管内移動体用アクチュエータ、内視鏡、及び管内移動体用アクチュエータの制御方法
【課題】推進動作の高速化を図りつつ、管内移動体を効率的に推進させる。
【解決手段】管内移動体に並べて配置された複数のバルーン４２、４４、４６の膨張・収縮を制御する際、第１及び第２駆動バルーン４２、４６のうち、係止バルーン４４が腸壁４０に係止した状態にあるときに駆動される駆動バルーン（例えば第１駆動バルーン４２）の膨張速度が、係止バルーン４４が腸壁４０に係止した状態にないときに駆動される駆動バルーン（例えば第２の駆動バルーン４６）の膨張速度よりも相対的に遅くなるように制御する。
【解決手段】管内移動体に並べて配置された複数のバルーン４２、４４、４６の膨張・収縮を制御する際、第１及び第２駆動バルーン４２、４６のうち、係止バルーン４４が腸壁４０に係止した状態にあるときに駆動される駆動バルーン（例えば第１駆動バルーン４２）の膨張速度が、係止バルーン４４が腸壁４０に係止した状態にないときに駆動される駆動バルーン（例えば第２の駆動バルーン４６）の膨張速度よりも相対的に遅くなるように制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は管内移動体用アクチュエータ、内視鏡、及び管内移動体用アクチュエータの制御方法に係り、特に、管壁に推進力を伝えて管内を移動する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
内視鏡の大腸挿入は、大腸が体内で曲がりくねった構造であること、体腔に固定されていない部分があることなどから、非常に難しい。そのため、挿入手技の習得には多くの経験を必要とし、挿入手技が未熟の場合には、患者に大きな苦痛を与える結果となる。
【０００３】
大腸部位の中で特に挿入が難しいと言われているのは、Ｓ状結腸と横行結腸である。Ｓ状結腸と横行結腸はその他の結腸とは異なり体腔内に固定されていない。そのため、自身の長さの範囲にて体腔内で任意な形状をとることができ、また、内視鏡挿入時の接触力により体腔内で変形する。
【０００４】
大腸挿入においては、挿入時の腸管への接触を少しでも減らすために、Ｓ状結腸や横行結腸を直線化することが重要である。直線化のために多くの手技がこれまで提案されているが、同時に、曲がった腸管を手繰り寄せて湾曲度合いを低減するための挿入補助具がいくつか提案されている。
【０００５】
例えば、特許文献１、２には、可撓管部の外周面に螺旋状に４本の膨張・収縮が可能な変動チューブ巻回されており、各変動チューブ内の圧力を変動させて４本の変動チューブを順次膨張・収縮させることにより、外皮の外周面を順次膨張・収縮させて先端側から手元側に膨張部を移動させて腸管を手繰り寄せる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−９５４５号公報
【特許文献２】特開２００６−２２３８９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、複数の変動チューブの上下運動だけではチューブの接触面を移動させる効果はほとんどない。腸管のひだが、膨張したチューブ間の溝に効率的に入った場合にのみ手繰り寄せる効果があるが、Ｓ状結腸ではひだはほとんど存在せず、また手繰り寄せる過程で腸管は直線化しひだの突起量は小さくなるため、手繰り寄せる効果は著しく低減する。
【０００８】
一方、例えば１つのバルーンを膨張させ該バルーンの外周面の第１の部分を腸管内壁に当接させて係止させた状態としたときに、該第１の部分と連続しているバルーンの外周面の第２の部分に腸管内壁に沿ってバルーンの外周面を移動させると、バルーンが腸管内壁に当接している状態ではこの第１の部分から第２の部分の移動に伴い、例えば腸管内壁を手繰り寄せることできるが、腸管等の生体組織は、その組織の弾性により応力を加えることで管径方向だけでなく管内壁に沿って伸縮すると共に、応力を解除すると該弾性による復元力によって伸縮前の状態に戻る性質があるため、バルーンを収縮させ腸管内壁から離すと、上述した復元力により手繰り寄せた腸管内壁が元に戻ることになる。
【０００９】
このように、１つのバルーンによって係止力を発生させて腸壁に係止させ、かつ推進力を発生させて腸壁に対し相対的に移動させることは困難である。
【００１０】
これに対して、複数のバルーンの膨張・収縮を繰り返すことにより管内移動体を腸壁に対し相対的に移動させる方式（以下、回転バルーン方式ともいう。）が検討されている。回転バルーン方式によれば、１つのバルーンのみを用いる方式に比べて大きな推進量と推進力を得ることができ、管内移動体を腸壁に対し相対的に移動させることができる。
【００１１】
ここで、回転バルーン方式の概略について図１２及び図１３を用いて簡単に説明する。回転バルーン方式では、例えば図１２に示すように、管内移動体９００の先端部に複数のバルーン９０２、９０４、９０６が並べて配置されており、これらのバルーン９０２、９０４、９０６の膨張・収縮の制御が行われる。以下では、中央に配置されるバルーン９０４を係止バルーン（又は回転バルーン）といい、その両側に配置されるバルーン９０２、９０６をそれぞれ第１駆動バルーン、第２駆動バルーンという。
【００１２】
管内移動体９００を腸壁（図１２中不図示、図１３に符号９１０で図示）に対し相対的に進める場合には、腸管内に管内移動体９００が挿入され、係止バルーン（回転バルーン）９０４と第１及び第２駆動バルーン９０２、９０６がいずれも収縮している状態を初期状態としたとき、まず、第２駆動バルーン９０６を膨張させ、収縮状態にある係止バルーン９０４が第１駆動バルーン９０２に覆い被さった状態にする（図１３（Ａ））。
【００１３】
次に、係止バルーン９０４を膨張させて、係止バルーン９０４が腸壁９１０に係止した状態にする（図１３（Ｂ））。
【００１４】
続いて、第２駆動バルーン９０６を収縮させると共に、第１駆動バルーン９０２を膨張させ、係止バルーン９０４を管内移動体９００に対する固着部９０４ａを中心として管内移動体９００の進行方向の前方（矢印Ａで示す方向）からその反対側となる後方に回転させる（図１３（Ｃ））。このとき、係止バルーン９０４は腸壁９１０に当接しながら回転するので、腸壁９１０は管内移動体９００の進行方向の後方に手繰り寄せられる。その結果、管内移動体９００は腸壁９１０に対し相対的に進行方向の前方に推進する。
【００１５】
そして、係止バルーン９０４及び第１駆動バルーン９０２を共に収縮させ、腸壁９１０に対する係止状態を解除する（図１３（Ｄ））。
【００１６】
こうして、係止バルーン９０４と第１及び第２駆動バルーン９０２、９０６が全て収縮した初期状態となる。以降、図１３（Ａ）〜（Ｄ）に示した各動作を繰り返すことにより、管内移動体９００を腸壁９１０に対し相対的に進行方向の前方に逐次推進させることができる。
【００１７】
ところで、従来の回転バルーン方式では、第１駆動バルーン９０２と第２駆動バルーン９０６の膨張速度はいずれも同一速度で行われている。このため、推進動作の高速化を図るために各駆動バルーン９０２、９０６の膨張速度を大きくしていくと、推進時において、係止バルーン９０４が第１駆動バルーン９０２の膨張速度に追従できずに十分に回転させることができない事象が発生することが判明した。
【００１８】
これは、推進時に第１駆動バルーン９０２が膨張するとき、膨張状態にある係止バルーン９０４が第１駆動バルーン９０２の急激な膨張変形によって一時的に内側に変形して、第１駆動バルーン９０２から係止バルーン９０４に与えられる押圧力が吸収されてしまい、係止バルーン９０４が十分に回転しないまま、次の推進シーケンスに移ってしまうことが主な原因であると考えられる。
【００１９】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、推進動作の高速化を図りつつ、管内移動体を効率的に推進させることができる管内移動体用アクチュエータ、内視鏡、及び管内移動体用アクチュエータの制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の管内移動体用アクチュエータは、管内に挿入される管内移動体に固定され、膨張時に前記管内の管壁に係止した状態となるように構成される第１の膨張収縮部材と、前記第１の膨張収縮部材の前記管内移動体の移動方向の前後に並べて配置された状態で前記管内移動体に固定され、膨張時に前記管壁に係止した状態とならないように構成されると共に前記第１の膨張収縮部材に押圧力を付与する第２及び第３の膨張収縮部材と、前記第１の膨張収縮部材、前記第２の膨張収縮部材、及び前記第３の膨張収縮部材の膨張及び収縮を制御することにより、前記管内移動体を前記管壁に対して相対的に移動させる制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記第１の膨張収縮部材が前記管壁に係止した状態であるときには前記第２の膨張収縮部材を膨張させる一方で、前記第１の膨張収縮部材が前記管壁に係止した状態でないときには前記第３の膨張収縮部材を膨張させるように制御を行う手段であって、前記第２の膨張収縮部材の膨張速度が前記第３の膨張収縮部材の膨張速度よりも相対的に遅くなるように制御する手段であることを特徴とする。
【００２１】
本発明によれば、第１の膨張収縮部材が管壁に係止した状態であるときに駆動される第２の膨張収縮部材の膨張速度が、第１の膨張収縮部材が管壁に係止した状態でないときに駆動される第３の膨張収縮部材の膨張速度に比べて相対的に遅くなるように制御される。これにより、推進時（即ち、第２の膨張収縮部材の膨張時）に、第２の膨張収縮部材の膨張変形が第１の膨張収縮部材によって吸収されることなく、第２の膨張収縮部材から第１の膨張収縮部材に対して押圧力が確実に伝達されるようになる。その結果、第１の膨張収縮部材を十分に回転させることができ、推進動作の高速化を図りつつ、管内移動体を効率的に推進させることが可能となる。
【００２２】
請求項２に記載の管内移動体用アクチュエータは、請求項１に記載の管内移動体用アクチュエータであって、前記制御手段は、前記第２の膨張収縮部材の膨張速度が前記第３の膨張収縮部材の膨張速度の１／２以下となるように制御することを特徴とする。
【００２３】
請求項３に記載の管内移動体用アクチュエータは、請求項１又は２に記載の管内移動体用アクチュエータであって、前記制御手段は、前記第１の膨張収縮部材が前記管壁に係止した状態であるときには、前記第１の膨張収縮部材を内圧Ｐmax［Ｐａ］の高圧膨張状態にすると共に、前記第１の膨張収縮部材が前記管壁に係止した状態でないときには、前記第１の膨張収縮部材を内圧Ｐmin［Ｐａ］（但し、０＜Ｐmin＜Ｐmaxとする。）の低圧膨張状態にすることを特徴とする。
【００２４】
請求項４に記載の管内移動体用アクチュエータは、請求項３に記載の管内移動体用アクチュエータであって、前記制御手段は、前記第３の膨張収縮部材を膨張させるときには、前記第１の膨張収縮部材が前記低圧膨張状態となるように制御することを特徴とする。
【００２５】
請求項５に記載の管内移動体用アクチュエータは、請求項３又は４に記載の管内移動体用アクチュエータであって、前記制御手段は、前記第１の膨張収縮部材を前記高圧膨張状態から前記低圧膨張状態に変化させる際、前記第１の膨張収縮部材を前記高圧膨張状態から内圧０［Ｐａ］の完全収縮状態に一旦変化させた後に前記低圧膨張状態に変化させるように制御することを特徴とする。
【００２６】
請求項６に記載の管内移動体用アクチュエータは、請求項３乃至５のいずれか１項に記載の管内移動体用アクチュエータであって、前記低圧膨張状態であるときの前記第１の膨張収縮部材の内圧Ｐmin［Ｐａ］は、次式 ０＜Ｐmin＜３×１０3を満たすことを特徴とする。
【００２７】
請求項７に記載の管内移動体用アクチュエータは、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の管内移動体用アクチュエータであって、前記管内移動体に固定され、膨張時に前記管内の管壁に係止した状態となるように構成される第４の膨張収縮部材を更に備え、前記制御手段は、前記第４の膨張収縮部材の膨張及び収縮を制御することを特徴とする。
【００２８】
請求項８に記載の管内移動体用アクチュエータは、請求項７に記載の管内移動体用アクチュエータであって、前記制御手段は、前記第１の膨張収縮部材及び前記第４の膨張収縮部材の少なくとも一方が前記管壁に係止した状態となるように、前記第１の膨張収縮部材及び前記第４の膨張収縮部材の膨張及び収縮を制御することを特徴とする。
【００２９】
請求項９に記載の内視鏡は、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の管内移動体用アクチュエータを備えることを特徴とする。
