JP3967731B2 - カプセル型内視鏡 - Google Patents
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Description
従来のカプセル型内視鏡としては、例えば特開平11−225966号公報に開示されているようにカプセル形状の収納体内に照明手段と観察手段とを設けたものが一般的であり、細長の挿入部を備えた内視鏡のように挿入部を湾曲させることにより、観察の視野方向を変更するような機能を備えていない。
なお、特開2000−342522号公報には、細長のチューブ形状にした飲み込みタイプの内視鏡が開示されており、この内視鏡においては湾曲部が設けてあり、視野方向を可変できるようにしている。
しかし、この従来例では、通常の湾曲駒を長手方向に連設した湾曲部を形成しているので、全長が長くなってしまい、患者の体内に挿入する場合に、カプセル形状のタイプのものに比べて挿入性が低下する欠点がある。
本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、挿入性を確保でき、かつ観察機能を向上できる内視鏡検査に適したカプセル型内視鏡を提供することを目的とする。
上記構成により、カプセル形状にして挿入性を確保すると共に、視野方向変更手段により観察手段の視野方向を変更できるようにして観察機能を向上している。
請求項5に記載のカプセル型内視鏡は、照明手段と撮像手段とを設けたカプセル型内視鏡において、前記カプセル型内視鏡の収納体の内部に配設されると共に、前記照明手段と前記撮像手段が設けられた第1のベース部材と、前記収納体の中心軸に対して前記第1のベース部材を傾ける傾動部と、を備えることを特徴とする。
請求項8に記載のカプセル型内視鏡は、照明手段と撮像手段とを設けたカプセル型内視鏡において、前記カプセル型内視鏡の収納体の内部に配設されると共に、前記照明手段と前記撮像手段が設けられたベース部材と、前記収納体の中心軸に対して前記ベース部材を回転させる回動部と、を備えることを特徴とする。
また、図4は操作リモコンの構造を示し、図5は操作リモコンを把持して操作する使用例と変形例を示し、図6はカプセル型内視鏡の電気系の構成を示し、図7は操作リモコンの電気系の構成を示し、図8はAWSユニットのコネクタ付近の構造を示し、図9はAWSユニットの電気系の構成を示す。
また、図10は内視鏡システム制御装置における画像処理ユニットと送受信ユニットの構成を示し、図11はモニタでの内視鏡画像等の表示例とメインメニューの表示例等を示し、図12はAWSユニット側での起動処理の内容を示し、図13はカプセル型内視鏡側での起動処理の内容を示す。
図1に示すように本発明の実施例1を備えたカプセル型内視鏡システム1は、検査ベッド2に横たわる図示しない患者の体腔内を検査するカプセル型内視鏡3と、このカプセル型内視鏡3が着脱自在に接続され、送気送水及び吸引の制御動作を行う送気送水吸引ユニット(AWSユニットと略記)4と、カプセル型内視鏡3等に対する制御処理を行う内視鏡システム制御装置5と、この内視鏡システム制御装置5により生成された内視鏡画像等を表示する観察モニタ6と、カプセル型内視鏡3等に対して各種の遠隔操作を行うための操作用リモートコントロールユニット(操作リモコンと略記)7とから構成される。この操作リモコン7は、接続ケーブル8を介して、例えばAWSユニット4のコネクタ9に着脱自在で接続される。
図2(A)は無線方式のデータ送受信ユニットを示す。ここでは、操作リモコン7とカプセル型内視鏡3とのデータ送受信の場合で説明する。操作リモコン7に内蔵したデータ通信制御部11により、データ送信部12を経て変調してアンテナ部13から無線でカプセル型内視鏡3に送信する。
また、操作リモコン7は、カプセル型内視鏡3側から無線で送信されるデータをアンテナ部13で受け、データ受信部14により復調してデータ通信制御部11にそのデータを送る。本発明では、無線方式でデータを送信する場合には、例えばIEEE802.11gの規格により最大のデータ通信速度が54MbpsのワイヤレスLANを形成している。
図2(C)は、光通信方式を示し、具体例として、操作リモコン7とカプセル型内視鏡3とでデータ送受信を行う場合として説明する。操作リモコン7に内蔵したデータ通信制御部11は、光通信用の送受信を行うデータ送信部12″とデータ受信部14″を介して、カプセル型内視鏡3に設けた光通信カプラ16と接続され、カプセル型内視鏡3側の光通信カプラを介してデータの送受信を行う。
図3は、本実施例のカプセル型内視鏡3の具体的な構成を示す。なお、図3(A)は概略の断面図を示し、図3(B)は透明な先端カバーを透視した概略の斜視図により先端側の内部構造を示す。
挿入チューブ21内には、送気送水を行う送気送水管路25及び吸引を行う吸引管路26と、電源線27及び(AWSユニット用)信号線28及び(リモコン用)信号線29とが挿通されている。なお、電源線27は、AWSユニット4と接続されることによりAWSユニット4側から電源が供給され、(AWSユニット用)信号線28は、AWSユニット4との間で画像データを含む信号伝送を行い、(リモコン用)信号線29は、操作リモコン7との間で主に操作リモコン7に設けられた操作手段に関する信号伝送を行うための伝送線である。
カプセル部22は、細径の挿入チューブ21の先端にカプセル形状の外装体(収納体)31が一体的に連結して、外装体31の内部を水密構造にしている。この場合、外装体31は、略円筒形状の胴体部の先端側に半球形状(ドーム形状)の透明な先端カバー32を連結して、半球形状の全方向に対して光を透過する構造にしている。そして、後述するように照明&撮像ユニット40が設けられた第1のベース部材33の板面の傾きを任意の方向に傾けることにより、半球形状の透明な先端カバー32を介して任意の方向に照明光を透過すると共に、照明光により照明された外部の被写体側での反射光を透過する構造にして、任意の方向を観察できるようにしている。
この外装体31内には、外装体31の内周面に嵌合する3個の円板形状のベース部材33、34,35が、この外装体31の長手方向に順次配置されている。最先端に配置される第1のベース部材33は、先端カバー32における半球形状の基端付近に配置され、カプセル部22の中心軸Oの回りで回動自在に配置されている。また、この第1のベース部材33は、先端カバー32における半球形状の基端付近において、以下のように傾動(傾き角が変更)自在に配置されている。
第2のベース部材34も、中心軸Oの回りで回動自在となり、傾かないないように例えば外装体31の内周面に嵌合するように配置されている。
このため、上記のように周方向の3箇所に設けた視野可変用アングルアクチュエータ36により、傾動自在に保持された第1のベース部材33は、視野可変用アングルアクチュエータ36に電圧を印加して伸長させることにより、最も伸長しない状態で保持されている視野可変用アングルアクチュエータ36の方向に第1のベース部材33が傾く(中心軸Oと直交する面の方向から傾く)ことになる。
可視領域での通常観察を行う通常観察モードの場合には、例えばR−LED39a、G−LED39b、B−LED39cを同時に発光させて、先端カバー32の前方側にR,G,Bの照明光を同時に出射し、その照明状態においてCCD38により撮像を行う。また、可視領域以外の特殊光による特殊光観察モード、この具体例の場合には赤外観察を行う赤外観察モードの場合には、IR−LED39dを発光させて、先端カバー32の前方側に赤外の照明光を出射し、その照明状態においてCCD38により撮像を行う。例えば、表面よりも深部側を観察したいような場合には、この赤外観察モードに設定して観察を行うと、可視領域の照明光の場合よりも深部側の光学情報が得られる。
