JP2017113417A - 内視鏡 - Google Patents

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Abstract

【課題】 挿入部の先端部内に配設される磁気コイルとケーブルの組立性を向上させた内視鏡の提供。【解決手段】 内視鏡1は、挿入部2の先端部11内に配設される磁気コイル41と、先端部11内に配設され、磁気コイル41と電気的に接続されるケーブル31と、先端部11に設けられる先端枠20と、先端枠20に形成され、磁気コイル41の導体42,43およびケーブル31の導体32,34が接続され、磁気コイル41およびケーブル31を電気的に接続させる回路部29と、を備えている【選択図】図3

Description

本発明は、磁気センサを有する磁気センサユニットを挿入部の先端部内部に備えた内視鏡に関するものである。
従来、生体や構造物等の内部等の直接目視観察を行うことが困難な部位を観察するために、生体や構造物の外部から内部に向けて導入可能に形成され、光学像を形成し又はその光学像を撮像し得る構成を備えた内視鏡が、医療分野または工業分野において広く利用されている。
このような内視鏡においては、柔軟で細長に構成された可撓管部と、その先端部近傍に設けた湾曲部とを備えた挿入部を備えており、この挿入部を生体内部や構造物の内部に導入することで管腔臓器内部や構造物の内部の観察や処置等を行い得るように構成されている。そして、この種の内視鏡を用いる際には、直接目視し得ない管腔臓器内へと挿入部先端部を挿入し、当該挿入部先端部を観察,処置等を所望する部位にまで確実に導く必要がある。そのためには、使用者(ユーザ)は内視鏡操作の熟練を必要としていた。
そこで、内視鏡挿入部先端部を被検体内部の所望の部位へと導入する際に、磁界を発生させるコイルを設け、このコイルから発生する磁界を検出することで、被検体内部に挿入されている挿入部先端部の位置を検出し、外部モニタ等に表示し得るようすることが知られている。
しかしながら、近年においては、例えば尿管等の細い管腔を介して膀胱や腎臓等の管腔臓器内へと挿入部を導いて、当該臓器内部の観察,処置等を行う膀胱鏡,腎盂尿管鏡等と呼ばれる泌尿器分野に対応した細径の内視鏡等も実用化されている。
このような細径の内視鏡においては、挿入部を経尿道的に挿入した後、腎臓の腎杯等、複雑に分岐した管腔臓器内へと挿入部先端部をさらに挿入し、観察,処置等を行う所望の部位にまで当該挿入部先端部を確実に導く必要がある。
そのために、この種の細径の内視鏡においても、体腔内に導入した挿入部先端部の位置を検出する等によって、導入操作の補助を行う構成的工夫は有効である。
本出願人は、例えば、特許文献1に開示されるように、簡単な構成で、挿入部自体が太径化しないように挿入部の内部に配置でき、良好な湾曲操作性と、必要な強度を維持し得る構成を備え、磁気センサユニットおよびこの磁気センサユニットを備えた内視鏡を提案している。
特願2015−15865号
しかしながら、本出願人が特許文献1で提案した内視鏡では、挿入部の先端部が非常に細径であり、このような小型な先端部内に配設する磁気コイルとケーブルの配線同士を半田接続して固定して、必要な強度を維持するためケーブルに沿わせて磁気コイルを接着固定する作業が煩雑であるという課題が生じた。
そこで、本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、挿入部の先端部内に配設される磁気コイルとケーブルの組立性を向上させた内視鏡を提供することである。
本発明の一態様の内視鏡は、挿入部の先端部内に配設される磁気コイルと、前記先端部内に配設され、前記磁気コイルと電気的に接続されるケーブルと、前記先端部に設けられる先端枠と、前記先端枠に形成され、前記磁気コイルの導体および前記ケーブルの導体が接続され、前記磁気コイルおよび前記ケーブルを電気的に接続させる回路部と、を備えている
本発明によれば、挿入部の先端部内に配設される磁気コイルとケーブルの組立性を向上させた内視鏡を提供することができる。
