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JPH0928662A - Endscope shape sensing system - Google Patents

Endscope shape sensing system

Info

Publication number
JPH0928662A
JPH0928662A JP7180472A JP18047295A JPH0928662A JP H0928662 A JPH0928662 A JP H0928662A JP 7180472 A JP7180472 A JP 7180472A JP 18047295 A JP18047295 A JP 18047295A JP H0928662 A JPH0928662 A JP H0928662A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic field
coil
endoscope
shape
magnetic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP7180472A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Sumihiro Uchimura
澄洋 内村
Kazunari Nakamura
一成 中村
Shinichi Omori
真一 大森
Masahiro Kudo
正宏 工藤
Sachihiro Okada
祥宏 岡田
Yasuo Miyano
保男 宮野
Koji Fujio
浩司 藤尾
Tsukasa Ishii
司 石井
Toshiaki Noguchi
利昭 野口
Nobuyuki Michiguchi
信行 道口
Kazuhiro Atono
和弘 後野
Akira Taniguchi
明 谷口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
Priority to JP7180472A priority Critical patent/JPH0928662A/en
Publication of JPH0928662A publication Critical patent/JPH0928662A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Instruments For Viewing The Inside Of Hollow Bodies (AREA)
  • Endoscopes (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately sense the position and shape of an endoscope insert irrespective of the material of the insert or its shape as inserted. SOLUTION: An endoscope shape sensor unit 1 has a plurality of examination coils 3 arranged in lines in a probe 2 and a plurality of interference coils 5 arranged in a matrix inside a bed 4 for a patient. An examination coil 3 has a magnetic field generating coil and a magnetic field receiving coil, both mounted on a single core. The magnetic field generation coils of the examination coil 3 and the interference coils 5 are sequentially and alternately energized for the production of constant magnetic fields and interference magnetic fields. The magnetic field receiving coils of the examination coil 3 receive the generated magnetic fields, and a magnetic field sensor circuit 8 extracts magnetic field data composed of specific frequency components. In an image processing circuit 11, the positions of the examination coils 3 are determined on the basis of the magnetic field data, and an image relative to the shape of the endoscope as inserted is exhibited on a display 12.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、内視鏡による検査
において被検体に挿入した状態での内視鏡の形状を検出
して観察モニタ等に表示する内視鏡形状検出装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an endoscope shape detecting device for detecting the shape of an endoscope inserted in a subject in an endoscope examination and displaying it on an observation monitor or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、細長で軟性の挿入部を有する内
視鏡は、挿入部を体腔内の管腔に挿入することにより、
切開することなく体腔内深部の臓器を診断したり、必要
に応じて挿入部のチャンネル内に処置具を挿通してポリ
ープ等を切除するなどの治療処置を行えるようになって
いる。
2. Description of the Related Art Generally, an endoscope having a slender and flexible insertion portion is provided by inserting the insertion portion into a lumen in a body cavity.
It is possible to diagnose a deep organ in a body cavity without making an incision, or to perform a medical treatment such as cutting a polyp or the like by inserting a treatment tool into a channel of an insertion portion as necessary.

【0003】体腔内の管腔は、大腸や小腸に見られるよ
うに曲がりくねっており、挿入した内視鏡の挿入部がど
の位置まで挿入されているか、あるいは、どのような形
状になっているのかを術者が把握しづらくなっている。
The lumen of the body cavity is meandering as seen in the large intestine or small intestine, and to what position the insertion portion of the inserted endoscope is inserted or what shape it is. It is difficult for the surgeon to grasp.

【0004】例えば、肛門側から下部消化管内を検査す
る場合のように、屈曲した体腔内に挿入部を円滑に挿入
するためにはある程度の熟練を必要とする場合がある。
つまり、挿入作業を行う際に、管路の屈曲に応じて挿入
部に設けた湾曲部を湾曲させる等の作業が必要になり、
そのためには体腔内における現在の挿入部先端等の位置
とか、挿入部の屈曲状態等を知ることができると便利で
ある。
For example, as in the case of examining the inside of the lower gastrointestinal tract from the anus side, some skill may be required to smoothly insert the insertion portion into a bent body cavity.
In other words, when performing the insertion work, it is necessary to perform work such as bending the bending portion provided in the insertion portion according to the bending of the duct,
For that purpose, it is convenient to be able to know the current position of the tip of the insertion portion or the like in the body cavity, the bending state of the insertion portion, and the like.

【0005】このため、従来より、内視鏡の挿入部を挿
入した被検体に外部からX線を照射し、挿入部の挿入状
態を透視する装置とか、内視鏡の先端近傍に電磁波ある
いは超音波等を発振する発振素子を設け、外部に設けた
検出手段により内視鏡からの発振信号を受信し、内視鏡
の挿入状態を検出する装置などがいくつか提案されてい
る。
For this reason, conventionally, an apparatus for irradiating an object to which an insertion portion of an endoscope has been inserted with X-rays to see through the insertion state of the insertion portion, or an electromagnetic wave or an ultrasonic wave near the tip of the endoscope. There have been proposed some devices in which an oscillating element for oscillating a sound wave or the like is provided, and an oscillating signal from the endoscope is received by a detecting means provided outside to detect the insertion state of the endoscope.

【0006】また、特開平4−259438号公報に
は、被検体の外部から磁界(交流磁界)をかけて体腔内
に挿入された内視鏡挿入部の金属部分に磁界を交差さ
せ、金属部分に生じる鉄損(渦電流損,ヒステリシス
損)による磁界の変化を検出することにより挿入部の挿
入状態を検出する装置が開示されている。
In Japanese Patent Laid-Open No. 4-259438, a magnetic field (AC magnetic field) is applied from the outside of the subject so that the magnetic field intersects with the metal part of the endoscope insertion part inserted into the body cavity. There is disclosed a device for detecting the insertion state of the insertion portion by detecting the change in the magnetic field due to the iron loss (eddy current loss, hysteresis loss) that occurs in the.

【0007】前記磁界の変化を用いて挿入部の挿入状態
を検出する装置の例として、内視鏡の挿入部内に受信コ
イルを設け、挿入部を発信コイルが設けられた部材内に
配置した状態で発信コイルを駆動して磁界を発生させ、
この磁界により受信コイルで検出された信号を信号処理
手段で処理して画像信号に変換することにより、被検体
内部に挿入した挿入部の挿入形状を検出してモニタ等に
表示可能としたものも提案されている。
As an example of a device for detecting the insertion state of the insertion portion by using the change of the magnetic field, a state in which a receiving coil is provided in the insertion portion of the endoscope and the insertion portion is arranged in a member provided with a transmission coil To drive the oscillator coil to generate a magnetic field,
In some cases, the signal detected by the receiving coil by this magnetic field is processed by the signal processing means and converted into an image signal, so that the insertion shape of the insertion portion inserted inside the subject can be detected and displayed on a monitor or the like. Proposed.

【0008】このような磁界の変化を用いた検出手段に
よれば、人体に対して及ぼす影響がほとんどないように
して、内視鏡挿入部の挿入位置及び挿入形状等を検出す
ることができる。
According to the detecting means using such a change in the magnetic field, the insertion position and the insertion shape of the endoscope insertion portion can be detected with little influence on the human body.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来の装置では、金属が磁界発生コイルより発生する
磁束に損失を与える量を検出するようになっており、他
の部分と異なる金属部材で構成される内視鏡先端部とか
内視鏡挿入部がループした状態での金属部材が重なった
部分など、磁束の損失量が異なる部分があると検出に不
具合が生じる場合がある。すなわち、内視鏡挿入部の材
質構造や挿入形状によっては磁界発生コイルの磁束に与
える損失量が異なってしまうため、挿入形状を正確に検
出できなくなるおそれがあった。
However, in the above-mentioned conventional apparatus, the amount of loss of metal to the magnetic flux generated by the magnetic field generating coil is detected, and it is composed of a metal member different from other portions. If there is a portion where the loss amount of magnetic flux is different, such as a portion where the endoscope distal end portion is overlapped or a portion where metal members are overlapped in a state where the endoscope insertion portion is looped, a detection failure may occur. That is, the amount of loss given to the magnetic flux of the magnetic field generating coil varies depending on the material structure and insertion shape of the endoscope insertion portion, so that the insertion shape may not be accurately detected.

【0010】本発明は、これらの事情に鑑みてなされた
もので、内視鏡挿入部の材質構造や挿入形状に影響され
ることなく、正確に挿入部の挿入位置及び挿入形状を検
出することが可能な内視鏡形状検出装置を提供すること
を目的としている。
The present invention has been made in view of these circumstances, and can accurately detect the insertion position and the insertion shape of the insertion portion without being affected by the material structure and insertion shape of the endoscope insertion portion. It is an object of the present invention to provide an endoscope shape detecting device capable of performing the above.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明による内視鏡形状
検出装置は、内視鏡の挿入部内部に設けられ、一定磁界
を発生する磁界発生コイルと磁界を受信する磁界受信コ
イルとを同一のコア上に配設した検査コイルと、前記磁
界発生コイルに高周波信号を供給する検査コイル駆動手
段と、前記磁界受信コイルで受信した受信信号の所定周
波数成分を直流信号に変換する磁界検出手段と、前記磁
界発生コイルが発生する一定磁界と干渉させて前記一定
磁界を増減させる干渉磁界を発生する干渉コイルと、前
記干渉コイルに高周波信号を供給する干渉コイル駆動手
段と、前記磁界検出手段が出力する磁界データを処理
し、前記検査コイルの位置情報を得て、内視鏡の挿入形
状に関する画像信号を生成する信号処理手段と、を備え
たものであり、内視鏡挿入部の材質構造や挿入形状に影
響されることなく、内視鏡の挿入部の位置及び挿入形状
が検出可能となる。
In the endoscope shape detecting apparatus according to the present invention, a magnetic field generating coil for generating a constant magnetic field and a magnetic field receiving coil for receiving a magnetic field are provided inside the insertion portion of the endoscope. An inspection coil disposed on the core, an inspection coil drive means for supplying a high frequency signal to the magnetic field generation coil, and a magnetic field detection means for converting a predetermined frequency component of a reception signal received by the magnetic field reception coil into a DC signal. An interference coil that generates an interference magnetic field that interferes with a constant magnetic field generated by the magnetic field generating coil to increase or decrease the constant magnetic field; an interference coil driving unit that supplies a high-frequency signal to the interference coil; and the magnetic field detection unit outputs Signal processing means for processing magnetic field data to obtain position information of the inspection coil and generating an image signal relating to the insertion shape of the endoscope. Without being influenced by the material structure and the insertion shape of the insertion portion, the position and insertion shape of the insertion portion of the endoscope can be detected.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図1ないし図4は本発明の第1の
実施形態に係り、図1は内視鏡形状検出装置の全体構成
を示す構成説明図、図2は検査コイル及び干渉コイル周
辺の構成を示すブロック図、図3は各コイルにおける磁
界データと検査空間との関係を示す特性図、図4は各コ
イルにより検出された磁界データの一例を示す特性図で
ある。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 4 relate to a first embodiment of the present invention, FIG. 1 is a configuration explanatory view showing an overall configuration of an endoscope shape detecting device, and FIG. 2 is a block diagram showing a configuration around an inspection coil and an interference coil. 3 is a characteristic diagram showing a relationship between magnetic field data in each coil and an inspection space, and FIG. 4 is a characteristic diagram showing an example of magnetic field data detected by each coil.

【0013】内視鏡形状検出装置1は、磁界の発生及び
発生した磁界の干渉による変化を検出するために、プロ
ーブ2の内部に線状に配設された複数の検査コイル3
と、患者が横たわるベッド4の内部にマトリクス状に配
設された複数の干渉コイル5と、を有している。プロー
ブ2は、内視鏡の挿入部内に配設されるか、または挿入
部に設けられるチャンネル内に挿通されるようになって
いる。
The endoscope shape detecting device 1 has a plurality of inspection coils 3 linearly arranged inside the probe 2 in order to detect the generation of a magnetic field and the change due to the interference of the generated magnetic field.
And a plurality of interference coils 5 arranged in a matrix inside the bed 4 on which the patient lies. The probe 2 is arranged in the insertion part of the endoscope or inserted into a channel provided in the insertion part.

【0014】前記各検査コイル3は、検査コイル切換回
路6を介して、検査コイル3に高周波信号を供給する検
査コイル駆動回路7と、検査コイル3により受信した信
号から所定の周波数成分を検出して直流信号に変換する
磁界検出回路8とに接続されている。磁界検出回路8の
出力端には、磁界検出回路8が出力する磁界データを処
理し内視鏡の挿入形状に関する画像信号を生成する画像
処理回路11、画像処理回路11が出力する画像信号を
受けて画像を表示する表示装置12が順に接続されてい
る。検査コイル切換回路6は、複数の検査コイル3と検
査コイル駆動回路7及び磁界検出回路8との中継を行う
もので、画像処理回路11からの検査コイル切換信号に
より指定された検査コイル3と検査コイル駆動回路7及
び磁界検出回路8とを切換接続するようになっている。
Each of the inspection coils 3 detects a predetermined frequency component from the signal received by the inspection coil driving circuit 7 which supplies a high frequency signal to the inspection coil 3 via the inspection coil switching circuit 6 and the signal received by the inspection coil 3. It is connected to the magnetic field detection circuit 8 for converting into a DC signal. The output terminal of the magnetic field detection circuit 8 receives an image processing circuit 11 for processing the magnetic field data output by the magnetic field detection circuit 8 to generate an image signal related to the insertion shape of the endoscope, and an image signal output by the image processing circuit 11. Display devices 12 for displaying images are sequentially connected. The inspection coil switching circuit 6 relays the inspection coils 3 to the inspection coil driving circuit 7 and the magnetic field detection circuit 8, and inspects the inspection coil 3 and the inspection coil 3 designated by the inspection coil switching signal from the image processing circuit 11. The coil drive circuit 7 and the magnetic field detection circuit 8 are switched and connected.

【0015】前記各干渉コイル5は、干渉コイル切換回
路9を介して、干渉コイル5に高周波信号を供給する干
渉コイル駆動回路10に接続されている。干渉コイル切
換回路9は、複数の干渉コイル5と干渉コイル駆動回路
10との中継を行うもので、画像処理回路11からの干
渉コイル切換信号により指定された干渉コイル5と干渉
コイル駆動回路10とを切換接続するようになってい
る。
Each of the interference coils 5 is connected to an interference coil drive circuit 10 for supplying a high frequency signal to the interference coil 5 via an interference coil switching circuit 9. The interference coil switching circuit 9 relays between the plurality of interference coils 5 and the interference coil driving circuit 10. The interference coil switching circuit 9 and the interference coil driving circuit 10 are designated by the interference coil switching signal from the image processing circuit 11. Are switched and connected.

【0016】さらに図2に示すように、検査コイル3
は、磁界発生コイル3a、磁界受信コイル3b、コア3
cからなり、磁界発生コイル3aは検査コイル駆動回路
7に、磁界受信コイル3bは磁界検出回路8にそれぞれ
図示していない検査コイル切換回路6を介して接続され
ている。
Further, as shown in FIG. 2, the inspection coil 3
Is a magnetic field generating coil 3a, a magnetic field receiving coil 3b, a core 3
The magnetic field generating coil 3a is connected to the inspection coil drive circuit 7, and the magnetic field receiving coil 3b is connected to the magnetic field detection circuit 8 via an inspection coil switching circuit 6 (not shown).

【0017】検査コイル駆動回路7は、所定の駆動周波
数で正弦波電圧を発振する発振回路13と、発振回路1
3からの正弦波電圧信号を電流に変換し磁界発生コイル
3aを定電流駆動する定電流回路14とを有して構成さ
れる。磁界検出回路8は、磁界受信コイル3bからの受
信信号を所定のレベルに増幅する差動増幅回路15と、
増幅された受信信号から磁界発生コイル3aの駆動周波
数の成分を通過させるバンドパスフィルタ(BPF)1
6と、BPF16の正弦波信号出力のピーク値を検出す
るピーク検出回路17と、検出されたピーク値信号をデ
ジタルデータに変換するアナログ−デジタルコンバータ
(ADC)18とを有して構成される。
The inspection coil drive circuit 7 includes an oscillator circuit 13 that oscillates a sine wave voltage at a predetermined drive frequency, and an oscillator circuit 1.
3 and a constant current circuit 14 for converting the sine wave voltage signal from 3 into a current and driving the magnetic field generating coil 3a with a constant current. The magnetic field detection circuit 8 includes a differential amplification circuit 15 that amplifies the reception signal from the magnetic field reception coil 3b to a predetermined level,
A bandpass filter (BPF) 1 for passing the drive frequency component of the magnetic field generating coil 3a from the amplified received signal.
6, a peak detection circuit 17 that detects the peak value of the sine wave signal output of the BPF 16, and an analog-digital converter (ADC) 18 that converts the detected peak value signal into digital data.

【0018】干渉コイル駆動回路10は、所定の駆動周
波数でかつ検査コイル駆動回路7の発振回路13とは1
80°位相の異なる正弦波電圧を発振する発振回路19
と、発振回路19からの正弦波電圧信号を電流に変換し
干渉コイル5を定電流駆動する定電流回路20とを有し
て構成される。
The interference coil drive circuit 10 has a predetermined drive frequency, and is equal to the oscillation circuit 13 of the inspection coil drive circuit 7.
Oscillation circuit 19 that oscillates sinusoidal voltage having different phases by 80 °
And a constant current circuit 20 for converting the sine wave voltage signal from the oscillation circuit 19 into a current and driving the interference coil 5 with a constant current.

【0019】次に、第1の実施形態による内視鏡形状検
出装置の動作について説明する。
Next, the operation of the endoscope shape detecting apparatus according to the first embodiment will be described.

