[go: up one dir, main page]

CN114746000A - 内窥镜系统和内窥镜的插入部的刚性变更方法 - Google Patents

内窥镜系统和内窥镜的插入部的刚性变更方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114746000A
CN114746000A CN201980102381.5A CN201980102381A CN114746000A CN 114746000 A CN114746000 A CN 114746000A CN 201980102381 A CN201980102381 A CN 201980102381A CN 114746000 A CN114746000 A CN 114746000A
Authority
CN
China
Prior art keywords
rigidity
unit
bending
section
variable
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201980102381.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114746000B (zh
Inventor
高桥毅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Corp filed Critical Olympus Corp
Publication of CN114746000A publication Critical patent/CN114746000A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114746000B publication Critical patent/CN114746000B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/005Flexible endoscopes
    • A61B1/009Flexible endoscopes with bending or curvature detection of the insertion part
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00064Constructional details of the endoscope body
    • A61B1/00071Insertion part of the endoscope body
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/005Flexible endoscopes
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/005Flexible endoscopes
    • A61B1/0051Flexible endoscopes with controlled bending of insertion part
    • A61B1/0055Constructional details of insertion parts, e.g. vertebral elements
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/005Flexible endoscopes
    • A61B1/0051Flexible endoscopes with controlled bending of insertion part
    • A61B1/0057Constructional details of force transmission elements, e.g. control wires

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Endoscopes (AREA)

Abstract

具有:插入部(11),其具有用于供处置器具贯插的通道,该插入部(11)插入于被检体;刚性可变部(112),其设置于插入部(11),能够部分地变更插入部(11)的刚性;形状分析部(304),其分析插入部(11)的形状;处置判断部(306),其检测要进行使用处置器具的处置的情况;屈曲部检测部(305),其根据形状分析部(304)的检测结果,检测在插入部(11)形成有屈曲部的情况;以及刚性控制部(302),其控制刚性可变部(112)的刚性,在形状分析部(304)检测出在插入部(11)形成有屈曲部、且处置判断部(306)检测出要进行使用处置器具的处置时,刚性控制部(302)进行提高屈曲部内位于基端侧的刚性可变部(112)的刚性的控制。

