(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心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可撓管と、
前記可撓管の曲げ剛性を、セグメント単位で可変する剛性可変部と、
前記可撓管の速度情報を少なくとも含む前記可撓管の状態に関する状態情報を検出する状態検出部と、
前記状態情報を基に、前記可撓管の挿入方向において前方に配置される前側セグメントの速度情報と、前記可撓管の前記挿入方向において後方に配置される後側セグメントの速度情報とを算出する状態算出部と、
前記前側セグメントの前記速度情報を前記後側セグメントの前記速度情報で割った値を示す速度比を算出する速度比算出部と、
前記速度比を基に、前記剛性可変部を介して前記可撓管の前記曲げ剛性をセグメント単位で制御する剛性制御部と、
を具備し、
前記状態算出部は、前記状態情報を基に、前記前側セグメントが前記前側セグメントの曲げの中心方向に向かって曲がったのか前記前側セグメントの曲げの中心方向とは逆向きに曲がったのかを算出し、
前記剛性制御部は、前記前側セグメントが前記前側セグメントの曲げの中心方向に向かって曲がった際に、前記前側セグメントと前記後側セグメントとの間に配置される１以上の前記セグメントそれぞれの曲げ剛性を高く制御し、前記前側セグメントが前記前側セグメントの曲げの中心方向とは逆向きに向かって曲がった際に、前記前側セグメントと前記後側セグメントとの間に配置される１以上の前記セグメントそれぞれの曲げ剛性を低く制御する、可撓管挿入装置。
【請求項２】
前記速度比算出部によって算出された前記速度比を基に、現在位置から深部への前記可撓管の挿入性が低下しているか否かを判断する挿入性判断部を具備し、
前記挿入性判断部が前記可撓管の前記挿入性が低下していると判断した際に、前記剛性制御部は前記曲げ剛性をセグメント単位で制御する請求項１に記載の可撓管挿入装置。
【請求項３】
前記挿入性判断部は、前記速度比と閾値とを比較し、前記速度比が前記閾値未満である際に前記可撓管の前記挿入性が低下していると判断する請求項２に記載の可撓管挿入装置。
【請求項４】
前記前側セグメントと前記後側セグメントとを設定し、さらに前記閾値を入力する入力部を具備する請求項３に記載の可撓管挿入装置。
【請求項５】
前記剛性制御部は、前記可撓管の前記挿入性が低下していると前記挿入性判断部が判断した直後に、前記剛性可変部を介して前記可撓管の前記曲げ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６】
前記剛性制御部の制御開始指示を前記剛性制御部に入力する入力部を具備し、
前記剛性制御部は、前記可撓管の前記挿入性が低下していると前記挿入性判断部が判断し且つ前記入力部が前記制御開始指示を前記剛性制御部に入力した際、前記剛性可変部を介して前記可撓管の前記曲げ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７】
前記剛性制御部は、前記速度比が前記速度比の目標値となるように、前記前側セグメントと前記後側セグメントとの間に配置される１以上の前記セグメントそれぞれの曲げ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８】
前記目標値を１以下の値として設定する入力部を具備する請求項７に記載の可撓管挿入装置。
【請求項９】
前記剛性制御部は、前記曲げ剛性の制御に対する制御条件を探索し、探索した前記制御条件を基に前記曲げ剛性をセグメント単位で制御する請求項２に記載の可撓管挿入装置。
【請求項１０】
前記剛性制御部は、前記曲げ剛性の値を時間の経過と共に変化させて、変化過程における前記曲げ剛性に対応する前記速度比の傾向を探索し、探索した前記傾向から前記制御条件を設定し、設定した前記制御条件で前記曲げ剛性を制御する請求項９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、被挿入体の管路部に可撓管を挿入する可撓管挿入装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  例えば特許文献１に開示される挿入部の可撓管は、可撓管の中心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る。各セグメントの曲げ剛性は、変更可能である。これにより、深部への可撓管の挿入性が向上する。【０００３】  例えば特許文献２に開示される内視鏡システムは、可撓管の可撓性をセグメント毎に制御する内視鏡と、内視鏡の形状情報と可撓性の度合いとを可撓性制御パターンとして格納するデータベースとを有する。内視鏡システムは、データベースを用いて可撓性を変化させる。これにより、深部への可撓管の挿入性が向上する。【０００４】  例えば特許文献３に開示される内視鏡装置の可撓管は、可撓管の中心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る。内視鏡装置は、形状算出部によって算出された可撓管の形状に応じて、可撓管の曲げ剛性を挿入に適した曲げ剛性にセグメント単位で変更する。これにより、挿入部が押し込み操作される際に、被挿入体（例えば患者）の管路部（例えば大腸の腸管）における深部への可撓管の挿入性が向上する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公昭６１−３７９３１号公報
【特許文献２】特開平６−７０８７９号公報
【特許文献３】特開２０１６−７４３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  特許文献１，３は、曲げ剛性の変更を開示しているのみであり、変更後の曲げ剛性の値については開示されていない。したがって、変更された曲げ剛性の値が低い場合、押し込み操作時に、可撓管が座屈してしまう虞がある。また変更された曲げ剛性の値が高い場合、押し込み操作時に、可撓管は、管路部の内壁部（例えば大腸壁）に過剰な負荷を意図せずに与えてしまう虞がある。したがって特許文献１，３において、深部への可撓管の挿入性が低下してしまう虞が生じる。【０００７】  特許文献２では、データベースに格納される可撓性制御パターンを用いて、可撓性を変化させているのみであり、可撓管が実際に挿入される大腸の柔軟性と可撓性制御パターンとの関連性については開示されていない。そもそも大腸の柔軟性は患者の体調または患者それぞれによって異なるため、可撓性制御パターンが有効であるとはいいきれない。したがって、深部への可撓管の挿入性が低下してしまう虞が生じる。【０００８】  また特許文献２では、可撓性の度合いが変化した際、可撓管の手元側に対する可撓管の先端の応答性（追従性）について開示されていない。具体的には、手元側の挿入速度に対する先端の挿入速度の遅れについて開示されていない。可撓性の度合いが変化しているが、例えば可撓管に対する腸管の抵抗によって、先端の挿入速度が手元側の挿入速度に対して遅れてしまうとする。この場合、可撓管を操作する操作者は先端の遅れのために必要以上に可撓管を押し込んでしまい、可撓管は押し込みによって腸管を過伸展させ、患者が苦痛を感じてしまう。したがって、深部への可撓管の挿入性が低下してしまう虞が生じる。【０００９】  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】
【００１０】
本発明の可撓管挿入装置の一態様は、中心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可撓管と、前記可撓管の曲げ剛性を、セグメント単位で可変する剛性可変部と、前記可撓管の速度情報を少なくとも含む前記可撓管の状態に関する状態情報を検出する状態検出部と、前記状態情報を基に、前記可撓管の挿入方向において前方に配置される前側セグメントの速度情報と、前記可撓管の前記挿入方向において後方に配置される後側セグメントの速度情報とを算出する状態算出部と、前記前側セグメントの前記速度情報を前記後側セグメントの前記速度情報で割った値を示す速度比を算出する速度比算出部と、前記速度比を基に、前記剛性可変部を介して前記可撓管の前記曲げ剛性をセグメント単位で制御する剛性制御部と、を具備する。前記状態算出部は、前記状態情報を基に、前記前側セグメントが前記前側セグメントの曲げの中心方向に向かって曲がったのか前記前側セグメントの曲げの中心方向とは逆向きに曲がったのかを算出する。前記剛性制御部は、前記前側セグメントが前記前側セグメントの曲げの中心方向に向かって曲がった際に、前記前側セグメントと前記後側セグメントとの間に配置される１以上の前記セグメントそれぞれの曲げ剛性を高く制御し、前記前側セグメントが前記前側セグメントの曲げの中心方向とは逆向きに向かって曲がった際に、前記前側セグメントと前記後側セグメントとの間に配置される１以上の前記セグメントそれぞれの曲げ剛性を低く制御する。
