JP2011200339A - 光学繊維ユニット及び内視鏡 - Google Patents

Abstract

【課題】挿入部の湾曲部内において、さらなる細径化の向上を可能とする光学繊維ユニット及び内視鏡を提供する。
【解決手段】ライトガイド３４は、光学繊維３７ａの束３７と、この光学繊維束３７の先端部が嵌め込まれた口金３５と、金属製保護チューブとしての網状管３９と、熱収縮チューブ４０とから構成される。網状管３９は、口金３５の外周を被覆する第１部分３９ａと、光学繊維束の外周を被覆する第２部分３９ｂとを有し、第２部分３９ｂの内径Ｄ_Ｎが、口金３５の外径Ｄ_Ｋより小さく形成されている。熱収縮チューブ４０は，網状管３９の外周に被覆され、網状管３９の外径を規制する。
【選択図】図４

Description

本発明は、内視鏡の挿入部に挿通される光学繊維ユニット、及びこれを備えた内視鏡に関する。

内視鏡の挿入部には、光源装置からの照明光を導光するライトガイドなどの光学繊維ユニットが挿通されている。この光学繊維ユニットは、複数の光学繊維を束ねた光学繊維束から構成される。光学繊維束を形成する個々の光学繊維は圧迫に対して脆弱な部材であり、外部からの圧迫等によって折損するおそれがある。通常、挿入部内には、光学繊維ユニットの他に、鉗子その他の処置具のガイド部材としての処置具挿通チャンネル等が挿通されている関係から、これら他の内蔵物から圧迫されるおそれがあり、このために光学繊維を折損から保護しなければならない。

とりわけ、挿入部を構成する湾曲部は、湾曲する角度が大きいため、他の内蔵物により光学繊維が折損することがある。光学繊維が折損すると、照明光の光量が落ちたり、折損箇所が黒い斑点として内視鏡画像に映り込んだりして、場合によっては観察が不可能になる。

このため、特許文献１では、湾曲部内における光学繊維束の外周に、金属製の螺旋管を被覆し、螺旋管及び光学繊維束の外周に可撓性チューブを被覆している。螺旋管によって保護することにより、光学繊維が他の内蔵部から圧迫を受けて折損することを防止している。

一方、特許文献２では、湾曲部内における光学繊維束の外周に金属繊維からなる網状管を光学繊維束の外周に配置し、光学繊維束を網状管で保護する構成が記載されている。近年では、経鼻内視鏡など、経口内視鏡や下部内視鏡と比べて挿入部を細径化した内視鏡が開発されている。この挿入部の細径化を図るため、光学繊維束を被覆する部材についても厚みが少ないものが求められており、特許文献１記載の螺旋管よりも、特許文献２記載の網状管のほうが厚みが少なく、細径化の観点からは有利である。

また、特許文献１，２では、挿入部の先端部に固定するための口金が光学繊維束の先端に設けられ、口金の外周に螺旋管または網状管の先端部を固着させている。口金の外周に固着される螺旋管または網状管の内径は、口金の外径に合わせて形成され、先端から後端に至るまでの全長に渡って同径であり、径変化が無い。

特許第２９７８２９５号公報 特開平５−３２３２１０号公報

内視鏡の挿入部では、細径化とともに、湾曲部内において内蔵物が径方向に移動するスペースを確保することが求められている。これは、湾曲部内では、移動した内蔵物同士が干渉することにより抵抗になって挿入部の操作性を妨げたり、脆弱な光学繊維束が圧迫を受けて破損したりするため、径方向に移動するスペースが必要となるからである。特に、ライトガイドは挿入部内に２本挿通されていることが一般的であり、湾曲部内における細径化を向上して径方向に移動するスペースを確保することが強く望まれている。

上述したように、上記特許文献２では、網状管を用いることでライトガイドの細径化を図っているが、網状管の端部が口金の外周に嵌合し、全長に渡って同径に形成されているため、ライトガイドの外径は、口金の外径が基準になる。しかし、口金の外径を基準とするライトガイドの外径では、湾曲部内における細径化が不十分であり、径方向に十分なスペースを確保することができなかった。また、上記特許文献１では、湾曲部内におけるライトガイドの細径化について何も記載されておらず、径方向のスペース確保について示唆する記載もない。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、挿入部の湾曲部内において、さらなる細径化の向上を可能とし、湾曲部内の径方向にスペースを確保することが可能な光学繊維ユニット及び内視鏡を提供することを目的とする。