【００３０】
請求項１０に記載の管内移動体用アクチュエータの制御方法は、管内に挿入される管内移動体に固定され、膨張時に前記管内の管壁に係止した状態となるように構成される第１の膨張収縮部材と、前記第１の膨張収縮部材の前記管内移動体の移動方向の前後に並べて配置された状態で前記管内移動体に固定され、膨張時に前記管壁に係止した状態とならないように構成されると共に前記第１の膨張収縮部材に押圧力を付与する第２及び第３の膨張収縮部材と、を備え、前記第１の膨張収縮部材、前記第２の膨張収縮部材、及び前記第３の膨張収縮部材の膨張及び収縮を制御することにより、前記管内移動体を前記管壁に対して相対的に移動させる管内移動体用アクチュエータの制御方法であって、前記第１の膨張収縮部材が前記管壁に係止した状態であるときには前記第２の膨張収縮部材を膨張させる一方で、前記第１の膨張収縮部材が前記管壁に係止した状態でないときには前記第３の膨張収縮部材を膨張させるように制御を行い、前記第２の膨張収縮部材の膨張速度が前記第３の膨張収縮部材の膨張速度よりも相対的に遅くなるように制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、第１の膨張収縮部材が管壁に係止した状態であるときに駆動される第２の膨張収縮部材の膨張速度が、第１の膨張収縮部材が管壁に係止した状態でないときに駆動される第３の膨張収縮部材の膨張速度に比べて相対的に遅くなるように制御される。これにより、推進時（即ち、第２の膨張収縮部材の膨張時）に、第２の膨張収縮部材の膨張変形が第１の膨張収縮部材によって吸収されることなく、第２の膨張収縮部材から第１の膨張収縮部材に対して押圧力が確実に伝達されるようになる。その結果、第１の膨張収縮部材を十分に回転させることができ、推進動作の高速化を図りつつ、管内移動体を効率的に推進させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】電子内視鏡の構成図
【図２】挿入部の先端部の拡大断面図
【図３】バルーン制御装置のブロック構成図
【図４】第１の実施形態に係る正進動作のタイムチャートを示した図
【図５】図４の正進動作のタイミングチャートに対応させた各バルーンの膨張及び収縮の様子を示した概略断面図
【図６】第１の実施形態に係る逆進動作のタイムチャートを示した図
【図７】図６の逆進動作のタイミングチャートに対応させた各バルーンの膨張及び収縮の様子を示した概略断面図
【図８】第２の実施形態に係る正進動作のタイムチャートを示した図
【図９】図８の正進動作のタイミングチャートに対応させた各バルーンの膨張及び収縮の様子を示した概略断面図
【図１０】第３の実施形態に係る正進動作のタイムチャートを示した図
【図１１】図１０の正進動作のタイミングチャートに対応させた各バルーンの膨張及び収縮の様子を示した概略断面図
【図１２】従来の回転バルーン方式を説明するための概略図
【図１３】従来の回転バルーン方式によって管内移動体を推進させるときの様子を示した説明図
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。
【００３４】
〔第１の実施形態〕
図１は、本発明の第１の実施形態に係る電子内視鏡の外観を示す図である。また、図２は、図１の電子内視鏡の先端部の構成を示す図である。
【００３５】
図１に示すように、本実施形態の電子内視鏡１は、被検体の管内に挿入され当該管内を移動する管内移動体である挿入部１０と、挿入部１０の基端部分に連設された操作部１２とを備えて構成される。
【００３６】
挿入部１０の先端に連設された先端部１０ａには、被検体内の被観察部位の像光を取り込むための対物レンズと像光を撮像する撮像素子（いずれも図示せず）が内蔵されている。撮像素子により取得された被検体内の画像は、ユニバーサルコード１４に接続されたプロセッサ装置のモニタ（いずれも図示せず）に内視鏡画像として表示される。
【００３７】
また、先端部１０ａには、被観察部位に光源装置（図示せず）からの照明光を照射するための照明窓や、鉗子口１６と連通した鉗子出口、送気・送水ボタン１２ａを操作することによって、対物レンズを保護する観察窓の汚れを落とすための洗浄水やエアーが噴射されるノズルなどが設けられている。
【００３８】
先端部１０ａの後方には、複数の湾曲駒を連結した湾曲部１０ｂが設けられている。湾曲部１０ｂは、操作部１２に設けられたアングルノブ１２ｂが操作されて、挿入部１０内に挿設されたワイヤが押し引きされることにより、上下左右方向に湾曲動作する。これにより、先端部１０ａが被検体内の所望の方向に向けられる。
【００３９】
湾曲部１０ｂの後方には、可撓性を有する軟性部１０ｃが設けられている。軟性部１０ｃは、先端部１０ａが被観察部位に到達可能なように、且つ術者が操作部１２を把持して操作する際に支障を来さない程度に患者との距離を保つために、１〜数ｍの長さを有する。
【００４０】
先端部１０ａには、その進行方向の前方側（図２の右側）から順に、第１駆動バルーン４２、係止バルーン４４、及び第２駆動バルーン４６の３つのバルーンが並べて配置されており、さらにこれらの後方には保持バルーン２３が所定の間隔をおいて配置されている。
【００４１】
尚、第１及び第２駆動バルーン４２、４６は、膨張時であっても管壁の内壁面に係止した状態とならないように構成されている。
【００４２】
また、後述する推進動作では、係止バルーン４４及び保持バルーン２３の少なくとも一方が膨張して管壁に当接して係止されるようになっている。
【００４３】
第１及び第２駆動バルーン４２、４６、係止バルーン４４、及び保持バルーン２３は、主に膨張収縮自在なラテックスゴムからなり、各バルーン内の圧力を制御するバルーン制御装置１８にそれぞれ接続されている。
【００４４】
図２に示すように、先端部１０ａの内部には、第１駆動バルーン４２に連通し気体が送られる送気管４８と、係止バルーン４４に連通し気体が送られる送気管５０と、第２駆動バルーン４６に連通し気体が送られる送気管５２と、保持バルーン２３に連通し気体が送られる送気管２７とが設けられている。これら送気管４８、５０、５２、２７は、湾曲部１０ｂ、軟性部１０ｃ、及びユニバーサルコード１４の内部を通って前述のバルーン制御装置１８に接続されている。
【００４５】
尚、先端部１０ａにおいて第１及び第２駆動バルーン４２、４６と係止バルーン４４は互いに隣接して配置され、挿入部１０の周方向全体に形成される。第１及び第２駆動バルーン４２、４６、係止バルーン４４、保持バルーン２３は、挿入部１０の周方向に一様な形状（軸対称な形状）に構成されていることが好ましいが、これに限定されず、挿入部１０の周方向に一様ではない形状（非軸対称な形状）であってもよい。
【００４６】
また、第１及び第２駆動バルーン４２、４６と係止バルーン４４、保持バルーン２３が挿入部１０の先端部１０ａに配置された構成となっているが、これに限らず、湾曲部１０ｂや軟性部１０ｃに配置されていてもよい。
【００４７】
また、少なくとも係止バルーン４４と第１駆動バルーン４２、係止バルーン４４と第２駆動バルーン４６は、互いに形状が異なることが好ましい。
【００４８】
また、図２に示すように係止バルーン４４が収縮時に第１駆動バルーン４２や第２駆動バルーン４６に必ずしも覆い被さっている必要はなく、後述するように、少なくとも係止バルーン４４が膨張して腸壁４０（図５又は図７参照）を係止した時に、係止バルーン４４が第１駆動バルーン４２や第２駆動バルーン４６に覆い被さっていればよい。
【００４９】
上記のように構成された電子内視鏡１で、例えば、大腸や小腸のように複雑に屈曲した管路の内壁面を観察する場合には、第１及び第２駆動バルーン４２、４６、係止バルーン４４及び保持バルーン２３が収縮した状態で挿入部１０を被検体内に挿入し、光源装置を点灯して被検体内を照明しながら、撮像素子により得られる内視鏡画像をモニタで観察する。
【００５０】
術者が先端部１０ａを例えば肛門より大腸等の管腔路に挿入し、先端部１０ａが管路内の所定位置に到達すると、術者がバルーン制御装置１８を操作することにより第１及び第２駆動バルーン４２、４６と係止バルーン４４及び保持バルーン２３の膨張・収縮を制御して、管腔路の内壁面に押圧力を作用させる。これにより、管腔路の内壁面が手繰り寄せられ、挿入部１０が管腔路の内壁面に対し相対的に進行方向の前方または後方に推進する。
【００５１】
尚、推進動作のフローの詳しい説明は後述する。また、以下の説明において、先端部１０ａが進行方向の前方に推進する動作を正進動作とし、先端部１０ａが進行方向の後方に推進する動作を逆進動作とする。
【００５２】
図３は、図１のバルーン制御装置１８のブロック構成図である。図３に示すように、バルーン制御装置１８は、吸引ポンプ３４、供給ポンプ３６、圧力制御部３２、及びバルブ開閉制御部３０を備えて構成される。
【００５３】
バルーン制御装置１８は、第１及び第２駆動バルーン４２、４６、係止バルーン４４、及び保持バルーン２３を個々に独立して内圧が調整できる構造となっており、バルブ開閉制御部３０と圧力制御部３２を介して、吸引ポンプ３４及び供給ポンプ３６が第１及び第２駆動バルーン４２、４６、係止バルーン４４、及び保持バルーン２３に接続されている。
【００５４】
バルーン制御装置１８は、後述する推進動作のフローに従った処理を実行し、バルブ開閉制御部３０によって各バルーンに接続されたバルブ（不図示）の開閉を制御し、圧力制御部３２によって吸引ポンプ３４と供給ポンプ３６を制御する。
【００５５】
次に、電子内視鏡１の先端部１０ａの推進動作について説明する。
【００５６】
図４は、推進動作における正進動作のタイミングチャートを示した図である。また、図５は、図４の正進動作のタイミングチャートに対応させた各バルーンの膨張及び収縮の様子を示した概略断面図である。
【００５７】
図４のタイミングチャートの開始時（即ち、図４の工程Ａが開始される時点）には、電子内視鏡１の先端部１０ａが測定対象（例えば大腸）内に挿入された状態において、第２駆動バルーン４６と係止バルーン４４が共に収縮し、且つ、第１駆動バルーン４２が膨張した状態であり、さらに保持バルーン２３が膨張して腸壁４０に係止した状態になっているものとする。
【００５８】
まず、上記状態から、第１駆動バルーン４２から気体を吸引して収縮させると共に、第２駆動バルーン４６に気体を充填して膨張させる（図４の工程Ａ）。この第２駆動バルーン４６の膨張によって、図５（Ａ）に示すように、係止バルーン４４は第１駆動バルーン４２側に押し出され、収縮した第１駆動バルーン４２に覆い被さる状態になる。
【００５９】
次に、係止バルーン４４に気体を充填して膨張させて、係止バルーン４４を腸壁４０に係止させる（図４の工程Ｂ）。これによって、図５（Ｂ）に示すように、保持バルーン２３と共に係止バルーン４４が腸壁４０に係止した状態となる。
【００６０】
尚、以下では、係止バルーン４４が膨張して腸壁４０に接触している状態のとき、係止バルーン４４の表面のうち、腸壁４０に接触していない部分（即ち、挿入部１０と腸壁４０の間を埋める部分）を第１の部分といい、腸壁４０に接触している部分を第２の部分ということにする。
【００６１】
次に、係止バルーン４４を膨張させた状態を保持すると共に、保持バルーン２３から気体を吸引して収縮させる（図４の工程Ｃ）。これによって、図５（Ｃ）に示すように、係止バルーン４４のみが腸壁４０に係止した状態となる。
【００６２】
続いて、係止バルーン４４を腸壁４０に係止させた状態で、第２駆動バルーン４６から気体を吸引して収縮させると共に、第１駆動バルーン４２に気体を充填して膨張させる（図４の工程Ｄ）。これによって、図５（Ｄ）に示すように、係止バルーン４４は、第１駆動バルーン４２の膨張により先端部１０ａの進行方向の後方に向かってその表面が順々に繰り出されるように徐々に押圧されていく。
【００６３】
換言すれば、係止バルーン４４の表面における第１の部分（腸壁４０に接触していない部分）の前方側（先端部１０ａの進行方向の前方側；図中の右側）は、第１駆動バルーン４２の膨張による押圧力によって、腸壁４０に接触して第２の部分（腸壁４０に接触している部分）へと徐々に遷移する。これにより、係止バルーン４４は、腸壁４０に対し先端部１０ａの進行方向の後方（図５（Ｄ）の黒矢印）に向かって押圧力を与える。
【００６４】
即ち、係止バルーン４４がいわゆるキャタピラ（登録商標）のように（無限軌道のように）、腸壁４０を当接しながら先端部１０ａの進行方向の後方に向かって繰り出される。
【００６５】
そのため、腸壁４０は先端部１０ａの進行方向の後方に手繰り寄せられる。従って、図５（Ｄ）の白矢印のように、電子内視鏡１の先端部１０ａは腸壁４０に対し相対的に進行方向の前方に推進（正進）する。
