(57)【要約】  可撓管挿入装置（１０）は、挿入部（４０）と、剛性可変部（５１）と、検出ユニット（６０）とを有する。可撓管挿入装置（１０）は、形状情報を基に、挿入部（４０）に屈曲部位が存在しているか否かを判断する屈曲判断部（１２１）と、屈曲部位が挿入部（４０）に存在していると屈曲判断部（１２１）が判断した際に、屈曲部位に配置されるセグメントに設けられる剛性可変部（５１）の剛性を、屈曲部位が略直線化する剛性に制御する制御部（１２７）とを有する。
2017109988.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手軸方向に沿って列状に並ぶ複数のセグメントに区切られており、被挿入体に挿入される挿入部と、
前記挿入部の曲げ剛性を、前記セグメント単位で可変する１以上の剛性可変部と、
少なくとも前記挿入部の形状情報を含む前記挿入部の状態情報を検出する検出ユニットと、
前記形状情報を基に、前記挿入部に屈曲部位が存在しているか否かを判断する屈曲判断部と、
前記屈曲部位が前記挿入部に存在していると前記屈曲判断部が判断した際に、前記屈曲部位に配置される前記セグメントに対応する前記剛性可変部の剛性を、前記屈曲部位が略直線化する剛性に制御する制御部と、
を具備する可撓管挿入装置。
【請求項２】
前記屈曲判断部は、
前記形状情報を基に前記挿入部の湾曲情報を算出する湾曲情報算出部と、
前記湾曲情報を基に前記屈曲部位が存在しているか否かを判断する判断本体部と、
を有する請求項１に記載の可撓管挿入装置。
【請求項３】
前記湾曲情報は、前記挿入部の曲げの大きさを表し、
前記判断本体部は、前記曲げの大きさと前記曲げの大きさに対する予め設定される閾値とを基に前記屈曲部位を判断し、
前記制御部は、前記曲げの大きさと前記閾値とを基に、前記剛性可変部の前記剛性を制御する請求項２に記載の可撓管挿入装置。
【請求項４】
前記曲げの大きさは、曲率半径を表し、
前記判断本体部は、前記閾値と前記曲率半径とを比較して前記曲率半径が前記閾値を下回った部位を前記屈曲部位と判断し、
前記制御部は、前記剛性可変部の前記剛性を、前記曲率半径が前記閾値を上回る剛性に制御する請求項３に記載の可撓管挿入装置。
【請求項５】
前記曲げの大きさは、曲率半径を表し、
前記判断本体部は、前記閾値と所望時間内における前記曲率半径の変化量とを基に、所望時間経過後の前記曲率半径が前記閾値を下回った部位を前記屈曲部位と判断し、
前記制御部は、前記変化量が前記閾値を上回るまで、前記剛性可変部の前記剛性を制御する請求項３に記載の可撓管挿入装置。
【請求項６】
前記曲げの大きさは、曲率半径を表し、
前記被挿入体の入口に位置する前記挿入部の一部位の中心軸の第１延長線と前記被挿入体に挿入されている前記挿入部の先端部の中心軸に直交する直交軸の第２延長線との交点を原点と定義し、
前記判断本体部は、前記曲率半径の中心位置が前記挿入部を挟んで前記原点とは反対側に位置する部位を、前記屈曲部位と判断し、
前記制御部は、前記剛性可変部の前記剛性を、前記曲率半径が前記閾値を上回る剛性に制御する請求項３に記載の可撓管挿入装置。
【請求項７】
前記挿入部の前記状態情報を表示する表示装置をさらに具備し、
前記表示装置に配置される、または前記表示装置とは別体として配置され、前記原点を入力する入力部を有する請求項６に記載の可撓管挿入装置。
【請求項８】
前記挿入部の前記状態情報と前記湾曲情報との少なくとも一方を表示する表示装置をさらに具備し、
前記判断本体部は、前記表示装置に表示される前記状態情報と前記湾曲情報との一方を基に入力された指定部位が前記屈曲部位か否かを判断する請求項３に記載の可撓管挿入装置。
【請求項９】
前記表示装置に配置される、または前記表示装置とは別体として配置され、前記指定部位を入力する入力部を有する請求項８に記載の可撓管挿入装置。
【請求項１０】
前記制御部は、前記挿入部の前記形状情報を基に、前記被挿入体の所望する部位を通過した前記セグメントに対応し且つ制御された前記略直線化する剛性を有する前記剛性可変部に対して、前記剛性を所望に制御する請求項１に記載の可撓管挿入装置。
【請求項１１】
前記制御部は、前記屈曲部位に配置される前記セグメントの前後に位置する前記セグメントに対応する前記剛性可変部の前記剛性を、前記屈曲部位が前記略直線化する剛性にさらに制御する請求項１に記載の可撓管挿入装置。
【請求項１２】
前記制御部の制御を開始させる制御開始指示を前記制御部に出力する入力装置をさらに具備する請求項１に記載の可撓管挿入装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可撓管挿入装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
大腸（管路部）の内部に柔軟で細長い挿入部を押し進める際、術者は、肛門から外部に露出している挿入部の基端部を把持しながら、挿入部を押し進める。一般的に、Ｓ状結腸や横行結腸などは、腹部内に固定されておらず、腹部内で容易に動くものである。曲がりやすく且つ挿入部の押し込み操作によって動いてしまう腸管において、挿入部を押し進める手元側の力は挿入部の先端部に伝達されにくいことがある。これは、挿入部が押し進める方向とは異なる方向に撓むことがあり、挿入部は意図しない方向に曲がるなどの座屈が発生するためである。この座屈により、挿入部の先端には手元側の力が伝達されにくくなり、先端部は深部に向かって挿入（前進移動）されにくくなる、つまり挿入性は低下する。この深部とは、挿入方向において現在位置よりも前方の位置を示す。【０００３】
そこで、術者は、手元側の力を挿入部の先端側に伝達させ易くするために、様々な手技を用いて、座屈が発生している挿入部の座屈部位を略直線にさせようとしている。手技の一例として、術者は、座屈により撓んだ挿入部を引き抜き動作と捩じりとによって撓みを解除し、座屈部位を略直線になるように変化させている。または、別の手技の一例として、術者または助手は、腹部の上から挿入部の座屈部位を押さえるなどの用手圧迫を実施し、座屈部位を略直線形状に維持させている。【０００４】
しかしながら、術者の手技だけでは座屈を回避できないことがあるため、挿入部の曲げ剛性を一律に上げる第１方法、またはオーバーチューブを用いる第２方法などがある。これにより、挿入部が略直線状態を維持し、手元側の力が挿入部の先端側に伝達され易くなり、挿入部は深部に向かって挿入可能となる。【０００５】
しかしながら、第１方法では、挿入部の曲げ剛性を一律に高くするため、大腸全長における湾曲状態に応じて、挿入部の曲げ剛性は変化できない。このため、挿入部の曲げ剛性を柔らかくして挿入を進めたい大腸部位に対しては、大腸を過伸展させてしまい、患者に苦痛を与えてしまう。つまり、第１方法は深部への挿入に不都合である。
第２方法では、挿入部の外径が大きくなり、患者の苦痛が増す。また術者は、挿入部の押し込み操作または挿入部の引っ張り操作に応じて、オーバーチューブを操作する必要がある。このため、操作性は劣る。【０００６】
これに対して、例えば特許文献１に開示される挿入部では、柔軟で細長い挿入部は軸方向に沿って列状に並ぶ複数のセグメントに区切られており、セグメントの曲げ剛性はそれぞれ異なっている。これにより、患者の苦痛が低減し、深部への挿入部の挿入性が向上するとしている。【０００７】
また、例えば特許文献２は、挿入部の径を適宜変えることで、挿入部の曲げ剛性を変える内視鏡を開示している。これにより、Ｓ状結腸または横行結腸の短縮化または直線化が優位になるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特公昭６１−３７９３１号公報
【特許文献２】日本国特許第４００９５１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１，２は、大腸の実際の屈曲状態に応じて、挿入部の適正な箇所における曲げ剛性を適正に変化させることについて、開示していない。大腸は複数の屈曲部を有しており、挿入部において曲げ剛性が変化した部位が大腸の第１屈曲部に対して適切であっても大腸の第２屈曲部に対しては適切ではないこともある。【００１０】
