(57)【要約】【課題】管路への挿入を容易とし操作性を向上することができる内視鏡装置を提供する。【解決手段】内視鏡装置１は、複数のセグメントを有し管路に挿入される挿入部と、セグメントの状態量をセグメント毎に算出する状態量算出部６３と、セグメント毎の曲げ剛性をそれぞれ可変とする複数の硬度可変素子７２３と、セグメント毎の状態量に基づいて、曲げ剛性を変化させるセグメントの範囲又は曲げ剛性を設定する起点となるセグメントを特定する起点特定部６４と、複数の硬度可変素子７２３をそれぞれ動作させ、複数のセグメントの曲げ剛性をそれぞれ変化させる動作制御部６６とを備える。動作制御部６６は、起点となるセグメントに基づいて曲げ剛性を変化させるセグメントの範囲又は複数のセグメントの曲げ剛性を設定し、当該設定したセグメントの範囲又は曲げ剛性に基づいて複数のセグメントのうち２つ以上の連設されたセグメントの曲げ剛性を低下させる。【選択図】図４
2016007434.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に沿って連設された複数のセグメントを有し、管路に挿入される挿入部と、
前記セグメントの状態を示す状態量を前記セグメント毎に算出する状態量算出部と、
前記セグメント毎に設けられ、当該セグメント毎の曲げ剛性をそれぞれ可変とする複数の剛性可変部と、
前記セグメント毎の前記状態量に基づいて、前記複数のセグメントのうち、前記曲げ剛性を変化させるセグメントの範囲又は前記曲げ剛性を設定する起点となるセグメントを特定する起点特定部と、
前記複数の剛性可変部をそれぞれ動作させ、前記複数のセグメントの曲げ剛性をそれぞれ変化させる動作制御部とを備え、
前記動作制御部は、
前記起点となるセグメントに基づいて前記複数のセグメントのうち前記曲げ剛性を変化させるセグメントの範囲又は前記複数のセグメントの前記曲げ剛性を設定し、当該設定した前記セグメントの範囲又は前記曲げ剛性に基づいて前記複数のセグメントのうち２つ以上の連設されたセグメントの曲げ剛性を低下させる
ことを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２】
前記動作制御部は、
前記起点となるセグメント又は前記起点となるセグメントから所定数のセグメント分だけ離れたセグメントを含む前記セグメントの範囲を設定し、前記範囲のセグメントの曲げ剛性を低下させる
ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項３】
前記動作制御部は、
前記起点となるセグメント又は前記起点となるセグメントから所定数のセグメント分だけ離れたセグメントの曲げ剛性を最も低くする
ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項４】
前記２つ以上のセグメントは、
前記複数のセグメントのうち前記起点となるセグメントから前記挿入部の基端側に向けて連設された所定数のセグメントである
ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項５】
前記動作制御部は、
前記起点となるセグメントに隣り合うセグメントの曲げ剛性を最も低くする
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の内視鏡装置。
【請求項６】
前記動作制御部は、
前記複数のセグメントのうち一のセグメントの前記状態量が大きいほど、前記一のセグメント又は前記一のセグメントから所定数のセグメント分だけ離れたセグメントの曲げ剛性を低下させる
ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項７】
前記動作制御部は、
前記複数のセグメントのうち一のセグメントの前記状態量に基づく指標値が所定の閾値よりも大きい場合、前記一のセグメント又は前記一のセグメントから所定数のセグメント分だけ離れたセグメントの曲げ剛性を低下させる
ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項８】
前記動作制御部は、
前記２つ以上のセグメントの曲げ剛性をそれぞれ低下させる際、前記２つ以上のセグメントのうち一のセグメントに隣り合う先端側のセグメントの前記状態量に基づいて当該一のセグメントの曲げ剛性を低下させる
ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項９】
前記２つ以上のセグメントの曲げ剛性をそれぞれ変化させるための各指標値を算出する指標値算出部を備え、
前記指標値算出部は、
前記各指標値を算出する際、前記一のセグメントに隣り合う先端側のセグメントの前記状態量に当該一のセグメントの前記状態量を加えて、当該一のセグメントの曲げ剛性を変化させるための前記指標値を算出し、
前記動作制御部は、
前記各指標値に基づいて、前記２つ以上のセグメントの曲げ剛性をそれぞれ変化させる
ことを特徴とする請求項８に記載の内視鏡装置。
【請求項１０】
前記起点特定部は、
前記複数のセグメントのうち前記状態量が最も大きいセグメントを前記起点となるセグメントとして特定する
ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項１１】
前記動作制御部は、
前記セグメント毎の前記状態量のうちいずれかの状態量が所定の閾値以上となった場合に、前記剛性可変部を動作させる
ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項１２】
前記軸方向に沿って前記挿入部にそれぞれ設けられ、位置情報をそれぞれ出力する複数の位置検出部を備え、
前記状態量算出部は、
前記複数の位置検出部からそれぞれ出力された複数の前記位置情報に基づいて、前記セグメント毎の曲げ角度を前記セグメント毎の前記状態量として算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項１３】
前記セグメント毎の前記状態量に基づいて、前記複数のセグメントの摩擦による抵抗力量をそれぞれ算出する抵抗力量算出部と、
前記複数のセグメントのうち最も基端側の前記セグメントから順に、前記抵抗力量を積算する抵抗力量積算部とを備え、
前記起点特定部は、
前記抵抗力量積算部にて積算された積算値が所定の閾値以上となった場合に、前記抵抗力量積算部にて最後に積算された抵抗力量を有するセグメントを前記起点となるセグメントとして特定する
ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項１４】
前記軸方向に沿って前記挿入部にそれぞれ設けられ、前記挿入部への外部からの圧力を検出して当該圧力を示す圧力情報をそれぞれ出力する複数の圧力検出部を備え、
前記状態量算出部は、
前記複数の圧力検出部からそれぞれ出力された複数の前記圧力情報に基づいて、前記セグメント毎の外部からの圧力を前記セグメント毎の前記状態量として算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項１５】
前記軸方向に沿って前記挿入部にそれぞれ設けられ、前記挿入部への外部からの負荷による曲げ歪みを検出して当該曲げ歪みを示す歪み情報をそれぞれ出力する複数の歪み検出部を備え、
前記状態量算出部は、
前記複数の歪み検出部からそれぞれ出力された複数の前記歪み情報に基づいて、外部からの負荷による前記セグメント毎の曲げ歪みを前記セグメント毎の前記状態量として算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項１６】
前記曲げ剛性を変化させる対象は、
前記複数のセグメントの全てである
ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項１７】
前記セグメント毎の前記状態量に基づいて、前記挿入部が先端方向への推進力を失ったスタック状態になるか否かを予測するスタック状態予測部を備え、
前記動作制御部は、
前記スタック状態予測部にて前記挿入部が前記スタック状態になると予測された場合に、前記剛性可変部を動作させる
ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項１８】
前記セグメント毎の前記状態量に基づいて、前記複数のセグメントの摩擦による抵抗力量をそれぞれ算出する抵抗力量算出部と、
前記複数のセグメントの全ての前記抵抗力量の総和を求める総和算出部とを備え、
前記スタック状態予測部は、
前記総和が所定の閾値以上となった場合に、前記挿入部が前記スタック状態になると予測する
ことを特徴とする請求項１７に記載の内視鏡装置。
【請求項１９】
軸方向に沿って連設された複数のセグメントを有し管路に挿入される挿入部と、前記セグメント毎に設けられ当該セグメント毎の曲げ剛性をそれぞれ可変とする複数の剛性可変部とを備えた内視鏡装置の作動方法であって、
