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醫(yī)療裝置控制系統(tǒng)的制作方法

文檔序號:1128068閱讀:156來源:國知局
專利名稱:醫(yī)療裝置控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域
本發(fā)明涉及醫(yī)療裝置控制系統(tǒng)。
背景技術
近些年來,以吞服式膠囊型內窺鏡等為代表的膠囊型醫(yī)療裝置在實 用性上得以研究開發(fā),該吞服式膠囊型內窺鏡被吞服到被檢査者等的被 檢體中,在體腔管道內部通過,能夠取得目標位置上的體腔管道內的圖 像。該醫(yī)療裝置構成為具有可進行如上醫(yī)療行為的、例如能夠獲得圖像
的CCD (Charge Coupled Device:電荷耦合器件)等攝像元件,用于在 體腔管道內的目標部位處取得圖像。
但是,上述膠囊型醫(yī)療裝置僅能通過蠕動在消化道內進行移動,無 法控制膠囊型醫(yī)療裝置的位置和朝向。另外,為了引導膠囊型醫(yī)療裝置, 以便容易進行應用膠囊型醫(yī)療裝置時的診斷,需要檢測膠囊型醫(yī)療裝置 處于體腔管道內的哪個位置上。
因此,提出了如下技術(例如參見專利文獻1):檢測出被引導至通 過視覺無法確認位置的部位(體腔管道內等)的醫(yī)療裝置的位置,并引 導至目標部位。
另外,上述要求并不限于膠囊型醫(yī)療裝置,在具有被引導至被檢體 的體腔管道內的探頭的醫(yī)療裝置中也存在上述要求。因此,提出了如下
技術(例如參見專利文獻2):同樣地檢測出被引導至通過視覺無法確認
位置的部位(體腔管道內等)的醫(yī)療裝置的位置,并引導至目標部位。
專利文獻l:日本特開2004-255174號公報 專利文獻2:國際公開第00/07641號小冊子 專利文獻3:日本特開2003-111720號公報
在上述專利文獻1中,提出了如下技術在通過磁場來控制被插入
7體腔內的醫(yī)療裝置的系統(tǒng)中,根據(jù)由檢測醫(yī)療裝置的方向的裝置獲得的 方向信息,確定針對醫(yī)療裝置而產(chǎn)生的磁場。
但是,上述專列文獻1僅公開了根據(jù)由檢測醫(yī)療裝置的方向的裝置 獲得的方向信息,確定針對醫(yī)療裝置而產(chǎn)生的磁場這樣的技術思想,但
是并未體現(xiàn)出該具體的方法。另外,與后述的專利文獻2相同地,在醫(yī) 療裝置的方向與磁場的方向偏離較大的情況下,存在醫(yī)療裝置的控制性 (引導穩(wěn)定性/操作性)降低的問題。
另外,在上述專利文獻2中描述了如下技術通過透視裝置來確認 探針的位置/方向,同時由操作者來指示/確定產(chǎn)生磁場的方向。
但是,在上述技術中,是將探針的位置/方向信息作為圖像信息來獲 得,由操作者讀取所顯示的圖像信息以指示/確定產(chǎn)生磁場的方向,因此 存在無法始終監(jiān)視探針的位置/方向信息的可能性。
因而,有可能無法防止探針方向與磁場方向偏離較大的狀態(tài)產(chǎn)生, 在探針方向與磁場方向偏離較大的情況下,存在著探針的控制性(引導 穩(wěn)定性/操作性)降低的問題。
在專利文獻3中,以作用于體內機械臂的力與作用于輸入裝置的力
成比例的方式進行控制。因此,在上述技術中就需要計算作用于體內機 械臂的力,從而存在系統(tǒng)變得復雜的問題。

發(fā)明內容
為了解決上述問題,本發(fā)明的目的在于提供一種醫(yī)療裝置控制系統(tǒng), 該醫(yī)療裝置控制系統(tǒng)能夠通過磁力來控制其方向,提高在被檢體內進行 檢査或者處理等醫(yī)療行為的醫(yī)療裝置的引導穩(wěn)定性和操作性。
為達成上述目的,本發(fā)明提供如下方案。
本發(fā)明的第一方面在于,提供一種醫(yī)療裝置控制系統(tǒng),其具有醫(yī) 療裝置,其具有插入到被檢體內的插入部和配置于上述插入部的內部的 磁場響應部,該磁場響應部響應從上述被檢體外施加的磁場而產(chǎn)生扭矩; 方向檢測部,其檢測上述插入部的插入方向;用戶接口,其輸入輸出上 述插入方向的控制所涉及的信息;磁場產(chǎn)生部,其作用于上述磁場響應部,并產(chǎn)生使上述插入部朝向控制方向的磁場;以及用戶接口控制部, 其根據(jù)上述控制方向與上述插入方向之間的偏差,控制上述用戶接口。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面,由于用戶接口控制部根據(jù)偏差來控制用戶 接口,因而可通過用戶接口向外部傳遞偏差。因此,例如能夠將偏差反 饋到向用戶接口輸入控制方向的操作者,能夠提高醫(yī)療裝置的引導穩(wěn)定 性和操作性。
在上述本發(fā)明的第一方面之中,優(yōu)選上述用戶接口具有通過操作者 來指示上述插入方向的操作部,該操作部具有偏差信息傳遞部,該偏差 信息傳遞部被上述用戶接口控制部所控制,并將上述偏差告知上述操作 者。
由此,能夠從操作部所具有的偏差信息傳遞部向操作者傳遞偏差。 因而容易向操作者反饋偏差,能夠提高插入部的操作性。
在上述構成中,優(yōu)選上述偏差信息傳遞部是振動體。
由此,能夠將基于偏差的信息以由振動體產(chǎn)生的振動的方式傳遞到 外部。例如當偏差變大時,則增大所產(chǎn)生的振動的頻率,偏差變小時, 則減小振動的頻率,從而能夠傳達基于偏差的信息。
在上述構成中,優(yōu)選上述操作部具有輸入上述控制方向的可動體, 上述偏差信息傳遞部是產(chǎn)生相對于上述可動體的動作為相反方向的力的 反向力產(chǎn)生部。
由此,當移動可動體而輸入控制方向的情況下,通過反向力產(chǎn)生部 產(chǎn)生作用于可動體運動的方向的相反方向上的力(反向力),可將偏差傳 遞至操作者。例如當偏差變大時,則增大針對可動體的動作的反向力, 偏差變小時則減小反向力,從而能夠向操作者傳達偏差的大小。另外, 由于可進行具有臨場感的操作,因而可動體的操作性得以提高。
在上述構成中,優(yōu)選上述操作部具有輸入上述控制方向的可動體, 上述偏差信息傳遞部是對上述可動體的動作產(chǎn)生負荷的負荷產(chǎn)生部。
由此,當移動可動體而輸入控制方向的情況下,通過負荷產(chǎn)生部產(chǎn) 生對可動體運動的負荷,可將偏差傳達至操作者。例如,當偏差變大時 則增大對于可動體運動的負荷,偏差變小時則減小負荷,從而能夠向操作者傳達偏差的大小。另外,由于可進行具有身臨其境感的操作,因而 可動體的操作性得以提高。
另外,相比產(chǎn)生在可動體運動的相反方向上的力的方法,能容易設 置操作部。
在上述發(fā)明的第一方面中,優(yōu)選上述用戶接口具有顯示上述插入方 向和上述偏差的顯示部,上述顯示部是通過上述用戶接口控制部來控制 的。
由此,用戶接口所具備的顯示部通過用戶接口控制部得以控制,通 過顯示部來顯示插入方向與偏差,因而可向操作者傳遞偏差。因此容易 向輸入控制方向的操作者反饋偏差,可提高插入部的操作性。
在上述發(fā)明的第一方面中,優(yōu)選上述用戶接口具有顯示上述插入方 向和上述偏差的顯示部,上述顯示部是通過上述用戶接口控制部來控制 的,上述顯示部將上述插入方向的信息與上述控制方向的信息重疊地進 行顯示。
由此,通過由顯示部將插入方向和控制方向重疊地顯示,從而輸入 控制方向的操作者能夠直觀地把握控制狀況。因此能夠提高插入部的操 作性。
在上述發(fā)明的第一方面中,優(yōu)選上述用戶接口具有顯示上述插入方 向和上述偏差的顯示部,上述顯示部是通過上述用戶接口控制部來控制 的,上述顯示部顯示上述控制方向相對于上述插入方向的偏差。
由此,通過顯示控制方向相對于插入方向的偏差,輸入控制方向的 操作者能夠容易地把握控制狀況。
作為偏差的顯示方法,除了通過數(shù)值、長度、矢量等顯示偏差量之 外,還可以舉出如下等方法當超過規(guī)定偏差時則顯示警告信號,或者 在超過規(guī)定偏差的狀態(tài)下經(jīng)過了規(guī)定時間時則顯示警告信號。
在上述發(fā)明的第一方面中優(yōu)選具有控制上述磁場產(chǎn)生部的磁場控制 部,上述磁場控制部將上述磁場產(chǎn)生部控制為上述偏差的值在規(guī)定值以 內。更為優(yōu)選的是,在上述發(fā)明的第一方面中,具有控制上述磁場產(chǎn)生 部的磁場控制部,上述磁場控制部將上述磁場產(chǎn)生部控制為上述偏差的
