JP2010227129A - Actuator for moving body in tube, control method thereof, endoscope - Google Patents
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Abstract
【課題】大腸などの管路内において挿入部を確実に進めること。
【解決手段】本発明の管内移動体用アクチュエータは、管路内を移動する管内移動体に軸対称に配置される1対のバルーンが管内移動体の進行方向の略同位置に周方向について互いに位相をずらして2つ配置される2対のバルーンと、2対のバルーンを構成する各バルーン内の流体の供給排出を行う流体供給排出手段と、各バルーンを個別に膨張収縮させるように流体供給排出手段を制御する制御手段と、各バルーンについて管壁への接触を検知する接触検知手段と、を有し、制御手段は、1対のバルーンを構成する2つのバルーンがともに接触検知手段によって管壁への接触が検知されるまで2つのバルーン内に流体の供給を行った後、さらに2つのバルーンの少なくとも1つのバルーンに流体を供給するように、流体供給排出手段を制御する。
【選択図】図1To reliably advance an insertion portion in a duct such as a large intestine.
In the actuator for a moving body in a pipe according to the present invention, a pair of balloons arranged symmetrically with respect to the moving body in a pipe moving in a pipe line are mutually in the circumferential direction at substantially the same position in the traveling direction of the moving body in the pipe. Two pairs of balloons arranged in two phases out of phase, fluid supply / discharge means for supplying and discharging fluid in each balloon constituting the two pairs of balloons, and fluid supply so that each balloon is individually expanded and contracted A control means for controlling the discharge means; and a contact detection means for detecting contact of each balloon with the tube wall. The control means is configured such that two balloons constituting a pair of balloons are both tubed by the contact detection means. The fluid supply / discharge means is controlled to supply fluid to at least one of the two balloons after supplying fluid into the two balloons until contact with the wall is detected. That.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は管内移動体用アクチュエータおよびその制御方法、内視鏡に係り、特に、管内を能動的に推進することができる技術に関する。 The present invention relates to an actuator for a moving body in a tube, a control method therefor, and an endoscope, and more particularly to a technique capable of actively propelling the inside of a tube.
特許文献1には、可撓管部の外周面に螺旋状に4本の膨張・収縮が可能な変動チューブが巻回されており、各変動チューブ内の圧力を変動させて4本の変動チューブを順次膨張・収縮させることにより、外皮の外周面を順次膨張・収縮させて先端側から手元側に膨張部を移動させて腸管を手繰り寄せて、大腸への挿入を図る技術が開示されている。
In
しかしながら、特許文献1の技術では、複数の変動チューブの上下運動だけではチューブの接触面を移動させる効果はほとんどない。腸管のひだが、膨張したチューブ間の溝に効率的に入った場合にのみ手繰り寄せる効果があるが、S字結腸ではひだはほとんど存在せず、また手繰り寄せる過程で腸管は直線化しひだの突起量は小さくなるため、手繰り寄せる効果は著しく低減し、大腸への挿入を図ることができないおそれがある。
However, in the technique of
また、腸の屈曲部においては特に、チューブが腸壁に届かない部分が生じ、腸管のひだが膨張したチューブ間の溝に入らないおそれがある。そのため、腸管を手繰り寄せる効果を得ることができず、大腸への挿入を図ることができないおそれがある。 In particular, in the bent portion of the intestine, a portion where the tube does not reach the intestinal wall occurs, and there is a possibility that the fold of the intestinal tract may not enter the groove between the expanded tubes. Therefore, there is a possibility that the effect of pulling the intestinal tract cannot be obtained and the insertion into the large intestine cannot be achieved.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、大腸などの管路内において挿入部を確実に進めることができる管内移動体用アクチュエータおよびその制御方法、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 provides an actuator for a moving body in a tube, a control method thereof, and an endoscope that can reliably advance an insertion portion in a duct such as a large intestine. Objective.
前記目的を達成するために本発明の管内移動体用アクチュエータは、管路内を移動する管内移動体に軸対称に配置される1対のバルーンが前記管内移動体の進行方向の略同位置に当該管内移動体の周方向について互いに位相をずらして2つ配置される2対のバルーンと、前記2対のバルーンを構成する各バルーン内の流体の供給排出を行う流体供給排出手段と、前記各バルーン内の前記流体の供給排出により前記各バルーンを個別に膨張収縮させるように前記流体供給排出手段を制御する制御手段と、前記各バルーンについて管壁への接触を検知する接触検知手段と、を有し、前記制御手段は、前記1対のバルーンを構成する2つのバルーンがともに前記接触検知手段によって前記管壁への接触が検知されるまで前記2つのバルーン内に前記流体の供給を行った後、さらに前記2つのバルーンの少なくとも1つのバルーンに前記流体を供給するように、前記流体供給排出手段を制御すること、を特徴とする。 In order to achieve the above object, the actuator for an intra-pipe moving body of the present invention is such that a pair of balloons arranged in an axial symmetry with respect to the intra-pipe moving body moving in the pipe line are located at substantially the same position in the traveling direction of the intra-pipe moving body. Two pairs of balloons arranged in two phases out of phase with respect to the circumferential direction of the in-pipe moving body, fluid supply / discharge means for supplying and discharging fluid in each balloon constituting the two pairs of balloons, Control means for controlling the fluid supply / discharge means so that each balloon is individually inflated and contracted by supply / discharge of the fluid in the balloon, and contact detection means for detecting contact of each balloon with the tube wall. The control means includes the two balloons in the two balloons until the two balloons constituting the pair of balloons are both detected by the contact detection means to contact the tube wall. After the supply of the body, so as to further supply the fluid to the two of the at least one balloon of a balloon, to control the fluid supply and discharge means and.
