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発明の名称 電動湾曲式内視鏡装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平6−54794
公開日 平成6年(1994)3月1日
出願番号 特願平4−209230
出願日 平成4年(1992)8月5日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 進
発明者 鈴木 明
要約 目的
例えば人間工学を考慮して疲労感の少ない湾曲操作を可能にしたり、あるいは、スイッチの配置と湾曲方向及び内視鏡像の動き方向との対応に違和感を無くすようにしたり、操作者の要望に応じて湾曲操作機能の選択ができるようにすること。

構成
湾曲操作スイッチ部19を構成する4つのスイッチU,D,L,Rのうち、把持部20に近い側の上方湾曲用スイッチUと、把持部20から遠い側の下方湾曲用スイッチDとが有する機能は、切換えスイッチ61により切換えできる。前記切換えにより、スイッチUが上方向、スイッチDが下方向の湾曲から、スイッチUが下方向、スイッチDが上方向に湾曲させる機能を有するようになる。つまり、スイッチU,Dの働きが逆になる。
特許請求の範囲
【請求項1】 被検体に挿入可能な挿入部に、複数の湾曲方向に湾曲可能な湾曲部を設けていると共に、前記挿入部に連結している操作部を有する内視鏡と、前記湾曲部を湾曲させる湾曲駆動手段と、前記湾曲部を複数の湾曲方向へそれぞれ湾曲動作させるための複数の指示を前記湾曲駆動手段へ与えることができる湾曲指示入力手段とを備えている電動湾曲式内視鏡装置において、前記湾曲指示入力手段は、前記内視鏡操作部を把持した際、内視鏡操作者の手の親指近傍に位置するように、前記操作部に配置している一方、前記湾曲指示入力手段の複数の指示と前記湾曲部の複数の湾曲方向との対応を切換える切換え手段を設けている、ことを特徴とする電動湾曲式内視鏡装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電動により内視鏡の湾曲部を湾曲させる電動湾曲式内視鏡装置の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、体腔内に細長な挿入部を挿入することにより、体腔内の臓器を観察したり、必要に応じ、処置具チャンネル内に挿入した処置具を用いて、各種治療処置のできる内視鏡が広く用いられている。
【0003】また、ボイラー・ガスタービンエンジン・化学プラント等の配管・自動車エンジンのボディ等の内部の傷や腐蝕等の観察や検査等に、工業用内視鏡が広く利用されている。
【0004】こうした内視鏡は、一般に先端部側の湾曲部を湾曲させる機構を有し、かつ、この湾曲機構を駆動するためにモータ等の電動式の駆動手段を設けている。この様な電動湾曲式内視鏡は、内視鏡及びこの内視鏡の湾曲を制御するための湾曲制御装置、光源装置などと組合わせられて電動湾曲式内視鏡装置を構成し、また、使用されている。
【0005】電動湾曲式内視鏡装置は、その操作性を向上させるため特開平1−317423号公報、特開昭58−78635号公報、特公昭63−59329号公報、及び特開昭58−69523号公報に示すように、湾曲速度を湾曲操作スイッチの操作時間、操作量、操作力量等によって制御する制御手段を湾曲制御装置に有するものが開示されている。
【0006】また、特願昭62−258279号明細書に記載された装置では、内視鏡操作部に設けたスイッチにより、湾曲部の操作を行なうようになっている。スイッチは、把持する手の親指側に配置されているが、親指に近い側が下方湾曲、遠い側が上方湾曲となっている。
【0007】前記内視鏡操作部を操作者の前方にして、挿入部が鉛直下方に持つことが多く、このように把持した場合スイッチの上方、下方、右方、左方は、モニタの上方、下方、右方、左方と一致し、違和感無く操作でき、操作性が良いと考えられていた。
