JP2015002861A - 内視鏡挿入部の剛性可変装置 - Google Patents

Abstract

【課題】剛性が可変でありながら、その剛性可変構造により外径を大きくする必要がない内視鏡挿入部を有する電子内視鏡を得る。【解決手段】管状の内視鏡挿入部に挿通された操作ケーブル５１には電磁石コイル７１が巻回され、挿入部の内壁面には、軟磁性材料から成る螺旋管５６が設けられる。電磁石コイル７１に電流供給回路７５から電流が供給されると、電磁石コイル７１に磁力が発生し、操作ケーブル５１が螺旋管５６に吸着される。【選択図】図４

Description

本発明は、内視鏡挿入部の剛性を変化させる装置に関する。

大腸内視鏡の使用において、内視鏡の挿入部を盲腸まで挿入するためには、まずＳ状結腸を通過する必要がある。したがって、挿入部に柔軟性が必要である。さらに奥の盲腸まで挿入部を挿入する際、挿入部に曲げやねじりに対する剛性が必要である。そこで、内視鏡挿入部の剛性を変化させる装置として様々なものが提案されている（特許文献１）。

内視鏡挿入部の剛性可変装置として、コイルを用いるものが知られている。これは、挿入部内の長手方向にコイルを設け、このコイルにワイヤを挿通し、このワイヤを牽引することによりコイルを圧縮し、挿入部の剛性を変化させるものである。しかしこのような装置の場合、剛性可変装置が術者の手から解放されると一旦高くなった剛性が保持されず元に戻るという問題がある。

そこで従来、特許文献１に開示されているように、ワイヤの牽引に用いられるカムリングの端部に磁石が設けられ、さらにこの磁石に接する電磁石が設けられ、術者の手から解放された際に磁石と電磁石が互いに吸着され摩擦が生じることにより挿入部の剛性が保持される装置が提案されている。

特開２００２−０００５５４号公報

しかし挿入部の外径の縮小化が求められる中で、特許文献１の内視鏡では、挿入部の内部にコイルとワイヤが設けられるため、その分挿入部の外径を大きくしなければならないという問題がある。

本発明は、剛性が可変でありながら、その剛性可変構造により外径を大きくする必要がない内視鏡挿入部を有する電子内視鏡を得ることを目的としている。

本発明に係る内視鏡挿入部の剛性可変装置は、管状の内視鏡挿入部の可撓性部分における剛性を変化させるための剛性可変装置であって、挿入部に挿通されたケーブルの外周に巻回された電磁石コイルと、挿入部の内壁面に設けられ、軟磁性材料から成る電磁石コイル吸着部材と、電磁石コイルに電流を供給する電流供給手段とを備え、電磁石コイルに電流が供給されることにより電磁石コイルに磁力が発生して、ケーブルが電磁石コイル吸着部材に吸着されることを特徴としている。

好ましくは、ケーブルの長手方向における複数の部分に電磁石コイルが電気的に分割して設けられ、分割された電磁石コイルのうち少なくとも１つの電磁石コイルに電流が供給される。

また、好ましくは、挿入部において、可撓性部分よりも先端側に術者によって湾曲操作される湾曲部が設けられ、ケーブルが、湾曲部を湾曲させるための操作ケーブルであり、操作ケーブルの外周で、かつ、電磁石コイルが巻回されていない部分に支持コイルが巻回される。

また、好ましくは、支持コイルと電磁石コイルは接続部材を介して接続され、接続部材が支持コイルと電磁石コイルの間を電気的に絶縁する。

また、好ましくは、電磁石コイル吸着部材が、平板状の金属板が螺旋状に巻回されることにより形成される。

本発明によれば、剛性が可変でありながら、その剛性可変構造により外径を大きくする必要がない内視鏡挿入部を有する電子内視鏡を得ることができる。

本発明の第１の実施形態である内視鏡挿入部の剛性可変装置が適用される内視鏡装置の概観図である。 操作ケーブルの配置と、可撓性部分と湾曲部の内部構造を示す図である。 （ａ）可撓性部分を横方向に切断した断面図である。（ｂ）可撓性部分を長手方向に切断した部分断面図である。 操作ケーブルに巻回された電磁石コイルの配置と電磁石コイルに電流が供給された状態を示す図である。 電磁石コイルとステーコイルの詳細な配置を示す図である。 第２の実施形態である電磁石コイルが電気的に分割された内視鏡挿入部を示す図である。 操作部に設けられたスイッチの操作と電流が供給される経路の関係を示すタイミングチャートである。

