內窺鏡的制作方法

專利名稱：內窺鏡的制作方法
技術領域：
本發明涉及被插入體腔內等、進行內窺鏡檢查等的內窺鏡。
背景技術：
以往，在醫療領域、工業領域等中廣泛地使用內窺鏡。例如在醫療領域中，對作為患部的生物體的體腔部位、組織等進行各種處理時使用內窺鏡。當使用內窺鏡對患部進行各種處理時，需要在彎曲的生物體的體腔內，順暢地插入內窺鏡。因此，內窺鏡的插入部一般具有可撓性。但是，在插入部僅有可撓性的情況下，插入部的位于操作人員跟前側的操作不能被充分地傳遞到插入部前端側，因此插入部前端側的方向性不確定，其結果，存在內窺鏡不能順暢地插入彎曲的生物體體腔內的問題。為了解決這樣的問題，例如，在日本特開2002-330924號公報中提出了如下的內窺鏡，即在插入部設置軟性的可撓管部和硬度可變機構，在操作部設置調節旋鈕，該調節旋鈕可通過操作人員跟前側的操作來操作硬度可變機構。
在日本特開2002-330924號公報中提出的內窺鏡中，設置在插入部的硬度可變機構主要由硬度變更線圈和硬度變更線(wire)構成。因此，當手術人員使用在日本特開2002-330924號公報中提出的內窺鏡進行硬度變更的情況下，設有硬度變更線圈和硬度變更線的部分整體變成硬度變更的對象。即，可進行硬度變更的部分受硬度變更線圈和硬度變更線這樣的物理機構所限制，因此存在對硬度變更的部位或數量產生限制的問題。
并且，在日本特開2002-330924號公報中提出的內窺鏡中，手術人員可通過使用調節旋鈕的跟前側操作來操作硬度可變機構。但是，當手術人員使用在日本特開2002-330924號公報中提出的內窺鏡進行硬度變更操作的情況下，即使手術人員進行操作部的其它部分的操作，也需要把手從該其它部分倒手到調節旋鈕上來進行操作，因此存在操作變得繁雜的問題。

發明內容
本發明就是鑒于上述問題而提出的，其目的在于，提供一種內窺鏡，該內窺鏡可進行硬度變更的部分不受物理機構限制，并且，在進行硬度變更操作時，手術人員不必把手從該操作單元拿開，即可與其他操作一起進行硬度變更操作。
在本發明的具備插入部和操作部的內窺鏡中，所述插入部在多個部位具有硬度可變機構，該硬度可變機構能夠通過被施加電壓而改變硬度，所述操作部具有硬度變更控制單元，其控制所述硬度可變機構，使其硬度改變；以及硬度變更操作單元，其向所述硬度變更控制單元進行使硬度改變的指示。


圖1是應用了本發明的一個實施方式的內窺鏡的內窺鏡系統的概要結構圖。
圖2A是表示基于無線方式的數據通信方式的圖。
圖2B是表示基于有線方式的數據通信方式的圖。
圖2C是表示基于光通信方式的數據通信方式的圖。
圖3是表示本發明的一個實施方式的內窺鏡的概要結構的圖。
圖4是表示本實施方式的內窺鏡系統的整體結構的立體圖。
圖5是表示AWS單元周邊部的具體的外觀形狀的立體圖。
圖6A是表示在AWS單元上安裝了可自由拆裝的AWS適配器的狀態的圖。
圖6B是表示取下了在AWS單元上可自由拆裝的AWS適配器的狀態的圖。
圖7A是AWS適配器42的主視圖。
圖7B是AWS適配器42的左側視圖。
圖7C是AWS適配器42的右側視圖。
圖7D是圖7A的A-A′剖面圖。
圖7E是圖7A的B-B′剖面圖。
圖8是表示AWS適配器的結構圖。
圖9是透視地表示本發明的一個實施方式的內窺鏡的內部結構要素的一部分的側視圖。
圖10A是表示本實施方式的角度用部件以及硬度可變用致動器中使用的導電性高分子人工肌肉(EPAM)的概要結構的圖。
圖10B是表示使圖10A中所示的導電性高分子人工肌肉(EPAM)在厚度方向上收縮且在長度方向上伸長的狀態的圖。
圖10C是用于表示圖10A中所示的導電性高分子人工肌肉(EPAM)相對于基于施加的電壓的電場強度的應變量的概略的說明圖。
圖11是利用圖8的A向視來表示設在操作部的軌跡球(track ball)等的圖。
圖12是表示管單元的基端以無接點方式被可自由拆裝地連接在操作部主體上的無接點傳送部的結構的電路圖。
圖13是表示設在內窺鏡內的結構要素的電氣系統的結構的框圖。
圖14是表示內窺鏡系統控制裝置的主要部的電氣系統結構的框圖。
圖15是表示AWS單元的電氣系統的結構的框圖。
圖16A是表示內窺鏡系統的電源剛接通之后在監視器上顯示的圖像的一例的圖。
圖16B是表示在圖16A的菜單顯示區域中所顯示的主菜單的圖像的一例的圖。
圖16C是表示在圖16A的菜單顯示區域中所顯示的內窺鏡開關的功能分配圖像的一例的圖。
圖17是表示AWS單元的起動處理的動作內容的流程圖。
圖18是表示內窺鏡的起動處理的動作內容的流程圖。
圖19是表示攝像控制處理的動作內容的流程圖。
圖20是表示送氣送水控制處理的動作內容的流程圖。
圖21是表示角度操作的控制處理的流程圖。
圖22是表示對硬度變更操作的控制操作的流程圖。
圖23A是表示UPD圖像的主菜單的顯示狀態的圖。
圖23B是表示UPD圖像的硬度設定畫面的顯示狀態的圖。
圖23C是表示UPD圖像的硬度設定畫面的與圖23B不同的顯示狀態的圖。
圖23D是表示UPD圖像的硬度設定畫面的與圖23B和圖23C不同的顯示狀態的圖。
圖24是表示人機接口中的內窺鏡側的處理內容的流程圖。
圖25是表示人機接口中的內窺鏡系統控制裝置側的處理內容的流程圖。
具體實施例方式
以下，參照

本發明的實施方式。
圖1至圖25涉及本發明的實施方式。圖1是應用了本發明的一個實施方式的內窺鏡的內窺鏡系統的概要結構圖。圖2A是表示基于無線方式的數據通信方式的圖。圖2B是表示基于有線方式的數據通信方式的圖。圖2C是表示基于光通信方式的數據通信方式的圖。圖3是表示本發明的一個實施方式的內窺鏡的概要結構的圖。圖4是表示本實施方式的內窺鏡系統的整體結構的立體圖。圖5是表示AWS單元周邊部的具體的外觀形狀的圖。圖6A是表示在AWS單元上安裝了可自由拆裝的AWS適配器的狀態的圖。圖6B是表示取下了在AWS單元上可自由拆裝的AWS適配器的狀態的圖。圖7A是AWS適配器42的主視圖。圖7B是AWS適配器42的左側視圖。圖7C是AWS適配器42的右側視圖。圖7D是圖7A的A-A′剖面圖。圖7E是圖7A的B-B′剖面圖。圖8是表示內窺鏡系統控制裝置和AWS單元的內部結構的圖。圖9是透視地表示本發明的一個實施方式的內窺鏡的內部結構要素的一部分的側視圖。
并且，圖10A是表示本實施方式的角度用部件以及硬度可變用致動器中使用的導電性高分子人工肌肉(EPAM)的概要結構的圖。圖10B是表示使圖10A中所示的導電性高分子人工肌肉(EPAM)在厚度方向上收縮且在長度方向上伸長的狀態的圖。圖10C是用于表示圖10A中所示的導電性高分子人工肌肉(EPAM)相對于基于施加的電壓的電場強度的應變量的概略的說明圖。圖11是表示利用圖9的C向視來表示設在操作部上的軌跡球等的圖。圖12是表示管單元的基端以無接點方式被可自由拆裝地連接在操作部主體上的無接點傳送部的結構的圖。圖13是表示設在內窺鏡內的結構要素的電氣系統的結構的圖。圖14是表示內窺鏡系統控制裝置的主要部的電氣系統結構的圖。圖15是表示AWS單元的電氣系統的結構的圖。圖16A是表示內窺鏡系統的電源剛接通之后在監視器上顯示的圖像的一例的圖。圖16B是表示在圖16A的菜單顯示區域中所顯示的主菜單圖像的一例的圖。圖16C是表示在圖16A的菜單顯示區域中所顯示的內窺鏡開關的功能分配圖像的一例的圖。