【0008】しかしながら、内視鏡の操作手技を考えると、上方湾曲をかけることが圧倒的に多い。特願昭62−25879号公報に記載の装置では、上方湾曲をかける場合には、親指を伸ばす方向に移動させて操作しなければならない。人間工学的に親指を伸ばす方向の運動はやりにくく、この操作を多用すると操作者の疲労が増してしまうので、改良する余地がある。
【0009】そこで、本出願人は、特願平3−328999号明細書において、操作者の疲労感という観点から、操作を多用する上湾曲に対応するスイッチを操作し易い下方向、つまり親指に近い位置に配置したスイッチを有する内視鏡装置を提案している。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】前述したように、モニタ観察像の動き方向(湾曲方向)と、スイッチの配置とが対応した装置では、対応に違和感はないが、長時間検査すると上方湾曲の多用により、操作者の疲労感が大きい。
【0011】一方、スイッチの配置を逆転した装置では、疲労感は防止できるが、像の動き方向とスイッチの配置との対応に違和感を感じる。
【0012】前記二つの湾曲操作機能は一長一短であり、いずれを重視するかの選択は、術者によって異なり、つまり操作者の熟練度、あるいは好みによって異なる。
【0013】本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、例えば人間工学を考慮して疲労感の少ない湾曲操作を可能にしたり、あるいは、スイッチの配置と湾曲方向及びモニタ像の動き方向との対応に違和感を無くすようにしたり、操作者の要望に応じて湾曲操作機能の選択ができる電動湾曲式内視鏡装置を提供することを目的とする。
【0014】
【発明を解決するための手段】本発明の電動湾曲式内視鏡装置は、被検体に挿入可能な挿入部に、複数の湾曲方向に湾曲可能な湾曲部を設けていると共に、前記挿入部に連結している操作部を有する内視鏡と、前記湾曲部を湾曲させる湾曲駆動手段と、前記湾曲部を複数の湾曲方向へそれぞれ湾曲動作させるための複数の指示を前記湾曲駆動手段へ与えられる湾曲指示入力手段とを備えている。前記湾曲指示入力手段は、前記内視鏡操作部を把持した際、内視鏡操作者の手の親指近傍に位置するように、前記操作部に配置している。前記電動湾曲式内視鏡装置には、前記湾曲指示入力手段の複数の指示と前記湾曲部の複数の湾曲方向との対応を切換える切換え手段を設けている。
【0015】
【作用】本発明は、前記切換え手段により、操作者の使いやすいように、前記湾曲指示入力手段の複数の指示と前記湾曲部の複数の湾曲方向との対応を切換えることができる。
【0016】従って、前記内視鏡操作部を把持した際、内視鏡操作者の手の親指近傍に位置し、かつ前記操作者の手の親指に最も近い位置における前記湾曲指示入力手段の指示が、例えば前記複数の湾曲方向のうち使用頻度の高い湾曲方向への指示となるように、切換え手段により選択する。頻度の高い湾曲操作は、親指を把持したそのままの位置で行えるようにしている一方、やりにくい親指を伸ばす方向の運動を減少させて、操作性を良くし、操作者の疲労感を軽減できる。
【0017】その一方、前記切換え手段により、湾曲指示入力手段の複数の指示と、複数の湾曲方向及び内視鏡像の動く方向とを対応づけるように切換えれば、この対応付けにより操作者は違和感無く操作できる。
【0018】
【実施例】以下、図を参照して、本発明の実施例について説明する。図1ないし図4は本発明の一実施例に係り、図1は操作部に設けた湾曲用スイッチ、及び切換えスイッチの配置と使用説明図、図2は湾曲操作スイッチの断面図、図3は電動湾曲式内視鏡装置の湾曲機構及び電気的なブロック図、図4は電動湾曲式内視鏡装置の全体的な構成図である。