この場合、挿入部は、様々な屈曲部に対応できず、大腸において深部に挿入（前進移動）されることは困難となる。この状況下で、手元側の力が挿入部に伝達されると、座屈が発生することがあり、深部への挿入性はますます低下してしまう。【００１１】
本発明は、これらの事情に鑑みてなされたものであり、管路部における深部への挿入性を向上できる可撓管挿入装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の可撓管挿入装置の一態様は、長手軸方向に沿って列状に並ぶ複数のセグメントに区切られており、被挿入体に挿入される挿入部と、前記挿入部の曲げ剛性を、前記セグメント単位で可変する１以上の剛性可変部と、少なくとも前記挿入部の形状情報を含む前記挿入部の状態情報を検出する検出ユニットと、前記形状情報を基に、前記挿入部に屈曲部位が存在しているか否かを判断する屈曲判断部と、前記屈曲部位が前記挿入部に存在していると前記屈曲判断部が判断した際に、前記屈曲部位に配置される前記セグメントに対応する前記剛性可変部の前記剛性を、前記屈曲部位が略直線化する剛性に制御する制御部と、を具備する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、管路部における深部への挿入性を向上できる可撓管挿入装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係る可撓管挿入装置の概略図である。
【図２】図２は、検出ユニットと屈曲判断部と制御部と剛性可変部と表示装置と入力装置との関係を説明する図である。
【図３Ａ】図３Ａは、挿入部が管路部に挿入され深部に向かって挿入される状態を示す図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、管路部に挿入され深部に向かって挿入される状態を表示装置に表示される挿入部の図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、挿入部が管路部の屈曲部を通過した状態を示す図である。
【図３Ｄ】図３Ｄは、管路内の屈曲部を通過した状態を表示装置に表示された挿入部の図である。
【図３Ｅ】図３Ｅは、屈曲判断部が挿入部に屈曲部位が存在していると判断した状態を示す図である。
【図３Ｆ】図３Ｆは、屈曲部位に配置されるセグメントに対応する剛性可変部の剛性が略直線剛性に制御される状態を示す図である。
【図３Ｇ】図３Ｇは、略直線剛性によって屈曲部位が略直線部位に変化した状態を示す図である。
【図３Ｈ】図３Ｈは、剛性可変部の剛性が初期の剛性に戻り、挿入部が深部に向かって挿入された状態を示す図である。
【図３Ｉ】図３Ｉは、屈曲部位に配置されるセグメントの前後に位置する別のセグメントに対応する剛性可変部の剛性が制御された図である。
【図４Ａ】図４Ａは、第１の実施形態の第１変形例を示し、時刻Ｔ１において挿入部が管路部に挿入され深部に向かって挿入される状態を示す図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、時刻Ｔ１よりも後の時刻Ｔ２において挿入部が管路部に挿入され深部に向かって挿入される状態を示す図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２において、屈曲部の曲率半径の変化量が閾値を下回った状態を示す図である。
【図５Ａ】図５Ａは、第１の実施形態の第２変形例を示し、挿入部が管路部の屈曲部を通過した状態を示す図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、第１の実施形態の第２変形例を示し、表示装置に配置される入力部から原点の入力操作を示す図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、第１の実施形態の第２変形例を示し、表示装置とは別体の入力部から原点の入力操作を示す図である。
【図６Ａ】図６Ａは、第１の実施形態の第３変形例を示し、検出ユニットと屈曲判断部と制御部と剛性可変部と表示装置と入力装置との関係を説明する図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、表示装置に配置される入力部から指定部位の入力操作の一例を示す図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、表示装置に配置される入力部から指定部位の入力操作の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。図１において状態算出部６３の図示を省略するように、一部の図面では図示の明瞭化のために部材の一部の図示を省略している。また深部とは、挿入部４０の挿入方向において現在位置よりも前方の位置を示す。
【００１６】
［第１の実施形態］  
［構成］  
図面を参照して第１の実施形態について説明する。  
［可撓管挿入装置（以下、挿入装置１０と称する）］  
図１に示すような内視鏡装置である挿入装置１０は、例えば、手術室または検査室に備えられる。挿入装置１０は、医療用の内視鏡２０と、内視鏡２０に接続される挿入制御装置１２０とを有する。挿入装置１０は、挿入制御装置１２０に接続される表示装置１４０（図３Ｂ参照）と、挿入制御装置１２０に接続される入力装置１６０とを有する。挿入装置１０は、内視鏡２０に接続される図示しない光源装置を有する。
【００１７】
内視鏡２０は、例えば、大腸などの管路部３００を有する被挿入体に挿入される挿入機器の一例である。内視鏡２０は、管路部３００内を図示しない撮像ユニットの撮像部によって撮像する。
図示しない光源装置は、撮像部が撮像できるよう、光を出射する。光は、内視鏡２０の内部に備えられる図示しない照明ユニットの導光部材によって図示しない照明ユニットの照明部まで導光される。光は、照明光として、照明部から外部に向かって出射される。なお撮像部によって撮像された画像は、撮像部から内視鏡２０の内部に備えられる撮像ユニットの信号線を介して図示しない画像制御装置に出力される。
図示しない画像制御装置は、撮像部によって撮像された画像が図示しない表示装置に表示されるように、信号処理する。
詳細については後述するが、挿入制御装置１２０は、内視鏡２０に配置される挿入部４０の曲げ剛性を制御する。
表示装置１４０は、撮像部によって撮像され、画像制御装置によって画像処理された画像を表示する。
【００１８】
入力装置１６０は、後述する各種の開始指示を入力するために用いられる。
【００１９】
［内視鏡２０］  
内視鏡２０は、例えば、医療用の軟性内視鏡として説明するが、これに限定される必要はない。内視鏡２０は、例えば、工業用の軟性内視鏡、カテーテル、処置具といったように、被挿入体の内部に挿入される軟性の挿入部４０を有していればよい。被挿入体は、例えば、人に限らず、動物、またはほかの構造物であってもよい。内視鏡２０は、直視型の内視鏡２０であってもよいし、側視型の内視鏡２０であってもよい。
【００２０】
内視鏡２０は、術者によって把持される操作部３０と、被挿入体に挿入される挿入部４０とを有する。
操作部３０は、挿入部４０の基端部に連設される。操作部３０は、後述する湾曲部４３を操作する湾曲操作部３１と、撮像ユニットなど各ユニットを操作するスイッチ部３３とを有する。操作部３０は、ユニバーサルコード３５をさらに有しており、ユニバーサルコード３５を介して図示しない光源装置と図示しない画像制御装置と挿入制御装置１２０とに接続される。
挿入部４０は、管状であり、細長く、柔軟である。挿入部４０は、管路部３００に対して管路部３００の内部を進退移動する。挿入部４０は、管路部３００に従って湾曲可能である。挿入部４０は、挿入部４０の先端部から挿入部４０の基端部に向かって順に、先端硬質部４１と、湾曲部４３と、可撓管部４５とを有する。先端硬質部４１の基端部は湾曲部４３の先端部に連結され、湾曲部４３の基端部は可撓管部４５の先端部に連結され、可撓管部４５の基端部は操作部３０に連結される。前記した撮像部と照明部とは、先端硬質部４１の内部に備えられる。
