(57)【要約】【課題】  能動屈曲チューブの先端部に測温用の部品を必要とせずに、ＳＭＡの正確な温度測定とその温度制御ができる、能動チューブ駆動装置を提供する。【解決手段】  ＳＭＡ５１を加熱する駆動用電源１０ｄと、ＳＭＡの抵抗測定用電源６２と、ＳＭＡ５１に接続される基準抵抗６１と、制御部１０とを含み、ＳＭＡ５１が加熱されないときに、ＳＭＡ５１に抵抗測定用電源６２と基準抵抗６１とがＳＭＡ５１に接続され、ＳＭＡ５１の抵抗測定を行うことによりその温度測定がされ、温度測定によりＳＭＡ５１の温度制御がされる。ＳＭＡ５１の温度設定は、制御部１０に接続されるマンマシンインターフェースにより設定できる。ＳＭＡ５１が設定温度に達すると、ＳＭＡ５１への加熱が停止するので、医療用能動チューブなどの駆動を安全に行うことができる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＳＭＡからなる能動機構を備えた能動チューブの駆動装置において、
上記ＳＭＡを加熱する駆動用電源と、
上記ＳＭＡの抵抗測定用電源と、
上記ＳＭＡに接続される基準抵抗と、
制御部と、を含み、
上記ＳＭＡが加熱されないときに、上記抵抗測定用電源と上記基準抵抗とが上記ＳＭＡに接続され、該ＳＭＡの抵抗測定を行うことによりＳＭＡの温度を測定し、該温度測定により上記ＳＭＡの温度が制御されることを特徴とする、能動チューブ駆動装置。
【請求項２】
前記ＳＭＡからなる能動機構は、屈曲機構、捩れ機構、伸縮機構、硬さ調節機構のうちのいずれか、または、これらのいずれかを組み合わせた能動機構であることを特徴とする、請求項１に記載の能動チューブ駆動装置。
【請求項３】
前記ＳＭＡを加熱する電源と前記ＳＭＡの抵抗測定用電源との接続が、前記制御部に設けられるスイッチ手段により切り替えられることを特徴とする、請求項１または２に記載の能動チューブ駆動装置。
【請求項４】
前記ＳＭＡの温度制御がＰＷＭ制御により行われることを特徴とする、請求項１〜３の何れかに記載の能動チューブ駆動装置。
【請求項５】
前記制御部に制御情報入力部が接続されていて、この制御情報入力部に前記ＳＭＡの能動機構制御情報が入力され、この入力により前記ＳＭＡが加熱制御され、前記ＳＭＡの加熱が前記制御情報入力部からの所定の入力値に達したときに停止されることを特徴とする、請求項１〜４の何れかに記載の能動チューブ駆動装置。
【請求項６】
前記制御情報入力部は、前記能動チューブと相似形のコントロールスティックを備え、該コントロールスティックは、前記能動チューブの能動機構と同配列で前記能動機構を調節するコントロール手段を有していることを特徴とする、請求項５に記載の能動チューブ駆動装置。
【請求項７】
前記コントロールスティックは可撓性材料から形成され、変形した状態を保持できることを特徴とする、請求項６に記載の能動チューブ駆動装置。
【請求項８】
前記コントロールスティックは、前記能動機構の動作と相似動作により前記コントロール手段を調節できることを特徴とする、請求項７に記載の能動チューブ駆動装置。
【請求項９】
前記能動チューブは、その先端部に内視鏡を挿入していることを特徴とする、請求項１〜８の何れかに記載の能動チューブ駆動装置。
【請求項１０】
前記内視鏡の先端に、光ファイバーまたは撮像素子からなる画像入力部と、該画像入力部の前方を照らすための照明用ライトガイドまたはＬＥＤとを備えることを特徴とする、請求項９に記載の能動チューブ駆動装置。
【請求項１１】
前記能動チューブは医療用能動チューブであることを特徴とする、請求項１〜８の何れかに記載の能動チューブ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複雑な機械や配管に入り込んで検査やメンテナンスなどを行い、さらに能動カテーテルとして人体の血管や器官等に入り込んで診断又は治療などの利用に供し得る能動チューブ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、形状記憶合金をアクチュエータとして利用した能動内視鏡が大腸などの診断用に提案されており、血管内などの狭いところにも入っていき、検査、診断又は治療を行う能動カテーテル（細い管状器具）の開発が進められている。
例えば医療用現場においては、開腹手術を行わない、所謂非手術的な腸閉塞治療には、幽門や小腸内にチューブを通過させることができるように様々な方法が提案されている。その例として、内視鏡にチューブの先端部を把持させた医療器具や、芯となるガイドワイヤを挿入したチューブや、予め挿入留置するロングオーバーチューブなどがある。また、先端に錘を組み込んだチューブが広く用いられている。
【０００３】
図３３は、先端に錘を組み込んだ従来のカテーテルの先端部を示す概略断面図である。従来の腸閉塞（イレウス）治療用のカテーテル２００は、先端部のワーキングチャネル用チューブ２０１の外周にその長手方向に所定の間隔を開けてリング状の錘２０２を装着している。そして、複数の錘２０２の外周を外皮用チューブ２０３で被覆している。カテーテル２００の最先端には、チップ２０４を装着している。他方、ワーキングチャネル用チューブ２０１の後端は、中空の本体チューブ２０５に接合している。
【０００４】
上記カテーテル２００は、次のように使用されている。先ずカテーテル２００を鼻腔または口腔から挿入する。術者は、Ｘ線透視下においてカテーテル２００の先端部が進むべ
き方向を判断し、カテーテル２００を押し進める。カテーテル２００を挿入する際は、カテーテル２００の先端部における錘２０２に作用する重力を利用する。すなわち、患者の体位を様々に変えることでカテーテル２００の先端部の方向付けをする。場合によっては術者が体外から手で押すことでカテーテル２００の先端部の方向付けをすることもある。また、患者の呼吸に合わせて挿入する方法もある。
【０００５】
さらに、近年、形状記憶合金（Shape Memory Alloy: 以下、「ＳＭＡ」と記す。）を使用した能動屈曲チューブが開発されている。
例えば、特許文献１には、カテーテル先端に挿入された線状ＳＭＡがリード線に接続され、スイッチを介して電源に接続され、このスイッチの開閉により線状ＳＭＡへの通電量を制御し、カテーテルの先端を駆動する技術が開示されている。
【０００６】
また、特許文献２には、ＳＭＡを用いた可撓管装置において、可撓管冷却手段を備え、ＳＭＡへの通電をパルス幅変調（ Pulse Width Modulation 、以下「ＰＷＭ」と記す）方式で行い、ＳＭＡの通電制御をＰＷＭドライバの電流検出またはＳＭＡの抵抗値検出で行うことが開示されている。
【０００７】
特許文献３には、ＳＭＡワイヤを用いた可撓管装置において、可撓管冷却手段を備え、ＳＭＡへの通電制御をＰＷＭ方式または正弦波で行い、ＳＭＡへの給電を絶縁トランスを介して行うことが開示されている。
【０００８】
また、特許文献４には、ＳＭＡを使用した長尺体湾曲駆動装置において、カテーテルに挿入されるＳＭＡワイヤに、ダイオードを並列に接続したサーミスタが直列接続されており、これらがＳＭＡワイヤのＰＷＭ駆動用電源と抵抗測定のブリッジ回路とに切り替え可能なスイッチが配設されて、温度計測を行う構成が開示されている。
【０００９】
さらに、非特許文献１には、血管内に挿入できるようにした、ＭＩＦ（Multi-function  Integrated  Film）触感センサーを装着した能動屈曲チューブの温度について報告されている。この能動屈曲チューブにおいては、外皮用チューブ内に設けた細管部にＳＭＡコイルを埋め込んでいる。そして、ＳＭＡコイルに振幅１６０Ｖでデューティ２０％のパルス波を印加して駆動し、先端部を屈曲させている。この際、ＳＭＡコイルの加熱による外皮温度は、約８０℃であった。
【００１０】
【特許文献１】特開平１−１９８５６４号公報（第４図）
【特許文献２】特開平５−４２１００号公報（図２、図４、図７）
【特許文献３】特開平５−１３０９７０号公報（図１、図３）
【特許文献４】特開平６−１１４００３号公報（図１）
【非特許文献１】Hironobu Takizawa 他４名, ”Development of a Microfine Active Bending Catheter Equipped with MIF Tactile Sensors”,IEEE International MEMS'99 Conference, １９９９年１月１７日, pp.412-417
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従来の能動屈曲チューブによれば、先端部の屈曲ができるようになったが、ＳＭＡの線やコイルなどの加熱による温度制御は、特許文献１のオンオフ制御やＰＷＭ変調波の駆動により行われている（特許文献２〜４）。また、特許文献２及び３のＰＷＭ駆動において、ＳＭＡからの加熱による温度上昇の防止を冷却で行っている。この場合には、別途冷却手段が必要となって装置が大型になり、コストが高くなるという課題がある。
【００１２】
また、特許文献４のように、能動屈曲チューブの先端にＳＭＡ測温用の部品を備える場合には、能動屈曲チューブにそれらの部品を収容する空間が必要になり、能動屈曲チューブの小型化が容易にできなくなるという課題がある。
【００１３】