本発明によれば、1対のバルーンを構成する2つのバルーンがともに接触検知手段によって管壁への接触が検知されるまで2つのバルーン内に流体の供給を行った後、さらに2つのバルーンの少なくとも1つのバルーンに流体を供給するように、流体供給排出手段を制御するので、管内移動体を移動させる推進力を管壁に与えることができ、管路内において挿入部を確実に進めることができる。 According to the present invention, after supplying two fluids into the two balloons until both of the two balloons constituting the pair of balloons are detected by the contact detection means to contact the tube wall, Since the fluid supply / discharge means is controlled so as to supply the fluid to at least one balloon, a driving force for moving the in-pipe moving body can be applied to the tube wall, and the insertion portion can be reliably advanced in the pipe line. it can.
本発明の一態様として、前記制御手段は、前記接触検知手段によって前記2つのバルーンのうちの一方のバルーンのみ前記管壁への接触が検知されたときには、前記一方のバルーン内への前記流体の供給を停止させ、前記2つのバルーンのうちの他方のバルーン内への前記流体の供給を継続させるように、前記流体供給排出手段を制御すること、を特徴とする。 As one aspect of the present invention, when the contact detecting unit detects that only one of the two balloons is in contact with the tube wall, the control unit is configured to supply the fluid into the one balloon. The fluid supply / discharge means is controlled so as to stop the supply and continue the supply of the fluid into the other of the two balloons.
かかる態様によれば、制御手段は、接触検知手段によって2つのバルーンのうちの一方のバルーンのみ管壁への接触が検知されたときには、一方のバルーン内への流体の供給を停止させ、2つのバルーンのうちの他方のバルーン内への流体の供給を継続させるように、流体供給排出手段を制御するので、S字結腸など複雑に屈曲した管内における屈曲部でも1対のバルーンを構成する2つのバルーンを確実に管壁に接触させることができ、大腸などの管路内において挿入部を確実に進めることができる。 According to this aspect, the control means stops the supply of fluid into one of the two balloons when the contact detection means detects that only one of the two balloons is in contact with the tube wall. Since the fluid supply / discharge means is controlled so as to continue the supply of the fluid into the other balloon of the balloons, the two bent portions in a complicatedly bent tube such as the sigmoid colon also constitute a pair of balloons. The balloon can be reliably brought into contact with the tube wall, and the insertion portion can be reliably advanced in a duct such as the large intestine.
本発明の一態様として、前記制御手段は、前記接触検知手段によって前記2つのバルーンにおいてともに前記管壁への接触が検知された後、さらに前記2つのバルーンのうち前記接触検知手段によって先に前記管壁への接触が検知されたバルーン内に前記流体を供給するように、前記流体供給排出手段を制御すること、を特徴とする。 As one aspect of the present invention, the control means detects the contact between the two balloons in the two balloons by the contact detection means, and then further detects the first of the two balloons by the contact detection means. The fluid supply / discharge means is controlled so as to supply the fluid into the balloon in which contact with the tube wall is detected.
かかる態様によれば、制御手段は、接触検知手段によって2つのバルーンにおいてともに管壁への接触が検知された後、さらに2つのバルーンのうち接触検知手段によって先に管壁への接触が検知されたバルーン内に流体を供給するように、流体供給排出手段を制御するので、S字結腸など複雑に屈曲した管内における屈曲部でも管壁に推進力を与えることができ、大腸などの管路内において挿入部を確実に進めることができる。 According to this aspect, the control means detects the contact with the tube wall first by the contact detection means of the two balloons after the contact detection means detects the contact with the tube wall in the two balloons. Since the fluid supply and discharge means is controlled so as to supply the fluid into the balloon, a propulsive force can be applied to the tube wall even in a bent portion in a complicatedly bent tube such as the sigmoid colon. The insertion portion can be reliably advanced in step (b).