【0020】画像処理回路11は、まずプローブ2の最
先端に配置された検査コイル3を駆動するために、検査
コイル切換回路6に対し、検査コイル切換信号を送出す
る。この信号を受けた検査コイル切換回路6は、検査コ
イル駆動回路7及び磁界検出回路8とプローブ2の最先
端に配置された検査コイル3とを接続する。
The image processing circuit 11 first sends an inspection coil switching signal to the inspection coil switching circuit 6 in order to drive the inspection coil 3 arranged at the tip of the probe 2. Upon receiving this signal, the inspection coil switching circuit 6 connects the inspection coil drive circuit 7 and the magnetic field detection circuit 8 to the inspection coil 3 arranged at the tip of the probe 2.

【0021】この状態で、検査コイル駆動回路7の定電
流回路14は、発振回路13からの駆動周波数で検査コ
イル3の磁界発生コイル3aに一定の電流が流れるよう
に駆動制御し、検査コイル3より一定磁界を放射させ
る。このとき、磁界受信コイル3bは磁界発生コイル3
aからの磁界を受けて電流を発生する。この磁界受信コ
イル3bの受信信号は、磁界検出回路8に入力されて差
動増幅回路15で増幅され、BPF16で駆動周波数以
外の余分な信号成分が濾過された後、ピーク検出回路1
7に入力される。そしてピーク検出回路17において受
信信号のピーク値を表す直流信号になり、さらにADC
18でデジタルの磁界データに変換されて画像処理回路
11に出力される。
In this state, the constant current circuit 14 of the inspection coil drive circuit 7 performs drive control so that a constant current flows through the magnetic field generating coil 3a of the inspection coil 3 at the drive frequency from the oscillation circuit 13, and the inspection coil 3 Emit a more constant magnetic field. At this time, the magnetic field receiving coil 3b is replaced by the magnetic field generating coil 3b.
An electric current is generated by receiving a magnetic field from a. The received signal of the magnetic field receiving coil 3b is input to the magnetic field detection circuit 8, amplified by the differential amplification circuit 15, and filtered by the BPF 16 to remove excess signal components other than the drive frequency.
7 is input. Then, in the peak detection circuit 17, it becomes a DC signal representing the peak value of the received signal, and the ADC
It is converted to digital magnetic field data at 18 and output to the image processing circuit 11.

【0022】次の段階として、画像処理回路11は、干
渉コイル切換回路9に対し干渉コイル切換信号を送出
し、ベッド4に配置された干渉コイル5をあらかじめ設
定した順番で切り換えていく。そして、干渉コイル駆動
回路10によって順次接続された干渉コイル5を駆動す
る。このとき、各干渉コイル5を駆動したときに得られ
た磁界データを検査コイル3の順番と関連づけて記録し
ておく。
In the next step, the image processing circuit 11 sends an interference coil switching signal to the interference coil switching circuit 9 to switch the interference coils 5 arranged on the bed 4 in a preset order. Then, the interference coil drive circuit 10 drives the interference coils 5 that are sequentially connected. At this time, the magnetic field data obtained when each interference coil 5 is driven is recorded in association with the order of the inspection coils 3.

【0023】さらに、画像処理装置11は、プローブ2
の最後尾の検査コイル3まで順次切り換えながら、上記
の動作を繰り返し、プローブ2に配置されたすべての検
査コイル3に対する一連の磁界データを収集する。
Further, the image processing device 11 includes the probe 2
The above-described operation is repeated while sequentially switching to the last inspection coil 3 of, and a series of magnetic field data for all the inspection coils 3 arranged in the probe 2 is collected.

【0024】ここで、収集した磁界データの処理につい
て説明する。図3に示すように、空間座標(x5 ,y1
,z)に存在する検査コイル3が駆動されている場合
に、それぞれの空間座標(x1 ,y1 ,0),(x2 ,
y1 ,0),(x3 ,y1 ,0),(x4 ,y1 ,
0),(x5 ,y1 ,0),(x6 ,y1 ,0),(x
7 ,y1 ,0),(x8 ,y1 ,0)に配置された8個
の干渉コイル5が順次駆動されたときには、各磁界デー
タは磁界検出回路8により図4に示すように検出され
る。
The processing of the collected magnetic field data will be described here. As shown in FIG. 3, spatial coordinates (x5, y1
, Z), when the inspection coil 3 existing in each of them is driven, the respective spatial coordinates (x1, y1, 0), (x2,
y1, 0), (x3, y1, 0), (x4, y1,
0), (x5, y1, 0), (x6, y1, 0), (x
When the eight interference coils 5 arranged at (7, y1, 0) and (x8, y1, 0) are sequentially driven, each magnetic field data is detected by the magnetic field detection circuit 8 as shown in FIG.

【0025】図4の磁界データの曲線において、現れた
ピークは、(x5 ,y1 ,0)の干渉コイル5を駆動し
たときの磁界データであり、この干渉コイル5と検査コ
イル3との距離が8個の干渉コイル5の中で最短であっ
たため、最も干渉の度合いが高かったことを示してい
る。つまり、1つの検査コイル3を駆動しているとき
に、すべての干渉コイル5の中で最も干渉磁界が強く検
出されたコイルのxy座標が、その検査コイル3のxy
座標となる。
The peak appearing in the curve of the magnetic field data of FIG. 4 is the magnetic field data when the interference coil 5 of (x5, y1, 0) is driven, and the distance between the interference coil 5 and the inspection coil 3 is Since the length is the shortest among the eight interference coils 5, it indicates that the degree of interference is the highest. That is, when one inspection coil 3 is being driven, the xy coordinates of the coil in which the interference magnetic field is detected most strongly among all the interference coils 5 are the xy coordinates of the inspection coil 3.
Coordinates.

【0026】さらに、画像処理回路11は、干渉コイル
5と検査コイル3との距離に対する磁界データ、並び
に、プローブ2を内視鏡に配設する前の磁界データとプ
ローブ2を内視鏡に配設した後の磁界データとの比率を
あらかじめ記憶しておく。この距離に対するデータと先
ほど検出した磁界データの最大値にこの比率をかけた値
とが一致したときの距離が、検査コイル3のz座標とな
る。
Further, the image processing circuit 11 distributes the magnetic field data with respect to the distance between the interference coil 5 and the inspection coil 3 as well as the magnetic field data before the probe 2 is arranged in the endoscope and the probe 2 to the endoscope. The ratio with the magnetic field data after the setting is stored in advance. The distance when the data for this distance matches the maximum value of the magnetic field data detected previously multiplied by this ratio becomes the z coordinate of the inspection coil 3.

【0027】したがって、上記のように、複数の干渉コ
イル5の駆動により得られた磁界データのピーク値を検
出することで検査コイル3のベッド平面上での位置が求
められ、この磁界データのピーク値とあらかじめ記憶し
ている磁界データの距離に関するデータとを比較するこ
とによってベッドから検査コイル3までの距離を求める
ことができる。
Therefore, as described above, the position of the inspection coil 3 on the bed plane is obtained by detecting the peak value of the magnetic field data obtained by driving the plurality of interference coils 5, and the peak of this magnetic field data is obtained. The distance from the bed to the inspection coil 3 can be obtained by comparing the value with the previously stored data relating to the distance of the magnetic field data.

【0028】以上の処理を各検査コイル3について行う
ことにより、収集した磁界データからすべての検査コイ
ル3の空間座標が検出される。
By performing the above processing for each inspection coil 3, the spatial coordinates of all the inspection coils 3 are detected from the collected magnetic field data.

【0029】画像処理装置11は、前記検査コイル3の
空間座標のデータに基づいて内視鏡の挿入形状を表す画
像信号を生成し、表示装置12へ出力する。これを受け
て、表示装置12は内視鏡の挿入形状を示す2次元また
は(疑似)3次元の画像を画面に表示する。
The image processing device 11 generates an image signal representing the insertion shape of the endoscope based on the data of the spatial coordinates of the inspection coil 3 and outputs it to the display device 12. In response to this, the display device 12 displays a two-dimensional or (pseudo) three-dimensional image showing the insertion shape of the endoscope on the screen.

【0030】このように本実施形態では、一定磁界を発
生する磁界発生コイルと磁界を検出する磁界受信コイル
とを同一のコア上に設けた検査コイルをプローブ内に配
設し、この検査コイルにおいて、磁界発生コイルが発生
する一定磁界と、ベッド内の干渉コイルが発生する磁界
により生じる磁界の合成値を磁界受信コイルにより受信
する。このとき、干渉コイルによる磁界が発生しないと
きであってもすでに内視鏡の金属部分の影響を受けた状
態で磁界発生コイルからの磁界を受信しているため、外
部の干渉コイルから磁界の干渉を受けると、その分だけ
磁界が変動し磁界受信コイルに受信される。この変動分
を表す磁界データ信号を処理することにより内視鏡の挿
入部の形状が得られる。
As described above, in the present embodiment, the inspection coil in which the magnetic field generating coil for generating the constant magnetic field and the magnetic field receiving coil for detecting the magnetic field are provided on the same core is arranged in the probe. The combined value of the constant magnetic field generated by the magnetic field generating coil and the magnetic field generated by the magnetic field generated by the interference coil in the bed is received by the magnetic field receiving coil. At this time, even when the magnetic field is not generated by the interference coil, the magnetic field from the magnetic field generation coil is already received under the influence of the metal part of the endoscope, so that the interference of the magnetic field from the external interference coil. When the magnetic field is received, the magnetic field fluctuates by that amount and is received by the magnetic field receiving coil. The shape of the insertion portion of the endoscope can be obtained by processing the magnetic field data signal representing this variation.

【0031】よって本実施形態によれば、検査コイルに
より内視鏡の金属部分による磁界への影響をあらかじめ
知ることができるため、検出された磁界データから、そ
の影響を排除でき、内視鏡の正確な挿入形状を検出する
ことが可能となる。
Therefore, according to the present embodiment, the influence of the metallic portion of the endoscope on the magnetic field can be known in advance by the inspection coil, so that the influence can be eliminated from the detected magnetic field data, and It becomes possible to detect an accurate insertion shape.

【0032】以降の実施形態において、上述の検査コイ
ル及び干渉コイルを用いたものとは異なる構成により、
磁界の変化より内視鏡の挿入形状を検出する手段の構成
例をいくつか示す。
In the following embodiments, the structure different from that using the above-described inspection coil and interference coil,
Some configuration examples of the means for detecting the insertion shape of the endoscope from the change of the magnetic field will be shown.

【0033】図5ないし図10は本発明の第2の実施形
態に係り、図5はベッド面に設けたホール素子を示す斜
視図、図6はホール素子を拡大して示した説明図、図7
はスコープの内部に設けた永久磁石を示す斜視図、図8
は永久磁石の配設構造を示す斜視図、図9及び図10は
スコープが斜めになった場合の永久磁石とベッド面の位
置関係を示す説明図である。
5 to 10 relate to a second embodiment of the present invention, FIG. 5 is a perspective view showing a hall element provided on a bed surface, and FIG. 6 is an explanatory view showing an enlarged hall element. 7
8 is a perspective view showing a permanent magnet provided inside the scope, FIG.
Is a perspective view showing the arrangement structure of the permanent magnets, and FIGS. 9 and 10 are explanatory views showing the positional relationship between the permanent magnets and the bed surface when the scope is inclined.

【0034】第2の実施形態では、図5に示すように、
複数のホール素子21がベッド面22にマトリクス状に
配置される。個々のホール素子21には、図6に示され
るように、電流端子23と電圧端子24とが直交して設
けられる。これらの電流端子23及び電圧端子24は、
図示しない形状検出装置及び表示装置に接続される。
In the second embodiment, as shown in FIG.
A plurality of Hall elements 21 are arranged on the bed surface 22 in a matrix. As shown in FIG. 6, each Hall element 21 is provided with a current terminal 23 and a voltage terminal 24 which are orthogonal to each other. These current terminal 23 and voltage terminal 24 are
It is connected to a shape detection device and a display device (not shown).

【0035】一方、図7に示すように、内視鏡挿入部
(以下、スコープという)25の内部には、永久磁石2
6が設けられる。この永久磁石26には、図8に示すよ
うに、両端部に非磁性体のコネクタ27と非磁性体の支
持軸28とが連設され、支持軸28の端部が回転溝29
に対して回動自在に取り付けられている。永久磁石26
は、コネクタ27によって支持軸28の回りに回転する
ことが可能で、この支持軸28は、回転溝29に沿って
回動することが可能になっている。
On the other hand, as shown in FIG. 7, inside the endoscope insertion portion (hereinafter referred to as a scope) 25, the permanent magnet 2 is provided.
6 are provided. As shown in FIG. 8, a non-magnetic connector 27 and a non-magnetic support shaft 28 are connected to both ends of the permanent magnet 26, and the end of the support shaft 28 has a rotation groove 29.
It is attached rotatably with respect to. Permanent magnet 26
Can be rotated around a support shaft 28 by a connector 27, and the support shaft 28 can be rotated along a rotation groove 29.

【0036】従って、図9及び図10に示すように、ス
コープ25が傾いている場合などどのような向きに位置
している場合でも、常に支持軸28がベッド面22に対
して水平となり、永久磁石26の一面がベッド面22に
対して平行に位置し、永久磁石26の磁界がベッド面2
2に対して垂直方向に向くように構成されている。図の
例では永久磁石26のN極が常にベッド面22に対して
平行に対向するようになっている。
Therefore, as shown in FIGS. 9 and 10, the support shaft 28 is always horizontal with respect to the bed surface 22 regardless of the orientation of the scope 25 such that the scope 25 is tilted. One surface of the magnet 26 is positioned parallel to the bed surface 22, and the magnetic field of the permanent magnet 26 is
It is configured to face the direction perpendicular to 2. In the illustrated example, the N pole of the permanent magnet 26 is always opposed to the bed surface 22 in parallel.

【0037】次に、第2の実施形態による内視鏡形状検
出装置の作用について説明する。
Next, the operation of the endoscope shape detecting apparatus according to the second embodiment will be described.

【0038】ベッド面22上に横たわった患者の体腔内
にスコープ25を挿抜するとき、スコープ25に設けら
れた永久磁石26によって発生されるベッド面22に対
して垂直な磁界が、ベッド面22に配置されているホー
ル素子21上を横切る。ここで、図示しない形状検出装
置によりホール素子21の電流端子23に電流Iを流し
ておくと、永久磁石26の磁界がホール素子21上を横
切るとき、ホール素子21に加わる磁界方向と電流方向
とに共に直交する方向にホール電圧が生じる。このホー
ル電圧は、図6に示すように電圧端子24の両端の電圧
Vとなり、電圧端子24を通じて測定される。
When the scope 25 is inserted into or removed from the body cavity of the patient lying on the bed surface 22, a magnetic field perpendicular to the bed surface 22 generated by the permanent magnet 26 provided in the scope 25 is applied to the bed surface 22. It traverses over the Hall element 21 that is placed. Here, when a current I is made to flow to the current terminal 23 of the Hall element 21 by a shape detection device (not shown), when the magnetic field of the permanent magnet 26 crosses over the Hall element 21, the direction of the magnetic field applied to the Hall element 21 and the direction of the current flow. Hall voltage is generated in a direction orthogonal to both. This Hall voltage becomes the voltage V across the voltage terminal 24 as shown in FIG. 6, and is measured through the voltage terminal 24.

【0039】形状検出装置は、測定されたホール素子2
1の電圧変化から、ホール素子21に加わる磁界の強さ
を算出する。永久磁石26が発生する磁界の強さは一定
であるから、算出された磁界の強さからホール素子21
と永久磁石26との距離を得ることができる。こうして
得られる永久磁石26の位置を追跡することにより、ス
コープ25の全体形状を推定し、表示装置に挿入形状を
示す画像を表示する。
The shape detecting device has the measured Hall element 2
From the voltage change of 1, the strength of the magnetic field applied to the Hall element 21 is calculated. Since the strength of the magnetic field generated by the permanent magnet 26 is constant, the Hall element 21 is calculated from the calculated strength of the magnetic field.
And the permanent magnet 26 can be obtained. By tracking the position of the permanent magnet 26 thus obtained, the overall shape of the scope 25 is estimated, and an image showing the insertion shape is displayed on the display device.

【0040】このように本実施形態によれば、永久磁石
により発生する磁界の変化を検出することにより、内視
鏡の正確な挿入形状を検出することが可能となる。本実
施形態の構成ではスコープ側に設けられるものが永久磁
石であるため、駆動系等が必要なく、構成を簡略化でき
る。
As described above, according to this embodiment, it is possible to detect the accurate insertion shape of the endoscope by detecting the change in the magnetic field generated by the permanent magnet. In the configuration of the present embodiment, what is provided on the scope side is a permanent magnet, so that a drive system or the like is not required and the configuration can be simplified.

【0041】次に、第3の実施形態を図11ないし図1
5を参照して説明する。
Next, a third embodiment will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG.

【0042】第3の実施形態では、図11に示すよう
に、複数のホール素子21がベッド面22にマトリクス
状に配置され、図示しない形状検出装置及び表示装置に
接続される。そしてベッド面22の下側には、永久磁石
30が配設される。
In the third embodiment, as shown in FIG. 11, a plurality of Hall elements 21 are arranged in a matrix on the bed surface 22 and connected to a shape detection device and a display device (not shown). A permanent magnet 30 is arranged below the bed surface 22.

【0043】また、図12に示すように、スコープ25
の内部には、平板の磁性体31が設けられる。この磁性
体31は、第2の実施形態の永久磁石と同様に、図8な
いし図10に示される配設構造を有し、スコープ25が
どのような向きにある場合でも、磁性体31の一平面が
ベッド面22に対して平行な向きとなるように構成され
ている。
Further, as shown in FIG.
A flat magnetic body 31 is provided inside the. Similar to the permanent magnet of the second embodiment, this magnetic body 31 has the disposition structure shown in FIGS. 8 to 10, and the magnetic body 31 has a structure similar to that of the permanent magnet 31 regardless of the orientation of the scope 25. The plane is configured to be parallel to the bed surface 22.

【0044】次に、第3の実施形態による内視鏡形状検
出装置の作用について説明する。
Next, the operation of the endoscope shape detecting apparatus according to the third embodiment will be described.