【００６６】
本実施形態に係る正進動作では、第１駆動バルーン４２の膨張速度は第２駆動バルーン４６の膨張速度よりも相対的に遅くなるように制御が行われる。
【００６７】
具体的には、図４の工程Ｄにおいて、膨張して腸壁４０を係止状態にある係止バルーン４４を進行方向の後方（図５の左側）に押し出すときに駆動される第１駆動バルーン４２の膨張速度が相対的に遅くなるように制御される一方で、図４の工程Ａにおいて、収縮して腸壁４０に対する係止状態が解除された係止バルーン４４を進行方向の前方（図５の右側）に押し出すときに駆動される第２駆動バルーン４６の膨張速度が相対的に速くなるように制御が行われる。第１駆動バルーン４２の膨張速度は第２駆動バルーン４６の膨張速度の１／２以下に設定されることが好ましい。
【００６８】
図４に示した例では、工程Ｄにかかる所要時間（即ち、第１駆動バルーン４２が収縮状態から膨張状態に遷移する時間）は例えば２〜４秒となっており、工程Ａにかかる所要時間（即ち、第２駆動バルーン４６が収縮状態から膨張状態に遷移する時間）の約２．５倍に設定されている。
【００６９】
このように第１駆動バルーン４２の膨張速度が第２駆動バルーン４６の膨張速度よりも相対的に遅くなるように制御することによって、推進時（即ち、第１駆動バルーン４２の膨張時）に、第１駆動バルーン４２の膨張変形が係止バルーン４４の内側への変形で吸収されることなく、第１駆動バルーン４２から係止バルーン４４に対して押圧力が確実に伝達されるようになる。その結果、係止バルーン４４を先端部１０ａに対する固着部を中心にして先端部１０ａの進行方向の前方から後方に向かって十分に回転移動させることができ、推進動作の高速化を図りつつ、先端部１０ａを効率的に推進させることが可能となる。
【００７０】
尚、正進動作において、第２駆動バルーン４６を膨張させるときには係止バルーン４４は収縮して腸壁４０に対する係止状態が解除された状態となっており、第１駆動バルーン４２を膨張させたときのような問題は起こらないため、第２駆動バルーン４６の膨張速度を第１駆動バルーン４２の膨張速度よりも相対的に速くすることが可能である。
【００７１】
このようにして第１駆動バルーン４２を膨張させた後、第１駆動バルーン４２及び係止バルーン４４を膨張させた状態を保持すると共に、保持バルーン２３を膨張させる（図４の工程Ｅ）。これによって、図５（Ｅ）に示すように、係止バルーン４４と共に保持バルーン２３が腸壁４０に係止した状態となる。
【００７２】
そして、第１駆動バルーン４２及び保持バルーン２３を膨張させた状態を保持し、係止バルーン４４を収縮させる（図４の工程Ｆ）。これによって、図５（Ｆ）に示すように、保持バルーン２３のみが腸壁４０に係止した状態となる。また、係止バルーン４４は第２駆動バルーン４６に覆い被さった状態となる。
【００７３】
以降、正進動作を継続する場合には、図４の工程Ａ〜工程Ｆを繰り返す。
【００７４】
図６は、推進動作における逆進動作のタイミングチャートを示した図である。また、図７は、図６の逆進動作のタイミングチャートに対応させた各バルーンの膨張及び収縮の様子を示した概略断面図である。
【００７５】
図６のタイミングチャートの開始時（即ち、図６の工程Ａが開始される時点）には、上述した正進動作の開始時（即ち、図４の工程Ａが開始される時点）と同様に、電子内視鏡１の先端部１０ａが測定対象（例えば大腸）内に挿入された状態において、第１駆動バルーン４２と係止バルーン４４が共に収縮し、且つ、第２駆動バルーン４６が膨張した状態であり、さらに保持バルーン２３が膨張して腸壁４０に係止した状態になっているものとする。
【００７６】
まず、上記状態から、第２駆動バルーン４６から気体を吸引して収縮させると共に、第１駆動バルーン４２に気体を充填して膨張させる（図６の工程Ａ）。この第１駆動バルーン４２の膨張によって、図７（Ａ）に示すように、係止バルーン４４は第２駆動バルーン４６側に押し出され、収縮した第２駆動バルーン４６に覆い被さる状態になる。
【００７７】
次に、係止バルーン４４に気体を充填して膨張させて、係止バルーン４４を腸壁４０に係止させる（図６の工程Ｂ）。これによって、図７（Ｂ）に示すように、保持バルーン２３と共に係止バルーン４４が腸壁４０に係止した状態となる。
【００７８】
次に、係止バルーン４４を膨張させた状態を保持すると共に、保持バルーン２３から気体を吸引して収縮させる（図６の工程Ｃ）。これによって、図７（Ｃ）に示すように、係止バルーン４４のみが腸壁４０に係止した状態となる。
【００７９】
続いて、係止バルーン４４を腸壁４０に係止させた状態で、第１駆動バルーン４２から気体を吸引して収縮させると共に、第２駆動バルーン４６に気体を充填して膨張させる（図６の工程Ｄ）。これによって、図７（Ｄ）に示すように、係止バルーン４４は、第２駆動バルーン４６の膨張により先端部１０ａの進行方向の前方に向かってその表面が順々に繰り出されるように徐々に押圧されていく。
【００８０】
換言すれば、係止バルーン４４の表面における第１の部分（腸壁４０に接触していない部分）の後方側（先端部１０ａの進行方向の後方側；図中の左側）は、第２駆動バルーン４６の膨張による押圧力によって、腸壁４０に接触して第２の部分（腸壁４０に接触している部分）へと徐々に遷移する。これにより、係止バルーン４４は、腸壁４０に対し先端部１０ａの進行方向の前方（図７（Ｄ）の黒矢印）に向かって押圧力を与える。
【００８１】
即ち、係止バルーン４４がいわゆるキャタピラ（登録商標）のように（無限軌道のように）、腸壁４０を当接しながら先端部１０ａの進行方向の前方に向かって繰り出される。
【００８２】
そのため、腸壁４０は先端部１０ａの進行方向の前方に手繰り寄せられる。従って、図７（Ｄ）の白矢印のように、電子内視鏡１の先端部１０ａは腸壁４０に対し相対的に進行方向の後方に推進（逆進）する。
【００８３】
本実施形態に係る逆進動作では、第２駆動バルーン４６の膨張速度は第１駆動バルーン４２の膨張速度よりも相対的に遅くなるように制御が行われる。
【００８４】
具体的には、図６の工程Ｄにおいて、膨張して腸壁４０を係止状態にある係止バルーン４４を進行方向の前方（図７の右側）に押し出すときに駆動される第２駆動バルーン４６の膨張速度が相対的に遅くなるように制御される一方で、図６の工程Ａにおいて、収縮して腸壁４０に対する係止状態が解除された係止バルーン４４を進行方向の後方（図７の左側）に押し出すときに駆動される第１駆動バルーン４２の膨張速度が相対的に速くなるように制御が行われる。第２駆動バルーン４６の膨張速度は第１駆動バルーン４２の膨張速度の１／２以下に設定されることが好ましい。
【００８５】
図６に示した例では、工程Ｄにかかる時間（即ち、第２駆動バルーン４６が収縮状態から膨張状態に遷移する時間）は例えば２〜４秒となっており、工程Ａにかかる所要時間（即ち、第１駆動バルーン４２が収縮状態から膨張状態に遷移する時間）の約２．５倍に設定されている。
【００８６】
このように第２駆動バルーン４６の膨張速度が第１駆動バルーン４２の膨張速度よりも相対的に遅くなるように制御することによって、推進時（即ち、第２駆動バルーン４６の膨張時）に、第２駆動バルーン４６の膨張変形が係止バルーン４４の内側への変形で吸収されることなく、第２駆動バルーン４６から係止バルーン４４に対して押圧力が確実に伝達されるようになる。その結果、係止バルーン４４を先端部１０ａに対する固着部を中心にして先端部１０ａの進行方向の後方から前方に向かって十分に回転移動させることができ、推進動作の高速化を図りつつ、先端部１０ａを効率的に推進させることが可能となる。
【００８７】
尚、逆進動作において、第１駆動バルーン４２を膨張させるときには係止バルーン４４は収縮して腸壁４０に対する係止状態が解除された状態となっており、第２駆動バルーン４６を膨張させたときのような問題は起こらないため、第１駆動バルーン４２の膨張速度を第２駆動バルーン４６の膨張速度よりも相対的に速くすることが可能である。
【００８８】
このようにして第２駆動バルーン４６を膨張させた後、第２駆動バルーン４６及び係止バルーン４４を膨張させた状態を保持すると共に、保持バルーン２３を膨張させる（図６の工程Ｅ）。これによって、図７（Ｅ）に示すように、係止バルーン４４と共に保持バルーン２３が腸壁４０に係止した状態となる。
【００８９】
そして、保持バルーン２３を膨張させた状態を保持し、係止バルーン４４を収縮させる（図６の工程Ｆ）。これによって、図７（Ｆ）に示すように、保持バルーン２３のみが腸壁４０に係止した状態となる。
【００９０】
以降、逆進動作を継続する場合には、図６の工程Ａ〜工程Ｆを繰り返す。
【００９１】
尚、本実施形態では、図４及び図６の工程Ｆにおいて、保持バルーン２３を膨張させた状態で係止バルーン４４の収縮と共に、第１又は第２駆動バルーン４２、４６を同時に収縮させているが、これらは必ずしも同時に収縮させる必要はなく、係止バルーン４４を収縮させた後に第１又は第２駆動バルーン４２、４６を収縮させてもよい。
【００９２】
また、第１及び第２駆動バルーン４２、４６と係止バルーン４４のようにバルーンを使用する代わりに、布のような素材により所望の形状や大きさに膨張収縮が可能な膨張収縮部材を使用してもよい。
【００９３】
また、第１及び第２駆動バルーン４２、４６と係止バルーン４４とから成るバルーンユニットを複数個所に設けてもよい。
【００９４】
第１の実施形態によれば、バルーン制御装置１８による第１及び第２駆動バルーン４２、４６の膨張・収縮を制御する際、第１及び第２駆動バルーン４２、４６のうち、膨張して腸壁４０を係止状態にある係止バルーン４４を反対側に押し出すときに駆動される駆動バルーンの膨張速度が、収縮して腸壁４０に対する係止状態が解除された係止バルーン４４を反対側に押し出すときに駆動される駆動バルーンの膨張速度よりも相対的に遅くなるように制御が行われる。これにより、推進時に、第１又は第２駆動バルーン４２、４６の膨張変形が係止バルーン４４の内側への変形で吸収されることなく、第１又は第２駆動バルーン４２、４６から係止バルーン４４に対して押圧力が確実に伝達されるようになる。その結果、係止バルーン４４を十分に回転させることができ、推進動作の高速化を図りつつ、先端部１０ａを効率的に推進させることが可能となる。
【００９５】
また、本実施形態では、係止バルーン４４及び保持バルーン２３の少なくとも一方を腸壁４０に係止させた状態で推進動作が行われるので、腸管の復元力により手繰り寄せた腸管内壁が元に戻ることなく、確実に、腸管に対して係止力を発生させて腸壁４０に係止させ、かつ推進力を発生させるので、挿入部１０を腸壁４０に対し相対的に移動させることができる。
【００９６】
尚、本実施形態では、先端部１０ａの進行方向の前方より第１駆動バルーン４２、係止バルーン４４、第２駆動バルーン４６、保持バルーン２３の順序で配設された構成例を示したが、これらの配設順序は本例に限らず、進行方向の前方より保持バルーン２３、第１駆動バルーン４２、係止バルーン４４、第２駆動バルーン４６であってもよい。
【００９７】
また、前記のような正進動作と逆進動作を適宜組み合わせて行うことにより、先端部１０ａを進行方向の前後に移動させることができる。
【００９８】
〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。以下、第１の実施形態と共通する部分については説明を省略し、本実施形態の特徴的な部分を中心に説明する。
【００９９】
第１の実施形態では、例えば正進動作の場合、第２駆動バルーン４６を膨張させることによって、係止バルーン４４が第２駆動バルーン４６に覆い被さった状態（図５（Ｆ））から第１駆動バルーン４２に覆い被さった状態（図５（Ａ））に変化させている。このとき、係止バルーン４４は内圧０［Ｐａ］に完全に収縮した状態（完全収縮状態）となっているため、第２駆動バルーン４６の膨張時に、係止バルーン４４が自身で巻き付きを起こしたり、第２駆動バルーン４６の表面に巻き付いた状態となってしまい、係止バルーン４４が第１駆動バルーン４２に覆い被さった状態（図５（Ａ））とならない場合が考えられる。このような場合が起こると、係止バルーン４４を適切な位置で再膨張させることができなくなり、推進ロスが大きくなってしまう。
【０１００】
そこで第２の実施形態では、第１の実施形態に潜在する問題点を改善すべく、係止バルーン４４を内圧０［Ｐａ］の完全収縮状態にすることなく、少なくとも内圧が所定の圧力以上となるように常に膨張させた状態で係止バルーン４４の膨張・収縮を制御することによって、係止バルーン４４が巻き付きを起こすことなく、係止バルーン４４が適切な位置で再膨張できるようにする。
【０１０１】