本発明の一態様として、前記制御手段は、前記接触検知手段によって前記2つのバルーンにおいてともに前記管壁への接触が検知された後、前記2つのバルーンの内圧が略等しくなるように前記2つのバルーン内の前記流体の供給排出を行うように、前記流体供給排出手段を制御すること、を特徴とする。 As one aspect of the present invention, the control means detects the two balloons so that the internal pressures of the two balloons are substantially equal after the contact detection means detects the contact of the two balloons with the tube wall. The fluid supply / discharge means is controlled so as to supply and discharge the fluid in the balloon.
かかる態様によれば、制御手段は、接触検知手段によって2つのバルーンにおいてともに管壁への接触が検知された後、2つのバルーンの内圧が略等しくなるように2つのバルーン内の流体の供給排出を行うように、流体供給排出手段を制御するので、管内移動体を管路の中央に位置させることができる。 According to this aspect, the control means supplies and discharges the fluid in the two balloons so that the internal pressures of the two balloons become substantially equal after the contact detection means detects the contact of the two balloons with the tube wall. Since the fluid supply / discharge means is controlled to perform the above, the in-pipe moving body can be positioned at the center of the pipe line.
本発明の一態様として、前記制御手段は、前記接触検知手段によって前記2つのバルーンにおいてともに前記管壁への接触が検知された後、前記2つのバルーンの内圧差を調整して前記管内移動体の先端部の向きを調整するように、前記流体供給排出手段を制御すること、を特徴とする。 As one aspect of the present invention, the control means adjusts an internal pressure difference between the two balloons after both of the two balloons have detected contact with the tube wall by the contact detection means. The fluid supply / discharge means is controlled so as to adjust the direction of the tip of the fluid.
かかる態様によれば、制御手段は、接触検知手段によって2つのバルーンにおいてともに管壁への接触が検知された後、2つのバルーンの内圧差を調整して管内移動体の先端部の向きを調整するように、流体供給排出手段を制御するので、管内移動体の先端部の向きを自在に変えることができる。 According to this aspect, the control means adjusts the direction of the distal end portion of the moving body in the tube by adjusting the internal pressure difference between the two balloons after the contact detecting means detects contact with the tube wall in the two balloons. Thus, since the fluid supply / discharge means is controlled, the direction of the tip of the in-tube moving body can be freely changed.
本発明の一態様として、前記各バルーンは、一部に膨張率が異なる部分が設けられ膨張する時に変形する方向に指向性を備える変形指向性バルーンであること、を特徴とする。 As one aspect of the present invention, each of the balloons is a deformable directional balloon having a directivity in a direction in which the balloon is deformed when a portion having a different expansion rate is provided.
本発明の一態様として、前記変形指向性バルーンは、前記膨張率が異なる部分が他の部分よりも肉厚が大きいこと、を特徴とする。 As one aspect of the present invention, the deformation directional balloon is characterized in that a portion having a different expansion rate is thicker than other portions.
本発明の一態様として、前記変形指向性バルーンは、前記膨張率が異なる部分に他の部分よりも膨張率が低い低膨張材を備えていること、を特徴とする。 As an aspect of the present invention, the deformation-directing balloon includes a low expansion material having a lower expansion coefficient than that of the other part at a part having a different expansion coefficient.
本発明の一態様として、前記変形指向性バルーンは、前記膨張率が異なる部分が少なくとも前記管内移動体の進行方向の後方の部分に設けられていること、を特徴とする。 As an aspect of the present invention, the deformation directional balloon is characterized in that at least a portion having a different expansion rate is provided at a rear portion in the traveling direction of the in-pipe moving body.
前記目的を達成するために本発明の内視鏡は、前記のいずれか1つの管内移動体用アクチュエータを備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, an endoscope according to the present invention includes any one of the actuators for moving in a tube.
前記目的を達成するために本発明の管内移動体用アクチュエータの制御方法は、管路内を移動する管内移動体に軸対称に配置される1対のバルーンが前記管内移動体の進行方向の略同位置に当該管内移動体の外周方向について互いに位相をずらして2つ配置される2対のバルーンを有する管内移動体用アクチュエータの制御方法であって、前記1対のバルーンを構成する2つのバルーンがともに管壁へ接触したと検知されるまで、前記2つのバルーン内に流体の供給を行った後、さらに前記2つのバルーンの少なくとも1つのバルーンに前記流体を供給するように制御すること、を特徴とする。 In order to achieve the above object, according to the method for controlling an actuator for a moving body in a pipe of the present invention, a pair of balloons arranged in an axial symmetry with respect to the moving body in a pipe moving in a pipe line are approximately in the traveling direction of the moving body in the pipe. A method for controlling an actuator for an intra-pipe moving body having two pairs of balloons arranged at the same position in the outer peripheral direction of the intra-pipe moving body at different phases, the two balloons constituting the pair of balloons Controlling to supply the fluid to at least one balloon of the two balloons after supplying fluid into the two balloons until it is detected that both have contacted the tube wall. Features.