【発明の効果】
【００１１】  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】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の一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、セグメントと状態検出部と状態算出部と速度比算出部と挿入性判断部と剛性制御部と剛性可変部と入力部との関係を説明する図である。
【図３】図３は、前側セグメントと後側セグメントと制御セグメントとの配置と、前側セグメント及び後側セグメントの速度と、速度比と、第１，２挿入経路とを説明する図である。
【図４】図４は、設定された前側セグメントと後側セグメントとにおける速度比と、前側セグメントと後側セグメントとの間に配置される制御セグメントとを説明する図である。
【図５Ａ】図５Ａは、速度比と１である閾値との関係を説明する図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、速度比と０．８である閾値との関係を説明する図である。
【図６】図６は、１つの制御セグメントに対する剛性制御部の制御の一例を説明する図である。
【図７】図７は、剛性制御部の制御の第１例を説明する図である。
【図８】図８は、剛性制御部の制御の第２例を説明する図である。
【図９Ａ】図９Ａは、剛性制御部の制御の第３例を説明する図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、剛性制御部の制御の第４例を説明する図である。
【図１０】図１０は、剛性制御部の制御の第５例を説明する図である。
【図１１】図１１は、剛性制御部の制御の第６例を説明する図である。
【図１２】図１２は、剛性制御部の制御の第７例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】  以下、図面を参照して本発明の一実施形態について詳細に説明する。なお、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する。
【００１４】  図１に示すように、可撓管挿入装置（以下、挿入装置１０と称する）は、内視鏡２０と、内視鏡２０を制御する制御装置８０と、制御装置８０に接続される入力部９０とを有する。制御装置８０は、例えば、内視鏡２０に配置される挿入部３０の可撓管３５の曲げ剛性を制御する剛性制御装置として機能する。図示はしないが、挿入装置１０は、内視鏡２０が撮像した画像を表示する表示装置と、内視鏡２０が観察及び撮像するための光を出射する光源装置とを有してもよい。
【００１５】  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（例えば患者）の管路部１２（例えば大腸の腸管）に挿入される軟性の挿入部３０を有していればよい。挿入部３０は、外力によって撓むことが可能な可撓性を有する部位（例えば後述する可撓管３５）を有していればよい。内視鏡２０は、直視型の内視鏡であってもよいし、側視型の内視鏡であってもよい。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。管路部１２は、例えば、工業用のパイプであってもよい。
【００１６】  内視鏡２０は、挿入部３０と、挿入部３０の基端部に連結され、挿入装置１０の操作者によって把持される把持部４０と、把持部４０の側面から延出されるユニバーサルコード５０とを有する。ユニバーサルコード５０は、制御装置８０に着脱自在な図示しない接続部を有する。
【００１７】  挿入部３０は、管状であり、細長く、柔軟である。挿入部３０は、管路部１２に対して管路部１２の内部を進退移動する。挿入部３０は、管路部１２の形状に従って湾曲可能である。挿入部３０は、挿入部３０の先端部から挿入部３０の基端部に向かって順に、先端硬質部３１と、湾曲部３３と、可撓管３５とを有する。先端硬質部３１と湾曲部３３とは、可撓管３５に比べて短い。このため本実施形態では、先端硬質部３１と、湾曲部３３と、可撓管３５の先端部とは、挿入部３０の先端部とみなすものとする。可撓管３５は、可撓性を有しており、外力によって撓む。
【００１８】  図１と図２とに示すように、挿入部３０の可撓管３５は、挿入部３０の中心軸方向に沿って列状に並ぶ複数のセグメント３７に区切られる。セグメント３７は、例えば、可撓管３５の全長に渡って存在するものとする。なおセグメント３７は、例えば、可撓管３５の一部に存在してもよい。各セグメント３７の曲げ剛性は、制御装置８０の制御によって、独立して変更可能である。したがって、可撓管３５の曲げ剛性は、制御装置８０によって独立して制御される各セグメント３７の曲げ剛性によって、部分的に変更可能となる。なおセグメント３７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。セグメント３７それぞれの長さは、互いに同一であってもよいし、異なってもよい。例えば、挿入部３０において被挿入体に挿入される部分の長さは、被挿入体に応じて決まる。したがって、挿入される部分は複数のセグメント３７に区切られ、被挿入体の外部に配置され且つ被挿入体に挿入されない部分は１つのセグメント３７とみなされてもよい。
【００１９】  挿入装置１０は、制御装置８０の制御によって可変する剛性を有し、剛性によって可撓管３５の曲げ剛性を変更する１以上の剛性可変部６０を有する。本実施形態では、剛性可変部６０は、挿入部３０における可撓管３５の曲げ剛性を、セグメント単位で可変する。このため、複数の剛性可変部６０は、例えば、各セグメント３７に内蔵され、可撓管３５全長に渡って内蔵されているものとして説明する。したがって、剛性可変部６０を有するセグメント３７は、制御装置８０に配置される後述する剛性制御部８７によって制御される制御対象（以下、制御セグメント３７ｉと称する）として機能し得る。なお剛性可変部６０は、可撓管３５において、管路部１２に挿入され且つ曲げ剛性を変更する必要がある部位に配置されればよい。つまり、剛性可変部６０は、一部のセグメント３７のみに内蔵されてもよい。
【００２０】  剛性可変部６０が設けられる箇所が、少なくともセグメント３７として機能してもよい。１つの剛性可変部６０が複数のセグメント３７に渡って内蔵されてもよい。剛性可変部６０は、挿入部３０の中心軸方向に沿って、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６０が複数列に並んでいる場合、剛性可変部６０同士は、剛性可変部６０同士が可撓管３５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３０の中心軸方向においてずれて設けられていてもよい。
【００２１】  図示はしないが、剛性可変部６０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３０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。
【００２２】  剛性可変部６０の電極それぞれは、内視鏡２０に内蔵される信号ケーブルを介して制御装置８０に接続され、制御装置８０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６０の剛性は変化する。なお剛性可変部６０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６０の剛性が変化すると、これに従ってセグメント３７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６０それぞれの剛性は独立して変化し、セグメント３７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６０は、剛性可変部６０の剛性変化によってセグメント３７の曲げ剛性を変化させ、セグメント３７の曲げ剛性変化によって可撓管３５の曲げ剛性を部分的に変化させる。