本発明の光学繊維ユニットは、先端部の向きを変化させるために湾曲する湾曲部及び可撓性を有する軟性部が先端側から順に連設された内視鏡の挿入部内に挿通され、光学繊維を束ねた光学繊維束または光学繊維と、前記光学繊維束または前記光学繊維に固着し、前記先端部に前記光学繊維束または前記光学繊維を固定するための口金と、前記挿入部内において、前記光学繊維束または前記光学繊維の外周に配設され、軸方向に伸張したとき直径が小さくなり、軸方向に収縮したとき直径が大きくなる金属製保護チューブであって、前記口金の外周を被覆する第１部分と、前記口金後端から後方且つ前記湾曲部内に位置し、前記光学繊維束または前記光学繊維の外周を被覆する第２部分とを有し、前記第２部分の内径が前記口金の外径より小さく形成された金属製保護チューブと、前記金属製保護チューブの外周に被覆され、前記金属製保護チューブの外径を規制する外径規制部材とを備えたことを特徴とする。

前記金属製保護チューブは、細線を編組して形成された網状管であることが好ましい。あるいは、前記金属製保護チューブは、帯状片を巻き回して形成された螺旋管であることが好ましい。

前記外径規制部材は、加熱により直径方向に収縮する熱収縮チューブであることが好ましい。

また、前記外径規制部材は、前記金属製保護チューブにコーティングされる可撓性接着剤であることが好ましい。

本発明の内視鏡は、前記挿入部と、前記湾曲部を湾曲させるための操作手段と、前記挿入部の基端側に設けられ、前記操作手段が組み込まれた本体操作部と、前記光学繊維ユニットとを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、湾曲部内における光学繊維ユニットを細径化して、湾曲部内における径方向のスペースを確保することができるので、他の内蔵物と干渉して湾曲の抵抗になることがなく、また他の内蔵物からの圧迫力により光学繊維束または光学繊維が破損することがない。

本発明の内視鏡の外観図である。 挿入部の先端部の端面を示す平面図である。 挿入部の構成を示す要部断面図である。 本発明の光学繊維ユニットとしてのライトガイドの構成を示す要部断面図である。 光学繊維ユニット素材に網状管を被覆する方法を示す説明図である。 光学繊維ユニット素材に網状管を被覆する別の方法を示す説明図である。

図１において、本発明の内視鏡２は、体腔内に挿入される挿入部３と、挿入部３の基端部分に連設された操作部５と、プロセッサ装置や光源装置に接続されるコネクタ部６と、操作部５、及びコネクタ部６間を繋ぐユニバーサルコード７とを備えている。

挿入部３は、管状に形成されており、先端から順に、先端部１１、複数の湾曲駒を連結した湾曲部１２、及び可撓性を有する軟性部１３とで構成されている。操作部５には、湾曲部１２を上下左右方向に湾曲して先端部１１の向きを変化させるためのアングルノブ２１，２２、処置具が挿通される鉗子挿入口２３等が設けられている。

図２および図３に示すように、先端部１１の端面１１ａは円形であり、観察窓３０、照明窓３１、鉗子出口３２、及び送気・送水用ノズル３３が設けられている。観察窓３０は、端面１１ａの中央上部に配置されている。先端部１１の後端は、湾曲部１２を構成する先端側の湾曲駒１２ａに連結されている。

照明窓３１は、観察窓３０に関して対称な位置に二個配されている。照明窓３１の背後には、挿入部３内に挿通され、光源装置からの照明光を導くライトガイド３４の出射端がそれぞれ配されている。照明窓３１は、ライトガイド３４で導かれた照明光を、体腔内の被観察部位に照射する。ライトガイド３４は、その先端に固定された円筒状の口金３５を介して、先端部１１に穿たれた穴１４ｂに嵌合して取り付けられている。口金３５は、先端部１１内に配される。

観察窓３０の奥には、撮影光学系、及びＣＣＤなどの固体撮像素子（図示せず）が設けられている。固体撮像素子は、観察窓３０を通して撮影光学系により結像された体腔内の像光を撮像する。固体撮像素子で得られた撮像信号は、挿入部３及び操作部５に挿通された信号線を介して、ユニバーサルコード７に接続されたプロセッサ装置に送られ、モニタに内視鏡画像として表示される。鉗子出口３２は、挿入部３内に配設された鉗子チャンネル３６に接続され、鉗子挿入口２３に連通している。鉗子挿入口２３に挿通された処置具の先端は、鉗子出口３２から露呈される。

