专利名称：管状插入系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种管状插入系统。
背景技术：
内窥镜具有插入部。一般，插入部的前端部具有在插入部被插入时测定力量的测定部。这种测定部例如是应变仪(压敏传感器)。例如在专利文献I中公开有这种内窥镜。在专利文献I中，作为测定部的压敏传感器，配设在内窥镜、导管等的插入部的前端部。压敏传感器检测力量(压敏信息)。在插入部被插入时以及插入部弯曲时，该检测结果作为表示操作支援的操作支援信息，对操作有帮助。该操作是插入部的插入操作、插入部的扭转操作、插入部的弯曲操作等。该操作支援信息在插入部的操作时非常重要。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开平6-154153号公报
发明内容
发明要解决的课题在上述专利文献I中，操作者为了使插入部容易插入，操作者需要正确且高精度地掌握表示操作支援信息的、前端部的压敏信息。此外，操作者 为了使插入部进一步容易进行插入，操作者优选除了压敏信息以外还得知插入部的形状信息这种操作支援信息。操作者为了取得这种操作支援信息(插入部的形状信息)，操作者需要从各个方向正确地掌握压敏信息。因此，在上述专利文献I中，压敏传感器优选被配设为在插入部的前端部整体进行分布。但是，从前端部的细径化、插入部中被限制的布线空间的观点等出发，不容易如此地配设多个压敏传感器。此外，压敏传感器的性能被噪声、压敏传感器的配置场所较大地影响。此外，更难以构建同时检测各种操作支援信息的传感检测系统。如此，担心不能够高精度且容易地取得操作支援信息。因此，本发明是鉴于这些情况而完成的，其目的在于提供一种管状插入系统，能够高精度且容易地取得操作支援信息。用于解决课题的手段本发明的管状插入系统的一个方式为，具备:插入部，具有弯曲的弯曲部；弯曲操作机构，为了将上述弯曲部弯曲而操作上述弯曲部；弯曲操作量检测计算机构，检测上述弯曲操作机构的操作，计算表示上述操作的量的弯曲操作量信息；弯曲形状检测计算机构，检测上述弯曲部的弯曲形状，计算表示上述弯曲形状的弯曲形状信息；以及第一操作支援信息取得部，根据上述弯曲操作量信息和上述弯曲形状信息中的至少一方，取得表示上述弯曲部的操作支援的第一操作支援信息。发明的效果根据本发明，能够提供一种能够高精度且容易地取得操作支援信息的管状插入系统。
图1是本发明的管状插入系统的概略结构图。图2A是用于说明弯曲操作量检测计算机构的图。图2B是用于说明弯曲操作量检测计算机构的图。图2C是用于说明配设在弯曲操作部的被读取部和弯曲操作量检测部之间的关系的图。图2D是用于说明配设在弯曲操作部的被读取部和弯曲操作量检测部之间的关系的图。图3A是用于说明弯曲形状检测计算机构的图。图3B是用于说明弯曲形状检测计算机构的图。图4A是表示通过插入辅助件将插入部插入到体腔内的状态的图。
图4B是用于说明插拔扭转操作检测计算机构的图。图4C是用于说明插拔扭转操作检测计算机构的图。图5是说明内窥镜系统的控制系统的图。
具体实施例方式以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。参照图1、图2A、图2B、图2C、图2D、图3A、图3B、图4A、图4B、图4C、图5，对第一实
施方式进行说明。另外，为了图示的简化，在一部分图中将一部分部件省略。如图1所示那样，内窥镜系统(管状插入系统)10例如具有:对所希望的观察对象物进行拍摄的内窥镜12 ;对由内窥镜12拍摄的观察对象物进行图像处理的图像处理装置14 (例如视频处理器);以及监视器16，该监视器16与图像处理装置14连接，并显示由内窥镜12拍摄、且由图像处理装置14图像处理后的观察对象物。此外，内窥镜系统10具有:朝向内窥镜12出射照明光的光源装置18 ;光出射检测装置18a，出射与从光源装置18出射的照明光不同的光，并检测该光；以及控制装置19，对包括内窥镜12、图像处理装置14、监视器16、光源装置18以及光出射检测装置18a的内窥镜系统10进行控制。该观察对象物是指被检体(例如体腔(管腔))内的患部、病变部等。如图1所示那样，内窥镜12具有:向患者的体腔内插入的中空的细长的插入部20 ;以及与插入部20的基端部连结，操作内窥镜12的操作部30。内窥镜12是将管状的插入部20向体腔内插入的管状插入装置。插入部20从插入部20的前端部侧朝向基端部侧，具有前端硬质部21、弯曲的弯曲部23以及挠性管部25。前端硬质部21的基端部与弯曲部23的前端部连结，弯曲部23的基端部与挠性管部25的前端部连结。前端硬质部21是插入部20的前端部以及内窥镜12的前端部，该前端硬质部21较硬。弯曲部23为，通过后述的弯曲操作部37的操作，例如向上下左右这样的所希望的方向弯曲。通过弯曲部23弯曲，由此前端硬质部21的位置和朝向改变，使观察对象物进入到观察视野内，照明光对观察对象物照明。弯曲部23是通过将未图示的节环沿着插入部20的长度轴方向能够转动地连结而构成的。挠性管部25具有所希望的挠性，通过外力而弯曲。挠性管部25是从操作部30的后述的主体部31延伸出的管状部件。操作部30具有:延伸出挠性管部25的主体部31 ;与主体部31的基端部连结，并由操作内窥镜12的操作者把持的把持部33 ;以及与把持部33连接的通用绳41。