JP2010046352A

JP2010046352A - 医療用チューブ及び内視鏡装置

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Publication number: JP2010046352A
Application number: JP2008214243A
Authority: JP
Inventors: Takashi Nakayama; 高志中山; Takashi Magara; 敬真柄; Takeshi Kida; 武志木田; Manabu Tomitani; 学富谷
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2008-08-22
Filing date: 2008-08-22
Publication date: 2010-03-04

Abstract

【課題】複数の空洞部を備えて樹脂材料からなり、良好な可撓性を有する医療用チューブ及び内視鏡装置を提供する。
【解決手段】医療用チューブ２０は、樹脂材料からなる樹脂部１１と、軸方向に沿って複数形成された空洞部１２とを有し、軸方向に略直交する断面で、樹脂部１１及び空洞部１２を含む全断面積に対して、空洞部１２の断面積の割合が、３６％以上７５％以下に設定されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、生体内に挿入する医療用チューブ及び該医療用チューブを挿入部に備えた内視鏡装置に関する。

従来、医療用チューブとしては、例えば内視鏡用チューブとして内視鏡装置や処置具の挿入部として使用されるものがある。そして、自身を直接生体内に挿入され、内部の空洞部分が、処置具の挿通孔や、送気・送水管路、光学繊維束・ワイヤ・信号線などを挿入する管路などとして利用されることとなる。

このような医療用チューブには、金属薄板をスパイラル状に成形したフレックスと、フレックスの外側に設けられた金属素線からなるブレードと、ブレードの外側を覆う樹脂層によって構成されるものがある（例えば、特許文献１参照）。そして、上記フレックス、ブレード、及び、樹脂層によって、生体内への良好な挿入性を確保するための可撓性を付与するとともに、ブレードの外側を覆う樹脂層によって挿入時における生体への損傷を防いでいる。
特開２００２−２６３０５９号公報

しかしながら、特許文献１の医療用チューブによれば、金属部品の加工が複雑で、部品点数が多いため、加工費、組立費が高くなってしまい、低コストの医療用チューブが望まれていた。このため、樹脂材料によって複数の挿通孔が形成されたマルチルーメンチューブを医療用チューブに適用することが検討されている。一方、このようなマルチルーメンチューブでは、内部に形成する空洞部分の大きさによって、医療用チューブとして要求される可撓性を付与することができなくなってしまう問題があった。すなわち、例えば内視鏡装置や処置具の挿入部として使用した場合に必要以上に可撓性を有していると、挿入時に生体内で捩れてしまうこととなり、安定して挿入することができなくなってしまう。また、可撓性が低下してしまうと、生体内で変形しにくくなり、安全かつ容易に挿入することができなくなってしまう。

この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、複数の空洞部を備えて樹脂材料からなり、良好な可撓性を有する医療用チューブ及び内視鏡装置を提供するものである。

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の医療用チューブは、樹脂材料からなる樹脂部と、軸方向に沿って複数形成された空洞部とを有する医療用チューブであって、前記軸方向に略直交する断面で、前記樹脂部及び前記空洞部を含む全断面積に対する前記空洞部の断面積の割合が、３６％以上７５％以下に設定されていることを特徴としている。

この発明に係る医療用チューブによれば、軸方向に沿って形成された複数の空洞部を挿通孔などに使用することができる。ここで、樹脂部及び空洞部を含む全断面積に対して空洞部の断面積を３６％以上として、空洞部の断面積の割合を大きくすることで、曲げが作用する際の樹脂部の変形を空洞部により吸収することができ、全体として良好な可撓性を付与することができる。一方、空洞部の断面積を７５％以下とすることで、径方向に湾曲させる力や軸回りに捩れさせる力などが作用した際に、樹脂部を含む空洞部以外の部分での剛性によって好適に抵抗することが可能となる。このため、樹脂部を形成する樹脂材料に応じて、全体として良好な可撓性を付与することができる。

また、上記の医療用チューブにおいて、前記樹脂材料は、ロックウェル硬度がＲスケールで７６以上１１１以下であることがより好ましいとされている。
この発明に係る医療用チューブによれば、樹脂部が上記範囲の硬度の樹脂材料で形成されていることで、全体として可撓性をより好適なものとすることができる。