【００２３】  剛性可変部６０は、ＥＰＡＭの代わりに、形状記憶合金を用いてもよい。
【００２４】  挿入装置１０は、可撓管３５の速度情報を少なくとも含む可撓管３５の状態情報を検出する状態検出部７０を有する。速度情報は、可撓管３５の中心軸方向における可撓管３５の速度の大きさと速度の向きとを含む。また可撓管３５の状態情報は、可撓管３５の湾曲状態を含む。可撓管３５の湾曲状態は、例えば、可撓管３５の湾曲量（湾曲の大きさ）を含む。可撓管３５の湾曲状態は、可撓管３５の湾曲の方向を含んでもよい。
【００２５】  状態検出部７０は、一例として、光ファイバ７３の曲げによる光伝達量の損失を利用したファイバセンサを有する。ファイバセンサは、光を出射する光源７１と、光を導光する１本の光ファイバ７３と、光ファイバ７３によって導光された光が光ファイバ７３を逆進するように光を反射する図示しない反射部と、反射された光を受光する受光部７７と、光分岐部７９とを有する。光源７１は、例えばＬＥＤ等を有する。光源７１は、観察及び撮像のための光を出射する光源装置の光源とは別体である。光ファイバ７３は、内視鏡２０に内蔵され、可撓性を有する。光ファイバ７３は、挿入部３０に搭載される複数の被検出部（図示せず）を有する。複数の被検出部は、光ファイバ７３の長手軸方向において互いに異なる位置にて、配置される。被検出部は、可撓管３５の曲げ剛性を変更する部位に配置されればよい。したがって、本実施形態では、被検出部は、可撓管３５の内部において各セグメント３７に配置されるものとする。光ファイバ７３は、可撓管３５において、剛性可変部６０に並んで配置される。反射部は、挿入部３０の先端部に位置する光ファイバ７３の先端部に配置される。受光部７７は、例えば、分光器またはカラーフィルタのような分光のための素子と、フォトダイオードのような受光素子とを有してもよい。光源７１と受光部７７と光ファイバ７３の基端部とは、光分岐部７９に光学的に接続される。光分岐部７９は、例えば光カプラまたはハーフミラーを有する。光分岐部７９は、光源７１から出射された光を光ファイバ７３に導き、また、反射部によって反射されて光ファイバ７３によって導かれた戻り光を受光部７７に導く。つまり光は、光源７１、光分岐部７９、光ファイバ７３、反射部、光ファイバ７３、光分岐部７９、受光部７７との順に進行する。光源７１と受光部７７と光分岐部７９とは、例えば、制御装置８０に搭載される。
【００２６】  挿入部３０が湾曲すると、この湾曲に応じて光ファイバ７３が湾曲する。これに伴い、光ファイバ７３を伝搬する光の一部が例えば互いに異なる波長に感度を有する被検出部を通じて外部に出射する（漏れる）。被検出部は、光ファイバ７３の光学特性、例えば所定の波長の光の光伝達量を変化させるものである。したがって光ファイバ７３が湾曲すると、光ファイバ７３の湾曲量に応じて光ファイバ７３の光伝達量が変化する。この光伝達量の変化の情報を含む光信号は、受光部７７に受光される。受光部７７は、光信号を可撓管３５の状態情報として制御装置８０に配置される状態算出部８１に出力する。
【００２７】  なお１本の光ファイバ７３に１つの被検出部が配置されてもよく、この場合、複数本の光ファイバが配置される。そして、光ファイバ７３の長手軸方向において同じ位置または近傍の位置、且つ長手軸方向の軸周り方向において互いに異なる位置に、複数の被検出部が配置されるとする。この場合、複数の被検出部の検出結果の組み合わせによって、湾曲量と湾曲の方向とが検出可能となる。
【００２８】  状態検出部７０は、ファイバセンサを有することに限定されない。状態検出部７０は、例えば、歪センサと、加速度センサと、ジャイロセンサと、コイルなどの素子とのいずれかを有してもよい。歪センサは、例えば、可撓管３５が外部（例えば管路部１２）から受ける外力（圧力）による曲げ歪を検出する。加速度センサは、可撓管３５の加速度を検出する。ジャイロセンサは、可撓管３５の角速度を検出する。素子は、可撓管３５の形状といった可撓管３５の状態に対応して磁界を発生する。
【００２９】  状態検出部７０は、入力部９０から検出開始指示が状態検出部７０に入力された後、常に検出（動作）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。
【００３０】  図２に示すように、挿入装置１０は、状態算出部８１と、速度比算出部８３と、挿入性判断部８５と、剛性制御部８７とを有する。状態算出部８１と、速度比算出部８３と、挿入性判断部８５と、剛性制御部８７とは、制御装置８０に配置されることができる。状態算出部８１と、速度比算出部８３と、挿入性判断部８５とは、入力部９０から動作開始指示が入力された後、常に動作する。剛性制御部８７は、後述する制御開始モードが入力部９０によって選択された後、常に動作する。
【００３１】  状態算出部８１と速度比算出部８３と挿入性判断部８５と剛性制御部８７とは、例えば、ＡＳＩＣなどを含むハードウエア回路によって構成される。状態算出部８１と速度比算出部８３と挿入性判断部８５と剛性制御部８７との少なくとも１つは、プロセッサによって構成されても良い。これらの少なくとも１つがプロセッサで構成される場合、プロセッサがアクセス可能な図示しない内部メモリまたは外部メモリに、プロセッサが実行することで当該プロセッサをこれらの少なくとも１つとして機能させるためのプログラムコードを記憶させておく。
【００３２】  状態算出部８１は、状態検出部７０によって検出された状態情報を基に、可撓管３５の中心軸方向に沿った可撓管３５の形状に関する形状情報を算出する。例えば、状態算出部８１は、所定の時刻にて、光ファイバ７３への入射光と光ファイバ７３からの出射光との特性の関係から可撓管３５の形状情報を算出する。詳細には、状態算出部８１は、ファイバセンサから出力された状態情報を基に、形状情報、具体的には実際に湾曲している部分の可撓管３５の湾曲形状を算出する。この可撓管３５の湾曲形状は、例えば可撓管３５の曲率半径を含む。また状態算出部８１は、状態情報（形状情報）を基に、可撓管３５の曲げの中心方向を算出できうる。
【００３３】  状態算出部８１は、所定の時間ごとに算出された可撓管３５の湾曲形状を、挿入過程における可撓管３５の挿入経路とみなす。このために、状態算出部８１は、状態情報を基に、各セグメント３７の形状情報を算出する。そして、状態算出部８１は、各セグメント３７の形状情報をつなぎ合わせて可撓管３５の形状情報を算出し、算出した形状情報を可撓管３５の挿入経路とみなす。状態算出部８１は、時間ごとの挿入経路を算出する。
【００３４】  ここで第１，２時刻において状態算出部８１によって算出された形状情報を、第１，２形状情報と称する。第２時刻は、第１時刻よりも後の時刻である。第１，２時刻における挿入経路を、第１，２挿入経路Ｃ１，Ｃ２と称する（図６参照）。状態算出部８１は、第１形状情報と第２形状情報とを基に、第１時刻と第２時刻との間におけるセグメント３７の形状変化に関する情報も形状情報として算出する。形状情報は可撓管３５の挿入経路を示すため、形状変化は第１挿入経路Ｃ１に対する第２挿入経路Ｃ２の変位量（曲がり角度）を示す。また形状変化は、あるセグメント３７が今までのセグメント３７の曲げの中心方向に向かって曲がった（図６に示す角度α参照）のか今までのセグメント３７の曲げの中心方向とは逆向きに曲がった（図６に示す角度β参照）のかを示す。中心方向に曲がるとは、例えば、時刻Ｔ２における曲率半径が時刻Ｔ１における曲率半径よりも小さくなることを示す。中心方向とは逆向きに曲がるとは、例えば、時刻Ｔ２における曲率半径が時刻Ｔ１における曲率半径よりも大きくなることを示す。
【００３５】  状態算出部８１は、状態検出部７０によって検出された可撓管３５の状態情報を基に、可撓管３５の２箇所における可撓管３５の速度情報を算出する。状態算出部８１は、例えば、ファイバセンサまたは素子から得られた可撓管３５の状態情報における位置情報を微分して、速度情報を算出する。または状態算出部８１は、例えば、加速度センサから得られた可撓管３５の状態情報における加速度を積分して、速度情報を算出してもよい。