また上述したように、視野可変用アングルアクチュエータ36を介して上記第1のベース部材33を傾動させることにより、照明&撮像ユニット40による照明&撮像方向(観察視野方向)を変更することができる傾動による視野方向変更手段を形成している。
また、第2のベース部材34と第3のベース部材35との間にはモータ等による先端側回動部材としての先端回動用アクチュエータ41が配置され、外装体31の内周面に固定された第3のベース部材35に対して第2のベース部材34側を、例えば時計回り及び反時計回り方向にそれぞれ90度程度回動できるようにしている。
そして、操作リモコン7のトラックボール19を回転する操作を行うことにより、時計回り及び反時計回り方向の両方向における任意の方向に所定角度以内で任意の角度回転できるようにしている。
従って、両方を組み合わせることにより、視野方向を広範囲に変更設定することができる。
そして、ユーザは、操作リモコン7を操作して先端回動用アクチュエータ41を回動させる指示操作を行うことにより、先端回動用アクチュエータ41は、(固定された第3のベース部材35に対して)その先端側に回動自在に配置された第2のベース部材34側を回動し、特に吸引管路26における先端側の方向を変更できるようにしている。
つまり、鉗子口30から処置具を挿入して、この処置具の先端側を吸引管路26の先端開口から突出させた場合、先端回動用アクチュエータ41を回動させることにより、処置具の先端側の向きを可変制御できるようにしている。換言すると、本実施例のカプセル型内視鏡3は、処置具の突出方向を可変調整できる起上台のような機能を備えている。
また、この第3のベース部材35における例えば背面には、CCD38に対する映像処理を行う映像処理回路42(図示せず)と、カプセル型内視鏡3における各部の制御処理を行う制御回路43(図示せず)と、電源を生成する電源回路44(図6参照)とが配置されている。なお、映像処理回路42と、制御回路43及び電源回路44らは制御ユニット45とし、略記する。
また、本実施例においては、さらに挿入チューブ21内には、適宜の間隔で挿入チューブ21の形状を検出するための挿入形状検出用コイル(UPDコイルと略記)49が配置されており、例えばコネクタ23内に配置されたUPDコイル駆動部50からの駆動信号により、UPDコイル49は順次駆動される。
このUPDコイル駆動部50は、信号線を介して制御回路43に接続されている。
図4に示すように操作リモコン7には、術者が把持する略円筒形状の把持部17が設けられ、さらにこの把持部17の上下両側を連結する略U字形状のフック(或いは取っ手)18が設けてある。このようにフック18を設けてあるので、術者が把持部17を強く握りしめなくても、操作リモコン7が脱落しないようにできる。
本実施例における操作リモコン7には、その上端側に斜めとなる傾斜面Saを設けて、この傾斜面Saにアングル操作用のトラックボール19を設けている。
このトラックボール19は、図4(B)の正面図に示すように左右対称な形状における操作リモコン7の長手方向に延びる中心線C上となる位置に設けてある。また、このトラックボール19の両側の左右対称となる位置に送気送水スイッチSW4と吸引スイッチSW5とが設けてある。
具体的には、図5(A)に示すように術者は、例えば右手で把持部17を把持して簡単に操作することができる。この場合、左手で把持する術者の場合にも、同様に良好な操作性を確保できる。
なお、図5(B)は変形例の操作リモコン7を示し、この場合にはフック18における下端側は把持部17の下端側と連結されないで、フック18の下端側が開口している。
なお、図4(B)に示す制御回路57は、トラックボール19が接続されるトラックボール基板57a及びファンクションスイッチSW1〜SW3が接続されるスイッチ基板57b等に実装されて形成されている。
このように操作リモコン7を接点レスで接続する構造にしているので、術者が内視鏡検査に使用する前或いは後に、操作リモコン7を洗浄や滅菌を行うことを長期間にわたり繰り返し行ったような場合、接点レスでなく接点がある場合における腐食などを有効に防止できる。
また、カプセル部22の中央付近の胴体部22bには先端回動用アクチュエータ41及びその変位量を検出するエンコーダ52とが配置されている。
また、挿入チューブ21には、UPDコイル49が配置され、また挿入チューブ21のコネクタ23にはUPDコイル駆動部50と電源伝送受信部53(具体的には接点レス伝送部のコイルC1)が設けられている。
なお、送受信ユニット63A、63Bは図2(B)の有線方式の送受信ユニットに相当する。この場合、電気コネクタ15は、AWSユニット4と接続される接点レス伝送部47のコイルC2に相当する。送受信ユニット63Bは、送受信ユニット63Aと同じ構成である。また、送受信ユニット63Bは、操作リモコン7と接続される接続ケーブル8の基端の電気コネクタ8bと接続される電気コネクタとなる。
上記状態管理部61は、照明を制御する照明制御部64を介して、この照明制御部64により制御されるLED駆動部65を制御する。このLED駆動部65は、照明手段となるLED39を発光させるLED駆動信号をLED39に印加する。
このCCD38は、状態管理部61により制御されるCCD駆動部66からのCCD駆動信号の印加により、光電変換して蓄積した信号電荷を撮像信号として出力する。この撮像信号は、A/Dコンバータ(ADCと略記)67によりアナログ信号からデジタル信号に変換された後、状態管理部61に入力されると共に、デジタル信号(画像データ)が画像メモリ68に格納される。この画像メモリ68の画像データは、送受信ユニット63Aのデータ送信部12′に送られる。
そして、電気コネクタ15からAWSユニット4内を通り、AWSユニット4から無線により内視鏡システム制御装置5側に伝送される。
また、状態管理部61は、アングル制御部71を介してアクチュエータ駆動部72を制御し、このアクチュエータ駆動部72は視野可変用アングルアクチュエータ(EPAM)36を駆動する。なお、この視野可変用アングルアクチュエータ36の駆動量はエンコーダ51により検出され、このエンコーダ51の検出により、駆動量が指示量に対応する値となるように視野可変用アングルアクチュエータ36の駆動量が制御される。
また、状態管理部61は、先端回動制御部73を制御し、この先端回動制御部73は状態管理部61の制御下でアクチュエータ駆動部74を介して先端回動用アクチュエータ41を駆動する。この先端回動用アクチュエータ41による駆動量は、エンコーダ52により検出される。
また、電源伝送受信部53により伝送された交流電力は、電源回路44に供給され、この電源回路44は、直流の電源に変換して、制御ユニット45内の各部に動作用の電力を供給する。
なお、上記状態保持メモリ62に、以下のように各カプセル型内視鏡3に固有な機種情報や使用状況に対応した個体情報を書き込んで保持し、その情報を有効利用できるようにしても良い。
またこれらの情報は、内視鏡システム制御装置5や図示しない洗浄装置など外部からの編集も可能としている。
このようにすることにより、状態保持メモリ62を既存のスコープIDの機能を兼ねることで共有して利用することで、スコープIDに持たす情報(データ)を有効に活用できる。なお、以下に説明する状態保持メモリ82に対しても同様に適用できる。
また、この状態保持メモリ62を有しているので、別途スコープIDを設ける必要がないし、既存のスコープIDよりも高機能化でき、より詳細に適切な設定、調整、管理、処理等を行うことが可能となる。
また、操作リモコン7の外表面7aに把持した手により操作可能な位置に配置された送気送水スイッチSW4、吸引スイッチSW5及びファンクションスイッチSW1〜SW3は、スイッチ押し検出部85と接続され、このスイッチ押し検出部85は、各スイッチを押した場合のON/OFFを検出し、その検出信号を状態管理部81に出力する。
状態管理部81は、検出した各スイッチの状態を状態保持メモリ82に保持すると共に、送受信ユニット83のデータ通信制御部11に送り、カプセル型内視鏡3に送信する。 また、制御回路57内に設けた電源発生部86は、図4に示した電源伝送受信部10と接続され、この電源伝送受信部10から伝送されてくる交流電力から直流の電源に変換し、制御回路57内部の各部に動作用の電源を供給する。
カプセル型内視鏡3のコネクタ23は、AWSユニット4のスコープコネクタ91にAWSアダプタ92を介挿した状態で接続される。
AWSユニット4の前面には凹部が形成され、この凹部には管路コネクタを設けたAWSアダプタ92が着脱自在に接続される。また、このAWSアダプタ92には貫通孔が設けてあり、この貫通孔を通してコネクタ23における(接点レスの)電気コネクタ46が挿入され、AWSユニット4の(接点レスの)電気コネクタ93に着脱自在に接続される。
また、このAWSユニット4の(例えば電気接点方式の)電気コネクタ94には、操作リモコン7に接続された接続ケーブル8に設けた(例えば電気接点方式の)コネクタ8bも着脱自在に接続される。
また、電源線27は、電気コネクタ93を経て電源ユニット75と接続され、カプセル型内視鏡3には、この電源ユニット75から電源線27を経て交流電力が供給される。また、この電源線27は、AWSユニット4の内部で操作リモコン7に電源を供給する電源線27aと接続され、操作リモコン7にも交流電力が供給される。
AWSユニット4は、電源制御部を含む電源ユニット75の他に、AWS制御ユニット78と、UPDユニット76と、無線方式の送受信ユニット77とを内蔵している。
また、カプセル型内視鏡3の送気送水口金25aは、AWSアダプタ92の内部で分岐し、一方はAWSユニット4内部の送気管路と接続され、側方に分岐した他方は送水口金として突出し、この送水口金に接続されるチューブを介して送水タンク98と接続される。
また、吸引口金26aは、AWSアダプタ92の内部で分岐し、側方に分岐した一方は吸引口金として突出し、図示しない吸引器に接続され、他方に分岐したリリーフ管路はAWSユニット4の前面に突出するピンチバルブ96内を通される。
また、送受信ユニット77は、アンテナ部77aと接続され、このアンテナ部77aを介して内視鏡システム制御装置5と無線で画像データを含む情報の送受信を行う。
また、さらに補足説明すると、カプセル型内視鏡3の制御回路43から電気コネクタ93を経て入力された(CCD38による)画像データを含む情報は、図9に示す送受信ユニット77のデータ通信制御部に出力され、UPDユニット76によるUPD画像データと共に、アンテナ部13(77a)から内視鏡システム制御装置5に送信する。
電磁弁ユニット124には、AWSアダプタ92を介して送気送水管路25が接続される。また、電磁弁ユニット124及びAWSアダプタ92には、送水タンク98が接続され、またAWSアダプタ92には吸引タンク99が接続される。
また、AWSユニット4には商用電源(交流電力)が供給され、この交流電力は絶縁トランス126を介して電源伝送出力部127に送られる。この電源伝送出力部127は、商用電源とは絶縁された交流電力を、電気コネクタ93からこの電気コネクタ93に接続されるカプセル型内視鏡3の電源線27に供給する。
上記電源伝送出力部127は、データ通信制御部11と接続された電力伝送制御部128により、(接点レスの電力伝送形態に対応した)電力伝送の出力制御が行われる(図12及び図13により後述)。
この内視鏡システム制御装置5は、例えば無線方式の送受信ユニット101を有する。 AWSユニット4から無線により送信される画像信号等のデータは、アンテナ部13により取り込まれて、データ受信部14に送られ、増幅された後、復調処理される。このデータ受信部14は、データ通信制御部11によりその動作が制御され、受信されたデータはバッファメモリ102に順次蓄積される。
このバッファメモリ102の画像データは、画像データの処理を行う画像処理部103に送られる。この画像処理部103には、バッファメモリ102からの画像データの他に、キーボード104のキー入力により文字情報を発生する文字生成部105からの文字情報も入力され、画像データに文字情報をスーパインポーズ等することができる。
また、画像メモリ制御部106は、画像メモリ107に一時格納された画像データを読み出されてデジタルエンコーダ108に送り、デジタルエンコーダ108は画像データを所定の映像方式にエンコードし、D/Aコンバータ(DACと略記)109に出力する。このDAC109は、デジタルの映像信号をアナログの映像信号に変換する。このアナログの映像信号は、さらにラインドライバ110を経て映像出力端から観察モニタ6に出力され、観察モニタ6には映像信号に対応する画像が表示される。
また、画像メモリ107に一時格納された画像データは、読み出されてDVデータ生成部111にも入力され、このDVデータ生成部111によりDVデータが生成され、DVデータ出力端からDVデータが出力される。
また、DVデータ入力端とに入力されたDVデータは、画像データ抽出部115により画像データが抽出(デコード)され、画像メモリ制御部106に入力される。
画像メモリ制御部106は、映像入力端或いはDVデータ入力端から入力される映像信号(画像データ)に対しても、画像メモリ107に一時記憶したり、記録メディア158に記録したり、或いは映像出力端から観察モニタ6に出力したりする。
本実施例においては、AWSユニット4側から、内視鏡3のCCD25により撮像された画像データとUPDユニット76により生成されたUPD画像データとが無線で内視鏡システム制御装置5に入力され、内視鏡システム制御装置5は、これらの画像データを所定の映像信号に変換して観察モニタ6に出力する。
ここで、視野可変用アングルの表示領域Raには、トラックボール19による操作の方向に対応して、上下、左右の各方向を示す指標U,D,L,Rが表示されている。そしてトラックボール19による操作により、照明&撮像ユニット40が実際に可変設定される視野方向を例えば矢印により表示する。図11(A)の場合には、トラックボール19が上(U)方向と右(R)方向との間の方向に回転された場合に、その操作に対応する視野方向を矢印により示す。
メニュー表示領域Rmに表示されるメニューとしては、図11(B)に示すメインメニューが表示される。このメインメニューには、ファンクションスイッチ、視野方向変更を行う際のアングル感度、通常観察と赤外観察のそれそれの設定、先端回動用アクチュエータ41に対する回動(回転)感度等の設定、信号処理における画像強調の設定、送気量の設定と共に、前のメニュー画面に戻る操作指示を行う戻る操作項目と、メニューの終了の操作指示をする終了の項目が表示される。
そして、ユーザは、トラックボール19等の操作により選択枠を移動し、例えばファンクションスイッチの項目に選択すると、そのファンクションスイッチの項目の枠が太く表示されて選択されていることを示す表示となる。
なお、後述する他の実施例においても、本実施例におけるカプセル部22の機能とは異なる他の機能を設けた場合には、その機能を操作する項目を、ファンクションスイッチSW1〜SW3(及びSW4,SW5)に割り付けることもできるようにしている。
次に、このような構成によるカプセル型内視鏡システム1の作用を説明する。
内視鏡検査を実施する場合、まずカプセル型内視鏡3を予めAWSアダプタ2を装着したAWSユニット4に接続する。また、操作リモコン7に接続ケーブル8を接続し、この接続ケーブル8の電気コネクタ8bをAWSユニット4に接続する。
次にAWSユニット4及び内視鏡システム制御装置5の電源をオンする。すると、AWSユニット4内の各部が動作状態になり電源ユニット75は、電源線27を介してカプセル型内視鏡3側に電力を供給できる状態になると共に、操作リモコン7にも電源線を介して電力を供給できる状態となる。
この場合のAWSユニット4及びカプセル型内視鏡3側の起動時の動作を図12及び図13を参照して説明する。
その後、ステップS2において、監視タイマをONにした後、ステップS3に示すように電源伝送出力部127の状態を電力供給する状態、つまり電力供給をONにする。電源伝送出力部127が電力供給する状態となることにより、この電力が電源線27を介して、カプセル型内視鏡3の制御ユニット45内の電源回路44に交流の電力が供給されるようになる。
また、操作リモコン7にも、制御回路57内の電源発生部86に交流の電力が供給されるようになる。
一方、ステップS4において時間切れの前に起動メッセージを受信した場合には、電力伝送制御部128は、ステップS6に示すように監視タイマの時間計測をOFFにする。そして、ステップS7に示すように継続メッセージを発行して、この起動処理を終了する。
一方、カプセル型内視鏡3の制御回路43には、電源回路44に交流の電力が供給されることにより、制御回路57内の動作に必要な電力が供給され、起動処理を開始する。そして、図13に示す状態管理部81は、最初のステップS11において電源回路44の電源電圧が安定化するのを待つ。
そして、操作リモコン7から起動メッセージ受信のデータを受信すると、ステップS15に示すように今度はAWSユニット4に対して起動メッセージを発行する。そして、この起動メッセージの発行後、ステップS16に示すように状態管理部61は、電力伝送制御部128側からの継続メッセージを受信するのを待つ状態となり、継続メッセージを受信した場合には、起動処理を終了する。一方、継続メッセージを受信しない場合には、ステップS17に示すすように状態管理部61は、リトライ終了の条件(例えば予め設定されたリトライ回数の条件)に達しない場合には、ステップS15に戻り、再度起動メッセージを発行し、リトライ終了の条件になった場合には、エラー終了する。
上記起動処理が正常に終了すると、CCD38による撮像が開始し、ユーザは、操作リモコン7の操作手段となる送気送水、吸引、視野可変のアングル操作等を行うことができる。従って、ユーザは、このカプセル型内視鏡3をその先端側から体内に挿入して、内視鏡検査を開始することができる。
つまり、挿入チューブ21を有しないカプセル部22のみであると、カプセル部22は蠕動運動等による移動であるので、検査対象とする部位に到達に時間がかかったり、検査対象部位に到達しても前号運動等により移動するため、詳しく調べることが困難になる。これに対して、本実施例では、挿入チューブ21がカプセル部22に一体的に連結してあるので、挿入チューブ21の基端側を押し出す操作を行うことにより、体内に深部側への挿入が容易にでき、従って目的部位を短時間に観察できう状態に設定することができると共に、挿入チューブ21の基端側での移動を規制するように保持すれば、その先端のカプセル部22を目的部位にとどめて目的部位を十分に検査することが可能となる。
また、本実施例においては、照明&撮像ユニット40による観察視野方向を変更できるようにしているので、観察機能を向上できる。
これらの各種の操作等に関する代表的な処理動作を図14〜図18により説明する。図14は撮像制御処理の動作内容を示す。
図14に示すように、撮像処理が開始するとステップS21に示すように、カプセル型内視鏡3は、撮像データ取得を行う。具体的には、状態管理部61の管理(制御)下で、LED39は発光すると共に、CCD駆動部66はCCD38を駆動する動作を開始し、CCD38により撮像された撮像信号は、ADC67によりデジタル信号(撮像データ)に変換される。その撮像データ(画像データ)は順次、画像メモリ68に記憶され、撮像データの取得が行われる。
また、ADC67の撮像データは、明るさ検出部69に入力される。ステップS23に示すようにこの明るさ検出部69は、撮像データの輝度データの適宜の時間での平均値を算出するなどして、撮像データの明るさ検出を行う。
この明るさ検出部69の検出データは、例えば状態管理部61に入力され、指定の明るさか否かの判断が行われる(ステップS24)。そして、指定の明るさの場合には、撮像処理を終了し、次の撮像処理に移る。
従って状態管理部61は、調整結果の情報により、照明制御部64により可能な明るさ調整範囲内かの判断を行う。そして、照明制御部64による明るさ調整で行えた場合には、ステップS27の処理を行わないで、この撮像処理制御を終了する。一方、照明制御部64による明るさ調整範囲から外れた場合には、ステップS27に示すように状態管理部61は、CCD駆動部66に対してCCDゲイン調整の信号を出力し、CCD38のゲインを調整することにより撮像データの明るさ調整を行う。そして、この撮像処理を終了する。
送気送水の処理が開始すると、図15のステップS31に示すように、制御回路57の状態管理部81は、送気送水スイッチSW4の状態データの取得を行う。
送気送水スイッチSW4の操作は、図7に示すスイッチ押し検出部85によりその操作が検出され、その検出結果の情報が入力されることにより、状態管理部81は、送気送水スイッチSW4の状態データの取得を行う。
例えばカプセル部22を体腔内に挿入して、透明な先端カバー32に体液等が付着して対物レンズ37及びCCD38による観察視野(撮像視野)の一部が不鮮明になる等、観察を妨げるような場合においては、送気送水スイッチSW4を操作して、送水タンク98の水を送気送水管路25を介してその先端開口から先端カバー32の外表面に送水することができる。
そして、外表面に付着した観察を妨げる体液等を洗い流すことが簡単にできる。また、必要に応じてさらに送気することにより、送水した水を吹き飛ばす等することにより、体液等に影響されない適切な観察視野を確保することが可能となる。
図15では、送気送水処理を説明したが、吸引処理もほぼ同様の動作となるため、フローチャートによる動作を省略する。
本実施例においては、上述したように吸引管路26及びこの吸引管路26を介して吸引を行う吸引スイッチSW5が設けてあるので、例えば体液が観察視野を妨げるような場合には、吸引スイッチSW5を操作することにより、吸引管路26の先端開口から体液を吸引して排除することができる。これにより適切な観察視野を確保することができる。
また、この場合、先端回動用アクチュエータ41を駆動して吸引管路26の先端開口から突出する処置具の先端側の方向を規制或いは可変制御することもでき、生検等の処置の機能を向上できる。
このように本実施例によれば、挿入チューブ21内に送気送水管路25及び吸引管路26とを設け、かつその先端側をカプセル部22を貫通させてその外表面に開口させるようにしているので、送気送水の処置や吸引の処置及び処置具挿通による診断或いは治療の処置等を行うことができ、より適切な内視鏡検査及び処置を行うことが可能となる。
次に図16を参照して視野可変のアングル操作制御の処理を説明する。アングル制御の処理が開始すると、ステップS41に示すように状態管理部81は、アングル制御が有効か否かの判断を行う。
状態管理部81は、トラックボール変位検出部84の出力により、アングル制御が有効か否かの判断を行う。
そして、アングル制御が有効でないと判断した場合には、ステップS45に移り、前の視野変更の指令値を保持する。一方、アングル制御が有効と判断した場合には、次のステップS42に進み、状態管理部81は、トラックボール19の操作によるその状態データの取得を行う。そして、次のステップS43において、状態管理部81は、トラックボール変位検出部84の出力により、さらに状態変化が有りか否かの判断を行う。
ステップS44或いはS45の処理の後、ステップS46に示すように状態管理部81は、指令値をカプセル型内視鏡3の状態管理部61に送る。この状態管理部61は、その指令値をアングル制御部71を介してアクチュエータ駆動部72に送り、視野可変用アングルアクチュエータ36をサーボ処理する。
つまり、アクチュエータ駆動部72は、指令値に基づいてその指令値に対応するアングル角度(視野方向)となるように視野可変用アングルアクチュエータ36を駆動する。その際、視野可変用アングルアクチュエータ36のアングル状態をエンコーダ51により検出し、このエンコーダ51により検出される値が指令値に対応する目的の視野方向に到達かの判断を行う(ステップS47)。
次に、上述した、図14〜図16の制御処理をまとめたヒューマンインターフェースの(操作リモコン7を含む)カプセル型内視鏡3側及び内視鏡システム制御装置5側での処理内容を図17及び図18を参照して説明する。なお、図中ではヒューマンインターフェースをHMIと略記する。
図17に示すようにヒューマンインターフェースの処理が開始すると、カプセル型内視鏡3の状態管理部61は、(操作リモコン7の状態管理部81を介して)アングル有効スイッチがOFFにされるのを待つ。つまり、トラックボール19が押圧されてアングル有効スイッチがOFFにされるのを待つ。
状態管理部61は、GUI表示メッセージを発行した後、次のステップS63において、内視鏡システム制御装置5側からGUIの表示完了メッセージの受信待ちの状態となる。そして、状態管理部61は、このGUIの表示完了メッセージの受信できない場合には、ステップS64に進みリトライ終了の条件に該当するか否かの判断を行い、リトライ終了の条件に該当しない場合にはステップS63に戻り、逆にリトライ終了の条件に該当する場合にはエラー終了する。
このGUI終了メッセージは、GUI表示メッセージの場合と同様に、カプセル型内視鏡3からAWSユニット4を経由して無線で内視鏡システム制御装置5に送信される。そして、このGUI終了メッセージを発行した後、状態管理部61は、次のステップS67において、内視鏡システム制御装置5側からGUIの表示終了メッセージの受信待ちの状態となる。そして、状態管理部61は、このGUIの表示終了メッセージを受信した場合には、このヒューマンインターフェース処理を終了する。
また、ステップS65において、アングル有効スイッチがONにされない場合には、ステップS69側のメニュー画面での処理に移り、このステップS69において、状態管理部61は、トラックボール19の状態の変化が有るか否かの判断をトラックボール変位検出部84の出力からある閾値以上の変化量が有るか否かによって判断する。
そして、ステップS70に示すように状態管理部61は、(操作リモコン7の状態管理部81を介して)トラックボール19の状態の変化が有ると判断した場合には、そのトラックボール19の状態データ(変化データ)を取得する。
そして、ステップS71に示すように状態管理部61は、ユーザによるトラックボール19の操作に対応した状態データを送信する。この状態データは、カプセル型内視鏡3からCCD38の撮像データと同期してパケットデータとしてAWSユニット4を経て内視鏡システム制御装置5に送信される。この状態データの送信後、ステップS65の処理に戻る。
ステップS69において、状態管理部61は、トラックボール19の状態変化が無いと判断した場合には、ステップS72に示すようにスイッチ状態(スイッチSW1〜SW5)の変化が有るか否かをスイッチ押し検出部85による検出出力から(操作リモコン7の状態管理部81を介して)判断する。
一方、図18に示すようにヒューマンインターフェースの処理が開始すると、内視鏡システム制御装置5のシステム制御ユニット117のCPUは、最初のステップS81において、カプセル型内視鏡3側からのGUI表示メッセージの受信待ちの状態となる。このCPUは、図8或いは図10の送受信ユニット101を介して無線によるGUI表示メッセージの受信を待つ。
そして、ステップS82に示すようにこのシステム制御ユニット117のCPUは、GUI表示メッセージを受信すると、GUI表示の制御処理を行う。つまり、CPUは、画像処理ユニット116に対してGUI表示を行う制御を行う。
ステップS84において、CPUは、GUI終了メッセージを受信していない場合には、ステップS87に移り、トラックボール19の受信データに変化が有るか否かの判断を行う。このトラックボール19の受信データの変化の有無の判断は、(操作リモコン7を含む)カプセル型内視鏡3側によるトラックボール19の状態の変化の判断結果を受けて行う。
また、ステップS87の処理において、トラックボール19の受信データに変化がないと判断した場合には、CPUは、ステップS90に示すようにスイッチの受信データに変化ありか否かの判断を、カプセル型内視鏡3側での判断結果の送信情報により行う。
そして、スイッチの受信データに変化ありと判断した場合には、ステップS91に示すようにCPUは、カプセル型内視鏡3側からの送信情報からスイッチ押し状態データを取得する。さらにステップS91に示すようにCPUは、スイッチ押しがされたスイッチに割り付けられて機能の実行する処理を行ってステップS84の処理に戻る。また、ステップS90において、スイッチの受信データに変化が無い場合にもステップS84の処理に戻る。
このような動作を行うカプセル型内視鏡システム1を形成する本実施例のカプセル型内視鏡3によれば、照明及び撮像ユニット40により形成される観察手段の視野方向を所定角度以内で任意の角度に変更設定(変更操作)できる構造にしているので、操作リモコン7を操作することにより、所望とする方向に視野方向を設定でき、観察機能を大幅に向上することができる。
さらに、第1のベース部材33と共に第2のベース部材34は、先端回動用アクチュエータ41により、第3のベース部材35に対して中心軸Oの回りで回動自在に保持されているので、操作リモコン7の操作により、この先端回動用アクチュエータ41を駆動して第2のベース部材34側の回動角度を変更することにより、所望とする方向に観察手段を向けることもできる。
また、操作リモコン7も接点レスで着脱自在に接続する構造にしているので、繰り返しの洗浄、滅菌しても、接点レスでない場合の接点の導通不良等の発生がなく、信頼性を向上できる。
本実施例のカプセル型内視鏡3においては、コネクタ23における電気コネクタ46として、接点レスの構造にしているが、その変形例として、電気接点を有する構造にしても良い。
この場合には、カプセル型内視鏡3は、通常はデータ伝送量が大きい画像データを効率良く伝送できるようにAWSユニット4と送受信を行う状態に設定し、時分割で操作リモコン7と操作情報に関するデータの送受信を行うようにしても良い。
図19(A)は本発明の実施例2のカプセル型内視鏡3Bを示す。また、図19(B)は、図19(A)の先端側を斜視図で示すことによりカプセル部22の先端側の内部構成を示している。
このカプセル型内視鏡3Bは、図3のカプセル型内視鏡3において、照明手段として4つのR−LED39a、G−LED39b、B−LED39c、IR−LED39dの代わりに例えば、2つの白色LED39e、39fを採用しており、可視領域における通常観察を行う構成にしている。
また、本実施例のカプセル型内視鏡3Bは、カプセル部22の例えば先端部の外周面(若しくは内周面でも良い)には、例えば圧電素子を円環形状にした振動用アクチュエータ(振動ユニット)131Aが設けてあり、この振動用アクチュエータ131Aは、信号線によりカプセル部22内部の制御ユニット45内に設けられ、ここでは図示されない制御回路43に接続されている。
また、本実施例においては、実施例1における信号線28、29を設けないで、代わりにカプセル部22内部に送受信を行うアンテナ部133が設けてあり、このアンテナ部133を介して操作リモコン7及びAWSユニット4と信号の送受信を行うようにしている。なお、本実施例では、実施例1におけるUPDコイル49及びUPDコイル駆動部50を設けてない構造にしている。
また、本実施例においては、挿入チューブ21内に挿通された電源線27は、コネクタ23において、電気コネクタ46の電気接点に接続されている。その他の構成は、実施例1と同様の構成である。
なお、操作リモコン7の電源発生部86を充電式バッテリと充電回路で構成し、接続ケーブル8を使用しなくても良い。この変形例では操作リモコン7の未使用時に接続ケーブル8を経由して供給される電源を電源伝送受信部10で受信し、バッテリを充電可能としている。
この操作リモコン7Bは、その外形は図4に示した操作リモコン7と同様の構成であるが、その内部において、点線で示すように制御回路57からフック18に沿って送受信用のアンテナ部134が配置されている。つまり、フック18におけるその延出されている方向に沿って、その内側にアンテナ部134が配置されている。
そして、操作リモコン7Bは、このアンテナ部134によりカプセル型内視鏡3Bと操作情報等のデータの送受信を無線で行う。なお、図5(B)の場合のフック18の場合にも、図20(B)に示すようにフック18の内部にアンテナ部134を設けるようにしても良い。
図21は、カプセル型内視鏡3Bの電気系の構成を示す。図21に示す構成は、図6に示した構成において、カプセル部22における先端部22aにはさらに振動用アクチュエータ131Aが配置されている。
そして、状態管理部61は、振動制御部135A及びアクチュエータ駆動部136Aを介して振動用アクチュエータ131Aを駆動する。
また、状態管理部61は、振動制御部135B及びアクチュエータ駆動部136Bを介して振動用アクチュエータ131Bを駆動する。
また、図6における送受信ユニット63A、63Bの代わりに無線で送受信を行う送受信ユニット137が設けてある。この送受信ユニット137は、図2(A)に相当する。この送受信ユニット137にはアンテナ部133が採用されている。
なお、図21においては、図6に示したUPDコイル49及びUPDコイル駆動部50を備えていない構造となっている。その他は、図6と同様の構成である。
なお、ファンクションスイッチSW1〜SW3に、振動用アクチュエータ131A及び131Bの操作機能を割り付けることにより、その機能が割り付けられたファンクションスイッチを操作することにより、カプセル部22を振動させることができるようにしている。その他は、図7と同様の構成である。
本実施例によれば、振動用アクチュエータ131A及び131Bが設けてあるので、カプセル部22の先端の一部が、例えば局所的な凹部に嵌り込み、単に前方側に押す操作では円滑な挿入が行えないような場合に、振動用アクチュエータ131A或いは131Bを振動させる操作を行うことにより、カプセル部22も振動し、凹部から外れやすくでき、より円滑な挿入などが可能になる。
また、実施例1におけるUPDコイル49によるUPD画像が得られることを除けば、実施例1と殆ど同様の効果が得られる。
図23は本発明の実施例3のカプセル型内視鏡3Cを示す。このカプセル型内視鏡3Cは、図3のカプセル型内視鏡3において、カプセル部22の外装体31の後端部側も透明部材で形成され、この後端部の内部にベース部材140が配置されている。
このベース部材140の背面には、後方照明用の例えば白色LED141と、この白色LED141による照明のもとで撮像を行う対物レンズ37B及びCCD38Bとが取り付けられており、後方照明&撮像ユニット40Bが形成されている。このCCD38Bもゲイン可変の機能をCCD素子内に備えたCCDである。
このように、本実施例では、カプセル部22の先端側には、その前方側(の体腔内)を照明及び撮像する照明&撮像ユニット40が設けられ、さらにカプセル部22の後方側には、その後方側(の体腔内)を照明及び撮像する後方照明&撮像ユニット40Bが設けられている。
図24はこのカプセル型内視鏡3Cの電気系の構成を示す。図24に示す構成は、図6に示した構成において、カプセル部22における後端部22cにはさらにLED141とCCD38Bとが配置されている。
また、実施例2で説明したように、本実施例においても図6における送受信ユニット63A、63Bの代わりに無線で送受信を行う送受信ユニット137が設けてあり、この送受信ユニット137にはアンテナ部133が採用されている。
また、状態管理部61は、CCD駆動部66Bを介してCCD38Bを駆動する。このCCD38Bは、CCD駆動部66Bからの駆動信号の印加により光電変換した信号電荷を出力する。この出力信号は、ADC67Bによりデジタル信号に変換された後、画像メモリ68Bと、明るさ検出部69Bに入力されると共に、状態管理部61にも入力される。
画像メモリ68Bは、ADC67Bにより変換されたデジタルの信号(画像データ)を一時格納し、この画像メモリ68Bから適宜のタイミングで読み出された画像データは、画像メモリ68からの画像データと同様にデータ送信部12に送られる。そして、画像データは、このデータ送信部12からアンテナ部133を介して送信される。
また、明るさ検出部69Bは、ADC67Bからの出力信号から平均の明るさを検出して状態管理部61に送る。状態管理部61は、適切な明るさに対応する基準値と比較して、照明制御部64Bを介してLED141の発光量などを制御する。
なお、本実施例においては、実施例2の操作リモコン7Bを使用することができる。
このように本実施例によれば、前後の両方向の観察ができるため、術者はより内視鏡検査による診断等を行い易くなり、また操作性を向上できる。つまり、一方のみ観察できる構成であると、他の方向を観察したい場合には、術者はカプセル型内視鏡を移動させる等する作業が必要になるが、本実施例では、両方向を観察できるので、カプセル型内視鏡を移動させる作業を必要とすることなく観察でき、操作性を向上できる。また観察機能を向上できる。
このカプセル型内視鏡3Dは、図23に示した実施例3のカプセル型内視鏡3Cにおいて、後方照明&撮像ユニット40Bを設けたベース部材140を外装体31の内周面に傾動自在に収納している。
そして、このベース部材140を第2の視野可変用アングルアクチュエータ36Bを介して外装体31の内周面に固定されたベース部材146により支持している。この第2の視野可変用アングルアクチュエータ36Bは、視野可変用アングルアクチュエータ36と同様の構成であり、信号線を介して制御回路43に接続されている。
その他の構成は、実施例3と同様である。また、本実施例においては、実施例3のカプセル型内視鏡3の場合と同様に、実施例2における操作リモコン7Bを使用することができる。
第2の視野可変用アングルアクチュエータ36B及びエンコーダ51Bは、アクチュエータ駆動部72B及びアングル制御部71Bを介して状態管理部61に接続されている。 そして、先端照明&撮像ユニット40の場合と同様に、操作リモコン7Bのトラックボール19を操作することにより、後方照明&撮像ユニット40Bの視野方向を可変できるようにしている。
本実施例によれば、実施例3の作用効果を有すると共に、さらに後方照明&撮像ユニット40Bの撮像視野(観察視野)方向を変更して観察することができるので、より操作性を向上できる。また、観察機能をより向上できる。
このカプセル型内視鏡3Eは、図25に示した実施例4のカプセル型内視鏡3Dにおいて、さらに挿入チューブ21における複数箇所、例えば先端側に近い位置と、後端側に近い位置とに硬度を可変できる硬度可変用アクチュエータ154A、154Bが設けてある。この硬度可変用アクチュエータ154A、154Bは、例えばEPAMにより形成され、電圧を印加して伸張させることによりその硬度が変化することを利用して、この硬度可変用アクチュエータ154A、154Bが設けられた部分の硬度を可変できるようにしている。
これら硬度可変用アクチュエータ154A、154Bは、挿入チューブ21内に挿通すた信号線により制御回路43に接続されており、操作リモコン7Bを操作することにより、硬度可変用アクチュエータ154A、154Bが設けられた部分の硬度を可変できるようにしている。
図28は、このカプセル型内視鏡3Eにおける電気系の構成を示す。図28に示す構成は、図26の構成において、挿入チューブ21内には硬度可変用アクチュエータ154が(図28においては、154Aと154Bを代表して154で示している)設けてあり、この硬度可変用アクチュエータ154の変位量はエンコーダ155により検出される。 また、状態管理部61は、硬度可変制御部156を介してアクチュエータ駆動部157を制御し、このアクチュエータ駆動部157により硬度可変用アクチュエータ154を駆動する制御をする。この硬度可変用アクチュエータ154の駆動量はエンコーダ155により検出され、その駆動量が指示値に対応する値となるように制御される。
硬度可変操作の制御処理が開始すると、ステップS51に示すように状態管理部61は、硬度可変制御が有効か否かの判断を行う。
具体的には、図11に示したようにメインメニューにより挿入部硬度がファンクションスイッチSW1〜SW3(及びSW4,SW5)に割り付けられており、(操作リモコン7Bの状態管理部81を介して)状態管理部61は、挿入部硬度のファンクションスイッチが押されて有効にされたか否かの判断を行う。
そして、状態管理部61は、硬度可変制御が有効でないと判断した場合には、ステップS55に移り、前の指令値を保持する。一方、硬度可変制御が有効と判断した場合には、次のステップS52に進み、状態管理部61は、トラックボール19の操作によるその状態データの取得を行う。
この場合、状態管理部61は、状態変化がないと判断した場合には、ステップS55に移り、逆に状態変化が有ると判断した場合には、次のステップS54において、トラックボール19の回転方向、回転量に対応する指令値を算出する。
ステップS54或いはS55の処理の後、ステップS56に示すように状態管理部61は、指令値を硬度可変制御部156を介してアクチュエータ駆動部157に送り、硬度可変用アクチュエータ154をサーボ処理する。
つまり、アクチュエータ駆動部157は、指令値に基づいてその指令値に対応する目的硬度となるように硬度可変用アクチュエータ154を駆動する。その際、硬度可変用アクチュエータ154の硬度可変状態をエンコーダ155により検出し、このエンコーダ155により検出される値が目的硬度に到達するようにアクチュエータ駆動部157は、硬度可変用アクチュエータ154を駆動する。
また、AWSユニット4内のUPDユニット76(図8参照)は、UPDコイルユニット97により、カプセル型内視鏡3Eの挿入チューブ21の内部に配置されたUPDコイル49の位置を検出して、挿入チューブ21の挿入形状を算出し、観察モニタ6の表示画面に挿入チューブ21の形状、つまりUPD画像を表示する。
図30(A)はメインメニューの表示状態を示し、この表示状態でユーザが(挿入チューブ21による)挿入部硬度可変を選択する様子を示す。なお、ここではFNスイッチの表示によりファンクションスイッチを略記している。
この場合には、UPD画像は、挿入部硬度可変が選択される直前となるため、硬度可変用アクチュエータ154A、154Bの区間A、Bは、この区間A、B以外の部分と区別されないで表示される。
従って、対応するUPD画像は、硬度可変用アクチュエータが設定されている硬度に対応する表示色で、硬度可変用アクチュエータの部分がカラー表示される。図30(B)の状態では、硬度区間は軟に近い状態に設定されており、この場合におけるUPD画像における硬度可変用アクチュエータ154Aおよび154Bの区間A、B部分は、黄色で表示される。
図30(C)は、図30(B)の状態において、例えば硬度可変用アクチュエータ154Bの区間Bの硬度を中央付近の硬度に設定した場合のものであり、この場合におけるUPD画像における硬度可変用アクチュエータ154Bの区間Bは緑色で表示される。
また、図30(D)は、図30(B)或いは図30(C)の状態において、例えば硬度可変用アクチュエータ154Bの区間Bの方の硬度を硬(硬い値)の硬度に設定した場合のものであり、この場合におけるUPD画像における硬度可変用アクチュエータ154BのBは、青色で表示される。
なお、図27(A)に示すカプセル型内視鏡3Eの変形例として、図27(B)に示すような構成のカプセル型内視鏡3E′にしても良い。このカプセル型内視鏡3E′は、図27(A)のカプセル型内視鏡3Eにおいて、制御ユニット45をベース部材35Bの前面(表面)で保持し、このベース部材35Bの背面に後端回動用アクチュエータ41Bのステータ側を保持し、そのロータ側にベース部材146側を取り付けて、ベース部材146側を回動自在に保持するようにしている。
また、電源線28、UPDコイル49に接続された信号線、硬度可変用アクチュエータ154A、154Bに接続された信号線は、挿入チューブ21の中心付近に沿って通され、かつカプセル部22内においても中心軸O付近に沿って通すようにしている。この場合、ベース部材140、146、35Bには電源線28等を通す孔(中空部)が設けてあり、また、超音波モータ等により構成される後端回動用アクチュエータ41Bにも電源線28等を通す孔が設けてある。
図32は、例えば本実施例のカプセル型内視鏡3Eと共に使用される第1変形例の操作リモコン7Cを示す。
図32(A)〜図32(C)に示す操作リモコン7Cは、図20(A)に示す操作リモコン7Bにおいて、トラックボール19の代わりに円板形状にした操作パッド161を採用している。つまり、傾斜面Saには、操作リモコン7Cにおける左右対称となる中心軸C上にその中心が位置するように操作パッド161が取り付けられている。
その他の構成は、図20(A)と同様である。この場合の作用効果は、図20に示したものとほぼ同様である。この他に、マウスなどにより操作リモコンを形成しても良い。
このカプセル型内視鏡3Fは、例えば図25のカプセル型内視鏡3Dにおいて、挿入チューブ21を設けないで、その外装体31の後端側を先端側の透明な先端カバー32と同様に、半球状(ドーム形状)の透明カバー32Bで形成したカプセル部22のみとした構成にしている。
また、このカプセル部22は、その内部に充電可能な2次電池としてのバッテリ171と、このバッテリ171を充電する充電回路172と、この充電回路172と接続され、外部から交流電力を受けることにより、非接触でその交流電力を充電回路172に供給する非接触給電コイル173とを内蔵している。
つまり、水密構造でカプセル形状の外装体31の内部に、非接触或いは接点レスで充電可能としたバッテリ171を内蔵している。
このように挿入チューブ21を有しないカプセル型内視鏡3Fの場合においても、操作リモコン7B等を操作することにより、カプセル型内視鏡3Fの内部に設けた照明&撮像ユニット40の視野方向を変更して所望とする方向を観察できるように設定することができる。
また、後方照明&撮像ユニット40B側の傾き角度を変更して、後方照明&撮像ユニット40B側の観察方向を所望とする方向に設定することもできる。このように本実施例においても、良好な観察機能を確保できる。
また、本実施例は、実施例4のカプセル型内視鏡3Dに対して適用したが、実施例5の変形例、つまり図27(B)のカプセル型内視鏡3E′に適用しても良い。この場合には、後方照明&撮像ユニット40B側の傾き角度を変更できると共に、回動する角度を変更して観察することもでき、観察機能を大幅に向上できる。
なお、視野可変用アクチュエータ36等は導電性高分子人工筋肉(EPAM)の場合に限定されるものでなく、圧電素子をロッド状に積層する等して形成したものでも良い。また、先端回動用アクチュエータ41及び後端回動用アクチュエータ41Bとしては、超音波モータやその他のモータ等を用いることができる。
なお、先端回動用アクチュエータ41或いは後端回動用アクチュエータ41Bのみにより視野方向を変更できるように、基準となる視野方向を中心軸Oの方向からある角度だけ傾斜させた方向に設定しても良い。
なお、上述した各実施例を部分的に組み合わせる等して構成される実施例等も本発明に属する。
1.請求項1において、前記照明手段及び前記観察手段は、共通の基板に取り付けられ、前記基板は、基準となる視野方向の上下、左右の任意の方向に傾動(傾き角度の変更が)自在である。
2.請求項1において、前記照明手段及び前記観察手段は、共通の基板に取り付けられ、前記基板は基準となる視野方向の回りで回動自在である。
3.請求項4において、前記照明手段及び前記観察手段は、前記収納体における先端側に配置され、前記視野変更手段は、前記カプセル形状の収納体の軸方向に沿った先端側における前記視野方向を変更可能である。
4.請求項4において、前記照明手段及び前記観察手段は、前記収納体における基端側に配置され、前記視野変更手段は、前記カプセル形状の収納体の軸方向に沿った基端側における前記視野方向を変更可能である。
6.請求項4において、前記収納体は、電源回路を内蔵し、該電源回路には接点レスの電気コネクタを介して交流電力が供給される。
7.請求項1において、前記カプセル型内視鏡は、該カプセル型内視鏡に対する各種の操作指示を遠隔操作を行う遠隔操作手段と信号伝送手段を介して通信を行う。
8.付記7において、遠隔操作手段は、ユーザが把持する把持部を有し、各種の操作指示を行う操作手段が左右対称に設けてある。
9.請求項1において、前記収納体は、前記照明手段及び撮像手段をそれぞれ備えた第1及び第2の照明&撮像ユニットを有する。
11.付記9において、前記第1及び第2の照明&撮像ユニットは、前記収納体における軸方向の回りでそれぞれ所定角度以内で任意の角度回動自在である。
12.請求項4において、前記チューブ体における複数箇所に、そのチューブ体における硬度を変更可能とする硬度変更手段が設けてある。
13.請求項1において、前記照明手段は、可視領域の可視照明手段と可視領域以外の特殊波長域照明手段とを有する。
14.請求項1において、前記カプセル形状の一方の端部側は、ドーム形状である。
17.付記16において、前記カプセル型内視鏡の機種情報は、少なくとも前記撮像手段を形成する固体撮像素子の種類情報もしくは挿入部長の情報のいずれかを有する。
18.付記15において、前記制御処理手段は、制御処理を行う制御情報としてのカプセル型内視鏡の個体情報を有する。
19.付記18において、前記カプセル型内視鏡の個体情報は、少なくともカプセル型内視鏡の使用時間の情報もしくは洗浄回数の情報のいずれかを有する。
20.請求項2において、前記傾き角度を変更する前記視野方向変更手段は、電気信号の印加により伸張又は収縮する伸張/収縮部材を複数箇所に配置して形成される。
21.付記20において、前記伸張/収縮部材は、導電性高分子人工筋肉(EPAM)或いは圧電素子により形成される。
23.カプセル形状の収納体内に照明手段及び撮像手段を設けたカプセル型内視鏡と、
前記カプセル形状の収納体に内蔵され、前記撮像手段による視野方向を変更する視野方向変更手段と、
前記カプセル型内視鏡と別体で設けられ、少なくとも前記視野方向変更手段に対する指示操作を行う操作手段が設けられたリモート操作ユニットと、
を具備したことを特徴とするカプセル型内視鏡装置。
24.付記23において、前記操作手段は、トラックボール或いは複数のスイッチを配置した操作パッドである。
25.付記23において、前記視野方向変更手段は、前記観察手段が取り付けられた取付部材の傾き角度を変更することにより、前記観察手段の視野方向を変更する。
27.付記23において、前記収納体における基端側端部に、前記収納体よりも細径のチューブ体を連設した。
28.付記25において、前記リモート操作ユニットの操作により、前記取付部材の傾動の方向及び傾き角度を制御する制御信号を発生する。
29.付記26において、前記リモート操作ユニットの操作により、前記取付部材の回転方向及び回転角度を制御する制御信号を発生する。
30.付記23において、さらに前記観察手段の前記視野方向を表示する視野方向表示手段を有する。
3…カプセル型内視鏡
4…AWSユニット
5…内視鏡制御システム
6…観察モニタ
7…操作リモコン
8…接続ケーブル
10…電気コネクタ
11…データ通信制御部
13…アンテナ部
15…電気コネクタ
17…把持部
19…トラックボール
21…挿入チューブ
22…カプセル部
23…コネクタ
25…送気送水管路
26…吸引管路
27…電源線
28、29…信号線
30…鉗子口
31…外装体
32…先端カバー
33〜35…ベース部材
36…視野可変用アクチュエータ
37…対物レンズ
38…CCD
39a〜39d…LED
40…照明&撮像ユニット
41…先端回動用アクチュエータ
42…映像処理回路
43、57…制御回路
45…制御ユニット
46…電気コネクタ
47…接点レス伝送部
49…UPDコイル
61、81…状態管理部
62、82…状態保持メモリ
63A、63B、77、83…送受信ユニット
71…アングル制御部
73…先端回動制御部
84…トラックボール変位検出部
85…スイッチ押し検出部
代理人 弁理士 伊藤 進
Claims (9)
- カプセル形状の収納体に照明手段及び観察手段を内蔵したカプセル型内視鏡において、 前記カプセル形状の収納体内に前記観察手段の視野方向を変更する視野方向変更手段を設けたことを特徴とするカプセル型内視鏡。
- 前記視野方向変更手段は、前記観察手段が取り付けられた取付部材の傾き角度を変更することにより、前記観察手段の視野方向を変更することを特徴とする請求項1に記載のカプセル型内視鏡。
- 前記視野方向変更手段は、前記観察手段が取り付けられた取付部材を所定の軸方向の回りの回転角度を変更することにより、前記観察手段の視野方向を変更することを特徴とする請求項1に記載のカプセル型内視鏡。
- 前記収納体における基端側端部に、前記収納体より細径のチューブ体を連設したことを特徴とする請求項1に記載のカプセル型内視鏡。
- 照明手段と撮像手段とを設けたカプセル型内視鏡において、
前記カプセル型内視鏡の収納体の内部に配設されると共に、前記照明手段と前記撮像手段が設けられた第1のベース部材と、
前記収納体の中心軸に対して前記第1のベース部材を傾ける傾動部と、
を備えることを特徴とするカプセル型内視鏡。 - 前記収納体の内部に配設される第2のベース部材と、
前記収納体の中心軸に対して前記第2のベース部材を回転させる回動部と、
を備えることを特徴とする請求項5に記載のカプセル型内視鏡。 - 前記傾動部は、前記第1のベース部材と連結され、伸縮することにより前記第1のベース部材に設けられた撮像手段の撮像方向を変更するアクチュエータを備えることを特徴とする請求項5又は請求項6に記載のカプセル型内視鏡。
- 照明手段と撮像手段とを設けたカプセル型内視鏡において、
前記カプセル型内視鏡の収納体の内部に配設されると共に、前記照明手段と前記撮像手段が設けられたベース部材と、
前記収納体の中心軸に対して前記ベース部材を回転させる回動部と、
を備えることを特徴とするカプセル型内視鏡。 - 前記照明手段が複数個設けられ、それぞれが赤、緑、青、赤外の波長域で発光することを特徴とする請求項1から8のいずれか一つに記載のカプセル型内視鏡。
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