また、上記の医療用チューブにおいて、前記空洞部の断面積の割合が、前記軸方向に異なることがより好ましいとされている。
この発明に係る医療用チューブによれば、空洞部の断面積の割合を変化させることで軸方向に可撓性の程度を変化させることができる。このため、例えば基端側よりも先端側で上記割合を高くすることで、挿入時において、基端側に作用させる力を先端側に好適に伝達させつつ、先端側を好適に湾曲させることができ、挿入性をより良好なものとすることができる。

また、上記の医療用チューブにおいて、複数の内の一部の前記空洞部について軸方向の一部で、充填材が充填された充填部とされ、該充填部が形成された軸方向の範囲では、該充填部を除く前記空洞部の断面積の割合が全断面積に対して３６％以上７５％以下に設定されていることがより好ましいとされている。
この発明に係る医療用チューブによれば、複数の内の一部の空洞部について軸方向の一部で、充填材を充填して充填部とすることで、充填部を除いて空洞として残る空洞部の断面積の割合を軸方向に変化させることができ、軸方向に可撓性の程度を変化させることができる。このため、例えば基端側よりも先端側で上記割合を高くすることで、挿入時において、基端側に作用させる力を先端側に好適に伝達させつつ、先端側を好適に湾曲させることができ、挿入性をより良好なものとすることができる。

また、本発明の内視鏡装置は、医療用チューブによって挿入部の少なくとも一部が形成されていることを特徴としている。
この発明に係る内視鏡装置は、挿入部の一部が上記医療用チューブで形成されているので、空洞部を挿通孔や管路などに利用しつつ、挿入部に良好な可撓性を付与することができる。

本発明の医療用チューブによれば、樹脂部と空洞部とを含む全断面積に対する空洞部の断面積の割合が３６％以上７５％以下であることで、使用する樹脂材料に応じて良好な可撓性を有するものとすることができる。
また、本発明の医療用チューブによれば、挿入部の一部が上記医療用チューブによって形成されていることで、生体内に挿入部を好適に挿入させることができる。

図１及び図２は、この発明に係る第１の実施形態を示している。図１は、内視鏡装置を示している。図１に示すように、内視鏡装置１は、生体内に挿入する挿入部２と、挿入部２の基端側に設けられ各種操作を行う操作部３とを備えている。挿入部２は、先端から順に、ＣＣＤなどの観察手段や照明手段が内蔵された先端硬質部４と、操作部３に設けられた操作ハンドル３ａによる操作によって湾曲自在な湾曲部５と、生体内に挿入するに応じて湾曲可能な可撓性を有する内視鏡用チューブ１０とを備えている。図２は、内視鏡用チューブ１０において、軸方向に略直交する断面を示している。図２に示すように、内視鏡用チューブ１０は、例えば断面略円形状に形成されていて、樹脂材料で形成された樹脂部１１と、軸方向に延びるように形成された複数の空洞部１２とを有する。樹脂部１１を形成する樹脂材料としては、ポリプロピレン等様々な材料を選択可能であるが、ロックウェル硬度がＲスケールで７６以上１１１以下であることがより好ましい。

また、空洞部１２は、処置具を挿通させるなど、内視鏡として機能を発揮させるための内視鏡機能用空洞部１５と、以下に示すように可撓性の調整のみを目的とする調整専用空洞部１６とを有する。図２に示すように、内視鏡機能用空洞部１５としては、処置具を挿通させるための処置具挿通用チャンネル１５ａ、先端硬質部５の観察手段として配されるＣＣＤの信号線が配設される信号線配設孔１５ｂ、照明手段としてのライトガイドが配設されるライトガイド配設孔１５ｃ、操作部３により湾曲部５を湾曲操作するための湾曲ワイヤが配設されるワイヤ配設孔１５ｄ、及び、基端側から先端側へ送気、送水を行うための送気・送水用チャンネル１５ｅを有している。なお、これらは一例に過ぎず、内視鏡装置の構造、使用目的などに応じて様々な内視鏡機能用空洞部１５を設定することが可能である。また、内視鏡機能用空洞部１５の形状、径、位置は、その使用目的に応じて適時変更可能なものである。また、調整専用空洞部１６は、内視鏡用空洞部１５とともに、可撓性の調整を行うものであり、形状、径、位置を適時変更可能なものである。そして、内視鏡用空洞部１５及び調整専用空洞部１６を含む空洞部１２は、軸方向に略直交する断面において、樹脂部１１及び空洞部１２を含む全断面積に対する割合が３６％以上７５％以下となるように設定されている。