10值在規(guī)定值以內,上述磁場控制部具有通過有限的值來變更上述規(guī)定值 的規(guī)定值變更部。由此,可以通過磁場控制部控制磁場產(chǎn)生部,從而控制磁場的方向, 防止偏差大于規(guī)定值。因此,能夠防止因偏差過大導致的插入部的操作 性降低。另外,通過規(guī)定值變更部將上述規(guī)定值變更為有限的值,例如可以 防止偏差超過醫(yī)療裝置控制系統(tǒng)可控制的范圍。進而,通過按照醫(yī)療裝 置控制系統(tǒng)來確定規(guī)定值,從而能夠更為可靠地防止插入部的操作性降 低。本發(fā)明的第二方面提供一種醫(yī)療裝置控制系統(tǒng),其具有醫(yī)療裝置, 其具有插入到被檢體內且通過磁力來控制方向的插入部和配置于上述插 入部的內部的磁場響應部,該磁場響應部根據(jù)從上述被檢體外施加的磁 場而產(chǎn)生扭矩;方向檢測部,其檢測上述插入部的插入方向;用戶接口, 其通過操作者輸入上述插入方向的控制方向;磁場產(chǎn)生部,其產(chǎn)生作用 于上述磁場響應部的磁場;以及磁場控制部,其根據(jù)上述插入方向與上 述控制方向之間的偏差來控制上述磁場產(chǎn)生部。根據(jù)本發(fā)明第二方面,由于磁場控制部可以根據(jù)偏差來控制磁場, 因而能夠防止插入部的操作性降低。也就是說,由磁場產(chǎn)生部所產(chǎn)生的 磁場不適于將插入部引導至控制方向,當偏差變大的情況下,通過變更 為適于引導插入部的磁場,可防止偏差的增大。在上述發(fā)明的第二方面中,優(yōu)選上述磁場控制部具有磁場模型存 儲部,其存儲多個磁場的產(chǎn)生模型;以及磁場模型變更部,其根據(jù)上述 偏差從上述多個磁場的產(chǎn)生模型中選擇應產(chǎn)生的磁場模型,將通過上述 磁場產(chǎn)生部所產(chǎn)生的磁場模型變更為所選擇的磁場模型。由此,磁場模型變更部根據(jù)偏差從存儲于磁場模型存儲部中的多個 磁場模型中選擇適于操作部的控制的一個磁場模型,能夠將由磁場產(chǎn)生 部所產(chǎn)生的磁場模型變更為所選擇的一個磁場模型。因此,例如在偏差 較大而使得磁場模型不適于在控制方向上引導插入部的情況下,通過選 擇適于引導插入部的一個磁場模型,將其變更為所選擇的一個磁場模型,從而能夠防止偏差增大,能夠防止插入部的操作性降低。在上述構成中,優(yōu)選上述磁場響應部是具有大致垂直于上述插入方 向的磁化方向的磁鐵或者電磁鐵,上述磁場模型存儲部所存儲的上述多 個磁場模型之一是在大致垂直于上述控制方向的平面內旋轉的旋轉磁 場。由此,磁場響應部為具有大致垂直于插入方向的磁化方向的磁鐵等, 通過對其作用旋轉磁場,從而可以旋轉磁鐵等,進而可以以其插入方向 為旋轉軸來旋轉插入部。由此,通過旋轉驅動插入部,例如相比合并了旋轉磁場和振動磁場 后的磁場或轉動磁場,能夠穩(wěn)定地控制插入部。在上述構成中,優(yōu)選上述磁場響應部是具有大致垂直于上述插入方 向的磁化方向的磁鐵或者電磁鐵,上述磁場模型存儲部所存儲的上述多 個磁場模型之一是將在大致垂直于上述控制方向的平面內旋轉的旋轉磁 場與在大致平行于上述控制方向的方向上進行振動的振動磁場合并而成 的磁場。由此,磁場響應部為具有大致垂直于插入方向的磁化方向的磁鐵等, 對其作用將旋轉磁場和振動磁場合并起來的磁場模型,從而能夠將旋轉 磁場上的磁場旋轉面的朝向控制為規(guī)定朝向,能夠在旋轉插入部的前端 的同時,使其以插入方向的軸為中心進行擺動運動。通過這樣使插入部運動,從而例如在使插入部進入破損的體腔管道 內的情況下,也能通過使插入部進行擺動旋轉來拓寬體腔管道,使插入 部進入到被拓寬的體腔管道內。在上述構成中,優(yōu)選上述磁場響應部是具有大致垂直于上述插入方 向的磁化方向的磁鐵或者電磁鐵,上述磁場模型存儲部所存儲的上述多 個磁場模型之一是磁場方向在大致垂直于上述控制方向的平面內進行變 動的變動磁場,大致垂直于上述控制方向的平面與包含上述插入方向和 上述控制方向在內的平面的交線、與上述變動磁場的磁場方向的夾角在 規(guī)定的范圍內進行變動。由此,磁場響應部為具有大致垂直于插入方向的磁化方向的磁鐵等,對其作用磁場方向在上述規(guī)定范圍內進行變動的變動磁場,從而能夠對 插入部始終作用朝向上述規(guī)定范圍的方向的扭矩。例如,通過使上述規(guī)定范圍與插入部的控制方向一致,能夠始終產(chǎn) 生使插入部朝向控制方向的扭矩,并能夠高效地使插入部進行方向轉換。在上述構成中,優(yōu)選上述磁場響應部是具有大致垂直于上述插入方 向的磁化方向的磁鐵或者電磁鐵,上述磁場模型存儲部所存儲的上述多 個磁場模型之一是磁場方向在大致垂直于上述控制方向的平面內進行變 動的變動磁場,大致垂直于上述控制方向的平面與包含上述插入方向和 上述控制方向在內的平面的交線、與上述變動磁場的磁場方向的夾角在 規(guī)定的范圍內進行變動,上述變動磁場的磁場強度恒定,而且上述變動 磁場的磁場方向與上述交線的夾角在上述規(guī)定范圍內連續(xù)地變化。由此,變動磁場的磁場方向與上述交線的夾角在上述規(guī)定范圍內連 續(xù)地變化,因而相比不連續(xù)變化的情況,能夠穩(wěn)定地對插入部的姿勢進 行控制。在上述構成中,優(yōu)選在由上述磁場產(chǎn)生部當前所產(chǎn)生的磁場模型之 后,上述磁場模型變更部產(chǎn)生磁場在大致垂直于上述插入方向的平面內 旋轉的磁場模型,此后產(chǎn)生下一個磁場模型。由此,在將當前所產(chǎn)生的磁場模型變更為不同的磁場模型時,首先 產(chǎn)生磁場在大致垂直于插入方向的平面內旋轉的磁場模型,此后產(chǎn)生上 述不同的磁場模型,從而能夠確保插入部的操作穩(wěn)定性。也就是說,經(jīng)由能穩(wěn)定控制插入部的旋轉的磁場模型來變更磁場模 型,能夠維持插入部的控制的穩(wěn)定性。在上述構成中,優(yōu)選上述磁場響應部是具有大致垂直于上述插入方 向的磁化方向的磁鐵或者電磁鐵,上述磁場模型存儲部所存儲的上述多 個磁場模型之一是在大致垂直于上述控制方向的平面內旋轉的旋轉磁 場,上述插入部的形狀大致為圓筒形狀,上述磁場響應部被配置為將上 述插入部的中心軸線為中心繞上述插入部可旋轉。這樣,磁場響應部被配置為相對于插入部可旋轉,由此,例如即便 磁場響應部被驅動旋轉,插入部也不會被驅動旋轉,當磁場響應部的朝向發(fā)生變更的情況下,插入部的朝向也發(fā)生變更。在上述構成中,優(yōu)選上述磁場響應部是具有大致垂直于上述插入方 向的磁化方向的磁鐵或者電磁鐵,上述磁場模型存儲部所存儲的上述多 個磁場模型之一是在大致垂直于上述控制方向的平面內旋轉的旋轉磁 場,上述磁場響應部固定在上述插入部上。由此,因為磁場響應部固定在插入部上,從而一旦磁場響應部被旋 轉驅動,則插入部也被驅動旋轉。在上述構成中,優(yōu)選上述磁場響應部是具有大致平行于上述插入方 向的磁化方向的磁鐵或者電磁鐵,上述磁場模型存儲部所存儲的多個磁 場模型之一是以上述控制方向作為振動中心的振動磁場,上述振動磁場 和上述控制方向的夾角在規(guī)定的范圍內。由此,磁場響應部是具有大致平行于上述插入方向的磁化方向的磁 鐵等,對其作用磁場方向在上述規(guī)定范圍內進行變動的振動磁場,從而能夠使插入部以控制方向為中心進行振動運動。例如,通過作用以控制方向為中心進行擺動振動的振動磁場,從而 能夠使插入部進行擺動振動。因此,當插入部進入損傷的體腔管道內的 情況下,能夠通過使插入部進行擺動振動來拓寬體腔管道,能夠使插入 部進入到被拓寬的體腔管道內。在上述構成中,優(yōu)選上述磁場響應部是具有大致平行于上述插入方 向的磁化方向的磁鐵或者電磁鐵,上述磁場模型存儲部所存儲的多個磁 場模型之一是以上述控制方向作為振動中心的振動磁場,上述振動磁場 和上述控制方向的夾角在規(guī)定的范圍內,上述磁場響應部是具有大致平 行于上述插入方向的磁化方向的磁鐵或者電磁鐵,上述磁場模型存儲部 所存儲的多個磁場模型之一是將大致平行于上述插入方向的磁場和磁場 在大致垂直于上述插入方向的面內旋轉的旋轉磁場合并起來的磁場。由此,磁場響應部是具有大致垂直于插入方向的磁化方向的磁鐵等, 對其作用將上述大致平行的磁場和上述旋轉磁場合并起來的磁場模型, 從而能夠使插入部進行以插入方向為中心的擺動旋轉。在上述構成中,優(yōu)選上述磁場響應部是具有大致平行于上述插入方向的磁化方向的磁鐵或者電磁鐵,上述磁場模型存儲部所存儲的多個磁 場模型之一是以上述控制方向作為振動中心的振動磁場,上述振動磁場 和上述控制方向的夾角在規(guī)定的范圍內,上述磁場響應部是具有大致平 行于上述插入方向的磁化方向的磁鐵或者電磁鐵,上述磁場模型存儲部 所存儲的上述多個磁場模型之一是磁場方向在包含上述插入方向和上述 控制方向的平面內進行變動的變動磁場。由此,磁場響應部是具有大致垂直于插入方向的磁化方向的磁鐵等, 對其作用磁場方向在上述平面內變化的磁場模型,從而能夠使插入部容 易朝向控制方向。