JP2012231897A - 内視鏡送気システム - Google Patents

Abstract

【課題】管腔内の圧力を測定する際に体動の影響を受けることがなく、管腔内への自動送気の安定化を図ることができる内視鏡送気システムを提供する。
【解決手段】内視鏡送気システムは、送気装置１０２から管腔内へ自動送気するための送気管路にバッファタンク１０６を備えるとともに、バッファタンク１０６よりも上流側（送気装置１０２側）の管路抵抗Ａは、バッファタンク１０６よりも下流側の管路抵抗Ｂに比べて大きく構成される。管腔内の圧力は、バッファタンク１０６内の圧力を測定する圧力センサ１３６の測定結果から間接的に求められ、管腔内の圧力が設定圧となるように圧力制御が行われる。これにより、送気装置１０２からの送気の影響を抑えつつ、管腔内への自動送気の安定化を図ることができる。
【選択図】図１１

Description

本発明は、内視鏡送気システムに関し、特に、被検体の管腔内に送気管路を介して所定の気体を送気する内視鏡送気システムに関する。

近年、人体の管腔（例えば胃、大腸、食道など）内に内視鏡の挿入部を挿入し、管腔内の処置部位を観察しながら治療する手技が行われている。このとき、内視鏡の視野を確保するとともに処置具を操作するための領域を確保することを目的として、内視鏡の送気管路を介して管腔内に気体を注入し、管腔内を膨らませることが行われている（例えば特許文献１参照）。このとき、管腔内に注入される気体としては、患者の苦痛を軽減するために生体吸収の早い二酸化炭素ガス（以下、「炭酸ガス」という。）が好ましく用いられる。これにより、管腔内の処置部位を観察しながら、内視鏡の処置具チャンネルを介して挿入された処置具を確認しつつ各種処置を行うことが可能となる。

しかしながら、従来の内視鏡送気システムでは、管腔内への気体の注入は、術者による手動操作によって行われるのが一般的であり、管腔内の圧力を一定に保つためには頻繁な操作が必要となる。このため、術者にかかる操作負担が大きいという問題がある。

一方、腹腔鏡外科手術においては、内視鏡の視野や処置空間を確保するために、気腹針やトラカール等の気腹用挿入具を患者の腹部に刺入して、気複装置から気腹用挿入具を介して腹腔内の圧力を測定しながら、腹腔内の圧力が一定に保たれるように圧力制御をしつつ腹腔内への自動送気を行う送気装置が用いられている（例えば特許文献２参照）。

特開２００６−２８８８８１号公報 特開２００３−２５０８８６号公報

しかしながら、管腔内の容積は、腹腔内の容積（３リットル程度）に比べて遥かに小さく、例えば食道８０ｃｃ、胃１５００ｃｃであり、呼吸等による体動によって容積変化の割合が非常に高い。このため、腹腔鏡外科手術で用いられている送気装置をそのまま用いた場合、管腔内の容積変化による影響を大きく受けてしまい、安定した圧力測定を行うことができず、その結果、システムの挙動が不安定な状態になりやすい問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、管腔内の圧力を測定する際に体動の影響を受けることがなく、管腔内への自動送気の安定化を図ることができる内視鏡送気システムを提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、第１の発明に係る内視鏡送気システムは、気体供給源からの気体を生体の管腔内に送気する内視鏡送気システムであって、前記気体供給源からの気体を生体の管腔内に送気するための送気管路と、前記気体供給源からの気体の圧力を調整する圧力調整手段と、前記圧力調整手段よりも管腔側の前記送気管路に設けられ、該送気管路を流れる気体を一時的に保持するバッファタンクと、前記バッファタンク内の圧力を測定する圧力測定手段と、前記管腔内の圧力の設定値を設定する設定手段と、前記圧力測定手段による測定結果から前記管腔内の圧力を算出し、該管腔内の圧力が前記設定手段により設定された設定値となるように、前記圧力調整手段により調整される気体の圧力を制御する圧力制御手段と、を備え、前記送気管路のうち、前記バッファタンクよりも気体供給源側管路の第１管路抵抗は、前記バッファタンクよりも管腔側管路の第２管路抵抗に比べて大きいことを特徴とする。

第１の発明によれば、管腔内の容積変化による圧力変動をバッファタンクで効果的に緩和することができ、圧力測定手段にて送気管路を通じて管腔内の圧力を安定且つ正確に測定することが可能となる。特に、バッファタンク内の圧力を測定することによって管腔内の圧力を間接的に測定する際、バッファタンクよりも気体供給源側の送気管路の第１管路抵抗を、バッファタンクよりも管腔側の送気管路の第２管路抵抗より大きくすることで、送気による影響を抑えつつ、管腔内の圧力制御を確実に行うことが可能となる。これにより、管腔内に所定の圧力に調整された気体を安定して送気することが可能となり、術者の操作負担を軽減することが可能となる。

第２の発明に係る内視鏡送気システムは、第１の発明に係る内視鏡送気システムであって、前記第１管路抵抗と前記第２管路抵抗との比率を可変可能な管路抵抗可変手段と、前記管腔内の圧力が所定の閾値を超えるか否かを判別し、前記管腔内の圧力が所定の閾値を超える場合には、前記第１管路抵抗が前記第２管路抵抗よりも大きくなるように前記管路抵抗可変手段を制御する管路抵抗制御手段を備えたことを特徴とする。

第２の発明によれば、管腔内の圧力に応じて第１管路抵抗が第２管路抵抗よりも大きくなるように制御が行われるので、管腔内の圧力制御をより安定した状態で確実に行うことが可能となるとともに、術者の操作負担を大幅に軽減することが可能となる。

