアドレスの切り換え制
御を行うようになっている。As shown in FIG. 9, the endoscope position detection device 3
0 is a motor rotated and controlled by the scan control section 31.
32. The infrared light source 7a, which rotates about one point, is arranged facing a plurality of infrared light detectors 8a. The scan control section 31 includes a detector switching section 12
and address switching of the memory section 15.
【0025】図10は、前記内視鏡位置検出装置30に
おける照射光を操作する手段の具体的な構成例を示して
いる。FIG. 10 shows a specific example of the configuration of the means for controlling the irradiation light in the endoscope position detection device 30.
【0026】図10に示すように、走査光源部33は、
近赤外のレ−ザ光を出射する光発生手段としてのレ−ザ
光源34と、レ−ザ光源34のレ−ザ光を反射する第1
の回転多面鏡35と、第1の回転多面鏡35を回転させ
る第1のモ−タ36と、第1の回転多面鏡35が反射し
たレ−ザ光源34からのレ−ザ光をさらに反射する第2
の回転多面鏡37と、第2の回転多面鏡37を回転させ
る第2のモ−タ38とを備えている。そして、前記走査
制御部31は、第1及び第2のモ−タ35,38の回転
を駆動・制御するようになっている。As shown in FIG. 10, the scanning light source section 33 is
A laser light source 34 as a light generating means that emits near-infrared laser light, and a first laser light source that reflects the laser light from the laser light source 34.
a rotating polygon mirror 35; a first motor 36 that rotates the first rotating polygon mirror 35; and a laser beam from the laser light source 34 reflected by the first rotating polygon mirror 35. Second to do
A rotating polygon mirror 37 and a second motor 38 for rotating the second rotating polygon mirror 37 are provided. The scanning control section 31 drives and controls the rotation of the first and second motors 35 and 38.
【0027】この構成で、レ−ザ光源34はレ−ザ光を
出射し、走査制御部31により制御される、第1及び第
2のモ−タ35,38は、第1及び第2の回転多面鏡3
6,38を回転させ、一つの光検出器8aへレ−ザ光を
照射する。第1及び第2の回転多面鏡36,38の回転
角を制御することにより、次々とレ−ザ光は走査され、
前記メモリ部15は、全ての赤外光検出器8aに対応す
る検出デ−タを格納する。その他の構成及び作用効果は
、第1実施例と同様で、説明を省略する。With this configuration, the laser light source 34 emits a laser beam, and the first and second motors 35 and 38, which are controlled by the scanning control section 31, Rotating polygon mirror 3
6 and 38 are rotated to irradiate one photodetector 8a with laser light. By controlling the rotation angles of the first and second rotating polygon mirrors 36 and 38, the laser beams are scanned one after another.
The memory section 15 stores detection data corresponding to all the infrared photodetectors 8a. The other configurations and effects are the same as those in the first embodiment, and their explanations will be omitted.
【0028】本実施例では、回転多面鏡36,38の回
転角2より、走査が行われているので、走査の分解能が
高く正確にできる。従って、赤外光検出器8aの数を増
やして高い検出精度を得ようとする場合でも、有効に利
用できる。In this embodiment, scanning is performed from the rotation angle 2 of the rotating polygon mirrors 36 and 38, so that scanning can be performed with high resolution and accuracy. Therefore, even when trying to obtain high detection accuracy by increasing the number of infrared light detectors 8a, it can be effectively used.
【0029】尚、レ−ザ光源34の走査は、前記回転多
面鏡以外にも、公知の超音波偏向器を用いても良い。For scanning with the laser light source 34, a known ultrasonic deflector may be used in addition to the rotating polygon mirror.
【0030】図11ないし図18は磁気的手段により内
視鏡位置の検出を行う装置に係り、図11は内視鏡及び
内視鏡位置検出装置の概略的な全体構成図、図12は図
11の装置における発振回路の回路図、図13及び図1
4は図12の発振回路の動作を説明するための波形図、
図15は内視鏡位置検出装置の動作原理を示す説明図、
図16は検出コイルの複数の例を示す説明図、図17は
発振回路の共振特性を示す波形図、図18は内視鏡位置
検出装置の表示例を示す説明図である。11 to 18 relate to a device for detecting the position of an endoscope by magnetic means, FIG. 11 is a schematic overall configuration diagram of the endoscope and the endoscope position detection device, and FIG. 12 is a diagram. Circuit diagram of the oscillation circuit in the device No. 11, FIGS. 13 and 1
4 is a waveform diagram for explaining the operation of the oscillation circuit in FIG. 12;
FIG. 15 is an explanatory diagram showing the operating principle of the endoscope position detection device,
FIG. 16 is an explanatory diagram showing a plurality of examples of detection coils, FIG. 17 is a waveform diagram showing resonance characteristics of an oscillation circuit, and FIG. 18 is an explanatory diagram showing a display example of an endoscope position detection device.
【0031】本発明の内視鏡位置検出装置は、実施例1
ないし実施例3と異なり、磁界発生手段が発生する磁界
の変化を検出することにより、内視鏡の位置を検出する
ものである。[0031] The endoscope position detection device of the present invention is as follows: Example 1
Unlike the third embodiment, the position of the endoscope is detected by detecting changes in the magnetic field generated by the magnetic field generating means.