【００２１】
［セグメント５０］  
挿入部４０の可撓管部４５は、挿入部４０の長手軸方向に沿って列状に並ぶ複数のセグメント５０に区切られる。セグメント５０は、実在しない仮想的な領域として機能してもよいし、実在する構造として機能してもよい。
【００２２】
各セグメント５０の曲げ剛性は、挿入制御装置１２０に配置される後述する剛性制御部（以下、制御部１２７と称する（図２参照））の制御によって、独立して変更可能である。可撓管部４５の曲げ剛性は、挿入制御装置１２０によって独立して制御される各セグメント５０の曲げ剛性によって、部分的に変更可能となる。
なお可撓管部４５がセグメント５０に区切られるが、これに限定される必要はなく、挿入部４０がセグメント５０に区切られていてもよい。これにより挿入部４０の曲げ剛性は、制御部１２７によって独立して制御される各セグメント５０の曲げ剛性によって、部分的に変更可能となる。
【００２３】
［剛性可変部５１］  
挿入装置１０は、剛性が可変する１以上の剛性可変部５１を有する。剛性可変部５１は、セグメント５０毎に内蔵される。剛性可変部５１は、全てのセグメント５０に内蔵されてもよいし、一部のセグメント５０のみに内蔵されてもよい。剛性可変部５１が設けられる箇所は、少なくともセグメント５０として機能してもよい。なお１つの剛性可変部５１が複数のセグメント５０に渡って内蔵されてもよい。剛性可変部５１は、挿入部４０の長手軸方向に沿って、１列に並んでいてもよいし、複数列に並んでいてもよい。剛性可変部５１が複数列に並んでいる場合、剛性可変部５１同士は、剛性可変部５１同士が可撓管部４５の周方向において隣り合うように同じ位置に設けられていてもよいし、挿入部４０の長手軸方向においてずれて設けられていてもよい。剛性可変部５１は、剛性可変部５１の剛性の変化によって挿入部４０の曲げ剛性をセグメント単位で可変できればよい。
【００２４】
図示はしないが、剛性可変部５１は、例えば、金属線によって形成されるコイルパイプと、コイルパイプの内部に封入された導電性高分子人工筋肉（Ｅｌｅｃｔｒｏａｃｔｉｖｅ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ  Ｍｕｓｃｌｅ（以下、ＥＰＡＭと称する）とを有するアクチュエータにより構成される。コイルパイプの中心軸は、挿入部４０の中心軸と一致または平行に設けられる。コイルパイプは、コイルパイプの両端部に設けられた電極を有する。
電極は、内視鏡２０に内蔵される図示しない信号ケーブルを介して挿入制御装置１２０に接続され、挿入制御装置１２０から電力を供給される。電圧が電極を介してＥＰＡＭに印加されると、ＥＰＡＭはコイルパイプの中心軸に沿って伸縮しようとする。しかしながら、ＥＰＡＭは、コイルパイプによって伸縮を規制される。これにより、剛性可変部５１の剛性は変化する。なお剛性可変部５１の剛性は、印加される電圧の値が高くなるほど、高まる。剛性可変部５１の剛性が変化すると、これに従って剛性可変部５１を内蔵するセグメント５０の曲げ剛性も変化する。また電力は、電極それぞれに独立して供給される。このため、剛性可変部５１それぞれの剛性は独立して変化し、セグメント５０それぞれの曲げ剛性も独立して変化する。このように剛性可変部５１は、剛性可変部５１の剛性の変化によってセグメント５０の曲げ剛性を変化させ、セグメント５０の曲げ剛性の変化によって可撓管部４５の曲げ剛性を部分的に変化させる。
【００２５】
剛性可変部５１は、ＥＰＡＭの代わりに、形状記憶合金を用いてもよい。
【００２６】
［検出ユニット６０］  
図１と図２とに示すように、挿入装置１０は、少なくとも挿入部４０の形状情報を含む挿入部４０の状態情報を検出する検出ユニット６０を有する。検出ユニット６０は、入力装置１６０から開始指示（後述する検出開始指示と算出開始指示）を入力されると検出を開始し、常に検出する。なお検出のタイミングは、一定時間経過毎に実施されていてもよく、特に限定されない。
【００２７】
検出ユニット６０は、図１に示すように挿入部４０の内部に配置される状態検出部６１と、図２に示すように挿入制御装置１２０に配置される状態算出部６３とを有する。
【００２８】
状態検出部６１は、挿入部４０の形状情報と捩じれ情報とを含む挿入部４０の状態情報を検出する。挿入部４０の形状情報とは、例えば、挿入部４０の長手軸方向における挿入部４０の形状を示す。状態検出部６１は、例えば、コイルと、出力部と、光ファイバセンサと、歪みセンサと、吸収部材との少なくとも１つを有する。コイルは、挿入部４０の形状といった挿入部４０の状態に対応して磁界を発生する。出力部は、挿入部４０の状態に対応して電磁波または超音波などを出力する。光ファイバセンサにおいて、挿入部４０の状態に対応して光の進行率が可変する。吸収部材は、挿入部４０の状態に対応してＸ線を吸収する。
【００２９】
状態検出部６１は、入力装置１６０から出力された検出開始指示が状態検出部６１に入力された後、常に検出（動作）する。状態検出部６１は、例えば有線または無線によって状態算出部６３に接続されており、状態検出部６１が検出した検出結果を状態算出部６３に出力する。
【００３０】
状態算出部６３は、状態検出部６１の検出結果を基に、挿入部４０の状態情報を算出する。図３Ｃに示すように、例えば、被挿入体である管路部３００における屈曲部を屈曲部３０１ａ，３０１ｂとすると、屈曲部３０１ａは、屈曲部３０１ｂよりも挿入部４０の挿入方向において前方に位置するものである。本実施形態では、２つの屈曲部３０１ａ，３０１ｂを用いて説明するが、屈曲部の数は特に限定されない。状態算出部６３は、例えば、ＣＰＵまたはＡＳＩＣなどを含む演算回路等によって構成される。
【００３１】
状態算出部６３は、入力装置１６０から出力された算出開始指示が状態算出部６３に入力された後、常に算出（動作）する。状態算出部６３は、表示装置１４０に接続されており、状態算出部６３によって算出された算出結果を表示装置１４０に出力する。図３Ｂと図３Ｄとに示すように、表示装置１４０は、状態算出部６３によって算出された算出結果を基に、管路部３００内における現状の挿入部４０の状態情報を表示する。表示は、例えば３次元によって実施される。術者は、表示装置１４０に表示される挿入部４０の状態情報を基に、管路部３００内における挿入部４０の形状を監視可能となる。
【００３２】
状態算出部６３は、後述する屈曲判断部１２１と制御部１２７とに接続されており、状態算出部６３によって算出された算出結果を屈曲判断部１２１と制御部１２７とに出力する。
【００３３】
［屈曲判断部１２１］  
図２に示すように、挿入装置１０は、挿入制御装置１２０に配置される屈曲判断部１２１を有する。屈曲判断部１２１は、例えばＣＰＵまたはＡＳＩＣなどを含む演算回路等によって構成される。屈曲判断部１２１は、状態算出部６３によって算出された挿入部４０の形状情報を基に、挿入部４０に屈曲部位２０１ａ，２０１ｂ（図３Ｅ参照）が存在しているか否かを判断する。ここでは、図３Ｅにおいて、網掛けされている剛性可変部５１を有する部位が、屈曲判断部１２１によって、屈曲部位２０１ａ，２０１ｂと判断された部位である。屈曲部位２０１ａは、屈曲部位２０１ｂよりも挿入部４０の挿入方向において前方に位置するものとして説明する。本実施形態では、２つの屈曲部位２０１ａ，２０１ｂを用いて説明するが、屈曲部位の数は特に限定されない。屈曲判断部１２１は、入力装置１６０から判断開始指示を入力されると判断を開始し、常に判断する。なお判断のタイミングは、一定時間経過毎に実施されていてもよく、特に限定されない。
【００３４】
図２に示すように、屈曲判断部１２１は、挿入部４０の形状情報を基に、挿入部４０の湾曲情報を算出する湾曲情報算出部１２３と、湾曲情報を基に屈曲部位２０１ａ，２０１ｂが存在しているか否かを判断する判断本体部１２５とを有する。
【００３５】