第３の発明に係る内視鏡送気システムは、第２の発明に係る内視鏡送気システムであって、前記管路抵抗制御手段は、前記管腔内の圧力が所定の閾値以下である場合には、前記第１管路抵抗が前記第２管路抵抗よりも小さくなるように前記管路抵抗可変手段を制御することを特徴とする。

第３の発明によれば、管腔内の圧力が所定の閾値以下である場合（すなわち管腔内への送気が開始された初期段階）には、第１管路抵抗が第２管路抵抗よりも小さくすることで、管腔内への送気速度を向上させることが可能となる。

第４の発明に係る内視鏡送気システムは、第２又は第３の発明に係る内視鏡送気システムであって、前記管路抵抗可変手段は、互いに管路抵抗が異なる複数の管路が前記送気管路に並列的に接続され、前記複数の管路の中から前記送気管路に連通させる管路を選択的に切替可能な切替弁を有し、前記管路抵抗制御手段は、前記切替弁を制御することにより、前記複数の管路の中から所望の管路を前記送気管路に連通させることを特徴とする。

第４の発明によれば、複数の管路を切り替えることで管路抵抗を容易に可変させることが可能となる。

第５の発明に係る内視鏡送気システムは、第２又は第３の発明に係る内視鏡送気システムであって、前記管路抵抗可変手段は、前記送気管路の管路断面積を可変可能な制御弁からなり、前記管路抵抗制御手段は、前記送気管路の管路抵抗が所望の値となるように前記制御弁を制御することを特徴とする。

第５の発明によれば、制御弁の管路断面積を変化させることによって管路抵抗を可変させることが可能となり、複数の管路を用いて管路抵抗を切り替える場合に比べて省スペース化を図ることができる。

第６の発明に係る内視鏡送気システムは、第２〜第５の発明のいずれか１つの発明に係る内視鏡送気システムであって、前記管路抵抗可変手段は、前記送気管路のうち、前記バッファタンクよりも気体供給源側管路に設けられていることを特徴とする。

第７の発明に係る内視鏡送気システムは、第２〜第５の発明のいずれか１つの発明に係る内視鏡送気システムであって、前記管路抵抗可変手段は、前記送気管路のうち、前記バッファタンクよりも管腔側管路に設けられていることを特徴とする。

第６及び第７の発明のように、管路抵抗可変手段は、バッファタンクよりも気体供給源側の送気管路に配置されていてもよいし、バッファタンクよりも管腔側の送気管路に配置されていてもよい。いずれの場合においても、第１管路抵抗と第２管路抵抗との比率を変化させることが可能であり、安定した圧力制御を実現することができる。

第８の発明に係る内視鏡送気システムは、第１〜第７の発明のいずれか１つの発明に係る内視鏡送気システムであって、前記圧力調整手段は、前記送気管路に設けられていることを特徴とする。

第８の発明によれば、気体供給源から送気管路を通じて供給される気体の圧力を調整することが可能となる。

第９の発明に係る内視鏡送気システムは、第１〜第８の発明のいずれか１つの発明に係る内視鏡送気システムであって、前記バッファタンクは、前記管腔内よりも大きな容量を有することを特徴とする。

第９の発明によれば、バッファタンクによる管腔内の容積変化による圧力変動の皮効果を向上させることが可能となる。

本発明によれば、管腔内の容積変化による圧力変動をバッファタンクで効果的に緩和することができ、圧力測定手段にて送気管路を通じて管腔内の圧力を安定且つ正確に測定することが可能となる。特に、バッファタンク内の圧力を測定することによって管腔内の圧力を間接的に測定する際、バッファタンクよりも気体供給源側の送気管路の第１管路抵抗を、バッファタンクよりも管腔側の送気管路の第２管路抵抗より大きくすることで、送気による影響を抑えつつ、管腔内の圧力制御を確実に行うことが可能となる。これにより、管腔内に所定の圧力に調整された気体を安定して送気することが可能となり、術者の操作負担を軽減することが可能となる。

第１の実施形態に係る内視鏡送気システムの構成を示した概略図 図１に示した内視鏡の挿入部の先端部を示す斜視図 図１に示した挿入補助具の構成を示した側断面図 図１に示した送気装置の内部構成を示す構成図 容量可変バッファタンクの第１構成例を示した概略図 容量可変バッファタンクの第２構成例を示した概略図 容量可変バッファタンクの第３構成例を示した概略図 第２の実施形態に係る内視鏡送気システムの構成を示した概略図 図８に示した内視鏡の挿入部の先端部を示す斜視図 第３の実施形態に係る内視鏡送気システムの構成を示した概略図 管路抵抗を可変させたときの効果の違いを示す概念図 第３の実施形態に係る内視鏡送気システムの他の構成を示した概略図

以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る内視鏡送気システムの構成を示した概略図である。

図１に示すように、本実施形態では、内視鏡１０の挿入部１２が挿入補助具（オーバーチューブ）６０に挿通された状態で経口的又は経肛門的に管腔内に挿入され、後述する内視鏡送気システム１００から送気される所定の気体（例えば炭酸ガス）が管腔内に注入される。ここでは、一例として、挿入部１２及び挿入補助具６０が患者の口から食道を経由して胃の内部に挿入された状態を示しているが、これに限らず、例えば、患者の口又は肛門から食道、小腸（十二指腸、空腸、回腸）、大腸（盲腸、結腸、直腸）などの管腔内に挿入されてもよい。