并且，圖17是表示AWS單元的起動處理的動作內容的圖。圖18是表示內窺鏡的起動處理的動作內容的圖。圖19是表示攝像控制處理的動作內容的圖。圖20是表示送氣送水控制處理的動作內容的圖。圖21是表示角度操作的控制處理的圖。圖22是表示對硬度變更操作的控制操作的圖。圖23A是表示UPD圖像的主菜單的顯示狀態的圖。圖23B是表示UPD圖像的硬度設定畫面的顯示狀態的圖。圖23C是表示UPD圖像的硬度設定畫面的與圖23B不同的顯示狀態的圖。圖23D是表示UPD圖像的硬度設定畫面的與圖23B和圖23C不同的顯示狀態的圖。圖24是表示人機接口中的內窺鏡側的處理內容的流程圖。圖25是表示人機接口中的內窺鏡系統控制裝置側的處理內容的流程圖。
在說明本發明的具體結構之前，先參照圖1至圖3對本發明的概略結構進行說明。
如圖1所示，具有本發明的內窺鏡系統1具有軟性內窺鏡(也稱為鏡)3，其插入躺在檢查床2上的未圖示的患者的體腔內進行內窺鏡檢查；送氣/送水/吸引單元(以下簡稱為AWS單元)4，其與該內窺鏡3連接，具有送氣、送水和吸引功能；內窺鏡系統控制裝置5，其對內置于內窺鏡3中的攝像元件進行信號處理、對設在內窺鏡3上的各種操作單元進行控制處理等；以及液晶監視器等的觀察監視器6，其顯示通過該內窺鏡系統控制裝置5生成的視頻信號。
并且，該內窺鏡系統1具有圖像記錄單元7，其對通過內窺鏡系統控制裝置5生成的例如數字視頻信號進行整理成檔(filing)等；以及UPD線圈單元8，其與AWS單元4連接，當在內窺鏡3的插入部內內置有形狀檢測用線圈(以下，簡稱為UPD線圈)時，該UPD線圈單元8用于接收由該UPD線圈產生的電磁場的信號等、檢測各UPD線圈的位置、顯示內窺鏡3的插入部的形狀。
并且，圖像記錄單元7與設有該內窺鏡系統1的醫院內的LAN9連接，通過與該LAN9以有線或無線方式連接的各終端裝置，從而可參照被圖像記錄單元7整理成檔的圖像等。
并且，如圖1所示，AWS單元4和內窺鏡系統控制裝置5通過無線方式進行信息(數據)的收發。此外，在圖1中，內窺鏡3通過纜線與AWS單元4連接，但也可以通過無線方式進行信息(數據)的收發(雙向傳送)。并且，內窺鏡系統控制裝置5也可通過無線方式與內窺鏡3進行信息的收發。
圖2A至圖2C表示進行在內窺鏡系統1的單元、裝置間或者內窺鏡3與單元或裝置間的數據收發的收發單元(通信部)的三種方式。在圖2A中，作為具體例子，對AWS單元4與內窺鏡系統控制裝置5的情況進行說明。
圖2A表示無線方式，通過內置于AWS單元4中的數據通信控制部11，經由數據發送部12進行調制，從天線部13以無線方式對內窺鏡系統控制裝置5進行發送。
并且，AWS單元4通過天線部13接收從內窺鏡系統控制裝置5側被無線發送的數據，通過數據接收部14進行解調，向數據通信控制部11發送其數據。在本發明中，當以無線方式發送數據時，例如根據IEEE802.11g的標準形成最大數據通信速度為54Mbps的無線LAN。
圖2B表示有線方式，作為具體例子，對通過內窺鏡3和AWS單元4進行數據收發的情況進行說明。通過內置于內窺鏡3中的數據通信控制部11，經由數據發送部12′從電連接器15以有線方式向AWS單元4進行發送。并且，從AWS單元4發送的數據經由電連接器15以及數據接收部14′向數據通信控制部11發送該數據。
圖2C表示光通信方式，作為具體例子，對通過AWS單元4和內窺鏡系統控制裝置5進行數據收發的情況進行說明。內置于AWS單元4中的數據通信控制部11通過進行光通信用的收發的數據發送部12″和數據接收部14″，與設在該AWS單元4中的光通信耦合器16連接，經由內窺鏡系統控制裝置5側的光通信耦合器來進行數據的收發。
并且，圖3表示本發明的內窺鏡3的概略結構。該內窺鏡3包括內窺鏡主體18、和可自由拆裝地與該內窺鏡主體18連接、例如使用丟棄型(一次性使用型的管)的管單元19。管單元19比以往的通用纜線(universal cable)更細徑化，在本實施方式中僅由2個管路管63、64和電源線72a及信號線72b構成。
內窺鏡主體18具有被插入體腔內的軟性的插入部21、和設在該插入部21的后端的操作部22，在該操作部22上可自由拆裝地連接管單元19的基端。
并且，在插入部21的前端部24上，配置有在攝像元件內部使用增益可變的CCD 25的攝像單元，作為攝像元件。并且，在前端部24上設有檢測前端部24與體腔內的內壁等接觸(壓接)的狀態的接觸傳感器142。
并且，在前端部24的后端設有可以通過小的力量使其彎曲的彎曲部27，通過操作設在操作部22上的角度/遙控操作件28，可彎曲彎曲部27。該角度/遙控操作件28可進行角度操作(彎曲操作)、送氣送水、吸引等操作、對內窺鏡系統控制裝置5等的作為遠程控制操作(具體而言，鎖住(freeze)指示操作、釋放(release)指示操作)的遙控操作等。并且，在插入部21上形成有硬度可變部分，可更加順暢地進行插入等。
并且，在插入部21中設有洗滌級別檢測部29，可進行管路的洗滌級別等的檢測。
接著參照圖4，說明內窺鏡系統1的更加具體的結構。
與檢查床2的側面相鄰地配置由液晶監視器等構成的觀察監視器6，并且，在檢查床2的長度方向的一方端部附近可自由移動地配置的推車31上，配置有內窺鏡系統控制裝置5、AWS單元4、圖像文件/LAN/電測量/超聲波單元(圖像文件單元、無線LAN或有線LAN、電測量裝置、超聲波單元等的簡稱)32，在最上部配置有帶有觸摸屏的監視器33。
并且，在檢查床2的患者躺著的上表面部分埋設有作為內窺鏡形狀檢測單元的UPD線圈單元8。該UPD線圈單元8通過UPD纜線34與AWS單元4連接。
在本實施方式中，AWS單元4和內窺鏡系統控制裝置5例如如圖8中所示通過無線的收發單元77、101進行數據的收發。并且，如圖4所示，作為顯示單元的觀察監視器6通過監視器纜線35，與內窺鏡系統控制裝置5的監視器用連接器連接。
并且，如圖4所示，還可以在內窺鏡系統控制裝置5和觀察監視器6上分別安裝有收發單元101、36，從內窺鏡系統控制裝置5向觀察監視器6發送視頻信號，從而可在其顯示面上顯示與該視頻信號對應的內窺鏡圖像。
如后所述，從AWS單元4側向內窺鏡系統控制裝置5發送通過CCD 25拍攝到的圖像數據和使用UPD線圈單元8檢測出的內窺鏡3的插入部形狀(UPD圖像)的圖像數據，因此內窺鏡系統控制裝置5可向觀察監視器6發送與這些圖像數據相對應的視頻信號，在其顯示面上與內窺鏡圖像一起顯示UPD圖像。
觀察監視器6由高分辨率的TV(HDTV)的監視器構成，以便能夠按如上所述在其顯示面上同時顯示多種圖像。
并且，在本實施方式中，在檢查床2的長度方向的一方端部以及其下部的位置處，形成收納用凹部，在該收納用凹部中可自由滑動地收納托盤搬運用小車38。在該托盤搬運用小車38的上部放置收納圖9中所示內窺鏡3的鏡托盤39。
并且，可通過托盤搬運用小車38搬運收納了已滅菌或消毒的內窺鏡3的鏡托盤39，且鏡托盤39可收納在檢查床2的收納用凹部。手術人員可從鏡托盤39中拉出內窺鏡3，在內窺鏡檢查中使用，并且可在內窺鏡檢查結束后再次收納在該鏡托盤39中。然后，通過托盤搬運用小車38，搬運收納了使用后的內窺鏡3的鏡托盤39，從而也可順利地進行滅菌或消毒。
并且，如圖4所示，例如在AWS單元4上設有鏡連接器40。并且，在該鏡連接器40上，如圖8所示那樣可自由拆裝地連接(內窺鏡3的)鏡連接器41。
圖5、圖6A及圖6B示出在該情況下，AWS單元4側的鏡連接器40的更加具體的外觀形狀。并且，圖7A至圖7E示出在AWS單元4的鏡連接器40上可自由拆裝地安裝的AWS適配器42的結構，圖8表示連接狀態下的AWS單元4側的鏡連接器40及內窺鏡3側的鏡連接器41的內部結構。
實際上，如圖6B所示那樣，在AWS單元4的前表面上設有凹部形狀的AWS適配器安裝部40a，通過在該AWS適配器安裝部40a上安裝圖7A至圖7E所示的AWS適配器(管路連接適配器)42，從而形成鏡連接器40，在該鏡連接器40上連接內窺鏡3的鏡連接器41。