湾曲情報は、挿入部４０の曲げの大きさと、挿入部４０の曲げの向きとの少なくとも一方を表す。本実施形態では、挿入部４０の曲げの大きさは、例えば、曲率半径もしくは曲率を表す。本実施形態では、湾曲情報は、挿入部４０の曲げの大きさにおける曲率半径を表すものとする。湾曲情報は、例えば、図３Ｆに示す実線または点線で示される屈曲曲線を含む。屈曲曲線は、挿入部４０の各位置と、挿入部４０の曲率半径との関係を表す。なお曲率半径は、状態検出部６１により得られた挿入部４０の位置情報から算出される。この場合、位置情報は、例えば、任意の少なくとも３カ所にて検出された検出データである位置情報を示す。
【００３６】
湾曲情報算出部１２３は、算出した曲率半径を判断本体部１２５と制御部１２７とに出力する。なお湾曲情報算出部１２３は、状態算出部６３に含まれてもよい。
【００３７】
判断本体部１２５は、曲げの大きさと、曲げの大きさに対する予め設定される閾値とを基に、屈曲部位２０１ａ，２０１ｂを判断する。図３Ｆに示すように、例えば、判断本体部１２５は、予め設定される閾値と曲率半径とを比較して曲率半径が閾値を下回った部位を屈曲部位２０１ａ，２０１ｂと判断する。判断本体部１２５は、判断本体部１２５の判断結果を制御部１２７に出力する。なお屈曲部位２０１ａ，２０１ｂが存在している、と判断本体部１２５が判断した際、判断本体部１２５は挿入部４０における屈曲部位２０１ａ，２０１ｂの位置情報を判断結果に含めて制御部１２７に出力する。判断本体部１２５は、閾値と曲率半径とを基に、屈曲部位２０１ａ，２０１ｂが例えば座屈によって屈曲が生じる可能性がある部位か、挿入の過程によって湾曲が生じている部位かを判断する。
【００３８】
屈曲部位２０１ａ，２０１ｂは、閾値よりも下に位置する屈曲曲線における挿入部４０の一部位であり、後述する制御部１２７によって曲げ剛性が可変する剛性可変領域である。屈曲部位２０１ａ，２０１ｂとは、挿入部４０において図示しない直線部位を含む略直線部位２０３ａ，２０３ｂ（図３Ｆ及び図３Ｇ参照）ではない部位を示す。
【００３９】
閾値は、屈曲部位２０１ａ，２０１ｂの屈曲の程度を示す。閾値は例えば図示しない記憶部に予め記憶されており、判断本体部１２５は適宜記憶部から閾値を読み出す。なお閾値は、例えば入力装置１６０から判断本体部１２５に入力されてもよい。また閾値は、管路部３００に応じて適宜設定されてもよい。閾値は、例えば患者に応じて適宜異なる。
【００４０】
［制御部１２７］  
図２に示すように、挿入装置１０は、挿入制御装置１２０に配置される制御部１２７を有する。制御部１２７は、例えばＣＰＵまたはＡＳＩＣなどを含む演算回路等によって構成される。制御部１２７は、ユニバーサルコード３５を含む内視鏡２０に内蔵される図示しない信号ケーブルを介して剛性可変部５１に接続される。
【００４１】
図３Ｅと図３Ｆと図３Ｇとに示すように、制御部１２７は、屈曲部位２０１ａ，２０１ｂが挿入部４０に存在していると屈曲判断部１２１が判断した際に、屈曲部位２０１ａ，２０１ｂに配置されるセグメント５０に対応する剛性可変部５１の剛性を、屈曲部位２０１ａ，２０１ｂが略直線化する剛性に制御する。例えば、制御部１２７は、屈曲部位２０１ａ，２０１ｂを略直線部位２０３ａ，２０３ｂ（図３Ｆと図３Ｇとを参照）に変化させるために、剛性可変部５１の剛性を屈曲部位２０１ａ，２０１ｂが略直線化する剛性に高める。言い換えると、例えば、制御部１２７は、屈曲部３０１ａ，３０１ｂを通過している部位である通過部位２０９ａ，２０９ｂを屈曲状態から略直線状態に変化させるため、剛性可変部５１の剛性を屈曲部位２０１ａ，２０１ｂが略直線化する剛性に高める。通過部位２０９ａ，２０９ｂは、屈曲部位２０１ａ，２０１ｂに対応する。ここでは、図３Ｇにおいて、黒塗りされている剛性可変部５１が剛性を制御され、略直線部位２０３ａ，２０３ｂが発生する。セグメント５０に対応する剛性可変部５１とは、例えば、このセグメント５０に設けられる剛性可変部５１を示し、言い換えると、セグメント５０の曲げ剛性を可変する剛性可変部５１を示す。
【００４２】
屈曲部位２０１ａ，２０１ｂが略直線化する剛性（以下、略直線剛性と称する）とは、屈曲部位２０１ａ，２０１ｂが略直線部位２０３ａ，２０３ｂに変化し、外力が略直線部位２０３ａ，２０３ｂに加わっても略直線部位２０３ａ，２０３ｂが曲がらず略直線状態を維持する剛性をいう。外力は、例えば、略直線部位２０３ａ，２０３ｂの中心軸に対して任意の角度から略直線部位２０３ａ，２０３ｂにかかる力を示す。略直線剛性は、制御部１２７によって制御されていない剛性に比べて高い。言い換えると略直線部位２０３ａ，２０３ｂの曲げ剛性は、曲げ剛性が制御されていない他の部位よりも高い。また略直線部位２０３ａ，２０３ｂは、外力を受けても曲がらず略直線状態を維持する高曲げ剛性部位として機能する。曲げ剛性が制御されていない他の部位は、外力を受けることによって受動的に曲げられることが可能な低曲げ剛性部位として機能する。なお略直線剛性は、管路部３００に応じて所望に調整される。
【００４３】
制御部１２７は、曲げの大きさと閾値とを基に、剛性可変部５１の剛性を制御する。図３Ｆに示すように、例えば、制御部１２７は、剛性可変部５１の剛性を、屈曲部位２０１ａ，２０１ｂそれぞれの曲率半径が閾値を上回る剛性に制御する。この剛性は、略直線剛性を示す。制御部１２７は、屈曲部位２０１ａ，２０１ｂそれぞれの曲率半径が閾値を上回るまで、剛性可変部５１の剛性を略直線剛性に高める。制御部１２７は、屈曲部位２０１ａ，２０１ｂそれぞれの曲率半径を湾曲情報算出部１２３から常に入力され、屈曲部位２０１ａ，２０１ｂそれぞれの曲率半径と閾値とを基に、剛性を制御する。制御部１２７は、図示しない記憶部から閾値を適宜読み出す。
【００４４】
本実施形態では、制御部１２７は、全ての屈曲部位２０１ａ，２０１ｂに配置されるセグメント５０に設けられる剛性可変部５１の剛性を制御する。つまり、制御部１２７は、屈曲部位２０１ａ，２０１ｂを一律に略直線部位２０３ａ，２０３ｂに変化させる。例えば、制御部１２７は、同時に制御を開始する。なお制御部１２７は、例えば屈曲部位２０１ａにおいて、挿入部４０の長手軸方向における屈曲部位２０１ａの中心に配置されるセグメント５０に設けられる剛性可変部５１の剛性を制御してもよい。または制御部１２７は、例えば屈曲部位２０１ａにおいて、屈曲部位２０１ａ全体の剛性可変部５１の剛性を同じ剛性に制御してもよい。または制御部１２７は、例えば屈曲部位２０１ａにおいて、挿入部４０の長手軸方向における屈曲部位２０１ａの中心に配置されるセグメント５０に設けられる剛性可変部５１の剛性が最も高く、挿入部４０の長手軸方向における屈曲部位２０１ａの端部に配置されるセグメント５０に設けられる剛性可変部５１の剛性が最も低くなるように、剛性に差をつけてもよい。
【００４５】
なお制御部１２７は、屈曲部位２０１ａ，２０１ｂに配置されるセグメント５０に設けられる剛性可変部５１の剛性のみを制御することに限定されない。例えば、図３Ｉに示すように、制御部１２７は、屈曲部位２０１ａ，２０１ｂに配置されるセグメント５０の前後に位置する別のセグメント５０ａに対応する剛性可変部５１の剛性を、略直線剛性に制御してもよい。または例えば、制御部１２７は、屈曲部位に配置されるセグメント５０以外の所望する別のセグメント５０に設けられる剛性可変部５１の剛性を、所望する剛性に制御してもよい。
【００４６】
また制御部１２７は、状態算出部６３によって算出された算出結果である挿入部４０の形状情報を基に、管路部３００における所望する部位を通過したセグメント５０に対応し且つ制御された略直線剛性を有する剛性可変部５１に対して、剛性を所望に制御する。所望する部位とは、例えば、略直線部３０３ａ，３０３ｂである。例えば、制御部１２７は、略直線部位２０３ａ，２０３ｂにおける剛性可変部５１の略直線剛性を所望の剛性にまで下げる。ここでは、図３Ｈにおいて、略直線部位２０３ａ，２０３ｂにおける網掛けされている剛性可変部５１が、制御部１２７によって、剛性を下げられている。これにより、屈曲部３０１ａ，３０１ｂ（略直線部３０３ａ，３０３ｂ）の通過を完了した略直線部位２０３ａ，２０３ｂである通過完了部位２１１は、外力を受けることによって曲げられることが可能となり、管路部３００に沿って湾曲可能となる。所望の剛性は、例えば、剛性が変化される前の初期の剛性である。初期の剛性とは、挿入部４０が外力などによって受動的に湾曲可能となる剛性である。初期の剛性とは、挿入部４０が管路部３００に沿って湾曲可能となる剛性でもよい。なお所望の剛性は、略直線剛性よりも低ければ、０であってもよいし、所望する値に再度設定されてもよい。なおこのとき制御部１２７は、剛性の制御を終了してもよい。