図８は、第２実施形態に係る正進動作のタイムチャートを示した図である。また、図９は、図８の正進動作のタイミングチャートに対応させた各バルーンの膨張及び収縮の様子を示した概略断面図である。
【０１０２】
第２の実施形態では、先端部１０ａに設けられた複数のバルーン４２、４４、４６、２３のうち、第１及び第２駆動バルーン４２、４６と保持バルーン２３は第１の実施形態と同様にして制御が行われる一方で、係止バルーン４４は第１の実施形態とは異なる制御が行われる。
【０１０３】
具体的には、図８に示すように、係止バルーン４４は、内圧０［Ｐａ］の完全に収縮した状態（完全収縮状態）になることなく、内圧Ｐmin［Ｐａ］の低圧膨張状態と内圧Ｐmax［Ｐａ］の高圧膨張状態との間で膨張・収縮を繰り返すように制御が行われる（但し、０＜Ｐmin＜Ｐmaxとする。）。
【０１０４】
より詳しく説明すると、係止バルーン４４は、図８の工程Ａでは低圧膨張状態となっており、次の工程Ｂで低圧膨張状態から高圧膨張状態に変化し、工程Ｃが開始されて工程Ｅが終了するまでの間は高圧膨張状態が維持される。そして、工程Ｆで高圧膨張状態から低圧膨張状態に変化して、工程Ａが開始される時点の状態に戻る。以後、工程Ａ〜工程Ｆが順次繰り返し実行される。
【０１０５】
係止バルーン４４が低圧膨張状態であるときの内圧Ｐmin［Ｐａ］としては、係止バルーン４４が腸壁４０に接触しないか、又は、腸壁４０に接触しても腸壁４０との間に係止力を発生させない程度の膨張径となるような圧力が設定される。一方、係止バルーン４４が高圧膨張状態であるときの内圧Ｐmax［Ｐａ］としては、係止バルーン４４が腸壁４０に接触して腸壁４０との間に十分な係止力を発生させる程度の膨張径となるような圧力が設定される。
【０１０６】
本実施形態においては、係止バルーン４４が低圧膨張状態であるときの内圧Ｐmin［Ｐａ］としては、次式 ０＜Ｐmin≦３×１０3（より好ましくは、０＜Ｐmin≦２×１０3）を満足する範囲内に設定されることが好ましく、例えば係止バルーン４４の内圧Ｐminは２×１０3［Ｐａ］に設定された状態で制御が行われる。
【０１０７】
本実施形態においては、第１駆動バルーン４２に比べて第２駆動バルーン４６の膨張量を小さくすることも可能である。図８の工程Ａでは、第２駆動バルーン４６を膨張させるときには係止バルーン４４は低圧膨張状態となっている。このときの係止バルーン４４の膨張量は少なく、腸壁４０に係止していないため、第２駆動バルーン４６を膨張させたときに係止バルーン４４から与えられる反発力（戻り力）は、図８の工程Ｄにおいて第１駆動バルーン４２を駆動させたときに係止バルーン４４から与えられる反発力よりも小さい。従って、第１駆動バルーン４２に比べて第２駆動バルーン４６の膨張量を小さくしても、係止バルーン４４を容易に第１駆動バルーン４２側に押し出すことができ、係止バルーン４４を第１駆動バルーン４２に覆い被さった状態とすることができる。
【０１０８】
尚、第２の実施形態に係る逆進動作については、図８に示したタイムチャートにおいて第１駆動バルーン４２と第２駆動バルーン４６の制御シーケンスが相互に入れ替わる点以外は同様であるので、ここでは重複を避けるため説明を省略する。
【０１０９】
第２の実施形態によれば、係止バルーン４４は、内圧Ｐmin［Ｐａ］の低圧膨張状態と内圧Ｐmax［Ｐａ］の高圧膨張状態との間で膨張・収縮を繰り返すように制御が行われる。即ち、係止バルーン４４の内圧が少なくとも所定の圧力（Ｐmin［Ｐａ］）以上となるように常に膨張させた状態で係止バルーン４４の内圧が制御される。
【０１１０】
これにより、第１及び第２駆動バルーン４２、４６のうち、一方の駆動バルーン（低圧膨張状態にある係止バルーン４４が覆い被さっている方の駆動バルーン）を膨張させたとき、低圧膨張状態にある係止バルーン４４は、自身で巻き付きを起こすことなく、駆動バルーンから与えられる押圧力によって先端部１０ａの進行方向の前方又は後方に先端部１０ａに対する固着部を中心として回転移動し、他方の駆動バルーンに全体的に覆い被さった状態となる。その結果、係止バルーン４４を適切に再膨張させることが可能となり、推進ロスを生じることなく、先端部１０ａを腸壁４０に対して効率良く推進させることが可能となる。
【０１１１】
また、第１の実施形態と同様に、第１及び第２駆動バルーン４２、４６の膨張速度が相対的に異なるように制御が行われるので、推進時に第１又は第２駆動バルーン４２、４６の膨張変形が係止バルーン４４の内側への変形で吸収されることなく、第１又は第２駆動バルーン４２、４６から係止バルーン４４に対して押圧力が確実に伝達されるようになる。その結果、係止バルーン４４を十分に回転させることができ、推進動作の高速化を図りつつ、先端部１０ａを効率的に推進させることが可能となる。
【０１１２】
〔第３の実施形態〕
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。以下、第１又は第２の実施形態と共通する部分については説明を省略し、本実施形態の特徴的な部分を中心に説明する。
【０１１３】
図１０は、第３実施形態に係る正進動作のタイムチャートを示した図である。また、図１１は、図１０の正進動作のタイミングチャートに対応させた各バルーンの膨張及び収縮の様子を示した概略断面図である。
【０１１４】
第３の実施形態では、係止バルーン４４の制御が一部異なる点以外は、第２の実施形態と同様の制御が行われる。
【０１１５】
具体的には、図１０の工程Ｆにおいて、係止バルーン４４を内圧Ｐmax［Ｐａ］の高圧膨張状態（図１１（Ｅ））から内圧０［Ｐａ］の完全収縮状態（図１１（Ｆ））に一旦変化させてから内圧Ｐmin［Ｐａ］の低圧膨張状態（図１１（Ｇ））に変化させている。
【０１１６】
より詳しく説明すると、図３に示したバルーン制御装置１８は、バルブ開閉制御部３０を制御して係止バルーン４４に対応するバルブを開状態にした後、吸引ポンプ３４を駆動して係止バルーン４４から気体を吸引して、係止バルーン４４を完全収縮状態にする。そして、吸引ポンプ３４の駆動を停止した後、供給ポンプ３６を駆動して完全収縮状態となった係止バルーン４４に所定体積の気体を一定時間供給して（少量送気）して、係止バルーン４４を低圧膨張状態にしている。
【０１１７】
このときの係止バルーン４４に対する気体の送気量としては、係止バルーン４４が高圧膨張状態（即ち、腸壁４０に係止している状態）となっているときの体積の１０分の１以下の体積であることが好ましい。
【０１１８】
このように係止バルーン４４を完全収縮状態にした後に所定体積の気体を一定時間供給する方式（少量送気方式）によれば、係止バルーン４４を高圧膨張状態から低圧膨張状態に直接変化させる態様（第２の実施形態）に比べて、係止バルーン４４に対する制御が簡便となり、制御時間を短縮することが可能となる。
【０１１９】
尚、第３の実施形態に係る逆進動作については、図１０に示したタイムチャートにおいて第１駆動バルーン４２と第２駆動バルーン４６の制御シーケンスが相互に入れ替わる点以外は同様であるので、ここでは重複を避けるため説明を省略する。
【０１２０】
第３の実施形態によれば、上述した第１及び第２の実施形態と同様の効果が得られると共に、係止バルーン４４を高圧膨張状態から低圧膨張状態に直接変化させることなく、完全収縮状態を経てから行われるので、係止バルーン４４に対する制御が簡便となり、制御時間の短縮によって推進動作の高速化が可能となる。
【０１２１】
尚、上述した各実施形態では、電子内視鏡１の挿入部１０に直接バルーンを取り付けた例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されず、挿入部１０が挿入固定される筒体（オーバーチューブ）の先端に複数のバルーンが並設される場合についても同様に適用することが可能である。
【０１２２】
以上、本発明の管内移動体用アクチュエータ、内視鏡、及び管内移動体用アクチュエータの制御方法について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。
【符号の説明】
【０１２３】
１…電子内視鏡、１０…挿入部、１０ａ…先端部、１８…バルーン制御装置、２３…保持バルーン、４２…第１駆動バルーン、４４…係止バルーン、４６…第２駆動バルーン
【技術分野】
【０００１】
本発明は管内移動体用アクチュエータ、内視鏡、及び管内移動体用アクチュエータの制御方法に係り、特に、管壁に推進力を伝えて管内を移動する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
内視鏡の大腸挿入は、大腸が体内で曲がりくねった構造であること、体腔に固定されていない部分があることなどから、非常に難しい。そのため、挿入手技の習得には多くの経験を必要とし、挿入手技が未熟の場合には、患者に大きな苦痛を与える結果となる。
【０００３】
大腸部位の中で特に挿入が難しいと言われているのは、Ｓ状結腸と横行結腸である。Ｓ状結腸と横行結腸はその他の結腸とは異なり体腔内に固定されていない。そのため、自身の長さの範囲にて体腔内で任意な形状をとることができ、また、内視鏡挿入時の接触力により体腔内で変形する。
【０００４】
大腸挿入においては、挿入時の腸管への接触を少しでも減らすために、Ｓ状結腸や横行結腸を直線化することが重要である。直線化のために多くの手技がこれまで提案されているが、同時に、曲がった腸管を手繰り寄せて湾曲度合いを低減するための挿入補助具がいくつか提案されている。
【０００５】
例えば、特許文献１、２には、可撓管部の外周面に螺旋状に４本の膨張・収縮が可能な変動チューブ巻回されており、各変動チューブ内の圧力を変動させて４本の変動チューブを順次膨張・収縮させることにより、外皮の外周面を順次膨張・収縮させて先端側から手元側に膨張部を移動させて腸管を手繰り寄せる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−９５４５号公報
【特許文献２】特開２００６−２２３８９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、複数の変動チューブの上下運動だけではチューブの接触面を移動させる効果はほとんどない。腸管のひだが、膨張したチューブ間の溝に効率的に入った場合にのみ手繰り寄せる効果があるが、Ｓ状結腸ではひだはほとんど存在せず、また手繰り寄せる過程で腸管は直線化しひだの突起量は小さくなるため、手繰り寄せる効果は著しく低減する。
【０００８】
一方、例えば１つのバルーンを膨張させ該バルーンの外周面の第１の部分を腸管内壁に当接させて係止させた状態としたときに、該第１の部分と連続しているバルーンの外周面の第２の部分に腸管内壁に沿ってバルーンの外周面を移動させると、バルーンが腸管内壁に当接している状態ではこの第１の部分から第２の部分の移動に伴い、例えば腸管内壁を手繰り寄せることできるが、腸管等の生体組織は、その組織の弾性により応力を加えることで管径方向だけでなく管内壁に沿って伸縮すると共に、応力を解除すると該弾性による復元力によって伸縮前の状態に戻る性質があるため、バルーンを収縮させ腸管内壁から離すと、上述した復元力により手繰り寄せた腸管内壁が元に戻ることになる。
【０００９】
このように、１つのバルーンによって係止力を発生させて腸壁に係止させ、かつ推進力を発生させて腸壁に対し相対的に移動させることは困難である。
【００１０】
これに対して、複数のバルーンの膨張・収縮を繰り返すことにより管内移動体を腸壁に対し相対的に移動させる方式（以下、回転バルーン方式ともいう。）が検討されている。回転バルーン方式によれば、１つのバルーンのみを用いる方式に比べて大きな推進量と推進力を得ることができ、管内移動体を腸壁に対し相対的に移動させることができる。
【００１１】
ここで、回転バルーン方式の概略について図１２及び図１３を用いて簡単に説明する。回転バルーン方式では、例えば図１２に示すように、管内移動体９００の先端部に複数のバルーン９０２、９０４、９０６が並べて配置されており、これらのバルーン９０２、９０４、９０６の膨張・収縮の制御が行われる。以下では、中央に配置されるバルーン９０４を係止バルーン（又は回転バルーン）といい、その両側に配置されるバルーン９０２、９０６をそれぞれ第１駆動バルーン、第２駆動バルーンという。
【００１２】
管内移動体９００を腸壁（図１２中不図示、図１３に符号９１０で図示）に対し相対的に進める場合には、腸管内に管内移動体９００が挿入され、係止バルーン（回転バルーン）９０４と第１及び第２駆動バルーン９０２、９０６がいずれも収縮している状態を初期状態としたとき、まず、第２駆動バルーン９０６を膨張させ、収縮状態にある係止バルーン９０４が第１駆動バルーン９０２に覆い被さった状態にする（図１３（Ａ））。
【００１３】