図４に示すように、本発明の光学繊維ユニットとしてのライトガイド３４は、複数の光学繊維３７ａを束ねた光学繊維束３７と、この光学繊維束３７を被覆する可撓性チューブ３８と、上述した口金３５と、金属製保護チューブとしての網状管３９と、外径規制部材としての熱収縮チューブ４０とから構成される。光学繊維３７ａとしては例えば石英製光ファイバを用いる。口金３５は、光学繊維束３７より外径が大きい円筒状で内周面３５ａに光学繊維束３７の先端部が嵌合して固着される。可撓性チューブ３８は、例えばシリコン樹脂から形成された可撓性を有するチューブで、口金３５の後端付近から光学繊維束３７の後端に至るまでの略全長に渡って光学繊維束３７の外周を被覆する。なお、可撓製チューブ３８は、光学繊維束３７に対して、例えば接着剤や糸巻き等で固着されている。

網状管３９は、ステンレス、タングステン等の金属細線を編組して形成され、挿入部３内において、口金３５、光学繊維束３７及び可撓性チューブ３８の外周に配設される。具体的には、網状管３９は、口金３５の後端部外周を被覆する第１部分３９ａと、口金３５の後端から後方且つ湾曲部１２内に位置し、光学繊維束３７の外周を被覆する第２部分３９ｂとを有する。なお、本実施形態では、光学繊維束３７の外周に可撓性チューブ３８が被覆されているため、第２部分３９ｂは可撓性チューブ３８を介して光学繊維束３７の外周に配される。

熱収縮チューブ４０は、加熱することにより収縮する周知の熱収縮チューブであり、例えば、ポリオレフィン、またはＰＴＦＥからなる。熱収縮チューブ４０の軸方向の長さとしては、図４に示すように、網状管３９の後方の可撓性チューブ３８を被覆する部分まで配設してもよいが、少なくとも網状管３９の全長を被覆する長さであればよい。熱収縮チューブ４０は、例えば接着剤等により口金３５に固着される。なお、本実施形態では、網状管３９の外周に熱収縮チューブ４０が被覆されることにより、口金３５と熱収縮チューブ４０との間に網状管３９が挟まれて、網状管３９の先端部が口金３５に対して固着されるが、本発明はこれに限らず、網状管３９の先端部を、口金３５の後端部外周に、例えば接着剤や糸巻き等で固着してもよい。

網状管３９は、軸方向に伸張したとき直径（外径及び内径）が小さくなり、軸方向に収縮したとき直径が大きくなるように編組されている。本発明では、これを利用して網状管３９の直径を狭める、または広げるようにして光学繊維束３７及び口金３５に網状管３９を被覆する。図５は、光学繊維束３７に可撓性チューブ３８を被覆し、口金３５を嵌合させて固着した後、網状管３９を被覆するときの被覆方法を示す。なお、以下では説明の都合上、光学繊維束３７に可撓性チューブ３８を被覆し、口金３５を嵌合させた状態を光学繊維ユニット素材５０と称する。

図５（Ａ）に示すように、本実施形態では、光学繊維ユニット素材５０の被覆に使用する網状管３９として、被覆前の内径Ｄ_Ｎ０が、口金３５の外径Ｄ_Ｋより大きいものを使用する。そして、図５（Ｂ）に示すように、光学繊維ユニット素材５０を後端側から網状管３９の内部へ挿通させ、口金３５の後端部と、湾曲部１２に対応する範囲を網状管３９で覆うように可撓性チューブ３８の外周に網状管３９を配する。

次に、図５（Ｃ）に示すように、口金３５の後端部、及び湾曲部１２に対応する範囲を網状管３９が覆った状態を保持するように、網状管３９の先端側を口金３５に押さえつけながら、網状管３９の後端側を後方へ引っ張る。これにより、口金３５の後方、すなわち湾曲部１２に対応する範囲に位置する網状管３９の直径が小さくなる。

