可挠管插入装置
文献发布时间:2023-06-19 11:57:35
技术领域
本发明涉及可挠管插入装置。
背景技术
在内窥镜观察中,进行用于向被检体内的深部插入具有可挠性的细长的插入部的插入操作。此外,在医疗领域的内窥镜观察中,例如以往提出有用于支援插入到被检体内的插入部的插入操作的技术。
具体而言,在国际公开第2017/0109987号中,公开了一种内窥镜装置,该内窥镜装置具备:内窥镜,其设置有具有可挠管部的细长的插入部;以及插入控制装置,其构成为以预先划分的区段单位来控制该可挠管部的弯曲刚性。
这里,在以通过被检体内的屈曲部位或者消除在该被检体内产生的压弯为目的而使插入部的弯曲刚性增加的情况下,期望尽量防止与该弯曲刚性的增加相应地产生的力集中地施加于该被检体内的局部区域。
但是,在国际公开第2017/0109987号中未特别公开用于在考虑到上述观点的同时控制可挠管部的弯曲刚性的具体方法等。因此,根据国际公开第2017/0109987号所公开的结构,产生向被检体内的深部插入具有可挠性的细长的插入部时的插入性可能下降这样的问题。
本发明是鉴于上述情况而完成的,其目的在于,提供一种能够提高向被检体内的深部插入具有可挠性的细长的插入部时的插入性的可挠管插入装置。
发明内容
用于解决问题的手段
本发明的一方案的可挠管插入装置具有:插入部,其构成为具有可挠性及细长形状;刚性可变机构,其在与所述插入部的至少一部分的范围相当的刚性可变范围内沿着所述插入部的长度方向设置,并且构成为能够使所述刚性可变范围的弯曲刚性变化;以及刚性控制部,其构成为能够对所述刚性可变机构进行用于使所述插入部被插入于被检体内时的插入形状变化的控制,所述刚性可变机构构成为,根据所述刚性控制部的控制,进行用于使所述刚性可变范围的弯曲刚性沿着从所述刚性可变范围的中央部至两端部的方向逐渐增加的动作。
附图说明
图1是示出包含实施方式的可挠管插入装置的内窥镜系统的主要部分结构的图。
图2是用于说明第1实施方式的内窥镜系统的具体结构的框图。
图3是用于说明第1实施方式的刚性可变机构及刚性控制部的结构等的图。
图4A是示出在插入到被检者的内部的插入部产生了压弯的情况下的一例的图。
图4B是示出插入到被检者的内部的插入部通过屈曲部位的情况下的一例的图。
图5是用于说明第1实施方式的变形例的刚性可变机构及刚性控制部的结构等的图。
图6A是示出在插入到被检者的内部的插入部产生了压弯的情况下的一例的图。
图6B是示出插入到被检者的内部的插入部通过屈曲部位的情况下的一例的图。
图7是用于说明第2实施方式的内窥镜系统的具体结构的框图。
图8是用于说明第2实施方式的刚性可变机构及刚性控制部的结构等的图。
图9是用于说明第2实施方式的刚性可变机构的动作的图。
图10是用于说明第2实施方式的刚性可变机构的动作的图。
图11是用于说明第2实施方式的变形例的刚性可变机构及刚性控制部的结构等的框图。
图12是用于说明第2实施方式的变形例的刚性可变机构的结构的图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。
(第1实施方式)
图1至图6B涉及本发明的第1实施方式。
例如如图1所示,内窥镜系统1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构成为具有向被检体内插入的插入部11、设置在插入部11的基端侧的操作部12、以及从操作部12延伸设置的通用缆线13。此外,内窥镜10构成为经由设置于通用缆线13的端部的镜体连接器13A,以装卸自如的方式与光源装置20连接。此外,内窥镜10构成为经由设置于从镜体连接器13A延伸出的电缆14的端部的电连接器14A,以装卸自如的方式与主体装置30连接。此外,此外,在插入部11、操作部12及通用缆线13的内部,设置有用于传输从光源装置20供给的照明光的光导(未图示)。
插入部11构成为具有可挠性及细长形状。此外,插入部11构成为从前端侧逐渐设置有硬质的前端部11A、形成为弯曲自如的弯曲部11B、以及具有可挠性的长条的可挠管部11C。此外,在前端部11A、弯曲部11B及可挠管部11C的内部设置有源线圈组113(图1中未图示),在该源线圈组113中,沿着插入部11的长度方向以规定的间隔配置有多个源线圈,该多个源线圈产生与从主体装置30供给的线圈驱动信号相应的磁场。
在前端部11A设置有照明窗(未图示),该照明窗用于向被摄体出射通过设置于插入部11的内部的光导而传输的照明光。此外,在前端部11A设置有摄像部111(图1中未图示),该摄像部111构成为进行与从主体装置30供给的摄像控制信号相应的动作,并且,拍摄由经由照明窗出射的照明光照明的被摄体并输出摄像信号。摄像部111例如构成为具有彩色CCD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。
在可挠管部11C中的与规定的范围相当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机构112(图1中未图示),该刚性可变机构112构成为能够根据主体装置30的控制使该刚性可变范围的弯曲刚性变化。另外,以后为了方便说明,将“弯曲刚性”适当简记为“刚性”。此外,在本实施方式中,上述的刚性可变范围设置在插入部11的至少一部分的范围内即可。此外,之后说明刚性可变机构112的具体结构等。
操作部12构成为具备能够供用户把持而进行操作的形状。此外,在操作部12设置有角度旋钮121,该角度旋钮121构成为能够进行使弯曲部11B在与插入部11的长度轴交叉的上下左右这四个方向上弯曲的操作。此外,在操作部12设置有能够进行与用户的输入操作相应的指示的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。此外,光源装置20构成为,能够产生用于对插入部11所插入的被检体内进行照明的照明光,并且,能够向内窥镜10供给该照明光。此外,光源装置20构成为能够根据从主体装置30供给的系统控制信号使照明光的光量变化。
主体装置30构成为经由缆线15,以装卸自如的方式与插入形状检测装置40连接。此外,主体装置30构成为经由缆线16,以装卸自如的方式与输入装置50连接。主体装置30构成为经由缆线17,以装卸自如的方式与显示装置60连接。此外,主体装置30构成为进行与来自输入装置50及镜体开关122的指示相应的动作。此外,主体装置30构成为,基于从内窥镜10输出的摄像信号而生成内窥镜图像,并且,进行用于使该生成的内窥镜图像显示于显示装置60的动作。此外,主体装置30构成为生成并输出用于控制内窥镜10及光源装置20的动作的各种控制信号。此外,主体装置30构成为基于从插入形状检测装置40输出的插入形状信息(后述)等,来控制刚性可变机构112的驱动状态。
插入形状检测装置40构成为检测从设置于插入部11的源线圈组113产生的磁场,并且,基于该检测到的磁场的强度,取得源线圈组113所包含的多个源线圈各自的位置。此外,插入形状检测装置40构成为,基于如上述那样取得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。
