JP2007089888A - 電子内視鏡 - Google Patents

Abstract

【課題】 大型化を極力抑制しながら、漏れ電流が撮像素子の画像に影響を及ぼすのを防止することができる電子内視鏡を提供する。
【解決手段】 被検体に挿入するための挿入部の先端側に設けられていて非導電性の素材により形成された先端部本体と、この先端部本体の先端面側に一部が実質的に露呈するように配設された金属製の第１レンズ枠１２と、この第１レンズ枠１２と電気的に導通する金属製の第２レンズ枠１３および金属製のＣＣＤ補強枠１４を含みさらに被検体を撮像するためのＣＣＤ１５を含む撮像ユニット６と、グランドと接続されるケーブル総合シールド２０を含みＣＣＤ１５からの信号を伝送するための撮像ケーブル７と、ＣＣＤ補強枠１４とケーブル総合シールド２０とを電気的に導通する導線２５と、を備えた電子内視鏡。
【選択図】図４

Description

本発明は、導電性液体中で使用し得るようになされた電子内視鏡に関する。

ＣＣＤ等の撮像素子を介して観察を行う電子内視鏡には、処置具挿通用のチャンネルを備えたものがあり、このチャンネルに電気メスなどの高周波処置具を挿通しての処置が行われることがある。このような処理を気体中で行う場合には、気体の電気伝導性が極めて低いために、高周波処置具からの漏れ電流が撮像素子に流れ込むことはほぼなく、撮像素子から得られる画像にノイズが発生することもない。

これに対して、例えば膀胱を検査するときなどには、膀胱内に生理食塩水を満たした状態で検査や処置などを行うが、この生理食塩水は、導電性液体である。従って、この場合には、気体中で使用する場合と異なり、高周波処置具から発生する漏れ電流が生理食塩水を通って内視鏡先端部に配設された金属製のレンズ枠に流れ込み、さらにはレンズ枠に近接して配設された撮像素子に流れ込む可能性がある。このときには、撮像素子により撮像される画像にノイズが発生することになってしまう。

そこで、従来は、先端部に配設された金属性の先端部本体を介して、内視鏡の外装を構成する金属部材や、あるいは挿入部内に配設された金属製の網状管や螺旋管に導通させ、さらにはビデオプロセッサの患者グランドに接続させて、ノイズの原因になる漏れ電流が撮像素子に影響を及ぼすことのないようにしていた。

このような技術の一例として、特開２００１−１２８９３６号公報には、対物レンズ枠、ＣＣＤ保持部材、シールド枠、外装金属、導通用金属部材、患者回路ＧＮＤ面を電気的に導通させる技術が記載されている。

また、他の例として、特開２００２−１７７２１５号公報には、導電性である湾曲部の網状管、可撓性の挿入連結管の金属製螺旋管、操作部の金属フレーム、可動性の接続連結管の金属製螺旋管を電気的に導通させて、先端部からコネクタの導電性の保持部材まで導通させる技術が記載されている。さらに、該公報には、コネクタ内の回路基板を収めるシールド板と保持部材との間に絶縁板を設けることも記載されている。
特開２００１−１２８９３６号公報 特開２００２−１７７２１５号公報

ところで近年、加工性を改善するなどの目的で、電子内視鏡の先端部本体に樹脂が用いられるようになってきている。ただし、撮像ユニットの先端部に配設された撮像光学系を保持するためのレンズ枠は、加工精度および強度を保つ観点から、金属により形成されるのが一般的である。

従って、金属製のレンズ枠に流れ込む漏れ電流を、先端部本体を介して挿入部の外周側に流すことができず、何らかの解決策が必要となっている。

一例として考えられる漏れ電流の回避策は、金属製のレンズ枠と撮像素子の固定位置を補強するための補強部材との間に絶縁性部材を挟むことである。これにより、漏れ電流が撮像素子側に流れるのを防止することが可能となる。しかし、このような構成を採用する場合には、十分な絶縁距離を保つために、電子内視鏡の外径を大きくしたり、全長を長くしたりする必要が生じてしまう。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、大型化を極力抑制しながら、漏れ電流が撮像素子の画像に影響を及ぼすのを防止することができる電子内視鏡を提供することを目的としている。