【0032】図11に示す内視鏡位置検出装置40は、
ベッド40aの内部にあって、図中のX方向、及びY方
向に移動可能な磁界発生手段としての検出コイル41と
、検出コイル41を移動させて走査するための走査制御
部42と、前記検出コイル41が交流磁界を発生させる
ための発振手段、及び検出コイル41の発生する交流磁
界の変化を検出する磁界変化検出手段とを兼務する発振
回路43と、発振回路43が検出する検出コイル41の
磁界変化を増幅する増幅器44と、増幅器44の出力す
る信号を解析・処理すると共に、走査制御部42を介し
て前記検出コイル41の走査を制御するコンピュ−タ部
45と、コンピュ−タ部45の出力する標準的な映像信
号により、内視鏡55の位置及び形状を表示するモニタ
46とを備えている。被検体47は、ベッド40aの上
に置かれた状態で、内視鏡48の挿入部48aが挿入さ
れ、内視鏡位置検出装置40は、挿入部48aの位置及
び形状を表示するものである。The endoscope position detection device 40 shown in FIG.
A detection coil 41 as a magnetic field generating means that is located inside the bed 40a and movable in the X direction and Y direction in the figure, a scan control section 42 for moving and scanning the detection coil 41, and the detection An oscillation circuit 43 that also serves as an oscillation means for the coil 41 to generate an alternating magnetic field and a magnetic field change detection means for detecting changes in the alternating current magnetic field generated by the detection coil 41; an amplifier 44 that amplifies magnetic field changes; a computer section 45 that analyzes and processes signals output from the amplifier 44 and controls scanning of the detection coil 41 via a scan control section 42; The monitor 46 displays the position and shape of the endoscope 55 using standard video signals output by the endoscope 55. The insertion section 48a of the endoscope 48 is inserted into the subject 47 placed on the bed 40a, and the endoscope position detection device 40 displays the position and shape of the insertion section 48a. .
【0033】尚、検出コイル41は、図11に示すよう
に、ベッド40aの被検体47の上に配設して走査する
ようにしてもよい。図11の点線は、その際の検出コイ
ル41と、発振回路43との接続を示す。The detection coil 41 may be arranged above the subject 47 on the bed 40a for scanning, as shown in FIG. The dotted line in FIG. 11 indicates the connection between the detection coil 41 and the oscillation circuit 43 at that time.
【0034】図12は、発振回路43の具体的な回路構
成を示している。この発振回路43は、共振型高周波発
振回路であり、前記検出コイル41との組み合わせで発
振して、交流信号を発生する自励式のLC発振回路と、
このLC発振回路のコンデンサと検出コイル41との共
振特性により変化する信号を平滑化する平滑回路と、平
滑回路が平滑化した信号が、基準信号以上のときに信号
を出力する差動増幅回路とを備えている。LC発振回路
は、トランジスタQ1 、抵抗器R1 〜抵抗器R5
、可変抵抗器VR1 ,VR2 、共振用コンデンサC
0 、及びコンデンサC1 ,C2 を備え、前記検出
コイル41との組み合わせにより構成されている。また
、平滑化回路は、ダイオ−ドD1 、コンデンサC3
、及び抵抗器R6 により構成されている。さらに、差
動増幅回路は、電源+VCCを分圧して基準電圧E0
を生成するための抵抗器R7 ,R8 、抵抗器R9
〜R13、電源+VCC及び電源−VDDを接続する差
動増幅器IC1 とから構成されている。
尚、抵抗器R7 ,R8 の接点での前記基準電圧E0
は、内視鏡挿入部48等、被検出物が何もない状態で
のコンデンサC2 とダイオ−ドD1 との接点(図中
A点)における電圧と、等しく設定されている。また、
前記検出コイル41は、コア材の上に、第1のコイルL
1 及び第2のコイルL2 を巻き、第1のコイルL1
と第2のコイルL2 との巻数比は、例えば、3対1
の比率になっている。そして、第2のコイルL2 は、
トランジスタQ1 のコレクタ出力に対して、この第2
のコイルL2 の出力が同位相になるように巻かれてい
る。従って、トランジスタQ1 には、正帰還がかかる
ことになる。そして、発振回路43の発振周波数f0
は、
f0 =1/2π(L1 ・C0 )1/2
…(1)で決定される。FIG. 12 shows a specific circuit configuration of the oscillation circuit 43. The oscillation circuit 43 is a resonant high-frequency oscillation circuit, and includes a self-excited LC oscillation circuit that oscillates in combination with the detection coil 41 to generate an AC signal;
A smoothing circuit smoothes a signal that changes due to the resonance characteristics of the capacitor of this LC oscillation circuit and the detection coil 41, and a differential amplifier circuit that outputs a signal when the signal smoothed by the smoothing circuit is equal to or higher than a reference signal. It is equipped with The LC oscillation circuit includes a transistor Q1, a resistor R1 to a resistor R5.
, variable resistors VR1, VR2, resonance capacitor C
0 and capacitors C1 and C2, and is configured in combination with the detection coil 41. In addition, the smoothing circuit includes a diode D1 and a capacitor C3.
, and a resistor R6. Furthermore, the differential amplifier circuit divides the power supply +VCC to generate a reference voltage E0.
Resistors R7, R8, and resistor R9 to generate
~R13, and a differential amplifier IC1 connected to the power supply +VCC and the power supply -VDD. Note that the reference voltage E0 at the contact point of resistors R7 and R8
is set equal to the voltage at the contact point (point A in the figure) between the capacitor C2 and the diode D1 when there is no object to be detected such as the endoscope insertion portion 48. Also,
The detection coil 41 has a first coil L on top of the core material.
1 and the second coil L2, and the first coil L1
The turns ratio between L2 and second coil L2 is, for example, 3:1.
The ratio is . And the second coil L2 is
For the collector output of transistor Q1, this second
The coils L2 are wound so that their outputs are in the same phase. Therefore, positive feedback is applied to transistor Q1. Then, the oscillation frequency f0 of the oscillation circuit 43
is, f0 = 1/2π(L1 ・C0) 1/2
...Determined by (1).