Description

内窥镜系统和内窥镜的插入部的刚性变更方法
技术领域
本发明涉及内窥镜系统和内窥镜的插入部的刚性变更方法,涉及包含内窥镜的内窥镜系统和内窥镜的插入部的刚性变更方法,该内窥镜具有内设有刚性可变部的插入部。
背景技术
以往,将具有挠性的细长的插入部向被检体内的深部插入的技术被广泛公知,例如在医疗领域中,使用具有细长的插入部的内窥镜对该被检体的内部的被摄体进行观察、或者进行各种治疗处置的技术被广泛公知。
这种内窥镜的插入部通常构成为从前端起依次配设有前端硬质部、弯曲部、柔性部(挠性管部)。另外,在将该内窥镜插入部向作为被检体的体腔内插入时,手术医生一边把持柔性部(挠性管部)并将该插入部压入到体腔内,一边对配设于内窥镜的操作部的操作旋钮进行操作,由此使弯曲部向期望的方向弯曲。
另一方面,作为使用具有这种插入部的内窥镜进行各种治疗处置的例子,已知有将规定的处置器具贯插到设置于内窥镜的通道中并使用该处置器具进行治疗的例子。例如,已知有在进行内窥镜粘膜下层剥离术(ESD)等治疗处置的情况下,使用从设置于内窥镜的通道开口导出的所谓IT刀等处置器具进行病变的切开的例子。
在该处置中,在使IT刀接近作为目标的病变之后,一边运用插入部前端部的弯曲操作、扭转操作或进退操作等操作,一边利用该IT刀进行切开。这里,在使IT刀沿着病变切开的作业中,为了进行准确的处置,需要将内窥镜的操作部(也是内窥镜的把持部)的操作(弯曲、扭转或进退)可靠地传递到前端部。
另一方面,在将细长的插入部插入到被检体的体腔内的情况下,有时插入部在该体腔内成为弯曲状态,但也存在在这样的插入部弯曲的状态下进行如上所述的使用IT刀等的治疗处置的场景。
这里,例如,在插入部弯曲的状态下、即在插入部的一部分产生屈曲部的状态下进行插入部的扭转操作的情况下,以该屈曲部与体内壁的接触点为支点,插入部前端部伴随扭转操作而进行动作。但是,在体腔内,受到粘液等的影响,作为支点的屈曲部成为容易滑动的状态。当在这样的屈曲部容易滑动的状态下进行扭转插入部的操作时,有可能难以按照意图对插入部前端部进行操作。
另外,在插入部的一部分产生屈曲部的状态的情况下,也考虑将屈曲部按压于体内壁而实现扭转操作的稳定性,但若作为支点的屈曲部的按压力弱,则如上述那样在容易滑动的状态下有可能使插入部前端部容易晃动,而导致缺乏稳定性。
另外,本申请的申请人在WO2016/151846号公报中提出了能够根据内窥镜的插入部的插入状态(弯曲状态)而使弯曲刚性(硬度)变化的内窥镜系统,但该内窥镜系统通过提高插入部的弯曲部的前端侧刚性来实现插入部前端部的插入性的提高。另一方面,在进行将处置器具贯插到插入部通道中的处置时,期望如下的技术:提高弯曲部的基端侧的刚性,以便提高该处置中的近前操作的稳定性。
本发明是鉴于上述情况而完成的,其目的在于提供能够通过提高在内窥镜插入部产生的屈曲部的按压力来实现治疗处置操作的稳定性的内窥镜系统和内窥镜的插入部的刚性变更方法。
发明内容
用于解决课题的手段
本发明的一个方式为内窥镜系统,该内窥镜系统具有:插入部,其具有用于供处置器具贯插的通道,该插入部从前端侧插入于被检体;1个以上的刚性可变部,它们设置于所述插入部,能够部分地变更所述插入部的刚性;形状检测部,其直接或间接地检测所述插入部的形状;处置判断部,其检测要进行使用所述处置器具的处置的情况;屈曲部检测部,其根据所述形状检测部的检测结果,检测在所述插入部形成有屈曲部的情况;以及刚性控制部,其控制所述刚性可变部的刚性,在所述形状检测部检测出在所述插入部形成有屈曲部、且所述处置判断部检测出要进行使用所述处置器具的处置时,所述刚性控制部进行提高所述屈曲部内位于基端侧的所述刚性可变部的刚性的控制。
另外,本发明的一个方式为内窥镜的插入部的刚性变更方法,其中,所述内窥镜包含:所述插入部,其具有用于供处置器具贯插的通道,该插入部从前端侧插入于被检体;以及1个以上的刚性可变部,它们设置于所述插入部,能够部分地变更所述插入部的刚性;在所述插入部形成有屈曲部、且要进行使用所述处置器具的处置时,提高所述屈曲部内的位于基端侧的所述刚性可变部的刚性。
附图说明
图1是示出本发明的第一实施方式的内窥镜系统的结构的框图。
图2是示出第一实施方式的内窥镜系统的电气结构的框图。
图3是示出在第一实施方式的内窥镜系统中,在将内窥镜插入部插入到被检体的体腔内时,在插入部产生了屈曲部时的刚性可变部的控制的说明图。
图4是示出在第一实施方式的内窥镜系统中,内窥镜插入部中的屈曲部按压体内壁的情形的主要部分放大图。
图5是用于说明在第一实施方式的内窥镜系统中,内窥镜插入部中的屈曲部的产生状况的图。
图6是示出本发明的第二实施方式的内窥镜系统的电气结构的框图。
图7是示出本发明的第三实施方式的内窥镜系统的结构的框图。
图8是示出第三实施方式的内窥镜系统的电气结构的框图。
图9是用于说明在第三实施方式的内窥镜系统中,内窥镜插入部中的屈曲部的产生状况的图。
图10是示出本发明的第四实施方式的内窥镜系统的结构的框图。
图11是示出第四实施方式的内窥镜系统的电气结构的框图。
图12是示出在第四实施方式的内窥镜系统中,在将内窥镜插入部插入到被检体的体腔内时,在插入部产生了屈曲部时的刚性可变部的控制的说明图。
图13是示出在第四实施方式的内窥镜系统中,内窥镜插入部中的屈曲部按压体内壁的情形的主要部分放大图。
图14是示出本发明的第五实施方式的内窥镜系统的结构的框图。
图15是示出第五实施方式的内窥镜系统的电气结构的框图。
图16是示出第五实施方式的内窥镜系统中的处置器具贯插传感器的主要部分放大图。
图17是示出第五实施方式的内窥镜系统中的处置器具贯插传感器的主要部分放大立体图。
图18是示出本发明的第六实施方式的内窥镜系统的电气结构的框图。
图19是说明在第六实施方式的内窥镜系统中,接收到图像处理信息的处置判断部的判断的图。
图20是用于说明本发明的第七实施方式的内窥镜系统中的插入部稳定度计算部的作用的图。
图21是用于说明第七实施方式的内窥镜系统中的插入部稳定度计算部的作用的图。
图22是用于说明第七实施方式的内窥镜系统中的插入部稳定度计算部的作用的图。
图23是示出能够作为第一~第七实施方式的内窥镜系统中的刚性可变部来应用的其他结构例的图。
图24是示出能够作为第一~第七实施方式的内窥镜系统中的刚性可变部来应用的其他结构例的图。
图25是示出能够作为第一~第七实施方式的内窥镜系统中的刚性可变部来应用的其他结构例的图。
图26是示出能够作为第一~第七实施方式的内窥镜系统中的刚性可变部来应用的其他结构例的图。
图27是示出能够作为第一~第七实施方式的内窥镜系统中的刚性可变部来应用的其他结构例的图。
图28是示出能够作为第一~第七实施方式的内窥镜系统中的刚性可变部来应用的其他结构例的图。
具体实施方式
下面,使用附图对本发明的实施方式进行说明。
<第一实施方式>
图1是示出本发明的第一实施方式的内窥镜系统的结构的框图,图2是示出第一实施方式的内窥镜系统的电气结构的框图。
另外,第一实施方式的内窥镜系统1设想为包含插入到被检体的肠管中的、所谓大肠内窥镜的内窥镜系统。
如图1所示,本第一实施方式的内窥镜系统1例如构成为具有内窥镜10、光源装置20、主体装置30、插入形状检测装置40、输入装置50以及显示装置60。
内窥镜10构成为具有:插入部11,其插入到被检体内;操作部12,其设置于插入部11的基端侧;通用线缆13,其从操作部12延伸设置;以及通道开口部18,其用于供处置器具贯插。另外,内窥镜10构成为经由设置在通用线缆13的端部的镜体连接器13A而相对于光源装置20装卸自如地与光源装置20连接。
并且,内窥镜10构成为经由电连接器14A而相对于主体装置30装卸自如地与主体装置30连接,该电连接器14A设置在从镜体连接器13A延伸出的电缆14的端部。另外,在插入部11、操作部12以及通用线缆13的内部设置有用于传送从光源装置20提供的照明光的光导(未图示)。
插入部11构成为具有挠性和细长形状。另外,插入部11构成为从前端侧依次设置硬质的前端部11A、形成为弯曲自如的弯曲部11B以及具有挠性的长条的挠性管部11C。
这里,在前端部11A、弯曲部11B以及挠性管部11C的内部设置有源线圈组113(参照图2),该源线圈组113是将产生磁场的多个源线圈沿着插入部11的长度方向以规定的间隔进行配置而得的,该磁场与从主体装置30提供的线圈驱动信号对应。另外,该源线圈组113构成所谓的内窥镜插入形状检测装置(UPD)。
在前端部11A设置有用于向被摄体射出通过在插入部11的内部设置的光导而传送的照明光的照明窗(未图示)。另外,在前端部11A设置有摄像部111(参照图2),该摄像部111构成为进行与从主体装置30提供的摄像控制信号对应的动作,并且对被经由照明窗射出的照明光照明的被摄体进行拍摄而输出摄像信号。摄像部111例如构成为具有CMOS图像传感器、CCD图像传感器等图像传感器。
弯曲部11B构成为能够根据设置于操作部12的角度旋钮121的操作而弯曲。
另外,在相当于从弯曲部11B的基端部到挠性管部11C的前端部的规定的范围的刚性可变范围的内部,沿着插入部11的长度方向设置有刚性可变部112,该刚性可变部112构成为能够根据主体装置30的控制而使该刚性可变范围的弯曲刚性变化,详细情况在后面说明。关于刚性可变部112的具体结构等,在后面详细说明。
另外,以下为了便于说明,将“弯曲刚性”简称为“刚性”而适当地略记。另外,在本实施方式中,前述的刚性可变范围只要设置于插入部11的至少一部分的范围即可。
操作部12构成为具有用户能够把持并进行操作的形状。另外,在操作部12设置有角度旋钮121,该角度旋钮121构成为能够进行用于使弯曲部11B向与插入部11的长度轴交叉的上下左右(UDLR)这4个方向弯曲的操作。另外,在操作部12设置有能够进行与用户的输入操作对应的指示的1个以上的镜体开关122。
光源装置20例如构成为具有1个以上的LED或1个以上的灯作为光源。另外,光源装置20构成为产生用于对插入部11所插入的被检体内进行照明的照明光,并且能够将该照明光向内窥镜10提供。另外,光源装置20构成为能够根据从主体装置30提供的系统控制信号而使照明光的光量变化。
主体装置30构成为经由线缆15而以相对于插入形状检测装置40装卸自如的方式与该插入形状检测装置40连接。另外,主体装置30构成为经由线缆16而以相对于输入装置50装卸自如的方式与该输入装置50连接。并且,主体装置30构成为经由线缆17而以相对于显示装置60装卸自如的方式与该显示装置60连接。
另外,主体装置30构成为进行与来自输入装置50以及镜体开关122和角度旋钮121的指示对应的动作。另外,主体装置30构成为根据从内窥镜10输出的摄像信号而生成内窥镜图像,并且进行用于使显示装置60显示该生成的内窥镜图像的动作。并且,主体装置30构成为生成用于控制内窥镜10和光源装置20的动作的各种控制信号并输出。
在本实施方式中,主体装置30构成为,在后述的刚性控制部302中,基于从插入形状检测装置40输出的插入形状信息(后述)等来控制刚性可变部112的驱动状态(参照图2)。
<本实施方式中的刚性可变部112的结构>
这里,对在本第一实施方式中采用的所述刚性可变部112的结构进行说明。
在本第一实施方式中,刚性可变部112例如作为具有未图示的线圈加热器和形状记忆部件的致动器而构成,在从弯曲部11B的基端部到挠性管部11C的前端部的规定的范围(优选为150mm以下)内沿着插入部11的长度方向设置。另外,在本实施方式中,刚性可变部112作为与长度方向垂直的截面呈同一形状的棒状的致动器而构成。
所述线圈加热器例如是通过将镍铬合金线等热传导率高的线(巻線)呈圆筒状卷绕而形成的,由此,该刚性可变部112构成为根据刚性控制部302的控制而发热。
另一方面,刚性可变部112中的所述形状记忆部件例如形成为包含镍钛等形状记忆合金的细长的部件,以贯插到所述线圈加热器的内部空间中的状态配置。该形状记忆部件构成为能够根据从线圈加热器发出的热而使弹性变化。
具体而言,该形状记忆部件例如构成为,在由于从线圈加热器发出的热而被加热到至少比常温高的温度TN以上的情况下,成为具有用于恢复到与预先记忆的形状相当的直线形状的复原力的高弹性状态。
另外,形状记忆部件例如构成为,在由于未从线圈加热器发出热等主要原因而未被加热至温度TN以上的情况下,成为不具有用于恢复到与预先记忆的形状相当的直线形状的复原力的低弹性状态。
另外,在本第一实施方式中,刚性可变部112作为具有线圈加热器和形状记忆部件的致动器而构成,但刚性可变部112的结构并不限于此,例如,如图23~图28所示那样,能够采用各种结构。另外,关于该刚性可变部112的其他结构例,在后面详细说明。
返回到图2,插入形状检测装置40构成所谓的内窥镜插入形状检测装置(UPD),构成为检测从设置于插入部11的源线圈组113发出的磁场,并且基于该检测出的磁场的强度而获取源线圈组113中包含的多个源线圈各自的位置。
另外,插入形状检测装置40构成为,基于如上述那样获取的多个源线圈各自的位置来计算插入部11的插入形状,并且生成表示该计算出的插入形状的插入形状信息并向主体装置30输出。关于插入形状检测装置40,在后面详细说明。
输入装置50例如构成为具有鼠标、键盘或者触摸面板等那样的由用户进行操作的1个以上的输入接口。另外,输入装置50构成为能够向主体装置30输出与用户的操作对应的指示。
显示装置60例如构成为具有液晶监视器等。另外,显示装置60构成为能够在画面上显示从主体装置30输出的内窥镜图像等。
<插入形状检测装置40的结构>
如图2所示,插入形状检测装置40构成为具有接收天线401和插入形状信息获取部402。
接收天线401例如构成为具有多个线圈,该多个线圈用于对从源线圈组113中包含的多个源线圈分别发出的磁场三维地进行检测。另外,接收天线401构成为检测从源线圈组113中包含的多个源线圈分别发出的磁场,并且生成与该检测出的磁场的强度对应的磁场检测信号并向插入形状信息获取部402输出。