本発明は上記課題に鑑み、測温用の部品を必要とせずに、ＳＭＡの正確な温度測定とその温度制御ができる能動チューブの駆動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】
【００１４】
上記目的を解決するため、本発明は、ＳＭＡからなる能動機構を備えた能動チューブの駆動装置において、ＳＭＡを加熱する駆動用電源と、ＳＭＡの抵抗測定用電源と、ＳＭＡに接続される基準抵抗と、制御部と、を含み、ＳＭＡが加熱されないときに、抵抗測定用電源と基準抵抗とがＳＭＡに接続され、該ＳＭＡの抵抗測定を行うことによりＳＭＡの温度を測定し、該温度測定によりＳＭＡの温度が制御されることを特徴とする。
上記構成において、ＳＭＡからなる能動機構は、好ましくは、屈曲機構、捩れ機構、伸縮機構、硬さ調節機構のうちのいずれか、または、これらのいずれかを組み合わせた能動機構である。
ＳＭＡを加熱する電源と前記ＳＭＡの抵抗測定用電源との接続は、好ましくは、前記制御部に設けられるスイッチ手段により切り替えられる。また、ＳＭＡの温度制御は、好ましくはＰＷＭ制御により行われる。
【００１５】
上記構成によれば、能動チューブのＳＭＡをその発熱状態の抵抗測定により、温度制御できる。ＳＭＡの抵抗測定は、ＳＭＡとチューブの制御部に設ける基準抵抗と抵抗測定用電源とを直列に接続して行うので、能動チューブ内にＳＭＡの抵抗測定用部品を配設する必要がない。
また、抵抗測定用電源は、ＳＭＡ加熱用の駆動電源よりも低い電圧で行うことにより、ＳＭＡの加熱を防止してその抵抗を正確に測定でき、かつ、ＳＭＡの温度制御を精度よく行うことができる。
【００１６】
好ましくは、前記制御部に制御情報入力部が接続されていて、この制御情報入力部にＳＭＡの能動機構制御情報が入力され、この入力によりＳＭＡが加熱制御され、ＳＭＡの加熱は制御情報入力部からの所定の入力値に達したときに停止される。この構成によれば、各能動機構に用いるＳＭＡの温度が設定値に達すると、加熱が停止するので安全である。  
【００１７】
また、上記構成において、制御情報入力部は、好ましくは、能動チューブと相似形のコントロールスティックを備え、コントロールスティックには、能動チューブの能動機構と同配列で能動機構を調節するコントロール手段を有している。コントロールスティックは、好ましくは可撓性材料から形成され、変形した状態を保持できる。このコントロールスティックは、能動機構の動作と相似動作によりコントロール手段を調節できる。
上記構成によれば、コントロールスティックの操作者が握る制御入力部に設けたコントロール手段を介して能動チューブの温度制御ができる。この温度制御により、能動機構を正確に制御することができる。また、制御入力部が各能動機構と同じ配列で構成されている場合には、操作者が、コントロールスティックを能動機構の動作と同様な操作により行うことができるので操作性が向上できる。これにより、各能動機構の制御が正確にでき、操作者の利便性が向上する。
【００１８】
また、上記能動チューブはその先端部に内視鏡が配置され、内視鏡の先端には、好ましくは、光ファイバーまたは撮像素子からなる画像入力部と、画像入力部の前方を照らすための照明用ライトガイドまたはＬＥＤとが配置されている。
【００１９】
この構成により、能動チューブの先端部に設けたＳＭＡによる能動機構の温度を正確に制御して、安全に能動機構の操作ができる。これにより、術者は開腹手術を行うことなく、臓器内の内容物を取り出したり、外部から薬などを挿入することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の能動チューブ駆動装置によれば、能動チューブの先端部内のＳＭＡを用いた能動機構におけるＳＭＡの抵抗を測定しながら、ＳＭＡを所望の温度に制御できるので、能動機構を容易に駆動することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を説明する。なお、以下の説明においては、本発明の能動チューブの駆動装置を適用する能動チューブが医療用能動チューブ、特に腸閉塞治療に用いられるイレウスチューブである場合などを主として説明するが、本発明は医療用能動チューブに限られるものではない。
【００２２】
（第一の形態）
図１は、本発明の能動チューブ駆動装置を用いた能動チューブシステムの全体の構成図である。
能動チューブシステム１は、能動機構２１を内蔵した先端部２を備える能動チューブ３と、能動チューブ３の能動機構２１を制御する能動チューブ駆動装置５０とからなる。能動チューブ駆動装置５０は、制御部を内蔵したコントロールボックス本体１０と、本体外部に接続されるコントロールスティック１０Ａなどの制御情報入力部１０ａから構成されている。
【００２３】
能動チューブ３は、能動機構２１を内蔵して複数のリング状の錘２２を装着した先端部２と、先端部２の後端に接合する本体チューブ４とからなる。本体チューブ４の後端部４１には、本体チューブ４の中心軸から後方に傾斜して、小腸などの腸に溜まった内容物を吸引するために腸内容物吸引管として用いられるワーキングチャネル４Ａと、配線用チャネル４Ｂと、本体チューブ４の先端に装着しているバルーンに空気や液体を送り込むためのバルーン膨らまし用チャネル４Ｃと、本体チューブ４の側面の通気孔に導通するベント用チャネル４Ｄとが接続されている。
【００２４】
最初に、能動チューブ駆動装置５０を説明する。
図２は、能動チューブ駆動装置５０の機能を示すブロック図である。能動チューブ駆動装置５０は、能動チューブ３の先端部２に内蔵されている能動機構２１を制御する。この制御により先端部２を能動的に動作させる。この能動動作としては、例えば、ＳＭＡ２１ｅのコイルを用いた駆動機構による屈曲、捩れ、伸縮、硬さなどが挙げられる。ここでは、能動機構を屈曲機構２１として説明する。
図２に示すように、能動チューブ駆動装置５０は、本体１０と、本体に接続されるコントロールスティックなどからなる制御情報入力部１０ａと、制御情報入力部１０ａからの入力信号を受けて屈曲機構２１に対して制御信号を出力する制御部１０ｂと、制御部１０ｂに対して電源供給を行う電源部１０ｃとを有する。ここで、制御部１０ｂはマイクロコンピュータなどで構成され、電源部１０ｃは乾電池などで構成される。
【００２５】
ＳＭＡコイル２１ｅの通電量は、ＳＭＡコイル２１ｅの一端に接続された直流電源１０ｄと制御素子１０ｅとにより制御される。この直流電源１０ｄとしては乾電池、制御素子１０ｅとしてはパワートランジスターを用いることができる。
特に、屈曲機構２１に対する制御方式として、パルス幅変調（ＰＷＭ）方式を用いることができる。ＰＷＭ方式を採用することにより、ＳＭＡコイル２１ｅへの通電時間と通電していない時間とを繰り返して、ＳＭＡコイル２１ｅへの通電による加熱時と放熱時とを繰り返す。これにより、ＳＭＡコイル２１ｅの温度を制御し、屈曲機構２１、ひいては先端部２そのものの温度を制御することができる。また、通電の時間サイクルのデューティ比を変えることで、一サイクルでの通電量を変化させて屈曲機構２１の屈曲角を制御することができる。
【００２６】
次に、本発明の能動チューブ駆動装置の具体的な回路について説明する。
図３及び図４は、能動チューブ駆動装置の回路構成及び制御入力部の構成を示す図である。図３において、能動チューブ駆動装置５０の点線で囲んだ領域がコントロールボックス１０を示している。コントロールボックス１０には、ＳＭＡ５１と、制御情報入力部１０ａとが接続されている。
コントロールボックス１０は、マイクロプロセッサ１０ｂと、ＳＭＡコイル駆動用トランジスタ１０ｅと、ＳＭＡコイル抵抗スキャン部６０と、ＳＭＡコイル駆動用電源１０ｄ、ＳＭＡコイル抵抗スキャン部用電源６１と、マイクロプロセッサ用電源１０ｃなど、から構成されている。
【００２７】
ＳＭＡコイル５１は、第１のスイッチ手段５５と、第２のスイッチ手段５６と、第３のスイッチ手段５７とにより、ＳＭＡコイルの駆動用電源１０ｄとＳＭＡコイル抵抗スキャン部６０とに切り替え可能に接続される。
【００２８】
図３に示すように、第１のスイッチ手段５５において、その一端５５ａはＳＭＡコイルの駆動用電源１０ｄの正端子と接続されている。一方、第１のスイッチ手段の他端５５ｂはＳＭＡコイルの一端５１ａへ配線５８ａ及び能動チューブ内の配線２１ｇを介して接続される。そして、ＳＭＡコイルの他端５１ｂが、能動チューブ内の配線２１ｇ及び配線５８ｂによりＰＷＭ駆動用トランジスタ１０のドレイン（Ｄ）に接続されている。このＰＷＭ駆動用トランジスタ１０ｅのゲート（Ｇ）には、マイクロプロセッサからゲート駆動信号Ｓ４が入力されて、ＳＭＡコイル５１をＰＷＭ駆動することにより発熱させるようになっている。また、ＰＷＭ駆動用トランジスタ１０ｅのソース（Ｓ）は接地されている。
【００２９】
第２のスイッチ手段スイッチの一端５６ａは、後述する基準抵抗６２を介して、抵抗測定用電源６１の正端子に接続されている。一方、第２のスイッチ手段の他端５６ｂは、ＳＭＡコイルの一端５１ａに配線５６ｂを介して接続されている。そして、第３のスイッチ手段５７は、その一端５７ａが接地され、その他端５７ｂがリード線５８ｂを介してＳＭＡコイルの他端５１ｂと接続される。