输入装置50例如构成为具有鼠标、键盘及触摸面板等那样的由用户操作的1个以上的输入接口。此外,输入装置50构成为能够向主体装置30输出与用户的操作相应的指示。
显示装置60例如构成为具有液晶显示器等。此外,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。
如图2所示,主体装置30构成为具有图像处理部301、刚性控制部302以及控制部303。图2是用于说明第1实施方式的内窥镜系统的具体结构的框图。
图像处理部301构成为,根据从控制部303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。
刚性控制部302构成为基于从插入形状检测装置40输出的插入形状信息,进行用于控制刚性可变机构112的驱动状态的动作。另外,之后说明刚性控制部302的具体结构等。
控制部303构成为生成并输出用于控制摄像部111的摄像动作的摄像控制信号。此外,控制部303构成为生成并输出用于驱动源线圈组113所包含的各源线圈的线圈驱动信号。此外,控制部303构成为,生成用于进行与来自输入装置50及镜体开关122的指示相应的动作的系统控制信号,并且将该生成的系统控制信号向光源装置20及图像处理部301中的至少一方输出。
在本实施方式中,主体装置30的各部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。此外,在本实施方式中,例如,主体装置30也可以构成为具备1个以上的处理器(CPU等)。
如图2所示,插入形状检测装置40构成为具有接收天线401和插入形状信息取得部402。
接收天线401例如构成为具有用于三维地检测从源线圈组113所包含的多个源线圈分别产生的磁场的多个线圈。此外,接收天线401构成为,检测从源线圈组113所包含的多个源线圈分别产生的磁场,并且,生成与该检测到的磁场的强度相应的磁场检测信号并向插入形状信息取得部402输出。
插入形状信息取得部402构成为基于从接收天线401输出的磁场检测信号,取得源线圈组113所包含的多个源线圈各自的位置。此外,插入形状信息取得部402构成为基于如上述那样取得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刚性控制部302输出。
具体而言,插入形状信息取得部402例如取得以插入部11所插入的被检体的规定的位置(肛门等)成为原点或基准点的的方式虚拟地设定的空间坐标系中的多个三维坐标值,作为源线圈组113所包含的多个源线圈各自的位置。此外,插入形状信息取得部402例如进行用于对如上述那样取得的多个三维坐标值进行插值的插值处理,作为用于计算插入部11的插入形状的处理。
在本实施方式中,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。此外,在本实施方式中,例如,插入形状检测装置40也可以构成为具备1个以上的处理器(CPU等)。
这里,参照图3对本实施方式中的刚性可变机构112及刚性控制部302的具体结构等进行说明。图3是用于说明第1实施方式的刚性可变机构及刚性控制部的结构等的图。
如图3所示,刚性可变机构112构成为具有线圈加热器114和形状记忆部件115的致动器。
线圈加热器114例如通过将镍铬丝等这样的热传导率高的绕线卷绕成圆筒状而形成。此外,线圈加热器114具有如下的线圈形状:在插入部11中的与刚性可变范围整体相当的1个区段的从中央部朝向两端部的方向上绕线密度逐渐减少。此外,线圈加热器114的中央部以与刚性可变机构112的中央部即插入部11中的刚性可变范围的中央部对位的状态配置。此外,在线圈加热器114的表面上设置有绝缘膜114A。此外,线圈加热器114的两端与刚性控制部302的驱动电路304(后述)电连接。此外,线圈加热器114构成为根据刚性控制部302的控制而发热。
形状记忆部件115例如形成为包含镍钛等形状记忆合金的细长部件。此外,形状记忆部件115以穿过线圈加热器114的内部空间的状态配置。此外,形状记忆部件115构成为能够根据从线圈加热器114产生的热而使弹性变化。具体而言,形状记忆部件115构成为例如在通过从线圈加热器114产生的热被加热到至少比常温高的温度TN以上的情况下,成为具有复原力的高弹性状态,该复原力用于恢复到与预先存储的形状相当的直线形状。此外,形状记忆部件115构成为例如在由于未从线圈加热器114产生热等的原因而未被加热到温度TN以上的情况下,成为不具有复原力的低弹性状态,该复原力用于恢复到与预先存储的形状相当的直线形状。此外,在形状记忆部件115的表面中的至少被线圈加热器114包围的部分设置有绝缘膜115A。
如图3所示,刚性控制部302构成为具有驱动电路304、存储器305以及控制电路306。
驱动电路304与线圈加热器114的两端电连接。此外,驱动电路304构成为具有:电源304A,其生成用于驱动线圈加热器114的驱动电流;以及开关304B,其与电源304A串联连接,并且根据控制电路306的控制而切换为接通状态或断开状态。
在存储器305中存储有在控制电路306对开关304B的控制中使用的刚性控制信息。具体而言,在存储器305中例如存储有包含如下两种信息的刚性控制信息,该两种信息为表示插入部11中的刚性可变范围的信息、以及表示与为了控制刚性可变机构112而计算出的规定的参数对应的阈值的信息。
控制电路306构成为基于从存储器305读入的刚性控制信息和从插入形状信息取得部402输出的插入形状信息,进行用于将开关304B设定为接通状态或断开状态的控制。
即,本实施方式的可挠管插入装置构成为具有插入部11、刚性可变机构112、以及刚性控制部302。
根据以上所述的结构,刚性可变机构112构成为,能够根据刚性控制部302的控制,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逐渐增加的动作。
根据以上所述的结构,刚性可变机构112构成为,能够将插入部11中的刚性可变范围整体作为1个区段PG而使弯曲刚性变化,并且构成为,能够根据刚性控制部302的控制进行如下动作:在提高该1个区段PG的中央部的弯曲刚性之后,朝向该1个区段PG的两端部逐渐提高弯曲刚性。
根据以上所述的结构,刚性控制部302构成为,能够基于从存储器305读入的刚性控制信息和从插入形状信息取得部402输出的插入形状信息,对刚性可变机构112进行用于使插入部11被插入于被检体内时的插入形状变化的控制。
接下来对本实施方式的作用进行说明。
手术医生等用户在将内窥镜系统1的各部连接并接通电源之后,例如进行用于从被检者的肛门向肠管内插入插入部11的操作。然后,伴随着这样的用户的操作,从源线圈组113所包含的多个源线圈分别产生磁场,将与该磁场的强度相应的磁场检测信号从接收天线401输出。
