JPH067286A - Endoscope device - Google Patents
Endoscope deviceInfo
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- JPH067286A JPH067286A JP4167097A JP16709792A JPH067286A JP H067286 A JPH067286 A JP H067286A JP 4167097 A JP4167097 A JP 4167097A JP 16709792 A JP16709792 A JP 16709792A JP H067286 A JPH067286 A JP H067286A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 検査時間を短縮させることができ、腸管のぜ
ん動に対しても無理な力が生じるのを阻止できる内視鏡
装置を提供する。
【構成】 スコープは、複数のセグメントを連結してな
る、外骨格によって可撓管を形成し、各セグメント2
a、2bの接触面は、スコープ軸に対して直角な接面
と、スコープ軸に対して有限の角度をなす法線を持った
斜め接面とを有し、各セグメント2a、2bの関節部に
端部に超音波モータを設け、各セグメントの外周に複数
の圧力センサを設け、各圧力センサによって検出された
圧力から各セグメントに働く力の大きさを算出し、各セ
グメントに働く力の大きさが一定値を越えた際、この力
を緩和する方向にスコープを屈曲制御する。
(57) [Abstract] [Purpose] To provide an endoscopic device capable of shortening examination time and preventing generation of an unreasonable force even for peristalsis of the intestinal tract. [Structure] The scope is formed by connecting a plurality of segments to form a flexible tube with an exoskeleton, and each segment 2
The contact surfaces of a and 2b have a contact surface perpendicular to the scope axis and an oblique contact surface having a normal line forming a finite angle with respect to the scope axis. An ultrasonic motor is provided at the end of each segment, multiple pressure sensors are provided on the outer circumference of each segment, the magnitude of the force acting on each segment is calculated from the pressure detected by each pressure sensor, and the magnitude of the force acting on each segment is calculated. When the value exceeds a certain value, the scope is bent and controlled in a direction to mitigate this force.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、患者の体腔内にスコ
ープを挿入し、病気の診断、治療に用いる内視鏡装置、
特に大腸等の腸管へ屈曲させながら能動的に、かつスム
ーズに挿入できる内視鏡装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an endoscope apparatus for inserting a scope into a body cavity of a patient and diagnosing and treating a disease,
In particular, the present invention relates to an endoscope device that can be actively and smoothly inserted into an intestinal tract such as the large intestine while being bent.
【0002】[0002]
【従来の技術】内視鏡装置には、屈曲形状をしている大
腸等の腸管にスコープを効率良く挿入するため、スコー
プ自体を能動的に屈曲移動させる技術が知られている。
例えば、特開昭63−136014号公報に掲載された
発明を適用した装置である。かかる装置では、スコープ
を構成する、可撓管の屈曲用アクチュエータとして、形
状記憶合金材が用いられ、各可撓セグメントの形状記憶
合金材に通す電流により形状記憶合金材自体を加熱させ
て、その収縮制御を行い、可撓管を腸管の形状に沿って
屈曲させながら挿通できるようになっている。2. Description of the Related Art For endoscope devices, there is known a technique of actively bending and moving the scope itself in order to efficiently insert the scope into a bent intestine such as the large intestine.
For example, it is a device to which the invention disclosed in JP-A-63-136014 is applied. In such a device, a shape memory alloy material is used as an actuator for bending a flexible tube that constitutes a scope, and the shape memory alloy material itself is heated by an electric current passing through the shape memory alloy material of each flexible segment, The contraction control is performed so that the flexible tube can be inserted while bending along the shape of the intestinal tract.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記内
視鏡装置では、各可撓セグメントに張設された形状記憶
合金材に電流を通すとともに、それ自体の熱を取り除く
ことにより、形状記憶合金材を、元の形状に戻したり伸
長させているので、スコープの屈曲に時間を要し、検査
時間が長くなり、結果的に患者の負担が大きくなるとい
う問題がある。又、腸管のぜん動に対する処置が無く、
腸壁等に対して無理な力が働き、腸管に傷を付ける等の
危険性が高いという問題がある。However, in the above endoscope apparatus, the shape memory alloy material is stretched by passing an electric current through the shape memory alloy material stretched over each flexible segment and removing the heat of itself. However, since the scope is returned to its original shape or extended, it takes a long time to bend the scope, resulting in a long examination time, resulting in a heavy burden on the patient. Also, there is no treatment for peristalsis of the intestinal tract,
There is a problem that unreasonable force acts on the intestinal wall and the like, and there is a high risk of damaging the intestinal tract.
