JP4616322B2 - 内視鏡装置 - Google Patents

Description

本発明は複数のコイル素子を用いて、内視鏡挿入部の形状を擬似的に表示する機能を備えた内視鏡装置に関する。

近年、内視鏡は医療用分野及び工業用分野における体腔内やプラント内部などの検査に広く採用されるようになった。

特に体腔内を検査しようとした場合、屈曲した体腔内に円滑に挿入できるように挿入部の形状を検出して、その挿入部の形状を表示できるようにしたものがある。例えば、特開２０００−３４２５１４号公報には挿入部形状を検出して表示する従来例が開示されている。

また、特開平１０−３０５００５号公報には、挿入部の硬度を可変できる内視鏡が開示されている。

挿入部の形状検出機能や、硬度可変機能など、大腸への挿入を容易にする手段をいろいろと盛り込むと、挿入部が大径化してしまうため、かえって挿入が困難になってしまうおそれがある。

本発明は上述した点に鑑みてなされたもので、挿入部を細径化することができる内視鏡装置を提供することを目的とする。

本発明の内視鏡装置は、内視鏡の挿入部内において該挿入部の軸方向に沿って配置された複数のコイル素子を有する第１のコイル手段と、前記内視鏡の外部の所定の位置に配置された複数のコイル素子を有する第２のコイル手段とによる磁界を利用して、前記第１のコイル手段における複数の前記コイル素子のそれぞれの位置情報を算出することにより前記挿入部の形状を検出可能とする内視鏡装置において、前記挿入部内には、前記軸方向に沿って、一端が前記挿入部の先端に固定され他端が湾曲操作部材に接続された湾曲操作ワイヤが挿通するガイドリング及びアングルワイヤガイドが設けられており、前記ガイドリングまたは前記アングルワイヤガイドに、前記第１のコイル手段の複数の前記コイル素子が前記軸方向に沿って所定の間隔で設けられていることを特徴とする内視鏡装置。

本発明によれば、挿入部形状を表示できる機能を備えた内視鏡の挿入部の細径化ができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

（第１の実施の形態）
図１ないし図６は本発明の第１の実施の形態に係り、図１は第１の実施の形態を備えた内視鏡装置の全体構成を示し、図２は挿入部の構成を示し、図３は形状検出プローブの構成を示し、図４は硬度調整材の構成を示し、図５は湾曲部を湾曲させた場合の形状検出プローブの作用の説明図を示し、図６は図５の場合の磁界発生コイルの移動範囲を示す。

図１に示すように本発明の第１の実施の形態を備えた内視鏡装置１は、内視鏡検査を行う電子内視鏡（以下では単に内視鏡と略記）２と、この内視鏡２が着脱自在に接続され、照明光を供給する光源装置３と、内視鏡２が着脱自在に接続され、内視鏡２に内蔵された撮像手段に対する信号処理を行うビデオプロセッサ４と、ビデオプロセッサ４に接続され、ビデオプロセッサ４から出力される映像信号が入力されることにより撮像手段で撮像した内視鏡画像を表示するモニタ５と、内視鏡２と接続される接続ケーブル６が着脱自在に接続されることにより内視鏡２内部に形成した形状検出プローブに対する信号処理などを行う形状検出装置７と、内視鏡２が挿入される患者の周囲に配置され、形状検出プローブとで形状検出に用いられるアンテナ８と、形状検出装置７に接続され、形状検出装置７から出力される映像信号が入力されることにより、内視鏡２の挿入部形状を表示する形状表示用モニタ９とを有する。

内視鏡２は体腔内等に挿入され、可撓性（軟性）を有する細長の挿入部１１と、この挿入部１１の後端に設けられた操作部１２と、この操作部１２の側部から延出されたユニバーサルコード１３とを有し、このユニバーサルコード１３の端部に設けたコネクタ１４は光源装置３に着脱自在で装着される。そして、コネクタ１４から突出する図示しないライトガイド口金の先端面には光源装置３から照明光が供給され、ユニバーサルコード１３や挿入部１１内部に挿通されたライトガイド２１（図２参照）により、照明光は伝送され、挿入部１１の先端部１５の照明窓に固定されたライトガイド先端面から出射され、患部等の被写体（図１では模式的に示している）１８を照明する。

挿入部１１はその先端に設けられた硬質の先端部１５と、この先端部１５の後端に設けられ、湾曲自在の湾曲部１６と、この湾曲部１６の後端から操作部１２の前端に至る長尺の軟性部（可撓部）１７とからなる。また、操作部１２には湾曲操作ノブ１９が設けてあり、この湾曲操作ノブ１９を回動する操作を行うことにより、例えば図１に示すように湾曲部１６を所望とする方向に湾曲することができる。

また、操作部１２の前端付近には硬度調整ノブ２０が設けてあり、この硬度調整ノブ２０を回動することにより、挿入部１１の軟性部１７の硬度を調整できるようにしている。

図２は挿入部１１の内部構成を示す。図２に示すように、挿入部１１内にはライトガイド２１及び信号ケーブル２２が挿通されている。ライトガイド２１の先端は先端部１５の照明窓に固定され、その先端面から照明光を出射する。
照明された被写体は照明窓に隣接する観察窓に取り付けた対物レンズ２３によりその焦点面に結像される。この焦点面の位置には固体撮像素子２４が配置されるようにして撮像ユニットが取り付けられている。

固体撮像素子２４は信号ケーブル２２に接続されている。この信号ケーブル２２は図１のコネクタ１４からさらにビデオケーブル２６を介してビデオプロセッサ４に接続される。そして、このビデオプロセッサ４の内部の駆動信号発生回路からの駆動信号が固体撮像素子２４に印加されることにより、固体撮像素子２４で光電変換された信号が読み出され、ビデオプロセッサ４の内部の映像信号生成回路により映像信号に変換され、その映像信号はモニタ５に出力されてモニタ５の表示面には固体撮像素子２４で撮像された被写体像が表示され、モニタ５に表示される被写体像を観察して内視鏡検査を行うようにしている。

先端部１５の後端には環状の関節駒２７がリベット等により回動自在に連結され、この関節駒２７の後端には関節駒２７がリベット等により回動自在に連結されるという具合で多数の関節駒２７が挿入部１１の長手方向に回動自在に連結されて湾曲部１６が形成されている。
最後端の関節駒２７は接続管２９により軟性部１７と連結されている。