插入形状信息获取部402构成为,基于从接收天线401输出的磁场检测信号而获取源线圈组113中包含的多个源线圈各自的位置。
另外,插入形状信息获取部402构成为,基于如上述那样获取的多个源线圈各自的位置来计算插入部11的插入形状,并且生成表示该计算出的插入形状的插入形状信息并向主体装置30中的刚性控制部302和形状分析部304输出。
具体而言,插入形状信息获取部402获取空间坐标系中的多个三维坐标值来作为源线圈组113中包含的多个源线圈各自的位置,该空间坐标系是例如以将插入部11所插入的被检体的规定的位置(肛门等)作为原点或基准点的方式假想地设定的。
另外,插入形状信息获取部402例如进行用于对如上述那样获取的多个三维坐标值进行插值的插值处理,来作为用于计算插入部11的插入形状的处理。
另外,在本实施方式中,关于插入形状检测装置40的各部,可以构成为电子电路,或者也可以构成为FPGA(Field Programmable Gate Array:现场可编程门阵列)等集成电路中的电路块。另外,在本实施方式中,例如也可以是插入形状检测装置40构成为具有1个以上的处理器(CPU等)。
<主体装置30的内部结构>
接着,参照图2对本实施方式中的主体装置30的内部结构进行说明。
图2是示出第一实施方式的内窥镜系统的电气结构的框图。
在本实施方式中,如图2所示,主体装置30构成为具有控制部301、刚性控制部302、图像处理部303、形状分析部304、屈曲部检测部305以及处置判断部306。
控制部301构成为生成用于控制摄像部111的摄像动作的摄像控制信号并输出。另外,控制部301构成为生成用于驱动源线圈组113中包含的各源线圈的线圈驱动信号并输出。
另外,控制部301构成为生成用于进行与来自输入装置50以及镜体开关122、角度旋钮121的指示对应的动作的系统控制信号,并且将该生成的系统控制信号除了向光源装置20输出之外,还向图像处理部303等电路部输出。
并且,控制部301对刚性控制部302、形状分析部304、屈曲部检测部305以及处置判断部306的动作进行控制,详细情况在后面说明。
图像处理部303构成为,根据从控制部301输出的系统控制信号,对从内窥镜10输出的摄像信号实施规定的处理,由此生成内窥镜图像,并且将该生成的内窥镜图像向显示装置60输出。
<形状分析部304>
形状分析部304在控制部301的控制下,获取来自插入形状检测装置40中的所述插入形状信息获取部402的插入形状信息,并基于该形状信息来分析插入到被检体的体腔内的内窥镜插入部11的形状。具体而言,计算弯曲的插入部11的曲率半径,并将该计算的结果向后级的屈曲部检测部305送出。另外,在本实施方式中,形状分析部304计算插入部11的曲率半径,但不限于此,也可以计算曲率本身。
<屈曲部检测部305>
屈曲部检测部305在控制部301的控制下,基于在形状分析部304中计算出的插入部11的曲率半径的值来检测在插入部11是否产生了屈曲部。具体而言,在形状分析部304中计算出的插入部11的曲率半径的值为规定值以下的情况下,判断为在插入部11的弯曲部的一部分形成有“屈曲部”,并将该判断的结果向后级的刚性控制部302输出。
并且,屈曲部检测部305在判断为在插入部11形成有该“屈曲部”时,计算刚性可变部112的刚性可变控制长度(参照图5)。具体而言,根据该“屈曲部”的屈曲状态、即根据该屈曲部的曲率半径的大小以及该屈曲部所产生的位置等状态,需要控制对对应的刚性可变部112的刚性进行可变控制的长度(距弯曲部的基端部的长度),因此在本实施方式中,屈曲部检测部305判断为在插入部11形成有该“屈曲部”,并且计算该刚性可变控制长度。例如,屈曲部检测部305通过事先存储屈曲率的分布与刚性可变控制长度的关系来计算刚性可变控制长度。
另外,如上所述,当插入部11弯曲而产生“屈曲部”时,屈曲部检测部305将形成有该“屈曲部”这一情况传递至刚性控制部302,刚性控制部302接收该情况,如后述那样进行控制以提高刚性可变部112的刚性,但若仅通过使插入部11进行弯曲操作来提高刚性可变部112的刚性,反而会产生不良情况。
本申请发明鉴于上述情况,其特征在于,并非仅将在插入部11产生了屈曲部作为刚性控制开始的条件,如后所述,手术医生进行着使用处置器具的处置也是刚性控制开始的条件。
<处置判断部306>
另一方面,处置判断部306在控制部301的控制下,判断是否要由手术医生进行规定的处置。在本实施方式中,该规定的处置是指手术医生将内窥镜10中的插入部11插入到被检体的体腔内,进而在从该内窥镜10中的所述通道开口部18朝向处置器具贯插通道贯插了规定的处置器具125的状态下使用该处置器具对被检体实施的处置。
即,在本实施方式中,处置判断部306判断是否要进行如下处置:在手术医生首先将插入部11插入到被检体的体腔内,进而从所述通道开口部18朝向处置器具贯插通道贯插了规定的处置器具125时,在被检体的体腔内使用该处置器具的处置。
具体而言,在本第一实施方式中,处置判断部306接收来自操作部12中的镜体开关122的接通信号,判断为要进行使用该处置器具的处置。
<刚性控制部302>
刚性控制部302构成为,在控制部301的控制下,基于从插入形状检测装置40中的插入形状信息获取部402输出的插入形状信息,进行用于控制刚性可变部112的驱动状态的动作。如上所述,刚性可变部112通过刚性控制部302进行刚性的可变控制。
刚性控制部302构成为具有未图示的驱动电路、存储器以及控制电路。驱动电路根据该控制电路的控制来控制上述刚性可变部112中的线圈加热器。另外,在存储器中保存有规定的刚性控制信息。例如,保存有如下刚性控制信息,该刚性控制信息包含表示插入部11中的刚性可变范围的信息以及表示与为了刚性可变部112的控制而计算出的规定的参数对应的阈值的信息。控制电路基于从存储器读入的刚性控制信息和从插入形状信息获取部402输出的插入形状信息来控制驱动电路。
这样,本第一实施方式的刚性可变部112首先通过主体装置30中的刚性控制部302,例如进行用于使插入部11中的刚性可变范围的弯曲刚性沿着从该刚性可变范围的中央部至两端部的方向依次增加的动作。
另一方面,在本第一实施方式中,刚性控制部302在控制部301的控制下,基于来自屈曲部检测部305和处置判断部306的信号而控制刚性可变部112的刚性。
具体而言,在本第一实施方式中,刚性控制部302获取所述屈曲部检测部305中的检测结果,在基于该检测结果而判断为在插入部11的一部分形成有规定的“屈曲部”的情况下,获取处置判断部306中的检测结果,在基于该检测结果而判断为要进行使用规定的处置器具125的处置时,进行提高该“屈曲部”内位于基端侧的所述刚性可变部112的刚性的控制。
另外,在本实施方式中,主体装置30的各部也可以构成为各个电子电路,或者也可以构成为FPGA(Field Programmable Gate Array:现场可编程门阵列)等集成电路中的电路块。另外,在本实施方式中,例如也可以是主体装置30构成为具有1个以上的处理器(CPU等)。
<第一实施方式的作用>
接下来,在本第一实施方式中,参照图3、图4以及图5,对基于来自形状分析部304、屈曲部检测部305以及处置判断部306的信号来控制刚性可变部112的刚性的刚性控制部302的作用进行说明。
图3是示出在第一实施方式的内窥镜系统中,在将内窥镜插入部插入到被检体的体腔内时,在插入部产生了屈曲部时的刚性可变部的控制的说明图,图4是示出在第一实施方式的内窥镜系统中,内窥镜插入部中的屈曲部按压体内壁的情形的主要部分放大图。另外,图5是用于说明在第一实施方式的内窥镜系统中,内窥镜插入部中的屈曲部的产生状况的图。
在本实施方式中,首先,在插入形状检测装置40中的插入形状信息获取部402(参照图2)中,检测从设置于插入部11的源线圈组113发出的磁场,并基于该检测出的磁场的强度,根据源线圈组113中包含的多个源线圈各自的位置来计算插入部11的插入形状。
插入形状信息获取部402生成表示该计算出的插入形状的插入形状信息并向主体装置30输出。在主体装置30中,形状分析部304在控制部301的控制下,获取来自插入形状检测装置40中的插入形状信息获取部402的信息(表示计算插入部11的插入形状而得的插入形状的插入形状信息),对插入部11(例如,从弯曲部11B到挠性管部11C)的形状进行分析。
具体而言,形状分析部304计算弯曲的插入部11的曲率半径,并将该计算的结果向屈曲部检测部305送出。屈曲部检测部305在控制部301的控制下,基于在形状分析部304中计算出的插入部11的曲率半径的值而检测在插入部11中是否产生了屈曲部。
当前,例如设为插入部11如图3所示那样插入到被检体的大肠中并从降结肠插入至横结肠,在该横结肠的大致中间存在需要由处置器具进行处置的病变。此时,在从插入部11的弯曲部11B到挠性管部11C的附近在降结肠与横结肠之间的脾曲部附近大幅弯曲。
在插入部11的弯曲部附近这样在被检体的体腔内大幅弯曲的状态下,形状分析部304根据从插入形状信息获取部402获取的形状信息来计算弯曲的插入部11的曲率半径。形状分析部304将该计算的结果向屈曲部检测部305送出。
屈曲部检测部305在控制部301的控制下,基于在形状分析部304中计算出的插入部11的曲率半径的值而检测在插入部11中是否产生了屈曲部。
这里,在形状分析部304中计算出的插入部11的曲率半径的值为规定值以下的情况下,例如如图5所示,在弯曲部11B中曲率半径的值较小而插入部11大幅弯曲的情况下,屈曲部检测部305判断为在该插入部11的弯曲部的一部分形成有“屈曲部”。
具体而言,如图3所示,在从插入部11的弯曲部11B到挠性管部11C的区域以在被检体的脾曲部附近具有屈曲顶点的方式大幅弯曲的情况下,屈曲部检测部305判断为在该插入部11的弯曲部的一部分形成有“屈曲部”,并将该判断的结果向后级的刚性控制部302输出。
并且,屈曲部检测部305在判断为在插入部11形成有该“屈曲部”时,计算刚性可变部112的刚性可变控制长度(参照图5)。具体而言,根据该“屈曲部”的屈曲状态、即根据该屈曲部的曲率半径的大小以及该屈曲部所产生的位置等状态,需要控制对对应的刚性可变部112的刚性进行可变控制的长度(距弯曲部的基端部的长度),因此在本实施方式中,屈曲部检测部305判断为在插入部11形成有该“屈曲部”,并且计算该刚性可变控制长度。
另一方面,处置判断部306在控制部301的控制下,判断是否要进行如下处置:在手术医生首先将插入部11插入到被检体的体腔内,进而在从所述通道开口部18朝向处置器具贯插通道贯插了规定的处置器具125时,在被检体的体腔内使用该处置器具的处置。
具体而言,在插入部11插入后,该插入部前端面与横结肠中存在的病变对置,并且,在从插入部11的弯曲部11B到挠性管部11C的附近如图3所示那样在脾曲部附近大幅弯曲的状态下,手术医生为了进行使用该处置器具的处置而将操作部12中的镜体开关122接通。
处置判断部306在接收到来自该镜体开关122的接通信号时,判断为手术医生要将该处置器具贯插到内窥镜10的处置器具贯插通道中并使用该处置器具进行处置。然后,处置判断部306将该判断的结果向后级的刚性控制部302输出。
接着,刚性控制部302在控制部301的控制下,通常进行用于控制刚性可变部112的刚性的动作,以使例如插入部11的刚性可变范围的弯曲刚性沿着从该刚性可变范围的中央部至两端部的方向依次增加。
另一方面,在本第一实施方式中,刚性控制部302在控制部301的控制下,基于来自屈曲部检测部305和处置判断部306的信号而控制刚性可变部112的刚性。
即,刚性控制部302在从屈曲部检测部305接收到在插入部11的一部分形成有规定的“屈曲部”这一判断结果并且接收到与上述的刚性可变控制长度有关的信息的情况下,在从处置判断部306接收到要进行使用规定的处置器具125的处置这一判断结果时,进行提高该“屈曲部”内位于基端侧的所述刚性可变部112的刚性的控制。
此时,如图3所示,通过以在从插入部11的弯曲部11B到挠性管部11C的区域中刚性可变部112的刚性变高的方式进行控制,该“屈曲部”内的基端侧的刚性变高。
这里,设为手术医生进行了插入部11的挠性管部11C的扭转操作。此时,如上所述,插入部11处于“屈曲部”内的基端侧的刚性变高的状态,因此,如图4所示那样,伴随着挠性管部11C的扭转操作,“屈曲部”的屈曲顶点附近被按压于体内壁的接触点。
之后,当在屈曲顶点附近被按压于体内壁的接触点的状态下进一步对插入部11的挠性管部11C施加扭转操作时,“屈曲部”对体内壁的按压力成为最大,并且插入部前端部以作为该“屈曲部”的按压部的体内壁的接触点为支点而振动,能够稳定地进行处置器具例如IT刀对病变的切开。
<第一实施方式的内窥镜系统的效果>
这样,根据本第一实施方式的内窥镜系统,在将处置器具贯插到插入部的处置器具贯插通道中而进行处置时,能够在不受粘液等的影响的情况下使插入部前端部按照意图稳定地进行操作。
另外,在本实施方式中,作为插入形状检测装置40而采用了磁传感器方式,但不限于此,插入形状检测装置也可以采用形状传感器和插入量传感器,另外,也可以是超声波方式、光学式、使用加速度传感器的方式等。即,只要能够检测插入部11相对于被检体或放置有被检体的室内等场所的位置或者相对位置即可。
具体而言,例如,作为上述的插入量传感器,也可以根据需要而包含旋转量(扭转量)传感器。通过检测插入到被检体(患者)的插入部的旋转量(扭曲量),能够更准确地求出与被检体(患者)的相对位置。
<第二实施方式>
接着,对本发明的第二实施方式进行说明。
本第二实施方式的内窥镜系统的特征在于,检测形成于插入部的“屈曲部”是否被按压于被检体中的体腔部的内壁面,在判断为该屈曲部被按压于被检体的体腔部的内壁面时,进行提高屈曲部内位于基端侧的所述刚性可变部的刚性的控制。