内視鏡１０は、手元操作部１４と、この手元操作部１４に連設され、人体の管腔内に挿入される挿入部１２とを備える。手元操作部１４には、ユニバーサルケーブル１６が接続され、このユニバーサルケーブル１６の先端にＬＧコネクタ１８が設けられている。このＬＧコネクタ１８は光源装置（不図示）に着脱自在に連結され、これによって後述の照明光学系５４（図２参照）に照明光が送られる。また、ＬＧコネクタ１８には、電気コネクタが接続され、この電気コネクタが画像信号処理等を行うプロセッサに着脱自在に連結されている。

手元操作部１４には、送気・送水ボタン２８、吸引ボタン３０、シャッターボタン３２が並設されるとともに、一対のアングルノブ３６、３６が設けられる。

挿入部１２は、手元操作部１４から順に軟性部４０、湾曲部４２、及び先端部４４の順で構成され、湾曲部４２は、手元操作部１４のアングルノブ３６、３６を回動することによって遠隔的に湾曲操作される。これにより、先端部４４を所望の方向に向けることができる。

図２に示すように、先端部４４の先端面４５には、観察光学系５２、照明光学系５４、５４、送気・送水ノズル５６、鉗子口５８が設けられる。観察光学系５２の後方にはＣＣＤ（不図示）が配設され、このＣＣＤを支持する基板には信号ケーブル（不図示）が接続される。信号ケーブルは図１の挿入部１２、手元操作部１４、ユニバーサルケーブル１６等に挿通されて電気コネクタまで延設され、プロセッサに接続される。よって、観察光学系５２で取り込まれた観察像は、ＣＣＤの受光面に結像されて電気信号に変換され、そして、この電気信号が信号ケーブルを介してプロセッサに出力され、映像信号に変換される。これにより、プロセッサに接続されたモニタに観察画像が表示される。

図２の照明光学系５４、５４の後方にはライトガイド（不図示）の出射端が配設されている。このライトガイドは、図１の挿入部１２、手元操作部１４、ユニバーサルケーブル１６に挿通され、ＬＧコネクタ１８内に入射端が配設される。したがって、ＬＧコネクタ１８を光源装置に連結することによって、光源装置から照射された照明光がライトガイドを介して照明光学系５４、５４に伝送され、照明光学系５４、５４から前方に照射される。

図２の送気・送水ノズル５６は、図１の送気・送水ボタン２８によって操作されるバルブ（不図示）に連通されており、さらにこのバルブはＬＧコネクタ１８に設けた送気・送水コネクタ（不図示）に連通される。送気・送水コネクタには不図示の送気・送水手段が接続され、エア及び水が供給される。したがって、送気・送水ボタン２８を操作することによって、送気・送水ノズル５６からエア又は水を観察光学系５２に向けて噴射することができる。

本実施形態のＬＧコネクタ１８には、図１に示すように、後述する送気装置１０２から供給される炭酸ガスの供給口２０が設けられている。ＬＧコネクタ１８に接続される不図示の送気・送水手段は、送気装置１０２から供給口２０を介して供給される炭酸ガスを利用して、内視鏡１０の送気送水管路（不図示）にエア又は水を選択的に供給し、送気・送水ノズル５６からエア又は水を噴射する。なお、送気・送水手段の構成については公知であるため（例えば、特開２００９−１５３６４１号公報や特開２００９−０２２４４４号公報を参照）、ここでは詳細な説明は省略する。

図２の鉗子口５８は、図１の鉗子挿入部４６に鉗子チャンネル（不図示）を介して連通されている。よって、鉗子挿入部４６から鉗子等の処置具を挿入することによって、この処置具を鉗子口５８から導出することができる。また、鉗子口５８は、吸引ボタン３０によって操作されるバルブ（不図示）に連通されており、このバルブはさらにＬＧコネクタ１８の吸引コネクタ（不図示）に接続される。したがって、吸引コネクタに不図示の吸引手段を接続し、吸引ボタン３０でバルブを操作することによって、鉗子口５８から病変部等を吸引することができる。

一方、図１に示した挿入補助具６０は、図３に示すように、把持部６２とチューブ本体６４とを備えている。チューブ本体６４は筒状に形成され、内視鏡１０の挿入部１２が挿通可能なように挿入部１２の外径よりも大きい内径を有している。また、チューブ本体６４は、可撓性のウレタン系樹脂の成形品であり、その外周面には潤滑コートが被覆され、内周面にも潤滑コートが被覆されている。チューブ本体６４には、図１に示す硬質の把持部６２が水密状態で嵌合され、チューブ本体６４に対して把持部６２が着脱自在に連結されている。挿入部１２は、把持部６２の基端側開口部からチューブ本体６４内に挿入される。

挿入補助具６０の基端側には、炭酸ガスを注入するための供給口６６が設けられている。この供給口６６は、挿入補助具６０の内周面に開口しており、挿入補助具６０の内部に形成される挿通路６８に連通されている。また、供給口６６よりも基端側には、挿通路６８の内周面に周方向に沿って形成された環状の溝部７０が形成されており、この溝部７０内には、供給口６６から供給された気体の流出を防止する気密手段としてＯリング７２が設けられている。これにより、後述する送気装置１０２から供給される気体は、供給口６６から挿入補助具６０の挿通路６８に供給され、基端側から流出することなく、挿入補助具６０の先端開口部６８ａから管腔内に気体が導入され、管腔内を膨らませることが可能となる。

このように本実施形態では、挿入補助具６０の内部に形成された挿通路６８（具体的には挿通路６８の内壁面と挿入部１２との間に形成された隙間）が、送気装置１０２から供給される気体を管腔内に自動送気するための送気管路の一部として機能する。

次に、本発明の特徴的部分である内視鏡送気システム１００の構成について説明する。

図１に示すように、内視鏡送気システム１００は、主として、気体供給装置である送気装置１０２と、炭酸ガスが液化して貯留されている炭酸ガスボンベ１０４と、バッファタンク１０６とを備えて構成される。