また、この挿入部１１内には形状検出プローブ３１が内蔵されている。この形状検出プローブ３１は、図３に示すようにフェライトやパーマロイ等の磁性体３２に銅線３３を巻回して形成した磁界発生コイル３４が、ワイヤ３５の長手方向に所定間隔で取り付けられ、先端部１５から湾曲部１６までの範囲に、所定の間隔で内蔵されている。また、各磁界発生コイル３４の両端には信号線３６が接続されているこの場合、例えば各信号線３６は異なる方向に延出され、隣接する磁界発生コイル３４等と接続された信号線３６と重ならないように延出されている。

この形状検出プローブ３１はポリオレフィン系の熱収縮チューブによる外装チューブ３７で覆われており、銅線３３や信号線３６などに密着した形状となるため、磁界発生コイル３４のある部位の外径に比べ、磁界発生コイル３４のない部分での外形を細くできる。

本実施の形態では、図２に示すように形状検出プローブ３１は、磁界発生コイル３４が先端部１５から湾曲部１６の後端の接続管２９部分までに設けてあるのみであり、軟性部１７内ではワイヤ３５、信号線３６を外装チューブ３７で覆った細くて可撓性を持つ細径部３１ａが挿通されているのみである。このため、軟性部１７の外径を形状検出プローブ３１を設けない場合と殆ど同じように細くできるようにしている。

また、本実施の形態では軟性部１７の中には、硬度調整材３８が内蔵されている。
本実施の形態における硬度調整材３８は、基本的には金属製のワイヤ３９、金属製の密巻きコイル４０及び磁界発生コイル４１とからなる。

ワイヤ３９の先端側の端部は、先端部１５と湾曲部１６を接続する接続管２９にろう付け等の取り付け手段で固定されている。このワイヤ３９の手元側の端部は、操作部１３の前端付近に設けた硬度調整ノブ２０に接続され、硬度調整ノブ２０を回すことでワイヤ３９を牽引することができるようにしている。

図４に示すようにワイヤ３９の長手方向には、密巻きコイル４０と、磁性体４２に銅線４３を巻回した磁界発生コイル４１とが、磁界発生コイル４１が所定の間隔となるようにして接触するようにして交互に配置されている。
この場合、最先端の密巻きコイル４０の先端は、例えばろう４４によりワイヤ３９に固着されている。最先端の密巻きコイル４０を除いて他の密巻きコイル４０及び磁性体４２の中空部内にワイヤ３９がスライド自在で挿通されている。なお、密巻きコイル４０と磁界発生コイル４１は略同径である。

また、硬度調整材３８の手元側には図示しないコイルストッパが設けられ、最も手元側の密巻きコイル４０が固定されている。そして、硬度調整ノブ２０をワイヤ３９を牽引する方向に回動した場合には、密巻きコイル４０に圧縮力を印加して、硬度調整材３８の硬度を高くなるように調整でき、ワイヤ３９を弛緩する方向に回動した場合には密巻きコイル４０に働く圧縮力を緩和してその硬度を小さくなるように調整することができるようにしている。

各磁界発生コイル４１には、信号線４５がそれぞれ接続されている。信号線４５は、密巻きコイル４０、磁界発生コイル４１の外側に沿うように手元側へ延設されている。
信号線４５は、コネクタ１４にまで延出されて、このコネクタ１４において形状検出プローブ３１の信号線３６と共に、形状検出コネクタ４６により接続ケーブル６と接続される。

密巻きコイル４０、磁界発生コイル４１、信号線４５の外側は熱収縮チューブなどの外装チューブ４７で覆われ、密巻きコイル４０、磁界発生コイル４１、信号線４５に密着するようにかぶせられている。

図５は湾曲部１６を湾曲させたときの形状検出プローブ３１の作用を示す図である。また、図６は接続管２９近傍の磁界発生コイル（３４ａで示す）の湾曲動作による移動範囲を示す。
湾曲動作を行うと、内蔵物はその湾曲方向に応じて、先端側に移動する場合と、手元側に移動する場合とがある。

磁界発生コイル３４ａの移動範囲は、図６に示すように接続管２９の範囲内である。
接続管２９は硬質部であるため、湾曲部１６と軟性部１７の接続管２９近傍は、特に外力が加わったときなど曲がりやすい。

形状検出プローブ３１は、磁界発生コイル３４は硬質部であるが、磁界発生コイル３４以外の細径部３１ａは軟質であるため、磁界発生コイル３４と細径部３１ａの境界には力が加わりやすい。そのため磁界発生コイル３４が曲がりやすい位置にあると、磁界発生コイル３４と細径部３１ａの境界で断線がおきやすくなるおそれがある。

本実施の形態では、コイル３４ａの移動範囲は接続管２９の範囲、つまり硬質部であるため、コイル３４ａと細径部３１ａの境界には曲げの力がかかりにくくなるため、断線を防ぎ耐久性を向上させることができる。

次に本実施の形態の作用を説明する。
硬度調整ノブ２０を回動してワイヤ３９を牽引すると、密巻きコイル４０は手元側に移動しようとするが、その手元側では図示しないコイルストッパにて固定されているため、密巻きコイル４０と磁界発生コイル４１とには圧着する力が作用し、硬度調整材３８全体が硬質化することで、挿入部１１の硬度を大きくなるように調整することができる。

挿入部１１内に所定の間隔で配置された磁界発生コイル３４と磁界発生コイル４１には形状検出装置７から交流の信号が順次印加され、各磁界発生コイル３４、磁界発生コイル４１の周囲に磁界を発生する。

各磁界発生コイル３４、磁界発生コイル４１により発生された磁界はアンテナ８の内部の所定位置にそれぞれ配置された複数の磁界検出コイル１０（図２２参照）により検出され、形状検出装置７に入力され、内部の信号処理部により、その検出信号の振幅、位相量により、複数の磁界検出コイルの位置を基準として、各磁界発生コイル３４、磁界発生コイル４１の３次元位置が算出される。

また、各磁界発生コイル３４、磁界発生コイル４１の３次元位置からそれらを滑らかな曲線に結ぶようにして、挿入部１１の形状をモデル化した挿入部形状の画像が生成され、その挿入部形状の画像が形状表示モニタ９の表示面に表示される。