次に、係止バルーン９０４を膨張させて、係止バルーン９０４が腸壁９１０に係止した状態にする（図１３（Ｂ））。
【００１４】
続いて、第２駆動バルーン９０６を収縮させると共に、第１駆動バルーン９０２を膨張させ、係止バルーン９０４を管内移動体９００に対する固着部９０４ａを中心として管内移動体９００の進行方向の前方（矢印Ａで示す方向）からその反対側となる後方に回転させる（図１３（Ｃ））。このとき、係止バルーン９０４は腸壁９１０に当接しながら回転するので、腸壁９１０は管内移動体９００の進行方向の後方に手繰り寄せられる。その結果、管内移動体９００は腸壁９１０に対し相対的に進行方向の前方に推進する。
【００１５】
そして、係止バルーン９０４及び第１駆動バルーン９０２を共に収縮させ、腸壁９１０に対する係止状態を解除する（図１３（Ｄ））。
【００１６】
こうして、係止バルーン９０４と第１及び第２駆動バルーン９０２、９０６が全て収縮した初期状態となる。以降、図１３（Ａ）〜（Ｄ）に示した各動作を繰り返すことにより、管内移動体９００を腸壁９１０に対し相対的に進行方向の前方に逐次推進させることができる。
【００１７】
ところで、従来の回転バルーン方式では、第１駆動バルーン９０２と第２駆動バルーン９０６の膨張速度はいずれも同一速度で行われている。このため、推進動作の高速化を図るために各駆動バルーン９０２、９０６の膨張速度を大きくしていくと、推進時において、係止バルーン９０４が第１駆動バルーン９０２の膨張速度に追従できずに十分に回転させることができない事象が発生することが判明した。
【００１８】
これは、推進時に第１駆動バルーン９０２が膨張するとき、膨張状態にある係止バルーン９０４が第１駆動バルーン９０２の急激な膨張変形によって一時的に内側に変形して、第１駆動バルーン９０２から係止バルーン９０４に与えられる押圧力が吸収されてしまい、係止バルーン９０４が十分に回転しないまま、次の推進シーケンスに移ってしまうことが主な原因であると考えられる。
【００１９】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、推進動作の高速化を図りつつ、管内移動体を効率的に推進させることができる管内移動体用アクチュエータ、内視鏡、及び管内移動体用アクチュエータの制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の管内移動体用アクチュエータは、管内に挿入される管内移動体に固定され、膨張時に前記管内の管壁に係止した状態となるように構成される第１の膨張収縮部材と、前記第１の膨張収縮部材の前記管内移動体の移動方向の前後に並べて配置された状態で前記管内移動体に固定され、膨張時に前記管壁に係止した状態とならないように構成されると共に前記第１の膨張収縮部材に押圧力を付与する第２及び第３の膨張収縮部材と、前記第１の膨張収縮部材、前記第２の膨張収縮部材、及び前記第３の膨張収縮部材の膨張及び収縮を制御することにより、前記管内移動体を前記管壁に対して相対的に移動させる制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記第１の膨張収縮部材が前記管壁に係止した状態であるときには前記第２の膨張収縮部材を膨張させる一方で、前記第１の膨張収縮部材が前記管壁に係止した状態でないときには前記第３の膨張収縮部材を膨張させるように制御を行う手段であって、前記第２の膨張収縮部材の膨張速度が前記第３の膨張収縮部材の膨張速度よりも相対的に遅くなるように制御する手段であることを特徴とする。
【００２１】
本発明によれば、第１の膨張収縮部材が管壁に係止した状態であるときに駆動される第２の膨張収縮部材の膨張速度が、第１の膨張収縮部材が管壁に係止した状態でないときに駆動される第３の膨張収縮部材の膨張速度に比べて相対的に遅くなるように制御される。これにより、推進時（即ち、第２の膨張収縮部材の膨張時）に、第２の膨張収縮部材の膨張変形が第１の膨張収縮部材によって吸収されることなく、第２の膨張収縮部材から第１の膨張収縮部材に対して押圧力が確実に伝達されるようになる。その結果、第１の膨張収縮部材を十分に回転させることができ、推進動作の高速化を図りつつ、管内移動体を効率的に推進させることが可能となる。
【００２２】
請求項２に記載の管内移動体用アクチュエータは、請求項１に記載の管内移動体用アクチュエータであって、前記制御手段は、前記第２の膨張収縮部材の膨張速度が前記第３の膨張収縮部材の膨張速度の１／２以下となるように制御することを特徴とする。
【００２３】
請求項３に記載の管内移動体用アクチュエータは、請求項１又は２に記載の管内移動体用アクチュエータであって、前記制御手段は、前記第１の膨張収縮部材が前記管壁に係止した状態であるときには、前記第１の膨張収縮部材を内圧Ｐmax［Ｐａ］の高圧膨張状態にすると共に、前記第１の膨張収縮部材が前記管壁に係止した状態でないときには、前記第１の膨張収縮部材を内圧Ｐmin［Ｐａ］（但し、０＜Ｐmin＜Ｐmaxとする。）の低圧膨張状態にすることを特徴とする。
【００２４】
請求項４に記載の管内移動体用アクチュエータは、請求項３に記載の管内移動体用アクチュエータであって、前記制御手段は、前記第３の膨張収縮部材を膨張させるときには、前記第１の膨張収縮部材が前記低圧膨張状態となるように制御することを特徴とする。
【００２５】
請求項５に記載の管内移動体用アクチュエータは、請求項３又は４に記載の管内移動体用アクチュエータであって、前記制御手段は、前記第１の膨張収縮部材を前記高圧膨張状態から前記低圧膨張状態に変化させる際、前記第１の膨張収縮部材を前記高圧膨張状態から内圧０［Ｐａ］の完全収縮状態に一旦変化させた後に前記低圧膨張状態に変化させるように制御することを特徴とする。
【００２６】
請求項６に記載の管内移動体用アクチュエータは、請求項３乃至５のいずれか１項に記載の管内移動体用アクチュエータであって、前記低圧膨張状態であるときの前記第１の膨張収縮部材の内圧Ｐmin［Ｐａ］は、次式 ０＜Ｐmin＜３×１０3を満たすことを特徴とする。
【００２７】
請求項７に記載の管内移動体用アクチュエータは、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の管内移動体用アクチュエータであって、前記管内移動体に固定され、膨張時に前記管内の管壁に係止した状態となるように構成される第４の膨張収縮部材を更に備え、前記制御手段は、前記第４の膨張収縮部材の膨張及び収縮を制御することを特徴とする。
【００２８】
請求項８に記載の管内移動体用アクチュエータは、請求項７に記載の管内移動体用アクチュエータであって、前記制御手段は、前記第１の膨張収縮部材及び前記第４の膨張収縮部材の少なくとも一方が前記管壁に係止した状態となるように、前記第１の膨張収縮部材及び前記第４の膨張収縮部材の膨張及び収縮を制御することを特徴とする。
【００２９】
請求項９に記載の内視鏡は、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の管内移動体用アクチュエータを備えることを特徴とする。
【００３０】
請求項１０に記載の管内移動体用アクチュエータの制御方法は、管内に挿入される管内移動体に固定され、膨張時に前記管内の管壁に係止した状態となるように構成される第１の膨張収縮部材と、前記第１の膨張収縮部材の前記管内移動体の移動方向の前後に並べて配置された状態で前記管内移動体に固定され、膨張時に前記管壁に係止した状態とならないように構成されると共に前記第１の膨張収縮部材に押圧力を付与する第２及び第３の膨張収縮部材と、を備え、前記第１の膨張収縮部材、前記第２の膨張収縮部材、及び前記第３の膨張収縮部材の膨張及び収縮を制御することにより、前記管内移動体を前記管壁に対して相対的に移動させる管内移動体用アクチュエータの制御方法であって、前記第１の膨張収縮部材が前記管壁に係止した状態であるときには前記第２の膨張収縮部材を膨張させる一方で、前記第１の膨張収縮部材が前記管壁に係止した状態でないときには前記第３の膨張収縮部材を膨張させるように制御を行い、前記第２の膨張収縮部材の膨張速度が前記第３の膨張収縮部材の膨張速度よりも相対的に遅くなるように制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、第１の膨張収縮部材が管壁に係止した状態であるときに駆動される第２の膨張収縮部材の膨張速度が、第１の膨張収縮部材が管壁に係止した状態でないときに駆動される第３の膨張収縮部材の膨張速度に比べて相対的に遅くなるように制御される。これにより、推進時（即ち、第２の膨張収縮部材の膨張時）に、第２の膨張収縮部材の膨張変形が第１の膨張収縮部材によって吸収されることなく、第２の膨張収縮部材から第１の膨張収縮部材に対して押圧力が確実に伝達されるようになる。その結果、第１の膨張収縮部材を十分に回転させることができ、推進動作の高速化を図りつつ、管内移動体を効率的に推進させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】電子内視鏡の構成図
【図２】挿入部の先端部の拡大断面図
【図３】バルーン制御装置のブロック構成図
【図４】第１の実施形態に係る正進動作のタイムチャートを示した図
【図５】図４の正進動作のタイミングチャートに対応させた各バルーンの膨張及び収縮の様子を示した概略断面図
【図６】第１の実施形態に係る逆進動作のタイムチャートを示した図
【図７】図６の逆進動作のタイミングチャートに対応させた各バルーンの膨張及び収縮の様子を示した概略断面図
【図８】第２の実施形態に係る正進動作のタイムチャートを示した図
【図９】図８の正進動作のタイミングチャートに対応させた各バルーンの膨張及び収縮の様子を示した概略断面図
【図１０】第３の実施形態に係る正進動作のタイムチャートを示した図
【図１１】図１０の正進動作のタイミングチャートに対応させた各バルーンの膨張及び収縮の様子を示した概略断面図
【図１２】従来の回転バルーン方式を説明するための概略図
【図１３】従来の回転バルーン方式によって管内移動体を推進させるときの様子を示した説明図
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。
【００３４】
〔第１の実施形態〕
図１は、本発明の第１の実施形態に係る電子内視鏡の外観を示す図である。また、図２は、図１の電子内視鏡の先端部の構成を示す図である。
【００３５】
図１に示すように、本実施形態の電子内視鏡１は、被検体の管内に挿入され当該管内を移動する管内移動体である挿入部１０と、挿入部１０の基端部分に連設された操作部１２とを備えて構成される。
【００３６】
挿入部１０の先端に連設された先端部１０ａには、被検体内の被観察部位の像光を取り込むための対物レンズと像光を撮像する撮像素子（いずれも図示せず）が内蔵されている。撮像素子により取得された被検体内の画像は、ユニバーサルコード１４に接続されたプロセッサ装置のモニタ（いずれも図示せず）に内視鏡画像として表示される。
【００３７】
また、先端部１０ａには、被観察部位に光源装置（図示せず）からの照明光を照射するための照明窓や、鉗子口１６と連通した鉗子出口、送気・送水ボタン１２ａを操作することによって、対物レンズを保護する観察窓の汚れを落とすための洗浄水やエアーが噴射されるノズルなどが設けられている。
【００３８】
先端部１０ａの後方には、複数の湾曲駒を連結した湾曲部１０ｂが設けられている。湾曲部１０ｂは、操作部１２に設けられたアングルノブ１２ｂが操作されて、挿入部１０内に挿設されたワイヤが押し引きされることにより、上下左右方向に湾曲動作する。これにより、先端部１０ａが被検体内の所望の方向に向けられる。
【００３９】
湾曲部１０ｂの後方には、可撓性を有する軟性部１０ｃが設けられている。軟性部１０ｃは、先端部１０ａが被観察部位に到達可能なように、且つ術者が操作部１２を把持して操作する際に支障を来さない程度に患者との距離を保つために、１〜数ｍの長さを有する。
【００４０】
先端部１０ａには、その進行方向の前方側（図２の右側）から順に、第１駆動バルーン４２、係止バルーン４４、及び第２駆動バルーン４６の３つのバルーンが並べて配置されており、さらにこれらの後方には保持バルーン２３が所定の間隔をおいて配置されている。
【００４１】
尚、第１及び第２駆動バルーン４２、４６は、膨張時であっても管壁の内壁面に係止した状態とならないように構成されている。
【００４２】
また、後述する推進動作では、係止バルーン４４及び保持バルーン２３の少なくとも一方が膨張して管壁に当接して係止されるようになっている。
【００４３】
第１及び第２駆動バルーン４２、４６、係止バルーン４４、及び保持バルーン２３は、主に膨張収縮自在なラテックスゴムからなり、各バルーン内の圧力を制御するバルーン制御装置１８にそれぞれ接続されている。