【0035】図15を用いて、内視鏡位置検出装置40
の検出原理について説明する。被検出物であり、かつ金
属製の内視鏡挿入部48aを検出コイル41へ近ずける
と、検出コイル41が発生している磁力線を受けて、内
視鏡挿入部48aの内部には、電磁誘導作用により、渦
電流が発生する。このときの内視鏡挿入部48a(金属
体内部)は、図15に示すように、等価的に自己インダ
クタンスLn 及び抵抗Rn により表すことができる
。ここで、検出コイル41の自己インダクタンスをLk
及び内部抵抗値をRk 、検出コイル41と内視鏡装
置入部48aとの間の相互インダクタンスをMとすると
、検出コイル41側から見たインピ−ダンスZは、
Z=〔Rn {ωM/(Rn +ωLn )}2 +j
ωLk +{ωM/(Rn +ωLn )}2 〕とな
り、検出コイル41の抵抗分は、{ωM/(Rn +ω
Ln )2 }3だけ増加し、回路のQ(クオリティフ
ァクタ)が低くなる。また、内視鏡装置入部48aが遠
ざかるにつれて、Qは高くなる。
このように、共振型LC発振回路のQの変化に伴う高周
波電流、または電圧の変化を検出すことにより、発振回
路43は、内視鏡装置入部48aの存在(遠近)を検出
できる。そして、図11に示すように、前記検出コイル
41をX,Y方向に走査することによって、内視鏡位置
検出装置40は、各座標(x,y)に対応した検出出力
が得られ、この検出出力の値をZ軸にとれば、3次元的
に内視鏡挿入部48aの位置及び形状が得られる。Using FIG. 15, the endoscope position detection device 40
The detection principle will be explained below. When the endoscope insertion part 48a, which is the object to be detected and is made of metal, is brought close to the detection coil 41, the detection coil 41 receives the magnetic field lines, and the inside of the endoscope insertion part 48a is Eddy currents are generated due to electromagnetic induction. At this time, the endoscope insertion portion 48a (inside the metal body) can be equivalently represented by self-inductance Ln and resistance Rn, as shown in FIG. Here, the self-inductance of the detection coil 41 is Lk
Assuming that the internal resistance value is Rk, and the mutual inductance between the detection coil 41 and the endoscope entrance 48a is M, the impedance Z seen from the detection coil 41 side is:
Z=[Rn {ωM/(Rn +ωLn)}2 +j
ωLk + {ωM/(Rn +ωLn )}2 ], and the resistance of the detection coil 41 is {ωM/(Rn +ω
Ln )2 }3, and the Q (quality factor) of the circuit decreases. Further, as the endoscope device entrance portion 48a moves away, Q becomes higher. In this way, the oscillation circuit 43 can detect the presence (far or near) of the endoscope device entrance 48a by detecting the change in high frequency current or voltage accompanying the change in Q of the resonant LC oscillation circuit. As shown in FIG. 11, by scanning the detection coil 41 in the X and Y directions, the endoscope position detection device 40 obtains a detection output corresponding to each coordinate (x, y). If the value of the detection output is plotted on the Z axis, the position and shape of the endoscope insertion portion 48a can be obtained three-dimensionally.
【0036】図12に示す発振回路43の位置検出の動
作について説明する。この回路は自励式のため電源0N
状態で発振し、検出コイル41には、高周波の交流電流
が流れると共に、検出コイル41は、その周囲に交流磁
界を発生させる。この状態で、内視鏡挿入部48aが近
くに存在しない場合、回路のQは変化せず、図17に示
すように、前記式(1)で求まる共振周波数faoのと
きに、最大の出力が得られる。そして、図12中のA点
における帰還電圧Eは、図13に示すように、最大の電
圧値E1 となる。尚、回路のQは、図17に示すよう
に、共振周波数faoにおける電圧(または電流)値よ
り−3dB減少するときの周波数をfa1とfa2とす
ると、Q=fao/Bの関係がある。ここで、Bは半値
幅であり、B=fa2−fa1でもとめられる。また、
図17には、回路の周波数がfboにおいて、回路のQ
特性が悪く、共振周波数周辺での立ち上がりが鈍く、従
って位置検出の感度が悪い状態の例を示している。The position detection operation of the oscillation circuit 43 shown in FIG. 12 will be explained. This circuit is self-excited, so the power supply is 0N.
A high-frequency alternating current flows through the detection coil 41, and the detection coil 41 generates an alternating magnetic field around it. In this state, if the endoscope insertion part 48a is not nearby, the Q of the circuit does not change, and as shown in FIG. 17, the maximum output is can get. Then, the feedback voltage E at point A in FIG. 12 becomes the maximum voltage value E1, as shown in FIG. As shown in FIG. 17, the Q of the circuit has the relationship Q=fao/B, where fa1 and fa2 are the frequencies at which the voltage (or current) value decreases by -3 dB from the voltage (or current) value at the resonance frequency fao. Here, B is the half-width, and is determined by B=fa2-fa1. Also,
FIG. 17 shows that when the frequency of the circuit is fbo, the Q of the circuit is
This shows an example of a state in which the characteristics are poor, the rise is slow around the resonance frequency, and the sensitivity of position detection is therefore poor.
【0037】一方、検出コイル41に内視鏡挿入部48
aが近づくと、検出コイル41の磁界は乱され、回路の
Qは、前述したようにインピ−ダンスの変化分だけ、低
くなる。すなわち、第2のコイルL2 に流れる帰還電
流が減少し、図12中のA点における帰還電圧Eは、図
14に示すよう、減少して電圧値E2 となる。On the other hand, the endoscope insertion section 48 is connected to the detection coil 41.
When a approaches, the magnetic field of the detection coil 41 is disturbed and the Q of the circuit is lowered by the change in impedance as described above. That is, the feedback current flowing through the second coil L2 decreases, and the feedback voltage E at point A in FIG. 12 decreases to a voltage value E2, as shown in FIG.