このような第１乃至第３のスイッチ手段５５，５６，５７としては、バイポーラトランジスタやＭＯＳＦＥＴなどの半導体スイッチング素子やリレーなどが使用できる。またＰＷＭ駆動用トランジスタ１０ｅとしてはＭＯＳＦＥＴなどの電界効果トランジスタなどが使用できる。
【００３０】
次に、ＳＭＡコイル抵抗スキャン部６０の回路について説明する。ＳＭＡコイル抵抗スキャン部６０は、上記第１乃至３のスイッチ手段の動作により、ＳＭＡコイル５１の抵抗を測定する回路である。
具体的には、マイクロプロセッサ１０ｂは、制御信号Ｓ１により第１のスイッチ手段５５をオフにして、ＳＭＡコイルの駆動用電源１０ｄとＳＭＡコイル５１との接続を遮断する。次に、マイクロプロセッサ１０ｂは、制御信号Ｓ２及びＳ３を出力して、第２のスイッチ手段５６及び第３のスイッチ手段５７をオフからオンにすると、基準抵抗６１とＳＭＡコイル５１とが直列接続され、抵抗測定用電源６１に接続される。
【００３１】
上記抵抗測定用電源６１が例えば定電圧制御された直流電源の場合には、基準抵抗６２にＶref 、ＳＭＡコイル５１の抵抗によりＶSMA という電圧が発生する。この基準抵抗の両端に生じる電圧Ｖref は、抵抗６５ａ，６５ｂを介して増幅器６３に入力される。そして、所定の増幅度で増幅された信号Ｊはマイクロプロセッサ１０ｂに入力されてＡ／Ｄ変換される。また、ＳＭＡコイル５１に生じる電圧ＶSMA は、抵抗６５ｅを介して増幅器６４に入力される。そして、所定の増幅度で増幅された信号Ｋは、マイクロプロセッサ１０ｂに入力にされてＡ／Ｄ変換される。
【００３２】
ここで、上記増幅器６３，６４はオペアンプや増幅用ＩＣなどを用いることができる。以下、増幅器６３，６４を、オペアンプとして説明する。図中の抵抗６５は、オペアンプ６３及び６４の電圧増幅度を設定するための抵抗である。図において、抵抗６５ａ〜６５ｄは、オペアンプ６３の電圧増幅度を決め、そして、抵抗６５ｅ及び６５ｆは、オペアンプ６３の電圧増幅度を決める。
【００３３】
ここで、基準抵抗６２の値は、ＳＭＡコイル５１の抵抗が容易に測定できるような値とすればよい。また、抵抗測定用電源６１の電圧は、ＳＭＡコイル５１の温度が加熱により変化しないように低電圧が好適である。
【００３４】
この際、基準抵抗６２の値は既知であるので、基準抵抗６２に生じる電圧Ｖref をマイクロプロセッサ１０ｂで測定すれば、基準抵抗６２に流れる電流（Ｉ）が計算できる。そして、基準抵抗６２と直列接続されているＳＭＡコイルに流れる電流は、基準抵抗と同じ電流値（Ｉ）であることから、この電流（Ｉ）とＳＭＡコイルに生じる電圧ＶSMA とから、ＳＭＡコイルの抵抗値は、Ｉ＝ＶSMA ／Ｉとして計算できる。このため、ＳＭＡコイル５１の抵抗と温度の関係を測定しておけば、ＳＭＡコイル５１の温度を求めることができる。ここで、ＳＭＡコイル５１の抵抗と温度の関係は、予めマイクロプロセッサ１０ｂのメモリに記憶させておけばよい。
【００３５】
次に、制御情報入力部１０ａについて説明する。
制御情報入力部１０ａは、ＳＭＡコイルなどのＳＭＡによる能動機構２１を制御する、すなわち、能動機構制御情報を入力するために設けられている。この制御情報入力部１０ａはＳＭＡコイル５１の温度設定を行うコントロール手段５２として、例えば、スライド式や回転式の可変抵抗器５２を有し、マイクロプロセッサ１０ｂに接続されている。この制御情報入力部１０ａとしては、ポテンショメータを内蔵したコントロールスティックを用いることができる。また、コントロールボックス１０に内蔵された制御情報入力部１０ｆを用いてもよい。
ここで、コントロールスティック１０ａとは、能動チューブの術者（操作者）が能動機構２１の屈曲に限らず、捩れ、伸縮、硬さ調節機などを、精度良く行うための入力装置である。コントロールスティック１０ａの形は能動チューブ３と相似形であり、術者が握るコントロールスティック１０ａの握部は、少なくとも可撓性材料を用いたチューブまたは棒（スティック）から形成されている。そして、コントロールスティック１０ａの握部には、能動チューブの能動機構２１の各運動機能と同じ配列で、それらを調節するコントロール手段５２を備えている。
【００３６】
図４は、制御情報入力部１０ａの内部構造を模式的に示す透視図である。
図示するように、制御情報入力部１０ａは、少なくともその先端部が曲がるように可撓性を有する材料を用いたチューブ形状であり、その内部にＳＭＡコイルの温度設定を行うスライド式の可変抵抗器５２が固定されている。
この可変抵抗器の調整用つまみ５２ａには、バネ７１が接続固定され、バネの他端７１ａがチューブ内の右上端部に固定されている。そして、この可変抵抗器の調整用つまみ５２ａには、可変抵抗器の調整用ワイヤ７２の一端７２ａが接続されている。一方、ワイヤの他端７２ｂは、チューブの左端上部に固定され、さらにワイヤの所定箇所が、チューブ上部に設けたワイヤ固定片７３により移動可動に吊持されている。このワイヤ固定片７３には、ワイヤが移動可能なように孔７３ａが設けられている。
【００３７】
以上のように構成された制御情報入力部１０ａは、術者が手指でチューブ状のコントロールスティックの先端部を曲げることにより、ワイヤ７２に接続されたバネ７１の伸縮により、スライド式の可変抵抗器の調整つまみ５２ａが移動し、その抵抗値がマイクロプロセッサ１０ｂに出力される。この抵抗値の大小により、ＳＭＡコイルの加熱状態が制御される。この際、例えば、曲げが大きくなる方向に温度制御されるようにすれば、コントロールスティックの上記動作と能動チューブの動作とが相似の動作であるので、術者の操作性が向上する。
【００３８】
次に、上記能動チューブ駆動装置の回路の動作について説明する。
マイクロプロセッサ１０ｂにおいて、温度設定の制御信号Ｓ５と、ＳＭＡコイル抵抗スキャン部６０からの信号Ｓ６及びＳ７とが入力され、ＳＭＡコイル５１を駆動すると判断した場合に、第１のスイッチ手段５５に信号Ｓ１を出力して、ＳＭＡコイルの駆動用電源１０ｄの出力を、ＳＭＡコイルの一端５１ａに接続されているリード線５８を介して接続する。
これにより、ＳＭＡコイルの駆動用電源１０ｄは、ＳＭＡコイル５１を介してＰＷＭ駆動用トランジスタ１０ｅに接続される。そして、ＰＷＭ駆動用トランジスタ１０ｅのゲート（Ｇ）には、マイクロプロセッサからのゲート駆動信号Ｓ４が出力される。ＳＭＡコイル５１は、ＰＷＭ駆動用トランジスタ１０ｅによりＰＷＭ駆動されて発熱する。
ここで、温度設定用の制御信号Ｓ５は、制御情報入力部１０ａの可変抵抗器により与えられるが、コントロールボックス１０内に設けた制御情報入力部１０ｆの可変抵抗器５２’により制御されてもよい。また、コントロールボックス１０に設けた制御情報入力部１０ｆに設けた可変抵抗器５２’により、温度の高、中、低の粗い値を設定し、制御情報入力部１０ａの可変抵抗器５２によりそれぞれの温度領域の微調整を行ってもよい。さらに、可変抵抗器に代えて、可変の直流電圧源を制御入力としてもよい。以下の説明においては、温度設定は特に限定しない限りは、制御情報入力部１０ａの可変抵抗器５２により与えられものとして説明する。
【００３９】
ここで、マイクロプロセッサ１０ｂにおいて、ＳＭＡコイル５１へ設定されたデューティ比のＰＷＭ駆動が終了または停止と判断したときには、ゲート駆動信号Ｓ４を出力し、ＰＷＭ駆動用トランジスタ１０ｅをオフする。さらに、制御信号Ｓ１により第１のスイッチ手段５５をオフにして、ＳＭＡコイルの駆動用電源１０ｄとＳＭＡコイル５１との接続を遮断する。
次に、マイクロプロセッサ１０ｂは、制御信号Ｓ２及びＳ３を出力して、第２のスイッチ手段５６及び第３のスイッチ手段５７をオフからオンにして、ＳＭＡコイル抵抗スキャン部６０からの信号Ｓ６及びＳ７とにより、ＳＭＡコイル５１の抵抗測定を行う。
【００４０】
次に、本発明のＳＭＡの駆動回路の温度制御についてより詳細に説明する。
図５は、本発明のＳＭＡの駆動回路において、ＳＭＡの温度を制御するための処理内容を示すフロー図である。
先ず、ステップＳＴ１において、制御情報入力部１０ａからＳＭＡコイル５１の設定温度に対応するＳＭＡ抵抗が入力される。次に、ステップＳＴ２において、ＳＭＡコイル５１の加熱温度にするためのＰＷＭ駆動のデューティ比が計算される。
【００４１】
次に、ステップＳＴ３において、マイクロプロセッサ１０ｂから信号Ｓ２及びＳ３が出力され、それぞれ、スイッチ２及びスイッチ３をオフさせる。そして、マイクロプロセッサ１０ｂから、信号Ｓ１が出力され、スイッチ１をオンにし、ＳＭＡコイル加熱用電源１０ｄとＳＭＡコイル５１とが接続する。
【００４２】
次に、ステップＳＴ４において、マイクロプロセッサ１０ｂからＰＷＭ駆動用トランジスタ１０ｅのゲートに信号Ｓ４を出力する。これにより、ＳＭＡコイル５１は、ＰＷＭ駆動用トランジスタ１０ｅからＰＷＭ駆動用のパルス信号が印加されて発熱する。
【００４３】
次に、ステップＳＴ５において、ＰＷＭ駆動用トランジスタ１０ｅにステップＳＴ２において計算された所定のデューティ比が印加された場合には、ＰＷＭ駆動用トランジスタ１０ｅをオフとする信号Ｓ４を出力する。この信号Ｓ４は、ＰＷＭ駆動用トランジスタ１０ｅがノーマリオフ型ＦＥＴの場合には０Ｖの電圧である。
【００４４】
ステップＳＴ６において、マイクロプロセッサ１０ｂから信号Ｓ１が出力され、第１のスイッチ手段スイッチ５５をオフし、ＳＭＡコイル５１とＳＭＡコイル５１の駆動用電源１０ｄとの接続を遮断する。
