JP2001292957A - 運動自在の遠位端を備えた内視鏡のシャフト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 所定の曲げ位置に達したときに、充分な柔軟
性と充分な剛性とを保証し、そのうえオペレータに充分
な診断上の操作フィーリングを与える内視鏡の遠位端の
構造を提供することである。 【解決手段】 可動遠位端部と操作デバイスとを備えた
内視鏡シャフトであって、該操作デバイスは操作のため
に内視鏡シャフトを介して遠位端部に接続されている。
当該遠位端部は長手方向に積み重ねられた複数の膨出体
を備えており、該複数の膨出体のうちの２つが互いに直
径方向に設けられて１つの層を形成しており、該１つの
層に直接隣接する他の１つの層の位相が９０度ずれてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は運動し得る遠位端部
と操作デバイスとを備えた内視鏡シャフトに関する。さ
らに詳しくは、当該操作デバイスが内視鏡シャフトを介
して内視鏡シャフトの操作のための当該遠位端部に操作
自在に接続された内視鏡シャフトに関する。

【０００２】

【従来の技術】内視鏡は、とくに身体の管状臓器内の空
洞ないしは内腔を診察するための医療用の器具である。
たとえば医療目的でとくに身体の管状臓器内の空洞ない
しは内腔を診察するための器械である。内視鏡は、とく
に食道、胃、胃から十二指腸、肛門から腸、尿道、膀胱
および尿管を診察するために使用される。内視鏡にはほ
とんどの場合、前端に取り付けられた照明器具と内視鏡
の前方に位置する内腔の領域を視覚的に検知するための
光学系が設けられている。最近まで内視鏡の前端部で検
知された光学的情報は、通常、内視鏡を貫いている光フ
ァイバーによって内視鏡の操作端に伝達され、内視鏡前
端のカメラチップ(camera chip)の挿入と、電気的な画
像の伝達および得られた光学的情報のモニター上での描
写とが現在の先行技術を構成している。

【０００３】そのうえ、内視鏡は、通常、たとえば組織
標本を採取するための鉗子、生検針、加熱したた切開用
ワイヤー、小型のメス等のような様々な作業器具を挿入
し、操作できるのでそのように呼ばれる作用導管(worki
ng conduit)を含んでいる。最後に、一般には、洗浄す
るための流体導管と、内視鏡の先端を様々な方向に屈曲
させるための操作ワイヤとが設けられている。当該操作
ワイヤは、内視鏡シャフト内の個々の導管を経てその前
端ないしは遠位端に向けてガイドされ、該内視鏡シャフ
トの反対方向において１６０度まで三次元的に曲げられ
る。

【０００４】内視鏡はこれまで、圧力に対して剛性をも
つ（pressure-stiff）内視鏡および／または内視鏡シャ
フトを本体から突き出ている内視鏡の部分から身体内へ
押し入れることによって身体内に挿入されていた。内視
鏡のかかる導入方法はとくに結腸鏡の場合には特別に困
難で長い時間がかかるが、それは腸には屈曲部やしばし
ば峡部があるためである。したがって、結腸鏡検査はこ
れまで患者にとって不快な費用が高くつく検査であり、
このため広範に適用することはほとんど考慮に入れられ
ていなかった。さらに、結腸鏡を取り扱えるのは、この
問題に関して経験を積んだ医師に限られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このため、オペレータ
に与えられる診断上の操作フィーリングに関して本質的
な問題を惹起している。すなわち、腸が診断されると
き、遠位端の曲げプロセスのあいだに腸壁が傷つけられ
る危険性がある。そのうえ、診断され、処置されるべき
領域に当該遠位端を正確に位置づけることができなけれ
ばならず、所定の曲げプロセスののち、必用なら、充分
な柔軟性と同時に充分な剛性が要求される。

【０００６】叙上の問題に鑑みて、本発明の目的は、所
定の曲げ位置に達したときに、充分な柔軟性と充分な剛
性とを保証し、そのうえオペレータに充分な診断上の操
作フィーリングを与える内視鏡の遠位端の構造を提供す
ることである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、この目
的は、運動し得る遠位端部と操作デバイスとを備えた内
視鏡シャフトであって、該操作デバイスが内視鏡シャフ
トを介して内視鏡シャフトの操作のための当該遠位端部
に操作自在に接続され、前記遠位端部が、長手方向に積
み重ねられた複数の膨出体を備え、該複数の膨出体のう
ちの２つが互いに直径方向に設けられて１つの層を形成
し、長手方向に直接隣接する前記層の２対の位相が互い
に９０度だけずらされてなることを特徴とする内視鏡シ
ャフトによって達成される。

