具有插入部及插入部件的插入系统的制作方法_2

文档序号:8398794阅读:来源:国知局
测范围中时开始拍摄,将 插入部件10的外周面的规定的范围连续地拍摄并进行图像处理,作为图像数据而输出外 周面的光学图案。另外,对光学图案检测器24而言,处理的有无不会根据外周面的形状而 受到限制。例如,即使是具有凹凸的平面,光学图案检测器24也能够将平面的信息作为图 像数据处理。例如,光学图案检测器24能够适当设定为隔开时间间隔的检测时间t0、tl、 t2、…、加或连续的检测时间来检测作为光学图案的图像数据。
[0052] 光学图案检测器24在拍摄的多个图像数据(图像)中,选择存在于该图像内的一 部分中的任意的光学图案作为基准图案。进而,从经过规定的时间后取得的多个图像数据 内的任意的图像数据检测与基准图案一致的光学图案。并且,光学图案检测器24具有计算 图像内的基准图案与一致的光学图案间的变位量的所谓图案匹配(模式匹配)功能。这里, 检测的光学图案的范围能够调整。
[0053] 参照图4,对光学图案检测器24的各方向变位量的计算方法进行说明。如图4所 示,光学图案检测器24将在任意的时间tn - 1拍摄的图像数据51与在从该时间tn - 1经 过任意的时间后的时间tn拍摄的图像数据52进行比较。此时,将在图像数据51的图像内 存在的图像图案中的任意选择的基准图案α、与在图像数据52的图像内存在的图像图案 的一部分处存在的上述基准图案α -致的光学图案α '的图像数据上的变位进行比较, 计算作为旋转方向的X轴81的方向及作为插入方向的ζ轴83的方向的各自的变位量。因 而,光学图案检测器24能够将任意的连续的时间的基准图案的变位量累计。将计算出的图 像上的变位量向计算部40输出。
[0054] 接着,参照图5对插入部件10进行说明。本实施方式的插入部件10在线缆状部件 12的基端部配置有供使用者操作的操作部11。在线缆状部件12的前端部,设置有用于进 行把持或切除等的前端部件13。进而,在插入部件10,设有检测该插入部件10的形状(弯 曲状态)的形状传感器(第1形状传感器)60,例如反射式的光纤传感器。
[0055] 线缆状部件12的内部被插通操作线14,配置有上述形状传感器60。在该线缆状 部件12的外周部配设有覆盖部件15。在该线缆状部件12的覆盖部件15的外周面,为了规 定插入方向而沿着轴向延伸设置有上述第2标记72。
[0056] 操作线14配置在线缆状部件12的轴心部。该操作线14的前端部连结于前端部 件13。操作线14的基端部连结于操作部11。通过操作部11的操作,操作线14在轴向上 进退移动,由此操作前端部件13。由此,前端部件13构成为,经由操作线14从动于操作部 11的操作。前端部件13例如具有在被检体120的内部的希望的位置将对象物把持或切除 的功能。
[0057] 形状传感器60具有射出光的形状传感器用光源部61、作为光纤的束的多个光纤 束62和形状传感器用受光部63。这里,光纤束62具有光供给用光纤束部64、检测用光纤 束部65和受光用光纤束部66。
[0058] 光源部61与光供给用光纤束部64的一端侧连结。受光部63与受光用光纤束部 66的一端侧连结。光供给用光纤束部64及受光用光纤束部66的另一端侧分别与检测用光 纤束部65结合。这里,在光供给用光纤束部64及受光用光纤束部66的另一端侧与检测用 光纤束部65的结合部(未图示),设有将光分支为导入路和导出路的呈Y形状的结合部。
[0059] 检测用光纤束部65具有设置在线缆状部件12的内部的多个光线。在本实施方式 中如图6b所不具有8条检测用光纤(4条光纤65a和4条光纤65b)。8条检测用光纤65a、 65b在将操作线14的周围以环状包围的状态下被排列设置。各检测用光纤65a(65b)在前 端部具有反射部67,并且在反射部67与结合部之间在检测线缆状部件12的弯曲的位置处 分别具有光特性变换部101。这里,所谓检测线缆状部件12的弯曲的位置,例如在长度方向 上是线缆状部件12的前端部的弯曲的位置。
[0060] 各光纤65a (65b)至少由芯和将芯包围的包层构成。另外,也可以在包层的外周具 有覆盖件。光特性变换部101具有将在光纤65a(65b)的芯中导光的光的特性进行变换的 功能。光特性变换部101例如是导光损失部或波长变换部。例如,如果是导光损失部,则是 光吸收体,如果是波长变换部,则可以举出荧光体等。并且,构成为在各光纤65a(65b)的包 层被除去而芯被露出的部分涂敷光特性变换部101。另外,光特性变换部101也可以是形成 为使在光纤65a (65b)的芯中导光的光漏出的开口。
[0061] 为了掌握线缆状部件12的弯曲方向,光特性变换部101形成为使得在设置位置上 被变换的光量产生差异。另外,如果多个光特性变换部101分别能够正确地掌握弯曲方向, 则通过变换产生的光量也可以相同。例如,多个光特性变换部101也可以在线缆状部件12 中以开口方向的数量在上下左右的方向上不同的方式形成。
[0062] 检测用光纤束部65为了检测线缆状部件12的两方向的弯曲、即X轴81的方向的 弯曲和y轴82的方向的弯曲,至少使用两个检测用光纤65a、65b作为1组传感器。即,如 图6a所示,在线缆状部件12的长度方向上在1处检测位置上,设有具有在X轴81的方向 上开口的光特性变换部101的检测用光纤部65a、和具有在Y轴82的方向上开口的光特性 变换部件101的检测用光纤部65b。
