本發(fā)明涉及具備向被檢體內(nèi)插入的插入部的撓性管插入裝置。

背景技術(shù)：

已知在具備撓性的細(xì)長插入部的撓性管插入裝置例如內(nèi)窺鏡裝置中，在插入部設(shè)置硬度可變機構(gòu)而提高向彎彎曲曲的被檢體內(nèi)的插入性。例如，在專利文獻1中，公開了將插入部沿著較長方向分為多個段、按每個段配置有形狀記憶合金致動器作為硬度可變機構(gòu)的內(nèi)窺鏡裝置。此外，在各段設(shè)有壓力傳感器。在該內(nèi)窺鏡裝置中，當(dāng)插入部被插入到被檢體(例如大腸)內(nèi)時，若插入部的某段被從外部(例如被腸壁)擠壓，則該段的壓力傳感器感知到擠壓而使該段的形狀記憶合金致動器動作，使該段的硬度較低。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利第3752328號公報

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的課題

在專利文獻1所記載的內(nèi)窺鏡裝置中，由于在插入部的段間的連接部(邊界)沒有設(shè)置硬度可變機構(gòu)，所以例如即使使相鄰的段較硬，段間的連接部也保持柔軟。因此，當(dāng)插入部受到外力時，在段間的連接部硬度不連續(xù)，插入部被彎折為v字形，可能使插入性下降。

因此，本發(fā)明的目的在于，提供能夠提高向被檢體的插入性而提高操作性的撓性管插入裝置。

用來解決課題的手段

本發(fā)明的一實施方式是一種撓性管插入裝置，其特征在于，具備：管狀的插入部，被向被檢體插入；剛性可變部，以上述插入部的軸向上的連續(xù)的多個段為對象，將上述插入部的彎曲剛性以上述段為單位來變更；剛性連接部，跨上述多個段中的至少一對鄰接的段間而配置，變更上述一對段間的彎曲剛性，以使得隨著由上述剛性可變部進行的上述一對段間的彎曲剛性的變更，上述一對段間的彎曲剛性與上述一對段的彎曲剛性連續(xù)。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，能夠提供能夠提高向被檢體的插入性而提高操作性的撓性管插入裝置。

附圖說明

圖1是概略地表示內(nèi)窺鏡裝置的結(jié)構(gòu)的圖。

圖2是概略地表示內(nèi)窺鏡裝置的主要結(jié)構(gòu)的框圖。

圖3是概略地表示撓性管部的結(jié)構(gòu)的一例的圖。

圖4是概略地表示硬度可變元件的結(jié)構(gòu)的圖。

圖5是表示硬度可變元件的電壓－彎曲剛性特性的圖。

圖6是概略地表示第1實施方式中的撓性管部的結(jié)構(gòu)的一例的圖。

圖7是概略地表示第1實施方式中的撓性管部的結(jié)構(gòu)的另一例的圖。

圖8是概略地表示第2實施方式中的撓性管部的結(jié)構(gòu)的一例的圖。

圖9是概略地表示第2實施方式中的撓性管部的結(jié)構(gòu)的另一例的圖。

具體實施方式

圖1是概略地表示作為撓性管插入裝置的內(nèi)窺鏡裝置1的結(jié)構(gòu)的圖。圖2是概略地表示內(nèi)窺鏡裝置1的主要結(jié)構(gòu)的框圖。內(nèi)窺鏡裝置1由內(nèi)窺鏡10、光源裝置20、控制裝置30、顯示裝置40和天線50構(gòu)成。

內(nèi)窺鏡10具有向被檢體插入的管狀的細(xì)長的插入部11、和設(shè)在插入部11的基端側(cè)的操作部14。內(nèi)窺鏡10例如是大腸內(nèi)窺鏡。插入部11具有前端硬質(zhì)部12、和設(shè)在前端硬質(zhì)部12的基端側(cè)的撓性管部13。在前端硬質(zhì)部12，內(nèi)置有未圖示的照明光學(xué)系統(tǒng)(照明窗)、觀察光學(xué)系統(tǒng)(觀察窗)、攝像元件等。撓性管部13是具有撓性的細(xì)長的部分，由后述的多個段構(gòu)成。此外，在撓性管部13，設(shè)有用于檢測撓性管部13的狀態(tài)(彎曲形狀或應(yīng)變)的多個源線圈15(參照圖3)。在操作部14，設(shè)有用于包括內(nèi)窺鏡10的彎曲操作及攝影操作的各種操作的角度旋鈕17、開關(guān)18等。撓性管部13的前端側(cè)通過將角度旋鈕17進行操作而向任意的方向彎曲。

