JP2010051534A - Actuator for intraductal moving body and endoscope - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は管内移動体用アクチュエータ、内視鏡に係り、特に、管壁に推進力を伝えて管内を移動する技術に関する。 The present invention relates to an actuator for an intra-pipe moving body and an endoscope, and more particularly to a technique for transferring a propulsive force to a pipe wall to move the inside of the pipe.
特許文献1には、管路内を移動する管内移動体用アクチュエータが開示されている。具体的には、電子内視鏡の挿入部にバルーンが取り付けられており、当該バルーンは、進行方向の後方の部分および円周方向の部分が、他の部分よりも膨張率が低く形成されている。そして、バルーンはエアーを供給することにより進行方向の後方に向かって膨張するので、管路の内壁面に接触したバルーンの表面が、内壁面に接触しながら進行方向の後方に内壁面を介して駆動力を発生させ、この力によって挿入部が進行方向に移動するとしている。 Patent Document 1 discloses an actuator for a moving body in a pipe that moves in a pipe line. Specifically, a balloon is attached to the insertion portion of the electronic endoscope, and the balloon is formed such that the rear portion in the traveling direction and the circumferential portion have a lower expansion rate than the other portions. Yes. Since the balloon expands toward the rear in the traveling direction by supplying air, the surface of the balloon in contact with the inner wall surface of the conduit passes through the inner wall surface in the rearward direction while contacting the inner wall surface. A driving force is generated, and the insertion portion moves in the traveling direction by this force.
また、特許文献2には、内部に複数の圧力室が形成された弾性部材からなり、上面に複数の突起が形成されているアクチュエータ本体が開示されている。そして、隣接する圧力室の間の隔壁は蛇腹状に成形されている。これにより、圧力室の内部を加減圧して隔壁を上下に大きく伸縮させて弾性変形波の振幅を大きくすることにより、アクチュエータの移動面や搬送物の接触面に凹凸があっても、移動/搬送が停止しないとしている。
ここで、半径方向に弾性変形する腸壁に推進機構を確実に接触させるためには、推進時の推進機構の外周面直径を内視鏡直径の3倍程度とする必要がある。しかしながら、特許文献1,2に記載のものにおいて、バルーン表面や突起が腸壁に接触しない(届かない)場合には推進力を発生できなくなってしまう。
Here, in order to ensure that the propulsion mechanism comes into contact with the intestinal wall elastically deformed in the radial direction, the outer peripheral surface diameter of the propulsion mechanism at the time of propulsion needs to be about three times the endoscope diameter. However, in the thing of
また、腸壁とバルーン表面や突起が接触しても腸形状が変形するだけで推進力を発揮できないおそれがある。具体的には、特許文献1のものでは、バルーンの膨張後に排気をして収縮させる際に、進行方向の前方に向かって収縮するので、バルーンの膨張時の作用と逆の作用として、管路の内壁面に接触したバルーンの表面が内壁面に接触しながら進行方向の前方に内壁面を介して後退力を発生させ、この力によって管壁に不要な後退動作を伝えてしまい結果的に大きな前進量を得られないおそれがある。 Further, even if the intestinal wall contacts with the balloon surface or protrusion, the shape of the intestine may be deformed, and the driving force may not be exhibited. Specifically, in the case of Patent Document 1, when the balloon is inflated and contracted after being inflated, it contracts toward the front in the advancing direction. The balloon surface in contact with the inner wall surface generates a retreating force through the inner wall surface in the forward direction while contacting the inner wall surface, and this force transmits an unnecessary retreating operation to the tube wall, resulting in a large amount. There is a risk that the amount of advancement cannot be obtained.
また、特許文献2のものでは、腸の表面が突起に同調して収縮するだけで推進力を発揮できないおそれがある。
Moreover, in the thing of
また、ダブルバルーンによる自走方式では、内視鏡先端部分は係止機能しか持たず、後側バルーンを起点とした押込み動作となるため、腸管の屈曲部において自走部の伸縮機構がロックして前進できない場合がある。 In the self-propelled method using a double balloon, the distal end portion of the endoscope has only a locking function, and the pushing operation starts from the rear balloon. Therefore, the telescopic mechanism of the self-propelled portion is locked at the bent portion of the intestinal tract. May not be able to move forward.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、推進機構を管壁に確実に接触させつつ、管壁に不要な後退動作を伝えず推進力のみを確実に伝えることができる管内移動体用アクチュエータ、内視鏡を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an in-pipe moving body capable of reliably transmitting only a propulsion force without transmitting an unnecessary backward movement to the tube wall while reliably bringing the propulsion mechanism into contact with the tube wall. It is an object to provide an actuator and an endoscope.
前記目的を達成するために請求項1に係る発明は、管内移動体用アクチュエータにおいて、管壁を介して駆動力を発生させて管内を移動するための推進力を発生させる推進機構と、前記推進機構を支持し前記推進機構を前記管壁に対し当接および離間させる土台機構とを備え、軸対称に2対以上設けられた2層機構を有すること、を特徴とする。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is an actuator for an in-pipe moving body, wherein a propulsion mechanism for generating a driving force to generate a driving force through a tube wall to move in the tube, and the propulsion And a base mechanism for supporting the mechanism and contacting and separating the propulsion mechanism with respect to the tube wall, and having two-layer mechanisms provided in two or more pairs in axial symmetry.