如图1和图2A所示那样，把持部33为了使弯曲部23弯曲而具有对后述的操作线38LR、38UD进行操作的弯曲操作部37。弯曲操作部37具有:使弯曲部23向左右弯曲操作的左右弯曲操作捏手37LR ;使弯曲部23向上下弯曲操作的上下弯曲操作捏手37UD ；以及将弯曲了的弯曲部23的位置固定的固定捏手37c。左右弯曲操作捏手37LR与由左右弯曲操作捏手37LR驱动的未图示的左右方向的弯曲操作驱动部连接。此外，上下弯曲操作捏手37UD与由上下弯曲操作捏手37UD驱动的未图示的上下方向的弯曲操作驱动部连接。上下方向的弯曲操作驱动部和左右方向的弯曲操作驱动部例如配设在把持部33内。左右方向的弯曲操作驱动部与插通操作部30、挠性管部25和弯曲部23的操作线38LR连接。此外，该操作线38LR与弯曲部23的前端部连接。此外，上下方向的弯曲操作驱动部与插通操作部30、挠性管部25和弯曲部23的操作线38UD连接。操作线38UD与操作`线38LR不同。操作线38UD与弯曲部23的前端部连接。左右弯曲操作捏手37LR经由左右方向的弯曲操作驱动部和操作线38LR使弯曲部23向左右方向弯曲。此外，上下弯曲操作捏手37UD经由上下方向的弯曲操作驱动部和操作线38UD使弯曲部23向上下方向弯曲。这种弯曲操作部37 (左右弯曲操作捏手37LR和上下弯曲操作捏手37UD)、左右方向的弯曲操作驱动部、操作线38LR、上下方向的弯曲操作驱动部以及操作线38UD，为了使弯曲部23弯曲，而作为操作弯曲部23的弯曲操作机构39起作用。通用绳41从把持部33的侧面延伸出。通用绳41在基端部具有相对于图像处理装置14、光源装置18以及光出射检测装置18a能够装卸的连接器42。图像处理装置14、光源装置18、光出射检测装置18a以及控制装置19相互连接。图像处理装置14、光源装置18以及光出射检测装置18a经由连接器42相对于内窥镜12能够装卸地连接。如图2A、图2B、图3A、图3B、图5所示那样，内窥镜系统10具有:弯曲操作量检测计算机构61，检测弯曲操作机构39的操作，计算表示操作的量的弯曲操作量信息；以及弯曲形状检测计算机构71，检测实际弯曲的弯曲部23的弯曲形状(弯曲量)，计算表示弯曲形状的弯曲形状信息。如图2A、图2B所示那样，在弯曲操作量检测计算机构61中，弯曲操作机构39的弯曲操作量表示，为了使弯曲部23弯曲而弯曲操作机构39被操作的弯曲操作量。详细地说，弯曲操作机构39的弯曲操作量表示，如图2A所示那样，操作线38LR、38UD被操作的弯曲操作量，或者如图2B所示那样，弯曲操作部37被操作的弯曲操作量。弯曲操作量检测计算机构61具有:检测弯曲操作机构39的弯曲操作量的弯曲操作量检测部63 ;和根据弯曲操作量检测部63的检测结果来计算弯曲操作量信息的弯曲操作量计算部65。如图2A所示那样，弯曲操作量检测部63为了检测弯曲操作机构39的弯曲操作量，例如在操作线38LR的基端部和操作线38UD的基端部，例如配设有线性标度等被读取部67。通过操作线38LR、38UD进行移动，由此被读取部67与操作线38LR、38UD —起移动。弯曲操作量检测部63读取与操作线38LR、38UD —起移动的被读取部67，并检测被读取部67的移动。由此，弯曲操作量检测部63检测操作线38LR、38UD的移动。弯曲操作量检测部63例如为线性编码器，例如配设在操作部30内部。弯曲操作量计算部65根据弯曲操作量检测部63检测的检测结果，检测被读取部67的移动量、即操作线38LR和操作线38UD的移动量。然后，弯曲操作量计算部65根据该检测结果，计算操作线38LR和操作线38UD的弯曲操作量信息。弯曲操作量计算部65计算操作线38LR和操作线38UD的弯曲操作量信息，由此检测弯曲操作机构39的弯曲操作量，并计算弯曲操作量信息。如图1和图2A所示那样，弯曲操作量计算部65例如配设于控制装置19中。
如此，弯曲操作量检测计算机构61根据弯曲操作机构39的操作线38LR、38UD的移动量，检测弯曲操作机构39的弯曲操作量，并计算弯曲操作量信息。另外，如图2B、图2C所示那样，被读取部67也可以配设于左右弯曲操作捏手37LR和上下弯曲操作捏手37UD上。在该情况下，被读取部67例如配设于圆筒的左右弯曲操作捏手37LR的外周面以及圆筒的上下弯曲操作捏手37UD的外周面。或者，如图2B、图2D所示那样，被读取部67也可以配设于左右弯曲操作捏手37LR的表面以及上下弯曲操作捏手37UD的表面。在这些情况下，弯曲操作量检测部63读取与左右弯曲操作捏手37LR和上下弯曲操作捏手37UD—起转动的被读取部67，检测被读取部67的转动。由此，弯曲操作量检测部63检测左右弯曲操作捏手37LR和上下弯曲操作捏手37UD的转动。弯曲操作量检测部63例如为旋转编码器。弯曲操作量计算部65根据弯曲操作量检测部63检测的检测结果，检测被读取部67的移动量、即左右弯曲操作捏手37LR和上下弯曲操作捏手37UD的转动量。然后，弯曲操作量计算部65根据该检测结果，计算左右弯曲操作捏手37LR和上下弯曲操作捏手37UD的弯曲操作量信息。弯曲操作量计算部65通过计算左右弯曲操作捏手37LR和上下弯曲操作捏手37UD的弯曲操作量信息，来检测弯曲操作机构39的弯曲操作量，并计算弯曲操作量信肩、O如此，弯曲操作量检测计算机构61根据弯曲操作机构39的左右弯曲操作捏手37LR和上下弯曲操作捏手37UD的转动量，检测弯曲操作机构39的弯曲操作量，并计算弯曲