【００３６】  ２箇所とは、例えば１つのセグメント３７における２箇所ではなく、互いに対して離れて配置される２つのセグメント３７を示す。ここでこの２つのセグメント３７を、図３に示すようにセグメント３７ｉ−１，３７ｉ＋１と称する。可撓管３５の挿入方向において、セグメント３７ｉ−１は、セグメント３７ｉ＋１よりも前方に配置されるものとする。したがってセグメント３７ｉ−１は前方部位（前側セグメント）であり、セグメント３７ｉ＋１は後方部位（後側セグメント）である。セグメント３７ｉ−１とセグメント３７ｉ＋１とは、入力部９０によって設定され、入力部９０から状態算出部８１に入力される。
【００３７】  速度情報は、可撓管３５の中心軸方向におけるセグメント３７ｉ−１，３７ｉ＋１それぞれの速度Ｖｉ−１，Ｖｉ＋１の大きさと向きとを示す。速度情報は、図示しない記憶部に記憶されてもよい。
【００３８】  なお２箇所とは、速度情報を検出できれば、セグメント３７ｉ−１，３７ｉ＋１に限定されることはない。２箇所は、例えば、可撓管３５の挿入方向において前方に配置される前方部位と、可撓管３５の挿入方向において前方部位に対して後方に配置され且つ前方部位に対して離れて配置される後方部位とを示してもよい。この場合、速度情報は、例えば、前方部位の速度Ｖｉ−１の大きさ及び向きと後方部位の速度Ｖｉ＋１の大きさ及び向きとを示す。
【００３９】  本実施形態では、セグメント３７ｉ−１とセグメント３７ｉ＋１との間に配置されるセグメント３７が、制御セグメント３７ｉとして機能する。制御セグメント３７ｉは、セグメント３７ｉ−１とセグメント３７ｉ＋１との間に配置されるセグメント３７全てである。なお制御セグメント３７ｉは、セグメント３７ｉ−１とセグメント３７ｉ＋１との間に配置されるセグメント３７の何れかであってもよい。このように制御セグメント３７ｉの数は、１以上である。したがって、セグメント３７ｉ−１は制御セグメント３７ｉに対して前方に配置され、セグメント３７ｉ＋１は制御セグメント３７ｉに対して後方に配置されることとなる。また本実施形態では、少なくとも３つのセグメント３７が必要となる。
【００４０】  状態算出部８１は、算出した時間ごとの挿入経路と算出した時間ごとの速度情報とを速度比算出部８３に出力する。
【００４１】  速度比算出部８３は、状態算出部８１によって算出された２箇所の速度情報を基に、速度比を算出する。速度比とは、可撓管３５の先端部側の速度を可撓管３５の基端部（手元）側の速度で割った値である。本実施形態では、速度比とは、可撓管３５の挿入方向において前方に配置される前側セグメントであるセグメント３７ｉ−１の速度Ｖｉ−１を、可撓管３５の挿入方向において後方に配置される後側セグメントであるセグメント３７ｉ＋１の速度Ｖｉ＋１で割った値を示す。つまり、速度比算出部８３は、セグメント３７ｉ−１，３７ｉ＋１の速度Ｖｉ−１，Ｖｉ＋１を基に、速度比（Ｖｉ−１／Ｖｉ＋１）を算出する。速度比算出部８３は、算出した速度比を挿入性判断部８５に出力する。
【００４２】  ここで、図４に示すように、可撓管３５の挿入方向において、前側から後側に向かってセグメント３７１，３７２，３７３，３７４，３７５，３７６，３７７，３７８，３７９が順に並んでいるとし、可撓管３５の中心軸方向におけるそれぞれの速度を速度Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４，Ｖ５，Ｖ６，Ｖ７，Ｖ８，Ｖ９と称する。また可撓管３５の中心軸方向における可撓管３５の手元側の速度をＶｉｎと称する。速度Ｖｉｎは、操作者によって把持される可撓管３５における把持部位の速度である。例えば、状態算出部８１と速度比算出部８３とに利用されるセグメント３７ｉ−１，３７ｉ＋１としてセグメント３７１，３７３が入力部９０よって設定された場合、速度比はＶ１／Ｖ３となり、制御セグメント３７ｉはセグメント３７２となる。例えば、セグメント３７２，３７４が設定された場合、速度比はＶ２／Ｖ４となり、制御セグメント３７ｉはセグメント３７３となる。セグメント３７８と手元側とが設定された場合、速度比はＶ８／Ｖｉｎとなり、制御セグメント３７ｉはセグメント３７９となる。例えば、セグメント３７１，３７４が設定された場合、速度比はＶ１／Ｖ４となり、制御セグメント３７ｉはセグメント３７２，３７３となる。セグメント３７２，３７５が設定された場合、速度比はＶ２／Ｖ５となり、制御セグメント３７ｉはセグメント３７３，３７４となる。セグメント３７７と手元側とが設定された場合、速度比はＶ７／Ｖｉｎとなり、制御セグメント３７ｉはセグメント３７８，３７９となる。
【００４３】  挿入性判断部８５は、速度比算出部８３によって算出された速度比と閾値とを基に、現在位置から深部への可撓管３５の挿入性が低下しているか否かを判断する。図５Ａと図５Ｂとに示すように、例えば、挿入性判断部８５は、速度比と閾値とを比較し、速度比が閾値（例えば１、０．８等）未満である際に、挿入性が低下していると判断する。挿入性判断部８５は、速度比が閾値以上ならば、挿入性が低下していないと判断する。なお、挿入性判断部８５は、速度比が閾値未満且つ速度比の時間変化が負ならば、挿入性が低下していると判断してもよい。挿入性判断部８５において利用される閾値は、入力部９０によって設定され、入力部９０から挿入性判断部８５に入力される。挿入性判断部８５は、判断結果を剛性制御部８７に出力する。
【００４４】  速度比算出部８３によって算出される速度比と挿入性判断部８５の判断結果とは、表示装置に表示されてもよい。なお速度比と判断結果とは、操作者に音などによって告知できればよい。
【００４５】  剛性制御部８７は、２箇所の速度情報を基に算出された速度比を基に、剛性可変部６０を介して可撓管３５の曲げ剛性をセグメント単位で制御する。具体的には、挿入性判断部８５が可撓管３５の挿入性が低下していると判断した際に、速度比算出部８３によって算出された速度比が速度比の目標値となるように、剛性制御部８７は、曲げ剛性をセグメント単位で制御する。このとき剛性制御部８７は、制御セグメント３７ｉの曲げ剛性を制御する。また剛性制御部８７は、状態算出部８１によって算出される形状変化を基に、制御セグメント３７ｉの曲げ剛性を高くまたは低く制御する。例えば、セグメント３７ｉ−１がセグメント３７ｉ−１の今までの曲げの中心方向に向かって曲がった場合、剛性制御部８７は、制御セグメント３７ｉの曲げ剛性を高く制御する。例えば、セグメント３７ｉ−１がセグメント３７ｉ−１の今までの曲げの中心方向とは逆向きに曲がった場合、剛性制御部８７は、制御セグメント３７ｉの曲げ剛性を低く制御する。
【００４６】  上述したように制御セグメント３７ｉは、状態算出部８１と速度比算出部８３とに利用されるセグメント３７ｉ−１とセグメント３７ｉ＋１との間に位置する１以上のセグメント３７である。したがって、剛性制御部８７は、速度比が速度比の目標値となるように、前側セグメントであるセグメント３７ｉ−１と後側セグメントであるセグメント３７ｉ＋１との間に配置される１以上のセグメント３７それぞれの曲げ剛性を制御する。
【００４７】  剛性制御部８７は、例えば自動開始モードと手動開始モードとを含む制御開始モードを有する。自動開始モードまたは手動開始モードは、入力部９０を介して選択される。
【００４８】  自動開始モードでは、可撓管３５の挿入性が低下していると挿入性判断部８５が判断した直後に、剛性制御部８７は剛性可変部６０を介して可撓管３５の曲げ剛性を制御する。詳細には、速度比が閾値未満という判断結果が挿入性判断部８５から剛性制御部８７に入力された際に直ちに剛性制御部８７は制御を開始する。
【００４９】  手動開始モードでは、可撓管３５の挿入性が低下していると挿入性判断部８５が判断し且つ入力部９０が制御開始指示を剛性制御部８７に入力した際、剛性制御部８７は剛性可変部６０を介して可撓管３５の曲げ剛性を制御する。詳細には、速度比が閾値未満という判断結果が挿入性判断部８５から剛性制御部８７に入力され且つ入力部９０が制御開始指示を剛性制御部８７に入力した際に、剛性制御部８７が制御を開始する。
【００５０】  入力部９０は、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。入力部９０は、操作者が挿入装置１０を動作させるための各種指令を入力するために用いられてもよい。