其他结构与第一实施方式相同,因此这里仅说明与第一实施方式的差异,而省略共同的部分的说明。
图6是示出本发明的第二实施方式的内窥镜系统的电气结构的框图。
在第二实施方式中,主体装置30B具有按压检测部307,在插入部11形成有上述那样的“屈曲部”的状态下,该按压检测部307检测该屈曲部是否被按压于所述被检体中的体腔部的内壁面。
该按压检测部307根据在图像处理部303中进行了图像处理后的内窥镜图像,检测形成于插入部11的“屈曲部”是否被按压于被检体中的体腔部的内壁面。例如,按压检测部307通过图像处理计算在内窥镜图像内管腔部与内壁面部的画面内比例,在内壁面的比例多时判断为按压于内壁面。按压检测部307将该检测的结果(按压信息)送出到后级的刚性控制部302。
在第二实施方式中,刚性控制部302在控制部301的控制下,除了基于来自屈曲部检测部305和处置判断部306的信号进行刚性可变部112的刚性控制之外,还基于从按压检测部307获取的检测结果(按压信息)来控制刚性可变部112的刚性。
即,在第二实施方式中,刚性控制部302通过获取来自按压检测部307的按压信息,能够更准确地判断插入部11中的“屈曲部”是否被按压于被检体中的体腔部的内壁面,由此,能够更准确地进行提高屈曲部内位于基端侧的所述刚性可变部112的刚性的控制。
<第二实施方式的内窥镜系统的效果>
根据第二实施方式的内窥镜系统,通过获取来自按压检测部307的按压信息,刚性控制部302能够更准确地进行屈曲部内位于基端侧的刚性可变部112的刚性控制。
<第三实施方式>
接着,对本发明的第三实施方式进行说明。
本第三实施方式的内窥镜系统的特征在于,基于操作部12中的角度旋钮121的旋转量来计算插入部11的弯曲部的屈曲量,并根据该屈曲量而控制刚性可变部112的刚性。
其他结构与第一实施方式相同,因此这里仅说明与第一实施方式的差异,而省略共同的部分的说明。
图7是示出本发明的第三实施方式的内窥镜系统的结构的框图,图8是示出第三实施方式的内窥镜系统的电气结构的框图。另外,图9是用于说明在第三实施方式的内窥镜系统中,内窥镜插入部中的屈曲部的产生状况的图。
第三实施方式的内窥镜系统与第一实施方式相比,不具有所谓的内窥镜插入形状检测装置(UPD)的功能。因此,如图7、图8所示,相对于第一实施方式,省略了插入形状检测装置40和配设于插入部11内的源线圈组113。并且,在第三实施方式中,主体装置30C也省略了获取来自插入形状信息获取部402的形状信息的形状分析部304。
另一方面,在第三实施方式中,屈曲部检测部305获取与来自操作部12中的角度旋钮121的旋转量有关的信息。这里,插入部11中的弯曲部11B构成为能够根据设置于操作部12的所述角度旋钮121的操作而弯曲。
在本实施方式中,屈曲部检测部305基于获取到的与该角度旋钮121的旋转量有关的信息,计算插入部11的弯曲部的屈曲量,并根据该计算的结果而检测在插入部11中是否产生了屈曲部。
具体而言,在与根据角度旋钮121的旋转量计算出的插入部11的弯曲部的屈曲量对应的曲率半径的值为规定值以下的情况下,例如如图9所示那样,在弯曲部大幅弯曲的情况下,判断为在插入部11的弯曲部的一部分形成有“屈曲部”,并将该判断的结果向后级的刚性控制部302输出。
其他作用效果、即刚性控制部302对刚性可变部112的刚性控制与第一实施方式相同,因此这里省略说明。
<第三实施方式的内窥镜系统的效果>
这样,根据本第三实施方式的内窥镜系统,即使不具有所谓的内窥镜插入形状检测装置(UPD)的功能,也能够基于来自角度旋钮121的旋转量信息来判断与插入部11的弯曲部有关的“屈曲部”的形成,基于该判断,能够进行刚性控制部302对刚性可变部112的刚性控制。
<第四实施方式>
接着,对本发明的第四实施方式进行说明。
第四实施方式的内窥镜系统的特征在于,与第一实施方式相比具有如下刚性可变部,该刚性可变部在插入部的长度方向上具有多个区段地被埋设,在插入部11中的挠性管部的任意位置,根据该屈曲状态而控制屈曲部至基端侧的刚性。
其他结构与第一实施方式相同,因此这里仅说明与第一实施方式的差异,而省略共同的部分的说明。另外,第四实施方式的内窥镜系统1设想为包含经口插入到被检体的食道、胃、十二指肠等上部消化道中的、所谓上部消化道内窥镜的内窥镜系统。
图10是示出本发明的第四实施方式的内窥镜系统的结构的框图,图11是示出第四实施方式的内窥镜系统的电气结构的框图。
如图10所示,在本第四实施方式中,在插入部11中沿着插入部11的长度方向埋设有多个刚性可变部112A、112B、112C、112D。该第四实施方式中的所述刚性可变部112A、112B、112C、112D与第一实施方式中的刚性可变部112同样地,作为具有未图示的线圈加热器和形状记忆部件的致动器而构成,在从弯曲部11B的基端部到挠性管部11C的前端部的规定的范围内沿着插入部11的长度方向设置。
另外,在本实施方式中,具有作为4个区段而构成的刚性可变部112A、112B、112C、112D,但不限于此,也可以作为多个区段而构成,另外,该刚性可变部自身的结构也可以构成为后述那样的(参照图23~图28)呈多种结构的刚性可变部。
如图11所示,本第四实施方式中的主体装置30D具有与第一实施方式中的主体装置30相同的结构,上述的内窥镜10中的刚性可变部112A、112B、112C、112D与第一实施方式同样地,在控制部301的控制下,基于来自形状分析部304、屈曲部检测部305、处置判断部306的信号而通过刚性控制部302进行刚性控制。
<第四实施方式的作用>
接着,在本第四实施方式中,参照图12和图13对基于来自形状分析部304、屈曲部检测部305以及处置判断部306的信号而控制刚性可变部112A、112B、112C、112D的刚性的刚性控制部302的作用进行说明。
图12是示出在第四实施方式的内窥镜系统中,在将内窥镜插入部插入到被检体的体腔内时,在插入部产生了屈曲部时的刚性可变部的控制的说明图,图13是示出在第四实施方式的内窥镜系统中,内窥镜插入部中的屈曲部按压体内壁的情形的主要部分放大图。
在本第四实施方式中,也与第一实施方式同样地,首先插入形状检测装置40中的插入形状信息获取部402(参照图11)基于源线圈组113中包含的多个源线圈各自的位置来计算插入部11的插入形状,生成表示该计算出的插入形状的插入形状信息并向主体装置30D输出。
并且,在主体装置30D中,形状分析部304在控制部301的控制下,获取来自插入形状检测装置40中的插入形状信息获取部402的信息,对插入部11(例如,从弯曲部11B到挠性管部11C)的形状进行分析。
形状分析部304、屈曲部检测部305、处置判断部306的作用与第一实施方式相同,屈曲部检测部305在控制部301的控制下,基于在形状分析部304中计算出的插入部11的曲率半径的值来检测在插入部11中是否产生了屈曲部。
当前,例如设为插入部11如图12所示那样从被检体的贲门部插入到胃中,在胃体部小弯侧存在需要由处置器具进行处置的病变。此时,从插入部11的弯曲部11B到挠性管部11C的区域从胃体部大弯侧至幽门前庭部附近大幅弯曲。
在从插入部11的弯曲部11B到挠性管部11C的区域这样在被检体的体腔内大幅弯曲的状态下,形状分析部304根据从插入形状信息获取部402获取的形状信息来计算弯曲的插入部11的曲率半径。形状分析部304将该计算的结果向屈曲部检测部305送出。
在本第四实施方式中,也是屈曲部检测部305在控制部301的控制下,基于在形状分析部304中计算出的插入部11的曲率半径的值来检测在插入部11中是否产生了屈曲部。
这里,在形状分析部304中计算出的插入部11的曲率半径的值为规定值以下的情况下,在弯曲部11B中曲率半径的值较小而插入部11大幅弯曲的情况下,屈曲部检测部305与第一实施方式同样地,判断为在该插入部11的弯曲部的一部分形成有“屈曲部”。
具体而言,如图12所示,在从插入部11的弯曲部11B到挠性管部11C的区域以从被检体的胃体部大弯侧至幽门前庭部附近具有屈曲顶点的方式大幅弯曲的情况下,屈曲部检测部305判断为在该插入部11的弯曲部的一部分形成有“屈曲部”,并将该判断的结果向后级的刚性控制部302输出。
另一方面,在第四实施方式中,处置判断部306在控制部301的控制下,判断是否要进行如下处置:在手术医生首先将插入部11插入到被检体的体腔内,进而在从所述通道开口部18朝向处置器具贯插通道贯插了规定的处置器具125时,在被检体的体腔内使用该处置器具的处置。
具体而言,在插入部11插入后,该插入部前端面与存在于胃体部小曲侧的病变对置,并且,在从插入部11的弯曲部11B到挠性管部11C的区域如图12所示那样从胃体部大弯侧至幽门前庭部附近大幅弯曲的状态下,手术医生为了进行使用该处置器具的处置而将操作部12中的镜体开关122接通。
处置判断部306在接收到来自该镜体开关122的接通信号时,判断为手术医生要将该处置器具贯插到内窥镜10的处置器具贯插通道中并使用该处置器具进行处置。然后,处置判断部306将该判断的结果向后级的刚性控制部302输出。
接着,在本第四实施方式中,也是刚性控制部302基于来自屈曲部检测部305和处置判断部306的信号而控制刚性可变部112A、112B、112C、112D的刚性。
即,刚性控制部302在从屈曲部检测部305接收到在插入部11的一部分形成有规定的“屈曲部”这一判断结果的情况下,在从处置判断部306接收到要进行使用规定的处置器具125的处置这一判断结果时,进行提高或降低该“屈曲部”内位于基端侧的所述刚性可变部112A、112B、112C、112D各自的刚性的刚性控制。
具体而言,如图12所示,在从插入部11的弯曲部11B到挠性管部11C的区域中,独立地控制从前端侧依次配设的刚性可变部112A、112B、112C、112D各自的刚性。
即,在刚性可变部112A、112B、112C、112D中的、从插入部11的弯曲部11B到挠性管部11C的区域中,通过一方面提高与形成有“屈曲部”的区域对应的刚性可变部112B和刚性可变部112C的刚性,而另一方面降低与从该“屈曲部”偏离的区域对应的刚性可变部112A和刚性可变部112D的刚性,能够相对地提高刚性可变部112B和刚性可变部112C的刚性,从而能够更有效地将该“屈曲部”按压于体内壁(参照图13)。
在第四实施方式中,也是在手术医生进行了插入部11的挠性管部11C的扭转操作时,“屈曲部”对体内壁的按压力为最大,并且插入部前端部以作为该“屈曲部”的按压部的体内壁的接触点为支点进行摆动,从而能够稳定地进行处置器具例如IT刀对病变的切开。
<第四实施方式的内窥镜系统的效果>
这样,根据本第四实施方式的内窥镜系统,与第一实施方式同样地,在进行将处置器具贯插到插入部中的处置器具贯插通道中的处置时,能够在不受粘液等的影响的情况下使插入部前端部按照意图稳定地进行操作,并且能够在插入部的更大范围的任意位置准确地进行刚性控制。
<第五实施方式>
接着,对本发明的第五实施方式进行说明。
第五实施方式的内窥镜系统的特征在于,即使不依赖于手术医生的开关操作(触发),也能检测由处置器具进行处置的情况。
其他结构与第一实施方式相同,因此这里仅说明与第一实施方式的差异,而省略共同的部分的说明。
图14是示出本发明的第五实施方式的内窥镜系统的结构的框图,图15是示出第五实施方式的内窥镜系统的电气结构的框图。另外,图16是示出第五实施方式的内窥镜系统中的处置器具贯插传感器的主要部分放大图,图17是示出第五实施方式的内窥镜系统中的处置器具贯插传感器的主要部分放大立体图。
如图14、图15、图16所示,在本第五实施方式中,在通道开口部18的附近配设有检测处置器具125插入到处置器具贯插通道中的情况的处置器具贯插传感器123。
如图17所示,处置器具贯插传感器123配设在通道开口部18中的处置器具贯插通道的外周面侧,是在处置器具125从该通道开口部18朝向处置器具贯插通道插入时,对该处置器具125的通过进行检测的传感器。
在本第五实施方式中,设置于主体装置30E的处置判断部306构成为接收所述处置器具贯插传感器123的输出信号。在本第五实施方式中,处置判断部306也是在控制部301的控制下判断是否要由手术医生进行规定的处置。
即,在本第五实施方式中,处置判断部306在手术医生首先将插入部11插入到被检体的体腔内,进而从所述通道开口部18朝向处置器具贯插通道贯插了规定的处置器具125时,根据来自所述处置器具贯插传感器123的输出信号,进行是否要在被检体的体腔内进行使用该处置器具的处置的判断。
具体而言,在本第五实施方式中,处置判断部306接收来自处置器具贯插传感器123的接通信号,即接收到该处置器具125从通道开口部18朝向处置器具贯插通道插入的情况,从而判断为要进行使用该处置器具的处置。
其他作用效果、即刚性控制部302对刚性可变部112的刚性控制与第一实施方式相同,因此这里省略说明。
<第五实施方式的内窥镜系统的效果>
这样,根据本第五实施方式的内窥镜系统,即使不依赖于手术医生的开关操作(触发),也能够可靠地检测由处置器具进行处置的情况。
<第六实施方式>
接着,对本发明的第六实施方式进行说明。
第六实施方式的内窥镜系统也与第五实施方式同样地,其特征在于,即使不依赖于手术医生的开关操作(触发),也能检测由处置器具进行处置的情况。
其他结构与第一实施方式相同,因此这里仅说明与第一实施方式的差异,而省略共同的部分的说明。
图18是示出本发明的第六实施方式的内窥镜系统的电气结构的框图,图19是说明在第六实施方式的内窥镜系统中,接收到图像处理信息的处置判断部的判断的图。
如图18所示,在本第六实施方式中,设置于主体装置30F的处置判断部306获取与来自图像处理部303的内窥镜图像有关的信号。然后,在第六实施方式中,处置判断部306根据获取到的内窥镜图像(参照图19),判定处置器具125是否到达作为目标的病变的附近,由此判断是否要由手术医生进行规定的处置。