送気装置１０２は、炭酸ガスボンベ１０４から供給される炭酸ガスを所定の圧力に減圧しながら、内視鏡１０の挿入部１２又は挿入補助具６０に設けられた送気管路を通じて管腔内に炭酸ガスを供給する装置である。送気装置１０２には、炭酸ガスボンベ１０４から供給される炭酸ガスを入力するための高圧コネクタ１０８と、送気装置１０２で所定の圧力に調整された炭酸ガスを出力するための第１及び第２送気コネクタ１１０、１１２とが設けられている。

高圧コネクタ１０８には高圧ガス用チューブ１１４の一端が連結され、高圧ガス用チューブ１１４の他端は炭酸ガスボンベ１０４に連結されている。炭酸ガスボンベ１０４に貯留されている液状の炭酸ガスは、気化された状態で高圧ガス用チューブ１１４及び高圧コネクタ１０８を通じて送気装置１０２内に導かれる。送気装置１０２の内部構成については後述するが、高圧コネクタ１０８から入力された炭酸ガスは各種処理が施された後、第１及び第２送気コネクタ１１０、１１２からそれぞれ出力される。

第１送気コネクタ１１０には第１送気チューブ１１６の一端部が連結され、第１送気チューブ１１６の他端部はＬＧコネクタ１８の供給口２０に連結されている。送気装置１０２で所定の圧力に減圧された炭酸ガスは、第１送気コネクタ１１０、第１送気チューブ１１６、及び供給口２０を通じてＬＧコネクタ１８に導かれる。そして、ＬＧコネクタ１８に接続される不図示の送気・送水手段に炭酸ガスが供給され、送気・送水ボタン２８の操作に応じて、内視鏡１０の挿入部１２の送気・送水ノズル５６からエア又は水が噴射される。

第２送気コネクタ１１２には第２送気チューブ１１８の一端部が連結され、第２送気チューブ１１８の他端部は挿入補助具６０の基端側に設けられる供給口６６に連結されている。送気装置１０２で所定の圧力に減圧された炭酸ガスは、第２送気コネクタ１１２、第２送気チューブ１１８、及び供給口６６を通じて挿入補助具６０内の挿通路６８に供給され、この挿通路６８を介して挿入補助具６０の先端開口部６８ａから管腔内に炭酸ガスが導入される。

本実施形態では、第２送気チューブ１１８は、上流側（送気装置１０２側）送気チューブ１１８Ａと下流側（管腔側）送気チューブ１１８Ｂとからなり、これらの間にはバッファタンク１０６が配置される。バッファタンク１０６には、給気路となる給気用パイプ１２０と、排気路となる排気用パイプ１２２と、バッファタンク１０６の上部開口を塞ぐ蓋部材１２４とが設けられている。バッファタンク１０６の容積（バッファタンク１０６内の蓋部材１２４によって閉塞された空間の容積）は管腔内の容積より大きく構成されており、管腔内の容積変化による圧力変動を緩和する役割を果たしている。

第２送気コネクタ１１２には上流側送気チューブ１１８Ａの一端部が連結され、上流側送気チューブ１１８Ａの他端部はバッファタンク１０６の給気用パイプ１２０の上端部に連結される。給気用パイプ１２０は、バッファタンク１０６の蓋部材１２４に貫通して配置されており、給気用パイプ１２０の下端は、バッファタンク１０６の内部で、バッファタンク１０６の底面から離れて配置されている。これにより、送気装置１０２から上流側送気チューブ１１８Ａを通じて供給された気体（すなわち炭酸ガス）は、バッファタンク１０６の内部に一時的に保持（貯留）される。

排気用パイプ１２２は、給気用パイプ１２０と同様に、蓋部材１２４に貫通して配置されており、その下端がバッファタンク１０６の内部で、バッファタンク１０６の底面から離されて配置されている。排気用パイプ１２２の上端部には下流側送気チューブ１１８Ｂの一端部が連結され、下流側送気チューブ１１８Ｂの他端部は挿入補助具６０の供給口６６に連結される。これにより、バッファタンク１０６の内部に一時的に保持された気体は、排気用パイプ１２２を通じて下流側送気チューブ１１８Ｂに送られ、供給口６６及び挿入補助具６０内の挿通路６８を介して管腔内に導入される。

ここで、送気装置１０２の内部構成を図４に示す。図４に示すように、送気装置１０２は、第１及び第２圧力調整部１２６、１２８、第１及び第２電磁弁１３０、１３２、流量センサ１３４、圧力センサ１３６、制御部１３８、操作部１４０、表示部１４２を備えている。

第１及び第２圧力調整部１２６、１２８は、２系統に分岐された内部管路１４４を介して高圧コネクタ１０８に接続されている。第１及び第２圧力調整部１２６、１２８は、それぞれ高圧コネクタ１０８から内部管路１４４を通じて入力された炭酸ガスの圧力を調整し、出力側となる内部管路１４６、１４８にそれぞれ圧力調整後の炭酸ガスを送出する。

本実施形態では、第１及び第２圧力調整部１２６、１２８は、電気的に圧力制御可能な圧力制御弁からなり、制御部１３８からの制御信号に基づいて炭酸ガスの圧力調整が行われる。

内部管路１４６は、第１圧力調整部１２６から送出された炭酸ガスを第１送気コネクタ１１０に導くための管路である。内部管路１４６の途中には、炭酸ガスの供給／停止を選択的に行うための第１電磁弁１３０が設けられている。第１電磁弁１３０は、電気的に管路（すなわち内部管路１４６）を開閉可能な開閉弁であり、制御部１３８からの制御信号に基づいて開状態又は閉状態に切り替えられる。