形状検出プローブ３１の外径は、湾曲部１６内では磁界発生コイル３４があるため外径が大きくなるが、軟性部１７内では磁界発生コイル３４がなくワイヤ３５，信号線３６を覆う外装チューブ３７のみの細径部３１ａであるため、外径を小さくできる。

また、本実施の形態では、軟性部１７に内蔵した硬度調整材３８側にその硬度調整材３８の外径をほぼ決定する密巻きコイル４０とほぼ同じ外径の磁界発生コイル４１を介挿させているので、従来例における硬度調整材を設けた内視鏡の場合の軟性部の外径と同じ程度の軟性部１７の外径を維持して、それと同じような硬度調整機能を備え、さらに挿入部形状を表示できる内視鏡２を実現することができる。

従って、本実施の形態は以下の効果を有する。
湾曲部１６内では、形状検出プローブ３１の外径は大きいが硬度調整材３８は配置されていない。軟性部１７内では、硬度調整材３８が配置されるが形状検出プローブ３１の外径を小さくできる。よって、硬度調整機能、形状検出機能を備えたまま、挿入部１１全体として細径化が可能になる内視鏡２を実現できる。

また、先端部１５や湾曲部１６に配置された磁界発生コイル３４に接続される信号線３６は、軟性部１７内に配置される磁界発生コイル４１に接続される信号線４５にくらべ、繰り返しの湾曲動作により断線が起きる頻度が高いが、本実施の形態では、断線などが発生した場合には形状検出プローブ３１側のみを交換を行うことにより、挿入部１１全体の磁界発生コイルを交換する必要がないため、修理コストを低くすることができる。

なお、本実施の形態では、挿入部内に磁界発生コイルを設け、挿入部外のアンテナで磁界を検出する構成としたが、挿入部内に磁界検出コイルを設け、挿入部外より発生した磁界を検出する構成としても良い。

（第２の実施の形態）
次に本発明の第２の実施の形態を図７ないし図９を参照して説明する。図７は本発明の第２の実施の形態の内視鏡における挿入部付近の構成を示し、図８は関節駒に接続されたガイドリングを示し、図９はアングルワイヤガイドの断面図を示す。

図７に示す第２の実施の形態の内視鏡２Ｂにおける湾曲部１６は複数の環状の関節駒２７により形成されている。最先端の関節駒２７は先端部１５の後端に接続されている。最後端の関節駒２７は接続管２９に接続されている。
最先端の関節駒２７または先端部１５には、上下方向に湾曲操作を行う湾曲操作ワイヤ５０の先端が接続固定されている。

対の湾曲操作ワイヤ５０は、先端部１５から操作部１３までのガイド部材としての、関節駒２７に形成したガイドリング５１ａ、５１と、軟性部１７内に配置されたアングルワイヤガイド５２ａ、５２を通して、操作部１３内の湾曲操作機構を構成するドラム５３に巻装した牽引部材（図示せず）に接続されている。 内視鏡画像の上（ＵＰ）方向側に取り付けられたガイドリング５１ａは図８に示すように磁性体３２に銅線３３を巻回して形成した磁界発生コイル５４にて構成されている。

先端部１５に配置された磁界発生コイル５５に接続された信号線５６と、磁界発生コイル５４に接続された信号線５６は軟性部１７内で束ねられている。
なお、内視鏡画像の下（ＤＯＷＮ）方向側に取り付けられたガイドリング５１は公知の環状の金属部材で形成されている。

内視鏡画像のＵＰ方向に挿通されたアングルワイヤガイド５２ａは、図９に示すように金属の密巻きコイル５７と磁性体４２に銅線４３を巻回して形成した磁界発生コイル５８を、順次交互に配置している。

磁界発生コイル５８に接続された信号線５９は密巻コイル５７と磁界発生コイル５８の外側に沿って延設され、その外側にシリコンチューブなどの外装チューブ６０がかぶせられている。
信号線５９は操作部１３内で信号線５６と束ねられ、図１に示す形状検出コネクタ４６に接続される。

なお、内視鏡画像の下（ＤＯＷＮ）方向側に挿通されたアングルワイヤガイド５２は金属の密巻きコイル５７のみで形成されている。その他は第１の実施の形態と同様の構成である。

次に本実施の形態の作用を説明する。
先端部１５に設けた最先端の磁界発生コイル５５を除く他の磁界発生コイル５４、５８を、ガイドリング５１ａ、アングルワイヤガイド５２ａに設けたので、挿入部１１には形状検出プローブが不要で、信号線５６、５９のみを挿通すれば良く、挿入部１１の外径を細くできる。

本実施の形態は以下の効果を有する。
挿入部１１内には形状検出プローブの代わりに細い信号線を挿通することで挿入部形状を検出できる機能を持つ内視鏡を実現できるため、挿入部全体を細くすることができる。

なお、第１、第２の実施の形態を組み合わせ、複数の磁界発生コイルの位置を、湾曲部１６と軟性部１７とで別々のユニットに配置して組み合わせても良い。 具体的には、ガイドリング５１と硬度調整材３８、形状検出プローブ３１とアングルワイヤガイド５２、ガイドリング５１と形状検出プローブ３１などの組み合わせでもよい。

また、本実施の形態では、磁界発生コイルは、挿入部２の内蔵物、具体的には硬度調整材３８、ガイドリング５１、アングルワイヤガイド５２に配置したが、信号ケーブル２２やライトガイドファイバ２１、図示しない鉗子チャンネル、送気送水管路など他のの内蔵物に、磁界発生コイルを被せて固定して配置する構成でも良い。

（第３の実施の形態）
次に図１０及び図１１を参照して本発明の第３の実施の形態を説明する。図１０は第３の実施の形態の内視鏡先端部の構成を示し、図１１は信号ケーブルの断面構造を示す。

第３の実施の形態の内視鏡２Ｃの先端部１５を構成する略円柱形状の先端部本体６１の外周の前端側には先端カバー６２が取り付けられ、先端部本体６１の外周の後端端側には最先端の関節駒６３の前端側が固着されている。この関節駒６３の後端には次段の関節駒６３が回動自在に連結され、この回動自在の連結部分から湾曲部１６が形成される。