【0019】図4に示す電動湾曲式内視鏡装置1は、CCD等の固体撮像素子を内設した電子式の電動湾曲式内視鏡2と、この電子式の電動湾曲式内視鏡2に照明光を供給する光源装置3と、後述する固体撮像素子を駆動し、この固体撮像素子からの撮像信号を映像信号に変換するビデオプロセッサ(以下、VPと略記する)4と、VP4からの映像信号を写し出すモニタ5と、電子式の電動湾曲式内視鏡2の後述する湾曲部10の湾曲を制御する湾曲用モータ制御装置6とから構成されている。
【0020】電子式の電動湾曲式内視鏡2は、太径の操作部7と、この操作部7に連結され被検体に挿入可能に細長に形成された挿入部8が設けられている。この挿入部8は、操作部7側から順に可撓管部9、湾曲部10、及び先端構成部11が連結されている。湾曲部10は、内部に、複数の湾曲駒を連結して、上下、左右方向に湾曲可能に構成されている図示しない湾曲管を設けている。
【0021】前記操作部7の側面は、内視鏡挿入/抜去あるいは、湾曲操作等の際に、操作者が、内視鏡を把持して支える把持部20となっている。また、前記操作部7の一側面上部からは、途中で二股に分岐するユニバーサルコード12が連結されている。このユニバーサルコード12の一方の端部には、湾曲用モータ制御装置6に着脱自在に接続されるモータ制御装置用コネクタ13が、また他方の端部には、光源装置3に着脱自在に接続されるライトガイドコネクタ14が、それぞれ設けられている。そして、前記ライトガイドコネクタ14には、側部からビデオ制御用コード15が延出され、このビデオ制御用コード15の端部には、前記VP4に着脱自在に接続されるビデオプロセッサ(VP)用コネクタ16が設けられている。
【0022】また、前記操作部7には、前記先端構成部11前面に設けられた図示しない観察窓を洗浄を指示する送気・送水ボタン17と、体液等の吸引を指示する吸引ボタン18とが設けられている。送気・送水ボタン17を操作することにより、先端構成部11前面に設けられた図示しないノズルから、送気あるいは送水がなされるようになっている。また、吸引ボタン18を操作することにより、電子式の電動湾曲式内視鏡2内に配設された図示しない吸引チャンネル(処置具挿通用チャンネル)から、吸引がなされるようになっている。
【0023】さらに、前記操作部7には、図1、図3及び図4に示すように、湾曲指示入力手段としての湾曲操作スイッチ部19が設けてある。この湾曲操作スイッチ部19は、図1及び図3に示すように、前記湾曲部10を上・下・左・右、4方向に湾曲させる指示を出せるように、上湾曲用スイッチU、下湾曲用スイッチD、左湾曲用スイッチL、及び右湾曲用スイッチRの四つのスイッチから構成されている。各スイッチL,R,U,Dは、図1に示すように、十字型をした湾曲操作スイッチ部19の四つの腕に、それぞれ配置されている。
【0024】ここで、一般に、内視鏡は、操作部7を上、かつ操作者手元側にし、挿入部8を下向きにして、挿入/抜去、あるいは湾曲操作など各種操作を行う場合が多い。従って、本実施例では、前記湾曲操作スイッチ部19は、図1に示すように、挿入部8を鉛直下方に向けた場合、操作部7の上部、かつ操作者に対向する面に配置している。
【0025】また、図1に示すように、前記湾曲操作スイッチ部19における4つのスイッチU,D,L,Rの表示は、把持部20に近い側が上方湾曲用スイッチU、把持部20から遠い側が下方湾曲用スイッチD、ユニバーサルコード12突出側が左方湾曲用スイッチL、その反対側が右方湾曲用スイッチRと配置されている。
【0026】前記機能表示は、操作者が把持する把持部20に対し、操作者が把持した際、操作者の手の親指の近傍に位置し、親指で、この湾曲操作スイッチ部19の操作ができることを考慮している。
【0027】しかし、その一方で、操作者の熟練度や好みに対応するため、前記操作部7には、その手元側端面に、図1に示すように、切換え手段としての切換えスイッチ61が配置されている。切換えスイッチ61は、前記湾曲操作スイッチ部19の各スイッチの配置、例えばU(上湾曲),D(下湾曲)の機能を切換えるものである。
