JP2011183027A - 内視鏡装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内視鏡形状によって形状を変化させる必要のない、汎用性の高い内視鏡冷却機構を有する内視鏡装置を提案すること。
【解決手段】本発明の内視鏡装置は、内視鏡先端の硬性部に内視鏡先端部材５を持つ内視鏡において、内視鏡先端部材５を冷却する冷却機構１０を備え、内視鏡先端部材５は、少なくとも撮像素子部６と、照明部７と、冷却機構嵌合部９とを有し、冷却機構嵌合部９と冷却機構１０とが嵌合するように構成されていることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、内視鏡装置に関するものである。

内視鏡装置は、内視鏡を被検体の体内に入れて、例えば、体内画像の取得や生細胞取得、治療を行なう装置である。内視鏡の先端には、撮像素子や照明ユニットが備えられている。それらを駆動するにあたり、電気的なエネルギーや光エネルギーの交換ロス等で熱が発生する。一般的に、撮像素子や照明ユニットは、温度上昇によって悪影響が生じる。例えば、撮像素子は熱ノイズが発生し、照明ユニットでは発光効率が低下する。そのため、熱による温度上昇を低下させることが有効となる。
例えば、特許文献１では、内視鏡先端の部材内に冷却用のチャネルを設けることで冷却を可能としている。撮像素子や照明ユニットなどの各機構ごとに冷却機構を内視鏡先端部材内に組み込み、温度上昇を抑制している。

特願２００６−２２０３７５

しかしながら、内視鏡先端部材内にチャネルとして冷却機構を作りこむ場合には、内視鏡先端部材内の他機構を避ける形で加工しなくてはならない。また、チャネルを先に加工し、他機構を作製する場合にも同様に、機構同士が干渉しあわないようにしなくてはならない。また、内視鏡先端部材は、径方向をできる限り小さくするため、機構や他機構とのピッチ加工公差を留意しなくてはならず、加工の余地が少ない。さらに、加工に対して安全な設計値を取るとどうしてもチャネルを大きく設計せざるをえず、径の細い内視鏡には不適である。そのため、汎用性が低くなってしまうという問題が生じている。
このように、内視鏡先端の部材内に冷却用チャネルを設ける場合、各内視鏡に共通したデザイン（仕様）の冷却用チャネルを設けることができず、チャネル形状が内視鏡形状に依存してしまうために汎用性が低いという問題が生じている。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、内視鏡形状によって形状を変化させる必要のない、汎用性の高い内視鏡冷却機構を有する内視鏡装置を提案するものである。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、内視鏡先端の硬性部に内視鏡先端部材を持つ内視鏡において、内視鏡先端部材を冷却する冷却機構を備え、内視鏡先端部材は、少なくとも撮像素子部と、照明部と、冷却機構嵌合部とを有し、冷却機構嵌合部と冷却機構とが嵌合することを特徴とする。

本発明の好ましい別の態様にあっては、冷却機構と冷却機構嵌合部とが、内視鏡径方向最外郭で嵌合することを特徴とする。

本発明の好ましい別の態様にあっては、冷却機構嵌合部が、内視鏡先端部材の内視鏡径方向最外郭よりも径方向内側にあり、少なくとも一面以上の面を持つことを特徴とする。

本発明の好ましい別の態様にあっては、冷却機構が、水冷部とチューブとによって構成されていることを特徴とする。

本発明の好ましい別の態様にあっては、水冷部が、内視鏡径方向よりも内視鏡長手方向に長い構造を持つことを特徴とする。

本発明にかかる内視鏡装置は、小型化が望まれる内視鏡装置にあって、内視鏡形状によって形状を変化させる必要のない、汎用性の高い内視鏡冷却機構を有する内視鏡装置を提案するという効果を奏する。

本発明にかかる内視鏡装置の実施例の構成を示す図である。 内視鏡の径方向への断面図である。 冷却機構の構成を説明する図である。 水冷部の断面図である。 内視鏡装置の長手方向への断面図である。

以下に、本発明にかかる内視鏡装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

図１は、本発明にかかる内視鏡装置の実施例の構成を示す図である。図１に示すように、内視鏡装置は、内視鏡１と、光源装置２と、ビデオプロセッサ３と、モニター４とで構成される。

内視鏡装置は、被検体の体内を観察する観察装置である。内視鏡１は、被検体の体内に入り、体内画像の取得や生細胞取得、治療を行なう手段を持つ装置である。光源装置２、ビデオプロセッサ３、モニター４は、内視鏡１と電気的、機械的に繋がり、各役割を果たす。光源装置２は、内視鏡１の光を駆動させる装置である。ビデオプロセッサ３は、内視鏡１から送られる画像の処理や各回路の同期や処理を行なう装置である。モニター４は、内視鏡１の画像を出力する装置である。