【００４７】
制御部１２７は、入力装置１６０から制御開始指示を入力されると制御を開始し、常に制御する。なお制御のタイミングは、一定時間経過毎に実施されていてもよく、特に限定されない。
【００４８】
［入力装置１６０］  
図２に示すように、入力装置１６０は、検出ユニット６０の検出及び算出を開始する検出開始指示と算出開始指示とを検出ユニット６０に出力し、屈曲判断部１２１の判断を開始する判断開始指示を屈曲判断部１２１に出力し、制御部１２７の制御を開始する制御開始指示を制御部１２７に出力する。入力装置１６０は、検出開始指示と算出開始指示と判断開始指示と制御開始指示とを同時に出力してもよいし個別に出力してもよい。入力装置１６０は、この出力を、挿入が実施される前に、言い換えると制御部１２７の制御が実施される前に、実施する。入力装置１６０は、例えば、一般的な入力用の機器であり、例えば、キーボード、マウス等のポインティングデバイス、タグリーダ、ボタンスイッチ、スライダ、ダイヤルである。
【００４９】
入力装置１６０が制御部１２７に制御開始指示を出力する際、制御モードの切り替えが実施されてもよい。制御モードとは、例えば、上述した屈曲部位２０１ａ，２０１ｂに配置されるセグメント５０に設けられる剛性可変部５１の剛性のみの制御、または屈曲部位２０１ａ，２０１ｂに配置されるセグメント５０とこのセグメント５０の前後に位置するセグメント５０とに設けられる剛性可変部５１の剛性の制御とを示す。
【００５０】
［作用］  
挿入装置１０が駆動した後、図３Ａに示すように、挿入部４０は、管路部３００に挿入され、深部に向かって挿入される。術者が入力装置１６０を操作し、入力装置１６０は検出開始指示と算出開始指示とを検出ユニット６０に出力すると、状態検出部６１はリアルタイムで挿入部４０の状態情報を検出する。状態検出部６１によって検出された検出結果は、リアルタイムで状態算出部６３に出力される。状態算出部６３は、状態検出部６１の検出結果を基に、リアルタイムで挿入部４０の状態情報を算出する。状態算出部６３は、状態算出部６３によって算出された算出結果を、表示装置１４０と屈曲判断部１２１と制御部１２７とに出力する。図３Ｂに示すように、表示装置１４０は、状態算出部６３によって算出された算出結果を基に、リアルタイムで管路部３００内における現状の挿入部４０の状態を表示する。術者は、表示装置１４０に表示される挿入部４０の状態を基に、管路部３００内における挿入部４０の形状を監視する。
【００５１】
湾曲部４３に対する湾曲操作部３１の操作と挿入部４０に対する術者の押し引き操作及び捩じり操作とに伴い、図３Ｃに示すように、挿入部４０は屈曲部３０１ａ，３０１ｂを通過する。図３Ｄに示すように、表示装置１４０は、状態検出部６１と状態算出部６３とによって、管路部３００と屈曲部３０１ａ，３０１ｂに対応して曲がる挿入部４０の形状と屈曲部３０１ａ，３０１ｂを曲がりながら通過する挿入部４０とを表示する。この状況は、術者によって監視される。
【００５２】
挿入部４０が屈曲部３０１ａ，３０１ｂを通過している状況下で、挿入部４０を深部に向かって挿入させるために、術者は、管路部３００から外部に露出している挿入部４０の基端部を把持し、この把持部位から挿入部４０を押し進める。このとき、屈曲部３０１ａ，３０１ｂを通過している通過部位２０９ａ，２０９ｂによって、挿入部４０を押し進める手元側の力が把持部位から挿入部４０の先端部に伝達されにくいことがある。これにより座屈が通過部位２０９ａ，２０９ｂに発生することがあり、深部への挿入部４０の挿入性が低下してしまうこととなる。このため術者は、監視している状況下で入力装置１６０を操作する。入力装置１６０は、判断開始指示を屈曲判断部１２１に出力し、制御開始指示を制御部１２７に出力する。
【００５３】
図３Ｅと図３Ｆとに示すように、屈曲判断部１２１は、挿入部４０の形状情報を基に、リアルタイムで屈曲部位２０１ａ，２０１ｂが挿入部４０に存在しているか否かを判断する。具体的には、湾曲情報算出部１２３は、リアルタイムで挿入部４０の形状情報を基に挿入部４０の湾曲情報である曲率半径を算出し、算出した曲率半径を判断本体部１２５と制御部１２７とに出力する。図３Ｅと図３Ｆとに示すように、判断本体部１２５は、予め設定される閾値と曲率半径とを比較して曲率半径が閾値を下回っているか否かを判断し、下回った部位を屈曲部位２０１ａ，２０１ｂと判断する。ここで、判断本体部１２５は、挿入部４０に屈曲部位２０１ａ，２０１ｂが存在していると、判断したとする。判断本体部１２５は、挿入部４０における屈曲部位２０１ａ，２０１ｂの位置情報を含む判断結果を制御部１２７に出力する。
【００５４】
制御部１２７は、判断結果における屈曲部位２０１ａ，２０１ｂの位置情報をもとに、挿入部４０において曲げ剛性を変化させる部位を算出する。そして、図３Ｆと図３Ｇとに示すように、制御部１２７は、屈曲部位２０１ａ，２０１ｂに配置されるセグメント５０に設けられる剛性可変部５１の剛性を、リアルタイムで略直線剛性に制御する。例えば、制御部１２７は、剛性可変部５１の剛性を、曲率半径が閾値を上回る剛性に制御する。
【００５５】
これにより、例えば剛性可変部５１の剛性は略直線剛性にまで高まり、図３Ｆと図３Ｇとに示すように、屈曲部位２０１ａ，２０１ｂは略直線部位２０３ａ，２０３ｂに変化する。この変化に伴い、屈曲部３０１ａ，３０１ｂも略直線部３０３ａ，３０３ｂに変化する。つまり、制御部１２７は、剛性可変部５１の剛性を制御することで屈曲部位２０１ａ，２０１ｂを略直線部位２０３ａ，２０３ｂに変化させ、略直線部位２０３ａ，２０３ｂによって屈曲部３０１ａ，３０１ｂも略直線部３０３ａ，３０３ｂに変化させる。そして制御部１２７は、屈曲部３０１ａ，３０１ｂを解消する。言い換えると、制御部１２７は、通過部位２０９ａ，２０９ｂの状態変化に伴い、屈曲部３０１ａ，３０１ｂも状態を変化させる。
【００５６】
この状況下で、略直線部位２０３ａ，２０３ｂと略直線部３０３ａ，３０３ｂとによって、手元側の力は、把持部位から挿入部４０の先端部に効率的に伝達される。このため、略直線部位２０３ａ，２０３ｂは、略直線部３０３ａ，３０３ｂを、深部に向かって容易に挿入されることとなる。つまり、挿入部４０は、容易に前進移動することとなり、挿入部４０の挿入性が向上する。また略直線部位２０３ａ，２０３ｂの曲げ剛性は高く、手元側の力が把持部位から挿入部の先端部に効率的に伝達される。このため、座屈の発生は防止され、深部への挿入部４０の挿入性は向上する。
【００５７】
なお剛性可変部の剛性が高まらず、屈曲部位２０１ａ，２０１ｂが屈曲状態のまま屈曲部３０１ａ，３０１ｂを通過しようとする。この場合、手元側の力は屈曲部位２０１ａ，２０１ｂによって挿入部の先端部に伝達されにくくなり、座屈が屈曲部位２０１ａ，２０１ｂに発生することがある。また通過部位２０９ａ，２０９ｂが略直線部位であっても、略直線部位の曲げ剛性が低いと、座屈が発生してしまうことがある。また略直線部位の曲げ剛性が低いと、屈曲部３０１ａ，３０１ｂは略直線部に変化できず、屈曲部３０１ａ，３０１ｂは屈曲状態のままであり、曲げ剛性が低い略直線部位は屈曲部３０１ａ，３０１ｂの圧力によって耐え切れず屈曲してしまうことがある。
【００５８】
