具有插入部及插入部件的插入系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及插入系统，以及作为系统的构成要素的插入部、插入部件，上述插入系 统具有向物体、构造物、人体等对象物插入的插入部、以及向插入部的插入通道插入而使用 的插入部件，在插入部设有检测用于计算插入部件的插入量及旋转量的信息的检测器。
【背景技术】
[0002] -般而言，具备例如内视镜等插入部、及例如处置工具等插入部件的插入系统具 有插入于被插入体的插入部、至少将处置工具等插入部件进行插入的插入口、以及用于对 插入部进行弯曲操作的操作部。在插入部设有从插入口贯通到前端、用于将插入部件插通 的通道。插入部件例如是在线缆状部件的前端具有把持部件或切断部件等处置部的部件。
[0003] 例如，专利文献1所公开的插入部件在有挠性的线缆的基端部（插入口侧的端部） 设有用于调整该线缆的前端的方向的旋转操作部件。该旋转操作部件具有与插入部件的线 缆的外周部摩擦卡合的摩擦卡合部。通过对旋转操作部件进行旋转操作，在摩擦卡合的状 态下向线缆传递其绕轴方向的旋转力，因此能够在线缆的基端部调整插入部件的前端的绕 轴方向的位置。
[0004] 现有技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1 :特开2010 - 22619号公报 发明概要
[0007] 发明要解决的问题
[0008] 在专利文献1中，当向插入部的通道内插入了插入部件时，对于操作者而言，在对 内视镜的观察图像进行观察的状态下正确地掌握插入部件的前端部的插入位置及绕轴方 向的旋转方向是困难的。此外，对于操作者而言，通过向插入部的通道的内部插入了插入部 件时的操作者的手动的感觉正确地掌握插入部件的前端部的插入位置及绕轴方向的旋转 方向也是困难的。
【发明内容】
[0009]
[0010] 本发明的目的是提供一种通过检测插入部件的插入量、旋转量、前端的位置、形状 等操作辅助信息，来能够正确地掌握插入部件的插入位置及插入方向的插入系统。
[0011] 用于解决问题的手段
[0012] 为了解决上述课题，有关本实施方式的一技术方案的插入系统具有：插入部，至少 具有把持部、插入于被检体的插入部位、以及从该插入部位的基端贯通到前端的插入通道； 插入部件，插入于插入通道；第1状态检测器，设置于插入部，检测用于计算被插入的插入 部件的沿着长度方向的插入方向的插入量及绕沿着该插入方向的插入部件的中心轴旋转 的旋转量中的至少一方的信息；以及计算部，根据第1状态检测器的检测结果计算操作辅 助信息。
[0013] 在上述一技术方案中，提供一种能够检测用于正确地掌握插入部件的位置及方向 的插入部件的插入量、旋转量、前端的位置、形状等操作辅助信息的插入系统。
[0014] 发明效果
[0015] 本发明的插入系统得到如下效果：通过检测插入部件的插入量、旋转量、前端的位 置、形状等操作辅助信息，能够正确地掌握插入部件的插入位置及插入方向。
【附图说明】
[0016] 图1是第1实施方式的插入系统的整体的概略结构图。
[0017] 图2是第1实施方式的插入系统的内视镜的插入通道的插入口的立体图。
[0018] 图3是第1实施方式的插入系统的状态检测器的主要部分的概略结构图。
[0019] 图4是对第1实施方式的插入系统的光学图案检测器的图案匹配进行说明的说明 图。
[0020] 图5是表示将第1实施方式的插入系统的内视镜插入到被检体内的状态的概略结 构图。
[0021] 图6a是第1实施方式的插入系统的插入部件的前端部的立体图。
[0022] 图6b是沿着图6a的A - A线的剖视图。
[0023] 图7是表示将第1实施方式的插入系统的计算部和存储部一体化的挠性插入系统 的变形例的概略结构图。
[0024] 图8是第1实施方式的第1变形例的插入系统的概略结构图。
[0025] 图9是第1实施方式的第1变形例的状态检测器的立体图。
[0026] 图10是第1实施方式的第2变形例的旋转基准位置检测器的立体图。
[0027] 图11是第2实施方式的插入系统的整体的概略结构图。
[0028] 图12是第2实施方式的插入系统中的状态检测器的立体图。
[0029] 图13是第2实施方式的插入系统中的挠性插入部的前端部的立体图。
[0030] 图14是表示第2实施方式的插入部件及挠性插入部的光特性变换部的检测范围 的概略结构图。
[0031] 图15是表示挠性插入部的前端部是硬质部件的情况下的第2实施方式的插入部 件及挠性插入部的光特性变换部的检测范围的概略结构图。
[0032] 图16是有关第2实施方式的第1变形例的硬性的插入系统的概略结构图。
[0033] 图17是第2实施方式的第2变形例的插入系统的概略结构图。
[0034] 图18是第2实施方式的第3变形例的插入系统中的挠性插入部的旋转基准位置 检测器的立体图。
【具体实施方式】
[0035] 以下，参照附图对本发明的实施方式详细地说明。
[0036] 图1表示第1实施方式的插入系统1，例如内视镜系统。插入系统1至少具备有挠 性的挠性插入部2、将挠性插入部2的内部插通的插入部件10、计算后述的操作辅助信息的 计算部40、将处置后的检测数据进行显示的显示部50、光学地检测插入部件10的弯曲状态 的形状传感器（第1形状传感器）60、光源部61和受光部63。这里，例如挠性插入部2是 软性内视镜，插入部件10是处置工具或导管等。
