JPH0477567B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、例えば大腸等湾曲した体腔内にもス
ムーズに挿入することのできる内視鏡等における
進退誘導装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

近年、医療用及び工業用に内視鏡が広く用いら
れている。

これら内視鏡には挿入部が硬性で、トラカール
等の穿刺に案内されて腹腔内等に挿入される硬性
のものと、上記穿刺を必要とすることなく、挿入
部が軟性で、口腔あるいは肛門等から湾曲した体
腔内経路を経て目的とする部位まで挿入される軟
性のものとがある。

上記軟性の内視鏡を肛門から大腸内に挿入する
場合におけるＳ字状部等湾曲した経路を経て体腔
内の深部にまで挿入する操作は、非常に熟練した
手法を必要とし、充分に熟達した術者でないと患
者に大きな苦痛を強いる状況にあつた。

このため、内視鏡の挿入部の先端側等に、該挿
入部を推進させる手段を設けることによつて、深
部にまで挿入できるようにした従来例が種々開示
されている。

例えば特開昭54−160083号公報に開示されてい
る如く、挿入部の先端側にスクリユー状の推進リ
ングを取付け、該推進リングの回転を手元側にて
遠隔制御することによつて、前記推進リングの螺
入運動で挿入部を共に推進させる従来例がある。
この従来例は、螺入の際、腸壁等をねじつて、損
傷する危険性を有するものである。

このため、特開昭55−45426号公報で開示され
た従来例は、上記従来例の欠点を解消するため
に、互いに逆方向に回転させて推進させる構造に
してある。しかしながら、この従来例において
も、互いに逆方向の回転で、腸壁のひだが離合さ
せられる部分ができ、その状態がさらに進むと、
推進する機能が低下すると共に、腸壁を損傷させ
る危険性を有する。

この他、挿入部の先端側に推進用のバルーンを
取付け、該バルーンを膨張させたり、収縮させる
ことによつて、推進させる従来例がある。この従
来例は推進させるための膨張及び収縮によつて推
進される移動量をあまり大きくできないため、必
要とされる深部まで挿入するのに時間がかかると
いう欠点を有する。

その他に、これら従来例は、挿入部の外径を太
くするため、挿入の際患者に大きな苦痛を強いる
ものであつた。

この他、内視鏡の挿入部に何も取付けないで、
挿入口の外部に内視鏡挿入部に単純な前後運動と
か、単純な回転運動を与えて、挿入部に挿入して
いく従来例があるが、上述のような単純な操作の
みでは深部にまで挿入することが困難であつた。

〔発明の目的〕

本発明は上述した点にかんがみてなされたもの
で、最も熟達した術者が挿入するのと同様な挿入
操作及び退出操作を自動的に行い得るようにする
ことによつて、容易に進退できるようにすると共
に、患者に与える苦痛の少い内視鏡等における進
退誘導装置を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は、内視鏡の挿入部等管状部を保持する
本体部に、該挿入部を前後に移動可能とする駆動
系と、回転動を与える駆動系との少くとも一方を
設けると共に、駆動系を制御する制御装置部を設
けてある。

〔発明の実施例〕

以下、図面を参照して本発明を具体的に説明す
る。

第１図ないし第６図は本発明の１実施例に係
り、第１図は使用状態における１実施例を示し、
第２図は１実施例の構造を断面にて示し、第３図
は第２図の正面図を一部切欠いて示し、第４図は
１実施例の制御装置部の構成を示し、第５図は前
後動用ローラが駆動される１例におけるその時間
的変化を示し、第６図は回転動用ローラが駆動さ
れる１例における回転角の時間的変化を示す。

第１図に示すように、１実施例の内視鏡等にお
ける進退誘導装置（以下、単に進退（誘導）装置
という。）１は、内視鏡２の可撓性（軟性）挿入
部３を保持する進退誘導装置本体部４と、該（進
退誘導装置）本体部４を制御すると共に、駆動電
源を備えた制御装置部５とより構成されている。

上記内視鏡２は、外部の光源６から供給された
照明光をライトガイドケーブル７を介し、可撓性
の挿入部３内を挿通されたライトガイドによつ
て、挿入部先端側から出射する照明光学系と、該
照明された対象物を対物レンズで結像し、挿入部
３内を挿通された可撓性のイメージガイドにて操
作部８側に伝達し、接眼部９後方から観察できる
観察光学系とが形成されている。