在AWS適配器安裝部40a上，設有鏡連接用的電連接器43和送氣連接器44、套筒節流閥(pinch valve)45，在該AWS適配器安裝部40a上，可自由拆裝地安裝AWS適配器42的內側端面，從其外側端面側連接內窺鏡3的鏡連接器41。
圖7A至圖7E表示該AWS適配器42的詳細情況。圖7A表示AWS適配器42的正視圖，圖7B和圖7C分別表示左、右側視圖，圖7D和圖7E分別表示圖7A的A-A′及B-B′剖面圖。
在該AWS適配器42上，在其前表面的凹部42a中插入鏡連接器41，在該情況下，在設在該凹部內的通孔42b中插入鏡連接器41的電連接器部分，與設在面對該通孔42b內的AWS單元4上的鏡連接用的電連接器43連接。
并且，在該通孔42b的下側設有送氣送水連接器42c和吸引連接器42d，分別連接鏡連接器41的送氣送水接頭63及吸引接頭64(參照圖8及圖9)。
并且，在AWS適配器42的基端面側，設有用于收納從AWS適配器安裝部40a突出的套筒節流閥45的凹部42f。
如圖7E所示，與設在AWS適配器42上的送氣送水連接器42c連通的內部的管路分支，成為與AWS單元4的送氣連接器44連接的送氣接頭42e、和向側方突出的送水接頭46。并且，與吸引連接器42d連通的管路向側方彎曲，成為向側面突出的吸引接頭47，并且在中途例如向上方分支成為輔助(relief)管路47a，該輔助管路47a在中途通過套筒節流閥45的內側之后，在其上端開口。
當形成吸引單元的未圖示的吸引泵被設定為始終工作的狀態時，該輔助管路47a通常通過套筒節流閥45被設定為開放狀態，在進行了吸引操作的情況下，驅動套筒節流閥45。然后，通過該套筒節流閥45使輔助管路47a被關閉，從而停止開放，進行吸引動作。
在該送水接頭46和吸引接頭47上，如圖5等所示，分別連接送水箱48和(經由吸引管49a在中途插有吸引箱49b)吸引器。送水箱48與AWS單元4的送水箱用連接器50連接。并且，在AWS單元4的前表面的鏡連接器40的上部側設有操作面板4a。
接著，參照圖9說明本發明的實施方式的內窺鏡3的具體結構。
在圖3中，如已說明的其概略結構那樣，本實施方式的內窺鏡3包括內窺鏡主體18和使用丟棄型(簡稱為一次性使用型)的管單元19，該內窺鏡主體18具有軟性的插入部21、和設在其后端的操作部22，該管單元19的基端的綜合連接器部52可自由拆裝地連接在設在該內窺鏡主體18的操作部22的基端(前端)附近的(管單元連接用)連接器部51上，在該管單元19的末端上設有可自由拆裝地與AWS單元4連接的上述鏡連接器41。
插入部21包括設在該插入部21的前端的硬質的前端部24、設在該前端部24的后端的可自由彎曲的彎曲部27、以及從該彎曲部27的后端到操作部22為止的細長的軟性部(蛇管部)53，在該軟性部53中途的多個部位，具體地說在2個部位，設有被稱為導電性高分子人工肌肉(簡稱為EPAM)的作為硬度可變機構的硬度可變用致動器54A、54B，該硬度可變用致動器54A、54B通過施加電壓可伸縮、也可使其硬度變化。硬度可變用致動器54A、54B具有的通過施加電壓可伸縮、也可使硬度變化的作用，使能夠進行硬度變更的部分不會受物理結構限制。
在設在插入部21的前端部24上的照明窗的內側，安裝有作為照明單元的例如發光二極管(簡稱為LED)56，該LED56的照明光經由一體地安裝在該LED56上的照明透鏡向前方出射，對患部等的被攝體進行照明。并且，該LED56可以為產生白色光的LED，也可以使用產生紅(R)、綠(G)、藍(B)的各波長區域的光的R用LED、G用LED和B用LED構成。作為形成照明單元的發光元件，不限于LED56，也可使用LD(激光二極管)等來形成。
并且，在與該照明窗相鄰而設置的觀察窗上，安裝有未圖示的物鏡，在其成像位置，配置內置了增益可變功能的CCD25，形成拍攝被攝體的攝像單元。本實施方式的CCD25在CCD元件自身中內置增益可變功能，利用增益可變功能，使CCD輸出信號的增益可以容易地改變至幾百倍左右，因此即使在LED56的照明光的照射下，也可得到S/N(信噪比)很少降低的明亮圖像。并且，LED56與燈泡的情況相比，發光效率良好，因此能夠抑制LED56附近的溫度上升。
一端分別與LED56和CCD25連接、并且插通于插入部21內的信號線的另一端，與例如設在操作部22內部、進行集中控制處理(集約控制處理)的控制電路57連接。
并且，在插入部21內沿其長度方向以規定間隔配置有多個UPD線圈58，與各個UPD線圈58連接的信號線經由設在操作部22內的UPD線圈驅動單元59，與控制電路57連接。
并且，在彎曲部27的外皮內側的周向的4個部位上，配置有在其長度方向配置EPAM而形成的角度用致動器27a。并且，該角度用致動器27a和硬度可變用致動器54A、54B也分別經由信號線與控制電路57連接。
在角度用致動器27a以及硬度可變用致動器54A、54B中使用的EPAM如圖10A所示那樣，例如在板形狀的兩個表面上安裝電極，通過施加電壓，如圖10B所示那樣可在厚度方向上收縮，在長度方向上伸長。并且，如圖10C所示，該EPAM例如可以與基于施加的電壓的電場強度E的大致平方成比例地改變應變量。
在作為角度用致動器27a使用的情況下，形成線(wire)形狀等，通過使其一側伸長，使相反側收縮，可與通常的線(wire)的功能同樣地使彎曲部27彎曲。并且，通過該伸長或收縮，可使其硬度改變，在硬度可變用致動器54A、54B中利用該功能可以改變該部分的硬度。
并且，在插入部21中，插通有送氣送水管路60a以及吸引管路61a，其后端成為在連接器部51上開口的管路連接器部51a。并且，在該管路連接器部51a上，可自由拆裝地連接管單元19的基端的綜合連接器部52的管連接器52a。
并且，送氣送水管路60a與插通于管單元19內的送氣送水管路60b連接，吸引管路61a與插通于管單元19內的吸引管路61b連接，并且在管連接器52a內分支，在外部開口，與可插入鉗子等處理器具的處理器具插入口(簡稱為鉗子口)62連通。該鉗子口62通過鉗子栓62a，在不使用的情況下被閉塞。
這些送氣送水管路60b及吸引管路61b的手術人員跟前側的后端在鏡連接器41中，成為送氣送水接頭63及吸引接頭64。
送氣送水接頭63及吸引接頭64分別與如圖6A、圖6B及圖7A所示的AWS適配器42的送氣送水連接器42c及吸引連接器42d連接。并且，如圖7A至圖7E所示那樣在該AWS適配器42的內部送氣送水連接器42c分支為送氣管路和送水管路。如圖8所示，送氣管路經由電磁閥B1與AWS單元4內部的送氣送水用泵65連接，送水管路與送水箱48連接。并且，該送水箱48也在中途經由電磁閥B2與送氣送水用泵65連接。送氣送水用泵65、電磁閥B1和B2通過控制線(驅動線)與AWS控制單元66連接，通過該AWS控制單元66控制其開閉，可進行送氣和送水。并且，AWS控制單元66通過套筒節流閥45的開閉控制，也進行吸引的動作控制。
并且，如圖9所示在內窺鏡主體18的操作部22中，設有供手術人員握持的握持部68，在包含該握持部68在內的其周邊，沿著操作部22的長度方向的軸設置進行鎖住、釋放等的遠程控制操作(簡稱為遙控操作)的例如3個內窺鏡開關SW1、SW2、SW3，并分別與控制電路57連接。
而且在操作部22的設有這些內窺鏡開關SW1、SW2、SW3的位置相反側的上表面傾斜形成的斜面部Sa上，在用握持握持部68的手可操作的位置處設有防水結構的軌跡球69，該軌跡球69進行角度操作(彎曲操作)和切換進行其它遙控操作的設定等。