【0045】ベッド面22上に横たわった患者の体腔内
にスコープ25を挿抜するとき、永久磁石30が発生す
る磁界によって磁性体31が磁化される。すると図13
に示すように、前記のように磁化された磁性体31がベ
ッド面22に配置されたホール素子21上を横切ると
き、永久磁石30の磁界が変動する。この磁界変動に応
じて、ホール素子21に発生するホール電圧も変動す
る。
When the scope 25 is inserted into or removed from the body cavity of the patient lying on the bed surface 22, the magnetic body 31 is magnetized by the magnetic field generated by the permanent magnet 30. Then Fig. 13
As shown in, when the magnetized magnetic body 31 crosses over the Hall element 21 arranged on the bed surface 22, the magnetic field of the permanent magnet 30 fluctuates. The Hall voltage generated in the Hall element 21 also changes according to the change in the magnetic field.

【0046】前記測定されたホール素子21の電圧変化
から、形状検出装置により、ホール素子21に加わる磁
界の強さを算出することができる。永久磁石30が発生
する磁界の強さは一定であるから、算出された磁界の強
さからホール素子21と磁性体31との距離を得ること
ができる。こうして得られる磁性体31の位置を追跡す
ることにより、スコープ25の全体形状を推定し、表示
装置に挿入形状を示す画像を表示する。
From the measured voltage change of the Hall element 21, the strength of the magnetic field applied to the Hall element 21 can be calculated by the shape detecting device. Since the strength of the magnetic field generated by the permanent magnet 30 is constant, the distance between the Hall element 21 and the magnetic body 31 can be obtained from the calculated strength of the magnetic field. By tracking the position of the magnetic body 31 thus obtained, the overall shape of the scope 25 is estimated, and an image showing the insertion shape is displayed on the display device.

【0047】このように本実施形態によれば、第2の実
施形態と同様に、永久磁石により発生する磁界の変化を
検出することにより、内視鏡の正確な挿入形状を検出す
ることが可能となる。本実施形態の構成ではスコープ側
に設けられるものは単なる磁性体であるため、駆動系等
が必要なく、構成を簡略かつ安価にできる。また、磁界
発生源である永久磁石が外部にあるため、磁界強度を変
更することも容易に可能である。
As described above, according to this embodiment, as in the second embodiment, it is possible to detect the accurate insertion shape of the endoscope by detecting the change in the magnetic field generated by the permanent magnet. Becomes In the configuration of the present embodiment, what is provided on the scope side is a simple magnetic body, so a drive system or the like is not required, and the configuration can be simplified and made inexpensive. Further, since the permanent magnet that is the magnetic field generation source is located outside, it is possible to easily change the magnetic field strength.

【0048】なお、スコープに設ける磁性体を複数個に
しても良い。このとき、図14に示すように、各磁性体
31a〜31dの間隔に差をつけておくことにより、磁
界変動が起こるまでの挿入量から、どの磁性体が磁化し
ているかを推定できる。この構成を用いれば、ここまで
の実施形態において、スコープ25の挿入状態をより詳
しく推定できる。また、図15に示すように、各磁性体
31e〜31gを設ける位置をずらしても良い。こうす
ることにより、磁界の変動の仕方の違いからどの磁性体
が磁化しているかを推定でき、スコープ25の挿入状態
をより詳しく推定できる。なお、ホール素子の代わりに
磁気抵抗素子を用いても良い。
A plurality of magnetic materials may be provided on the scope. At this time, as shown in FIG. 14, it is possible to estimate which magnetic body is magnetized from the insertion amount until the magnetic field variation occurs by providing the magnetic bodies 31a to 31d with different intervals. By using this configuration, the insertion state of the scope 25 can be estimated in more detail in the embodiments so far. Further, as shown in FIG. 15, the positions where the magnetic bodies 31e to 31g are provided may be shifted. By doing so, it is possible to estimate which magnetic body is magnetized from the difference in the way the magnetic field fluctuates, and to estimate the insertion state of the scope 25 in more detail. A magnetoresistive element may be used instead of the Hall element.

【0049】次に、第4の実施形態を図16ないし図2
2を参照して説明する。
Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIGS.
2 will be described.

【0050】第4の実施形態では、図16に示すよう
に、U字形の磁性体32がベッド面22上に移動可能に
配設されている。磁性体32には、図17に示すよう
に、両端部にコイル32a,32bが設けられ、磁性体
32を励磁する励磁回路33と、励磁された磁性体32
のインダクタンス変化を検出するインダクタンス検出回
路34とが接続されている。
In the fourth embodiment, as shown in FIG. 16, a U-shaped magnetic body 32 is movably arranged on the bed surface 22. As shown in FIG. 17, the magnetic body 32 is provided with coils 32a and 32b at both ends thereof, and an exciting circuit 33 for exciting the magnetic body 32 and an excited magnetic body 32 are provided.
Is connected to the inductance detection circuit 34 which detects the change in the inductance.

【0051】前記U字形の磁性体32は、図16に示す
ように、その中央部が軸35によって保持されており、
この軸35がベッド面22に平行でその長さが可変であ
る可動軸36に連結されている。可動軸36は、ベッド
面22に対して垂直な支持軸38に連結され、この支持
軸38がベッド側面に配設された固定部材37により保
持されている。これらの部材35〜38は、駆動回路3
9に接続され、駆動回路39の駆動制御により変位可能
となっている。
As shown in FIG. 16, the central portion of the U-shaped magnetic body 32 is held by a shaft 35,
The shaft 35 is connected to a movable shaft 36 that is parallel to the bed surface 22 and has a variable length. The movable shaft 36 is connected to a support shaft 38 perpendicular to the bed surface 22, and the support shaft 38 is held by a fixing member 37 arranged on the bed side surface. These members 35 to 38 correspond to the drive circuit 3
9 and is displaceable by drive control of the drive circuit 39.

【0052】すなわち、図18に示すように、U字形の
磁性体32は軸35の回りに回動が可能で、可動軸36
はその長さが可変であると同時に、支持軸38の回りに
回動可能となっている。また、図19に示すように、固
定部材37及び支持軸38は、ベッド側面に沿って滑ら
かに移動することが可能となっている。
That is, as shown in FIG. 18, the U-shaped magnetic body 32 is rotatable about a shaft 35, and a movable shaft 36 is provided.
Has a variable length and is rotatable about the support shaft 38. Further, as shown in FIG. 19, the fixing member 37 and the support shaft 38 can be smoothly moved along the side surface of the bed.

【0053】また、スコープ25の内部には、図12に
示した第3の実施形態と同様に、平板の磁性体31が設
けられ、スコープ25がどのような向きにある場合で
も、磁性体31の一平面がベッド面22に対して平行な
向きになるように構成されている。
Further, as in the third embodiment shown in FIG. 12, a flat plate magnetic body 31 is provided inside the scope 25 so that the magnetic body 31 can be placed in any orientation of the scope 25. The one plane is configured to be parallel to the bed surface 22.

【0054】また、前記インダクタンス検出回路34
は、駆動回路39に接続される。この駆動回路39は磁
性体の位置検出機能を備えている。
Further, the inductance detection circuit 34
Are connected to the drive circuit 39. The drive circuit 39 has a magnetic body position detection function.

【0055】次に、第4の実施形態による内視鏡形状検
出装置の作用について説明する。
Next, the operation of the endoscope shape detecting apparatus according to the fourth embodiment will be described.

【0056】スコープ25の挿入開始前の初期状態にお
いて、U字形の磁性体32は挿入開始点の直上に配置さ
れる。挿入開始後、スコープ25内の磁性体31がU字
形の磁性体32の真下に位置したとき、励磁回路33に
よって励磁されているU字形の磁性体32には、誘導さ
れる電圧に変化が生じる。この電圧変化は、U字形の磁
性体32に設けられたインダクタンス検出回路34によ
って、インダクタンスの変動として検出される。この検
出されたインダクタンスの変動から、磁性体31の微小
変動が算出でき、磁性体31の移動位置が推定される。
In the initial state before the insertion of the scope 25, the U-shaped magnetic body 32 is arranged immediately above the insertion start point. When the magnetic body 31 in the scope 25 is located directly below the U-shaped magnetic body 32 after the insertion is started, the induced voltage changes in the U-shaped magnetic body 32 excited by the excitation circuit 33. . This voltage change is detected as a change in inductance by the inductance detection circuit 34 provided in the U-shaped magnetic body 32. From this variation of the detected inductance, a minute variation of the magnetic body 31 can be calculated, and the moving position of the magnetic body 31 can be estimated.

【0057】こうして推定された磁性体31の推定位置
のデータは、駆動回路39にフィードバックされる。駆
動回路39は、フィードバックされた推定位置データを
基に磁性体31の進退方向を推定し、可動軸36と固定
部材37とを調節してU字形の磁性体32を移動させ
る。そして移動後の位置で、軸35の回りにU字形の磁
性体32を微小回転させ、検出されたインダクタンスの
変動から磁性体31の実際の進行方向を再び推定する。
このように磁性体31の進行方向を追跡することによ
り、スコープ25の挿入形状を推定する。
The data of the estimated position of the magnetic body 31 thus estimated is fed back to the drive circuit 39. The drive circuit 39 estimates the forward / backward direction of the magnetic body 31 based on the fed back estimated position data, adjusts the movable shaft 36 and the fixed member 37, and moves the U-shaped magnetic body 32. Then, at the position after the movement, the U-shaped magnetic body 32 is slightly rotated around the shaft 35, and the actual traveling direction of the magnetic body 31 is estimated again from the detected inductance variation.
By tracing the traveling direction of the magnetic body 31 in this manner, the insertion shape of the scope 25 is estimated.

【0058】このように本実施形態によれば、移動可能
なU字形の磁性体によってスコープ内に設けられた磁性
体の位置を追跡することにより、正確に内視鏡の挿入状
態を推定できる。
As described above, according to this embodiment, it is possible to accurately estimate the insertion state of the endoscope by tracking the position of the magnetic body provided in the scope by the movable U-shaped magnetic body.

【0059】なお、U字形の磁性体32を動かす際、図
20に示されるように、一端を支点として回動させ、コ
ンパスの要領で移動させながらスコープ内に設けられた
磁性体31を追跡しても良い。この方法では、スコープ
の挿入作業がスムーズに進んでいない場合でも、スコー
プ内の磁性体を見失うことなく追跡できる。
When moving the U-shaped magnetic body 32, as shown in FIG. 20, the magnetic body 31 provided in the scope is traced while rotating with one end as a fulcrum and moving in the manner of a compass. May be. With this method, even if the scope insertion work is not proceeding smoothly, it is possible to track the magnetic substance in the scope without losing sight.

【0060】また、図21に示されるように、U字形の
磁性体を32a,32b,32cのように複数設け、ス
コープ内の磁性体の推定領域を限定して各U字形の磁性
体で分担して追跡するようにしても良い。この方法で
は、それぞれのU字形の磁性体の移動範囲が小さくなる
ため、U字形の磁性体の駆動回路を簡略化することがで
きる。
As shown in FIG. 21, a plurality of U-shaped magnetic bodies 32a, 32b, and 32c are provided, and the estimated region of the magnetic body in the scope is limited to share each U-shaped magnetic body. You may make it track. In this method, since the moving range of each U-shaped magnetic body is reduced, the drive circuit for the U-shaped magnetic body can be simplified.

【0061】また、図22に示されるように、一つのU
字形の磁性体32によってベッド面22上の全領域を走
査しても良い。この方法では、スコープ内の磁性体の位
置を確実に探査できる。
Also, as shown in FIG. 22, one U
The entire area on the bed surface 22 may be scanned by the character-shaped magnetic body 32. With this method, the position of the magnetic substance in the scope can be reliably searched.

【0062】次に、第5の実施形態を図23ないし図2
6を参照して説明する。
Next, the fifth embodiment will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG.

【0063】第5の実施形態では、図23に示すよう
に、ベッド面22の周囲を包み込むように三つ一組のコ
イル40が設けられる。この三つ一組のコイル40は、
図24に示すように、その中央が一次コイル40a、両
側が二次コイル40bで構成され、コイルの巻方向は一
次と二次とで反対向きになっており、それぞれのコイル
が駆動励磁回路41に接続されている。駆動励磁回路4
1は、一次コイル40aを励磁し、このときに二次コイ
ル40bに誘導される電圧と位相を検出するようになっ
ている。
In the fifth embodiment, as shown in FIG. 23, a set of three coils 40 is provided so as to wrap around the bed surface 22. The three sets of coils 40 are
As shown in FIG. 24, the center is composed of a primary coil 40a and both sides are composed of secondary coils 40b. The winding directions of the coils are opposite to each other, and each coil is a drive excitation circuit 41. It is connected to the. Drive excitation circuit 4
1 excites the primary coil 40a, and detects the voltage and phase induced in the secondary coil 40b at this time.

【0064】また、図25に示されるように、三つ一組
のコイル40は固定部材42によって保持固定され、こ
の固定部材42は可動部材43に連結されており、三つ
一組のコイル40が固定部材42及び可動部材43を介
して駆動励磁回路41に接続されている。この可動部材
43により、駆動励磁回路41の駆動制御に基づいて、
三つ一組のコイル40及び固定部材42は水平方向と上
下方向に微小回転すると共に、ベッド面22全体を走査
することが可能になっている。
Further, as shown in FIG. 25, the three sets of coils 40 are held and fixed by the fixing member 42, and the fixing member 42 is connected to the movable member 43, and the three sets of coils 40 are connected. Are connected to the drive excitation circuit 41 via the fixed member 42 and the movable member 43. With this movable member 43, based on the drive control of the drive excitation circuit 41,
The coil 40 and the fixing member 42 in a set of three make fine rotations in the horizontal direction and the vertical direction, and can scan the entire bed surface 22.

【0065】一方スコープ25の内部には、図26に示
すように、円柱形の磁性体コア44が配設される。
On the other hand, inside the scope 25, as shown in FIG. 26, a cylindrical magnetic core 44 is arranged.

【0066】次に、第5の実施形態による内視鏡形状検
出装置の作用について説明する。
Next, the operation of the endoscope shape detecting apparatus according to the fifth embodiment will be described.

【0067】一次コイル40aが駆動励磁回路41によ
り励磁された状態で、スコープ25に内蔵された磁性体
コア44が三つ一組のコイル40中に存在すると、二次
コイル40bに誘導される起電力と位相が変化する。こ
こで、一次コイル40aと二次コイル40bとの極性が
逆になっているため、二次コイル40bに誘導される起
電力は、磁性体コア44の一次コイル40aの中心位置
からの変位に応じた大きさになる。また、二次コイル4
0bの出力電圧の位相は、磁性体コア44が一次コイル
40aのどちら側に位置するかによってその符号が反転
する。
When the magnetic cores 44 contained in the scope 25 are present in the three sets of coils 40 in the state where the primary coil 40a is excited by the drive excitation circuit 41, the induction induced by the secondary coil 40b occurs. Power and phase change. Here, since the polarities of the primary coil 40a and the secondary coil 40b are opposite, the electromotive force induced in the secondary coil 40b depends on the displacement from the center position of the primary coil 40a of the magnetic core 44. It becomes big. In addition, the secondary coil 4
The sign of the phase of the output voltage of 0b is inverted depending on which side of the primary coil 40a the magnetic core 44 is located.

【0068】こうして二次コイル40bに生じた起電力
と位相は、駆動励磁回路41によって検出され、その検
出結果より駆動励磁回路41は磁性体コア44の存在位
置を推定する。さらに、駆動励磁回路41により可動部
材43を通して固定部材42を微小回転することによ
り、三つ一組のコイル40を微小回転させる。そしてこ
のときの二次コイル40bにおける起電力と位相の変化
を磁性体コア44の推定位置算出手段にフィードバック
し、磁性体コア44の方向を推定する。このような処理
を繰り返しながら、固定部材42をベッド面22に対し
て平行に走査させ、磁性体コア44の位置と方向を追跡
して、スコープ25の挿入形状を推定する。
The electromotive force and the phase thus generated in the secondary coil 40b are detected by the drive excitation circuit 41, and the drive excitation circuit 41 estimates the existing position of the magnetic core 44 from the detection result. Further, the drive exciting circuit 41 makes a minute rotation of the fixed member 42 through the movable member 43, thereby minutely rotating the three sets of coils 40. Then, the changes in the electromotive force and the phase in the secondary coil 40b at this time are fed back to the estimated position calculation means of the magnetic core 44 to estimate the direction of the magnetic core 44. While repeating such processing, the fixing member 42 is scanned in parallel with the bed surface 22, the position and direction of the magnetic core 44 are traced, and the insertion shape of the scope 25 is estimated.

【0069】このように本実施形態によれば、三つ一組
のコイルにより誘導起電力を検出することにより、周辺
ノイズ等の影響を受けることなく正確な挿入形状の推定
が可能となる。
As described above, according to the present embodiment, the induced electromotive force is detected by the three sets of coils, so that the insertion shape can be accurately estimated without being affected by the ambient noise and the like.

【0070】なお、磁性体コア44を第3の実施形態の
図14または図15で示したような構成でスコープ25
内に複数設けても良い。こうすることで、三つ一組のコ
イルを微小回転させるための駆動回路を省略できる。ま
た、三つ一組のコイルを複数設けるようにしても良い。
こうすることで、三つ一組のコイルをベッド面22に沿
って走査させるための駆動回路を省略できる。
The magnetic core 44 has the structure shown in FIG. 14 or FIG. 15 of the third embodiment and has a scope 25.
You may provide a plurality inside. By doing so, it is possible to omit a drive circuit for minutely rotating the coils of three sets. Further, a plurality of three-set coils may be provided.
By doing so, it is possible to omit the drive circuit for scanning the three sets of coils along the bed surface 22.

【0071】次に、第6の実施形態を図27ないし図3
0を参照して説明する。
Next, a sixth embodiment will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to 0.