【００４４】
図２に示すように、先端部１０ａの内部には、第１駆動バルーン４２に連通し気体が送られる送気管４８と、係止バルーン４４に連通し気体が送られる送気管５０と、第２駆動バルーン４６に連通し気体が送られる送気管５２と、保持バルーン２３に連通し気体が送られる送気管２７とが設けられている。これら送気管４８、５０、５２、２７は、湾曲部１０ｂ、軟性部１０ｃ、及びユニバーサルコード１４の内部を通って前述のバルーン制御装置１８に接続されている。
【００４５】
尚、先端部１０ａにおいて第１及び第２駆動バルーン４２、４６と係止バルーン４４は互いに隣接して配置され、挿入部１０の周方向全体に形成される。第１及び第２駆動バルーン４２、４６、係止バルーン４４、保持バルーン２３は、挿入部１０の周方向に一様な形状（軸対称な形状）に構成されていることが好ましいが、これに限定されず、挿入部１０の周方向に一様ではない形状（非軸対称な形状）であってもよい。
【００４６】
また、第１及び第２駆動バルーン４２、４６と係止バルーン４４、保持バルーン２３が挿入部１０の先端部１０ａに配置された構成となっているが、これに限らず、湾曲部１０ｂや軟性部１０ｃに配置されていてもよい。
【００４７】
また、少なくとも係止バルーン４４と第１駆動バルーン４２、係止バルーン４４と第２駆動バルーン４６は、互いに形状が異なることが好ましい。
【００４８】
また、図２に示すように係止バルーン４４が収縮時に第１駆動バルーン４２や第２駆動バルーン４６に必ずしも覆い被さっている必要はなく、後述するように、少なくとも係止バルーン４４が膨張して腸壁４０（図５又は図７参照）を係止した時に、係止バルーン４４が第１駆動バルーン４２や第２駆動バルーン４６に覆い被さっていればよい。
【００４９】
上記のように構成された電子内視鏡１で、例えば、大腸や小腸のように複雑に屈曲した管路の内壁面を観察する場合には、第１及び第２駆動バルーン４２、４６、係止バルーン４４及び保持バルーン２３が収縮した状態で挿入部１０を被検体内に挿入し、光源装置を点灯して被検体内を照明しながら、撮像素子により得られる内視鏡画像をモニタで観察する。
【００５０】
術者が先端部１０ａを例えば肛門より大腸等の管腔路に挿入し、先端部１０ａが管路内の所定位置に到達すると、術者がバルーン制御装置１８を操作することにより第１及び第２駆動バルーン４２、４６と係止バルーン４４及び保持バルーン２３の膨張・収縮を制御して、管腔路の内壁面に押圧力を作用させる。これにより、管腔路の内壁面が手繰り寄せられ、挿入部１０が管腔路の内壁面に対し相対的に進行方向の前方または後方に推進する。
【００５１】
尚、推進動作のフローの詳しい説明は後述する。また、以下の説明において、先端部１０ａが進行方向の前方に推進する動作を正進動作とし、先端部１０ａが進行方向の後方に推進する動作を逆進動作とする。
【００５２】
図３は、図１のバルーン制御装置１８のブロック構成図である。図３に示すように、バルーン制御装置１８は、吸引ポンプ３４、供給ポンプ３６、圧力制御部３２、及びバルブ開閉制御部３０を備えて構成される。
【００５３】
バルーン制御装置１８は、第１及び第２駆動バルーン４２、４６、係止バルーン４４、及び保持バルーン２３を個々に独立して内圧が調整できる構造となっており、バルブ開閉制御部３０と圧力制御部３２を介して、吸引ポンプ３４及び供給ポンプ３６が第１及び第２駆動バルーン４２、４６、係止バルーン４４、及び保持バルーン２３に接続されている。
【００５４】
バルーン制御装置１８は、後述する推進動作のフローに従った処理を実行し、バルブ開閉制御部３０によって各バルーンに接続されたバルブ（不図示）の開閉を制御し、圧力制御部３２によって吸引ポンプ３４と供給ポンプ３６を制御する。
【００５５】
次に、電子内視鏡１の先端部１０ａの推進動作について説明する。
【００５６】
図４は、推進動作における正進動作のタイミングチャートを示した図である。また、図５は、図４の正進動作のタイミングチャートに対応させた各バルーンの膨張及び収縮の様子を示した概略断面図である。
【００５７】
図４のタイミングチャートの開始時（即ち、図４の工程Ａが開始される時点）には、電子内視鏡１の先端部１０ａが測定対象（例えば大腸）内に挿入された状態において、第２駆動バルーン４６と係止バルーン４４が共に収縮し、且つ、第１駆動バルーン４２が膨張した状態であり、さらに保持バルーン２３が膨張して腸壁４０に係止した状態になっているものとする。
【００５８】
まず、上記状態から、第１駆動バルーン４２から気体を吸引して収縮させると共に、第２駆動バルーン４６に気体を充填して膨張させる（図４の工程Ａ）。この第２駆動バルーン４６の膨張によって、図５（Ａ）に示すように、係止バルーン４４は第１駆動バルーン４２側に押し出され、収縮した第１駆動バルーン４２に覆い被さる状態になる。
【００５９】
次に、係止バルーン４４に気体を充填して膨張させて、係止バルーン４４を腸壁４０に係止させる（図４の工程Ｂ）。これによって、図５（Ｂ）に示すように、保持バルーン２３と共に係止バルーン４４が腸壁４０に係止した状態となる。
【００６０】
尚、以下では、係止バルーン４４が膨張して腸壁４０に接触している状態のとき、係止バルーン４４の表面のうち、腸壁４０に接触していない部分（即ち、挿入部１０と腸壁４０の間を埋める部分）を第１の部分といい、腸壁４０に接触している部分を第２の部分ということにする。
【００６１】
次に、係止バルーン４４を膨張させた状態を保持すると共に、保持バルーン２３から気体を吸引して収縮させる（図４の工程Ｃ）。これによって、図５（Ｃ）に示すように、係止バルーン４４のみが腸壁４０に係止した状態となる。
【００６２】
続いて、係止バルーン４４を腸壁４０に係止させた状態で、第２駆動バルーン４６から気体を吸引して収縮させると共に、第１駆動バルーン４２に気体を充填して膨張させる（図４の工程Ｄ）。これによって、図５（Ｄ）に示すように、係止バルーン４４は、第１駆動バルーン４２の膨張により先端部１０ａの進行方向の後方に向かってその表面が順々に繰り出されるように徐々に押圧されていく。
【００６３】
換言すれば、係止バルーン４４の表面における第１の部分（腸壁４０に接触していない部分）の前方側（先端部１０ａの進行方向の前方側；図中の右側）は、第１駆動バルーン４２の膨張による押圧力によって、腸壁４０に接触して第２の部分（腸壁４０に接触している部分）へと徐々に遷移する。これにより、係止バルーン４４は、腸壁４０に対し先端部１０ａの進行方向の後方（図５（Ｄ）の黒矢印）に向かって押圧力を与える。
【００６４】
即ち、係止バルーン４４がいわゆるキャタピラ（登録商標）のように（無限軌道のように）、腸壁４０を当接しながら先端部１０ａの進行方向の後方に向かって繰り出される。
【００６５】
そのため、腸壁４０は先端部１０ａの進行方向の後方に手繰り寄せられる。従って、図５（Ｄ）の白矢印のように、電子内視鏡１の先端部１０ａは腸壁４０に対し相対的に進行方向の前方に推進（正進）する。
【００６６】
本実施形態に係る正進動作では、第１駆動バルーン４２の膨張速度は第２駆動バルーン４６の膨張速度よりも相対的に遅くなるように制御が行われる。
【００６７】
具体的には、図４の工程Ｄにおいて、膨張して腸壁４０を係止状態にある係止バルーン４４を進行方向の後方（図５の左側）に押し出すときに駆動される第１駆動バルーン４２の膨張速度が相対的に遅くなるように制御される一方で、図４の工程Ａにおいて、収縮して腸壁４０に対する係止状態が解除された係止バルーン４４を進行方向の前方（図５の右側）に押し出すときに駆動される第２駆動バルーン４６の膨張速度が相対的に速くなるように制御が行われる。第１駆動バルーン４２の膨張速度は第２駆動バルーン４６の膨張速度の１／２以下に設定されることが好ましい。
【００６８】
図４に示した例では、工程Ｄにかかる所要時間（即ち、第１駆動バルーン４２が収縮状態から膨張状態に遷移する時間）は例えば２〜４秒となっており、工程Ａにかかる所要時間（即ち、第２駆動バルーン４６が収縮状態から膨張状態に遷移する時間）の約２．５倍に設定されている。
【００６９】
このように第１駆動バルーン４２の膨張速度が第２駆動バルーン４６の膨張速度よりも相対的に遅くなるように制御することによって、推進時（即ち、第１駆動バルーン４２の膨張時）に、第１駆動バルーン４２の膨張変形が係止バルーン４４の内側への変形で吸収されることなく、第１駆動バルーン４２から係止バルーン４４に対して押圧力が確実に伝達されるようになる。その結果、係止バルーン４４を先端部１０ａに対する固着部を中心にして先端部１０ａの進行方向の前方から後方に向かって十分に回転移動させることができ、推進動作の高速化を図りつつ、先端部１０ａを効率的に推進させることが可能となる。
【００７０】
尚、正進動作において、第２駆動バルーン４６を膨張させるときには係止バルーン４４は収縮して腸壁４０に対する係止状態が解除された状態となっており、第１駆動バルーン４２を膨張させたときのような問題は起こらないため、第２駆動バルーン４６の膨張速度を第１駆動バルーン４２の膨張速度よりも相対的に速くすることが可能である。
【００７１】
このようにして第１駆動バルーン４２を膨張させた後、第１駆動バルーン４２及び係止バルーン４４を膨張させた状態を保持すると共に、保持バルーン２３を膨張させる（図４の工程Ｅ）。これによって、図５（Ｅ）に示すように、係止バルーン４４と共に保持バルーン２３が腸壁４０に係止した状態となる。
【００７２】
そして、第１駆動バルーン４２及び保持バルーン２３を膨張させた状態を保持し、係止バルーン４４を収縮させる（図４の工程Ｆ）。これによって、図５（Ｆ）に示すように、保持バルーン２３のみが腸壁４０に係止した状態となる。また、係止バルーン４４は第２駆動バルーン４６に覆い被さった状態となる。
【００７３】
以降、正進動作を継続する場合には、図４の工程Ａ〜工程Ｆを繰り返す。
【００７４】
図６は、推進動作における逆進動作のタイミングチャートを示した図である。また、図７は、図６の逆進動作のタイミングチャートに対応させた各バルーンの膨張及び収縮の様子を示した概略断面図である。
【００７５】
図６のタイミングチャートの開始時（即ち、図６の工程Ａが開始される時点）には、上述した正進動作の開始時（即ち、図４の工程Ａが開始される時点）と同様に、電子内視鏡１の先端部１０ａが測定対象（例えば大腸）内に挿入された状態において、第１駆動バルーン４２と係止バルーン４４が共に収縮し、且つ、第２駆動バルーン４６が膨張した状態であり、さらに保持バルーン２３が膨張して腸壁４０に係止した状態になっているものとする。
【００７６】
まず、上記状態から、第２駆動バルーン４６から気体を吸引して収縮させると共に、第１駆動バルーン４２に気体を充填して膨張させる（図６の工程Ａ）。この第１駆動バルーン４２の膨張によって、図７（Ａ）に示すように、係止バルーン４４は第２駆動バルーン４６側に押し出され、収縮した第２駆動バルーン４６に覆い被さる状態になる。
【００７７】
次に、係止バルーン４４に気体を充填して膨張させて、係止バルーン４４を腸壁４０に係止させる（図６の工程Ｂ）。これによって、図７（Ｂ）に示すように、保持バルーン２３と共に係止バルーン４４が腸壁４０に係止した状態となる。
【００７８】
次に、係止バルーン４４を膨張させた状態を保持すると共に、保持バルーン２３から気体を吸引して収縮させる（図６の工程Ｃ）。これによって、図７（Ｃ）に示すように、係止バルーン４４のみが腸壁４０に係止した状態となる。
【００７９】
続いて、係止バルーン４４を腸壁４０に係止させた状態で、第１駆動バルーン４２から気体を吸引して収縮させると共に、第２駆動バルーン４６に気体を充填して膨張させる（図６の工程Ｄ）。これによって、図７（Ｄ）に示すように、係止バルーン４４は、第２駆動バルーン４６の膨張により先端部１０ａの進行方向の前方に向かってその表面が順々に繰り出されるように徐々に押圧されていく。
【００８０】
換言すれば、係止バルーン４４の表面における第１の部分（腸壁４０に接触していない部分）の後方側（先端部１０ａの進行方向の後方側；図中の左側）は、第２駆動バルーン４６の膨張による押圧力によって、腸壁４０に接触して第２の部分（腸壁４０に接触している部分）へと徐々に遷移する。これにより、係止バルーン４４は、腸壁４０に対し先端部１０ａの進行方向の前方（図７（Ｄ）の黒矢印）に向かって押圧力を与える。
【００８１】
即ち、係止バルーン４４がいわゆるキャタピラ（登録商標）のように（無限軌道のように）、腸壁４０を当接しながら先端部１０ａの進行方向の前方に向かって繰り出される。
【００８２】
そのため、腸壁４０は先端部１０ａの進行方向の前方に手繰り寄せられる。従って、図７（Ｄ）の白矢印のように、電子内視鏡１の先端部１０ａは腸壁４０に対し相対的に進行方向の後方に推進（逆進）する。