【0004】この発明は、これらの問題を解決するため
になされたもので、検査時間を短縮させることができ、
腸管のぜん動に対しても無理な力が生じるのを阻止でき
る内視鏡装置を提供することを目的とする。The present invention has been made to solve these problems, and can shorten the inspection time,
It is an object of the present invention to provide an endoscope device that can prevent the generation of an unreasonable force even with respect to peristalsis of the intestinal tract.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】この発明による内視鏡装
置は、患者の体腔内にスコープを挿入し、スコープ先端
に設けたビデオカメラによって撮影した画像をモニタに
表示し、病気の診断や治療に用いる内視鏡装置におい
て、前記スコープは、円筒状の複数のセグメントを連結
してなる、外骨格によって可撓管を形成し、各セグメン
トの接触面は、スコープ軸に対して直角な接面と、スコ
ープ軸に対して有限の角度をなす法線を持った斜め接面
とを有し、各セグメントが互いに接触する、一方のセグ
メント端部に超音波モータのリング状ステータを設け、
他方のセグメント端部に前記ステータに圧接するロータ
を設け、各セグメントの外周に複数の圧力センサを設
け、各圧力センサによって検出された圧力から各セグメ
ントに働く力の大きさを算出する手段と、各セグメント
に働く力の大きさが一定値を越えた際、この力を緩和す
る方向にスコープを屈曲制御する手段とを備えたことを
特徴とする。In the endoscope apparatus according to the present invention, a scope is inserted into a body cavity of a patient and an image taken by a video camera provided at the distal end of the scope is displayed on a monitor to diagnose or treat a disease. In the endoscope apparatus used for, the scope is formed by connecting a plurality of cylindrical segments to form a flexible tube by an exoskeleton, and the contact surface of each segment is a contact surface perpendicular to the scope axis. And a diagonal contact surface having a normal line forming a finite angle with respect to the scope axis, each segment is in contact with each other, the ring-shaped stator of the ultrasonic motor is provided at one segment end,
A rotor is provided in pressure contact with the stator at the end of the other segment, a plurality of pressure sensors is provided on the outer circumference of each segment, and means for calculating the magnitude of the force acting on each segment from the pressure detected by each pressure sensor, When the magnitude of the force acting on each segment exceeds a certain value, a means for bending and controlling the scope in a direction of relaxing this force is provided.
【0006】かかる内視鏡装置には、各セグメントの超
音波モータ設置部にロータの回転角度を検出するエンコ
ーダを設けるとともに、スコープを押し出したり、巻き
戻してスコープの前進後退を制御するドラムカセットを
設け、スコープのセグメント単位の前後退に伴い、前記
エンコーダによって認識した各セグメントの回転角度を
基にして、各セグメントの屈曲角を進行方向に対して後
段のセグメントにシフトする手段を設けると良い。In such an endoscope apparatus, an encoder for detecting the rotation angle of the rotor is provided at the ultrasonic motor installation portion of each segment, and a drum cassette for pushing or rewinding the scope to control the advance / retreat of the scope is provided. It is preferable to provide means for shifting the bending angle of each segment to the subsequent segment in the traveling direction based on the rotation angle of each segment recognized by the encoder as the scope moves forward and backward in segment units.
【0007】[0007]
【作用】上記手段の内視鏡装置では、スコープを腸管の
屈曲部まで挿入した後、その屈曲部に対応するセグメン
ト連結部に設けた超音波モータを駆動させることによ
り、腸管の屈曲形状に合せてスコープを屈曲させること
ができる。この際、斜め接面である、セグメント連結部
において超音波モータを駆動させると、スコープに屈曲
が生じ、他方、直角な接面である、セグメント連結部に
おいて超音波モータを駆動させると、セグメントを同軸
上で旋回させ、スコープの屈曲方向を所望の方向に変え
ることができる。又、腸管のぜん動等による異常な力
は、圧力センサによって感知され、力の働く方向にスコ
ープが屈曲し、腸管に対して異常な力が働くのを阻止で
きるようになっている。In the endoscope apparatus of the above means, after the scope is inserted to the bent portion of the intestinal tract, the ultrasonic motor provided in the segment connecting portion corresponding to the bent portion is driven to match the bent shape of the intestinal tract. The scope can be bent. At this time, when the ultrasonic motor is driven at the segment connecting portion, which is a diagonal contact surface, the scope bends, while when the ultrasonic motor is driven at the segment connecting portion, which is a right angle contact surface, the segment is moved. The scope can be bent coaxially to change the bending direction of the scope to a desired direction. Further, an abnormal force due to peristalsis of the intestinal tract is detected by the pressure sensor, and the scope is bent in the direction of the force so that the abnormal force is prevented from acting on the intestinal tract.
【0008】かかる内視鏡装置にエンコーダを設けると
ともに、スコープの前進後退を制御するドラムカセット
を設け、各セグメントの屈曲角を進行方向に対して後段
のセグメントにシフトする手段を設ければ、スコープ挿
入時、先端側のセグメントの屈曲を遠隔操作するだけ
で、後段のセグメントについては屈曲操作をする必要が
ない。又、スコープ抜去時、ドラムカセットを駆動すれ
ば、腸管等の形状に合わせてスコープを自動的に屈曲さ
せることができるので、スコープの屈曲を遠隔操作する
必要がない。If an encoder is provided in such an endoscope apparatus, a drum cassette for controlling the advance / retreat of the scope is provided, and a means for shifting the bending angle of each segment to the subsequent segment in the traveling direction is provided, the scope is At the time of insertion, it is only necessary to remotely control the bending of the segment on the front end side, and it is not necessary to perform the bending operation on the segment at the rear stage. Further, when the scope is removed, the scope can be automatically bent according to the shape of the intestinal tract or the like by driving the drum cassette, so there is no need to remotely control the scope bending.
【0009】[0009]
【実施例】以下、図面を使用してこの発明の内視鏡の一
実施例を説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the endoscope of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0010】図1はこの発明を適用した内視鏡装置の一
実施例を示す全体図であり、(a)は正面図、(b)は
側面図である。FIG. 1 is an overall view showing an embodiment of an endoscope apparatus to which the present invention is applied. (A) is a front view and (b) is a side view.
【0011】内視鏡装置1は、ビデオカメラを先端に備
えたスコープ2と、このビデオカメラによって撮影した
画像を表示するモニタ3と、スコープ2を押し出した
り、巻き戻してスコープ2の前進後退を制御するドラム
カセット4と、画像処理等の各種機能を選択する機能ス
イッチ5やドラムカセット4の駆動制御を行うジョイス
ティック6等を備えた操作パネル7等を有する。The endoscope apparatus 1 includes a scope 2 having a video camera at its tip, a monitor 3 for displaying an image photographed by the video camera, and pushing or rewinding the scope 2 to move the scope 2 forward or backward. It has a drum cassette 4 to be controlled, a function switch 5 for selecting various functions such as image processing, an operation panel 7 having a joystick 6 for controlling driving of the drum cassette 4, and the like.