本発明によれば、大腸などの管路内において挿入部を確実に進めることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, an insertion part can be reliably advanced in ducts, such as large intestine.
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管路内を移動する管内移動体である挿入部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, 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、後述するバルーン18A,18B,18C,18Dが取り付けられている。各バルーンはおもに膨張収縮自在なラテックスゴムからなり、バルーン内の圧力を制御するバルーン制御装置20に接続されている。
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、各バルーン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。
For example, 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
そして後述するように、挿入部10が管路の所定の位置に到達すると、バルーン制御装置20により各バルーンの膨張・収縮を制御して、管路の内壁面を介して推進力を発生させ、この力によって挿入部10を進行方向の前方に移動させる。
And as will be described later, when the
〔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.
図2は、挿入部10の先端部10aの拡大図であり、(a)は側面から見た図、(b)は先端側から見た図である。図2(b)に示すように、バルーン18Aとバルーン18C、およびバルーン18Bとバルーン18Dが各々、先端部10aの軸対称に対をなして配置されている。このように、1対のバルーンが合計2対、挿入部10の進行方向の略同位置に、挿入部10の先端部10aの周方向に互いに位相をずらして配置されている。
2A and 2B are enlarged views of the
図2に示すように、ここでは一例として、各バルーンに正進バルーンを採用している。ここで正進バルーンとは、膨張する時に変形する方向に指向性を備える変形指向性バルーンであって、膨張する時に挿入部10を進行方向の前方に移動させようとする推進力を管路に与えるバルーンをいう。
As shown in FIG. 2, here, as an example, a forward balloon is employed for each balloon. Here, the forward balloon is a deformation directional balloon having directivity in the direction of deformation when inflated, and a propulsive force that moves the
具体的には、正進バルーンを採用する各バルーンは、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)の後方部分18Aa〜18Da(斜線で示す。以下、単に後方部分という。)が、他の部分より肉厚が厚く形成されている。また、各バルーンの円周方向の部分18Ab〜18Db(斜線で示す。以下、単に円周部分という。)も、他の部分より肉厚が厚く形成されている。
Specifically, each of the balloons adopting the forwardly moving balloons has rear portions 18Aa to 18Da (indicated by diagonal lines) in the traveling direction of the insertion portion 10 (direction from the proximal end portion of the
そのため、正進バルーンを採用する各バルーンは、内部に気体が供給されると図3に示すように膨張する。なお、図3は、説明の便宜上、バルーン18B,18Dを省略している。 Therefore, each balloon that employs a forward balloon is inflated as shown in FIG. 3 when gas is supplied to the inside. In FIG. 3, balloons 18B and 18D are omitted for convenience of explanation.
すなわち、図3に示すように、後方部分18Aa,18Caおよび円周部分18Ab,18Cbが他の部分よりも肉厚に形成されていることにより膨張率が低いため、後方部分および円周部分よりも他の部分のほうが伸びる。したがって、点線で示すように、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。
That is, as shown in FIG. 3, since the rear portions 18Aa and 18Ca and the circumferential portions 18Ab and 18Cb are formed to be thicker than the other portions, the expansion rate is low, so that they are lower than the rear portion and the circumferential portion. The other part is longer. Therefore, as shown by a dotted line, the
なお、別の仕様として、後方部分および円周部分に他の部分よりも膨張率が低い低膨張材を備えていることにより、後方部分および円周部分が他の部分よりも膨張率が低くなるとしてもよい。具体的には、後方部分および円周部分に、低膨張材として、例えば、PET繊維やアラミド繊維などを表面に接合、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。 As another specification, the rear portion and the circumferential portion are provided with a low expansion material having a lower expansion rate than the other portions, so that the rear portion and the circumferential portion have a lower expansion rate than the other portions. It is good. Specifically, as the low expansion material, for example, PET fiber or aramid fiber may be bonded to the surface, embedded, or integrally formed in the rear portion and the circumferential portion, and the expansion coefficient may be partially changed. .
また、別の仕様として、後方部分18Aa〜18Daのみが、他の部分よりも膨張率が低くなっていてもよい。 As another specification, only the rear portions 18Aa to 18Da may have a lower expansion coefficient than the other portions.