湾曲部１６の外周は外皮チューブ６４によって覆われ、この外皮チューブ６４の先端は先端部本体６１の外周面で糸縛りと接着剤により固着されている。
先端部本体６１の軸方向に形成した撮像用孔部には対物ユニット６５が図示しないネジ等で取り付けられている。

この対物ユニット６５は、レンズ枠６６にスペーサを用いて複数の対物レンズ６７を組み込んだものであり、レンズ枠６６は先端部本体６１の撮像用孔部に固定されている。
この対物ユニット６５の光軸上には撮像ユニット６８が連設して取り付けられている。

この撮像ユニット６８は、固体撮像素子６９を取り付けた素子取り付け枠７０はレンズ枠６６と嵌合して光軸方向に移動自在であり、対物レンズ６７の焦点面の位置に固体撮像素子６９の撮像面が位置するようにピント調整された状態でレンズ枠６６に素子取り付け枠７０が固定され、この固体撮像素子６９の背面側に電装部品７１ａを実装した回路基板７１を配置して固体撮像素子６９と接続されている。

また、例えば１０本の信号線を含んだ信号ケーブル７２の信号線７３は、固体撮像ユニット７０、回路基板７１に接続されている。
固体撮像素子６９の背部から信号ケーブル７２にかけての信号線７３、回路基板７１、電装部品７１ａの周囲は充填剤７４が充填ないし塗布され、その周囲を熱収縮チューブ７５で被覆し、その後熱収縮チューブ７５に熱をかけ径方向に収縮させて、さらにその後熱収縮チューブ７５を硬化させている。

熱収縮チューブ７５には側孔７５ａが設けられ、信号線７３ａが、熱収縮チューブ７５の外側へ導き出されている。
図１１の信号ケーブル７２の断面図に示すように、１０本の信号線のうち２本が信号線７３ａであり、残りは信号線７３である。これらの信号線７３、７３ａはその外周を覆う外皮７６で保護されている。

また、先端部本体６１の後端には、突起部７７が設けられている。この突起部７７には、磁界発生コイル７８が嵌合した状態で接着剤等で固定されている。 この磁界発生コイル７８は、磁性体７９に銅線８０が巻回されて構成している。

磁界発生コイル７８の両端は信号線７３ａと接続され、その接続部には絶縁性の接着剤８１で補強がされている。
信号線７３ａは図示しない他のコイル素子に接続される信号線より、太くすることでその強度を向上させている。

次に本実施の形態の作用を説明する。
最先端の磁界発生コイル７８に接続された信号線７３ａは、撮像ユニット６８の信号線７３と合わせた多芯ケーブルであるので、全長に渡って効率よく整列して配列されているため、スペースを効率よく使うことができ、その結果細くできる。

本実施の形態は以下の効果を有する。

形状検出プローブの状態で挿入部に内蔵する場合に比べ、挿入部を大径化せずに、最先端の磁界発生コイル７８に接続された信号線７３ａを太く強化することにより、耐久性を向上することができる。

（第４の実施の形態）
次に本発明の第４の実施の形態を図１２を参照して説明する。図１２は第４の実施の形態の内視鏡２Ｄの先端部１５の断面構造を示す。
本実施の形態は図１０の第３の実施の形態と類似した構造であるので、同じ部材には同じ符号を使い、異なる点のみを説明する。

第３の実施の形態では、撮像ユニット６８の外側に、この撮像ユニット６８と隣接するように最先端の磁界発生コイル７８を配置したが、本実施の形態では撮像ユニット６８の内部に最先端の磁界発生コイル７８を収納するようにしたものである。

素子取り付け枠７０の後端の一部は固体撮像素子６９の後方側に延出され、この延出した部分に例えば段差を形成してコイル取り付け部８２を設け、磁界発生コイル７８を当接するようにして接着剤などで固定している。

１０本の信号線７３、７３ａを含んだ信号ケーブル７２における８本の信号線７３は、固体撮像素子６９、回路基板７１に、２本の信号線７３ａは磁界発生コイル７８にそれぞれ接続されている。

固体撮像素子６９の背部から信号ケーブル７２にかけての信号線７３、信号線７３ａ、回路基板７１、電装部品７１ａの周囲は、充填剤７４を充填ないし塗布され、それらをシールド部材８３で被覆し、その外側に熱収縮チューブ７５で被覆している。
その後、熱収縮チューブ７５に熱をかけ径方向に収縮させて、さらにその後熱収縮チューブ７５を硬化させている。その他は第３の実施の形態と同様の構成である。

次に本実施の形態の作用を説明する。
本実施の形態では撮像ユニット６８の状態で、最先端の磁界発生コイル７８が内蔵されており、第３の実施の形態と同じ作用となる。
従って、本実施の形態は以下の効果を有する。

つまり、最先端の磁界発生コイル７８に接続される信号線７３ａは強化され、磁界発生コイル７８の故障は殆ど起きないため、修理の頻度が少なくなる。
一方、撮像ユニット６８は、信号線７３の断線以外にも固体撮像素子６９や、回路の故障などにより修理する頻度は、最先端の磁界発生コイル７８の修理頻度より多い。

第３の実施の形態では、撮像ユニット６８の修理のたびに、最先端の磁界発生コイル７８と信号線７３ａとの接続をしなおす作業が必要であったが、本実施の形態ではそれが不要になるため、さらに修理の作業性が向上する。

（第５の実施の形態）
次に本発明の第５の実施の形態を図１３を参照して説明する。図１３は第５の実施の形態の内視鏡装置の全体構成を示し、図１４はスタイレットの全体図を示す。

図１３に示すように本発明の第５の実施の形態を備えた内視鏡装置９１は、内視鏡検査を行う電子内視鏡（以下では単に内視鏡と略記）、９２と、この内視鏡９２が着脱自在に接続され、照明光を供給する光源装置９３と、内視鏡９２が着脱自在に接続され、内視鏡９２に内蔵された撮像手段に対する信号処理を行うビデオプロセッサ９４と、ビデオプロセッサ９４に接続され、ビデオプロセッサ９４から出力される映像信号が入力されることにより撮像手段で撮像した内視鏡画像を表示するモニタ９５と、内視鏡９２内に着脱自在に挿通され、硬度を調整するスタイレット９６と、このスタイレット９６に接続される接続ケーブル９７が着脱自在に接続されることにより挿入部形状を検出する信号処理を行う形状検出装置９８と、内視鏡９２が挿入される患者の周囲に配置され、形状検出に用いられるアンテナ９９と、形状検出装置９８に着脱自在に接続され、形状検出装置９８から出力される映像信号が入力されることにより、内視鏡２の挿入部形状を表示する形状表示用モニタ１００とを有する。