【0072】第6の実施形態では、図27に示すよう
に、電磁石46が設けられ、この電磁石46には交流電
流で励磁する交流励磁回路47が接続されている。電磁
石46は、ここでは図示しないが、第4の実施形態の図
16で示したような磁性体の保持駆動手段と同様の構成
により、ベッド面22上に保持される。
In the sixth embodiment, as shown in FIG. 27, an electromagnet 46 is provided, and an AC excitation circuit 47 for exciting with an AC current is connected to the electromagnet 46. Although not shown here, the electromagnet 46 is held on the bed surface 22 by the same structure as the magnetic body holding and driving means as shown in FIG. 16 of the fourth embodiment.

【0073】一方スコープ25の内部には、図28に示
すように、球形の空間48が設けられ、この空間48の
内部に球形の磁性体49が収納されている。空間48の
回りには、図29に示すように、複数の接触センサ50
が配設されている。各接触センサ50からは信号線51
が延出され、外部の図示しない接触検出回路に接続され
る。この接触検出回路は、磁性体49と接触している接
触センサ50がどれであるかを識別し、磁性体49が空
間48の壁面上のどの位置にあるかを検出するようにな
っている。
On the other hand, as shown in FIG. 28, a spherical space 48 is provided inside the scope 25, and a spherical magnetic body 49 is housed inside this space 48. Around the space 48, as shown in FIG.
Are arranged. Signal line 51 from each contact sensor 50
Is extended and connected to an external contact detection circuit (not shown). The contact detection circuit is configured to identify which contact sensor 50 is in contact with the magnetic body 49 and to detect the position of the magnetic body 49 on the wall surface of the space 48.

【0074】次に、第6の実施形態による内視鏡形状検
出装置の作用について説明する。
Next, the operation of the endoscope shape detecting apparatus according to the sixth embodiment will be described.

【0075】スコープ25の体腔内への挿抜に伴い、電
磁石46を交流励磁回路47によって交流励磁する。こ
こで交流により励磁された電磁石46下をスコープ25
内の磁性体49が通過すると、電磁石46の磁力によっ
て磁性体49が引きつけられる。
As the scope 25 is inserted into and removed from the body cavity, the electromagnet 46 is AC-excited by the AC excitation circuit 47. Here, under the electromagnet 46 excited by the alternating current, the scope 25
When the magnetic body 49 inside passes, the magnetic body 49 is attracted by the magnetic force of the electromagnet 46.

【0076】交流電磁石の場合、図30に示されるよう
に、磁力により引きつける力Fと磁性体49にかかる重
力mgとの間に平衡点が存在する。この平衡点では、磁
性体49がいずれの接触センサ50にも接触せず、接触
センサ50において接触が検出されなくなる。よって、
交流励磁回路47の励磁電流を調節することでこの平衡
点を探し出す。平衡点が見つかったら、このときの引き
つける力の値を以前に測定された引きつける力と磁性体
にかかる重力の関係にフィードバックし、以前の平衡点
との距離より電磁石46から磁性体49までの距離Zを
推定する。
In the case of the AC electromagnet, as shown in FIG. 30, there is an equilibrium point between the force F attracted by the magnetic force and the gravity mg applied to the magnetic body 49. At this equilibrium point, the magnetic body 49 does not come into contact with any of the contact sensors 50, and no contact is detected by the contact sensor 50. Therefore,
This equilibrium point is found by adjusting the exciting current of the AC exciting circuit 47. When the equilibrium point is found, the value of the attractive force at this time is fed back to the relationship between the previously measured attractive force and the gravity applied to the magnetic body, and the distance from the electromagnet 46 to the magnetic body 49 is calculated from the distance from the previous equilibrium point. Estimate Z.

【0077】そして、このような平衡点の位置を逐次追
跡することに加え、電磁石46を励磁しない場合に磁性
体49がどの接触センサ50と接触しているかの位置情
報からスコープ25の傾きの情報を得て、スコープ25
の挿入形状を検出する。
In addition to sequentially tracking the position of such an equilibrium point, information on the tilt of the scope 25 is obtained from the position information indicating which contact sensor 50 the magnetic body 49 is in contact with when the electromagnet 46 is not excited. Got scope 25
The insertion shape of is detected.

【0078】このように本実施形態によれば、移動可能
な電磁石によってスコープ内に設けられた磁性体の位置
を追跡すると共に、スコープの傾き情報を加えて形状を
推定できるため、内視鏡の挿入形状をより正確に推定す
ることが可能となる。
As described above, according to this embodiment, the position of the magnetic body provided in the scope can be tracked by the movable electromagnet and the shape can be estimated by adding the tilt information of the scope. It becomes possible to more accurately estimate the insertion shape.

【0079】次に、第7の実施形態を図31及び図32
を参照して説明する。
Next, the seventh embodiment will be described with reference to FIGS. 31 and 32.
This will be described with reference to FIG.

【0080】第7の実施形態では、図31に示すよう
に、ベッド面22上に超伝導を利用した磁束計52を格
納するための格納部材53が設けられる。この格納部材
53は、保持部材54によって保持されている。
In the seventh embodiment, as shown in FIG. 31, a storage member 53 for storing a magnetometer 52 utilizing superconductivity is provided on the bed surface 22. The storage member 53 is held by a holding member 54.

【0081】磁束計52は、図32に示すように、磁束
の勾配を検出するピックアップコイル55、ピックアッ
プコイル55によって検出された磁束を伝達する伝達コ
イル56、検出された磁界を量子化する超伝導リング5
7、量子化された磁界を受けとる受信回路58、受信さ
れた磁界の出力を検出する出力検出回路59を有して構
成される。
As shown in FIG. 32, the magnetometer 52 includes a pickup coil 55 for detecting the gradient of the magnetic flux, a transfer coil 56 for transmitting the magnetic flux detected by the pickup coil 55, and a superconducting device for quantizing the detected magnetic field. Ring 5
7, a receiving circuit 58 for receiving the quantized magnetic field, and an output detecting circuit 59 for detecting the output of the received magnetic field.

【0082】図32において、破線で囲まれたブロック
は超伝導が起こる温度まで冷却しておく必要がある。よ
って、磁束計52を格納する格納部材53は、このよう
な低温にも耐えうる材質により構成され、低温部分と常
温部分とを分離できるような構造となっている。
In FIG. 32, the block surrounded by the broken line needs to be cooled to a temperature at which superconductivity occurs. Therefore, the storage member 53 that stores the magnetometer 52 is made of a material that can withstand such a low temperature, and has a structure that can separate the low temperature portion and the normal temperature portion.

【0083】また図示しないが、スコープ25内には、
前述の実施形態と同様に、コイルや永久磁石といった磁
界発生源が設けられる。
Although not shown, in the scope 25,
Similar to the above embodiment, a magnetic field generation source such as a coil or a permanent magnet is provided.

【0084】次に、第6の実施形態による内視鏡形状検
出装置の作用について説明する。
Next, the operation of the endoscope shape detecting apparatus according to the sixth embodiment will be described.

【0085】スコープ25に設けられた磁界発生源が作
り出す磁界が磁束計52のピックアップコイル55を貫
くと、貫いた磁束の差分に相当する電流が発生する。こ
の電流は、伝達コイル56に磁界を発生させる。伝達コ
イル56で発生した磁界は、超伝導リング57によって
量子化され、量子化された磁束が受信回路58に伝えら
れて受信される。受信回路58が受信した磁束は、ある
最小単位を周期とした電圧変動として出力検出回路59
により検出される。
When the magnetic field generated by the magnetic field generator provided in the scope 25 penetrates the pickup coil 55 of the magnetometer 52, a current corresponding to the difference in the penetrated magnetic flux is generated. This current causes the transfer coil 56 to generate a magnetic field. The magnetic field generated by the transfer coil 56 is quantized by the superconducting ring 57, and the quantized magnetic flux is transmitted to the receiving circuit 58 and received. The magnetic flux received by the receiving circuit 58 is output as a voltage fluctuation with a certain minimum unit as a cycle.
Is detected by

【0086】こうして得られる電圧変動の振幅と周期変
動の様子は、磁束の勾配に一意的に対応するので、出力
検出回路59で検出された値を基にピックアップコイル
55が存在する位置に作られている磁場の強さとその勾
配を得ることができる。そして、この得られた磁場の強
さとその勾配から、ピックアップコイル55から磁界発
生源までの距離とその方向を推定する。
Since the amplitude of the voltage fluctuation and the manner of the periodic fluctuation thus obtained uniquely correspond to the gradient of the magnetic flux, they are formed at the position where the pickup coil 55 exists based on the value detected by the output detection circuit 59. The strength of the magnetic field and its gradient can be obtained. Then, the distance from the pickup coil 55 to the magnetic field generation source and its direction are estimated from the obtained magnetic field strength and its gradient.

【0087】このように本実施形態によれば、磁束の勾
配を量子化して検出することができるため、磁界発生源
までの距離により減衰することなく高感度の磁界測定が
可能であり、正確に内視鏡の挿入状態を推定できる。
As described above, according to the present embodiment, since the gradient of the magnetic flux can be quantized and detected, highly sensitive magnetic field measurement can be performed without attenuation depending on the distance to the magnetic field generation source, and accurate measurement is possible. The insertion state of the endoscope can be estimated.

【0088】ところで、従来の内視鏡形状検出装置で
は、検出した内視鏡形状と、体外に設けた基準マーカー
位置やX線で撮像した透過画像などを重畳表示すること
で、術者が体腔内での内視鏡の概略位置を推定できるよ
うになっている。しかしこの場合、内視鏡の位置がわか
るのみであり、内視鏡が挿入されている臓器が何である
かを正確に知ることはできない。
By the way, in the conventional endoscope shape detecting apparatus, the detected endoscope shape is superimposed on the reference marker position provided outside the body, the transmission image taken by X-rays, etc. The approximate position of the endoscope inside can be estimated. However, in this case, only the position of the endoscope is known, and it is not possible to accurately know what the organ in which the endoscope is inserted is.

【0089】そこで、体腔内の内視鏡挿入形状の検出に
加え、内視鏡が挿入されている臓器を正確に知ることが
可能な装置の構成例を以下に示す。
Therefore, in addition to detecting the endoscope insertion shape in the body cavity, an example of the configuration of an apparatus capable of accurately knowing the organ into which the endoscope is inserted is shown below.

【0090】図33ないし図36は内視鏡が挿入されて
いる臓器を検出可能な装置の第1の構成例を示したもの
である。
33 to 36 show a first structural example of a device capable of detecting an organ into which an endoscope is inserted.

【0091】図33に示すように、内視鏡システム10
1は、内視鏡106を用いて検査等を行う内視鏡装置1
02と、この内視鏡装置102と共に使用され、内視鏡
106の挿入部107内の各位置を検出することによ
り、検出された各位置から挿入部107の形状を推定
し、さらに推定された形状に対応するモデル化された内
視鏡の挿入部形状の画像を表示する内視鏡形状検出装置
103と、内視鏡先端部から得られる生体情報により、
内視鏡先端が挿入されている臓器を判断する挿入臓器判
定装置140と、を有して構成される。
As shown in FIG. 33, the endoscope system 10
Reference numeral 1 denotes an endoscope apparatus 1 for performing an inspection or the like using the endoscope 106.
02 and the endoscope device 102, and by detecting each position in the insertion portion 107 of the endoscope 106, the shape of the insertion portion 107 is estimated from each detected position, and further estimated. By the endoscope shape detection device 103 that displays an image of the modeled insertion portion shape of the endoscope corresponding to the shape, and the biometric information obtained from the endoscope distal end portion,
An insertion organ determination device 140 that determines the organ into which the distal end of the endoscope is inserted.

【0092】内視鏡検査用のベッド104には、被検体
としての患者105が載置され、この患者105の体腔
内に、内視鏡106の挿入部107が挿入される。
A patient 105 as a subject is placed on the bed 104 for endoscopy, and the insertion portion 107 of the endoscope 106 is inserted into the body cavity of the patient 105.

【0093】この内視鏡106は、細長で可撓性を有す
る挿入部107と、その後端に形成された太幅の操作部
108と、この操作部108の側部から延出されたユニ
バーサルケーブル109とを有し、このユニバーサルケ
ーブル109の末端のコネクタ109Aはビデオプロセ
ッサ111に着脱自在で接続できる。
The endoscope 106 includes an elongated and flexible insertion portion 107, a wide operation portion 108 formed at the rear end thereof, and a universal cable extended from the side portion of the operation portion 108. 109, and the connector 109A at the end of the universal cable 109 can be detachably connected to the video processor 111.

【0094】挿入部107には図示しないライトガイド
が挿通され、このライトガイドはさらに操作部108か
ら延出されたユニバーサルケーブル109内を挿通さ
れ、末端のコネクタ109Aに至る。そして、このコネ
クタ109Aの端面には、ビデオプロセッサ111に内
蔵された図示しない光源部のランプから照明光が供給さ
れ、このライトガイドによって照明光が伝送され、挿入
部107の先端部の(照明光出射手段を形成する)照明
窓に取り付けられた照明レンズ137から伝送した照明
光を前方に出射する。
A not-shown light guide is inserted into the insertion portion 107, and this light guide is further inserted into the universal cable 109 extended from the operation portion 108 to reach the terminal connector 109A. Then, the illumination light is supplied to the end face of the connector 109A from a lamp of a light source unit (not shown) built in the video processor 111, the illumination light is transmitted by the light guide, and the (illumination light of the distal end portion of the insertion unit 107 is The illumination light transmitted from the illumination lens 137 attached to the illumination window (which forms the emission means) is emitted forward.

【0095】この照明窓から出射された照明光により照
明され体腔内の内壁或は患部等の被写体は、先端部の照
明窓に隣接して形成された観察窓に取り付けた対物レン
ズ138によってその焦点面に配置された固体撮像素子
としてのCCDに像を結ぶ。
The subject illuminated by the illumination light emitted from the illumination window, such as the inner wall of the body cavity or the affected area, is focused by the objective lens 138 attached to the observation window formed adjacent to the illumination window at the tip. An image is formed on a CCD as a solid-state image sensor arranged on the surface.

【0096】このCCDは、ビデオプロセッサ111に
内蔵された図示しない信号処理部内のCCDドライブ回
路から出力されるCCDドライブ信号が印加されること
により、(CCDで)光電変換された画像信号が読み出
される。この画像信号は、挿入部107内等を挿通され
た信号線を経て信号処理部で信号処理されて標準的な映
像信号に変換され、カラーモニタ112に出力される。
カラーモニタ112は、対物レンズでCCDの光電変換
面に結像した内視鏡像をカラー表示する。
The CCD drive signal output from the CCD drive circuit in the signal processing unit (not shown) built in the video processor 111 is applied to the CCD, and the image signal photoelectrically converted (by the CCD) is read out. . The image signal is processed by the signal processing unit through the signal line inserted through the insertion unit 107 or the like, converted into a standard video signal, and output to the color monitor 112.
The color monitor 112 displays in color the endoscopic image formed on the photoelectric conversion surface of the CCD by the objective lens.

【0097】また、操作部108には湾曲操作ノブが設
けてあり、このノブを回動する操作を行うことにより挿
入部107の先端付近に形成した湾曲自在の湾曲部を湾
曲できるようにしている。これにより、屈曲した体腔内
経路にもその屈曲に沿うように挿入部107の先端側を
湾曲させることによりスムーズに挿入できるようになっ
ている。
A bending operation knob is provided on the operation portion 108, and the bending portion formed near the distal end of the insertion portion 107 can be bent by rotating the knob. . As a result, the distal end side of the insertion portion 107 can be curved so that it can be smoothly inserted into a curved body cavity path along the bending.

【0098】挿入部107先端の側面には、生体情報を
検知するためのセンサが集積化されて構成された生体情
報センサユニット139が設けられている。この生体情
報センサユニット139に設けられる集積化されたセン
サとして、半導体歪ゲージからなる圧力センサ、ガラス
電極やISFETからなるpHセンサ,pHセンサの感
応電極上に特定イオン透過膜を付着させたイオンセン
サ、サーミスタや熱電対からなる温度センサを有してい
る。
On the side surface of the tip of the insertion portion 107, there is provided a biometric information sensor unit 139 which is constructed by integrating sensors for detecting biometric information. As an integrated sensor provided in the biological information sensor unit 139, a pressure sensor composed of a semiconductor strain gauge, a pH sensor composed of a glass electrode or an ISFET, and an ion sensor having a specific ion permeable film attached on a sensitive electrode of the pH sensor , Has a temperature sensor including a thermistor and a thermocouple.

【0099】この生体情報センサユニット139の検出
信号は、挿入部107内等を挿通されユニバーサルケー
ブル109から分岐したセンサ信号線141を経て、挿
入臓器判定装置140に入力される。
The detection signal of the biological information sensor unit 139 is input to the inserted organ determination device 140 via the sensor signal line 141 which is inserted through the insertion portion 107 or the like and branched from the universal cable 109.

【0100】挿入臓器判定装置140の機能構成ブロッ
クを図34に示す。挿入臓器判定装置140は、入力部
に圧力センサ信号処理部142、pHセンサ信号処理部
143、イオンセンサ信号処理部144、温度センサ信
号処理部145を有している。これらの信号処理部14
2〜145には、生体情報センサユニット139内のそ
れぞれのセンサで検出された信号が入力され、その検出
値が求められる。求められた各検出値は比較判定部14
7に送られ、ここであらかじめ各臓器ごとに測定された
臓器生体データが格納されている臓器生体データ記憶部
146からのデータと比較され、検出値がどの臓器のも
のであるかが判定される。
FIG. 34 shows a functional block diagram of the inserted organ discriminating apparatus 140. The inserted organ determination device 140 has a pressure sensor signal processing unit 142, a pH sensor signal processing unit 143, an ion sensor signal processing unit 144, and a temperature sensor signal processing unit 145 at the input unit. These signal processing units 14
Signals detected by the respective sensors in the biological information sensor unit 139 are input to 2 to 145, and the detection values thereof are obtained. The respective detection values thus obtained are compared and determined by the comparison / determination unit 14
7 is compared with the data from the organ biometric data storage unit 146 in which the organ biometric data measured in advance for each organ is stored to determine which organ the detected value belongs to. .