次に、マイクロプロセッサ１０ｂから、信号Ｓ２及びＳ３が出力され、それぞれ、第２のスイッチ手段５６及び第３のスイッチ手段５７をオンさせて、基準抵抗６１とＳＭＡコイル５１を直列接続し、抵抗測定用電源６２と接続する。
【００４５】
ステップＳＴ７において、ＳＭＡコイル抵抗スキャン部６０から出力される基準抵抗に生じる電圧Ｖref に関する出力信号Ｊ及びＳＭＡコイル５１に生じる電圧ＶSMA に関する出力信号Ｋの読込みがされる。
【００４６】
ステップＳＴ８において、上記信号Ｊ及びＫに基づいて、ＳＭＡコイル５１の抵抗値が計算され、ステップＳＴ９において、ＳＭＡコイル５１が入力値の抵抗値になったか否かを判定する。そして、ステップＳＴ９において、ＳＭＡコイル５１が所定の温度上昇となる入力値の抵抗値にまでに達していないと判定したときには、ステップＳＴ１に戻りＳＭＡコイル５１の加熱を行う。
【００４７】
これに対して、ステップＳＴ９において、ＳＭＡコイル５１が所定の温度上昇が得られる入力値の抵抗値に達したと判定したときには、ステップＳＴ７に戻り、再度ＳＭＡコイル５１の抵抗測定を行う。
このようにして、能動チューブ駆動装置５０はＳＭＡコイル５１の温度制御を行う。
【００４８】
以上のように構成された能動チューブシステム１は次のように動作する。
図６は、能動チューブシステムの動作を示す模式図である。コントローラ１０の制御情報入力部１０ａの先端部を手で操作すると、制御情報入力部１０ａに設けた可変抵抗器の値が入力される（図６のＡ参照）。その入力に応じて、図示しないコントローラ１０内の制御素子１０ｅを制御する。制御素子１０ｅは、カテーテル先端部２ａ内の図示しないＳＭＡコイルル２１ｅへの通電量をＰＷＭ制御により変化させる。
これにより、ＳＭＡコイル２１ｅの通電量に対応して、図示しない屈曲機構２１が作用し先端部２ａの屈曲角が一定に保たれる（図６のＢ参照）。
【００４９】
（第二の形態）
次に、本発明の第二の実施形態に係る能動チューブ駆動装置について説明する。
図７は、第二の形態に係る能動チューブ駆動装置を用いた能動チューブシステムの概略図である。第二の形態に係る能動チューブ駆動装置９０を用いた能動チューブシステム８０は、能動チューブ３ｃと、コントロールボックス９０と、コントロールスティック１００とから構成されている。
能動チューブ３ｃは、その先端部にＳＭＡを用いた能動機構８１が設けられている。能動機構８１は、先端部から順に、屈曲機構８２に加え、さらに、捩れ機構８３と、伸縮機構８４と、硬さ調節機構８５とから成っている。
なお、上記能動機能８１は、能動チューブ３ｃの使用形態に合わせて構成することができる。例えば、屈曲機構８２，捩れ機構８３，伸縮機構８４，硬さ調節機構８５の何れか一つ、またはこれらを複数組み合わせてもよい。
屈曲機構８２の動作は、上記第一の実施形態で説明した運動機能である（図７の矢印Ａ参照）。また、捩れ機構８３は、能動チューブ３ｃの長手方向である軸方向と垂直方向に捩れを加える運動機能である（図７の矢印Ｂ参照）。さらに、伸縮機構８４は、能動チューブ３ｃの軸方向に伸縮させる運動機能である（図７の矢印Ｃ参照）。そして、硬さ調節機構８５は、能動チューブ３ｃの硬度を調整する運動機能である。
【００５０】
上記能動機構８１は、コントロールボックス９０と、コントロールスティック１００により、その運動機能が制御される。
図７に示すように、コントロールスティック１００は、能動チューブの能動機構８１の各運動機能と同じ配列で、それらを調節するコントロール手段を備えた、屈曲機構８２の動作を入力する屈曲機構制御情報入力部１０２と、捩れ機構８３の動作を入力する捩れ機構制御情報入力部１０３と、伸縮機構８４の動作を入力する伸縮機構制御情報入力部１０４と、硬さ調節機構８５の動作を入力する硬さ調節機構制御情報入力部１０５と、を備えている。
【００５１】
コントロールスティック１００は、能動チューブ３ｃの術者が能動機構８１の屈曲、捩れ、伸縮、硬さ調節機などを、精度良く行うための入力装置である。コントロールスティック１００の形は能動チューブ３ｃと相似形であり、術者が握るコントロールスティック１００の握部は、可撓性材料を用いたチューブまたは棒（スティック）から形成されている。そして、能動機構８１の各部８２乃至８５の制御においては、コントロールスティック１００の握部に設けた各能動機構の情報入力部１０２乃至１０４を、それら能動機構の各動作と同じ動作でコントロール手段を調整すれば、術者の操作性が向上する。
例えば、屈曲機構制御情報入力部１０２は、屈曲自在な蛇腹状の管内に配設することができる。この屈曲自在な蛇腹状の管を屈曲させて、その屈曲動作に応じて後述する屈曲機構制御情報入力部１０２内部の可変抵抗器の値を設定すれば、屈曲機構８２の屈曲角度を精度よく調整することができる。この場合には、コントロールスティック１００の屈曲機構制御情報入力部１０２の屈曲動作により、屈曲機構８２を調節できる。屈曲自在な蛇腹状の管としては、例えば、光ファイバーなどを挿入するときに用いられるフレキシブルメタルホース（商品名）などを用いることができる。このような可撓性材料を用いたチューブによれば、変形した状態を保持できる。
【００５２】
図８は、第二の形態に係る能動チューブ３ｃ内の能動機構８１を模式的に示す透視図である。能動チューブ３ｃは、ワーキングチャネル用チューブ２１ａと外皮用チューブ２５とからなり、それらの間の空間部に、屈曲機構８２と、捩れ機構８３と、伸縮機構８４と、硬さ調節機構８５とが組み込まれている。図においては、後述するＳＭＡコイルへの配線用チャンネルや、バルーン膨らまし用チャネルやベント用チャネルなどは省いている。  屈曲機構８２においては、ワーキングチャネル用チューブ２１ａに沿ってＳＭＡコイル９２ａが配設され、これらの外側には、ライナーコイル８６ａが配設されている。そして、ＳＭＡコイル９２ａとライナーコイル８６ａとは、接着剤８８により多点で接続されている。ここで、ＳＭＡコイル９２ａは、通電加熱によって縮むか、または伸びるように形状記憶させておけばよい。
このようなＳＭＡコイル９２ａに通電すると、ＳＭＡコイル９２ａが加熱し、屈曲機構８２が収縮または伸張することにより能動チューブ３ｃは屈曲する。そして、通電を止めると、ＳＭＡコイル９２ａは通電前の状態に戻るので、能動チューブ３ｃも元の形状になる。屈曲機構８２は、ＳＭＡコイル９２ａを複数設け、これらのＳＭＡコイルをそれぞれ通電加熱すれば、所謂多関節屈曲機構となることはいうまでもない。
【００５３】
捩れ機構８３においては、捩じったＳＭＡコイル９２ｂを内側にし、ライナーコイル８６ｂを外側にした状態で、これらがワーキングチャネル用チューブ２１ａに挿入されている。捩じったＳＭＡコイル９２ｂ及びライナーコイル８６ｂは、接着剤８８により所定箇所で接続されている。また、ライナーコイル８６ｂの一端は、上記屈曲機構８２のライナーコイル８６ａの一端と接続されている。
このようなＳＭＡコイル９２ｂに通電すると、ＳＭＡコイル９２ｂが捩じれる。そして、通電を止めると、ライナーコイル８６ｂの働きで元に戻る。この際、ＳＭＡコイル９２ｂの捩じれによる角度は、通電する電流量により変えることができる。
捩れ機構８３は、その捩じれ動作に応じて後述する捩じれ機構制御情報入力部１０３内部の可変抵抗器の値を設定すれば、捩じれ機構８３の捩れ角度を精度よく調整することができる。この場合には、コントロールスティック１００の捩れ機構制御情報入力部１０３の捩れ動作により、捩れ機構８３を調節できる。
【００５４】
伸縮機構８４においては、収縮させたＳＭＡコイル９２ｃを内側に、この外側にライナーコイル８６ｃを配置し、これらがワーキングチャネル用チューブ２１ａに挿入されている。収縮させたＳＭＡコイル９２ｃ及びライナーコイル８６ｃは、接着剤８８により所定箇所で接続されている。また、ライナーコイル８６ｃの一端は、上記捩れ機構８３のライナーコイル８６ｂの他端と接続されている。  このようなＳＭＡコイル９２ｃに通電すると、ＳＭＡコイル９２ｃが伸張する。そして、通電を止めると、ライナーコイル８６ｃの働きで元に戻る。この際、ＳＭＡコイル９２ｃの伸縮長は、通電する電流量により変えることができる。また、ＳＭＡコイル９２ｃを伸張した状態で固定すれば、ＳＭＡコイル９２ｃの通電により収縮する伸縮機構とすることができる。
ここで、伸縮機構制御情報入力部１０３によりその可変抵抗器の値を設定すれば、伸縮機構８４の伸縮長を精度よく調整することができる。捩じれ機構制御情報入力部１０３は、可撓性でかつ伸縮できるような材料により、コントロールスティック１００を形成しておけばよい。この場合には、コントロールスティック１００の伸縮機構制御情報入力部１０３の伸縮動作により、伸縮機構８４を精度よく調節できる。
【００５５】
硬さ調節機構８５においては、形状記憶されたＳＭＡコイル９２ｄを変形させずに内側に、この外側にライナーコイル８６ｄを配置し、これらがワーキングチャネル用チューブ２１ａに挿入されている。このＳＭＡコイル９２ｄ及びライナーコイル８６ｄは、接着剤などにより所定箇所で接続されている。また、ライナーコイル８６ｄの一端は、上記捩れ機構８４のライナーコイル８６ｃの他端と接続されている。このようなＳＭＡコイル９２ｄに通電すると、ＳＭＡコイル９２ｄが硬くなるので、その通電量に応じた硬さを得ることができる。