光源裝置20經(jīng)由從內(nèi)窺鏡10的操作部14的基端側(cè)延伸的通用軟線16而與內(nèi)窺鏡10連接。通用軟線16包括連接到上述的照明光學(xué)系統(tǒng)的光導(dǎo)(光纖)、連接到上述的攝像元件的電纜等。光源裝置20經(jīng)由上述光導(dǎo)，供給從前端硬質(zhì)部12的照明窗照射的光。

控制裝置30由包括cpu等的設(shè)備構(gòu)成?？刂蒲b置30如圖2所示，具有包括圖像處理部32的顯示控制部31、交流信號輸出部33、狀態(tài)計算部34、硬度可變控制部35和堆疊(stack)判斷部36。顯示控制部31經(jīng)由線纜61，與通用軟線16內(nèi)的上述電纜連接，從而與內(nèi)窺鏡10(前端硬質(zhì)部12的攝像元件)連接。顯示控制部31還經(jīng)由線纜62連接于顯示裝置40。交流信號輸出部33經(jīng)由未圖示的線纜連接于各源線圈15。狀態(tài)計算部34經(jīng)由線纜63連接于天線50。硬度可變控制部35經(jīng)由未圖示的線纜，連接于后述的硬度可變元件70。

天線50配置在供內(nèi)窺鏡10插入的被檢體的周圍。天線50檢測由設(shè)在撓性管部13中的源線圈15產(chǎn)生的磁場。并且，天線50將檢測信號經(jīng)由線纜63向控制裝置30(狀態(tài)計算部34)輸出。

參照圖3，對撓性管部13的結(jié)構(gòu)進一步說明。圖3是概略地表示撓性管部13的結(jié)構(gòu)的一例的圖。在撓性管部13中，在插入部11的較長方向(軸向)上空出間隔地配置有作為產(chǎn)生磁場的磁場產(chǎn)生元件的多個源線圈15。源線圈15通過在鐵素體或坡莫合金等磁性體上卷繞導(dǎo)線而構(gòu)成。為了方便，假設(shè)撓性管部13由其軸向上的多個段(將撓性管部13在較長方向上均等地劃分的假想單位)構(gòu)成。例如，在圖3中表示了撓性管部13的5個段13a、13b、13c、13d、13e，在各段配置有各1個源線圈15。在各段中設(shè)置的源線圈15分別配置為，使得天線50及控制裝置30(狀態(tài)計算部34)能夠基于產(chǎn)生的磁場檢測各段的狀態(tài)。另外，源線圈15的配置不限于此，也可以僅配置在一部分的段中。

在撓性管部13，設(shè)有多個硬度可變元件(硬度可變致動器)70。各硬度可變元件70是以設(shè)置它們的多個段為對象、將撓性管部13的彎曲剛性(硬度)以段單位進行變更的剛性可變部。圖4是概略地表示硬度可變元件70的結(jié)構(gòu)的圖。硬度可變元件70具有由金屬線構(gòu)成的盤管71、封入在盤管71內(nèi)的導(dǎo)電性高分子人工肌肉(electroacivepolymerartificialmuscle：epam)72、和設(shè)在盤管71的兩端的電極73。硬度可變元件70如圖2所示，與硬度可變控制部35連接，能夠從硬度可變控制部35通過電極73向盤管71內(nèi)的epam72施加電壓。epam72是通過施加電壓而伸縮、其硬度變化的致動器。硬度可變元件70使得盤管71的中心軸與撓性管部13的中心軸一致或平行而內(nèi)置在撓性管部13中。硬度可變元件70(epam72)具有比構(gòu)成撓性管部13的部件的剛性大的剛性。

在硬度可變元件70的電極73(epam72)上，經(jīng)由未圖示的線纜從硬度可變控制部35施加電壓。當(dāng)被施加電壓，則epam73要以盤管71的中心軸為中心擴大其直徑。但是，epam73由于被盤管71將其周圍包圍，所以直徑的擴大受限制。因此，硬度可變元件70如圖5所示，所施加的電壓值越高，彎曲剛性(硬度)越高。即，通過使硬度可變元件70的硬度變化，內(nèi)置有硬度可變元件70的撓性管部13的彎曲剛性也變化。

