JP2016022006A - 内視鏡 - Google Patents

Abstract

【課題】送気送液用のノズルからの送気によって観察窓に残留する残液を除去する際の残液の除去性能を向上する。【解決手段】観察窓２０の窓面２０ａを先端カバー３１の平坦部６０から所定高さ突出させると共に、観察窓２０の窓面２０ａ周縁と先端カバー３１の平坦部６０との間に傾斜部６１を備える。先端カバー３１の平坦部６０の少なくとも一部と観察窓２０の窓面２０ａとを親水性の表面特性として、傾斜部６１は、表面特性が異なる複数の区画に分け、親水性の区画６１ａと疎水性の区画６１ｂとを周方向に交互に配置している。これにより、ノズル２４からの送気によって観察窓２０に残留する残水を除去する際に、残水を迅速に観察窓２０から移動させることができる。【選択図】図２

Description

本発明は、内視鏡、詳しくは、挿入部の先端部の構造に関する。

一般に、内視鏡の挿入部の先端に設けられる対物レンズからなる観察窓に付着した付着物は、観察窓に対向して配設されたノズルから水等の液体を送出することで除去することができる。

例えば、特許文献１には、挿入部先端に配設された先端カバーの平坦部から対物光学系の観察窓を所定高さ突出させると共に、観察窓の先端表面の円周縁部の周囲に、円周縁部から外方に向かってテーパー状に形成された傾斜部を設けることで、送気送水用ノズルからの流体を平坦部から傾斜部を通じて突出された観察窓の先端面の全面へ、そして、突出された観察窓の先端面から傾斜部を通じて平坦部へと移動させ、付着物及び残水を綺麗に除去することのできる内視鏡が開示されている。

特許第３８４５３１１号公報

しかしながら、観察窓に残留する残液の付着力が送気送液用のノズルから送気される流体によって残液を移動させようとする力よりも強い場合には、容易に残液を除去することが困難となり、残液の除去に時間を要することになる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、送気送液用のノズルからの送気によって観察窓に残留する残液を除去する際の残液の除去性能を向上することのできる内視鏡を提供することを目的としている。

本発明の一態様による内視鏡は、挿入部の先端に、先端カバーと観察窓と送気送液用のノズルとを備えた内視鏡において、前記先端カバーは、前記ノズルから送出される液体に対する親和性が高い表面特性を少なくとも一部に有する平坦部を先端側に備え、前記観察窓は、前記先端カバーの前記平坦部から所定高さ突出して前記液体に対する親和性が高い表面特性を有する窓面を備え、前記観察窓の窓面周縁と前記先端カバーの前記平坦部との間に、前記液体に対する親和性が高い表面特性を少なくとも一部に有する傾斜部を備える。

本発明によれば、観察窓の窓面を先端カバーの平坦部から所定高さ突出させると共に、観察窓の窓面周縁と先端カバーの平坦部との間に傾斜部を備え、先端カバーの平坦部の少なくとも一部、観察窓の窓面、及び傾斜部の少なくとも一部を、送気送液用のノズルから送出される液体に対する親和性が高い表面特性とすることで、送気送液用のノズルからの送気によって観察窓に残留する残液を除去する際の残液の除去性能を向上することができる。

内視鏡装置の全体の構成を示す斜視図 内視鏡の挿入部先端側の正面図 図２のＡ−Ａ線断面図 ノズルから送水している状況を示す観察窓の正面図 ノズルから送気している状況を示す観察窓の正面図 観察窓周囲の傾斜部の変形例１を示す正面図 観察窓周囲の傾斜部の変形例２を示す正面図 観察窓周囲の傾斜部の変形例３を示す正面図

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１において、符号１は本発明が適用される内視鏡２を有する内視鏡装置を示している。本実施の形態においては、内視鏡装置１は、先端部に撮像素子を内蔵する内視鏡２と、内視鏡２に観察用の照明光を供給する光源装置３と、内視鏡２に空気等の気体や水等の液体を送出する送気送液装置４と、内視鏡２からの撮像信号をはじめとする各種信号を処理するビデオプロセッサ装置５と、ビデオプロセッサ装置５から出力される信号を受けて観察部位の画像等を表示するモニタ６とを備えている。