【0012】図2はスコープ2の導中部を構成するセグ
メントを示す図である。FIG. 2 is a view showing a segment which constitutes a guiding center portion of the scope 2.
【0013】スコープ2の導中部は、プラスチック製の
円筒状セグメント2a、2bを複数連結してなる、外骨
格によって構成され、各セグメント2a、2bの外周部
の適所には、図を省略したが、腸管等に働く、スコープ
の圧接力を知るために用いる、圧力センサ等が設けられ
ている。尚、スコープ2の導中部は、外骨格が患者体内
に直に接触しないよう、外骨格の外形にフィットする、
ゴム筒によって被覆されている。The guiding center portion of the scope 2 is composed of an exoskeleton formed by connecting a plurality of plastic cylindrical segments 2a and 2b, and although illustration is omitted at appropriate places on the outer peripheral portions of the respective segments 2a and 2b. A pressure sensor or the like is provided which is used to detect the pressure contact force of the scope, which acts on the intestinal tract, and the like. In addition, the guiding center portion of the scope 2 fits the outer shape of the exoskeleton so that the exoskeleton does not come into direct contact with the patient's body.
It is covered with a rubber tube.
【0014】これらセグメント2a、2bの接触面は、
スコープ軸に対して直角な接面と、スコープ軸に対して
有限の角度をなす法線を持った斜め接面とを有する。そ
して、各セグメント2a、2bの組み合わせは、スコー
プ軸に対して直角な接面はその接面同志、スコープ軸に
対して斜め接面はその接面同志を接合して行う。The contact surfaces of these segments 2a, 2b are
It has a tangent surface perpendicular to the scope axis and an oblique tangent surface having a normal line forming a finite angle with respect to the scope axis. Then, the respective segments 2a and 2b are combined by joining the respective contact surfaces at a contact surface perpendicular to the scope axis and joining the contact surfaces at an oblique contact surface with respect to the scope axis.
【0015】図4は、一組のセグメント2a、2bの組
立構造を示した部分断面図である。各セグメント接合端
部は、一方にリング状の鍔部を先端に有する小円筒部2
cが設けられ、他方に略断面コ字状の円周溝2dが設け
られている。このリング状の鍔部は、所定の部位に図を
省略した圧電素子が貼り付けられ、超音波モータのステ
ータ8として機能する。超音波モータのロータ9は、リ
ング状に形成され、セグメントの円周溝2dの壁面に取
り付けられる。そして、セグメント2a、2bを組み合
わせた際、セグメント2a、2bの接合面に設けたOリ
ング10の弾性力によりステータ8にロータ9が圧接さ
れ、このロータ9は、ステータ8の表面に生じる進行波
を受けて回転するようになっている。かかる回転の際、
ロータ側のセグメント2aは超音波モータのロータ9と
一緒に回転を行う。FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing the assembled structure of the pair of segments 2a and 2b. Each segment joining end has a small cylindrical portion 2 having a ring-shaped brim at one end.
c is provided, and the other side is provided with a circumferential groove 2d having a substantially U-shaped cross section. A piezoelectric element (not shown) is attached to a predetermined portion of the ring-shaped collar portion, and functions as the stator 8 of the ultrasonic motor. The rotor 9 of the ultrasonic motor is formed in a ring shape and is attached to the wall surface of the circumferential groove 2d of the segment. When the segments 2a and 2b are combined, the rotor 9 is pressed against the stator 8 by the elastic force of the O-ring 10 provided on the joint surface of the segments 2a and 2b. It receives and rotates. During such rotation,
The rotor-side segment 2a rotates together with the rotor 9 of the ultrasonic motor.
【0016】各セグメント2a、2bは、中空に形成さ
れ、その内部には、ビデオカメラのCCD用リード線、
体腔内の目的部位に照射するために用いる光を案内する
光ファイバ、スコープ先端に設けた鉗子を遠隔操作する
ために用いる操作ワイヤ、ビデオカメラレンズの洗浄に
用いる送気・送水チューブが配置されている。Each of the segments 2a and 2b is formed in a hollow shape, and a lead wire for a CCD of a video camera,
An optical fiber that guides the light used to irradiate the target site in the body cavity, an operation wire that is used to remotely operate the forceps provided at the distal end of the scope, and an air / water supply tube that is used to clean the video camera lens are arranged. There is.