状態量算出部が、前記セグメントの状態を示す状態量を前記セグメント毎に算出する状態量算出ステップと、
起点特定部が、前記セグメント毎の前記状態量に基づいて、前記複数のセグメントのうち、前記曲げ剛性を変化させるセグメントの範囲又は前記曲げ剛性を設定する起点となるセグメントを特定する起点特定ステップと、
動作制御部が、前記起点となるセグメントに基づいて前記複数のセグメントのうち前記曲げ剛性を変化させるセグメントの範囲又は前記複数のセグメントの前記曲げ剛性を設定し、当該設定した前記セグメントの範囲又は前記曲げ剛性に基づいて前記複数のセグメントのうち２つ以上の連設されたセグメントの曲げ剛性を低下させる動作制御ステップとを含む
ことを特徴とする作動方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の作動方法を内視鏡装置に実行させる
ことを特徴とする作動プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡装置、当該内視鏡装置の作動方法及び作動プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、柔軟で細長い挿入部を人等の生体内（大腸等の管路）に挿入し、当該挿入部の先端に設けられた撮像素子を用いて当該生体内を観察する内視鏡装置において、挿入部に圧力センサ及び硬度可変機構を設けた技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載の内視鏡装置では、挿入部の軸方向に沿う節（以下、セグメントと記載）毎に、複数の圧力センサ、及び複数の硬度可変機構がそれぞれ設けられている。そして、当該内視鏡装置は、生体内への挿入部の挿入時に、あるセグメントの圧力センサが体腔壁から押圧を受けた場合に、当該セグメントの硬度可変機構を動作させ、当該セグメントの硬度を低くする（当該セグメントを柔らかくする）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３７５２３２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の内視鏡装置では、以下の問題が生じる虞がある。
図１８Ａ〜図１８Ｃは、従来の内視鏡装置１００における課題を説明するための図である。具体的に、図１８Ａ〜図１８Ｃは、大腸に挿入された内視鏡装置１００における挿入部２００に対して当該挿入部２００の操作者が先端方向に挿入力量を加えた場合での当該挿入部２００の状態を順に図示したものである。
図１８Ａに示すように、挿入部２００が大腸に挿入され、当該挿入部２００のあるセグメント２１１（図１８Ａ中、大きく曲がったセグメント２１０）が大腸における屈曲部の体腔壁ＷＡに当接している場合を想定する。
【０００５】
この場合には、セグメント２１１の圧力センサが体腔壁ＷＡから押圧を受けるため、内視鏡装置１００は、当該セグメント２１１の硬度可変機構を動作させ、当該セグメント２１１の硬度を低くする。この結果、当該セグメント２１１は、図１８Ｂに示すように、操作者から挿入部２００に加えられる挿入力量に応じて、さらに曲げ量を増大させる。
ここで、セグメント２１１以外の他のセグメント２１０の圧力センサは、体腔壁ＷＡから押圧を受けていない。すなわち、他のセグメント２１０の硬度に変化はない。このため、操作者は、挿入部２００に挿入力量を加えると、図１８Ｃに示すように、セグメント２１１の曲げ量は増大するものの、他のセグメント２１０の曲げ量は増大せず、鋭角形状となったセグメント２１１にて体腔壁ＷＡを突き上げてしまう。すなわち、挿入部２００に挿入力量を加えても、セグメント２１１以外の他のセグメント２１０の形状に変化はなく、当該挿入力量は大腸を伸展させる（体腔壁ＷＡを突き上げる）力に変換されるのみで、先端方向に推進する力がほとんど発生せず、大腸の屈曲部を通過させることができない、という問題がある。また、体腔壁ＷＡを突き上げることによって被験者に苦痛を与えてしまう、という問題がある。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、管路への挿入を容易とし操作性を向上することができる内視鏡装置、当該内視鏡装置の作動方法及び作動プログラム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】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る内視鏡装置は、軸方向に沿って連設された複数のセグメントを有し、管路に挿入される挿入部と、前記セグメントの状態を示す状態量を前記セグメント毎に算出する状態量算出部と、前記セグメント毎に設けられ、当該セグメント毎の曲げ剛性をそれぞれ可変とする複数の剛性可変部と、前記セグメント毎の前記状態量に基づいて、前記複数のセグメントのうち、前記曲げ剛性を変化させるセグメントの範囲又は前記曲げ剛性を設定する起点となるセグメントを特定する起点特定部と、前記複数の剛性可変部をそれぞれ動作させ、前記複数のセグメントの曲げ剛性をそれぞれ変化させる動作制御部とを備え、前記動作制御部は、前記起点となるセグメントに基づいて前記複数のセグメントのうち前記曲げ剛性を変化させるセグメントの範囲又は前記複数のセグメントの前記曲げ剛性を設定し、当該設定した前記セグメントの範囲又は前記曲げ剛性に基づいて前記複数のセグメントのうち２つ以上の連設されたセグメントの曲げ剛性を低下させることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る作動方法は、軸方向に沿って連設された複数のセグメントを有し管路に挿入される挿入部と、前記セグメント毎に設けられ当該セグメント毎の曲げ剛性をそれぞれ可変とする複数の剛性可変部とを備えた内視鏡装置の作動方法であって、状態量算出部が、前記セグメントの状態を示す状態量を前記セグメント毎に算出する状態量算出ステップと、起点特定部が、前記セグメント毎の前記状態量に基づいて、前記複数のセグメントのうち、前記曲げ剛性を変化させるセグメントの範囲又は前記曲げ剛性を設定する起点となるセグメントを特定する起点特定ステップと、動作制御部が、前記起点となるセグメントに基づいて前記複数のセグメントのうち前記曲げ剛性を変化させるセグメントの範囲又は前記複数のセグメントの前記曲げ剛性を設定し、当該設定した前記セグメントの範囲又は前記曲げ剛性に基づいて前記複数のセグメントのうち２つ以上の連設されたセグメントの曲げ剛性を低下させる動作制御ステップとを含むことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る作動プログラムは、上述した作動方法を内視鏡装置に実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る内視鏡装置は、上述した構成を備えるため、例えば、複数のセグメントのうち一のセグメントが押圧を受けた場合には、当該一のセグメントを、複数のセグメントのうち、曲げ剛性を変化させるセグメントの範囲又は曲げ剛性を設定する起点となるセグメントとして特定する。そして、内視鏡装置は、起点となるセグメントに基づいて上述したセグメントの範囲又は曲げ剛性を設定し、当該設定したセグメントの範囲又は曲げ剛性に基づいて複数のセグメントのうち２つ以上の連設されたセグメントの曲げ剛性を低下させる。
このため、管路への挿入部の挿入時に、あるセグメントが管路の屈曲部に当接した場合には、２つ以上の連設されたセグメントの曲げ剛性が低下し、当該２つ以上の連設されたセグメントの曲げ量が増大するため、挿入部全体が鈍角形状となる。すなわち、挿入部は、管壁に対して鈍角形状で接触することになり、管壁から受ける圧力も小さくなる。したがって、挿入部に挿入力量を加えれば、当該挿入力量は管壁を突き上げる力に変換されずに、挿入部先端を推進する力として有効に利用されることになり、管路の屈曲部を容易に通過させることができる。
以上のことから、本発明に係る内視鏡装置によれば、管路への挿入を容易とし操作性を向上することができる、という効果を奏する。
【００１１】
本発明に係る作動方法は、上述した内視鏡装置が行う作動方法であるため、上述した内視鏡装置と同様の効果を奏する。
本発明に係る作動プログラムは、上述した内視鏡装置にて実行される作動プログラムであるため、上述した内視鏡装置と同様の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１に係る内視鏡装置の概略構成を示す図である。
【図２】図２は、図１に示した可撓管部の内部構成を模式的に示す図である。