図4は、各バルーンの内圧を制御するバルーン制御装置20の構成図である。各バルーン内の流体(以下、気体を例に挙げる)は、次のような流体供給排出手段により供給排出される。具体的には、図4(a)に示すように、各バルーンは個別に送気管22A〜22Dを介してポンプPに接続しており、また、個別に排気管24A〜24Dを介して排気口26A〜26Dに接続している。そして、送気管22A〜22Dには各々給気バルブ28A〜28Dと圧力センサ30A〜30Dが設けられ、排気管24A〜24Dには各々排気バルブ32A〜32Dが設けられている。
FIG. 4 is a configuration diagram of the
図4(b)に示すように、ポンプPや給気バルブ28A〜28Dや排気バルブ32A〜32Dの各機器の動作は、コントローラ20aで個別に制御している。これにより、各バルーンの膨張収縮を個別に制御している。
As shown in FIG. 4B, the operation of each device such as the pump P, the
また、コントローラ20aには、圧力センサ30A〜30Dからの検知が入力され、この検知結果をもとに各バルーンが管壁に接触したことを検知する接触検知部20bを備えている。なお、接触検知部20bは、コントローラ20aと別に設けられていてもよい。
The
以上のような構成からなる管内移動体用アクチュエータについて、管内における推進動作のフローに関して説明する。 With respect to the in-pipe moving body actuator configured as described above, the flow of the propulsion operation in the pipe will be described.
まず、推進動作の基本動作として、管路(ここでは、大腸34)の略直線部における推進動作について説明する。 First, as a basic operation of the propulsion operation, the propulsion operation in the substantially straight portion of the pipe line (here, the large intestine 34) will be described.
図5は、制御フローの各工程における各バルーンの膨張収縮のタイムチャート図である。また、図6は、制御フローの各工程において挿入部10の軸方向を見たときの各バルーンの膨張収縮の様子を示す図である。図6は、左図が図2(b)のA−A断面図、右図が図2(b)のB−B断面図に相当する。
FIG. 5 is a time chart of expansion and contraction of each balloon in each step of the control flow. Moreover, FIG. 6 is a figure which shows the mode of expansion / contraction of each balloon when seeing the axial direction of the
まず、図6(a)に示すように、各バルーンを収縮させた状態で、挿入部10の先端部10aを大腸34内の所定の位置に到達させる。
First, as shown in FIG. 6A, the
次に、ポンプPから一方の1対のバルーン18Aとバルーン18Cに気体を供給する(図5の工程A)。これにより、前記の図3で示したように、一方の1対のバルーン18Aとバルーン18Cが進行方向の後方に向かって略扇形状に膨張し始める。
Next, gas is supplied from the pump P to one pair of
そして、1対のバルーン18Aとバルーン18Cが、略同時に大腸34の腸壁34aに接触する。なお、この時、圧力センサ30A,30Cの検知結果の挙動に変化が生じることで、接触検知部20bにおいてバルーン18Bとバルーン18Dが大腸34の腸壁34aに接触したことを検知する。
The pair of
さらに、1対のバルーン18Aとバルーン18Cの内部が所定の圧力値になるまで気体を供給すると、図6(b)の左図に示すように、進行方向の後方に向かって略扇形状に膨張していく。これにより、1対のバルーン18Aとバルーン18Cの表面が、腸壁34aに接触しながら進行方向の後方に腸壁34aを介して力を発生させる。この力は、挿入部10を進行方向の前方に移動させようとする(挿入部10を前進動作させようとする)推進力となり、挿入部10が進行方向の前方に移動する。
Further, when the gas is supplied until the inside of the pair of
次に、ポンプPから他方の1対のバルーン18Bとバルーン18Dに気体を供給する(図5の工程B)。これにより、前記の図3で示したように、1対のバルーン18Bとバルーン18Dが進行方向の後方に向かって略扇形状に膨張し始める。
Next, gas is supplied from the pump P to the other pair of
そして、図6(c)の右図に示すように、1対のバルーン18Bとバルーン18Dが、略同時に大腸34の腸壁34aに接触する。なお、この時、圧力センサ30B,30Dの検知結果の挙動に変化が生じることで、接触検知部20bにおいてバルーン18Bとバルーン18Dが大腸34の腸壁34aに接触したことを検知する。
6C, the pair of
さらに、1対のバルーン18Bとバルーン18Dの内部が所定の圧力値になるまで気体を供給することにより、さらに、膨張していく。ここで、前記の1対のバルーン18Aとバルーン18Cが膨張した状態で腸壁34aに係止したままであるので、1対のバルーン18Bとバルーン18Dはその表面により腸壁34aを進行方向の後方に手繰り寄せながら膨張する。
Further, the gas is further expanded by supplying gas until the inside of the pair of
次に、図6(d)の左図に示すように、1対のバルーン18Aとバルーン18C内の気体を吸引して収縮させる(図5の工程C)。
Next, as shown in the left diagram of FIG. 6D, the gas in the pair of
これにより、図6(d)の右図に示すように、前記の工程Bにおいて1対のバルーン18Bとバルーン18Dにより手繰り寄せられた腸壁34aの部分が開放されて、その分だけ先端部10aは進行方向の前方に移動する。
As a result, as shown in the right diagram of FIG. 6 (d), the portion of the
次に、1対のバルーン18Aとバルーン18Cに再び気体を供給する(図5の工程D)。これにより、図6(e)の左図に示すように、1対のバルーン18Aとバルーン18Cの表面に接触する部分の腸壁34aが進行方向の後方に手繰り寄せられる。
Next, gas is again supplied to the pair of
次に、図6(f)の右図に示すように、1対のバルーン18Bとバルーン18D内の気体を吸引して収縮させる(図5の工程E)。
Next, as shown in the right diagram of FIG. 6F, the gas in the pair of
これにより、図6(f)の左図に示すように、前記の工程Dにおいて1対のバルーン18Aとバルーン18Cにより手繰り寄せられた腸壁34aの部分が開放されて、その分だけ先端部10aは進行方向の前方に移動する。
As a result, as shown in the left diagram of FIG. 6 (f), the portion of the
その後、図5に示す工程B〜工程Eを繰り返すことにより、各バルーンの膨張収縮が繰り返され、これにより挿入部10が大腸34に沿って確実に移動する。
Thereafter, the steps B to E shown in FIG. 5 are repeated, whereby the expansion and contraction of each balloon is repeated, whereby the
以上が、大腸34の略直線部における推進動作についての説明である。 The above is the description of the propulsion operation in the substantially linear portion of the large intestine 34.