【００８３】
本実施形態に係る逆進動作では、第２駆動バルーン４６の膨張速度は第１駆動バルーン４２の膨張速度よりも相対的に遅くなるように制御が行われる。
【００８４】
具体的には、図６の工程Ｄにおいて、膨張して腸壁４０を係止状態にある係止バルーン４４を進行方向の前方（図７の右側）に押し出すときに駆動される第２駆動バルーン４６の膨張速度が相対的に遅くなるように制御される一方で、図６の工程Ａにおいて、収縮して腸壁４０に対する係止状態が解除された係止バルーン４４を進行方向の後方（図７の左側）に押し出すときに駆動される第１駆動バルーン４２の膨張速度が相対的に速くなるように制御が行われる。第２駆動バルーン４６の膨張速度は第１駆動バルーン４２の膨張速度の１／２以下に設定されることが好ましい。
【００８５】
図６に示した例では、工程Ｄにかかる時間（即ち、第２駆動バルーン４６が収縮状態から膨張状態に遷移する時間）は例えば２〜４秒となっており、工程Ａにかかる所要時間（即ち、第１駆動バルーン４２が収縮状態から膨張状態に遷移する時間）の約２．５倍に設定されている。
【００８６】
このように第２駆動バルーン４６の膨張速度が第１駆動バルーン４２の膨張速度よりも相対的に遅くなるように制御することによって、推進時（即ち、第２駆動バルーン４６の膨張時）に、第２駆動バルーン４６の膨張変形が係止バルーン４４の内側への変形で吸収されることなく、第２駆動バルーン４６から係止バルーン４４に対して押圧力が確実に伝達されるようになる。その結果、係止バルーン４４を先端部１０ａに対する固着部を中心にして先端部１０ａの進行方向の後方から前方に向かって十分に回転移動させることができ、推進動作の高速化を図りつつ、先端部１０ａを効率的に推進させることが可能となる。
【００８７】
尚、逆進動作において、第１駆動バルーン４２を膨張させるときには係止バルーン４４は収縮して腸壁４０に対する係止状態が解除された状態となっており、第２駆動バルーン４６を膨張させたときのような問題は起こらないため、第１駆動バルーン４２の膨張速度を第２駆動バルーン４６の膨張速度よりも相対的に速くすることが可能である。
【００８８】
このようにして第２駆動バルーン４６を膨張させた後、第２駆動バルーン４６及び係止バルーン４４を膨張させた状態を保持すると共に、保持バルーン２３を膨張させる（図６の工程Ｅ）。これによって、図７（Ｅ）に示すように、係止バルーン４４と共に保持バルーン２３が腸壁４０に係止した状態となる。
【００８９】
そして、保持バルーン２３を膨張させた状態を保持し、係止バルーン４４を収縮させる（図６の工程Ｆ）。これによって、図７（Ｆ）に示すように、保持バルーン２３のみが腸壁４０に係止した状態となる。
【００９０】
以降、逆進動作を継続する場合には、図６の工程Ａ〜工程Ｆを繰り返す。
【００９１】
尚、本実施形態では、図４及び図６の工程Ｆにおいて、保持バルーン２３を膨張させた状態で係止バルーン４４の収縮と共に、第１又は第２駆動バルーン４２、４６を同時に収縮させているが、これらは必ずしも同時に収縮させる必要はなく、係止バルーン４４を収縮させた後に第１又は第２駆動バルーン４２、４６を収縮させてもよい。
【００９２】
また、第１及び第２駆動バルーン４２、４６と係止バルーン４４のようにバルーンを使用する代わりに、布のような素材により所望の形状や大きさに膨張収縮が可能な膨張収縮部材を使用してもよい。
【００９３】
また、第１及び第２駆動バルーン４２、４６と係止バルーン４４とから成るバルーンユニットを複数個所に設けてもよい。
【００９４】
第１の実施形態によれば、バルーン制御装置１８による第１及び第２駆動バルーン４２、４６の膨張・収縮を制御する際、第１及び第２駆動バルーン４２、４６のうち、膨張して腸壁４０を係止状態にある係止バルーン４４を反対側に押し出すときに駆動される駆動バルーンの膨張速度が、収縮して腸壁４０に対する係止状態が解除された係止バルーン４４を反対側に押し出すときに駆動される駆動バルーンの膨張速度よりも相対的に遅くなるように制御が行われる。これにより、推進時に、第１又は第２駆動バルーン４２、４６の膨張変形が係止バルーン４４の内側への変形で吸収されることなく、第１又は第２駆動バルーン４２、４６から係止バルーン４４に対して押圧力が確実に伝達されるようになる。その結果、係止バルーン４４を十分に回転させることができ、推進動作の高速化を図りつつ、先端部１０ａを効率的に推進させることが可能となる。
【００９５】
また、本実施形態では、係止バルーン４４及び保持バルーン２３の少なくとも一方を腸壁４０に係止させた状態で推進動作が行われるので、腸管の復元力により手繰り寄せた腸管内壁が元に戻ることなく、確実に、腸管に対して係止力を発生させて腸壁４０に係止させ、かつ推進力を発生させるので、挿入部１０を腸壁４０に対し相対的に移動させることができる。
【００９６】
尚、本実施形態では、先端部１０ａの進行方向の前方より第１駆動バルーン４２、係止バルーン４４、第２駆動バルーン４６、保持バルーン２３の順序で配設された構成例を示したが、これらの配設順序は本例に限らず、進行方向の前方より保持バルーン２３、第１駆動バルーン４２、係止バルーン４４、第２駆動バルーン４６であってもよい。
【００９７】
また、前記のような正進動作と逆進動作を適宜組み合わせて行うことにより、先端部１０ａを進行方向の前後に移動させることができる。
【００９８】
〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。以下、第１の実施形態と共通する部分については説明を省略し、本実施形態の特徴的な部分を中心に説明する。
【００９９】
第１の実施形態では、例えば正進動作の場合、第２駆動バルーン４６を膨張させることによって、係止バルーン４４が第２駆動バルーン４６に覆い被さった状態（図５（Ｆ））から第１駆動バルーン４２に覆い被さった状態（図５（Ａ））に変化させている。このとき、係止バルーン４４は内圧０［Ｐａ］に完全に収縮した状態（完全収縮状態）となっているため、第２駆動バルーン４６の膨張時に、係止バルーン４４が自身で巻き付きを起こしたり、第２駆動バルーン４６の表面に巻き付いた状態となってしまい、係止バルーン４４が第１駆動バルーン４２に覆い被さった状態（図５（Ａ））とならない場合が考えられる。このような場合が起こると、係止バルーン４４を適切な位置で再膨張させることができなくなり、推進ロスが大きくなってしまう。
【０１００】
そこで第２の実施形態では、第１の実施形態に潜在する問題点を改善すべく、係止バルーン４４を内圧０［Ｐａ］の完全収縮状態にすることなく、少なくとも内圧が所定の圧力以上となるように常に膨張させた状態で係止バルーン４４の膨張・収縮を制御することによって、係止バルーン４４が巻き付きを起こすことなく、係止バルーン４４が適切な位置で再膨張できるようにする。
【０１０１】
図８は、第２実施形態に係る正進動作のタイムチャートを示した図である。また、図９は、図８の正進動作のタイミングチャートに対応させた各バルーンの膨張及び収縮の様子を示した概略断面図である。
【０１０２】
第２の実施形態では、先端部１０ａに設けられた複数のバルーン４２、４４、４６、２３のうち、第１及び第２駆動バルーン４２、４６と保持バルーン２３は第１の実施形態と同様にして制御が行われる一方で、係止バルーン４４は第１の実施形態とは異なる制御が行われる。
【０１０３】
具体的には、図８に示すように、係止バルーン４４は、内圧０［Ｐａ］の完全に収縮した状態（完全収縮状態）になることなく、内圧Ｐmin［Ｐａ］の低圧膨張状態と内圧Ｐmax［Ｐａ］の高圧膨張状態との間で膨張・収縮を繰り返すように制御が行われる（但し、０＜Ｐmin＜Ｐmaxとする。）。
【０１０４】
より詳しく説明すると、係止バルーン４４は、図８の工程Ａでは低圧膨張状態となっており、次の工程Ｂで低圧膨張状態から高圧膨張状態に変化し、工程Ｃが開始されて工程Ｅが終了するまでの間は高圧膨張状態が維持される。そして、工程Ｆで高圧膨張状態から低圧膨張状態に変化して、工程Ａが開始される時点の状態に戻る。以後、工程Ａ〜工程Ｆが順次繰り返し実行される。
【０１０５】
係止バルーン４４が低圧膨張状態であるときの内圧Ｐmin［Ｐａ］としては、係止バルーン４４が腸壁４０に接触しないか、又は、腸壁４０に接触しても腸壁４０との間に係止力を発生させない程度の膨張径となるような圧力が設定される。一方、係止バルーン４４が高圧膨張状態であるときの内圧Ｐmax［Ｐａ］としては、係止バルーン４４が腸壁４０に接触して腸壁４０との間に十分な係止力を発生させる程度の膨張径となるような圧力が設定される。
【０１０６】
本実施形態においては、係止バルーン４４が低圧膨張状態であるときの内圧Ｐmin［Ｐａ］としては、次式 ０＜Ｐmin≦３×１０3（より好ましくは、０＜Ｐmin≦２×１０3）を満足する範囲内に設定されることが好ましく、例えば係止バルーン４４の内圧Ｐminは２×１０3［Ｐａ］に設定された状態で制御が行われる。
【０１０７】
本実施形態においては、第１駆動バルーン４２に比べて第２駆動バルーン４６の膨張量を小さくすることも可能である。図８の工程Ａでは、第２駆動バルーン４６を膨張させるときには係止バルーン４４は低圧膨張状態となっている。このときの係止バルーン４４の膨張量は少なく、腸壁４０に係止していないため、第２駆動バルーン４６を膨張させたときに係止バルーン４４から与えられる反発力（戻り力）は、図８の工程Ｄにおいて第１駆動バルーン４２を駆動させたときに係止バルーン４４から与えられる反発力よりも小さい。従って、第１駆動バルーン４２に比べて第２駆動バルーン４６の膨張量を小さくしても、係止バルーン４４を容易に第１駆動バルーン４２側に押し出すことができ、係止バルーン４４を第１駆動バルーン４２に覆い被さった状態とすることができる。
【０１０８】
尚、第２の実施形態に係る逆進動作については、図８に示したタイムチャートにおいて第１駆動バルーン４２と第２駆動バルーン４６の制御シーケンスが相互に入れ替わる点以外は同様であるので、ここでは重複を避けるため説明を省略する。
【０１０９】
第２の実施形態によれば、係止バルーン４４は、内圧Ｐmin［Ｐａ］の低圧膨張状態と内圧Ｐmax［Ｐａ］の高圧膨張状態との間で膨張・収縮を繰り返すように制御が行われる。即ち、係止バルーン４４の内圧が少なくとも所定の圧力（Ｐmin［Ｐａ］）以上となるように常に膨張させた状態で係止バルーン４４の内圧が制御される。
【０１１０】
これにより、第１及び第２駆動バルーン４２、４６のうち、一方の駆動バルーン（低圧膨張状態にある係止バルーン４４が覆い被さっている方の駆動バルーン）を膨張させたとき、低圧膨張状態にある係止バルーン４４は、自身で巻き付きを起こすことなく、駆動バルーンから与えられる押圧力によって先端部１０ａの進行方向の前方又は後方に先端部１０ａに対する固着部を中心として回転移動し、他方の駆動バルーンに全体的に覆い被さった状態となる。その結果、係止バルーン４４を適切に再膨張させることが可能となり、推進ロスを生じることなく、先端部１０ａを腸壁４０に対して効率良く推進させることが可能となる。
【０１１１】
また、第１の実施形態と同様に、第１及び第２駆動バルーン４２、４６の膨張速度が相対的に異なるように制御が行われるので、推進時に第１又は第２駆動バルーン４２、４６の膨張変形が係止バルーン４４の内側への変形で吸収されることなく、第１又は第２駆動バルーン４２、４６から係止バルーン４４に対して押圧力が確実に伝達されるようになる。その結果、係止バルーン４４を十分に回転させることができ、推進動作の高速化を図りつつ、先端部１０ａを効率的に推進させることが可能となる。
【０１１２】
〔第３の実施形態〕
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。以下、第１又は第２の実施形態と共通する部分については説明を省略し、本実施形態の特徴的な部分を中心に説明する。
【０１１３】
図１０は、第３実施形態に係る正進動作のタイムチャートを示した図である。また、図１１は、図１０の正進動作のタイミングチャートに対応させた各バルーンの膨張及び収縮の様子を示した概略断面図である。
【０１１４】
第３の実施形態では、係止バルーン４４の制御が一部異なる点以外は、第２の実施形態と同様の制御が行われる。
【０１１５】
具体的には、図１０の工程Ｆにおいて、係止バルーン４４を内圧Ｐmax［Ｐａ］の高圧膨張状態（図１１（Ｅ））から内圧０［Ｐａ］の完全収縮状態（図１１（Ｆ））に一旦変化させてから内圧Ｐmin［Ｐａ］の低圧膨張状態（図１１（Ｇ））に変化させている。
【０１１６】