并且，圖11中示出圖8的C向視。如圖11所示，在該斜面部Sa的軌跡球69的兩側，在與作為操作部22的長度方向的兩側的左右方向上呈左右對稱的位置上設有2個內窺鏡開關SW4、SW5。內窺鏡開關SW4、SW5通常被分配送氣送水開關和吸引開關的功能。
當把通過圖8的C向視方向側觀察內窺鏡3的操作部22的情況作為正面時，相對于操作部22或插入部21的長度方向，軌跡球69成為長度方向的中心線上方，且2個內窺鏡開關SW4、SW5左右對稱地配置，并且沿著該中心線在其背面側配置有內窺鏡開關SW1、SW2和SW3。
這樣操作部22具有多個操作單元。并且，在操作部22，軌跡球69等各種的操作單元相對于其長度方向的中心軸左右對稱地設置，因此當手術人員握持操作部22的握持部68進行操作時，在用左手握持的情況和用右手握持的情況的任一種情況下均可同樣地確保良好的操作性。
該軌跡球69和內窺鏡開關SW4、SW5也和控制電路57連接。軌跡球69以及內窺鏡開關SW1至SW5相當于圖3的角度/遙控操作件28。此外，如后所述，可向作為操作單元的軌跡球69及內窺鏡開關SW1至SW5，分配一個或多個硬度變更操作單元。并且，軌跡球69以及內窺鏡開關SW1至SW5內的被分配了一個或多個的硬度變更操作單元，通過手術人員的操作，對后述的作為硬度變更控制單元的硬度變更控制部93進行指示。而且，接受了該指示的硬度變更控制部93使硬度可變用致動器54A、54B的硬度改變。
并且，從該控制電路57延伸出的電源線71a和信號線71b經由在連接器部51和綜合連接器部52中形成的無接點傳送部72a、72b，以無接點的方式與插通在管單元19內的電源線73a和信號線73b電連接(其詳細情況參照圖12)。這些電源線73a和信號線73b在鏡連接器41中與具有電源和信號接點的電連接器74連接。此外，無接點傳送部72a、72b的連接器部51側例如稱為無接點傳送單元51b。
并且，用戶通過將該鏡連接器41與AWS單元4連接，如圖8所示電源線73a經由AWS單元4的電連接器43與電源單元75連接，信號線73b(經由電源單元75)與UPD單元76、收發單元77以及AWS控制單元66連接。此外，收發單元77與通過無線方式進行電波收發的天線連接。
圖12表示連接器部51和52的無接點傳送部72a和72b的無接點的連接部的結構。
通過從電源單元75插通于管單元19內的電源線73a而提供的交流電被提供給收納在連接器部52的外殼內、形成無接點傳送部72a的一次側線圈C1a。
在連接器部51的外殼的內側，配置有二次側線圈C1b，與所述一次側線圈C1a和二次側線圈C1b接近、形成以磁通泄漏少的狀態電磁耦合的變壓器T1。
并且，通過該電磁耦合，提供給該線圈C1a的交流電效果良好地向二次側線圈C1b傳遞。該線圈C1b與控制電路57內的電源電路78連接，通過電源電路78生成在控制電路57側所需的直流電。
電源電路78通過例如3端子電源用IC79和平滑用電容器，將經由整流用的二極管D以及平滑用電容器整流后的直流電壓轉換為控制電路57的工作所需的直流電壓，并提供給控制電路57。
并且，與控制電路57連接的(形成共同的信號傳送單元的)信號線71b與形成無接點傳送部72b的線圈C2a連接，與該線圈C2a接近且對置的線圈C2b與插通在管單元19內的信號線73b連接。即，與變壓器T1的情況幾乎相同，通過基于線圈C2a和C2b的電磁耦合的變壓器T2形成無接點傳送部72b。
經由電磁耦合的線圈C2a和C2b從信號線71b側向信號線73b側傳遞信號，并且也沿相反方向傳遞信號。
在本實施方式中，如在圖13中說明的其內部結構那樣，通過構成為利用控制電路57集中控制或管理各種的操作單元以及攝像單元等，可削減插通于管單元19內的電信號線的根數。并且，即使在變更了設在內窺鏡3中的功能的情況下，可原樣不變地使用管單元19內的信號線73b。即，信號線73b形成共同傳送各種信號的共同的信號傳送單元。
并且，如圖12所示，例如與變壓器T2相鄰，配置磁鐵M1和M2使得它們的不同磁極彼此對置，當在連接器部51上連接綜合連接器部52時，線圈C1a和C1b、線圈C2a和C2b以接近且對置的狀態被可自由拆裝地安裝。此外，也可替代磁鐵M1和M2，在兩連接器部51、52上設置彼此嵌合地定位的凹凸部。
這樣本實施方式的內窺鏡3的特征之一在于，構成為將內窺鏡主體18與管單元19無接點且可自由拆裝地連接。
圖13表示設在內窺鏡主體18的操作部22內的控制電路57等、和配置在插入部21的各部中的主要結構要素的電氣系統的結構。
在圖13的左側下部所示的插入部21的前端部24上，配置有CCD25和LED56，在圖中其上方記載的彎曲部27中配置有角度用致動器(在本實施方式中具體地為EPAM)27a和編碼器27c。
并且，在軟性部53分別配置有硬度可變用致動器54和編碼器54c(在本實施方式中具體地為使用EPAM的硬度可變用致動器54A、54B，但進行簡化以1個來代表表示)。并且，在該軟性部53配置有UPD線圈58。
并且，在插入部21的軟性部53的上方記載的操作部22的表面上，配置有軌跡球69、送氣送水SW(SW4)、吸引SW(SW5)、鏡SW(SW1至3)。此外，如后述那樣，軌跡球69用于角度操作和其它功能的選擇設定等。
在圖13的左側所示的這些單元經由信號線與設在表示在其右側的操作部22中的控制電路57(UPD線圈驅動單元59在操作部22內)連接，控制電路57進行這些單元的功能的驅動控制和信號處理等。
控制電路57具有由管理控制狀態的CPU等構成的狀態管理部81，該狀態管理部81與保持(存儲)各部的狀態的狀態保持存儲器82連接。該狀態保持存儲器82具有作為控制信息存儲單元的程序存儲存儲器82a，通過改寫存儲在該程序存儲存儲器82a中的作為控制信息的程序數據，即使在變更了圖13中所示的結構要素的情況下，狀態管理部81(構成狀態管理部81的CPU)也進行與該變更后的結構相對應的控制(管理)。
并且，該狀態保持存儲器82或至少程序保持存儲器82a由例如非易失性且可電擦寫的閃存或EEPROM等構成，經由狀態管理部81可簡單地進行程序數據的變更。
例如，經由信號線71b，即經由以下的基于有線方式的收發單元83，對狀態管理部81，發送程序數據的變更命令，在該命令之后從AWS單元4側發送要改寫的程序數據，從而進行程序數據的變更。并且，經由信號線71b也可容易地進行版本升級等。
并且，在該狀態保持存儲器82中也可如下所述寫入并保持各內窺鏡3中固有的機型信息和與使用狀況相對應的個體信息，有效利用該信息。具體而言，在狀態保持存儲器82中，保持例如內窺鏡3的機型信息(例如，CCD25的種類、插入部長度等信息)，并且保持有根據內窺鏡檢查等的使用狀態而不同的各內窺鏡3的個體信息(例如，使用時間(內窺鏡檢查的總計或累計的使用時間)、洗滌次數、調節值、維護履歷等信息)，這些信息用于系統動作的決定和對用戶的信息提供等。
并且，這些信息也可從內窺鏡系統控制裝置5或未圖示的洗滌裝置等外部來進行編輯。
通過這樣，通過使狀態保持存儲器82兼備以往的鏡ID的功能來進行共用，可有效地利用鏡ID中所具有的信息(數據)。
并且，因為具有該狀態保持存儲器82，無需另外設置鏡ID，可比現有的鏡ID更加高功能化，可更加詳細地進行適當的設定、調節、管理、處理等。
并且，該狀態管理部81(在本實施方式中)與和AWS單元4通過有線方式進行通信的有線方式的收發單元83連接(該收發單元83對應于圖2B，對其結構要素賦予圖2B的標號來表示。其中，電連接器15在操作部22內是無接點傳送部72a、72b，在管單元19的端部成為電連接器74)。
并且，該狀態管理部81經由控制照明的照明控制部84，來控制由該照明控制部84控制的LED驅動部85。該LED驅動部85向作為照明單元的LED56施加使LED 56發光的LED驅動信號。