在上述構成中,優(yōu)選上述磁場響應部是具有大致平行于上述插入方 向的磁化方向的磁鐵或者電磁鐵,上述磁場模型存儲部所存儲的多個磁 場模型之一是以上述控制方向作為振動中心的振動磁場,上述振動磁場 和上述控制方向的夾角在規(guī)定的范圍內,上述磁場響應部是具有大致平 行于上述插入方向的磁化方向的磁鐵或者電磁鐵,上述磁場模型存儲部 所存儲的上述多個磁場模型之一是磁場方向在垂直于包含上述插入方向 和上述控制方向的平面的平面內進行變動的變動磁場。由此,磁場響應部是具有大致垂直于插入方向的磁化方向的磁鐵等, 對其作用磁場方向在上述垂直的平面內變化的磁場模型,從而能夠使插 入部容易朝向控制方向。在上述構成中,優(yōu)選在由上述磁場產(chǎn)生部當前所產(chǎn)生的磁場模型之 后,上述磁場模型變更部產(chǎn)生磁場大致平行于上述插入部的方向的磁場 模型,此后產(chǎn)生下一個磁場模型。由此,在將當前所產(chǎn)生的磁場模型變更為不同的磁場模型時,首先 產(chǎn)生磁場大致平行于插入部方向的磁場模型,此后產(chǎn)生上述不同的磁場 模型,從而能夠確保插入部的操作穩(wěn)定性。也就是說,經(jīng)由能穩(wěn)定控制插入部的大致平行于插入部方向的磁場 模型變更磁場模型,從而能夠維持插入部的控制的穩(wěn)定性。在上述發(fā)明的第二方面之中,優(yōu)選上述磁場控制部具有根據(jù)上述偏 差來變更磁場強度的磁場強度變更部。15由此,通過增強磁場,能夠增大作用于插入部上的改變方向的力。 因此,當偏差變大的情況下,通過增強磁場,從而能夠在比進一步增大 偏差要穩(wěn)定的狀態(tài)下進行控制。
本發(fā)明的第三方面提供一種醫(yī)療裝置控制系統(tǒng),其具有醫(yī)療裝置, 其具有插入到被檢體內的插入部和配置于上述插入部上的磁場響應部, 該磁場響應部響應從上述被檢體外施加的磁場而產(chǎn)生扭矩;方向檢測部, 其檢測上述插入部的插入方向;磁場產(chǎn)生部,其作用于上述磁場響應部, 產(chǎn)生使上述插入部朝向控制方向的磁場;以及磁場控制部,其控制上述 磁場產(chǎn)生部,使得上述控制方向相對于上述插入方向的偏差小于等于規(guī) 定值。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面,通過磁場控制部來控制磁場產(chǎn)生部,從而 控制磁場的方向,能夠防止偏差大于規(guī)定值。因此,能夠防止偏差過大 導致的插入部的操作性降低。
例如,即便由于作用于插入部的外力而使得插入部的方向與控制方 向的偏差變大,通過控制磁場的方向也能防止偏差大于規(guī)定值。
上述發(fā)明的第三方面中,優(yōu)選在上述偏差超過上述規(guī)定值的情況下, 上述磁場控制部以上述控制方向與上述插入方向大致一致的方式控制上 述磁場產(chǎn)生部。
由此,在偏差變大至超過規(guī)定值的情況下,磁場方向會對準此刻的 插入部的方向。因此,例如當插入部在管狀腔體內臟內行進的情況下, 即便沒有從外部輸入控制信息,也能使插入部沿著管狀腔體內臟的壁面 行進。
上述發(fā)明的第三方面中,優(yōu)選上述磁場控制部具有在有效范圍內變 更上述規(guī)定值的規(guī)定值變更部。
由此,通過規(guī)定值變更部能夠使上述規(guī)定值在有效的范圍內進行變更。
在上述發(fā)明的第一方面至第三方面中,優(yōu)選上述插入部具有在上述 插入方向產(chǎn)生推進力的推進力產(chǎn)生部。
由此,能夠通過推進力產(chǎn)生部對插入部產(chǎn)生推進力。尤其當磁場控制部將磁場產(chǎn)生部控制為插入部的插入方向與控制方向的偏差在規(guī)定值 以下的情況下,當插入部在推進力的作用下行進的結果是由于管狀腔體 內臟的壁而導致方向變化時,由于控制方向變更使得偏差在規(guī)定值以下, 因而插入部將會自動沿著管狀腔體內臟的壁面插入。
根據(jù)本發(fā)明的醫(yī)療裝置控制系統(tǒng),由于控制部根據(jù)偏差來控制用戶 接口,因而能夠通過用戶接口將基于偏差的信息傳遞到外部。因此,例 如能夠向將控制方向信息輸入到用戶接口中的操作者反饋基于偏差的信 息,能夠獲得提高醫(yī)療裝置(插入部)的引導穩(wěn)定性和操作性的效果。
另外,由于控制部根據(jù)偏差來控制磁場產(chǎn)生部,因而能夠按照狀況 進行引導,能夠獲得通過簡單系統(tǒng)來提高引導性的效果。


圖1是表示本發(fā)明第1實施方式的膠囊型內窺鏡控制系統(tǒng)的示意構 成的圖。
圖2是表示圖1的膠囊型內窺鏡系統(tǒng)的系統(tǒng)構成的示意圖。
圖3是表示圖1的膠囊型內窺鏡系統(tǒng)的控制模塊的圖。
圖4是表示圖3的磁場模型的選擇的圖。
圖5表示圖1的膠囊型內窺鏡和體外裝置的概要。
圖6 (a)是說明圖1的顯示部上的顯示的圖;圖6 (b)是說明偏差 超過邊界條件(偏差量、持續(xù)時間)的情況下的顯示的圖。
圖7 (a)是說明圖6 (a)和圖6 (b)的顯示部上的控制方向顯示的 概念的圖;圖7 (b)是說明在取得圖像顯示中顯示有控制方向時的狀態(tài) 的圖。
圖8 (a)是說明圖1的操作部的示意圖;圖8 (b)是說明圖8 (a) 的方向控制桿的結構的示意圖。
圖9 (a)是說明圖8 (b)的方向控制桿的其他構成例的圖;圖9 (b) 是說明圖8 (b)的方向控制桿的另一構成例的圖。
圖10 (a)是說明利用方向控制桿進行膠囊型內窺鏡的控制方向信息 的輸入的圖;圖10 (b)是說明基于由方向控制桿所輸入的控制方向信息的膠囊型內窺鏡的控制方向的圖。
圖11 (a)是說明旋轉磁場模式下的形成在膠囊型內窺鏡周圍的旋轉
磁場的圖;圖11 (b)是說明旋轉磁場模式下的膠囊型內窺鏡的偏轉的圖。 圖12是說明振動模式(jiggingmode)下形成的磁場的圖。 圖13是說明扭矩最大化模式下形成的磁場的圖。 圖14是說明扭矩最大化模式下的磁場變化模型的圖。 圖15是說明膠囊型內窺鏡的自動插入模式的示意圖。 圖16是說明膠囊型內窺鏡的自動插入模式的示意圖。 圖17是說明膠囊型內窺鏡的自動插入模式的示意圖。 圖18 (a)是說明偏差管理控制模式的一個例子的圖;圖18 (b)是
說明偏差管理控制模式的另 一個例子的圖。
圖19 (a)是說明偏差管理控制模式的又一個例子的圖,圖中橫軸表
示由方向控制桿所輸入的操作方向信息;圖19 (b)是說明偏差管理控制
模式的再一個例子的圖,圖中橫軸表示時間。
圖20 (a)是表示偏差信息與對操作部的反饋信息之間的關系的一個
例子的圖;圖20 (b)是表示偏差信息與對操作部的反饋信息之間的關系
的另一個例子的圖。
圖21是表示偏差信息與對操作部的反饋信息之間的關系的又一個例
子的圖。
圖22 (a)是說明作用于膠囊型內窺鏡上的偏轉扭矩的變動的圖,是 說明偏轉扭矩為最大時的配置關系的圖;圖22 (b)是說明作用于膠囊型 內窺鏡上的偏轉扭矩的變動的圖,是說明偏轉扭矩為最小時的配置關系 的圖。
圖23是說明旋轉磁場中的偏轉扭矩的變動的圖。 圖24是說明圖1的膠囊型內窺鏡的其他實施方式的示意圖。 圖25是說明圖1的膠囊型內窺鏡的另一個實施方式的示意圖。 圖26 (a)、圖26 (b)和圖26 (c)是說明圖1的膠囊型內窺鏡的又 一個實施方式的示意圖。
圖27 (a)和圖27 (b)是說明應用了圖1的膠囊型內窺鏡結構的內
18窺鏡的實施例的示意圖。
圖28 (a)、圖28 (b)和圖28 (c)是說明圖6 (a)、圖6 (b)、圖8 (a)和圖8 (b)的顯示部和操作部的其他實施方式的圖。
圖29是表示本發(fā)明第2實施方式的探頭控制系統(tǒng)的示意構成的圖。
圖30是說明安裝在圖29的探頭上的永久磁鐵的配置的圖。
圖31是說明應用了圖30的探頭結構的膠囊型內窺鏡的構成的圖。
圖32是說明在探頭周圍形成了平行磁場時的狀態(tài)的圖。
圖33是說明在探頭周圍形成了圓錐磁場時的狀態(tài)的圖。
圖34是說明在探頭周圍合成了擺動磁場時的狀態(tài)的圖。
具體實施方式
[第1實施方式〗
下面參照圖1至圖28說明本發(fā)明第1實施方式。 圖1是表示本發(fā)明第1實施方式的膠囊型內窺鏡控制系統(tǒng)的示意構 成圖。
如圖1所示,膠囊型內窺鏡控制系統(tǒng)(醫(yī)療裝置控制系統(tǒng))1大致由 以下構成插入到被檢體內的膠囊型內窺鏡(插入部、醫(yī)療裝置)3;檢 測膠囊型內窺鏡3的位置信息或方向信息的位置檢測傳感器(方向檢測 部)5;三軸亥姆霍茲線圈(磁場產(chǎn)生部)7,其形成磁場,該磁場作用 于安裝在膠囊型內窺鏡3上的永久磁鐵;向三軸亥姆霍茲線圈7提供功 率的電源9;接收從膠囊型內窺鏡3發(fā)送來的圖像信息的體外裝置11; 被輸入針對膠囊型內窺鏡3的控制信息的操作部13;顯示從膠囊型內窺