内視鏡２は、体腔内に挿入される長尺で細長な挿入部７と、挿入部７の基端側に連設されて把持部を兼用する操作部１２と、操作部１２の側部から延出されるユニバーサルコード１７とを備えて構成されている。ユニバーサルコード１７の先端には、光源装置３、送気送液装置４、ビデオプロセッサ装置５等の周辺装置と接続するための内視鏡コネクタ１８が設けられている。

内視鏡２の挿入部７は、その先端に形成される硬質の先端部８と、この先端部８の基端に形成される湾曲部９と、この湾曲部９の基端から操作部１２まで形成される可撓性を備えた可撓管部１０とを有して構成されている。挿入部７内には、図示しないライトガイド、信号ケーブル、湾曲操作ワイヤ、各種チャンネル（処置具チャンネル、送気送液用のチャンネル、吸引チャンネル）を形成するチューブ類が挿通されている。

操作部１２には、挿入部７の湾曲部９を湾曲操作するための湾曲操作ノブ１３、送気送液用の操作ボタン１４ａ、吸引ボタン１４ｂ、各種内視鏡機能のスイッチ１５等が設けられている。湾曲操作ノブ１３は、湾曲部９を上下方向に湾曲操作するための上下湾曲操作ノブ１３ａと、湾曲部９を左右方向に湾曲操作するための左右湾曲操作ノブ１３ｂとを備えて構成されている。また、操作部１２の挿入部７側には、処置具挿通口１６が設けられている。この処置具挿通口１６は処置具チャンネルに連通する開口であり、各種処置具は、処置具挿通口１６を介して処置具チャンネルに挿通される。

操作部１２から延出されるユニバーサルコード１７は、その端部に設けられた内視鏡コネクタ１８を介して光源装置３に着脱自在な接続され、また、ユニバーサルコード１７の送気送液用のチャンネルが内視鏡コネクタ１８を介して送気送液装置４に接続される。更に、内視鏡コネクタ１８には、映像用ケーブル１９の映像用コネクタ１９Ｂが着脱自在に接続され、この映像用ケーブル１９が他端に設けられたプロセッサ用コネクタ１９Ａを介してビデオプロセッサ装置５に着脱自在に接続される。

ビデオプロセッサ装置５は、内視鏡画像を表示するモニタ６と電気的に接続される。ビデオプロセッサ装置５は、内視鏡２の撮像素子によって光電変換されて伝送された撮像信号を最適な映像信号に処理してモニタ６に出力する。

図２は、内視鏡２の先端部８を先端側から見た正面図である。先端部８の先端側には、図２において、一側方寄りに、対物レンズからなる観察窓２０が、他側方寄りに吸引チャンネル２１がそれぞれ配設され、また、上側方寄りに、大照明レンズからなる大照明窓２２が、下側方寄りに、小照明レンズからなる小照明窓２３がそれぞれ配設されている。また、観察窓２０に隣接して、空気等の気体或いは水等の液体を送出するための送気送液用のノズル２４が配設され、ノズル２４の吐出口２４ａが観察窓２０に向けて配置されている。観察窓２０の斜め下方には、小照明窓２３が隣接して設けられている。

図３は、図２中のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、ノズル２４から観察窓２０にかけての断面を示している。図３に示すように、先端部８には、先端硬質部材３０が設けられ、この先端硬質部材３０の先端側に先端カバー３１が被せられている。また、先端硬質部材３０の後端側には湾曲部材３２が嵌合され、先端カバー３１後端から湾曲部材３２にかけて外皮となるカバー部材３３が被せられている。

先端硬質部材３０には、先端側にノズル支持枠３４を介してノズル２４が固設され、後端側にノズル２４に連通する管路を形成するパイプ３５が嵌合されている。パイプ３５には、送気送液用のチャンネルを形成するチューブ３６が嵌合されており、このチューブ３６の後端に、接続パイプ３７の先端側が嵌合されている。

接続パイプ３７は、他端側が二股状に分岐され、送液用のチューブ３８と、送気用のチューブ３９とが嵌合されている。これらのチューブ３８，３９による送液用のチャンネルと送気用のチャンネルとが合流されてチューブ３６による送気送液用のチャンネルが形成され、送気送液用のノズル２４に連通されている。

