(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
体腔内に挿入する挿入部と、
前記挿入部の先端部に配設された先端硬質部と、
前記挿入部において前記先端硬質部の後方に配設され湾曲可能な湾曲部と、
前記挿入部において前記湾曲部の後方に配設され湾曲可能な可撓管部と、
前記挿入部内において、前記先端硬質部の一端面に形成された打突面と、
前記挿入部内において挿入方向に配設された、中空の管部が形成された挿通管と、
前記湾曲部または可撓管部の少なくとも一方の湾曲作用に応じて前記挿通管内において挿通方向に進退自在に挿通されると共に、先端面が前記打突面との間に所定の間隔を有して対峙可能に配設されたプッシングロッドと、
前記プッシングロッドの基端側に配設され、当該プッシングロッドを前記打突面に打突させるために当該プッシングロッドを前記挿通管内を挿通方向に進退せしめる推進力を発生する推進力発生手段と、
前記先端硬質部に配設され、被写体像を撮像する固体撮像素子と、
前記固体撮像素子からの出力信号を入力し、当該出力信号に基づいて前記先端硬質部の先端面が体腔内の被写体と当接または略当接した状態であるか否かを判定する挿入部先端面位置検出手段と、
前記挿入部先端面位置検出手段の判定結果に基づいて、前記先端硬質部の先端面が体腔内の被写体と当接または略当接した状態である場合には、前記推進力発生手段の作用を停止せしめる推進力停止手段と、
を具備したことを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２】
前記挿入部先端面位置検出手段は、前記固体撮像素子からの出力信号を入力し、被写体の色度を算出する色度算出回路を備え、
前記推進力停止手段は、前記色度算出回路により算出した色度が所定の色度を超える場合に、前記先端硬質部の先端面が体腔内の被写体と当接または略当接した状態であると判定し前記推進力発生手段の作用を停止せしめる
ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、前進方向の推進力を与えながら内視鏡の挿入部を目的部位に向けて挿入する内視鏡装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
体腔内に細長の挿入部を挿入することにより、体腔内の臓器を観察したり、必要に応じ、処置具チャンネル内に処置具を挿通して、各種治療及び処置のできる内視鏡が広く利用されている。
【０００３】
近年、前記内視鏡挿入部の先端側に設けられている湾曲部に操作ワイヤを接続し、この操作ワイヤを電動モータによって牽引することによって上下／左右に湾曲させながら内視鏡を目的観察部位まで挿入していた。
【０００４】
しかし、大腸などのように３６０°のループを描く部位や複雑に入り組んだ部位に内視鏡をスムーズに挿通させることは熟練技術を要する極めて難しいものであり、内視鏡を目的部位まで挿通するのに手間取ることによって、患者に苦痛を与えるおそれもあった。そのため、挿入性の向上について、数多くの提案がなされている。
【０００５】
例えば、特公平４−６３６８６号公報には内視鏡挿入部の挿通用チャンネル内を挿通させたプッシングロッドの先端部を挿入部内に設けた当接部に打突させ、このプッシングロッドを繰り返し押し引き動作させることにより挿入部の先端部に振動を与え、この振動を前進方向の推進力とした内視鏡装置が提案されている。そして、この内視鏡装置ではプッシングロッドの押し引きを手で行ってプッシングロッドを当接部に打突させる構成であるため、術者の力加減によって打突力が大きく変化し、当然大きな打突力を加えられているときには推進力が大きくなり、小さな打突力が加わっている場合には推進力が小さくなる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特公平４−６３６８６号公報に示した内視鏡装置では推進力の大きさについては何もふれられておらず、推進力の力量が過大である場合、体腔壁に穿孔が生じさせるおそれがある。例えば、文献（「細径大腸内視鏡・ＣＦ−ＳＶの安全性の検討」  宇野 良治著，医器学６７巻７号（1997））には、理論的に、内視鏡による機械的穿孔は、内視鏡で大腸壁を押す力が大腸壁の強さを上回ったときに生じ、この大腸壁の強さは、圧縮強さで表され、大腸内視鏡検査を施行されることの少なくない７０歳台の人の大腸で考えた場合、単位面積当たり３〜４ Kg/cm2 の力が腸壁に加わったとき、理論上、穿孔する可能性が高いと記述されている。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、体腔内をスムーズに移動させる推進力を得られ、自動推進の際、挿入部先端面から体腔壁に対して必要以上の押圧力がかかることを確実に防止した内視鏡装置を提供することを目的にしている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の内視鏡装置は、体腔内に挿入する挿入部と、前記挿入部の先端部に配設された先端硬質部と、前記挿入部において前記先端硬質部の後方に配設され湾曲可能な湾曲部と、前記挿入部において前記湾曲部の後方に配設され湾曲可能な可撓管部と、前記挿入部内において、前記先端硬質部の一端面に形成された打突面と、前記挿入部内において挿入方向に配設された、中空の管部が形成された挿通管と、前記湾曲部または可撓管部の少なくとも一方の湾曲作用に応じて前記挿通管内において挿通方向に進退自在に挿通されると共に、先端面が前記打突面との間に所定の間隔を有して対峙可能に配設されたプッシングロッドと、前記プッシングロッドの基端側に配設され、当該プッシングロッドを前記打突面に打突させるために当該プッシングロッドを前記挿通管内を挿通方向に進退せしめる推進力を発生する推進力発生手段