[0063] 并且,在形状传感器60动作时,从光源部61射出的光经由光供给用光纤束部64 被向结合部导光,被分别向检测用光纤束部65的各光纤65a(65b)导光。被导光到检测用 光纤束部65的各光纤65a(65b)中的光被向各光纤65a(65b)的前端部导光,将导光来的光 用反射部67向结合部侧反射。
[0064] 进而,来自各光纤65a(65b)的反射部67的反射光被结合部分支,向受光用光纤束 部66入射。从8条检测用光纤65a(65b)导光的光经由受光用光纤束部66被向形状传感 器用受光部63导光。此时,形状传感器用受光部63能够将接受的光量按照8条检测用光 纤65a (65b)分别检测。
[0065] 形状传感器用受光部63通过线缆等与计算部40连接。并且,形状传感器用受光 部63将从8条检测用光纤65a (65b)导光来的各个检测光量的数据向计算部40输出。
[0066] 此外,例如在把持部6的内部,设置有连接到计算部40的存储部30。该存储部30 具有将多个内视镜的种类的挠性插入部2的修正值进行记录的功能。例如,根据内视镜的 种类而内视镜插入部的长度不同,或插入部状态检测器20的设置位置不同,所以按照内视 镜的每个种类存储有插入量的修正值。这里,所谓修正值,是从状态检测器20的检测开始 位置到插入部位3的前端的距离。其是为了计算插入部件10经由插入部位3的插入通道8 内而实际被插入到被检体120的内部中的量(净插入量)而需要的值。该存储部30中存 储的插入部件插入量的修正值输出至计算部40。另外,存储部30也可以是包含在计算部 40内而一体化的结构。
[0067] 计算部40具有对用于计算由形状传感器60检测出的插入量及旋转量的信息进行 修正、并计算希望的操作辅助信息的功能。这里,所谓希望的操作辅助信息,表示能够决定 能够任意地取得操作辅助信息的信息。例如,希望的操作辅助信息是从状态检测器20的检 测位置到插入部件10的前端的距离(插入量)。此外,是此时的插入部件10的形状。
[0068] 进而,例如希望的操作辅助信息也可以将从插入部位3的前端到插入部件10的前 端的距离作为插入量,也可以是此时的插入部位3的形状。另外,计算部40并不限于前端, 可以计算希望的部分的位置及形状。例如可以利用插入部件10的插入到被检体120内的 部分计算任意的部分的位置及形状。
[0069] 在由计算部40根据上述图像数据上的基准图案的变位量计算插入量和旋转量的 过程中,事先求出从图像数据上的基准图案的变位量变换为插入量和旋转量的各方向的系 数。通过乘以这些各方向的系数、以及考虑了存储在上述存储部30中的各种插入部位3的 修正值的各系数~、匕,计算插入量m f(^P旋转量Θ f(l。这里,插入量!^是从状态检测器20 对挠性插入部2的检测开始位置起的插入量,旋转量Θ f(1是以将上述第1及第2标记71、 72对准的第1旋转基准位置为基准的、插入部件10相对于挠性插入部2的旋转量。
[0070] 此外,根据由状态检测器20求出的检测开始位置与插入部位3的前端的距离即修 正值L f与插入部件10的插入量m f(l之差,计算从插入部位3的前端到插入部件10的前端 部的距尚即插入量mfl (净插入量)。
[0071] 此外,事先求出了表示由形状传感器60检测出的光量的变化量与插入部件10的 弯曲量的关系的式子。因而,根据形状传感器60的光量计算插入部件10的弯曲量。
[0072] 对于计算出的结果,能够将希望的方向的计算结果有选择地输出。以下表示作为 插入部件10的插入量的计算式的式1、作为旋转量的计算式的式2、作为从插入部位3的前 端起的插入量m fl的计算式的式3、和作为插入部件10的弯曲部的弯曲量Φ f的计算式的 式4。即,计算部40通过重复上述的处理、并将任意的连续的检测时间的各坐标的变位量累 计,计算从任意的检测时间到希望的检测时间的插入部件10的插入量和旋转量。
[0073] [数式 1]
[0074]
[0075] 这里,设从时间tn_ i到时间t "的插入量f(l,从时间tn_ i到时间t n的图像数据的 一致的图案的z轴83的方向的坐标差:ΔΖ,插入量变换系数:af。
[0076] [数式 2]
[0077] % 式(2)
[0078] 这里,设从时间tn_ i到时间t "的旋转量:Θ f(|,时间tn_ i与时间t n的图像数据的 一致的图案的X轴81的方向的坐标差:Δχ,旋转量变换系数:bf。
[0079] 计算出的插入量如是从状态检测器20开始检测的时间t ^到任意的时间t n的移 动量。净插入量mfl通过计算出的插入量m f(l与修正值L f之差来计算。
[0080] [数式 3]
[0081] =BI爲-Lf 式(3)
[0082] 这里,设插入部件插入量的修正值:Lf,从时间tn_ i到时间t "的插入量fQ,净插 早.:nif 1。
[0083] 此外,计算部40还计算插入部件10的弯曲部的弯曲量。弯曲检测部的弯曲量 啊使用形状传感器60的光传递量的变化Λ If计算。
[0084] [数式 4]
[0085] <})f= f( Alf)式(4)
[0086] 这里,设插入部件10的弯曲部的弯曲量:,光传递量的变化:Alf。
[0087] 在本实施方式中,在插入部位3被插入到被检体
当前第2页1 2 3 4 5 6 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1