操作量信息。另外，上述被读取部67包含于弯曲操作量检测计算机构61中。此外，在本实施方式中，弯曲部23如上述那样向上下左右弯曲，但也可以仅向上下或者仅向左右弯曲。在该情况下，弯曲操作量检测计算机构61检测弯曲操作机构39的上下方向的弯曲操作量或者左右方向的弯曲操作量，并计算各自的弯曲操作量信息。如此，弯曲操作量检测计算机构61检测弯曲部23向上下方向弯曲时的弯曲操作机构39的上下方向的弯曲操作量、弯曲部23向左右方向弯曲时的弯曲操作机构39的左右方向的弯曲操作量中的至少一方，并计算弯曲操作量信息。如图3A所示那样，弯曲形状检测计算机构71具有上述光出射检测装置18a。光出射检测装置18a具有:出射光的例如LED等光源79 ;和将从LED出射的光聚光的聚光透镜81。聚光透镜81配设在光源79和后述的光纤83a之间、以及后述的光纤83b和后述的弯曲形状检测部73之间。聚光透镜81以从光源79出射的光向光纤83a入射的方式，将光向光纤83a聚光。此外,聚光透镜81将通过光纤83b被从前端硬质部21向光出射检测装置18a导光(返回)的光向弯曲形状检测部73聚光。此外，弯曲形状检测计算机构71具有:线状部件，沿着插入部20的长边方向配设为线状，能够弯曲，通过弯曲而特性变化；弯曲形状检测部73，在伴随着弯曲部23弯曲而线状部件弯曲时，根据线状部件的特性来检测弯曲部23的弯曲形状；以及弯曲形状计算部75，根据弯曲形状检测部73的检测结果，计算实际弯曲的弯曲部23的弯曲形状。线状部件表示:光纤83a，将从光源79出射、由聚光透镜81聚光的光，经由操作部30和插入部20导光到前端 硬质部21 ;和光纤83b，将从前端硬质部21向光出射检测装置18a返回的光，从前端硬质部21经由插入部20和操作部30向弯曲形状检测部73导光。光纤83a和光纤83b插通到通用绳41、操作部30和插入部20。这种光纤83a和光纤83b是能够将从光源79出射的光沿着插入部20的长边方向导光的导光部件。在线状部件中，光纤83a至少具有一个加工区域87，该加工区域87被加工为，在弯曲部23弯曲时，光朝向光纤83a的外部出射(漏出)。加工区域87是根据插入部20的弯曲状态使由光纤83a导光的光的光学特性(例如光量)变化后的光学特性变化部。加工区域87配设在应检测插入部20的弯曲的位置附近、例如弯曲部23。另外，如图3A所示那样，为了使弯曲形状检测部73根据线状部件的特性来检测弯曲部23的弯曲形状，前端硬质部21具有以使从光纤83a出射的光向光纤83b入射的方式反射光的反射部89。反射部89例如是角反射器。如图3A所示那样，弯曲形状检测部73例如配设于光出射检测装置18a，如图1、图3A所示那样，弯曲形状计算部75配设于控制装置19。弯曲形状检测部73例如是受光元件那样的受光部。在本实施方式中，通过弯曲部23弯曲，由此弯曲部23的光纤83a弯曲，由此光的一部分通过加工区域87向外部出射(漏出)。即，作为光学特性变化部的加工区域87，使光纤83a的光学特性(例如光量)变化。弯曲形状检测部73在加工区域87使光学特性变化时，根据该变化后的光学特性(例如光量)，检测弯曲部23的弯曲形状、详细地说是弯曲的方向和大小。弯曲形状计算部75根据弯曲形状检测部73的检测结果，计算实际弯曲的弯曲部23的弯曲形状。另外，光学特性例如不限定于光量，例如也可以是光谱、偏波等光的状态，弯曲形状检测部73检测对应于这些的光学特性即可。
另外，如图3B所示那样，也可以代替光纤83b，而配设有投光透镜91、隔离器93、聚光透镜81、反射部95以及反射镜97。投光透镜91将从光源79出射的光进行投光。聚光透镜81以透射了隔离器93的光向光纤83a入射的方式将光向光纤83a聚光。反射部95是以从光纤83a出射的光向光纤83a入射的方式将光反射的镜。反射镜97将通过光纤83a以返回的方式导光并从光纤83a出射的光朝向弯曲形状检测部73反射。反射部95配设于前端硬质部21，投光透镜91、隔离器93、聚光透镜81以及反射镜97配设于光出射检测装置18a。光出射检测装置18a、光源79、聚光透镜81、光纤83a、83b、反射部89、投光透镜91、隔离器93、反射部95以及反射镜97包含于弯曲形状检测计算机构71中。另外，也可以代替光纤83a，而配设有通过弯曲而电气特性变化的线状部件。此外，也可以代替光纤83a，而沿着插入部20的长边方向配设有至少一个应变仪或者陀螺仪。另外，在本实施方式中，弯曲部23如上述那样向上下左右弯曲，但也可以仅向上下或者仅向左右弯曲。在该情况下，弯曲形状检测计算机构71检测弯曲部23向上下方向弯曲时的弯曲形状、或者弯曲部23向左右方向弯曲时的弯曲形状。如此，弯曲操作量检测计算机构61检测弯曲部23向上下方向弯曲时的弯曲形状以及弯曲部23向左右方向弯曲时的弯曲形状中的至少一方，并计算弯曲形状信息。此外，如图4A、图4B、图4C所示那样，内窥镜系统10还具有插拔扭转操作检测计算机构101，该插拔扭转操作检测计算机构101检测插入部20的插入操作以及插入部20的扭转操作中的至少一方，并计算表示检测出的插入操作和扭转操作中的至少一方的插拔扭转信息。