と、前記先端硬質部に配設され、被写体像を撮像する固体撮像素子と、前記固体撮像素子からの出力信号を入力し、当該出力信号に基づいて前記先端硬質部の先端面が体腔内の被写体と当接または略当接した状態であるか否かを判定する挿入部先端面位置検出手段と、前記挿入部先端面位置検出手段の判定結果に基づいて、前記先端硬質部の先端面が体腔内の被写体と当接または略当接した状態である場合には、前記推進力発生手段の作用を停止せしめる推進力停止手段と、を具備したことを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、発生する推進力によって内視鏡の挿入部が体腔内を自力推進しているとき、挿入部先端面が体腔壁を押圧した場合でも、挿入部先端面が体腔壁を押圧する力が予め所定量に設定してあるので、自力推進する内視鏡挿入部の先端面によって体腔壁に穿孔が発生する等の不具合が防止される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１ないし図６は本発明の第１実施形態に係り、図１は内視鏡装置の構成を説明する図、図２は推進力発生手段の構成を説明する図、図３は駆動制御スイッチを説明する図、図４はプッシングロッドの作用を説明する図、図５は挿入部形状とプッシングロッドの先端面と打突面との関係を説明する図、図６は推進力発生手段を備えた内視鏡の作用を説明する図である。
【００１０】
なお、図４（ａ）は初期状態を示す図、図４（ｂ）は当接部材がピストン部材に当接した状態を示す図、図４（ｃ）はプッシングロッドが当接部に当接した状態を示す図、図４（ｄ）はピストン部材が戻されていく状態を示す図、図５（ａ）は挿入部全体が一直線形状のときの関係を説明する図、図５（ｂ）は可撓管部湾曲形状のときの関係を説明する図、図５（ｃ）は可撓管部がループ形状のときの関係を説明する図である。
【００１１】
図１に示すように本実施形態の内視鏡装置１は、ＣＣＤ１０などの固体撮像素子を細長な挿入部２０の先端部２１に内蔵した大腸内に挿通される電子内視鏡２と、この電子内視鏡２に挿通されているライトガイドケーブル１１に照明光を供給するための照明ランプ３ａ及び集光レンズ３ｂを内蔵した光源装置３と、前記ＣＣＤ１０を駆動するドライブ回路４ａ及び前記ＣＣＤ１０で光電変換されて伝送された電気信号を画像信号に変換する信号処理回路４ｂを備えた信号処理装置４と、前記信号処理回路４ｂで生成された画像信号を表示する画面５ａを備えたモニタ５とで主に構成されている。
【００１２】
前記電子内視鏡２の挿入部２０は、先端側から順に前記ＣＣＤ１０等を内蔵した先端硬質部１４を有する先端部２１と、この先端部２１に連設する複数の関節駒１２，…，１２を連接して形成された湾曲部２２と、この湾曲部２２に接続管１３を介して連設された柔軟な可撓管部２３とで構成されている。
【００１３】
前記挿入部２０の内部には前記湾曲部２２を所望の方向に湾曲させる湾曲操作用ワイヤ１５，１５、や前記先端硬質部１４の打突面（図２に示す符号３５ａ）に繰り返し当接してこの挿入部２０に前進方向の推進力を与える後述する推進力発生手段の打突手段を構成するプッシングロッド（図２に示す符号３４）を進退自在に挿通した挿通管２４、図示しない送気チューブ、送水チューブ、処置具チャンネルチューブ等の内視鏡内蔵物が挿通配置されている。
【００１４】
前記挿入部２０の基端部には前記湾曲部２２を湾曲操作するための湾曲操作ノブ６ａ等を備えた操作部６が設けられている。この挿入部２０の基端部と操作部６の先端部とは折れ止め部材２５を介して連結されており、内部には打突手段を構成する前記プッシングロッド３４の先端面を打突面３５ａに繰り返し当接させて推進力を得るための駆動力を出力する駆動部３０が設けられている。
【００１５】
また、前記湾曲操作ノブ６ａは、例えば術者が操作することによって操作部６内に設けられているドラム６ｂが回動してこのドラム６ｂに巻回されている湾曲操作用ワイヤ１５が牽引操作されて湾曲部２２を術者の所望する方向に湾曲させるようになっている。なお、符号６ｃは体腔内に処置具等を案内する処置具チャンネルチューブに連通する処置具挿入口である。
【００１６】
前記操作部６の側部からは前記光源装置３に着脱自在に接続される光源コネクタ７ａを基端部に備えたユニバーサルコード７が延出している。前記光源コネクタ７ａの側部には電気コネクタ７ｂが設けられており、この電気コネクタ７ｂと前記信号処理装置４とに着脱自在な外部ケーブル８を接続することによって信号処理装置４と前記ＣＣＤ１０とが信号線１６を介して接続される。
【００１７】
このことにより、前記光源装置３より供給された照明光で照らされた大腸の光学像がＣＣＤ１０で撮像され、このＣＣＤ１０で光電変換された画像信号が信号線１６を介して前記信号処理装置４の信号処理回路４ｂに伝送され、この信号処理回路４ｂで映像信号に処理されて前記モニタ５の画面５ａ上に内視鏡画像が表示されて観察を行えるようになっている。
【００１８】
ここで、推進力発生手段の構成及び作用を説明する。
推進力発生手段の構成を具体的に説明する。
【００１９】
図２に示すように前記挿通管２４の一端部は、前記先端硬質部１４の中央部近傍の基端側に凸部として形成されプッシングロッド配置凹部３５を備えた当接部３１に接続固定されている。一方、前記挿通管２４の他端部は、前記操作部６の内部に配置されている支持板３２の先端側に形成した前記プッシングロッド３４が挿通する貫通孔を形成した接続凸部３３に接続固定されている。
【００２０】
前記挿通管２４の内部には軸方向の圧縮力に対して強く、可撓性並びに滑り性に優れた細径のロッド材で形成したプッシングロッド３４が進退自在に挿通配置されるようになっている。
【００２１】