接著，對內(nèi)窺鏡裝置1的動作進行說明。

內(nèi)窺鏡10的插入部11被用戶向被檢體內(nèi)(從肛門向直腸、結(jié)腸(腸管))插入。此時，插入部11一邊追隨于被檢體的形狀而彎曲，一邊在被檢體內(nèi)行進?？刂蒲b置30的顯示控制部31基于用戶向操作部14的輸入操作，經(jīng)由通用軟線16的電纜等控制插入部11的前端硬質(zhì)部12的攝像元件的動作，取得從攝像元件輸出的攝像信號。顯示控制部31由圖像處理部32基于所取得的攝像信號制作被檢體的內(nèi)部的圖像。并且，顯示控制部31經(jīng)由線纜62控制顯示裝置40的動作，使顯示裝置40顯示制作出的圖像。

在插入中，交流信號輸出部33經(jīng)由線纜61等向各源線圈15依次施加交流信號。各源線圈15在其周圍產(chǎn)生磁場，即從源線圈15輸出與源線圈15的位置有關(guān)的信息。天線50基于源線圈15的輸出，檢測各源線圈15的位置，將檢測信號向狀態(tài)計算部34輸出。狀態(tài)計算部34基于來自天線50的檢測信號，推測撓性管部13(插入部11)的狀態(tài)(例如3維形狀)。推測出的狀態(tài)的信息被向顯示控制部31傳遞，生成與推測出的狀態(tài)對應(yīng)的計算機圖形圖像。并且，顯示控制部31使顯示裝置40顯示所生成的圖像。此外，狀態(tài)計算部34基于推測出的撓性管部13的狀態(tài)，計算表示各段的狀態(tài)的狀態(tài)量(例如各段的彎曲角度)。

堆疊判斷部36取得狀態(tài)計算部34計算出的各段的狀態(tài)量。并且，堆疊判斷部36根據(jù)所取得的狀態(tài)量，判斷各段是否堆疊(即，段彎折為v字形從而妨礙了撓性管部13的順暢的插入(行進))。在判斷為有堆疊的段的情況下，從堆疊判斷部36向硬度可變控制部35傳遞控制信號，使設(shè)在該段中的硬度可變元件70的硬度較低。由此，該段變軟，v字形的彎折被消除。并且，向大腸深部的進一步的插入變得容易。

堆疊判斷部36的判斷可以在插入時實時地始終進行，也可以當(dāng)在插入中患者感到因腸壁的擠壓造成的疼痛時、通過由用戶向未圖示的輸入裝置輸入進行的手動操作來進行。

此外，堆疊判斷部36也可以根據(jù)所取得的狀態(tài)量，判斷是否有大致直線狀的段，將使設(shè)在大致直線狀的段中的硬度可變元件70的硬度較高的控制信號向硬度可變控制部35傳遞。由此，防止在大致直線狀的部分中撓性管部13發(fā)生彎曲而碰到腸壁，提高插入性。

這樣，根據(jù)內(nèi)窺鏡裝置1，對應(yīng)于被檢體內(nèi)的撓性管部13的狀態(tài)而使硬度可變元件70驅(qū)動，一邊將插入部11(撓性管部13)的彎曲剛性以段單位變更，一邊將撓性管部13順暢地向彎彎曲曲的大腸深部插入。

[第1實施方式]

參照圖6及圖7，對本發(fā)明的第1實施方式進行說明。

圖6是概略地表示第1實施方式的撓性管部13的結(jié)構(gòu)的一例的圖。在圖6以后，將撓性管部13以插入在大腸100中的狀態(tài)表示，此外省略了源線圈15。在圖6中，除了在撓性管部13的各段13a、13b、13c、13d、13e中各配置有1個的硬度可變元件70以外，還設(shè)有跨2個連續(xù)的(相鄰的)段(例如段13a和13b、段13b和13c、段13c和13d、段13d和13e)配置的硬度可變元件70a。硬度可變元件70a配置在段間的連接部，是用來變更段間的彎曲剛性、以使段間的彎曲剛性與段的彎曲剛性連續(xù)(段間的彎曲剛性不急劇地變化)的剛性連接部。硬度可變元件70a的結(jié)構(gòu)及動作原理與硬度可變元件70是同樣的。硬度可變元件70的較長方向的長度比段長短，此外，硬度可變元件70a的較長方向的長度是設(shè)在相鄰的段中的硬度可變元件70間的長度以上。