【0017】各セグメント2a、2bの関節部に設けら
れた超音波モータ15の駆動は、その圧電素子に送る駆
動パルス数を制御することによって行う。各ステータ8
の表面に進行波が生じるよう、圧電素子を振動させる制
御信号は、リード線14によって内視鏡装置本体の制御
系から送出される。このリード線14は、各セグメント
2a、2bにより形成された外骨格に埋設され、各セグ
メント接合部では、ステータ8の裏側面に設けたリング
電極11と、ロータ側の円周溝2dの内壁面に設けたブ
ラシ電極12との接触によって導通させている。そし
て、セグメント2a、2bのステータ側には、ロータの
回転角度を検出する、エンコーダ13の検出部13aが
設けられ、ロータ側には、その検出部13aに対向する
位置にエンコーダ13の被検出部13bが設けられてい
る。又、駆動する超音波モータ15やエンコーダ13を
選択する、セグメントSW16aと、圧力センサ17の
出力信号の受信を選択する、圧力センサSW16bとに
より構成されたスイッチ回路16は、各セグメント2
a、2bごとにその内壁面に配置されている。The ultrasonic motor 15 provided at the joint portion of each segment 2a, 2b is driven by controlling the number of drive pulses sent to the piezoelectric element. Each stator 8
A control signal for vibrating the piezoelectric element so that a traveling wave is generated on the surface of the is transmitted from the control system of the endoscope apparatus main body by the lead wire 14. The lead wire 14 is embedded in the exoskeleton formed by the segments 2a and 2b, and at each segment joint, the ring electrode 11 provided on the back side surface of the stator 8 and the inner wall surface of the circumferential groove 2d on the rotor side. It is made conductive by contact with the brush electrode 12 provided at. A detecting portion 13a of the encoder 13 for detecting the rotation angle of the rotor is provided on the stator side of the segments 2a, 2b, and a detected portion of the encoder 13 is provided on the rotor side at a position facing the detecting portion 13a. 13b is provided. In addition, the switch circuit 16 configured by the segment SW 16a for selecting the ultrasonic motor 15 and the encoder 13 to be driven and the pressure sensor SW 16b for selecting reception of the output signal of the pressure sensor 17 is provided for each segment 2
Each of a and 2b is arranged on the inner wall surface.
【0018】かかる超音波モータが駆動し、関節部が斜
め接面である、ロータ側のセグメント2aがロータ9と
一緒に回転すると、図3に示すように、スコープ2に屈
曲が生じる。この屈曲角度は、セグメントの中心軸と角
度αだけ傾いた接合部では、一方のセグメントの中心軸
が他方のセグメントの中心軸に対して最大2αとなる。
他方、関節部が直角な接面である、ロータ側のセグメン
ト2bがロータ9と一緒に回転すると、セグメントが同
軸上で旋回し、スコープ2の屈曲角度を保持したまま屈
曲方向を変えることができるようになっている。When the ultrasonic motor is driven and the segment 2a on the rotor side, whose joint portion is an oblique contact surface, rotates together with the rotor 9, the scope 2 bends as shown in FIG. This bending angle is 2α at the maximum with respect to the central axis of one segment at the joint where the central axis of the segment is inclined by an angle α.
On the other hand, when the rotor-side segment 2b in which the joint part is a tangential surface rotates together with the rotor 9, the segment turns coaxially, and the bending direction can be changed while maintaining the bending angle of the scope 2. It is like this.
【0019】次に内視鏡装置を操作する際に用いる主要
回路について説明する。Next, a main circuit used when operating the endoscope apparatus will be described.
【0020】図5はこの実施例の内視鏡装置の主要回路
を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing the main circuit of the endoscope apparatus of this embodiment.
【0021】この内視鏡装置では、スコープ2の屈曲や
挿入等を遠隔操作するためにジョイスティック6a、6
bが設けられており、一方のジョイスティック6aはス
コープ2をアップ・ダウン及びライト・レフトに屈曲操
作するのに用い、他方のジョイスティック6bはスコー
プ2の前進・後退を操作するのに用いられる。尚、スコ
ープ2の前進後退の移動は、ドラムカセット4を回転さ
せることにより、1セグメントずつ行えるようになって
いる。In this endoscope apparatus, the joysticks 6a, 6a are used to remotely control bending and insertion of the scope 2.
b is provided, and one joystick 6a is used for bending the scope 2 up and down and right and left, and the other joystick 6b is used for operating the forward and backward movement of the scope 2. The forward and backward movement of the scope 2 can be performed segment by segment by rotating the drum cassette 4.
【0022】内視鏡装置のデータ処理装置としては、ビ
デオプロセッサ20、形状表示プロセッサ21、角度演
算プロセッサ22が設けられている。A video processor 20, a shape display processor 21, and an angle calculation processor 22 are provided as a data processing device of the endoscope apparatus.
【0023】ビデオプロセッサ20では、スコープ先端
に設けたビデオカメラのCCDから入力信号を受信する
とともに、モニタ3に表示する画像の映像信号を形成
し、目的部位に最適な光量で光を照射するように光源2
3を制御する。そして、ビデオカメラによって撮影した
画像、及び後記形状プロセッサ21によりアニメーショ
ン化されたスコープ2の形状画像をモニタ3に同時表示
する。The video processor 20 receives an input signal from the CCD of the video camera provided at the tip of the scope, forms a video signal of an image to be displayed on the monitor 3, and irradiates the target portion with the optimum amount of light. Light source 2
Control 3 Then, the image captured by the video camera and the shape image of the scope 2 animated by the shape processor 21 described later are simultaneously displayed on the monitor 3.
【0024】角度演算プロセッサ22では、ジョイステ
ック6a、6bから入力される操作信号に基づいて、演
算を行い、所定の駆動信号を超音波モータ駆動回路24
に送出する。これにより、この駆動信号を超音波モータ
駆動回路24が受信すると、対応するセグメント2a、
2bを対応する角度だけ回転させる。The angle calculation processor 22 performs calculation based on the operation signals input from the joysticks 6a and 6b, and outputs a predetermined drive signal to the ultrasonic motor drive circuit 24.
Send to. As a result, when the ultrasonic motor drive circuit 24 receives this drive signal, the corresponding segment 2a,
Rotate 2b by the corresponding angle.