上記の目的を達成するために、第１の発明による電子内視鏡は、被検体に挿入するための挿入部の先端側に設けられていて非導電性の素材により形成された先端部本体と、前記先端部本体の先端面側に少なくとも一部が露呈するように該先端部本体に配設された導電性部材と、前記先端部本体に配置されていて被検体を撮像するための撮像素子を含み導電性部分を備えた撮像ユニットと、前記撮像素子からの信号を伝送するためのものであってグランドと接続するためのグランド線を含む撮像ケーブルと、を具備し、前記導電性部材と前記撮像ケーブルのグランド線とは前記撮像ユニットの導電性部分を介して電気的に導通されている。

また、第２の発明による電子内視鏡は、上記第１の発明による電子内視鏡において、前記撮像素子に被検体からの光を結像するための撮像光学系をさらに具備し、前記導電性部材は、前記撮像光学系の少なくとも一部を保持するための導電性素材により形成された第１の枠体を含むものである。

さらに、第３の発明による電子内視鏡は、上記第２の発明による電子内視鏡において、前記撮像ユニットの導電性部分が、導電性素材により形成され前記撮像素子を前記撮像光学系の結像位置に保持するための第２の枠体と、前記第２の枠体と前記撮像ケーブルのグランド線とを電気的に導通する導通部材と、を含み、前記第２の枠体は、前記第１の枠体と電気的に接続されるように、該第１の枠体に対して固定されるものである。

第４の発明による電子内視鏡は、上記第３の発明による電子内視鏡において、前記導通部材が導線である。

第５の発明による電子内視鏡は、上記第３の発明による電子内視鏡において、前記先端部本体が、前記挿入部の中心軸に対して偏心するように形成された管路の開口部を有し、前記撮像ユニットは、前記挿入部の中心軸を挟んで前記管路の開口部の略反対側の位置に配置され、前記導通部材は、前記撮像ユニットに対して、該撮像ユニットから前記管路の開口部に向かう方向と交差する方向に配置されたものである。

第６の発明による電子内視鏡は、上記第３の発明による電子内視鏡において、前記先端部本体が、前記導通部材を収容する空間を構成するように形成されたものである。

第７の発明による電子内視鏡は、上記第１の発明による電子内視鏡において、導電性液体中で使用され得るように構成されたものである。

本発明の電子内視鏡によれば、大型化を極力抑制しながら、漏れ電流が撮像素子の画像に影響を及ぼすのを防止することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

［実施形態１］
図１から図６は本発明の実施形態１を示したものであり、図１は内視鏡先端部の構成を示す挿入部の中心軸方向に沿った縦断面図、図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３は撮像ユニットの構成を示す縦断面図、図４は撮像ユニットの構成を底面側から示す平断面図、図５は図３のＢ−Ｂ断面図、図６は図３のＣ−Ｃ断面図である。

この電子内視鏡（以下、単に「内視鏡」と略称する。）１は、導電性液体内で使用可能なものとなっていて、図示しない操作部から、被検体に挿入するための細長の挿入部２を延設している。この挿入部２の先端側には、先端部３が設けられている。

この先端部３は、図１に示すように、非導電性の比較的硬質な素材、例えば非導電性の比較的硬質な樹脂により略円柱形状に形成された先端部本体５を備えている。

この先端部本体５は、図２にも示すように、内部に、撮像ユニット６を配設するための挿入方向に沿った透孔５ａと、管路である処置具チャンネル８のチャンネル開口８ａを構成する同挿入方向に沿った透孔５ｂと、照明光を先端側に導くライトガイド９や図示しない照明光学系を配置するための同挿入方向に沿った２つの透孔５ｃと、が形成されている。これらの内の透孔５ｂは、図２にも示すように、挿入部２の中心軸Ｇに対して偏心するように配置されており、透孔５ａは、挿入部２の中心軸Ｇを挟んでこの透孔５ｂの略反対側の位置に配置されている。また、２つの透孔５ｃは、透孔５ａと透孔５ｂとを結ぶ線を挟んで対向するように、両側に設けられている。