【０００８】長手方向において個々の膨出体が１つの層
では１２時の方向と６時の方向とに配列され、該１つの
層に隣接する層では３時の方向と９時の方向とに交互に
配列されてなる構成が得られる。この方法では、ベロー
ズが膨張したり、収縮したりするときに、同一の角位置
を有するベローズを同期させて操作することによって意
図された方向への遠位端のベンドオフ（bend-off）を達
成することができ、該遠位端の所定の角位置に達したと
き、前記膨出体がこの位置に固定され、該遠位端の固定
が維持される。

【０００９】本発明の請求項３によって液圧ないしは油
圧または空気圧によって操作し得るベローズとして膨出
体を形成すると、たとえば、単純で、操作の少ない膨張
モードが、たとえば操作者に充分な診断上の操作フィー
リングを与えるハンドポンプの形体における同期して形
成された圧力媒体源によって引き出せるので好ましい。

【００１０】本発明のさらに有利な実施の形態は、他の
従属クレームの主題である。

【００１１】

【発明の実施の形態】添付図面を参照しながら本発明の
実施の形体について、以下に詳細に述べる。

【００１２】図１は本発明の一実施の形態にかかわる内
視鏡の遠位端の概要を示す断面図、図２は図１の遠位端
の上面図、図３は本発明の一実施の形態にかかわる内視
鏡の膨出体の構造を示す説明図、図４は本発明の一実施
の形態にかかわる内視鏡シャフトの可動遠位端を構成し
ている複数の膨出体を示す斜視図である。

【００１３】図１では、本発明の好ましい実施態様にし
たがっている内視鏡シャフトの可動先端部分が略図とし
て示されている。

【００１４】図１から読み取ることができるように、本
発明にしたがっている内視鏡シャフトの可動先端部分１
は長手方向に並列させられたおよび／または積み重ねら
れた複数の本体２、３、４を備えており、各層は相互に
対して直径方向に（ないしは正反対）に配列された２つ
の本体から形成されている。

【００１５】図２は略図として示された可動先端部分の
平面図を示している。したがって、各本体２、３、４は
円周方向に見られる中央部分で膨出体６を形成する半円
形リング状ディスク素子５から構成されている。半円形
リング状ディスク５の２つの各端面では、ディスク５の
厚さの方向に伸長している切り欠き７、７′が好ましく
は半円形で形成されている。半円形リング状ディスク５
は、対向する切り欠き７、７；７′、７′が各端面で２
つの正反対に向合う貫通孔９、９′を限定するようにそ
れの２つの端面８、８′で各層において相互に隣接して
配列されている。

【００１６】さらに図１から読み取ることができるよう
に、先端部分の長手方向において直接に隣接する対の本
体はさらに位置が９０度ずれている。これによって膨出
体６は１つの層に関して３時と６時の位置に、および各
々隣の層上では１２時と６時の位置に交互に配列されて
いる。

【００１７】本実施の形態によれば、膨出体６は空気圧
または液圧（たとえば油圧）により作動させることので
きる伸縮ベローズとして形成される。あるいはまた、も
ちろん膨出体６を圧電素子として形成することも可能で
ある。

【００１８】伸縮ベローズの場合における膨出体６は、
可動先端部の旋回および／またはベンドオフ機構を形成
する。このために、同一の角位置を有するすべてのベロ
ーズ、すなわち１２時の位置、３時の位置、６時の位置
および９時の位置にあるベローズは相互に結合されてい
る。この結合は、機械的および液圧（油圧）および／ま
たは空気圧の両方で同一屈曲位置を有する２個の長手方
向に離間したベローズを接続するダクト１０から構成さ
れ、これらの複数のダクト１０はそれらの間に取り付け
られた対の本体の貫通孔９、９′を通って伸長してい
る。その結果、個々の層がバラバラになるのを防止する
ために、液圧（油圧）および／または空気圧による流体
連絡並びに機械的結合が複数のダクト１０によって作り
出される。

【００１９】図１によれば、ベローズは主として半円形
リング状ディスク５の対向する扁平な側に用意されてお
り、それを通ってリング状ディスク５が伸長している貫
通孔１１によって相互に液体連絡（ないしは連通）して
いる。