また、先端硬質部材３０には、対物レンズ支持筒４０が固着されており、この対物レンズ支持筒４０に、先端側から順に、観察窓２０を形成する第１レンズ４１等のレンズ群が配設されている。これらのレンズ群の後方には、撮像ユニット５０が配設されている。撮像ユニット５０は、ＣＭＯＳやＣＣＤ等からなる固体撮像素子５１に、コンデンサ、抵抗、トランジスタ等の複数の電子部品を実装した回路基板部５４を電気的に接続してユニット化したものである。

固体撮像素子５１の撮像面には、保護用のカバーガラス５２が接合され、このカバーガラス５２に、第４レンズ４４と対向して固定される芯出し用のカバーガラス５３が貼り合わされて接合されている。回路基板部５４は、固体撮像素子５１の背面側（撮像面の裏面側）に配置され、絶縁性の封止樹脂により固体撮像素子５１と一体成形されている。

一方、先端カバー３１の先端側には、基準面を形成する平坦部６０があり、この平坦部６０が先端部８の先端面の大半の部分を占めている。この平坦部６０に対して、観察窓２０の先端面となる窓面２０ａは、例えば、０．３ｍｍほど突出しており、観察窓２０の周囲の部位には、平坦部６０から観察窓２０の窓面２０ａに向かって傾斜部６１が設けられている。要するに、先端カバー３１の観察窓２０の周囲の部位は、観察窓２０の外周縁に向かってテーパー状になっている。尚、観察窓２０の窓面２０ａ周囲と傾斜部６１との間に僅かな隙間が生じる場合には、接着剤等を充填して隙間を埋める。

そして、送気送液用のノズル２４の吐出口２４ａは、平坦部６０に乗るように設置されている。また、平坦部６０には、図２に示すように吸引チャンネル２１が開口されている。尚、大照明窓２２及び小照明窓２３も基準面を形成する平坦部６０に対して観察窓２０と同等の高さに突出され、平坦部６０との境界には傾斜壁６３が形成されている。

ここで、観察窓２０の窓面２０ａに付着した付着物は、操作部１２の送気送液用の操作ボタン１４ａを操作してノズル２４から水等の液体を送出することで除去することができる。ノズル２４からの液体は、平坦部６０から傾斜部６１を通じて突出された観察窓２０の窓面２０ａへ送出され、付着物を押し流しながら観察窓２０から傾斜部６１を通じて平坦部６０へと移動する。

このとき、観察窓２０に付着して残留する液体は、ノズル２４から送気することで除去することができる。しかしながら、観察窓２０に残留する液体が観察窓２０に付着する力が、ノズル２４から送気される流体によって液体を移動させようとする力よりも強い場合、容易に残液を除去することが困難となり、残液の除去に時間を要することになる。

このため、先端部８の構成として、先端カバー３１の平坦部６０から観察窓２０を突出させた形状にするばかりでなく、ノズル２４から送出される液体に対する親和性が高い部位と低い部位とを適切に組み合わせる。送出液に対する親和性が高い部位では、液体が集まって比較的大きな液滴となり易く、むらなく排液することが可能となる。逆に、送出液に対する親和性が低い部位では、相対的に液体が小さな粒に分散され、送気によって排出し易くなる。従って、送出液に対する親和性が高い部位と低い部位とを適切に組み合わせることで、残液の排出を促進することができる。

具体的には、ノズル２４からの送出液に対する親和性を、観察窓２０の窓面２０ａで高くなるように設定すると共に、観察窓２０の周囲の傾斜部６１では少なくとも一部で送出液に対する親和性が高くなるように設定する。また、先端カバー３１も、平坦部６０の少なくともノズル２４の吐出口２４ａと傾斜部６１との間で、送出液に対する親和性が高くなるように設定する。