【0038】従って、検出コイル41の近傍に内視鏡挿
入部48aが存在しない場合には、平滑化された帰還電
圧E1 と、前記基準電圧E0 とが等しいので、差動
増幅器IC1 の出力は零となる。また、検出コイル4
1の近傍に内視鏡挿入部48aが存在する場合には、平
滑化された帰還電圧E2 と、前記基準電圧E0 との
差が増幅器44へ出力される。コンピュ−タ部45は、
増幅器44の出力する電圧の差分信(E1 −E2 )
を検出信号として、解析・画像処理を行い、モニタ46
は、例えば図18に示すように、内視鏡挿入部48aの
位置及び形状を表示する。Therefore, when the endoscope insertion section 48a is not present near the detection coil 41, the smoothed feedback voltage E1 and the reference voltage E0 are equal, so the output of the differential amplifier IC1 is zero. becomes. In addition, the detection coil 4
1, the difference between the smoothed feedback voltage E2 and the reference voltage E0 is output to the amplifier 44. The computer section 45 is
Differential signal of voltage output from amplifier 44 (E1 - E2)
is used as a detection signal, analysis and image processing are performed, and the monitor 46
displays the position and shape of the endoscope insertion section 48a, as shown in FIG. 18, for example.
【0039】尚、前記検出コイル41の構造は、図16
(a),(b),(c) に示すように、それぞれ空芯
のソレノイドコイル、コア材入りのソレノイドコイル、
基板上に形成したコイル等が基本例として考えられが、
形状・材質を適宣変えることもできるので、図示例に限
定されるものではない。。The structure of the detection coil 41 is shown in FIG.
As shown in (a), (b), and (c), a solenoid coil with an air core, a solenoid coil with a core material,
A basic example would be a coil formed on a substrate, but
Since the shape and material can be changed as appropriate, it is not limited to the illustrated example. .
【0040】図19は、発振回路43とは異なる構成の
発振及び検出回路を示している。FIG. 19 shows an oscillation and detection circuit having a configuration different from that of the oscillation circuit 43.
【0041】この発振及び検出回路50は、自励式の発
振回路43とは異なり、外付きの発振器51を有し、直
列共振により内視鏡の位置検出を行うものである。発振
及び検出回路50は、可変抵抗器VR3 により、発振
周波数が可変される発振器51と、発振器51の出力を
増幅する増幅回路と、増幅回路で増幅された交流信号を
受けて、内視鏡挿入部48aの存在を電圧の変化として
検出する検出回路と、検出回路の出力する検出信号を平
滑化する平滑回路と、平滑化された検出信号を差分信号
として出力する差動増幅器と、から構成されている。This oscillation and detection circuit 50 differs from the self-excited oscillation circuit 43 in that it has an external oscillator 51 and detects the position of the endoscope through series resonance. The oscillation and detection circuit 50 includes an oscillator 51 whose oscillation frequency is varied by a variable resistor VR3, an amplification circuit that amplifies the output of the oscillator 51, and an AC signal amplified by the amplification circuit to insert the endoscope. It is composed of a detection circuit that detects the presence of the section 48a as a change in voltage, a smoothing circuit that smoothes the detection signal output from the detection circuit, and a differential amplifier that outputs the smoothed detection signal as a differential signal. ing.
【0042】前記増幅回路は、カップリングコンデンサ
C4 、可変抵抗器VR4 、抵抗器R15〜抵抗器R
18から構成されている。また、前記検出回路は、共振
用コンデンサC5 及び検出コイル52のコイルL3
からなる直列共振回路と、抵抗器R19とから構成され
ている。さらに、差動増幅回路は、電源+VCCを分圧
して基準電圧E02を生成するための抵抗器R21,R
22、また抵抗器R23〜R24、電源+VCC及び電
源−VDDを接続する差動増幅器IC2 とから構成さ
れている。尚、抵抗器R22,R23の接点での前記基
準電圧E02は、内視鏡挿入部48等、被検出部が何も
ない状態でのコイルL3 とダイオ−ドD2 との接点
(図中B点)における電圧と、等しく設定されている。
また、検出回路の共振周波数f02は、f02=1/2
π(L3 ・C5 )1/2 …(2)で決定
される。この共振周波数f02で回路を動作させると、
直列共振が発生して、抵抗器R19に流れる電流IR
は、被検出物である内視鏡挿入部48aが近傍似ないと
きに最大となる。そして、被検出物である内視鏡挿入部
48aが近傍にあるとき、前記電流IR は減少する。
この変化が抵抗器R19の両端に発生する電圧の変化と
なり、差動増幅器IC2 の出力として検出される。The amplifier circuit includes a coupling capacitor C4, a variable resistor VR4, and a resistor R15 to a resistor R.
It consists of 18. Further, the detection circuit includes a resonance capacitor C5 and a coil L3 of the detection coil 52.
It is composed of a series resonant circuit consisting of a resistor R19, and a resistor R19. Furthermore, the differential amplifier circuit includes resistors R21 and R for dividing the power supply +VCC to generate the reference voltage E02.
22, resistors R23 to R24, and a differential amplifier IC2 connected to the power supply +VCC and the power supply -VDD. The reference voltage E02 at the contact point of the resistors R22 and R23 is the reference voltage E02 at the contact point between the coil L3 and the diode D2 (point B in the figure) when there is no detected part such as the endoscope insertion part 48. ) is set equal to the voltage at Furthermore, the resonant frequency f02 of the detection circuit is f02=1/2
π(L3·C5)1/2...determined by (2). When the circuit is operated at this resonant frequency f02,
Series resonance occurs and current IR flows through resistor R19.
is maximum when the endoscope insertion portion 48a, which is the object to be detected, is not close to each other. When the endoscope insertion section 48a, which is the object to be detected, is nearby, the current IR2 decreases. This change results in a change in the voltage generated across the resistor R19, which is detected as the output of the differential amplifier IC2.