本発明によれば、土台機構により推進機構を確実に管壁に対し当接させるので、管壁に推進機構による推進力を確実に伝えることができる。 According to the present invention, since the propulsion mechanism is reliably brought into contact with the tube wall by the base mechanism, the propulsion force by the propulsion mechanism can be reliably transmitted to the tube wall.
前記目的を達成するために請求項2に係る発明は、請求項1の管内移動体用アクチュエータにおいて、前記土台機構により前記推進機構を前記管壁に対し当接させた後に前記推進機構により前記推進力を発生させ、前記推進機構により前記推進力を発生させた状態で前記土台機構により前記推進機構を前記管壁から離間させるように制御する制御部を有すること、を特徴とする。
In order to achieve the object, the invention according to
本発明によれば、推進力を発生させた状態のまま推進機構を管壁から離間させるので、管壁に不要な後退動作を伝えず推進力のみを確実に伝えることができる。 According to the present invention, since the propulsion mechanism is separated from the tube wall in a state where the propulsive force is generated, it is possible to reliably transmit only the propulsive force without transmitting an unnecessary backward movement operation to the tube wall.
前記目的を達成するために請求項3に係る発明は、請求項1または2の管内移動体用アクチュエータにおいて、前記土台機構はバルーンであって、前記土台機構のバルーンを膨張および収縮させることにより前記推進機構を前記管壁に対し当接および離間させること、を特徴とする。 In order to achieve the above object, according to a third aspect of the present invention, in the actuator for a moving body in a pipe according to the first or second aspect, the base mechanism is a balloon, and the balloon of the base mechanism is inflated and deflated. The propulsion mechanism is brought into contact with and separated from the tube wall.
本発明によれば、土台機構はバルーンであるので、簡易な構造で推進機構を確実に管壁に対し当接および離間させることができる。 According to the present invention, since the base mechanism is a balloon, the propulsion mechanism can be reliably brought into contact with and separated from the tube wall with a simple structure.
前記目的を達成するために請求項4に係る発明は、請求項1乃至3のいずれか1つの管内移動体用アクチュエータにおいて、前記推進機構はバルーンであって、少なくとも進行方向の後方の部分に他の部分よりも膨張率が小さい部分が設けられていること、を特徴とする。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 4 is the actuator for a moving body in a pipe according to any one of claims 1 to 3, wherein the propulsion mechanism is a balloon, and at least a rear portion in the traveling direction. A portion having a smaller expansion coefficient than the portion is provided.
本発明によれば、進行方向の後方に向かって推進機構のバルーンが膨張して管壁を介して駆動力を発生させるので、管内移動体を進行方向に移動させることができる。 According to the present invention, since the balloon of the propulsion mechanism is inflated toward the rear in the traveling direction to generate a driving force via the tube wall, the in-tube moving body can be moved in the traveling direction.
前記目的を達成するために請求項5に係る発明は、請求項4の管内移動体用アクチュエータにおいて、前記推進機構のバルーンを収縮させた状態で前記土台機構により前記管壁に当接させた後、前記推進機構のバルーンを膨張させた状態で前記土台機構により前記管壁から離間させること、を特徴とする。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 5 is the actuator for a moving body in tube according to claim 4, wherein the base mechanism is brought into contact with the tube wall in a state where the balloon of the propulsion mechanism is contracted. The balloon of the propulsion mechanism is separated from the tube wall by the base mechanism in an inflated state.
本発明によれば、管壁に当接する時にはバルーンを収縮させた状態とする一方管壁から離間する時にはバルーンを膨張させた状態としてバルーンの状態にヒステリシス性を持たせており、管壁に不要な後退動作を伝えず推進力のみを確実に伝えることができる。 According to the present invention, the balloon is in a deflated state when contacting the tube wall, while the balloon is inflated when being separated from the tube wall, and the balloon is provided with hysteresis so that the tube wall is unnecessary. It is possible to reliably transmit only the propulsive force without transmitting the reverse movement.
前記目的を達成するために請求項6に係る発明は、管内を自走する機能を有した内視鏡であって、請求項1乃至5のいずれか1つの管内移動体用アクチュエータを有する。 In order to achieve the above object, an invention according to claim 6 is an endoscope having a function of self-propelling in a tube, and includes the in-tube moving body actuator according to any one of claims 1 to 5.
本発明によれば、推進機構を管壁に確実に接触させつつ、管壁に不要な後退動作を伝えず推進力のみを確実に伝えることができる。 According to the present invention, it is possible to reliably transmit only the propulsive force without transmitting an unnecessary backward movement to the tube wall while reliably bringing the propulsion mechanism into contact with the tube wall.