内部管路１４８は、第２圧力調整部１２８から送出された炭酸ガスを第２送気コネクタ１１２に導くための管路である。内部管路１４８の途中には、炭酸ガスの供給／停止を選択的に行うための第２電磁弁１３２が設けられている。第２電磁弁１３２は、第１電磁弁１３０と同様に、電気的に管路（すなわち内部管路１４８）を開閉可能な開閉弁であり、制御部１３８からの制御信号に基づいて開状態又は閉状態に切り替えられる。

流量センサ１３４は、内部管路１４８を流れる炭酸ガスの流量を検出するセンサであり、その検出結果は制御部１３８に出力される。

圧力センサ１３６は、内部管路１４８内の圧力を検出するセンサであり、その検出結果は制御部１３８に出力される。

なお、圧力センサ１３６は、本来、管腔内の圧力を測定することを目的として設置されるものであるが、汎用的な圧力センサを管腔内に設置してその内部の圧力を直接的に測定することはできない。このため、圧力センサ１３６により、送気装置１０２から管腔内に気体を自動送気するための送気管路（すなわち内部管路１４８、第２送気チューブ１１８、及び挿通路６８）を通じて管腔内の圧力を間接的に測定している。圧力センサ１３６で測定された圧力（すなわち内部管路１４８の圧力）をＰ１、管腔内の圧力をＰ２、その間の送気管路における圧力損失をΔＰとしたとき、管腔内の圧力Ｐ２はＰ１−ΔＰとして求められる。このとき、実際に使用される内視鏡１０や挿入補助具６０、送気チューブの組み合わせ毎に圧力損失ΔＰをあらかじめ求めておき、これらをデータテーブル化して圧力損失データとして記憶手段（不図示）に記憶しておくことが好ましい、これにより、圧力センサ１３６によって測定された内部管路１４８の圧力Ｐ１から管腔内の圧力Ｐ２を容易に求めることが可能となる。

なお、本実施形態では、送気装置１０２内の内部管路１４８の圧力を圧力センサ１３６で間接的に測定しているが、管腔内の圧力を間接的に測定する位置は管腔内に連通している管路であれば特に限定はなく、例えばバッファタンク１０６内部の圧力を検出する圧力センサを設けて、該圧力センサの検出結果に応じて送気装置１０２から供給される炭酸ガスの圧力を制御するようにしてもよい。

制御部１３８は、後述する操作部１４０からの操作信号や流量センサ１３４及び圧力センサ１３６からの検出信号に基づき、各種制御を実行する。特に本実施形態では、操作部１４０からの操作信号に基づいて第１及び第２電磁弁１３０、１３２を制御するとともに、流量センサ１３４及び圧力センサ１３６からの検出信号に基づいて、管腔内の圧力が設定値となるように第２圧力調整部１２８で調整される炭酸ガスの圧力を制御する。

操作部１４０には、送気装置１０２の各種設定を行うための操作ボタンを備えている。特に本実施形態では、第１及び第２送気コネクタ１１０、１１２からの炭酸ガスの送出／停止を指示するための操作ボタン（炭酸ガス送出／停止ボタン）と、管腔内の設定圧を設定するための操作ボタン（圧力設定ボタン）とを備える。術者等によって操作ボタンが操作されると、その操作ボタンの操作内容に応じた操作信号が制御部１３８に出力される。

表示部１４２は、送気装置１０２に関する設定・動作状態を表示するものであり、制御部１３８からの制御信号に基づいて、第１及び第２送気コネクタ１１０、１１２からの炭酸ガスの送出状態（送出／停止）や、管腔内の設定圧や現在の管腔内の圧力などの表示を行う。

次に、本実施形態の内視鏡送気システム１００の作用について説明する。

まず、送気装置１０２の電源がＯＮにされると、制御部１３８は、各部の動作確認や初期設定を行う。そして、手動送気及び自動送気の開始を指示する操作ボタンが押下されると、その操作ボタンの操作内容に応じて第１又は第２電磁弁１３０、１３２が開状態とされる。具体的には、手動送気が選択された場合には、第１電磁弁１３０が開状態とされ、第１送気コネクタ１１０から気体を送出可能な状態となる。自動送気が選択された場合には、第２電磁弁１３２が開状態とされ、第２送気コネクタ１１２から気体を送出可能な状態となる。手動送気及び自動送気の両方が選択された場合には、第１及び第２電磁弁１３０、１３２が開状態され、第１及び第２送気コネクタ１１０、１１２から気体を送出可能な状態となる。

炭酸ガスボンベ１０４から高圧ガス用チューブ１１４及び高圧コネクタ１０８を介して送気装置１０２に供給された炭酸ガスは、内部管路１４４で２系統に分岐され、一方は分岐管路１４４ａを通じて第１圧力調整部１２６に入力され、他方は分岐管路１４４ｂを通じて第２圧力調整部１２８に入力される。

第１圧力調整部１２６では、内部管路１４４の分岐管路１４４ａを通じて入力された炭酸ガスが所定の圧力に減圧される。このとき、制御部１３８からの制御信号に従って、減圧後の炭酸ガスの圧力が調整されるようになっていてもよい。第１圧力調整部１２６で所定の圧力に減圧された炭酸ガスは内部管路１４６に出力され、第１送気コネクタ１１０から炭酸ガスの送出が行われる。なお、第１電磁弁１３０が閉状態である場合には、第１送気コネクタ１１０から炭酸ガスは送出されない。

第１送気コネクタ１１０から送出された炭酸ガスは、第１送気チューブ１１６及び供給口２０を通じてＬＧコネクタ１８に導かれる。そして、ＬＧコネクタ１８に接続される不図示の送気・送水手段に炭酸ガスが供給され、送気・送水ボタン２８の操作に応じて、内視鏡１０の挿入部１２の送気・送水ノズル５６から管腔内に炭酸ガスが導入される。