即,在本第六实施方式中,通过规定的图像处理技术检测出手术医生首先将插入部11插入到被检体的体腔内,进而从所述通道开口部18朝向处置器具贯插通道贯插了规定的处置器具125,该处置器具125的前端部分出现在映现病变部的画面上(参照图19),处置判断部306基于该图像识别的结果,进行是否要在被检体的体腔内进行使用该处置器具的处置的判断。
其他作用效果、即刚性控制部302对刚性可变部112的刚性控制与第一实施方式相同,因此这里省略说明。
<第六实施方式的内窥镜系统的效果>
这样,根据本第六实施方式的内窥镜系统,即使不依赖于手术医生的开关操作(触发),也能够可靠地检测由处置器具进行处置的情况。
<第七实施方式>
接着,对本发明的第七实施方式进行说明。
第七实施方式的内窥镜系统的特征在于,控制刚性可变部的刚性,以使贯插到处置器具贯插通道中的处置器具的前端像与内窥镜图像中的目标像(病变)的位置关系的变动(変位)变少。
其他结构与第一实施方式相同,因此这里仅说明与第一实施方式的差异,而省略共同的部分的说明。
图20是用于说明本发明的第七实施方式的内窥镜系统中的插入部稳定度计算部的作用的图,图21是用于说明第七实施方式的内窥镜系统中的插入部稳定度计算部的作用的图。另外,图22是用于说明第七实施方式的内窥镜系统中的插入部稳定度计算部的作用的图。
如图20所示,本第七实施方式的内窥镜系统在主体装置30G中具有插入部稳定度计算部309,在插入部11插入到被检体的体腔内时,该插入部稳定度计算部309计算该插入部11的稳定度。
首先,在插入部11插入到被检体的体腔内时,插入部稳定度计算部309判定是否存在一边将插入部11按压于被检体的体腔部的内壁一边进行扭转的动作。例如,插入部稳定度计算部309获取来自图像处理部303的内窥镜图像,基于该获取到的内窥镜图像、即基于映出了目标像(病变)和贯插到处置器具贯插通道中的处置器具的前端像的内窥镜图像的特征点的运动信息,来判定有无扭转动作。然后,计算在判定为手术医生对插入部11施加了扭转操作时的、处置器具前端像与该目标像(病变)的相对的位置关系的变动的程度。
另外,上述的扭转动作的有无判定除了基于内窥镜图像的分析进行判定以外,例如也可以基于来自设置于插入部11的形状传感器的信息进行判定,在该情况下,在处于急剧的形状变化的情况下,能够判断为存在一边按压于内壁一边进行扭转的动作。
在本第七实施方式中,将该相对的位置关系的变动的程度设为插入部11的“稳定度”。具体而言,在该相对的位置关系的变动大时,即在手术医生对插入部11施加了扭转操作时的、处置器具前端像与该目标像(病变)的相对的位置关系的变动大时,可以说插入部11的稳定度低,但在本实施方式中,将该位移的倒数设为稳定度的值。
另一方面,在本第七实施方式中,刚性控制部302获取在插入部稳定度计算部309中计算出的上述“稳定度”的值的计算结果,基于该计算结果,在插入部11的“稳定度”的值小于规定值时(即,在手术医生对插入部11施加了扭转操作时的、处置器具前端像与该目标像(病变)的相对的位置关系的变动大时),继续提高刚性可变部112的刚性的控制,在插入部11的“稳定度”的值为规定值以上时(即,在手术医生对插入部11施加了扭转操作时的、处置器具前端像与该目标像(病变)的相对的位置关系的变动小时),停止提高刚性可变部112的刚性的控制。
具体而言,如图21所示,当前,若在形成于插入部11的“屈曲部”对体腔部的体内壁的按压力较弱时进行插入部11的扭转操作,则在来自图像处理部303的内窥镜图像(映出目标像(病变)和贯插到处置器具贯插通道中的处置器具的前端像的内窥镜图像)中,目标像(病变)相对于处置器具前端像大幅移动,从而处置器具前端像与该目标像(病变)的相对的位置关系的变动大、即可以说插入部11的“稳定度”低。
这样,在插入部11的“稳定度”低的情况下,本第七实施方式中的刚性控制部302进行控制,以提高刚性可变部112的刚性。
通过该刚性控制部302的控制,刚性可变部112的刚性提高,当形成于插入部11的“屈曲部”对体腔部体内壁的按压力变大时,如图22所示,即使进行插入部11的扭转操作,处置器具前端像与目标像(病变)的相对的位置关系的变动也变小、即插入部11的“稳定度”变高。
这样,当插入部11的“稳定度”变高时,刚性控制部302停止提高刚性的控制,以使刚性可变部112的刚性不会进一步变高。
并且,如图22所示,在本第七实施方式中,插入部稳定度计算部309和刚性控制部302也能够一边进行插入部11的扭转操作一边监视内窥镜图像,控制刚性以提高刚性可变部112的刚性,直到处置器具前端像与该目标像(病变)的相对的位置关系的变动变小为止。
<第七实施方式的内窥镜系统的效果>
这样,根据本第七实施方式的内窥镜系统,控制刚性可变部的刚性,以使贯插到处置器具贯插通道中的处置器具的前端像与内窥镜图像中的目标像(病变)的位置关系的变动变少,因此能够可靠地使处置器具的处置稳定。另外,无需过度提高刚性即可,因此能够降低被检体的负担。
接着,对能够作为上述的第一~第七实施方式的内窥镜系统中的刚性可变部112而应用的其他结构例进行说明。另外,在以下所示的例子中,作为能够作为该刚性可变部112而应用的例子,举出了6个结构例。另外,这些结构例分别作为<刚性控制系统的结构例1~6>而进行说明。
<刚性控制系统的结构例1>
图23示出了作为能够作为刚性可变部112而应用的其他结构例的刚性可变装置210和刚性控制电路250。
如图23所示,刚性可变装置210具有通过取得不同的刚性状态而向挠性管部11C提供不同的刚性的功能,具有相能够在第一相与第二相之间转变的形状记忆部件220和引起形状记忆部件220的相在第一相与第二相之间转变的多个诱发部件230。
形状记忆部件220在处于第一相时,采取能够根据外力而容易变形的软质状态,即呈现出低的弹性系数,因此,向挠性管部11C提供比较低的刚性。另外,形状记忆部件220在处于第二相时,采取呈现克服外力而取预先记忆的记忆形状的倾向的硬质状态、即呈现出高的弹性系数,因此,向挠性管部11C提供比较高的刚性。
各诱发部件230具有发出热的性能。形状记忆部件220具有与诱发部件230的加热对应地相从第一相转变为第二相的性质。
形状记忆部件220是细长的,多个诱发部件230沿着形状记忆部件220的长度轴隔开间隔地配置。
形状记忆部件220例如可以由形状记忆合金构成。形状记忆合金并不限于此,例如可以是含有NiTi的合金。另外,形状记忆部件220并不限于此,也可以由形状记忆聚合物、形状记忆凝胶、形状记忆陶瓷等其他材料构成。
诱发部件230例如可以由加热器构成。即,诱发部件230可以具有与流过该诱发部件230的电流的供给对应地发出热的性质。诱发部件230例如可以是电热线,即电阻大的导电性部件。另外,诱发部件230只要具有发出热的性能即可,并不限于加热器,也可以由摄像元件、光导、其他元件、部件等构成。并且,诱发部件230也可以由通过化学反应而发出热的构造体构成。
形状记忆部件220可以由导电性材料构成。例如,在形状记忆部件220的周围设置有绝缘膜242。绝缘膜242起到防止形状记忆部件220与诱发部件230之间的短路的作用。
诱发部件230可以由导电性材料构成。例如,在诱发部件230的周围设置有绝缘膜244。绝缘膜244起到防止形状记忆部件220与诱发部件230之间的短路和诱发部件230的相邻的部分间的短路的作用。
刚性控制电路250包含分别驱动多个诱发部件230的多个驱动电路252。各驱动电路252包含电源254和开关256。各驱动电路252与对应的诱发部件230的两端电连接。各驱动电路252根据开关256的接通即闭合动作,向对应的诱发部件230提供电流,另外,根据开关256的断开即打开动作,停止对对应的诱发部件230提供电流。诱发部件230响应于电流的供给而发出热。
形状记忆部件220可以为线状。诱发部件230配置在形状记忆部件220的附近。诱发部件230可以为线圈状,形状记忆部件220可以在线圈状的诱发部件230的内侧通过而延伸。
在驱动电路252的开关256处于断开状态时,形状记忆部件220处于弹性系数低的软质状态即第一相。在第一相中,形状记忆部件220处于根据外力而容易变形的状态。
当驱动电路252的开关256被切换为接通状态时,电流在诱发部件230中流动,使诱发部件230发出热。其结果为,形状记忆部件220转变为弹性系数高的硬质状态即第二相。在该第二相中,形状记忆部件220呈现出采取记忆形状的倾向。
在形状记忆部件220处于第一相时,刚性可变装置210向挠性管部11C提供比较低的刚性,并根据作用于挠性管部11C的外力即能够使形状记忆部件220变形的力而容易地变形。
另外,在形状记忆部件220处于第二相时,刚性可变装置210向挠性管部11C提供比较高的刚性,呈现出克服作用于挠性管部11C的外力即能够使形状记忆部件220变形的力而返回到记忆形状的倾向。
例如,通过刚性控制电路250在第一相与第二相之间切换位于各诱发部件230附近的形状记忆部件220的部分的相,从而切换挠性管部11C的刚性。通过刚性控制电路250独立地切换对多个诱发部件230的电流的供给,从而独立地切换形状记忆部件220的多个部分的相,因此,可独立地切换挠性管部11C的多个部分的刚性。由此,刚性可变装置210能够向挠性管部11C提供所期望的复杂的刚性分布。
<刚性控制系统的结构例2>
图24示出了作为能够作为刚性可变部112而应用的其他结构例的刚性可变装置310,示出了从高刚性状态向低刚性状态切换刚性可变装置310的刚性的情形。在图24中,处于高刚性状态的刚性可变装置310描绘在上侧,处于低刚性状态的刚性可变装置310描绘在下侧。
刚性可变装置310是用于向作为安装对象的挠性管部11C提供不同的刚性的装置。刚性可变装置310具有第一长度部件320和第二长度部件330。第二长度部件330沿着第一长度部件320相邻地配置。例如,第一长度部件320由外管构成,第二长度部件330由配置在外管的内部的芯部件构成。例如,外管的与轴垂直的截面形状为环形状,芯部件的与轴垂直的截面的外周为圆形状。在该情况下,对于任意方向的弯曲都提供稳定的弯曲刚性。
第一长度部件320具有多个高弯曲刚性部322和多个低弯曲刚性部324。例如,第一长度部件320具有6个高弯曲刚性部322和5个低弯曲刚性部324。高弯曲刚性部322和低弯曲刚性部324沿着第一长度部件320的轴连续地交替排列而配置。高弯曲刚性部322具有比低弯曲刚性部324的弯曲刚性高的弯曲刚性。因此,第一长度部件320在低弯曲刚性部324的部分比较容易弯曲,在高弯曲刚性部322的部分比较难弯曲。
第二长度部件330具有多个非弯曲限制部332和多个弯曲限制部334。例如,第二长度部件330具有6个非弯曲限制部332和5个弯曲限制部334。非弯曲限制部332和弯曲限制部334沿着第二长度部件330的轴连续地交替排列而配置。弯曲限制部334具有比非弯曲限制部332的弯曲刚性高的弯曲刚性。因此,第二长度部件330在非弯曲限制部332的部分比较容易弯曲,在弯曲限制部334的部分比较难弯曲。例如,非弯曲限制部332由直径比较细的细径部构成,弯曲限制部334由直径比较粗的粗径部构成。弯曲限制部334例如从端部到相反侧的端部的粗细是恒定的。
在该刚性可变装置310中,通过变更第二长度部件330相对于第一长度部件320的相对位置,低弯曲刚性部324中的本刚性可变装置的弯曲刚性能够在处于相对高的状态的高刚性状态与处于相对低的状态的低刚性状态之间进行切换。
从高刚性状态向低刚性状态的切换通过第二长度部件330沿着第一长度部件320的轴的相对于第一长度部件320的相对移动来进行。
在高刚性状态下,在包含第一长度部件320的低弯曲刚性部324的范围内配置有第二长度部件330的弯曲限制部334。弯曲限制部334限制第一长度部件320的低弯曲刚性部324的弯曲。这样,通过第二长度部件330限制第一长度部件320的弯曲,刚性可变装置310成为高刚性状态即较硬的状态。
另外,在低刚性状态下,在包含第一长度部件320的低弯曲刚性部324的范围内配置有第二长度部件330的非弯曲限制部332。非弯曲限制部332与弯曲限制部334相比,限制第一长度部件320的低弯曲刚性部324的弯曲的程度较低。因此,刚性可变装置310成为在低弯曲刚性部324的部分容易弯曲的低刚性状态即柔软的状态。
另外,根据另一观点,第一长度部件320具有在高刚性状态下被弯曲限制部334限制弯曲的被限制部342。被限制部342包含第一长度部件320的第一高弯曲刚性部322的一部分344、与第一高弯曲刚性部322相邻的低弯曲刚性部324、以及与第一高弯曲刚性部322夹着低弯曲刚性部324的第二高弯曲刚性部322的一部分346。换言之,被限制部342包含低弯曲刚性部324、位于低弯曲刚性部324的一侧例如图24的左侧的高弯曲刚性部322的一部分344、以及位于低弯曲刚性部324的另一侧例如图24的右侧的高弯曲刚性部322的一部分346。被限制部342的长度即被限制部342沿着第一长度部件320的轴的尺寸与弯曲限制部334的长度即弯曲限制部334沿着第二长度部件330的轴的尺寸相等。
在与被限制部342对应的位置具有弯曲限制部334时,弯曲限制部334限制低弯曲刚性部324的弯曲。与此相对,在与被限制部342对应的位置具有非弯曲限制部332时,与在与被限制部342对应的位置具有弯曲限制部334时相比,非弯曲限制部332较少地限制低弯曲刚性部324的弯曲。因此,在与被限制部342对应的位置具有弯曲限制部334时,与在与被限制部342对应的位置具有非弯曲限制部332时相比,被限制部342的区域中的刚性可变装置310的弯曲刚性提高。
在第一长度部件320与第二长度部件330的弯曲限制部334之间存在间隙。在该情况下,在高刚性状态下,在被限制部342的弯曲的大小成为特定的弯曲的大小即限制产生点以上时,弯曲限制部334限制被限制部342的弯曲的扩大,提高被限制部342的部分的刚性可变装置310的弯曲刚性。其结果为,刚性可变装置310的弯曲刚性在弯曲开始时保持较低,但在弯曲大到一定程度以上填埋间隙时刚性急剧提高。