前記のように、大腸34の略直線部では、1対のバルーン18Aとバルーン18C、または1対のバルーン18Bとバルーン18Dについて、対をなすバルーンは略同じ膨張量で腸壁34aに接触させることができる。そのため、図5や図6の工程Aや工程Bや工程Dなどにおいて、対をなすバルーンについて、内部にほぼ同じタイミングでほぼ同じ量の気体を供給するように制御するだけで、確実に大腸34の腸壁34aに推進力を与えることができる。
As described above, in the substantially straight portion of the large intestine 34, the pair of
しかしながら図7に示すように、大腸34の屈曲部において挿入部10の先端部10aを推し進めていく際には、例えば、先端部10aが屈曲部の内周側に偏った位置にきてしまうことが考えられる。
However, as shown in FIG. 7, when the
すると、1対のバルーン18Aとバルーン18C、または1対のバルーン18Bとバルーン18Dの内部にほぼ同じ量の気体を供給するだけでは、対をなすバルーンのうちいずれか一方のバルーンだけしか腸壁34aに接触させることができないおそれがある。例えば、図7(b)に示すように、1対のバルーン18Aとバルーン18Cのうちバルーン18Cだけしか腸壁34aに接触させることができないおそれがある。
Then, only by supplying substantially the same amount of gas into the pair of
そのため、大腸34の屈曲部において、図5や図6の工程Aや工程Bや工程Dなどの工程を実行する際に、対をなすバルーンについて、内部にほぼ同じタイミングでほぼ同じ量の気体を供給するように制御するだけでは、大腸34の腸壁34aに推進力を与えることができないおそれがある。
For this reason, when performing steps A, B, and D in FIG. 5 and FIG. 6 at the bent portion of the large intestine 34, about the same amount of gas is introduced into the paired balloons at substantially the same timing. There is a possibility that a propulsive force cannot be applied to the
そこで、大腸34の屈曲部であっても、腸壁34aに確実に推進力を与えることができるバルーンの推進動作について説明する。ここでは、大腸34の屈曲部において図5の工程Aや工程Dなどの工程が実行される時の、1対のバルーン18Aとバルーン18Cの推進動作について説明する。
Accordingly, a description will be given of a balloon propulsion operation that can reliably apply a propulsive force to the
図8は、挿入部10が大腸34の屈曲部を推進する場合において、圧力センサ30A,30Cの挙動と、給気バルブ28A,28Cの開閉の様子を示す図である。また、図9は、図8に対応させて各バルーンの膨張収縮の様子を示す図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating the behavior of the
例えば、大腸34の屈曲部において、1対のバルーン18Aとバルーン18Cを膨張させる図5の工程Aや工程Dなどの工程を実行する際に、まず、図8に示すように、バルーン18Aとバルーン18Cにともに気体を供給していく(図8の工程1)。そして、バルーン18Aとバルーン18Cを膨張させていくと、やがて、一方のバルーン18Cが腸壁34aに接触しているにも関わらず、他方のバルーン18Aが腸壁34aに接触していない状態になる。
For example, when the steps A and D in FIG. 5 for inflating the pair of
この時、バルーン18Cが腸壁34aに接触した時には、圧力センサ30Cの出力において、それまで膨張を続けてきた時とは異なる挙動(図8の工程1における点線で囲んだ部分の挙動変化)が発生する。そして、接触検知部20bにおいて、バルーン18Cが腸壁34aに接触したことを検知する。
At this time, when the
前記のように、大腸34の略直線部においては、接触検知部20bによりバルーン18Aとバルーン18Cがともに略同時に腸壁34aに接触したことを検知したが、大腸34の屈曲部においては、バルーン18Cのみが腸壁34aに接触したことを検知する。
As described above, in the substantially straight portion of the large intestine 34, the
そこで、このようにバルーン18Cのみが腸壁34aに接触したことを検知した場合には、コントローラ20aにおいて制御内容を屈曲部専用モードに切り換える。