なお、上記の能動機構においては、屈曲機構８２と、捩れ機構８３と、伸縮機構８４と、硬さ調節機構８５とに用いるライナーコイル８６の各端部同士が機械的に接続されている。また、このライナーコイル８６を各能動機構のＳＭＡコイル９２の所定箇所に電気的に接続して共通配線とすることができる。また、各ＳＭＡコイル９２への配線と、ライナーコイル８６の配線とは、能動チューブ３ｃに設けられる配線用チャンネルに配線用リード線を挿入して行えばよい。ここで、ライナーコイル８６の材料としてはステンレス鋼などを用いることができる。
【００５６】
次に、本発明の能動チューブ駆動装置の具体的な回路について説明する。
図９は、第二の形態に係る能動チューブ３ｃ内の駆動装置の回路構成を示す図である。図９において、能動チューブ駆動装置９０は、能動機構のコントロール部９１と、それらに接続されるＳＭＡコイル９２及び各能動機構の制御情報入力部１０２，１０３，１０４，１０５と、を含んで構成されている。
能動機構のコントロール部９１は、屈曲機構８２のコントロール部９１ａと、捩れ機構８３のコントロール部９１ｂと、伸縮機構８４のコントロール部９１ｃと、硬さ調節機構８５のコントロール部９１ｄとから成り、何れも図３で説明したコントロールボックス１０と同じ構成を有している。これらのコントロール部９１ａ乃至９１ｄは、それぞれ、ＳＭＡコイル９２ａ乃至９２ｄと配線２１ｇ，２１ｇを介して接続されている。また、これらのコントロール部９１ａ乃至９１ｄのそれぞれには、各能動機構の制御情報入力部１０２，１０３，１０４，１０５が接続されている。また、上記コントロール部９１ａ乃至９１ｄは、マイクロプロセッサなどを用いたコントロール部の制御回路９４により、それらの制御動作が監視されてもよい。
【００５７】
この際、屈曲機構８２のＳＭＡコイル９２ａの加熱が、屈曲機構制御情報入力部１０１の可変抵抗器５２の温度設定及びコントロール部９１ａにより制御される。この制御機能は、図３で説明したコントロール部１０と同じである。また、屈曲機構８２のＳＭＡコイル９２ａと同様に、捩れ機構８３のＳＭＡコイル９２ｂ，伸縮機構８４のＳＭＡコイル９２ｃ，硬さ調節機構８５のＳＭＡコイル９２ｄが、それぞれ、各能動機構制御情報入力部１０３，１０４，１０５の可変抵抗器５２の温度設定及びコントロール部９１ｂ乃至９１ｄにより制御される。
【００５８】
図１０乃至図１２は、第二の形態に係る能動チューブ３ｃ内の能動機構を操作するコントロールスティックの操作を模式的に示す図である。
図１０は、第二の形態に係る能動チューブ３ｃ内の屈曲機構を操作するコントロールスティックの操作を模式的に示す図である。コントロールスティック１００の屈曲機構制御情報入力部１０２を手で操作すると、その屈曲動作に応じ屈曲機構制御情報入力部１０２内に設けた可変抵抗器５２の抵抗値、すなわち屈曲角度が入力される（図１０のＡ’参照）。この入力に応じて、図示しないコントローラ９１ａ内の制御素子を制御する。制御素子は、カテーテル先端部内の図示しないＳＭＡコイルル９２ａへの通電量をＰＷＭ制御により変化させる。これにより、ＳＭＡコイル９２ａの通電量に対応して、図示しない屈曲機構８２が作用し、その先端部の屈曲角が一定に保たれる。
【００５９】
図１１は、第二の形態に係る能動チューブ３ｃ内の捩れ機構を操作するコントロールスティックの操作を模式的に示す図である。
図示するように、コントロールスティック１００の捩じれ機構制御情報入力部１０３を手で操作すると、その捩じれに応じ捩じれ機構制御情報入力部１０３内に設けた可変抵抗器５２の抵抗値、すなわち捩じれ角度が入力される（図１１のＢ’参照）。この入力に応じて、図示しないコントローラ９１ｂ内の制御素子を制御する。制御素子は、カテーテル先端部内の図示しないＳＭＡコイルル９２ｂへの通電量をＰＷＭ制御により変化させる。これにより、ＳＭＡコイル９２ａの通電量に対応して、図示しない捩れ機構８３が作用し、能動チューブ３ｃ先端部の捩じれ角を所定の値に設定できる。この際、屈曲機構制御情報入力部１０２を操作すると、屈曲機構の制御もできる（図１１の１０２’参照）。
【００６０】
図１２は、第二の形態に係る能動チューブ３ｃ内の伸縮機構を操作するコントロールスティックの操作を模式的に示す図である。図示するように、コントロールスティック１００の伸縮機構制御情報入力部１０４を手で水平方向に操作すると、その伸縮に応じて、伸縮機構制御情報入力部１０４内に設けた可変抵抗器５２の抵抗値、すなわち伸縮量が入力される（図１２のＣ’参照）。この入力に応じて、図示しないコントローラ９１ｃ内の制御素子を制御する。制御素子は、カテーテル先端部内の図示しないＳＭＡコイルル９２ｃへの通電量をＰＷＭ制御により変化させる。これにより、ＳＭＡコイル９２ｃの通電量に対応して、図示しない伸縮機構８４が作用し、その先端部の屈曲角が一定に保たれる。この際、屈曲機構制御情報入力部１０２を操作すると、屈曲機構の制御もできる（図１２の１０２’参照）。また、図示しないコントロールスティック１００の硬さ調節制御情報入力部１０５を手で操作すると、その動作に応じて、同様に、硬さ調節機構制御情報入力部１０５内に設けた可変抵抗器５２の抵抗値、すなわち硬さ量が入力され、能動チューブ３ｃの硬さを制御することができる。
【００６１】
次に、本発明の能動チューブ駆動装置で駆動する能動チューブ３について説明する。
図１３は能動チューブの構造を示す図であり、（ａ）は能動チューブ３の先端部２の分解斜視図、（ｂ）は能動チューブ３の先端の断面図である。能動チューブ３の先端側には、チューブの長手方向に屈曲機構２１を内蔵した先端部２を備えている。図１３（ａ）に示すように、能動チューブ３の先端部２は、屈曲機構２１を、複数のくびれ部分にリング状の錘２２を内蔵した外皮用チューブ２５の後方から挿入し、前方から先端チップ２３が装着される構成でなっている。
【００６２】
ここで、後述する図１４（ａ）及び（ｂ）で説明するように、ワーキングチャネル用チューブ２１ａが、屈曲機構２１の所定の孔に挿通してある。
先端部２の先端側には、ワーキングチャネル用チューブ２１ａを延設して先端接合フランジ２ａを形成する。先端接合フランジ２ａの外周は、先端チップ２３の後端接合フランジ２３ａに接合する。この先端チップ２３は、円筒状の後端接合フランジ２３ａと同一径の貫通穴を形成し、先端側が滑らかな形状になっている。
【００６３】
また、先端部２の後端側には、ワーキングチャネル用チューブ２１ａが延設されており、後端接合フランジ２ｂを形成する。この後端接合フランジ２ｂの外周には、ジョイント用チューブ２４が接合されている。そして、ジョイント用チューブ２４の外周に本体チューブ４が接合される。これにより、先端部２が本体チューブ４と接合される。
【００６４】
図１３（ｂ）に示すように、屈曲機構２１の外周には、所定の間隔を開けて複数のリング状の錘２２が嵌着されている。すなわち、この錘２２は、上記ワーキングチャネル用チューブ２１ａと屈曲機構２１を構成するＳＭＡコイルとを一体としてその外周に装着されている。さらに、屈曲機構２１の外周側には、複数のリング状の錘２２に亙るように外皮用チューブ２５が部分的に装着されている。外皮用チューブ２５の先端側は、先端チップ２３の後端接合フランジ２３ａの外周面と接合し、外皮用チューブ２５の後端側は、ジョイント用チューブ２４の外周面と接合される。上記リング状の錘２２は、例えばステンレス製であり、外皮用チューブ２５は例えば薄肉シリコーンチューブなどを用いることができる。
【００６５】
次に、屈曲機構２１の一例を説明する。図１４及び図１５は、屈曲機構２１の構造を示す図である。図１４において、（ａ）は屈曲機構２１の一部斜視図、（ｂ）は屈曲機構２１の断面図である。図１４（ａ）に示すように、前リンク２１ｂおよび後リンク２１ｃで、ワーキングチャネル用チューブ２１ａが支持されている。すなわち、ワーキングチャネル用チューブ２１ａの先端側は、前リンク２１ｂの大径孔２１ｄに挿通され、挿通された前端部分で先端接合フランジ２ａを形成する。また、ワーキングチャネル用チューブ２１ａの後端側は、後リンク２１ｃの大径孔２１ｄに挿通され、挿通された後端部分は後端接合フランジ２ｂを形成し、ジョイント用チューブ２４と接合する。
【００６６】
図１４（ｂ）に示すように、螺旋状に形成したＳＭＡコイル２１ｅが、後リンク２１ｃの第一の小径孔２１ｆに挿通され、前リンク２１ｂの第一の小径孔２１ｆまで必要に応じて撓みを持たせて配線される。また、ＳＭＡコイル２１ｅは、前リンク２１ｂの第一の小径孔２１ｆに挿通されて折り返され、前リンク２１ｂの第二の小径孔２１ｆに挿通されて、対向する後リンク２１ｃの第二の小径孔２１ｆに挿通される。そして、ＳＭＡコイル２１ｅの両端は、別の材質、例えば絶縁被覆付銅線でなる配線２１ｇに半田などで接続されている。ここで、前リンク２１ｂおよび後リンク２１ｃは、何れも同じ形状であり、例えば光造形法により紫外線を受光して固くなる紫外線感光樹脂で成形することができる。
【００６７】
また、ワーキングチャネル用チューブ２１ａには、絶縁性の外皮２１ｊが被覆されている。外皮２１ｊの両端は、前リンク２１ｂおよび後リンク２１ｃの外周と固着される。さらに、外皮２１ｊの後部は、後リンク２１ｃとワーキングチャネル用チューブ２１ａとを支持固着する接着剤２１ｉに当接するように、ジョイント用チューブ２４の先端側外周に被覆されている。
【００６８】