そして、このような内視鏡用チューブ１０によれば、空洞部１２の断面積を３６％以上とすることで、挿入部２の内視鏡用チューブ１０に曲げが作用する際の樹脂部１１の変形を空洞部１２により吸収することができ、全体として良好な可撓性を付与することができる。一方、空洞部１２の断面積を７５％以下とすることで、挿入部２の内視鏡用チューブ１０に径方向に湾曲させる力や軸回りに捩れさせる力などが作用した際に、空洞部１２を除いた樹脂部１１の有する剛性によって好適に抵抗することが可能となる。このため、樹脂部１１を形成する樹脂材料に応じて、全体として良好な可撓性を付与することができる。さらには、選択される樹脂材料のロックウェル硬度が上記範囲であることで、全体として可撓性を最適なものとすることができる。

なお、前述のように、空洞部１２を構成する内視鏡機能用空洞部１５や調整専用空洞部１６の形状、径、位置などは適時変更可能なものである。例えば、図３の変形例の内視鏡用チューブ１０Ａに示すように、内視鏡機能用空洞部１５は、同様に目的に応じて径を変えつつ略円形とする一方、調整専用用空洞部１６については、複数の内視鏡機能用空洞部１５と連通せずに、かつ、その間の範囲全体を占有するように円形以外の形状に形成するものとしても良い。

図４及び図５は、この発明に係る第２の実施形態を示している。図４及び図５に示すように、この実施形態の内視鏡用チューブ２０は、全断面積に対する空洞部１２の断面積の割合が、軸方向の任意の位置２０ａを境界として、上記範囲内で異なる値に設定されている。すなわち、湾曲部５側となる先端部２１には、内視鏡機能用空洞部１５及び調整専用空洞部１６で構成される空洞部１２が上記範囲内において複数形成されている。一方、操作部３側となる基端部２２では、先端部２１に形成される空洞部１２の内、調整専用空洞部１６の一部が封じられ、形成された空洞部１２の数を減少させている。具体的には、対象となる調整専用空洞部１６において、基端部２２には、充填材が充填されて充填部２３が形成され、充填材が充填されずに空洞として残る空洞部１２が形成された数を変化させ、これにより空洞部１２の断面積の割合を軸方向に変化させている。充填部２３を形成する充填材としては、樹脂部１１と同一の樹脂材料でも良く、樹脂材料やゲルなど様々な高分子材料が選択される。また、高分子材料に限らず、例えば、基端部２２の範囲において、撓み変形可能な金属線を対象となる空洞部１２に挿入することで充填部２３を形成するものとしても良い。これにより先端部２１よりも基端部２２の方が、空洞部１２の断面積の割合が小さく、剛性が高くなるように設定されていて、また、先端部２１の方がより可撓性が高くなっている。

このため、このような内視鏡用チューブ２０を挿入部２の一部として使用して生体内に挿入すれば、基端部２２の方が剛性が高いことで、基端部２２で撓みあるいは捩れてしまうこと無く、基端からの軸方向の力を先端側まで好適に伝達させることができる。また、先端部２１の方が高い可撓性を有しているので、挿入された生体内の状態に応じて好適に湾曲することができる。このため、より好適な挿入性を得ることができる。

なお、本実施形態においては、予め空洞部１２を先端部２１及び基端部２２に連通させて形成した後に、対象となる空洞部１２の基端部２２のみに充填材を充填して軸方向に空洞部１２の断面積を変化させたが、これに限るものではない。例えば、樹脂部１１を形成する樹脂材料を使用して押出成形する際に空洞部１２の一部を途中までで止めるように形成しても良い。また、先端部２１と基端部２２をそれぞれ別々に形成するものとし、一部については、空洞部１２同士が互いに連通可能に形成するとともに、他の一部については、先端部２１のみに空洞部１２を形成し、別々に形成した先端部２１と基端部２２とを溶着等により接合するものとしても良い。
次に、以下に示す各実施例に基づいて、内視鏡用チューブ１０、２０についてより詳細に説明する。