前記プッシングロッド３４の先端面は、前記プッシングロッド配置凹部３５の底面である打突面３５ａに所定の間隔で対峙し、このプッシングロッド３４の基端部は推進力発生手段を構成するピストン部材３６に一体的に固設されている。このピストン部材３６は、前記支持板３２の基端側に配設した略パイプ形状の推進力発生手段を構成するガイド部材３７の貫通孔内に進退自在に配置されている。
【００２２】
前記ガイド部材３７の貫通孔内には前記ピストン部材３６同様、貫通孔内を進退自在に移動する打突手段を構成する当接部材３８が配置されている。この当接部材３８には駆動力を発生する駆動部３０となる例えばモータ４０の回転駆動力を前記当接部材３８に直線運動として伝達するピストンクランク機構を構成する第１クランク構成部材４１が軸支されている。このモータ４０の駆動軸４３には前記第１クランク構成部材４１に回動自在な第２クランク構成部材４２が固定されている。
【００２３】
つまり、前記モータ４０の駆動軸４３が１回転することにより、このモータ４０の回転駆動力が駆動軸４３、第２クランク構成部材４２及び第１クランク構成部材４１を介して、前記当接部材３８がガイド部材３７の貫通孔内を１往復するようになっている。
【００２４】
そして、前記当接部材３８は、ガイド部材３７の貫通孔内を先端側に移動している途中で前記ピストン部材３６に当接するようになっている。この当接部材３８がピストン部材３６に衝突すると、この衝突によってピストン部材３６が先端側に移動させられてプッシングロッド３４が先端側に移動していく。そして、前記プッシングロッド３４の先端面が打突面３５ａに打突して振動が発生する。
【００２５】
前記ガイド部材３７の貫通孔内にはさらに、前記ピストン部材３６を基端側に付勢する推進力発生手段を構成するスプリング３９が配置されている。このスプリング３９が配置されていることにより、前記当接部材３８の衝突によって先端側に移動したピストン部材３６がスプリング３９の付勢力によって再び基端側の元の位置まで移動する構成になっている。
【００２６】
前記モータ４０は、前記操作部６に固設されており、操作部６に設けたＯＮ／ＯＦＦ制御を行う出力状態制御手段であり、告知手段を兼ねる駆動制御スイッチ（以下第１スイッチと略記する）６ｄ（図１参照）を操作することにより、モータ制御部３０ａを介して回転駆動するようになっている。なお、符号６ｅはモータ４０の回転数の制御を行う回転数制御スイッチ（以下第２スイッチと略記する）であり、矢印に示すように回転操作することによって回転数を変化させて打突リズムを変化させられるようになっている。
【００２７】
図３に示すように前記第１スイッチ６ｄは、破線に示す突出状態と実線に示す前記回転数制御スイッチ６ｅと略同じ突出高さに保持されるようになっている。そして、前記第１スイッチ６ｄを破線状態から実線状態に押し込み操作することにより、前記モータ４０を停止状態から駆動状態にして前記プッシングロッド３４の先端面が打突面３５ａに繰り返し打突して挿入部２０を前進させる推進力が発生する。
【００２８】
また、前記第１スイッチ６ｄは、モータ４０が駆動状態であるときと、停止状態状態であるときとで突出量が大きく変化するこうせいであるため、術者、並びに関係者は第１スイッチ６ｄの突出状態を視認することによって瞬時にモータ４０が駆動状態であるか否かの判断を行える。
【００２９】
推進力発生手段の作用を具体的に説明する。
図４（ａ）に示すように初期状態において、ピストン部材３６と当接部材３８とはガイド部材３７内で所定距離離れた位置関係になっている。また、このときプッシングロッド３４の先端面は打突面３５ａに離れた状態で対峙している。
【００３０】
推進力を発生させるため、第１スイッチ６ｄを所定位置まで押し込んでモータ４０を連続的に回転させるとともに回転数制御スイッチ６ｅを操作してモータ４０を所望の回転数で駆動させる。
【００３１】
すると、モータ４０の駆動軸４３が回転を開始して、クランク構成部材４１，４２が移動し、図４（ｂ）に示すように第１クランク構成部材４１に軸支している当接部材３８がガイド部材３７内を矢印に示すように挿入部軸方向先端側に向かって移動していく。そして、ガイド部材３７内に配置されているピストン部材３６に当接する。
【００３２】
次に、図４（ｃ）に示すように前記当接部材３８がピストン部材３６に衝突することによって、このピストン部材３６はスプリング３９の付勢力に抗して矢印に示すように挿入部軸方向先端側に向かって移動させられる。このことによって、このピストン部材３６に固設されているプッシングロッド３４がプッシングロッド配置凹部３５内を打突面３５ａに向かって移動していく。そして、前記プッシングロッド３４の先端面が打突面３５ａに打突して振動が発生する。
【００３３】
次いで、図４（ｄ）に示すように前記打突面３５ａに打突したプッシングロッド３４は、前記ピストン部材３６がスプリング３９の付勢力によって矢印に示すようにガイド部材３７内を挿入部軸方向基端側に移動して前記図４（ａ）に示した初期状態位置に戻っていく。このとき、前記当接部材３８も駆動軸４３に固定されているクランク構成部材４１，４２がガイド部材３７内を矢印に示すように挿入部軸方向基端側に移動して図４（ａ）に示す初期状態位置に戻っていく。
【００３４】
そして、上述した一連の動作を繰り返し行うことによって、プッシングロッド３４の先端面が打突面３５ａに連続的に打突して推進力が発生する。
【００３５】
なお、前記モータ４０の駆動力を当接部材３８に伝達するため、モータ４０の駆動軸４３にピストンクランク機構を構成する第２クランク構成部材４２を固定しているが、モータ４０の駆動力を歯車列を介してピストンクランク機構に伝達する構成等であってもよい。
【００３６】
また、前記第１スイッチ６ｄは、押し込み操作によって制御状態が切り換わる押しボタンスイッチに限定されるものではなく、回転スイッチやフットスイッチなどであってもよい。いずれの場合でも、モータ４０の動作状態を術者に知らしめる告知手段は操作部に設けられる。そして、この告知手段としては目視にて容易に確認できるものであれば発光部、或いは音により告知するもの、把持する手に振動で告知するもの等であってもよい。