透孔５ａに配設される撮像ユニット６は、被検体の光学像を結像するための撮像光学系１１を備えている。この撮像光学系１１は、光軸Ｏに沿って先端側から手元側に向かって順に、第１レンズ１１ａ、第２レンズ１１ｂ、第３レンズ１１ｃ、第４レンズ１１ｄ、第５レンズ１１ｅ、第６レンズ１１ｆ、を含んで構成されている。

これらのレンズの内の、第１〜第５レンズ１１ａ〜１１ｅは、金属により筒状に形成された第１の枠体としての第１レンズ枠１２に固着されている。この第１レンズ枠１２は、透孔５ａの先端側に、導電性接着剤３１を介して固定されている。この導電性接着剤３１は、第１レンズ枠１２の先端面と、透孔５ａの先端内周側と、の隙間を充填するのにも用いられている。そして、導電性部材は、第１レンズ枠１２と導電性接着剤３１とを含んで構成されている。

また、第６レンズ１１ｆは、同様に金属により筒状に形成された第２の枠体としての第２レンズ枠１３に固着されている。そして、第２レンズ枠１３は、先端側を第１レンズ枠１２の手元側に外嵌され、導電性接着剤３２を介して電気的に導通されるように固定されている。

第２レンズ枠１３の手元側の外周面には、金属で形成された第２の枠体としてのＣＣＤ補強枠１４の先端側が、導電性接着剤３３を介して電気的に導通されるように固定されている。また、第２レンズ枠１３とＣＣＤ補強枠１４との固定には、この導電性接着剤３３に加えて、補強用の接着剤３４も用いられている。

このＣＣＤ補強枠１４の内部における上記撮像光学系１１の結像位置には、撮像素子たるＣＣＤ（電荷結合素子）１５の撮像面が配置されており、結像された光学像を電気信号に変換するようになっている。このＣＣＤ１５は、電気回路基板１６の先端側に実装されており、この電気回路基板１６上には、トランジスタやコンデンサ等の複数の回路素子１７が実装されている。また、この電気回路基板１６の下面側には、複数本の信号線１８が接続されていて、手元側で信号ケーブル７としてまとめられている。

この信号ケーブル７は、図６に示すように、単純線で構成される２本の信号線１８ａ，１８ｂが中心側に配置されている。さらに、これらの信号線１８ａ，１８ｂの周囲には、同軸線で構成される８本の信号線１８ｃ〜１８ｊが配置されている。そして、これらをまとめて絶縁チューブ１９で覆った後に、さらにその外周側を細い金属線を網目状に編み上げて構成されたケーブル総合シールド２０で覆い、最外周側を２層の絶縁保護チューブ２１で覆っている。この絶縁保護チューブ２１の先端側には、図１に示すように、ワイヤ２２が巻回されている。

そして、上述した１０本の信号線１８ａ〜１８ｊの内の信号線１８ａはグランド線となっていて、この信号線１８ａと上記ケーブル総合シールド２０とは、図示しないビデオプロセッサの患者グランドに接続され、何れもグランド線となっている。

また、ケーブル総合シールド２０は、先端側を導線２３により巻回された後に半田２４により固定されて、ケーブル総合シールド２０を構成する細い金属線がばらばらに解けることがないように構成されている。

このケーブル総合シールド２０よりも先端側でかつＣＣＤ補強枠１４の内側から手元側にかけて、接着剤２７が複数回に分けて充填されている。

そして、この接着剤２７の外面側において、図２、図４、図５に示すようにＣＣＤ補強枠１４とケーブル総合シールド２０とを接続するように、導通部材たる導線２５が配設されている。この導線２５は、先端側が半田２６によりＣＣＤ補強枠１４に電気的に接続されていて、手元側が上述した半田２４によりケーブル総合シールド２０に電気的に接続されている。なお、撮像ユニット６の導電性部分は、第２レンズ枠１３、ＣＣＤ補強枠１４、導線２５を含んで構成されている。