【図３Ａ】図３Ａは、図２に示した硬度可変素子の構成を模式的に示す図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図２に示した硬度可変素子の特性を示す図である。
【図４】図４は、図１に示した制御装置の構成を示すブロック図である。
【図５】図５は、図１に示した内視鏡装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】図６は、図５に示したステップＳ１０２での曲げ角度θの算出方法を説明するための図である。
【図７Ａ】図７Ａは、状態量が最も大きいセグメントに対して基端側のセグメントの曲げ剛性（硬度）を低くした場合の効果を説明するための図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、状態量が最も大きいセグメントに対して基端側のセグメントの曲げ剛性（硬度）を低くした場合の効果を説明するための図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、状態量が最も大きいセグメントに対して基端側のセグメントの曲げ剛性（硬度）を低くした場合の効果を説明するための図である。
【図８Ａ】図８Ａは、本発明の実施の形態１の効果を説明するための図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、本発明の実施の形態１の効果を説明するための図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態２に係る内視鏡装置における制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】図１０は、図９に示した内視鏡装置の動作を示すフローチャートである。
【図１１Ａ】図１１Ａは、図１０に示したステップＳ１０８，Ｓ１０９を説明するための図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、図１０に示したステップＳ１０８，Ｓ１０９を説明するための図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施の形態３に係る内視鏡装置における制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】図１３は、図１２に示した内視鏡装置の動作を示すフローチャートである。
【図１４】図１４は、本発明の実施の形態４に係る内視鏡装置における制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１５】図１５は、図１４に示した内視鏡装置の動作を示すフローチャートである。
【図１６】図１６は、本発明の実施の形態１〜４の変形例を示す図である。
【図１７Ａ】図１７Ａは、本発明の実施の形態１〜４の変形例を示す図である。
【図１７Ｂ】図１７Ｂは、本発明の実施の形態１〜４の変形例を示す図である。
【図１８Ａ】図１８Ａは、従来の内視鏡装置における課題を説明するための図である。
【図１８Ｂ】図１８Ｂは、従来の内視鏡装置における課題を説明するための図である。
【図１８Ｃ】図１８Ｃは、従来の内視鏡装置における課題を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、実施の形態）について説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。さらに、図面の記載において、同一の部分には同一の符号を付している。
【００１４】
（実施の形態１）
〔内視鏡装置の概略構成〕
図１は、本発明の実施の形態１に係る内視鏡装置１の概略構成を示す図である。
内視鏡装置１は、医療分野において用いられ、人等の生体内（例えば、大腸等の管路）を観察する装置である。この内視鏡装置１は、図１に示すように、内視鏡２と、光源装置３と、表示装置４と、アンテナ５と、制御装置６とを備える。
【００１５】
内視鏡２は、生体内を検査して当該検査結果を出力する。この内視鏡２は、図１に示すように、挿入部７と、操作部８とを備える。
挿入部７は、柔軟で細長形状を有し、生体内に挿入される。この挿入部７は、先端構成部７１と、可撓管部７２とを備える。
先端構成部７１は、挿入部７の先端に位置する部分である。この先端構成部７１には、生体内を照明するための照明窓（図示略）、生体内を観察するための観察窓（図示略）、処置具である鉗子等が挿通される開口部（図示略）等が設けられている。
照明窓には、内視鏡２内（操作部８及び挿入部７内）に引き回されたライトガイド（図示略）の一端が接続される。すなわち、ライトガイドの一端から出射された光は、照明窓を介して、生体内に照射される。
【００１６】
また、先端構成部７１内には、制御装置６による制御の下、観察窓を介して生体内を撮像する撮像部７３（図４参照）が配設されている。
撮像部７３は、生体内に照射された光（被写体像）を、観察窓を介して集光する観察光学系（図示略）と、当該観察光学系が集光（結像）した被写体像を受光して電気信号に変換するＣＣＤ(Charge Coupled Device)又はＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等の撮像素子（図示略）と、当該撮像素子からの電気信号（アナログ信号）に対して信号処理（Ａ／Ｄ変換等）を行って撮像信号を出力する信号処理部（図示略）等を用いて構成される。
【００１７】
可撓管部７２は、先端構成部７１の基端側（先端とは逆側の、操作部８に近い側）に連設される。この可撓管部７２は、挿入部７の中心軸Ａｘ１（図２参照）に沿って並ぶ複数のセグメント７２１（図２参照）により構成され、制御装置６による制御の下、複数のセグメント７２１毎に独立して曲げ剛性を変更可能とする。そして、可撓管部７２は、制御装置６による制御の下、複数のセグメント７２１毎に独立して曲げ剛性を変更することで、生体内において体腔壁に当接した際に、当該体腔壁の形状に応じて湾曲可能とする。
なお、可撓管部７２の詳細な構成については、後述する。
【００１８】
操作部８は、可撓管部７２の基端に接続し、操作者が内視鏡２を把持しながら当該内視鏡２を操作する部分である。そして、この操作部８には、撮影指示等をするための各種スイッチが設けられている。
【００１９】
光源装置３は、図１に示すように、内視鏡２に対し、ユニバーサルコード９を介して接続している。
ここで、ユニバーサルコード９には、上述のライトガイドや、内視鏡２及び制御装置６間で信号（撮像信号や制御信号等）を伝送する信号ケーブルが内蔵されている。
すなわち、光源装置３は、ユニバーサルコード９に内蔵された上述のライトガイドの他端が接続され、当該ライトガイドの他端に生体内を照明するための光を供給する。
【００２０】
表示装置４は、第１信号ケーブル１０を介して制御装置６に接続し、制御装置６による制御の下、画像を表示する。
アンテナ５は、内視鏡２が挿入される生体の周囲に配置され、可撓管部７２に内蔵された後述するソースコイル７２２（図２参照）により発生した磁界を検出する。そして、アンテナ５は、第２信号ケーブル１１を介して制御装置６に接続し、当該検出した検出信号を制御装置６に出力する。
制御装置６は、第３信号ケーブル１２を介してユニバーサルコード９に内蔵された信号ケーブルに接続する。また、制御装置６は、第１信号ケーブル１０を介して表示装置４に接続する。そして、制御装置６は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)等を含んで構成され、メモリ（図示略）に記録されたプログラム（作動プログラムも含む）にしたがって、内視鏡２及び表示装置４の動作を統括的に制御する。
なお、制御装置６の詳細な構成については、後述する。
【００２１】
〔可撓管部の構成〕
図２は、可撓管部７２の内部構成を模式的に示す図である。
なお、図２では、可撓管部７２内部に引き回されるライトガイド及び信号ケーブルの図示を省略している。
可撓管部７２は、図２に示すように、中心軸Ａｘ１に沿って並ぶ複数のセグメント７２１により構成され、セグメント７２１毎に、ソースコイル７２２及び硬度可変素子７２３がそれぞれ内蔵されている。なお、ソースコイル７２２及び硬度可変素子７２３は全てのセグメント７２１に内蔵されていてもよいし、一部のセグメント７２１のみに内蔵されてもよい。
【００２２】
ソースコイル７２２は、フェライトやパーマロイ等の磁性体に銅線を巻回した構成を有し、可撓管部７２の形状を推定するために用いられる。そして、ソースコイル７２２は、可撓管部７２内部に引き回された信号ケーブル（図示略）を介して制御装置６から交流信号が印加されることで、当該ソースコイル７２２の周囲に磁界を発生する（当該ソースコイル７２２の位置に関する位置情報を出力する）。
すなわち、ソースコイル７２２は、本発明に係る位置検出部に相当する。
【００２３】