该插拔扭转信息具有插拔信息和扭转信息中的至少一个。插拔信息例如包括插入部20的插拔量和对插拔量 进行了 I次以上时间微分后的信息中的至少一个。该微分后的信息例如为插拔速度。此外，扭转信息例如包括包含插入部20的扭转方向在内的扭转量和对扭转量进行了 I次以上时间微分后的信息中的至少一个。该微分后的信息例如为扭转速度。插拔扭转操作检测计算机构101在计算该插拔扭转信息时、或者插入部20例如经由口那样的开口部111向体腔内插入时，如图4A所示那样，插入辅助件113配设在开口部111。插入辅助件113为了将插入部20向体腔内插入而对插入进行辅助。因此，插入部20经由插入辅助件113从开口部111向体腔内插入。这种插入辅助件113例如为套口(mouthpiece)。如图4B所示那样，插拔扭转操作检测计算机构101具有:插拔检测部103，检测包括弯曲部23的插入部20的插拔；和插拔计算部105，根据插拔检测部103的检测结果来计算插拔量和插拔速度。为了插拔检测部103检测插入部20的插拔，而插入部20 (挠性管部25)具有配设在插入部20 (挠性管部25)的外周面的例如格子状的图案等被读取部107。插入部20由于插拔而前后移动，因此被读取部107与插入部20 —起移动。插拔检测部103读取与插入部20 —起移动的被读取部107，并检测被读取部107的移动。由此，插拔检测部103检测插入部20的插拔。插拔检测部103例如为编码器。插拔检测部103配设于插入辅助件113，该插入辅助件113在插入部20经由开口部111向体腔内插入时配设于开口部111。插拔计算部105根据插拔检测部103检测的检测结果，计算插入部20(弯曲部23)的插拔量(插入量或者拔去量)和插拔速度(插入速度或者拔去速度)。如图1、图4B所示那样，插拔计算部105例如配设于控制装置19。此外，插拔扭转操作检测计算机构101具有:扭转检测部123，检测包括弯曲部23的插入部20的扭转；以及扭转计算部125，根据扭转检测部123的检测结果计算包含扭转方向在内的扭转量和扭转速度。该扭转表不与插入部20的轴向相对的插入部20的周向上的移动,表不插入部20的旋转(转动)。扭转检测部123读取与插入部20 —起扭转的被读取部107，检测被读取部107的扭转。由此，扭转检测部123检测插入部20的扭转。扭转检测部123例如为编码器。扭转检测部123与插拔检测部103同样，配设于插入辅助件113。扭转检测部123既可以与插拔检测部103为一体、也可以独立。扭转计算部125根据扭转检测部123检测的检测结果，计算插入部20(弯曲部23)的包含扭转方向在内的扭转量和扭转速度。如图1、图4B所示那样，扭转计算部125例如配设于控制装置19。另外，如图4C所示那样，也可以代替被读取部107，而配设有:与插入部20的外周面接触，在插入部20被插入时进行旋转的插入旋转体129 ;和与插入部20的外周面接触，在插入部20被扭转时进行旋转的扭转旋转体131。插入旋转体129和扭转旋转体131例如是辊，该辊配设于在图4C中省略图示的插入辅助件113，与插入部20的外周面接触，通过插入部20的插入和扭转而旋转。在插入旋转体129的外周面和扭转旋转体131的外周面上，配设有上述那样的被读取部107。插拔检测部103读取与插入旋转体12 9 —起旋转的被读取部107，检测被读取部107的旋转。由此，插拔检测部103检测插入部20的插拔。此外，扭转检测部123读取与扭转旋转体131一起旋转的被读取部107，检测被读取部107的旋转。由此，扭转检测部123检测插入部20的扭转。插拔计算部105根据插拔检测部103检测的检测结果，计算插入旋转体129的旋转量、即插入部20 (弯曲部23)的插拔量(插入量或者拔去量)以及插拔速度(插入速度或者拔去速度)。此外，扭转计算部125根据扭转检测部123检测的检测结果，计算扭转旋转体131的旋转量、即插入部20 (弯曲部23)的扭转量以及扭转速度。另外，插拔扭转信息具有插入部20的插拔量、插拔速度、包含扭转方向在内的扭转量以及扭转速度中的至少一个即可，因此插拔扭转操作检测计算机构101具备具有插拔检测部103和插拔计算部105的插拔机构以及具有扭转检测部123和扭转计算部125的插拔机构中的至少一方即可。此外，如图5所示那样，内窥镜系统10具有形状预测计算部141，该形状预测计算部141根据由弯曲操作量检测计算机构61 (弯曲操作量计算部65)计算的计算结果(弯曲操作量信息)，预测(推定)与弯曲操作量对应的弯曲部23的弯曲形状，并计算表示预测的预测信息。该形状预测计算部141在插入部20没有被施加外力时，预测通过弯曲操作部37的操作而弯曲部23弯曲何种程度，即预测通过弯曲操作部37的操作而弯曲的弯曲部23的弯曲形状(状态)。另外，形状预测计算部141也可以对弯曲操作量信息进一步加上由插拔扭转操作检测计算机构101计算的计算结果，来计算预测信息。该计算结果表示插拔扭转信息，并表示为插拔量、插拔速度、扭转量以及扭转速度中的至少一个的情况。如图1所示那样，形状预测计算部141例如配设于控制装置19。此外，如图5所示那样，内窥镜系统10具有形状偏差计算部143，该形状偏差计算部143根据由弯曲形状检测计算机构71 (弯曲形状计算部75)计算的计算结果(弯曲形状信息)、以及由形状预测计算部141计算的计算结果(预测信息)，计算偏差信息。