【0025】尚、超音波モータ15が回転し、スコープ
2が屈曲すると、エンコーダ13から出力される信号を
受けて、実際に屈曲した角度情報が角度検出回路25に
よって検出され、角度演算プロセッサ22にフィードバ
ックされる。そして、角度演算プロセッサ22では、ス
コープ2が実際に屈曲した角度が演算され、形状表示プ
ロセッサ21にスコープ2の屈曲形状に関するデータが
送出される。この際、超音波モータ駆動回路24には、
スコープ2の屈曲角度とジョイスティック6a、6bに
よって指示した屈曲角度の差を示すデータが送られ、こ
の差をなくすように超音波モータ15に駆動信号が送出
され、再度同じシーケンスを繰り返し、指示した角度ま
で超音波モータ15を回転させる。又、角度演算プロセ
ッサ22では、スコープ2がドラムカセット4の駆動に
より、セグメント単位ごとに前後退を行うと、各セグメ
ントの屈曲角を進行方向に対して後段のセグメントにシ
フトする制御データが求められ、この制御信号が順次、
超音波モータ駆動回路24に送出される。When the ultrasonic motor 15 is rotated and the scope 2 is bent, a signal output from the encoder 13 is received, the angle information actually bent is detected by the angle detection circuit 25, and the angle calculation processor 22 receives it. To be fed back. Then, the angle calculation processor 22 calculates the angle at which the scope 2 is actually bent, and the data regarding the bent shape of the scope 2 is sent to the shape display processor 21. At this time, in the ultrasonic motor drive circuit 24,
Data indicating the difference between the bending angle of the scope 2 and the bending angle designated by the joysticks 6a and 6b is sent, and a drive signal is sent to the ultrasonic motor 15 so as to eliminate this difference, and the same sequence is repeated again to give the designated angle. The ultrasonic motor 15 is rotated up to. Further, in the angle calculation processor 22, when the scope 2 drives the drum cassette 4 to perform forward retreat for each segment unit, control data for shifting the bending angle of each segment to the subsequent segment with respect to the traveling direction is obtained. , This control signal is
It is sent to the ultrasonic motor drive circuit 24.
【0026】形状表示プロセッサ21では、各セグメン
トの屈曲角度データを角度演算プロセッサ22から取り
込み、演算処理を行い、スコープ2の屈曲形状を示す画
像データにした後、ビデオプロセッサ20に送出する。In the shape display processor 21, the bending angle data of each segment is fetched from the angle calculation processor 22, and the calculation processing is carried out to form image data showing the bending shape of the scope 2 and then sent to the video processor 20.
【0027】又、腸管等にスコープ2を挿入する際、管
腔がスコープ2を押すと、スコープ2の各セグメントに
取り付けられた圧力センサ17から圧力検出回路25に
圧力信号が入力される。この圧力検出回路26では、各
セグメント2a、2bに働く圧力と圧力が働く方向を演
算し、圧力が予め設定したしきい値以上のとき、圧力を
回避する方向へスコープ2を屈曲するように、角度演算
プロセッサ22に制御信号を送る。この制御信号を受け
た、角度演算プロセッサ22では、圧力を回避する方向
へスコープ2を屈曲するように超音波モータ駆動回路2
4に駆動信号を送出する。When the scope 2 pushes the scope 2 when inserting the scope 2 into the intestinal tract or the like, a pressure signal is input to the pressure detection circuit 25 from the pressure sensor 17 attached to each segment of the scope 2. In this pressure detection circuit 26, the pressure acting on each segment 2a, 2b and the direction in which the pressure acts are calculated, and when the pressure is equal to or greater than a preset threshold value, the scope 2 is bent so as to avoid the pressure. A control signal is sent to the angle calculation processor 22. Upon receiving this control signal, the angle calculation processor 22 causes the ultrasonic motor drive circuit 2 to bend the scope 2 in a direction to avoid pressure.
The drive signal is sent to 4.
【0028】次に各セグメントの超音波モータ、エンコ
ーダ、圧力センサー等の制御について説明する。Next, control of the ultrasonic motor, encoder, pressure sensor, etc. of each segment will be described.
【0029】図6は第1セグメント乃至第nセグメント
の回路構成を示す図であり、図7は各セグメントの具体
的な回路図である。FIG. 6 is a diagram showing a circuit configuration of the first segment to the nth segment, and FIG. 7 is a concrete circuit diagram of each segment.
【0030】セグメントSW(スイッチ)16aは、各
セグメントの超音波モータ15の駆動をオン・オフ切換
えするとともに、各セグメントの圧力センサ17の圧力
センサSW16bをオン・オフ切換えする。セグメント
選択信号には、各セグメントに対応した電圧の矩形波が
用いられ、そのセグメントに対応した矩形波が入力され
ると、コンパレータ31、EXORゲート32を介して
フォトカプラ33及びスイッチング素子34をオンにす
る。これにより、超音波モータ15の圧電素子には、そ
れぞれ位相の異なる高周波電圧φ0 、φ1 が印加され、
ステータ8の表面に進行波が発生してロータ9が回転
し、エンコーダ13及び圧力センサ17の電源がオンに
なる。The segment SW (switch) 16a switches on / off the drive of the ultrasonic motor 15 of each segment, and switches on / off the pressure sensor SW16b of the pressure sensor 17 of each segment. A rectangular wave having a voltage corresponding to each segment is used as the segment selection signal. When the rectangular wave corresponding to the segment is input, the photo coupler 33 and the switching element 34 are turned on via the comparator 31 and the EXOR gate 32. To As a result, high frequency voltages φ0 and φ1 having different phases are applied to the piezoelectric element of the ultrasonic motor 15,
A traveling wave is generated on the surface of the stator 8 to rotate the rotor 9, and the encoder 13 and the pressure sensor 17 are powered on.