本発明の一態様の磁気センサユニットを備えた内視鏡の外観を示す外観斜視図 同、磁気センサユニットが設けられた先端枠の構成を示す正面図 同、磁気センサユニットが設けられた先端枠の構成を示す部分断面図 同、磁気センサユニットと先端枠の構成を示す分解斜視図 同、磁気センサユニットと先端枠の構成を示す斜視図 同、充填剤が設けられた磁気センサユニットと先端枠の構成を示す斜視図 同、第1の変形例の磁気センサユニットが設けられた先端枠の構成を示す正面図 同、第1の変形例の磁気センサユニットが設けられた先端枠の構成を示す部分断面図 同、第2の変形例の磁気センサユニットが設けられた先端枠の構成を示す部分断面図
以下、図示の実施の形態によって本発明を説明する。以下の説明に用いる各図面は模式的に示すものであり、各構成要素を図面上で認識可能な程度に示すために、各部材の寸法関係や縮尺等を各構成要素毎に異ならせて示している場合がある。
したがって、本発明は、これら各図面に記載された構成要素の数量,構成要素の形状,構成要素の大きさの比率,各構成要素の相対的な位置関係等に関し、図示の形態のみに限定されるものではない。
図1は、本発明の一態様の磁気センサユニットを備えた内視鏡の外観を示す外観斜視図、図2は磁気センサユニットが設けられた先端枠の構成を示す正面図、図3は磁気センサユニットが設けられた先端枠の構成を示す部分断面図、図4は磁気センサユニットと先端枠の構成を示す分解斜視図、図5は磁気センサユニットと先端枠の構成を示す斜視図、図6は充填剤が設けられた磁気センサユニットと先端枠の構成を示す斜視図である。
先ず、本実施形態の磁気センサユニットを備えた内視鏡の概略構成を、図1を用いて以下に簡単に説明する。
図1に示すように、本実施形態の磁気センサユニットを備えた内視鏡1は、例えば尿管を介して腎臓等の管腔臓器内へと挿入部を導いて、当該臓器内部の観察,処置等を行う腎盂尿管鏡と呼ばれる細径の内視鏡である。
内視鏡1は、挿入部2と、操作部3と、接眼部4などによって主に構成されている。
挿入部2は、先端側から順に先端硬質部としての先端部11と、上下方向に湾曲するように構成された湾曲部12と、可撓性を備えたチューブ体である可撓管部13とを連設して構成されている。
即ち、内視鏡1は、可撓管部13から先端部分に、先端部11と、この先端部11の手元側に連結された湾曲部12とが設けられた柔軟で細い長尺な挿入部2を有して構成されている。
可撓管部13は、細長の柔軟性を有するチューブ状部材である。この可撓管部13の基端側には、予め定めた弾性力を有する折れ止め部17を介して操作部3に接続されている。
なお、折れ止め部17は、可撓管部13の基端部を覆うように設けられて、可撓管部13の座屈を防止すると共に、可撓管部13と操作部3の先端側との水密性を保持して固設されている。
湾曲部12は、操作部3に設けられた湾曲操作レバー15の回動操作に応じて上下2方向に湾曲するように構成されている。
操作部3の内部から可撓管部13、湾曲部12の内部には、湾曲操作用ワイヤー(不図示)が挿通されており、この湾曲操作用ワイヤーの一端は湾曲操作レバー15の回動操作に連動するスプロケット(不図示)に連結され、他端が湾曲部12に連結されている。
そして、湾曲操作レバー15を回動操作すると、湾曲操作用ワイヤーがスプロケットの駆動によって牽引弛緩され、これによって、湾曲部12の湾曲動作が実現し得るように構成されている。即ち、湾曲操作レバー15は、操作部3に対して回動自在に軸支されており、湾曲部12を湾曲操作するための操作部材である。
さらに、操作部3には、上述の湾曲操作レバー15の他、漏水検知口金18、処置具挿通口19などが設けられている。また、操作部3の側部からは、先端部11に設けられた照明光学系(不図示)に照明光を伝送する照明用バンドル(ライトガイド)、後述するケーブル(図2および図3)などが挿通する複合ケーブルであるユニバーサルケーブル16が延設されている。
なお、ユニバーサルケーブル16は、基端部分に外部機器である図示しない光源装置および制御ユニットと着脱自在に接続される内視鏡コネクタ(不図示)を備えている。
接眼部4は、光学的な内視鏡画像を観察するための接眼光学系を有して構成される観察光学系であって、操作部3の基端側に設けられている。