该偏差信息表示偏差量和偏差的时间变化中的至少一个。偏差量是实际弯曲的弯曲部23的弯曲形状与根据弯曲操作量信息而预测的弯曲部23的弯曲形状之差，是实际值与预料值之差。偏差的时间变化表示将偏差量进行了 1次以上时间积分而得的信息、和将偏差量进行了 I次以上时间微分而得的信息中的至少一个。如图1所示那样，形状偏差计算部143例如配设于控制装置19。此外，如图5所示那样，内窥镜系统10具有安全基准值记录部147，该安全基准值记录部147记录弯曲部23的操作安全性的判断、即表示操作安全基准的安全基准值。该操作例如表示，用于使弯曲部23弯曲的、弯曲操作机构39的操作、插入部20的插拔以及插入部20的扭转中的至少一个。此外，该安全基准值表示，与偏差信息对应的偏差信息安全基准值、与弯曲操作量(弯曲操作量信息)对应的弯曲操作量信息安全基准值、与弯曲形状信息对应的弯曲形状信息安全基准值、以及与插拔扭转信息对应的插拔扭转信息安全基准值。详细地说，该安全基准值表示:偏差量的允许范围、偏差的时间变化(时间积分、时间微分)的允许范围、弯曲操作量的最大值、弯曲形状的最大值、插入部20的插拔量的最大值以及将插拔量进行了 I次以上时间微分时(插入部20的插拔速度)的最大值、插入部20的扭转量的最大值、以及将扭转量进行了 I次以上时间微分时(插入部20的扭转速度)的最大值。另外，偏差信息、弯曲操作量信息、弯曲形状信息以及插拔扭转信息，例如是由后述的指示部157指示的第一操作支援信息中所需要的参数，成为作为选择对象的信息组、即选择对象信息组，来作为第一操作支援信息。此外，偏差信息安全基准值、弯曲操作量信息安全基准值、弯曲形状信息安全基准值以及插拔扭转信息安全基准值，成为与选择对象信息组对应的安全基准值组。安全基准值记录部147例如也可以仅记录由后述的指示部157指示的第一操作支援信息所需要的参数(例如仅偏差量)的安全基准值。如图1所示那样，安全基准值记录部147例如配设于控制装置19。此外，如图5所示那样，内窥镜系统10具有第一操作支援信息取得部151，该第一操作支援信息取得部151根据由弯曲操作量计算部65计算的计算结果(弯曲操作量信息)、以及由弯曲形状计算部75计算的计算结果(弯曲形状信息)中的至少一方，取得表示支援操作的信息的第一操作支援信息。详细地说，第一操作支援信息取得部151通过将弯曲形状信息与预测信息组合而进行计算，由此取得第一操作支援信息。进一步详细地说，第一操作支援信息取得部151从形状偏差计算部143取得偏差信息，并取得与偏差信息对应的第一操作支援信息。
在第一操作支援信息取得部151取得与偏差信息对应的第一操作支援信息的情况下，第一操作支援信息取得部151根据偏差信息所包含的至少一个信息、以及与该信息对应的偏差信息安全基准值，取得与偏差信息对应的第一操作支援信息。详细地说，第一操作支援信息取得部151根据偏差量以及偏差量安全基准值，取得与表示偏差量的偏差信息对应的第一操作支援信息。或者，第一操作支援信息取得部151根据偏差的时间变化以及偏差的时间变化安全基准值，取得与表示偏差的时间变化的偏差信息对应的第一操作支援 目息。另外，第一操作支援 目息取得部151也可以取得与表不偏差量的偏差彳目息对应的第一操作支援信息以及与表示偏差的时间变化的偏差信息对应的第一操作支援信息的双方。此时，第一操作支援信息是表示偏差量相对于偏差量安全基准值(允许范围)为何种程度的比例的指标，是表示偏差量的安全程度的指标。此外，第一操作支援信息是表示偏差的时间变化相对于偏差的时间变化安全基准值为何种程度的比例的指标，是表示偏差的时间变化的安全程度的指标。如此，第一操作支援信息是表示偏差信息相对于偏差信息安全基准值为何种程度的比例的指标。如图1所示那样，第一操作支援信息取得部151例如配设于控制装置19。另外，第一操作支援信息取得部151也可以取得与弯曲操作量信息、弯曲形状信息以及插拔扭转信息对应的第一操作支援信息。在第一操作支援信息取得部151取得与弯曲操作量信息对应的第一支援信息的情况下，第一操作支援信息 取得部151根据弯曲操作量检测计算机构61的弯曲操作量信息、以及安全基准值记录部147的弯曲操作量信息安全基准值，取得与弯曲操作量信息对应的第一操作支援信息。此时，第一操作支援信息是表示弯曲操作量(弯曲操作量信息)相对于弯曲操作量信息安全基准值(弯曲操作量的最大值)为何种程度的比例的指标，是表示弯曲操作量(弯曲操作量信息)的时间变化的安全程度的指标。此外，在第一操作支援信息取得部151取得与弯曲形状信息对应的第一支援信息的情况下，第一操作支援信息取得部151根据弯曲形状信息、以及安全基准值记录部147的弯曲形状信息安全基准值(弯曲形状的最大值)，取得与弯曲形状信息对应的第一操作支援信息。此时，第一操作支援信息是表示弯曲形状信息相对于弯曲形状信息安全基准值(弯曲形状的最大值)为何种程度的比例的指标，是表示弯曲形状信息的安全程度的指标。此外，在第一操作支援信息取得部151取得与插拔扭转信息对应的第一支援信息的情况下，第一操作支援信息取得部151根据插拔扭转操作检测计算机构101的插拔扭转信息、以及安全基准值记录部147的插拔扭转信息安全基准值，取得与插拔扭转信息对应的第一操作支援信息。