插入形状信息取得部402基于从接收天线401输出的磁场检测信号,取得源线圈组113所包含的多个源线圈各自的位置。此外,插入形状信息取得部402基于如上述那样取得的多个源线圈各自的位置,计算插入部11在肠管内的插入形状,并且,生成表示该计算出的插入形状的插入形状信息并向刚性控制部302输出。
控制电路306基于从存储器305读入的刚性控制信息和从插入形状信息取得部402输出的插入形状信息,确定插入部11中的刚性可变范围,计算该确定出的刚性可变范围的曲率CVA,并且判定该计算出的曲率CVA是否为阈值TVA以上。即,在这样的情况下,与插入部11中的刚性可变范围的曲率CVA对应的阈值TVA包含在刚性控制信息中。
控制电路306例如在得到曲率CVA小于阈值TVA这一判定结果的情况下,进行用于将开关304B设定为断开状态的控制。然后,根据这样的控制电路306的控制,不向线圈加热器114施加由电源304A生成的驱动电流,形状记忆部件115成为低弹性状态,因此,插入部11中的刚性可变范围的刚性变低。
控制电路306在得到曲率CVA为阈值TVA以上这一判定结果的情况下,进行用于将开关304B设定为接通状态的控制。换言之,控制电路306在得到插入部11中的与刚性可变范围整体相当的1个区段的曲率CVA为阈值TVA以上这一判定结果的情况下,进行用于使线圈加热器114发热的控制。然后,根据这样的控制电路306的控制,向线圈加热器114施加由电源304A生成的驱动电流。
这里,根据本实施方式,由于线圈加热器114中的绕线的疏密,与形状记忆部件115中的被从线圈加热器114的两端部产生的热加热的部分相比,形状记忆部件115中的被从线圈加热器114的中央部产生的热加热的部分先从低弹性状态转变到高弹性状态。
因此,根据本实施方式,能够使形状记忆部件115根据从线圈加热器114产生的热从低弹性状态向高弹性状态转变时产生的复原力在如下2个方向上大致同时产生,该2个方向为,从刚性可变机构112的中央部朝向插入部11的前端部的方向、以及从刚性可变机构112的中央部朝向插入部11的基端部的方向。因此,根据本实施方式,由于与上述复原力的产生相伴的刚性的变化在上述2个方向上大致同时产生,因此,不会给被检者带来过度的负荷,能够有效地使在该被检者的内部压弯的插入部11直线化,并且,能够提高插入部11的刚性可变范围内的位于该被检者的内部的屈曲部位的前端侧的部分的刚性。
具体而言,根据本实施方式,例如,在插入到被检者的肠管内的插入部11中产生了图4A所示的压弯的情况下,能够有效地使插入部11直线化。此外,根据本实施方式,例如,在插入到被检者的肠管内的插入部11通过图4B所示的屈曲部位的情况下,能够在插入部11的刚性可变范围的大致整体位于该屈曲部位的前端侧的状态下提高刚性可变机构112的刚性,由此,能够提高插入部11的推进性。而且,在这样的情况下,伴随着刚性可变机构112中的位于被检者的内部的屈曲部位的前端侧的部分的刚性的增加,插入部11中的位于该屈曲部位的前端侧的部分的形状以接近直线形状的方式变形。因此,根据本实施方式,能够提高将具有可挠性的细长的插入部向被检体内的深部插入时的插入性。图4A是示出在插入到被检者的内部的插入部中产生了压弯的情况下的一例的图。图4B是示出插入到被检者的内部的插入部通过屈曲部位的情况下的一例的图。
另外,根据本实施方式,例如,与插入部11中的刚性可变范围的曲率半径CRA对应的阈值TRA也可以包含在刚性控制信息中。而且,在这样的情况下也可以是,在得到曲率半径CRA为阈值TRA以下这一判定结果的情况下,进行用于将开关304B设定为接通状态的控制(用于使线圈加热器114发热的控制),并且,在得到该曲率半径CRA比该阈值TRA大这一判定结果的情况下,进行用于将开关304B设定为断开状态的控制。
此外,根据本实施方式,例如,也可以从插入形状信息取得部402向控制部303输出插入形状信息,由控制部303使用该插入形状信息进行用于生成将插入部11的插入形状可视化的插入形状图像的控制,由图像处理部301进行用于使该插入形状图像和内窥镜图像一并显示于显示装置60的处理。
此外,根据本实施方式,例如,在由控制部303检测到在输入装置50或镜体开关122中进行了用于使插入部11(可挠管部11C)中的刚性变化的指示时,也可以由控制电路306根据该指示进行用于将开关304B设定为接通状态或断开状态的控制。
此外,根据本实施方式,关于表示插入部11的插入形状的插入形状信息,不限于根据从设置于插入部11的源线圈组113所包含的多个源线圈分别产生的磁场的检测结果而取得,例如,也可以根据从设置于插入部11的光导泄漏的光的检测结果而取得,或者也可以根据从设置于插入部11的多个超声波振荡器分别产生的超声波的检测结果而取得。
此外,根据本实施方式,例如,控制电路306也可以基于由图像处理部301生成的内窥镜图像,在检测到向被检体内插入的插入部11的前端部到达该被检体内的规定的部位时,进行用于将开关304B从断开状态切换为接通状态的控制。
此外,根据本实施方式,例如,控制电路306也可以基于角度旋钮121的操作状态和向被检体内插入的插入部11的插入量,在检测到向该被检体内插入的插入部11的前端部到达该被检体内的规定的部位时,进行用于将开关304B从断开状态切换为接通状态的控制。
此外,本实施方式通过施加适当的变形,不限于设置有能够将插入部11中的刚性可变范围作为1个区段而使刚性变化的刚性可变机构112的情况,例如,针对设置有在将该刚性可变范围划分为多个区段的状态下能够按照每个区段使刚性变化的刚性可变机构的情况也能够应用。具体而言,在本实施方式中,例如针对代替刚性可变机构112而将图5所示的具有3个线圈加热器141、142及143的刚性可变机构132设置于可挠管部11C的规定的范围(刚性可变范围)的情况也能够应用。以下对这样的本实施方式的变形例的结构等进行说明。另外,以后,为了简单,适当省略与能够应用已述的结构或动作等的部分相关的具体说明。图5是用于说明第1实施方式的变形例的刚性可变机构及刚性控制部的结构等的图。
如图5所示,刚性可变机构132构成为具有线圈加热器141、142及143和形状记忆部件144的致动器。
线圈加热器141例如通过将镍铬丝等这样的热传导率高的绕线卷绕成圆筒状而形成。此外,线圈加热器141形成为绕线密度大致固定的线圈形状。此外,线圈加热器141例如以与插入部11中的刚性可变范围内的比线圈加热器142更接近插入部11的前端部的位置对位的状态配置。此外,线圈加热器141设置在与源线圈组113所包含的多个源线圈中的1个源线圈相当的源线圈SA(省略图示)的附近。此外,在线圈加热器141的表面上设置有绝缘膜141A。此外,线圈加热器141的两端与刚性控制部322的驱动电路331(后述)电连接。此外,线圈加热器141构成为根据刚性控制部322的控制而发热。