这样,通过第一长度部件320与第二长度部件330的相对移动,能够将刚性可变装置310的刚性在高刚性即较硬的状态与低刚性即柔软的状态之间切换。
在低刚性状态下,第一长度部件320在低弯曲刚性部324中容易弯曲。与此相对,在高刚性状态下,第一长度部件320在低弯曲刚性部324中也不易弯曲。因此,刚性可变装置310中的低刚性状态与高刚性状态的切换可以说是将关节锁定或解除锁定的动作。
<刚性控制系统的结构例3>
图25示出了作为能够作为刚性可变部112而应用的其他结构例的刚性控制系统410。如图25所示,刚性控制系统410具有安装于挠性管部11C的刚性可变装置420和控制刚性可变装置420的控制装置480。在形状记忆部件442中,处于高刚性状态(硬质状态)的部位(被加热部442a)用涂黑来表示。
刚性可变装置420对挠性管部11C提供不同的刚性,变更挠性管部11C的刚性。刚性可变装置420具有第一长度部件430、沿着第一长度部件430配置的第二长度部件440以及诱发体450。例如,第一长度部件430是外筒,第二长度部件440是配置在第一长度部件430的内部的芯部件。例如,与外筒的长度轴垂直的外筒的截面形状为环形状,与芯部件的长度轴垂直的芯部件的截面的外周为圆形状。在该情况下,刚性可变装置420对哪个方向的弯曲都提供稳定的弯曲刚性。
第一长度部件430具有弯曲刚性相对较高的至少1个高弯曲刚性部432和弯曲刚性相对较低的至少1个低弯曲刚性部434。即,高弯曲刚性部432的弯曲刚性高,低弯曲刚性部434的弯曲刚性比高弯曲刚性部432的弯曲刚性低。第一长度部件430还具有支承高弯曲刚性部432和低弯曲刚性部434的筒状的1个外侧支承部件436。外侧支承部件436的弯曲刚性比高弯曲刚性部432的弯曲刚性低。因此,第一长度部件430在低弯曲刚性部434中比较容易弯曲,在高弯曲刚性部432中比较难弯曲。
高弯曲刚性部432、低弯曲刚性部434以及外侧支承部件436相互是分体的。高弯曲刚性部432例如由金属制的管这样的筒部件构成。低弯曲刚性部434例如由稀疏卷绕线圈这样的线圈部件构成。外侧支承部件436例如由紧密卷绕线圈这样的线圈部件构成。高弯曲刚性部432是具有高弯曲刚性的筒状的硬质部,低弯曲刚性部434和外侧支承部件436是具有低弯曲刚性的筒状的软质部。
外侧支承部件436配置在高弯曲刚性部432和低弯曲刚性部434的内侧。外侧支承部件436的外周面通过粘接而固定于高弯曲刚性部432的内周面。高弯曲刚性部432彼此在第一长度部件430的长度轴方向上相互隔开间隔地配置。低弯曲刚性部434配置于第一长度部件430的长度轴方向上的高弯曲刚性部432彼此之间的各空间中。因此,多个高弯曲刚性部432和多个低弯曲刚性部434在第一长度部件430的长度轴方向上交替地配置。低弯曲刚性部434的端部固定于与端部相邻的高弯曲刚性部432的端部。低弯曲刚性部434在高弯曲刚性部432彼此之间的空间中卷绕外侧支承部件436。
外侧支承部件436在刚性可变装置420的全长范围内延伸。外侧支承部件436呈螺旋状配置。例如,外侧支承部件436作为对应于高弯曲刚性部432和低弯曲刚性部434的芯材而发挥功能。
第二长度部件440在刚性可变装置420的全长范围内延伸。第二长度部件440配置于外侧支承部件436的内部。第二长度部件440的外周面不与外侧支承部件436的内周面接触,在外侧支承部件436与第二长度部件440之间形成有空间。
第二长度部件440至少具有相能够因热而在第一相与第二相之间转变的形状记忆部件442。在形状记忆部件442的相处于第一相时,形状记忆部件442取能够根据外力而容易变形的低刚性状态,呈现出低的弹性系数。因此,在形状记忆部件442的相处于第一相时,形状记忆部件442对挠性管部11C提供比较低的刚性。在第一相中,刚性可变装置420和挠性管部11C例如能够因外力而容易地挠曲。
另外,在形状记忆部件442的相处于第二相时,形状记忆部件442取具有比低刚性状态高的刚性的高刚性状态,呈现出高的弹性系数。因此,在形状记忆部件442的相处于第二相时,形状记忆部件442取呈现克服外力而采取预先记忆的记忆形状的倾向的高刚性状态,对挠性管部11C提供比较高的刚性。记忆形状例如可以为直线状。在第二相中,刚性可变装置420和挠性管部11C例如能够维持大致直线状态,或者能够因外力而比第一相平缓地挠曲。
形状记忆部件442的弯曲刚性在形状记忆部件442的相为第一相时,比高弯曲刚性部432的弯曲刚性低,与低弯曲刚性部434的弯曲刚性相同或比低弯曲刚性部434的弯曲刚性低。形状记忆部件442的弯曲刚性在形状记忆部件442的相为第二相时,与高弯曲刚性部432的弯曲刚性相同或比高弯曲刚性部432的弯曲刚性低,比低弯曲刚性部434的弯曲刚性高。
低弯曲刚性部434由导电性材料构成。低弯曲刚性部434例如可以由电热线、即电阻大的导电性部件构成。例如,在低弯曲刚性部434的周围设置有未图示的绝缘膜。绝缘膜防止低弯曲刚性部434与外侧支承部件436之间的短路、高弯曲刚性部432与低弯曲刚性部434的短路。
例如,在外侧支承部件436的周围设置有未图示的绝缘膜。绝缘膜防止低弯曲刚性部434与外侧支承部件436之间的短路、高弯曲刚性部432与外侧支承部件436之间的短路、以及外侧支承部件436与形状记忆部件442之间的短路。
诱发体450具有从控制装置480接受电流的供给而发出热的性能。诱发体450将该热传递到配置在诱发体450的周边的形状记忆部件442的一部位。而且,诱发体450在该一部位,引起形状记忆部件442的相在第一相与第二相之间的转变。诱发体450使第二长度部件440的长度轴方向上的第二长度部件440的一部位的刚性变更。
控制装置480具有分别独立地驱动各低弯曲刚性部434的驱动部482。驱动部482具有1个电源和1个开关。驱动部482经由布线部484与低弯曲刚性部434电连接。驱动部482分别响应于开关的接通动作而经由布线部484向低弯曲刚性部434提供电流,另外,响应于开关的断开动作,停止对低弯曲刚性部434提供电流。
低弯曲刚性部434具有从控制装置480接受电流的供给而发出热的性能。低弯曲刚性部434的发热量依赖于电流的供给量。低弯曲刚性部434作为因热而引起形状记忆部件442的相在第一相和第二相之间转变的诱发体450而发挥功能。详细而言,低弯曲刚性部434作为线圈加热器而发挥功能,该线圈加热器是经由外侧支承部件436对形状记忆部件442进行加热的加热部。形状记忆部件442具有因从作为诱发体450发挥功能的低弯曲刚性部434产生的热而使形状记忆部件442的相从第一相转变到第二相的性质。
关于刚性控制系统410,在初始状态下,驱动部482不对低弯曲刚性部434提供电流,低弯曲刚性部434不产生热,从而形状记忆部件442和挠性管部11C在全长范围内处于低刚性状态。
驱动部482响应于开关的接通动作,经由布线部484向低弯曲刚性部434提供电流。低弯曲刚性部434响应于电流的供给而产生热。热从低弯曲刚性部434间接地传递到形状记忆部件442。通过热的传递,形状记忆部件442的被加热部442a的温度上升。被加热部442a的相因加热而从第一相切换为第二相,被加热部442a从低刚性状态切换为高刚性状态。由此,挠性管部11C部分地从低刚性状态切换为高刚性状态。处于高刚性状态的挠性管部11C的部位克服作用于挠性管部11C的外力、即能够使形状记忆部件442变形的力而维持大致直线状态。
驱动部482响应于开关的断开动作,停止对低弯曲刚性部434提供电流。于是,被加热部442a的温度因自然冷却而下降,被加热部442a的相从第二相切换为第一相,被加热部442a的刚性降低。而且,被加热部442a所在的挠性管部11C的部位的刚性也降低。因此,挠性管部11C能够因外力而容易地挠曲。
这样,例如通过低弯曲刚性部434将形状记忆部件442的一部位的相在第一相与第二相之间切换,从而切换挠性管部11C的一部位的刚性。
<刚性控制系统的结构例4>
图26示出了作为能够作为刚性可变部112而应用的其他结构例的刚性可变装置510的基本结构。在图26的上段示出了处于弯曲刚性低的状态的刚性可变装置510,在图26的下段示出了处于弯曲刚性高的状态的刚性可变装置510。
刚性可变装置510具有:具有挠性的线圈管514,例如紧密线圈;芯线512,其在线圈管514的内部延伸;以及一对固定部件520、522,该一对固定部件520、522配置在线圈管514的两侧并固定于芯线512。
在线圈管514与固定部件520之间配置有垫圈516。在线圈管514与固定部件522之间配置有垫圈518。垫圈516、518发挥限制线圈管514沿着芯线512的移动的作用。垫圈516、518防止线圈管514从芯线512脱落,另外,防止固定部件520、522进入线圈管514。
刚性可变装置510还具有调整线圈管514与固定部件520、522之间的间隙的调整机构。调整机构由在使一对固定部件520、522相互远离的方向上拉伸一对固定部件520、522中的至少一方的拉伸机构构成。该拉伸机构具有螺母532、与螺母532螺合的丝杠534、固定于丝杠534的筒体536、固定于筒体536的盖538、以及使丝杠534旋转的马达540。
芯线512贯穿螺母532和丝杠534而延伸。固定部件522收纳于筒体536的内部。马达540以其自身不旋转的方式被支承为能够沿轴向移动。通过利用马达540使丝杠534相对于螺母532旋转,丝杠534能够沿着芯线512的轴移动。
在图26的上段所示的状态下,在丝杠534与固定部件522之间存在间隙。在该状态下,芯线512能够沿着线圈管514移动。在该状态下在线圈管514弯曲时不对芯线512施加拉伸应力,因此该状态是弯曲刚性低的状态。处于弯曲刚性低的状态的刚性可变装置510向安装有该刚性可变装置510的挠性管部11C提供较低的刚性。
与此相对,在图26的下段所示的状态下,在丝杠534与固定部件522之间没有间隙。在该状态下,芯线512无法相对于线圈管514移动。另外,丝杠534按压固定部件522,在芯线512上施加有拉伸应力。在该状态下在线圈管514弯曲时对芯线512进一步施加拉伸应力,因此该状态是弯曲刚性高的状态。处于弯曲刚性高的状态的刚性可变装置510对安装有该刚性可变装置510的挠性管部11C提供较高的刚性。
<刚性控制系统的结构例5>
图27示意性地示出了作为能够作为刚性可变部112而应用的其他结构例的刚性可变装置610和刚性控制电路660。如图27所示,刚性可变装置610具有线圈管612、封入到线圈管612内的导电性高分子人工肌肉614、以及设置于线圈管612的两端的一对电极616。刚性可变装置610以使线圈管612的中心轴线Ax与挠性管部11C的中心轴线一致或平行的方式内置于挠性管部11C。
刚性可变装置610的电极616与刚性控制电路660电连接。刚性控制电路660经由电极616对导电性高分子人工肌肉614施加电压。导电性高分子人工肌肉614由于被施加电压而要以线圈管612的中心轴线Ax为中心扩大直径,但通过线圈管612限制了导电性高分子人工肌肉614的直径的扩大。因此,所施加的电压值越高,刚性可变装置610的弯曲刚性越提高。即,通过使刚性可变装置610的刚性变化,内置有刚性可变装置610的挠性管部11C的弯曲刚性也发生变化。
<刚性控制系统的结构例6>
图28示出了作为能够作为刚性可变部112而应用的其他结构例的刚性可变装置710,示出了从高刚性状态向低刚性状态切换刚性可变装置710的刚性的情形。在图28中,处于高刚性状态的刚性可变装置710描绘在上侧,处于低刚性状态的刚性可变装置710描绘在下侧。另外,在图28中,对于与图24相同的结构标注相同的标号而省略说明。
如图28所示,刚性可变装置710的第二长度部件330具有多个非弯曲限制部332和1个弯曲限制部334。具体而言,第二长度部件330具有2个非弯曲限制部332和1个弯曲限制部334。非弯曲限制部332和弯曲限制部334沿着第二长度部件330的轴,在1个弯曲限制部334的两端排列配置有2个非弯曲限制部332。其他结构与图24的刚性可变装置310相同。
通过第一长度部件320与第二长度部件330的相对移动,能够将刚性可变装置710的刚性在高刚性即较硬的状态与低刚性即柔软的状态之间切换。
在图24的刚性可变装置310中,构成芯的锁定部的第二长度部件330的弯曲限制部334的数量与构成关节的低弯曲刚性部324的数量相同。
与此相对,在本结构例6的刚性可变装置710中,与构成关节的低弯曲刚性部324的数量相比,构成芯的锁定部的第二长度部件330的弯曲限制部334的数量较少。
在辅助内窥镜粘膜下层剥离术(ESD)的刚性控制中,优选提高刚性可变装置710的刚性的位置、即直线化的位置不比形成于插入部11的“屈曲部”的顶点向前端部11A侧伸出。这是因为,若从屈曲部的顶点起在前端部11A侧直线化,则插入部11的前端部11A的位置会发生偏移,而难以实施内窥镜粘膜下层剥离术(ESD)。
在刚性控制系统的结构例1中说明的使用形状记忆部件220的形状记忆合金的方式中,通过加热形状记忆部件220来变更插入部11的刚性。然而,在形状记忆合金的方式中,在形状记忆部件220的热变冷时、即插入部11软化时要花费时间,因此插入部11的刚性分布的微调需要时间。
与此相对,本结构例6的刚性可变装置710是将关节锁定或解除锁定的关节锁定的方式。而且,在刚性可变装置710中,与构成关节的低弯曲刚性部324的数量相比,构成芯的锁定部的第二长度部件330的弯曲限制部334的数量较少,因此能够迅速地对提高插入部11的刚性的位置进行微调。
本发明并不限定于上述的实施方式,在不改变本发明的主旨的范围内,能够进行各种变更、改变等。