此时,第一操作支援信息是表不插拔扭转信息相对于插拔扭转信息安全基准值为何种程度的比例的指标，例如是表示插拔量、插拔量的时间微分(插拔速度)、扭转量以及扭转量的时间微分(扭转速度)的安全程度的指标。这种第一操作取得部取得与偏差量对应的第一操作支援信息、与偏差的时间变化对应的第一操作支援信息、与弯曲操作量信息对应的第一操作支援信息、与弯曲形状信息对应的第一操作支援信息、与插拔量对应的第一操作支援信息、与插拔速度对应的第一操作支援信息、与扭转量对应的第一操作支援信息以及与扭转速度对应的第一操作支援信息中的至少一个。即，第一操作支援信息取得部151根据与选择对象信息组对应的安全基准值组，取得与选择对象信息组的各信息分别对应的第一操作支援信息的至少一个。另外，第一操作支援信息取得部151也可以不需要取得上述全部的第一操作支援信息，例如仅取得由后述的指示部157指示的参数(例如仅偏差量)的第一操作支援信息。此外，例如，第一操作支援信息成为至少一个上述参数(例如仅偏差量)的指标。此外，如图5所不那样，内窥镜系统10具有信息记录部155,该信息记录部155记录偏差量、偏差的时间变化、弯曲操作量信息、弯曲形状信息、插拔量、插拔速度、扭转量、扭转速度、预测信息以及第一操作支援信息中的至少一个，详细地说记录表示第一操作支援信息所需要的信息的偏差量等参数。信息记录部155也可以例如在由后述的指示部157指示的规定定时，仅记录例如由指示部157指示的第一操作支援信息所需要的参数。如图1所示那样，信息记录部155例如配设于控制装置19。此外，如图5所示那样，内窥镜系统10具有指示部157，该指示部157进行指示，以便在规定的定时进行弯曲操作量检测计算机构61中的弯曲操作量信息的计算、弯曲形状检测计算机构71中的弯曲形状信息的计算、插拔扭转操作检测计算机构101中的插拔扭转信息的计算、形状预测计算部141中的预测信息的计算、形状偏差计算部143中的偏差信息的计算、第一操作支援信息取得部151中的第一操作支援信息的计算、信息记录部155的记录以及后述的第二操作支援信息取得部161中的第二操作支援信息的计算中的至少一个。如图1所示那样，指示部157例如配设于控制装置19。此外，如图5所示那样，内窥镜系统10具有第二操作支援信息取得部161，该第二操作支援信息取得部161取得第二操作支援信息，该第二操作支援信息表示，在第一操作支援信息取得部151取得的第一操作支援信息(指标)中，根据指标判断出与偏差量、偏差的时间变化、弯曲操作量信息、弯曲形状信息、插拔量、插拔速度、扭转量以及扭转速度分别对应的指标中的至少一个超过了各自的安全基准值的情况下，以使得各个指标分别收敛于各自的安全基准值的方式、将各个指标向各自的安全基准值引导的情况。第二操作支援信息取得部161根据由第一操作支援信息取得部151取得的第一操作支援信息，取得第二操作支援信息。因此，在第一操作支援信息取得部151仅取得了与偏差量对应的第一操作支援信息的情况下，第二操作支援信息取得部161根据第一操作支援
息，仅取得与偏差量对应的第二操作支援息。在该情况下，第二支援息是表不以使偏差量收敛于偏差量安全基准值的方式、将偏差量向偏差量安全基准值引导的信息。另外，第二操作支援信息具有在根据信息记录部155所记录的参数而预测到参数从安全基准值脱离的情况下、用于将参数收敛于安全基准值的量或者方向。即，第二操作支援信息为，在根据信息记录部155在规定定时取得的偏差量等参数，预测到偏差量、偏差的时间变化、弯曲操作量信息、弯曲形状信息、插拔量、插拔速度、扭转量以及扭转速度从安全基准脱离的情况下，使操作返回原基准的信息。另外，上述监视器16显示弯曲操作量信息、弯曲形状信息、插拔扭转信息、预测信息、偏差信息、第一操作支援信息以及第二操作支援信息中的至少一个。接着，对本实施方式的动作方法进行说 明。
如图4A所示那样，插入辅助件113配设于开口部111，插入部20经由插入辅助件113插入体腔内。此时，插拔扭转操作检测计算机构101计算具有插入部20的插拔量、插拔速度、扭转量以及扭转速度中的至少一个的插拔扭转信息。此外，弯曲操作部37被操作，弯曲部23弯曲。此时，弯曲操作量检测计算机构61计算弯曲操作量信息。此外，弯曲形状检测计算机构71计算弯曲形状信息。接下来，形状预测计算部141根据弯曲操作量信息，对与弯曲操作量对应的弯曲部23的弯曲形状进行预测(推定)，并计算预测信息。此时，形状预测计算部141也可以对弯曲操作量信息进一步加上插拔扭转信息来计算预测信息。形状偏差计算部143根据弯曲形状信息和预测信息，来计算偏差信息。另外，上述的各种计算由指示部157在规定的定时进行。第一操作支援信息取得部151从形状偏差计算部143取得表示偏差量和偏差的时间变化中的至少一方的偏差信息，并从安全基准值记录部147取得偏差量安全基准值或者偏差的时间变化安全基准值。然后，第一操作支援信息取得部151根据偏差量和偏差量安全基准值，例如取得与表示偏差量的偏差信息对应的第一操作支援信息，或者根据偏差的时间变化和偏差的时间变化安全基准值，取得与表示偏差的时间变化的偏差信息对应的第一操作支援信息。该第一操作支援信息，是表示偏差量相对于偏差量安全基准值(允许范围)为何种程度的比例的指标，或者是表示偏差的时间变化相对于偏差的时间变化安全基准值为何种程度的比例的指标。