以下、図面を参照して本発明の第１の実施形態である内視鏡挿入部の剛性可変装置の構成を説明する。図１に示されるように、本実施形態において電子内視鏡装置は、電流供給回路を備えるプロセッサ装置１０と、被観察部を撮像する挿入部４０等と、画像表示装置２０とから構成される。

電子内視鏡装置において、コネクタ３１がプロセッサ装置１０に着脱自在に装着され、コネクタ３１にはユニバーサルコード３２の一端が連結される。ユニバーサルコード３２の他端には操作部３３が連結され、操作部３３には挿入部４０が連結される。

挿入部４０は、可撓性部分４１と、湾曲部４２と、先端部４３とから構成される。可撓性部分４１は、自由に屈曲される可撓管であり、挿入部４０の大部分を占め、操作部３３に直接接続される。湾曲部４２は、先端部４３と可撓性部分４１との間を結ぶ区間に設けられ、操作部３３に設けられたアングルノブ３４の回転操作に連動して先端部４３の向きが例えば２７０°回転されるまで湾曲可能である。アングルノブ３４には、先端部４３の向きを上下方向に動作させるものと左右方向に動作させるものとがある。また、操作部３３には、後述する電磁石コイルに電流を供給するためのスイッチ３５が設けられる。なお、先端部４３には、撮像光学系や撮像素子、また照明光学系等が搭載される。

図２に示されるように、操作部３３と挿入部４０の内部には、アングルノブ３４により牽引される操作ケーブル５１が設けられる。図２では、主に一方向（例えば上下方向）のみの操作ケーブル５１が示され、後述する他のケーブル類は省略されている。挿入部４０において、可撓性部分４１よりも先端側に術者によって湾曲操作される湾曲部４２が設けられる。操作ケーブル５１は、アングルノブ３４の回転軸の外周に約半周分巻かれ、両端が湾曲部４２の先端側に設けられた固定部５２、５２に固定される。アングルノブ３４の回転操作により操作ケーブル５１が一方向に牽引されることで、湾曲部４２が上下方向または左右方向に湾曲させられる。操作ケーブル５１のうち、操作部３３の中央付近のコイル固定部５４から可撓性部分４１の先端まで、その外周にはステーコイル（支持コイル）５３が密に巻回される。ステーコイル５３は例えばステンレスから成り、操作ケーブル５１を被覆する。

操作部３３の先端付近から湾曲部４２の先端まで軟性管５５が設けられ、軟性管５５は操作部３３から先端部４３まで延びる。操作部３３の先端付近から可撓性部分４１における軟性管５５の内壁面には螺旋管５６が設けられ、螺旋管５６は例えばＳＵＳ４３０などの軟磁性材料から成り、帯状すなわち平板状の金属板が螺旋状に巻回されることにより形成され、後述する電磁石コイルを吸着する電磁石コイル吸着部材である。湾曲部４２には、従来周知のように多数の湾曲駒５７が設けられ、湾曲駒５７は湾曲部４２の先端から基端まで順次鎖状に繋ぎ合わされる。

図３（ａ）の横断面図に示すように可撓性部分４１内部には、複数のケーブルが挿通される。すなわち操作ケーブル５１、最大径を有する鉗子用ケーブル（ＫＣＨ）６２、２つのライトケーブル（ＬＣＢ）６３、６３、画像信号伝送ケーブル（ＣＣＤ Ｃａｂｌｅ）６４、空気用ケーブル６５、水用ケーブル６６、水噴射用ケーブル６７が挿通される。図３（ａ）には操作ケーブル５１の４つの断面（上下方向用２つ、左右方向用２つ）が示され、螺旋管５６の内壁面付近で、周方向にほぼ等間隔に設けられる。ここで通常、操作ケーブル５１と螺旋管５６は離間している。図３（ｂ）では操作ケーブル５１以外のケーブルが省略され、３本のステーコイル５３のうち、上下のステーコイル５３は断面で示され、中央のステーコイル５３は外観で示される。