内視鏡９２は体腔内等に挿入され、可撓性（軟性）を有する細長の挿入部１０１と、この挿入部１０１の後端に設けられた操作部１０２と、この操作部１０２の側部から延出されたユニバーサルコード１０３とを有し、このユニバーサルコード１０３の端部に設けたコネクタ１０４は光源装置９３に着脱自在で装着される。そして、コネクタ１０４から突出する図示しないライトガイド口金の先端面には光源装置９３から照明光が供給され、ユニバーサルコード１０３や挿入部１０１内部に挿通された図示しないライトガイドファイバにより、照明光は伝送され、挿入部１０１の先端部１０５の照明窓に固定されたライトガイドファイバ先端面から出射され、患部等の被写体（図１３では模式的に示している）１０８を照明する。

挿入部１０１はその先端に設けられた硬質の先端部１０５と、この先端部１０５の後端に設けられ、湾曲自在の湾曲部１０６と、この湾曲部１０６の後端から操作部１０２の前端に至る長尺の軟性部（可撓部）１０７とからなる。また、操作部１０２には湾曲操作ノブ１０９が設けてあり、この湾曲操作ノブ１０９を回動する操作を行うことにより、例えば図１３に示すように湾曲部１０６を所望とする方向に湾曲することができる。

また、操作部１０２の前端付近には、処置具挿入口１１０が設けてあり、この処置具挿入口１１０から処置具等を挿入することにより、挿入部１０１内部に形成されたチャンネル１１１内に処置具を挿通できるようにしている。
図１４に示すようにスタイレット９６には、その長手方向に磁界検出コイル１１２ａ、１１２ｂが内蔵されている。

スタイレット９６は先端側から軟性部１１３、硬性を調整可能な硬性（調整）部１１４、グリップ１１５、ハンドル１１６とから構成されている。

グリップ１１５には、コネクタ１１７が設けられ、接続ケーブル９７を介して形状検出装置９８に接続される。

本実施の形態では、アンテナ９９内部に配置した磁界発生コイルにより磁界を発生し、その発生された磁界を、磁界検出コイル１１２ａ、１１２ｂで検出し接続ケーブル９７を介して形状検出装置９８に入力し、磁界検出コイル１１２ａ、１１２ｂの位置を検出することにより、挿入部１０１の形状を推定する。

図１５はスタイレットの軟性部１１３の断面構造を示す。
スタイレット９６の先端には、略半球形状の先端部材１１８が設けられている。

先端部材１１８には硬度を調整するためのワイヤ１１９の先端が固定されており、このワイヤ１１９は軟性部１１３、硬性部１１４、グリップ１１５を通して、その後端はハンドル１１６に接続されている。
また、グリップ１１５の内側にはカム溝１２９が設けられ、ハンドル１１６に設けたピン１３０が係入されている。

上記ワイヤ１１９の軸方向には磁界検出コイル１１２ａが所定の間隔で固定され、ポリエチレン製等、可撓性を有する部材の外皮チューブ１２０で覆われている。

磁界検出コイル１１２ａは磁性体１２１に銅線１２２を巻回して構成されており、磁界検出コイル１１２ａには信号線１２３ａが接続されている。
２本の信号線１２３ａは軟性部１１３内ではワイヤ１１９に巻き付けるようにして後方の硬質部１１４側に延出されている。
外皮チューブ１２０内部には、座屈などを防止し、かつ柔軟なシリコンなどの充填剤１２４が充填されている。

図１６はスタイレット９６の硬性部１１４の断面構造を示す。
軟性部１１３と硬性部１１４との接続部では、接続部材１２５がワイヤ１１９に固定されている。

この接続部材１２５の後端側には、金属の密巻きコイル１２６、磁界検出コイル１１２ｂが、交互に配置されている。磁界検出コイル１１２ｂは磁性体１２７に銅線１２８を巻回して構成されており、磁界検出コイル１１２ｂには信号線１２３ｂが接続されている。

なお、密巻きコイル１２６、磁界検出コイル１１２ｂはワイヤ１１９には固定されていない（環状の磁性体１２７の中空部にワイヤ１１９がスライド自在である）。
最も手元側に設けられた密巻きコイル１２６は、グリップ１１５において図示しないストッパにて固定されている。

そして、図１４に示すハンドル１１６を回す操作を行い、ピン１３０をカム溝１２９に沿って後方側に移動させた場合には、密巻きコイル１２６に圧縮力が働き、その硬度を大きくでき、その結果硬性部１１４の硬度を高くなるように設定できるようにしている。

磁界検出コイル１１２ａに接続された信号線１２３ａ、磁界検出コイル１１２ｂに接続された信号線１２３ｂは、密巻きコイル１２６の外側を沿うようにして手元側のグリップ１１５まで延接され、コネクタ１１７の接点部に接続されている。図１６に示す硬性部１１４も外周部分は外皮チューブ１２０で覆われている。

次に本実施の形態の作用を説明する。
ハンドル１１６を回すことで、ハンドル１１６に設けたピン１３０がカム溝１２９に沿って移動するため、ハンドル１１６はグリップ１１５に対して相対的に軸方向に移動することで、ワイヤ１１９を牽引することができる。

ワイヤ１１９を牽引すると、密巻きコイル１２６、磁界検出コイル１１２ｂが圧着し、硬性部１１４全体が硬質化し、このスタイレット９６が（チャンネル１１１内に）挿通された挿入部１０１の硬度を調整することができる。

また、アンテナ９９内部の磁界発生コイルにより発生した磁界を、磁界検出コイル１１２ａ、磁界検出コイル１１２ｂで検出し、その検出信号に対して信号処理を行うことにより、挿入部１０１の形状を算出し、挿入部形状を形状表示用モニタ１００に表示する。

本実施の形態は以下の効果を有する。
硬度調整機能、形状検出機能を備えていない内視鏡９２の場合、チャンネル１１１がひとつしかないと、従来ではスタイレットで硬度調整をするときに、挿入部１０１の形状を把握することは容易ではなかった。