図３Ａは、硬度可変素子７２３の構成を模式的に示す図である。図３Ｂは、硬度可変素子７２３の特性を示す図である。
硬度可変素子７２３は、図３Ａに示すように、両端に電極７２３１がそれぞれ設けられたコイルパイプ７２３２と、コイルパイプ７２３２内に封入された導電性高分子人工筋肉７２３３（以下、ＥＰＡＭ(Electroactive Polymer Artificial Muscle)７２３３と記載）とを備える。この硬度可変素子７２３は、コイルパイプ７２３２の中心軸Ａｘ２（図３Ａ）が挿入部７の中心軸Ａｘ１に一致又は平行となるように可撓管部７２に内蔵されている。
そして、硬度可変素子７２３は、可撓管部７２内部に引き回された信号ケーブル（図示略）を介して制御装置６から電極７２３１（ＥＰＡＭ７２３３）に電圧が印加される。ここで、ＥＰＡＭ７２３３は、電圧が印加されることで、コイルパイプ７２３２の中心軸Ａｘ２を中心に径を拡張しようとするが、コイルパイプ７２３２により当該径の拡張が規制されている。このため、硬度可変素子７２３は、図３Ｂに示すように、印加される電圧値が高くなるほど、硬度（曲げ剛性）が高まることとなる。すなわち、硬度可変素子７２３の硬度を変化させることで、当該硬度可変素子７２３が内蔵されたセグメント７２１の曲げ剛性も変化することとなる。
以上説明した硬度可変素子７２３は、本発明に係る剛性可変部に相当する。
【００２４】
〔制御装置の構成〕
図４は、制御装置６の構成を示すブロック図である。
制御装置６は、図４に示すように、表示制御部６１と、交流信号出力部６２と、状態量算出部６３と、起点特定部６４と、指標値算出部６５と、動作制御部６６とを備える。
表示制御部６１は、第３信号ケーブル１２等を介して、撮像部７３の動作を制御し、撮像部７３から出力される撮像信号を取得する。また、表示制御部６１は、当該取得した撮像信号に対して所定の処理を施す。そして、表示制御部６１は、第１信号ケーブル１０を介して表示装置４の動作を制御し、撮像部７３にて撮像された画像を表示装置４に表示させる。また、表示制御部６１は、状態量算出部６３にて推定された可撓管部７２の形状に対応する画像を表示装置４に表示させる。
【００２５】
交流信号出力部６２は、第３信号ケーブル１２等を介して、各ソースコイル７２２に交流信号を順次、印加する。
状態量算出部６３は、アンテナ５からの検出信号に基づいて、可撓管部７２（挿入部７）の形状（３次元形状）を推定する。そして、状態量算出部６３は、当該推定した可撓管部７２の形状に基づいて、当該可撓管部７２を構成する、対象となるセグメント７２１の各曲げ角度θ（セグメント７２１毎の状態をそれぞれ示す各状態量）を算出する。なお、状態量として、基準となる状態からの変化量を示す状態変化量を用いてもよい。
【００２６】
起点特定部６４は、状態量算出部６３にて算出された各セグメント７２１の曲げ角度θに基づいて、複数のセグメント７２１のうち曲げ剛性を変化させるセグメントの範囲又は曲げ剛性を設定する起点となるセグメント７２１（以下、起点セグメント７２１と記載）を特定する。
指標値算出部６５は、動作制御部６６にて設定された所定数の対象セグメント７２１の各曲げ角度θに基づいて、所定数の対象セグメント７２１の曲げ剛性をそれぞれ変化させるための各指標値を算出する。
動作制御部６６は、曲げ剛性を変化させる対象となるセグメント７２１（対象セグメント７２１）として、全てのセグメント７２１のうち、起点セグメント７２１から可撓管部７２の基端側に向けて連設された所定数（２以上）のセグメント７２１を設定する。なお、対象セグメント７２１として、起点セグメント７２１から可撓管部７２の基端側に向けて連設された所定数のセグメント７２１そのものではなく、起点セグメント７２１から基端側に向けて連設されたセグメント７２１のうち、起点セグメント７２１に隣り合うセグメント７２１、又は起点セグメント７２１から所定数のセグメント７２１だけ離れた一のセグメント７２１を基準として、当該基準としたセグメント７２１から基端側に向けて連設された所定数のセグメント７２１を設定してもよい。
また、動作制御部６６は、各硬度可変素子７２３に初期電圧値（図３Ｂ、指標値が「０」に相当）の電圧を印加し、可撓管部７２を当該初期電圧値に応じた曲げ剛性に設定する。さらに、動作制御部６６は、指標値算出部６５にて算出された各指標値に基づいて、第３信号ケーブル１２等を介して所定数の対象セグメント７２１にそれぞれ内蔵された各硬度可変素子７２３に印加する電圧値を変化させ、当該所定数の対象セグメント７２１の曲げ剛性をそれぞれ変化させる。
【００２７】
〔内視鏡装置の動作〕
次に、上述した内視鏡装置１の動作（内視鏡装置１の作動方法）について説明する。
図５は、内視鏡装置１の動作を示すフローチャートである。
以下では、制御装置６（交流信号出力部６２）から各ソースコイル７２２に交流信号が順次、印加されているとともに、当該ソースコイル７２２により発生した磁界がアンテナ５で検出され、アンテナ５から検出信号が制御装置６に出力されているものとする。また、制御装置６（動作制御部６６）から各硬度可変素子７２３に初期電圧値の電圧がそれぞれ印加され、可撓管部７２は、当該初期電圧値に応じた曲げ剛性に設定されているものとする。
状態量算出部６３は、アンテナ５からの検出信号を入力し、当該検出信号の振幅や位相量に基づいて、対象となるソースコイル７２２の現状の位置（３次元位置）をそれぞれ算出する。そして、状態量算出部６３は、当該算出した各ソースコイル７２２の位置の間を補間し、可撓管部７２の現状の形状（３次元形状）を推定する（ステップＳ１０１）。
【００２８】
続いて、状態量算出部６３は、ステップＳ１０１で推定した可撓管部７２の形状に基づいて、以下に示すように、可撓管部７２を構成する、対象となるセグメント７２１の現状の曲げ角度θをそれぞれ算出する（ステップＳ１０２：状態量算出ステップ）。
図６は、曲げ角度θの算出方法を説明するための図である。具体的に、図６は、ステップＳ１０１で推定された可撓管部７２の形状の一例を示している。
なお、図６では、推定された可撓管部７２の全ての形状のうち、先端側の５つのセグメント７２１のみ（可撓管部７２の全てのセグメント７２１の数は、６つ以上）を図示している。以下では、５つのセグメント７２１を、先端側から順に、第１〜第５セグメントＡ〜Ｅと記載する。また、第１〜第５セグメントＡ〜Ｅの各曲げ角度θをそれぞれ曲げ角度θＡ〜θＥと記載する。
【００２９】
状態量算出部６３は、第１セグメントＡの曲げ角度θＡを算出する際、ステップＳ１０１で推定した可撓管部７２の全ての形状のうち、第１セグメントＡに相当する線形要素に着目する。そして、状態量算出部６３は、当該着目した線形要素のうち、基端側の端点（基端側の第２セグメントＢとの境界位置（図６では、一点鎖線で図示））を通る接線と、先端側の端点（先端構成部７１との境界位置（図６では、実線で図示））を通る接線とのなす角度を曲げ角度θＡとして算出する。また、状態量算出部６３は、上述した第１セグメントＡの曲げ角度θＡの算出方法と同様の方法で、他のセグメント７２１の曲げ角度θについても算出する。
なお、図６の例では、曲げ角度θＡ〜θＥは、それぞれ「４°」、「３°」、「３°」、「２°」、及び「０°」として算出されているものとする。
【００３０】
続いて、起点特定部６４は、ステップＳ１０２で算出された、対象となるセグメント７２１の曲げ角度θを参照し、曲げ角度θが予め設定された第１閾値以上となるセグメント７２１があるか否かを判断する（ステップＳ１０３）。
曲げ角度θが第１閾値以上となるセグメント７２１がないと判断された場合（ステップＳ１０３：Ｎｏ）には、内視鏡装置１は、ステップＳ１０１に戻る。そして、内視鏡装置１は、再度、可撓管部７２の形状を推定する。
一方、曲げ角度θが第１閾値以上となるセグメント７２１があると判断した場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）には、起点特定部６４は、ステップＳ１０２で算出された、対象となるセグメント７２１のうち、最も大きい曲げ角度θを有するセグメント７２１（図６の例では、曲げ角度θが最も大きい第１セグメントＡ）を起点セグメント７２１として特定する（ステップＳ１０４：起点特定ステップ）。最も大きい曲げ角度θを有するセグメント７２１又はその近傍のセグメントにおいて、スタック状態（先端方向への推進力を失った状態）が予測される。
【００３１】
続いて、動作制御部６６は、起点セグメント７２１から基端側に向けて連設された所定数（本実施の形態１では、５つ）の対象セグメント７２１（図６の例では、第１〜第５セグメントＡ〜Ｅ）を設定する（ステップＳ１０５）。
続いて、指標値算出部６５は、所定数の対象セグメント７２１の各曲げ角度θに基づいて、以下に示すように、所定数の対象セグメント７２１の曲げ剛性をそれぞれ変化させるための各指標値を算出する（ステップＳ１０６）。