线圈加热器142例如通过将镍铬丝等这样的热传导率高的绕线卷绕成圆筒状而形成。此外,线圈加热器142形成为绕线密度大致固定的线圈形状。此外,线圈加热器142配置在线圈加热器141与线圈加热器143之间。此外,线圈加热器142配置在插入部11中的刚性可变范围的中央部。具体而言,线圈加热器142的中央部以与刚性可变机构132的中央部对位的状态配置。此外,线圈加热器142设置源线圈SB(省略图示)的附近,该源线圈SB相当于源线圈组113所包含的多个源线圈中的在比源线圈SA靠插入部11的基端侧配置的1个源线圈。此外,在线圈加热器142的表面上设置有绝缘膜142A。此外,线圈加热器142的两端与刚性控制部322的驱动电路332(后述)电连接。此外,线圈加热器142构成为根据刚性控制部322的控制而发热。
线圈加热器143例如通过将镍铬丝等这样的热传导率高的绕线卷绕成圆筒状而形成。此外,线圈加热器143具有绕线密度大致固定的线圈形状。此外,线圈加热器143例如以与插入部11中的刚性可变范围内的比线圈加热器142更靠近插入部11的基端部的位置对位的状态配置。此外,线圈加热器143设置在源线圈SC(省略图示)的附近,该源线圈SC相当于源线圈组113所包含的多个源线圈中的在比源线圈SB靠插入部11的基端侧配置的1个源线圈。此外,在线圈加热器143的表面上设置有绝缘膜143A。此外,线圈加热器143的两端与刚性控制部322的驱动电路333(后述)电连接。此外,线圈加热器143构成为根据刚性控制部322的控制而发热。
形状记忆部件144例如形成为包含镍钛等形状记忆合金的细长部件。此外,形状记忆部件144以穿过线圈加热器141、142及143的内部空间的状态配置。此外,形状记忆部件144构成为能够根据从线圈加热器141、142及143中的至少1个线圈加热器产生的热而使弹性变化。具体而言,形状记忆部件144构成为,根据从线圈加热器141、142及143中的至少1个线圈加热器产生的热,被加热到温度TN以上的部分成为高弹性状态,并且,未被加热到该温度TN以上的部分成为低弹性状态。此外,在形状记忆部件144的表面中的至少被线圈加热器141、142及143包围的部分设置有绝缘膜144A。
即,根据以上所述的刚性可变机构132的结构,插入部11的刚性可变范围整体被划分为3个区段,这3个区段具有与源线圈SA的位置对应的区段PA(省略图示)、与源线圈SB的位置对应的区段PB(省略图示)、以及与源线圈SC的位置对应的区段PC(省略图示)。此外,根据以上所述的刚性可变机构132的结构,线圈加热器141配置在与区段PA对应的位置,线圈加热器142配置在与区段PB对应的位置,并且,线圈加热器143配置在与区段PC对应的位置。此外,根据以上所述的结构,刚性可变机构132构成为能够按照区段PA、PB及PC这3个区段中的每个区段而使刚性变化。
刚性控制部322代替刚性控制部302而设置于主体装置30。此外,刚性控制部322构成为基于从插入形状信息取得部402输出的插入形状信息,进行用于控制刚性可变机构132的驱动状态的动作。此外,如图5所示,刚性控制部322构成为具有驱动电路331、332及333、存储器334、以及控制电路335。
驱动电路331与线圈加热器141的两端电连接。此外,驱动电路331构成为具有:电源(图5中简记为PS)331A,其生成用于驱动线圈加热器141的驱动电流;以及开关331B,其与电源331A串联连接,并且根据控制电路335的控制而切换为接通状态或断开状态。
驱动电路332与线圈加热器142的两端电连接。此外,驱动电路332构成为具有:电源(图5中简记为PS)332A,其生成用于驱动线圈加热器142的驱动电流;以及开关332B,其与电源332A串联连接,并且根据控制电路335的控制而切换为接通状态或断开状态。
驱动电路333与线圈加热器143的两端电连接。此外,驱动电路333构成为具有:电源(图5中简记为PS)333A,其生成用于驱动线圈加热器143的驱动电流;以及开关333B,其与电源333A串联连接,并且根据控制电路335的控制而切换为接通状态或断开状态。
在存储器334中存储有在控制电路335对开关331B、332B及333B的控制中使用的刚性控制信息。具体而言,在存储器334中例如存储有包含如下三种信息的刚性控制信息,该三种信息为表示插入部11中的刚性可变范围的信息、能够确定该刚性可变范围所包含的3个区段PA、PB及PC的信息、以及表示与为了控制刚性可变机构132而计算的规定的参数对应的阈值的信息。
控制电路335构成为,基于从存储器334读入的刚性控制信息和从插入形状信息取得部402输出的插入形状信息,进行用于将开关331B、332B及333B单独地设定为接通状态或断开状态的控制。
即,本变形例的可挠管插入装置构成为具有插入部11、刚性可变机构132以及刚性控制部322。
根据以上所述的结构,刚性可变机构132构成为,能够根据刚性控制部322的控制,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逐渐增加的动作。
根据以上所述的结构,刚性可变机构132构成为,能够在将插入部11中的刚性可变范围整体划分为多个区段的状态下按照每个区段使弯曲刚性变化。
根据以上所述的结构,刚性控制部322构成为,能够基于从存储器334读入的刚性控制信息和从插入形状信息取得部402输出的插入形状信息,对刚性可变机构132进行用于使插入部11被插入于被检体内时的插入形状变化的控制。
接下来,对本变形例的作用进行说明。
控制电路335基于从存储器334读入的刚性控制信息和从插入形状信息取得部402输出的插入形状信息,分别确定插入部11中的刚性可变范围所包含的区段PA、PB及PC。此外,控制电路335计算如上述那样确定出的区段PB的曲率CVB,并且判定该计算出的曲率CVB是否为阈值TVB以上。即,在这样的情况下,与插入部11中的位于刚性可变范围的中央部的区段SB的曲率CVB对应的阈值TVB包含在刚性控制信息中。
控制电路335例如在得到曲率CVB小于阈值TVB这一判定结果的情况下,进行用于将开关331B、332B及333B设定为断开状态的控制。然后,根据这样的控制电路335的控制,不向线圈加热器141、142及143施加由电源331A、332A及333A生成的驱动电流,形状记忆部件144成为低弹性状态,因此,插入部11中的刚性可变范围的刚性变低。
控制电路335在得到曲率CVB为阈值TVB以上这一判定结果的情况下,进行用于将开关332B设定为接通状态的控制。此外,控制电路335在从进行用于将开关332B设定为接通状态的控制起经过了固定时间之后,进行用于将开关331B及333B同时设定为接通状态的控制。然后,根据这样的控制电路335的控制,在得到曲率CVB为阈值TVB以上这一判定结果的定时TA,开始从电源332A向线圈加热器142施加驱动电流。此外,根据如上所述的控制电路335的控制,在从定时TA经过固定时间后的定时TB,开始从电源331A向线圈加热器141施加驱动电流,并且开始从电源333A向线圈加热器143施加驱动电流。
即,控制电路335进行使所述刚性可变机构以如下方式进行动作的控制,即,在提高插入部11中的属于刚性可变范围的中央部的区段PB的弯曲刚性之后,朝向属于该刚性可变范围的两端部的区段PA及PC逐渐提高弯曲刚性。