【0043】この回路50では、前記発振回路43の簡
易な発振回路とは異なり、精度のよい発振器51を接続
できるので、発振周波数を安定させことができる。その
他の作用効果は、図12の発振回路43と同様であり、
説明を省略する。In this circuit 50, unlike the simple oscillation circuit of the oscillation circuit 43, a highly accurate oscillator 51 can be connected, so that the oscillation frequency can be stabilized. Other effects are similar to the oscillation circuit 43 in FIG. 12,
The explanation will be omitted.
【0044】また、図20に示す発振及び検出回路53
は、図19の発振及び検出回路50の直列共振回路とは
異なり、並列共振回路を検出回路として備えている。こ
の発振及び検出回路53の検出回路は、コンデンサC6
と、前記検出コイル52のコイルL3 とが並列に接
続され、並列共振により発生する電流IR の変化を前
記抵抗器R19の電圧の変化として、内視鏡挿入部48
aの位置検出を行うものである。その他の構成及び作用
効果は、図19の発振及び検出回路50と同様であり、
説明を省略する。Furthermore, the oscillation and detection circuit 53 shown in FIG.
differs from the series resonant circuit of the oscillation and detection circuit 50 in FIG. 19 to include a parallel resonant circuit as a detection circuit. The detection circuit of this oscillation and detection circuit 53 is a capacitor C6.
and the coil L3 of the detection coil 52 are connected in parallel, and a change in the current IR generated by parallel resonance is used as a change in the voltage of the resistor R19, and the endoscope insertion portion 48
This is to detect the position of point a. Other configurations and effects are similar to the oscillation and detection circuit 50 of FIG. 19,
The explanation will be omitted.
【0045】図21は、図11の内視鏡位置検出装置4
0と異なる構成の装置を示している。この内視鏡位置検
出装置55は、図中のX方向に移動可能な磁界発生手段
及び位置検出手段としての複数の前記検出コイル41,
41…を備えている。その他、内視鏡位置検出装置40
と同様の構成及び作用については、同じ符号を付して説
明を省略する。FIG. 21 shows the endoscope position detection device 4 of FIG.
0 shows a device with a different configuration. This endoscope position detection device 55 includes a plurality of detection coils 41 as magnetic field generation means and position detection means movable in the X direction in the figure.
It is equipped with 41... Others, endoscope position detection device 40
Components and functions similar to those shown in FIG.
【0046】図21に示すように、複数の検出コイル4
1,41…は、前記発振回路43,43…を有する発振
回路56へそれぞれ接続されている。前記コンピュ−タ
部45により切り換えが制御される入力セレクタ57は
、切り換えた一つの検出コイル41に対応する検出信号
を前記増幅器44を介して、コンピュ−タ部45へ出力
するようになっている。この入力セレクタ57は、例え
ば、発振回路56の出力を切り換えて出力する図示しな
い複数のマルチプレクサと、コンピュ−タ部45からの
切り換え制御信号により、マルチプレクサを選択するた
めの図示しないロジック回路等とから構成されている。
また、マルチプレクサの代わりに、アナログスイッチを
用いても良い。さらに、増幅器44、入力セレクタ57
、及び走査制御部58と、コンピュ−タ部45とのイン
タ−フェ−スは、A/D変化器、D/A変換器、汎用の
パラレルインタ−フェ−ルであるGP−IB等を介在さ
せて、動作させることができるようになっている。As shown in FIG. 21, a plurality of detection coils 4
1, 41, . . . are respectively connected to an oscillation circuit 56 having the oscillation circuits 43, 43, . The input selector 57 whose switching is controlled by the computer section 45 outputs a detection signal corresponding to one switched detection coil 41 to the computer section 45 via the amplifier 44. . The input selector 57 includes, for example, a plurality of multiplexers (not shown) that switch and output the output of the oscillation circuit 56, and a logic circuit (not shown) that selects a multiplexer based on a switching control signal from the computer section 45. It is configured. Moreover, an analog switch may be used instead of a multiplexer. Further, an amplifier 44, an input selector 57
The interface between the scan control section 58 and the computer section 45 is provided through an A/D converter, a D/A converter, a general-purpose parallel interface GP-IB, etc. Now you can make it work.
【0047】複数の検出コイル41,41…は、図21
に示すY軸方向の位置列に配設されると共に、図21に
示すX軸方向に配設されたベルト57の上に、固定され
ている。走査制御部58は、前記ベルト57を駆動する
ためのモ−タ59を介して、図21中のX軸方向へ、検
出コイル41,41…を移動制御するようになっている
。The plurality of detection coils 41, 41... are shown in FIG.
They are arranged in the Y-axis direction position row shown in FIG. 21, and are fixed on a belt 57 arranged in the X-axis direction shown in FIG. The scanning control section 58 controls the movement of the detection coils 41, 41, . . . in the X-axis direction in FIG. 21 via a motor 59 for driving the belt 57.
【0048】この構成で、図21中のX軸方向の座標点
をx1 ,x2 ,…x6 とし、検出コイル41,4
1…の座標点をy1 ,y2,…y6 として、装置の
動作について説明する。With this configuration, the coordinate points in the X-axis direction in FIG.
The operation of the apparatus will be explained by assuming that the coordinate points of 1... are y1, y2,...y6.