一方、第２圧力調整部１２８では、内部管路１４４の分岐管路１４４ａを通じて入力された炭酸ガスが所定の圧力に減圧され、減圧後の炭酸ガスが内部管路１４８に出力される。このとき、内部管路１４８内の圧力は圧力センサ１３６によって検出され、その検出結果は制御部１３８に出力される。制御部１３８は、圧力センサ１３６から与えられる検出結果から管腔内の圧力を算出し、その管腔内の圧力が操作部１４０で設定された設定圧となるように第２圧力調整部１２８に制御信号を送出する。第２圧力調整部１２８は、制御部１３８から与えられた制御信号に基づき、圧力制御弁の開度を調節する。このようにして第２圧力調整部１２８から内部管路１４８に出力される炭酸ガスは、圧力センサ１３６の検出結果に応じてフィードバック制御されながら所定の圧力に調整された状態で、第２送気コネクタ１１２から炭酸ガスの送出が行われる。なお、第２電磁弁１３２が閉状態である場合には、第２送気コネクタ１１２から炭酸ガスは送出されない。

第２送気コネクタ１１２から送出された炭酸ガスは、第２送気チューブ１１８及び供給口６６を通じて挿入補助具６０内の挿通路６８に導かれる。そして、挿入補助具６０の先端開口部６８ａから炭酸ガスが管腔内に導入される。

ここで、本実施形態では、上述したように第２送気チューブ１１８には管腔内の容積よりも大きな容積を有するバッファタンク１０６が配置されており、第２送気コネクタ１１２から送出された炭酸ガスは、上流側送気チューブ１１８Ａ及び給気用パイプ１２０を通じてバッファタンク１０６に一時的に保持され、排気用パイプ１２２、下流側送気チューブ１１８Ｂ、供給口６６、及び挿入補助具６０内の挿通路６８を通じて管腔内に導かれる。

このように送気装置１０２から管腔内に炭酸ガスを自動送気するための送気管路（すなわち第２送気チューブ１１８）にバッファタンク１０６を設けることによって、管腔内の容積変化による圧力変動をバッファタンク１０６で緩和することができ、送気装置１０２内に設けられる圧力センサ１３６で安定した圧力測定を行うことが可能となる。これにより送気装置１０２から管腔内への自動送気をより安定した状態で行うことが可能となる。

また、本実施形態のバッファタンク１０６は、管腔内容物（例えば汚物や残渣など）が前記送気管路を通じて逆流してもバッファタンク１０６に捕捉可能なトラップ構造（すなわち気液分離可能な構造）を有しているため、送気装置１０２内への内容物侵入を防止することができる。また、バッファタンク１０６の容積（バッファタンク１０６内の蓋部材１２４によって閉塞された空間の容積）は管腔容積より大きく構成されており、管腔容積の変化による圧力変動を緩和し正確な圧力測定に基づく送気を行うことができる。

また、バッファタンク１０６から下流側（管腔側）の送気管路用積分を送気してから圧力測定を行うことで、逆流した内容物の影響を受けることなく圧力測定を行うことが可能となる。

本実施形態では、バッファタンク１０６は、管腔内の容量に応じて容量が増減する容量可変バッファタンクであることが好ましい。ここで、容量可変バッファタンクの構成例を図５〜図７に示す。なお、図５〜図７中、図１と共通又は類似する部材には同一の符号を付し、その説明を省略する。

図５に示した容量可変バッファタンク１０６Ａは、蓋部材１２４が駆動手段１５０によって上下に移動可能に構成される。蓋部材１２４が上側に移動すると容量可変バッファタンク１０６Ａの容量が増加し、それとは逆に下側に移動すると容量可変バッファタンク１０６Ａの容量が減少する。

図６に示した容量可変バッファタンク１０６Ｂは、密閉容器１５２の内部が弾性変形可能な弾性膜１５４によって２つの空間部１５６、１５８に仕切られている。これらの空間部１５６、１５８のうち、第１の空間部１５６にはパイプ１２０、１２２の下端が連通されており、送気装置１０２（図１参照）から送気される気体を一時的に保持するバッファタンクとして機能する。一方、第２の空間部１５８にはポンプ１６０が接続されており、ポンプ１６０の駆動に応じて第２の空間部１５８内の圧力を変化させることによって弾性膜１５４を変形させる。これにより、第１の空間部１５６の容積が増減するようになっている。なお、第２の空間部１５８には気体が充填されるが、これに限らず、液体が充填されていてもよい。

図７に示した容量可変バッファタンク１０６Ｃは、密閉容器１６２内に弾性変形可能な袋状部材１６４が設けられている。袋状部材１６４内の空間部１６６にはパイプ１２０、１２２の下端が連通されており、送気装置１０２（図１参照）から送気される気体を一時的に保持するバッファタンクとして機能する。一方、密閉容器１６２の内部であって袋状部材１６４の外側の空間部１６８にはポンプ１６９が接続されており、ポンプ１６９の駆動に応じて空間部１６８の圧力を変化させることによって袋状部材１６４内の空間部１６６の容積が増減するようになっている。なお、空間部１６８には気体が充填されるが、これに限らず、液体が充填されていてもよい。

このように管腔内の容量に応じて容量が増減する容量可変バッファタンク１０６Ａ〜１０６Ｃを用いることにより、管腔内の容量変化による圧力変動を効果的に抑えることが可能となる。