【0031】圧力センサSW16bは、セグメントごと
に、その外周部の4箇所に取り付けられた4つの圧力セ
ンサ17の内から1つを選択する。このセンサ選択信号
には、のこぎり波が用いられ、その圧力センサ17の1
つに対応した電圧を受けると、コンパレータ31、EX
ORゲート32を介してスイッチング素子34をオンに
する。これにより、所定の圧力センサ17から出力信号
が受信できるようになっている。The pressure sensor SW16b selects, for each segment, one of the four pressure sensors 17 attached to the outer peripheral portion at four positions. A sawtooth wave is used for this sensor selection signal, and
When the voltage corresponding to one of the two is received, the comparator 31, EX
The switching element 34 is turned on via the OR gate 32. Thereby, the output signal can be received from the predetermined pressure sensor 17.
【0032】尚、R11、R12、R21、R22、R31、R3
2、R41、R42、・・・は、分圧抵抗であって、各コン
パレータ31を適当な入力電圧でオン・オフ作動させる
ために用いるものである。R11, R12, R21, R22, R31, R3
2, R41, R42, ... are voltage dividing resistors and are used for turning on / off each comparator 31 with an appropriate input voltage.
【0033】次に腸管からスコープに働く力を検出する
方法について説明する。Next, a method of detecting the force acting on the scope from the intestinal tract will be described.
【0034】図8乃至図10は圧力センサ17を用いた
圧力検出装置の第1実施例を示す図である。8 to 10 are views showing a first embodiment of the pressure detecting device using the pressure sensor 17. In FIG.
【0035】図9に示すように各セグメント2a、2b
の側面は4つの気室40に分割され、気室40の中心部
に圧力センサ17が設けられている。As shown in FIG. 9, each segment 2a, 2b
Is divided into four air chambers 40, and a pressure sensor 17 is provided at the center of the air chambers 40.
【0036】図10に示すように各セグメント2a、2
bの側壁には、外部との接触により、変形するバネ41
が中心軸を取り囲むように4本設けられている。各バネ
41の一端は固定されており、他端は屈曲して圧力セン
サ17と接する構造になっている。これらバネ41は変
形可能な防水用カバー42で被覆されている。腸管が動
き、管路の形状が変形し、腸壁がスコープ2を圧接する
と、道中管の側壁に圧力がかかり、バネ41が変形し、
圧力センサ17を圧接し、側壁に働く圧力とその方向は
圧力検出回路26によって検知できるようになってい
る。As shown in FIG. 10, each segment 2a, 2
On the side wall of b, a spring 41 is deformed by contact with the outside.
Are provided so as to surround the central axis. One end of each spring 41 is fixed, and the other end is bent to be in contact with the pressure sensor 17. These springs 41 are covered with a deformable waterproof cover 42. When the intestinal tract moves, the shape of the duct deforms, and the intestinal wall presses the scope 2 into contact, pressure is applied to the side wall of the midway duct, and the spring 41 deforms.
The pressure sensor 17 is brought into pressure contact, and the pressure acting on the side wall and its direction can be detected by the pressure detection circuit 26.
【0037】図11は圧力センサ17を用いた圧力検出
装置の第2実施例を示す図である。各セグメント2a、
2bの側壁には、第1実施例と同様なバネ43が実装さ
れ、かかるバネ43の中央には突起44が設けられてお
り、この突起44を介して圧力センサ17が圧接される
ように設けらている。以後の動作は第1実施例と同様で
ある。FIG. 11 is a diagram showing a second embodiment of the pressure detecting device using the pressure sensor 17. Each segment 2a,
A spring 43 similar to that of the first embodiment is mounted on the side wall of 2b, and a protrusion 44 is provided at the center of the spring 43, and the pressure sensor 17 is provided so as to be in pressure contact with the protrusion 44. I am The subsequent operation is similar to that of the first embodiment.
【0038】圧力検出回路26では、1セグメントに対
して4つの圧力センサに働く圧力のうち、しきい値以上
の圧力を換算し、そのセグメントに働く力の合力を求め
る。そして、角度演算プロセッサ22では、合力の働く
方向に変形して合力の大きさが減少するような方向に屈
曲するように圧力を受けているセグメント及びこれに隣
接する両側のセグメントの超音波モータ15の回転を制
御する信号を超音波モータ駆動回路24に送出するとと
もに、各セグメントに働く圧力がしきい値以下になった
際、その超音波モータ15の回転を停止するように制御
信号を超音波モータ駆動回路24に送出する。In the pressure detection circuit 26, of the pressures acting on the four pressure sensors for one segment, the pressures equal to or higher than the threshold value are converted to obtain the resultant force of the forces acting on the segment. Then, in the angle calculation processor 22, the ultrasonic motors 15 of the segment receiving pressure so as to be deformed in the direction in which the resultant force acts and bent in the direction in which the magnitude of the resultant force decreases and the segments on both sides adjacent to this segment. A signal for controlling the rotation of the ultrasonic motor 15 is sent to the ultrasonic motor drive circuit 24, and when the pressure acting on each segment becomes equal to or less than the threshold value, the ultrasonic motor 15 is controlled to stop the rotation of the ultrasonic motor 15. It is sent to the motor drive circuit 24.
【0039】次に内視鏡装置を使用して大腸を検査する
方法について説明する。Next, a method of examining the large intestine using the endoscope device will be described.