鏡3發(fā)送來的圖像信息等的顯示部15;以及控制三軸亥姆霍茲線圈7、 操作部13、顯示部15等的控制部(用戶接口控制部)17。
圖2是表示圖1的膠囊型內窺鏡控制系統(tǒng)的系統(tǒng)構成的示意圖。 膠囊型內窺鏡控制系統(tǒng)l具有用戶接口 19,該用戶接口 19具有被
輸入操作者所輸入的對膠囊型內窺鏡3的控制信息的操作部13;以及提
示膠囊型內窺鏡3所取得的圖像信息等的顯示部15??刂撇?7具有根 據(jù)所輸入的控制信息等控制三軸亥姆霍茲線圈7所形成的磁場的方向的磁場控制部(磁場模型存儲部、磁場模型變更部、規(guī)定值變更部)21; 以及確定提示給用戶接口 19的信息的提示信息確定部(用戶接口控制部)25。
電源9配置成被輸入來自控制部17的控制信號,根據(jù)控制信號向 三軸亥姆霍茲線圈7提供功率。
位置檢測傳感器5檢測由膠囊型內窺鏡3產(chǎn)生的引導磁力,向控制 部17輸出基于所檢測出的引導磁力的信號。體外裝置11接收由膠囊型 內窺鏡3取得并發(fā)送到外部的圖像信息,向控制部17輸出所接收到的圖 像信息。
圖3是說明圖1的膠囊型內窺鏡控制系統(tǒng)1的框圖。 首先,從位置檢測傳感器5輸入到控制部17的膠囊型內窺鏡3的方 向與后述的膠囊型內窺鏡3的控制方向被輸入到提示信息確定部25,根 據(jù)方向信息與控制信息之間的偏差,生成被輸出到顯示部15和操作部13 的數(shù)據(jù)。
由操作者對用戶接口 19進行操作輸入,確定下一個控制方向。 所確定的控制方向被返回給提示信息確定部25,同時被輸入到磁場 控制部21。進而向磁場控制部21輸入膠囊型內窺鏡3的方向,根據(jù)控制 方向與膠囊型內窺鏡3的方向之間的偏差,控制與三軸亥姆霍茲線圈7 連接的電源。
圖4是說明圖3的磁場模型的選擇的圖。
如圖4所示,在磁場控制部21的內部存儲有多個磁場模型。而且, 根據(jù)輸入到磁場控制部21的信息來選擇規(guī)定的磁場模型,基于所選擇的 磁場模型進行輸出。
圖5是說明圖1的膠囊型內窺鏡3和體外裝置11的概要的圖。 如圖5所示,膠囊型內窺鏡3大致由如下構成內部收容各種器件 的外殼27;對被檢查者的體腔內管道的內壁面進行攝像的攝像部29;驅 動攝像部29的電池31;通過上述三軸亥姆霍茲線圈7使其產(chǎn)生引導磁力 的感應磁力產(chǎn)生部33;以及作為驅動膠囊型內窺鏡3的驅動用磁鐵的永 久磁鐵(磁場響應部)35。并且,作為驅動用磁鐵,也可以使用電磁鐵來代替永久磁鐵35,不 作特別限定。
外殼27形成為包括以膠囊型內窺鏡3的旋轉軸(插入方向、中心軸 線)R為中心軸的圓筒形狀的膠囊型主體、覆蓋主體前端的透明的半球 狀前端罩37以及覆蓋主體后端的半球狀后端部,形成以水密結構密封的 膠囊型容器。
另外,在外殼27的主體外周面上具有以旋轉軸R為中心將剖面為圓 形的線材纏繞成螺旋狀的螺旋部(推進力產(chǎn)生部)39。
由于具備螺旋部39,從而能將膠囊型內窺鏡3繞旋轉軸R的旋轉轉 換為前進/后退的推進力。另外,例如在管腔彎曲的情況下,從管腔內臟 的壁面施加外力,通過該外力使得膠囊型內窺鏡3朝向應行進的方向, 提高了自動插入性。
攝像部29大致由以下構成取得被檢查者的體腔內管道的內壁面的 圖像的CCD (電荷耦合元件)47,將被檢查者的體腔內管道的內壁面的 圖像成像在CCD 47上的鏡頭43 ,對體腔內管道的內壁面進行照明的LED (Light Emitting Diode:發(fā)光二極管)45,處理電路41,以及將圖像信號 發(fā)送給體外裝置11的無線元件49。
感應磁力產(chǎn)生部33至少具有磁感應線圈51,該磁感應線圈51通過 由三軸亥姆霍茲線圈7所形成的磁場而形成感應磁場。磁感應線圈51配 置成其中心軸與膠囊型內窺鏡3的旋轉軸R大致一致,也可以在其內周 面上配置例如由鐵氧體構成的芯部件。另外,還可以形成諧振電路,在 諧振電路的構成要素中包含磁感應線圈51。
如圖5所示,體外裝置11大致由以下構成接收從膠囊型內窺鏡3 發(fā)送來的圖像信息等的天線53;對所接收的圖像信息進行運算處理的處 理電路55;將經(jīng)過了運算處理的圖像信息向控制部17輸出等的輸入輸出 部57;以及控制這些部分的控制電路59。
圖6 (a)是說明顯示部15上的顯示的圖,圖6 (b)是說明偏差超 過邊界條件(偏差量、持續(xù)時間)的情況下的顯示的圖。
如圖6(a)所示,顯示部15上分別進行如下顯示,即取得圖像顯示61、絕對坐標系顯示63、偏差過度顯示65和超時顯示67。
取得圖像顯示61是顯示攝像部29所取得的圖像信息的部分,使表 示膠囊型內窺鏡3當前的行進方向且表示圖像中心的十字標記、和表示 磁場的控制方向的控制方向標記69重疊顯示(疊加)在圖像信息上。
如上,通過將膠囊型內窺鏡3當前的行進方向與控制方向重疊地顯 示,例如輸入控制方向的操作者能夠直觀地把握控制狀況。因而,能夠 提高膠囊型內窺鏡3的操作性。
絕對坐標系顯示63是將實線所描繪的當前的膠囊型內窺鏡3的方向 與虛線所描繪的控制方向重疊地顯示。
在當前的膠囊型內窺鏡3的方向與控制方向的偏差量超過規(guī)定邊界 條件時,則如圖6(b)所示,偏差過度顯示65會點亮。當在偏差量超過 規(guī)定值的狀態(tài)下超過了規(guī)定持續(xù)時間時,則超時顯示67也同樣會點亮。
如圖6 (c)所示,還可以設置表示偏差與偏差的邊界條件的顯示欄。 顯示欄的點亮部的長度根據(jù)偏差發(fā)生變化。
如上,通過顯示膠囊型內窺鏡3的方向和控制方向之間的偏差量, 例如輸入控制方向的操作者能夠容易把握控制狀況。
圖7 (a)是說明顯示部15上的控制方向顯示的概念的圖,圖7 (b) 說明在取得圖像顯示61上顯示有控制方向時的狀態(tài)的圖。
如圖7 (a)所示,當在作為膠囊型內窺鏡3的行進方向的旋轉軸R 的方向和控制方向C上產(chǎn)生偏差的情況下,在取得圖像顯示61上顯示為 控制方向標記69顯示在控制方向C與膠囊型內窺鏡3的前端罩37的交 點P上(參見圖7 (b))。
圖8 (a)是說明圖1的操作部13的示意圖。
操作部13設有輸入膠囊型內窺鏡3的方向控制信息的方向控制桿 69、輸入前進/后退信息的前進后退桿71、輸入前進/后退時的速度信息的 加速器73、切換偏差信息的反饋方法的反饋切換部75、以及切換三軸亥 姆霍茲線圈7中產(chǎn)生的磁場模型的磁場變化模型切換部77。
反饋切換部75具有自動插入模式開關79、偏差信息顯示開關81、 方向反饋開關83和力反饋開關85。
22磁場變化模型切換部77具有通常磁場開關87、扭矩最大化開關89 和振動開關91。
圖8 (b)是說明圖8 (a)的方向控制桿的結構的示意圖。
方向控制桿69具有桿主體(可動體)93、可轉動地支撐桿主體93 的支撐部95。支撐部95具有將桿主體93支撐為可繞彼此正交的方向轉 動的軸97,軸97具有通過控制部17根據(jù)偏差信息進行控制的反饋部99。 反饋部(偏差信息傳遞部、振動體、反向力產(chǎn)生部、負荷產(chǎn)生部)99具 有檢測桿主體93的傾角的編碼器(未圖示)和根據(jù)偏差信息產(chǎn)生使桿主 體93向該桿主體93傾斜的相反側傾斜的反向力的電動機(未圖示)。
并且,如上所述,電動機既可以產(chǎn)生反向力,也可以使桿主體93振 動?;蛘咭部梢援a(chǎn)生對桿主體93的傾斜動作的阻力。
通過這樣構成方向控制桿69,能夠通過反饋部99將基于偏差的信息 以所產(chǎn)生的振動的方式傳遞到外部?;蛘呖梢詫⒒谄畹男畔⒁葬槍?桿主體93的動作的反向力的方式傳遞到外部?;蛘呖梢詫⒒谄畹男?息以針對桿主體93的動作的負荷的方式傳遞到外部。
圖9 (a)是說明圖8 (b)的方向控制桿的其他構成例的圖。圖9 (b) 是說明圖8 (b)的方向控制桿的另一構成例的圖。
作為使桿主體93振動的構成,雖然可以如圖8 (b)所示那樣配置電 動機,然而也可以如圖9 (a)所示,在桿主體93內配置偏心電動機101, 通過使偏心電動機(偏差信息傳遞部、振動體)101旋轉而使桿主體93 振動。
通過使用偏心電動機101,能夠簡化方向控制桿69的結構。另外, 通過根據(jù)偏差信息來控制偏心電動機101,能夠改變所產(chǎn)生的振動的振動 頻率、振幅來向操作者傳遞偏差信息。例如當偏差變大時,則增大所產(chǎn) 生的振動頻率,當偏差變小時,則減小振動頻率,從而能夠傳遞基于偏 差的信息。