このとき導線２５は、図２に示すように、撮像ユニット６と処置具チャンネル８とを結ぶ線の側方となるように、撮像ユニット６内に配設されている。すなわち、撮像ユニット６の撮像光学系１１の光軸Ｏを延長した線から処置具チャンネル８の中心線Ｈへ向かう方向（矢印Ｋに示す方向）と、該撮像光学系１１の光軸Ｏを延長した線から導線２５へ向かう方向（矢印Ｌに示す方向）とは、図２に示すように、交差する方向となっている。

これにより、撮像ユニット６は、図２（あるいは図５）の紙面上における右側にやや膨らみをもつ形状となる。従って、先端部本体５の透孔５ａにも、この導線２５に起因するこの撮像ユニット６の側方への膨らみを収納するための形状部５ａ１が形成されている。

さらに、上述した絶縁保護チューブ２１の先端側（ワイヤ２２を含む部分）から、ＣＣＤ補強枠１４の先端までを、絶縁性の熱収縮チューブ２８により覆っている。

このような撮像ユニット６と、先端部本体５の透孔５ａと、の間に、さらに接着剤２９が充填されている。

また、透孔５ｂ内には、チャンネル口金４１が接着等により固定されており、このチャンネル口金４１の手元側の外側に、中空で可撓性を有するチャンネルチューブ４２の先端側が挿入されて接着剤等により固定されている。

このチャンネルチューブ４２の湾曲部分の外周には、金属により形成された螺旋状のチャンネルコイル４３が外嵌されていて、該チャンネルチューブ４２の座屈を防止したり曲げ耐性を向上したり操作力量を低減したりするなどの機能を果たすようになっている。

さらに、先端部本体５の手元側には、湾曲部の最先端を構成する第１の節輪４４が外嵌される。そして、先端部本体５と第１の節輪４４とを含む挿入部２全体を外側から覆うように、水密かつ気密で柔軟性を有する外皮チューブ４５が被覆される。

この外皮チューブ４５の先端部は、先端部本体５の外周側において、テグス４６を巻回することにより、該先端部本体５に対して固定されている。さらに、このテグス４６を覆うように、接着剤４７が設けられていて、テグス４６による固定を強化するとともに、より高い水密性、気密性を保つようになっている。

このような構成の内視鏡１を、導電性液体内で使用し、処置具チャンネル８に電気メス等の高周波処置具を挿通して使用する場合の、漏れ電流の伝達経路について説明する。

先端部本体５の先端面側には、導電性接着剤３１が露呈しており、この導電性接着剤３１の表面から伝達された電流は、第１レンズ枠１２、第２レンズ枠１３、ＣＣＤ補強枠１４、導線２５を介して、ケーブル総合シールド２０へ伝達され、図示しないビデオプロセッサの患者グランドへ接続される。

なお、上述では、ＣＣＤ補強枠１４および導線２５を介して、レンズ枠１２，１３等を信号ケーブル７のグランド線へ電気的に導通させているが、これに限らず、レンズ枠１２，１３等と信号ケーブル７のグランド線とを導線２５のみを介して電気的に導通するようにしても構わない。

また、上述では、導通部材としてケーブル状をなす導線２５を使用したが、これに限るものではなく、例えば、板状をなす導通部材や、箔状をなす導通部材等の、種々の導通部材を用いることが可能である。

さらに、上述では、レンズ枠１２，１３等を、信号ケーブル７のケーブル総合シールド２０を介して患者グランドへ電気的に導通させているが、これに限らず、信号ケーブル７の信号線１８ａを介して患者グランドへ電気的に導通させても構わないし、その他のグランド線があればそれを用いても構わない。

このような実施形態１によれば、電気メス等の高周波処置具から第１，第２レンズ枠等へ漏れ電流が流れ込んだとしても、撮像ケーブルのグランド線を介してビデオプロセッサの患者グランドへ積極的に流れ込ために、ＣＣＤに流れ込むことはない。これにより、ＣＣＤにより撮像される画像に、漏れ電流によるノイズが発生するのを防止することが可能となる。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用が可能であることは勿論である。