此外，第一操作支援信息取得部151从弯曲操作量检测计算机构61取得弯曲操作量信息，从安全基准值记录部147取得弯曲操作量信息安全基准值。然后，第一操作支援信息取得部151根据弯曲操作量信息和弯曲操作量信息安全基准值，取得与弯曲操作量信息对应的第一操作支援信息。此时，第一操作支援信息是表示弯曲操作量(弯曲操作量信息)相对于弯曲操作量信息安全基准值(弯曲操作量的最大值)为何种程度的比例的指标。此外，第一操作支援信息取得部151从弯曲形状检测计算机构71取得弯曲形状信息，从安全基准值记录部147取得弯曲形状信息安全基准值。然后，第一操作支援信息取得部151根据弯曲形状信息和弯曲形状信息安全基准值，取得与弯曲形状信息对应的第一操作支援信息。此时，第一操作支援信息是表示弯曲形状信息相对于弯曲形状信息安全基准值(弯曲形状的最大值)为何种程度的比例的指标。此外，第一操作支援信息取得部151从插拔扭转操作检测计算机构101取得插拔扭转信息。此外，第一操作支援信息取得部151从安全基准值记录部147取得插拔扭转信息安全基准值。然后，第一操作支援信息取得部151根据插拔扭转信息和插拔扭转信息安全基准值，取得与插拔扭转信息对应的第一操作支援信息。此时，第一操作支援信息是表示插拔扭转信息相对于安全基准值为何种程度的比例的指标。另外，第一操作支援信息取得部151不需要取得上述全部第一操作支援信息，而仅取得由指示部157指示的参数(例如仅偏差量)的第一操作支援信息即可。因此，第一操作支援信息取得部151取得与偏差信息对应的第一操作支援信息、与弯曲操作量信息对应的第一操作支援信息、与弯曲形状信息对应的第一操作支援信息、以及与插拔扭转信息对应的第一操作支援信息中的至少一个即可。第一操作支援信息取得部151在计算了多个第一操作支援信息的情况下，将其分别组合即可。接着，信息记录部155在规定的定时记录偏差量、偏差的时间变化、弯曲操作量信息、弯曲形状信息、插拔扭转信息、预测信息以及作为上述各指标的第一操作支援信息中的至少一个，详细地说，记录第一操作支援信息所需要的信息。接着，第二操作支援信息取得部161根据由第一操作支援信息取得部151取得的第一操作支援信息，取得第二操作支援信息。第二操作支援信息例如表示，在插拔量超过插拔扭转信息安全基准值的情况下、使插拔量收敛于插拔扭转信息安全基准值那样的量。该量是表示将插拔的操作抵消、或者使插拔的操作返回的情况的量等。监视器16显示弯曲操作量信息、插拔扭转信息、弯曲形状信息、第一操作支援信息、第二操作支援信息、预测信息以及偏差信息中的至少一个。另外，如上所述，各种动作由指示部157在规定的定时同时或者独立地进行。如此，在本实施方式中，根据弯曲操作量信息和弯曲形状信息中的至少一方，详细地说，根据弯曲操作量信息(用于使弯曲部23弯曲的弯曲操作机构39的弯曲操作量)、弯曲形状信息(实际弯曲的弯曲部23的弯曲形状)以及偏差信息(使用了弯曲操作量信息和弯曲形状信息的情况)，能够由第一操作支援信息取得部151直接、高精度、且容易地取得第一操作支援信息。此外，在本实施方式中，通过使用弯曲操作量信息和弯曲形状信息，能够不需要压敏传感器等，不需要注意压敏传感器的优化、配置位置以及噪声等，能够容易地取得第一操作支援信息。此外，在本实施方式中，由于不需要压敏传感器等，因此能够使插入部20的前端部成为细径。此外，在本实施方式中，能够同时检测各种参数的第一操作支援信息。
此外，在本实施方式中，为了取得第一操作支援信息，而在插入部20内部仅配设光纤83a、83b，由此形状预测计算部141、形状偏差计算部143等光纤83a、83b以外的器件配设于操作部30或控制装置19中。因此，在本实施方式中，在使插入部20成为细径的状态下，能够容易地取得高精度的第一操作支援信息。此外，在本实施方式中，即使在弯曲部23向上下方向和左右方向中的至少一方弯曲的情况下，也能够由弯曲操作量检测计算机构61计算弯曲操作量信息，能够由弯曲形状检测计算机构71计算弯曲形状信息，结果，能够由第一操作支援信息取得部151容易地取得高精度的第一操作支援信息。此外，在本实施方式中，通过由形状预测计算部141根据弯曲操作量信息来计算预测信息，由此形状偏差计算部143能够计算偏差信息，能够容易地取得高精度的第一操作支援信息。此外，在本实施方式中，形状预测计算部141通过对弯曲操作量信息加上插拔扭转信息来计算预测信息，由此能够计算更高精度的预测信息，能够容易地取得高精度的第一操作支援信息。此外，在本实施方式中，能够根据弯曲形状信息和预测信息而由形状偏差计算部143来计算偏差彳目息，因此能够容易地取得闻精度的第一操作支援 目息。此外,在本实施方式中，能够根据插拔扭转信息和插拔扭转信息安全基准值,来取得与插拔扭转信息对应的第一操作支援信息。