【００３７】
ここで、前記プッシングロッド３４の先端面が打突面３５ａに打突したとき発生する力量について説明する。
本実施形態においては、自力推進する挿入部２０の先端面によって腸壁に穿孔が発生することを防止するため、自力推進する挿入部２０の先端面が腸壁を押圧したときの単位面積当たりの押圧力を最大で、理論上穿孔する可能性が高いと記述されている単位面積当たりの下限値である３ Kg/cm2 になるように所定量を設定している。
【００３８】
つまり、この所定量を元に、プッシングロッド３４の先端面が打突面３５ａに打突したときに発生する力量を設定することにより、自力推進する挿入部２０の先端面が腸壁を押圧したとき、最大で単位面積当たり３ Kg/cm2 の押圧力が発生するようにしている。
【００３９】
そしてさらに、この所定量を踏まえて力量を設定する際、前記プッシングロッド３４の基端部に配置されているピストン部材３６がスプリング３９によって付勢支持されているため、挿入部２０の挿入形状が変化することによって図５（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すようにプッシングロッド３４の先端面と打突面３５ａとの間隔が変化することを考慮に入れて設定している。
【００４０】
つまり、図５（ａ）に示すように挿入部２０全体が一直線形状である場合と、図５（ｂ）に示すように可撓管部２３が湾曲した形状である場合と、図５（ｃ）に示すように可撓管部２３がループ形状である場合とでは、プッシングロッド３４の先端面と打突面３５ａとの間隔Ｌ1 ，Ｌ2 ，Ｌ3 と広がる方向に変化する。したがって、プッシングロッド３４の先端面と打突面３５ａとの間隔が離れることによって、プッシングロッド３４の先端面が打突面３５ａに打突したときの力量が小さくなっていく。
【００４１】
このため、本実施形態においてはプッシングロッド３４の先端面と打突面３５ａとの距離が最も近い状態となる、図５（ａ）に示す位置関係における力量で所定量になるように設定している。このことにより、大腸など曲がりくねった管腔内に挿入されている状態で、力量が大きくなることを防止している。
【００４２】
図６参照して内視鏡２の挿入部２０を大腸へ挿入する際の作用を説明する。
まず、術者は図に示すように挿入部２０を肛門９１から直腸に挿入し、曲がりくねったＳ状結腸９２に向けて挿通していく。次に、挿入部２０の先端部２１がＳ状結腸９２近くに到達したと判断したとき、前記スイッチ６ｄ，６ｅを操作してモータ４０を所望の回転数で駆動させる。次いで、所定の湾曲操作及び捻じり操作を行う。すると、打突によって発生する推進力を得て、挿入部２０が曲がりくねったＳ状結腸９２を進んでいく。
【００４３】
ここで、万一挿入部２０の先端面が大腸壁に当接した場合でも、挿入部２０の先端面が大腸壁を押圧する押圧力が直線形状で最大３ Kg/cm2 に設定されているので、曲がりくねった大腸内で挿入部先端面が３ Kg/cm2 以上の押圧力で大腸壁を押圧することがない。このため、推進力で進んでいる挿入部先端面によって大腸壁に穿孔が生じることが防止される。
【００４４】
そして、Ｓ状結腸９２を通過した後も、上述したように適宜モータ４０の駆動操作或いは、湾曲操作、捻じり操作を行って、挿入部２０の先端部２１を、下行結腸９３、脾湾曲９４、横行結腸９５、肝湾曲９６、上行結腸９７、盲腸９８等目的部位に向けて進めていく。
【００４５】
このように、プッシングロッドの先端面が打突面に打突したとき発生する力量を、この繰り返しの打突によって発生する推進力によって進む挿入部先端面の押圧力を挿入部直線状態で最大、理論上穿孔する可能性が高いといわれる下限値である３ Kg/cm2 に設定したことによって、推進力によって前進する内視鏡挿入部の先端面が大腸壁に当接することによって、この大腸壁に穿孔が生じることを確実に防止することができる。
【００４６】
なお、本実施形態においては内視鏡の挿入部が挿入される部位を大腸としているが、挿入部位は大腸に限定されるものではなく、他の体腔であってもよい。また、内視鏡先端面の押圧力が規制される観察部位であれば、人体等医療用に限らず、工業用内視鏡にも応用可能である。さらに、所定量の値も挿入される目的部位に対応して変化するものである。
【００４７】
また、推進力発生手段は上述した先端硬質部の打突面にプッシングロッドの先端面を繰り返し当接させて挿入部に前進方向の推進力を与えた打突によるものに限定されるものではなく、例えば図７に示すように挿入部２０の先端部２１の外周面に流体を内視鏡後方側に噴出する噴出口１８を複数設け、この噴出口１８，…，１８から流体を噴出させて挿入部２０に前進方向の推進力を与える液体噴出方式や図８（ａ）に示すように挿入部２０の先端部にバルーン等で構成される一対の膨縮部２６ａ，２６ｂを設ける一方、その膨縮部２６ａ，２６ｂの間に伸縮部２７を設け、図８（ｂ）ないし図８に示すように第１膨縮部２６ａ及び第２膨縮部２６ｂの膨張、収縮を繰り返し行うとともに、前記第１膨縮部２６ａと第２膨縮部２６ｂとの膨張状態、収縮状態を変化させる毎に、前記伸縮部２７を繰り返し伸縮させることによって挿入部２０を芋虫が前進するように前進させる芋虫方式等であってもよい。
【００４８】
図９ないし図１１は本発明の第２実施形態に係り、図９は挿入部先端面位置検出手段を設けた内視鏡装置の概略構成を説明する図、図１０は判定用色度を説明する図、図１１は色度を判定してモータを停止させるまでのフローチャートである。