以上説明したように、本実施形態によれば、送気装置１０２内の圧力センサ１３６により管腔内の圧力を自動送気用の送気管路を介して間接的に測定しながら、管腔内の圧力が設定圧となるように圧力制御を行うつつ常に管腔内への自動送気（定圧送気）が行われる。このとき、前記送気管路には、管腔内の容積よりも大きな容積を有するバッファタンク１０６が設けられるため、管腔内の容積変化による圧力変動をバッファタンク１０６で緩和することが可能となる。したがって、管腔内への自動送気を安定的に行うことが可能となり、術者の操作負担を軽減することができる。

また、本実施形態では、術者の操作に応じて、送気装置１０２から供給される炭酸ガスを内視鏡１０の送気送水管路（不図示）を通じて管腔内に手動で送気することができる。これにより、手技に応じて管腔内を所望の圧力に微調整することが可能となり、自動送気と組み合わせて用いることによって管腔内を常に適切な状態に維持することができるようになる。

なお、本実施形態では、挿入補助具６０の内部に形成される挿通路６８を自動送気用の送気管路の一部として利用しているが、これに限らず、例えば、挿入補助具６０の挿通路６８とは別に自動送気用管路を一体的或いは別体として設けるようにしてもよい。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。以下、第１の実施形態と共通する部分については説明を省略し、本実施形態の特徴的部分を中心に説明する。

図８は、第２の実施形態に係る内視鏡送気システムの構成を示した概略図である。

第１の実施形態では、挿入補助具６０に内視鏡１０の挿入部１２を挿通させた状態で、挿入補助具６０及び挿入部１２が管腔内に挿入されていたが、第２の実施形態では、図８に示すように、内視鏡１０の挿入部１２が単独で管腔内に挿入される。

内視鏡１０の挿入部１２には、図９に示すように、管腔内の圧力を間接的に測定しながら管腔内に自動送気を行うための送気管路（自動送気用管路）１７０が設けられている。挿入部１２の先端面４５には、自動送気用管路１７０に連通する開口部（自動送気用開口部）１７２が形成されている。自動送気用管路１７０は、挿入部１２から手元操作部１４、ユニバーサルケーブル１６、ＬＧコネクタ１８まで延設されており、ＬＧコネクタ１８の供給口１７４に連通されている。供給口１７４には、第２送気チューブ１１８を介して送気装置１０２の第２送気コネクタ１１２が接続されている。第２送気チューブ１１８は、第１の実施形態と同様に、上流側送気チューブ１１８Ａと下流側送気チューブ１１８Ｂとからなり、それらの間にはバッファタンク１０６が配置される。他の構成については第１の実施形態と同様である。

第２の実施形態によれば、内視鏡１０の挿入部１２には自動送気用管路１７０及び自動送気用開口部１７２が設けられているので、第１の実施形態のような挿入補助具６０（図１参照）を用いることなく、送気装置１０２から管腔内に自動送気される気体（すなわち炭酸ガス）を導くことが可能となる。

また、送気装置１０２から管腔内へ自動送気するための送気管路にはバッファタンク１０６が設けられているので、送気装置１０２内の圧力センサ１３６（図４参照）によって、管腔内の容積変化による圧力変動の影響を受けることなく管腔内の圧力を測定することが可能となり、管腔内への自動送気を安定且つ確実に行うことが可能となる。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。以下、第１の実施形態と共通する部分については説明を省略し、本実施形態の特徴的部分を中心に説明する。

図１０は、第３の実施形態に係る内視鏡システムの構成を示した概略図である。図１０中、図１又は図４と共通又は類似する構成要素には同一の符号を付している。

第３の実施形態では、図１０に示すように、圧力センサ１３６は、バッファタンク１０６の内部の圧力を検出し、その検出結果は送気装置１０２の制御部１３８（図４参照）に出力される。

また、第２送気チューブ１１８の上流側送気チューブ１１８Ａには、互いに管路抵抗が異なる複数（本例では３つ）の管路１７６Ａ〜１７６Ｃが並列的に接続され、これらの管路１７６Ａ〜１７６Ｃの上流側分岐部には切替弁１７８が設けられている。切替弁１７８は、電気的に切替可能な電磁バルブ（４方弁）からなり、送気装置１０２の制御部１３８から与えられる制御信号に従って、上流側送気チューブ１１８Ａに連通させる管路を選択的に切り替えることが可能となっている。なお、図１０では、図面の制約上、管路１７６Ａ〜１７６Ｃを簡略的に図示しているが、実際には各々の管路抵抗が所望の値となるように管路の形状及びサイズ（長さ及び太さ）が決められている。他の構成については、第１の実施形態と同様である。

第３の実施形態によれば、圧力センサ１３６によりバッファタンク１０６内の圧力を測定しながら、管腔内の圧力が設定圧となるように圧力制御を行いながら常に管腔内への自動送気が行われる。このとき、バッファタンク１０６と管腔内の間の圧力損失を考慮して圧力制御が実施される。

また、管腔内に自動送気するための送気管路の一部を構成する上流側送気チューブ１１８Ａには、互いに管路抵抗が異なる複数の管路１７６Ａ〜１７６Ｃが並列的に接続され、切替弁１７８によって管路１７６Ａ〜１７６Ｃの中から内部管路１４８に連通させる管路が選択的に切り替えられる。このため、バッファタンク１０６及び送気装置１０２間の管路抵抗Ａと、バッファタンク１０６及び管腔内間の管路抵抗Ｂとの比率を変化させることが可能となる。これにより、管腔内の圧力が設定圧に達した後の通常状態では、管路抵抗Ａを管路抵抗Ｂより大きくすることで、送気装置１０２からの送気による影響を軽減しつつ、自動送気のための圧力制御をより安定した状態で確実に行うことが可能となる。