具体的に、指標値算出部６５は、各指標値を算出する際、所定数の対象セグメント７２１のうち一の対象セグメント７２１に隣り合う先端側の対象セグメント７２１の曲げ角度θに当該一の対象セグメント７２１の曲げ角度θを加えて、当該一の対象セグメント７２１の曲げ剛性を変化させるための指標値を算出する。
【００３２】
ここで、指標値は、各対象セグメント７２１に内蔵された硬度可変素子７２３に印加する電圧の電圧値に対応し、図３Ｂに示すように、「０」の場合に最も高い電圧値（初期電圧値）である。すなわち、指標値が「０」に相当する初期電圧値の電圧を硬度可変素子７２３に印加した場合には、当該硬度可変素子７２３（セグメント７２１）の曲げ剛性が最も高くなる（セグメント７２１の硬度が最も高くなる）。そして、指標値が大きくなるにしたがって、硬度可変素子７２３に印加する電圧の電圧値が小さいものとなる。すなわち、指標値が大きくなるにしたがって、硬度可変素子７２３に印加する電圧は小さくなり、硬度可変素子７２３（セグメント７２１）の曲げ剛性が低くなる（セグメント７２１の硬度が低くなる）。なお、図３Ｂでは、指標値が「１０」以上の場合には、硬度可変素子７２３に印加する電圧の電圧値を「０」としている。
図６の例では、指標値算出部６５は、以下の表１に示すように各指標値を算出する。
【００３３】
【表１】
2016007434.tif 000003
【００３４】
すなわち、指標値算出部６５は、例えば、第１セグメントＡの曲げ剛性を変化させるための指標値を算出する際には、表１に示すように、第１セグメントＡの曲げ角度θＡ（４）に当該第１セグメントＡに隣り合う先端側の対象セグメント７２１の曲げ角度θ（先端側が先端構成部７１であるため曲げ角度θ＝０）を加えて、指標値を「４」として算出する。同様の方法で、指標値算出部６５は、第２セグメントＢ〜第５セグメントＥの曲げ剛性を変化させるための各指標値をそれぞれ「７」、「６」、「５」、及び「２」として算出する。
【００３５】
続いて、動作制御部６６は、第３信号ケーブル１２等を介して、所定数の対象セグメント７２１（図６の例では、第１〜第５セグメントＡ〜Ｅ）にそれぞれ内蔵された各硬度可変素子７２３に対して、ステップＳ１０６で算出された各指標値に対応する各電圧値の電圧をそれぞれ印加し、当該所定数の対象セグメント７２１の曲げ剛性をそれぞれ変化させる（ステップＳ１０７：動作制御ステップ）。この後、内視鏡装置１は、ステップＳ１０１に戻る。そして、内視鏡装置１は、再度、可撓管部７２の現状の形状を推定する。
図６の例では、第１〜第５セグメントＡ〜Ｅにそれぞれ内蔵された各硬度可変素子７２３に対して、指標値「４」、「７」、「６」、「５」、及び「２」に対応する電圧値の電圧が印加される。このため、起点セグメントである第１セグメントＡに隣り合う基端側の第２セグメントＢの曲げ剛性（硬度）が最も低くなる。すなわち、上記の例（図６及び表１）では、曲げ角度θ（状態量）が最も大きいセグメント７２１に隣り合う基端側のセグメント７２１の曲げ剛性（硬度）が最も低くなる。なお、上記の例では、曲げ角度θが最も大きいセグメント７２１に隣り合う基端側のセグメント７２１の曲げ剛性が最も低くなったが、各セグメント７２１の曲げ角度θの値によっては（例えば、表１で第２セグメントＢの曲げ角度θが「３」ではなく「５」の場合）、曲げ角度θが最も大きいセグメント７２１（当該場合では第２セグメントＢ）の曲げ剛性が最も低くなる。すなわち、本実施の形態１では、曲げ角度θが最も大きいセグメント７２１、又は曲げ角度θが最も大きいセグメント７２１に隣り合う基端側のセグメント７２１の曲げ剛性を最も低くする構成としている。
【００３６】
以下、状態量が最も大きいセグメント７２１に対して基端側のセグメント７２１の曲げ剛性を低くした場合の効果について説明する。
図７Ａ〜図７Ｃは、上記の効果を説明するための図である。具体的に、図７Ａ及び図７Ｂは、大腸に挿入された挿入部７に対して操作者が先端方向に挿入力量を加えた場合であって、状態量が最も大きいセグメント７２１の曲げ剛性（硬度）のみを低くした場合での当該挿入部７の状態を順に図示したものである。図７Ｃは、図７Ａに示す状態から、大腸に挿入された挿入部７に対して操作者が先端方向に挿入力量を加えた場合であって、状態量が最も大きいセグメント７２１に隣り合う基端側のセグメント７２１の曲げ剛性（硬度）のみを低くした場合での当該挿入部７の状態を図示したものである。
ここで、図７Ａ〜図７Ｃに記載された「ＤＲ」は、操作者が生体内に挿入した挿入部７に対して基端側から先端側に向けて挿入力量を加えた場合に、挿入部７が体腔壁ＷＡから負荷されている抗力を意味するものである。
【００３７】
図７Ａに示すように、挿入部７が大腸に挿入され、当該挿入部７の第３セグメントＣ（図７Ａ中、大きく曲がったセグメント７２１）が大腸における屈曲部の体腔壁ＷＡに当接している場合を想定する。
この場合には、第３セグメントＣは、状態量（曲げ角度θ）が最も大きいセグメント７２１となる。そして、当該第３セグメントＣの曲げ剛性のみを低くした場合には、挿入部７は、操作者から挿入部７に加えられる挿入力量（抗力ＤＲ）に応じて、第３セグメントＣの曲げ量が増大し、その結果、図７Ｂに示すように、先端部が長さｄ１だけ先端方向（鉛直方向）に進められる。
【００３８】
一方、第３セグメントＣに隣り合う基端側の第４セグメントＤの曲げ剛性のみを低くした場合には、第４セグメントＤに負荷される曲げモーメントは、抗力ＤＲに距離Ｌｄ（第３セグメントＣの中心位置と第４セグメントＤの中心位置との水平方向の距離）を乗じた大きさになり、図７Ｂに示した第３セグメントＣの曲げモーメントより大きなモーメントである。このため、挿入部７は、図７Ｃに示すように、操作者から挿入部７に加えられる挿入力量（抗力ＤＲ）に応じて、先端部が長さｄ１より大きい長さｄ２だけ先端方向に進められる。
すなわち、状態量が最も大きいセグメント７２１に隣り合う基端側のセグメント７２１の曲げ剛性を低くすることで、状態量が最も大きいセグメント７２１の曲げ剛性を低くする場合と比較して、挿入部７の先端をより深く先端方向に進めることができる、という効果がある。
【００３９】
なお、本実施の形態１の構成では、複数のセグメント７２１の各々の状態量が大きいほど、当該セグメントに隣り合う基端側のセグメント７２１の曲げ剛性が低くなる傾向となるが、例えば状態量をそのまま指標値として用いることにより、複数のセグメント７２１の各々の状態量が大きいほど、当該セグメント７２１の曲げ剛性が低くなるような構成としてもよい。また、複数のセグメント７２１の各々の状態量が大きいほど、当該セグメント７２１から所定の数のセグメント７２１分離れたセグメント７２１の曲げ剛性が低くなるような構成としてもよい。また、状態量に基づく指標値（状態量そのものを指標値として用いる場合も含む）を所定の閾値と比較し、閾値よりも大きい場合にはセグメント７２１又は当該セグメント７２１に隣り合うセグメント７２１又は当該セグメント７２１から所定数のセグメント７２１分だけ離れたセグメント７２１の曲げ剛性を低くする（所定のより低い曲げ剛性に設定する）構成としてもよい。
【００４０】
以上説明した実施の形態１によれば、以下の効果がある。
図８Ａ及び図８Ｂは、本発明の実施の形態１の効果を説明するための図である。具体的に、図８Ａ及び図８Ｂは、大腸に挿入された挿入部７に対して操作者が先端方向に挿入力量を加えた場合での当該挿入部７の状態を順に図示したものである。
図８Ａに示すように、挿入部７が大腸に挿入され、当該挿入部７の第３セグメントＣ（図８Ａ中、大きく曲がったセグメント７２１）が大腸における屈曲部の体腔壁ＷＡに当接している場合を想定する。
この場合には、内視鏡装置１は、起点セグメントである第３セグメントＣと、当該第３セグメントＣから基端側に連設された第４〜第７セグメントＤ〜Ｇの曲げ剛性を低下させる。この結果、操作者は、挿入部７に挿入力量を加えると、図８Ｂに示すように、第３〜第７セグメントＣ〜Ｇの曲げ量が増大し、挿入部７全体が鈍角形状となる。すなわち、挿入部７は、体腔壁ＷＡに対して鈍角形状で接触することになり、体腔壁ＷＡから受ける圧力も小さくなる。したがって、挿入部７に挿入力量を加えれば、当該挿入力量は大腸を伸展させる（体腔壁ＷＡを突き上げる）力に変換されずに、挿入部７先端を推進する力として有効に利用されることになり、大腸の屈曲部を容易に通過させることができる。
以上のことから、本実施の形態１に係る内視鏡装置１によれば、管路への挿入を容易とし操作性を向上することができる、という効果を奏する。
【００４１】
特に、本実施の形態１に係る内視鏡装置１は、対象セグメントである第３〜第７セグメントＣ〜Ｇの曲げ剛性を変化させる際、当該対象セグメントのうち一の対象セグメント７２１に隣り合う先端側の対象セグメント７２１の曲げ角度θに当該一の対象セグメント７２１の曲げ角度θを加えた指標値に応じて、当該指標値が大きいほど、当該一の対象セグメント７２１の曲げ剛性を低くする。