【0101】臓器生体データは臓器毎に異なっているた
め、各センサで得られた検出値により臓器の特定が可能
である。判定された臓器名は、モニタ信号生成部148
により画像信号に変換されて内視鏡形状検出装置103
のモニタ123に出力され、内視鏡が挿入されている臓
器名がモニタ123に表示される。
Since the organ biometric data is different for each organ, the organ can be identified by the detection value obtained by each sensor. The determined organ name is the monitor signal generation unit 148.
Is converted into an image signal by the endoscope shape detection device 103
Is displayed on the monitor 123 and the name of the organ in which the endoscope is inserted is displayed on the monitor 123.

【0102】また、この内視鏡106には挿入部107
内に中空のチャンネル113が形成されており、このチ
ャンネル113の基端の挿入口113aから鉗子等の処
置具を挿通することにより、処置具の先端側を挿入部1
07の先端面のチャンネル出口113bから突出させて
患部等に対して生検とか治療処置等を行うことができ
る。
Further, the insertion portion 107 is attached to the endoscope 106.
A hollow channel 113 is formed inside, and a treatment tool such as forceps is inserted through the insertion opening 113a at the base end of the channel 113, so that the distal end side of the treatment tool is inserted into the insertion portion 1.
It is possible to perform a biopsy, a medical treatment or the like on the affected part by projecting it from the channel outlet 113b on the distal end surface of 07.

【0103】また、このチャンネル113に(体腔内に
挿入された挿入部107の)位置及び形状検出のための
プローブ115を挿通し、このプローブ115の先端側
をチャンネル113内の所定の位置に設定することがで
きる。
A probe 115 for position and shape detection (of the insertion portion 107 inserted into the body cavity) is inserted into the channel 113, and the tip side of the probe 115 is set at a predetermined position in the channel 113. can do.

【0104】図35に示すように、このプローブ115
には磁界を発生する磁界発生素子としての複数のソース
コイル116a,116b…(符号116iで代表す
る)が、絶縁性で可撓性を有する円形断面のチューブ1
19内に例えば一定間隔dとなる状態で、可撓性の支持
部材120とチューブ119内壁に絶縁性の接着剤で固
定されている。
As shown in FIG. 35, this probe 115
, A plurality of source coils 116 a, 116 b ... (Represented by reference numeral 116 i) as magnetic field generating elements for generating a magnetic field are tubes having an insulating and flexible circular cross section.
The flexible support member 120 and the inner wall of the tube 119 are fixed to the inner wall of the tube 119 with an insulating adhesive at a constant distance d, for example.

【0105】各ソースコイル116iは、例えば絶縁性
で硬質の円柱状のコア110に絶縁被覆された導線が巻
回されたソレノイド状コイルで構成され、各ソースコイ
ル116iの一端に接続されたリード線は共通にされて
支持部材120内を挿通され、他端のリード線117は
チューブ119内を手元側まで挿通されている。また、
チューブ119内には絶縁性の充填部材が充填され、チ
ューブ119が屈曲されてもチューブ119がつぶれな
いようにしている。また、チューブ119が屈曲されて
変形した場合でも、各ソースコイル116iは、硬質の
コア110に導線が巻回して、接着剤で固定されている
ので、ソースコイル116i自身はその形状が変形しな
い構造にしてあり、磁界発生の機能はチューブ119が
変形した場合でも不変となるようにしている。
Each source coil 116i is constituted by, for example, a solenoid coil in which a conductive wire wound around an insulating and hard cylindrical core 110 is wound, and a lead wire connected to one end of each source coil 116i. Are made common and are inserted through the inside of the support member 120, and the lead wire 117 at the other end is inserted through the inside of the tube 119 to the proximal side. Also,
An insulating filling member is filled in the tube 119 to prevent the tube 119 from being crushed even when the tube 119 is bent. Further, even if the tube 119 is bent and deformed, the source coil 116i itself has a conductive wire wound around the hard core 110 and is fixed with an adhesive, so that the source coil 116i itself does not change its shape. The function of generating the magnetic field is kept unchanged even when the tube 119 is deformed.

【0106】各ソースコイル116iの位置は、内視鏡
106の挿入部107内の既知の位置に設定されてお
り、各ソースコイル116iの位置を検出することによ
り、内視鏡106の挿入部107の離散的な位置(より
厳密には各ソースコイル116iの位置)が検出できる
ようにしている。
The position of each source coil 116i is set to a known position in the insertion portion 107 of the endoscope 106, and the insertion portion 107 of the endoscope 106 is detected by detecting the position of each source coil 116i. Discrete positions (more strictly, the positions of the source coils 116i) can be detected.

【0107】これらの散離的な位置を検出することによ
り、それらの間の位置もほぼ推定でき、従って散離的な
位置の検出により、体腔内に挿入された内視鏡106の
挿入部107の概略の形状を求めることが可能になる。
By detecting these dispersive positions, the position between them can also be roughly estimated, and therefore, by detecting the dispersive positions, the insertion portion 107 of the endoscope 106 inserted into the body cavity is detected. It is possible to obtain the approximate shape of.

【0108】各ソースコイル116iに接続されたリー
ド線117は、プローブ115の後端に設けた、或はプ
ローブ115の後端から延出されたケーブルの後端に設
けたコネクタ118に接続され、このコネクタ118は
内視鏡形状検出装置本体121のコネクタ受けに接続さ
れる。そして、後述するように各ソースコイル116i
には駆動信号が印加され、位置検出に利用される磁界を
発生する。
The lead wire 117 connected to each source coil 116i is connected to a connector 118 provided at the rear end of the probe 115 or at the rear end of a cable extending from the rear end of the probe 115, The connector 118 is connected to the connector receiver of the endoscope shape detecting device main body 121. Then, as will be described later, each source coil 116i
Is applied with a drive signal to generate a magnetic field used for position detection.

【0109】また、図33に示すように、ベッド104
の既知の位置、例えば3つの隅にはそれぞれ磁界を検出
する磁界検出素子としての3軸センスコイル122a,
122b,122c(符号122jで代表する)が取り
付けてあり、これらの3軸センスコイル122jはベッ
ド104から延出されたケーブル129を介して形状検
出装置本体121に接続される。
Further, as shown in FIG. 33, the bed 104
Of the triaxial sense coil 122a as a magnetic field detecting element for detecting the magnetic field at three known positions, for example, three corners,
122b and 122c (represented by reference numeral 122j) are attached, and these triaxial sense coils 122j are connected to the shape detection apparatus main body 121 via a cable 129 extending from the bed 104.

【0110】3軸センスコイル122jは、図35に示
すように、それぞれのコイル面が直交するように3方向
にコイル122X,122Y,122Zがそれぞれ巻回
され、各コイルはそのコイル面に直交する軸方向成分の
磁界の強度に比例した信号を検出する。
As shown in FIG. 35, in the triaxial sense coil 122j, coils 122X, 122Y and 122Z are wound in three directions so that the respective coil surfaces are orthogonal to each other, and each coil is orthogonal to the coil surface. A signal proportional to the strength of the magnetic field of the axial component is detected.

【0111】前記形状検出装置本体121は、3軸セン
スコイル122jの出力に基づいて各ソースコイル11
6iの位置を検出して、患者105内に挿入された内視
鏡106の挿入部107の形状を推定し、推定した形状
に対応したコンピュータグラフィック画像をモニタ12
3に表示する。
The main body 121 of the shape detecting device is based on the output of the triaxial sense coil 122j.
The position of 6i is detected, the shape of the insertion portion 107 of the endoscope 106 inserted in the patient 105 is estimated, and a computer graphic image corresponding to the estimated shape is displayed on the monitor 12
3 is displayed.

【0112】内視鏡形状検出装置103は磁気を利用し
ているので、磁気に対して透明でない金属が存在すると
鉄損などにより、影響を受けてしまい、磁界発生用のソ
ースコイル116iと検出用の3軸センスコイル122
jの間の相互インダクタンスに影響を与える。一般に、
相互インダクタンスをR+jXで表すと、(磁気に対し
て透明でない金属は)このR,X両者に影響を及ぼすこ
とになる。
Since the endoscope shape detecting device 103 uses magnetism, the presence of a metal that is not transparent to magnetism is affected by iron loss or the like, and the source coil 116i for magnetic field generation and the detector coil 116i for detection are used. 3-axis sense coil 122
Affects mutual inductance between j. In general,
When the mutual inductance is represented by R + jX, both R and X are affected (metals that are not transparent to magnetism).

【0113】この場合、微少磁界の検出で一般に用いら
れている直交検波で測定される信号の、振幅、位相が変
化することになる。そのため、精度よく信号を検出する
ためには、発生する磁界に影響を与えない環境を設定す
ることが望ましい。
In this case, the amplitude and the phase of the signal measured by the quadrature detection which is generally used for detecting the minute magnetic field are changed. Therefore, in order to detect a signal with high accuracy, it is desirable to set an environment that does not affect the generated magnetic field.

【0114】これを実現するためには、磁気的に透明な
材料(換言すると磁界に影響を及ぼさない材料)でベッ
ド104を構成すればよい。この磁気的に透明な材料と
しては、例えば、デルリン等の樹脂、FRP、木材、非
磁性材金属であればよい。
In order to realize this, the bed 104 may be made of a magnetically transparent material (in other words, a material that does not affect the magnetic field). The magnetically transparent material may be, for example, resin such as Delrin, FRP, wood, or a non-magnetic material metal.

【0115】実際にはソースコイル116iの位置検出
には交流磁界を用いるため、駆動信号の周波数において
磁気的に影響のない材料で形成しても良い。
Since an AC magnetic field is actually used to detect the position of the source coil 116i, the source coil 116i may be formed of a material that does not magnetically affect the frequency of the drive signal.

【0116】そこで、本構成例の内視鏡形状検出装置1
03とともに使用する内視鏡検査用ベッド104は、少
なくとも、発生する磁界の周波数において磁気的に透明
な非磁性材で構成されている。
Therefore, the endoscope shape detecting device 1 of the present configuration example.
The endoscopic bed 104 used together with 03 is made of a non-magnetic material that is magnetically transparent at least at the frequency of the generated magnetic field.

【0117】図36に内視鏡形状検出装置103の概略
構成を示す。内視鏡106のチャンネル113内に設定
されたプローブ115内のソースコイル116iにソー
スコイル駆動部124からの駆動信号が供給され、この
駆動信号が印加されたソースコイル116i周辺に磁界
が発生する。
FIG. 36 shows a schematic configuration of the endoscope shape detecting device 103. A driving signal from the source coil driving unit 124 is supplied to the source coil 116i in the probe 115 set in the channel 113 of the endoscope 106, and a magnetic field is generated around the source coil 116i to which the driving signal is applied.

【0118】このソースコイル駆動部124は、磁界発
生用発振部125から供給される交流信号を増幅して、
必要な磁界を発生するための駆動信号を出力する。磁界
発生用発振部125の交流信号は、ベッド104に設け
られた3軸センスコイル122jで検出される微少な磁
界を検出するための相互インダクタンス検出部126に
参照信号として送出される。
The source coil driving section 124 amplifies the AC signal supplied from the magnetic field generating oscillating section 125,
A drive signal for generating a required magnetic field is output. The AC signal of the magnetic field generating oscillator 125 is sent as a reference signal to the mutual inductance detector 126 for detecting the minute magnetic field detected by the triaxial sense coil 122j provided in the bed 104.

【0119】3軸センスコイル122jで検出される微
少な磁界検出信号は、センスコイル出力増幅器127で
増幅された後、相互インダクタンス検出部126に入力
される。相互インダクタンス検出部126では、参照信
号を基準として、増幅、直交検波(同期検波)を行い、
コイル間の相互インダクタンスに関連した信号を得る。
The minute magnetic field detection signal detected by the triaxial sense coil 122j is amplified by the sense coil output amplifier 127 and then input to the mutual inductance detection unit 126. The mutual inductance detection unit 126 performs amplification and quadrature detection (synchronous detection) with the reference signal as a reference,
Obtain a signal related to the mutual inductance between the coils.

【0120】本構成では、複数のソースコイル116i
が存在するので、各ソースコイル116iに接続された
リード線へ駆動信号を順次供給するように切り換える切
り換え手段となるソースコイル駆動電流分配器128が
ソースコイル駆動部124とソースコイル116iの間
に設けられる。
In this structure, a plurality of source coils 116i are used.
Is present, a source coil drive current distributor 128 serving as a switching means for switching to sequentially supply a drive signal to the lead wire connected to each source coil 116i is provided between the source coil drive section 124 and the source coil 116i. To be

【0121】前記相互インダクタンス検出部126で得
られた信号は、形状算出部130を構成するソースコイ
ル位置検出部(又は位置推定部)131に入力される。
ソースコイル位置検出部131は、入力されたアナログ
信号をデジタル信号に変換して位置検出の計算或は位置
推定の演算を行い、各ソースコイル116iに対して推
定された位置情報を得る。
The signal obtained by the mutual inductance detection unit 126 is input to the source coil position detection unit (or position estimation unit) 131 which constitutes the shape calculation unit 130.
The source coil position detector 131 converts the input analog signal into a digital signal to perform position detection calculation or position estimation calculation, and obtains the estimated position information for each source coil 116i.

【0122】この位置情報は、形状画像生成部132に
送られ、形状画像生成部132は得られた離散的な各位
置情報から間を補間する補間処理等のグラフィック処理
を行って内視鏡106の挿入部107の形状を推定し、
推定された形状に対応する画像を生成して、モニタ信号
生成部133に送る。
This position information is sent to the shape image generation unit 132, and the shape image generation unit 132 performs graphic processing such as interpolation processing for interpolating between the obtained discrete position information and the endoscope 106. The shape of the insertion part 107 of
An image corresponding to the estimated shape is generated and sent to the monitor signal generation unit 133.

【0123】モニタ信号生成部133は、形状に対応す
る画像を表すRGB或はNTSC或はPAL方式等の映
像信号を生成し、モニタ123に出力し、モニタ123
の表示面に内視鏡106の挿入部形状に対応する画像を
表示する。
The monitor signal generator 133 generates a video signal of RGB or NTSC or PAL system or the like representing an image corresponding to the shape, and outputs it to the monitor 123.
An image corresponding to the shape of the insertion portion of the endoscope 106 is displayed on the display surface of.

【0124】なお、ソースコイル位置検出部31は、1
つの位置検出の計算を終了した後に、ソースコイル駆動
電流分配器128に切り換えの信号を送り、次のソース
コイル116iに駆動電流を供給してその位置検出の計
算を行う。または、各位置検出の計算を終了する前に、
ソースコイル駆動電流分配器128に切り換えの信号を
送り、3軸センスコイル122jで検出した信号をメモ
リに順次記憶させるようにしても良い。
The source coil position detector 31 is set to 1
After the calculation of one position detection is completed, a switching signal is sent to the source coil drive current distributor 128 to supply a drive current to the next source coil 116i to perform the position detection calculation. Or before finishing the calculation of each position detection,
A switching signal may be sent to the source coil drive current distributor 128 so that the signals detected by the triaxial sense coil 122j are sequentially stored in the memory.

【0125】また、システム制御部134が設けられ、
このシステム制御部134は、CPU等で構成され、ソ
ースコイル位置検出部131、形状画像生成部132、
モニタ信号生成部133の動作等を制御する。また、こ
のシステム制御部134には操作部135が接続され
る。この操作部35は、図示しないキーボード及びマウ
ス等で構成され、これらを操作することにより、内視鏡
形状の描画モデルの選択とか、モニタ123に表示され
る内視鏡形状を選択された視野方向に対する画像で表示
させる指示を行うこともできる。
Further, a system control unit 134 is provided,
The system control unit 134 includes a CPU and the like, and includes a source coil position detection unit 131, a shape image generation unit 132,
The operation of the monitor signal generation unit 133 is controlled. An operation unit 135 is connected to the system control unit 134. The operation unit 35 is composed of a keyboard, a mouse, and the like (not shown), and by operating these, a selection of an endoscopic drawing model or a viewing direction in which the endoscopic shape displayed on the monitor 123 is selected It is also possible to give an instruction to display as an image.

【0126】なお、内視鏡106の挿入部107先端の
側面に配設する生体情報センサユニット139は、計測
の確度を上げるために異なった側面に複数個設けても良
い。
A plurality of biological information sensor units 139 arranged on the side surface of the distal end of the insertion portion 107 of the endoscope 106 may be provided on different side surfaces in order to improve the accuracy of measurement.

【0127】また、生体情報センサユニット139を構
成するセンサとしては、上記の構成例で挙げたものに限
定されず、臓器毎に異なった値をとる生体情報量、例え
ば組織分光特性や酸素分圧等を検出するセンサを用いて
も良い。
The sensors constituting the biological information sensor unit 139 are not limited to those mentioned in the above configuration example, and the amount of biological information having different values for each organ, for example, tissue spectral characteristics and oxygen partial pressure. You may use the sensor which detects etc.

【0128】本例によれば、内視鏡の体腔内での挿入形
状を検出表示する内視鏡形状検出装置において、内視鏡
先端に設けられた生体情報センサユニットにより検出し
た生体情報に基づいて、内視鏡の挿入臓器を判定する挿
入臓器判定装置を組み込んだことにより、術者は体腔内
での内視鏡の形状と、その挿入されている正確な臓器と
を併わせて知ることができ、従来は推定で行っていた観
察部位の同定をより正確に行うことができる。
According to the present example, in the endoscope shape detecting device for detecting and displaying the insertion shape of the endoscope in the body cavity, based on the biological information detected by the biological information sensor unit provided at the tip of the endoscope. By incorporating an insertion organ determination device that determines the insertion organ of the endoscope, the operator can know the shape of the endoscope in the body cavity and the exact organ inserted. Therefore, it is possible to more accurately identify the observation site that was conventionally estimated.

【0129】次に、内視鏡が挿入されている臓器を検出
可能な装置の第2の構成例を図37に示す。
Next, FIG. 37 shows a second structural example of a device capable of detecting an organ into which an endoscope is inserted.