以下添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
〔電子内視鏡の説明〕
図1において、電子内視鏡1は、被検体内に挿入される挿入部10と、挿入部10の基端部分に連設された操作部12とを備えている。挿入部10の先端に連設された先端部10a(例えば、外径12mmφ)には、被検体内の被観察部位の像光を取り込むための対物レンズと像光を撮像する撮像素子(いずれも図示せず)が内蔵されている。撮像素子により取得された被検体内の画像は、コード14に接続されたプロセッサ装置のモニタ(いずれも図示せず)に内視鏡画像として表示される。
[Description of electronic endoscope]
In FIG. 1, the electronic endoscope 1 includes an
また、先端部10aには、被観察部位に光源装置(図示せず)からの照明光を照射するための照明窓や、鉗子口16と連通した鉗子出口、送気・送水ボタン12aを操作することによって、対物レンズを保護する観察窓の汚れを落とすための洗浄水やエアーが噴射されるノズルなどが設けられている。
Further, on the
先端部10aの後方には、複数の湾曲駒を連結した湾曲部10bが設けられている。湾曲部10bは、操作部12に設けられたアングルノブ12bが操作されて、挿入部10内に挿設されたワイヤが押し引きされることにより、上下左右方向に湾曲動作する。これにより、先端部10aが被検体内の所望の方向に向けられる。
A
湾曲部10bの後方には、可撓性を有する軟性部10cが設けられている。軟性部10cは、先端部10aが被観察部位に到達可能なように、且つ術者が操作部12を把持して操作する際に支障を来さない程度に患者との距離を保つために、1〜数mの長さを有する。
A
先端部10aには、後述する2層構造バルーンα,β(図1では2層構造バルーンαを代表して示す)が取り付けられている。後述するように、1対の2層構造バルーンは、挿入部10の周方向に関して対向する位置、つまり180°隔てた位置に配され、例えば、膨張収縮自在なラテックスゴムからなる。
Two-layer structure balloons α and β (represented by the two-layer structure balloon α in FIG. 1) are attached to the
2対の2層構造バルーンは、各バルーンの圧力を制御するバルーン制御装置18に接続されている。
The two pairs of two-layer balloons are connected to a
上記のように構成された電子内視鏡1で、例えば、大腸や小腸のように複雑に屈曲した管路の内壁面を観察する場合には、2対の2層構造バルーンα,βが収縮した状態で挿入部10を被検体内に挿入し、光源装置を点灯して被検体内を照明しながら、撮像素子により得られる内視鏡画像をモニタで観察する。
When observing the inner wall surface of a conduit that is bent in a complicated manner, such as the large intestine or the small intestine, with the electronic endoscope 1 configured as described above, the two pairs of two-layer balloons α and β are contracted. In this state, the
先端部10aが管路に到達すると、バルーン制御装置18により2対の2層構造バルーンα,βの膨張・収縮を制御して、管路の内壁面を介して駆動力を発生させ、この力によって挿入部10が進行方向に移動される。
When the
なお、推進動作のフローの詳しい説明は後述する。 A detailed description of the propulsion operation flow will be described later.
〔管内移動体用アクチュエータの説明〕
次に、管内移動体用アクチュエータについて説明する。
[Description of actuator for moving object in pipe]
Next, the actuator for in-pipe moving bodies will be described.
<管内移動体用アクチュエータの構成と作用>
図2は、挿入部10の先端部10aにおける管内移動体用アクチュエータの構成を示す図である。図2(a)は先端部10aの概略側面側から見た図であり、図2(b)は先端部10aの先端側から見た図である。
<Configuration and operation of actuator for moving body in pipe>
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the in-pipe moving body actuator at the
図2(a),(b)に示すように、管内移動体用アクチュエータには、電子内視鏡1の先端部10aの外周面に設けられ後述する第1推進バルーン32をリフトアップする第1リフトアップバルーン30と、当該第1リフトアップバルーン30の上側(外周側)に重ねて設けられた第1推進バルーン32が構成されている。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the in-pipe moving body actuator is provided on the outer peripheral surface of the
第1リフトアップバルーン30は、第1推進バルーン32を支持して当該第1推進バルーン32を腸壁などの管壁に対し当接および離間させる土台機構の役割をなす。また、第1推進バルーン32は、腸壁などの管壁を介して駆動力を発生させて管内を移動するための推進力を発生させる推進機構の役割をなす。
The first lift-up
なお、第1リフトアップバルーン30と第1推進バルーン32の境界部分は、接着や一体成型などで結合する。
Note that the boundary portion between the first lift-up
そして、第1リフトアップバルーン30と第1推進バルーン32とからなる2層機構である2層構造バルーンαが先端部10aにおいて軸対称に対をなしており、本実施形態では、さらに先端部10aの円周方向に位相を90°ずらした位置に、第2リフトアップバルーン34と第2推進バルーン36とからなる2層機構である2層構造バルーンβが内視鏡の先端部10aにおいて軸対称に対をなしており、2層構造バルーンα、βが合計2対構成されている。なお、2層構造バルーンは合計3対以上構成されていてもよい。
The two-layer structure balloon α, which is a two-layer mechanism composed of the first lift-up
なお、本実施形態では、電子内視鏡1の先端部10aにおいて軸方向のほぼ同じ位置に、1対の2層構造バルーンαと1対の2層構造バルーンβが設けられているが、当該軸方向について1対の2層構造バルーンαと1対の2層構造バルーンβがずれた位置に設けられていてもよい。
In the present embodiment, a pair of two-layer structure balloons α and a pair of two-layer structure balloons β are provided at substantially the same position in the axial direction at the