另外,作為產(chǎn)生針對桿主體93的傾斜動作的阻力的構成,既可以如 圖8 (b)所示那樣配置電動機,也可以如圖9 (b)所示,在桿主體93 上形成球體部(偏差信息傳遞部、負荷產(chǎn)生部)103,配置被按壓在球體部103上的摩擦部(偏差信息傳遞部、負荷產(chǎn)生部)105和按壓摩擦部 105的線性致動器107,通過摩擦部105與球體部103之間的摩擦力來產(chǎn) 生阻力。并且,還可以通過在球體部103內配置羅盤等加速度傳感器109 來對桿主體93檢測傾斜。
通過根據(jù)偏差信息控制線性致動器107的按壓力,從而能夠控制球 體部103和摩擦部105之間的摩擦力,可向操作者傳遞偏差信息。例如 當偏差變大時,則增大對桿主體93的動作的負荷,當偏差變小時,則減 小負荷,從而能夠傳遞基于偏差的信息。另外,由于能進行具有身臨其 境感的操作,因而桿主體93的操作性得以提高。
另外,相比對桿主體93的動作產(chǎn)生反向力的方法,能容易構成方向 控制桿69。
圖10 (a)是說明利用方向控制桿69進行膠囊型內窺鏡3的控制方 向信息的輸入的圖。圖10 (b)是說明基于由方向控制桿69所輸入的控 制方向信息的膠囊型內窺鏡3的控制方向的圖。
如圖10 (a)所示,方向控制桿69中定義了與相對于膠囊型內窺鏡 3的旋轉軸R的上下左右方向(參見圖10 (b))對應的上下左右方向。 相對于該上下左右方向,例如使桿主體93在從上方向左方傾斜角度a的 方向上傾斜時,則如圖10 (b)所示形成了這樣的磁場該磁場在從上方 向左方傾斜角度a的方向上引導膠囊型內窺鏡3。
另外,根據(jù)圖10 (a)所示的桿主體93的傾角6,控制圖10 (b)所 示的膠囊型內窺鏡3的控制方向的角度e'。例如以如下方式進行控制
傾角e變大時,則角度e'也會變大,將膠囊型內窺鏡3向角度a的方向
引導的力也變大。
接著說明由三軸亥姆霍茲線圈7形成的各磁場的變化模型。 圖11 (a)是說明旋轉磁場模式下的形成于膠囊型內窺鏡3周圍的旋 轉磁場的圖。
圖11 (a)所示的旋轉磁場模式(通常模式)是用于對膠囊型內窺鏡 3進^1通??刂频拇艌鲎兓P?,是與操作部13的通常磁場開關87對應 的磁場變化模型。磁場平面MP內朝一個方向旋轉。膠囊型
內窺鏡3在保持旋轉軸R垂直于旋轉磁場平面MP的姿勢的同時,以旋 轉軸R為中心旋轉,此時,當膠囊型內窺鏡3直線行進時,成為膠囊型 內窺鏡3的控制方向與旋轉軸R的方向大致一致的狀態(tài)。
圖ll (b)是說明旋轉磁場模式下的膠囊型內窺鏡3的偏轉的圖。
當使膠囊型內窺鏡3偏轉時,如圖11 (b)所示,通過使磁場朝一個 方向旋轉,同時使旋轉磁場平面MP偏轉,從而使膠囊型內窺鏡3偏轉。 一旦使旋轉磁場平面MP偏轉,則安裝在膠囊型內窺鏡3上的永久磁鐵 35會產(chǎn)生偏轉扭矩,偏轉扭矩會持續(xù)作用到膠囊型內窺鏡3的旋轉軸R 垂直于旋轉磁場平面MP為止。
具體而言,當永久磁鐵35的磁化方向與膠囊型內窺鏡3的偏轉面(旋 轉軸R與控制方向C構成的平面)垂直時,不會產(chǎn)生偏轉扭矩,當磁化 方向為沿著偏轉面的方向時,會產(chǎn)生最大的偏轉扭矩。磁化方向在此之 間的情況下,偏轉扭矩大小以正弦波的方式變化。
如上,通過對膠囊型內窺鏡3作用旋轉磁場,從而可以使膠囊型內 窺鏡3繞旋轉軸R進行旋轉。這樣,通過驅動膠囊型內窺鏡3,例如相 比作用后述的將旋轉磁場與振動磁場疊加后的磁場、或作用轉動磁場的 情況,能夠穩(wěn)定地控制膠囊型內窺鏡3。
圖12是說明振動模式(jigging mode)下形成在膠囊型內窺鏡3的周 圍的磁場的圖。
圖12所示的振動模式是使膠囊型內窺鏡3進行擺動旋轉的磁場變化 模型,是與操作部13的振動開關91對應的磁場變化模型。在該模式中 所形成的磁場是將具有與膠囊型內窺鏡3的旋轉軸R大致方向相同的磁 場且磁場強度會振動的振動磁場、和在旋轉磁場平面MP內朝一個方向 旋轉的旋轉磁場組合起來得到的。膠囊型內窺鏡3繞著旋轉軸R旋轉, 并且在圖中的X軸方向和Y軸方向上進行擺動運動。通過控制振動磁場 中磁場強度的振動周期與旋轉磁場的旋轉周期之間的關系,能夠控制擺 動運動的方向。進而能夠使其進行旋轉軸R繞規(guī)定的軸旋轉的擺動運動 (旋進運動)。
25通過這樣使膠囊型內窺鏡3運動,例如在膠囊型內窺鏡3進入損傷 的腸子等體腔管道內的情況下,能夠通過使膠囊型內窺鏡3進行擺動旋
轉來拓寬體腔管道,使插入部進入被拓寬的體腔管道內。
圖13是說明扭矩最大化模式下形成在膠囊型內窺鏡3的周圍的磁場 的圖。
圖13所示的扭矩最大化模式主要是在使膠囊型內窺鏡3繞旋轉軸R 的方向偏轉時所使用的磁場變化模型,是與操作部13的扭矩最大化開關 89對應的磁場變化模型。
該模式下的磁場是在以旋轉磁場平面MP與膠囊型內窺鏡3的偏轉 面(由旋轉軸R與控制方向C構成的平面)之間的交線L為中心的規(guī)定 角度范圍內,使旋轉磁場平面MP在雙向上轉動的轉動磁場。
安裝在膠囊型內窺鏡3上的永久磁鐵35也伴隨著轉動磁場的轉動, 以偏轉面為中心進行轉動運動。因而,能夠始終產(chǎn)生接近最大偏轉扭矩 的值的偏轉扭矩。
圖14是說明扭矩最大化模式下的磁場變化模型的圖。
如上所述,旋轉磁場是在旋轉磁場平面MP內且在以交線L為中心 的規(guī)定角度范圍內進行轉動的磁場。更為詳細而言,可以通過圖14所示 的X軸磁場MX和Y軸磁場MY來進行表示。圖14中的橫軸表示時間,
縱軸表示轉動磁場的磁場強度。
X軸磁場MX例如可表示為cos (a sin cot)的函數(shù),Y軸磁場MY 例如可表示為sin (acos(ot)的函數(shù)。
由于作用在膠囊型內窺鏡3上的磁場是該磁場的朝向和交線L的夾 角為規(guī)定角度以下的轉動磁場,因而能夠始終作用使膠囊型內窺鏡3朝 向控制方向C的偏轉扭矩。因此,由于轉換膠囊型內窺鏡3的方向時始 終能夠產(chǎn)生使膠囊型內窺鏡3的方向朝向控制方向C的偏轉扭矩,因而 能夠高效地進行方向轉換。
上述通常模式、振動模式、扭矩最大化模式是通過對操作部13的通 常磁場開關87、扭矩最大化幵關89、振動開關91迸行輸入來切換的。
另外,當在通常模式下對膠囊型內窺鏡3進行引導控制時,也可以
26根據(jù)膠囊型內窺鏡3的旋轉軸R和控制方向C之間的偏差信息來自動切
換模式。作為切換方法,可以舉出如下等方法隨著偏差變大而從通常 模式切換到扭矩最大化模式,進而切換到振動模式;或者由通常模式切 換到振動模式,進而切換到扭矩最大化模式。
進而,除這些模式之外,通過增加所產(chǎn)生的磁場的強度的模式,可 與振動模式或扭矩最大化模式同樣地提高偏轉性。另外,對于這些模式 的切換,也可以根據(jù)偏差和偏差持續(xù)產(chǎn)生的時間來進行切換。例如當達 到某種偏差以上的狀況在某規(guī)定時間以上持續(xù)產(chǎn)生時,則進行模式的切 換。
并且,在從最大化模式向振動模式進行切換時,或者從振動模式向 扭矩最大化模式進行切換時,則在兩種模式之間間隔一次通常模式來進 行切換。
在切換磁場變化模型時也會出現(xiàn)磁場變化不連續(xù)的情況,由于這種
不連續(xù),有可能破壞膠囊型內窺鏡3的控制穩(wěn)定性,然而如果在切換時
經(jīng)由控制穩(wěn)定性最高的通常模式(旋轉磁場),則能夠確保膠囊型內窺鏡
3的控制穩(wěn)定性。
下面說明膠囊型內窺鏡3的各控制模式。
圖15至圖17是說明膠囊型內窺鏡3的自動插入模式的示意圖。
如圖15至圖17所示,自動插入模式是當膠囊型內窺鏡3的旋轉軸R 的方向與控制方向C之間的偏差超過規(guī)定值時,使控制方向C與膠囊型 內窺鏡3的旋轉軸R的方向一致的控制方法,是與操作部13的自動插入 模式開關79對應的控制方法。
具體而言,在自動插入模式中,來自操作部13的方向控制桿69的 輸入被切斷,根據(jù)前進后退桿71和加速器73的輸入,使膠囊型內窺鏡3 行進(參見圖8)。
例如圖15所示,當在體腔管道內、例如腸子內對膠囊型內窺鏡3進 行引導的情況下,在腸子I呈直線狀的部分上,膠囊型內窺鏡3的旋轉軸 R的方向與控制方向C一致。
而且如圖16所示,如果膠囊型內窺鏡3到達腸子I彎曲的區(qū)域,則膠囊型內窺鏡3會與腸壁接觸而沿著腸壁偏轉。于是就會在旋轉軸R的 方向與控制方向C之間產(chǎn)生偏差。
當偏差逐漸變大而超過規(guī)定值時,如圖17所示,控制方向C變更為 與旋轉軸R的方向一致。
關于向自動插入模式的切換,既可以根據(jù)對上述自動插入模式開關 79的輸入來進行切換(參見圖8),也能夠在旋轉軸R的方向與控制方向 C之間的偏差超過規(guī)定值時自動地從其他控制模式切換至自動控制模式。
如上,在偏差增大至規(guī)定值的情況下,如果使控制方向C對準該時 刻旋轉軸R的方向,則例如可以在膠囊型內窺鏡3在管狀腔體內臟內行 進的過程中,使膠囊型內窺鏡2沿著管狀腔體內臟的壁面行進。
并且,在使控制方向C與旋轉軸R的方向一致時,既可以使控制方 向C直接與旋轉軸R的方向完全一致,也可以考慮到腸壁等的彈性而使 控制方向C越界之后再與旋轉軸R的方向一致。