【0049】最初の走査位置x1 において、発振回路
56を介して、入力セレクタ57は、座標点y1 ,y
2 ,…y6 にある検出コイル41,41… を順
に切り換えて、増幅器44へ検出信号を出力する。コン
ピュ−タ部45は、増幅器45からの検出信号をA/D
変換して、アドレスを指示しながら所定のメモリへ順次
格納する。
次に、コンピュ−タ部45は、座標点x2 へ走査位置
を移動させる指示を走査制御部58へ与え、走査位置x
2 で、同様の動作を繰り返す。得られた全検出信号を
基に、コンピュ−タ部45は解析・処理して、モニタ4
6は内視鏡挿入部48aの位置及び形状を表示する。At the first scanning position x1, the input selector 57 selects the coordinate points y1, y
The detection coils 41, 41, . . . located at 2, . The computer section 45 converts the detection signal from the amplifier 45 into an A/D converter.
The data is converted and sequentially stored in a predetermined memory while specifying the address. Next, the computer unit 45 gives an instruction to the scan control unit 58 to move the scan position to the coordinate point x2, and
2, repeat the same operation. Based on all the detected signals obtained, the computer section 45 analyzes and processes them, and sends them to the monitor 4.
6 displays the position and shape of the endoscope insertion section 48a.
【0050】この内視鏡位置検出装置55では、図11
の装置40が一つの検出コイル41移動させて走査して
いたのに対して、走査時間が少なくてすむので、位置検
出の検出速度が速くできる。その他の構成及び作用効果
は、図11の内視鏡位置検出装置40と同様で、説明を
省略する。In this endoscope position detection device 55, as shown in FIG.
Whereas the device 40 described above scans by moving one detection coil 41, the scanning time is shorter, so the detection speed of position detection can be increased. The other configurations and effects are the same as those of the endoscope position detection device 40 of FIG. 11, and the description thereof will be omitted.
【0051】図22は、図21の内視鏡位置検出装置5
5と異なる構成の装置を示している。この内視鏡位置検
出装置60は、複数の前記検出コイル41,41…を前
記ベッド40aの全面を覆うように配設している。その
他、図20及び図21の内視鏡位置検出装置40,55
と同様の構成及び作用については、同じ符号を付して説
明を省略する。FIG. 22 shows the endoscope position detection device 5 of FIG.
5 shows a device with a different configuration from that shown in FIG. This endoscope position detection device 60 has a plurality of detection coils 41, 41... arranged so as to cover the entire surface of the bed 40a. In addition, the endoscope position detection devices 40 and 55 in FIGS. 20 and 21
Components and functions similar to those shown in FIG.
【0052】前記複数の検出コイル41,41…には、
X,Y座標に合わせてL11,L12,L13,…Ln
mの符号を付す。入力セレクタ60は、前記コンピュ−
タ部46の切り換え信号に応じて、切り換えた一つの検
出コイルLnmに対応する検出信号を前記発振回路43
へ出力するようになっている。[0052] The plurality of detection coils 41, 41...
L11, L12, L13,...Ln according to the X, Y coordinates
Attach the sign m. The input selector 60
The oscillation circuit 43 transmits a detection signal corresponding to the switched one detection coil Lnm in response to a switching signal from the sensor section 46.
It is designed to output to.
【0053】この構成で、コンピュ−タ部46が入力セ
レクタ60を介して、発振回路43と検出コイルL11
とが接続され、発振回路43は、検出信号を増幅器44
を介して、コンピュ−タ部45へ出力する。同様に、検
出コイルL12,L13,…Lnmは、順次切り換えら
れ、コンピュ−タ部46は、全ての検出信号を内部メモ
リへ格納する。With this configuration, the computer section 46 connects the oscillation circuit 43 and the detection coil L11 via the input selector 60.
The oscillation circuit 43 transmits the detection signal to the amplifier 44.
The data is output to the computer section 45 via. Similarly, the detection coils L12, L13, .
【0054】この内視鏡位置検出装置60では、図21
の装置55よりも、さらに走査時間が少なくてすむので
、位置検出の検出速度が速くできる。尚、入力セレクタ
と発振回路とは、入れ換えて図21の装置のように構成
しても良い。その他の構成及び作用効果は、図11及び
図21の内視鏡位置検出装置40,60と同様で、説明
を省略する。In this endoscope position detection device 60, FIG.
Since the scanning time is even shorter than that of the device 55, the detection speed of position detection can be increased. Note that the input selector and the oscillation circuit may be interchanged and configured as in the device shown in FIG. 21. The other configurations and effects are the same as those of the endoscope position detection devices 40 and 60 shown in FIGS. 11 and 21, and their explanation will be omitted.
【0055】図23は、図22の内視鏡位置検出装置6
0と異なる構成の装置を示している。この内視鏡位置検
出装置70は、複数の前記検出コイルL11,L12,
L13,…Lnmの代わりに、X軸、及びY軸の方向に
それぞれグリッド線x1 ,x2 ,…xn 、及びグ
リッド線y1 ,y2 ,…yn を格子上に配設した
被検体ベッド70を備えている。そして、この内視鏡位
置検出装置70は、グリッド線x1 ,x2 ,…xn
、及びグリッド線y1 ,y2 ,…yn の周囲の
磁界と、内視鏡挿入部48aとの電磁誘導似よる相互作
用により、内視鏡の挿入位置を検出するものである。測
定原理は、図11の装置40と基本的に同一である。FIG. 23 shows the endoscope position detection device 6 of FIG.
0 shows a device with a different configuration. This endoscope position detection device 70 includes a plurality of detection coils L11, L12,
In place of L13,...Lnm, a subject bed 70 is provided in which grid lines x1, x2,...xn and grid lines y1, y2,...yn are arranged on a grid in the X-axis and Y-axis directions, respectively. There is. This endoscope position detection device 70 has grid lines x1, x2,...xn
, and the magnetic field around the grid lines y1, y2, . The measurement principle is basically the same as the device 40 of FIG.