通過該LED 56的發光，被照明的患部等被攝體通過安裝在觀察窗上的未圖示的物鏡，在配置在其成像位置上的CCD25的攝像面上成像，并通過該CCD25而被光電轉換。
該CCD25通過來自被狀態管理部81控制的CCD驅動部86的CCD驅動信號的施加，輸出被光電轉換并保存的信號電荷作為攝像信號。該攝像信號在通過A/D轉換器(簡稱為ADC)87從模擬信號轉換為數字信號之后，輸入狀態管理部81，并且數字信號(圖像數據)被存儲在圖像存儲器88中。該圖像存儲器88的圖像數據被發送給收發單元83的數據發送部12′。
然后，該圖像數據從電連接器15(在本實施方式中為無接點傳送單元51b)經由管單元19內的信號線73b傳送給AWS單元4側。進而從AWS單元4以無線方式傳送給內窺鏡系統控制裝置5。
向亮度檢測部89發送上述ADC87的輸出信號，向狀態管理部81發送通過亮度檢測部89檢測出的圖像的亮度信息。狀態管理部81根據該信息，通過照明控制部84進行調光控制，以使LED56的照明光量成為適當的亮度。
并且，狀態管理部81經由角度控制部91對致動器驅動部92進行控制，進行通過該致動器驅動部92驅動角度用致動器(EPAM)27a的管理。此外，通過編碼器27c檢測該角度用致動器(EPAM)27a的驅動量，把驅動量控制為與和指示值相對應的值一致。
并且，狀態管理部81經由作為硬度變更控制單元的硬度變更控制部93對致動器驅動部94進行控制，進行通過該致動器驅動部94驅動硬度可變用致動器54的管理。此外，通過編碼器54c檢測該硬度可變用致動器54的驅動量，該驅動量被控制為與指示值相對應的值。并且，作為硬度變更控制單元的硬度變更控制部93控制作為硬度可變機構的硬度可變用致動器54A和硬度可變用致動器54B來使硬度變化。
并且，經由軌跡球移位檢測部95向該狀態管理部81輸入與來自設在操作部22上的軌跡球69等的操作量相對應的操作信號。
并且，通過開關按壓檢測部96檢測送氣送水SW、吸引SW以及鏡SW的接通等開關按壓操作，并向狀態管理部81輸入該檢測出的信息。EPAM具有因外力引起的變形而產生電動勢的特性，也可把配置在要驅動的EPAM的相反側的EPAM作為編碼器來使用。
并且，控制電路57具有電源傳送接收部97和電源產生部98。電源傳送接收部97具體地說在操作部22中是無接點傳送部72a。并且，傳送給電源產生部98的交流電源在該電源產生部98中，被轉換為直流電源。該電源產生部98相當于圖11的電源電路78。通過電源產生部98所生成的直流電源向控制電路57內部的各部提供其工作所需的電力。
圖14表示內窺鏡系統控制裝置5的圖8的收發單元101以及圖像處理單元116的內部結構。
該內窺鏡系統控制裝置5具有例如無線方式的收發單元101。通過天線部13取入從AWS單元4通過無線方式所發送的圖像信號等數據，并向數據接收部14發送，被放大后，進行解調處理。通過數據通信控制部11控制該數據接收部14的動作，接收到的數據被依次存儲在緩存102中。
該緩存102的圖像數據被發送給進行圖像數據處理的圖像處理部103。該圖像處理部103中，除了來自緩存102的圖像數據之外，還輸入來自通過鍵盤104的鍵輸入而產生文字信息的文字生成部105的文字信息，可對圖像數據附加文字信息等。
圖像處理部103向圖像存儲控制部106發送所輸入的圖像數據等，經由該圖像存儲控制部106在圖像存儲器107中暫時存儲圖像數據等，并在記錄介質158中進行記錄。
并且，圖像存儲控制部106讀出暫時存儲在圖像存儲器107中的圖像數據并發送給數字編碼器108，數字編碼器108將圖像數據編碼為規定的視頻方式，并輸出給D/A轉換器(簡稱為DAC)109。該DAC109將數字的視頻信號轉換為模擬的視頻信號。該模擬的視頻信號再經過行驅動器110從視頻輸出端輸出到觀察監視器6，在觀察監視器6上顯示與視頻信號相對應的圖像。
并且，暫時存儲在圖像存儲器107中的圖像數據被讀出，并且也輸入到DV數據生成部111，通過該DV數據生成部111生成DV數據，從DV數據輸出端輸出DV數據。
并且，在該內窺鏡系統控制裝置5中設有視頻輸入端和DV數據輸入端，從視頻輸入端子輸入的視頻信號經由行接收器112、ADC113被轉換為數字信號而得到的視頻信號，通過數字解碼器114被解調，并輸入給圖像存儲控制部106。
并且，輸入到DV數據輸入端的DV數據通過圖像數據提取部115被提取出(解碼為)圖像數據，并輸入給圖像存儲控制部106。
圖像存儲控制部106也把從視頻輸入端或DV數據輸入端輸入的視頻信號(圖像數據)，暫時存儲在圖像存儲器107中、或記錄在記錄介質158中、或者從視頻輸出端向觀察監視器6輸出。
在本實施方式中，從AWS單元4側通過無線方式向內窺鏡系統控制裝置5輸入通過內窺鏡3的CCD25所拍攝的圖像數據和通過UPD單元76所產生的UPD圖像數據，內窺鏡系統控制裝置5將這些圖像數據轉換為規定的視頻信號并輸出給觀察監視器6。此外，內窺鏡系統控制裝置5也可替代UPD圖像數據，而接收UPD線圈位置數據，在圖像處理部103內生成UPD圖像數據。
圖15表示AWS單元4的內部結構。
從內窺鏡3的控制電路57向內窺鏡用的電連接器43輸入的圖像數據以及開關等的操作數據被輸出給收發單元77的數據通信控制部11，并與來自UPD單元76的UPD圖像數據一起，從天線部13發送到內窺鏡系統控制裝置5的天線部13。
另一方面，設在內窺鏡3的操作部22上的送氣送水開關和吸引開關的操作等的AWS關聯信息也發送給送氣送水控制部122，該送氣送水控制部122對應于操作的信息來控制泵65和電磁閥單元124的動作。電磁閥單元124上經由AWS適配器42連接送氣送水管60b、61b。并且，送水箱48與電磁閥單元124和AWS適配器42連接，并且吸引箱49b與AWS適配器42連接。
并且，對AWS單元4提供商用電源，該商用電源經由絕緣變壓器126發送至電源傳送輸出部127。該電源傳送輸出部127從電連接器43向與該電連接器43連接的內窺鏡3的電源線73a提供與商用電源絕緣的交流電源。
通過與數據通信控制部11連接的電力傳送控制部128控制上述電源傳送輸出部127的電力傳送輸出。
在具備本實施方式的內窺鏡系統1中，在接通電源的情況下，在觀察監視器6上例如如圖16A那樣顯示各種圖像。在該情況下，除顯示患者信息等的信息顯示區域Rj、內窺鏡圖像的顯示區域Ri、UPD圖像的顯示區域Ru、鎖住圖像的顯示區域Rf以及角度形狀的顯示區域Ra之外，還設有菜單顯示區域Rm，在菜單顯示區域Rm中顯示菜單。并且，通過編碼器27c檢測出角度用致動器27a的角度操作量，角度形狀的顯示區域Ra顯示該情況下的角度形狀。
作為在菜單顯示區域Rm顯示的菜單，例如顯示圖16B中所示的主菜單。在該主菜單中，顯示內窺鏡開關、角度靈敏度、插入部硬度、變焦、圖像強調、送氣量，還顯示進行返回前一菜單畫面的操作指示和進行結束菜單的操作指示的結束項目。
并且，當用戶通過軌跡球69等的操作將選擇框移動選擇到內窺鏡開關的項目上時，該內窺鏡開關的項目的框被加粗顯示，成為表示被選擇的顯示，進一步通過按壓軌跡球69來進行確定操作，如圖16C所示那樣能夠選擇設定對5個內窺鏡開關SW1至SW5分配的功能。
接著，說明根據這樣結構的內窺鏡系統1的作用。
作為實施內窺鏡檢查的事前準備，首先在內窺鏡主體18的操作部22的連接器部51上連接一次性使用型的管單元19側的綜合連接器部52。在該情況下，形成無接點傳送部72a、72b的變壓器T1、T2在互相絕緣且防水的狀態下電磁連接。通過該連接，內窺鏡3的準備完成。