ここでは、ノズル２４から水を送水するものとして、水に対する親和性が高い性状を、「親水性」と記載し、水に対する親和性が低い性状を、「疎水性」と記載する。先端カバー３１は、例えば、ポリスルフォン(polysulfone;PSF)等の疎水性を有する樹脂材料を用いる場合、ポリビニルピロリドン(Polyvinylpyrrolidone;PVP)を配合して形成することにより、親水性を持たせることができる。また、観察窓２０は、例えば水酸基を含むガラス材料で形成することにより、親水性を持たせることができる。

傾斜部６１は、全体を親水性の表面特性としても良く、親水性の表面特性を有する部位と疎水性の表面特性を有する部位とを混在させても良い。傾斜部６１全体を親水性とする場合には、傾斜部６１を先端カバー３１の一部として親水性を持たせる。本実施の形態においては、図２に示すように、傾斜部６１は、親水性の部位と疎水性の部位とが混在する表面特性を有している。

具体的には、傾斜部６１は、図２に示すように、表面特性が異なる複数の区画に分けられており、親水性の区画６１ａと疎水性の区画６１ｂとが周方向に交互に配置されている。この場合、親水性の区画６１ａと疎水性の区画６１ｂとは、ノズル２４の吐出口２４ａに対向する位置の略中央で互いの境界が位置するように配置されている。

傾斜部６１の親水性の区画６１ａは、例えばＰＶＰを配合した樹脂材料で形成することができる。一方、疎水性の区画６１ｂは、例えばＰＳＦ等の疎水性の高い樹脂材料を使用して形成することができる。尚、図２，図６〜図８においては、親水性の区画と疎水性の区画との識別を容易にするため、傾斜部６１の疎水性の区画を相対的に濃度の高い領域として図示している。

また、ノズル２４と、このノズル２４に接続される管路を形成するチューブ３６は、それぞれの内面が、疎水性、親水性を有するように組み合わされている。ノズル２４は、例えばステンレス鋼等で形成することにより、疎水性を持たせることができる。また、ノズル２４に接続されるチューブ３６は、本体は疎水性の樹脂材で形成されている場合であっても、例えばプラズマ処理等による材料表面の改質処理を行うことで、親水性を持たせることができる。

次に、以上の構成の先端部８を有する内視鏡２における送気・送水作用について説明する。
図４は、送気送液用のノズル２４から、水が噴出している状況を示している。この場合、送水Ｗｆは、ノズル２４の吐出口２４ａから出た直後に傾斜部６１にぶつかり大きく広がり、観察窓２０の窓面２０ａ全体に水が当たる。そして、観察窓２０を乗り越えた送水Ｗｆは、傾斜部６１を下ってくる途中で、ノズル２４の吐出口２４ａの幅と同レベルの幅まで収束してくる。

尚、小照明窓２３周縁の傾斜壁６３は、送水Ｗｆの流れに沿うように形成されており、送水Ｗｆの水流を全く妨げることがない形状となっている。ノズル２４からの送水Ｗｆは、観察窓２０において広がった後、収束するので、照明窓２２，２３上に水滴が乗りにくくなり、照明ムラや照明光の揺らぎ現象が起こりにくく、安定した配光を得られる。

図５は、送水から送気に切り換え、ノズル２４から送気している状況を示している。送気時には、ノズル２４から出る送気は、送水Ｗｆと同様に傾斜部６１にぶつかり、一旦、観察窓２０の窓面２０ａの全体に広がり、観察窓２０の窓面２０ａ上を通過すると、傾斜部６１を下るときに収束する傾向にある。

このとき、ノズル２４に接続されるチューブ３６内の残水は、チューブ内面が親水性であるため、広がって粒が大きくなり易く、チューブ３６内の残水がノズル２４へ早期に到達する。ノズル２４は、内面が疎水性であるため、残水が細かい粒となり易く、送気の力で飛び易くなる。このため、チューブ３６からノズル２４にかけての管路内の水分が管路内に残留することなく、観察窓２０の窓面２０ａに移動する。