【0028】尚、前記スイッチU,Dの表示は、逆であっても良い。また、スイッチU,Dに関しては、機能が切り替わるので、表示はU,D等の文字に代えて、三角印等他のマークでも良い。あるいは、切換えスイッチ61の切り替わりと共に、“U”,“D”の文字の発光が切り替わるようにしても良い。表示が同時に切り替わる場合には、術者にとってはスイッチの選択を逐次認識しておく必要も無く、誤操作の危険性も少なくできる。
【0029】前記湾曲操作スイッチ部19の構造を図2を用いて説明する。尚、図2には、4つのスイッチのうち、一つのみの断面を示している。四つのスイッチは、同一構造をしているので、他の詳細は省略する。
【0030】前記湾曲操作スイッチ部19の表面は、柔軟なエラストマーよりなるカバー41で覆われている。カバー41は、各スイッチの中央を頂点とする凸部41aを有し、4つのスイッチを一体的に覆っている。また、カバー41は、前記操作部7のケーシング42とは、水密的に接着されている。カバー41の凸部41aの下方には、柱状体41bが突起して設けられ、ケーシング42に設けた貫通孔42a内に納まっている。前記ケーシング42の下方には、電気的配線パターンを配した基板44が固定されている。この基板44には、スイッチ接点45aとスイッチ接点45bとが離間して、スルーホール・パターンで形成されている。
【0031】前記柱状体41bと基板44の間には、中央に円形の凸部46aを有する板バネ46が配置されている。この板バネ46の一端は、前記スイッチ接点45bが接触する一方、板バネ46の凸部46aの真下(図中)方向に、前記スイッチ接点45aが位置している。また、前記スイッチ接点45a,45bには、信号線47,47が接続され、この信号線47,47は、前記ユニバールケーブル12を介して、前記湾曲モータ制御装置6へ接続されている。
【0032】前記カバー41の凸部41aを押すと、柱状体41bが板バネ46を押し、この板バネ46の凸部46aが変形し、スイッチ接点45aとスイッチ接点45bとを導通させるようになっている。
【0033】尚、前記湾曲操作スイッチ部19は、フラット型でなくジョイステック型でも良いし、4方向スイッチが4つに分離(独立)していても良い。また、前記湾曲操作スイッチ部19は4方向でなく、上下の2方向スイッチでも良い。
【0034】前記先端構成部11は、前記観察窓の後端に、図3に示す対物光学系20Aと、前記固体撮像素子21とを設けている一方、図示しない照明窓の後端に、図3に示す照明光学系22等を設けている。前記固体撮像素子21には、信号ケーブルが電気的に接続されており、信号ケーブルは、アンプ23を介して、VP用コネクタ16まで延出されている。また、照明光学系22の後端には、ファイババンドルよりなるライトガイドファイバ24の出射端が配置されている。このライトガイドファイバ24は、ライトガイド・コネクタ14まで延出され、ライトガイドファイバ24の入射端には、前記光源装置3内部に設けられた配光ランプ25からの照明光が入射するようになっている。
【0035】前記先端部11の後端に隣接して、湾曲自在に形成された湾曲部10は、その内部に、図示しない湾曲駒を多数、上下及び左右で回動自在に縦列接続して形成された湾曲管を設けている。前記多数の湾曲駒は、その内部に、図3に示す上下湾曲操作ワイヤ27及び左右湾曲操作ワイヤ28を挿通し、各ワイヤの先端は、前記先端部11に内設された図示しない最先端の湾曲駒に固定されれている。これら湾曲操作ワイヤ27、28は、湾曲部10内及び可撓管部9内を挿通され、後端は操作部7内のプーリ29及び31にそれぞれ巻回されている。
【0036】前記プーリ29及び31は、電気的湾曲駆動手段としての例えばDCモータ32及び33の各シャフト32a及び33aに、それぞれ固着されており、これらDCモータ32及び33の回転により、それぞれプーリ29及び31も回転されることになる。