図１５は、図１４（ｂ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図示するように、前リンク２１ｂおよび後リンク２１ｃは、ワーキングチャネル用チューブ２１ａを挿通する大径孔２１ｄが一つと、ＳＭＡで作製したＳＭＡコイル２１ｅを挿通する小径孔２１ｆが二つ穿設されている。
【００６９】
上記屈曲機構２１において、ＳＭＡコイル２１ｅの図の上下方向の空間２Ａが、前リンク２１ｂおよび後リンク２１ｃで囲繞されている。すなわち、空間２Ａは空気層となる。このため、外皮２１ｊやワーキングチャネル用チューブ２１ａや外皮用チューブ２５を屈曲しやすくし、先端部２を放熱し易い構造とし熱がこもり難い構造としている。さらに、ＳＭＡコイル２１ｅの変態点温度が低い材料を使用することが好適である。例えば、変態点温度を６０℃とすればよい。これにより、発生する熱量そのものを抑え、かつ、ＳＭＡコイル２１ｅの周囲の空間２Ａに、熱伝導させる空気層を設けることにより、通電による屈曲機構２１の温度上昇を抑えることができる。
【００７０】
なお、図１４および図１５に示した屈曲機構２１は、一本のＳＭＡコイル２１ｅを前リンク２１ｂ側で一回だけ折り返した構成であるが、別にＳＭＡコイル２１ｅの配線の仕方はこれに限定されるものではない。例えば、一本のＳＭＡ２１ｅを前リンク２１ｂと後リンク２１ｃでそれぞれ複数回折り返して配線してもよい。すなわち、前リンク２１ｂおよび後リンク２１ｃにそれぞれ穿設した各小径孔にＳＭＡコイル２１ｅを挿通して、複数回折り返してもよい。この構成により、先端部２を屈曲し易くすることができる。このとき、一本のＳＭＡコイル２１ｅの両端は、何れも後リンク２１ｃの本体チューブ４側に出るようにするのが好ましい。
さらには、複数本のＳＭＡコイル２１ｅを対称的に配線してもよい。すなわち、屈曲機構２１の前後方向を法線方向とする断面（図１４（ｂ）のＡ−Ａ線の断面）において、各ＳＭＡコイル２１ｅ同士が、屈曲機構２１の中心軸に対して互いに対称的になるように配線してもよい。例えば３本のＳＭＡコイル２１ｅを配線する場合には、各ＳＭＡコイル２１ｅ同士が屈曲機構２１の中心軸に対して１２０度をなすように配線してもよい。この場合には、各ＳＭＡコイル２１ｅによる各屈曲方向を相互に連関させて先端部２をあらゆる方向に屈曲させることができる。このとき各ＳＭＡコイル２１ｅは前リンク２１ｂおよび後リンク２１ｃ間で一回の折り返しでもよいし、複数回折り返してもよい。
【００７１】
次に、本体チューブ４について説明する。
図１６は本体チューブ４の後端部４１の部分断面図、図１７は図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。本体チューブ４は、長手方向に亙って、ワーキングチャネル４Ａと、配線２１ｇを挿通する配線用チャネル４Ｂとを少なくとも有する。また、使用用途に応じて、例えば第一の形態にあっては、ワーキングチャネル４Ａおよび配線用チャネルの他に、その他のチャネルとして一または複数の管を成形したマルチチャネル型のものでもよい。
【００７２】
図１７に示すように、能動チューブ３が腸閉塞治療用能動チューブの場合には、本体チューブ４の大部分は、所定の形状のワーキングチャネル４Ａで占められており、ワーキングチャネル４Ａと本体チューブ４の外周との間に、ワーキングチャネル４Ａの径より小さいベント用チャネル４Ｄが成形され、ベント用チャネル４Ｄの両端にベント用チャネル４Ｄより径の小さい配線用チャネル４Ｂおよびバルーン膨らまし用チャネル４Ｃが成形されている。なお、本体チューブ４は可撓性を有する素材で成形し、その材料として例えば、シリコーンが好適である。
【００７３】
ここで、配線用チャネル４Ｂ，バルーン膨らまし用チャネル４Ｃおよびベント用チャネル４Ｄの各後端部４１には、各々専用のコネクター４Ｂ１，４Ｃ１，４Ｄ１が装着されている。ワーキングチャネル４Ａの終端にも蓋やコネクター等が装着されていてもよい。例えば、配線２１ｇを挿通する配線用チャネル４Ｂのコネクター４Ｂ１としては、一対の配線２１ｇに対応するモノラルジャックや二対の配線２１ｇに対応するステレオジャックなどを挙げることができる。
【００７４】
次に、本体チューブ４の先端側に装着されているバルーンについて説明する。図１８は本体チューブ４の先端側に装着されているバルーンの構造の箇所の概略断面図、図１９はそのバルーンの側面図である。本体チューブ４の先端側の所定の位置には、例えば弾性の薄膜からなるバルーン４２が装着されている。バルーン４２の前後部分は、本体チューブ４の外周に接着剤４２ａなどで固着されている。本体チューブ４において、バルーン４２で被覆されている箇所には、図１９に示すように、例えば３つの注入口４２ｂが穿設されている。これにより、バルーン膨らまし用チャネル４Ｃに通された空気などの気体や水などの液体は、図１８に矢印で示すように、注入口４２ｂを通過してバルーン４２を膨張させる。なおバルーン４２に使用する円筒の薄膜には、例えばシリコーンゴムを用いることができる。
【００７５】
以下、能動チューブ３の製造方法を説明する。
先ず、先端部２の屈曲機構２１を組み立てる。すなわち、図１４（ａ）に示すように、ワーキングチャネル用チューブ２１ａの先端側を延設するように前リンク２１ｂの大径孔２１ｄに挿通する。ワーキングチャネル用チューブ２１ａの後端側を延設するように後リンク２１ｃを大孔径２１ｄに挿通する。必要に応じて、前リンク２１ｂおよび後リンク２１ｃとワーキングチャネル用チューブ２１ａの外周面とは接着剤などで仮止めする。
ＳＭＡでＳＭＡコイル２１ｅを作製する。ＳＭＡコイル２１ｅは、例えば、素線径５０〜１００μｍ、外径２００〜３００μｍのものを用いる。そして、後リンク２１ｃの第一の小径孔２１ｆにＳＭＡコイル２１ｅの一端を挿通し、前リンク２１ｂの第一の小径孔２１ｆに挿通する。その後、前リンク２１ｂの第一の小径孔２１ｆに挿通したＳＭＡコイル２１ｅの先端を折り返して、前リンク２１ｂの第二の小径孔２１ｆに挿通し、後リンク２１ｃの第二の小径孔２１ｆに挿通する。ＳＭＡコイル２１ｅの両端、すなわち、後リンク２１ｃ側の両端を、必要に応じて別の配線と接続する。
【００７６】
そして、外皮２１ｊをワーキングチャネル用チューブ２１ａの長手方向に沿って被覆し、前リンク２１ｂの外周と外皮２１ｊの先端側内周面とを接合して前リンク２１ｂの前側面に絶縁性の接着剤２１ｈを盛る。接着剤２１ｈでワーキングチャネル用チューブ２１ａ，前リンク２１ｂ，ＳＭＡコイル２１ｅおよび外皮２１ｊ同士を固着する。同様にして、後リンク２１ｃの外周と外皮２１ｊの後端側内周面とを接合して後リンク２１ｃの後側面に絶縁性の接着剤２１ｉを盛る。接着剤２１ｉでワーキングチャネル用チューブ２１ａ，後リンク２１ｃ，ＳＭＡコイル２１ｅ（または配線２１ｇ）および外皮２１ｊ同士を固着する。接着剤２１ｈ，２１ｉとして、例えばシリコーンを用いることができる。
続いて、屈曲機構２１の後端接合フランジ２ｂの外側に、ジョイント用チューブ２４を接続して、後端接合フランジ２ｂとジョイント用チューブ２４の前側の内周面とを絶縁性の接着剤で固定し、これで屈曲機構２１が組み立てられる。
【００７７】
次に、図１３（ａ）に示すように、組み立てた屈曲機構２１を、外皮用チューブ２５の後方から挿入し、屈曲機構２１に先端チップ２３を装着する。すなわち、先端チップ２３の後端接合フランジ２３ａの内周面と、ワーキングチャネル用チューブ２１ａの先端接合フランジ２ａの端面とを絶縁性の接着剤で接着する。これで、能動チューブ３の先端部２が作製される。先端部２の大きさは、例えば、外径数ｍｍ、長さ数十ｍｍである。
そして、能動チューブ３の先端部２のＳＭＡコイル２１ｅの両端を、本体チューブ４の配線用チャネル４Ｂに挿通されている配線２１ｇと半田などで結合させる。なお、ＳＭＡコイル２１ｅの両端に別の配線を必要に応じて接続した場合には、この別の配線を配線２１ｇと結合させる。本体チューブ４と先端部２とを連通させて、ジョイント用チューブ２４の後端端面と本体チューブ４の前側の内周面とを絶縁性の接着剤で接着することにより能動チューブ３が完成する。
【００７８】
以上のように構成された能動チューブシステム１は次のように動作する。
図２０は、コントロールボックス１０の制御情報入力部１０ａとしてのコントロールスティックのレバー１０Ｂを操作して、能動チューブ３の先端部２の屈曲状態を示した断面図である。コントロールスティックのレバー１０Ｂを操作して、コントロールボックス１０の制御部１０ｂに入力し、その入力に応じて制御素子１０ｅを制御する。制御素子１０ｅは、ＳＭＡコイル２１ｅへの一サイクルでの通電量を変化させる。これにより、ＳＭＡコイル２１ｅの通電量に対応して、屈曲機構２１が作用し先端部２１の屈曲角が一定に保たれる。
【００７９】
ここで、ＳＭＡコイル２１ｅは通電により発熱するが、図２０に示すように、屈曲機構２１は、ワーキングチャネル用チューブ２１ａと外皮２１ｊと、前後を前リンク２１ｂおよび後リンク２１ｃで囲繞された空間２Ａ内が空気で占められ、さらに、外皮２１ｊと外皮用チューブ２５との間の空間２Ｂにも空気で占められて空間２Ａ、２Ｂからなる空気層を有している。