另外,還可以通過對膠囊型內窺鏡3所取得的圖像進行圖像處理, 從而從圖像數(shù)據(jù)中提取出膠囊型內窺鏡3應當行進的方向,將取得的圖 像的中心方向作為當前的膠囊型內窺鏡3的行進方向,根據(jù)膠囊型內窺 鏡3應當行進的方向與當前的行進方向之間的偏差,對控制方向的朝向 進行控制。
此外,通過產(chǎn)生以在當前的膠囊型內窺鏡3的行進方向上加上上述 偏差后的方向作為控制方向的磁場,還能夠實現(xiàn)自動插入模式。 下面說明偏差管理控制模式。
圖18 (a)是說明偏差管理控制模式的一個例子的圖。 如圖18 (a)所示,偏差管理控制模式是根據(jù)由方向控制桿69輸入 的操作方向信息、以及膠囊型內窺鏡3的旋轉軸R的方向與控制方向之 間的偏差信息來進行控制的方法。
具體而言,當膠囊型內窺鏡3的旋轉軸R的方向無法追隨操作方向 信息的情況下,如果操作方向信息變大,則偏差信息也會隨之變大。但 是,當偏差信息達到規(guī)定的邊界值時,就需要切斷操作方向信息而將控 制方向信息固定在恒定值上,從而使偏差信息不會超過規(guī)定的邊界值。通過這樣進行控制,能夠防止旋轉軸R的方向與控制方向之間的偏
差過大。如果偏差過大,則會難以使膠囊型內窺鏡3繞旋轉軸R旋轉等, 操作控制性會顯著降低。因此,通過防止偏差過大,能夠防止膠囊型內 窺鏡3的操作控制性的劣化。
圖18 (b)是說明偏差管理控制模式的其他例子的圖。
再如圖18(a)所示,在偏差信息到達規(guī)定的邊界值之前不進行控制, 在超過邊界值的同時進行偏差管理控制,也可以如圖18 (b)所示,以偏 差信息逐漸接近規(guī)定的邊界值的方式逐漸地進行偏差管理控制。
通過如上進行控制,在不會突然切斷操作方向信息的情況下逐漸進 行切斷,因而能夠使操作者獲悉偏差信息接近于規(guī)定的邊界值。
圖19 (a)和圖19 (b)是說明偏差管理控制模式的又一個例子的圖。 圖19 (a)是橫軸表示由方向控制桿69輸入的操作方向信息的圖,圖19 (b)是橫軸表示時間的圖。
在該偏差管理控制模式的例子中,如圖19 (a)和圖19 (b)所示, 首先,當偏差信息的值到達第2邊界值時進行偏差管理控制,使得偏差 信息的值不超過第2邊界值。然后,當進行偏差管理控制的狀態(tài)持續(xù)了 規(guī)定時間時,接著進行偏差管理控制,使得偏差信息的值不超過第1邊 界值。第1邊界值是圖中所示的小于第2邊界值的值。
并且,如上所述,既可以通過在限制操作方向信息的同時對控制方 向進行控制,從而進行偏差管理控制,又能夠進行變更三軸亥姆霍茲線 圈7所產(chǎn)生的磁場的變化模型或者所產(chǎn)生的磁場強度的控制。
如上,通過根據(jù)偏差來變更磁場的變化模型,從而能夠防止膠囊型 內窺鏡3的操作性降低。也就是說,磁場的變化模型不適于在控制方向 上引導膠囊型內窺鏡3,在偏差變大的情況下,通過變更適于引導膠囊型 內窺鏡3的磁場的變化模型或變更所產(chǎn)生的磁場強度,從而能夠防止偏 差的增大。
接著說明力反饋的控制方法。
圖20 (a)是表示偏差信息與對操作部13的反饋信息之間的關系的 一個例子的圖。如圖20所示,力反饋的控制方法是一種根據(jù)膠囊型內窺鏡3的旋轉 軸R的方向與控制方向之間的偏差信息,調節(jié)來自方向控制桿69的反饋 部99的偏差信息反饋的強度的控制。
具體而言,例如可以與偏差信息的增加成比例地增強對桿主體93的 反向力、或者增大傳遞到桿主體93上的振動的振幅、或者縮短振動周期、 或者增大對桿主體93的動作的阻力。
而且, 一旦反饋部99的輸出達到上限值,則來自反饋部99的輸出 與偏差信息的增加無關而成為恒定值。此后,當偏差信息的值達到規(guī)定 的邊界值時,如在自動插入模式中所描述的那樣,與操作方向輸入信息 無關,單獨地對控制方向進行控制,控制成為偏差信息不會超過規(guī)定的 邊界值。或者控制為控制方向與旋轉軸R的方向一致。
并且,如圖20 (a)的虛線所示,來自反饋部99的偏差信息反饋的 強度相對于偏差信息的增加的比例的斜度可以呈現(xiàn)各種變更。通過改變 該斜度,從而可變更來自桿主體93的偏差信息反饋的靈敏度,例如通過 急劇提高斜度,能夠提高靈敏度。
圖20 (b)是表示偏差信息與對操作部13的反饋信息之間的關系的 又一個例子的圖。
再如圖20 (a)所示,在反饋部99的輸出到達上限值之前不進行控 制,能夠在到達的同時進行控制,也可以如圖20 (b)所示,以反饋部 99的輸出逐漸接近上限值的方式逐漸地進行控制。
通過這樣迸行控制,能夠在偏差信息較小的期間內利用來自反饋部 99的較大的輸出對偏差信息進行反饋。因而,可防止由于偏差的增大導 致難以控制膠囊型內窺鏡3的情況。例如在胃那樣較寬的管腔內,如果 難以控制膠囊型內窺鏡3 ,則由于膠囊型內窺鏡3可能會滾入胃的內部, 因而優(yōu)選進行上述控制。
圖21是表示偏差信息與對操作部13的反饋信息之間的關系的又一 個例子的圖。
另外,如圖21所示,也可以進行如下控制在偏差信息較小的區(qū)域 設置不進行反饋部99的輸出的不靈敏區(qū)域Z,此后伴隨偏差信息的增加,
30函數(shù)遞增反饋部99的輸出。而且,當偏差信息達到規(guī)定的邊界值時,如 在自動插入模式中所述那樣,與操作方向輸入信息無關地單獨對控制方 向進行控制,并控制成偏差信息不會超過規(guī)定的邊界值。或者控制成控 制方向與旋轉軸R的方向一致。
通過這樣進行控制,由于偏差信息較小的期間內,反饋部99的輸出 也較小,因而能夠易于對膠囊型內窺鏡3施加較大的偏轉扭矩。也就是 說,由于反饋給操作者的偏差信息較弱,因而能在不考慮偏差信息的情 況下進行操作輸入。
例如在腸子那樣較窄的管腔內,膠囊型內窺鏡3 —邊推壓損傷管腔 的壁面一邊被引導。此時,為了拓寬損傷管腔,需要對膠囊型內窺鏡3 施加較大的偏轉扭矩,在進行這樣的操作時,優(yōu)選進行上述的控制。
下面說明旋轉磁場產(chǎn)生時的膠囊型內窺鏡3的偏差計算方法。
圖22 (a)和圖22 (b)是說明作用于膠囊型內窺鏡3上的偏轉扭矩 的變動的圖,圖22 (a)是說明偏轉扭矩為最大的配置關系的圖,圖22 (b)是說明偏轉扭矩為最小時的配置關系的圖。圖23是表示旋轉磁場 的磁場方向的相位和偏轉扭矩的強度之間的關系的圖。
如圖22 (a)、 (b)所示,膠囊型內窺鏡3的永久磁鐵35追隨磁場的 旋轉而旋轉。如圖22 (a)所示,在磁場方向為沿著由旋轉軸R和控制方 向C形成的偏轉面的方向時,作用于膠囊型內窺鏡3上的偏轉扭矩是最 大的。另外,如圖22 (b)所示,在磁場方向大致正交于偏轉面時,作用 于膠囊型內窺鏡3的偏轉扭矩是最小的。
如圖23所示,偏轉扭矩的強度在上述最大值和最小值之間呈正弦波 變化,該變化基于旋轉磁場的磁場方向的旋轉相位的變化。
因此,膠囊型內窺鏡3根據(jù)偏轉扭矩的強度變化,使膠囊型內窺鏡3 的方向即偏差進行振動。
例如,膠囊型內窺鏡3與腸壁那樣具有彈性的壁面接觸,當向壁面 方向偏轉的情況下,若偏轉扭矩的強度變強,則膠囊型內窺鏡3以按住 壁面的方式偏轉,若偏轉扭矩的強度變弱,則被具有彈性的壁面按回。
對于旋轉磁場產(chǎn)生時的膠囊型內窺鏡3的偏差計算,既可以根據(jù)旋轉磁場旋轉1/2過程中的偏差的平均值來計算,也可以根據(jù)偏轉扭矩為最 大值時的偏差來計算。
如上,由偏轉扭矩的振動導致的偏差的振動不會反映在用戶接口上, 因而可獲得更為穩(wěn)定的操作性。
根據(jù)上述構成,由于控制部17根據(jù)偏差來控制用戶接口 19,因而可 將基于偏差的信息通過用戶接口 19 (操作部13、顯示部15)告知操作者 等。因此,能夠向將控制方向信息輸入到操作部13的操作者反饋基于偏 差的信息,從而能夠提高膠囊型內窺鏡3的引導穩(wěn)定性和操作性。
具體而言,能夠從反饋部99向操作者等傳送基于偏差的信息。因而 容易向操作者反饋基于偏差的信息,可提高插入部的操作性。
另外,由于可以在顯示部15上提示基于偏差的信息,因而能夠向操 作者等傳達基于偏差的信息。因此,能夠提高膠囊型內窺鏡3的操作性。
并且,如上所述,既可以將永久磁鐵35固定安裝在膠囊型內窺鏡3 上,也可以如圖24所示,將永久磁鐵35可旋轉地安裝在與旋轉軸R相 同的軸線上。
如果將旋轉磁場作用在圖24所示的膠囊型內窺鏡3A (插入部、醫(yī) 療裝置)上,則永久磁鐵35獨立于膠囊型內窺鏡3A,隨著旋轉磁場的 旋轉而旋轉。另外,如果改變了旋轉磁場平面的朝向,則會在永久磁鐵 35上產(chǎn)生偏轉扭矩,該偏轉扭矩被傳遞至膠囊型內窺鏡3A,于是膠囊型 內窺鏡3A進行偏轉。
由于膠囊型內窺鏡3A和永久磁鐵35彼此獨立地繞旋轉軸R旋轉, 因此不會對膠囊型內窺鏡3A的其他構成要素施加影響,能夠縮短旋轉磁 場的旋轉周期。因此,能夠與膠囊型內窺鏡3相同地縮短所產(chǎn)生的偏轉 扭矩的變動周期。