Claims (9)

1.一种内窥镜系统,其特征在于,
该内窥镜系统具有:
插入部,其具有用于供处置器具贯插的通道,该插入部从前端侧插入于被检体;
1个以上的刚性可变部,它们设置于所述插入部,能够部分地变更所述插入部的刚性;
形状检测部,其直接或间接地检测所述插入部的形状;
处置判断部,其检测要进行使用所述处置器具的处置的情况;
屈曲部检测部,其根据所述形状检测部的检测结果,检测在所述插入部形成有屈曲部的情况;以及
刚性控制部,其控制所述刚性可变部的刚性,
在所述形状检测部检测出在所述插入部形成有屈曲部、且所述处置判断部检测出要进行使用所述处置器具的处置时,所述刚性控制部进行提高所述屈曲部内位于基端侧的所述刚性可变部的刚性的控制。
2.根据权利要求1所述的内窥镜系统,其特征在于,
该内窥镜系统还具有按压检测部,在所述插入部形成有所述屈曲部的状态下,该按压检测部检测该屈曲部是否被按压于所述被检体中的体腔部的内壁面,
所述刚性控制部获取所述按压检测部的检测结果,并在根据该检测结果而判断为该屈曲部被按压于所述被检体中的体腔部的内壁面时,进行提高所述屈曲部内位于基端侧的所述刚性可变部的刚性的控制。
3.根据权利要求1所述的内窥镜系统,其特征在于,
该还具备处置器具有无判定部,该处置器具有无判定部判定所述处置器具是否被配置为贯插到所述通道中,
所述刚性控制部获取所述处置器具有无判定部的检测结果,在根据该检测结果而判断为所述处置器具被配置为贯插到所述通道中的情况下,获取所述屈曲部检测部的检测结果,在根据该检测结果而判断为在所述插入部形成有规定的屈曲部时,进行提高所述屈曲部内位于基端侧的所述刚性可变部的刚性的控制。
4.根据权利要求1所述的内窥镜系统,其特征在于,
该内窥镜系统还具有插入部稳定度计算部,该插入部稳定度计算部在所述插入部被插入到被检体的体腔内时,计算该插入部的稳定度,
所述刚性控制部获取所述插入部稳定度计算部的计算结果,根据该计算结果,在所述插入部的所述稳定度小于规定值时,继续提高所述刚性可变部的刚性的控制,在所述插入部的所述稳定度为规定值以上时,停止提高所述刚性可变部的刚性的控制。
5.根据权利要求4所述的内窥镜系统,其特征在于,
所述插入部稳定度计算部具有:
扭转动作检测部,其在所述插入部插入到被检体的体腔内时,判定是否存在一边将所述插入部按压于该被检体的体腔部的内壁一边扭转所述插入部的动作;以及
相对移动检测部,其根据该被检体的摄像图像来检测所述插入部与该被检体的相对移动,
在所述扭转动作检测部判定为存在一边将所述插入部按压于所述被检体的体腔部的内壁一边扭转所述插入部的动作的情况下,所述插入部稳定度计算部根据所述相对移动检测部检测到的所述插入部与所述被检体的相对移动来计算所述稳定度。
6.根据权利要求1所述的内窥镜系统,其特征在于,
沿着所述插入部的长度方向配置有多个所述刚性可变部。
7.根据权利要求1所述的内窥镜系统,其特征在于,
所述刚性可变部具有:
第一长度部件,其具有多个低弯曲刚性部;以及
第二长度部件,其沿着所述第一长度部件而与所述第一长度部件相邻地配置,具有数量比所述多个低弯曲刚性部少的弯曲限制部。
8.一种内窥镜的插入部的刚性变更方法,其特征在于,
所述内窥镜包含:
所述插入部,其具有用于供处置器具贯插的通道,该插入部从前端侧插入于被检体;以及
1个以上的刚性可变部,它们设置于所述插入部,能够部分地变更所述插入部的刚性;
在所述插入部形成有屈曲部、且要进行使用所述处置器具的处置时,提高所述屈曲部内位于基端侧的所述刚性可变部的刚性。
9.根据权利要求8所述的内窥镜的插入部的刚性变更方法,其特征在于,
所述刚性可变部具有:
第一长度部件,其具有多个低弯曲刚性部;以及
第二长度部件,其沿着所述第一长度部件而与所述第一长度部件相邻地配置,具有数量比所述多个低弯曲刚性部少的弯曲限制部,
通过所述第一长度部件与所述第二长度部件的相对移动,将所述刚性可变部的刚性在高刚性的状态与低刚性的状态之间切换。
CN201980102381.5A 2019-12-09 2019-12-09 控制装置及其工作方法、内窥镜系统和存储器 Active CN114746000B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2019/048121 WO2021117100A1 (ja) 2019-12-09 2019-12-09 内視鏡システム及び内視鏡の挿入部の剛性変更方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114746000A true CN114746000A (zh) 2022-07-12
CN114746000B CN114746000B (zh) 2025-12-23