図3は、第1推進バルーン32の部分の拡大図である。なお、第2推進バルーン36も第1推進バルーン32と同様の構成からなる。第1推進バルーン32は、膨張収縮自在なラテックスゴムからなる。
FIG. 3 is an enlarged view of a portion of the
図3に示すように、第1推進バルーン32は、挿入部10の進行方向(挿入部10の基端部分から先端部10aに向かう方向)の後方の部分32a(斜線で示す。以下、単に後方部分という。)、および円周方向の部分32b(斜線で示す。以下、単に円周部分という。)が、他の部分よりも肉厚が厚く形成されている。
3, the
このため、第1推進バルーン32に気体が供給されると、図3の点線に示すように膨張する。すなわち、後方部分32aおよび円周部分32bが他の部分よりも肉厚に形成されていることにより、後方部分32aおよび円周部分32bが他の部分よりも膨張率が低くなり、後方部分32aおよび円周部分32bよりも他の部分のほうが伸びて、点線で示すように進行方向の後方に向かって略扇形状に膨張する。
For this reason, when gas is supplied to the
なお、図3では、後方部分32aおよび円周部分32bが他の部分よりも肉厚に形成されている例を示したが、後方部分32aのみが他の部分よりも肉厚に形成されている例であってもよい。
3 shows an example in which the
また、後方部分32aおよび円周部分32b、または後方部分32aのみについて、第1推進バルーン32の材料よりも低い膨張率を有する低膨張率材(例えば、PET繊維やアラミド繊維)やコイル状に形成した形状記憶合金のワイヤなどを表面に接合、あるいは埋め込み、若しくは一体成形し、部分的に膨張率を異ならせてもよい。
Further, only the
また、図4は、第1リフトアップバルーン30、第1推進バルーン32、第2リフトアップバルーン34、第2推進バルーン36の圧力を制御するバルーン制御装置18のブロック構成図である。図4に示すように、第1リフトアップバルーン30、第1推進バルーン32、第2リフトアップバルーン34、第2推進バルーン36には、個々に独立して内圧が調整できる構造となっており、バルブ開閉制御部44と圧力制御部46を介して、吸引ポンプ48と吐出ポンプ50が接続されている。
FIG. 4 is a block diagram of the
なお、後述する推進動作のフローは、バルブ開閉制御部44によって各バルーンに接続されたバルブ(不図示)の開閉を制御し、圧力制御部46によって吸引ポンプ48と吐出ポンプ50を制御することによって実行される。
In the flow of the propulsion operation described later, the valve opening /
<推進動作のフロー>
図5は、本発明の管内移動体用アクチュエータについて、具体的な推進動作のフローチャート図である。また、図6は、図5に示す推進動作のフローチャート図に対応させて各バルーンの膨張および収縮の様子を示した概略図であり、図6の左図は先端部10aの概略側面側から見た図であり、図6右図は先端部10aの先端側から見た図である。さらに、図7は、図5で示される推進動作について各バルーンの圧力の時間的変化を表わしたタイミングチャート図である。
<Propulsion flow>
FIG. 5 is a flowchart of a specific propulsion operation for the in-pipe moving body actuator of the present invention. FIG. 6 is a schematic view showing the state of inflation and deflation of each balloon corresponding to the flowchart of the propulsion operation shown in FIG. 5, and the left view of FIG. 6 is viewed from the schematic side surface side of the
そこで、図5をベースに図6と図7により補足をしながら、推進動作のフローについて詳細に説明する。 Accordingly, the flow of the propulsion operation will be described in detail with reference to FIG.
図5に示すように、電子内視鏡1の先端部10aを測定対象(ここでは例えば、大腸とする)内に挿入を開始して、電子内視鏡1に対し管内移動体用アクチュエータによる自走開始指示の操作を行なう(ステップS1)。
As shown in FIG. 5, the insertion of the
すると、推進バルーン準備として、第1推進バルーン32および第2推進バルーン36に所定量の気体を供給する(ステップS2)。
Then, as a propulsion balloon preparation, a predetermined amount of gas is supplied to the
そして、第1推進バルーン32および第2推進バルーン36に所定量の気体を供給して適度に膨らませて、推進バルーン準備が完了したか否かを判断し(ステップS3)、完了するまで気体を供給する。この時、各バルーンの膨張および収縮の様子は、図6(a)のように表わされる。
Then, a predetermined amount of gas is supplied to the
推進バルーン準備が完了すると、次に、第1リフトアップバルーン30への気体の充填を開始する(ステップS4)。
When the propulsion balloon preparation is completed, next, gas filling into the first lift-up
そして、第1リフトアップバルーン30の内圧が規定値に達したか否かを判断し(ステップS5)、規定値に達するまで気体の充填を行ない、第1リフトアップバルーン30の内圧が規定値に達すると、第1リフトアップバルーン30への気体の充填を停止する(ステップS6)。なお、第1リフトアップバルーン30における内圧の規定値とは、腸壁52のたるみをなくして第1推進バルーン32を腸壁52に密着させた時の圧力値であって、腸壁52を破らず、腸壁52を滑らない圧力値である。
Then, it is determined whether or not the internal pressure of the first lift-up
この時、各バルーンの膨張および収縮の様子は、図6(b)のように表わされる。図6(b)に示されるように、第1リフトアップバルーン30への気体の充填により、第1推進バルーン32が持ち上げられ、第1推進バルーン32は腸壁52と当接し密着する。腸壁52の円周長さは変化せず、腸壁52は第1推進バルーン32が持ち上げられる方向に伸びきった状態となる。このように、第1推進バルーン32は腸壁52のたるみをなくした状態で腸壁52に密着している。なお、第2推進バルーン36は腸壁52から離間している。
At this time, the state of expansion and contraction of each balloon is expressed as shown in FIG. As shown in FIG. 6 (b), the
また、この時(ステップS4〜S6)、各バルーンのタイミングチャートは、図7の工程Aの部分に対応する。 At this time (steps S4 to S6), the timing chart of each balloon corresponds to the step A in FIG.