まず、表１の実施例１〜実施例５に示すように、軸方向に樹脂部１１及び空洞部１２の断面積が略一様な内視鏡用チューブ１０について、硬度の異なる５種類のポリプロピレン樹脂を樹脂部１１の樹脂材料として選択し、それぞれについて、全断面積に対する空洞部１２の断面積の割合を変化させて可撓性試験を行った。各実施例の内視鏡用チューブ１０は、外径が２０ｍｍの略円形断面である。そして、各実施例について、空洞部１２の位置及び数を変えることで、空洞部１２の断面積を、全断面積（３１４ｍｍ^２）に対して、０ｍｍ^２〜２９４ｍｍ^２まで２０ｍｍ^２ずつ変化させて試験を行った。ここで、可撓性試験は、スパン長を２５０ｍｍとして三点曲げ試験を行い、撓み量が５０ｍｍとなったときの力量（Ｎ）を測定するものであり、測定された可撓性力量に基づいて当該内視鏡用チューブの可撓性の評価を行った。ここで、内視鏡装置１の挿入部２として、可撓性力量（Ｎ）の最適な値としては、２（Ｎ）〜１０（Ｎ）である。

図６に、測定結果を示す。図６に示すように、いずれの実施例においても、各樹脂材料の種類に応じて、空洞部１２の断面積の割合が７５％以下となることで、可撓性力量が増大し、また、３６％以上までの範囲で安定した値を示すことを確認することができた。また、ロックウェル硬度がＲスケールで７６以上１１１以下の範囲である実施例２〜実施例４では、空洞部１２の断面積の割合が３６％以上７５％以下の範囲で、可撓性力量が２Ｎ以上１０Ｎ以下の範囲となり、内視鏡装置１の挿入部２として最適な値を示すことができた。一方、空洞部１２の断面積の割合が７５％より大きい範囲では、樹脂部１１の占める面積が小さくすぎるため、剛性が低下して変形しやすくなってしまう。また、空洞部１２の断面積の割合が３６％未満の範囲では、樹脂部１１の占める面積が大きすぎるため、急激に可撓性が低下してしまい、剛性が増大して変形しにくくなってしまう。

次に、表２に示す実施例６から実施例９について、挿入性試験を行った。実施例６から実施例９は、表１の実施例３と同様の樹脂材料を使用している。そして、実施例６から実施例８は、空洞部１２の断面積が軸方向に異なる内視鏡用チューブ２０であり、全長が２０００ｍｍ、外径が２０ｍｍの略円形状の断面で、それぞれ空洞部１２の断面積が、先端部２１で２１４ｍｍ^２（全断面積に対する割合で６８％）、基端部２２で１３４ｍｍ^２（全断面積に対する割合で４３％）に設定されている。そして、実施例６から実施例８は、空洞部１２の断面積が変化する位置２０ａを、軸方向に変化させている。すなわち、実施例６は、先端部２１が６００ｍｍ、基端部２２が１４００ｍｍ、また、実施例７は、先端部２１が１４００ｍｍ、基端部２２が６００ｍｍ、また、実施例８は、先端部２１が１４２０ｍｍ、基端部２２が５８０ｍｍに設定されている。

また、実施例９は、外径、全長とも上記実施例６〜８までと同様である一方、空洞部１２の断面積が１３４ｍｍ^２（全断面積に対する割合で４３％）で一定となっており、内視鏡用チューブ１０と対応している。また、比較の対象として、同様の樹脂材料で、外径、全長も同様の値とし、空洞部１２の断面積が３４ｍｍ^２（全断面積に対する割合で１１％）であるものを比較例１として、同様に挿入性試験を行った。ここで、挿入性試験は、被挿入体に対して、上記実施例の内視鏡用チューブを挿入する際に必要な軸方向に作用させる挿入力量（Ｎ）を測定するものである。被挿入体は、ウレタンで形成された内径２３ｍｍ、全長５００ｍｍのチューブで、基端から３００ｍｍまでが直線状に形成され、また、３００ｍｍから先端までが半径１５０ｍｍの曲線状に形成されているものである。そして、この条件において、内視鏡装置１の挿入部２として、挿入性力量（Ｎ）の良好な値の範囲は、０．７５（Ｎ）以下であり、特に、０．２５（Ｎ）以上０．４０（Ｎ）以下であることがより望ましい。