本実施の形態では、スタイレット９６を組み合わせることで、硬度調整と形状検出を同時に行えるので、チャンネルを複数設けたり太径化しなくても、硬度を調整したいときの挿入部形状を容易に把握することができる。

（第６の実施の形態）
次に本発明の第６の実施の形態を図１７及び図１８を参照して説明する。本実施の形態の内視鏡装置は、例えば図１３の内視鏡装置９１において、内視鏡９２の挿入口１１０からスタイレット９６を挿入してそのチャンネル１１１内にスタイレット９６を挿通するのでなく、図１７に示すような形状検出プローブ１３１を挿通するようにしたものである。

この形状検出プローブ１３１における細長のプローブ部１３２の内部には、その長手方向に複数の磁界検出コイル１１２ａが配置されている。その内部構成は例えば図１５の軟性部１１３と同様の構成であり、各磁界検出コイル１１２ａに接続された信号線１２３ａは形状検出プローブ１３１の後端のコネクタ１３３の図示しない接点部に接続されている。このコネクタ１３３は図１３に示す接続ケーブル９７を介して形状検出装置９８に接続される。そして、スタイレット９６の場合と同様に内視鏡９２の挿入部形状を検出して、形状表示モニタ１００にその形状を表示することができるようにしている。

図１７では形状検出プローブ１３１にカバー１３４を装着した状態で示す。形状検出プローブ１３１は、プローブ部１３２の後端に折れ止め１３５を介してコネクタ１３３を設けている。

カバー１３４は、薄いポリエチレンなどのチューブ状のカバー部材１３６とその手元側の後端に設けた、ゴムなどの弾性のリング１３７とで構成される。
リング１３７の内径は折れ止め１３５の外径より小さく、リング１３７を折れ止め１３５に弾性変形させながら、はめ込むことで容易に固定できる。
カバー部材１３６の長さはプローブ部１３２より長く、カバー部材１３６の内径は、挿入口１１０の外径より大きく設定されている。

次に本実施の形態の作用を説明する。
形状検出プローブ１３１をチャンネルの挿入口１１０に挿入するときは、図１８のように、カバー部材が挿入口１１０の口元にかぶさり、矢印の方向に形状検出プローブ１３１は挿入されるが、カバー部材１３６は圧縮され、折り畳まれる。

形状検出プローブ１３１をチャンネルから引き抜いたあとは、図１７に示す状態になるよう、カバー部材１３６を伸ばすことで、チャンネル内に挿入した部分であるプローブ部１３２をカバー部材１３６で覆っているため、プローブ部１３２が直接、周辺機器等に触れないようにでき、プローブ部１３２による汚れを防止）できる。

本実施の形態は以下の効果を有する。
清潔な形状検出プローブ１３１と清潔なカバー１３４を組み合わせることで、チャンネル内に挿入されるプローブ部１３２が汚れることを気にせずに、持ち運びや検査の準備を行うことができる。

挿入部の形状を１回の内視鏡検査で何度も確認することがあり、形状検出プローブ１３１を何度もチャンネルに挿脱する必要があるが、チャンネルから抜いたときに体液に触れたプローブ部１３２が、周辺の装置や術者、患者等に触れないように気を使う必要がなく、内視鏡検査を容易に行うことができる。

（第６の実施の形態の変形例）
次に本発明の第６の実施の形態の変形例を図１９ないし図２１を参照して説明する。図１９は内視鏡用処置具にカバーを装着した状態の説明図を示し、図２０は装着部の断面図を示し、図２１は固定部を挿入口に装着して、内視鏡用処置具を挿脱する様子を示す。この変形例は、第６の実施の形態を備えた内視鏡装置において、形状検出プローブ１３１の他の内視鏡処置具でも、同様に使用できるようにしたものである。

つまり、本変形例では、上述した内視鏡９２の挿入口１１０には、カバー１３４を装着した形状検出プローブ１３１での使用の他に、例えば図１９に示すようにカバー１４１が装着された生検鉗子などの内視鏡用処置具１４２を挿入して使用できるようにしている。

生検鉗子などの内視鏡用処置具１４２は細長のシース部１４３の先端に正検用カップ１４４等の先端部が設けられ、シース部１４３の後端には術者が把持して開閉操作などを行う操作部本体１４５が設けてある。

この内視鏡用処置具１４２に装着されるカバー１４１は、ポリエチレンなどのチューブ状のカバー部材１４６と、このカバー部材１４６の手元側の端部に設けられた、例えば合成樹脂製のＣ字型のクリップ１４７による装着部と、カバー部材１４６先端に設けられたゴムなどの弾性体で形成された固定部１４８とからなる。

このカバー１４１の後端に設けたクリップ１４７は図２０に示すようにＣ字形状であるので、断面の外形が円形の操作部本体１４５を把持するようにしてこのクリップ１４５にて、内視鏡用処置具１４２に着脱自在に固定することができるようにしている。

また、カバー１４１の先端に設けた固定部１４８は、図２１に示すように挿入口１１０を形成する部材を覆うようにして挿入口１１０に着脱自在で固定部１４８を固定することができるようにしている。

次に本変形例の作用を説明する。
本変形例は第６の実施の形態とほぼ同じ作用を有する。
具体的には、内視鏡用処置具１４２を挿入口１１０から挿入し、内部のチャンネルに導入する場合には、図２１に示すようにカバー１４１の先端の固定部１４８を挿入口１１０に取り付けて行うので、内視鏡用処置具１４２を挿入するに従い、カバー部材１４６は折り畳まれる。

また、挿入状態から内視鏡用処置具１４２を引き抜くと、固定部１４８が挿入口１１０に固定されているため、折りたたまれたカバー部材１４６は引き抜き時に伸ばされ、チャンネル内に挿入したシース部１４３は常にカバー部材１４６で覆われている。よってシース部１４１が周辺機器等に触れない。

本変形例は以下の効果を有する。

第６の実施の形態とほぼ同じ効果を有する。
チャンネルから内視鏡用処置具１４２を引き抜いたときに、体液に触れた部分が確実に覆われているため、第６の実施の形態に比べて、さらに周辺機器等へシース部１４３が触れることを気にせずに内視鏡検査をすることができる。

（第７の実施の形態）
次に本発明の第７の実施の形態を図２２及び図２３を参照して説明する。図２２は第７の実施の形態を備えた内視鏡装置１５１の概略の構成を示し、図２３は内視鏡画像と挿入部形状の出力画像を示す。