より詳しく説明すると、図３に示したバルーン制御装置１８は、バルブ開閉制御部３０を制御して係止バルーン４４に対応するバルブを開状態にした後、吸引ポンプ３４を駆動して係止バルーン４４から気体を吸引して、係止バルーン４４を完全収縮状態にする。そして、吸引ポンプ３４の駆動を停止した後、供給ポンプ３６を駆動して完全収縮状態となった係止バルーン４４に所定体積の気体を一定時間供給して（少量送気）して、係止バルーン４４を低圧膨張状態にしている。
【０１１７】
このときの係止バルーン４４に対する気体の送気量としては、係止バルーン４４が高圧膨張状態（即ち、腸壁４０に係止している状態）となっているときの体積の１０分の１以下の体積であることが好ましい。
【０１１８】
このように係止バルーン４４を完全収縮状態にした後に所定体積の気体を一定時間供給する方式（少量送気方式）によれば、係止バルーン４４を高圧膨張状態から低圧膨張状態に直接変化させる態様（第２の実施形態）に比べて、係止バルーン４４に対する制御が簡便となり、制御時間を短縮することが可能となる。
【０１１９】
尚、第３の実施形態に係る逆進動作については、図１０に示したタイムチャートにおいて第１駆動バルーン４２と第２駆動バルーン４６の制御シーケンスが相互に入れ替わる点以外は同様であるので、ここでは重複を避けるため説明を省略する。
【０１２０】
第３の実施形態によれば、上述した第１及び第２の実施形態と同様の効果が得られると共に、係止バルーン４４を高圧膨張状態から低圧膨張状態に直接変化させることなく、完全収縮状態を経てから行われるので、係止バルーン４４に対する制御が簡便となり、制御時間の短縮によって推進動作の高速化が可能となる。
【０１２１】
尚、上述した各実施形態では、電子内視鏡１の挿入部１０に直接バルーンを取り付けた例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されず、挿入部１０が挿入固定される筒体（オーバーチューブ）の先端に複数のバルーンが並設される場合についても同様に適用することが可能である。
【０１２２】
以上、本発明の管内移動体用アクチュエータ、内視鏡、及び管内移動体用アクチュエータの制御方法について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。
【符号の説明】
【０１２３】
１…電子内視鏡、１０…挿入部、１０ａ…先端部、１８…バルーン制御装置、２３…保持バルーン、４２…第１駆動バルーン、４４…係止バルーン、４６…第２駆動バルーン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
管内に挿入される管内移動体に固定され、膨張時に前記管内の管壁に係止した状態となるように構成される第１の膨張収縮部材と、
前記第１の膨張収縮部材の前記管内移動体の移動方向の前後に並べて配置された状態で前記管内移動体に固定され、膨張時に前記管壁に係止した状態とならないように構成されると共に前記第１の膨張収縮部材に押圧力を付与する第２及び第３の膨張収縮部材と、
前記第１の膨張収縮部材、前記第２の膨張収縮部材、及び前記第３の膨張収縮部材の膨張及び収縮を制御することにより、前記管内移動体を前記管壁に対して相対的に移動させる制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記第１の膨張収縮部材が前記管壁に係止した状態であるときには前記第２の膨張収縮部材を膨張させる一方で、前記第１の膨張収縮部材が前記管壁に係止した状態でないときには前記第３の膨張収縮部材を膨張させるように制御を行う手段であって、前記第２の膨張収縮部材の膨張速度が前記第３の膨張収縮部材の膨張速度よりも相対的に遅くなるように制御する手段であることを特徴とする管内移動体用アクチュエータ。
【請求項２】
前記制御手段は、前記第２の膨張収縮部材の膨張速度が前記第３の膨張収縮部材の膨張速度の１／２以下となるように制御することを特徴とする請求項１に記載の管内移動体用アクチュエータ。
【請求項３】
前記制御手段は、前記第１の膨張収縮部材が前記管壁に係止した状態であるときには、前記第１の膨張収縮部材を内圧Ｐmax［Ｐａ］の高圧膨張状態にすると共に、前記第１の膨張収縮部材が前記管壁に係止した状態でないときには、前記第１の膨張収縮部材を内圧Ｐmin［Ｐａ］（但し、０＜Ｐmin＜Ｐmaxとする。）の低圧膨張状態にすることを特徴とする請求項１又は２に記載の管内移動体用アクチュエータ。
【請求項４】
前記制御手段は、前記第３の膨張収縮部材を膨張させるときには、前記第１の膨張収縮部材が前記低圧膨張状態となるように制御することを特徴とする請求項３に記載の管内移動体用アクチュエータ。
【請求項５】
前記制御手段は、前記第１の膨張収縮部材を前記高圧膨張状態から前記低圧膨張状態に変化させる際、前記第１の膨張収縮部材を前記高圧膨張状態から内圧０［Ｐａ］の完全収縮状態に一旦変化させた後に前記低圧膨張状態に変化させるように制御することを特徴とする請求項３又は４に記載の管内移動体用アクチュエータ。
【請求項６】
前記低圧膨張状態であるときの前記第１の膨張収縮部材の内圧Ｐmin［Ｐａ］は、次式
０＜Ｐmin＜３×１０3
を満たすことを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１項に記載の管内移動体用アクチュエータ。
【請求項７】
前記管内移動体に固定され、膨張時に前記管内の管壁に係止した状態となるように構成される第４の膨張収縮部材を更に備え、
前記制御手段は、前記第４の膨張収縮部材の膨張及び収縮を制御することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の管内移動体用アクチュエータ。
【請求項８】
前記制御手段は、前記第１の膨張収縮部材及び前記第４の膨張収縮部材の少なくとも一方が前記管壁に係止した状態となるように、前記第１の膨張収縮部材及び前記第４の膨張収縮部材の膨張及び収縮を制御することを特徴とする請求項７に記載の管内移動体用アクチュエータ。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の管内移動体用アクチュエータを備えることを特徴とする内視鏡。
【請求項１０】
管内に挿入される管内移動体に固定され、膨張時に前記管内の管壁に係止した状態となるように構成される第１の膨張収縮部材と、
前記第１の膨張収縮部材の前記管内移動体の移動方向の前後に並べて配置された状態で前記管内移動体に固定され、膨張時に前記管壁に係止した状態とならないように構成されると共に前記第１の膨張収縮部材に押圧力を付与する第２及び第３の膨張収縮部材と、を備え、
前記第１の膨張収縮部材、前記第２の膨張収縮部材、及び前記第３の膨張収縮部材の膨張及び収縮を制御することにより、前記管内移動体を前記管壁に対して相対的に移動させる管内移動体用アクチュエータの制御方法であって、
前記第１の膨張収縮部材が前記管壁に係止した状態であるときには前記第２の膨張収縮部材を膨張させる一方で、前記第１の膨張収縮部材が前記管壁に係止した状態でないときには前記第３の膨張収縮部材を膨張させるように制御を行い、
前記第２の膨張収縮部材の膨張速度が前記第３の膨張収縮部材の膨張速度よりも相対的に遅くなるように制御することを特徴とする管内移動体用アクチュエータの制御方法。
【請求項１】
管内に挿入される管内移動体に固定され、膨張時に前記管内の管壁に係止した状態となるように構成される第１の膨張収縮部材と、
前記第１の膨張収縮部材の前記管内移動体の移動方向の前後に並べて配置された状態で前記管内移動体に固定され、膨張時に前記管壁に係止した状態とならないように構成されると共に前記第１の膨張収縮部材に押圧力を付与する第２及び第３の膨張収縮部材と、
前記第１の膨張収縮部材、前記第２の膨張収縮部材、及び前記第３の膨張収縮部材の膨張及び収縮を制御することにより、前記管内移動体を前記管壁に対して相対的に移動させる制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記第１の膨張収縮部材が前記管壁に係止した状態であるときには前記第２の膨張収縮部材を膨張させる一方で、前記第１の膨張収縮部材が前記管壁に係止した状態でないときには前記第３の膨張収縮部材を膨張させるように制御を行う手段であって、前記第２の膨張収縮部材の膨張速度が前記第３の膨張収縮部材の膨張速度よりも相対的に遅くなるように制御する手段であることを特徴とする管内移動体用アクチュエータ。
【請求項２】
前記制御手段は、前記第２の膨張収縮部材の膨張速度が前記第３の膨張収縮部材の膨張速度の１／２以下となるように制御することを特徴とする請求項１に記載の管内移動体用アクチュエータ。
【請求項３】
前記制御手段は、前記第１の膨張収縮部材が前記管壁に係止した状態であるときには、前記第１の膨張収縮部材を内圧Ｐmax［Ｐａ］の高圧膨張状態にすると共に、前記第１の膨張収縮部材が前記管壁に係止した状態でないときには、前記第１の膨張収縮部材を内圧Ｐmin［Ｐａ］（但し、０＜Ｐmin＜Ｐmaxとする。）の低圧膨張状態にすることを特徴とする請求項１又は２に記載の管内移動体用アクチュエータ。
【請求項４】
前記制御手段は、前記第３の膨張収縮部材を膨張させるときには、前記第１の膨張収縮部材が前記低圧膨張状態となるように制御することを特徴とする請求項３に記載の管内移動体用アクチュエータ。
【請求項５】
前記制御手段は、前記第１の膨張収縮部材を前記高圧膨張状態から前記低圧膨張状態に変化させる際、前記第１の膨張収縮部材を前記高圧膨張状態から内圧０［Ｐａ］の完全収縮状態に一旦変化させた後に前記低圧膨張状態に変化させるように制御することを特徴とする請求項３又は４に記載の管内移動体用アクチュエータ。
【請求項６】
前記低圧膨張状態であるときの前記第１の膨張収縮部材の内圧Ｐmin［Ｐａ］は、次式
０＜Ｐmin＜３×１０3
を満たすことを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１項に記載の管内移動体用アクチュエータ。
【請求項７】
前記管内移動体に固定され、膨張時に前記管内の管壁に係止した状態となるように構成される第４の膨張収縮部材を更に備え、
前記制御手段は、前記第４の膨張収縮部材の膨張及び収縮を制御することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の管内移動体用アクチュエータ。
【請求項８】
前記制御手段は、前記第１の膨張収縮部材及び前記第４の膨張収縮部材の少なくとも一方が前記管壁に係止した状態となるように、前記第１の膨張収縮部材及び前記第４の膨張収縮部材の膨張及び収縮を制御することを特徴とする請求項７に記載の管内移動体用アクチュエータ。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の管内移動体用アクチュエータを備えることを特徴とする内視鏡。
【請求項１０】
管内に挿入される管内移動体に固定され、膨張時に前記管内の管壁に係止した状態となるように構成される第１の膨張収縮部材と、
前記第１の膨張収縮部材の前記管内移動体の移動方向の前後に並べて配置された状態で前記管内移動体に固定され、膨張時に前記管壁に係止した状態とならないように構成されると共に前記第１の膨張収縮部材に押圧力を付与する第２及び第３の膨張収縮部材と、を備え、
前記第１の膨張収縮部材、前記第２の膨張収縮部材、及び前記第３の膨張収縮部材の膨張及び収縮を制御することにより、前記管内移動体を前記管壁に対して相対的に移動させる管内移動体用アクチュエータの制御方法であって、
前記第１の膨張収縮部材が前記管壁に係止した状態であるときには前記第２の膨張収縮部材を膨張させる一方で、前記第１の膨張収縮部材が前記管壁に係止した状態でないときには前記第３の膨張収縮部材を膨張させるように制御を行い、
前記第２の膨張収縮部材の膨張速度が前記第３の膨張収縮部材の膨張速度よりも相対的に遅くなるように制御することを特徴とする管内移動体用アクチュエータの制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１１−１４７５０３（Ｐ２０１１−１４７５０３Ａ）
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−９２６５（Ｐ２０１０−９２６５）
【出願日】平成２２年１月１９日（２０１０．１．１９）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月１９日（２０１０．１．１９）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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