図２は、内視鏡１の径方向への断面図であり、正面から見た図である。図２を用いて内視鏡先端部材５について説明する。

本実施例の内視鏡先端部材５は、内視鏡先端部材５と冷却部材１０とで構成される。内視鏡先端部材５は、内視鏡１の長手方向の先端部に配置される部材で、撮像素子部６と、照明部７と、鉗子部８と、冷却機構嵌合部９とを内部に持つ。
内視鏡先端部材５の形状は、各内視鏡によって違っており、鉗子部８を持たないものや上記以外の機能、例えば送水管などを内蔵しているものもある。少なくとも撮像素子部６と、照明部７と、冷却機構嵌合部９とを内部に持つものを内視鏡先端部材５と呼ぶ。本発明実施例では、撮像素子部６、照明部７、冷却機構嵌合部９に加え、鉗子部８を持つものとして説明を行う。

撮像素子部６は、撮像素子、撮像素子を駆動させるための電気的な接続や配線、およびレンズなどの光学系から構成される。照明部７は、内視鏡先端へ光を送る照明や、ファイバーなどの光伝送部材などから構成される。この時、照明はキセノンランプやＬＥＤを示す。

撮像素子部６、照明部７は、駆動するにあたり、電気的なエネルギーや光エネルギーの交換ロス等で熱が発生する。発生された熱は、内視鏡先端部材５に伝わり、その他の部材へと熱伝導していく。一般的に、撮像素子や照明は、温度上昇によって悪影響が生じる。例えば、撮像素子は熱ノイズが発生し、照明は発光効率が低下する。そのため、熱による温度上昇を低下させることが有効となる。

鉗子部８は、鉗子を内視鏡１を介し体内に導入する際に使用する孔である。鉗子が出入りするので一般的には空洞の孔となる。冷却機構嵌合部９は、冷却機構を嵌合するために内視鏡先端部材５の内視鏡径方向最外郭に設けられており、ドリルなどで加工され作製される。
冷却機構１０は、接着剤やグリースなどで冷却機構嵌合部９内に嵌合される。

図５は、内視鏡装置の長手方向への断面図であり、内視鏡先端部材５は図５のように内視鏡の先端部に配置される。
以下、図３、４、５を用いて、冷却機構１０と冷却機構嵌合部９の形状と、実施例の効果を説明する。
上記したように、冷却機構嵌合部９は内視鏡先端部材５の内視鏡径方向最外郭に設けられている。

従来技術と比較するために、冷却機構嵌合部９が最外郭でない部分に設けられている場合を説明する。例えば内視鏡先端部材５内にチャネルとして冷却機構１０を作りこむ場合は、内視鏡先端部材５内の他機構を避ける形で加工しなくてはならない。チャネルを先に加工し、他機構を作製する場合も同様に機構同士が干渉しあわないようにしなくてはならない。

内視鏡先端部材５は径方向をできる限り小さく作製するため、機構や他機構とのピッチ加工公差を留意しなくてはならず、加工の余地が少ない。加工に対して安全な設計値を取るとどうしてもチャネルが大きく設計せざるをえず、径の細い内視鏡には不適である。そのため、汎用性が低くなってしまう。
また、副次的なデメリットとして、チャネルを小さく作りこむとしてもアスペクト比の高い、非常に難しい加工となるために加工コストが高くなってしまう。

一方で、内視鏡先端部材５の内視鏡径方向最外郭には、機構を設けることができない。例えば、送水、照明等を最外郭に設ける場合には、内視鏡先端部材５の他に、水、光を封止する部材が必要となり、内視鏡先端部材５の径が大きくなってしまうためである。また、内視鏡１の機構をできる限り内視鏡径方向中心に集めたいという理由もある。
つまり、内視鏡先端部材５の内視鏡径方向最外郭は機構を導入するにあたってはデッドスペースとなっているために加工の余地がある。

本願では上記した内視鏡先端部材５の内視鏡径方向最外郭に冷却機構嵌合部９を設け、冷却機構１０を配置することによって冷却を行う。本願では内視鏡先端部材５に導入されている各機構の発熱を機構ごとに冷却するのではなく、各機構の発熱が伝熱する内視鏡先端部材５を冷却することによって、間接的に各機構の発熱を冷却する。

冷却機構１０は内視鏡先端部材５とは別体となっている。このために、形状の異なる内視鏡先端部材５を持つ種々の内視鏡に対しても冷却機構嵌合部９を作製することで容易に冷却が可能となる。また上述したように、内視鏡先端部材５の径方向最外郭には部材が入っていることが少ない。このために冷却機構嵌合部９の加工場所の選択肢が多数あり、汎用性が高い。