この接眼部4には、複数の観察光学系(不図示)が設けられている。接眼部4では、先端部11に設けられた観察光学系(不図示)に入る観察像が観察用バンドル(イメージファイバー)によって伝送されて観察できるようになっている。
なお、挿入部2の内部には、照明用バンドル(ライトガイド)と、観察用バンドル(イメージファイバー)と、後述する処置具開口24(図2参照)と操作部3の処置具挿通口19とを連通する処置具チャンネル用チューブ(不図示)と、湾曲操作用ワイヤーなどのほか、本実施形態の磁気センサユニット30のケーブル31が挿通配置される。
以上に説明した本実施の形態の内視鏡1は、接眼部4を有する構成を例示しているが、挿入部2の先端部11などに配設されるCCD、CMOSなどのイメージセンサを備えた撮像装置を内蔵する電子内視鏡としてもよい。
次に、挿入部2の先端部11に設けられる先端枠20および磁気センサユニット30の構成について、図2から図6を用いて、以下に詳しく説明する。
図2に示すように、先端部11は、先端枠20を備え、その先端枠20の先端面に不図示の観察光学系、観察用バンドルなどが設けられる孔部21、照明光学系、照明用バンドルなどが設けられる、複数、ここでは2つの孔部22,23と、処置具開口24と、が設けられている。また、先端枠20には、後述する本実施形態の磁気センサユニット30が設けられ、接着剤などの充填剤40によって磁気センサユニット30との隙間が埋められている。
先端枠20の側周部には、磁気センサユニット30が実装される凹部状に形成されたユニット実装部25が設けられている。このユニット実装部25は、実装される磁気センサユニット30が先端枠20の外周部からはみ出さないような深さが形成されている。
そして、本実施の形態のユニット実装部25は、図3および図4に示すように、先端枠20の側周面にパターン形成された電極26,27を有する平面状の回路部29を有している。なお、回路部29は、平面状に限定されることなく、電極26,27を有していれば如何なる形状であってもよい。
回路部29に形成される電極26,27は、長方形などの例えば表面矩形状に形成され、先端枠20の長手方向の軸に対して直交する長辺を有するように前後に所定の離間距離を有して並設するように形成されている。
ところで、本実施の形態の先端枠20は、非常に小さな部品であるため、ユニット実装部25の回路部29への電極パターン(電極26,27)が樹脂成形品表面に金属膜で回路形成された、例えばMID(Molded Interconnect Device/射出成形回路部品)により構成されている。
この先端枠20の回路部29へ電極26,27を形成する工法は、一回成形法(One-Shot法)または二回成形法(Two-Shot法)のどちらの成形法としてもよい。
なお、先端枠20は、勿論、MIDに限定されることなく、回路部29に電極26,27を成形する手段を問われることはない。
また、先端部11は、先端枠20の外周部に湾曲部12を一体的に覆う湾曲ゴム5(図3参照)が被せられ、この湾曲ゴム5の先端部分が例えば糸巻接着などにより先端枠20に固定されている。
本実施形態の磁気センサユニット30は、図3から図5に示すように、ケーブル31および磁気センサである磁気コイル41を有し、これらケーブル31と磁気コイル41が所定の離間距離を有して挿入部2の長手軸方向に沿わせた状態で実装されている。
ケーブル31は、円形をした内部導体32と、この内部導体32を覆う絶縁体33と、この絶縁体33の周囲を覆う金属素線を編み込んだ外部導体34と、外部導体34を覆うシースである保護被覆35と、を有する所謂同軸ケーブルである。
そして、ケーブル31の内部導体32は、先端枠20のユニット実装部25の回路部29に形成された、ここでの例えば、作用電極となる一方(前方側)の電極26に例えば半田付けの接合手段を用いて接続される(図3から図5参照)。
また、ケーブル31の外部導体34は、回路部29に形成されたここでの例えば、対極となる他方(後方側)の電極27に例えば半田付けの接合手段を用いて接続される(図3から図5参照)。