このため、大腸の屈曲部から抗力を受けている第３セグメントＣより基端側の第４セグメントＤから曲がり易くなり、さらに、第３〜第７セグメントＣ〜Ｇで曲げ剛性が連続的となり、大腸の屈曲部への負荷による被検者の苦痛を効果的に低減することができる。
【００４２】
また、本実施の形態１に係る内視鏡装置１は、上述した場合（図８Ａ）に、対象となる全てのセグメント７２１の曲げ剛性を変化させずに、大腸の屈曲部周囲に位置する一部の第３〜第７セグメントＣ〜Ｇの曲げ剛性を変化させる。
このため、全てのセグメント７２１に対して指標値を算出する必要がなく、制御装置６の処理負荷を軽減することができる。
【００４３】
また、本実施の形態１に係る内視鏡装置１は、対象となるセグメント７２１のうち曲げ角度θが最も大きい第３セグメントＣを起点セグメントとして特定する。
このため、スタック状態（先端方向への推進力を失った状態）が予測されるセグメント７２１を的確に特定することができ、このセグメント７２１を起点として、曲げ剛性を変化させる対象として適切なセグメント７２１である第３〜第７セグメントＣ〜Ｇを特定すると共に、曲げ剛性を最も大きく変化させる第４セグメントＤを特定できる。これにより、対象のセグメント７２１の曲げ剛性を適切に変化させて、大腸の屈曲部を容易に通過させることができる。
【００４４】
また、本実施の形態１に係る内視鏡装置１は、複数のソースコイル７２２及びアンテナ５を用い、アンテナ５からの検出信号に基づいて、対象となるセグメント７２１の各曲げ角度θを算出する。そして、内視鏡装置１は、曲げ角度θが予め設定された第１閾値以上となるセグメント７２１がある場合に、対象となるセグメント７２１の曲げ剛性の変化を開始する。
このため、スタック状態が予測される起点セグメント７２１は大腸の体腔壁からの抗力に応じて曲げ角度θが大きくなると考えられることから、対象となるセグメント７２１の各曲げ角度θを算出することで、スタック状態を良好に予測し、当該スタック状態に陥ることを回避することができる。
なお、曲げ角度を算出する対象となるセグメント７２１は、可撓管部７２を構成する全てのセグメントとしてもよいし、一部の範囲のセグメントとしてもよい。
【００４５】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について説明する。
以下の説明では、上述した実施の形態１と同様の構成及びステップには同一符号を付し、その詳細な説明は省略又は簡略化する。
本実施の形態２に係る内視鏡装置は、上述した実施の形態１で説明した内視鏡装置１に対して、起点セグメントを特定する方法が異なる。そして、本実施の形態２に係る内視鏡装置は、上述した実施の形態１で説明した内視鏡装置１に対して、制御装置６の一部の機能を変更している。
以下、本実施の形態２に係る内視鏡装置における制御装置の構成について説明する。
【００４６】
〔制御装置の構成〕
図９は、本発明の実施の形態２に係る内視鏡装置１Ａにおける制御装置６Ａの構成を示すブロック図である。
制御装置６Ａは、図９に示すように、上述した実施の形態１で説明した制御装置６（図４）に対して、抵抗力量算出部６７及び抵抗力量積算部６８が追加されているとともに、起点特定部６４の代わりに当該起点特定部６４の一部の機能を変更した起点特定部６４Ａが追加されている。
【００４７】
抵抗力量算出部６７は、状態量算出部６３にて算出された各セグメント７２１の曲げ角度θに基づいて、可撓管部７２を構成する全てのセグメント７２１の摩擦による抵抗力量をそれぞれ算出する。
抵抗力量積算部６８は、全てのセグメント７２１のうち最も基端側のセグメント７２１から順に、抵抗力量算出部６７にて算出された抵抗力量を積算する。
起点特定部６４Ａは、抵抗力量積算部６８にてセグメント７２１の抵抗力量が１つ積算される毎に、当該積算された積算値を予め設定された第２閾値と比較する。そして、起点特定部６４Ａは、当該積算値が第２閾値以上となった場合に、抵抗力量積算部６８にて最後に積算された抵抗力量を有するセグメント７２１を起点セグメント７２１として特定する。
【００４８】
〔内視鏡装置の動作〕
次に、本実施の形態２に係る内視鏡装置１Ａの動作（内視鏡装置１Ａの作動方法）について説明する。
図１０は、内視鏡装置１Ａの動作を示すフローチャートである。
本実施の形態２に係る内視鏡装置１Ａの動作は、図１０に示すように、上述した実施の形態１で説明した内視鏡装置１の動作（図５）に対して、ステップＳ１０８〜Ｓ１１１を追加するとともに、ステップＳ１０４の代わりにステップＳ１０４Ａを追加した点が異なるのみである。このため、以下では、ステップＳ１０８〜Ｓ１１１，Ｓ１０４Ａのみを説明する。
【００４９】
図１１Ａ及び図１１Ｂは、ステップＳ１０８，Ｓ１０９を説明するための図である。具体的に、図１０は、図６に対応した図である。
なお、図１１Ａ及び図１１Ｂでは、可撓管部７２の全てのセグメント７２１の数は、２６個である。以下では、２６個のセグメント７２１を、先端側から順に、第１〜第２６セグメントＡ〜Ｚと記載する。また、第１〜第２６セグメントＡ〜Ｚの各曲げ角度θをそれぞれ曲げ角度θＡ〜θＺと記載する。
ここで、図１１Ａに記載された「ＤＲ」は、図７Ａ〜図７Ｃと同様に、操作者が生体内に挿入した挿入部７に対して基端側から先端側に向けて挿入力量Ｆｉｎを（図１１Ｂ）加えた場合に、各セグメント７２１が体腔壁から負荷されている抗力を意味するものである。以下では、第１〜第２６セグメントＡ〜Ｚに負荷されている抗力ＤＲをそれぞれ抗力ＤＲＡ〜ＤＲＺと記載する。
また、図１１Ａ及び図１１Ｂに記載された「ＦＲ」は、上述の場合での各セグメント７２１の体腔壁との摩擦による抵抗力量を意味するものである。以下では、第１〜第２６セグメントＡ〜Ｚの各抵抗力量をそれぞれ抵抗力量ＦＲＡ〜ＦＲＺと記載する。
【００５０】
ステップＳ１０８は、ステップＳ１０２の後に実行される。
具体的に、抵抗力量算出部６７は、ステップＳ１０８において、以下に示すように、可撓管部７２を構成する全てのセグメント７２１の現状の各抵抗力量を算出する。
先ず、抵抗力量算出部６７は、全てのセグメント７２１に負荷されている現状の各抗力ＤＲを以下の式（１）により算出する。
ＤＲ＝ｋ・θ  ・・・（１）
なお、式（１）において、ｋは、対応するセグメント７２１の曲げ弾性係数（N/deg.）であり、当該セグメント７２１の現状の曲げ剛性（当該セグメント７２１に印加されている現状の電圧値に対応（図３Ｂ））から求められるものである。
図１１Ａ及び図１１Ｂの例では、抵抗力量算出部６７は、第１〜第２６セグメントＡ〜Ｚの現状の各曲げ角度θ（θＡ〜θＺ）及び現状の各曲げ弾性係数ｋ（ｋＡ〜ｋＺ）を用いて、式（１）により、第１〜第２６セグメントＡ〜Ｚにそれぞれ負荷されている現状の各抗力ＤＲ（ＤＲＡ〜ＤＲＺ）を算出する。
【００５１】
そして、抵抗力量算出部６７は、算出した全てのセグメント７２１にそれぞれ負荷されている現状の各抗力ＤＲ、及び可撓管部７２表面の動摩擦係数μ（全てのセグメント７２１で同一）を用いて、全てのセグメント７２１の現状の各抵抗力量ＦＲを以下の式（２）によりそれぞれ算出する。
ＦＲ＝μ・ＤＲ
＝μ・ｋ・θ  ・・・（２）
図１１Ａ及び図１１Ｂの例では、抵抗力量算出部６７は、式（２）の右辺に第１〜第２６セグメントＡ〜Ｚの現状の各抗力ＤＲ（ＤＲＡ〜ＤＲＺ）を代入して、第１〜第２６セグメントＡ〜Ｚの現状の各抵抗力量ＦＲ（ＦＲＡ〜ＦＲＺ）を算出する。
【００５２】
ステップＳ１０９は、ステップＳ１０８の後に実行される。
具体的に、抵抗力量積算部６８は、ステップＳ１０９において、全てのセグメント７２１のうち最も基端側のセグメント７２１（図１１Ａ及び図１１Ｂの例では、第２６セグメントＺ）から順に、ステップＳ１０８で算出された抵抗力量ＦＲを積算する。
【００５３】
ステップＳ１１０は、ステップＳ１０９の後に実行される。
具体的に、起点特定部６４Ａは、ステップＳ１１０において、ステップＳ１０９でセグメント７２１の抵抗力量ＦＲが１つ積算される毎に、当該積算された積算値ＦＲｉｔ（図１１Ｂ）を予め設定された第２閾値と比較する。そして、起点特定部６４Ａは、当該積算値が第２閾値以上となったか否かを判断する。
なお、図１１Ｂでは、第２６セグメントＺ〜第３セグメントＣまで抵抗力量ＦＲを積算した場合に、当該積算値ＦＲｉｔ（ＦＲＺ＋ＦＲＹ＋ＦＲＸ＋・・・＋ＦＲＣ）が第２閾値以上となった場合を示している。
【００５４】
ステップＳ１１１は、ステップＳ１１０で積算値が第２閾値未満であると判断された場合（ステップＳ１１０：Ｎｏ（図１１Ｂの例では、第２６セグメントＺ〜第３セグメントＣまで抵抗力量ＦＲを積算していない場合））に実行される。
具体的に、起点特定部６４Ａは、ステップＳ１１１において、全てのセグメント７２１（図１１Ａ及び図１１Ｂの例では、第１〜第２６セグメントＡ〜Ｚ）の抵抗力量ＦＲを積算したか否かを判断する。