網状管３９の後端を引っ張り、直径を小さくして可撓性チューブ３８の外周に被覆することにより、図４に示すように、網状管３９の第２部分３９ｂの内径Ｄ_Ｎが、口金３５の外径Ｄ_Ｋより小さく形成される。さらに図５（Ｃ）の状態のまま、熱収縮チューブ４０で網状管３９を覆った後、熱収縮させることによって網状管３９の外周に熱収縮チューブ４０を被覆する。これにより、熱収縮チューブ４０は、第２部分３９ｂの内径Ｄ_Ｎが、口金３５の外径Ｄ_Ｋより小さい状態を保持するように網状管３９の外径を規制する。網状管３９及び熱収縮チューブ４０をこのように形成することで、ライトガイド３４全体の細径化、特に、湾曲部１２に対応する範囲である口金３５後方の細径化を図ることができる。

なお、本実施形態では、上述したように、光学繊維束３７の外周に可撓性チューブ３８を介して、網状管３９を被覆している。このため、網状管３９の内径Ｄ_Ｎを可撓性チューブ３８の外径Ｄ_Ｔよりも小さく形成して被覆した場合は、可撓性チューブ３８に網状管３９を食い込ませることになるので、ライトガイド３４の可撓性を妨げ、ひいては挿入部３の湾曲性を妨げることになる。そこで、湾曲部１２内におけるライトガイド３４の細径化、及び可撓性の観点から、網状管３９の内径Ｄ_Ｎは、可撓性チューブ３８の外径Ｄ_Ｔと等しくすることが最も好ましい。また、これに限らず、網状管３９の内径Ｄ_Ｎは、可撓性チューブ３８の外径Ｄ_Ｔ以上、且つ口金３５の外径Ｄ_Ｋ未満であればよい。これにより、湾曲部１２内におけるライトガイド３４の細径化に寄与することができる。

なお、上述した網状管３９の外径を熱収縮チューブ４０で規制するためには、網状管３９のバネ性、熱収縮チューブ４０の特性（可撓性、加熱前後の収縮率）から、熱収縮チューブ４０の肉厚、熱収縮工程における加熱条件（温度、時間）などを適宜決定すればよい。

以上のように、構成された内視鏡２で患者の体腔内を観察する際、術者は、内視鏡２とプロセッサ装置、光源装置とを繋げ、挿入部３を体腔内に挿入する。そして、適宜アングルノブ２１，２２を操作して、湾曲部１２を湾曲させて先端部１１を所望の方向に向けさせる等の手技を行いつつ、光源装置からの照明光で体腔内を照明しながら、固体撮像素子による体腔内の内視鏡画像をモニタで観察する。

先端部１１の向きを変えるため、湾曲部１２を湾曲させたときには、ライトガイド３４、鉗子チャンネル３６、信号線等の内蔵物がそれぞれ湾曲部１２内で移動する。湾曲部１２内においては、上述したようにライトガイド３４が細径化されており、径方向に移動するスペースが確保されているため、他の内蔵物と干渉して挿入部３の湾曲性及び操作性を妨げることがない。また、ライトガイド３４が他の内蔵物から押されても圧迫力を回避可能なスペースを有するため、光学繊維束３７の破損を防ぐことができる。

なお、上記実施形態では、網状管３９として、通常時の内径が口金３５の外径よりも大きいものを使用し、光学繊維ユニット素材５０を覆った網状管３９の後端を引っ張り、湾曲部１２内に対応する範囲の直径を小さくしているが、本発明はこれに限らず、図６（Ａ）に示すように、光学繊維ユニット素材５０の被覆に使用する網状管３９として、被覆前の内径Ｄ_Ｎ０が、可撓性チューブ３８の外径Ｄ_Ｔに略等しいものを使用する。そして、図６（Ｂ）に示すように、網状管３９の先端側、すなわち口金３５の外周を覆う部分の直径を、口金３５の外径Ｄ_Ｋ以上に広げる。

次に、図６（Ｃ）に示すように、光学繊維ユニット素材５０を後端側から網状管３９の内部へ挿通させ、口金３５の後端部、及び湾曲部１２に対応する範囲を網状管３９で覆う。このようにして、口金３５の後方に位置し、可撓性チューブ３８を覆う部分の直径が小さい網状管３９で光学繊維ユニット素材５０を覆っているので、上記実施形態と同様に、網状管３９の第２部分３９ｂの内径Ｄ_Ｎが、口金３５の外径Ｄ_Ｋより小さく形成される。そして、網状管３９が熱収縮チューブ４０で被覆され、網状管３９の外径が規制されることで、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