なお、ケーブル31は、可撓性を有し柔軟に形成された線状部材であって、挿入部2の先端部11の近傍から挿入部2、操作部3およびユニバーサルケーブル16の内部に配設され、内視鏡コネクタ(不図示)に設けられた電気コネクタ(不図示)と電気的に接続される。
そして、ケーブル31は、内視鏡コネクタ(不図示)を介して制御ユニット(不図示)と電気的に接続される。なお、ケーブル31は、同軸ケーブルに限定されることなく、他の形態のケーブル線、例えばツイストペアケーブルとしてもよい。
磁気コイル41は、長手軸を有する柱状に形成された磁気センサである。この磁気コイル41は、例えば極めて細い導線をコイル状に巻回して形成されており、2つの導体である導線42,43が一端から延設されている。
なお、これら2つの導線42,43は、延出する根元部分が絶縁用のシース42a,43aに被覆されており、それらの延出端部分のシース42a,43aが剥ぎ取られた状態となっている。
そして、磁気コイル41の一方の導線42は、先端枠20のユニット実装部25の回路部29に形成された、ここでの例えば、作用電極となる一方(前方側)の電極26に例えば半田付けの接合手段を用いて接続される(図3から図5参照)。
また、磁気コイル41の他方の導線43は、回路部29に形成された、ここでの例えば、対極となる他方(後方側)の電極27に例えば半田付けの接合手段を用いて接続される(図3から図5参照)。
即ち、ケーブル31の外部導体34と磁気コイル41の一方の導線42とが電極26を介して電気的に接続され、ケーブル31の外部導体34と磁気コイル41の他方の導線43とが電極27を介して電気的接続される。
そして、図6に示すように、先端枠20は、磁気センサユニット30が実装された凹部状のユニット実装部25に磁気センサユニット30の隙間を埋める接着剤などの充填剤40が充填される。なお、充填剤40は、先端枠20の外周部形状に成型され、硬化処理される。
このように先端部11に配設された、本実施形態の磁気センサユニット30は、制御ユニット(不図示)を用いて、ケーブル31を介して磁気コイル41に電流を流すことによって、磁気コイル41近傍に磁気が発生する。
このとき発生した磁気を、不図示の検出手段によって検出することにより、挿入部2の先端部11近傍の位置を検出することができる。したがって、内視鏡1の使用中において、挿入部2を被検体としての体腔内に導入した状態にあっても、挿入部2の先端部11近傍の位置を検出することが容易にできる。
以上のように構成された本実施の形態の内視鏡1は、挿入部2の細径に伴い、小型な先端部11をMID(Molded Interconnect Device)として、回路部29を形成し、先端部11内に磁気センサユニット30を実装するとき、ケーブル31および磁気コイル41の配線を回路部29の電極26,27に個別に例えば半田付けの接合手段により接続することができる。
これにより、内視鏡1は、先端部11に新たな部材、スペースなどを増やすことなく、従来から煩雑とされたケーブル31の内部導体32および外部導体34と、磁気コイル41の導線42とを例えば半田付けの接合手段によって直接接続するよりも、接続作業性を向上させることができる。
特に、内視鏡1は、ケーブル31の内部導体32と磁気コイル41の導線42のような細いもの同士を直接的に接続する場合に比して、所定の接続領域を有する一方の電極26を介して、それぞれを個別に間接的に接続している構成であるため、磁気センサユニット30の電気的な接続部の強度を向上させることができる。
さらに、内視鏡1は、湾曲部12を有する挿入部2を備えており、ケーブル31と磁気コイル41が所定の離間距離を有して挿入部2の長手軸方向に沿わせた状態の磁気センサユニット30が実装された凹部状のユニット実装部25に磁気センサユニット30の隙間を埋める充填剤40の固化によって充分な強度が保たれている。
そのため、内視鏡1は、湾曲部12の湾曲時に生じるケーブル31への応力が直接的に磁気コイル41に伝わることがなく、特に磁気コイル41の導線42,43と電極26,27との接続部への影響が低減でき、断線するなどの不具合も防止することができる。