硬度可變元件70沒有配置在段間的連接部(邊界)，而硬度可變元件70a至少配置在段間的連接部。換言之，硬度可變元件在撓性管部13的較長方向上無缺失部位地配置。例如在圖6中，硬度可變元件70a在撓性管部13的較長方向上必定配置在沒有配置硬度可變元件70的范圍中，其一部分在較長方向上與硬度可變元件70重疊而配置。

圖7是概略地表示第1實施方式的撓性管部13的結(jié)構(gòu)的另一例的圖。在圖7中，設(shè)有跨3個連續(xù)的段(例如段13b、13c、13d)而配置的硬度可變元件70b、和跨與之不同的3個連續(xù)的段(例如段13a、13b、13c，段13c、13d、13e)而配置的硬度可變元件70c。硬度可變元件70b、70c是在段間的連接部重疊而配置的剛性連接部，變更段間的彎曲剛性，以使段間的彎曲剛性與段的彎曲剛性有連續(xù)性。硬度可變元件70b、70c的結(jié)構(gòu)及動作原理也與硬度可變元件70是同樣的。硬度可變元件70b、70c相互不同，在撓性管部13的較長方向上無缺失部位地配置。在圖7中，硬度可變元件70b、70c其較長方向上的長度相同，但不限于此，只要在撓性管部13的較長方向上的沒有配置硬度可變元件70b的范圍中必定配置有硬度可變元件70c就可以。

例如，如圖3所示，如果在各段中僅配置比段長短的硬度可變元件70，則在插入部11的段間的連接部不存在硬度可變元件。因此，例如即使硬度可變控制部35向相鄰的2個段的硬度可變元件70傳遞使它們的硬度較高的控制信號，2個段間的連接部也保持柔軟。因而，在保持柔軟的連接部接觸到腸壁等而受到外力(阻力)的情況下，段間的連接部成為硬度的不連續(xù)部(產(chǎn)生剛性邊界)，撓性管部13可能以v字形彎折而插入性下降。此外，當(dāng)彎曲的撓性管部13碰到腸壁而將腸壁擠壓，則患者受到相當(dāng)大的痛苦。

在本實施方式中，在撓性管部13的較長方向上，在段間的連接部也沒有空余部位而配置有硬度可變元件(剛性連接部)，段邊界處的撓性管部13的彎曲剛性也能夠由硬度可變元件調(diào)整。例如在圖6中使相鄰的2個段的硬度較高的情況下，不僅是相鄰的2個段的硬度可變元件70，跨這些段配置的硬度可變元件70a的硬度也同樣提高。因而，當(dāng)從腸壁等受到外力時，在段邊界也不發(fā)生v字形的彎曲或壓曲。

這樣，通過在段邊界也配置有硬度可變元件，在段間的連接部不產(chǎn)生剛性邊界，在撓性管部13的較長方向上彎曲剛性不會成為不連續(xù)。因而，能夠提供在受到外力時在段邊界也不發(fā)生v字形的彎曲、插入性高而操作性提高的撓性管插入裝置。

此外，根據(jù)本實施方式，例如在向大腸插入時，能夠減輕因撓性管部13的彎曲帶來的在直腸－s字結(jié)腸曲、左結(jié)腸曲、右結(jié)腸曲等大腸彎曲部對腸管的負(fù)荷，插入性提高并且能夠減輕患者的痛苦。

另外，圖6及圖7所示的硬度可變元件的配置及較長方向的長度是例示，只要硬度可變元件在撓性管部13的較長方向上無缺失部位地配置，也可以是其他配置或長度。

[第2實施方式]