Family

ID=76329896

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201980102381.5A Active CN114746000B (zh) 2019-12-09 2019-12-09 控制装置及其工作方法、内窥镜系统和存储器

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20220296079A1 (zh)
JP (1) JP7332713B2 (zh)
CN (1) CN114746000B (zh)
WO (1) WO2021117100A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019171471A1 (ja) * 2018-03-06 2019-09-12 オリンパス株式会社 可撓管挿入装置、剛性制御装置、剛性制御装置の作動方法、及び剛性制御プログラムを記録した記録媒体
CN116261417A (zh) * 2020-05-29 2023-06-13 诺亚医疗集团公司 用于一次性内窥镜的方法和系统

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011019551A (ja) * 2009-07-13 2011-02-03 Fujifilm Corp 内視鏡装置
JP2011245180A (ja) * 2010-05-28 2011-12-08 Fujifilm Corp 内視鏡装置及び内視鏡システム並びに医療機器
CN102469914A (zh) * 2009-09-30 2012-05-23 奥林巴斯医疗株式会社 内窥镜装置以及弯曲驱动控制方法
US20170055809A1 (en) * 2014-10-22 2017-03-02 Olympus Corporation Endoscope insertion shape observation apparatus
WO2017183193A1 (ja) * 2016-04-22 2017-10-26 オリンパス株式会社 可撓管挿入装置
CN108430300A (zh) * 2015-12-25 2018-08-21 奥林巴斯株式会社 挠性管插入装置
CN108471923A (zh) * 2015-12-25 2018-08-31 奥林巴斯株式会社 挠性管插入装置
JP2018158154A (ja) * 2018-07-06 2018-10-11 富士フイルム株式会社 内視鏡システム
CN109068938A (zh) * 2016-04-12 2018-12-21 奥林巴斯株式会社 插入系统
WO2018235388A1 (ja) * 2017-06-21 2018-12-27 オリンパス株式会社 内視鏡
WO2019186694A1 (ja) * 2018-03-27 2019-10-03 オリンパス株式会社 可撓管挿入装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7892166B2 (en) * 2006-05-18 2011-02-22 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Medical instrument including a catheter having a catheter stiffener and method for using
WO2008094949A2 (en) * 2007-01-29 2008-08-07 Neoguide Systems, Inc. System for controlling an instrument using shape sensors
WO2016151846A1 (ja) * 2015-03-26 2016-09-29 オリンパス株式会社 可撓管挿入装置
WO2017009905A1 (ja) * 2015-07-10 2017-01-19 オリンパス株式会社 可撓管挿入装置
US11678788B2 (en) * 2018-07-25 2023-06-20 Intuitive Surgical Operations, Inc. Systems and methods for use of a variable stiffness flexible elongate device
WO2020072415A1 (en) * 2018-10-04 2020-04-09 Intuitive Surgical Operations, Inc. Systems and methods for control of steerable devices

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011019551A (ja) * 2009-07-13 2011-02-03 Fujifilm Corp 内視鏡装置
CN102469914A (zh) * 2009-09-30 2012-05-23 奥林巴斯医疗株式会社 内窥镜装置以及弯曲驱动控制方法
JP2011245180A (ja) * 2010-05-28 2011-12-08 Fujifilm Corp 内視鏡装置及び内視鏡システム並びに医療機器
US20170055809A1 (en) * 2014-10-22 2017-03-02 Olympus Corporation Endoscope insertion shape observation apparatus
CN108430300A (zh) * 2015-12-25 2018-08-21 奥林巴斯株式会社 挠性管插入装置
CN108471923A (zh) * 2015-12-25 2018-08-31 奥林巴斯株式会社 挠性管插入装置
CN109068938A (zh) * 2016-04-12 2018-12-21 奥林巴斯株式会社 插入系统
WO2017183193A1 (ja) * 2016-04-22 2017-10-26 オリンパス株式会社 可撓管挿入装置
WO2018235388A1 (ja) * 2017-06-21 2018-12-27 オリンパス株式会社 内視鏡
WO2019186694A1 (ja) * 2018-03-27 2019-10-03 オリンパス株式会社 可撓管挿入装置
JP2018158154A (ja) * 2018-07-06 2018-10-11 富士フイルム株式会社 内視鏡システム

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2021117100A1 (zh) 2021-06-17
CN114746000B (zh) 2025-12-23
WO2021117100A1 (ja) 2021-06-17
JP7332713B2 (ja) 2023-08-23
US20220296079A1 (en) 2022-09-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11317790B2 (en) Flexible tube insertion device, insertion control device, and insertion method
JP6419219B2 (ja) 可撓管挿入装置
US20160128766A1 (en) Medical instrument and medical system
JP7167127B2 (ja) 可撓管挿入装置、剛性制御装置、挿入部の挿入方法、及び剛性制御プログラムを記録した記録媒体
CN108471924B (zh) 挠性管插入装置
US12004709B2 (en) Flexible tube insertion apparatus, insertion control apparatus, and flexible tube insertion method
US20220296079A1 (en) Control device, method for changing rigidity of insertion portion of endoscope, and recording medium
JP2025131695A (ja) 外科手術用装置の機械アームにおけるケーブルおよびワイヤのルーティング
US10485410B2 (en) Flexible tube insertion apparatus
US12016520B2 (en) Flexible tube insertion apparatus, insertion control apparatus, and insertion control method
Makishi et al. Active bending electric endoscope using shape memory alloy coil actuators
US11839358B2 (en) Rigidity variable device and endoscope
JP3944651B2 (ja) 能動チューブ駆動装置及び能動チューブ駆動装置用コントロールスティック
US12310557B2 (en) Flexible tube insertion apparatus, control apparatus, and method of changing rigidity
JP6913246B2 (ja) 剛性可変装置および内視鏡
US20210338055A1 (en) Flexible tube insertion device, endoscope system, and flexible tube insertion method
HK40080155A (zh) 模块化内窥镜的系统和方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant