專利名稱：內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能夠?qū)?nèi)窺鏡的插入部從管狀體內(nèi)部的近前側(cè)向里側(cè)插入進(jìn)行支援的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
例如在專利文獻(xiàn)I中公開了如下系統(tǒng)預(yù)先使用CT掃描儀得到支氣管的形狀，然后，估計(jì)實(shí)際將內(nèi)窺鏡的插入部插入支氣管中時的插入狀態(tài)，能夠顯示在支氣管的內(nèi)部插入了插入部的圖像。例如，在針對大腸那樣未固定在體腔內(nèi)而自由變形且自由運(yùn)動的管狀體應(yīng)用專利文獻(xiàn)I的系統(tǒng)的情況下，即使預(yù)先通過CT掃描儀等計(jì)測形狀，例如伴隨內(nèi)窺鏡的插入部的插入，管狀體的形狀也時刻變形。因此，在使用專利文獻(xiàn)I所公開的系統(tǒng)掌握管狀體的當(dāng)前時間點(diǎn)的形狀或插入部今后的朝向等希望對插入部的插入進(jìn)行支援的情況下，需要在插入了內(nèi)窺鏡的插入部的狀態(tài)下使用CT掃描儀。但是，CT掃描儀是非常大型的醫(yī)療設(shè)備，針對大腸這種自由運(yùn)動的管狀體，很難多次進(jìn)行掃描?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I國際公開第2010/046802號小冊子專利文獻(xiàn)2日本特開平8-542號公報(內(nèi)窺鏡位置檢測裝置)專利文獻(xiàn)3日本特開平5-211993號公報(插入部的插入支援機(jī)構(gòu))

專利文獻(xiàn)4日本特開2008-29497號公報(立體攝像)專利文獻(xiàn)5國際公開第2010/050526號小冊子(FBG傳感器)專利文獻(xiàn)6國際公開第2007/026777號小冊子(距離圖像CMOS傳感器)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供如下的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)例如在將內(nèi)窺鏡的插入部插入大腸這種自由運(yùn)動的管狀體的內(nèi)部的情況下，能夠掌握插入部今后的朝向、即插入路徑，能夠?qū)Σ迦氩康牟迦脒M(jìn)行支援。本發(fā)明的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)具有細(xì)長的插入部，其被插入管狀體的內(nèi)部，前端部具有彎曲動作自如的彎曲部；位置姿勢檢測部，其檢測所述前端部的位置和姿勢作為位置姿勢信息；動作位置姿勢計(jì)算部，其根據(jù)所述位置姿勢信息，計(jì)算所述彎曲部進(jìn)行彎曲驅(qū)動的驅(qū)動面的位置和姿勢作為驅(qū)動面信息；周邊信息檢測部，其根據(jù)所述驅(qū)動面信息，檢測在所述驅(qū)動面上存在的所述管狀體的屈曲部位作為周邊信息；位置關(guān)系計(jì)算部，其根據(jù)所述位置姿勢信息、所述驅(qū)動面信息和所述周邊信息，計(jì)算所述屈曲部位相對于所述彎曲部的位置關(guān)系作為位置關(guān)系信息；以及提示部，其根據(jù)所述位置關(guān)系信息提示所述位置關(guān)系。


圖1是示出第I實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的概略圖。圖2是第I實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的內(nèi)窺鏡的插入部的彎曲部的概略縱剖面圖。圖3是示出第I實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的概略框圖。圖4A是示出使用第I實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的內(nèi)窺鏡的觀察光學(xué)系統(tǒng)得到觀察像的狀態(tài)的概略圖。圖4B是示出圖4A所示的觀察像的概略圖。圖4C是示出圖4B中的彎曲部的U方向和D方向的驅(qū)動面上的點(diǎn)a、…k處的、管狀體的內(nèi)壁相對于內(nèi)窺鏡的插入部的前端硬質(zhì)部的前端面的距離信息的概略圖。圖5是使用第I實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)對插入部插入管狀體的內(nèi)部進(jìn)行支援時的概略流程圖。圖6A使用第I實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，示出內(nèi)窺鏡的插入部的彎曲部的U方向和D方向的驅(qū)動面上的、管狀體的內(nèi)壁相對于前端硬質(zhì)部的前端面的距離信息，是示出在圖4A所示的驅(qū)動面Fl中里側(cè)被封閉的狀態(tài)的概略圖。圖6B使用第I實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，示出內(nèi)窺鏡的插入部的彎曲部的U方向和D方向的驅(qū)動面上的、管狀體的內(nèi)壁相對于前端硬質(zhì)部的前端面的距離信息，是示出在圖4A所示的驅(qū)動面Fl中插入路徑存在于里側(cè)的狀態(tài)的概略圖。

圖6C使用第I實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，示出內(nèi)窺鏡的插入部的彎曲部的U方向和D方向的驅(qū)動面上的、管狀體的內(nèi)壁相對于前端硬質(zhì)部的前端面的距離信息，是示出在圖4A所示的驅(qū)動面Fl中簡化圖6B所示的顯示并對插入路徑的遠(yuǎn)位部標(biāo)注箭頭的狀態(tài)的概略圖。圖7A使用第I實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，示出內(nèi)窺鏡的插入部的彎曲部的U方向和D方向的驅(qū)動面上的、管狀體的內(nèi)壁相對于前端硬質(zhì)部的前端面的距離信息，并且，示出判斷插入路徑的存在并計(jì)算插入路徑的方法的一例，是示出里側(cè)被封閉的狀態(tài)的概略圖。圖7B使用第I實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，示出內(nèi)窺鏡的插入部的彎曲部的U方向和D方向的驅(qū)動面上的、管狀體的內(nèi)壁相對于前端硬質(zhì)部的前端面的距離信息，并且，示出判斷插入路徑的存在并計(jì)算插入路徑的方法的一例，是示出插入路徑存在于里側(cè)的狀態(tài)的概略圖。圖8使用第I實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，示出內(nèi)窺鏡的插入部的彎曲部的U方向和D方向的驅(qū)動面上的、管狀體的內(nèi)壁相對于前端硬質(zhì)部的前端面的距離信息，并且，是示出判斷插入路徑的存在的方法的一例的概略圖。圖9是示出第2實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的概略框圖。圖10是示出第2實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的一部分結(jié)構(gòu)的概略圖。圖11使用第2實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，是示出用于使用X射線斷層像和檢測裝置得到使內(nèi)窺鏡的插入部的前端部和管狀體重疊的狀態(tài)的方法的概略圖。圖12是示出第3實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的概略框圖。圖13是示出第3實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的內(nèi)窺鏡的彎曲驅(qū)動機(jī)構(gòu)的概略圖。
具體實(shí)施例方式下面，參照附圖對用于實(shí)施該發(fā)明的方式進(jìn)行說明。
使用圖1 圖6C對第I實(shí)施方式進(jìn)行說明。如圖1所示，該實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)(內(nèi)窺鏡的插入部的插入支援裝置)10具有內(nèi)窺鏡12、視頻處理器14、檢測裝置(位置姿勢檢測部)16、監(jiān)視器(提示部、畫面顯示部)18、20。視頻處理器14和檢測裝置16例如配置在床8附近，例如，一個監(jiān)視器18配置在處理器14上，另一個監(jiān)視器20配置在檢測裝置16上。而且，一個監(jiān)視器18例如顯示基于后述的觀察光學(xué)系統(tǒng)74的觀察像，另一個監(jiān)視器20例如顯示由檢測裝置16檢測到的后述的插入部32的形狀。監(jiān)視器18、20經(jīng)由視頻處理器14和檢測裝置16連接，能夠顯示各種信息。即，例如能夠在一個監(jiān)視器18上顯示觀察像和插入部32的形狀雙方。內(nèi)窺鏡12具有插入體腔內(nèi)等管狀體內(nèi)的細(xì)長的插入部32、配設(shè)在插入部32的基端部且由使用者保持的操作部34、以及從操作部34延伸出的通用纜線36。通用纜線36使內(nèi)窺鏡12以能夠裝卸的方式分別與視頻處理器14和檢測裝置16連接。另外，視頻處理器14和檢測裝置16以能夠輸入輸出數(shù)據(jù)的方式相互連接。插入部32從其前端側(cè)朝向基端側(cè)依次具有前端硬質(zhì)部(插入部32的前端部)42、彎曲部44 (插入部32的前端部)和撓性管部46。另外，設(shè)插入部32的前端部包括前端硬質(zhì)部42和彎曲部44。這里，如圖2所示，彎曲部44具有彎曲管52和配設(shè)在彎曲管52的外側(cè)的外皮54。彎曲管52的多個彎曲塊56通過轉(zhuǎn)動軸58a、58b連結(jié)。彎曲管52的第I轉(zhuǎn)動軸58a位于左右方向，能夠使彎曲部44在上下方向上彎曲。第2轉(zhuǎn)動軸58b位于上下方向，能夠使彎曲部44在左右方向上彎曲。 如圖1所示，操作部34具有角度旋鈕62、64。而且，在彎曲管52的前端的彎曲塊56與角度旋鈕62、64之間配設(shè)有未圖示的角度線,通過操作一個角度旋鈕62，能夠使彎曲部44向U方向和D方向彎曲，通過操作另一個角度旋鈕64，能夠使彎曲部44向R方向和L方向彎曲。如圖3所示，在內(nèi)窺鏡12的例如插入部32和操作部34的內(nèi)部配設(shè)有照明光學(xué)系統(tǒng)72和觀察光學(xué)系統(tǒng)74。照明光學(xué)系統(tǒng)72能夠使用例如LED或白熾燈等各種光源，能夠從配設(shè)在前端硬質(zhì)部42前端的照明透鏡射出照明光，對面向前端硬質(zhì)部42的前端面的被攝體進(jìn)行照明。另外，如果光源為小型，則能夠?qū)⒐庠磁渲迷谇岸擞操|(zhì)部42中。該情況下，照明光學(xué)系統(tǒng)72僅配設(shè)在插入部32中。觀察光學(xué)系統(tǒng)74具有2個物鏡(未圖示)和2個攝像部86a、86b，使得能夠進(jìn)行立體攝像(3D攝像)。優(yōu)選攝像部86a、86b的CXD或CMOS等攝像元件與前端硬質(zhì)部42的前端面平行，上下、左右的朝向被定位成與彎曲方向相同的方向，配置在前端硬質(zhì)部42的內(nèi)部。并且，在該實(shí)施方式中，說明了攝像部86a、86b的位置位于相對于插入部32的中心軸對稱的位置(特別是左右方向上對稱的位置)的情況。因此，利用攝像部86a、86b的攝像元件進(jìn)行攝像而得到的像、即經(jīng)由視頻處理器14在監(jiān)視器18中顯示的像的上下方向與彎曲部44的上下方向(U方向和D方向)一致，像的左右方向與彎曲部44的左右方向(R方向和L方向)一致。在圖2所示的彎曲部44的彎曲塊56的轉(zhuǎn)動軸58a例如位于左右方向的情況下，彎曲部44的上下方向(U方向和D方向)的驅(qū)動面(彎曲面)Fl與攝像部86a、86b的攝像元件的上下方向?qū)?yīng)。同樣，在彎曲塊56的轉(zhuǎn)動軸58b例如位于上下方向的情況下，彎曲部44的左右方向(R方向和L方向)的驅(qū)動面(彎曲面)F2與攝像部86a、86b的攝像元件的左右方向?qū)?yīng)。即，通過使彎曲部44向U方向和D方向彎曲來規(guī)定驅(qū)動面F1，通過使彎曲部44向R方向和L方向彎曲來規(guī)定驅(qū)動面F2。因此，內(nèi)窺鏡12的使用者僅觀看監(jiān)視器18，就能夠容易地掌握彎曲部44的彎曲面(通過使彎曲部44彎曲而形成的面)F1、F2。視頻處理器14具有控制電路102、運(yùn)算部(計(jì)算部)104、輸出部106。輸出部106用于對例如后述的第3實(shí)施方式中說明的自動彎曲驅(qū)動裝置26等各設(shè)備輸出各種信號。運(yùn)算部104具有驅(qū)動面計(jì)算部112、周邊信息計(jì)算部(圖像處理部)114、位置關(guān)系計(jì)算部116、插入路徑計(jì)算部(管狀體T的屈曲方向計(jì)算部)118。如圖4A所示，視頻處理器14的驅(qū)動面計(jì)算部112根據(jù)由攝像部86a、86b得到的圖像數(shù)據(jù)信息(周邊信息)計(jì)算彎曲部44的驅(qū)動面(彎曲面)F1、F2。如圖4B所示，能夠在監(jiān)視器18上顯示彎曲面Fl的位置。而且，由于彎曲部44能夠向U方向和D方向、以及R方向和L方向彎曲，所以，驅(qū)動面計(jì)算部112能夠規(guī)定U方向和D方向的驅(qū)動面Fl以及R方向和L方向的驅(qū)動面F2。這里，在該實(shí)施方式中，設(shè)攝像部86a、86b相對于插入部32的中心軸位于上下方向的中央且左右對稱的位置。因此，在監(jiān)視器18中，驅(qū)動面Fl位于左右方向的中央，驅(qū)動面F2位于上下方向的中央。如后所述，視頻處理器14的周邊信息計(jì)算部114分別計(jì)算驅(qū)動面Fl的位置處的攝像部86a、86b的攝像元件與管狀體T的內(nèi)部的內(nèi)壁面之間的距離。S卩，攝像部86a、86b和周邊信息計(jì)算部114構(gòu)成測距機(jī)構(gòu)，其取得驅(qū)動面Fl的位置處的攝像部86a、86b的攝像元件與管狀體T的內(nèi)部的內(nèi)壁面之間的距離。另外，該周邊信息計(jì)算部114不僅能夠計(jì)算驅(qū)動面Fl的位置處的攝像部86a、86b的攝像元件與管狀體T的內(nèi)壁面之間的距離，還能夠計(jì)算驅(qū)動面Fl以外的位置處的攝像部86a、86b的攝像元件與管狀體T的壁面之間的距離。

并且，由于攝像部86a、86b和周邊信息計(jì)算部114取得驅(qū)動面Fl的位置處的攝像部86a、86b的攝像元件與管狀體T的壁面之間的距離，并且還取得包含驅(qū)動面Fl的周邊的觀察像，所以構(gòu)成周邊信息檢測部。位置關(guān)系計(jì)算部116根據(jù)檢測裝置16的后述的位置信息和姿勢信息(位置姿勢信息)以及觀察光學(xué)系統(tǒng)74的圖像數(shù)據(jù)信息(周邊信息)，使坐標(biāo)系一致。插入路徑計(jì)算部118計(jì)算在管狀體T的內(nèi)部從配置有插入部32的前端硬質(zhì)部42的近前側(cè)朝向里側(cè)插入插入部32的前端硬質(zhì)部42的插入路徑IP。本實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡12具有2個物鏡、2個攝像部86a、86b。因此，能夠使用從2個視點(diǎn)對被攝體進(jìn)行攝像而得到的2個圖像數(shù)據(jù)，通過三角測量來計(jì)測被攝體的空間特性(距離)。即，該內(nèi)窺鏡系統(tǒng)10能夠通過利用了立體匹配法的圖像處理(基于周邊信息計(jì)算部114的圖像處理)，測定與被攝體所處位置之間的距離。這里，立體匹配法是如下方法使用由2臺攝像部(照相機(jī))86a、86b攝像而得到的圖像，進(jìn)行在由一個攝像部86a攝像而得到的圖像內(nèi)的各點(diǎn)與由另一個攝像部86b攝像而得到圖像內(nèi)的各點(diǎn)之間探索對應(yīng)點(diǎn)的圖像匹配處理，然后，通過三角測量，運(yùn)算求出圖像內(nèi)的各點(diǎn)的三維位置，計(jì)算距離。周邊信息計(jì)算部114使圖4B中的監(jiān)視器18上顯示的左右方向的中央?yún)^(qū)域在上下方向上匹配。即，每隔適當(dāng)間隔對從攝像部86a、86b到彎曲部44的U方向和D方向的驅(qū)動面Fl上的管狀體T的內(nèi)壁的距離進(jìn)行測定。然后，從攝像部86a、86b到管狀體T的內(nèi)壁的距離可以如圖4C所示那樣表現(xiàn)。即，能夠得到管狀體T的驅(qū)動面Fl中的縱截面。這里，在圖4C中，由于通過觀察光學(xué)系統(tǒng)74的攝像部86a、86b來規(guī)定驅(qū)動面Fl、F2，所以，自動規(guī)定U方向和D方向。并且，通過前端硬質(zhì)部42的前端面，自動規(guī)定近前側(cè)和里側(cè)。這樣，在該內(nèi)窺鏡系統(tǒng)10中，當(dāng)然能夠通過立體攝像得到管狀體T的內(nèi)壁的圖像，還能夠使用三角測量的原理得到從圖像上的前端硬質(zhì)部42的前端面到管狀體的壁面的距離。因此，集中與圖像上的壁面之間的距離信息時，如圖4C所示，能夠得到管狀體T的縱截面的概略形狀。圖1所示的檢測裝置(位置姿勢檢測部)16用于計(jì)測內(nèi)窺鏡12的插入部32的前端部、特別是前端硬質(zhì)部42的位置和姿勢，例如可以使用公知的內(nèi)窺鏡插入形狀觀測裝置(Endoscope Position Detecting Unit)(以下稱為 UPD 裝置)。另外，作為檢測裝置16，在該實(shí)施方式中，說明了使用UPD裝置的情況，但是，例如也可以使用公知的Fiber Bragg Grating (FBG :光纖布拉格光柵)傳感器來檢測插入部32的前端硬質(zhì)部42的位置和姿勢等，可以使用各種檢測裝置。如圖3所示，檢測裝置16具有控制電路132、操作面板134、發(fā)送部136、多個磁線圈138、接收部140、形狀計(jì)算部142、驅(qū)動面計(jì)算部(動作位置姿勢計(jì)算部)144。另外，在檢測裝置16僅檢測形狀的情況下，也可以采用僅包括控制電路132、操作面板134、發(fā)送部136、多個磁線圈138和接收部140的結(jié)構(gòu)。在控制電路132上連接有操作面板134、發(fā)送部136、接收部140、形狀計(jì)算部142和驅(qū)動面計(jì)算部144。而且，多個磁線圈138隔著適當(dāng)間隔內(nèi)置在插入部32中，并與發(fā)送部136連接。特別是在從前端硬質(zhì)部42到撓性管部46的范圍內(nèi)，每隔適當(dāng)間隔內(nèi)置有磁線圈138。另外，操作面板134用于檢測裝置16的各種設(shè)定。監(jiān)視器20在操作面板134的操作時顯示操作內(nèi)容，并且顯示使用了檢測裝置16的插入部32的當(dāng)前推測形狀。

而且，如圖1所示，檢測裝置16從發(fā)送部136以相互不同的頻率驅(qū)動內(nèi)置于插入部32中的多個磁線圈138而生成微弱的磁場，利用接收部140接收該微弱的磁場，利用形狀計(jì)算部142計(jì)算該接收數(shù)據(jù)，得到包含前端硬質(zhì)部42的插入部32的前端硬質(zhì)部42和彎曲部44的位置和姿勢的信息(位置姿勢信息)。另外，通過連接計(jì)算出的各線圈138的位置坐標(biāo)，能夠在監(jiān)視器20上顯示插入部32的形狀圖像。因此，內(nèi)窺鏡12的使用者能夠在視覺上識別插入部32的位置和姿勢。并且，如果是使用了該Uro裝置的檢測裝置16，則始終能夠在內(nèi)窺鏡12的使用時得到插入部32的形狀。即，當(dāng)使插入部32移動時，檢測裝置16對位置姿勢信息進(jìn)行更新，能夠在監(jiān)視器20上顯示移動后的形狀。另外，由于檢測裝置16和視頻處理器14相互連接，所以，如上所述，也能夠在與視頻處理器14連接的監(jiān)視器18上，以沒有延時的方式映出內(nèi)窺鏡12的插入部32的位置和姿勢，進(jìn)而映出更新后的位置和姿勢。驅(qū)動面計(jì)算部144根據(jù)插入部32的位置姿勢信息中的前端硬質(zhì)部42的位置姿勢信息，計(jì)算彎曲部44的驅(qū)動面(通過使彎曲部44彎曲而形成的面)FI’、F2’(參照圖4A)。換言之，驅(qū)動面計(jì)算部144計(jì)算驅(qū)動面F1、F2的位置和姿勢作為驅(qū)動面FI’、F2’的信息。即，驅(qū)動面計(jì)算部144通過取得彎曲部44的位置和姿勢，能夠自動得到彎曲部44向U方向和D方向彎曲的驅(qū)動面Fl'以及向R方向和L方向彎曲的驅(qū)動面F2’。另外，驅(qū)動面F1’與從觀察光學(xué)系統(tǒng)74得到的驅(qū)動面Fl相同，驅(qū)動面F2’與從觀察光學(xué)系統(tǒng)74得到的驅(qū)動面F2相同。在內(nèi)窺鏡12的操作部34的角度旋鈕62、64附近配設(shè)有對支援模式和通常模式進(jìn)行切換的插入支援切換開關(guān)(模式切換開關(guān))150，該支援模式是對將插入部32插入管狀體T的里側(cè)進(jìn)行支援的模式。例如，當(dāng)在通常模式的狀態(tài)下持續(xù)按壓開關(guān)150時，從通常模式切換為支援模式。例如，當(dāng)解除該開關(guān)150的按壓狀態(tài)時，從支援模式切換為通常模式。另外，優(yōu)選插入支援切換開關(guān)150位于例如由左手食指操作的位置。該實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)10如以下說明那樣進(jìn)行動作。這里，對使彎曲部44向U方向和D方向彎曲的情況進(jìn)行說明。內(nèi)窺鏡12的使用者用左手握持操作部34，用右手握持插入部32，將插入部32的前端的前端硬質(zhì)部42從管狀體(例如大腸)T的一端(肛門)向里側(cè)(另一端)插入。此時，內(nèi)窺鏡12的使用者一邊利用監(jiān)視器18掌握管狀體T的內(nèi)部狀態(tài)，一邊將插入部32的前端硬質(zhì)部42推進(jìn)到管狀體T的里側(cè)。例如，當(dāng)管狀體T勾掛在大腸的乙狀結(jié)腸這樣的屈曲部位時，有時無法利用監(jiān)視器18觀察管狀體T的里側(cè)。當(dāng)按壓操作部34的插入支援切換開關(guān)150時，從通常模式切換為支援模式(SI)。此時，如圖4A所示，視頻處理器14的內(nèi)部的驅(qū)動面計(jì)算部112計(jì)算彎曲部44的驅(qū)動面Fl (、F2) (S2)。如圖4B所示，周邊信息計(jì)算部114以適當(dāng)間隔(可以預(yù)先通過操作面板134設(shè)定)測定由驅(qū)動面計(jì)算部112計(jì)算出的驅(qū)動面Fl中的管狀體T的壁面與攝像部86a、86b的攝像元件值間的距 離(S3)。S卩，觀察光學(xué)系統(tǒng)74通過立體攝像而得到管狀體T的內(nèi)部的內(nèi)壁面的圖像，而且，利用三角測量的原理，得到圖像上的從配置在前端硬質(zhì)部42的內(nèi)部的攝像部86a、86b到管狀體T的內(nèi)部的內(nèi)壁面的距離。這里，根據(jù)由攝像部86a、86b攝像而得到的像的信息，周邊信息計(jì)算部114取得圖4B中的監(jiān)視器18上顯示的觀察像的驅(qū)動面Fl上點(diǎn)a、b、…、j、k的位置處的距離信息。圖4C示出圖4B中的點(diǎn)a、b、…、j、k的位置處的距離信息。即，將圖4B所示的位置處得到的距離信息轉(zhuǎn)換為圖4C所示的管狀體T的縱截面。因此，如圖4C所示，能夠得到觀察光學(xué)系統(tǒng)74的可觀察范圍內(nèi)的驅(qū)動面Fl中的管狀體T的縱截面的概略形狀(估計(jì)截面形狀)(S4)。然后，當(dāng)使用圖4C中的點(diǎn)a、b、…、j、k時，能夠識別驅(qū)動面Fl中的概略的管狀體T的截面形狀。然后，周邊信息計(jì)算部114能夠使用點(diǎn)a、b、…、j、k計(jì)算管狀體T的估計(jì)壁面。另外，容易理解到，圖4B和圖4C中的點(diǎn)a、b、…、j、k等得到距離信息的點(diǎn)的數(shù)量越多，估計(jì)壁面的精度越高，點(diǎn)的數(shù)量越少，估計(jì)壁面的精度越低。插入路徑計(jì)算部118利用所計(jì)算出的估計(jì)壁面，例如從圖4C中的截面的近前側(cè)朝向里側(cè)取得上下方向的中點(diǎn)。然后，通過從近前側(cè)朝向里側(cè)連接各中點(diǎn)，得到插入路徑IP
(S5)。圖4C中的插入路徑IP也可以與圖4B所示的觀察像重疊顯示。例如如圖6A所示，在測定了驅(qū)動面Fl中的從管狀體T的近前側(cè)到里側(cè)的距離時，有時得到里側(cè)被封閉的狀態(tài)。該狀態(tài)是指，即使使彎曲部44向驅(qū)動面F1、即上方向(U方向)或下方向(D方向)彎曲，里側(cè)也不存在插入路徑IP。即，如上所述，在取得估計(jì)壁面的中點(diǎn)并連接該中點(diǎn)而設(shè)為插入路徑IP的情況下，在從近前側(cè)到中途的范圍內(nèi)，能夠計(jì)算插入路徑IP，但是，插入路徑IP未通過里側(cè)。該情況下，如下所述，插入路徑計(jì)算部118能夠判斷為走到盡頭的可能性高(S5)。如圖6A所示,插入路徑計(jì)算部118在驅(qū)動面Fl中取得估計(jì)壁面的中點(diǎn)并連接該中點(diǎn)時，插入路徑IP的遠(yuǎn)位部碰到估計(jì)壁面。并且，通過微分運(yùn)算等，從近前側(cè)朝向里側(cè)依次計(jì)算此時的插入路徑IP的斜率。此時，在斜率未超過預(yù)先設(shè)定的某個閾值的情況下，插入路徑計(jì)算部118能夠判斷為驅(qū)動面Fl中的縱截面在里側(cè)封閉。該情況下，能夠判斷為當(dāng)前的驅(qū)動面Fl以外的驅(qū)動面(例如驅(qū)動面F2)中存在插入路徑。因此，使插入部32繞軸轉(zhuǎn)動例如90度(可以是右轉(zhuǎn)或左轉(zhuǎn)中的任意一方)。通過該轉(zhuǎn)動，規(guī)定新的U方向和D方向，規(guī)定新的驅(qū)動面F1。在該新的驅(qū)動面Fl中應(yīng)該存在插入路徑。另外，在使插入部32繞軸轉(zhuǎn)動的情況下，有時例如僅傾斜10度左右就能在里側(cè)檢測到插入路徑IP，所以，轉(zhuǎn)動90度只是一例。另一方面，圖6B示出如下情況在取得估計(jì)壁面的中點(diǎn)并連接該中點(diǎn)時,存在標(biāo)號B所示的插入路徑IP急劇改變朝向的部分(屈曲部位)。插入路徑計(jì)算部118通過微分運(yùn)算等從近前側(cè)朝向里側(cè)依次計(jì)算此時的斜率，能夠?qū)⒊^預(yù)先設(shè)定的某個閾值的部位判斷為使插入部32的前端硬質(zhì)部42朝向的屈曲部位B。因此，周邊信息檢測部114即周邊信息檢測部能夠檢測驅(qū)動面Fl上存在的管狀體T的屈曲部位B作為周邊信息。另外，在圖6B中，在標(biāo)號α、β、Υ所示的點(diǎn)處不存在接近D方向的管狀體T的壁面。該情況下，例如將監(jiān)視器18上顯示的最下端假設(shè)為壁面，計(jì)算中點(diǎn)。即，在圖6Β所示的情況下，插入路徑計(jì)算部118能夠判斷為存在可使插入部32的前端硬質(zhì)部42進(jìn)入里側(cè)的插入路徑IP。這樣，插入路徑計(jì)算部118能夠計(jì)算插入部32的前端硬質(zhì)部42在管狀體T的內(nèi)部從近前側(cè)朝向里側(cè)的插入路徑IP，能夠自動判斷由觀察光學(xué)系統(tǒng)74觀察到的驅(qū)動面Fl的遠(yuǎn)位部是否被封閉。然后，如圖6C所示，通過對插入路徑IP的端部標(biāo)注由標(biāo)號152所示的箭頭，能夠明確地向內(nèi)窺鏡12的使用者示出從近前側(cè)朝向里側(cè)的插入路徑IP。另外，圖6C簡化示出圖6B，并且，僅對插入路徑IP的遠(yuǎn)位端標(biāo)注箭頭152。然后，在圖6B和圖6C所示的情況下，內(nèi)窺鏡12的使用者沿著管狀體T的內(nèi)部的從近前側(cè)朝向里側(cè)的插入路徑IP，將插入部32的前端硬質(zhì)部42插入。然后，為了觀察屈曲部位B的里側(cè)，內(nèi)窺鏡12的使用者使彎曲部44向D方向彎曲例如90度左右，使彎曲部44勾掛在屈曲部位B上。然后，一邊利用彎曲部44勾掛在屈曲部位B上一邊向里側(cè)推入插入部32，并且，減小彎曲部44的彎曲角度。這樣，能夠使插入部32的前端硬質(zhì)部42朝向屈曲部位B的里側(cè)移動。另一方面，檢測裝置16能夠始終通過形狀計(jì)算部142得到插入部32的前端硬質(zhì)部42的位置和姿勢、即位置姿勢信息(S11)。根據(jù)由形狀計(jì)算部142計(jì)算出的位置和姿勢，能夠利用驅(qū)動面計(jì)算部144得到彎曲部44的驅(qū)動面F1’、F2’(S12)。然后，視頻處理器14的內(nèi)部的位置關(guān)系計(jì)算部116使由視頻處理器14的驅(qū)動面計(jì)算部112計(jì)算出的驅(qū)動面Fl與由檢測裝置16的驅(qū)動面計(jì)算部144計(jì)算出的驅(qū)動面F1’的坐標(biāo)系一致。此時，攝像部86a、86b的攝像元件與前端硬質(zhì)部42的前端面的位置關(guān)系預(yù)先可知，并且，前端硬質(zhì)部42的前端面的直徑預(yù)先可知。因此，如圖4C所示，位置關(guān)系計(jì)算部116能夠計(jì)算在通過距離信息得到的包含屈曲部位B的管狀體T的估計(jì)截面形狀中重疊了插入部32的前端硬質(zhì)部42的前端面的位置、或插入部32的前端硬質(zhì)部42的概略形狀的位置關(guān)系。然后，監(jiān)視器(提示部)18能夠顯示該位置關(guān)系(S20)。并且，輸出部(提示部)106能夠向外部設(shè)備輸出(提示)該位置關(guān)系。另外，從插入部32的攝像部86a、86b的攝像元件到管狀體T的內(nèi)壁的距離可知，并且，能夠顯示插入部32的插入路徑IP。因此，能夠在監(jiān)視器18上輸出如下指示在從管狀體T內(nèi)的近前側(cè)朝向里側(cè)例如筆直推出插入部32后例如向U方向彎曲等。如以上說明的那樣，根據(jù)該實(shí)施方式，得到以下的效果。僅通過一邊使用觀察光學(xué)系統(tǒng)74進(jìn)行觀察一邊對操作部34的開關(guān)150進(jìn)行操作，就能夠確定管狀體T的管路相對于插入部32的前端硬質(zhì)部42的當(dāng)前位置所朝向的方向(插入路徑)。即，能夠容易地識別觀察對象的管狀體T朝向哪個方向。即使在彎曲面Fl中不存在插入路徑的情況下，如果使插入部32繞軸轉(zhuǎn)動例如90度等適當(dāng)角度并對操作部34的開關(guān)150進(jìn)行操作，則能夠確定新的彎曲面Fl中的插入路徑。因此，在將插入部32插入例如大腸這種運(yùn)動的管狀體T中時，能夠容易地確認(rèn)插入方向。因此，根據(jù)該實(shí)施方式，能夠提供如下的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)10 :在將內(nèi)窺鏡12的插入部32插入例如大腸這種自由運(yùn)動的管狀體T的內(nèi)部的情況下，能夠掌握插入部32今后的朝向、即插入路徑IP，能夠?qū)Σ迦氩?2的插入進(jìn)行支援。并且，在觀察光學(xué)系統(tǒng)74中使用2個攝像部86a、86b，通過僅測定插入部32的前端硬質(zhì)部42的內(nèi)部的攝像元件與管狀體T的內(nèi)部的彎曲部44的U方向和D方向的驅(qū)動面Fl上的壁面之間的距離，就能夠計(jì)算從配置有插入部的前端硬質(zhì)部42的管狀體T的內(nèi)部的近前側(cè)朝向里側(cè)的插入路徑IP。因此，能夠使用于計(jì)算插入路徑IP的設(shè)備為最小限度。即，作為內(nèi)窺鏡系統(tǒng)10 ，不需要使插入部32的前端硬質(zhì)部42的位置和形狀與管狀體T的內(nèi)部的一部分縱截面重疊的信息，在僅提示插入路徑IP的情況下，有時也不需要能夠測定內(nèi)窺鏡12的插入部32的位置和形狀的檢測裝置16。 并且，在該實(shí)施方式中，在包含屈曲部位B的管狀體T的內(nèi)部的截面形狀中重疊插入部32的前端硬質(zhì)部42的前端面的位置或插入部32的前端硬質(zhì)部42的概略形狀，能夠在監(jiān)視器18上顯示該位置關(guān)系，并且，能夠向外部設(shè)備輸出(提示)該位置關(guān)系。因此，能夠容易地識別使內(nèi)窺鏡12的插入部32在管狀體T的內(nèi)部從近前側(cè)朝向里側(cè)運(yùn)動的量或運(yùn)動的方向。并且，如圖6C所示，由于對插入路徑IP的遠(yuǎn)位部標(biāo)注箭頭152，所以，內(nèi)窺鏡12的使用者能夠容易地得知應(yīng)該使插入部32的前端硬質(zhì)部42朝向的插入路徑IP。能夠向外部設(shè)備輸出(提示)該插入路徑IP。另外，插入路徑計(jì)算部118不限于上述計(jì)算方法，只要能夠判斷插入路徑(插入方向)IP即可，可以使用各種計(jì)算方法。例如，分別計(jì)算圖7A中的相鄰點(diǎn)Al、A2、A3、A4、A5的從近前側(cè)(近位部)朝向里偵儀遠(yuǎn)位部)的距離之差L1、L2、L3、L4。此時，L1>L2>L3>L4成立。即，隨著從近前側(cè)朝向里偵牝相鄰點(diǎn)Al、A2、A3、A4、A5彼此的距離之差逐漸減小。當(dāng)該狀態(tài)在從近前側(cè)到里側(cè)的全部范圍內(nèi)成立的情況下，插入路徑計(jì)算部118能夠判斷為驅(qū)動面Fl中的縱截面的里側(cè)的區(qū)域封閉。另一方面，如圖7B所示，分別計(jì)算相鄰點(diǎn)A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7的距離之差L1、L2、L3、L4、L5。此時，L1>L3>L2、L5>L3>L4成立。即，隨著從近前側(cè)(近位部)朝向里側(cè)(遠(yuǎn)位部)，相鄰點(diǎn)A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7的距離之差逐漸減小。但是，存在該狀態(tài)在一部分范圍內(nèi)不成立的部位。該情況下，插入路徑計(jì)算部118能夠判斷為在驅(qū)動面Fl中的縱截面的里側(cè)的區(qū)域形成有屈曲部位B。另外，如果擴(kuò)大相鄰點(diǎn)A1、A2、…、An的間隔，則計(jì)算插入路徑IP的精度降低，如果縮窄間隔，則能夠提高精度。除此之外，插入路徑計(jì)算部118也可以使用以下的計(jì)算方法。在驅(qū)動面Fl中，使圖8中的管狀體T的D方向側(cè)的截面中的相對于連接相鄰點(diǎn)彼此的線段的垂線朝向圖8中的管狀體T的U方向側(cè)的截面而延伸。然后，當(dāng)描繪延伸的垂線的中點(diǎn)時，得到圖8中標(biāo)號IP’所示的軌跡。此時，當(dāng)對連接相鄰中點(diǎn)彼此的線段的斜率進(jìn)行微分運(yùn)算時，能夠得到斜率的變化量的大小。決定斜率的變化量的閾值后，在斜率的變化量大于某個閾值的情況下，能夠判斷為在遠(yuǎn)位部形成有屈曲部位B，在斜率的變化量較小的情況下，能夠判斷為遠(yuǎn)位部被封閉。并且，作為插入路徑計(jì)算部118，除了觀察光學(xué)系統(tǒng)74以外，還可以使用照明光學(xué)系統(tǒng)72判斷從插入部32的前端硬質(zhì)部42的前端面射出光并對被攝體照明該光時產(chǎn)生的明部/暗部，自動判斷屈曲部位B的存在情況。關(guān)于這些插入路徑計(jì)算部118的插入路徑IP的計(jì)算方法，不是僅采用I個計(jì)算方法，而優(yōu)選組合多個計(jì)算方法來提高判斷精度。另外，在該實(shí)施方式中，對使用立體攝像方式的情況進(jìn)行了說明，其中，該立體攝像方式使用了具有2個物鏡和2個攝像部86a、86b的觀察光學(xué)系統(tǒng)74，但是，使用具有如下構(gòu)造的公知的距離圖像CMOS傳感器等也是優(yōu)選的該距離圖像CMOS傳感器僅具有I個攝像部就能夠測定圖像和距離。作為能夠測定攝像部(攝像元件)與管狀體T的內(nèi)壁之間的距離的方法，使激光在驅(qū)動面Fl上進(jìn)行掃描，也能夠測定插入部32的前端硬質(zhì)部42的前端面與管狀體T的內(nèi)部的內(nèi)壁面之間的距離。該情況下，也可以將使用了激光的測距裝置貫穿插入處置器械貫穿插入通道中，或者使用內(nèi)置于插入部32中的測距裝置。并且，在該實(shí)施方式中，對除了驅(qū)動面Fl以外還規(guī)定驅(qū)動面F2的情況進(jìn)行了說明，即，對向4個方向彎曲的彎曲部44的例子進(jìn)行了說明，但是，也可以是彎曲部44例如僅向U方向和D方向的2個方向彎曲的構(gòu)造。接著，使用圖9 圖11對第2實(shí)施方式進(jìn)行說明。該實(shí)施方式是第I實(shí)施方式的變形例，對與第I實(shí)施方式中說明的部件相同的部件或具有相同功能的部件標(biāo)注相同標(biāo)號，省略詳細(xì)說明。如圖9所示，該實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)10具有內(nèi)窺鏡12、視頻處理器14、檢測裝置(位置姿勢檢測部)16、監(jiān)視器(提示部)18、20、X射線照射裝置(周邊信息檢測部)22、24。另外，在該實(shí)施方式中，說明了使用2個X射線照射裝置22、24的情況，但是，也可以是一個。
并且，在該實(shí)施方式中，說明了觀察光學(xué)系統(tǒng)74具有I個物鏡(未圖示)和I個攝像部86的情況。如圖10所示，在將內(nèi)窺鏡12的插入部32的前端硬質(zhì)部42插入管狀體T的內(nèi)部的狀態(tài)下，X射線照射裝置22、24例如從相互正交的位置照射X射線，能夠分別得到該X射線斷層像。X射線照射裝置22、24知道相對于例如床8 (參照圖1)的坐標(biāo)。因此，為了同樣得到由知道相對于例如床8的坐標(biāo)的檢測裝置16計(jì)算出的驅(qū)動面F1’的像，例如可以使用一個X射線照射裝置22，為了同樣得到由檢測裝置16計(jì)算出的驅(qū)動面F2’的像，可以使用另一個X射線照射裝置24。另外，由于X射線照射裝置22、24和周邊信息計(jì)算部114不僅取得驅(qū)動面F1、F2，還取得包含驅(qū)動面F1、F2的周邊的X射線斷層像，所以，構(gòu)成周邊信息檢測部。S卩，X射線照射裝置22、24和周邊信息計(jì)算部114能夠檢測驅(qū)動面F1、F2上存在的管狀體T的屈曲部位B作為周邊信息。如圖11所示，周邊信息計(jì)算部(圖像處理部)114對此時的X射線斷層像(投影像)進(jìn)行例如二值化處理等圖像處理，分別得到驅(qū)動面FI’、F2’中的管狀體T的截面。通過X射線照射裝置22、24可知管狀體T的大小。并且，通過檢測裝置16可知驅(qū)動面FI’、F2’的坐標(biāo)，還可知從X射線照射裝置22、24照射X射線而得到的像的位置。因此，位置關(guān)系計(jì)算部116相對于檢測裝置16的內(nèi)窺鏡12的插入部32的前端硬質(zhì)部42的直徑調(diào)整X射線斷層像的管狀體T的大小，或者，相對于X射線斷層像的管狀體T的大小調(diào)整檢測裝置16的內(nèi)窺鏡12的插入部32的前端硬質(zhì)部42的直徑，能夠使驅(qū)動面F1’中的X射線照射裝置22、24的投影像與由檢測裝置16檢測到的前端硬質(zhì)部42重疊。即，在監(jiān)視器18上重疊顯示管狀體T和內(nèi)窺鏡12的插入部32的前端硬質(zhì)部42。此時，X射線照射裝置22、24的投影像能夠取得從插入部32的前端硬質(zhì)部42所處的近前側(cè)到里側(cè)的影像。因此，如第I實(shí)施方式中說明的那樣，能夠顯示管狀體T的緣部的中點(diǎn)作為插入路徑IP。

另外，觀察光學(xué)系統(tǒng)74也可以構(gòu)成為具有2個物鏡和2個攝像部86a、86b以使得能夠進(jìn)行立體攝像。該情況下，除了第I實(shí)施方式中說明的立體攝像方式以外，還得到X射線斷層像，能夠提取插入路徑IP。因此，能夠提高插入路徑IP的準(zhǔn)確性。接著，使用圖12和圖13對第3實(shí)施方式進(jìn)行說明。該實(shí)施方式是第I和第2實(shí)施方式的變形例，對與第I和第2實(shí)施方式中說明的部件相同的部件標(biāo)注相同標(biāo)號,省略詳細(xì)說明。如圖12所示，該實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)10該實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)(內(nèi)窺鏡的插入部的插入支援裝置)10具有內(nèi)窺鏡12、視頻處理器14、檢測裝置(位置姿勢檢測部)16、監(jiān)視器(提示部)18、20、自動彎曲驅(qū)動裝置(自動彎曲驅(qū)動機(jī)構(gòu))26。在該實(shí)施方式中，對向U方向和D方向自動彎曲的情況進(jìn)行了說明，但是，不僅是U方向和D方向,還可以向R方向和L方向自動彎曲。但是，如圖13所示，內(nèi)窺鏡12的彎曲驅(qū)動機(jī)構(gòu)160具有配設(shè)在操作部34的內(nèi)部的帶輪162、卷繞在帶輪162上的角度線164a、164b、彎曲管166。帶輪162與配設(shè)在操作部34的外部的角度旋鈕62、64 (參照圖1)連結(jié)。例如，當(dāng)向U方向操作角度旋鈕62、64時，角度線164a、164b經(jīng)由帶輪162在軸向上移動，彎曲管166向U方向彎曲。當(dāng)向D方向操作角度旋鈕時，彎曲管166向U方向彎曲。如圖12所示，自動彎曲驅(qū)動裝置26具有控制電路172、自動彎曲/手動彎曲切換開關(guān)174、馬達(dá)176、彎曲角計(jì)算部178、彎曲阻力檢測部180、輸入部(連接器)182。另外，輸入部182向控制電路172輸入來自第I實(shí)施方式中說明的視頻處理器14的輸出部106的信號。自動彎曲/手動彎曲切換開關(guān)174例如設(shè)置在操作部34的角度旋鈕62、64(參照圖1)的附近，在將插入部32插入管狀體T之前，在實(shí)際將插入部32插入管狀體T的內(nèi)部的過程中，能夠切換為自動彎曲模式和手動彎曲模式，所述自動彎曲模式能夠在規(guī)定情況(按壓插入支援切換開關(guān)150的情況)下使彎曲部44彎曲，所述手動彎曲模式即使在按壓插入支援切換開關(guān)150的狀態(tài)下也能夠通過手動使彎曲部44彎曲。另外，自動彎曲/手動彎曲切換開關(guān)174優(yōu)選配置在插入支援切換開關(guān)150的附近，例如能夠一邊利用左手食指操作插入支援切換開關(guān)150 —邊利用左手中指操作自動彎曲/手動彎曲切換開關(guān)174。馬達(dá)176與操作部34的內(nèi)部的帶輪162連接。因此，當(dāng)使馬達(dá)176的驅(qū)動軸旋轉(zhuǎn)時，帶輪162旋轉(zhuǎn)。彎曲角計(jì)算部178具有計(jì)測馬達(dá)176的驅(qū)動軸的旋轉(zhuǎn)量的編碼器192以及與編碼器192連接的彎曲角檢測電路194。彎曲阻力檢測部180具 有接觸壓力傳感器196和彎曲阻力檢測電路198。接觸壓力傳感器196設(shè)置在彎曲部44上。與該接觸壓力傳感器196連接的信號線沒有圖示，但是，通過插入部32和操作部34而與彎曲阻力檢測電路198連接。另外，檢測裝置16能夠始終檢測插入部32的前端硬質(zhì)部42的移動量。例如，在自動彎曲驅(qū)動裝置26的切換開關(guān)174切換為自動模式的狀態(tài)下，將插入部32的前端硬質(zhì)部42從管狀體T的近前側(cè)朝向里側(cè)插入管狀體T的內(nèi)部。當(dāng)在管狀體T的內(nèi)部配置有插入部32的前端硬質(zhì)部42的狀態(tài)下按壓插入支援切換開關(guān)150時，如上所述，計(jì)算插入路徑IP。此時，插入路徑IP顯示在監(jiān)視器18上，并且從輸出部106輸出。來自輸出部106的輸出信號被輸入到自動彎曲驅(qū)動裝置26的控制電路172。此時，在判斷為插入路徑IP未存在于管狀體T的里側(cè)(被封閉)的情況下，輸出部106向自動彎曲驅(qū)動裝置26輸出維持彎曲部44的形狀的信號。另一方面，在判斷為插入路徑IP存在于管狀體T的里側(cè)的情況下，輸出部106向自動彎曲驅(qū)動裝置26傳遞信號。此時，自動彎曲驅(qū)動裝置26與檢測裝置16連動。當(dāng)使插入部32沿著插入路徑IP前進(jìn)時，檢測裝置16能夠自動識別插入部32的軸向的移動量。然后，自動彎曲驅(qū)動裝置26使彎曲部44彎曲，使得當(dāng)插入部32在沿著插入路徑IP的狀態(tài)下移動時，前端硬質(zhì)部42的前端面沿著插入路徑IP移動。因此，能夠?qū)澢?4勾掛在管狀體T的屈曲部位B上。即，能夠?qū)⑶岸擞操|(zhì)部42的前端面配置到屈曲部位B的里側(cè)。另外，在插入部32脫離插入路徑IP而使得彎曲部44與管狀體T的內(nèi)部的內(nèi)壁面抵接的情況下，利用配置在彎曲部44上的接觸壓力傳感器196和彎曲阻力檢測電路198檢測該狀態(tài)。即，彎曲阻力檢測部180能夠檢測從彎曲部44的外周的哪個位置承受壓力。然后，對馬達(dá)176進(jìn)行控制，自動調(diào)整彎曲部44的彎曲角，以降低彎曲部44與管狀體T的內(nèi)部的內(nèi)壁面之間的接觸壓力。如以上說明的那樣，通過在內(nèi)窺鏡系統(tǒng)10中組入自動彎曲驅(qū)動裝置26，能夠使插入部32的前端硬質(zhì)部42自動移動到管狀體T的里側(cè)，所以，在插入部32的前端硬質(zhì)部42從屈曲部位B的近前側(cè)通過里側(cè)時，能夠省去內(nèi)窺鏡12的使用者操作內(nèi)窺鏡12的勞力和時間。并且，在上述實(shí)施方式中，對插入部32具有I個彎曲部44的例子進(jìn)行了說明，但是，插入部32具有2個彎曲部的結(jié)構(gòu)也是優(yōu)選的。關(guān)于上述實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)10，主要說明了應(yīng)用于大腸的醫(yī)療用途，但是，不限于醫(yī)療用途，也可以用于工業(yè)用途等的各種用途。至此，參照附圖具體說明了若干個實(shí)施方式，但是，本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式，包括在不脫離其主旨的范圍內(nèi)進(jìn)行的所有實(shí)施方式。[附記]內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的特征在于，具有細(xì)長的插入部，其被插入管狀體的內(nèi)部，前端部具有彎曲動作自如的彎曲部；位置姿勢檢測部，其檢測所述前端部的位置和姿勢作為位置姿勢信息；動作位置姿勢計(jì)算部，其根據(jù)所述位置姿勢信息，計(jì)算所述彎曲部進(jìn)行彎曲驅(qū)動的驅(qū)動面的位置和姿勢作為驅(qū)動面信息；周邊信息檢測部，其根據(jù)所述驅(qū)動面信息，檢測在所述驅(qū)動面上存在的所述管狀體的屈曲部位作為周邊信息；位置關(guān)系計(jì)算部，其根據(jù)所述位置姿勢信息、所述驅(qū)動面信息、所述周邊信息，計(jì)算所述屈曲部位相對于所述彎曲部的位置關(guān)系作為位置關(guān)系信息；以及提示部，其根據(jù)所述位置關(guān)系信息提示所述位置關(guān)系。這樣，能夠利用位置姿勢檢測部檢測插入部的前端部的位置和姿勢，利用周邊信息檢測部檢測驅(qū)動面 上的管狀體的屈曲部位作為周邊信息。然后，能夠利用位置關(guān)系計(jì)算部計(jì)算屈曲部位相對于插入部的前端部的位置關(guān)系，利用提示部提示該位置關(guān)系。因此，能夠利用周邊信息檢測部計(jì)算屈曲部位，與插入部的前端部的位置姿勢信息一起提示該屈曲部位，所以，能夠提示插入部的前端部今后應(yīng)該朝向的方向即插入路徑。因此，能夠?qū)Σ迦氩繌墓軤铙w的內(nèi)部的近前側(cè)插入里側(cè)進(jìn)行支援。S卩，能夠提供如下的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)例如在將內(nèi)窺鏡的插入部插入大腸這種自由運(yùn)動的管狀體的內(nèi)部的情況下，能夠掌握插入部今后的朝向、即插入路徑，能夠?qū)Σ迦氩康牟迦脒M(jìn)行支援。并且，優(yōu)選所述周邊信息檢測部具有X射線斷層像取得部，其沿著由所述位置姿勢檢測部計(jì)算出的所述驅(qū)動面取得所述管狀體的形狀；以及圖像處理部，其根據(jù)由所述X射線斷層像取得部取得的X射線斷層像，提取配置有所述插入部的前端部的包含從所述管狀體的內(nèi)部的近前側(cè)到所述管狀體的內(nèi)部的里側(cè)的所述管狀體的緣部。因此，周邊信息檢測部取得包含管狀體的縱截面(緣部)的X射線斷層像，并且，通過對該X射線斷層像進(jìn)行圖像處理，能夠得到期望的狀態(tài)即驅(qū)動面上的縱截面。內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的特征在于，具有插入部，其具有前端部和彎曲部，且被插入管狀體的內(nèi)部，該彎曲部通過向至少2個方向彎曲而規(guī)定驅(qū)動面；測距機(jī)構(gòu)，其在所述插入部的前端部配置在所述管狀體的內(nèi)部的近前側(cè)的狀態(tài)下，取得所述管狀體的內(nèi)部的里側(cè)的內(nèi)壁與所述插入部的前端部之間的所述驅(qū)動面上的距離信息；插入路徑計(jì)算部，其根據(jù)所述距離信息，計(jì)算能夠從配置有所述插入部的前端部的所述近前側(cè)向所述里側(cè)插入所述插入部的前端部的插入路徑；以及提示部，其提示從所述近前側(cè)朝向所述里側(cè)的所述插入部的前端部的插入路徑。這樣，通過利用測距機(jī)構(gòu)取得插入部的前端部與管狀體的里側(cè)的內(nèi)壁之間的驅(qū)動面上的距離，利用插入路徑計(jì)算部計(jì)算插入路徑，并在提示部中進(jìn)行提示，由此，能夠提示插入部的前端部今后應(yīng)該朝向的方向即插入路徑。因此，能夠?qū)Σ迦氩繌墓軤铙w的內(nèi)部的近前側(cè)插入里側(cè)進(jìn)行支援。S卩，能夠提供如下的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)例如在將內(nèi)窺鏡的插入部插入大腸這種自由運(yùn)動的管狀體的內(nèi)部的情況下，能夠掌握插入部今后的朝向、即插入路徑，能夠?qū)Σ迦氩康牟迦脒M(jìn)行支援。并且，優(yōu)選所述測距機(jī)構(gòu)具有光學(xué)系統(tǒng)，該光學(xué)系統(tǒng)能夠在所述驅(qū)動面上取得所述管狀體的內(nèi)部的里側(cè)的內(nèi)壁與所述插入部的前端部之間的距離。因此，通過在內(nèi)窺鏡的插入部中組入光學(xué)系統(tǒng)、或通過通道貫穿插入光學(xué)系統(tǒng)，能夠容易地測定插入部的前端部與管狀體的里側(cè)的內(nèi)壁之間的距離。并且，優(yōu)選所述內(nèi)窺鏡系統(tǒng)還具有位置姿勢檢測部，其檢測所述管狀體的內(nèi)部的所述插入部的前端部的位置和姿勢作為位置姿勢信息，并且，根據(jù)所述位置姿勢信息計(jì)算所述驅(qū)動面；位置關(guān)系計(jì)算部，其根據(jù)所述位置姿勢信息和所述距離信息，計(jì)算所述插入路徑相對于所述插入部的前端部的位置關(guān)系；以及自動彎曲驅(qū)動機(jī)構(gòu)，其與所述提示部連接，使所述彎曲部朝向由所述提示部提示的插入路徑自動彎曲。因此，能夠更加容易地一邊沿著由提示部提示的插入路徑使彎曲部彎曲一邊將插入部插入管狀體的里側(cè)。標(biāo)號說明

Fl> F2 :驅(qū)動面(彎曲面)；T :管狀體；IP :插入路徑；B :屈曲部位；10 內(nèi)窺鏡系統(tǒng)；12 :內(nèi)窺鏡；14 :視頻處理器；16 :檢測裝置；18、20 :監(jiān)視器；32 :插入部；34 :操作部；42 :前端硬質(zhì)部;44 :彎曲部；46 :撓性管部；52 :彎曲管；54 :外皮；56 :彎曲塊;58a、58b :轉(zhuǎn)動軸；62,64 :角度旋鈕；72 :照明光學(xué)系統(tǒng)；74 :觀察光學(xué)系統(tǒng)；86a、86b :攝像部；102 :控制電路；104 :運(yùn)算部；106 :輸出部；112 :驅(qū)動面計(jì)算部；114 :周邊信息計(jì)算部(周邊信息檢測部)；116 :位置關(guān)系計(jì)算部；118 :插入路徑計(jì)算部；132 :控制電路；134 :操作面板；136 :發(fā)送部；138 :磁線圈；140 :接收部；142 :形狀計(jì)算部；144 :驅(qū)動面計(jì)算部(動作位置姿勢計(jì)算部)；150 :插入支援切換開關(guān)；152 :箭頭。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其具有 細(xì)長的插入部，其被插入管狀體的內(nèi)部，前端部具有能自如地進(jìn)行彎曲動作的彎曲部; 位置姿勢檢測部，其檢測所述前端部的位置和姿勢作為位置姿勢信息； 動作位置姿勢計(jì)算部，其根據(jù)所述位置姿勢信息，計(jì)算所述彎曲部進(jìn)行彎曲驅(qū)動的驅(qū)動面的位置和姿勢作為驅(qū)動面信息； 周邊信息檢測部，其根據(jù)所述驅(qū)動面信息，檢測在所述驅(qū)動面上存在的所述管狀體的屈曲部位作為周邊信息； 位置關(guān)系計(jì)算部，其根據(jù)所述位置姿勢信息、所述驅(qū)動面信息和所述周邊信息，計(jì)算所述屈曲部位相對于所述彎曲部的位置關(guān)系作為位置關(guān)系信息；以及 提示部，其根據(jù)所述位置關(guān)系信息提示所述位置關(guān)系。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其中， 所述周邊信息檢測部具有光學(xué)系統(tǒng)，該光學(xué)系統(tǒng)能夠在所述驅(qū)動面上取得所述管狀體的內(nèi)部的里側(cè)的內(nèi)壁與所述插入部的前端部之間的距離。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其中， 所述周邊信息檢測部具有 X射線斷層像取得部，其沿著由所述位置姿勢檢測部計(jì)算出的所述驅(qū)動面取得所述管狀體的形狀；以及 圖像處理部，其根據(jù)由所述X射線斷層像取得部取得的X射線斷層像，提取配置有所述插入部的前端部的所述管狀體的包含從所述管狀體的內(nèi)部的近前側(cè)到所述管狀體的內(nèi)部的里側(cè)的緣部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中的任意一項(xiàng)所述的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其中， 所述周邊信息檢測部檢測所述驅(qū)動面上的管狀體的形狀，根據(jù)所述管狀體的形狀計(jì)算所述插入部的插入路徑，根據(jù)所述插入路徑計(jì)算所述屈曲部位。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其中， 所述內(nèi)窺鏡系統(tǒng)具有屈曲方向計(jì)算部，該屈曲方向計(jì)算部根據(jù)所述插入路徑計(jì)算所述屈曲部位的屈曲方向。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5中的任意一項(xiàng)所述的內(nèi)窺鏡系統(tǒng),其中， 所述內(nèi)窺鏡系統(tǒng)具有畫面顯示部，該畫面顯示部與所述提示部連接，對所述提示部所提示的位置關(guān)系進(jìn)行畫面顯示。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其中， 所述畫面顯示部沿著所述驅(qū)動面顯示所述屈曲部位的屈曲方向。
8.根據(jù)權(quán)利要求1 7中的任意一項(xiàng)所述的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其中， 所述內(nèi)窺鏡系統(tǒng)還具有自動彎曲驅(qū)動機(jī)構(gòu)，該自動彎曲驅(qū)動機(jī)構(gòu)與所述提示部連接，根據(jù)由所述提示部提示的所述位置關(guān)系，使所述彎曲部自動地朝向所述屈曲部位彎曲。
9.一種內(nèi)窺鏡系統(tǒng),其具有 插入部，其具有前端部和彎曲部，且被插入管狀體的內(nèi)部，該彎曲部通過向至少2個方向彎曲而被規(guī)定了驅(qū)動面； 測距機(jī)構(gòu)，其在所述插入部的前端部配置在所述管狀體的內(nèi)部的近前側(cè)的狀態(tài)下，取得所述管狀體的內(nèi)部的里側(cè)的內(nèi)壁與所述插入部的前端部之間的所述驅(qū)動面上的距離信息； 插入路徑計(jì)算部，其根據(jù)所述距離信息，計(jì)算能夠從配置有所述插入部的前端部的所述近前側(cè)向所述里側(cè)插入所述插入部的前端部的插入路徑；以及 提示部，其提示所述插入部的前端部的從所述近前側(cè)朝向所述里側(cè)的插入路徑。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其中， 所述測距機(jī)構(gòu)具有光學(xué)系統(tǒng)，該光學(xué)系統(tǒng)能夠在所述驅(qū)動面上取得所述管狀體的內(nèi)部的里側(cè)的內(nèi)壁與所述插入部的前端部之間的距離。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其中， 所述光學(xué)系統(tǒng)具有配設(shè)在所述插入部的內(nèi)部的攝像部。
12.根據(jù)權(quán)利要求9 11中的任意一項(xiàng)所述的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其中， 所述內(nèi)窺鏡系統(tǒng)還具有 位置姿勢檢測部，其檢測所述管狀體的內(nèi)部的所述插入部的前端部的位置和姿勢作為位置姿勢信息，并且，根據(jù)所述位置姿勢信息計(jì)算所述驅(qū)動面； 位置關(guān)系計(jì)算部，其根據(jù)所述位置姿勢信息和所述距離信息，計(jì)算所述插入路徑相對于所述插入部的前端部的位置關(guān)系；以及 自動彎曲驅(qū)動機(jī)構(gòu)，其與所述提示部連接，使所述彎曲部自動地朝向所述提示部所提示的插入路徑彎曲。
13.根據(jù)權(quán)利要求1 12中的任意一項(xiàng)所述的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其中， 所述彎曲部具有多個彎曲塊和以能夠轉(zhuǎn)動的方式對所述彎曲塊彼此進(jìn)行連結(jié)的轉(zhuǎn)動軸， 所述驅(qū)動面由所述轉(zhuǎn)動軸規(guī)定。
全文摘要
內(nèi)窺鏡系統(tǒng)具有被插入管狀體的內(nèi)部的插入部、測距機(jī)構(gòu)、插入路徑計(jì)算部、提示部。插入部具有前端硬質(zhì)部和規(guī)定了驅(qū)動面的彎曲部。在插入部的前端硬質(zhì)部配置在管狀體的內(nèi)部的近前側(cè)的狀態(tài)下，測距機(jī)構(gòu)取得管狀體的內(nèi)部的里側(cè)的內(nèi)壁與插入部的前端硬質(zhì)部之間的驅(qū)動面上的距離信息。插入路徑計(jì)算部根據(jù)距離信息，計(jì)算能夠從配置有插入部的前端部的近前側(cè)向里側(cè)插入插入部的前端部的插入路徑。提示部提示從近前側(cè)朝向里側(cè)的插入部的前端部的插入路徑。
文檔編號A61B1/04GK103068297SQ201280002341
公開日2013年4月24日 申請日期2012年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月30日
發(fā)明者山本達(dá)郎, 長谷川潤 申請人:奧林巴斯醫(yī)療株式會社