本実施形態の内視鏡装置１Ａは、前記第１実施形態の内視鏡装置１において、万一、プッシングロッド３４の先端面と打突面３５ａとの間隔がＬ1 以下になる等の要因で、プッシングロッド３４の先端面が打突面３５ａに打突したとき発生する力量が増加することによって、自力推進する挿入部２０の体腔壁を押圧する力が３ Kg/cm2 を超えることによって発生する不具合を確実に防止するものである。
【００４９】
そのため、本実施形態においては患者の安全を確保する目的で、挿入部２０先端面と腸壁との距離が当接状態であるか否かを検出するための挿入部先端面位置検出手段を設け、この挿入部先端面位置検出手段の検出結果に基づいて前記モータ４０を出力状態から停止状態に切り換え制御する推進力停止手段を設けている。
【００５０】
図に示すように本実施形態においては信号処理装置４の信号処理回路４ｂに、挿入部先端面位置検出手段となる色度判定回路５０を設けている。この信号処理回路４ｂに入力されるＲ，Ｇ，Ｂ各フィールドの画像信号は、まずプリアンプ５１に供給され、ＣＣＤ１０から出力された電気信号を増幅してＣＤＳ（相関２重サンプリング回路）５２に出力される。
【００５１】
前記ＣＤＳ５２では前記ＣＣＤ１０からの読み出し信号をダブルサンプリングしてホールドした後、Ａ／Ｄ変換器５３に出力する。このＡ／Ｄ変換器５３では、入力された信号をデジタル信号に変換して信号処理回路５４に出力する。
【００５２】
前記信号処理回路５４では、入力された画像信号に対してホワイトバランス処理、ガンマ変換処理、輪郭強調処理及びＲＧＢ同時化処理等の所定の信号処理を施した後、Ｄ／Ａ変換器５５及び色度判定回路５０に出力する。
【００５３】
前記Ｄ／Ａ変換器５５では入力されたデジタルの映像信号をアナログ信号に変換した後、７５Ωドライバ５６を通してアナログの映像信号をモニタ５に出力する。このことによって、前記モニタ５の画面上にＣＣＤ１０のとらえた内視鏡画像が表示される。
【００５４】
一方、前記色度判定回路５０は、入力されたデジタルの映像信号から被写体の色度分析を行って色度を算出する色度算出回路５７と、この色度算出回路５７で算出した色度を比較するカラーテーブル５８とで構成され、この比較結果が所定の色度を超えている場合に前記モータ４０の駆動を停止させるモータ停止信号を推進力停止手段であるモータ停止信号発生回路５９から前記モータ制御部３０ａに出力するようになっている。
【００５５】
そして、このモータ停止信号発生回路５９からモータ停止信号が出力されて、前記モータ４０の駆動が停止すると、前記第１スイッチ６ｄは前記図３に示した実線位置から破線位置に戻るようになっている。
【００５６】
ここで、色度判定回路５０の作用を簡単に説明する。
挿入部２０の先端面に配置されている観察窓を通してとらえた大腸壁の内視鏡観察画像がモニタ５に表示されいるとき、前記先端面が大腸壁に密着すると、観察窓は大腸壁によって塞がれる。このとき、モニタ画面は、暗くなるのではなく、「赤玉」と言われる画面全体が一様な赤色に変化する。これは、大腸など生体の体腔壁は、一般に、赤味がかった色をしており、体腔壁に先端面が密着した状態、あるいは非常に近づいた状態になると、ピントが合わなくなるためである。前記色度判定回路５０はこの「赤玉」状態を利用するものである。
【００５７】
つまり、図１０に示すように前記カラーテーブル５８には画面が「赤玉」状態になる以前の所定の色度を判定用色度として設定している。このため、図１１に示すようにＣＣＤ１０によって撮像を開始すると、まずステップＳ１で前記信号処理回路５４から色度判定回路５０に送られてき信号は、色度算出回路５７で色度が算出される。
【００５８】
次に、ステップＳ２に移行してこの色度算出回路５７で算出色度と判定用色度とを比較する。ここで、算出色度が判定用色度より「赤玉」状態に近いと判断したときにステップＳ３に移行する。
【００５９】
このステップＳ３では瞬時にモータ停止信号発生回路５９からモータ制御部３０ａに向けてモータ停止信号を出力する。このことにより、前記モータ４０の駆動が停止される。一方、前記色度算出回路５７で算出した算出色度が判定用色度を超えていないときにはステップＳ１に移行して、前記信号処理回路５４から色度判定回路５０に入力される信号の比較を繰り返し行う。
その他の構成は前記第１実施形態と同様であり同部材には同符合を付して説明を省略する。
【００６０】
上述のように構成した内視鏡装置１Ａの作用を説明する。
前記図６に示すようにまず、術者は挿入部２０を肛門９１から直腸に挿入し、曲がりくねったＳ状結腸９２に向けて挿通していく。次に、挿入部２０の先端部２１がＳ状結腸９２近くに到達したと判断したとき、前記スイッチ６ｄ，６ｅを操作してモータ４０を所望の回転数で駆動させる。次いで、所定の湾曲操作及び捻じり操作を行う。すると、打突によって発生する推進力を得て、挿入部２０が曲がりくねったＳ状結腸９２を進んでいく。
【００６１】
ここで、万一挿入部先端面が大腸壁に当接しそうな状態になると、モニタ５の画面の赤色が徐々に増加していく。このことは、色度判定回路５０では常に判定されているので、算出色度が所定の色度である判定用色度に到達した段階で前記モータ停止信号発生回路５９からモータ停止信号が出力されてモータ４０の駆動を停止させる。このことにより、挿入部先端面が大腸壁に当接する前に推進力の発生が停止する。
【００６２】
そして、手元操作を行った後、再びモータ４０を駆動させてＳ状結腸９２を通過させ、その後も上述したように適宜モータ４０の駆動操作を行う一方、湾曲操作或いは捻じり操作を行って、挿入部２０の先端部２１を、下行結腸９３、脾湾曲９４、横行結腸９５、肝湾曲９６、上行結腸９７、盲腸９８等目的部位に向けて進めていく。
【００６３】
このように、色度算出回路及びモータ停止信号発生回路を設け、ＣＣＤでとらえた内視鏡画像の色度を常に算出し、この算出色度と判定用色度と比較し、算出色度が万一判定用色度を超えたときには、推進力を発生させるモータの駆動を一旦停止させているので、自力推進する内視鏡挿入部が体腔壁に当接して大腸壁に穿孔を生じることを確実に防止することができる。