參照圖8及圖9，對本發(fā)明的第2實施方式進行說明。

圖8是概略地表示第2實施方式的撓性管部13的結(jié)構(gòu)的一例的圖。在圖8中，在撓性管部13的段13a、13b、13c、13d、13e中，作為剛性可變部而配置有1個長尺寸的硬度可變元件70d。硬度可變元件70d的結(jié)構(gòu)與硬度可變元件70是同樣的。硬度可變元件70d是從段13a一直延伸到段13e的1個連續(xù)的部件，也是其自身跨多個段邊界而配置的剛性連接部。即，在本實施方式中，硬度可變元件70d變更段間的彎曲剛性，以使段間的彎曲剛性與段的彎曲剛性為連續(xù)性的。

此外，在各段13a、13b、13c、13d、13e中，設(shè)有用來在各段中使硬度可變元件70d部分性地硬化或軟化的電壓施加部80。電壓施加部80通過未圖示的線纜而與控制裝置30連接，作為基于來自控制裝置30的控制信號使與該電壓施加部80的段對應(yīng)的硬度可變元件70d的部分的硬度變更的硬度可變控制部發(fā)揮功能。

當(dāng)從電壓施加部80施加電壓，則在與該電壓施加部80對應(yīng)的段的范圍中，硬度可變元件70d的彎曲剛性被變更。由于硬度可變元件70d是跨多個段延伸的連續(xù)部件，所以即使通過從某個段的電壓施加部80施加的電壓而將硬度可變元件70d的一部分的硬度變更，段邊界處的彎曲剛性也連續(xù)，彎曲剛性不會成為不連續(xù)。

圖9是概略地表示第2實施方式的撓性管部13的結(jié)構(gòu)的另一例的圖。在圖9中，設(shè)有與圖8同樣的1個作為長尺寸連續(xù)部件的硬度可變元件70d、在各段13a、13b、13c、13d、13e中配置有各1個的電壓施加部80a、以及跨2個連續(xù)的(相鄰的)段(例如段13a和13b，段13b和13c，段13c和13d，段13d和13e)配置的電壓施加部80b。電壓施加部80a、80b的結(jié)構(gòu)及動作原理與電壓施加部80是同樣的。在圖9中，電壓施加部80a、80b在撓性管部13的較長方向上無缺失部位地配置。這樣，電壓施加部80a、80b可以在較長方向上重疊而配置。通過這樣的配置，也不再有較長方向上的電壓施加部80a、80b的缺失部位，彎曲剛性不會變得不連續(xù)。

在本實施方式中，也與第1實施方式同樣，能夠提供當(dāng)受到外力時不在段邊界處發(fā)生v字形的彎曲或壓曲、能夠提高插入性而使操作性提高的撓性管插入裝置。

另外，圖8及圖9所示的硬度可變元件及電壓施加部的配置是例示，只要硬度可變元件的硬度在撓性管部13的較長方向上是連續(xù)的，則也可以是其他配置。

此外，也可以代替硬度可變元件70d而使用形狀記憶合金(超彈性合金)硬度可變致動器。在此情況下，只要代替電壓施加部80、通過使用加熱器加熱來變更形狀記憶合金(超彈性合金)硬度可變致動器的彎曲剛性就可以。

到此為止，通過具備醫(yī)療用內(nèi)窺鏡10的內(nèi)窺鏡裝置1說明了本發(fā)明的實施方式，但本發(fā)明并不限定于內(nèi)窺鏡裝置，而包括具有撓性的插入部的撓性管插入裝置。

此外，作為剛性連接部，舉出了與成為剛性可變部的硬度可變元件不同的硬度可變元件(圖6及圖7)、兼作剛性可變部和剛性連接部的硬度可變元件(圖8及圖9)，但除此以外，也可以使用具有比構(gòu)成撓性管部13的部件的剛性大的剛性的部件作為剛性連接部。

以上，說明了本發(fā)明的實施方式，但本發(fā)明并不限定于上述實施方式，在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)能夠進行各種各樣的改良及變更。

標(biāo)號說明

1內(nèi)窺鏡裝置；10內(nèi)窺鏡；11插入部；12前端硬質(zhì)部；13撓性管部；13a、13b、13c、13d、13e段；14操作部；15源線圈；16通用軟線；20光源裝置；30控制裝置；31顯示控制部；32圖像處理部；33交流信號輸出部；34狀態(tài)計算部；35硬度可變控制部；36堆疊判斷部；40顯示裝置；50天線；70、70a、70b、70c、70d硬度可變元件；71盤管；72導(dǎo)電性高分子人工肌肉(epam)；73電極；80、80a、80b電壓施加部；100大腸。