したがって、先端部２の内部に空間２Ａ, ２Ｂを持たせて、外皮２１ｊやワーキングチャネル用チューブ２１ａや外皮用チューブ２５を屈曲しやすくし、先端部２を放熱し易い構造としている。また、ＳＭＡコイル２１ｅの材料を変態点が低いもの、例えば６０℃のものを用いる。これにより、発生する熱量そのものを抑え、かつ、空気層による放熱効果により、ＳＭＡコイル２１ｅへの通電による屈曲機構２１の温度上昇を低下させることができる。
【００８０】
（第三の形態）
次に、本発明の第三の実施形態に係る能動チューブ駆動装置を用いた能動チューブシステムについて説明する。
図２１は第三の形態に係る能動チューブシステムの概略図である。第三の形態の能動チューブシステム１ａは、能動チューブ３ａと表示装置３Ａからなる。能動チューブ３ａは、第一の形態に係る能動チューブ３のワーキングチャネル用チューブ２１ａに、内視鏡５を本体チューブ４のワーキングチャネル４Ａから挿入したものである。この第二の形態においては、内視鏡５の先端側は能動チューブ３ａの先端部２に固着されない。すなわち、内視鏡５は、本体チューブ４を介して先端部２に挿脱できるようにしたものである。これにより、内視鏡５を本体チューブ４を介して先端部２に挿入し、必要に応じて内視鏡５のみを抜き取り、薬剤を挿入したり先端部２から内容物を吸い出したりすることができる。また、内視鏡５を必要に応じて洗浄などの処理を行い再利用することができる。
【００８１】
図２２は、図２１の内視鏡５とは別の内視鏡の一例を示す概略斜視図である。図２２に示した内視鏡５１の前側面には、光ファイバーまたはＣＣＤ（Chrage Coupled Device)のような撮像素子などからなる画像入力部５ａと、画像入力部５ａの前方を照らす複数の照明用ライトガイド５ｂとを備える。また、内視鏡５１には別途作業用のチャネル５ｃが備わっていてもよい。また、内視鏡５１には画像入力部５ａの画面を洗浄するために生理食塩水を導入する導入管が備わっており、内視鏡５１の前側面には導入管の先端に当る噴射口５ｄが備わっていてもよい。ここで、照明用ライトガイド５ｂの代わりにＬＥＤ（Light Emitting Diode）でもよい。
【００８２】
（第四の形態）
次に、本発明の第四の実施形態に係る能動チューブ駆動装置を用いた能動チューブシステムについて説明する。
図２３は第四の形態に係る能動チューブの概略図である。第四の形態の能動チューブ３ｂは、第一の形態の能動チューブ３のワーキングチャネル用チューブ２１ａに内視鏡６を挿通し、内視鏡６の先端を能動チューブ３ｂの先端チップ２３Ａに固着したものである。先端チップ２３Ａの内周には、内視鏡６と係合する係合部を有する。この係合部は、例えば、先端チップ２３Ａの先端を軸側に鍔２３Ｂを延設して成形される。先端チップ２３Ａの係合部は、内視鏡６の係合部、例えば凹部６ｆと係合して、内視鏡６を先端チップ２３Ａから脱離できないようにする。
【００８３】
図２４は、内視鏡６の一例を示す概略斜視図である。内視鏡６の前側面には、ＣＣＤのような撮像装置などからなる画像入力部６ａと、画像入力部６ａの前方を照らす複数のＬＥＤ６ｂとを備える。また、内視鏡６には別途作業用のチャネル（図示せず）が備わっていてもよく、画像入力部６ａの画面を洗浄するために生理食塩水を導入する導入管が備わって、内視鏡６の前側面には導入管の先端に当る噴射口６ｄが備わっていてもよい。
【００８４】
ここで、画像入力部６ａはＣＣＤではなく、第二の形態のように、光ファイバーを用いて、外部に画像を取り出してもよい。また、ＬＥＤ６ｂの代わりに第二の形態のように、照明用ライトガイドを有しており、外部からの光を照明用ライトガイドが導いて画像入力部６ａ前方を照らすようにしてもよい。なお、内視鏡６を先端チップ２３Ａで固定する際には、内視鏡６および先端チップ２３Ａに係合部を設けたが、接着剤などで固着してもよい。
以上の第二の形態および第三の形態における内視鏡としては、例えば、直径３〜１０ｍｍの径のものや、それより細い、例えば２．５ｍｍの極細のものが挙げられる。
【００８５】
以下、本発明の能動チューブ駆動装置を用いた能動チューブシステムの使用形態について説明する。ここでは、特に腸閉塞治療に用いる場合を念頭において説明する。
図２５は、能動チューブシステムの第一の使用形態を示す概念図である。図では、鼻腔または口腔から能動チューブ３ａ，３ｂを挿入して体内に推し進められて胃１１の出口である幽門部１１ａを通過させる場合を示している。この幽門部１１ａは、非常に小さく挿入困難な場所である。内視鏡を挿入した能動チューブ３ａ，３ｂの場合には、術者が内視鏡５, ５１, ６の先端の画像入力部５ａ，６ａからの画像を表示装置３Ａなどで観察しながら、コントロールボックス１０の制御情報入力部１０ａを操作する。制御情報入力部１０ａの操作により、能動チューブ３の先端部２が屈曲する。例えば、コントロールスティックのレバー１０Ｂを移動させることで、図に矢印で示すように、能動チューブ３の先端部２の屈曲角を自由に変えることができる。そして、能動チューブ３の先端部２を屈曲させて、先端部２を幽門部１１ａに向けて能動チューブ３ａ，３ｂを押し進め、十二指腸１２内に挿入することが容易になる。
【００８６】
図２６は、能動チューブシステムの第二の使用形態を示す概念図である。同図は、能動チューブ３ａ，３ｂを胃１１からさらに腸内に挿入した状態を示している。能動チューブ３ａ，３ｂの先端部２の後側で本体チューブ４の前側に装着されているバルーン４２を膨らまし、腸壁１３ａにバルーン４２を接触させる。このバルーン４２が腸壁１３ａに接触することで、能動チューブ３ａ，３ｂの先端側が固定される。
この状態で、第一の使用形態で説明したように、術者が内視鏡５, ５１, ６の先端の画像入力部５ａ，６ａからの画像を表示装置３Ａなどで観察しながら、コントロールボックス１０の制御情報入力部１０ａを操作する。このため、制御情報入力部１０ａの操作により、能動チューブ３ａ，３ｂの先端部２が屈曲する。例えば、コントロールスティックのレバー１０Ｂを移動させることで、矢印で示すように、能動チューブ３の先端部２の屈曲角を自由に変えることができる。これで、術者は腸壁１３ａを意のままに観察できる。また、腸のぜん動運動により、バルーン４２を腸内の前方側に進ませることができる。
このように、能動チューブ３ａ，３ｂは、バルーン４２を装着した本体チューブ４と、屈曲機構２１を内蔵した先端部２とを接合するとともに、光ファイバーやＣＣＤなどの撮像素子からなる画像入力部５ａ，６ａを先端部２に内蔵しているので、腸内観察用の内視鏡として用いることができる。
【００８７】
なお、第一の使用形態および第二の使用形態においては、内視鏡を挿入してある能動チューブ３ａ，３ｂを前提に説明したものの、内視鏡が挿入されていない能動チューブ３においても、Ｘ線透過画像を併用することで同様に使用することもできる。
【００８８】
また、以上の第一乃至第三の形態においては、先端部２内の屈曲機構２１は一本のＳＭＡコイル２１ｅからなるが、屈曲機構２１の断面に対して複数本のＳＭＡコイル２１ｅを対称的に配置して、各ＳＭＡコイル２１ｅへの通電加熱を行うことで、全方向に先端部２を屈曲させることができる。この場合には、制御情報入力部１０ａは、例えば、ＳＭＡコイル２１ｅの本数と同数のスライド式制御機構をコントロールスティックに設けることで実現できる。
【００８９】
（第五の形態）
次に、第五の形態について図２６を参照して説明する。第五の形態は、第二の形態における能動チューブ３ａや第三の形態における能動チューブ３ｂの先端部２に複数の錘２２を設けないものである。すなわち、能動チューブ３は、屈曲機構２１を内蔵した先端部２と、先端部２の後端に接合する本体チューブ４とからなっており、内視鏡５，５１，６を、本体チューブ４のワーキングチャネル４Ａおよび先端部２のワーキングチャネル用チューブ２１ａに挿入してあるものである。屈曲機構２１や本体チューブ４の構成は、他の形態と同様である。
【実施例】
【００９０】
最初に、能動チューブ駆動装置について説明する。
図３を参照して、ＳＭＡコイルの駆動用電源１０ｄは、９Ｖの乾電池を２個使用し、１８Ｖの電圧である。マイクロプロセッサの駆動用電源は９Ｖの乾電池を使用し、この電池から抵抗測定用電源６２として１Ｖの定電圧源を設けた。基準抵抗６２は、ＳＭＡコイル５１の抵抗値と同程度の抵抗とした。ＳＭＡコイルの駆動用トランジスタ１０ｅには、ＭＯＳトランジスタを用いた。また、制御情報入力部１０ａは、図４に示すようなスティック形状として、可変抵抗器を入力素子として用いた。
このような能動チューブ駆動装置は、制御情報入力部１０ａ以外の全てを筐体に収容し、この筐体には、運搬用の取っ手と、医療術者が背負えるようなショルダーベルトを装着させた。このようにして製作した能動チューブ駆動装置は、十分に持ち運び可能な大きさと重量である。
【００９１】
そして、マイクロプロセッサ１０ｂのメモリには、図５で説明したような制御を実行できるプログラムと、ＳＭＡコイル５１の抵抗と温度の関係を別に測定したデータとを、書き込んだ。
図２７は、ＳＭＡコイル５１の抵抗と温度の関係を模式的に示す図である。図の横軸は温度（任意目盛り）を示し、縦軸は用いたＳＭＡコイル５１の抵抗（任意目盛り）を示している。図示するように、ＳＭＡコイル５１としては、低温ではその抵抗は高く、加熱して高温になるとその抵抗が低くなる材料を用いた。
【００９２】