このことによって、大腸など曲がりくねった形状部における挿入作業を安全に行える。
【００６４】
なお、色度分析ではなく、各画素毎の濃度ヒストグラムを生成して、得られたヒストグラムと設定された閾値とを比較する濃度分析によって挿入部先端面が体腔壁に近接したことを判定するようにしてもよい。
【００６５】
図１２は本発明の第３実施形態に係る押圧力検知手段を設けた内視鏡装置の概略構成を説明する図である。
【００６６】
本実施形態の内視鏡装置１Ｂでは前記第２実施形態の内視鏡装置１Ａと同様、自力推進する挿入部２０が体腔壁を押圧したとき発生する押圧力が３ Kg/cm2 を超えることによって発生する不具合を確実に防止するものである。
【００６７】
図に示すように本実施形態においては、患者の安全を確保する目的で、挿入部２０の先端面に押圧力検知手段として圧力センサ６１を設けている。この圧力センサ６１は、例えば先端面の正面及び上下左右の５箇所に配置してある。
【００６８】
そして、この圧力センサ６１の測定値は、例えば信号処理装置４内に設けた圧力判定回路６２に伝送される。この圧力判定回路６２では挿入部２０の先端面が体腔壁を押圧する実際の押圧力が判定用圧力として設定した例えば２．７ Kg/cm2 を超えた場合に、モータ停止信号発生回路５９から前記モータ４０の駆動を停止させるモータ停止信号を前記モータ制御部３０ａに出力するようになっている。その他の構成は前記第２実施形態と同様であり、同部材に同符合を付して説明を省略する。
【００６９】
上述のように構成した内視鏡装置１Ｂの作用を説明する。
前記図６に示すようにまず、術者は挿入部２０を肛門９１から直腸に挿入し、曲がりくねったＳ状結腸９２に向けて挿通していく。次に、挿入部２０の先端部２１がＳ状結腸９２近くに到達したと判断したとき、前記操作スイッチ６ｄ，６ｅを操作してモータ４０を所望の回転数で駆動させる。次いで、所定の湾曲操作及び捻じり操作を行う。すると、打突によって発生する推進力を得て、挿入部２０が曲がりくねったＳ状結腸９２を進んでいく。
【００７０】
ここで、挿入部２０先端面が大腸壁に当接すると、対応する圧力センサ６１が押圧力検出し、この検出結果を圧力判定回路６２に伝送する。そして、この圧力判定回路６２では伝送され検出結果である測定圧力が判定用圧力を超えた場合にモータ停止信号をモータ停止信号発生回路５９から出力してモータ４０の駆動を停止させる。このことにより、挿入部２０の先端面が大腸壁を３ Kg/cm2 で押圧する以前に推進力の発生がなくなる。
【００７１】
そして、手元操作を行った後、再びモータ４０を駆動させてＳ状結腸９２を通過させ、その後も上述したように適宜モータ４０の駆動操作を行う一方、湾曲操作或いは捻じり操作を行って、挿入部２０の先端部２１を、下行結腸９３、脾湾曲９４、横行結腸９５、肝湾曲９６、上行結腸９７、盲腸９８等目的部位に向けて進めていく。
【００７２】
このように、挿入部先端面が大腸壁を実際に押圧している状態のときの押圧力を挿入部先端面に配置した圧力センサによって検出し、この検出結果である圧力センサの測定圧力が判定用圧力を超えたとき、推進力を発生させるモータの駆動を一旦停止させることによって、自力推進する内視鏡挿入部が体腔壁を３ Kg/cm2 を超える力で押圧して大腸壁に穿孔を生じることを確実に防止することができる。
【００７３】
また、圧力センサを設け、この測定結果を常に圧力判定回路で判定することにより、挿入部の先端面が体腔壁を押圧している状態であても挿入部を押し進める推進力を得ることができる。
【００７４】
これらのことによって、大腸など曲がりくねった形状部における挿入作業をよりスムーズにかつ安全に行える。
【００７５】
図１３及び図１４は本発明の第４実施形態に係り、図１３は駆動制御スイッチの他の構成を示す図、図１４は本実施形態の内視鏡装置の構成例を説明する概略図である。
【００７６】
なお、図１４（ａ）は挿入部先端面位置検出手段を設けた内視鏡装置の概略図、図１４（ｂ）は押圧力検知手段を設けた内視鏡装置の概略図である。
【００７７】
図１３に示すように本実施形態の駆動制御スイッチ（以下第１スイッチと略記する）６５は、モータ４０Ａの出力を可変させる、告知手段を兼ねる出力可変制御手段であり、突出状態を例えば破線に示す位置、一点鎖線に示す位置、二点鎖線に示す位置、実線に示す位置のように４段階に切り換え可能である。そして、このスイッチ６５の突出状態を切り換え操作することによって、モータ出力駆動制御部３０ｂを介してモータ４０Ａの出力が例えば大出力状態、中出力状態、小出力状態、停止状態の４段階に変更される。
【００７８】
したがって、前記モータ４０Ａの出力を切り換えることよって、当接部材３８がピストン部材３６に衝突するときの衝突力が変化するので、前記ピストン部材３６の先端側への移動量も変化し、プッシングロッド３４の先端面が打突面３５ａに打突したとき発生する力量が変化する。
【００７９】
そして、本実施形態の内視鏡装置１Ｃではこのモータ４０Ａを大出力状態で回転駆動させたとき、プッシングロッド３４の先端面が打突面３５ａに打突することによって発生する力量が所定量より大きくなるように設定してある。また、中出力状態で回転駆動させたときに発生する力量を略所定量と同じになるように設定している。そして、小出力状態で回転駆動させたときに発生する力量を所定量以下に設定している。
【００８０】
したがって、大出力状態でモータ４０Ａが回転駆動したとき発生する推進力によって挿入部２０が自力推進しているとき、万一、挿入部２０の先端面が体腔壁に押圧すると、そのとき発生する押圧力は単位面積当たり３ Kg/cm2 を越すことになって体腔壁に穿孔を発生させるおそれがある。
【００８１】