【0037】前記湾曲部10を上下方向に湾曲させる場合は、モータ32を駆動させる。前記プーリ29回転により、前記湾曲操作ワイヤ27は、折り返されたうちの一方が牽引、他方が弛緩され、牽引された側に湾曲部10が湾曲される。
【0038】また、前記湾曲部10を左右方向に湾曲させる場合は、モータ33を駆動させる。前記プーリ31の回転により、前記湾曲操作ワイヤ28は、折り返されたうちの一方が牽引、他方が弛緩され、牽引された側に湾曲部10が湾曲される。
【0039】前記各湾曲駆動用DCモータ32及び33には、プーリ29及び31と反対側にシャフト32a,33aが各突出し、この各シャフト32a,33aには、ロータリエンコーダ34及び35が取り付けられ、それぞれDCモータ32及び33の回転量を検出できるようにしている。
【0040】前記湾曲操作スイッチ部19のスイッチは、押圧されて0N状態になることによって、DCモータ32及び33を駆動し、このときロータリエンコーダ34及び35により、DCモータ32及び33の回転量が検出される。DCモータ32及び33により検出された回転量が、それぞれ湾曲角検出回路40及び50に入力される。前記回転量は、前記湾曲部10の湾曲量に対応しているので、各湾曲角検出回路40及び50は、入力した回転量を湾曲部10の湾曲角データに変換し、制御回路48に出力する。
【0041】前記上,下湾曲スイッチU,D、左,右湾曲スイッチL,R、及び切換えスイッチ61は、湾曲用モータ制御装置6内のインプット/アウトプットインターフェース(以下、I/Oと略記する)51を介して、ON/OFF信号を制御回路48に入力する。各スイッチU,D,L,RのI/O51側の各接点は、前記信号線47を介して、それぞれ抵抗器で電源端にプルアップされており、この各スイッチU,D,L,Rの他の各接点は、接地されている。各スイッチU,D,L,Rは、スイッチONで、“L”のON信号を出力する。
【0042】前記制御回路48は、切換えスイッチ61がONの時、UスイッチONで上方向、DスイッチONで下方向に湾曲させるよう制御するようになっている。一方、切換えスイッチ61がOFFの時、制御回路48は、UスイッチONで下方向、DスイッチONで上方向に湾曲させるよう、切換え制御をするようになっている。
【0043】前記制御回路48は、I/O51a及びドライバ52を介して、モータ32の正逆転、すなわち上・下湾曲の制御を行う一方、I/O51b及びドライバ54を介して、モータ33の正逆転、すなわち左・右湾曲の制御を行う。モータ32及び33を駆動する駆動電流は、それぞれ電流プローブ55及び56を介して、電流検出回路57及び58により検出され、A/Dコンバータ59を介して、前記制御回路48に出力される。
【0044】この制御回路48の制御により、ドライバ52は、モータ32に対し、上方向湾曲の場合に、例えば正の電力、下方向湾曲の場合には、例えば負の電力を供給する。この供給電力は、電流プローブ55を介して電流検出回路57により、電流に変換され、A/D変換された後、制御回路48に出力される。また、制御回路48の制御により、ドライバ54は、モータ33に対し、左方向湾曲の場合に、例えば正の電力、右方向湾曲の場合には、例えば負の電力を供給する。この供給電力は、電流プローブ56を介して電流検出回路58により、電流に変換され、A/D変換された後、制御回路48に出力される。
【0045】内視鏡装置1の記憶部60には、湾曲角検出回路40(及び50)と電流検出回路57(及び58)の検出データ間の関係として、あるべき関数が記憶されている。そして、記憶部60のあるべき関数に対して、湾曲角検出回路40(または50)及び電流検出回路57(または58)の検出データとの間に、例えば50%以上の隔たりがあった場合、制御回路48は、ドライバ52(または54)への電流供給の増加速度をゆっくりとし、湾曲部10の湾曲速度を遅くする。