第７の実施の形態は、基本的には例えば第１の実施の形態の内視鏡装置１において、ビデオプロセッサ４の出力信号と、形状検出装置７の出力信号とを合成する画像合成装置１５２を通して共通のモニタ１５３とプリンタ１５４とに出力するようにしている。

内視鏡２の固体撮像素子３４は信号ケーブル２１等によりビデオプロセッサ４と接続される。
また、内視鏡２の磁界発生コイル３４及び４１は形状検出装置７と接続され、アンテナ８内部の磁界検出コイル１０も形状検出装置７と接続されている。

また、内視鏡２に設けたスイッチ部１５５には拡大指示スイッチや、レリーズスイッチなどが設けてあり、拡大指示の指示信号はビデオプロセッサ４に入力され、ビデオプロセッサ４の内部の拡大処理回路により拡大処理して出力する。 また、レリーズの指示信号はビデオプロセッサ４に入力されると共に、プリンタ１５４にも入力される。

本実施の形態では、レリーズの指示が行われた場合、その出力画像として挿入部形状も同時に出力するようにしている。

次に本実施の形態の作用を説明する。
スイッチ部１５５の例えばレリーズスイッチを操作すると、その指示信号がビデオプロセッサ４とプリンタ１５４とに入力され、ビデオプロセッサ４は動画の処理状態から静止画の状態にし、画像合成装置１５２による合成で、静止画像と挿入部形状の画像とがモニタ１５３とプリンタ１５４に出力される状態になり、プリンタ１５４は静止画に設定するのに要する時間の後、画像合成装置１５２による出力画像をプリントする動作を行う。

そして、プリンタ１５４による出力画像は図２３に示すように、内規鏡画像１５７と挿入部形状画像１５８とが同時に伴ったものとして出力される。

本実施の形態は以下の効果を有する。

特に拡大した場合の内視鏡画像は体腔内のどの部位の画像か、その画像からは判断しにくいが、本実施の形態では挿入部形状画像１５８と一緒に内視鏡画像１５７が記録されるため、検査後に内視鏡画像１５７を見たときに、挿入部形状画像１５８から容易に体腔内のどの部位か特定することができる。

次に変形例の内視鏡装置を説明する。図２４は本変形例の内視鏡装置１６１の概略の構成を示し、図２５は内視鏡画像、挿入部形状、超音波の出力画像を示す。

変形例の内視鏡装置１６１は図２２の内視鏡２の代わりに、超音波振動子１６２を備えた超音波内視鏡１６３が採用され、この超音波内視鏡１６３はビデオプロセッサ４、形状検出装置７及び超音波観測装置１６４に接続されている。
また、ビデオプロセッサ４、形状検出装置７及び超音波観測装置１６４の各出力信号はファイリング装置１６５に入力され、各出力信号をファイリングできるようにしている。

このファイリング装置１６５は、入力された信号の記録の他に、加工したり、合成したりする機能を有する。
また、このファイリング装置１６５にはモニタ、プリンタなどの出力装置１６６と接続されている。

また、超音波内視鏡１６２に設けたスイッチ部１６７の例えばレリーズスイッチを操作することにより、ビデオプロセッサ４、形状検出装置７及び超音波観測装置１６４の各出力信号をファイリング装置１６５に記録できるようにしている。

次に本実施の形態の作用を説明する。
ファイリング装置１６５には、挿入部形状のデータが直接保存されているので、図２５に示す出力画像のように、異なる方向から見た挿入部形状画像１６８、１６９などのように、任意にデータを加工して、内視鏡画像１７０と超音波画像１７１とをひとつの出力画像として出力できる。

本実施の形態は以下の効果を有する。
超音波画像１７１は体腔内のどの部位の画像か、その画像からは判断しにくいが、挿入部形状画像１６８、１６９の形状データと一緒に記録されるため、検査後に超音波画像１７１が体腔内のどの部位か、形状画像を３次元的に表示することで、容易に特定することができる。
なお、上述した各実施の形態等を部分的に等で組み合わせて構成される実施の形態等も本発明に属する。

［付記］
１．挿入部の軸方向に沿って配置された複数のコイル素子を有する第１のコイル手段と、
予め決められた所定の位置に配置された複数のコイル素子を有する第２のコイル手段と、
前記第１のコイル手段及び第２のコイル手段との一方で発生した磁界を他方のコイル手段で検出することにより、前記第１のコイル手段における複数のコイル素子それぞれの位置情報を演算する演算手段と、
前記演算手段の演算結果に基づき、前記内視鏡挿入部の形状を表示手段に擬似的に表示する表示制御手段と、を有する内視鏡装置において、
前記挿入部の内部に配設された内蔵物の一部を磁性体で構成し、前記磁性体で構成された内蔵物に導線を巻回して前記複数のコイル素子の少なくとも一部を構成したことを特徴とする内視鏡装置。

２．付記１において、内蔵物が、チャンネルに対して挿脱自在に配置できる。 ３．付記１，２において、前記内蔵物が、挿入部の硬度調整部材である。
４．付記３において、硬度調整部材は、密巻きコイルとコイル素子を交互に配置し、先端を牽引する手段を備えている。

（付記１，３，４の作用）
硬度調整部材がある範囲では、形状検出プローブにコイル素子が不要で、形状検出プローブの外径を細くできる。
（付記２，３，４の作用）
複数チャンネルを設けたりチャンネル径を大きくしなくても、チャンネル内に内蔵する内視鏡検査補助具の機能と形状検出機能の両方を同時に機能させる。

５．付記１において、内蔵物が、湾曲操作ワイヤのガイド部材である。
（付記５の作用）
形状検出プローブを内蔵せず、コイル素子の信号線のみ内蔵すればよく形状検出プローブより細くなる。

６．付記１〜５において、複数のコイル素子が湾曲管内と蛇管内で別のユニットで構成されている。
（付記６の作用）
湾曲管内のコイル素子と蛇管内のコイル素子を別々にして変換できる。