【0040】先ず、患者の肛門にスコープ2の先端を挿
入した後、ジョイスティック6aを用い、前進モードに
してスコープを前進させる。この際、スコープ2の先端
に設けられたビデオカメラによって撮影された画像をモ
ニタ3で観察して管腔の方向を判断し、患者体内でのス
コープ2の屈曲形状を大腸の消化管の形状になるよう、
ジョイスティック6bを用い、スコープ先端の数個のセ
グメント2a、2bを屈曲させてアングル操作を行う。
そして、スコープ2の1セグメントの前進移動に伴って
各屈曲角度は、後段のセグメントの屈曲角度にシフトさ
れる。尚、ぜん動等による、腸管の動きによりスコープ
2が圧迫されたり、移動する場合は腸管の動きによって
生じた力を回避する方向にスコープ2の関節を屈曲させ
る変形を繰り返す。かかる操作を繰り返すことによって
スコープ2は所定の位置まで挿入される。検査が終了し
た後は、ジョイスティック6a、6bを用い、スコープ
2の走行状態を後退モードにする。これによってドラム
カセット4が駆動し、スコープ2は屈曲しながら1セグ
メントずつ巻き取られ、大腸の屈曲形状に沿って大腸内
から自動的に抜去される。First, after inserting the tip of the scope 2 into the anus of the patient, the scope is moved forward using the joystick 6a in the forward mode. At this time, the image taken by the video camera provided at the tip of the scope 2 is observed on the monitor 3 to determine the direction of the lumen, and the bent shape of the scope 2 in the patient's body is changed to the shape of the digestive tract of the large intestine. So that
Using the joystick 6b, several segments 2a and 2b at the tip of the scope are bent to perform an angle operation.
Then, with the forward movement of one segment of the scope 2, each bending angle is shifted to the bending angle of the subsequent segment. In addition, when the scope 2 is compressed or moved by the movement of the intestinal tract due to peristalsis or the like, the deformation of bending the joint of the scope 2 is repeated in the direction in which the force generated by the movement of the intestinal tract is avoided. By repeating this operation, the scope 2 is inserted to a predetermined position. After the inspection is completed, the joysticks 6a and 6b are used to set the traveling state of the scope 2 to the backward mode. As a result, the drum cassette 4 is driven, and the scope 2 is wound one segment at a time while bending, and is automatically removed from the large intestine along the bent shape of the large intestine.
【0041】尚、抜去時における内視鏡装置の制御方法
としては、先端側のセグメント2a、2bを除いて、各
セグメントの超音波モータ15が完全にフリーの状態に
なるようにしても良い。これにより、スコープ2の道中
管部に圧力が働いた場合、超音波モータ15に駆動パル
スを送らずに圧力を回避する方向にロータ9を回転させ
ることができる。この場合でもエンコーダ13は機能さ
せ、超音波モータ15の回転角度は常にモニタする。As a control method of the endoscope apparatus at the time of withdrawal, the ultrasonic motor 15 of each segment may be completely freed except for the segments 2a and 2b on the tip side. As a result, when pressure acts on the midway pipe portion of the scope 2, the rotor 9 can be rotated in a direction in which the pressure is avoided without sending a drive pulse to the ultrasonic motor 15. Even in this case, the encoder 13 is made to function and the rotation angle of the ultrasonic motor 15 is constantly monitored.
【0042】[0042]
【発明の効果】この発明の内視鏡装置では、セグメント
の連結部ごとに設けた超音波モータが回転することによ
り、スコープ自体を屈曲させながら体内に挿入させるこ
とができるので、S字結腸等に挿入する場合でもスライ
ディングチューブ等を用い、スコープを案内する必要が
なくなる。又、ドラムカセット等を設けた内視鏡装置で
は、スコープ挿入の際、その先端側に設けられたセグメ
ントの屈曲角が後段のセグメントにシフトされるので、
個々のセグメントの屈曲操作を行う必要がなく、オペレ
ータの操作負担が軽減される。In the endoscope apparatus according to the present invention, the ultrasonic motor provided for each connecting portion of the segments is rotated so that the scope itself can be bent and inserted into the body. It is not necessary to use a sliding tube or the like to guide the scope even when it is inserted into the body. Further, in an endoscope device provided with a drum cassette or the like, when the scope is inserted, the bending angle of the segment provided on the distal end side is shifted to the segment in the subsequent stage,
Since it is not necessary to perform bending operation for each segment, the operation load on the operator is reduced.
【0043】更に、腸管のぜん動等による異常な力は、
圧力センサによって感知され、力の働く方向にスコープ
が屈曲しするので、腸壁等に対して無理な力が働くこと
により、腸管に傷を付けるような事故を阻止できる。
又、スコープが消化管の形状に沿って走行するので、ス
コープ挿入の際に患者に与える苦痛が軽減され、検査時
間が短縮される。Further, the abnormal force due to peristalsis of the intestinal tract is caused by
Since the scope is bent in the direction in which the force is applied by being sensed by the pressure sensor, it is possible to prevent an accident that may damage the intestinal tract by exerting an unreasonable force on the intestinal wall or the like.
Further, since the scope runs along the shape of the digestive tract, the pain to the patient when inserting the scope is reduced, and the examination time is shortened.
【図1】この発明を適用した内視鏡装置の一実施例を示
す全体図である。FIG. 1 is an overall view showing an embodiment of an endoscope apparatus to which the present invention is applied.
【図2】スコープの構造の主要部を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a main part of a structure of a scope.
【図3】同実施例の可撓管の屈曲状態を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a bent state of the flexible tube of the same embodiment.
【図4】一組のセグメントの組立構造を示した部分断面
図である。FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing an assembly structure of a set of segments.
【図5】この実施例の内視鏡装置の主要回路を示すブロ
ック図である。FIG. 5 is a block diagram showing a main circuit of the endoscope apparatus of this embodiment.
【図6】第1セグメント乃至第nセグメントの回路構成
を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a circuit configuration of first to n-th segments.