于是,例如在膠囊型內窺鏡3A與腸壁那樣具有彈性的壁面接觸,并 朝壁面方向偏轉的情況下,伴隨著偏轉扭矩的變動,膠囊型內窺鏡3A或 是被推向壁面或是被壁面壓回地進行振動。此處,通過縮短偏轉扭矩的 變動周期,能夠使上述振幅變得均勻且能夠使振動收斂。
并且,如上所述,既可以構成為膠囊型內窺鏡3完全獨立于外部裝置,也可以如圖25所示,通過配置在膠囊型內窺鏡(插入部、醫(yī)療裝置) 3B后端的軟線部111與外部裝置連接。此時,在軟線部1U與膠囊型內 窺鏡3B之間夾設有軸承113,使得不會將膠囊型內窺鏡3B的旋轉傳遞 到軟線部111。
通過采用這種構成,能夠通過軟線部111始終將電源提供到膠囊型 內窺鏡3B,并且能夠通過軟線部111將攝像部29所拍攝的圖像數(shù)據(jù)發(fā)送 到外部。因此,不必在內部安裝電源,能夠使膠囊型內窺鏡3B小型化。 另外,由于可以不通過電波等發(fā)送圖像數(shù)據(jù),因此能夠防止在發(fā)送時包 含有噪聲。
另外,如圖26 (a)所示,可以配置成能通過配置在膠囊型內窺鏡 (插入部)3B后端的軟線部112將旋轉力傳遞到膠囊型內窺鏡3B,在軟 線部112上也配置螺旋部114,將其整體作為探頭。通過這樣配置,能夠 在螺旋部114也產(chǎn)生推進力。
還可以如圖26 (b)所示在軟線部112的端部配置電動機U6,將 永久磁鐵35和膠囊型內窺鏡35配置成能夠相對旋轉,將其整體作為探 頭。通過這樣進行配置,從而作用旋轉磁場,能夠控制膠囊型內窺鏡3B 的方向。另外,能夠通過電動機116旋轉探頭整體,并能通過螺旋部39、 114產(chǎn)生推進力。
進而,如圖26 (c)所示,能夠將永久磁鐵35的磁化方向配置成大 致平行于膠囊型內窺鏡3B的旋轉軸R,將其整體作為探頭。通過這樣迸 行配置,從而作用平行磁場,能夠控制膠囊型內窺鏡3B的方向。另外, 能夠通過電動機116旋轉探頭整體,并能通過螺旋部39、 114產(chǎn)生推進 力。
并且,在上述實施方式之中,說明了使插入到被檢體內的插入部適 應于膠囊型內窺鏡3的情況,然而不限于將該插入部構成為膠囊型內窺 鏡3的情況,也可以如圖27 (a)和圖27 (b)所示,構成為內窺鏡(插 入部、醫(yī)療裝置)3C。
如圖27 (a)和圖27 (b)所示,內窺鏡3C具有可旋轉的旋轉部115, 旋轉部115具有螺旋部39和磁鐵117。通過采用這種構成,在旋轉磁場作用于內窺鏡3C的情況下,旋轉部 115被磁鐵117驅動而旋轉,從而能夠通過旋轉部115所具有的螺旋部 39使內窺鏡3C前進、后退。另外,與膠囊型內窺鏡3同樣地,能夠通 過控制旋轉磁場平面的朝向來控制內窺鏡3C的朝向。
并且,如圖6和圖8所示,既可以構成顯示部15和操作部13,又可 以如圖28 (a)所示,構成顯示部15'和操作部13'。
在顯示部15'上進行取得圖像顯示61、整體坐標系顯示63、后述的 掃描部13'的操作顯示119等各種顯示。
取得圖像顯示61中顯示由攝像部29取得的圖像信息,并重疊著表 示由三軸亥姆霍茲線圈7形成的磁場方向(控制方向)的控制方向標記 121??刂品较驑擞?21由表示其中心(控制方向)的十字標記和表示其 周圍的圓構成。
操作部13'大致包括顯示有操作信息的操作顯示119和輸入操作信 息的鼠標123。操作顯示119上顯示有表示當前控制方向的光標125。
為了使用該操作部13'輸入膠囊型內窺鏡3的操作方向信息,例如圖 28 (b)所示,在用鼠標右鍵點擊的狀態(tài)下,向膠囊型內窺鏡3的操作方 向移動鼠標123來進行輸入。由此,控制旋轉磁場平面MP,進而控制方 向C得以控制。
而且,當解除了鼠標123的點擊時,則如圖28 (c)所示,光標125 返回中心,控制方向C被控制為與膠囊型內窺鏡3的旋轉軸R—致。也 就是說進入了直線行進狀態(tài)。
并且,關于膠囊型內窺鏡3的前進、后退速度的輸入,例如可以舉 出使用鼠標具備的滾輪等的方法。
根據(jù)權利要求1至12、 25至29中任一項所述的醫(yī)療裝置控制系統(tǒng),上述磁場響應部是電磁鐵或者磁鐵。
根據(jù)本發(fā)明,通過使用電磁鐵或磁鐵,能夠簡單地構成磁場響應部的結構。
根據(jù)權利要求30所述的醫(yī)療裝置控制系統(tǒng),上述插入部為大致圓筒形狀;上述磁場響應部具有垂直于上述插入方向的磁化方向,被配置為能以上述大致圓筒形狀的插入部的中心軸為中心相對于上述插入部進行旋轉。
根據(jù)本發(fā)明,例如通過使旋轉磁場作用于插入部,同時控制旋轉磁場的旋轉面,從而能夠控制插入部的朝向。也就是說,通過控制旋轉磁場的旋轉面,從而能夠控制永久磁鐵或電磁鐵的規(guī)定軸的姿勢。由于規(guī)定軸與插入部的相對位置關系是固定的,因此能夠通過控制規(guī)定軸的姿勢來控制插入部的朝向。
根據(jù)權利要求30所述的醫(yī)療裝置控制系統(tǒng),上述磁場響應部具有大致平行于上述插入方向的磁化方向。
根據(jù)本發(fā)明,通過使大致平行于插入方向的磁場作用于磁場響應部上,從而能夠使插入部朝向一個方向。
根據(jù)權利要求1至33中任一項所述的醫(yī)療裝置控制系統(tǒng),上述插入部是探針或探頭中的任一種。
根據(jù)本發(fā)明,插入部由于是探針或探頭,因而能夠在被檢查者的體腔管道內結合診斷、治療等目的來選擇探針或探頭,進行適合的醫(yī)療行為。[附記35]
根據(jù)權利要求1至33中任一項所述的醫(yī)療裝置控制系統(tǒng),上述插入部是取得上述被檢體內圖像的內窺鏡或膠囊型內窺鏡中的任一種。
根據(jù)本發(fā)明,由于插入部是內窺鏡、膠囊型內窺鏡,因此能夠在被檢查者的體腔管道內結合診斷、治療等目的來選擇內窺鏡或膠囊型內窺鏡,進行適合的醫(yī)療行為。
根據(jù)權利要求35所述的醫(yī)療裝置控制系統(tǒng),上述用戶接口顯示所取得的被檢體內的圖像,并且將上述內窺鏡或上述膠囊型內窺鏡的上述插入方向重疊在該取得圖像之上進行顯示。
根據(jù)本發(fā)明,操作者能夠在觀察顯示在取得圖像顯示部上的取得圖像的同時觀察插入部的方向信息。因此,能夠一次性獲得較多信息,從而提高插入部的操作性。
根據(jù)權利要求29所述的醫(yī)療裝置控制系統(tǒng),上述推進力產(chǎn)生部包括旋轉驅動部,其使上述插入部或上述插入部的外表面在上述大致圓筒形狀的插入部的中心軸一端旋轉;以及螺旋部,其以上述大致圓筒形狀的中心軸為中心設置在上述插入部的外表面上。
根據(jù)本發(fā)明,通過使旋轉磁場作用于插入部,從而能夠使插入部繞中心軸旋轉。因此,配置在外表面上的螺旋部也會旋轉,通過進行旋轉的螺旋部產(chǎn)生推進力,因而可進行引導。
根據(jù)權利要求19、 32所述的醫(yī)療裝置控制系統(tǒng),上述插入部是具有大致圓筒形狀的膠囊型內窺鏡;上述膠囊型內窺鏡具有螺旋部,該螺旋部以上述圓筒形狀的中心軸為軸的方式設置在上述膠囊型內窺鏡的外表面上。
根據(jù)本發(fā)明,通過將旋轉磁場作用于膠囊型內窺鏡上,從而能夠使膠囊型內窺鏡繞中心軸旋轉。由此,因為配置在外表面上的螺旋部也旋轉,并由進行旋轉的螺旋部產(chǎn)生推進力,因而能夠進行引導。由于插入部被推進,因此,例如在管腔彎曲的情況下,從管腔內臟的壁面施加外力,通過該外力使得插入部朝向應該行進的方向,從而提高了自動插入性。
權利要求
1. 一種醫(yī)療裝置控制系統(tǒng),其具有醫(yī)療裝置,其具有插入到被檢體內的插入部和配置于上述插入部的內部的磁場響應部,該磁場響應部響應從上述被檢體外施加的磁場而產(chǎn)生扭矩;方向檢測部,其檢測上述插入部的插入方向;用戶接口,其輸入輸出上述插入方向的控制所涉及的信息;磁場產(chǎn)生部,其作用于上述磁場響應部,并產(chǎn)生使上述插入部朝向控制方向的磁場;以及用戶接口控制部,其根據(jù)上述控制方向與上述插入方向之間的偏差來控制上述用戶接口。
2. 根據(jù)權利要求1所述的醫(yī)療裝置控制系統(tǒng),其特征在于,上述用戶 接口具有通過操作者來指示上述插入方向的操作部,該操作部具有偏差信息傳遞部,該偏差信息傳遞部被上述用戶接口 控制部所控制,并將上述偏差告知上述操作者。
3. 根據(jù)權利要求2所述的醫(yī)療裝置控制系統(tǒng),其特征在于,上述偏差 信息傳遞部是振動體。
4. 根據(jù)權利要求2所述的醫(yī)療裝置控制系統(tǒng),其特征在于,上述操作 部具有輸入上述控制方向的可動體,上述偏差信息傳遞部是產(chǎn)生相對于上述可動體的動作為相反方向的 力的反向力產(chǎn)生部。