表３に試験結果を示す。表３の判定において、二重の○は、挿入力量が０．２５（Ｎ）以上０．４０（Ｎ）以下であることを、○は、０．７５（Ｎ）以下で上記範囲以外であることを、×は、０．７５（Ｎ）より大きいことを示している。表３に示すように、実施例６から実施例９では、いずれも挿入力量が０．７５（Ｎ）以下であり、良好な挿入性を示す一方、比較例１では、挿入力量が１．３２（Ｎ）を示し不合格となった。これは、樹脂部１１の断面積が大きく剛性が高くなりすぎたため、可撓性が低下し、挿入抵抗が増大してしまったためである。また実施例６、７では、挿入力量は、より好ましい範囲である、０．２５（Ｎ）以上０．４０（Ｎ）以下であった。これは、挿入させるための力を作用させる基端部２２が先端部２１よりも剛性が高く、力を先端部２１側へ好適に伝達させることができる一方、先端部２１の方が可撓性を有しているので、被挿入体に追従して好適に湾曲させることができ、挿入抵抗を低減させることができるからである。

以上のように、内視鏡用チューブ１０、２０では、空洞部１２の断面積が上記範囲に設定されていることで、使用する樹脂材料に応じて良好な可撓性を有し、生体内への挿入性を向上させることができる。そして、様々な樹脂材料によって低コストの医療用チューブを提供することが可能であり、これを内視鏡装置の挿入部に使用することで、生体内に挿入部を好適に挿入させることができる。特に、樹脂材料としてロックウェル硬度で上記範囲のものを選択することで、可撓性を最適なものとすることができる。また、軸方向に樹脂部の断面積の割合を変化させることで、挿入性をさらに向上させることができる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

なお、上記において、内視鏡用チューブ１０、２０は、略円形状の断面としたが、これに限るものでは無く、楕円形状などとしても良い。また、内視鏡用チューブ２０においては、位置２０ａの一箇所で空洞部１２の断面積の割合が変化するものとしたが、さらに複数箇所で変化させるものとしても良く、あるいは、連続的に変化させるものとしても良い。また、本実施形態では、医療用チューブの一例として、内視鏡用チューブを例に挙げ、内視鏡装置に使用するものとして説明したが、これに限るものでは無い。

本発明の第１の実施形態の内視鏡装置の全体図である。本発明の第１の実施形態の内視鏡用チューブの断面図である。本発明の第１の実施形態の変形例の内視鏡用チューブの斜視図である。本発明の第２の実施形態の内視鏡用チューブの斜視図である。図４の切断線Ａ−Ａでの断面図である。本発明の実施形態の内視鏡用チューブについて可撓性試験の結果を示すグラフである。

符号の説明

１内視鏡装置
２挿入部
１０、１０Ａ、２０内視鏡用チューブ（医療用チューブ）
１１樹脂部
１２空洞部
２１先端部
２２基端部
２３充填部

Claims

樹脂材料からなる樹脂部と、軸方向に沿って複数形成された空洞部とを有する医療用チューブであって、
前記軸方向に略直交する断面で、前記樹脂部及び前記空洞部を含む全断面積に対する前記空洞部の断面積の割合が、３６％以上７５％以下に設定されていることを特徴とする医療用チューブ。
請求項１に記載の医療用チューブにおいて、
前記樹脂材料は、ロックウェル硬度がＲスケールで７６以上１１１以下であることを特徴とする医療用チューブ。
請求項１または請求項２に記載の医療用チューブにおいて、
前記空洞部の断面積の割合が、前記軸方向に異なることを特徴とする医療用チューブ。
請求項１から請求項３のいずれかに記載の医療用チューブにおいて、
複数の内の一部の前記空洞部について軸方向の一部で、充填材が充填された充填部とされ、該充填部が形成された軸方向の範囲では、該充填部を除く前記空洞部の断面積の割合が、全断面積に対して３６％以上７５％以下に設定されていることを特徴とする医療用チューブ。
請求項１から請求項４のいずれかの記載の医療用チューブによって挿入部の少なくとも一部が形成されていることを特徴とする内視鏡装置。