次に、第1推進バルーン32への気体の充填を開始する(ステップS7)。
Next, filling of gas into the
そして、第1推進バルーン32の内圧が規定値に達したか否かを判断し(ステップS8)、規定値に達するまで気体の充填を行ない、第1推進バルーン32の内圧が規定値に達すると、第1推進バルーン32への気体の充填を停止する(ステップS9)。
Then, it is determined whether or not the internal pressure of the
この時、各バルーンの膨張および収縮の様子は、図6(c)のように表わされる。図6(c)に示されるように、第1推進バルーン32への気体の充填により、前記の図3の点線に示したように、第1推進バルーン32は先端部10aの進行方向の後方(図6(c)の黒矢印)に向かって略扇形状に膨張するように指向性変形を行なうので、図6(c)の白矢印のように先端部10aに腸壁52に対して進行方向の力が発生する。
At this time, the state of expansion and contraction of each balloon is represented as shown in FIG. As shown in FIG. 6 (c), as the
また、前記のステップS6において第1推進バルーン32を腸壁52に確実に当接させているので、第1推進バルーン32への気体の充填により、確実に先端部10aに腸壁52に対して進行方向の力が発生する。これにより、電子内視鏡1の先端部10aは進行方向に移動する。
In addition, since the
また、この時(ステップS7〜S9)、各バルーンのタイミングチャートは、図7の工程Bの部分に対応する。 At this time (steps S7 to S9), the timing chart of each balloon corresponds to the step B in FIG.
次に、第2リフトアップバルーン34への気体の充填を開始する(ステップS10)。
Next, filling of gas into the second lift-up
そして、第2リフトアップバルーン34の内圧が所定の通過値に達したか否かを判断する(ステップS11)。
Then, it is determined whether or not the internal pressure of the second lift-up
ここで、第2リフトアップバルーン34における内圧の所定の通過値とは、第2リフトアップバルーン34が膨張して内圧が規定値に達するまでに存在する通過値であって、第2推進バルーン36が腸壁52に当接する時の第2リフトアップバルーン34の内圧の値である。
Here, the predetermined passage value of the internal pressure in the second lift-up
この時、各バルーンの膨張および収縮の様子は、図6(d)のように表わされる。図6(d)に示されるように、第2リフトアップバルーン34に気体を充填して膨張させることにより白矢印方向に第2推進バルーン36を持ち上げていく一方、第1リフトアップバルーン30と第1推進バルーン32は気体が充填された状態をそのまま維持している。
At this time, the state of expansion and contraction of each balloon is expressed as shown in FIG. As shown in FIG. 6D, the second lift-up
また、この時(ステップS10〜S11)、各バルーンのタイミングチャートは、図7の工程Cの部分に対応する。 At this time (steps S10 to S11), the timing chart of each balloon corresponds to the step C in FIG.
そして、第2リフトアップバルーン34の内圧が所定の通過値に達すると、第2推進バルーン36が腸壁52に当接するが、この時、第1リフトアップバルーン30からの排気を開始する(ステップS12)。
Then, when the internal pressure of the second lift-up
このように、第1推進バルーン32は膨張した状態をそのまま維持しつつ、第1リフトアップバルーン30を収縮させていく。そのため、第1推進バルーン32は膨張した状態のまま腸壁52から離間する。したがって、第1推進バルーン32を収縮しながら腸壁52から離間させたときに生じるような不要な後退動作を腸壁52に伝えないので、前記のステップS9において電子内視鏡1の先端部10aが進行方向に移動した位置を維持する。
In this way, the
また、第2推進バルーン36を腸壁52に当接させてから第1推進バルーン32を腸壁52から離間させるので、第1推進バルーン32を腸壁52から離間させても先端部10aは第2推進バルーン36により腸壁52に係止されており、その位置を保つことができる。
In addition, since the
次に、第2リフトアップバルーン34の内圧が所定の通過値を通過したのち規定値に達したか否か、および第1リフトアップバルーン30からの排気が完了したか否かを判断し(ステップS13)、第2リフトアップバルーン34の内圧が所定の通過値を通過したのち規定値に達するまで第2リフトアップバルーン34への気体の充填を行い、第1リフトアップバルーン30からの排気が完了するまで第1リフトアップバルーン30からの排気を行なう。なお、第2リフトアップバルーン34における内圧の規定値とは、腸壁52のたるみをなくして第2推進バルーン36を腸壁52に密着させた時の圧力値であって、腸壁52を破らず、腸壁52を滑らない圧力値である。
Next, it is determined whether or not the internal pressure of the second lift-up
この時、各バルーンの膨張および収縮の様子は、図6(e),(f)のように表わされる。図6(e)に示されるように、第1推進バルーン32は膨張した状態を維持されつつ、第1リフトアップバルーン30を収縮させる。すると、図6(f)に示されるように、第1推進バルーン32は膨張した状態を維持されつつ腸壁52から離間する。なお、第2リフトアップバルーン34への気体の充填は継続して膨張させていく。
At this time, the state of expansion and contraction of each balloon is expressed as shown in FIGS. As shown in FIG. 6E, the
一方、第2リフトアップバルーン34への気体の充填により、第2推進バルーン36が持ち上げられ、第2推進バルーン36は腸壁52と当接し密着する。腸壁52の円周長さは変化せず、腸壁52は第2推進バルーン36が持ち上げられる方向に伸びきった状態となる。このように、第2推進バルーン36は腸壁52のたるみをなくした状態で腸壁52に密着している。
On the other hand, by filling the second lift-up
また、この時(ステップS12,S13)、各バルーンのタイミングチャートは、図7の工程Dの部分に対応する。 At this time (steps S12 and S13), the timing chart of each balloon corresponds to the step D in FIG.