図４に示すように、操作ケーブル５１の外周には長手方向に物理的に分割された２つの電磁石コイル７１、７１が巻回される。電磁石コイル７１が巻回されない部分にはステーコイル５３が巻回される（図３参照）。２つの電磁石コイル７１、７１は１本の被覆電線７３により形成される。図５に示すように、電磁石コイル７１は、外径の大きさや、密に巻回される点でステーコイル５３と共通し、操作ケーブル５１を被覆するステーコイル５３と同機能を有する。電磁石コイル７１は電流供給回路７５（図４）に接続される。また、ステーコイル５３と電磁石コイル７１の間には電気的な絶縁のために接続部材８１が設けられる。接続部材８１は、例えばプラスチック、または電磁石コイル７１と接する部分に絶縁被膜が形成された金属により構成される。

通常は電磁石コイル７１に電流が供給されないため、可撓性部分４１は自由に屈曲され得る。このため可撓性部分４１は大腸内部に沿って挿入され得る。術者がスイッチ３５（図１、２参照）を操作することより、電磁石コイル７１に電流が供給されると、各電磁石コイル７１、７１に磁力が発生し、螺旋管５６に電磁石コイル７１が吸着される。そして螺旋管５６と電磁石コイル７１の間に摩擦力が生じ、電流が供給される前に比べて可撓性部分４１の曲げやねじりに対する剛性が高くなる。このため可撓性部分４１は大腸の形状を直線状に保持しつつ挿入され得る。

以上のように本実施形態は、内視鏡挿入部の可撓性部分４１の内壁面に軟磁性材料から成る螺旋管５６と、螺旋管５６の内壁面付近に操作ケーブル５１が挿通された電磁石コイル７１と、電磁石コイル７１に電流を供給する電流供給回路７５を設けたものであり、電磁石コイル７１は電流が供給されることにより磁力を発生し、操作ケーブル５１が螺旋管５６に吸着される。これにより可撓性部分４１の曲げやねじりに対する剛性を高くすることができるとともに、この剛性可変部分がステーコイル５３とほぼ同じ外径の電磁石コイルと、従来周知の螺旋管５６と材料が異なるだけのものにより構成されるので、剛性可変部分のために可撓性部分４１の外径を大きくする必要がない。

図６は第２の実施形態である電磁石コイルが電気的に分割された内視鏡挿入部の構成を示している。第１の実施形態と異なる構成を説明すると、電磁石コイル７１Ａ〜７１Ｆは電気的に分割されて操作ケーブル５１の長手方向の３か所に設けられ、電気的に分割された電磁石コイル７１Ａ〜７１Ｆごとに電流供給回路７５から電流が供給され、第１の実施形態のように電磁石コイル７１が物理的に分割されるのみの構成ではない。また、スイッチ３５に換えて第１〜第３のスイッチが操作部３３（図１、２参照）に設けられる。

図６では、下の操作ケーブル５１に、電気的に分割された３つの電磁石コイル７１Ａ、７１Ｂ、７１Ｃが設けられ、各電磁石コイル７１Ａ、７１Ｂ、７１Ｃがさらに物理的に分割された３つの電磁石コイルから構成される。また、上の操作ケーブル５１に、電気的に分割された３つの電磁石コイル７１Ｄ、７１Ｅ、７１Ｆが設けられ、各電磁石コイル７１Ｄ、７１Ｅ、７１Ｆがさらに物理的に分割された３つの電磁石コイルから構成される。電磁石コイル７１Ａ、７１Ｂ、７１Ｃの長手方向における位置は、それぞれ電磁石コイル７１Ｄ、７１Ｅ、７１Ｆに対応し、それぞれ可撓性部分４１の先端周辺、中央周辺、基端周辺に当たる。

次に長手方向に電気的に分割された電磁石コイル７１Ａ〜７１Ｆに電流を供給する方法の一例を示す。図７に示すように、時刻Ｔ１において術者が第１のスイッチをＯＮすると、経路Ａ〜Ｆの全ての経路に電流が供給され、可撓性部分４１の全体の剛性が高くなる。次に時刻Ｔ２において術者が第１のスイッチをＯＦＦするとともに第２のスイッチをＯＮすると、経路Ａ、Ｄにおける電流供給が停止され、経路Ｂ、Ｅと経路Ｃ、Ｆには引き続き電流が供給され、可撓性部分４１の中央周辺から基端周辺までの剛性が高い状態で維持される。続いて時刻Ｔ３において術者が第２のスイッチをＯＦＦするとともに第３のスイッチをＯＮすると、経路Ｂ、Ｅにおける電流供給が停止され、経路Ｃ、Ｆには引き続き電流が供給され、可撓性部分４１の基端周辺のみ剛性が高い状態で維持される。最後に時刻Ｔ４において術者が第３のスイッチをＯＦＦすると、経路Ａ〜Ｆの全ての経路における電流供給が停止され、可撓性部分４１の全体の剛性が元に戻る。なお、この電流供給方法の例はその一部が独立して行われてもよいし、組み合わせて行われてもよい。