一方、上記挿入部３の外周に取付けられる本体
部４は、第２図及び第３図に拡大して示す構造に
なつている。

即ち、挿入部３の外径より若干大きい中空円環
状の第１の軸受１２の内周の例えば４箇所で、軸
方向に２段にわたつて凹部を形成し、これら各凹
部にそれぞれ前後動用ローラ１３，１３，……１
３が、挿入部３の軸方向に回転自在に収容されて
いる。

又、上記第１の軸受１２の外周に遊嵌する第２
の軸受１４の内周面にも、例えば４箇所で、２段
にわたつて凹部を形成し、これら各凹部にそれぞ
れ回転動用ローラ１５，１５……，１５が、前記
第１の軸受１２を、その軸方向の回り（矢符Ａで
示す）に回動（回転）自在に支持するよう収容し
てある。

上記前後動用ローラ１３，１３……，１３にお
ける１個は、第３図に示すようにローラ１３の回
転によつて、該ローラ１３に当接して前方又は後
方に進退する挿入部３の移動量が検出できるよう
に、前後動検出手段としてローラ１３の回転軸に
可変抵抗器（ポテンシオメータ）１７の軸１７Ａ
が取付けてあり、該可変抵抗器１７本体は第１の
軸受１２に形成した凹部に固定してある。

又、上記ローラ１３，１３，……，１３の１つ
は、その回転軸が前後動駆動用モータ１８の回転
軸１８Ａに取付けられ、ケーブル１９を経て供給
される電気信号で、該モータ１８を正方向又は逆
方向に回転させることによつて、該モータ１８に
取付けられたローラ１３が回転し、挿入部３を前
方又は後方に移動できるように設定されている。

同様に、回転動用ローラ１５，１５，……，１
５における１個は、第２図に示すようにローラ１
５の回転によつて、該ローラ１５に当接する第１
の軸受１２（又は該第１の軸受１２と共に回動す
る挿入部３）の回転角度が検出できるように、回
転動検出手段としてローラ１５の回転軸に可変抵
抗器２１の軸２１Ａが取付けてある。

さらに、上記ローラ１５，１５，……，１５に
おける１個は、その回転軸に回転動駆動用モータ
２２の回転軸２２Ａが取付けられ、ケーブル２３
を経て供給される電気信号で、該モータ２２を正
方向又は逆方向に回転制御でき、該モータ２２の
（回転軸２２Ａの）回転によつて該モータ２２と
連結されたローラ１５が回転されて、第２の軸受
１４に対し、第１の軸受１２と共に、挿入部３が
回転されるようになつている。

尚、上記モータ１８及び２２の各回転軸１８
Ａ，２２Ａに取付けられたローラ１３，１５は、
これらモータ１８，２２が駆動されていない場合
には円滑に回転できるようになつている。又、上
記前後動及び回転動検出用の各可変抵抗器１７，
２１は、第１図に示すように信号ケーブル２４内
の信号線（図示略）を介して制御装置部５にて、
各軸１７Ａ，２１Ａの回転に応じて異る値となる
各抵抗値を測定することによつて、各ローラ１
３，１５の回転量、つまり挿入部の前後動及び回
転動の移動量（回転角度）及びそれらの位置が検
出できるようになつている。

ところで、上記各モータ１８，２２は、それぞ
れケーブル１９，２３を経て制御装置部５から供
給される電気信号によつて、正方向又は逆方向に
任意角度回転させることが可能なモータである。

上記制御装置部５は、例えば第４図に示すよう
に構成されている。即ち、制御装置部５内に収容
された定電圧源３１によつて、図示しない信号線
を介して各可変抵抗器１７，２１の両端に定電圧
を供給し、各軸１７Ａ，２１Ａの回転によつて抵
抗が可変される可変抵抗端はそれぞれ電圧制御発
振器（電圧周波数変換器）３２，３３の入力端に
それぞれ接続されている。