【００５１】  入力部９０は、状態算出部８１の算出動作に利用される前側セグメント及び後側セグメントと、挿入性判断部８５における閾値と、剛性制御部８７の制御動作に利用される目標値とを設定する。入力部９０は、目標値を１以下の値として設定する。入力部９０は、設定した前側セグメント及び後側セグメントを状態算出部８１に入力し、設定した閾値を挿入性判断部８５に入力し、設定した目標値を剛性制御部８７に入力する。設定と入力と制御開始モードの選択とは、可撓管３５が被挿入体に挿入される前に実施される、または可撓管３５が被挿入体に挿入されている際に実施される。設定と入力と制御開始モードの選択とは、可撓管３５が被挿入体に挿入されている際に変更されてもよい。入力部９０によって入力された設定内容は、図示しない記憶部に記憶され、動作時に状態算出部８１と挿入性判断部８５と剛性制御部８７とは記憶部にアクセスし設定内容を読み込んでもよい。また前側セグメントと後側セグメントと閾値と目標値とは、予め設定されて記憶部に記憶されてもよい。制御セグメント３７ｉがセグメント３７ｉ−１とセグメント３７ｉ＋１との間に配置されるセグメント３７の何れかである場合、入力部９０は、セグメント３７ｉ−１とセグメント３７ｉ＋１との間に配置されるセグメント３７のなかから制御セグメント３７ｉを選択する。
【００５２】  ここで、図６を参照して、１つの制御セグメント３７ｉに対する剛性制御部８７の制御の一例について説明する。    ある時刻ｔ１において、可撓管３５は管路部１２に挿入されているとする。時刻ｔ１における１つの制御セグメント３７ｉの曲げ剛性をＫｉと称する。時刻ｔ１において、状態算出部８１は、状態検出部７０によって検出された可撓管３５の状態情報を基に、可撓管３５の第１挿入経路Ｃ１を算出する。時刻ｔ１における第１挿入経路Ｃ１は、基準となる当初の挿入経路である。また時刻ｔ１において、状態算出部８１は可撓管３５の中心軸方向におけるセグメント３７ｉ−１，３７ｉ＋１の速度情報を算出する。ここで、可撓管３５の中心軸方向におけるセグメント３７ｉ−１，３７ｉ＋１の速度を速度Ｖｉ−１，Ｖｉ＋１と称する。ここでいう速度Ｖｉ−１，Ｖｉ＋１は、可撓管３５が変化する前における可撓管３５の形状に沿った速度、言い換えると、当初の第１挿入経路Ｃ１の中心軸に沿った速度である。時刻ｔ１において、速度比算出部８３は、速度Ｖｉ−１と速度Ｖｉ＋１とを基に、速度比（Ｖｉ−１／Ｖｉ＋１）を算出する。時刻ｔ１において算出された速度比（Ｖｉ−１／Ｖｉ＋１）は、閾値である１だとする。
【００５３】  時刻ｔ１以降の時刻ｔ２において可撓管３５が深部に挿入され、管路部１２の内周壁に対する可撓管３５の接触状態といった挿入環境が変化したとする。時刻ｔ２においても状態算出部８１と速度比算出部８３とが駆動し、時刻ｔ２における第２挿入経路Ｃ２と速度と速度比とが算出される。
【００５４】  時刻ｔ２において、セグメント３７ｉ−１が挿入環境の変化によって第１挿入経路Ｃ１に対して可撓管３５（セグメント３７ｉ−１）の曲げＲの中心方向に向かって角度αだけ曲がり、曲がった後において可撓管３５の中心軸方向におけるセグメント３７ｉ−１の速度Ｖｉ−１が速度Ｖｉ−１αに変化した場合を考える。この曲げの変化は、挿入環境の変化によってセグメント３７ｉ−１の現状の曲げ剛性が不足していることを示す。ここで、曲がり角度αは、時刻ｔ１における第１挿入経路Ｃ１に対する時刻ｔ２における第２挿入経路Ｃ２の曲がり角度を示す。曲がり角度αは、時刻ｔ１，２における挿入経路Ｃ１，Ｃ２を基に、状態算出部８１によって算出される。曲がり角度αは、状態算出部８１から剛性制御部８７に出力される。時刻ｔ２における速度Ｖｉ−１αは、状態算出部８１によって算出される。
【００５５】  曲がり角度αと速度の変化とは、時刻ｔ２におけるセグメント３７ｉ−１の曲げ剛性が第１挿入経路Ｃ１に沿って挿入されるセグメント３７ｉ−１の曲げ剛性に対して挿入環境の変化によって低くなっていること、を示す。セグメント３７ｉ−１が曲がり角度αで曲がり、セグメント３７ｉ−１の速度Ｖｉ−１が速度Ｖｉ−１αに変化した際に、状態算出部８１は、速度Ｖｉ−１αと曲がり角度αとを基に、時刻ｔ２における可撓管３５の中心軸方向における速度Ｖｉ−１を算出する。算出される速度Ｖｉ−１は、Ｖｉ−１α・ｃｏｓαとなる。また時刻ｔ１における可撓管３５の中心軸方向における速度Ｖｉ−１と時刻ｔ２における可撓管３５の中心軸方向における速度Ｖｉ−１α・ｃｏｓαとを比較すると、Ｖｉ−１＞Ｖｉ−１α・ｃｏｓαとなる。ここで、時刻ｔ２におけるセグメント３７ｉ＋１の速度が時刻ｔ１におけるセグメント３７ｉ＋１の速度Ｖｉ＋１のままだとする。時刻ｔ２において、速度比算出部８３は、速度Ｖｉ−１α・ｃｏｓαと速度Ｖｉ＋１とを基に速度比（Ｖｉ−１α・ｃｏｓα／Ｖｉ＋１）を算出する。速度Ｖｉ−１α・ｃｏｓαは速度Ｖｉ−１よりも遅いので、時刻ｔ２において、速度比（Ｖｉ−１α・ｃｏｓα／Ｖｉ＋１）は閾値である１よりも小さくなる。そして挿入性判断部８５は、可撓管３５の挿入性が低下していると判断し、判断結果を剛性制御部８７に出力する。可撓管３５の挿入性が向上するためには、時刻ｔ２において第２挿入経路Ｃ２に沿って配置されてしまっているセグメント３７ｉ−１は、第１挿入経路Ｃ１に沿って配置される必要がある。言い換えると第１挿入経路Ｃ１から逸脱しているセグメント３７ｉ−１は、第１挿入経路Ｃ１に戻る必要がある。したがって、セグメント３７ｉ−１が第１挿入経路Ｃ１に対して可撓管３５（セグメント３７ｉ−１）の曲げＲの中心方向に向かって曲がり角度αだけ曲がった場合、剛性制御部８７は、制御セグメント３７ｉの曲げ剛性Ｋｉを高く制御する。これにより、セグメント３７ｉ−１は、第１挿入経路Ｃ１に戻り、可撓管３５の挿入性は向上する。
【００５６】  逆に、時刻ｔ２において、セグメント３７ｉ−１が挿入環境の変化によって第１挿入経路Ｃ１に対して可撓管３５（セグメント３７ｉ−１）の曲げＲの中心方向とは逆向きに向かって角度βだけ曲がり、曲がった後において可撓管３５の中心軸方向におけるセグメント３７ｉ−１の速度Ｖｉ−１が速度Ｖｉ−１βに変化した場合を考える。この曲げの変化は、挿入環境の変化によってセグメント３７ｉ−１の現状の曲げ剛性が過剰となっていることを示す。ここで、曲がり角度βは、時刻ｔ１における第１挿入経路Ｃ１に対する時刻ｔ２における第２挿入経路Ｃ２の曲がり角度を示す。曲がり角度βは、時刻ｔ１，２における挿入経路Ｃ１，Ｃ２を基に、状態算出部８１によって算出される。曲がり角度βは、状態算出部８１から剛性制御部８７に出力される。時刻ｔ２における速度Ｖｉ−１βは、状態算出部８１によって算出される。
【００５７】  曲がり角度βと速度の変化とは、時刻ｔ２におけるセグメント３７ｉ−１の曲げ剛性が第１挿入経路Ｃ１に沿って挿入されるセグメント３７ｉ−１の曲げ剛性に対して挿入環境の変化によって高くなっていること、を示す。セグメント３７ｉ−１が曲がり角度βで曲がり、セグメント３７ｉ−１の速度Ｖｉ−１が速度Ｖｉ−１βに変化した際に、状態算出部８１は、速度Ｖｉ−１βと曲がり角度βとを基に、時刻ｔ２における可撓管３５の中心軸方向における速度Ｖｉ−１を算出する。算出される速度Ｖｉ−１は、Ｖｉ−１β・ｃｏｓβとなる。また時刻ｔ１における可撓管３５の中心軸方向における速度Ｖｉ−１と時刻ｔ２における可撓管３５の中心軸方向における速度Ｖｉ−１β・ｃｏｓβとを比較すると、Ｖｉ−１＞Ｖｉ−１β・ｃｏｓβとなる。ここで、時刻ｔ２におけるセグメント３７ｉ＋１の速度が時刻ｔ１におけるセグメント３７ｉ＋１の速度Ｖｉ＋１のままだとする。時刻ｔ２において、速度比算出部８３は、速度Ｖｉ−１β・ｃｏｓβと速度Ｖｉ＋１とを基に速度比（Ｖｉ−１β・ｃｏｓβ／Ｖｉ＋１）を算出する。速度Ｖｉ−１β・ｃｏｓβは速度Ｖｉ−１よりも遅いので、時刻ｔ２において、速度比（Ｖｉ−１β・ｃｏｓβ／Ｖｉ＋１）は閾値である１よりも小さくなる。そして挿入性判断部８５は、可撓管３５の挿入性が低下していると判断し、判断結果を剛性制御部８７に出力する。可撓管３５の挿入性が向上するためには、時刻ｔ２において第２挿入経路Ｃ２に沿って配置されてしまっているセグメント３７ｉ−１は、第１挿入経路Ｃ１に沿って配置される必要がある。言い換えると第１挿入経路Ｃ１から逸脱しているセグメント３７ｉ−１は、第１挿入経路Ｃ１に戻る必要がある。したがって、セグメント３７ｉ−１が第１挿入経路Ｃ１に対して可撓管３５（セグメント３７ｉ−１）の曲げＲの中心方向とは逆向きに向かって曲がり角度βだけ曲がった場合、剛性制御部８７は、制御セグメント３７ｉの曲げ剛性Ｋｉを低く制御する。これにより、セグメント３７ｉ−１は、第１挿入経路Ｃ１に戻り、可撓管３５の挿入性は向上する。