しかしながら、本実施形態では、屈曲部位２０１ａ，２０１ｂは略直線部位２０３ａ，２０３ｂに確実に変化し、屈曲部３０１ａ，３０１ｂは略直線部位２０３ａ，２０３ｂによって略直線部３０３ａ，３０３ｂに確実に変化し、略直線部位２０３ａ，２０３ｂの曲げ剛性は、剛性可変部５１の剛性の変化によって、高い。このため、略直線部位２０３ａ，２０３ｂの屈曲が防止され、手元側の力が把持部位から挿入部４０の先端部に効率的に伝達され、挿入部４０は深部に向かって容易に挿入され、挿入部４０の挿入性は向上する。また手元側の力が把持部位から挿入部４０の先端部に効率的に伝達されるため、座屈の発生が防止され、深部への挿入部４０の挿入性は向上する。
【００５９】
図示はしないが、例えば管路部３００は大腸であり、挿入部４０が屈曲部３０１ａ，３０１ｂであるＳ状結腸を通過している際、挿入部４０においてＳ状結腸を通過している通過部位２０９ａ，２０９ｂは屈曲部位２０１ａ，２０１ｂとなっている。この屈曲部位２０１ａ，２０１ｂは剛性可変部５１の剛性の変化によって略直線部位２０３ａ，２０３ｂに変化し、Ｓ状結腸（屈曲部３０１ａ，３０１ｂ）は略直線部位２０３ａ，２０３ｂによって略直線部３０３ａ，３０３ｂに変化する。また略直線部位２０３ａ，２０３ｂの曲げ剛性は、剛性可変部５１の剛性の変化によって、高い。このため、略直線部位２０３ａ，２０３ｂの屈曲が防止され、手元側の力が把持部位から挿入部４０の先端部に効率的に伝達され、座屈の発生が防止される。よって、挿入部４０はＳ状結腸よりも大腸の深部に位置する横行結腸に向かって容易に挿入され、挿入部４０の挿入性が向上する。またＳ状結腸を通過した挿入部４０が横行結腸を通過する際、Ｓ状結腸及び横行結腸それぞれに対応する屈曲部位は略直線部位に変化し、Ｓ状結腸と横行結腸とはそれぞれ略直線部位によって略直線部に変化する。このため、横行結腸よりも大腸の深部に位置する上行結腸に向かって容易に挿入され、挿入部４０の挿入性は向上する。
【００６０】
また大腸のＳ状結腸や横行結腸などは、腹部内に固定されておらず、腹部内を容易に動くものである。特に、挿入部４０の挿入動作によって動いてしまい、柔らかく且つ曲がりやすい大腸に対する挿入は容易ではない。しかしながら、上述したように挿入部４０は、深部に向かって容易に挿入されることとなる。このように、挿入部４０の挿入に伴い管路部３００の状態が変化しても、挿入性は向上する。
【００６１】
なお、例えば、略直線部位２０３ａ，２０３ｂが略直線部３０３ａ，３０３ｂの通過を完了した場合、制御部１２７は、この通過を、状態算出部６３の算出結果（挿入部４０の形状情報）を基に判断する。そして図３Ｈにて網掛けで示すように、制御部１２７は、略直線部３０３ａ，３０３ｂの通過を完了した略直線部位２０３ａ，２０３ｂである通過完了部位２１１に配置されるセグメント５０に設けられ且つ略直線剛性を有する剛性可変部５１に対して、略直線剛性を所望の剛性にまで下げる。例えば、制御部１２７は、制御した剛性可変部５１の剛性を、初期の剛性に戻す。これにより通過完了部位２１１は、略直線状態を解放され低曲げ剛性部位に戻り、外力を受けることによって曲げられることが可能となる。このため、挿入部４０は、管路部３００に沿って曲がることが可能となる。なお術者が、表示装置１４０を通じて、挿入部４０の状態を監視しているとする。この状況下で、術者は、入力装置１６０を操作して、入力装置１６０から各種の開始指示の出力を停止してもよい。これにより、通過完了部位２１１は、略直線状態を解放され低曲げ剛性部位に戻り、外力を受けることによって曲げられることが可能となる。
【００６２】
図示はしないが、挿入方向において通過完了部位２１１よりも後方に位置する後方部位が屈曲部３０１ａ，３０１ｂを通過する際に、上述したように屈曲判断部１２１と制御部１２７との動作が繰り返される。このため挿入部４０が挿入されるに従って、曲げ剛性が変化する挿入部４０の絶対的な部位（位置）は後方にずれるが、曲げ剛性が変化する挿入部４０の部位は屈曲部３０１ａ，３０１ｂに対して相対的に変化しないように、剛性が変化する剛性可変部５１を制御部１２７は変化させる（切り替える）。このとき制御部１２７は、剛性が変化する剛性可変部５１が屈曲部３０１ａ，３０１ｂを通過している剛性可変部５１及びこれから屈曲部３０１ａ，３０１ｂを通過する剛性可変部５１にずれるように、剛性可変部５１を制御する。よって挿入部４０が屈曲部３０１ａ，３０１ｂを通過する際、屈曲部３０１ａ，３０１ｂを通過する通過部位２０９ａ，２０９ｂにおける挿入部４０の曲げ剛性は常に変化することとなる。部位は、少なくとも１つのセグメント５０を含んでいればよい。これにより、曲げ剛性が変化する部位は屈曲部３０１ａ，３０１ｂに対して相対的に変化せず、屈曲部３０１ａ，３０１ｂを通過する通過部位２０９ａ，２０９ｂにおける挿入部４０の曲げ剛性は常に変化することとなる。
【００６３】
なお略直線部位２０３ａ，２０３ｂが略直線部３０３ａ，３０３ｂの通過を完了しても、制御部１２７は、略直線部位２０３ａ，２０３ｂにおける剛性可変部５１の略直線剛性を維持してもよい。
【００６４】
［効果］  
このように本実施形態では、屈曲部３０１ａ，３０１ｂの形状に対応する屈曲部位２０１ａ，２０１ｂが検出及び判断され、屈曲部位２０１ａ，２０１ｂが略直線状態に変化するように剛性可変部５１の剛性が制御される。このため、本実施形態では、屈曲部位２０１ａ，２０１ｂを略直線部位２０３ａ，２０３ｂに変化でき、略直線部位２０３ａ，２０３ｂの曲げ剛性が高くなることで、手元側の力を把持部位から挿入部４０の先端部に効率的に伝達でき、深部への挿入部４０の挿入性を向上できる。本実施形態では、略直線部位２０３ａ，２０３ｂの曲げ剛性を高く、手元側の力を把持部位から挿入部４０の先端部に効率的に伝達できるため、座屈の発生を防止でき、深部への挿入部４０の挿入性を向上できる。本実施形態では、深部への挿入部４０の挿入に伴い管路部３００の状態が変化しても、深部への挿入部４０の挿入性を向上できる。本実施形態では、座屈の発生を防止できるため、患者に対して低侵襲で挿入部を挿入できる。本実施形態では、挿入部４０の挿入性を向上できるため、挿入装置１０を操作する術者の負担を軽減できる。
【００６５】
本実施形態では、屈曲部位２０１ａ，２０１ｂを一律に略直線状態に変化させる。このために、屈曲部位２０１ａ，２０１ｂを略直線状態に変化させるための習得が難しい手技または操作が複雑な手技を不要にできる。このような手技は、例えば、引っ張りによって挿入部４０を後退移動させて、座屈部位を略直線部位２０３ａ，２０３ｂに変化させる手技、または、術者または助手が腹部の上から座屈部位を押し込むという用手圧迫をいう。
【００６６】
本実施形態では、簡単、安全、且つ術者の負担にならずに、屈曲部位２０１ａ，２０１ｂを略直線部位２０３ａ，２０３ｂに変化できる。
【００６７】
本実施形態では、判断本体部１２５が湾曲情報を基に屈曲部位２０１ａ，２０１ｂの存在を判断する。このため、屈曲部位２０１ａ，２０１ｂを精度よく判断できる。本実施形態では、曲率半径が閾値を下回った部位を、判断本体部１２５は屈曲部位２０１ａ，２０１ｂと判断する。このため、剛性可変部５１の剛性を制御する制御部１２７の負荷を減らすことができる。本実施形態では、制御部１２７は、剛性可変部５１の剛性を、曲率半径が閾値を上回る剛性に制御する。このため、剛性可変部５１の剛性が可変する際、剛性を確実に規定できる。
【００６８】
本実施形態では、略直線部位２０３ａ，２０３ｂが略直線部３０３ａ，３０３ｂの通過を完了した場合、略直線部位２０３ａ，２０３ｂである通過完了部位２１１は、略直線状態を解放され低曲げ剛性部位に戻る。このため、通過完了部位２１１は管路部３００に沿って曲がることが可能となり、挿入性は向上する。
【００６９】
本実施形態では、通過完了部位２１１よりも後方に位置する後方部位が屈曲部３０１ａ，３０１ｂを通過する際に、上述したように屈曲判断部１２１と制御部１２７との動作が繰り返される。このため、屈曲部３０１ａ，３０１ｂを通過しているタイミングで、屈曲部位２０１ａ，２０１ｂにおける挿入部４０の曲げ剛性を常に可変でき、常に挿入性を向上できる。
【００７０】
なお例えば制御開始指示が制御部１２７に一度入力されると、制御部１２７はリアルタイムで剛性可変部５１の剛性を可変し続けるが、これに限定される必要はない。制御部１２７は、制御開始指示が入力されたタイミングだけ、剛性可変部５１の剛性を可変してもよい。