そして、第2リフトアップバルーン34の内圧が規定値に達し、第1リフトアップバルーン30からの排気が完了すると、第2リフトアップバルーン34への気体の充填を停止し、第1リフトアップバルーン30からの排気を停止するとともに、第2推進バルーン36への気体の充填を開始する一方、第1推進バルーンからの排気を開始する(ステップS14)。
Then, when the internal pressure of the second lift-up
次に、第2推進バルーン36の内圧が規定値に達したか否か、および第1推進バルーンからの排気が完了したか否かを判断し(ステップS15)、第2推進バルーン36の内圧が規定値に達するまで気体の充填を行ない、第1推進バルーンからの排気が完了するまで排気を行なう。
Next, it is determined whether or not the internal pressure of the
そして、第2推進バルーン36の内圧が規定値に達すると第2推進バルーン36への気体の充填を停止し、第1推進バルーンからの排気が完了すると第1推進バルーンからの排気を停止する(ステップS16)。
Then, when the internal pressure of the
この時、各バルーンの膨張および収縮の様子は、図6(g)のように表わされる。図6(g)に示されるように、第1推進バルーン32を収縮させる一方、第2推進バルーン36への気体の充填により、前記の図3の点線に示したように、第2推進バルーン36は先端部10aの進行方向の後方に向かって略扇形状に膨張するように指向性変形を行なうので、前記の図6(c)の第1推進バルーン32による作用と同様に、腸壁52に対して先端部10aの進行方向の力を発生させる。これにより、電子内視鏡1の先端部10aは進行方向に移動する。
At this time, the state of expansion and contraction of each balloon is represented as shown in FIG. As shown in FIG. 6G, while the
また、この時(ステップS14〜S16)、各バルーンのタイミングチャートは、図7の工程Eの部分に対応する。 At this time (steps S14 to S16), the timing chart of each balloon corresponds to the step E in FIG.
ステップS16にて第2推進バルーン36への気体の充填を停止し、第1推進バルーン32からの排気を停止した後は、ステップS10に戻り、以降、第1リフトアップバルーン30と第2リフトアップバルーン34を入れ替え、第1推進バルーン32と第2推進バルーン36を入れ替えて同様なフローを行い、これらのフローを繰り返すことで管内移動体用アクチュエータの推進動作を継続させる(ステップS17)が、内容が重複するため詳細な説明は省略する。なお、この時、各バルーンの膨張および収縮の様子は、図6(h)〜(j)のように表わされ、各バルーンのタイミングチャートは、図7のF〜Hの部分に対応する。
After stopping filling of gas into the
その後、電子内視鏡1に対し管内移動体用アクチュエータによる自走停止指示の操作を行なうと(ステップS21)、第1推進バルーン32と第2推進バルーン36の排気を開始し(ステップS22)、第1リフトアップバルーン30と第2リフトアップバルーン34の排気を開始し(ステップS23)、全バルブの排気が完了しだい表示部(不図示)にその旨を表示する(ステップS24)。
Thereafter, when the self-propelled stop instruction is operated on the electronic endoscope 1 by the in-pipe moving body actuator (step S21), exhaust of the
以上が推進動作のフローの説明である。 The above is the description of the flow of the propulsion operation.
以上、推進動作について説明したように、第1推進バルーン32(第2推進バルーン36)を収縮させた状態で当該第1推進バルーン32(第2推進バルーン36)を腸壁52に当接させた後、当該第1推進バルーン32(第2推進バルーン36)に気体を充填し当該第1推進バルーン32(第2推進バルーン36)を膨張させた状態として腸壁52に推進力を与える一方、当該第1推進バルーン32(第2推進バルーン36)を膨張させた状態のまま当該第1推進バルーン32(第2推進バルーン36)を腸壁52から離間させている。
As described above, the first propulsion balloon 32 (second propulsion balloon 36) is brought into contact with the
このように、第1推進バルーン32(第2推進バルーン36)を腸壁52に当接させた時の当該第1推進バルーン32(第2推進バルーン36)の状態と、第1推進バルーン32(第2推進バルーン36)を腸壁52から離間させた時の当該第1推進バルーン32(第2推進バルーン36)の状態を異なるものとしており、所謂、腸壁52に当接・離間させる際に第1推進バルーン32(第2推進バルーン36)の状態についてヒステリシス性を持たせている。
Thus, the state of the first propulsion balloon 32 (second propulsion balloon 36) when the first propulsion balloon 32 (second propulsion balloon 36) is brought into contact with the
これにより、第1推進バルーン32(第2推進バルーン36)を収縮しながら腸壁52から離間させた時に生じるような不要な後退動作を腸壁52に伝えないので、第1推進バルーン32(第2推進バルーン36)を腸壁52に当接させる時に発生した推進力により前進した電子内視鏡1の先端部10aの移動量を維持でき、進行方向に大きな移動量を得ることができる。
Accordingly, unnecessary retracting action that occurs when the first propulsion balloon 32 (second propulsion balloon 36) is contracted and separated from the
また、第1リフトアップバルーン30(第2リフトアップバルーン34)を膨張させて、第1推進バルーン32(第2推進バルーン36)を腸壁52に確実に当接させるので、第1推進バルーン32(第2推進バルーン36)による推進力を腸壁52に確実に伝えることができる。
Further, since the first lift-up balloon 30 (second lift-up balloon 34) is inflated and the first propulsion balloon 32 (second propulsion balloon 36) is surely brought into contact with the
<変形例>
また、前記の実施形態の第1推進バルーン32と第2推進バルーン36に変えて、図8に示すような構成からなる第1推進バルーン54と第2推進バルーン56としてもよい。図8は、第1推進バルーン54と第2推進バルーン56を使用したときの推進動作の一部を示す図である。
<Modification>
Further, instead of the
第1推進バルーン54と第2推進バルーン56は、前記の実施形態の第1推進バルーン32と第2推進バルーン36と同様に、各々先端部10aに設けられた2対の2層構造バルーンα,βを構成するものとして、第1リフトアップバルーン30と第2リフトアップバルーン34の上側(外周側)に重ねて設けられている。
