JP2023080970A - 操作部及び内視鏡 - Google Patents

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Abstract

【課題】撮像部から出力されてモニタに表示される観察像の天地方向を術者が容易に把握可能な操作部、及びこの操作部を備える内視鏡を提供する。【解決手段】内視鏡の挿入部であって且つ光学系と光学系を通過した光を撮像する撮像部とが設けられている挿入部の基端側に接続される操作部において、挿入部の挿入軸の軸方向に延びた把持部と、軸方向に垂直な方向の中で撮像部より出力される撮像信号から形成される画像の天地を示す方向を天地方向とした場合に、把持部の外面の中で天地方向の天側を示す位置に形成され、軸方向に延び且つ天地方向に対して垂直な第1平面部と、把持部の外面の中で天地方向の地側を示す位置に形成され、軸方向に延び且つ天地方向に対して垂直な第2平面部と、を備える。【選択図】図7

Description

本発明は、内視鏡の挿入部の基端側に接続される操作部、及びこの操作部を備える内視鏡に関する。
内視鏡下外科手術等に用いられる内視鏡として硬性鏡(硬性内視鏡)が知られている(特許文献1参照)。そして、この硬性鏡として、その挿入部の挿入軸に対して斜め前方を視野方向(観察方向、撮像方向)とする斜視鏡が知られている。斜視鏡は、患者の体内に挿入される挿入部と、挿入部の基端側に接続される操作部と、挿入部の先端部に設けられた光学系及びこの光学系を透過した光を撮像する撮像部と、を備える。この撮像部により撮像された観察像は、ケーブルを介してモニタに出力される。これにより、術者は、モニタを通して患者の体内を観察することができる。このような斜視鏡において、術者が操作部を操作して視野方向を変更可能なものが特許文献2から特許文献4に記載されている。
特許文献2及び特許文献3に記載の斜視鏡の操作部は、術者により把持される円筒状の把持部(ハンドル)と、このハンドルの先端側に設けられ且つ挿入部の挿入軸の軸周り方向に回転自在な回転操作部材(回転スイベル、アクチュエータ)と、を含む。特許文献2及び特許文献3に記載の斜視鏡では、術者が把持部を回転操作することで、挿入部を軸周り方向に回転させて斜視鏡の視野方向を変更することができる。
特許文献4に記載の斜視鏡の操作部は、ハンドルと、ハンドルの先端側に設けられた回転式ホイールと、を含む。特許文献4に記載の斜視鏡では、術者がハンドルを回転操作することで挿入部(内視鏡シャフト部)の先端部に設けられた光学系が回転する。一方、回転式ホイールは、ハンドルが回転操作される間、光学系の回転運動に追従して挿入部内の撮像部が回転することを防止する。これにより、モニタの画面内において、斜視鏡により撮像された観察像の天地を示す天地方向が回転することが防止される。
国際公開2018/021583号 特表2021-510103号公報 米国特許第5621830号明細書 特開2018-32014号公報
術者(介助者を含んでも可、以下同じ)には、モニタに表示される観察像の天地方向を常に把握して、その天地方向をモニタの天地方向に合わせた状態(水平)を保ちながら施術を行いたいという要望がある。しかしながら、上記特許文献2及び特許文献3に記載の斜視鏡では、術者がモニタに表示される観察像の天地方向を把握することができない。
また、上記特許文献2及び特許文献3に記載の斜視鏡では、術者による回転操作部材の回転操作に伴い、挿入部及び撮像部が一体に回転してしまう。このため、特許文献2及び特許文献3に記載の斜視鏡では、モニタに表示される観察像の天地方向を一定に保つこともできない。
一方、上記特許文献4に記載の斜視鏡では、回転式ホイールを設けることで、ハンドルの回転操作を行ったとしてもモニタに表示される観察像の天地方向を一定に保つことができる。しかしながら、上記特許文献4に記載の操作部は、上記特許文献2及び上記特許文献3に記載の操作部と同様に、術者がモニタ上の観察像の天地方向を把握することできないので、観察像の天地方向をモニタの天地方向に合わせることが困難である。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、撮像部から出力されてモニタに表示される観察像の天地方向を術者が容易に把握可能な操作部、及びこの操作部を備える内視鏡を提供することを目的とする。
本発明の目的を達成するための操作部は、内視鏡の挿入部であって且つ光学系と光学系を通過した光を撮像する撮像部とが設けられている挿入部の基端側に接続される操作部において、挿入部の挿入軸の軸方向に延びた把持部と、軸方向に垂直な方向の中で撮像部より出力される撮像信号から形成される画像の天地を示す方向を天地方向とした場合に、把持部の外面の中で天地方向の天側を示す位置に形成され、軸方向に延び且つ天地方向に対して垂直な第1平面部と、把持部の外面の中で天地方向の地側を示す位置に形成され、軸方向に延び且つ天地方向に対して垂直な第2平面部と、を備える。なお、ここでいう画像とは、撮像部からモニタ(表示部)に出力されてこのモニタに表示されるモニタ画像である。
この操作部によれば、術者が撮像部から出力される画像の天地方向を容易に把握することができる。