全てのセグメント７２１の抵抗力量ＦＲを積算していないと判断された場合（ステップＳ１１１：Ｎｏ）には、内視鏡装置１Ａは、ステップＳ１０９に戻る。そして、内視鏡装置１Ａは、直前に抵抗力量ＦＲを積算したセグメント７２１に隣り合う先端側のセグメント７２１の抵抗力量ＦＲをさらに積算する。
一方、全てのセグメント７２１の抵抗力量ＦＲを積算したと判断された場合（ステップＳ１１１：Ｙｅｓ）、すなわち、全てのセグメント７２１の抵抗力量ＦＲを積算しても当該積算値が第２閾値未満となる場合には、内視鏡装置１Ａは、ステップＳ１０１に戻る。そして、内視鏡装置１Ａは、再度、可撓管部７２の形状を推定する。
【００５５】
ステップＳ１０４Ａ（起点特定ステップ）は、ステップＳ１１０で積算値が第２閾値以上であると判断された場合（ステップＳ１１０：Ｙｅｓ（図１１Ｂの例では、第２６セグメントＺ〜第３セグメントＣまで抵抗力量ＦＲを積算した場合））に実行される。
具体的に、起点特定部６４Ａは、ステップＳ１０９で最後に積算された抵抗力量ＦＲを有するセグメント７２１（図１１Ｂの例では、第３セグメントＣ）を起点セグメント７２１として特定する。この後、内視鏡装置１Ａは、ステップＳ１０５に移行する。そして、内視鏡装置１Ａは、上述した実施の形態１と同様に、所定数の対象セグメント７２１（図１１Ｂの例では、第３〜第７セグメントＣ〜Ｇ）を特定する。
【００５６】
以上説明した実施の形態２によれば、上述した実施の形態１と同様の効果の他、以下の効果がある。
本実施の形態２に係る内視鏡装置１Ａは、全てのセグメント７２１のうち最も基端側のセグメント７２１から順に、抵抗力量ＦＲを積算する。そして、内視鏡装置Ａは、積算値が第２閾値以上となった場合に、最後に積算した抵抗力量ＦＲを有するセグメント７２１を起点セグメントとして特定する。
このため、スタック状態は抵抗力量ＦＲの積算値が所定の閾値を超えた場合に発生すると考えられることから、抵抗力量ＦＲの積算値と第２閾値との比較結果に基づいてスタック状態が予測されるセグメント７２１を適切に特定し、特定結果に基づいて曲げ剛性を変化させるセグメント７２１の範囲を更に特定し、当該範囲の複数のセグメント７２１の曲げ剛性を変化させることによってスタック状態に陥ることを良好に回避することができる。
【００５７】
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３について説明する。
以下の説明では、上述した実施の形態１，２と同様の構成及びステップには同一符号を付し、その詳細な説明は省略又は簡略化する。
本実施の形態３に係る内視鏡装置は、上述した実施の形態１，２で説明した内視鏡装置１，１Ａに対して、各セグメント７２１の曲げ剛性を変化させるトリガとなる条件が異なる。そして、本実施の形態３に係る内視鏡装置は、上述した実施の形態１，２で説明した内視鏡装置１，１Ａに対して、制御装置６，６Ａの一部の機能を変更している。
以下、本実施の形態３に係る内視鏡装置における制御装置の構成について説明する。
【００５８】
〔制御装置の構成〕
図１２は、本発明の実施の形態３に係る内視鏡装置１Ｂにおける制御装置６Ｂの構成を示すブロック図である。
制御装置６Ｂは、図１２に示すように、上述した実施の形態１で説明した制御装置６（図４）に対して、上述した実施の形態２で説明した抵抗力量算出部６７と、総和算出部６９と、スタック状態予測部７０とが追加されている。
【００５９】
総和算出部６９は、抵抗力量算出部６７にて算出された全てのセグメント７２１の抵抗力量ＦＲの総和を求める。
スタック状態予測部７０は、総和算出部６９にて求められた総和と予め設定された第３閾値とを比較し、挿入部７が先端方向への推進力を失ったスタック状態になるか否かを予測する。
そして、本実施の形態３では、内視鏡装置１Ｂは、スタック状態になると予測した場合に、各セグメント７２１の曲げ剛性を変化させる。
【００６０】
〔内視鏡装置の動作〕
次に、本実施の形態３に係る内視鏡装置１Ｂの動作（内視鏡装置１Ｂの作動方法）について説明する。
図１３は、内視鏡装置１Ｂの動作を示すフローチャートである。
本実施の形態３に係る内視鏡装置１Ｂの動作は、図１３に示すように、上述した実施の形態１で説明した内視鏡装置１の動作（図５）に対して、上述した実施の形態２で説明したステップＳ１０８を追加するとともに、ステップＳ１１２，Ｓ１１３を追加した点が異なるのみである。このため、以下では、ステップＳ１１２，Ｓ１１３のみを説明する。
【００６１】
ステップＳ１１２は、ステップＳ１０８の後に実行される。
具体的に、総和算出部６９は、ステップＳ１１２において、ステップＳ１０８で算出された全てのセグメント７２１の抵抗力量ＦＲの総和（図１１Ａ及び図１１Ｂの例では、ＦＲＡ＋ＦＲＢ＋ＦＲＣ＋・・・＋ＦＲＺ）を求める。
【００６２】
ステップＳ１１３は、ステップＳ１１２の後に実行される。
具体的に、スタック状態予測部７０は、ステップＳ１１３において、ステップＳ１１２で求められた総和と予め設定された第３閾値とを比較し、当該総和が第３閾値以上であるか否かを判断する。
総和が第３閾値未満であると判断した場合（ステップＳ１１３：Ｎｏ）には、スタック状態予測部７０は、挿入部７が当面スタック状態にならないと予測する。そして、内視鏡装置１Ｂは、ステップＳ１０１に戻り、再度、可撓管部７２の形状を推定する。
一方、総和が第３閾値以上であると判断した場合（ステップＳ１１３：Ｙｅｓ）には、スタック状態予測部７０は、挿入部７がスタック状態になると予測する。そして、内視鏡装置１Ｂは、ステップＳ１０４に移行し、ステップＳ１０４〜Ｓ１０７を順次、実行することで、所定数の対象セグメント７２１の曲げ剛性を変化させる。
【００６３】
以上説明した実施の形態３のようにスタック状態になると予測した場合に各セグメント７２１の曲げ剛性を変化させるように構成した場合であっても、上述した実施の形態１，２と同様の効果を奏する。
【００６４】
（実施の形態４）
次に、本発明の実施の形態４について説明する。
以下の説明では、上述した実施の形態３と同様の構成及びステップには同一符号を付し、その詳細な説明は省略又は簡略化する。
本実施の形態４に係る内視鏡装置は、上述した実施の形態３で説明した内視鏡装置１Ｂに対して、曲げ剛性を変化させる対象セグメントを全てのセグメント７２１としている点が異なる。そして、本実施の形態４に係る内視鏡装置は、上述した実施の形態３で説明した内視鏡装置１Ｂに対して、制御装置６Ｂの一部の機能を変更している。
以下、本実施の形態４に係る内視鏡装置における制御装置の構成について説明する。
【００６５】
〔制御装置の構成〕
図１４は、本発明の実施の形態４に係る内視鏡装置１Ｃにおける制御装置６Ｃの構成を示すブロック図である。
制御装置６Ｃは、図１４に示すように、上述した実施の形態３で説明した制御装置６Ｂ（図１２）に対して、動作制御部６６の代わりに当該動作制御部６６の一部の機能を変更した動作制御部６６Ｃが追加されている。
動作制御部６６Ｃは、上述した実施の形態３で説明した動作制御部６６に対して、曲げ剛性を変化させる対象セグメント７２１を全てのセグメント７２１に設定する点が異なる。
【００６６】
〔内視鏡装置の動作〕
次に、本実施の形態４に係る内視鏡装置１Ｃの動作（内視鏡装置１Ｃの作動方法）について説明する。
図１５は、内視鏡装置１Ｃの動作を示すフローチャートである。
本実施の形態４に係る内視鏡装置１Ｃの動作は、図１５に示すように、上述した実施の形態３で説明した内視鏡装置１Ｂの動作（図１３）に対して、ステップＳ１０５，Ｓ１０６の代わりにステップＳ１０５Ｃ，Ｓ１０６Ｃを追加した点が異なるのみである。このため、以下では、ステップＳ１０５Ｃ，Ｓ１０６Ｃのみを説明する。
【００６７】
ステップＳ１０５Ｃは、ステップＳ１０４の後に実行される。
具体的に、動作制御部６６Ｃは、ステップＳ１０５Ｃにおいて、曲げ剛性を変化させる対象セグメント７２１を全てのセグメント７２１（図１１Ａ及び図１１Ｂの例では、第１〜第２６セグメントＡ〜Ｚ）に設定する。
続いて、指標値算出部６５は、ステップＳ１０６Ｃにおいて、上述した実施の形態３で説明したステップＳ１０６と同様の方法で、ステップＳ１０４で特定された起点セグメント７２１又は当該起点セグメント７２１に隣り合う基端側のセグメント７２１の曲げ剛性が最も低くなる指標値を算出する。或いは、起点セグメント７２１から所定数のセグメント７２１分だけ離れたセグメント７２１の曲げ剛性が最も低くなる指標値を算出する。また、指標値算出部６５は、他のセグメント７２１の曲げ剛性をそれぞれ変化させるための指標値については、当該曲げ剛性を最も低くするセグメント７２１から離れるに従って、曲げ剛性が高くなるように当該指標値を算出する。この後、内視鏡装置１Ｃは、ステップＳ１０７に移行する。そして、内視鏡装置１Ｃは、全てのセグメント７２１を対象とし、曲げ剛性をそれぞれ変化させる。
【００６８】