上記実施形態では、光学繊維束３７の外周を可撓性チューブで被覆し、この可撓性チューブを介して網状管３９を光学繊維束３７の外周に配するようにしているが、本発明はこれに限らず、光学繊維束３７と網状管３９との間には何も介さず、光学繊維束３７の外周を網状管３９で覆う構成としてもよい。

上記実施形態では、複数の光学繊維を束ねた光学繊維束を備えた光学繊維ユニットを例に上げて説明しているが、光学繊維束に代えて単線の光学繊維からなる光学繊維ユニットに適用してもよい。あるいは、上記実施形態では、光学繊維として石英製光ファイバを用いているがこれに限定されるものではなく、例えばプラスチック製光ファイバなど他の光学繊維を用いてもよい。

上記実施形態では、網状管の外径を規制する外径規制部材として熱収縮チューブを用いているが、熱収縮チューブに限定されるものではなく、例えば、可撓性接着剤を外径規制部材として用いてもよい。この場合、上記実施形態と同様に網状管３９の第２部分３９ｂの内径Ｄ_Ｎを、口金３５の外径Ｄ_Ｋより小さく形成した後、網状管３９に可撓性接着剤をコーティングして網状管３９の外径を規制するようにすればよい。

なお、上記実施形態では、光学繊維束３７を被覆する金属製保護チューブとして網状管３９を用いているが、本発明はこれに限るものではなく、上記構成の網状管３９に代えて、例えばステンレスなどの金属製の帯状片を巻き回して形成された螺旋管を金属製保護チューブとして用いてもよい。

上記実施形態においては、固体撮像素子を用いて体腔内を撮像した画像を観察する電子内視鏡を例に上げて説明しているが、本発明はこれに限るものではなく、光学的イメージガイドを採用して体腔内を観察する内視鏡にも適用することができる。この場合、光学的イメージガイドに本発明の光学繊維ユニットを適用し、光学的イメージガイドを構成する光学繊維束に、上記実施形態と同じ構成の金属製保護チューブ及び熱収縮チューブが被覆される。

２ 内視鏡
３ 挿入部
５ 操作部
１１ 先端部
１２ 湾曲部
１３ 軟性部
３４ ライトガイド（光学繊維ユニット）
３５ 口金
３７ 光学繊維束
３７ａ 光学繊維
３９ 網状管
３９ａ 第１部分
３９ｂ 第２部分
４０ 熱収縮チューブ
Ｄ_Ｋ 口金外径
Ｄ_Ｎ 網状管内径
Ｄ_Ｔ 可撓性チューブ外径

Claims (6)

1. 先端部の向きを変化させるために湾曲する湾曲部及び可撓性を有する軟性部が先端側から順に連設された内視鏡の挿入部内に挿通され、光学繊維を束ねた光学繊維束または光学繊維と、
   前記光学繊維束または前記光学繊維に固着し、前記先端部に前記光学繊維束または前記光学繊維を固定するための口金と、
   前記挿入部内において、前記光学繊維束または前記光学繊維の外周に配設され、軸方向に伸張したとき直径が小さくなり、軸方向に収縮したとき直径が大きくなる金属製保護チューブであって、前記口金の外周を被覆する第１部分と、前記口金後端から後方且つ前記湾曲部内に位置し、前記光学繊維束または前記光学繊維の外周を被覆する第２部分とを有し、前記第２部分の内径が前記口金の外径より小さく形成された金属製保護チューブと、
   前記金属製保護チューブの外周に被覆され、前記金属製保護チューブの外径を規制する外径規制部材とを備えたことを特徴とする光学繊維ユニット。
2. 前記金属製保護チューブは、細線を編組して形成された網状管であることを特徴とする請求項１記載の光学繊維ユニット。
3. 前記金属製保護チューブは、帯状片を巻き回して形成された螺旋管であることを特徴とする請求項１記載の光学繊維ユニット。
4. 前記外径規制部材は、加熱により直径方向に収縮する熱収縮チューブであることを特徴とする請求項１ないし３いずれか１項記載の光学繊維ユニット。
5. 前記外径規制部材は、前記金属製保護チューブにコーティングされる可撓性接着剤であることを特徴とする請求項１ないし３いずれか１項記載の光学繊維ユニット。
6. 前記挿入部と、前記湾曲部を湾曲させるための操作手段と、前記挿入部の基端側に設けられ、前記操作手段が組み込まれた本体操作部と、請求項１ないし５いずれか１項記載の前記光学繊維ユニットとを備えたことを特徴とする内視鏡。

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