【００５８】  図７乃至図１１を参照して、管路部１２に挿入されている可撓管３５に適用される剛性制御部８７の制御の一例について説明する。ここでは、制御セグメント３７ｉは１つであるとする。制御が可撓管３５に実際に適用される際、挿入装置１０が駆動開始した後、入力部９０は、前側セグメント及び後側セグメントの設定と、速度比の閾値（例えば、１）と、速度比の目標値（例えば、１）と、剛性制御部８７の制御開始モードの設定とを、状態算出部８１と挿入性判断部８５と剛性制御部８７とに入力する。
【００５９】  ここでは、前側セグメント及び後側セグメントとして、セグメント３７１，３７３が設定されるものとする。したがって、制御セグメント３７ｉはセグメント３７２となる。セグメント３７１，３７３の速度をＶ１，Ｖ３と称する。なお参考として、手元側のセグメント３７４，３７６及びセグメント３７４，３７６の速度Ｖ４，Ｖ６も利用して説明する。
【００６０】  入力部９０は、動作開始指示を挿入装置１０に出力する。すると、常に、状態検出部７０は可撓管３５の状態情報を検出し、状態算出部８１は可撓管３５の状態情報を基に可撓管３５の速度情報における速度Ｖ１，Ｖ３，Ｖ４，Ｖ６を算出する。また状態算出部８１は、可撓管３５の状態情報における形状変化（挿入経路Ｃ１に対する挿入経路Ｃ２の変化）を基に、前側セグメントであるセグメント３７１が今までのセグメント３７１の曲げの中心方向に向かって曲がったのか今までのセグメント３７１の曲げの中心方向とは逆向きに曲がったのかを算出する。そして状態算出部８１は、この算出結果を剛性制御部８７に出力する。つまり状態算出部８１は、曲がり角度を算出し、算出した曲がり角度を剛性制御部８７に出力する。また、常に、速度比算出部８３は速度比（Ｖ１／Ｖ３，Ｖ４／Ｖ６）を算出し、挿入性判断部８５は挿入性が低下しているか否かを判断する。なお剛性制御部８７は、制御開始モードに応じて駆動する。以下に示す制御の第１乃至第５例において、Ｖ４／Ｖ６は、速度比の目標値及び閾値を維持しているものとする。時刻ｔ１における挿入経路を、当初の第１挿入経路Ｃ１とする。また時刻ｔ２における挿入経路を、可撓管３５が時刻ｔ１から微小時間挿入された際の第２挿入経路Ｃ２とする。
【００６１】  図７に示す制御の第１例では、時刻ｔ２において時刻ｔ１に対してセグメント３７１の曲げ剛性が不足しているためセグメント３７１がセグメント３７１の曲げＲの中心方向に向かって曲がったとする。つまり時刻ｔ２において、セグメント３７１は、第１挿入経路Ｃ１から逸脱し、第２挿入経路Ｃ２に配置される。第１例では、速度比の閾値が１、速度比の目標値が１、制御開始モードが自動開始モード、と入力部９０が設定するとする。また管路部１２の屈曲部は、１つであるとする。
【００６２】  ｔ＝ｔ１：  挿入性判断部８５は、速度比（Ｖ１／Ｖ３）が閾値と同一であり、挿入性が低下していないと判断する。
【００６３】  ｔ＝ｔ２：  挿入性判断部８５は、速度比（Ｖ１／Ｖ３）が閾値である１未満であるため挿入性が低下していると判断し、判断結果を剛性制御部８７に出力する。剛性制御部８７は、判断結果を入力されると直ちに、速度比（Ｖ１／Ｖ３）が目標値である１となるように、セグメント３７２の曲げ剛性を高く制御する。具体的には、剛性制御部８７は、セグメント３７２の曲げ剛性が高くなるように、セグメント３７２に配置される剛性可変部６０を制御する。この制御によって、セグメント３７２は硬くなる。これにより、セグメント３７１が第２挿入経路Ｃ２から第１挿入経路Ｃ１に戻るため、可撓管３５の挿入性は向上する。
【００６４】  ｔ＝ｔ３：  速度比（Ｖ１／Ｖ３）が目標値である１となったために、剛性制御部８７は、セグメント３７２の高い曲げ剛性が維持されるように、セグメント３７２に配置される剛性可変部６０を制御する。
【００６５】  図８に示す制御の第２例では、時刻ｔ２において時刻ｔ１に対してセグメント３７１の曲げ剛性が過剰であるためセグメント３７１がセグメント３７１の曲げＲの中心方向とは逆向きに向かって曲がったとする。つまり時刻ｔ２において、セグメント３７１は、第１挿入経路Ｃ１から逸脱し、第２挿入経路Ｃ２に配置される。第２例では、第１例とは制御する曲げ剛性の値が異なる。第２例では、速度比の閾値が１、速度比の目標値が１、制御開始モードが自動開始モード、と入力部９０が設定するとする。また管路部１２の屈曲部は、１つであるとする。
【００６６】  ｔ＝ｔ１：  挿入性判断部８５は、速度比（Ｖ１／Ｖ３）が閾値と同一であり、挿入性が低下していないと判断する。
【００６７】  ｔ＝ｔ２：  挿入性判断部８５は、速度比（Ｖ１／Ｖ３）が閾値である１未満であるため挿入性が低下していると判断し、判断結果を剛性制御部８７に出力する。剛性制御部８７は、判断結果を入力されると直ちに、速度比（Ｖ１／Ｖ３）が目標値である１となるように、セグメント３７２の曲げ剛性を低く制御する。具体的には、剛性制御部８７は、セグメント３７２の曲げ剛性が低くなるように、セグメント３７２に配置される剛性可変部６０を制御する。この制御によってセグメント３７２は柔らかくなる。これにより、セグメント３７１が第２挿入経路Ｃ２から第１挿入経路Ｃ１に戻るため、可撓管３５の挿入性は向上する。
【００６８】  ｔ＝ｔ３：  速度比（Ｖ１／Ｖ３）が目標値である１となったために、剛性制御部８７は、セグメント３７２の低い曲げ剛性が維持されるように、セグメント３７２に配置される剛性可変部６０を制御する。
【００６９】  図９Ａに示す制御の第３例では、時刻ｔ２において時刻ｔ１に対してセグメント３７１の曲げ剛性が不足しているためセグメント３７１がセグメント３７１の曲げＲの中心方向に向かって曲がったとする。第３例では、第１例とは制御開始モードが異なる。第３例では、速度比の閾値が１、速度比の目標値が１、制御開始モードが手動開始モード、と入力部９０が設定するとする。また管路部１２の屈曲部は、１つであるとする。
【００７０】  ｔ＝ｔ１：  挿入性判断部８５は、速度比（Ｖ１／Ｖ３）が閾値と同一であり、挿入性が低下していないと判断する。
【００７１】  ｔ＝ｔ２：  挿入性判断部８５は、速度比（Ｖ１／Ｖ３）が閾値である１未満であるため挿入性が低下していると判断する。例えば、判断結果は、表示装置に表示される。操作者が入力部９０を通じて制御開始指示を剛性制御部８７に入力していない場合、剛性制御部８７は、ｔ２においてセグメント３７２の曲げ剛性を制御しない。
【００７２】  ｔ＝ｔ３：  操作者は、表示装置に表示される判断結果を確認し、操作者が入力部９０を通じて制御開始指示を剛性制御部８７に入力する。そして、剛性制御部８７は、速度比（Ｖ１／Ｖ３）が目標値である１となるように、セグメント３７２の曲げ剛性を高める。具体的には、剛性制御部８７は、セグメント３７２の曲げ剛性が高くなるように、セグメント３７２に配置される剛性可変部６０を制御する。この制御によって、セグメント３７２は硬くなる。これにより、セグメント３７１が第２挿入経路Ｃ２から第１挿入経路Ｃ１に戻るため、可撓管３５の挿入性は向上する。なお操作者は、手元の操作状況等に応じて入力部９０を通じて制御開始指示を剛性制御部８７に入力してもよい。
【００７３】  ｔ＝ｔ４：  速度比（Ｖ１／Ｖ３）が目標値である１となったために、剛性制御部８７は、セグメント３７２の高い曲げ剛性が維持されるように、セグメント３７２に配置される剛性可変部６０を制御する。
【００７４】  図９Ｂに示す制御の第４例では、時刻ｔ２において時刻ｔ１に対してセグメント３７１の曲げ剛性が過剰であるためセグメント３７１がセグメント３７１の曲げＲの中心方向とは逆向きに向かって曲がったとする。第４例では、第２例とは制御開始モードが異なる。第４例では、速度比の閾値が１、速度比の目標値が１、制御開始モードが手動開始モード、と入力部９０が設定するとする。また管路部１２の屈曲部は、１つであるとする。
【００７５】  ｔ＝ｔ１：  挿入性判断部８５は、速度比（Ｖ１／Ｖ３）が閾値と同一であり、挿入性が低下していないと判断する。