７．先端部に配置されたコイル素子から延出される信号線と、撮像部から延出される信号線とを合わせ、多芯ケーブルとした。

８．付記７において、先端部に配置されたコイル素子を撮像ユニットに内蔵した。

（付記７，８の背景）
従来例として特開２０００−３４２５１４がある。
（従来例の問題点）
挿入部に配置されるコイルに接続された信号線は、湾曲節で繰り返し曲げられることにより、断線してしまうおそれがある。
先端部に設けられたコイルの信号線は、湾曲部全体にわたって信号線を挿通しているため、他のコイルにくらべ、断線が起きる頻度が高い。
信号線を太くすることで強化すると、従来のプローブでは、コイル素子の外側に信号線を沿わせるため、プローブ自体が太径化してしまうおそれがあった。

（付記７，８の目的）
先端のコイルに接続された信号線の耐久性向上を目的とする。
（付記７，８の作用）
最先端のコイル素子に接続する信号線と撮像ユニットの信号線とを合わせて、多芯のケーブルとしたので、全長にわたって信号線を整列して配置されるので、スペースを効率よく使い細くなる。

９．内視鏡の鉗子チャンネル内に挿脱自在に内蔵できる内視鏡検査補助具の手元側に固定する固定手段を備え、補助具のチャンネル内に挿入する部分を被覆するカバー部材。

１０．付記９において、カバーは軸方向に圧縮可能である。

１１．付記９において、カバーの先端側が鉗子口に着脱自在である。

（付記９，１０，１１の背景）
従来例として特開平１１−２９０３４１がある。
（従来例の問題点）
内視鏡のチャンネル内に挿通する内視鏡検査補助具である形状検出プローブ、スタイレット、内視鏡用処置具などは、清潔に保持しておかなければならない。特開平１１−２９０３４１のような、内視鏡用処置具を保持する保持装置があるが、形状検出プローブなど、一度の検査で何度もチャンネルに挿脱する場合、一度チャンネルに挿入したあとは、プローブがチャンネル内の体液に触れるため、保持装置にかけるまでに周辺の装置や術者、患者等に触れないように気を使わなければならなかった。

（付記９，１０，１１の目的）
操作性を向上することを目的とする。
（付記９，１０，１１の作用）
カバー部材があるため、内視鏡検査補助具のチャンネル内挿入部が、チャンネルに挿入していないときに周辺に触れないようにできる。

１２．内視鏡検査を行う機能の他に、挿入部の軸方向に沿って配置された複数のコイル素子を有する第１のコイル手段を内蔵し、
前記第１のコイル手段及び外部の所定の位置に配置される複数のコイル素子を有する第２のコイル手段とにより磁界を利用して前記第１のコイル手段における複数のコイル素子それぞれの位置情報を算出することにより前記挿入部の形状を検出可能とする内視鏡において、
前記挿入部の内部に配設された内蔵物の一部を磁性体で構成し、前記磁性体で構成された内蔵物に導線を巻回して前記複数のコイル素子の少なくとも一部を構成したことを特徴とする内視鏡。

１３．前記内視鏡はチャンネルを有し、前記内蔵物は、チャンネルに対して挿脱自在に配置できることを特徴とする付記１３記載の内視鏡。
１４．前記内蔵物が、挿入部の硬度を調整可能とする硬度調整部材であることを特徴とする付記１３又は１４記載の内視鏡。

本発明の第１の実施の形態を備えた内視鏡装置の全体構成図。 挿入部の構成を示す図。 形状検出プローブの構成を示す縦断面図。 硬度調整材の構成を示す縦断面図。 湾曲部を湾曲させた場合の形状検出プローブの作用の説明図。 図５の場合の磁界発生コイルの移動範囲を示す図。 本発明の第２の実施の形態の内視鏡における挿入部付近の構成を示す図。 関節駒に接続されたガイドリングを示す縦断面図。 アングルワイヤガイドの縦断面図。 本発明の第３の実施の形態の内視鏡先端部の構成を示す縦断面図。 信号ケーブルの断面構造を示す図。 本発明の第４の実施の形態の内視鏡先端部の構成を示す縦断面図。 本発明の第５の実施の形態を備えた内視鏡装置の全体構成図。 スタイレットの全体を示す図。 スタイレットの軟性部の構成を示す縦断面図。 スタイレットの硬性部の構成を示す縦断面図。 本発明の第６の実施の形態に係る形状検出プローブを一部を切り欠いて示す図。 形状検出プローブを挿入口に挿入する様子を示す図。 第６の実施の形態の変形例に係る内視鏡用処置具をカバーと共に示す図。 図１９のクリップ部分での横断面図。 固定部を挿入口に装着して内視鏡用処置具を挿脱する様子を示す図。 本発明の第７の実施の形態を備えた内視鏡装置の主要部の構成図。 プリンタによる出力画像を示す図。 第７の実施の形態の変形例の内視鏡装置の主要部の構成図。 出力装置による出力画像を示す図。

符号の説明

１…内視鏡装置
２…内視鏡
３…光源装置
４…ビデオプロセッサ
５…モニタ
６…接続ケーブル
７…形状検出装置
８…アンテナ
９…形状表示用モニタ
１１…挿入部
１２…操作部
１３…ユニバーサルコード
１４…コネクタ
１５…先端部
１６…湾曲部
１７…軟性部
１９…湾曲操作ノブ
２０…硬度調整ノブ
２１…ライトガイド
２４…固体撮像素子
２９…接続管
３１…形状検出プローブ
３２、４２…磁性体
３３、４３…銅線
３４、４１…磁界発生コイル
３５…ワイヤ
３６、４５…信号線
３７…外装チューブ
３８…硬度調整材
３９…ワイヤ
４０…コイル

Claims (1)

1. 内視鏡の挿入部内において該挿入部の軸方向に沿って配置された複数のコイル素子を有する第１のコイル手段と、前記内視鏡の外部の所定の位置に配置された複数のコイル素子を有する第２のコイル手段とによる磁界を利用して、前記第１のコイル手段における複数の前記コイル素子のそれぞれの位置情報を算出することにより前記挿入部の形状を検出可能とする内視鏡装置において、
   前記挿入部内には、前記軸方向に沿って、一端が前記挿入部の先端に固定され他端が湾曲操作部材に接続された湾曲操作ワイヤが挿通するガイドリング及びアングルワイヤガイドが設けられており、前記ガイドリングまたは前記アングルワイヤガイドに、前記第１のコイル手段の複数の前記コイル素子が前記軸方向に沿って所定の間隔で設けられていることを特徴とする内視鏡装置。

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