【0130】本例では、内視鏡106の挿入部107に
設けられた中空のチャンネル113内に挿通されている
プローブ115の先端部に、生体情報センサユニット1
39が設けられている。生体情報センサユニット139
の検出信号は、プローブ115内を挿通されチャンネル
挿入口113aの更に手元側でプローブ115から分岐
したセンサ信号線141を経て、挿入臓器判定装置14
0に入力されるようになっている。
In this example, the biological information sensor unit 1 is attached to the tip of the probe 115 which is inserted into the hollow channel 113 provided in the insertion portion 107 of the endoscope 106.
39 is provided. Biological information sensor unit 139
The detection signal of is inserted through the probe 115 and further passes through the sensor signal line 141 branched from the probe 115 on the near side of the channel insertion port 113a, and then the inserted organ determination device 14 is detected.
0 is input.

【0131】その他の部分の構成及び作用は前述した第
1の構成例と同様である。
The configuration and operation of the other parts are the same as those of the first configuration example described above.

【0132】本例によれば、内視鏡の形状を検出するた
めのプローブに、生体情報を検出するセンサユニットを
組み込んだことにより、センサを配設した専用の内視鏡
を使わずに、一般的な内視鏡を使用して、内視鏡の形状
検出と挿入臓器の特定を行うことが可能となる。
According to this example, the probe for detecting the shape of the endoscope incorporates the sensor unit for detecting biological information, so that a dedicated endoscope provided with a sensor is not used. It becomes possible to detect the shape of the endoscope and identify the inserted organ using a general endoscope.

【0133】ところで、内視鏡形状検出装置としては、
外部からの電磁波を内視鏡挿入部内で受信して位置を検
出するものとか、挿入部に設けた受信用空中線に対し外
部に設けた送信用空中線を走査して挿入部の挿入状態を
検出するもの、またこれらとは逆に、内視鏡挿入部内に
発信手段を設けここから発信された電磁波や磁界等を体
外で受信を行うことにより挿入部の挿入状態を検出する
ものなどがある。
By the way, as the endoscope shape detecting device,
To detect the position by receiving electromagnetic waves from the outside in the endoscope insertion part, or to detect the insertion state of the insertion part by scanning the transmission antenna provided outside with respect to the reception antenna provided in the insertion part. On the contrary, there is a device which, on the contrary, detects the insertion state of the insertion part by providing a transmission means inside the insertion part of the endoscope and receiving the electromagnetic wave or the magnetic field transmitted from the insertion part outside the body.

【0134】これらの内視鏡挿入部内に設けられる受信
素子または発信素子は、内視鏡全長にわたって延設され
ているリード線によって挿入状態検出装置と電気的に接
続される。この素子とリード線との接続は、従来のもの
では、素子から延出している銅線とリード線自身とを銅
線同士半田付けすることにより通常行われている。
The receiving element or the transmitting element provided in the endoscope insertion portion is electrically connected to the insertion state detecting device by a lead wire extending over the entire length of the endoscope. Conventionally, the connection between the element and the lead wire is usually made by soldering the copper wire extending from the element and the lead wire to each other.

【0135】しかし、内視鏡を患者の体腔内等に挿入す
る場合には、挿入部に対して湾曲、ねじり等の動作が行
われるため、受信部、発信部、リード線及びこれらの接
続部分に、押し引きの力が加わったり、内蔵されている
光ファイバや鉗子チャンネル等が動いて干渉が生じた
り、振動が加わったりすることがあり、従来のように、
位置検出用の受信部や発信部とリード線との接続を銅線
同士の半田付けで行っている場合は、その半田付け部分
近傍において銅線が破断するおそれがあった。
However, when the endoscope is inserted into the body cavity of a patient or the like, the insertion portion is bent or twisted, so that the receiving portion, the transmitting portion, the lead wire and the connecting portion thereof are connected. In addition, the force of pushing and pulling may be applied, the built-in optical fiber or forceps channel may move to cause interference, or vibration may be applied.
When the lead wire is connected to the position detecting receiver or transmitter by soldering the copper wires to each other, the copper wire may be broken in the vicinity of the soldered portion.

【0136】また、この受信部または発信部を内視鏡挿
入部内に設ける際の半田付けの作業は、細い銅線同士を
接続することになるため、非常に作業性が悪く、作業が
困難であるという問題点があった。
Further, the work of soldering when the receiving portion or the transmitting portion is provided in the endoscope insertion portion involves connecting thin copper wires to each other, so that the workability is extremely poor and the work is difficult. There was a problem.

【0137】そこで、内視鏡挿入部内に設けられる受信
部または発信部とリード線との接続部分の機械的強度を
向上させ、信号線の破断を防ぐと共に、配線時の作業性
を良好にすることが可能な構成例を以下に示す。
Therefore, the mechanical strength of the connecting portion between the receiving portion or the transmitting portion and the lead wire provided in the endoscope insertion portion is improved, the breakage of the signal line is prevented, and the workability at the time of wiring is improved. A possible configuration example is shown below.

【0138】図38及び図39は内視鏡挿入部内に設け
られる位置検出用の受信部または発信部に係る第1の構
成例を示したものである。
FIGS. 38 and 39 show a first structural example relating to the position detecting receiver or transmitter provided in the endoscope insertion portion.

【0139】内視鏡挿入部201内には、内視鏡形状検
出のための磁界検出用の受信部または磁界発生用の発信
部として、コイル202が設けられている。このコイル
202は、円筒状の単芯ソレノイド形状のもので構成さ
れている。コイル202は、内視鏡挿入部201に設け
られたコイルチューブ203内に挿通されて保持されて
おり、コイル202より延出したリード線204が内視
鏡挿入部の手元側まで挿通され、図示しない内視鏡形状
検出装置に電気的に接続されている。
Inside the endoscope insertion portion 201, a coil 202 is provided as a receiving portion for detecting a magnetic field for detecting the shape of the endoscope or a transmitting portion for generating a magnetic field. The coil 202 has a cylindrical single-core solenoid shape. The coil 202 is inserted and retained in a coil tube 203 provided in the endoscope insertion portion 201, and a lead wire 204 extending from the coil 202 is inserted to the proximal side of the endoscope insertion portion, and is illustrated. Not electrically connected to the endoscope shape detection device.

【0140】コイル202とリード線204との接続状
態を図39に示す。コイル202は、コア材205の周
囲に銅線206を所望の巻数だけ巻回して形成されてお
り、コア材205には、配線パターン207が印刷され
たフィルム基板208が接続されている。このフィルム
基板208上の配線パターン207とコア材205の周
囲に巻かれた銅線206とは電気的に接続されており、
配線パターン207の端部には半田付けしろ209が設
けられている。そして、半田付けしろ209においてリ
ード線204が半田付けされており、銅線206とリー
ド線204とが電気的に導通している。
The connection state of the coil 202 and the lead wire 204 is shown in FIG. The coil 202 is formed by winding a desired number of turns of a copper wire 206 around a core material 205, and a film substrate 208 on which a wiring pattern 207 is printed is connected to the core material 205. The wiring pattern 207 on the film substrate 208 and the copper wire 206 wound around the core material 205 are electrically connected,
A soldering margin 209 is provided at an end of the wiring pattern 207. Then, the lead wire 204 is soldered at the soldering margin 209, and the copper wire 206 and the lead wire 204 are electrically connected.

【0141】このように本構成例では、銅線206とリ
ード線204との接続は、ある程度の強度をもったフィ
ルム基板上において半田付けにより行われているため、
銅線同士の半田付けに比べ接続部の強度が高くなってい
る。また、コイル202の内視鏡挿入部内への組み込み
の作業の際、コイルの銅線206とリード線204との
接続には、フィルム基板208上の半田付けしろ209
が利用できるため、半田ごての可動範囲が広く、銅線同
士の半田付けに比べ、非常に作業性が良好である。
As described above, in this configuration example, the copper wire 206 and the lead wire 204 are connected by soldering on the film substrate having a certain strength.
The strength of the connection is higher than when soldering copper wires together. Further, when the coil 202 is assembled into the endoscope insertion portion, the copper wire 206 of the coil is connected to the lead wire 204 by soldering on the film substrate 208.
Since the soldering iron can be used, the movable range of the soldering iron is wide and the workability is very good as compared with the soldering of copper wires.

【0142】比較のために、従来の銅線同士を接続した
配線例を図40に示す。この従来例のように、コイル2
10の銅線211とリード線212との細い銅線同士を
半田で接続するものでは、押し引きなどによる外力は半
田付けによる接続部213の前後に集中することにな
る。また、振動により接続部213が自身の重みで上下
動することも考えられ、これらの応力によって接続部2
13近傍の銅線211及びリード線212が金属疲労に
より破断しやすくなるという不具合があった。
For comparison, FIG. 40 shows a wiring example in which conventional copper wires are connected to each other. As in this conventional example, the coil 2
In the case of connecting the thin copper wires 211 and the lead wires 212 of 10 by soldering, the external force due to pushing and pulling or the like is concentrated before and after the connecting portion 213 by soldering. Further, it is possible that the connecting portion 213 moves up and down under its own weight due to the vibration, and these stresses cause the connecting portion 2 to move.
There was a problem that the copper wire 211 and the lead wire 212 near 13 were easily broken due to metal fatigue.

【0143】本例によれば、内視鏡形状検出のための磁
界検出用の受信部または磁界発生用の発信部より配線パ
ターンを有する柔軟なフィルム基板を延出させ、内視鏡
形状検出装置への信号伝達用のリード線との接続をこの
フィルム基板上において行う構成とすることによって、
受信部または発信部とリード線との接続部の機械的強度
を向上させることができ、リード線の破断のおそれを防
止することができると共に、配線時の作業性を向上させ
ることができる。
According to this example, the flexible film substrate having the wiring pattern is extended from the receiving portion for detecting the magnetic field for detecting the shape of the endoscope or the transmitting portion for generating the magnetic field. By configuring the connection with the lead wire for signal transmission to the on this film substrate,
The mechanical strength of the connecting portion between the receiving portion or the transmitting portion and the lead wire can be improved, the risk of breakage of the lead wire can be prevented, and the workability during wiring can be improved.

【0144】次に、内視鏡挿入部内に設けられる位置検
出用の受信部または発信部に係る第2の構成例を図41
及び図42に示す。
Next, FIG. 41 shows a second structural example relating to the position detecting receiver or transmitter provided in the endoscope insertion portion.
And shown in FIG.

【0145】第2の構成例は、位置検出用の受信部また
は発信部を、コイルではなくリードパターンが印刷され
たフィルム基板上にホール素子を設けて構成したもので
ある。図41はフィルム基板を展開した状態を、図42
は図41のフィルム基板を立方体状に形成した状態をそ
れぞれ示している。なお、ホール素子の代わりに磁気抵
抗素子を用いても良い。
In the second example of the structure, the position detecting receiver or transmitter is formed by providing a Hall element on a film substrate on which a lead pattern is printed instead of a coil. FIG. 41 shows a state in which the film substrate is expanded, and FIG.
41 shows the state where the film substrate of FIG. 41 is formed into a cube. A magnetoresistive element may be used instead of the Hall element.

【0146】フィルム基板220は、立方体の6面を展
開した形状をなしており、各面に対応する位置のうち隣
接する3面にホール素子221が設けられている。また
図示しないが、フィルム基板220にはホール素子22
1と電気的に導通しているリードパターンが印刷されて
形成されており、第1の構成例と同様に、このフィルム
基板220のリードパターン上において半田付けによっ
てリード線と接続されるようになっている。
The film substrate 220 has a shape in which six faces of a cube are developed, and the hall elements 221 are provided on the three adjacent faces of the positions corresponding to the faces. Although not shown, the Hall element 22 is provided on the film substrate 220.
1 is formed by printing a lead pattern that is electrically connected to the lead pattern 1. Like the first configuration example, the lead pattern of the film substrate 220 is connected to the lead wire by soldering. ing.

【0147】このフィルム基板220を折り曲げ、図4
2に示すように立方体の形状に組立てることにより、3
軸方向の磁気検出を行うことができる受信部または発信
部が形成される。
This film substrate 220 is bent and the structure shown in FIG.
By assembling into a cubic shape as shown in 2,
A receiver or transmitter capable of axial magnetic detection is formed.

【0148】本例のようにコイルの代わりにホール素子
により構成した受信部または発信部においても、第1の
構成例と同様に、リード線との接続部の機械的強度を向
上させることができると共に、配線時の作業性を向上さ
せることができる。なお、ホール素子を複数個設けてい
るため、リード線の半田付けの箇所が増えることになる
が、作業性が良いので、組立、製造が容易である。
Even in the receiving portion or the transmitting portion constituted by the Hall element instead of the coil as in this example, the mechanical strength of the connecting portion with the lead wire can be improved as in the first configuration example. At the same time, workability at the time of wiring can be improved. It should be noted that since a plurality of Hall elements are provided, the number of locations where lead wires are soldered increases, but workability is good and assembly and manufacturing are easy.

【0149】また、第3の構成例として、第2の構成例
のような1枚のフィルム基板で受信部または発信部を構
成するものを変更して、図43及び図44に示すよう
に、複数(ここでは2枚)のフィルム基板225a,2
25bにより受信部または発信部を構成することもでき
る。
Further, as a third configuration example, by changing what constitutes the receiving section or the transmitting section with one film substrate as in the second configuration example, as shown in FIGS. 43 and 44, A plurality (here, two) of film substrates 225a, 2
It is also possible to configure a receiving unit or a transmitting unit with 25b.

【0150】フィルム基板225a,225bにはそれ
ぞれホール素子221が設けられており、これらのフィ
ルム基板を図44のように組み合わせて立方体状に形成
することにより、3軸方向の磁気検出を行うことができ
る受信部または発信部が構成される。
Hall elements 221 are provided on the film substrates 225a and 225b, respectively, and by combining these film substrates as shown in FIG. 44 to form a cube, magnetic detection in three axial directions can be performed. A receiver or transmitter that can be configured.

【0151】このような構成においても、第2の構成例
と同様の作用、効果が得られる。
With such a structure, the same operation and effect as those of the second structure example can be obtained.

【0152】以上説明した内視鏡挿入部内に設けられる
位置検出用の受信部または発信部の構成例によれば、内
視鏡挿入形状検出装置において、位置検出用の受信部ま
たは発信部とリード線との接続部分の機械的強度が強
く、かつ、製造が容易な構造を提供できる。
According to the configuration example of the position detecting receiving section or the transmitting section provided in the endoscope inserting section described above, in the endoscope inserting shape detecting apparatus, the position detecting receiving section or the transmitting section and the lead are provided. It is possible to provide a structure in which the connection portion with the wire has high mechanical strength and is easy to manufacture.

【0153】次に、内視鏡の挿入形状を検出する装置に
おいて、磁界の検出によらない他の手段として、体組織
の温度を計測する手段を用いた構成例を以下に示す。
Next, in the device for detecting the insertion shape of the endoscope, an example of the structure using a means for measuring the temperature of body tissue as another means not depending on the detection of the magnetic field is shown below.

【0154】図45は体組織の温度計測手段を用いた内
視鏡形状検出装置の第1の構成例を示したものである。
FIG. 45 shows a first configuration example of an endoscope shape detecting apparatus using a body tissue temperature measuring means.

【0155】スコープ250の側部表面には温度センサ
251が設けられる。この温度センサ251からは、2
本の導線252が延出され、スコープ250の基端部ま
で挿通されている。そして、この導線252を介して、
温度センサ251が外部に設けられた起電力測定回路2
53に接続されている。
A temperature sensor 251 is provided on the side surface of the scope 250. From this temperature sensor 251, 2
The lead wire 252 of the book is extended and inserted to the base end portion of the scope 250. Then, through this lead wire 252,
Electromotive force measurement circuit 2 with temperature sensor 251 provided outside
53.

【0156】スコープ250を体腔内に挿抜する際、そ
の表面が体組織に接触する。このとき、スコープ250
の表面に設けられた温度センサ251も体組織に接触す
る。すると、温度センサ251は、体組織の温度に応じ
てその温度が変化し、この温度の変化に伴い、温度セン
サ251の抵抗値が変化する。この温度センサ251の
抵抗値の変化は、温度センサ251に接続されている導
線252の間に発生する起電力を変化させる。この起電
力の変化を起電力測定回路253で測定することによ
り、温度センサ251に接触した体組織の温度を計測で
きる。なお、温度センサは、熱伝導率の高い材質で覆っ
ても良い。
When the scope 250 is inserted into or removed from the body cavity, its surface comes into contact with body tissue. At this time, the scope 250
The temperature sensor 251 provided on the surface of the body also contacts the body tissue. Then, the temperature of the temperature sensor 251 changes according to the temperature of the body tissue, and the resistance value of the temperature sensor 251 changes with the change of the temperature. The change in the resistance value of the temperature sensor 251 changes the electromotive force generated between the lead wires 252 connected to the temperature sensor 251. By measuring this change in electromotive force with the electromotive force measuring circuit 253, the temperature of the body tissue in contact with the temperature sensor 251 can be measured. The temperature sensor may be covered with a material having high thermal conductivity.

【0157】こうして得られた体組織の温度は、図示し
ない外部の内視鏡形状検出装置により、事前に測定され
た体組織別の温度分布データと比較される。比較の結
果、挿入状態にある温度センサ251の周辺の体組織の
種類を認知することができ、スコープ250がどこまで
挿入されているかの情報を得ることができる。さらに、
検出された実際のスコープ挿入量から、挿入状態にある
スコープ250全体の形状を推定する。
The temperature of the body tissue thus obtained is compared with the temperature distribution data for each body tissue measured in advance by an external endoscope shape detecting device (not shown). As a result of the comparison, the type of body tissue around the temperature sensor 251 in the inserted state can be recognized, and information on how far the scope 250 is inserted can be obtained. further,
The shape of the entire scope 250 in the inserted state is estimated from the detected actual insertion amount of the scope.