観察窓２０は、親水性の表面特性を有しているため、窓面２０ａで残水Ｗｚが広がって粒が大きくなり易く、傾斜部６１へ移動し易くなる。傾斜部６１は、親水性の区画６１ａと疎水性の区画６１ｂとに分かれており、観察窓２０が親水性であることから、残水Ｗｚは傾斜部６１の親水性の区画６１ａに集まって移動し易くなる。このため、傾斜部６１では、親水性の区画６１ａにて残水が合流して更に粒が大きくなり、残水Ｗｚが傾斜を下る速度が大きくなる。傾斜部６１を下った残水Ｗｚは、先端カバー３１の平坦部６０が親水性であることから広がって粒が大きくなり、観察窓２０から早急に離れる方向へ移動する。

このように内視鏡２の挿入部７の先端側において、観察窓２０の窓面２０ａを突出させ、その周囲に傾斜部６１を形成しているため、ノズル２４からの送水が観察窓２０の窓面２０ａ全体に広がりやすく、観察窓２０の窓面２０ａへの水当たりが良好で、観察窓２０の窓面２０ａに付着した体液や粘液の洗い残しを少なくできる。

更に、送水操作から送気操作に切り換えると、観察窓２０の窓面２０ａ上の残水が親水性の窓面２０ａから傾斜部６１の親水性の区画６１ａに集中して移動し、先端カバー３１の平坦部６０に移動して観察窓２０の窓面２０ａに残水が残り難くなる。これにより、観察窓２０の窓面２０ａの水切れ性を向上することができる。

また、ノズル２４やノズル２４につながるチューブ３６の管路に水が残っていても、親水性のチューブ内面で広がってノズル２４内へ迅速に到達し、疎水性であるノズル２４の内面で細かい粒となって送気され易くなる。このため、チューブ３６からノズル２４にかけての管路内の水分が管路内に残留して除去に時間を要することもない。

この場合、傾斜部６１の親水性の区画６１ａと疎水性の区画６１ｂの配置は、図２の配置に限定されることなく、図６〜図８に示す変形例１〜３のような配置としても良い。

図６に示す変形例１の傾斜部７０は、ノズル２４の吐出口２４ａ側に疎水性の区画７０ａを配置し、吐出口２４ａと反対側に親水性の区画７０ｂを配置している。疎水性の区画７０ａと親水性の区画７０ｂとの間には、両隣が逆が特性となるように、親水性の区画７０ｃ及び疎水性の区画７０ｄを配置する。

これにより、疎水性の区画７０ａでノズル２４への残水の逆流を防止し、また、親水性の区画７０ｂ，７０ｃにて残水を合流させて水滴の粒を大きくすることができる。結果、残水を迅速に移動させることが可能となる。

また、図７に示す変形例２の傾斜部８０は、観察窓２０の奥に配置される固体撮像素子５１の撮像視野を考慮したものである。固体撮像素子５１が横長の矩形状である場合、観察窓２０における撮像視野Ｒは、観察光学系を構成するレンズ群の影響により、対角で画角が広くなる。このため、観察窓２０の視野形状が広い箇所に対応する傾斜部８０の部位に疎水性の区画８０ａを配置し、観察窓２０の視野形状が狭い箇所に対応する傾斜部８０の部位に親水性の区画８０ｂを配置する。

図７の変形例２では、撮像の視野形状が広く、光軸中心から離れた位置まで映り込む箇所に対応する傾斜部８０の部位を疎水性にすることで、残水を微粒化して撮像視野外へ移動させることができ、残水の映り込みを低減することができる。また、親水性の部位にて残水が合流することで粒が大きくなるため、迅速に残水を傾斜部８０から移動させることができる。

更に、図８に示す変形例３の傾斜部９０は、親水性の区画９０ａと疎水性の区画９０ｂとを同心の環状の区画として設けたものであり、観察窓２０に近い方を親水性として、観察窓２０から遠い方を疎水性とする。変形例３では、親水性の部位と疎水性の部位とを径方向に交互に配置し、且つ観察窓２０に近い方を親水性としており、観察窓２０上の残水が傾斜部９０の上部に集められて傾斜を下り、傾斜下部の疎水性の部位で粒が細かくされて送気の流れによって移動しやすくなる。