このため、図１４（ａ），（ｂ）に示すように本実施形態の内視鏡装置１Ｃ，１Ｄにおいては、推進力によって挿入部２０が自力推進しているとき、挿入部２０の先端面が体腔壁を押圧することによって穿孔が生じることを防止するため、前記色度判定回路５０又は前記圧力センサ６１及び圧力判定回路６２と、前記モータ４０Ａの出力状態を変更する指示信号を出力する推進力変更手段であるモータ出力変更回路６６とを設けている。
【００８２】
つまり、図１４（ａ）の患者の安全を確保する目的で色度判定回路５０を設けた内視鏡装置１Ｃでは、モータ出力変更回路６６からモータ制御部３０ａに指示信号が出力された段階で挿入部２０の先端面が体腔壁に当接していない。このため、この指示信号が出力された後、前記モータ４０Ａの出力状態を中出力状態或いは小出力状態に切り換え制御する。
【００８３】
一方、図１４（ｂ）の患者の安全を確保する目的で前記圧力センサ６１及び圧力判定回路６２を設けた内視鏡装置１Ｄではモータ出力変更回路６６からモータ制御部３０ａに指示信号が出力された段階で挿入部２０の先端面が体腔壁に当接している。このため、この指示信号が出力された後、前記モータ４０Ａの出力状態を小出力状態又は停止状態に切り換え制御する。なお、前記指示信号が出力された後に切り換える出力状態は術者の好みによって選択されるものであり、前記内視鏡装置１Ｃにおいてモータ４０Ａの出力状態を停止状態に制御するようにしてもよい。
【００８４】
前記図６に示すようにまず、術者は挿入部２０を肛門９１から直腸に挿入し、曲がりくねったＳ状結腸９２に向けて挿通していく。次に、挿入部２０の先端部２１がＳ状結腸９２近くに到達したと判断したとき、前記操作スイッチ６ｄ，６ｅを適宜操作してモータ４０を所望の出力及び回転数で駆動させる。次いで、所定の湾曲操作及び捻じり操作を行う。すると、打突によって発生する推進力を得て、挿入部２０が曲がりくねったＳ状結腸９２を進んでいく。
【００８５】
ここで、挿入部先端面が大腸壁に当接（或いは近接）すると、モータ出力変更回路６６から指示信号が出力されてモータ４０Ａの出力状態が患者の安全を配慮した出力状態に切り換わる。このため、たとえ大出力状態の推進力で挿入部２０が進んでいる状態であっても、挿入部２０の先端面が大腸壁を３ Kg/cm2 を超える力で押圧して穿孔を生じさせることが確実に防止される。
【００８６】
そして、Ｓ状結腸９２を通過した後も、上述したように適宜モータ４０の出力及び回転数を設定して推進力を好みの状態にする一方、湾曲操作或いは捻じり操作を行って、挿入部２０の先端部２１を、下行結腸９３、脾湾曲９４、横行結腸９５、肝湾曲９６、上行結腸９７、盲腸９８等目的部位に向けて進めていく。その他の構成及び作用は上述した実施形態と同様であり、同部材には同符合を付して説明を省略する。
【００８７】
このように、モータの出力を可変にする一方、このモータの出力を駆動制御スイッチによって切り換え可能に構成し、モータの出力状態を変更して、最大推進力を所定量より大きく設定することを可能にする一方、挿入部先端面位置検出手段又は押圧力検知手段を設け、これら挿入部先端面位置検出手段又は押圧力検知手段を介してモータ出力変更回路から出力される指示信号に基づいてモータの出力状態を、穿孔を生じさせない出力状態に切り換え制御する構成にしたことによって、自力推進する挿入部の先端面が体腔壁を押圧して穿孔を生じさせることを確実に防止することができる。
【００８８】
また、挿入部先端面位置検出手段又は押圧力検知手段を設け、常に挿入部先端面と体腔壁との位置関係を把握しながら、必要に応じてモータ出力変更回路によってモータの出力状態を切り換え操作することによって、より効率良く挿入部を前進させる推進力を得ることができる。
【００８９】
このことによって、大腸など曲がりくねった形状部における挿入作業をよりスムーズにかつ安全に行える。
【００９０】
なお、本実施形態においては駆動制御スイッチを４段階に切り換え可能にしてモータの出力を４段階に段階的に変化するように構成しているが、スイッチの切り換え及びモータ出力の切り換えは４段階に限定されるものではなく、それ以下であってもそれ以上であっても又は押し込み量の変化によって連続的に変化するものであっても良い。
【００９１】
また、前記駆動制御スイッチは押し込み量が変化するスイッチに限定されるものではなく、図１５（ａ），（ｂ）に示すような回転式スイッチ６８や図示しない一度触れることによって動作状態が変更されるタッチスイッチ等であってもよい。そして、どのようなスイッチを用いる場合においても操作部６に告知手段として出力状態を表す文字（図中「大」，「Ｈ」等、或いは記号或いは発光部、振動部を設けるものとする。
【００９２】
さらに、上述した実施形態においては、図１６（ａ）に示すように前記駆動制御スイッチ６ｄ，６５のように一度押し込み操作すると、連続的に推進力を発生し、次の操作があることによって推進力の発生を停止させる構成としていたがこれに限らず、図１６（ｂ）に示すように操作ボタンに振れている間、推進力を発生し、操作ボタンとの接触状態が解除されると推進力が停止するもの、或いは図１６（ｃ）に示すように一度操作することによって術者の設定した所定時間（ｔ）だけ推進力を発生させるものなどであってもよい。
【００９３】
なお、本発明は、以上述べた実施形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
【００９４】
［付記］
以上詳述したような本発明の上記実施形態によれば、以下の如き構成を得ることができる。
【００９５】
（１）内視鏡挿入部の少なくとも一部に、挿入部を前進させる推進力を発生させる推進力発生手段を備えた内視鏡装置において、
前記推進力発生手段により発生する力量を、この自力推進する挿入部先端面が体腔壁を押圧したとき発生する押圧力を踏まえて、所定量に設定した内視鏡装置。
【００９６】