[0037] 在以下的说明中，如图4所示，将在相对于插入部件10的长度方向正交的平面上、 在正交的方向上交叉的两个轴中的一个轴设为X轴81，将另一个轴设为y轴82 (参照图 6b)，将沿着插入部件10的长度方向的方向的轴设为z轴83。此外，操作辅助信息例如为当 进行将插入部件10或挠性插入部2的插入量、旋转量、姿势、前端的位置或形状、前端部的 朝向等变更的操作时使操作性提高的信息。此外，旋转量为插通到挠性插入部2的内部中 的插入部件10的绕中心轴旋转的量。
[0038] 本实施方式的插入系统1能够容易地应用于有挠性的例如软性内视镜、或没有挠 性的例如硬性内视镜。
[0039] 挠性插入部2至少具有有挠性的细长的插入部位3、设置在插入部位3的前端上的 由硬质部件构成的前端部位4、用于操作插入部位3及前端部位4的方向的操作部5、用于 使用者把持的把持部6、具有将插入部件10插入的开口的插入口 7、检测插入部件10的状 态的状态检测器（第1状态检测器）20、和记录有用于将检测出的信息进行修正的信息的存 储部30。另外，在本实施方式中，以前端部位4由硬质部件构成的结构进行说明，但并不需 要一定是硬质部件。
[0040] 在插入部位3的内部，具有至少从插入口 7连通到前端部位4的前端的插入通道 8。在插入部位3,将插入口 7侧的端部称作基端，将前端部位4侧的端部称作前端。另外， 插入部位3也可以还具有用于观察未图示的对象物的观察部，例如摄像相机等。
[0041] 此外，状态检测器20检测向插入通道8内插入的插入部件10的状态。这里，插入 部件10的状态例如是向插入通道8内插入的插入部件10的插入量、插入部件10相对于中 心轴的绕轴方向的旋转量等。插入部件10的插入量是从插入通道8的开口面等的检测开 始位置到插入部件10的前端的长度。插入部件10的旋转量是从插入部件10的插入时的 初始状态起的绕轴方向的旋转量。
[0042] 图2是作为内视镜的挠性插入部2的插入通道8的插入口 7的立体图。如图2所 示，在从插入部件10的插入方向观察的插入口 7的开口面，在圆周方向的1处形成有作为 插入部件10的旋转的基准点的第1标记71。
[0043] 此外，在插入部件10的表面的一部分上，也在圆周方向的1处形成第2标记72。 第2标记72在插入部件10的表面上沿着轴向延伸设置。在向插入通道8内插入的插入部 件10的插入时，通过将这些第1标记71与第2标记72对准，能够规定插入部件10的插入 方向。这里，将第1标记71与第2标记72对准的位置是旋转量的基准位置、即0°位置，并 且是用于规定插入到插入通道8内的插入部件10的插入方向的第1旋转的原点（第1旋 转基准位置）。
[0044] 图3是本实施方式的插入系统1的状态检测器20的概略结构图。该状态检测器 20被设置在插入通道8的外侧。状态检测器20的检测面被配置在形成于插入通道8的侧 面的开口处。由此，状态检测器20的检测面能够检测向插入通道8插入的插入部件10的 表面（外周面）。因而，状态检测器20能够检测用于计算插入部件10的插入量及旋转量等 的信息。
[0045] 如图3所示，状态检测器20至少具有朝向插入部件10照射光的光源部21、将来自 光源部21的照射光聚光的投光透镜22、将由插入部件10的表面反射的反射光聚光的受光 透镜23、和检测穿过了受光透镜23的光的光学图案检测器24。
[0046] 状态检测器20的光源部21配置为将照射光的光束朝向插入部件10的外周面照 射，由外周面反射的反射光的一部分向光学图案检测器24入射。此外，为了将从状态检测 器20的光源部21射出的光高效地向插入部件10的外周面照射，在状态检测用光源部21 与插入部件10之间设置有投光透镜22。在以下的说明中，将从状态检测用光源部21照射 的光或光束称作光源光。
[0047] 状态检测器20的光源部21是作为光源光而射出相干光的光源，例如是LED或激 光光源。在本实施方式中，设光源部21为激光光源进行说明。
[0048] 相干光由于有相位相关，所以即使照射的物体是微小的凹凸，也能够使反射光产 生明确的相位差。例如，即使在照射到有光泽那样的平滑的表面的情况下，也能够通过使用 相干光来取得平滑的表面的鲜明的图像数据。即，通过使用相干光，能够取得插入部件10 的外周面的信息作为鲜明的光学图案。光学图案例如是斑点图案。
[0049] 光学图案检测器24在与插入部件10之间配置有受光透镜23,以使由插入部件10 的外周面反射的光源光对焦于光学图案检测器24的受光面。
[0050] 如图4所示，光学图案检测器24例如具有多个受光元件排列为矩阵状的拍摄设 备。拍摄设备例如是C⑶或C 一 MOS图像传感器等。
[0051] 光学图案检测器24至少具有连续拍摄有曲率的平滑的表面并将拍摄出的图像中 包含的光学图案的信息作为图像数据取得的功能、检测插入部件10的前端进入到可检测 范围中的情况的功能、和在检测范围内任意地决定检测开始位置的（检测开始位置修正） 功能。即，光学图案检测器24在插入部件10的前端进入到了可检