Therefore, when it is detected that only the
このように、屈曲部専用モードに切り換えると、バルーン18Cが腸壁34aに接触したことを検知した時に、コントローラ20aにより給気バルブ28Cを閉弁させて、バルーン18Cへの気体の供給を停止するように制御する。その一方で、バルーン18Aへの気体の供給を継続させて、バルーン18Aのみを膨張させていく(図8の工程2)。
As described above, when switching to the bending-only mode, when it is detected that the
やがて、接触検知部20bにおいて、バルーン18Aが腸壁34aに接触したことを検知する。これにより、バルーン18Aとバルーン18Cにおいてともに腸壁34aへの接触が検知されたことになる。そして、コントローラ20aにより給気バルブ28Aを閉弁させて、バルーン18Aへの気体の供給を停止するように制御する。その一方で、給気バルブ28Cを再び開弁させて、先に腸壁34aへの接触が検知されたバルーン18Cへの気体の供給を行い、内部が所定の圧力値になるまでバルーン18Cを膨張させていく(図8の工程3)。
Eventually, the
すると、バルーン18Aが腸壁34aに接触しているので、バルーン18Cの表面が腸壁34aに接触しながら進行方向の後方に推進力を発生させる。このように、バルーン18Cが推進力を発生させると、バルーン18Aが腸壁34aを滑り、挿入部10の先端部10aが進行方向の前方に移動する。
Then, since the
なお、図8の工程3において、コントローラ20aにより給気バルブ28Aを閉弁させずに、バルーン18Aへの気体の供給を継続するように制御してもよい。この場合には、バルーン18Aとバルーン18Cの両バルーンへの気体の供給を行い、内部が所定の圧力値になるまで両バルーンを膨張させていく。これにより、バルーン18Aおよびバルーン18Cの両バルーンの表面が腸壁34aに接触しながら進行方向の後方に推進力を発生させる。このように、バルーン18Aおよびバルーン18Cの両バルーンが推進力を発生させると、挿入部10の先端部10aが進行方向の前方に移動する。
In step 3 of FIG. 8, the
以上のように、大腸34の屈曲部においても確実に、挿入部10を進行方向の前方に移動させることができる。
As described above, even in the bent portion of the large intestine 34, the
なお、図5や図6の工程Bの工程を実行する際に、1対のバルーン18Bとバルーン18Dが大腸34の屈曲部に位置した場合にも、同様の屈曲部モードの制御内容を実行することにより、挿入部10の先端部10aを進行方向の前方に移動させることができる。
When the process B in FIG. 5 and FIG. 6 is performed, the same control content in the bent portion mode is executed even when the pair of
また、各バルーンの内圧を個別に制御することで以下のような作用効果を得ることができる。 Moreover, the following effects can be obtained by individually controlling the internal pressure of each balloon.
例えば、接触検知部20bによりバルーン18Aとバルーン18Cがともに腸壁34aに接触したことを検知した後に、バルーン18Aとバルーン18Cの内圧を略等しくするように制御してもよい。これにより、挿入部10の先端部10aの撮像部を大腸34の中央に位置させることができ、医師は腸壁34aの観察がし易くなる。
For example, after the
また例えば、接触検知部20bによりバルーン18Aとバルーン18Cがともに腸壁34aに接触したことを検知した後に、バルーン18Aとバルーン18Cに適宜内圧差が生じるように制御してもよい。これにより、挿入部10の先端部10aの撮像部の向きを自在に変えることができ、大腸34の腸壁34aを詳しく観察することができる。
Further, for example, after the
以上、本発明の管内移動体用アクチュエータおよびその制御方法、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 a moving body in a tube, the control method therefor, 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 types can be used without departing from the gist of the present invention. Of course, improvements and modifications may be made.