此外，在本实施方式中，通过将弯曲操作量检测部63配设于操作部30、并且将用于形状检测的光纤83配设于插入部20的非常简单的构成，能够取得上述的第一操作支援信息和第二操作支援信息。此外，在本实施方式中，根据上述，能够使操作部30紧凑且轻型，即使将插入部20变细，也能够取得多样且高精度的操作支援信息。如此，在本实施方式中，通过非常简单、且紧凑的构成，能够将插入部20前端部的压敏信息、插入部的形状信息等多样的操作支援信息同时向操作者通知。由此，在本实施方式中，能够紧凑地形成能够进行更安全且容易的插入操作以及扭转操作的管状插入系统。此外，在本实施方式中，能够由指示部157仅取得由指示部157指示的参数的第一操作支援信息。此外，在本实施方式中，通过将上述每个参数的第一操作支援信息组合，由此能够取得更高精度的第一操作支援信息和第二操作支援信息。此外，在本实施方式中，通过使第一操作支援信息例如成为表示偏差量等参数相对于参数的安全基准值为何种程度的比例的指标，由此能够容易地辨别参数的安全程度。此外，在本实施方式中，根据第一操作支援信息能够取得第二操作支援信息，根据第二操作支援信息能够将参数引导为收敛于安全基准值，能够确保参数的安全性。此外，在本实施方式中，根据具有使偏差量等参数收敛于安全基准值的量或者方向的第二操作支援信息，能够容易地取得用于安全地进行操作的信息，能够安全地进行操作。此外，在本实施方式中，监视器16显示弯曲操作量信息、插拔扭转信息、弯曲形状信息、第一操作支援信息、第二操作支援信息、预测信息以及偏差信息中的至少一个，因此能够向操作者通知这些信息。另外，本实施方式的内窥镜系统(管状插入系统)10也可以用于工业用，在该情况下，插入部20被插入管中。如此，插入部20被插入包括例如面向医疗用途的体腔(管腔)、以及例如面向工业用途的管在内的管中即可。此外，内窥镜系统(管状插入系统)10并不限于插入部20，也可以适用于内窥镜12的钳子、导管等。在内窥镜12的钳子中，对于在前端设置有用于手术或作业的操作机构的钳子特别有效。本发明 不限定于上述实施方式本身，在实施阶段能够在不脱离其要旨的范围内将构成要素变形而具体化。此外，通过上述实施方式所公开的多个构成要素的适当组合，能够形成各种发明。
权利要求
1.一种管状插入系统(10)，具备: 插入部(20)，具有弯曲的弯曲部(23)； 弯曲操作机构(39)，为了使上述弯曲部(23)弯曲而操作上述弯曲部(23); 弯曲操作量检测计算机构(61)，检测上述弯曲操作机构(39)的操作，计算表示上述操作的量的弯曲操作量信息； 弯曲形状检测计算机构(71 )，检测上述弯曲部(23)的弯曲形状，计算表示上述弯曲形状的弯曲形状信息；以及 第一操作支援信息取得部(151 )，根据上述弯曲操作量信息和上述弯曲形状信息中的至少一方，取得表示上述弯曲部(23)的操作支援的第一操作支援信息。
2.如权利要求1记载的管状插入系统(10)，其中， 还具备形状预测计算部(141 )，该形状预测计算部(141)根据上述弯曲操作量信息，计算与上述弯曲操作量对应的上述弯曲部(23)的上述弯曲形状的预测信息。
3.如权利要求2记载的管状插入系统(10)，其中， 上述第一操作支援信息取得部(151)通过组合计算上述弯曲形状信息和上述弯曲形状的上述预测信息，由此取得上述第一操作支援信息。
4.如权利要求3记载的管状插入系统(10)，其中， 还具备形状偏差计算部(1 43)， 在定义了偏差信息，且被定义为偏差信息的信息包含上述弯曲部(23)的上述弯曲形状与根据上述弯曲操作量信息而预测的上述弯曲部(23)的上述弯曲形状之差即偏差量、对上述偏差量进行了 I次以上时间积分而得的信息、以及对上述偏差量进行了 I次以上时间微分而得的信息中的至少一个时， 该形状偏差计算部(143)根据上述弯曲形状信息和上述弯曲形状的上述预测信息，计算上述偏差/[目息。
5.如权利要求4记载的管状插入系统(10)，其中， 上述第一操作支援信息取得部(151)从上述形状偏差计算部(143)取得上述偏差信息，并取得与上述偏差信息对应的上述第一操作支援信息。
6.如权利要求5记载的管状插入系统(10)，其中， 上述第一操作支援信息取得部(151)根据上述偏差信息中包含的至少一个信息、以及与该信息对应的偏差信息安全基准值，取得与上述偏差信息对应的上述第一操作支援信肩、O
7.如权利要求2记载的管状插入系统(10)，其中， 还具备插拔扭转操作检测计算机构(101 )，该插拔扭转操作检测计算机构(101)检测上述插入部(20)的插拔操作和扭转操作中的至少一方，并计算表示检测出的上述插拔操作和上述扭转操作中的至少一方的插拔扭转信息。
8.如权利要求7记载的管状插入系统(10)，其中， 上述形状预测计算部(141)对上述弯曲操作量信息进一步加上上述插拔扭转信息，来计算上述弯曲形状的预测信息。
全文摘要
作为管状插入系统的内窥镜系统(10)具有具有弯曲的弯曲部(23)的插入部(20)；和操作弯曲部(23)的弯曲操作机构(39)。内窥镜系统(10)还具有弯曲操作量检测计算机构(61)，检测弯曲操作机构(39)的弯曲操作量，计算表示弯曲操作量的弯曲操作量信息；弯曲形状检测计算机构(71)，检测实际弯曲的弯曲部(23)的弯曲形状，计算表示弯曲形状的弯曲形状信息；以及第一操作支援信息取得部(151)，根据弯曲操作量信息和弯曲形状信息中的至少一方，取得表示弯曲部(23)的操作支援的第一操作支援信息。
文档编号A61B1/00GK103228193SQ20118005629
公开日2013年7月31日 申请日期2011年11月30日 优先权日2010年12月1日
发明者山本英二, 羽根润, 藤田浩正, 长谷川润 申请人:奥林巴斯医疗株式会社, 奥林巴斯株式会社