【図7】各セグメントの具体的な回路構成を示す回路図
である。FIG. 7 is a circuit diagram showing a specific circuit configuration of each segment.
【図8】センサ等を取り付けた第1実施例のセグメント
の外観を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing an appearance of a segment of the first embodiment to which a sensor and the like are attached.
【図9】同実施例のセグメント外周部を示す横断面図で
ある。FIG. 9 is a cross-sectional view showing the outer peripheral portion of the segment of the embodiment.
【図10】同実施例のセグメント外周部を示す縦断面図
である。FIG. 10 is a vertical sectional view showing an outer peripheral portion of a segment according to the embodiment.
【図11】第2実施例のセグメント外周部を示す縦断面
図である。FIG. 11 is a vertical sectional view showing an outer peripheral portion of a segment according to a second embodiment.
1 内視鏡装置 2 スコープ 2a、2b セグメント 3 モニタ 4 ドラムカセット 5 機能スイッチ 6、6a、6b ジョイスティック 8 ステータ 9 ロータ 10 Oリング 11 リング電極 12 ブラシ電極 13 エンコーダ 14 リード線 16a セグメントSW 16b 圧力センサSW 20 ビデオプロセッサ 21 形状表示プロセッサ 22 角度演算プロセッサ 23 光源 24 超音波モータ駆動回路 25 角度検出回路 26 圧力検出回路 1 Endoscope Device 2 Scope 2a, 2b Segment 3 Monitor 4 Drum Cassette 5 Function Switch 6, 6a, 6b Joystick 8 Stator 9 Rotor 10 O-ring 11 Ring Electrode 12 Brush Electrode 13 Encoder 14 Lead Wire 16a Segment SW 16b Pressure Sensor SW 20 Video Processor 21 Shape Display Processor 22 Angle Calculation Processor 23 Light Source 24 Ultrasonic Motor Drive Circuit 25 Angle Detection Circuit 26 Pressure Detection Circuit
Claims (2)
ープ先端に設けたビデオカメラによって撮影した画像を
モニタに表示し、病気の診断や治療に用いる内視鏡装置
において、 前記スコープは、円筒状の複数のセグメントを連結して
なる、外骨格によって可撓管を形成し、各セグメントの
接触面は、スコープ軸に対して直角な接面と、スコープ
軸に対して有限の角度をなす法線を持った斜め接面とを
有し、各セグメントが互いに接触する、一方のセグメン
ト端部に超音波モータのリング状ステータを設け、他方
のセグメント端部に前記ステータに圧接するロータを設
け、各セグメントの外周に複数の圧力センサを設け、各
圧力センサによって検出された圧力から各セグメントに
働く力の大きさを算出する手段と、各セグメントに働く
力の大きさが一定値を越えた際、この力を緩和する方向
にスコープを屈曲制御する手段とを備えたことを特徴と
する内視鏡装置。1. An endoscope apparatus for inserting a scope into a body cavity of a patient, displaying an image captured by a video camera provided at the distal end of the scope on a monitor, and diagnosing or treating a disease, wherein the scope is a cylinder. A flexible tube is formed by an exoskeleton, which is formed by connecting multiple segment-shaped segments, and the contact surface of each segment forms a finite angle with the tangent surface that is perpendicular to the scope axis. An oblique contact surface having a line, each segment is in contact with each other, a ring-shaped stator of an ultrasonic motor is provided at one segment end, and a rotor for press-contacting the stator is provided at the other segment end, A means for calculating the magnitude of the force acting on each segment from the pressure detected by each pressure sensor by providing multiple pressure sensors on the outer circumference of each segment, and the magnitude of the force acting on each segment Is when a exceeds a predetermined value, the endoscope apparatus characterized by comprising a means for bending controlling a scope in a direction to relieve this force.
ータの回転角度を検出するエンコーダを設け、スコープ
を押し出したり、巻き戻してスコープの前進後退を制御
するドラムカセットを設けるとともに、スコープのセグ
メント単位の前後退に伴い、前記エンコーダによって認
識した各セグメントの回転角度を基にして、各セグメン
トの屈曲角を進行方向に対して後段のセグメントにシフ
トする手段を設けたことを特徴とする請求項1記載の内
視鏡装置。2. An ultrasonic motor installation portion of each segment is provided with an encoder for detecting a rotation angle of a rotor, and a drum cassette for pushing or rewinding the scope to control forward and backward movement of the scope is provided. 2. A means for shifting the bending angle of each segment to a subsequent stage segment in the traveling direction is provided based on the rotation angle of each segment recognized by the encoder in accordance with the forward and backward movement of 1. The endoscopic device described.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4167097A JPH067286A (en) | 1992-06-25 | 1992-06-25 | Endoscope device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4167097A JPH067286A (en) | 1992-06-25 | 1992-06-25 | Endoscope device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH067286A true JPH067286A (en) | 1994-01-18 |
Family
ID=15843373
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4167097A Pending JPH067286A (en) | 1992-06-25 | 1992-06-25 | Endoscope device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH067286A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007322918A (en) * | 2006-06-02 | 2007-12-13 | Olympus Corp | Endoscopic device |
| JP2019037353A (en) * | 2017-08-23 | 2019-03-14 | 敏明 高橋 | Arthroscope operation system |
-
1992
- 1992-06-25 JP JP4167097A patent/JPH067286A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007322918A (en) * | 2006-06-02 | 2007-12-13 | Olympus Corp | Endoscopic device |
| JP2019037353A (en) * | 2017-08-23 | 2019-03-14 | 敏明 高橋 | Arthroscope operation system |
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