【0158】本例によれば、スコープに温度センサを設
ける、という細工をスコープに施すだけで、挿入状態に
あるスコープの形状を推定できる。なお、図45では温
度センサを1個しか示していないが、複数個設けること
でより正確なスコープの挿入状態を推定できる。
According to the present example, the shape of the scope in the inserted state can be estimated only by making a work of providing the temperature sensor on the scope. Although only one temperature sensor is shown in FIG. 45, a more accurate insertion state of the scope can be estimated by providing a plurality of temperature sensors.

【0159】さらに、図46に示すように、温度センサ
255をスコープ250の表面より突出可能に構成すれ
ば、温度センサ255を意図的に体組織256に接触さ
せ、より正確な温度を測定することが可能になる。
Further, as shown in FIG. 46, if the temperature sensor 255 is configured to be able to protrude from the surface of the scope 250, the temperature sensor 255 is intentionally brought into contact with the body tissue 256 to measure the temperature more accurately. Will be possible.

【0160】また、図47ないし図49に体組織の温度
計測手段を用いた内視鏡形状検出装置の第2の構成例を
示す。
47 to 49 show a second configuration example of the endoscope shape detecting apparatus using the body tissue temperature measuring means.

【0161】本例では、スコープ260の側部表面に焦
電効果形の光センサ261が設けられている。この光セ
ンサ261からは、2本の導線262が延出され、スコ
ープ260の基端部まで挿通されている。そして、この
導線262を介して、光センサ261が外部に設けられ
た検流回路263に接続されている。
In this example, a pyroelectric effect type optical sensor 261 is provided on the side surface of the scope 260. From the optical sensor 261, two conducting wires 262 are extended and inserted to the base end of the scope 260. The optical sensor 261 is connected to the galvanic circuit 263 provided outside through the lead wire 262.

【0162】光センサ261は、図48に示すように、
自発分極を伴う誘電体264の両側を電極265a,2
65bで挟み、さらにスコープ260の表面側に当たる
電極265aの外側を赤外線の熱エネルギー吸収体26
6で覆った構造となっている。そして2枚の電極265
a,265bから導線262が延出され、検流回路26
3に電気的に接続される。
The optical sensor 261 is, as shown in FIG.
Electrodes 265a, 2 are provided on both sides of the dielectric 264 accompanied by spontaneous polarization.
65b, and the outside of the electrode 265a, which is in contact with the surface side of the scope 260, is located outside the infrared thermal energy absorber 26.
The structure is covered with 6. And two electrodes 265
a and 265b, lead wire 262 is extended,
3 is electrically connected.

【0163】万物は、その温度に対応した赤外線を放射
している。すなわち、体腔内に挿抜されるスコープ26
0には、スコープ260周辺の体組織から、体組織の温
度に対応した赤外線が放射されている。
All things radiate infrared rays corresponding to the temperature. That is, the scope 26 that is inserted into and removed from the body cavity
At 0, infrared rays corresponding to the temperature of the body tissue are radiated from the body tissue around the scope 260.

【0164】スコープ260に設けられた光センサ26
1における赤外線の熱エネルギー吸収体266は、前記
のように体組織から放出される赤外線の熱エネルギーを
吸収する。熱エネルギー吸収体266により吸収された
熱エネルギーは、誘電体264の温度をそのエネルギー
相当分だけ変化させる。この温度変化により、誘電体2
64の自発分極分布が変化する。
Optical sensor 26 provided in scope 260
The infrared thermal energy absorber 266 in 1 absorbs the infrared thermal energy emitted from the body tissue as described above. The thermal energy absorbed by the thermal energy absorber 266 changes the temperature of the dielectric 264 by an amount corresponding to the energy. Due to this temperature change, the dielectric 2
The spontaneous polarization distribution of 64 changes.

【0165】この誘電体264における自発分極分布の
変化は、図49に示すように、電極265a,265b
の表面の電荷量の違いとなって現れる。電極265a,
265bの表面電荷量の変化は、導線262を介して検
流回路263によって計測される。この電極の表面電荷
量の変化を測定することにより、光センサ261の周囲
から赤外線を放出している体組織の温度を検出できる。
As shown in FIG. 49, changes in the spontaneous polarization distribution in the dielectric 264 are caused by the electrodes 265a and 265b.
Appears as a difference in the amount of electric charge on the surface of. Electrode 265a,
The change in the surface charge amount of 265b is measured by the galvanic circuit 263 via the lead wire 262. By measuring the change in the surface charge amount of this electrode, the temperature of the body tissue that emits infrared rays from around the optical sensor 261 can be detected.

【0166】こうして得られた体組織の温度は、図示し
ない外部の内視鏡形状検出装置により、事前に測定され
た体組織別の温度分布データと比較される。比較の結
果、挿入状態にある光センサ261の周辺の体組織の種
類を認知することができ、スコープ260がどこまで挿
入されているかの情報を得ることができる。さらに、検
出された実際のスコープ挿入量から、挿入状態にあるス
コープ260全体の形状を推定する。
The temperature of the body tissue thus obtained is compared with the temperature distribution data for each body tissue measured in advance by an external endoscope shape detecting device (not shown). As a result of the comparison, the type of body tissue around the optical sensor 261 in the inserted state can be recognized, and information on how far the scope 260 is inserted can be obtained. Further, the shape of the entire scope 260 in the inserted state is estimated from the detected actual insertion amount of the scope.

【0167】本例によれば、図45に示した第1の構成
例と比べて、スコープ表面が体組織に直接接触しなくと
も測温可能であるため、スコープの動きを逐次追跡する
ことができる。これらスコープ本体情報により得られた
挿入位置をモニタ画面上に組織名として表示するように
しても良い。なお、図47では光センサを1個しか示し
ていないが、複数個設けることでより正確なスコープの
挿入状態を推定できる。
According to this example, as compared with the first configuration example shown in FIG. 45, the temperature can be measured without the surface of the scope directly contacting the body tissue, so that the movement of the scope can be sequentially tracked. it can. The insertion position obtained from the scope body information may be displayed as the organization name on the monitor screen. Although only one optical sensor is shown in FIG. 47, a more accurate insertion state of the scope can be estimated by providing a plurality of optical sensors.

【0168】[付記] (1) 内視鏡の挿入部内部に設けられ、一定磁界を発
生する磁界発生コイルと磁界を受信する磁界受信コイル
とを同一のコア上に配設した検査コイルと、前記磁界発
生コイルに高周波信号を供給する検査コイル駆動手段
と、前記磁界発生コイルが発生する一定磁界と干渉させ
て前記一定磁界を増減させる干渉磁界を発生する干渉コ
イルと、前記干渉コイルに高周波信号を供給する干渉コ
イル駆動手段と、前記磁界受信コイルで受信した受信信
号の所定周波数成分を直流信号に変換する磁界検出手段
と、前記磁界検出手段が出力する磁界データを処理し、
前記検査コイルの位置情報を得て、内視鏡の挿入形状に
関する画像信号を生成する信号処理手段と、を備えたこ
とを特徴とする内視鏡形状検出装置。
[Supplementary Notes] (1) An inspection coil provided inside the insertion portion of the endoscope, in which a magnetic field generating coil for generating a constant magnetic field and a magnetic field receiving coil for receiving the magnetic field are arranged on the same core; Inspection coil driving means for supplying a high frequency signal to the magnetic field generating coil, an interference coil for generating an interference magnetic field that interferes with a constant magnetic field generated by the magnetic field generating coil to increase or decrease the constant magnetic field, and a high frequency signal for the interference coil. An interference coil driving means for supplying a magnetic field, a magnetic field detecting means for converting a predetermined frequency component of a reception signal received by the magnetic field receiving coil into a direct current signal, and magnetic field data output by the magnetic field detecting means,
An endoscope shape detecting device, comprising: signal processing means for obtaining position information of the inspection coil and generating an image signal relating to an insertion shape of the endoscope.

【0169】(2) 前記検査コイルは、内視鏡の挿入
部内に一列状に配設され、前記干渉コイルは、被検体を
載置するベッドにマトリクス状に配設される付記1に記
載の内視鏡形状検出装置。
(2) The inspection coils are arranged in a line in the insertion portion of the endoscope, and the interference coils are arranged in a matrix on the bed on which the subject is placed. Endoscope shape detector.

【0170】(3) 前記信号処理手段は、前記磁界検
出手段が出力する磁界データに基づき、前記検査コイル
の前記干渉コイル配設面上における位置と、前記検査コ
イルと干渉コイルとの距離とを求めて、前記検査コイル
の位置情報を得ることを特徴とする付記1に記載の内視
鏡形状検出装置。
(3) The signal processing means determines the position of the inspection coil on the surface where the interference coil is arranged and the distance between the inspection coil and the interference coil based on the magnetic field data output by the magnetic field detection means. The endoscope shape detection device according to appendix 1, wherein the position information of the inspection coil is obtained.

【0171】(4) 内視鏡の挿入部内部に設けられる
永久磁石と、前記永久磁石による磁界に対して略垂直に
設けられるホール素子と、前記ホール素子の出力電圧を
基に、前記永久磁石を配設した内視鏡の挿入部の位置を
検出する挿入位置検出手段と、を備えたことを特徴とす
る内視鏡形状検出装置。
(4) The permanent magnet provided inside the insertion portion of the endoscope, the Hall element provided substantially perpendicular to the magnetic field of the permanent magnet, and the permanent magnet based on the output voltage of the Hall element. And an insertion position detecting means for detecting the position of the insertion part of the endoscope in which the endoscope shape detecting device is provided.

【0172】(5) 内視鏡の挿入部内部に設けられる
平板の磁性体と、前記磁性体に対して略平行に設けられ
るホール素子と、前記ホール素子に近接して略平行に設
けられる永久磁石と、前記ホール素子の出力電圧を基
に、前記永久磁石を配設した内視鏡の挿入部の位置を検
出する挿入位置検出手段と、を備えたことを特徴とする
内視鏡形状検出装置。
(5) A flat plate magnetic body provided inside the insertion portion of the endoscope, a Hall element provided substantially parallel to the magnetic body, and a permanent body provided substantially parallel to the Hall element. Endoscope shape detection, comprising: a magnet; and insertion position detection means for detecting the position of the insertion portion of the endoscope in which the permanent magnet is arranged, based on the output voltage of the Hall element. apparatus.

【0173】(6) 内視鏡の挿入部内部に設けられる
平板の磁性体と、前記内視鏡の検査領域内を移動可能に
設けられ、両端に励磁用コイルと検出用コイルとを設け
たU字状の磁性体と、前記励磁用コイルに駆動信号を供
給する励磁手段と、前記検出用コイルのインダクタンス
の変化を検出するインダクタンス検出手段と、前記検出
されたインダクタンスの変化に基づき、前記平板の磁性
体の位置を推定する位置推定手段と、前記U字状の磁性
体を移動させて前記平板の磁性体の位置を追跡する磁性
体駆動手段と、を備えたことを特徴とする内視鏡形状検
出装置。
(6) A flat plate magnetic body provided inside the insertion portion of the endoscope and a movable body provided in the inspection area of the endoscope, and an exciting coil and a detecting coil provided at both ends. A U-shaped magnetic body, an exciting means for supplying a drive signal to the exciting coil, an inductance detecting means for detecting a change in the inductance of the detecting coil, and the flat plate based on the detected change in the inductance. The position estimation means for estimating the position of the magnetic body, and the magnetic body drive means for moving the U-shaped magnetic body to trace the position of the magnetic body of the flat plate. Mirror shape detector.

【0174】(7) 内視鏡の挿入部内部に設けられる
円柱状の磁性体と、前記円柱状の磁性体の移動領域を囲
むように設けられ、両端と中央とで互いに反対方向に巻
回された三つ一組のコイルと、前記三つ一組のコイルの
うち両端または中央のいずれか一方を励磁する励磁手段
と、前記三つ一組のコイルのうちの他方に誘導される起
電力及び位相を検出する誘導起電力検出手段と、前記検
出された起電力及び位相に基づき、前記円柱状の磁性体
の位置を推定する位置推定手段と、前記三つ一組のコイ
ルを微小回転させると共に長手方向に移動させて前記円
柱状の磁性体の位置を追跡するコイル駆動手段と、を備
えたことを特徴とする内視鏡形状検出装置。
(7) It is provided so as to surround a cylindrical magnetic body provided inside the insertion portion of the endoscope and a moving region of the cylindrical magnetic body, and is wound in opposite directions at both ends and the center. A set of three coils, an exciting means for exciting either one of both ends or the center of the set of coils, and an electromotive force induced in the other of the set of coils. And an induced electromotive force detecting means for detecting the phase, a position estimating means for estimating the position of the cylindrical magnetic body based on the detected electromotive force and the phase, and a minute rotation of the set of three coils. And a coil driving unit that moves in the longitudinal direction to trace the position of the cylindrical magnetic body, and an endoscope shape detecting apparatus.

【0175】(8) 内視鏡の挿入部内部に球形の空間
内を移動可能に設けられる球状の磁性体と、前記内視鏡
の検査領域内を移動可能に設けられ、磁界を発生する電
磁石と、前記電磁石を交流励磁する励磁手段と、前記球
状の磁性体と前記球形空間壁面との接触を検出する接触
検出手段と、前記接触検出手段の検出結果に基づき、前
記励磁手段の出力を調整して前記電磁石の磁界による引
張力と前記球状の磁性体の重力との平衡点を求めること
により前記球状の磁性体の位置を推定する位置推定手段
と、前記電磁石を移動させて前記球状の磁性体の位置を
追跡する電磁石駆動手段と、を備えたことを特徴とする
内視鏡形状検出装置。
(8) A spherical magnetic body movably provided in the spherical space inside the insertion portion of the endoscope, and an electromagnet movably provided in the examination region of the endoscope to generate a magnetic field. An exciting means for exciting the electromagnet with an alternating current, a contact detecting means for detecting contact between the spherical magnetic body and the spherical space wall surface, and an output of the exciting means is adjusted based on a detection result of the contact detecting means. Then, the position estimating means for estimating the position of the spherical magnetic body by obtaining the equilibrium point between the tensile force due to the magnetic field of the electromagnet and the gravity of the spherical magnetic body, and the spherical magnet by moving the electromagnet. An endoscope shape detecting device, comprising: an electromagnet driving means for tracking the position of the body.

【0176】(9) 内視鏡の挿入部内部に設けられる
磁界発生手段と、超伝導を利用して前記磁界発生手段か
らの磁束の勾配を検出する磁束計測手段と、前記検出さ
れた磁場の強度及びその勾配に基づき、前記磁界発生手
段の位置を推定する位置推定手段と、を備えたことを特
徴とする内視鏡形状検出装置。
(9) Magnetic field generating means provided inside the insertion portion of the endoscope, magnetic flux measuring means for detecting the gradient of the magnetic flux from the magnetic field generating means by utilizing superconductivity, and the magnetic field of the detected magnetic field. An endoscope shape detection device comprising: a position estimation unit that estimates the position of the magnetic field generation unit based on the intensity and the gradient thereof.

【0177】(10) 内視鏡の挿入部に磁界発生手段
または磁界検出手段のいずれか一方を設け、磁界を検出
することによって前記内視鏡挿入部の挿入形状を検出す
る内視鏡形状検出装置において、前記内視鏡挿入部の先
端近傍における少なくとも一つの生体情報を検出する生
体情報検出手段と、前記検出された生体情報に基づき、
内視鏡が挿入されている臓器を判定する臓器判定手段
と、を備えたことを特徴とする内視鏡形状検出装置。
(10) Endoscope shape detection in which either the magnetic field generating means or the magnetic field detecting means is provided in the insertion portion of the endoscope and the insertion shape of the endoscope insertion portion is detected by detecting the magnetic field. In the device, based on the detected biometric information, and biometric information detection means for detecting at least one biometric information in the vicinity of the tip of the endoscope insertion portion,
An endoscope shape detecting device comprising: an organ determining unit that determines an organ into which an endoscope is inserted.

【0178】(11) 前記生体情報検出手段は、前記
内視鏡挿入部の先端に配設される付記10に記載の内視
鏡形状検出装置。
(11) The endoscope shape detecting device according to appendix 10, wherein the biological information detecting means is arranged at a tip of the endoscope inserting portion.

【0179】(12) 前記生体情報検出手段は、前記
内視鏡挿入部内を挿通される内視鏡形状検出用プローブ
の先端に配設される付記10に記載の内視鏡形状検出装
置。
(12) The endoscope shape detecting device according to attachment 10, wherein the biological information detecting means is provided at a tip of the endoscope shape detecting probe inserted through the endoscope insertion portion.

【0180】(13) 前記生体情報検出手段は、圧力
検出手段、pH検出手段、イオン検出手段、温度検出手
段、組織分光検出手段、酸素分圧検出手段、を任意に組
合わせ集積化したものからなる付記10に記載の内視鏡
形状検出装置。
(13) The biological information detecting means is a combination of a pressure detecting means, a pH detecting means, an ion detecting means, a temperature detecting means, a tissue spectroscopic detecting means, and an oxygen partial pressure detecting means, which are integrated arbitrarily. The endoscope shape detection device according to appendix 10.

【0181】(14) 高周波信号を受けて電磁波を放
出する磁界発生手段と、前記電磁波を受信しその受信電
磁波の磁界情報を検出する磁界検出手段と、前記磁界検
出手段が検出した検出信号を基に、前記内視鏡の位置を
求め、挿入部の挿入状態を検出する挿入状態検出手段
と、前記磁界検出手段により検出された検出信号を前記
挿入状態検出手段へ伝達するか、あるいは前記磁界発生
手段へ供給する高周波信号を伝達するか、いずれか一方
を伝達するための伝達手段とを備え、前記磁界検出手段
または磁界発生手段のいずれか一方と前記伝達手段とが
前記内視鏡の挿入部に設けられているとともに、前記内
視鏡の挿入部に設けられた磁界検出手段または磁界発生
手段より電気的に導通した配線パターンを有するフィル
ム基板が延出しており、このフィルム基板上において前
記磁界検出手段または磁界発生手段と前記伝達手段との
電気的接続が半田付けによってなされることを特徴とす
る内視鏡形状検出装置。
(14) Based on the magnetic field generating means for receiving a high frequency signal and emitting an electromagnetic wave, the magnetic field detecting means for receiving the electromagnetic wave and detecting the magnetic field information of the received electromagnetic wave, and the detection signal detected by the magnetic field detecting means. The insertion state detecting means for determining the position of the endoscope and detecting the insertion state of the insertion portion, and transmitting the detection signal detected by the magnetic field detecting means to the insertion state detecting means, or generating the magnetic field. And a transmission means for transmitting either one of the high-frequency signals supplied to the means, wherein either the magnetic field detection means or the magnetic field generation means and the transmission means are inserted into the endoscope. And a film substrate having a wiring pattern electrically conducted from the magnetic field detection means or the magnetic field generation means provided in the insertion portion of the endoscope is extended. An endoscope shape detecting device, wherein the magnetic field detecting means or the magnetic field generating means and the transmitting means are electrically connected on the film substrate by soldering.