このように本実施の形態においては、内視鏡２の観察窓２０の窓面２０ａを先端カバー３１の平坦部６０から所定高さ突出させると共に、観察窓２０の窓面２０ａ周縁と先端カバー３１の平坦部６０との間に傾斜部６１を備え、先端カバー３１の平坦部６０の少なくとも一部、観察窓２０の窓面２０ａ、及び傾斜部６１の少なくとも一部を、送気送液用のノズル２４から送出される液体に対する親和性が高い表面特性としている。

これにより、送気送液用のノズル２４からの送気によって観察窓２０に残留する残液を除去する際に、残液を迅速に観察窓２０から移動させることができる。結果、観察窓２０の残液除去性能を向上することができ、術者はストレスなく観察時に視界を素早くクリアにすることが可能となる。

１ 内視鏡装置
２ 内視鏡
３ 光源装置
４ 送気送液装置
５ ビデオプロセッサ装置
６ モニタ
７ 挿入部
８ 先端部
９ 湾曲部
１０ 可撓管部
１２ 操作部
１３ 湾曲操作ノブ
１３ａ 上下湾曲操作ノブ
１３ｂ 左右湾曲操作ノブ
１４ａ 操作ボタン（送気送液用）
１４ｂ 吸引ボタン
１５ スイッチ
１６ 処置具挿通口
１７ ユニバーサルコード
１８ 内視鏡コネクタ
１９ 映像用ケーブル
１９Ａ プロセッサ用コネクタ
１９Ｂ 映像用コネクタ
２０ 観察窓
２０ａ 窓面
２１ 吸引チャンネル
２２ 大照明窓
２３ 小照明窓
２４ ノズル（送気送液用）
２４ａ 吐出口
３０ 先端硬質部材
３１ 先端カバー
３２ 湾曲部材
３３ カバー部材
３４ ノズル支持枠
３５ パイプ
３６ チューブ（送気送液用）
３７ 接続パイプ
３８ チューブ（送液用）
３９ チューブ（送気用）
４０ 対物レンズ支持筒
４１ 第１レンズ
５０ 撮像ユニット
５１ 固体撮像素子
５２，５３ カバーガラス
５４ 回路基板部
６０ 平坦部
６１ 傾斜部
６１ａ 親水性の区画
６１ｂ 疎水性の区画
６３ 傾斜壁
７０ 傾斜部
７０ａ，７０ｄ 疎水性の区画
７０ｂ，７０ｃ 親水性の区画
８０ 傾斜部
８０ａ 疎水性の区画
８０ｂ 親水性の区画
９０ 傾斜部
９０ａ 親水性の区画
９０ｂ 疎水性の区画

Claims (8)

1. 挿入部の先端に、先端カバーと観察窓と送気送液用のノズルとを備えた内視鏡において、
   前記先端カバーは、前記ノズルから送出される液体に対する親和性が高い表面特性を少なくとも一部に有する平坦部を先端側に備え、
   前記観察窓は、前記先端カバーの前記平坦部から所定高さ突出して前記液体に対する親和性が高い表面特性を有する窓面を備え、
   前記観察窓の窓面周縁と前記先端カバーの前記平坦部との間に、前記液体に対する親和性が高い表面特性を少なくとも一部に有する傾斜部を備える
   ことを特徴とする内視鏡。
2. 前記傾斜部は、前記液体に対する親和性が高い表面特性を有する部位と親和性が低い表面特性を有する部位とが混在していることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。
3. 前記ノズルは、前記液体に対する親和性が低い表面特性を内面に有していることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。
4. 前記挿入部内に配置され、前記ノズルに接続される管路は、前記液体に対する親和性が高い表面特性を管路内面に有していることを特徴とする請求項３に記載の内視鏡。
5. 前記傾斜部は、前記液体に対する親和性が高い表面特性を有する部位と親和性が低い表面特性を有する部位とが周方向に交互に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。
6. 前記傾斜部は、前記液体に対する親和性が高い表面特性を有する部位と親和性が低い表面特性を有する部位とが径方向に交互に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。
7. 前記傾斜部は、前記液体に対する親和性が低い表面特性を有する部位が前記ノズルの吐出口に対向して配置されていることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。
8. 前記先端カバーは、少なくとも前記ノズルの吐出口と前記傾斜部との間の前記平坦部が前記液体に対する親和性が高い表面特性を有していることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。