The first propulsion balloon 54 and the second propulsion balloon 56 are, like the
そして、図8に示すように、第1推進バルーン54と第2推進バルーン56は、3つのバルーンで形成されるサブ室58、主気室60、サブ気室62を列状に配置したものであり、主気室60の両側にサブ気室58,62が配置されている。サブ気室58を先端部10aの先端側に配置し、サブ気室62を先端部10aの後端側に配置する。
As shown in FIG. 8, the first propulsion balloon 54 and the second propulsion balloon 56 are formed by arranging a
第1リフトアップバルーン30(第2リフトアップバルーン34)により第1推進バルーン54(第2推進バルーン56)を腸壁52に当接させた後、図8(a)に示すように、主気室60とその両側に位置するサブ気室58,62に気体が充填されていない状態からサブ気室62に気体を充填し、次に、図8(b)に示すように、主気室60に気体を充填して第1推進バルーン54(第2推進バルーン56)を腸壁52に密着させる。
After bringing the first propulsion balloon 54 (second propulsion balloon 56) into contact with the
次に、図8(c)に示すように、サブ気室58に気体を充填する一方、サブ気室62から排気を行なう。すると、図中の矢印のように、腸壁52に対し推進力が発生するので、先端部10aは進行方向に移動する。
Next, as shown in FIG. 8C, the
次に、図8(d)に示すようにサブ気室58を膨張させサブ気室62を収縮させたまま、主気室60から排気を行なった後、第1リフトアップバルーン30(第2リフトアップバルーン34)により第1推進バルーン54(第2推進バルーン56)を腸壁52から離間させる。
Next, as shown in FIG. 8D, after the
以上のように、第1推進バルーン54(第2推進バルーン56)のサブ室58、主気室60、サブ気室62の膨張収縮状態について、第1推進バルーン54(第2推進バルーン56)を腸壁52に当接させた時と、第1推進バルーン54(第2推進バルーン56)を腸壁52から離間させた時で異なる状態としている。すなわち、腸壁52に当接および離間させる際に第1推進バルーン54(第2推進バルーン56)の状態について、ヒステリシス性を持たせている。
As described above, with respect to the expansion and contraction states of the
なお、図8(c)に示す状態からそのまま第1リフトアップバルーン30(第2リフトアップバルーン34)により第1推進バルーン54(第2推進バルーン56)を腸壁52から離間させた後に、図8(d)に示すようにサブ気室58を膨張させサブ気室62を収縮させたまま、主気室60から排気を行なってもよい。
It should be noted that the first propulsion balloon 54 (second propulsion balloon 56) is separated from the
また、前記の実施形態では、電子内視鏡1の挿入部10に直接バルーンを取り付けた例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されず、図9に示す内視鏡用移動装置64に適用することも可能である。
In the above embodiment, an example in which a balloon is directly attached to the
内視鏡用移動装置64は、挿入部10が挿入固定される筒体66と、筒体66の先端に取り付けられた2層構造バルーンα,β(図9では2層構造バルーンαを代表して示す)と、筒体66から延びたコード68が接続される、バルーン制御装置18と同様の構成を有するバルーン制御装置70とから構成される。2層構造バルーンα,βは、前記の実施形態と同様に、2層構造バルーンαが軸対称に対をなしており、さらに円周方向に位相を90°ずらした位置に、2層構造バルーンβが軸対称に対をなしており、2層構造バルーンα、βが合計2対構成されている。なお、2層構造バルーンは合計3対以上構成されていてもよい。
The
そして、挿入部10を被検体内に挿入する際には、筒体66を挿入部10に挿入して固定し、バルーン制御装置70で上記実施形態と同様の制御を行って挿入部10を移動させる。
When the
また、前記の実施形態では、推進機構としてバルーンを採用したが、その他例えば、図10に示すようなゴムなどできた弾性部材72であってもよい。図10に示すように、この弾性部材72には、内部にA方向に向かって一列に複数の圧力室74が形成されており、A方向に直行するB方向に略平行に延びている。また、上面に突起76がA方向に一定間隔で形成され、B方向に略平行に延びている。また、圧力室74間の隔壁78が蛇腹状に形成されている。この弾性部材72は、圧力室74の内部を加減圧して隔壁78を上下に伸縮させることにより、弾性変形波を発生させるものである。なお、突起76により弾性変形波の振幅が大きくなる。
In the above embodiment, a balloon is used as the propulsion mechanism. However, for example, an
また、前記の実施形態では、土台機構として先端部10a(図1参照)にバルーンを採用した例を紹介したが、その他例えば、図11に示すように、内蔵物の配置に比較的余裕のある軟性部10cに、土台機構としてリフト機構80を設けてもよい。なお、図11(a)は説明の便宜上、推進機構の第1推進バルーン32または第2推進バルーン36を省略している。
In the above-described embodiment, an example in which a balloon is used for the
図11(b)に示すように、リフト機構80は、薄板状の剛体であるパッド82と、パッド82に接続する第1ギヤ84と、第1ギヤ84と噛み合うものであって駆動用のモータ(不図示)を備える第2ギヤ86で構成され、軟性部10cの軸対称に1対設けられている。第2ギヤ86は1対のリフト機構80の間で共有している。なお、図11には示していないが、軟性部10cの軸方向についてずれた位置において円周方向に位相を90°ずらした位置に、リフト機構80がさらにもう1対設けられている。
As shown in FIG. 11B, the
そして、リフト機構80は、モータにより第2ギヤ86を回転させて第1ギヤ84を上下に移動させることにより、パッド82を上下に移動させて、推進機構の第1推進バルーン32または第2推進バルーン36を腸壁52に当接および離間させるものである。
Then, the
以上、本発明の管内移動体用アクチュエータ、内視鏡について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。 As described above, the actuator for an intra-pipe moving body and the endoscope of the present invention have been described in detail. However, the present invention is not limited to the above examples, and various improvements and modifications can be made without departing from the gist of the present invention. Of course you can go.