这里,根据本变形例,由于在开始对线圈加热器142施加驱动电流之后开始对线圈加热器141及143施加驱动电流,因此,在形状记忆部件144的区段SB转变到高弹性状态之后,形状记忆部件144的区段SA及SC大致同时转变到高弹性状态。
因此,根据本变形例,能够使形状记忆部件144根据从线圈加热器141、142及143产生的热而从低弹性状态向高弹性状态转变时产生的复原力在如下2个方向上大致同时地产生,该2个方向为,从刚性可变机构132的中央部朝向插入部11的前端部的方向和从刚性可变机构132的中央部朝向插入部11的基端部的方向。因此,根据本变形例,由于与上述复原力的产生相伴的刚性的变化在上述2个方向上大致同时产生,因此,不会给被检者带来过度的负荷,能够有效地使在该被检者的内部压弯的插入部11直线化,并且,能够提高插入部11的刚性可变范围内的位于该被检者的内部中的屈曲部位的前端侧的部分的刚性。
具体而言,根据本变形例,例如,在插入到被检者的肠管内的插入部11产生了图6A所示的压弯的情况下,能够有效地使插入部11直线化。此外,根据本变形例,例如,在插入到被检者的肠管内的插入部11通过图6B所示的屈曲部位的情况下,能够在插入部11的刚性可变范围的大致整体位于该屈曲部位的前端侧的状态下提高刚性可变机构132的刚性,由此,能够提高插入部11的推进性。而且,在这样的情况下,伴随着刚性可变机构132中的位于被检者的内部的屈曲部位的前端侧的部分的刚性的增加,插入部11中的位于该屈曲部位的前端侧的部分的形状以接近直线形状的方式变形。因此,根据本变形例,能够提高将具有可挠性的细长的插入部向被检体内的深部插入时的插入性。图6A是示出在插入到被检者的内部的插入部中产生了压弯的情况下的一例的图。图6B是示出插入到被检者的内部的插入部通过屈曲部位的情况下的一例的图。
另外,根据本变形例,例如,与插入部11中的位于刚性可变范围的中央部的区段SB的曲率半径CRB对应的阈值TRB也可以包含在刚性控制信息中。而且,在这样的情况下也可以是,在得到曲率半径CRB为阈值TRB以下这一判定结果的情况下,进行用于将开关331B、332B及333B这3个开关按照上述顺序设定为接通状态的控制,并且,在得到该曲率半径CRB比该阈值TRB大这一判定结果的情况下,进行用于将该3个开关按照与上述顺序相反的顺序设定为断开状态的控制。
此外,根据本变形例,例如在插入部11中的刚性可变范围被划分为4个以上的区段的情况下,也可以设为多个区段属于该刚性可变范围的中央部而进行控制。
即,根据本变形例,刚性控制部322构成为进行使刚性可变机构132以如下方式进行动作的控制即可,即,在提高插入部11中的构成刚性可变范围的多个区段中的属于该刚性可变范围的中央部的1个以上的区段的弯曲刚性之后,朝向该多个区段中的属于该刚性可变范围的两端部的区段逐渐提高弯曲刚性。此外,根据本变形例,刚性控制部322以如下方式构成即可:在插入部11中的属于刚性可变范围的中央部的1个以上的区段所包含的规定的区段的曲率为阈值以上的情况下,或者在该规定的区段的曲率半径为阈值以下的情况下,进行用于使配置于该刚性可变范围的中央部的1个以上的线圈加热器发热的规定的控制,之后,针对该1个以上的线圈加热器以外的各线圈加热器,按照距离该刚性可变范围的中央部从近到远的顺序进行该规定的控制。
(第2实施方式)
图7至图12涉及本发明的第2实施方式。
另外,在本实施方式中,适当省略关于具有与第1实施方式相同的结构等的部分的详细说明,并且,主要针对具有与第1实施方式不同的结构等的部分进行说明。
如图7所示,内窥镜系统1A构成为具有内窥镜10A、光源装置20、主体装置30A、插入形状检测装置40、输入装置50以及显示装置60。图7是用于说明第2实施方式的内窥镜系统的具体结构的框图。
内窥镜10A具有与代替内窥镜10中的刚性可变机构112而设置有刚性可变机构152的结构相同的结构。即,在内窥镜10A的插入部11(可挠管部11C)中的刚性可变范围的内部设置有刚性可变机构152。
主体装置30A具有与代替主体装置30中的刚性控制部302而设置有刚性控制部342的结构相同的结构。
刚性控制部342构成为基于从插入形状检测装置40输出的插入形状信息,进行用于控制刚性可变机构152的动作。
这里,参照图8对本实施方式中的刚性可变机构152及刚性控制部342的具体结构等进行说明。图8是用于说明第2实施方式的刚性可变机构及刚性控制部的结构等的图。
刚性可变机构152在可挠管部11C中的刚性可变范围的内部沿着插入部11的长度方向设置。此外,刚性可变机构152构成为能够根据主体装置30A的控制,使插入部11中的刚性可变范围的弯曲刚性变化。此外,如图8所示,刚性可变机构152构成为具有护套部件153和棒部件154。换言之,刚性可变机构152构成为具有包含护套部件153和棒部件154的1个刚性可变构造。
护套部件153例如形成为具有细长的圆筒形状。此外,护套部件153以固定于插入部11(可挠管部11C)的内部的状态配置。此外,在护套部件153的外皮153A例如形成有3个缝153B、153C及153D。
缝153B例如形成在插入部11中的刚性可变范围内的比缝153C更接近插入部11的前端部的位置。此外,缝153B例如通过将外皮153A沿着护套部件153的长度方向切入长度LA而形成。
缝153C形成在插入部11中的刚性可变范围的中央部,即,刚性可变机构132的中央部。此外,缝153C例如通过将外皮153A沿着护套部件153的长度方向切入长度LB(<LA)而形成。
缝153D例如形成在插入部11中的刚性可变范围内的比缝153C更接近插入部11的基端部的位置。此外,缝153D例如通过将外皮153A沿着护套部件153的长度方向切入长度LA而形成。
即,在护套部件153的外皮153A上形成有多个缝,该多个缝的长度在插入部11中的与刚性可变范围整体相当的1个区段的从中央部朝向两端部的方向上逐渐增加。
棒部件154以穿过护套部件153的内部空间的状态配置。此外,棒部件154例如形成为具有细长的圆柱形状。此外,棒部件154以能够滑动的状态配置在护套部件153的内部。此外,棒部件154的基端侧的端部经由线等牵引部件TM而与刚性控制部342连接。此外,棒部件154构成为能够在护套部件153的内部与牵引部件TM一起进行进退移动。此外,在棒部件154的长度方向上交替地设置有具有长度LA以上的长度LC且具有相对粗的直径的粗径部154A、以及具有相对细的直径的细径部154B。另外,棒部件154中的粗径部154A的长度LC为形成于护套部件153的外皮153A的多个缝各自的长度中的最大的长度以上即可。
如图8所示,刚性控制部342构成为具有马达351、编码器352、存储器353以及控制电路354。
马达351经由牵引部件TM而与棒部件154的基端侧的端部连接。此外,马达351构成为,通过根据控制电路354的控制而旋转,从而能够使牵引部件TM的牵引量(卷绕牵引部件TM的长度)变化。
编码器352例如构成为检测马达351的当前的旋转量及当前的旋转方向作为马达351的旋转状态,并且,将表示该检测到的马达351的旋转状态的旋转状态信息向控制电路354输出。