上記電圧制御発振器（VCO）３２，３３は、
入力端に印加される電位に応じてその出力信号の
発振周波数が変化するものであり、これら発振器
３２，３３の出力はそれぞれ増幅器３４，３５及
び連動する各スイツチ３６，３７をそれぞれ経て
記録再生ヘツド３８，３９によつて、一定の速度
で移動するテープ４０に同時にそれぞれ記録され
るようになつている。

又、再生時には、切換えられた連動するスイツ
チ３６，３７を通り、それぞれ増幅器４１，４２
によつて充分増幅された、各再生された電気信号
と、前記増幅器３４，３５を通した（実際に駆動
されている状態を検出した）電気信号とを入力し
て比較して出力する位相比較器４３，４４にそれ
ぞれ入力されるようになつている。各位相比較器
４３，４４の出力は、それぞれローパスフイルタ
４５，４６を介して各モータ１８，２２の回転を
制御するようになつている。

即ち、上記各モータ１８，２２は、各位相比較
器４３，４４の出力が再生された信号に対し、実
際に駆動されている状態側の電気信号が一致しな
いと、そのずれの方向に対応した信号が出力さ
れ、この出力はローパスフイルタ４５，４６を介
して、各モータ１８，２２をずれが少くなるよう
に制御する。つまり再生された信号に対応する各
可変抵抗器１７，２１の位置に速やかに一致する
ように各モータ１８，２２を駆動し、一致してい
るとその状態を維持するようになつている。換言
すれば、記録時と等しい状態を再現できるよう
に、各モータ１８，２２は制御されるようになつ
ている。

このように構成された１実施例の動作を以下に
説明する。

上記１実施例を用いて挿入する際、第１図に示
すように設定後、各モータ１８，２２は動作させ
ないで、挿入操作に極めて熟達した術者によつ
て、実際に挿入操作を行つてもらう。この場合、
術者が行う前後動操作及び回転動操作はそれぞれ
可変抵抗器１７，２１によつて分離検出され、そ
れぞれVCO３２，３３を経て充分増幅され、テ
ープ４０に記録される。

従つて、上記挿入操作を一度記録しておけば、
その後は、上記テープ４０に記録された信号を再
生し、その再生された信号に対応する各可変抵抗
器１７，２１の各位置と、実際の各位置とが異る
と、各位相比較器４３，４４及びフイルタ４５，
４６を経た出力が正又は負になり、この正又は負
の出力によつて各モータ１８，２２は速やかに一
致するよう駆動される。つまり各モータ１８，２
２は、記録された信号と一致するよう挿入部３を
前後動及び回転動しながら挿入していくことにな
り、熟達した術者の挿入操作を行うことができ
る。上記テープ４０をカセツトテープとしておけ
ば挿入部位に応じて取換えて使用できる。

尚、上記熟達した術者による挿入操作は、例え
ば第５図及び第６図に示すような操作になる。

つまり、前後動用ローラ１３，１３，……，１
３は、挿入する操作の他に、例えば第５図に示す
ように0.1〔mm〕ないし20〔mm〕の振幅Ｂで周期Ｔ
が0.1〔sec〕ないし２〔sec〕で前後に振動され、
一方向回転動用ローラ１５，１５，……，１５は
第６図に示すように上記周期Ｔで１〔度〕ないし
10〔度〕の振幅Ｃで回転振動させながら行われる。
このように細かい振動を与えることによつて、挿
入部３と体腔壁との摩擦を小さくでき、内視鏡挿
入部３をスムーズに挿入することができる。

尚、上述において回動される角度は一般にそれ
程大きくないので、挿入部３と共に回動される第
１の軸受１２に取付けられた可変抵抗器１７及び
モータ１８に接続されるケーブル１９等は、ある
程度余裕を持たせて配設すれば充分であるが、通
常のモータ等における構造のようにブラシ等用い
て信号を伝達するよう構成することもできる。

尚、上述における可変抵抗器１７，２１は、ヘ
リカル回転型（多回転型）のものにすれば、回転
数も検出できる。又、１回転型のもので、１回転
するともとの角度（位置）に復帰する構造のもの
であつても、必要に応じ上記可変抵抗器１７，２
１の回転角度を検出する手段を設けることもでき
る。これをテープ４０の別の部位に同時に記録す
れば良いし、ビデオテープレコーダのように多重
に記録することもできる（上記前後動用及び回転
動用の信号についても同様に多重記録することも
できる。）。