接著，將管單元19的鏡連接器41連接到AWS單元4的連接器43上。該部分通過單觸連接，通過一次的連接動作完成各種管路、電源線、信號線的連接以及光連接。無需像以往的內窺鏡系統那樣分別進行各種管路的連接、電連接器的連接等。
并且，用戶將AWS單元4與UPD線圈單元8連接，將內窺鏡系統控制裝置5與觀察監視器6連接。并且，根據需要將內窺鏡系統控制裝置5與圖像記錄單元7等連接，從而完成內窺鏡系統1的設置。
接著，接通AWS單元4和內窺鏡系統控制裝置5的電源。于是，AWS單元4內的各部成為工作狀態，電源單元75成為能夠經由電源線73a等向內窺鏡3側提供電源的狀態。
參照圖17和圖18說明該情況下的AWS單元4和內窺鏡3的起動時的動作。
當開始起動處理時，圖15中示出的AWS單元4的電源單元75內的電力傳送控制部128，如圖17所示，在最初的步驟S1中，停止電源傳送輸出部127的電力供給狀態，即切斷電力供給。
之后，在步驟S2中，在接通監視定時器之后，如步驟S3所示將電源傳送輸出部127的狀態設為電力供給狀態，即接通電力供給。通過使電源傳送輸出部127變為電力供給狀態，其電力經由管單元19內的電源線73a，再經過無接點傳送部72a，向操作部22的控制電路57內的電源產生部98提供交流電。
之后，如步驟S4所示那樣，電力傳送控制部128變為經由管單元19內的信號線73b等待接收來自內窺鏡3側的起動消息的狀態。并且，電力傳送控制部128在未接收到起動消息的情況下，如步驟S5所示那樣，進行監視定時器是否已到時間期限的判斷，若還未到時間期限，則返回步驟S4，若已到時間期限，則返回最初的步驟S1。
另一方面，當在步驟S4中在到時間期限之前接收到起動消息的情況下，電力傳送控制部128如步驟S6所示那樣關閉監視定時器的時間計測。然后，如步驟S7所示那樣，發布繼續消息，結束該起動處理。
另一方面，通過向電源產生部98提供交流電，從而向內窺鏡3的控制電路57提供控制電路57內的工作所需的電力，開始起動處理。然后，圖13中示出的狀態管理部81等待在最初的步驟S11中電源產生部98的電源電壓變穩定。
然后，當電源電壓已穩定的情況下，在接著的步驟S12中，狀態管理部81進行控制電路57各部的系統初始化。在該系統初始化之后，如步驟S13所示那樣狀態管理部81經由收發單元83，再經過管單元19內的信號線73b向電力傳送控制部128發送起動消息。
在發送該起動消息后，如步驟S14所示那樣，狀態管理部81成為等待接收來自電力傳送控制部128側的繼續消息的狀態，在接收到繼續消息的情況下，結束起動處理。另一方面，在未接收到繼續消息的情況下，如步驟S15所示那樣，狀態管理部81在未達到重試結束的條件(例如預先設定的重試次數的條件)時，返回步驟S13，再次發布起動消息，在達到了重試結束的條件時，錯誤結束。
當上述起動處理正常結束時，開始基于CCD25的攝像，用戶可通過操作部22的操作單元進行送氣送水、吸引、角度操作、硬度變更操作等。
通過圖19至圖22說明與這些相關的代表性的處理動作。圖19表示攝像控制處理的動作內容。
如圖19所示，當攝像處理開始時，如步驟S21所示那樣，內窺鏡3進行攝像數據獲取。具體而言，在狀態管理部81的管理(控制)之下，LED56發光，并且CCD驅動部86開始驅動CCD25的動作，通過CCD25所拍攝的攝像信號通過ADC87被轉換為數字信號(攝像數據)。該攝像數據(圖像數據)依次存儲在圖像存儲器88中，進行攝像數據的獲取。
所取得的圖像數據如步驟S22所示那樣依次被發送。從圖像存儲器88中讀出的圖像數據以有線方式從收發單元83發送到AWS單元4，從該AWS單元4的收發單元77通過無線方式發送到內窺鏡系統控制裝置5側，在內窺鏡系統控制裝置5的內部被轉換為視頻信號，顯示在觀察監視器6上。
并且，對亮度檢測部89輸入ADC87的攝像數據。如步驟S23所示那樣，該亮度檢測部89計算攝像數據的亮度數據的適當的時間內的平均值等，進行攝像數據的亮度檢測。
該亮度檢測部89的檢測數據被例如輸入給狀態管理部81，進行是否為指定亮度的判斷(步驟S24)。然后，在為指定亮度的情況下，結束攝像處理，轉移到下一攝像處理。
另一方面，在步驟S24中，當判斷為不是指定亮度的情況下，狀態管理部81如步驟S25所示那樣，向照明控制部84發送照明光調節的指示信號(控制信號)，照明控制部84進行照明光量的調節。例如，照明控制部84增大或減小使得LED56發光的驅動電流等來進行照明光量的調節。照明控制部84向狀態管理部81返回該調節結果。
因此，狀態管理部81根據調節結果的信息，判斷是否在照明控制部84可進行的亮度調節范圍內。然后，當通過照明控制部84的亮度調節進行了調節的情況下，不進行步驟S27的處理，結束該攝像處理控制。另一方面，在照明控制部84的亮度調節范圍之外的情況下，如步驟S27所示那樣，狀態管理部81對CCD驅動部86輸出CCD增益調節的信號，通過調節CCD25的增益來進行攝像數據的亮度調節。然后，結束該攝像處理。
接著說明圖20的送氣送水處理。如圖11所示那樣，通常對操作部22中的軌跡球69的兩側分配送氣送水開關和吸引開關的功能。
當送氣送水處理開始時，如圖20的步驟S31所示那樣，控制電路57的狀態管理部81進行送氣送水開關的狀態數據的獲取。
送氣送水開關的操作通過圖13中示出的開關按壓檢測部96來檢測，通過輸入其檢測結果的信息，狀態管理部81進行送氣送水開關的狀態數據的獲取。
然后，如步驟S32所示那樣，狀態管理部81判斷送氣送水開關的狀態變化。當在步驟S32中判斷為存在送氣送水開關的狀態變化的情況下，如步驟S33所示那樣，狀態管理部81經由收發單元83向AWS單元4側發送與用戶所操作的送氣送水開關的指示相對應的送氣送水控制數據。
AWS單元4的送氣送水控制部122對應于該送氣送水控制數據，進行泵65和電磁閥單元124的控制動作。然后，結束該送氣送水處理動作。另一方面，當在步驟S32中判斷為不存在送氣送水開關的狀態變化的情況下，不進行步驟S33的處理，而結束該送氣送水處理動作。此外，吸引處理與送氣送水處理幾乎相同，因此省略該處理的說明。
接著參照圖21說明角度操作控制的處理。當角度控制處理開始時，如步驟S41所示那樣，狀態管理部81進行角度控制是否有效的判斷。
在本實施方式中，狀態管理部81針對軌跡球69，根據該軌跡球69是否被按壓，如步驟S41所示進行角度控制是否有效的判斷。具體而言，狀態管理部81根據軌跡球移位檢測部95的輸出，可檢測軌跡球69的移位操作和按壓操作。此外，當軌跡球69被按壓時，角度控制被關閉。
狀態管理部81根據軌跡球移位檢測部95的輸出，判斷角度控制是否有效。
然后，當判斷為角度控制非有效的情況下，轉向步驟S45，保持之前的指令值。另一方面，當判斷為角度控制有效的情況下，轉向下一步驟S42，狀態管理部81進行基于軌跡球69的操作的軌跡球狀態數據的獲取。然后，在接著的步驟S43中，狀態管理部81根據軌跡球移位檢測部95的輸出，進一步判斷是否有狀態變化。
在該情況下，當狀態管理部81判斷為沒有狀態變化的情況下，轉向步驟S45，相反，當判斷為有狀態變化的情況下，在下一步驟S44中，計算與軌跡球69的旋轉方向、旋轉量對應的指令值。
在步驟S44或S45的處理之后，如步驟S46所示那樣，狀態管理部81經由角度控制部91向致動器驅動部92發送指令值，對角度用致動器進行伺服處理。
即，致動器驅動部92根據指令值驅動角度用致動器，以便成為與該指令值相對應的角度狀態(彎曲角)。此時，通過編碼器檢測角度用致動器的角度狀態，致動器驅動部92驅動角度用致動器，以使通過該編碼器檢測出的值與指令值一致。這樣，結束角度控制處理。