以上説明した実施の形態４のように曲げ剛性を変化させる対象セグメントを全てのセグメント７２１とした場合であっても、上述した実施の形態３と同様の効果を奏する。
【００６９】
（その他の実施の形態）
ここまで、本発明を実施するための形態を説明してきたが、本発明は上述した実施の形態１〜４によってのみ限定されるべきものではない。
図１６は、本実施の形態１〜４の変形例を示す図である。
上述した実施の形態１〜４では、本発明に係る剛性可変部として、硬度可変素子７２３を採用していたが、これに限られず、図１６に示す形状記憶合金アクチュエータ７２３Ｄ（以下、ＳＭＡ（Shape Memory Alloy）アクチュエータ７２３Ｄと記載）を採用しても構わない。
ＳＭＡアクチュエータ７２３Ｄは、図１６に示すように、両端にフランジ７２３４がそれぞれ設けられたコイル７２３５と、コイル７２３５の周囲に配置された２つのＳＭＡコイル７２３６とを備える。このＳＭＡアクチュエータ７２３Ｄは、コイル７２３５の中心軸Ａｘ３（図１６）が挿入部７の中心軸Ａｘ１に一致又は平行となるように可撓管部７２に内蔵される。
【００７０】
２つのＳＭＡコイル７２３６は、同一の構造を有し、コイル７２３５を挟んで、対向配置されている。これらＳＭＡコイル７２３６は、略中央部分が一方のフランジ７２３４にそれぞれ係止され、両端が他方のフランジ７２３４にそれぞれ固定されている。
そして、ＳＭＡアクチュエータ７２３Ｄは、可撓管部７２内部に引き回された信号ケーブル（図示略）を介して制御装置６（動作制御部６６）により２つのＳＭＡコイル７２３６が通電加熱される。ここで、２つのＳＭＡコイル７２３６は、通電加熱されることで、収縮しようとするが、互いに対向配置されているため、当該収縮が規制される。このため、ＳＭＡアクチュエータ７２３Ｄは、通電される電流値が高くなるほど、硬度（曲げ剛性）が高まることとなる。すなわち、ＳＭＡアクチュエータ７２３Ｄの硬度を変化させることで、当該ＳＭＡアクチュエータ７２３Ｄが内蔵されたセグメント７２１の曲げ剛性も変化することとなる。
【００７１】
図１７Ａ及び図１７Ｂは、本実施の形態１〜４の変形例を示す図である。
上述した実施の形態１〜４では、複数のソースコイル７２２及びアンテナ５を用い、アンテナ５からの検出信号に基づいて、全てのセグメント７２１の各曲げ角度θをセグメント７２１毎の状態量として算出していたが、これに限られない。
例えば、可撓管部７２を構成する全てのセグメント７２１毎に、当該可撓管部７２への外部からの圧力を検出して当該圧力を示す圧力情報をそれぞれ出力する静電容量型圧力センサ等の複数の圧力検出部７２２Ｅ（図１７Ａ，図１７Ｂ（図１７Ａに示した可撓管部７２の横断面図））を設ける。例えば、当該圧力検出部７２２Ｅを、図１７Ａ及び図１７Ｂに示すように、セグメント７２１毎に、当該セグメント７２１の周囲に４つ設ける。そして、状態量算出部６３は、複数の圧力検出部７２２Ｅからそれぞれ出力された複数の圧力情報に基づいて、全てのセグメント毎の外部からの圧力（抗力ＤＲに相当）を上記各状態量として算出する。なお、圧力検出部７２２Ｅから出力された圧力情報をそのまま上記状態量として用いてもよく、この場合圧力検出部７２２Ｅが状態量算出部６３として機能する。
【００７２】
また、例えば、可撓管部７２を構成する全てのセグメント７２１毎に、当該可撓管部７２への外部からの負荷による曲げ歪みを検出して当該曲げ歪みを示す歪み情報をそれぞれ出力する歪みゲージ等の複数の歪み検出部７２２Ｆ（図１７Ａ，図１７Ｂ）を設ける。例えば、当該歪み検出部７２２Ｆを、図１７Ａ及び図１７Ｂに示すように、セグメント７２１毎に、当該セグメント７２１の周囲に４つ設ける。そして、状態量算出部６３は、複数の歪み検出部７２２Ｆからそれぞれ出力された複数の歪み情報に基づいて、外部からの負荷によるセグメント７２１毎の各曲げ歪みε（抗力ＤＲ＝曲げ歪みε×可撓管部７２のヤング率Ｅ）を上記各状態量として算出する。なお、歪み検出部７２２Ｆから出力された歪み情報をそのまま上記状態量として用いてもよく、この場合歪み検出部７２２Ｆが状態量算出部６３として機能する。
【００７３】
なお、上述した実施の形態１〜４で説明したソースコイル７２２、上述した図１７Ａ及び図１７Ｂに示した圧力検出部７２２Ｅ及び歪み検出部７２２Ｆは、セグメント７２１毎に共通の態様（位置・数・構成等）で設ける必要はなく、その態様はセグメント７２１間で異なっていてもよい。
【００７４】
上述した実施の形態１〜４において、内視鏡装置１，１Ａ〜１Ｃは、医療分野に限られず、工業分野において用いられ、機械構造物等の観察対象物の内部を観察する内視鏡装置としても構わない。
【００７５】
上述した実施の形態１〜４では、指標値算出部６５は、一のセグメント７２１に隣り合う先端側のセグメント７２１の状態量（曲げ角度θ）に当該一のセグメント７２１の状態量を加えて、当該一のセグメント７２１に応じた指標値を算出していたが、これに限られない。
例えば、一のセグメント７２１の状態量に当該一のセグメント７２１から先端側に連設される所定数（２つ以上）のセグメント７２１の各状態量の全てを加えて、当該一のセグメント７２１に応じた指標値を算出するように構成しても構わない。
【００７６】
また、処理フローは、上述した実施の形態１〜４で説明したフローチャートにおける処理の順序に限られず、矛盾のない範囲で変更しても構わない。
さらに、本明細書においてフローチャートを用いて説明した処理のアルゴリズムは、プログラムとして記述することが可能である。このようなプログラムは、コンピュータ内部の記録部に記録してもよいし、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録してもよい。プログラムの記録部又は記録媒体への記録は、コンピュータ又は記録媒体を製品として出荷する際に行ってもよいし、通信ネットワークを介したダウンロードにより行ってもよい。
【符号の説明】
【００７７】
１，１Ａ〜１Ｃ  内視鏡装置
２  内視鏡
３  光源装置
４  表示装置
５  アンテナ
６，６Ａ〜６Ｃ  制御装置
７  挿入部
８  操作部
９  ユニバーサルコード
１０  第１信号ケーブル
１１  第２信号ケーブル
１２  第３信号ケーブル
６１  表示制御部
６２  交流信号出力部
６３  状態量算出部
６４，６４Ａ  起点特定部
６５  指標値算出部
６６  動作制御部
６７  抵抗力量算出部
６８  抵抗力量積算部
６９  総和算出部
７０  スタック状態予測部
７１  先端構成部
７２  可撓管部
７３  撮像部
１００  内視鏡装置
２００  挿入部
２１０，２１１  セグメント
７２１  セグメント
７２２  ソースコイル
７２２Ｅ  圧力検出部
７２２Ｆ  歪み検出部
７２３  硬度可変素子
７２３Ｄ  ＳＭＡアクチュエータ
７２３１  電極
７２３２  コイルパイプ
７２３３  ＥＰＡＭ
７２３４  フランジ
７２３５  コイル
７２３６  ＳＭＡコイル
Ａ〜Ｚ  第１〜第２６セグメント
Ａｘ１〜Ａｘ３  中心軸
ＤＲ，ＤＲＡ〜ＤＲＺ  抗力
ｄ１，ｄ２  長さ
ＦＲ，ＦＲＡ〜ＦＲＺ  抵抗力量
Ｆｉｎ  挿入力量
ＦＲｉｔ  積算値
Ｌｄ  距離
ＷＡ  体腔壁
θ，θＡ〜θＺ  曲げ角度
【図１】
2016007434.tif 000004
【図２】
2016007434.tif 000005
【図３Ａ】
2016007434.tif 000006
【図３Ｂ】
2016007434.tif 000007
【図４】
2016007434.tif 000008
【図５】
2016007434.tif 000009
【図６】
2016007434.tif 000010
【図７Ａ】
2016007434.tif 000011
【図７Ｂ】
2016007434.tif 000012
【図７Ｃ】
2016007434.tif 000013
【図８Ａ】
2016007434.tif 000014
【図８Ｂ】
2016007434.tif 000015
【図９】
2016007434.tif 000016
【図１０】
2016007434.tif 000017
【図１１Ａ】
2016007434.tif 000018
【図１１Ｂ】
2016007434.tif 000019
【図１２】
2016007434.tif 000020
【図１３】
2016007434.tif 000021
【図１４】
2016007434.tif 000022
【図１５】
2016007434.tif 000023
【図１６】
2016007434.tif 000024
【図１７Ａ】
2016007434.tif 000025
【図１７Ｂ】
2016007434.tif 000026
【図１８Ａ】
2016007434.tif 000027
【図１８Ｂ】
2016007434.tif 000028
【図１８Ｃ】
2016007434.tif 000029