（２）前記推進力発生手段は、内視鏡挿入部内を挿通するプッシングロッドの先端面を打突面に打突させる打突手段を有し、この打突によって発生する振動を前記挿入部を前進させる推進力にする付記１記載の内視鏡装置。
【００９７】
（３）前記所定量は、打突によって自力推進する内視鏡挿入部の先端面が体腔壁を押圧したとき、理論上穿孔する可能性が高い単位面積当たり押圧力を元に設定される付記１記載の内視鏡装置。
【００９８】
（４）前記打突手段を出力状態又は停止状態のどちらか一方に制御する出力状態制御手段を有する付記２記載の内視鏡装置。
【００９９】
（５）前記出力状態制御手段は、出力状態であるか否かを告知する告知手段を有する付記４記載の内視鏡装置。
【０１００】
（６）前記内視鏡挿入部の先端面が体腔壁近傍に位置していることを検出する挿入部先端面位置検出手段を設け、
この挿入部先端面位置検出手段の検出結果に基づいて、前記出力状態制御手段を停止制御する推進力停止手段を備える付記４記載の内視鏡装置。
【０１０１】
（７）前記内視鏡挿入部の先端面に、挿入部先端面が体腔壁を押圧しているときの押圧力を検出する押圧力検知手段を設け、
この押圧力検知手段の検出結果に基づいて、前記出力状態制御手段を停止制御する推進力停止手段を備える付記４記載の内視鏡装置。
【０１０２】
（８）内視鏡挿入部内を挿通するプッシングロッドの先端面を打突手段によって打突面に打突させ、発生する振動を前記挿入部を前進させる推進力にする推進力発生手段を備えた内視鏡装置に、内視鏡挿入部の先端面が体腔壁近傍に位置していることを検出する挿入部先端面位置検出手段又は内視鏡挿入部の先端面に挿入部先端面が体腔壁を押圧しているときの押圧力を検出する押圧力検知手段の少なくとも一方を設けるとき、
前記打突手段によって、前記プッシングロッドを前記打突面に打突させたとき発生する力量を所定量以上に設定した付記２記載の内視鏡装置。
【０１０３】
（９）前記打突手段は、前記出力状態を可変制御する出力可変制御手段を有する付記８記載の内視鏡装置。
【０１０４】
（１０）前記出力可変制御手段は、前記出力状態を告知する告知手段を有する付記９記載の内視鏡装置。
【０１０５】
（１１）前記挿入部先端面位置検出手段の検出結果に基づいて、前記出力可変制御手段の出力状態を所定量以下又は停止状態に制御する推進力変更手段を有する付記８記載の内視鏡装置。
【０１０６】
（１２）前記押圧力検知手段の検出結果に基づいて、前記出力可変制御手段の出力状態を所定量以下又は停止状態に制御する推進力変更手段を具備する付記８記載の内視鏡装置。
【０１０７】
（１３）前記推進力発生手段は、挿入部先端部から流体を噴出させて前記挿入部を前進させる推進力にする付記１記載の内視鏡装置。
【０１０８】
（１４）前記推進力発生手段は、挿入部に設けた一対の膨縮部と、この膨縮部同士を連結する伸縮部とで構成され、膨縮部の膨張状態及び伸縮部の収縮状態の変化を前記挿入部を前進させる推進力にする付記１記載の内視鏡装置。
【０１０９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、体腔内をスムーズに移動させる推進力を得られ、自動推進の際、挿入部先端面から体腔壁に対して必要以上の押圧力がかかることを確実に防止した内視鏡装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１ないし図６は本発明の第１実施形態に係り、図１は内視鏡装置の構成を説明する図
【図２】推進力発生手段の構成を説明する図
【図３】駆動制御スイッチを説明する図
【図４】プッシングロッドの作用を説明する図
【図５】挿入部形状とプッシングロッドの先端面と打突面との関係を説明する図
【図６】推進力発生手段を備えた内視鏡の作用を説明する図
【図７】推進力発生手段の他の構成を説明する図
【図８】推進力発生手段の別の構成を説明する図
【図９】図９ないし図１１は本発明の第２実施形態に係り、図９は挿入部先端面位置検出手段を設けた内視鏡装置の概略構成を説明する図
【図１０】判定用色度を説明する図
【図１１】色度を判定してモータを停止させるまでのフローチャート
【図１２】本発明の第３実施形態に係る押圧力検知手段を設けた内視鏡装置の概略構成を説明する図
【図１３】図１３及び図１４は本発明の第４実施形態に係り、図１３は駆動制御スイッチの他の構成を示す図
【図１４】本実施形態の内視鏡装置の構成例を説明する概略図
【図１５】駆動制御スイッチの構成例を示す図
【図１６】スイッチ操作と推進力との関係を説明するタイミングチャート図
【符号の説明】
２…電子内視鏡
６…操作部
１４…先端硬質部
２４…挿通管
３１…当接部
３４…プッシングロッド
３５…プッシングロッド配置凹部
３５ａ…打突面
３６…ピストン部材
３７…ガイド部材
３８…当接部材
３９…スプリング
４０…モータ
【図１】
0004445623.tif 000002
【図２】
0004445623.tif 000003
【図３】
0004445623.tif 000004
【図４】
0004445623.tif 000005
【図５】
0004445623.tif 000006
【図６】
0004445623.tif 000007
【図７】
0004445623.tif 000008
【図８】
0004445623.tif 000009
【図９】
0004445623.tif 000010
【図１０】
0004445623.tif 000011
【図１１】
0004445623.tif 000012
【図１２】
0004445623.tif 000013
【図１３】
0004445623.tif 000014
【図１４】
0004445623.tif 000015
【図１５】
0004445623.tif 000016
【図１６】
0004445623.tif 000017