并且，在圖21中，在步驟S46的伺服處理時，也示出了設有接觸傳感器的情況下的處理動作(步驟S47和S48)。
接著，參照圖22說明硬度變更操作的控制處理。該控制處理進行與圖21基本相同的控制處理。
當硬度變更操作的控制處理開始時，如步驟S51所示那樣，狀態管理部81進行硬度可變控制是否有效的判斷。
具體而言，如圖16B所示那樣通過主菜單，將插入部硬度分配給內窺鏡開關SW1至SW5，狀態管理部81判斷插入部硬度的內窺鏡開關是否被按壓而變得有效。
然后，當狀態管理部81判斷為硬度可變控制非有效的情況下，轉向步驟S55，保持之前的指令值。另一方面，當判斷為硬度可變控制有效的情況下，轉向下一步驟S52，狀態管理部81進行基于軌跡球69的操作的軌跡球狀態數據的獲取。
然后，在接著的步驟S53中，狀態管理部81根據軌跡球移位檢測部95的輸出，進一步判斷是否有狀態變化。
在該情況下，當狀態管理部81判斷為沒有狀態變化的情況下，轉向步驟S55，相反，當判斷為有狀態變化的情況下，在下一步驟S54中，計算與軌跡球69的旋轉方向、旋轉量對應的指令值。
在步驟S54或S55的處理之后，如步驟S56所示那樣，狀態管理部81經由硬度變更控制部93向致動器驅動部94發送指令值，對硬度可變用致動器54A或54B進行伺服處理。
即，致動器驅動部94根據指令值驅動硬度可變用致動器54A或54B，以便成為與該指令值相對應的目標硬度。此時，通過編碼器54c檢測硬度可變用致動器54A或54B的硬度可變狀態，致動器驅動部94驅動硬度可變用致動器54A或54B，以使該編碼器54c檢測出的值達到目標硬度。
在進行這樣的伺服處理中途的步驟S57中，硬度變更控制部93或狀態管理部81判斷是否在通過致動器驅動部94進行驅動可獲得的硬度可變用致動器54A或54B的可變范圍內，當在該可變范圍外的情況下，結束該硬度可變控制的處理。
并且，當在步驟S57中判斷為在硬度可變用致動器54A或54B的可變范圍內的情況下，進一步在接著的步驟S58中，硬度變更控制部93或狀態管理部81進行是否達到了目標硬度的判斷，當未達到目標硬度的情況下，返回步驟S56，繼續進行伺服處理。這樣，在達到了目標硬度的情況下，結束硬度可變的控制處理。
并且，UPD單元76通過UPD線圈單元8檢測配置在內窺鏡3的插入部21的內部的UPD線圈58的位置，計算插入部21的插入形狀，在觀察監視器6的顯示畫面上顯示插入部形狀的圖像，即UPD圖像。
圖23A至圖23D表示各右側菜單畫面與左側的UPD圖像相對應的狀態，示出了在用戶通過菜單畫面選擇設定了硬度可變用致動器54A、54B的硬度時，通過使用與所設定的硬度相對應的顏色來顯示設在多處(在具體例子中為2處)的硬度可變用致動器54A、54B的硬度部分，使用戶容易識別該部分的硬度的情形。
圖23A表示主菜單的顯示狀態，表示在該顯示狀態下，用戶選擇插入部硬度可變的情況。在該情況下，因為UPD圖像是插入部硬度可變被選擇之前的UPD圖像，所以硬度可變用致動器54A、54B的區間A、B與該區間A、B以外的部分沒有區別地被顯示。
如圖23B所示那樣，當選擇了插入部硬度可變時，示出對于2處的硬度可變用致動器54A、54B的區間A、B所設定的硬度的區間范圍，在該區間A、B成為硬度被設定從(柔軟)軟的狀態到硬的狀態中的任一硬度的硬度設定畫面，分別用圓表示當前的硬度位置。在該情況下，從軟到硬分別用不同的顯示色來顯示。
因此，對應的UPD圖像按如下方式來顯示利用與硬度可變用致動器被設定的硬度相對應的顯示色，彩色顯示硬度可變用致動器的部分。在圖23B的狀態下，硬度區間設定為接近軟的狀態，在該情況下UPD圖像的硬度可變用致動器54A和54B的區間A、B部分用黃色顯示。
圖23C是在圖23B的狀態下，例如硬度可變用致動器54B的區間B的硬度設定在中央附近的硬度的情況下的圖，在該情況下UPD圖像的硬度可變用致動器54B的區間B用綠色顯示。
并且，圖23D是在圖23B或者圖23C的狀態下，例如硬度可變用致動器54B的區間B的硬度設定成硬(硬的值)的硬度的情況下的圖，在該情況下UPD圖像的硬度可變用致動器54B的區間B用藍色顯示。
通過這樣來顯示，用戶可自由設定硬度可變用致動器54A、54B的硬度，并且利用與設定的硬度相對應的顯示色來顯示所設定的硬度可變用致動器54A、54B的區間A、B部分，因此用戶可簡單地識別硬度可變用致動器54A、54B的硬度。
并且，通過UPD線圈58，顯示插入部21的形狀，因此手術人員可容易地進行插入部21的插入作業等。
接著，參照圖24和圖25說明實現用戶的遙控操作的人機接口的內窺鏡3側及內窺鏡系統控制裝置5側的處理內容。并且，在圖24、25中將人機接口簡稱為HMI。
如圖24所示那樣，當開始人機接口的處理時，狀態管理部81等待角度有效開關被斷開。即，等待軌跡球69被按壓、角度有效開關被斷開。
然后，當角度有效開關被斷開時，如下一步驟S62所示那樣，狀態管理部81發布GUI(圖形用戶界面)顯示消息。該GUI顯示消息從內窺鏡3經由AWS單元4通過無線方式向內窺鏡系統控制裝置5的系統控制單元117內的(控制用CPU)發送。
狀態管理部81在發布了GUI顯示消息之后，在下一步驟S63中，成為等待接收來自內窺鏡系統控制裝置5側的GUI顯示完成消息的狀態。然后，當無法接收到該GUI顯示完成消息的情況下，狀態管理部81轉向步驟S64，進行是否符合重試結束的條件的判斷，當不符合重試結束的條件時，返回步驟S63，相反當符合重試結束條件的情況下，錯誤結束。
在步驟S63的處理中，當狀態管理部81接收到顯示完成消息的情況下，轉向步驟S65，進行角度有效開關是否被接通的判斷。然后，在角度有效開關被接通的情況下，狀態管理部81如步驟S66所示那樣發布GUI結束消息。
該GUI結束消息與GUI顯示消息的情況同樣，從內窺鏡3經由AWS單元4通過無線方式向內窺鏡系統控制裝置5發送。然后在發布了該GUI結束消息之后，狀態管理部81在下一步驟S67中，成為等待接收來自內窺鏡系統控制裝置5側的GU顯示結束消息的狀態。然后，當接收到該GUI顯示結束消息的情況下，狀態管理部81結束該人機接口處理。
另一方面，當狀態管理部81無法接收到該GUI顯示結束消息的情況下，轉向步驟S68，進行是否符合重試結束條件的判斷，當不符合重試結束的條件時，返回步驟S66，相反當符合重試結束條件的情況下，錯誤結束。
并且，在步驟S65中，當角度有效開關未被接通時，轉向步驟S69側的菜單畫面上的處理，在該步驟S69中，狀態管理部81根據軌跡球移位檢測部95的輸出是否存在大于等于某一閾值的變化量，來判斷是否存在軌跡球69的狀態變化。
然后，如步驟S70所示那樣，狀態管理部81在判斷為存在軌跡球69的狀態變化時，取得該軌跡球69的狀態數據(變化數據)。
在該情況下，用戶可通過在圖16B的主菜單的畫面中與軌跡球69的操作相對應地移動的光標，來選擇指示所期望的項目的功能。
并且，如步驟S71所示那樣，狀態管理部81發送與用戶對軌跡球69的操作相對應的狀態數據。該狀態數據與CCD25的攝像數據同步，從內窺鏡3作為分組數據經由AWS單元4發送給內窺鏡系統控制裝置5。在該狀態數據的發送后，返回步驟S65的處理。
在步驟S69中，當判斷為沒有軌跡球69的狀態變化時，狀態管理部81如步驟S72所示那樣，根據開關按壓檢測部96的檢測輸出來判斷是否存在開關狀態(開關SW1至SW5)的變化。
在該步驟S72中，當判斷為沒有開關狀態的變化時，則返回步驟S65，相反當判斷為存在開關狀態的變化時，如步驟S73所示那樣，狀態管理部81取得開關按壓狀態數據，接著在下一步驟S74中，發送所取得的開關按壓數據并返回步驟S65的處理。