5. 根據(jù)權利要求2所述的醫(yī)療裝置控制系統(tǒng),其特征在于,上述操作 部具有輸入上述控制方向的可動體,上述偏差信息傳遞部是對上述可動體的動作產(chǎn)生負荷的負荷產(chǎn)生部。
6. 根據(jù)權利要求1所述的醫(yī)療裝置控制系統(tǒng),其特征在于,上述用戶 接口具有顯示上述插入方向和上述偏差的顯示部,上述顯示部是通過上述用戶接口控制部來控制的。
7. 根據(jù)權利要求6所述的醫(yī)療裝置控制系統(tǒng),其特征在于,上述顯示 部將上述插入方向的信息與上述控制方向的信息重疊地進行顯示。
8. 根據(jù)權利要求6所述的醫(yī)療裝置控制系統(tǒng),其特征在于,上述顯示 部顯示上述控制方向相對于上述插入方向的偏差。
9. 根據(jù)權利要求1至8中任一項所述的醫(yī)療裝置控制系統(tǒng),其特征在 于,上述醫(yī)療裝置控制系統(tǒng)具有控制上述磁場產(chǎn)生部的磁場控制部,上述磁場控制部以上述偏差的值在規(guī)定值以內的方式控制上述磁場 產(chǎn)生部。
10. 根據(jù)權利要求9所述的醫(yī)療裝置控制系統(tǒng),其特征在于,上述磁 場控制部具有通過有限的值來變更上述規(guī)定值的規(guī)定值變更部。
11. 一種醫(yī)療裝置控制系統(tǒng),其具有-醫(yī)療裝置,其具有插入到被檢體內且通過磁力來控制方向的插入部 和配置于上述插入部的內部的磁場響應部,該磁場響應部根據(jù)從上述被 檢體外施加的磁場而產(chǎn)生扭矩;方向檢測部,其檢測上述插入部的插入方向; 用戶接口,其通過操作者輸入上述插入方向的控制方向; 磁場產(chǎn)生部,其產(chǎn)生作用于上述磁場響應部的磁場;以及 磁場控制部,其根據(jù)上述插入方向與上述控制方向之間的偏差來控 制上述磁場產(chǎn)生部。
12. 根據(jù)權利要求11所述的醫(yī)療裝置控制系統(tǒng),其特征在于,上述磁 場控制部具有磁場模型存儲部,其存儲多個磁場的產(chǎn)生模型;以及 磁場模型變更部,其根據(jù)上述偏差,從上述多個磁場的產(chǎn)生模型中選擇應產(chǎn)生的磁場模型,將通過上述磁場產(chǎn)生部所產(chǎn)生的磁場模型變更為所選擇的磁場模型。
13. 根據(jù)權利要求12所述的醫(yī)療裝置控制系統(tǒng),其特征在于,上述磁 場響應部是具有大致垂直于上述插入方向的磁化方向的磁鐵或者電磁 鐵,上述磁場模型存儲部所存儲的上述多個磁場模型之一是在大致垂直于上述控制方向的平面內旋轉的旋轉磁場。
14. 根據(jù)權利要求12所述的醫(yī)療裝置控制系統(tǒng),其特征在于,上述磁 場響應部是具有大致垂直于上述插入方向的磁化方向的磁鐵或者電磁 鐵,上述磁場模型存儲部所存儲的上述多個磁場模型之一是將在大致垂 直于上述控制方向的平面內旋轉的旋轉磁場與在大致平行于上述控制方 向的方向上振動的振動磁場合并而成的磁場。
15. 根據(jù)權利要求12所述的醫(yī)療裝置控制系統(tǒng),其特征在于,上述磁 場響應部是具有大致垂直于上述插入方向的磁化方向的磁鐵或者電磁 鐵,上述磁場模型存儲部所存儲的上述多個磁場模型之一是磁場方向在 大致垂直于上述控制方向的平面內進行變動的變動磁場,大致垂直于上述控制方向的平面與包含上述插入方向和上述控制方 向在內的平面的交線、與上述變動磁場的磁場方向的夾角在規(guī)定的范圍 內進行變動。
16. 根據(jù)權利要求15所述的醫(yī)療裝置控制系統(tǒng),其特征在于,上述變 動磁場的磁場強度恒定,而且由上述變動磁場的磁場方向與上述交線的 夾角在上述規(guī)定范圍內連續(xù)地變化。
17. 根據(jù)權利要求12至16中任一項所述的醫(yī)療裝置控制系統(tǒng),其特 征在于,在由上述磁場產(chǎn)生部當前所產(chǎn)生的磁場模型之后,上述磁場模型變 更部產(chǎn)生磁場在大致垂直于上述插入方向的平面內旋轉的磁場模型,然 后產(chǎn)生下一個磁場模型。
18. 根據(jù)權利要求13至17中任一項所述的醫(yī)療裝置控制系統(tǒng),其特 征在于,上述插入部的形狀大致為圓筒形狀,上述磁場響應部被配置成以上述插入部的中心軸線為中心相對于上 述插入部可旋轉。
19. 根據(jù)權利要求13至17中任一項所述的醫(yī)療裝置控制系統(tǒng),其特 征在于,上述磁場響應部固定在上述插入部上。
20. 根據(jù)權利要求12所述的醫(yī)療裝置控制系統(tǒng),其特征在于,上述磁 場響應部是具有大致平行于上述插入方向的磁化方向的磁鐵或者電磁 鐵,上述磁場模型存儲部所存儲的多個磁場模型之一是以上述控制方向 作為振動中心的振動磁場,上述振動磁場和上述控制方向的夾角在規(guī)定范圍內。
21. 根據(jù)權利要求20所述的醫(yī)療裝置控制系統(tǒng),其特征在于,上述磁 場響應部是具有大致平行于上述插入方向的磁化方向的磁鐵或者電磁 鐵,上述磁場模型存儲部所存儲的多個磁場模型之一是將大致平行于上 述插入方向的磁場和磁場在大致垂直于上述插入方向的平面內旋轉的旋 轉磁場合并而成的磁場。
22. 根據(jù)權利要求20所述的醫(yī)療裝置控制系統(tǒng),其特征在于,上述磁 場響應部是具有大致平行于上述插入方向的磁化方向的磁鐵或者電磁 鐵,上述磁場模型存儲部所存儲的上述多個磁場模型之一是磁場方向在 包含上述插入方向和上述控制方向在內的平面內進行變動的變動磁場。
23,根據(jù)權利要求20所述的醫(yī)療裝置控制系統(tǒng),其特征在于,上述磁 場響應部是具有大致平行于上述插入方向的磁化方向的磁鐵或者電磁 鐵,上述磁場模型存儲部所存儲的上述多個磁場模型之一是磁場方向在 與包含上述插入方向和上述控制方向在內的平面相垂直的平面內進行變 動的變動磁場。
24,根據(jù)權利要求12、 20至23中任一項所述的醫(yī)療裝置控制系統(tǒng), 其特征在于,在由上述磁場產(chǎn)生部當前所產(chǎn)生的磁場模型之后,上述磁 場模型變更部產(chǎn)生磁場大致平行于上述插入部的方向的磁場模型,然后 產(chǎn)生下一個磁場模型。
25.根據(jù)權利要求11所述的醫(yī)療裝置控制系統(tǒng),其特征在于,上述磁 場控制部具有根據(jù)上述偏差來變更磁場強度的磁場強度變更部。
26. —種醫(yī)療裝置控制系統(tǒng),其具有醫(yī)療裝置,其具有插入到被檢體內的插入部和配置于上述插入部上 的磁場響應部,該磁場響應部響應從上述被檢體外施加的磁場而產(chǎn)生扭 矩;方向檢測部,其檢測上述插入部的插入方向;磁場產(chǎn)生部,其作用于上述磁場響應部,并產(chǎn)生用于使上述插入部 朝向控制方向的磁場;以及磁場控制部,其控制上述磁場產(chǎn)生部,以使上述控制方向相對于上 述插入方向的偏差為規(guī)定值以下。
27. 根據(jù)權利要求26所述的醫(yī)療裝置控制系統(tǒng),其特征在于,在上述 偏差超過上述規(guī)定值的情況下,上述磁場控制部以上述控制方向與上述 插入方向大致一致的方式控制上述磁場產(chǎn)生部。
28. 根據(jù)權利要求26或27所述的醫(yī)療裝置控制系統(tǒng),其特征在于, 上述磁場控制部具有在有效范圍內變更上述規(guī)定值的規(guī)定值變更部。
29. 根據(jù)權利要求1至28中任一項所述的醫(yī)療裝置控制系統(tǒng),其特征 在于,上述插入部具有在上述插入方向上產(chǎn)生推進力的推進力產(chǎn)生部。
全文摘要
本發(fā)明提供一種醫(yī)療裝置控制系統(tǒng),該醫(yī)療裝置控制系統(tǒng)通過磁力來控制其方向,能夠提高在被檢體內進行檢查或者處理等醫(yī)療行為的醫(yī)療裝置的引導穩(wěn)定性和操作性。其特征在于,具有醫(yī)療裝置(3),其具有插入到被檢體內的插入部(3)和配置于插入部(3)內部的磁場響應部,該磁場響應部響應從被檢體外施加的磁場而產(chǎn)生扭矩;檢測插入部(3)的插入方向的方向檢測部(5);輸入輸出涉及插入方向的控制的信息的用戶接口(19);作用于磁場響應部,產(chǎn)生使插入部朝向控制方向的磁場的磁場產(chǎn)生部(7);以及根據(jù)控制方向與插入方向的偏差,控制用戶接口(19)的用戶接口控制部(17)。
文檔編號A61B1/00GK101505648SQ20068005570
公開日2009年8月12日 申請日期2006年9月6日 優(yōu)先權日2006年9月6日
發(fā)明者內山昭夫, 河野宏尚, 瀧澤寬伸 申請人:奧林巴斯株式會社
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