在存储器353中存储有在控制电路354对马达351的控制中使用的刚性控制信息。具体而言,在存储器353中,例如存储有包含如下两种信息的刚性控制信息,该两种信息为表示插入部11中的刚性可变范围的信息、以及表示与为了控制刚性可变机构152而计算的规定的参数对应的阈值的信息。
控制电路354构成为,基于从编码器352输出的旋转状态信息、从存储器353读入的刚性控制信息、以及从插入形状信息取得部402输出的插入形状信息,来控制马达351的旋转量及旋转方向。
即,本实施方式的可挠管插入装置构成为具有插入部11、刚性可变机构152以及刚性控制部342。
根据以上所述的结构,刚性可变机构152构成为,能够根据刚性控制部342的控制,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逐渐增加的动作。
根据以上所述的结构,刚性可变机构152构成为,能够将插入部11中的刚性可变范围整体作为1个区段PH而使弯曲刚性变化,并且构成为,能够根据刚性控制部342的控制进行如下动作:在提高该1个区段PH的中央部的弯曲刚性之后,朝向该1个区段PH的两端部逐渐提高弯曲刚性。
根据以上所述的结构,刚性可变机构152的棒部件154构成为,能够根据刚性控制部342的控制,使相对于护套部件153的相对位置变化。
根据以上所述的结构,刚性控制部342构成为,能够基于从存储器353读入的刚性控制信息、以及从插入形状信息取得部402输出的插入形状信息,对刚性可变机构152进行用于使插入部11被插入于被检体内时的插入形状变化的控制。
接下来,对本实施方式的作用进行说明。
手术医生等用户在将内窥镜系统1A的各部连接并接通电源之后,例如进行用于从被检者的肛门向肠管内插入插入部11的操作。然后,伴随着这样的用户的操作,从源线圈组113所包含的多个源线圈分别产生磁场,将与该磁场的强度相应的磁场检测信号从接收天线401输出。
插入形状信息取得部402基于从接收天线401输出的磁场检测信号,取得源线圈组113所包含的多个源线圈各自的位置。此外,插入形状信息取得部402基于如上述那样取得的多个源线圈各自的位置,计算插入部11在肠管内的插入形状,并且,生成表示该计算出的插入形状的插入形状信息并向刚性控制部342输出。
控制电路354基于从存储器353读入的刚性控制信息、以及从插入形状信息取得部402输出的插入形状信息,确定插入部11中的刚性可变范围,计算该确定出的刚性可变范围的曲率CVC,并且,判定该计算出的曲率CVC是否为阈值TVC以上。即,在这样的情况下,与插入部11中的刚性可变范围的曲率CVC对应的阈值TVC包含在刚性控制信息中。
控制电路354例如在得到曲率CVC小于阈值TVC这一判定结果的情况下,基于从编码器352输出的旋转状态信息,进行用于使马达351旋转以使得牵引部件TM的牵引量成为牵引量PK的控制。然后,根据这样的控制电路354的控制,棒部件154被牵引,并且,护套部件153与棒部件154的相对位置关系发生变化,由此,例如刚性可变机构152成为图8所示的状态。
根据图8所示的状态的刚性可变机构152,在被外皮153A包围的这样的位置配置有粗径部154A,并且,在分别堵塞缝153B、153C及153D这3个缝这样的位置配置有细径部154B。因此,在刚性可变机构152成为图8所示的状态的情况下,插入部11中的刚性可变范围整体的刚性均匀地变低。
控制电路354例如在得到曲率CVC为阈值TVC以上这一判定结果的情况下,基于从编码器352输出的旋转状态信息,进行用于使马达351旋转以使得牵引部件TM的牵引量成为牵引量PM(>PK)的控制。换言之,控制电路354在得到插入部11中的与刚性可变范围整体相当的1个区段的曲率CVC为阈值TVC以上这一判定结果的情况下,进行用于使棒部件154位移以使得缝153B、153C及153D的位置与粗径部154A的位置对齐的控制。
这里,在牵引部件TM的牵引量达到牵引量PL(PK<PL<PM)的情况下,例如,刚性可变机构152从图8所示的状态向图9所示的状态变化。图9是用于说明第2实施方式的刚性可变机构的动作的图。
根据图9所示的状态的刚性可变机构152,在堵塞缝153C这样的位置配置有粗径部154A,另一方面,在堵塞缝153B及153D这样的位置配置有粗径部154A及细径部154B双方。因此,在刚性可变机构152成为图9所示的状态的情况下,插入部11中的刚性可变范围的中央部的刚性变得最高,另一方面,该刚性可变范围的刚性从中央部到两端部逐渐变低。
此外,在牵引部件TM的牵引量达到牵引量PM的情况下,例如,刚性可变机构152从图9所示的状态向图10所示的状态变化。图10是用于说明第2实施方式的刚性可变机构的动作的图。
根据图10所示的状态的刚性可变机构152,在被外皮153A包围这样的位置配置有细径部154B,并且,在分别堵塞缝153B、153C及153D这3个缝这样的位置配置有粗径部154A。因此,在刚性可变机构152成为图10所示的状态的情况下,插入部11中的刚性可变范围整体的刚性均匀地变高。
如以上所述,根据本实施方式,通过使护套部件153与棒部件154的相对位置关系变化,能够产生用于使插入部11接近直线形状的力。此外,根据本实施方式,能够使用于使插入部11接近直线形状的力在如下2个方向上大致同时产生,该2个方向为从刚性可变机构152的中央部朝向插入部11的前端部的方向、以及从刚性可变机构152的中央部朝向插入部11的基端部的方向。因此,根据本实施方式,由于与上述力的产生相伴的刚性的变化在上述2个方向上大致同时产生,因此,不会给被检者带来过度的负荷,能够有效地使在该被检者的内部压弯的插入部11直线化,并且,能够提高插入部11的刚性可变范围内的位于该被检者的内部的屈曲部位的前端侧的部分的刚性。
具体而言,根据本实施方式,例如,在插入到被检者的肠管内的插入部11中产生了图4A所示的压弯的情况下,能够有效地使插入部11直线化。此外,根据本实施方式,例如,在插入到被检者的肠管内的插入部11通过图4B所示的屈曲部位的情况下,能够在插入部11的刚性可变范围的大致整体位于该屈曲部位的前端侧的状态下提高刚性可变机构152的刚性,由此,能够提高插入部11的推进性。而且,在这样的情况下,伴随着刚性可变机构152中的位于被检者的内部的屈曲部位的前端侧的部分的刚性的增加,插入部11中的位于该屈曲部位的前端侧的部分的形状以接近直线形状的方式变形。因此,根据本实施方式,能够提高将具有可挠性的细长的插入部向被检体内的深部插入时的插入性。
另外,根据本实施方式,例如,与插入部11中的刚性可变范围的曲率半径CRC对应的阈值TRC也可以包含在刚性控制信息中。而且,在这样的情况下也可以是,在得到曲率半径CRC为阈值TRC以下这一判定结果的情况下,进行用于使马达351旋转以使得牵引部件TM的牵引量成为牵引量PM的控制,并且,在得到该曲率半径CRC比该阈值TRC大这一判定结果的情况下,进行用于使马达351旋转以使得该牵引部件TM的牵引量成为牵引量PK的控制。