【００７６】  ｔ＝ｔ２：  挿入性判断部８５は、速度比（Ｖ１／Ｖ３）が閾値である１未満であるため挿入性が低下していると判断する。例えば、判断結果は、表示装置に表示される。操作者が入力部９０を通じて制御開始指示を剛性制御部８７に入力していない場合、剛性制御部８７は、ｔ２においてセグメント３７２の曲げ剛性を制御しない。
【００７７】  ｔ＝ｔ３：  操作者は、表示装置に表示される判断結果を確認し、操作者が入力部９０を通じて制御開始指示を剛性制御部８７に入力する。そして、剛性制御部８７は、速度比（Ｖ１／Ｖ３）が目標値である１となるように、セグメント３７２の曲げ剛性を低くする。具体的には、剛性制御部８７は、セグメント３７２の曲げ剛性が低くなるように、セグメント３７２に配置される剛性可変部６０を制御する。この制御によって、セグメント３７２は柔らかくなる。これにより、セグメント３７１が第２挿入経路Ｃ２から第１挿入経路Ｃ１に戻るため、可撓管３５の挿入性は向上する。なお操作者は、手元の操作状況等に応じて入力部９０を通じて制御開始指示を剛性制御部８７に入力してもよい。
【００７８】  ｔ＝ｔ４：  速度比（Ｖ１／Ｖ３）が目標値である１となったために、剛性制御部８７は、セグメント３７２の高い曲げ剛性が維持されるように、セグメント３７２に配置される剛性可変部６０を制御する。
【００７９】  図１０に示す制御の第５例では、時刻ｔ２において時刻ｔ１に対してセグメント３７１の曲げ剛性が不足しているためセグメント３７１がセグメント３７１の曲げＲの中心方向に向かって曲がったとする。第５例では、第１例とは速度比の目標値が異なる。第５例では、速度比の閾値が１、速度比の目標値が０．７、制御開始モードが自動開始モード、と入力部９０が設定するとする。また管路部１２の屈曲部は、１つであるとする。
【００８０】  ｔ＝ｔ１：  挿入性判断部８５は、速度比（Ｖ１／Ｖ３）が閾値と同一であり、挿入性が低下していないと判断する。
【００８１】  ｔ＝ｔ２：  挿入性判断部８５は、速度比（Ｖ１／Ｖ３）が閾値である１未満であるため挿入性が低下している、と判断し、判断結果を剛性制御部８７に出力する。剛性制御部８７は、判断結果を入力されると直ちに、速度比（Ｖ１／Ｖ３）が目標値である０．７となるように、セグメント３７２の曲げ剛性を高める。具体的には、剛性制御部８７は、セグメント３７２の曲げ剛性が高くなるように、セグメント３７２に配置される剛性可変部６０を制御する。この制御によって、セグメント３７２は硬くなる。これにより、セグメント３７１が第２挿入経路Ｃ２から第１挿入経路Ｃ１に戻るため、可撓管３５の挿入性は向上する。
【００８２】  ｔ＝ｔ３：  速度比（Ｖ１／Ｖ３）が目標値である０.７となったために、剛性制御部８７は、セグメント３７２の高い曲げ剛性が維持されるように、セグメント３７２に配置される剛性可変部６０を制御する。
【００８３】  なお第５例は、変形例として、第２例に対して適用されてもよい。つまり、変形例において、速度比の目標値が０．７であり、セグメント３７１がセグメント３７１の曲げＲの中心方向とは逆向きに向かって曲がったとする。変形例において剛性制御部８７は、第２例と同様に動作する。
【００８４】  図１１に示す制御の第６例では、時刻ｔ２において時刻ｔ１に対して、セグメント３７１の曲げ剛性が過剰であるためセグメント３７１がセグメント３７１の曲げＲの中心方向とは逆向きに向かって曲がったとする。また時刻ｔ３において時刻ｔ２に対して、セグメント３７４の曲げ剛性が過剰であるためセグメント３７４がセグメント３７４の曲げＲの中心方向とは逆向きに向かって曲がったとする。第６例では、速度比の閾値が１、速度比の目標値が１、制御開始モードが自動開始モード、と入力部９０が設定するとする。また屈曲部は、２つであるとする。
【００８５】  ｔ＝ｔ１：  挿入性判断部８５は、速度比（Ｖ１／Ｖ３，Ｖ４／Ｖ６）が閾値と同一であり、挿入性が低下していないと判断する。
【００８６】  ｔ＝ｔ２：  挿入性判断部８５は、速度比（Ｖ１／Ｖ３）が閾値である１未満であるため挿入性が低下し且つ速度比（Ｖ４／Ｖ６）が閾値である１であると判断し、判断結果を剛性制御部８７に出力する。剛性制御部８７は、判断結果を入力されると直ちに、速度比（Ｖ１／Ｖ３）が目標値である１となるように、セグメント３７２の曲げ剛性を低くする。具体的には、剛性制御部８７は、セグメント３７２の曲げ剛性が低くなるように、セグメント３７２に配置される剛性可変部６０を制御する。この制御によって、セグメント３７２は柔らかくなる。これにより、セグメント３７１が第２挿入経路Ｃ２から第１挿入経路Ｃ１に戻るため、可撓管３５の挿入性は向上する。
【００８７】  ｔ＞ｔ２：  挿入環境などによって、速度比（Ｖ１／Ｖ３）が目標値である１とならない場合、速度比が目標値に近づいていればよい。したがって、ｔ２以降は、剛性制御部８７は、速度比が目標値である１に近づくように、セグメント３７２に配置される剛性可変部６０を制御する。
【００８８】  ｔ＝ｔ３：  挿入性判断部８５は、速度比（Ｖ４／Ｖ６）が閾値である１未満であるため挿入性が低下している、と判断し、判断結果を剛性制御部８７に出力する。剛性制御部８７は、判断結果を入力されると直ちに、速度比（Ｖ４／Ｖ６）が目標値である１となるように、セグメント３７５の曲げ剛性を低くする。具体的には、剛性制御部８７は、セグメント３７５の曲げ剛性が高くなるように、セグメント３７５に配置される剛性可変部６０を制御する。この制御によって、セグメント３７５は柔らかくなる。
【００８９】  ｔ＞ｔ３：  挿入環境などによって、速度比（Ｖ４／Ｖ６）が目標値である１とならない場合、速度比が目標値に近づいていればよい。したがって、ｔ３以降は、剛性制御部８７は、速度比が目標値である１に近づくように、セグメント３７５に配置される剛性可変部６０を制御する。
【００９０】  次に図７に示す制御の第１例を用いて本実施形態の作用を説明する。    挿入装置１０が駆動を開始した後、操作者は、入力部９０を介して、前側セグメント及び後側セグメントとしてセグメント３７１，３７３、速度比の閾値を１、速度比の目標値を１、制御開始モードを自動開始モード、と設定及び入力する。時刻ｔ０から時刻ｔ１において、可撓管３５を含む挿入部３０は、管路部１２に挿入され、深部に向かってさらに挿入される。操作者は、入力部９０を介して、動作開始指示を状態検出部７０と状態算出部８１と速度比算出部８３と挿入性判断部８５とに出力する。すると、常に、状態検出部７０は可撓管３５の状態情報を検出し、状態算出部８１は挿入経路Ｃ１，Ｃ２と可撓管３５の中心軸方向における速度Ｖ１，Ｖ３とを算出する。また常に、速度比算出部８３は状態算出部８１によって算出された速度Ｖ１，Ｖ３を基に速度比（Ｖ１／Ｖ３）を算出し、挿入性判断部８５は挿入性が低下しているか否かを判断する。速度Ｖ１，Ｖ３は、挿入経路の中心軸に沿った速度である。
【００９１】  時刻ｔ０から時刻ｔ１までを示す挿入の初期段階では、可撓管３５に対する管路部１２の抵抗が少なく、速度比（Ｖ１／Ｖ３）は目標値である１である。
【００９２】  時刻ｔ２において、操作者の押し込み操作によって、可撓管３５は屈曲部を通過し、挿入環境が変化し、抵抗が増えたとする。そして、状態算出部８１によって時刻ｔ２において算出された第２挿入経路Ｃ２は、状態算出部８１によって時刻ｔ１において算出された当初の第１挿入経路Ｃ１に対して、抵抗によって変化したとする。
【００９３】  時刻ｔ２において、状態算出部８１は、セグメント３７１が挿入環境の変化によって第１挿入経路Ｃ１に対してセグメント３７１の曲げＲの中心方向に向かって曲がったことを、第１挿入経路Ｃ１に対する第２挿入経路Ｃ２の変化を基に算出する。セグメント３７１が挿入環境の変化によって第１挿入経路Ｃ１に対してセグメント３７１の曲げＲの中心方向に向かって曲がった際、この曲げによって速度比は低下してしまう。この理由は、時刻ｔ１，ｔ２において剛性制御部８７の制御がまだ実施されていない状態では、時刻ｔ２におけるセグメント３７１の曲げ剛性が第１挿入経路Ｃ１に沿って配置されている時刻ｔ１におけるセグメント３７１の曲げ剛性に対して挿入環境の変化によって低くなっているためである。