なお、本実施の形態の内視鏡1では、湾曲部12の湾曲時に生じるケーブル31への応力が直接的に磁気コイル41に伝わることがないため、磁気センサユニット30の磁気コイル41が先端枠20の基端部から後方となる基端側にはみ出して設けられていてもよい構成となっている。
以上の説明から本実施の形態の内視鏡1は、挿入部2の小型な先端部11内に配設されるケーブル31と磁気コイル41からなる磁気センサユニット30の組立性およびケーブル31と磁気コイル41の配線接続部の耐性を向上させることができる。
(第1の変形例)
次に、先端枠20に磁気センサユニット30が実装される構成の第1の変形例について、図7および図8を用いて、以下に説明する。
図7は、第1の変形例の磁気センサユニットが設けられた先端枠の構成を示す正面図、図8は第1の変形例の磁気センサユニットが設けられた先端枠の構成を示す部分断面図である。
図7および図8に示すように、本変形例の内視鏡1は、複数、ここでは2つの磁気コイル41を備えた磁気センサユニット30を有している。
ここでの先端部11は、先端枠20の側周部に形成されたユニット実装部25に、複数、3つの電極26,27,28が形成された回路部29が設けられる。
これら3つの電極26,27,28も、長方形などの例えば表面矩形状に形成され、先端枠20の長手方向の軸に対して直交する長辺を有するように前後に並設するように回路部29に形成される。
また、本変形例における先端枠20も、ユニット実装部25の回路部29への電極26,27を樹脂成形品表面に金属膜で回路形成した、例えばMIDにより構成されている。
本変形例のケーブル31も、図8に示すように、内部導体32が一方(前方側)の電極26に接続され、外部導体34が他方(後方側)の電極27に接続される。
そして、2つの磁気コイル41のうちの一方は、導線42が作用電極となる一方(前方側)の電極26に接続され、導線43が一方(前方側)の電極26と他方(後方側)の電極27の間に形成された電極28に接続される。
また、2つの磁気コイル41のうちの他方は、導線42が一方(前方側)の電極26と他方(後方側)の電極27の間に形成された電極28に接続され、導線43が他方(後方側)の電極27に接続される。
即ち、本変形例の内視鏡1は、2つの磁気コイル41を有し、一方の磁気コイル41の導線43と他方の磁気コイル41の導線42が電極26と電極27の間に形成された電極28を介して電気的に接続して、これら2つの磁気コイル41が直列接続された構成となっている。
これにより、本変形例の内視鏡1においては、上記実施の形態の作用効果に加え、複数の磁気コイル41を容易に直列接続でき、磁気コイル41の個数に応じて、磁気センサユニット30によって発生させる磁気の増加が行える。
そのため、不図示の検出手段によって磁気センサユニット30から発生した磁気の検出が確実に行え、挿入部2の先端部11近傍の位置を確実に検出することができる。
(第2の変形例)
図9に示すように、回路部29の電極26,27を延ばして、これら電極26,27に2つの磁気コイル41を並列接続してもよい。なお、図9は、第2の変形例の磁気センサユニットが設けられた先端枠の構成を示す部分断面図である。
なお、図9に示すように、1本の磁気コイル41と同程度の発生磁気でよければ、2本の磁気コイル41を並列に接続することで、1本の磁気コイル41の長手軸方向の長さをより短くでき、さらなる先端枠20の短縮化が可能となる。
さらに、本変形例において、第1の変形例と同様に磁気を増加させるために2つの磁気コイル41を並列して接続する場合、第1の変形例のように2つの磁気コイル41を軸方向にずらして直列接続する構成よりも、長手軸方向の寸法を短くすることができる。
即ち、本変形例においては、上述の実施の形態に例示した磁気コイル41が1つの場合と同様な先端硬質長とすることができる。
なお、上述の各実施形態においては、先端枠20にケーブル31と磁気コイル41が1箇所の回路部29に配置する構成を例示したが、先端部11内の内蔵物のレイアウトに応じて、回路部29を先端枠20の外周回りに複数形成して、ケーブル31と磁気コイル41の配置を異なる位置に形成した回路部29に配置することもできる。