此外,根据本实施方式,例如在由控制部303检测到在输入装置50或镜体开关122中进行了用于使插入部11(可挠管部11C)中的刚性变化的指示时,也可以由控制电路354根据该指示进行用于使马达351对牵引部件TM的牵引量变化的控制。
此外,本实施方式通过施加适当的变形,不限于设置有能够将插入部11中的刚性可变范围作为1个区段而使刚性变化的刚性可变机构152的情况,例如,针对设置有能够在将该刚性可变范围划分为多个区段的状态下按照每个区段使刚性变化的刚性可变机构的情况也能够应用。具体而言,在本实施方式中,例如针对代替刚性可变机构152而将图11所示的具有3个刚性可变构造171、172及173的刚性可变机构162设置于可挠管部11C的规定的范围的情况也能够应用。以下对这样的本实施方式的变形例的结构等进行说明。另外,本变形例的刚性可变构造171、172及173具有彼此大致相同的结构,并且,通过彼此大致相同的控制方法而控制。因此,以后,主要着眼于对刚性可变构造172的具体结构等进行说明,另一方面,适当省略说明刚性可变构造171及173的具体结构等。图11是用于说明第2实施方式的变形例的刚性可变机构及刚性控制部的结构等的框图。
如图11所示,刚性可变机构162构成为具有刚性可变构造171、172及173。
刚性可变构造171例如以与插入部11中的刚性可变范围内的比刚性可变构造172更接近插入部11的前端部的位置对位的状态配置。此外,刚性可变构造171经由线等牵引部件TMA而与刚性控制部362连接。此外,刚性可变构造171设置在与源线圈组113所包含的多个源线圈中的1个源线圈相当的源线圈SD(省略图示)的附近。即,刚性可变构造171构成为,能够使插入部11中的刚性可变范围内的作为与源线圈SD的位置对应的范围而划分的区段PD(省略图示)的刚性变化。
刚性可变构造172以与插入部11中的刚性可变范围的中央部即刚性可变机构162的中央部对位的状态配置。此外,刚性可变构造172经由线等牵引部件TMB而与刚性控制部362连接。此外,刚性可变构造172设置在源线圈SE(省略图示)的附近,该源线圈SE相当于源线圈组113所包含的多个源线圈中的在比源线圈SD靠插入部11的基端侧配置的1个源线圈。即,刚性可变构造172构成为,能够使插入部11中的刚性可变范围内的作为与源线圈SE的位置对应的范围而划分的区段PE(省略图示)的刚性变化。
刚性可变构造173例如以与插入部11中的刚性可变范围内的比刚性可变构造172更接近插入部11的基端部的位置对位的状态配置。此外,刚性可变构造173经由线等牵引部件TMC而与刚性控制部362连接。此外,刚性可变构造173设置在源线圈SF(省略图示)的附近,该源线圈SF相当于源线圈组113所包含的多个源线圈中的在比源线圈SE靠插入部11的基端侧配置的1个源线圈。即,刚性可变构造173构成为,能够使插入部11中的刚性可变范围内的作为与源线圈SF的位置对应的范围而划分的区段PF(省略图示)的刚性变化。
即,根据以上所述的刚性可变机构162的结构,插入部11的刚性可变范围整体被划分为3个区段,该3个区段具有与源线圈SD的位置对应的区段PD、与源线圈SE的位置对应的区段PE、以及与源线圈SF的位置对应的区段PF。此外,根据以上所述的刚性可变机构162的结构,刚性可变构造171配置在与区段PD对应的位置,刚性可变构造172配置在与区段PE对应的位置,并且,刚性可变构造173配置在与区段PF对应的位置。此外,根据以上所述的结构,刚性可变机构162构成为能够按照区段PD、PE及PF这3个区段中的每个区段使刚性变化。
如图12所示,刚性可变构造172构成为具有护套部件183和棒部件184。图12是用于说明第2实施方式的变形例的刚性可变机构的结构的图。
护套部件183例如形成为具有细长的圆筒形状。此外,护套部件183以固定于插入部11(可挠管部11C)的内部的状态配置。此外,在护套部件183中交替地设置有相对硬质的硬性部183A和相对软质的软性部183B。
棒部件184以穿过护套部件183的内部空间的状态配置。此外,棒部件184例如形成为具有细长的圆柱形状。此外,棒部件184以能够滑动的状态配置在护套部件183的内部。此外,棒部件184的基端侧的端部经由牵引部件TMB而与刚性控制部362连接。此外,棒部件184构成为能够在护套部件183的内部与牵引部件TMB一起进行进退移动。此外,在棒部件184的长度方向上交替地设置有具有相对粗的直径的粗径部184A、以及具有相对细的直径的细径部184B。
刚性控制部362代替刚性控制部342而设置于主体装置30A。此外,刚性控制部362构成为基于从插入形状信息取得部402输出的插入形状信息,进行用于控制刚性可变机构162的动作。此外,如图11所示,刚性控制部362构成为具有马达371A、371B及371C、编码器372A、372B及372C、存储器373以及控制电路374。
马达371A经由牵引部件TMA而与刚性可变构造171(中的棒部件184的基端侧的端部)连接。此外,马达371A构成为通过根据控制电路374的控制而旋转,从而能够使牵引部件TMA的牵引量(卷绕牵引部件TMA的长度)变化。
马达371B经由牵引部件TMB而与刚性可变构造172(中的棒部件184的基端侧的端部)连接。此外,马达371B构成为,通过根据控制电路374的控制而旋转,从而能够使牵引部件TMB的牵引量(卷绕牵引部件TMB的长度)变化。
马达371C经由牵引部件TMC而与刚性可变构造173(中的棒部件184的基端侧的端部)连接。此外,马达371C构成为,通过根据控制电路374的控制而旋转,从而能够使牵引部件TMC的牵引量(卷绕牵引部件TMC的长度)变化。
编码器372A例如构成为检测马达371A的当前的旋转量及当前的旋转方向作为马达371A的旋转状态,并且,将表示该检测到的马达371A的旋转状态的旋转状态信息向控制电路374输出。
编码器372B例如构成为检测马达371B的当前的旋转量及当前的旋转方向作为马达371B的旋转状态,并且,将表示该检测到的马达371B的旋转状态的旋转状态信息向控制电路374输出。
编码器372C例如构成为检测马达371C的当前的旋转量及当前的旋转方向作为马达371C的旋转状态,并且,将表示该检测到的马达371C的旋转状态的旋转状态信息向控制电路374输出。
在存储器373中存储有在控制电路374对马达371A、371B及371C的控制中使用的刚性控制信息。具体而言,在存储器373中例如存储有包含如下三种信息的刚性控制信息,该三种信息为表示插入部11中的刚性可变范围的信息、能够确定该刚性可变范围所包含的3个区段PD、PE及PF的信息、以及表示与为了控制刚性可变机构162而计算的规定的参数对应的阈值的信息。
控制电路374构成为,基于从编码器372A、372B及372C输出的旋转状态信息、从存储器373读入的刚性控制信息、以及从插入形状信息取得部402输出的插入形状信息,来控制马达371A、371B及371C各自的旋转量及旋转方向。
即,本变形例的可挠管插入装置构成为具有插入部11、刚性可变机构172以及刚性控制部362。