【0056】図23に示すように、前記内視鏡位置検出
装置60のX方向検出部72Xは、高周波の交流信号を
発振する発振回路73と、グリッド線x1,x2 ,…
xn を切り換えて、発振回路73の発振信号を印加す
る入力セレクタ71と、発振回路73の電流または電圧
の変化を検出する信号検出部74と、信号検出部74の
出力信号を増幅する増幅器75とを備えている。また、
Y方向検出部72Yは、X方向検出部72Xと同様の構
成である。As shown in FIG. 23, the X-direction detection section 72X of the endoscope position detection device 60 includes an oscillation circuit 73 that oscillates a high-frequency AC signal, and grid lines x1, x2, . . .
an input selector 71 that switches xn and applies an oscillation signal from the oscillation circuit 73; a signal detection section 74 that detects a change in the current or voltage of the oscillation circuit 73; and an amplifier 75 that amplifies the output signal of the signal detection section 74. It is equipped with Also,
The Y direction detection section 72Y has the same configuration as the X direction detection section 72X.
【0057】コンピュ−タ部76は、Y方向検出部72
Y、及びX方向検出部72Xの検出信号を格納すると共
に、解析・処理して、モニタ77は、内視鏡挿入部48
aの位置及び形状を表示するようになっている。The computer section 76 detects the Y direction detection section 72.
The monitor 77 stores, analyzes and processes the detection signals of the Y and X direction detectors 72
The position and shape of a are displayed.
【0058】この構成で、コンピュ−タ部76は、図示
しない制御ラインを介して、入力セレクタ71を切り換
えて、入力セレクタ71は、グリッド線x1 を選択す
る。グリッド線x1 の周囲には、磁界が発生する。こ
のとき、内視鏡挿入部48aが近傍にある場合、コンピ
ュ−タ部76は、内視鏡挿入部48が存在しない場合よ
り、小さな値の検出信号を格納する。次々と、グリッド
線x2 ,…xn 、さらにグリッド線y1 ,y2
,…yn と切り換えて、コンピュ−タ部76は、各検
出信号を格納する。With this configuration, the computer section 76 switches the input selector 71 via a control line (not shown), and the input selector 71 selects the grid line x1. A magnetic field is generated around the grid line x1. At this time, when the endoscope insertion section 48a is nearby, the computer section 76 stores a detection signal with a smaller value than when the endoscope insertion section 48 is not present. One after another, grid lines x2,...xn, and then grid lines y1, y2
,...yn, the computer section 76 stores each detection signal.
【0059】そして、例えば、グリッド線x2 、及び
グリッド線y1 とがそれぞれ小さな値の検出信号であ
った場合、コンピュ−タ部76は、その交点上に内視鏡
挿入部48aが存在していることを検出する。そして、
コンピュ−タ部76は、前記検出信号を内部メモリへ格
納すると共に解析・処理し、モニタ77は、内視鏡挿入
部の位置及び形状を表示する。For example, when the grid line x2 and the grid line y1 each have a detection signal of a small value, the computer section 76 determines that the endoscope insertion section 48a exists on the intersection point. Detect that. and,
The computer section 76 stores the detection signal in an internal memory, analyzes and processes it, and the monitor 77 displays the position and shape of the endoscope insertion section.
【0060】この内視鏡位置検出装置70は、機械的な
走査部分がなく、検出速度の高速化55と同様の構成及
び作用については、同じ符号を付して説明を省略する。This endoscope position detecting device 70 does not have a mechanical scanning part, and the same structures and functions as those for increasing the detection speed 55 are given the same reference numerals and the explanation thereof will be omitted.
【0061】図ることができる。また、図例では、X−
Y方向にグリッド線を配設しているが、X−Z方向,や
Y−Z方向に配設してもよい。[0061] In addition, in the illustrated example,
Although the grid lines are arranged in the Y direction, they may be arranged in the X-Z direction or the Y-Z direction.
【0062】尚、本発明は、内視鏡だけでなく、光発生
手段が出力する光を吸収、または反射する材質であれば
、カテ−テルなどの管状挿入具の位置も検出でき、いわ
ゆるファイバ−スコ−プに限定されるものではない。The present invention can detect not only the endoscope but also the position of a tubular insertion device such as a catheter, as long as the material absorbs or reflects the light output from the light generating means. - Not limited to scope.
【0063】[0063]
【発明の効果】前述したように本発明によれば、光発生
手段は照射光を発し、光発生手段が発した照射光は、内
視鏡が挿入された被検体に照射されて透過した後、光検
出手段は、この透過光を検出して、被検体に挿入された
内視鏡の位置を検出するので、内視鏡検査の効率化が図
れると共に、光を使用しているので放射線被爆の心配も
無く安全で衛生的内視鏡の位置検出ができるという効果
がある。Effects of the Invention As described above, according to the present invention, the light generating means emits irradiation light, and after the irradiation light emitted by the light generating means is irradiated and transmitted to the subject into which the endoscope is inserted. The light detection means detects this transmitted light and detects the position of the endoscope inserted into the subject, making the endoscopy more efficient and reducing radiation exposure since it uses light. This has the effect that the endoscope position can be detected safely and hygienically without any worries.
【図1】図1は内視鏡位置検出装置の原理を示す概略的
な構成図。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing the principle of an endoscope position detection device.
【図2】図2は図1に示す装置の動作を示す説明図。FIG. 2 is an explanatory diagram showing the operation of the apparatus shown in FIG. 1.
【図3】図3は光発生手段及び光検出手段の配置を示す
概略的な構成図。FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing the arrangement of light generating means and light detecting means.