本実施形態では、曲率半径が用いられているが、曲率が用いられてもよい。曲率は、曲率半径の逆数である。したがって、判断本体部１２５は、予め設定される閾値と曲率とを比較して曲率が閾値を上回った部位を屈曲部位２０１ａ，２０１ｂと判断する。制御部１２７は、剛性可変部５１の剛性を、屈曲部位２０１ａ，２０１ｂそれぞれの曲率が閾値を下回る剛性に制御する。
【００７１】
［第１変形例］  
図４Ａと図４Ｂと図４Ｃとを参照して、第１の実施形態の第１変形例について説明する。本変形例では、第１の実施形態とは異なる部分のみ記載する。
本変形例の湾曲情報は、挿入部４０の曲げの大きさである曲率半径を表す。入力装置１６０は、所望時間のスタート時間である時刻Ｔ１（図４Ａ及び図４Ｃ参照）において、比較を開始する指示である比較開始指示を判断本体部１２５に出力する。入力装置１６０は、所望時間の長さを判断本体部１２５に出力する。所望時間は、予め設定されてもよい。
【００７２】
図４Ｃに示すように、判断本体部１２５は、予め設定される閾値と所望時間内における曲率半径の変化量とを基に、所望時間経過後の曲率半径が閾値を下回った部位を屈曲部位２０１ａ，２０１ｂと判断する。制御部１２７は、曲率半径が閾値を上回るまで、剛性可変部５１の剛性を制御する。
【００７３】
例えば、図４Ａと図４Ｃとに示す時刻Ｔ１において、術者が入力装置１６０を操作し、入力装置１６０は比較開始指示を判断本体部１２５に出力する。時刻Ｔ１では、曲率半径は、閾値を上回っているとする。
【００７４】
図４Ｂと図４Ｃとに示す時刻Ｔ１から所望時間が経過した時刻Ｔ２において、判断本体部１２５は、時刻Ｔ２の曲率半径と閾値とを比較する。時刻Ｔ２の曲率半径が閾値を下回った場合、判断本体部１２５は、下回った部位を屈曲部位２０１ａ，２０１ｂと判断する。そして、制御部１２７は、時刻Ｔ２の曲率半径が閾値を上回るまで、屈曲部位２０１ａ，２０１ｂにおける剛性可変部５１の剛性を略直線剛性に制御する。
【００７５】
第１の実施形態では、曲率半径が閾値を下回った部位が常に屈曲部位２０１ａ，２０１ｂと判断され、剛性が変化される。しかしながら本変形例では、所望時間内における曲率半径の変化量を基に屈曲部位２０１ａ，２０１ｂが判断されるため、剛性可変部５１の剛性を制御する制御部１２７の負荷を減らすことができる。
なお本変形例では、曲率半径が用いられているが、曲率が用いられてもよい。曲率は、曲率半径の逆数である。したがって、判断本体部１２５は、予め設定される閾値と所望時間内における曲率の変化量とを基に、所望時間経過後の曲率が閾値を上回った部位を屈曲部位２０１ａ，２０１ｂと判断する。制御部１２７は、曲率が閾値を下回るまで、剛性可変部５１の剛性を制御する。
【００７６】
［第２変形例］  
図５Ａと図５Ｂと図５Ｃとを参照して、第１の実施形態の第２変形例について説明する。本変形例では、第１の実施形態とは異なる部分のみ記載する。
本変形例の湾曲情報は、挿入部４０の曲げの大きさである曲率半径を表す。ここで、図５Ａに示すように、被挿入体の管路部３００の入口に位置する挿入部４０の一部位の中心軸の第１延長線４０１と被挿入体の管路部３００に挿入されている挿入部４０の先端部の中心軸に直交する直交軸の第２延長線４０３との交点を原点４０５と定義する。本変形例でも図５Ｂに示すように、表示装置１４０は、検出ユニット６０の検出結果を基に、管路部３００内における現状の挿入部４０の状態情報を表示する。挿入装置１０は、表示装置１４０に配置され、表示装置１４０に表示される挿入部４０の状態情報を基に原点４０５を入力する入力部１８０を有する。入力部１８０は、例えば、表示装置１４０に配置されるタッチパネルである。したがって、原点４０５は、例えば、術者が表示装置１４０に表示される管路部３００内における現状の挿入部４０の状態情報を目視した状態で、術者の入力部１８０の操作によって入力される。入力された原点４０５の位置情報は、判断本体部１２５に出力される。このように原点４０５は、挿入部４０の形状情報を基に判断本体部１２５に入力される。
【００７７】
なお図５Ｃに示すように、入力部１８０は、表示装置１４０とは別体として配置されるタブレットなど携帯端末でもよい。この場合、入力部１８０は、表示装置１４０に表示された表示情報を同期して表示する第１表示部１８１と第２表示部１８３とを有する。第１表示部１８１は、例えば、管路部３００内における現状の挿入部４０の状態情報を示す。第２表示部１８３は、例えば、撮像部によって撮像された画像を表示する。入力部１８０は、無線などによって、挿入制御装置１２０に接続される。なお入力部１８０は、例えば一般的な入力用の機器であり、例えば、キーボード、マウス等のポインティングデバイスでもよい。
【００７８】
判断本体部１２５は、第１実施形態と同様に、予め設定される閾値と曲率半径とを比較して曲率半径が閾値を下回った部位を屈曲部位２０１ａ，２０１ｂと判断する。さらに、判断本体部１２５は、曲率半径の中心位置Ｐ２（図５Ａ参照）が挿入部４０を間に挟んで原点４０５とは反対側に位置する部位を、座屈によって生じた屈曲部位２０１ｂと判断する。例えば、図５Ａに示すように、挿入部４０がＳ状結腸を通過する際に、Ｓ状結腸における屈曲部位２０１ｂは、座屈が生じる可能性がある部分であり、曲げ剛性を高くする必要がある。この場合、中心位置Ｐ２は挿入部４０を間に挟んで原点４０５とは反対側に位置するため、判断本体部１２５は、Ｓ状結腸を通過する通過部位２０９ｂを屈曲部位２０１ｂと判断する。
【００７９】
判断本体部１２５は、曲率半径の中心位置Ｐ１が原点４０５と挿入部４０との間といった原点４０５側にある部位を、挿入の過程で生じた湾曲部位２１５と判断する。例えば、挿入部４０がＳ状結腸と横行結腸との間に位置する下行結腸を通過する際、湾曲部位２１５は、挿入の過程で挿入部４０が体腔の内側に向かって湾曲した部位である。したがって湾曲部位２１５の曲げ剛性は高まる必要はない。この場合、中心位置Ｐ１は挿入部４０との間といった原点４０５側に位置するため、判断本体部１２５は、下行結腸を通過する通過部位２０９ａを湾曲部位２１５と判断する。
【００８０】
制御部１２７は、屈曲部位２０１ｂにおける剛性可変部５１の剛性のみを、曲率半径が閾値を上回る剛性に制御する。
【００８１】
本変形例では、挿入部４０がＳ状結腸から横行結腸に挿入される際、Ｓ状結腸を通過する通過部位２０９ｂの曲げ剛性のみを可変でき、Ｓ状結腸と横行結腸との間に位置する下行結腸を通過する通過部位２０９ａの曲げ剛性の変化を不要にできる。このため本変形例では、座屈の発生を防止でき、挿入部４０の挿入性を向上できる。
【００８２】
なお湾曲情報は、挿入部４０の曲げの向きを表してもよい。この場合、判断本体部１２５は、曲げの向きが原点４０５に向かっている部位周辺を、屈曲部位と判断する。制御部１２７は、屈曲部位における曲げの向きの大部分が同一方向に向くように、屈曲部位における剛性可変部５１の剛性のみを制御する。
また本変形例では、曲率半径が用いられているが、曲率が用いられてもよい。曲率は、曲率半径の逆数である。したがって、判断本体部１２５は、曲率の中心位置Ｐ２（図５Ａ参照）が挿入部４０を間に挟んで原点４０５とは反対側に位置する部位を、座屈によって生じた屈曲部位２０１ｂと判断する。制御部１２７は、屈曲部位２０１ｂにおける剛性可変部５１の剛性のみを、曲率が閾値を下回る剛性に制御する。
【００８３】
［第３変形例］  
図６Ａと図６Ｂと図６Ｃを参照して、第１の実施形態の第３変形例について説明する。本変形例では、第１の実施形態とは異なる部分のみ記載する。
本変形例では、図６Ｂに示すように、表示装置１４０は、管路部３００内における現状の挿入部４０の状態情報を表示する第１表示部１４１と、撮像部によって撮像された画像を表示する第２表示部１４３とを有する。表示装置１４０は、図６Ｃに示すように、湾曲情報と閾値とを表示してもよい。なお表示装置１４０は、検出ユニット６０の検出結果と湾曲情報算出部１２３の算出結果とを基に、管路部３００内における現状の挿入部４０の状態情報と湾曲情報との少なくとも一方を表示すればよい。