即ち、先端枠20は、MIDにより構成することで、各電極26,27,28の位置を変更して多様に形成することができるため、ケーブル31と磁気コイル41をそれぞれ設置する位置を異ならせて先端部11内の内蔵物のレイアウトに応じて最適な位置に変更可能である。
さらに、上述の各実施形態においては、本発明を適用した磁気センサユニット30を備えた内視鏡1として、腎盂尿管鏡を例に挙げて説明しているが、本発明を適用し得る内視鏡1の形態としては、これに限定されるものではない。
例えば、湾曲部12と可撓管部13とを備え、可撓性を有して構成される挿入部2でなくとも、挿入部2が硬質な所謂硬性鏡など各種内視鏡の形態であれば、他の用途や他の形態のものであっても、同様に本発明を適用できる。
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用を実施し得ることが可能であることは勿論である。さらに、上記実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせによって、種々の発明が抽出され得る。例えば、上記一実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題が解決でき、発明の効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
本発明は、医療分野の内視鏡制御装置だけでなく、工業分野の内視鏡制御装置にも適用することができる。
1…内視鏡
2…挿入部
3…操作部
4…接眼部
5…湾曲ゴム
11…先端部
12…湾曲部
13…可撓管部
15…湾曲操作レバー
16…ユニバーサルケーブル
17…折れ止め部
18…漏水検知口金
19…処置具挿通口
20…先端枠
21,22,23…孔部
24…処置具開口
25…ユニット実装部
26,27,28…電極
29…回路部
30…磁気センサユニット
31…ケーブル
32…内部導体
33…絶縁体
34…外部導体
35…保護被覆
40…充填剤
41…磁気コイル
42,43…導線
42a,43a…シース

Claims (7)

  1. 挿入部の先端部内に配設される磁気コイルと、
    前記先端部内に配設され、前記磁気コイルと電気的に接続されるケーブルと、
    前記先端部に設けられる先端枠と、
    前記先端枠に形成され、前記磁気コイルの導体および前記ケーブルの導体が接続され、前記磁気コイルおよび前記ケーブルを電気的に接続させる回路部と、
    を備えたことを特徴とする内視鏡。
  2. 前記先端枠の側周部に前記磁気コイルおよび前記ケーブルが実装される凹部状の実装部を備え、
    前記実装部に前記回路部が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の内視鏡。
  3. 前記回路部が前記先端枠の外周面に形成された電極パターンであることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の内視鏡。
  4. 前記磁気コイルを複数有し、
    複数の前記磁気コイルが直列接続される前記回路部が形成されていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の内視鏡。
  5. 複数の前記磁気コイルが並列接続される前記回路部が形成されていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の内視鏡。
  6. 前記磁気コイルと前記ケーブルが所定の離間距離を有して配設されていることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の内視鏡。
  7. 前記先端枠は、前記回路部が形成された射出成形回路部品であることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の内視鏡。
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