図３に冷却機構１０を示す。冷却機構１０は水冷部１１とチューブ１２とで構成される。チューブ１２と水冷部１１とは接着剤等で接続される。水冷部１１の断面図を図４に示す。水冷部１１の内面には流路が形成されており、この中を水が通ることによって内視鏡先端部材５が冷却される。流路内に流す媒体は流体であれば構わないために気体でも対応できる。

ここで、冷却機構１０の大きさは、内視鏡先端部材５に比べはるかに小さいため、できる限り大きな冷却効果を出すには、単位体積あたりの熱輸送量が大きい水冷のほうが、空冷よりも望ましい。

チューブ１２は、水冷部１１と接続され内視鏡長手方向後方へ延在される。水冷のための水は、チューブ１２内を通り、内視鏡後方から内視鏡先端を介して再び内視鏡後方へと循環する。水をチューブ内に送るにはポンプ等が使用される。水冷部１１は内視鏡長手方向に長く、内視鏡径方向に小さい形状をとる。このような形状となっているのは、第１に内視鏡先端部材５内の他機構とスペースの干渉を起こさないためであり、第２に小スペースの冷却機構１０ながら、できる限り水冷のために流路面積を大きく取り、冷却効果を高めるためである。

冷却機構１０はめっきや切削、接合等によって作製される。この際、冷却機構１０の加工は数１００μｍの加工が行われる。そのため切削のような加工対象に加工を行うトップダウンの方法では加工精度や加工寸法の限界等があり加工が難しい。それに対しめっき等の構造物を全く初めから作り上げるようなボトムアップの方法で作製するとトップダウンの加工方法よりも小さく作製できる利点がある。

図５に内視鏡の長手方向への断面図を示す。内視鏡先端部材５に水冷部１１が嵌合され、水冷部１１からチューブ１２が内視鏡長手方向後方に延在される。チューブ１２は湾曲ゴマ１３の側面を通り内視鏡後方へ伸びる。湾曲ゴマ１３は内視鏡を曲げるために作られている機構であり、湾曲ゴマ１３よりも内視鏡先端側を硬性部１４、内視鏡後方側を軟性部１５と呼ぶ。なお湾曲ゴマ１３を持たない内視鏡１も存在する。この場合は全てが硬性部１４として構成される。内視鏡先端部材５および水冷部１１は硬性部１４内に配置される。

上記の構成であれば、冷却機構１０と冷却機構嵌合部９との組み合わせで汎用性の高い冷却を行うことが容易に可能になる。
また、内視鏡先端部材５のデッドスペースである内視鏡径方向最外郭を使用するために径の細い内視鏡１でも対応が可能であり、かつ冷却機構嵌合部９の加工もドリル等で容易に加工できるため、汎用性が高い。
さらに、チャネルを作る場合と比較して、冷却機構１０が別体であるため、小型で加工コストを抑えられる内視鏡冷却装置となる。

以上のように、本発明にかかる内視鏡装置は、種々の内視鏡装置に有用であり、特に、内視鏡先端に冷却機構を備える内視鏡装置に適している。

１ 内視鏡
２ 光源装置
３ ビデオプロセッサ
４ モニター
５ 内視鏡先端部材
６ 撮像素子部
７ 照明部
８ 鉗子
９ 冷却機構嵌合部
１０ 冷却装置
１１ 水冷部
１２ チューブ
１３ 湾曲ゴマ
１４ 硬性部
１５ 軟性部

Claims (5)

1. 内視鏡先端の硬性部に内視鏡先端部材を持つ内視鏡において、
   前記内視鏡先端部材を冷却する冷却機構を備え、
   前記内視鏡先端部材は、少なくとも撮像素子部と、照明部と、冷却機構嵌合部とを有し、
   前記冷却機構嵌合部と前記冷却機構とが嵌合することを特徴とする内視鏡装置。
2. 前記冷却機構と前記冷却機構嵌合部とが、内視鏡径方向最外郭で嵌合することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
3. 前記冷却機構嵌合部が、前記内視鏡先端部材の内視鏡径方向最外郭よりも径方向内側にあり、少なくとも一面以上の面を持つことを特徴とする請求項２に記載の内視鏡装置。
4. 前記冷却機構が、水冷部とチューブとによって構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の内視鏡装置。
5. 前記水冷部が、内視鏡径方向よりも内視鏡長手方向に長い構造を持つことを特徴とする請求項４に記載の内視鏡装置。
   

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