尚、テープ４０はカセツトテープ等を用いた
り、記録信号が繰り返しの場合には連続したテー
プを用いることができる。又、繰り返し周期が短
い場合には半導体記録デイバイスを用いることも
できる。

上記１実施例においては周波数に変換して記録
するよう構成してあるが、アナログ・デイジタル
（AD）変換器を用いて、デイジタル量としてテ
ープ４０あるいは磁気デイスク等に記録すること
もできるし、短い時間あるいは繰り返しの場合に
は半導体デバイスを用いることができる。RAM
あるいはROM等上記半導体デバイスの時は、記
録された信号を出力する際アドレスを指定して読
み出すカウンタ等を用いる。又、マイクロコンピ
ユータ等の記録（再生）装置として広く用いられ
るフロツピーデイスクを用いることもできる。

又、上記制御装置部５は、上述したものに限定
されるものでなく、他の公知の手段を用いたり組
合わせて形成することもできる。

尚、各モータ１８，２２を再生された信号に対
応する状態となるよう制御する手段として、位相
比較器４３，４４を用いないで、カウンタとデイ
ジタルコンパレータとを用いることもできる。つ
まり（短い）一定時間内で各信号をカウントし、
その出力を各デイジタルコンパレータで大小関係
を比較し、その比較出力によつて、各モータ１
８，２２を制御すれば良い。このデイジタルコン
パレータを用いる場合には各可変抵抗器１７，２
１の出力をAD変換して記録したり、デイジタル
コンパレータへ入力して上記のように各モータ１
８，２２を制御するよう構成することもできる。

尚、上記制御装置部５に、関数発生器を収容
し、該関数発生器によつてさまざまな波形の信号
を作り出し、その信号をテープ４０等に記録して
おき、その信号を再生してモータ１８，２２を制
御するよう構成することもできる。

尚、上述における前後動駆動用モータ１８ある
いは回転動駆動用モータ２２は、適宜トルク（以
下）のものとして、挿入操作の際無理な力で患者
に苦痛を与えないようにすることもできる。これ
は、ローラ１３，１５側に付与することもでき
る。つまり、負荷が一定値以上の場合になつたと
きには回転しないようにすることができる。これ
らの場合、位相比較器４３あるいは４４に入力さ
れる位相差あるいは周波数差は大きくなるので、
差が一定値以上になつたとき、あるいは差が一定
値以上で所定時間以上つづいたとき等表示器で術
者に分るようにすることもできる。

尚、本発明において、前後動用の駆動源及び回
転動用駆動源は必要とされるものであるが、それ
らに対する可変抵抗器１７，２１等による検出手
段は勿論具備したものの方が望ましいものである
が必須のものでない。（検出手段を用いない場合
には、適宜信号によつて直接駆動源を制御する構
成とする。）尚、上述の実施例においては可変抵
抗器１７等とモータ１８等とは、別々のローラに
取付けてあるが、同一のローラに連結しても良
い。

又、本発明は軟性内視鏡のみなず硬性内視鏡の
場合にも適用できるものであるし、医療用のみな
らず工業用のものについても適用できるものであ
る。さらに、ゾンデ、カテーテル等の医療器具等
における管状部の挿入にも適用できる。又、挿入
する際の誘導はもとより、挿入したものを退出さ
せる場合にも適用できるものである。

尚、制御装置部５から出力される電気信号によ
つて、駆動用モータ１８，２２を制御するよう構
成してあるが、上記電気信号の概略の波形（時間
的変化がゆるやかになるようにする。）を設定し、
該電気信号によつて制御されながら駆動されてい
くモータ１８，２２の負荷を検出し、各時刻でそ
れぞれ上記電気信号の他に（微小）振動を与える
電気信号を重畳し、挿入方向に対する負荷が小さ
くなるような（微小）振動を（関数発生器の信号
をある範囲内で変化させ、その内で最も適当なも
のを）選びながら挿入していくように構成するこ
ともできる。これを繰り返せば、次第により適正
な挿入操作の信号を作り出すことができ、患者に
与える苦痛も大幅に緩和できる。