本発明は、導電性液体中で使用し得るようになされた電子内視鏡に好適に利用することができる。

本発明の実施形態１における内視鏡先端部の構成を示す挿入部の中心軸方向に沿った縦断面図。 上記図１のＡ−Ａ断面図。 上記実施形態１における撮像ユニットの構成を示す縦断面図。 上記実施形態１における撮像ユニットの構成を底面側から示す平断面図。 上記図３のＢ−Ｂ断面図。 上記図３のＣ−Ｃ断面図。

符号の説明

１…電子内視鏡
２…挿入部
３…先端部
５…先端部本体
５ａ…透孔
５ａ１…形状部
５ｂ…透孔
５ｃ…透孔
６…撮像ユニット
７…信号ケーブル
８…処置具チャンネル
８ａ…チャンネル開口（管路の開口）
９…ライトガイド
１１…撮像光学系
１２…第１レンズ枠（導電性部材、第１の枠体）
１３…第２レンズ枠（撮像ユニットの導電性部分、第２の枠体）
１４…ＣＣＤ補強枠（撮像ユニットの導電性部分、第２の枠体）
１５…ＣＣＤ（撮像素子）
１６…電気回路基板
１７…回路素子
１８，１８ａ〜１８ｊ…信号線
１９…絶縁チューブ
２０…ケーブル総合シールド（グランド線）
２１…絶縁保護チューブ
２２…ワイヤ
２３…導線
２４…半田
２５…導線（撮像ユニットの導電性部分、導通部材）
２６…半田
２７…接着剤
２８…熱収縮チューブ
２９…接着剤
３１…導電性接着剤（導電性部材）
３２…導電性接着剤
３３…導電性接着剤
４１…チャンネル口金
４２…チャンネルチューブ
４３…チャンネルコイル
４４…第１の節輪
４５…外皮チューブ
４６…テグス
４７…接着剤

Claims (7)

1. 被検体に挿入するための挿入部の先端側に設けられていて、非導電性の素材により形成された先端部本体と、
   前記先端部本体の先端面側に少なくとも一部が露呈するように、該先端部本体に配設された導電性部材と、
   前記先端部本体に配置されていて、被検体を撮像するための撮像素子を含み、導電性部分を備えた撮像ユニットと、
   前記撮像素子からの信号を伝送するためのものであって、グランドと接続するためのグランド線を含む撮像ケーブルと、
   を具備し、
   前記導電性部材と前記撮像ケーブルのグランド線とは、前記撮像ユニットの導電性部分を介して電気的に導通されていることを特徴とする電子内視鏡。
2. 前記撮像素子に被検体からの光を結像するための撮像光学系をさらに具備し、
   前記導電性部材は、前記撮像光学系の少なくとも一部を保持するための導電性素材により形成された第１の枠体を含むものであることを特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡。
3. 前記撮像ユニットの導電性部分は、
   導電性素材により形成され、前記撮像素子を前記撮像光学系の結像位置に保持するための第２の枠体と、
   前記第２の枠体と前記撮像ケーブルのグランド線とを電気的に導通する導通部材と、
   を含み、
   前記第２の枠体は、前記第１の枠体と電気的に接続されるように、該第１の枠体に対して固定されるものであることを特徴とする請求項２に記載の電子内視鏡。
4. 前記導通部材は、導線であることを特徴とする請求項３に記載の電子内視鏡。
5. 前記先端部本体は、前記挿入部の中心軸に対して偏心するように形成された管路の開口部を有し、
   前記撮像ユニットは、前記挿入部の中心軸を挟んで前記管路の開口部の略反対側の位置に配置され、
   前記導通部材は、前記撮像ユニットに対して、該撮像ユニットから前記管路の開口部に向かう方向と交差する方向に配置されたものであることを特徴とする請求項３に記載の電子内視鏡。
6. 前記先端部本体は、前記導通部材を収容する空間を構成するように形成されたものであることを特徴とする請求項３に記載の電子内視鏡。
7. 当該電子内視鏡は、導電性液体中で使用され得るように構成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡。

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