このように本実施形態では、操作ケーブル５１の長手方向における複数の部分に電磁石コイル７１Ａ〜７１Ｆがそれぞれ電気的に分割して設けられる。通常は電磁石コイル７１Ａ〜７１Ｆに電流が供給されないため、可撓性部分４１は自由に屈曲され得る。術者が第１〜第３のスイッチを操作することより、分割された電磁石コイル７１Ａ〜７１Ｆのうち少なくとも１つに電流が供給され、操作ケーブル５１の全体または一部分が螺旋管５６に吸着される。これにより可撓性部分４１の長手方向における選択された部分の、曲げやねじりに対する剛性を高くすることができるとともに、第１の実施形態と同様、剛性可変部分のために可撓性部分４１の外径を大きくする必要がない。

なお、第１および第２の実施形態では、操作ケーブルの外周に電磁石コイルが巻回されるとしたが、操作ケーブルの代わりに他のケーブルが用いられてもよい。また、操作ケーブルとともに他のケーブルにも電磁石コイルが巻回されてもよい。複数のケーブルに電磁石コイルが巻回されることにより可撓性部分は複数の曲げ方向に対する剛性を高くすることができる。また、操作部に設けられたスイッチはタッチパネル、キーボード等により実現されてもよい。また、スイッチが押下された直後には大きな電流が供給され、その後は比較的小さな電流が供給されるようにしてもよい。また、電磁石吸着部材として螺旋管の代わりに網状の管を用いてもよい。

また、第２の実施形態では、第１のスイッチにより可撓性部分の全体の剛性が同時に高くされたが、可撓性部分の一端周辺から他端周辺まで徐々に剛性が高くされてもよい。

１０ プロセッサ装置
２０ 画像表示装置
３１ コネクタ
３２ ユニバーサルコード
３３ 操作部
３４ アングルノブ
３５ スイッチ
４０ 挿入部
４１ 可撓性部分
４２ 湾曲部
４３ 先端部
５１ 操作ケーブル
５２ 固定部
５３ ステーコイル
５４ コイル固定部
５５ 軟性管
５６ 螺旋管
５７ 湾曲駒
６２ 鉗子用ケーブル
６３ ライトケーブル
６４ 画像信号伝送ケーブル
６５ 空気用ケーブル
６６ 水用ケーブル
６７ 水噴射用ケーブル
７１、７１Ａ〜７１Ｆ 電磁石コイル
７３ 被覆電線
７５ 電流供給回路
８１ 接続部材
Ｔ１〜Ｔ４ 時刻

Claims (5)

1. 管状の内視鏡挿入部の可撓性部分における剛性を変化させるための剛性可変装置であって、
   前記挿入部に挿通されたケーブルの外周に巻回された電磁石コイルと、
   前記挿入部の内壁面に設けられ、軟磁性材料から成る電磁石コイル吸着部材と、
   前記電磁石コイルに電流を供給する電流供給手段とを備え、
   前記電磁石コイルに電流が供給されることにより前記電磁石コイルに磁力が発生して、前記ケーブルが前記電磁石コイル吸着部材に吸着されることを特徴とする内視鏡挿入部の剛性可変装置。
2. 前記ケーブルの長手方向における複数の部分に前記電磁石コイルが電気的に分割して設けられ、前記分割された電磁石コイルのうち少なくとも１つの電磁石コイルに電流が供給されることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡挿入部の剛性可変装置。
3. 前記挿入部において、前記可撓性部分よりも先端側に術者によって湾曲操作される湾曲部が設けられ、
   前記ケーブルが、前記湾曲部を湾曲させるための操作ケーブルであり、
   前記操作ケーブルの外周で、かつ、電磁石コイルが巻回されていない部分に支持コイルが巻回されることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡挿入部の剛性可変装置。
4. 前記支持コイルと前記電磁石コイルは接続部材を介して接続され、
   前記接続部材が前記支持コイルと前記電磁石コイルの間を電気的に絶縁することを特徴とする請求項３に記載の内視鏡挿入部の剛性可変装置。
5. 前記電磁石コイル吸着部材が、平板状の金属板が螺旋状に巻回されることにより形成されることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡挿入部の剛性可変装置。

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