1…電子内視鏡、10…挿入部、10a…先端部、18…バルーン制御部、30…第1リフトアップバルーン、32…第1推進バルーン、34…第2リフトアップバルーン、36…第2推進バルーン、44…バルブ開閉制御部、46…圧力制御部、52…腸壁 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electronic endoscope, 10 ... Insertion part, 10a ... Tip part, 18 ... Balloon control part, 30 ... 1st lift-up balloon, 32 ... 1st propulsion balloon, 34 ... 2nd lift-up balloon, 36 ... 2nd Propulsion balloon, 44 ... valve opening / closing control unit, 46 ... pressure control unit, 52 ... intestinal wall
Claims (6)
を特徴とする管内移動体用アクチュエータ。 A propulsion mechanism that generates a driving force to generate a driving force through the tube wall to move within the tube, and a base mechanism that supports the propulsion mechanism and causes the propulsion mechanism to abut against and separate from the tube wall. And having a two-layer mechanism provided two or more axisymmetrically,
An actuator for an in-pipe moving body.
を特徴とする請求項1の管内移動体用アクチュエータ。 After the propulsion mechanism is brought into contact with the tube wall by the base mechanism, the propulsion force is generated by the propulsion mechanism, and the propulsion mechanism is moved by the base mechanism in a state where the propulsion force is generated by the propulsion mechanism. Having a control unit that controls to be separated from the tube wall;
The actuator for a moving body in a pipe according to claim 1.
を特徴とする請求項1または2の管内移動体用アクチュエータ。 The foundation mechanism is a balloon, and the propulsion mechanism is brought into contact with and separated from the tube wall by inflating and deflating the balloon of the foundation mechanism.
The actuator for a moving body in a pipe according to claim 1 or 2.
を特徴とする請求項1乃至3のいずれか1つの管内移動体用アクチュエータ。 The propulsion mechanism is a balloon, and at least a portion having a lower expansion rate than other portions is provided at a rear portion in the traveling direction;
The actuator for a moving body in a pipe according to any one of claims 1 to 3.
を特徴とする請求項4の管内移動体用アクチュエータ。 After the balloon of the propulsion mechanism is in contact with the tube wall by the base mechanism in a deflated state, the balloon of the propulsion mechanism is inflated and separated from the tube wall by the base mechanism;
The actuator for a moving body in a pipe according to claim 4.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008219592A JP2010051534A (en) | 2008-08-28 | 2008-08-28 | Actuator for intraductal moving body and endoscope |
| US12/547,822 US20100056865A1 (en) | 2008-08-28 | 2009-08-26 | Actuator for intraductal moving body and endoscope |
| EP09011021A EP2158837A3 (en) | 2008-08-28 | 2009-08-27 | Actuator for intraductal moving body and endoscope |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008219592A JP2010051534A (en) | 2008-08-28 | 2008-08-28 | Actuator for intraductal moving body and endoscope |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2010051534A true JP2010051534A (en) | 2010-03-11 |
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ID=42068083
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP2008219592A Abandoned JP2010051534A (en) | 2008-08-28 | 2008-08-28 | Actuator for intraductal moving body and endoscope |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2010051534A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015099628A1 (en) | 2013-12-24 | 2015-07-02 | Ozer M Tahir | An endoscope with movement apparatus |
-
2008
- 2008-08-28 JP JP2008219592A patent/JP2010051534A/en not_active Abandoned
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015099628A1 (en) | 2013-12-24 | 2015-07-02 | Ozer M Tahir | An endoscope with movement apparatus |
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