【0046】一方、内視鏡2には、最大湾曲角設定部62が設けてある。最大湾曲角設定部62は、図示しないディプスイッチにより、予め最大湾曲角を設定しておく。前記ディプスイッチは、上下左右方向それぞれに、最大湾曲角を設定している。
【0047】前記制御回路48は、前記最大湾曲角の設定値と、湾曲角検出回路40,50の出力値とを比較している。前記制御回路48は、湾曲角検出回路40,50の出力値が、前記設定値と同じ値になったときに、湾曲角検出回路40,50の出力値がそれ以上大きくならないように制御する。すなわち、制御回路48は、ドライバ52,54を介し各てモータの駆動を制御し、最大湾曲角以上に湾曲しないように制御する。
【0048】前記最大湾曲角設定部62は、ディプスイッチになっているので、最大湾曲角の設定値を変更したい場合にはディプスイッチの設定を切換えれば良く、設定値の変更が容易である。例えば、繰り返しの使用によりワイヤ27,28が伸びてしまった場合、モータ32,33が以前と同量回転しても、本来の最大湾曲角が得られない(減少してしまった)時の応急処置として、ディプスイッチの設定を大きくする。これによって、以前と同じ最大湾曲角が得られる。
【0049】尚、前記最大湾曲角設定部62は、湾曲角データを書き込んだROMでも良い。また、最大湾曲角設定部62は抵抗器でもよく、この抵抗値を湾曲角データとして制御回路48が読み込むようにする。あるいは、最大湾曲角設定部62は、バーコードにして、湾曲用モータ制御装置6内にバーコード読み取り器を設けて湾曲角データを読み込むようにしても良い。
【0050】本実施例では、操作者が把持部20を把持した際、操作者の手の親指で、切換えスイッチ19を操作できるようになっている。切換えスイッチ61がONの時、親指に最も近く配置されているスイッチ(図示例ではUスイッチ)を操作すると、上方湾曲がかかる。操作回数の最も多い上方湾曲用のスイッチが一番操作しやすい位置に配置さているので、操作者は、疲労感を感じることが少ない。特に、内視鏡操作に熟練した操作者にとっては、スイッチは、使いやすい配置になっている。あるいは、操作者の好みにより切り換えができる。
【0051】一方、切換えスイッチ61がOFFの時には、挿入部8を鉛直下方に持ったとき、上側スイッチ(Dスイッチ)を操作すると上方湾曲がかかり、下側スイッチ(Uスイッチ)を操作すると下方湾曲がかかる。つまり、操作者にとっては、湾曲させたい方向に位置するスイッチを押せば、所望の湾曲が得られる。上下左右とも、スイッチの上下左右の配置と、湾曲方向やモニタ像の動く方向とが対応しているので、慣れない操作者にとっては、湾曲させたい方向のスイッチを押せば良いので、迷わず操作できる。
【0052】前記切換えスイッチ61は、LED付きのスイッチにすれば、操作者が、ON/OFF状態を容易に確認することができる。
【0053】尚、内視鏡の使用形態として挿入部を鉛直下方に向けて使用する例が多く、使用頻度としても上方湾曲が多いので、スイッチU,Dの切換えを例に説明したが、挿入部を水平方向に向けて使用する場合もあり、切り換えは、スイッチL,Rであっても良い。あるいは、全スイッチの機能を切換えるようにしても良い。
【0054】また、湾曲駆動は、モータでなく、流体圧やSMAによるものでも良い。内視鏡は、医療用のみでなく、工業用内視鏡にも適用できる。
【0055】尚、内視鏡は、図示例の電子内視鏡に限らず、ファイバー式光学内視鏡でも良い。
【0056】
【発明の効果】本発明によれば、切換え手段によって、前記湾曲指示入力手段の指示と前記湾曲部の湾曲方向の対応とを切換えることにより、例えば人間工学を考慮して疲労感の少ない湾曲操作を可能にしたり、あるいは湾曲指示手段の配置と湾曲方向及び内視鏡像の動き方向との対応に違和感を無くすようにしたり、操作者の要望に応じて湾曲操作機能の選択ができるという効果がある。




 

 


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