【００８４】
挿入装置１０は、表示装置１４０に表示される挿入部４０の状態情報と湾曲情報との少なくとも一方から、指定部位２１７を入力する入力部１９０を有する。入力部１９０は、例えば、表示装置１４０に配置されるタッチパネルである。なお入力部１９０は、入力部１８０と同様に、表示装置１４０とは別体として配置されるタブレットなどの携帯端末でもよい。または入力部１９０は、例えば一般的な入力用の機器であり、例えば、キーボード、マウス等のポインティングデバイスでもよい。
【００８５】
指定部位２１７は、例えば、術者が表示装置１４０に表示される管路部３００内における現状の挿入部４０の状態情報と湾曲情報との少なくとも一方を目視した状態で、術者の入力部１９０の操作によって判断本体部１２５に入力される。指定部位２１７は、位置であってもよいしフレームであってもよい。
【００８６】
判断本体部１２５は、表示装置１４０に表示される状態情報と湾曲情報との一方を基に入力部１８０から入力された指定部位２１７が屈曲部位２０１ｂか否かを判断する。判断本体部１２５は、指定部位２１７の曲率半径と閾値とを比較し、曲率半径が閾値を下回ってた場合、指定部位２１７を屈曲部位２０１ｂと判断する。
【００８７】
制御部１２７は、第１実施形態と同様に、制御する。
【００８８】
本変形例では、術者が表示装置１４０に表示される挿入部４０の状態情報と湾曲情報との少なくとも一方を目視し、指定部位２１７を介して屈曲部位２０１ｂが術者によって選択される。このため、曲げ剛性を変化させる部位を選択でき、挿入部４０の挿入効率を向上できる。
【００８９】
本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示される複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図３Ｆ】
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【図３Ｇ】
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【図３Ｈ】
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【図３Ｉ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年4月27日(2018.4.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手軸方向に沿って列状に並ぶ複数のセグメントに区切られており、被挿入体に挿入される挿入部と、
少なくとも１つの前記セグメントに設けられ、前記挿入部の曲げ剛性を、前記セグメント単位で可変する１以上の剛性可変部と、
少なくとも前記挿入部の形状情報を含む前記挿入部の状態情報を検出する検出ユニットと、
前記挿入部の前記形状情報を基に、前記挿入部の曲がりの大きさの情報を含む前記挿入部の湾曲情報を算出する湾曲情報算出部と、
前記挿入部の前記曲がりの大きさと前記曲がりの大きさに対して予め設定された閾値とを基に、前記挿入部に屈曲部位が存在しているか否かと、前記屈曲部位が存在している場合の前記挿入部における前記屈曲部位の位置とを判断する判断本体部と、
前記屈曲部位が存在していると前記判断本体部によって判断され、且つ前記剛性可変部が設けられた前記セグメントが前記屈曲部位に位置している場合に、前記屈曲部位に位置している前記セグメントに設けられた前記剛性可変部の剛性を高める制御を行う制御部と、
を具備する可撓管挿入装置。
【請求項２】
前記曲がりの大きさの情報は、曲率半径の情報を含み、
前記判断本体部は、前記曲率半径と前記曲率半径に対して予め設定された閾値とを比較して、前記曲率半径が前記曲率半径に対する前記閾値を下回った部位を前記屈曲部位と判断する請求項１に記載の可撓管挿入装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記剛性可変部の前記剛性を、前記曲率半径が前記曲率半径に対する前記閾値を上回る剛性に制御する請求項２に記載の可撓管挿入装置。
【請求項４】
前記判断本体部は、前記曲率半径に対する前記閾値と所望時間内における前記曲率半径の変化量とを基に、所望時間経過後の前記曲率半径が前記曲率半径に対する前記閾値を下回った部位を前記屈曲部位と判断し、
前記制御部は、前記変化量が前記曲率半径に対する前記閾値を上回るまで、前記剛性可変部の前記剛性を制御する請求項２に記載の可撓管挿入装置。
【請求項５】
前記被挿入体の入口に位置する前記挿入部の一部位の中心軸の第１延長線と前記被挿入体に挿入されている前記挿入部の先端部の中心軸に直交する直交軸の第２延長線との交点を原点と定義し、
前記判断本体部は、前記曲率半径の中心位置が前記挿入部を挟んで前記原点とは反対側に位置する部位を、前記屈曲部位と判断し、
前記制御部は、前記剛性可変部の前記剛性を、前記曲率半径が前記曲率半径に対する前記閾値を上回る剛性に制御する請求項２に記載の可撓管挿入装置。
【請求項６】
前記挿入部の前記状態情報を表示する表示装置と、
前記表示装置に配置される、または前記表示装置とは別体として配置され、前記原点を入力する入力部と、
をさらに具備する請求項５に記載の可撓管挿入装置。
【請求項７】
前記曲がりの大きさの情報は、曲率の情報を含み、
前記判断本体部は、前記曲率と前記曲率に対して予め設定された閾値とを比較して、前記曲率が前記曲率に対する前記閾値を上回った部位を前記屈曲部位と判断する請求項１に記載の可撓管挿入装置。
【請求項８】
前記挿入部の前記状態情報と前記湾曲情報との少なくとも一方を表示する表示装置をさらに具備し、
前記判断本体部は、前記表示装置に表示される前記状態情報と前記湾曲情報との一方を基に入力された指定部位が前記屈曲部位か否かを判断する請求項１に記載の可撓管挿入装置。
【請求項９】
前記表示装置に配置される、または前記表示装置とは別体として配置され、前記指定部位を入力する入力部を有する請求項８に記載の可撓管挿入装置。
【請求項１０】
前記制御部は、前記挿入部の前記形状情報を基に、前記被挿入体の所望する部位を通過した前記セグメントに位置し且つ前記剛性を高める制御を行われた前記剛性可変部に対して、前記剛性可変部の前記剛性を下げる制御を行う請求項１に記載の可撓管挿入装置。
【請求項１１】
前記制御部は、前記屈曲部位に配置される前記セグメントの前後に位置する前記セグメントに位置している前記剛性可変部の前記剛性を高める制御を行う請求項１に記載の可撓管挿入装置。
【請求項１２】
前記制御部の制御を開始させる制御開始指示を前記制御部に出力する入力装置をさらに具備する請求項１に記載の可撓管挿入装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明の可撓管挿入装置の一態様は、長手軸方向に沿って列状に並ぶ複数のセグメントに区切られており、被挿入体に挿入される挿入部と、少なくとも１つの前記セグメントに設けられ、前記挿入部の曲げ剛性を、前記セグメント単位で可変する１以上の剛性可変部と、少なくとも前記挿入部の形状情報を含む前記挿入部の状態情報を検出する検出ユニットと、前記挿入部の前記形状情報を基に、前記挿入部の曲がりの大きさの情報を含む前記挿入部の湾曲情報を算出する湾曲情報算出部と、前記挿入部の前記曲がりの大きさと前記曲がりの大きさに対して予め設定された閾値とを基に、前記挿入部に屈曲部位が存在しているか否かと、前記屈曲部位が存在している場合の前記挿入部における前記屈曲部位の位置とを判断する判断本体部と、前記屈曲部位が存在していると前記判断本体部によって判断され、且つ前記剛性可変部が設けられた前記セグメントが前記屈曲部位に位置している場合に、前記屈曲部位に位置している前記セグメントに設けられた前記剛性可変部の剛性を高める制御を行う制御部と、を具備する。
【国際調査報告】
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