【0182】(15) 前記フィルム基板には、半田付
しろを有する配線パターンが印刷されていることを特徴
とする付記14に記載の内視鏡形状検出装置。
(15) The endoscope shape detecting device according to attachment 14, wherein a wiring pattern having a soldering allowance is printed on the film substrate.

【0183】(16) 前記磁界検出手段または磁界発
生手段は、前記フィルム基板上に設けられたホール素子
により構成されることを特徴とする付記14に記載の内
視鏡形状検出装置。
(16) The endoscope shape detecting device described in appendix 14, wherein the magnetic field detecting means or the magnetic field generating means is constituted by a Hall element provided on the film substrate.

【0184】(17) 前記磁界検出手段または磁界発
生手段は、前記フィルム基板上に設けられた磁気抵抗素
子により構成されることを特徴とする付記14に記載の
内視鏡形状検出装置。
(17) The endoscope shape detecting device described in appendix 14, wherein the magnetic field detecting means or the magnetic field generating means is composed of a magnetoresistive element provided on the film substrate.

【0185】(18) 前記磁界検出手段または磁界発
生手段は、1枚のフィルム基板により構成される付記1
6または17に記載の内視鏡形状検出装置。
(18) The magnetic field detecting means or the magnetic field generating means is composed of one film substrate.
The endoscope shape detection device according to 6 or 17.

【0186】(19) 前記フィルム基板は、立方体を
展開した形状をなすことを特徴とする付記18に記載の
内視鏡形状検出装置。
(19) The endoscope shape detecting device according to attachment 18, wherein the film substrate has a shape in which a cube is developed.

【0187】(20) 前記磁界検出手段または磁界発
生手段は、複数のフィルム基板により構成される付記1
6または17に記載の内視鏡形状検出装置。
(20) The magnetic field detecting means or the magnetic field generating means is composed of a plurality of film substrates.
The endoscope shape detection device according to 6 or 17.

【0188】(21) 前記複数のフィルム基板は、組
み合わせにより立方体状に形成されることを特徴とする
付記20に記載の内視鏡形状検出装置。
(21) The endoscope shape detecting device according to attachment 20, wherein the plurality of film substrates are formed into a cubic shape by combining them.

【0189】(22) 前記ホール素子は複数設けら
れ、各素子の磁界検出方向または磁界発生方向がそれぞ
れ異なるように配置されていることを特徴とする付記1
6に記載の内視鏡形状検出装置。
(22) A plurality of Hall elements are provided, and the Hall elements are arranged so that the magnetic field detection direction or the magnetic field generation direction of each element is different.
6. The endoscope shape detection device according to item 6.

【0190】(23) 前記ホール素子の個数は1〜3
個であることを特徴とする付記16に記載の内視鏡形状
検出装置。
(23) The number of Hall elements is 1 to 3.
17. The endoscope shape detecting device according to appendix 16, wherein the endoscope shape detecting device is individual.

【0191】(24) 前記磁気抵抗素子は複数設けら
れ、各素子の磁界検出方向または磁界発生方向がそれぞ
れ異なるように配置されていることを特徴とする付記1
7に記載の内視鏡形状検出装置。
(24) A plurality of the magnetoresistive elements are provided, and the magnetic field detecting directions or the magnetic field generating directions of the elements are arranged so as to be different from each other.
7. The endoscope shape detection device according to 7.

【0192】(25) 前記磁気抵抗素子の個数は1〜
3個であることを特徴とする付記17に記載の内視鏡形
状検出装置。
(25) The number of the magnetoresistive elements is 1 to
18. The endoscope shape detection device according to attachment 17, wherein the number is three.

【0193】[0193]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、内
視鏡挿入部の材質構造や挿入形状に影響されることな
く、正確に挿入部の挿入位置及び挿入形状を検出するこ
とが可能となる効果がある。
As described above, according to the present invention, the insertion position and the insertion shape of the insertion portion can be accurately detected without being affected by the material structure and the insertion shape of the endoscope insertion portion. There is an effect.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態に係る内視鏡形状検出
装置の全体構成を示す構成説明図
FIG. 1 is a configuration explanatory view showing an overall configuration of an endoscope shape detection device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】検査コイル及び干渉コイル周辺の構成を示すブ
ロック図
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration around an inspection coil and an interference coil.

【図3】各コイルにおける磁界データと検査空間との関
係を示す特性図
FIG. 3 is a characteristic diagram showing a relationship between magnetic field data and inspection space in each coil.

【図4】各コイルにより検出された磁界データの一例を
示す特性図
FIG. 4 is a characteristic diagram showing an example of magnetic field data detected by each coil.

【図5】本発明の第2の実施形態に係るベッド面に設け
たホール素子を示す斜視図
FIG. 5 is a perspective view showing a hall element provided on a bed surface according to a second embodiment of the present invention.

【図6】ホール素子を拡大して示した説明図FIG. 6 is an explanatory view showing an enlarged Hall element.

【図7】スコープの内部に設けられる永久磁石を示す斜
視図
FIG. 7 is a perspective view showing a permanent magnet provided inside the scope.

【図8】永久磁石の配設構造を示す斜視図FIG. 8 is a perspective view showing an arrangement structure of permanent magnets.

【図9】スコープが斜めになった場合の永久磁石とベッ
ド面の位置関係を示す説明図
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a positional relationship between a permanent magnet and a bed surface when the scope is tilted.

【図10】スコープが斜めになった場合の永久磁石とベ
ッド面の位置関係を示す説明図
FIG. 10 is an explanatory diagram showing the positional relationship between the permanent magnet and the bed surface when the scope is tilted.

【図11】本発明の第3の実施形態に係るベッド面に設
けたホール素子及び永久磁石を示す斜視図
FIG. 11 is a perspective view showing a hall element and a permanent magnet provided on a bed surface according to a third embodiment of the present invention.

【図12】スコープの内部に設けられる磁性体を示す斜
視図
FIG. 12 is a perspective view showing a magnetic body provided inside the scope.

【図13】スコープ内の磁性体がベッド面に配置された
ホール素子上を横切るときの永久磁石による磁界の変動
を示す説明図
FIG. 13 is an explanatory diagram showing a variation of a magnetic field by a permanent magnet when a magnetic body in the scope crosses a Hall element arranged on a bed surface.

【図14】スコープ内に複数の磁性体を設ける場合の第
1の配設例を示す斜視図
FIG. 14 is a perspective view showing a first arrangement example when a plurality of magnetic bodies are provided in the scope.

【図15】スコープ内に複数の磁性体を設ける場合の第
2の配設例を示す斜視図
FIG. 15 is a perspective view showing a second arrangement example when a plurality of magnetic bodies are provided in the scope.

【図16】本発明の第4の実施形態に係るベッド面上に
移動可能に配設されたU字形の磁性体を示す斜視図
FIG. 16 is a perspective view showing a U-shaped magnetic body movably arranged on a bed surface according to a fourth embodiment of the present invention.

【図17】U字形の磁性体に設けられる励磁手段及びイ
ンダクタンス検出手段の構成を示す説明図
FIG. 17 is an explanatory diagram showing a configuration of an exciting unit and an inductance detecting unit provided on a U-shaped magnetic body.

【図18】U字形の磁性体のベッド面上での移動を示す
説明図
FIG. 18 is an explanatory diagram showing movement of a U-shaped magnetic body on the bed surface.

【図19】U字形の磁性体のベッド側面に沿った移動を
示す説明図
FIG. 19 is an explanatory view showing the movement of the U-shaped magnetic body along the side surface of the bed.

【図20】U字形の磁性体を回動させる際の変形例を示
す説明図
FIG. 20 is an explanatory view showing a modified example when rotating a U-shaped magnetic body.

【図21】U字形の磁性体を複数設けた場合の構成例を
示す説明図
FIG. 21 is an explanatory diagram showing a configuration example in which a plurality of U-shaped magnetic bodies are provided.

【図22】U字形の磁性体をベッド面上で移動させる際
の変形例を示す説明図
FIG. 22 is an explanatory view showing a modified example when moving a U-shaped magnetic body on the bed surface.

【図23】本発明の第5の実施形態に係るベッド面の周
囲に配設された三つ一組のコイルを示す斜視図
FIG. 23 is a perspective view showing a set of three coils arranged around the bed surface according to the fifth embodiment of the present invention.

【図24】三つ一組のコイルの構成を示す説明図FIG. 24 is an explanatory diagram showing a configuration of a set of three coils.

【図25】三つ一組のコイルを保持、駆動する駆動手段
の概略構成を示す説明図
FIG. 25 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of drive means for holding and driving a set of three coils.

【図26】スコープの内部に設けられる磁性体を示す斜
視図
FIG. 26 is a perspective view showing a magnetic body provided inside the scope.

【図27】本発明の第6の実施形態に係る電磁石及び交
流励磁回路を示す構成説明図
FIG. 27 is a structural explanatory view showing an electromagnet and an AC excitation circuit according to a sixth embodiment of the present invention.

【図28】スコープの内部に設けられる球形の空間及び
磁性体を示す斜視図
FIG. 28 is a perspective view showing a spherical space and a magnetic body provided inside the scope.

【図29】スコープ内の磁性体と球形の空間との接触を
検出する接触検出手段の構成を示す説明図
FIG. 29 is an explanatory diagram showing a configuration of contact detection means for detecting contact between a magnetic body in a scope and a spherical space.

【図30】電磁石の磁力による引張力と磁性体の重力と
の平衡関係を示す説明図
FIG. 30 is an explanatory diagram showing the equilibrium relationship between the tensile force due to the magnetic force of the electromagnet and the gravity of the magnetic body.

【図31】本発明の第7の実施形態に係るベッド面上に
配設された磁束計を示す斜視図
FIG. 31 is a perspective view showing a magnetometer arranged on a bed surface according to a seventh embodiment of the present invention.

【図32】磁束計の構成を示す説明図FIG. 32 is an explanatory diagram showing the configuration of a magnetometer.

【図33】内視鏡が挿入されている臓器を検出可能な装
置の第1の構成例を示す構成説明図
FIG. 33 is a structural explanatory view showing a first structural example of a device capable of detecting an organ into which an endoscope is inserted.

【図34】挿入臓器判定装置の機能構成を示すブロック
FIG. 34 is a block diagram showing a functional configuration of an inserted organ determination device.

【図35】プローブ内に設けられる磁界発生素子とベッ
ド面に設けられる磁界検出素子の構成を示す説明図
FIG. 35 is an explanatory diagram showing a configuration of a magnetic field generation element provided in the probe and a magnetic field detection element provided on the bed surface.

【図36】内視鏡形状検出装置の概略構成を示すブロッ
ク図
FIG. 36 is a block diagram showing a schematic configuration of an endoscope shape detection device.

【図37】内視鏡が挿入されている臓器を検出可能な装
置の第2の構成例を示す構成説明図
FIG. 37 is a structural explanatory view showing a second structural example of a device capable of detecting an organ into which an endoscope is inserted.

【図38】内視鏡挿入部内に設けられる位置検出用の受
信部または発信部に係る第1の構成例を示す断面図
FIG. 38 is a cross-sectional view showing a first configuration example relating to a position detecting receiver or transmitter provided in the endoscope insertion portion.

【図39】コイルとリード線との接続構造を示す構成説
明図
FIG. 39 is a structural explanatory view showing a connection structure between a coil and a lead wire.

【図40】従来のコイルとリード線との接続構造を示す
説明図
FIG. 40 is an explanatory diagram showing a conventional connection structure between a coil and a lead wire.

【図41】内視鏡挿入部内に設けられる位置検出用の受
信部または発信部に係る第2の構成例におけるフィルム
基板を示す平面図
FIG. 41 is a plan view showing a film substrate in a second configuration example relating to a position detecting receiver or transmitter provided in an endoscope insertion portion.

【図42】図41のフィルム基板を立方体状に組み立て
て位置検出用の受信部または発信部を構成した状態を示
す斜視図
42 is a perspective view showing a state in which the film substrate of FIG. 41 is assembled into a cube to form a position detecting receiver or transmitter.

【図43】内視鏡挿入部内に設けられる位置検出用の受
信部または発信部に係る第3の構成例におけるフィルム
基板を示す平面図
FIG. 43 is a plan view showing a film substrate in a third configuration example relating to a position detecting receiver or transmitter provided in the endoscope insertion portion.

【図44】図43のフィルム基板を立方体状に組み立て
て位置検出用の受信部または発信部を構成した状態を示
す斜視図
44 is a perspective view showing a state in which the film substrate of FIG. 43 is assembled into a cube to form a position detecting receiver or transmitter.

【図45】体組織の温度計測手段を用いた内視鏡形状検
出装置の第1の構成例を示す説明図
FIG. 45 is an explanatory diagram showing a first configuration example of an endoscope shape detecting device using a body tissue temperature measuring means.

【図46】スコープ外表面に設ける温度センサの配置の
変形例を示す説明図
FIG. 46 is an explanatory view showing a modified example of the arrangement of temperature sensors provided on the outer surface of the scope.

【図47】体組織の温度計測手段を用いた内視鏡形状検
出装置の第2の構成例を示す説明図
FIG. 47 is an explanatory view showing a second configuration example of the endoscope shape detecting apparatus using the body tissue temperature measuring means.

【図48】光センサの構成を示す説明図FIG. 48 is an explanatory diagram showing a configuration of an optical sensor.

【図49】体組織の熱エネルギーの吸収により発生する
光センサの電極における電荷量の変化を示す作用説明図
FIG. 49 is an operation explanatory view showing a change in the amount of charges in the electrodes of the photosensor, which is generated by absorption of thermal energy of body tissues.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…内視鏡形状検出装置 2…プローブ 3…検査コイル 3a…磁界発生コイル 3b…磁界受信コイル 4…ベッド 5…干渉コイル 6…検査コイル切換回路 7…検査コイル駆動回路 8…磁界検出回路 9…干渉コイル切換回路 10…干渉コイル駆動回路 11…画像処理回路 12…表示装置 16…バンドパスフィルタ(BPF) 17…ピーク検出回路 18…アナログ−デジタルコンバータ(ADC) DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Endoscope shape detection device 2 ... Probe 3 ... Inspection coil 3a ... Magnetic field generation coil 3b ... Magnetic field reception coil 4 ... Bed 5 ... Interference coil 6 ... Inspection coil switching circuit 7 ... Inspection coil drive circuit 8 ... Magnetic field detection circuit 9 Interference coil switching circuit 10 Interference coil drive circuit 11 Image processing circuit 12 Display device 16 Bandpass filter (BPF) 17 Peak detection circuit 18 Analog-digital converter (ADC)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 工藤 正宏 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 岡田 祥宏 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 宮野 保男 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 藤尾 浩司 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 石井 司 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 野口 利昭 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 道口 信行 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 後野 和弘 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 谷口 明 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Masahiro Kudo 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Olympus Optical Co., Ltd. (72) Yoshihiro Okada 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Olympus Optical Co., Ltd. (72) Inventor Yasuo Miyano 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Olympus Optical Co., Ltd. (72) Inventor Koji Fujio 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Olympus Optical Co., Ltd. (72) Inventor Tsukasa Ishii 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Olympus Optical Co., Ltd. (72) Inventor Toshiaki Noguchi 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Olympus Optical Co., Ltd. (72) Inventor Nobuyuki Michiguchi 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Olympus Optical Industry Co., Ltd. (72) Inventor Kazuhiro Gono 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Olympus Optical Industry Co., Ltd. (72) Akira Taniguchi 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Ori Inside Npus Optical Industry Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内視鏡の挿入部内部に設けられ、一定磁
界を発生する磁界発生コイルと磁界を受信する磁界受信
コイルとを同一のコア上に配設した検査コイルと、 前記磁界発生コイルに高周波信号を供給する検査コイル
駆動手段と、 前記磁界受信コイルで受信した受信信号の所定周波数成
分を直流信号に変換する磁界検出手段と、 前記磁界発生コイルが発生する一定磁界と干渉させて前
記一定磁界を増減させる干渉磁界を発生する干渉コイル
と、 前記干渉コイルに高周波信号を供給する干渉コイル駆動
手段と、 前記磁界検出手段が出力する磁界データを処理し、前記
検査コイルの位置情報を得て、内視鏡の挿入形状に関す
る画像信号を生成する信号処理手段と、 を備えたことを特徴とする内視鏡形状検出装置。
1. An inspection coil provided inside an insertion portion of an endoscope, wherein a magnetic field generating coil for generating a constant magnetic field and a magnetic field receiving coil for receiving a magnetic field are arranged on the same core, and the magnetic field generating coil. An inspection coil driving means for supplying a high frequency signal to the magnetic field detecting means, a magnetic field detecting means for converting a predetermined frequency component of the reception signal received by the magnetic field receiving coil into a direct current signal, and a constant magnetic field generated by the magnetic field generating coil for interfering with the constant magnetic field. An interference coil that generates an interference magnetic field that increases or decreases a constant magnetic field, an interference coil driving unit that supplies a high-frequency signal to the interference coil, and magnetic field data output by the magnetic field detection unit are processed to obtain position information of the inspection coil. And a signal processing unit that generates an image signal related to the insertion shape of the endoscope, and an endoscope shape detection apparatus.
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