【００２０】図２から明らかであるるように、各層につ
いて全可動先端部分１に沿って伸長していて外科用器
具、補助器具または光学装置を導入するための作用導管
を形成する中央貫通孔１２は、本発明にしたがって半円
形リング状ディスク５を並列させることによって形成さ
れている。

【００２１】本発明による可動先端部分の機能原理は次
のようにまとめることができる：たとえば作動油（ない
しは作動流体）のような圧力媒体が選択された角位置で
複数のダクト１０を通して液体結合ベローズ内にポンプ
で注ぎ込まれると、これはベローズが先端部分１の長手
方向に実質的に拡大することを惹起し、これによって半
円形リング状ディスク５はこの角位置の領域で互いに離
間している。他の各角位置では圧力が印加されず、およ
び／または圧力がその他の全ベローズから開放されるの
で、これは２個のリング状ディスク５から構成される各
層が傾くことを惹起し、それによって先端部分は徐々に
それの全長手伸長部分にわたって屈曲する。油圧流体が
加圧されたベローズによって多量に注入されるほど、ほ
ぼ１６０度の屈曲が達成できるまで先端部分の屈曲度は
より大きくなる。

【００２２】運動方向におけるそうした屈曲運動は、も
ちろん相違する角位置、たとえばそれを９０度ずれた角
位置でベローズを加圧することによって重ね合わせるこ
とができ、それによって結果として先端部分のある種の
回転運動が生じる。さらにまた、相互に長手方向に間隔
を空けて離れた全ベローズのすべての可能性のある伸長
領域において先端部分を長手方向で移動または収縮させ
ることができるように全角位置で全ベローズに圧力を適
用する、または圧力を解除することも可能である。

【００２３】可動先端部分の先端部が特定の屈曲位置を
採用するとすぐに、１または複数の角位置の各ベローズ
の加圧が停止され、それによって先端部分は油圧流体の
圧縮不能な特性のためにこの屈曲位置で固定して維持さ
れる。

【００２４】この固定はベローズ自体の半径方向におけ
る弾性に依存するが、このとき各半円形リング状ディス
クの設計に関しては、下記で具体的な設計によって説明
されるように、長手方向においては弾性が良好であるが
半径方向ではできる限り剛性の構造であるように努力さ
れている。

【００２５】図１からさらに読み取ることができるよう
に、図１に従った最下層の半円形リング状ディスク５は
油圧パイプシステムを結合するための連結スリーブ１３
を含んでいる。この図には示されていないこの油圧パイ
プシステムは、実質的にその中に形成された作用導管内
で内視鏡シャフトを通って誘導され、中央油圧源に接続
されているいずれも図示されていない４本の導管を含ん
でいる。油圧源としては好ましくは、圧力が１つの角位
置のベローズに適用されたときに対向する角位置にある
ベローズ内の圧力が解放されるような方法で相互から独
立してもしくは結合して操作可能な４個の個別ポンプか
ら構成される手動操作型の圧力ポンプが適している。各
々対向する列のベローズにおいて圧力の印加と圧力の解
放との間のそうした相互関係があると、先端部分の可動
性はさらに増加させることができ、位置決め能力を向上
させることができる。

【００２６】そうした圧力ポンプは、さらにたとえば腸
の側から括約筋の領域における腸壁の探索さえ可能にす
る。

【００２７】図３の（ａ）〜（ｄ）には、半円形のリン
グ状ディスク５の設計が詳細に示されている。そこから
読み取ることができるように、リング状ディスク５は中
空間隙を形成する所定厚さを有する基部として機能する
合成体から構成される。この本体の壁はベローズ１４を
形成できるように半径方向の外側で少なくとも１回内側
に折り畳まれている。

【００２８】リング状ディスク５の相互に対向する側面
１５、１６では、整列してリング状体５の中空内に開い
て配列されている連結スリーブ１７、１８が形成されて
いる。連結スリーブ１７、１８はリング状ディスク５と
一体型として形成することができる、またはその上に溶
接することもできる。リング状ディスク５は、好ましく
は円周方向において半径方向の外側および半径方向の内
側に沿って相互に融着されている外皮の２つの半分から
構成される。

【００２９】半円形切り欠き７、７′はリング状ディス
ク５の厚さの方向に半円形リング状ディスク５の両端面
８、８′で形成されている。

【００３０】図４には可動先端部分が構造的に示されて
いる。

【００３１】そこから明らかであるように、それらの各
端面８、８′で同時に並列させられた上記で説明された
２個のリング状ディスク５が１つの層を形成している
が、このとき相互に直接隣接して配列される各層の対の
リング状ディスクは位置が９０度ずれている。長手方向
で見られる角位置に位置するリング状ディスク５を固定
するために、端面に形成された切り欠き７、７′によっ
て１つの層において形成される貫通孔９、９′を通って
伸長している連結スリーブ１７、１８は相互に接着また
は溶接されている。これによって上記のダクト１０並び
に長手方向に結合されたリング状ディスク５の機械的接
続が達成される。