【図4】図4は図3の光発生手段及び光検出手段の斜視
図。FIG. 4 is a perspective view of the light generating means and light detecting means of FIG. 3;
【図5】図5は図3に示す内視鏡位置検出装置の概略的
な構成図。FIG. 5 is a schematic configuration diagram of the endoscope position detection device shown in FIG. 3;
【図6】図6は生体に挿入した内視鏡の状態を示す説明
図。FIG. 6 is an explanatory diagram showing the state of an endoscope inserted into a living body.
【図7】図7は内視鏡位置検出装置の表示例を示す説明
図。FIG. 7 is an explanatory diagram showing a display example of the endoscope position detection device.
【図8】図8は本実施例の第2実施例に係る内視鏡質検
出器の概略的な構成図。FIG. 8 is a schematic configuration diagram of an endoscopic quality detector according to a second embodiment of the present embodiment.
【図9】図9は本発明の第3実施例に係る内視鏡位置検
出器の概略的な全体構成図。FIG. 9 is a schematic overall configuration diagram of an endoscope position detector according to a third embodiment of the present invention.
【図10】図10は図9の装置における走査部の具体的
な構成図。FIG. 10 is a specific configuration diagram of a scanning section in the apparatus shown in FIG. 9;
【図11】図11は内視鏡及び内視鏡位置検出装置の概
略的な全体構成図。FIG. 11 is a schematic overall configuration diagram of an endoscope and an endoscope position detection device.
【図12】図12は図11の装置における発振回路の回
路図。FIG. 12 is a circuit diagram of an oscillation circuit in the device of FIG. 11;
【図13】図13は図12の発振回路の動作を説明する
ための波形図。FIG. 13 is a waveform diagram for explaining the operation of the oscillation circuit in FIG. 12;
【図14】図14は図12の発振回路の動作を説明する
ための波形図。FIG. 14 is a waveform diagram for explaining the operation of the oscillation circuit in FIG. 12;
【図15】図15は内視鏡位置検出装置の動作原理を示
す説明図。FIG. 15 is an explanatory diagram showing the operating principle of the endoscope position detection device.
【図16】図16は検出コイルの複数の例を示す説明図
。FIG. 16 is an explanatory diagram showing a plurality of examples of detection coils.
【図17】図17は発振回路の共振特性を示す波形図。FIG. 17 is a waveform diagram showing resonance characteristics of an oscillation circuit.
【図18】図18は内視鏡位置検出装置の表示例を示す
説明図。FIG. 18 is an explanatory diagram showing a display example of the endoscope position detection device.
【図19】図19は発振回路43とは異なる構成の発振
及び検出回路図。FIG. 19 is an oscillation and detection circuit diagram of a configuration different from that of the oscillation circuit 43.
【図20】図20は図19の回路のとは異なる並列共振
による発振及び検出回路図。FIG. 20 is a diagram of an oscillation and detection circuit using parallel resonance, which is different from the circuit of FIG. 19;
【図21】図21は図11の装置とは異なる構成の内視
鏡位置検出装置の構成図。FIG. 21 is a configuration diagram of an endoscope position detection device having a configuration different from that of the device in FIG. 11;
【図22】図22は図21の装置と異なる構成の内視鏡
位置検出装置の構成図。FIG. 22 is a configuration diagram of an endoscope position detection device having a different configuration from the device in FIG. 21;
【図23】図23は図22の装置と異なる構成の内視鏡
位置検出装置の構成図。FIG. 23 is a configuration diagram of an endoscope position detection device having a different configuration from the device in FIG. 22;
1…内視鏡位置検出装置 2…光発生手段 3…光検出手段 4…被検体 5…内視鏡 1...Endoscope position detection device 2...Light generation means 3...Light detection means 4...Subject 5...Endoscope
Claims (1)
を発する少なくとも一つ以上の光発生手段と、前記光発
生手段と対向して配設され、該光発生手段が被検体に照
射して該被検体を透過してきた光を検出する少なくとも
一つ以上の光検出手段と、を備えて被検体へ挿入された
内視鏡の位置を検出することを特徴とする内視鏡位置検
出装置内。1. At least one light generating means for emitting light to irradiate a subject into which an endoscope is inserted, and a light generating means disposed opposite to the light generating means, the light generating means directing the subject to the subject. An endoscope position comprising: at least one light detection means for detecting light that has been irradiated and transmitted through the subject; and detects the position of an endoscope inserted into the subject. Inside the detection device.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2401686A JPH04215737A (en) | 1990-12-12 | 1990-12-12 | Endoscope position detecting device |
| US07/684,405 US5253647A (en) | 1990-04-13 | 1991-04-12 | Insertion position and orientation state pickup for endoscope |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2401686A JPH04215737A (en) | 1990-12-12 | 1990-12-12 | Endoscope position detecting device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04215737A true JPH04215737A (en) | 1992-08-06 |
Family
ID=18511523
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2401686A Withdrawn JPH04215737A (en) | 1990-04-13 | 1990-12-12 | Endoscope position detecting device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04215737A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998007363A1 (en) * | 1996-08-20 | 1998-02-26 | Kunji Mita | Colonoscope |
| US6063093A (en) * | 1997-07-09 | 2000-05-16 | Intraluminal Therapeutics, Inc. | Systems and methods for guiding a medical instrument through a body |
| JP2006198323A (en) * | 2005-01-24 | 2006-08-03 | Pentax Corp | Electronic endoscope system |
| JP2006523823A (en) * | 2002-12-31 | 2006-10-19 | カリプソー メディカル テクノロジーズ インコーポレイテッド | Device for finding the position of an implantable wireless marker |
-
1990
- 1990-12-12 JP JP2401686A patent/JPH04215737A/en not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998007363A1 (en) * | 1996-08-20 | 1998-02-26 | Kunji Mita | Colonoscope |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
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