【００９４】  したがって、挿入性判断部８５は、速度比と閾値とを基に、現在位置から深部への可撓管３５の挿入性が低下していると判断する。そして、挿入性判断部８５は、判断結果を剛性制御部８７に出力する。    剛性制御部８７は、速度比（Ｖ１／Ｖ３）が目標値である１となるように、セグメント３７２の曲げ剛性を高める。すると、セグメント３７２は、この制御によって硬くなる。このセグメント３７２の変化によって、セグメント３７２の前方に配置されるセグメント３７１は、セグメント３７１の曲げＲの中心方向とは逆向きに曲がる。これにより速度比は、目標値（例えば１）に徐々に近づき、最終的に目標値（例えば１）に到達する。つまり、時刻ｔ２において第２挿入経路Ｃ２に沿って配置されてしまっているセグメント３７１は、時刻ｔ３において第１挿入経路Ｃ１に沿って配置される。つまり時刻ｔ３において、セグメント３７１は、第１挿入経路Ｃ１から逸脱することなく、第１挿入経路Ｃ１に沿って配置された状態で挿入される。そして、時刻ｔ３において  速度比（Ｖ１／Ｖ２）が目標値である１となったために、剛性制御部８７は、セグメント３７２の高い曲げ剛性を維持する。
【００９５】  このように速度比に応じてセグメント３７２の曲げ剛性が制御されると、セグメント３７１は、第１挿入経路Ｃ１から逸脱することはなく、第１挿入経路Ｃ１に沿って配置され、第１挿入経路Ｃ１に沿って挿入される。結果として、可撓管３５は管路部１２の形状に沿って深部に向かってさらに挿入されることとなり、可撓管３５の挿入性は向上する。
【００９６】  本実施形態では、剛性制御部８７は、速度情報を基に算出された速度比を基に、可撓管３５の曲げ剛性をセグメント単位で制御する。したがって可撓管３５が挿入環境の変化によって意図せずに曲がり当初の第１挿入経路Ｃ１から逸脱してしまったとしても、可撓管３５は、制御された曲げ剛性によって当初の第１挿入経路Ｃ１に沿って配置され、当初の第１挿入経路Ｃ１に沿って挿入される。これにより本実施形態では、管路部１２における深部への挿入性を向上できる。
【００９７】  また本実施形態では、剛性制御部８７は、速度比を基に、可撓管３５の曲げ剛性を常に制御する。したがって、大腸の柔軟性が患者の体調または患者それぞれによって異なったとしても、及び挿入環境が変化したとしても、良好な挿入性を提供できる。
【００９８】  また曲げ剛性が制御されない状態で、例えば、時刻ｔ２において挿入力量が可撓管３５に加わると、このときの曲げ剛性によって、挿入力量は、例えば大腸の大腸壁を突き上げる力に変換されてしまう。これにより大腸壁が突き上げられ、可撓管３５は大腸壁に過剰な負荷を意図せずに与えてしまい、患者が苦痛を感じてしまう。しかしながら本実施形態では、可撓管３５は、制御された曲げ剛性によって当初の第１挿入経路Ｃ１に沿って配置され、当初の第１挿入経路Ｃ１に沿って挿入される。このため、挿入力量が可撓管３５に加わっても挿入力量は推進力として利用され、可撓管３５は、大腸壁に過剰な負荷を与えずに推進する。したがって、可撓管３５は大腸壁に過剰な負荷を意図せずに与えることはなく、患者の苦痛は低減する。また本実施形態では、可撓管３５の座屈を防止でき、管路部１２の壁部に過剰な負荷を意図せずに与えることなく被挿入体に加わる負荷を低減できる。
【００９９】  本実施形態では、各セグメント３７において、曲げ剛性を制御する。したがって本実施形態では、可撓管３５の曲げ剛性を精緻に制御できる。
【０１００】  本実施形態では、速度比算出部８３は速度比を算出し、挿入性判断部８５は速度比と閾値とを基に挿入性が低下しているかを判断する。そして剛性制御部８７は、速度比を基に判断された判断結果に応じて、可撓管３５の曲げ剛性を常に制御する。したがって、可撓管３５の手元側に対する可撓管３５の先端の応答性（追従性）を向上でき、挿入に対する操作性を向上できる。
【０１０１】  本実施形態では、入力部９０は、互いに対して離れている前側セグメントと後側セグメントとを設定する。したがって本実施形態では、速度比を確実に算出でき、可撓管３５の手元側に対する可撓管３５の応答性を確実に向上でき、挿入に対する操作性を確実に向上できる。
【０１０２】  本実施形態では、剛性制御部８７は、可撓管３５の挿入性が低下していると挿入性判断部８５が判断した直後に、剛性可変部６０を介して可撓管３５の曲げ剛性を制御する。したがって、低下した挿入性を直ぐに修正でき、優れた挿入性を常に提供できる。
【０１０３】  または本実施形態では、剛性制御部８７は、可撓管３５の挿入性が低下していると挿入性判断部８５が判断し且つ入力部９０が制御開始指示を剛性制御部８７に入力した際、剛性可変部６０を介して可撓管３５の曲げ剛性を制御する。したがって、操作者の判断に応じて低下した挿入性を修正でき、操作者が望むタイミングで優れた挿入性を提供できる。
【０１０４】  本実施形態では、速度比が速度比の目標値となるように、前側セグメントと後側セグメントとの間に配置される制御セグメント３７ｉの曲げ剛性を制御する。したがって、可撓管３５の曲げ剛性を精緻に制御できる。制御セグメント３７ｉは、前側セグメントと後側セグメントとの間に配置されるセグメント３７全てであってもよいし、前側セグメントと後側セグメントとの間に配置されたセグメント３７の中から入力部９０によって選択されたセグメント３７でもよい。したがって、可撓管３５の曲げ剛性を制御する部位を、所望に設定でき、優れた挿入性を挿入環境に応じて提供できる。
【０１０５】  なお本実施形態の剛性制御部８７は、挿入性判断部８５の判断結果を基に制御セグメント３７ｉの曲げ剛性を制御する前に、曲げ剛性の制御に対する制御条件を探索し、探索した制御条件を基に曲げ剛性をセグメント単位で制御してもよい。このために、剛性制御部８７は、曲げ剛性の値を時間の経過と共に変化させて、変化過程における曲げ剛性の値と速度比とを関連付ける。曲げ剛性の値の時間変化は、例えば正弦波のような一定の周期を示す。この時間変化は、少なくとも１周期が経過すればよい。剛性制御部８７は、変化過程における曲げ剛性に対応する速度比の傾向を探索する。剛性制御部８７は、探索した傾向から制御条件を設定し、設定した制御条件で曲げ剛性を制御する。これを制御の第７例として以下に説明する。
【０１０６】  図１２に示す制御の第７例では、時刻ｔ２において時刻ｔ１に対してセグメント３７１の曲げ剛性が不足しているためセグメント３７１がセグメント３７１の曲げＲの中心方向に向かって曲がったとする。第７例では、速度比の閾値が１、速度比の目標値が１、制御開始モードが自動開始モード、と入力部９０が設定するとする。また管路部１２の屈曲部は、１つであるとする。
【０１０７】  ｔ＝ｔ１：  挿入性判断部８５は、速度比（Ｖ１／Ｖ３）が閾値と同一であり、挿入性が低下していないと判断する。
【０１０８】  ｔ＝ｔ２：  挿入性判断部８５は、速度比（Ｖ１／Ｖ３）が閾値である１未満であるため挿入性が低下していると、判断し、判断結果を剛性制御部８７に出力する。
【０１０９】  ｔ＝ｔ３〜ｔ４：  剛性制御部８７は、セグメント３７２の曲げ剛性の値を正弦波状に変化させて、制御条件を探索する。具体的には、探索のために、剛性制御部８７は、曲げ剛性の値が例えば正弦波状に変化するように、セグメント３７２に配置される剛性可変部６０を制御する。このときの変化過程において、曲げ剛性の値が高くなると速度比が目標値に近づき、曲げ剛性の値が低くなると速度比が目標値から離れるという、傾向が得られる。そして剛性制御部８７は、傾向を探索して、傾向から速度比が目標値に近づくという制御条件を設定する。ここでは、制御条件は、曲げ剛性の値を高めることである。
【０１１０】  ｔ＝ｔ４  剛性制御部８７は、設定した制御条件で曲げ剛性を制御する。具体的には、剛性制御部８７は、曲げ剛性が高くなるように、セグメント３７２に配置される剛性可変部６０を制御する。この制御によって、セグメント３７２は硬くなる。
【０１１１】  ｔ＝ｔ５：  速度比（Ｖ１／Ｖ３）が目標値である１となったために、剛性制御部８７は、高い曲げ剛性が維持されるように、セグメント３７２に配置される剛性可変部６０を制御する。
【０１１２】  このように本実施形態では、剛性制御部８７は、探索した制御条件を基に曲げ剛性を制御する。したがって、管路部１２における深部への挿入性を確実に向上できる。
【０１１３】  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３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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