【００３２】上記の設計での合成材料の代わりの材料と
して、さらにもちろんゴムまたは積層ゴムもまた先端部
分１に使用されてもよい。先端部分は、２つの最下層に
おいて自由連結スリーブ１３が油圧シャフトに沿って油
圧管と液体連絡するように内視鏡シャフトの端面上に融
着される。

【００３３】本発明は、可動遠位端部と作動デバイスと
を備えた内視鏡シャフトに関するものである。該作動デ
バイスは、操作のために内視鏡シャフトを介して遠位端
部に操作自在に連結されている。該遠位端部は、長手方
向に積み重ねられた複数の膨出体を備えており、該複数
の膨出体のうちの２つが互いに直径方向に設けられて１
つの層を形成し、該層と長手方向に直接隣接する他の１
つの層の位相が互いに９０度だけずれている。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、所定の曲げ位置に達し
たときに、充分な柔軟性と充分な剛性とを保証し、その
うえオペレータに充分な診断上の操作フィーリングを与
える内視鏡の遠位端の構造を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態にかかわる内視鏡の遠位
端の概要を示す断面図である。

【図２】図１の遠位端の上面図である。

【図３】本発明の一実施の形態にかかわる内視鏡の膨出
体の構造を示す説明図である。

【図４】本発明の一実施の形態にかかわる内視鏡シャフ
トの可動遠位端を構成している複数の膨出体を示す斜視
図である。

【符号の説明】

１ 可動先端部分 ２、３、４ 本体 ５ ディスク ６ 膨出体 ７、７′ 切り欠き １０ ダクト

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 運動し得る遠位端部と操作デバイスとを
   備えた内視鏡シャフトであって、該操作デバイスが内視
   鏡シャフトを介して内視鏡シャフトの操作のための当該
   遠位端部に操作自在に接続され、前記遠位端部が、長手
   方向に積み重ねられた複数の膨出体を備え、該複数の膨
   出体のうちの２つが互いに直径方向に設けられて１つの
   層を形成し、長手方向に直接隣接する前記層の２対の位
   相が互いに９０度だけずらされてなることを特徴とする
   内視鏡シャフト。
2. 【請求項２】 １２時の位置、３時の位置、６時の位置
   および９時の位置に設けられたすべての前記膨出体
   （５）が互いに長手方向に連結されてなる請求項１記載
   の内視鏡シャフト。
3. 【請求項３】 前記膨出体（５）が液圧または空気圧に
   よって操作し得るベローズである請求項２記載の内視鏡
   シャフト。
4. 【請求項４】 機械・油圧および／または空気圧カップ
   リングを有していること、少なくとも１つのダクト（１
   ０）が２つのベローズのあいだに固着され、該２つのベ
   ローズが長手方向に離間されて互いに接続されてなるこ
   とを特徴とする請求項３記載の内視鏡シャフト。
5. 【請求項５】 それぞれのベローズが半円状に折り曲げ
   られた基部を有し、それぞれの層の本体の対が相互に作
   用して中央貫通孔（１２）を形成してなることを特徴と
   する請求項４記載の内視鏡シャフト。
6. 【請求項６】 前記基部が中空体を形成し、その半径で
   外側に折り曲げられてなる請求項５記載の内視鏡シャフ
   ト。
7. 【請求項７】 前記内視鏡シャフトの正面側の２つの面
   （１５、１６）において接続スリーブ（１７、１８）に
   接続され、該接続スリーブが前記中空体と連通し、かつ
   同一の角位置において個々の長手方向に離間した複数の
   基部の接続スリーブに接続されて前記ダクト（１０）を
   形成していることを特徴とする請求項６記載の内視鏡シ
   ャフト。
8. 【請求項８】 前記基部がその端面（８、８′）におい
   て長手方向に延びる切り欠き（７、７′）を有し、該切
   り欠きが、２つの本体をほぼ併置させることによって１
   つの層を形成したときに、直径方向に対向する導管
   （９、９′）を形成し、該導管（９、９′）それぞれに
   よって導管（１０）が案内されることを特徴とする請求
   項７記載の内視鏡シャフト。