另一方面，如圖25所示那樣，當開始人機接口的處理時，內窺鏡系統控制裝置5的系統控制單元117的CPU在最開始的步驟S81中成為等待接收來自內窺鏡3側的GUI顯示消息的狀態。該CPU等待經由圖8或圖14的收發單元101以無線方式發送的GUI顯示消息的接收。
然后，如步驟S82所示那樣，當該系統控制單元117的CPU接收到GUI顯示消息時，進行GUI顯示的控制處理。即，CPU對圖像處理單元116執行進行GUI顯示的控制。
在步驟S82的GUI顯示的處理之后，如步驟S83所示那樣，CPU發布顯示完成消息。CPU經由收發單元101發送該顯示完成消息。在下一步驟S84中，CPU進行是否接收到來自內窺鏡3側的GUI結束消息的判斷。然后，在接收到了該GUI結束消息的情況下，CPU在步驟S85中進行結束GUI顯示的處理之后，在下一步驟S86中發布GUI顯示結束消息，然后結束該人機接口的處理。
在步驟S84中，CPU未接收到GUI結束消息的情況下，轉向步驟S87，進行軌跡球69的接收數據是否存在變化的判斷。通過接收內窺鏡3側的軌跡球69的狀態變化的判斷結果來進行該軌跡球69的接收數據是否存在變化的判斷。然后，當接收數據存在變化時，如步驟S88所示那樣，進行軌跡球69的狀態數據的獲取。并且，在下一步驟S89中，CPU使光標移動與所取得的軌跡球69的狀態數據(變化數據)相對應的移動量。然后，返回步驟S84的處理。
當在步驟S87的處理中，判斷為軌跡球69的接收數據沒有變化時，CPU如步驟S90所示那樣，根據內窺鏡3側的判斷結果的發送數據被接收的接收數據，來判斷開關的接收數據中是否存在變化。
然后，當判斷為在開關的接收數據中存在變化時，如步驟S91所示那樣，CPU從來自內窺鏡3側的發送信息中取得開關按壓狀態數據。接著如步驟S91所示那樣，CPU執行分配給被按壓的開關的功能的處理，并返回步驟S84的處理。此外，在步驟S90中，當判斷為開關的接收數據中沒有變化時，也返回步驟S84的處理。
根據形成進行這樣的動作的內窺鏡系統1的本實施方式的內窺鏡3，可將該內窺鏡3在操作部22中分離為內窺鏡主體18、管單元19，通過將管單元19側設為一次性使用型的，可容易地進行內窺鏡主體18的洗滌、滅菌等。
即，內窺鏡主體18的送氣送水管路60a和吸引管路61a，相比與管單元19對應的通用纜線一體地形成的以往例的情況，要短得多，因此也容易進行洗滌和滅菌。
并且，在該情況下，在與管單元19相對應的通用纜線一體地形成的以往例的情況下，從操作部22起彎曲地連接設置通用纜線，在本實施方式中，在操作部22的連接器部51中，管路連接器部51a稍微彎曲，其它部分成為幾乎呈直線延伸的送氣送水管路60a和吸引管路61a，因此可容易且在短時間內進行管路內的洗滌、滅菌以及干燥等處理。因此，在短時間內即可設定成可進行內窺鏡檢查的狀態。
并且，在本實施方式中，構成為內窺鏡主體18和管單元19無接點地可自由拆裝地連接，因此即使反復對內窺鏡主體18進行洗滌、殺菌，也不會產生在不是無接點情況下的接點的導通不良等，可提高可靠性。
并且，在本實施方式中構成為，在操作部22中設有角度操作單元、送氣送水操作單元、吸引操作單元、硬度變更操作單元、鎖住操作單元、釋放操作單元等許多操作單元，并且這些操作單元通過設在操作部22內的控制電路57進行集約(集中)控制。并且，該控制電路57構成為對射出用于進行攝像的照明光的發光單元以及進行攝像的攝像單元，也與上述操作單元一起進行集約控制。
這樣在本實施方式中構成為，通過設在操作部22內部的控制電路57來集約控制設在內窺鏡主體18中的各種功能，并且對與內窺鏡主體18連接的AWS單元4以及針對通過無線方式進行信息收發的內窺鏡系統控制裝置5的操作單元的各種功能也進行集約控制，因此用戶(更加具體地為手術人員)可通過設在操作部22的各種操作單元來自由地進行各種操作，可大幅提高操作性。
特別是，在本實施方式中，通過在操作部22內設置進行集約控制的控制電路57，從該控制電路57通過一對信號線71b將通過CCD25拍攝得到的圖像數據和基于操作單元的各種信號進行分組化等來共同傳送，因此可削減電信號線的根數(具體而言，可削減為傳送信號的信號線2根和傳送電力的電源線2根。并且，如果共同使用信號線和電源線各自的一根，可整體上只需3根)。
因此，也可削減需要插通于在操作部22的連接部中所連接的管單元19內的信號線的根數，使得管單元19側可為一次性使用型的。
并且，通過削減插通在管單元19內的信號線的根數，可使管單元19細徑化且易彎曲，可提高用戶進行操作時的操作性。
權利要求
1.一種具有插入部和操作部的內窺鏡，其特征在于，所述插入部具有多處通過施加電壓可使硬度改變的硬度可變機構；所述操作部具有控制所述硬度可變機構而使硬度改變的硬度變更控制單元；以及對所述硬度變更控制單元進行使硬度改變指示的硬度變更操作單元。
2.根據權利要求1所述的內窺鏡，其特征在于，所述操作部具有多個操作單元，對所述多個操作單元中的任一個，操作者可分配所述硬度變更操作單元的功能。
3.根據權利要求1或2所述的內窺鏡，其特征在于，所述硬度可變機構通過被施加電壓，在長度方向上伸長。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的內窺鏡，其特征在于，所述硬度可變機構通過被施加電壓，在厚度方向上收縮。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的內窺鏡，其特征在于，所述硬度可變機構的應變量與根據對所述硬度可變機構施加的電壓的電場強度的大致平方成正比。
6.根據權利要求1至5中任一項所述的內窺鏡，其特征在于，所述硬度可變機構由導電性高分子人工肌肉構成。
7.根據權利要求2至6中任一項所述的內窺鏡，其特征在于，所述多個操作單元具有軌跡球。
8.根據權利要求2至7中任一項所述的內窺鏡，其特征在于，所述多個操作單元至少具有1個鏡開關。
9.根據權利要求2至8中任一項所述的內窺鏡，其特征在于，所述多個操作單元關于所述操作部的長度方向的中心軸左右對稱地設置。
10.根據權利要求1至9中任一項所述的內窺鏡，其特征在于，所述硬度變更控制單元對所述硬度可變機構進行伺服處理。
11.根據權利要求1至10中任一項所述的內窺鏡，其特征在于，當檢測出超出從所述硬度可變機構的硬度可變范圍時，所述硬度變更控制單元結束硬度可變控制處理。
12.根據權利要求1至11中任一項所述的內窺鏡，其特征在于，所述插入部具有軟性部；所述硬度可變機構設在所述軟性部中。
13.根據權利要求1至12中任一項所述的內窺鏡，其特征在于，所述多處為2處。
14.根據權利要求1至13中任一項所述的內窺鏡，其特征在于，該內窺鏡還具有用于在顯示單元中顯示所述插入部形狀的圖像的內窺鏡形狀檢測單元；所述硬度可變機構的硬度與所述插入部形狀的圖像一同顯示在所述顯示單元上。
全文摘要
本發明提供一種內窺鏡。該內窺鏡可進行硬度變更的部分不受物理機構限制，并且在進行硬度變更操作時，手術人員不從該操作單元上拿開手即可與其它操作一同進行硬度變更操作。本發明的內窺鏡(3)具有插入部(21)和操作部(22)，插入部(21)具有硬度可變用致動器(54A)和硬度可變用致動器(54B)，操作部(22)具有硬度變更控制部(93)、軌跡球(69)以及內窺鏡開關(SW1)至(SW5)。
文檔編號A61B1/005GK1946331SQ20058001238
公開日2007年4月11日 申請日期2005年4月19日 優先權日2004年4月22日
發明者內村澄洋, 谷口明, 小野田文幸, 野口利昭, 鈴木克哉 申請人:奧林巴斯株式會社