10…挿入部、10a…先端部、12…操作部、14…コード、16…鉗子口、18A,18B,18C,18D…バルーン、20…バルーン制御装置、20a…コントローラ、20b…接触検知部、28A,28B,28C,28D…給気バルブ、30A,30B,30C,30D…圧力センサ、32A,32B,32C,32D…排気バルブ、34…大腸、34a…腸壁
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記2対のバルーンを構成する各バルーン内の流体の供給排出を行う流体供給排出手段と、
前記各バルーン内の前記流体の供給排出により前記各バルーンを個別に膨張収縮させるように前記流体供給排出手段を制御する制御手段と、
前記各バルーンについて管壁への接触を検知する接触検知手段と、を有し、
前記制御手段は、前記1対のバルーンを構成する2つのバルーンがともに前記接触検知手段によって前記管壁への接触が検知されるまで前記2つのバルーン内に前記流体の供給を行った後、さらに前記2つのバルーンの少なくとも1つのバルーンに前記流体を供給するように、前記流体供給排出手段を制御すること、
を特徴とする管内移動体用アクチュエータ。 Two pairs of balloons, which are arranged symmetrically with respect to the moving body in the pipe moving in the pipe line, are arranged at substantially the same position in the traveling direction of the moving body in the pipe with the phase shifted in the circumferential direction of the moving body in the pipe. Two pairs of balloons,
Fluid supply and discharge means for supplying and discharging fluid in each balloon constituting the two pairs of balloons;
Control means for controlling the fluid supply / discharge means so as to individually expand and contract each balloon by supplying and discharging the fluid in each balloon;
Contact detection means for detecting contact with the tube wall for each of the balloons,
The control means supplies the fluid into the two balloons until both of the two balloons constituting the pair of balloons are detected by the contact detection means to contact the tube wall, and Controlling the fluid supply and discharge means to supply the fluid to at least one balloon of the two balloons;
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。 When the contact detecting means detects that only one of the two balloons is in contact with the tube wall, the control means stops the supply of the fluid into the one balloon. Controlling the fluid supply and discharge means to continue the supply of the fluid into the other of the two balloons;
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 control means detects contact with the tube wall first by the contact detection means of the two balloons after the contact detection means detects contact with the tube wall in the two balloons. Controlling the fluid supply and discharge means to supply the fluid into a formed balloon;
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 control means supplies the fluid in the two balloons so that the internal pressures of the two balloons become substantially equal after both of the two balloons detect contact with the tube wall by the contact detection means. Controlling the fluid supply and discharge means to perform discharge;
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1乃至4のいずれか1つの管内移動体用アクチュエータ。 The control means adjusts the direction of the distal end portion of the moving body in the tube by adjusting the internal pressure difference between the two balloons after the contact detecting means detects contact with the tube wall in the two balloons. Controlling the fluid supply and discharge means,
The actuator for a moving body in a pipe according to any one of claims 1 to 4.
を特徴とする請求項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。 Each of the balloons is a deformation directional balloon having a directivity in a direction to be deformed when inflated by providing a part having a different expansion rate in part,
The actuator for a moving body in a pipe according to any one of claims 1 to 5.
を特徴とする請求項6の管内移動体用アクチュエータ。 The deformation-directed balloon has a portion where the expansion coefficient is different from that of other portions,
The actuator for a moving body in a pipe according to claim 6.
を特徴とする請求項6または7の管内移動体用アクチュエータ。 The deformation-directing balloon includes a low expansion material having a lower expansion rate than other portions in a portion having a different expansion rate,
The actuator for a moving body in a pipe according to claim 6 or 7.
を特徴とする請求項6乃至8のいずれか1つの管内移動体用アクチュエータ。 The deformation directional balloon is provided with a portion having a different expansion rate at least at a rear portion in the traveling direction of the in-pipe moving body,
The actuator for a moving body in a pipe according to any one of claims 6 to 8.
を特徴とする内視鏡。 Comprising the in-pipe moving body actuator according to any one of claims 1 to 9,
Endoscope characterized by.
前記1対のバルーンを構成する2つのバルーンがともに管壁へ接触したと検知されるまで、前記2つのバルーン内に流体の供給を行った後、さらに前記2つのバルーンの少なくとも1つのバルーンに前記流体を供給するように制御すること、
を特徴とする管内移動体用アクチュエータの制御方法。 Two pairs of balloons, which are arranged symmetrically with respect to the moving body in the pipe moving in the pipe line, are arranged at substantially the same position in the traveling direction of the moving body in the pipe with the phases shifted from each other in the outer circumferential direction of the moving body in the pipe. A method for controlling an actuator for a moving body in a tube having two pairs of balloons,
After supplying the fluid into the two balloons until it is detected that the two balloons constituting the pair of balloons are both in contact with the tube wall, the at least one balloon of the two balloons is further supplied to the balloon. Controlling to supply fluid,
A method for controlling an actuator for a moving body in a pipe, characterized in that
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009074822A JP2010227129A (en) | 2009-03-25 | 2009-03-25 | Actuator for moving body in tube, control method thereof, endoscope |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103462579A (en) * | 2013-08-03 | 2013-12-25 | 徐怀 | Medical endoscope equipment with adjustable viewing angle |
| JP2023021302A (en) * | 2017-02-27 | 2023-02-10 | ボストン サイエンティフィック サイムド,インコーポレイテッド | Systems for body passage navigation and visualization |
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| US12239485B2 (en) | 2017-02-27 | 2025-03-04 | Boston Scientific Scimed, Inc. | Systems and methods for body passage navigation and visualization |
| JP7664215B2 (en) | 2017-02-27 | 2025-04-17 | ボストン サイエンティフィック サイムド,インコーポレイテッド | System for navigating and visualizing body passageways - Patents.com |
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