また、次のようにイレウス用の能動カテーテルを作製した。素線径５０〜１００μｍのニッケル・チタン系ＳＭＡを用いて、外径２００〜３００μｍのＳＭＡコイル２１ｅを作製して屈曲機構２１を組み立て、先端部２を作製した。このとき、先端部２の長さは約４０ｍｍ、外径６ｍｍであった。室温及び４１℃のときのＳＭＡコイルの抵抗は、それぞれ、５６Ωと４９Ωであった。そして、本体チューブ４に先端部２を接合した。屈曲機構２１は、ピーク電圧１６．５Ｖ、パルス周期８６．２Ｈｚのパルス電圧で駆動して、デューティ比を変化させて先端部２を屈曲させた。
【００９３】
図２８は、パルス電圧のデューティ比に対する先端部２の屈曲角を示す図である。屈曲角は、本体チューブ４の延長線と先端部２１となす角である。各デューティ比に対し、屈曲機構２１が作動し先端部２が屈曲するまでの時間は一秒以内であった。また、コントロールスティックのレバー１０ｂを元に戻すことで、先端部２は、本体チューブ４の延長線上に位置する。
図２８から分かるように、デューティ比が４０％で、最大１１０°まで屈曲できた。このとき曲率半径は約２０ｍｍであった。また、本体チューブ４およびワーキングチャネル用チューブ２１ａに、直径１．１４ｍｍのガイドワイヤーを通したままでも、先端部２を屈曲できることを確認した。
【００９４】
図２９は、温度２６℃の大気中における能動チューブ３の先端部の表面温度の経過時間を示す図である。所定のデューティ比に固定して屈曲角が３０°, ４５°, ６０°となるようにＳＭＡコイル２１ｅに通電させて、先端部２の外皮用チューブ２５の表面温度を熱電対で測定したものである。熱電対は、ＳＭＡコイル２１ｅの輻射熱を直接受ける箇所とし、具体的には錘２２の間の外皮用チューブ２５に当接させた。図から明らかなように、通電開始から表面温度が４１℃を越える時間は、屈曲角が３０°、４５°、６０°の場合に、それぞれ、６０秒、４０秒、２５秒であることが分かる。
【００９５】
さらに、能動チューブ３を腸閉塞治療用能動チューブとして使用する場合を想定し、すなわち、使用される箇所が胃や腸内であり食物などの残渣などがあることを想定して、水温３８℃の水に浸した状態での能動チューブの表皮温度も確認した。図３０〜図３２は、水温３８℃の水に浸した状態で、先端部２の屈曲角として、それぞれ、３０°、４５°、６０°に屈曲させたときの先端部２の表面温度の経過時間を示す図である。
これらの図から判るように、屈曲角３０°では表面温度は約４１℃で一定し、屈曲角４５°では表面温度は約４２℃で一定する。また、屈曲角６０°では、一分以上屈曲状態を保っても約４４℃まで上昇しない。これは、能動チューブ３の先端部２の最表面に対して水分子が衝突して放熱効率が向上したと考えられる。これにより、屈曲角３０°においては、表面温度は約４１℃以下となり、十分に治療用に使用可能であることが分かった。
【００９６】
以上説明した実施の形態は本発明の一形態に過ぎず、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々変更が可能であり、これらも本発明の範囲に含まれることは明らかである。例えば、上記実施の形態で説明した能動チューブ駆動装置の設定温度や、ＳＭＡコイルの抵抗値等はそれらの一例を示すものであり、必要に応じて適宜変更することができる。また、能動チューブとして、特にイレウスチューブを説明したが、本発明の能動チューブ駆動装置は、腸閉塞以外のカテーテル用チューブや、医療内視鏡などを備えたチューブなどの種類を問わず適用し得ることは勿論であり、上記実施形態と同様な作用効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本発明を実施するための最良の形態である能動チューブシステムの構成図である。
【図２】コントロールボックスの機能ブロック図である。
【図３】能動チューブ駆動装置の回路構成を示すブロック図である。
【図４】制御情報入力部１０ａの内部構造を模式的に示す透視図である。
【図５】本発明のＳＭＡの駆動回路において、ＳＭＡの温度を制御するための処理内容を示すフローチャート図である。
【図６】能動チューブシステムの動作を示す模式図である。
【図７】第二の形態に係る能動チューブ駆動装置を用いた能動チューブシステムの概略図である。
【図８】第二の形態に係る能動チューブ３ｃ内の能動機構８１を模式的に示す透視図である。
【図９】第二の形態の能動チューブ３ｃ内の駆動装置の回路構成を示す図である。
【図１０】第二の形態に係る能動チューブ３ｃ内の屈曲機構を操作するコントロールスティックの操作を模式的に示す図である。
【図１１】第二の形態に係る能動チューブ３ｃ内の捩れ機構を操作するコントロールスティックの操作を模式的に示す図である。
【図１２】第二の形態に係る能動チューブ３ｃ内の伸縮機構を操作するコントロールスティックの操作を模式的に示す図である。
【図１３】（ａ）は能動チューブの先端部の分解斜視図、（ｂ）は能動チューブの先端の断面図である。
【図１４】（ａ）は屈曲機構の一部斜視図、（ｂ）は屈曲機構の断面図である。
【図１５】図１４（ｂ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図１６】本体チューブの後端部の部分断面図である。
【図１７】図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図１８】本体チューブの先端側に装着されているバルーンの構造の箇所の概略断面図である。
【図１９】本体チューブの先端側に装着されているバルーンの構造の箇所の概略側面図である。
【図２０】能動チューブの先端部の屈曲状態を示した断面図である。
【図２１】第三の形態に係る能動チューブシステムの概念図である。
【図２２】図２１の内視鏡とは別の内視鏡の一例を示す概略斜視図である。
【図２３】第四の形態に係る能動チューブの概略断面図である。
【図２４】内視鏡の一例を示す概略斜視図である。
【図２５】能動チューブシステムの第一の使用形態を示す概念図である。
【図２６】能動チューブシステムの第二の使用形態を示す概念図である。
【図２７】ＳＭＡコイルの抵抗と温度の関係を示す図である。
【図２８】パルス電圧のデューティ比に対する先端部の屈曲角を示す図である。
【図２９】温度２６℃の大気中における能動チューブの先端部の表面温度の経過経過を示す図である。
【図３０】水温３８℃の水に浸した状態で、先端部を屈曲角３０°に屈曲させたときの先端部の表面温度の経過時間を示す図である。
【図３１】水温３８℃の水に浸した状態で、先端部を屈曲角４５°に屈曲させたときの先端部の表面温度の経過時間を示す図である。
【図３２】水温３８℃の水に浸した状態で、先端部を屈曲角６０°に屈曲させたときの先端部の表面温度の経過時間を示す図である。
【図３３】背景技術に係るカテーテルの先端部の概略断面図である。
【符号の説明】
【００９８】
１，１ａ，８０：能動チューブシステム
２：先端部
２Ａ，２Ｂ：空間
２ａ：先端接合フランジ
２ｂ，２３ａ：後端接合フランジ
３, ３ａ，３ｂ，３ｃ：能動チューブ
３Ａ：表示装置
４：本体チューブ
４Ａ：ワーキングチャネル
４Ｂ：配線用チャネル
４Ｃ：バルーン膨らまし用チャネル
４Ｄ：ベント用チャネル
４Ｂ１, ４Ｃ１, ４Ｄ１：コネクター
５, ５１, ６：内視鏡
５ａ，６ａ：画像入力部
５ｂ：照明用ライトガイド
５ｃ：チャネル
５ｄ，６ｄ：噴射口
６ｂ：ＬＥＤ
６ｆ：凹部
１０，９０：コントロールボックス
１０Ａ，１００：コンントロールスティック
１０Ｂ：レバー
１０ａ，１０ｆ：制御情報入力部
１０ｂ：制御部
１０ｃ：電源部
１０ｄ：直流電源
１０ｅ：制御素子
１１：胃
１１ａ：幽門部
１２：十二指腸
１３ａ：腸壁
２１，８１：能動機構
２１ａ：ワーキングチャネル用チューブ
２１ｂ：前リンク
２１ｃ：後リンク
２１ｄ：大径孔
２１ｅ，５１，９２：ＳＭＡコイル
２１ｆ：小径孔
２１ｇ：配線
２１ｈ，２１ｉ：接着剤
２１ｊ：外皮
２２：錘
２３，２３Ａ：先端チップ
２３Ｂ：鍔
２４：ジョイント用チューブ
２５：外皮用チューブ
４１：後端部
４２：バルーン
４２ａ，８８：接着剤
４２ｂ：注入口
５０：能動チューブ駆動装置
５２，５２’：温度設定用可変抵抗器（コントロール手段）
５２ａ：可変抵抗器の調整用つまみ
５３，５８：リード線
５５：第１のスイッチ手段
５６：第２のスイッチ手段
５７：第３のスイッチ手段
６０：ＳＭＡコイル抵抗スキャン部
６１：ＳＭＡコイル抵抗スキャン部用電源（抵抗測定用電源）
６２：基準抵抗
６３，６４：増幅器（オペアンプ）
６５：オペアンプ用抵抗
７１：バネ
７２：可変抵抗器の調整用ワイヤ
７３：ワイヤ固定片
７３ａ：孔
８２：屈曲機構
８３：捩れ機構
８４：伸縮機構
８５：硬さ調節機構
８６，８６ａ〜８６ｄ：ライナーコイル
９１，９１ａ〜９１ｄ：コントロール部
９４：コントロール部の制御回路
１０２：屈曲機構制御情報入力部
１０３：捩れ機構制御情報入力部
１０４：伸縮機構制御情報入力部
１０５：硬さ調節機構制御情報入力部
【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５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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