また、管腔内の圧力が設定圧に達する前の加圧初期時では、管路抵抗Ａを管路抵抗Ｂより小さくすることで送気速度を上げ、設定圧力に達した後に、管路抵抗Ａを管路抵抗Ｂより大きくして安定した圧力制御を行うことが好ましい。

図１１は、管路抵抗Ａ、Ｂの比率を変化させた場合の効果の違いを示した概念図であり、（ａ）は加圧初期時から管路抵抗Ａ≦管路抵抗Ｂの状態を継続して制御した場合を示し、（ｂ）は、加圧初期時は管路抵抗Ａ＞管路抵抗Ｂとし、圧力が設定圧に達した時点で管路抵抗Ａ≦管路抵抗Ｂに切り替えて制御を行った場合を示す。これらから分かるように、図１１（ａ）に比べて図１１（ｂ）の方が設定圧に到達する速度が速く、安定した圧力制御を確実に行うことが可能となる。

なお、第３の実施形態では、管路抵抗可変手段として互いに管路抵抗が異なる複数の管路１７６Ａ〜１７６Ｃが設けられているが、これに限らず、例えば図１２に示すように、流量制御弁（可変オリフィス）１８０を上流側送気チューブ１１８Ａに設けて、流量制御弁１８０の開度を変化させることによって管路抵抗を可変させる態様も好ましい。本態様によれば、複数の管路１７６Ａ〜１７６Ｃを用いる態様に比べて省スペース化を図ることができ、内視鏡送気システム１００の小型化を図ることが可能となる。

また、管路抵抗可変手段は、上流側送気チューブ１１８Ａに限らず、下流側送気チューブ１１８Ｂに設けられていてもよく、同様の効果を得ることが可能となる。

以上、本発明に係る内視鏡送気システムについて詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。

１０…内視鏡、１２…挿入部、１４…手元操作部、１６…ユニバーサルケーブル、１８…ＬＧコネクタ、２０…供給口、２８…送気・送水ボタン、６０…挿入補助具、６２…把持部、６４…チューブ本体、６６…供給口、６８…挿通路、１００…内視鏡送気システム、１０２…送気装置、１０４…炭酸ガスボンベ、１０６…バッファタンク、１０８…高圧コネクタ、１１０…第１送気コネクタ、１１２…第２送気コネクタ、１１４…高圧ガス用チューブ、１１６…第１送気チューブ、１１８…第２送気チューブ、１１８Ａ…上流側送気チューブ、１１８Ｂ…下流側送気チューブ、１２６…第１圧力調整部、１２８…第２圧力調整部、１３０…第１電磁弁、１３２…第２電磁弁、１３４…流量センサ、１３６…圧力センサ、１３８…制御部、１４０…操作部、１４２…表示部

Claims (9)

1. 気体供給源からの気体を生体の管腔内に送気する内視鏡送気システムであって、
   前記気体供給源からの気体を生体の管腔内に送気するための送気管路と、
   前記気体供給源からの気体の圧力を調整する圧力調整手段と、
   前記圧力調整手段よりも管腔側の前記送気管路に設けられ、該送気管路を流れる気体を一時的に保持するバッファタンクと、
   前記バッファタンク内の圧力を測定する圧力測定手段と、
   前記管腔内の圧力の設定値を設定する設定手段と、
   前記圧力測定手段による測定結果から前記管腔内の圧力を算出し、該管腔内の圧力が前記設定手段により設定された設定値となるように、前記圧力調整手段により調整される気体の圧力を制御する圧力制御手段と、を備え、
   前記送気管路のうち、前記バッファタンクよりも気体供給源側管路の第１管路抵抗は、前記バッファタンクよりも管腔側管路の第２管路抵抗に比べて大きいことを特徴とする内視鏡送気システム。
2. 前記第１管路抵抗と前記第２管路抵抗との比率を可変可能な管路抵抗可変手段と、
   前記管腔内の圧力が所定の閾値を超えるか否かを判別し、前記管腔内の圧力が所定の閾値を超える場合には、前記第１管路抵抗が前記第２管路抵抗よりも大きくなるように前記管路抵抗可変手段を制御する管路抵抗制御手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡送気システム。
3. 前記管路抵抗制御手段は、前記管腔内の圧力が所定の閾値以下である場合には、前記第１管路抵抗が前記第２管路抵抗よりも小さくなるように前記管路抵抗可変手段を制御することを特徴とする請求項２に記載の内視鏡送気システム。
4. 前記管路抵抗可変手段は、互いに管路抵抗が異なる複数の管路が前記送気管路に並列的に接続され、前記複数の管路の中から前記送気管路に連通させる管路を選択的に切替可能な切替弁を有し、
   前記管路抵抗制御手段は、前記切替弁を制御することにより、前記複数の管路の中から所望の管路を前記送気管路に連通させることを特徴とする請求項２又は３に記載の内視鏡送気システム。
5. 前記管路抵抗可変手段は、前記送気管路の管路断面積を可変可能な制御弁からなり、
   前記管路抵抗制御手段は、前記送気管路の管路抵抗が所望の値となるように前記制御弁を制御することを特徴とする請求項２又は３に記載の内視鏡送気システム。
6. 前記管路抵抗可変手段は、前記送気管路のうち、前記バッファタンクよりも気体供給源側管路に設けられていることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の内視鏡送気システム。
7. 前記管路抵抗可変手段は、前記送気管路のうち、前記バッファタンクよりも管腔側管路に設けられていることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の内視鏡送気システム。
8. 前記圧力調整手段は、前記送気管路に設けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の内視鏡送気システム。
9. 前記バッファタンクは、前記管腔内よりも大きな容量を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の内視鏡送気システム。

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