尚、第１の軸受１２に取付けられたローラ１
３，１３，……，１３は各軸を内側に一定の力で
押圧するように取付けておけば、これらローラ１
３，１３，……，１３に当接して進退される挿入
部３等の管状部に多少の凹凸あるいは異る外径の
ものに対しても対処できる。可変抵抗器１７ある
いはモータ２１が取付けられた各ローラ１３につ
いては可変抵抗器１７等の取付け部を内側に付勢
すれば良い。

又、第１の軸受１２を、第２の軸受１４から着
脱して管状部の外径の大きく異るものにも対処で
きるようにすることもできる。又、管状部は円管
状のものに限定されるものでなく、角柱状のもの
に対しても適用できるものである。

尚、駆動系として一方のみを形成したものにつ
いても本発明の範ちゆうに入るものである。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、内視鏡を挿
入する装置における前後動用及び回転動用駆動源
を適切に制御できる構成にしてあるので、挿入部
位が異なつても容易に挿入及び退出することがで
きると共に、患者に与える苦痛も少くて済むとい
う利点を有する。又、挿入部を太径にしないの
で、狭い部位へ挿入することもできる。さらに、
本発明は、従来からある一般の内視鏡にも適用で
きるという利点を有する。又、挿入部位に応じて
適切な挿入操作を行うことができ、広範囲の挿入
用途に適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は本発明の１実施例に係
り、第１図は１実施例を実際に使用する様子を示
す概略斜視図、第２図は１実施例の進退装置本体
部を示す断面図、第３図は１実施例における進退
装置本体部を一部切り欠いて示す正面図、第４図
は１実施例における制御装置部の構成を示すブロ
ツク図、第５図は挿入操作における前後動用ロー
ラが前後に駆動される場合の時間的変化を示す説
明図、第６図は挿入操作における回転動用ローラ
が回転駆動される場合の時間的変化を示す説明図
である。 １……進退（誘導）装置、２……内視鏡、３…
…挿入部、４……進退装置本体部、５……制御装
置部、６……光源、１２……第１の軸受、１３…
…（前後動用）ローラ、１４……第２の軸受、１
５……（回転動用）ローラ、１７，２１……可変
抵抗器、１８，２２……モータ、１９，２３……
ケーブル、３１……定電圧源、３２，３３……電
圧制御発振器、３４，３５……増幅器、３８，３
９……ヘツド、４０……テープ、４１，４２……
増幅器、４３，４４……位相比較器、４５，４６
……（ローパス）フイルタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 体腔内又は管腔内に挿入される内視鏡等の装
   置又は器具の管状部を進退させる進退誘導装置に
   おいて、 前記管状部を保持する本体部に該管状部を、そ
   の長手方向に沿う前後に移動可能とする駆動系
   と、長手方向の周りに回転動させる駆動系との少
   なくとも一方の駆動系を設け、前記本体部と一体
   又は別体で、前記駆動系を正方向、逆方向の駆動
   信号によつて制御可能とする制御部を設けたこと
   を特徴とする内視鏡等における進退誘導装置。 ２ 前記制御部は、前記信号の出力手段を有する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の内
   視鏡等における進退誘導装置。 ３ 前記制御部は、前記信号を形成する手段を有
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の内視鏡等における進退誘導装置。 ４ 前記本体部又は制御部は、前後及び回転駆動
   される量の少なくとも一方の検出手段が設けてあ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   内視鏡等における進退誘導装置。 ５ 前記信号の出力手段は、記録された信号を読
   み出すか、再生することによつて形成されること
   を特徴とする特許請求の範囲第２項記載の内視鏡
   等における進退誘導装置。 ６ 前記信号を形成する手段は、該進退誘導装置
   を内視鏡等の装置又は器具に取り付けて該装置又
   は器具を進退する操作をすることによつて、その
   操作に応じた信号が記録されることによつて形成
   されることを特徴とする特許請求の範囲第３項記
   載の内視鏡等における進退誘導装置。 ７ 前記信号を形成する手段は、関数発生器の信
   号から形成されることを特徴とする特許請求の範
   囲第３項記載の内視鏡等における進退誘導装置。