根据以上所述的结构,刚性可变机构172构成为,能够根据刚性控制部362的控制,进行用于使插入部11中的刚性可变范围的弯曲刚性沿着该刚性可变范围的中央部至两端部的方向逐渐增加的动作。
根据以上所述的结构,刚性可变机构172构成为,能够在将插入部11中的刚性可变范围整体划分为多个区段的状态下按照每个区段使弯曲刚性变化。
根据以上所述的结构,刚性可变机构172的棒部件184构成为,能够根据刚性控制部362的控制,使相对于护套部件183的相对位置变化。
根据以上所述的结构,刚性控制部362构成为,能够基于从存储器373读入的刚性控制信息、以及从插入形状信息取得部402输出的插入形状信息,对刚性可变机构162进行用于使插入部11被插入于被检体内时的插入形状变化的控制。
根据以上所述的结构,例如在由控制电路374进行了用于使马达371B旋转的控制使得牵引部件TMB的牵引量成为牵引量PX的情况下,护套部件183与棒部件184的相对位置关系发生变化,由此,硬性部183A的位置与粗径部184A的位置被对齐,并且,软性部183B的位置与细径部184B的位置被对齐。因此,在牵引部件TMB的牵引量为牵引量PX的情况下,插入部11中的刚性可变范围内的区段PE的刚性变低。
此外,根据以上所述的结构,例如在由控制电路374进行了用于使马达371B旋转以使得牵引部件TMB的牵引量成为牵引量PZ(>PX)的控制的情况下,护套部件183与棒部件184的相对位置关系发生变化,由此,硬性部183A的位置与细径部184B的位置被对齐,并且,软性部183B的位置与粗径部184A的位置被对齐。因此,在牵引部件TMB的牵引量为牵引量PZ的情况下,插入部11中的刚性可变范围内的区段PE的刚性变高。
接下来,对本变形例的作用进行说明。
控制电路374基于从存储器373读入的刚性控制信息和从插入形状信息取得部402输出的插入形状信息,分别确定插入部11中的刚性可变范围所包含的区段PD、PE及PF。此外,控制电路374计算如上述那样确定出的区段PE的曲率CVE,并且,判定该计算出的曲率CVE是否为阈值TVE以上。即,在这样的情况下,与插入部11中的位于刚性可变范围的中央部的区段PE的曲率CVE对应的阈值TVE包含在刚性控制信息中。
控制电路374例如在得到曲率CVE小于阈值TVE这一判定结果的情况下,基于从编码器372A、372B及372C输出的旋转状态信息,进行用于使马达371A、371B及371C分别旋转以使得牵引部件TMA、TMB及TMC的牵引量成为牵引量PX的控制。而且,根据这样的控制电路374的控制,插入部11中的刚性可变范围整体的刚性均匀地变低。
控制电路374例如在得到曲率CVE为阈值TVE以上这一判定结果的情况下,基于从编码器372B输出的旋转状态信息,进行用于使马达371B旋转以使得牵引部件TMB的牵引量成为牵引量PZ的控制。此外,控制电路374在从进行使马达371B旋转以使得牵引部件TMB的牵引量成为牵引量PZ的控制起经过了固定时间之后,基于从编码器372A及372C输出的旋转状态信息,同时进行如下两种控制,即,用于使马达371A旋转使得牵引部件TMA的牵引量成为该牵引量PZ、以及用于使马达371C旋转使得牵引部件TMC的牵引量成为该牵引量PZ。然后,根据这样的控制电路374的控制,在从得到曲率CVE为阈值TVE以上这一判定结果的定时TC到经过固定时间为止的期间内,插入部11中的刚性可变范围内的区段PE的刚性相对变高,并且,该刚性可变范围内的区段PD及PF的刚性相对变低。此外,根据如上所述的控制电路374的控制,在从定时TC起经过固定时间之后的定时TD以后的期间,插入部11中的刚性可变范围整体的刚性均匀地变高。
即,控制电路374进行使所述刚性可变机构以如下方式进行动作的控制,即,在提高插入部11中的属于刚性可变范围的中央部的区段PE的弯曲刚性之后,朝向属于该刚性可变范围的两端部的区段PD及PF逐渐提高弯曲刚性。
如以上所述,根据本变形例,通过使护套部件183与棒部件184的相对位置关系变化,能够产生用于使插入部11接近直线形状的力。此外,根据本变形例,能够使用于使插入部11接近直线形状的力在如下2个方向上大致同时产生,该2个方向为从刚性可变机构162的中央部朝向插入部11的前端部的方向、以及从刚性可变机构162的中央部朝向插入部11的基端部的方向。因此,根据本变形例,由于与上述力的产生相伴的刚性的变化在上述2个方向上大致同时产生,因此,不会给被检者带来过度的负荷,能够有效地使在该被检者的内部压弯的插入部11直线化,并且,能够提高插入部11的刚性可变范围内的位于该被检者的内部的屈曲部位的前端侧的部分的刚性。
具体而言,根据本变形例,例如,在插入到被检者的肠管内的插入部11产生了图6A所示的压弯的情况下,能够有效地使插入部11直线化。此外,根据本变形例,例如,在插入到被检者的肠管内的插入部11通过图6B所示的屈曲部位的情况下,能够在插入部11的刚性可变范围的大致整体位于该屈曲部位的前端侧的状态下提高刚性可变机构162的刚性,由此,能够提高插入部11的推进性。而且,在这样的情况下,伴随着刚性可变机构132中的位于被检者的内部的屈曲部位的前端侧的部分的刚性的增加,插入部11中的位于该屈曲部位的前端侧的部分的形状以接近直线形状的方式变形。因此,根据本变形例,能够提高将具有可挠性的细长的插入部向被检体内的深部插入时的插入性。
另外,根据本变形例,例如,与插入部11中的位于刚性可变范围的中央部的区段SE的曲率半径CRE对应的阈值TRE也可以包含在刚性控制信息中。而且,在这样的情况下也可以是,在得到曲率半径CRE为阈值TRE以下这一判定结果的情况下,进行用于使各马达旋转以使得各牵引部件的牵引量成为牵引量PX的控制,并且,在得到该曲率半径CRE大于该阈值TRE这一判定结果的情况下,进行用于使该各马达旋转以使得该各牵引部件的牵引量成为牵引量PZ的控制。
此外,根据本变形例,例如在插入部11中的刚性可变范围被划分为4个以上的区段的情况下,也可以设为多个区段属于该刚性可变范围的中央部而进行控制。
即,根据本变形例,刚性控制部362构成为进行使刚性可变机构172以如下方式进行动作的控制即可,即,在提高插入部11中的构成刚性可变范围的多个区段中的属于该刚性可变范围的中央部的1个以上的区段的弯曲刚性之后,朝向该多个区段中的属于该刚性可变范围的两端部的区段逐渐提高弯曲刚性。此外,根据本变形例,刚性控制部362以如下方式构成即可:在插入部11中的属于刚性可变范围的中央部的1个以上的区段所包含的规定的区段的曲率为阈值以上的情况下,或者在该规定的区段的曲率半径为阈值以下的情况下,进行用于使棒部件184位移以使得配置在该刚性可变范围的中央部的1个以上的刚性可变构造中的软性部183B的位置与粗径部184A的位置对齐的规定的控制,之后,针对该1个以上的刚性可变构造以外的各刚性可变构造,按照距离该刚性可变范围的中央部从近到远的顺序进行该规定的控制。
另外,本发明不限于上述实施方式,当然能够在不脱离发明的主旨的范围内进行各种变更、应用。
- 挠性管以及使用该挠性管的插入设备和内窥镜
- 带插入端的挠性印刷配线板、挠性印刷配线板的连接构造、以及电子设备