本発明の他の態様に係る操作部において、把持部が、軸方向及び天地方向の双方に垂直な方向を垂直方向とした場合に、第1平面部の垂直方向の一方向側の側縁部と、第2平面部の垂直方向の一方向側の側縁部と、を接続する第1曲面部であって、且つ垂直方向の一方向側に膨出した第1曲面部と、第1平面部の垂直方向の他方向側の側縁部と、第2平面部の垂直方向の他方向側の側縁部と、を接続する第2曲面部であって、且つ垂直方向の他方向側に膨出した第2曲面部と、を備える。これにより、術者が把持部の外面に形成された第1平面部及び第2平面部を容易に把握することができ、さらに術者が把持部を把持する場合の安定性を増すことができる。
本発明の他の態様に係る操作部において、把持部の基端部がドーム形状に形成されている。術者が把持部を把持する場合にこの基端部が術者の手の掌に当接することで、術者が把持部を把持する場合の安定性を増すことができる。
本発明の他の態様に係る操作部において、第1平面部が、把持部の先端部から把持部の基端部に亘って形成され、第2平面部が、把持部の先端部から把持部の基端部よりも手前側の位置に亘って形成され、把持部の基端部の一部が、第2平面部よりも天地方向の地側に膨出している膨出部である。これにより、術者が把持部を把持した場合に手の中指又は薬指等が膨出部にかかることで、術者が把持部を把持する場合の安定性を増すことができる。
本発明の他の態様に係る操作部において、第2平面部の基端と膨出部との間に連設され、第2平面部の基端からさらに基端側に向かうのに従って天地方向の地側に傾斜した斜平面部を備える。これにより、術者が把持部を把持した場合に手の中指又は薬指等が斜平面部にかかることで、術者が把持部を把持する場合の安定性を増すことができる。
本発明の他の態様に係る操作部において、把持部の基端部の基端頂点から天地方向の地側にオフセットした位置に突設され、撮像部に接続されるケーブルが挿通されるケーブル挿通部を備え、ケーブル挿通部が、軸方向及び天地方向の双方に垂直な垂直方向から見た場合において、把持部の基端部の基端側の方向であって且つ軸方向に対して天地方向の地側に傾斜した方向に突設されている。これにより、基端部における外部ケーブル72の引き出し代を確保することができ、さらに、ケーブルが患者及び術者に接触することが防止される。
本発明の他の態様に係る操作部において、挿入部が、把持部の先端側に対して挿入軸の軸周り方向に相対回転自在に保持されている外装管と、外装管の内部に挿通され、外装管と一体に軸周り方向に回転する外筒と、外筒の内部に挿通され、外装管及び外筒に対して軸周り方向に相対回転自在な内筒と、を含み、光学系が外筒の先端側に設けられ、撮像部が内筒の先端側に設けられている場合において、把持部の内部で把持部に対して軸周り方向に相対回転不能に設けられ、内筒の基端側を固定する内筒固定部と、外装管の基端側に固定され、外装管を軸周り方向に回転させる環状の回転操作部材と、を備える。
本発明の他の態様に係る操作部において、把持部がゴム材料又は樹脂材料により構成される。これにより、把持部が手の中で滑り難くなる。
本発明の目的を達成するための内視鏡は、光学系、及び光学系を通過した光を撮像する撮像部が設けられている挿入部と、挿入部の基端側に接続された上述の操作部と、を備える。
本発明の他の態様に係る内視鏡において、挿入部が、把持部の先端側に対して挿入軸の軸周り方向に相対回転自在に保持されている外装管と、外装管の内部に挿通され、外装管と一体に軸周り方向に回転する外筒と、外筒の内部に挿通され、外装管及び外筒に対して軸周り方向に相対回転自在な内筒と、把持部の内部で把持部に対して軸周り方向に相対回転不能に設けられ、内筒の基端側を固定する内筒固定部と、を備え、外筒の先端側に光学系が設けられ、内筒の先端側に撮像部が設けられている。
本発明の他の態様に係る内視鏡において、外装管の基端側に固定され、外装管を軸周り方向に回転させる環状の回転操作部材を備える。
本発明の他の態様に係る内視鏡において、光学系が、挿入軸に対して傾斜した方向から入射した光を挿入軸に平行に屈折する屈折光学素子を備える。
本発明は、撮像部から出力されてモニタに表示される画像の天地方向を術者が容易に把握することができる。
斜視鏡を備える内視鏡システムの構成図である。 挿入部の先端部の断面拡大図である。 把持部の要部及びノブの断面図である。 外筒及びケースの断面図である。 ケース及び筒状部の断面拡大図である。 撮像系の天地を示す天地方向と、モニタに表示される観察像の天地を示す天地方向との関係を説明するための説明図である。 操作部の側面図である。 操作部の上面図である。 操作部の下面図である。
図1は、斜視鏡10を備える内視鏡システム12の構成図である。図1に示すように、内視鏡システム12は、斜視鏡10と、プロセッサ装置14と、モニタ16と、光源装置18と、を備える。斜視鏡10は、本発明の内視鏡の一例である。
斜視鏡10は、所謂硬性鏡であり、挿入部20と操作部21とを備える。挿入部20は、筒状(管状)に形成されており、患者の体内に挿入される。この挿入部20は、先端と基端と挿入軸Ax(長手軸ともいう)とを有し、外周壁が後述の外装管30(外套管ともいう)で構成されている。この挿入部20の先端部には、後述のカメラユニット24が設けられている。また、挿入部20内には、第1信号ケーブル26とライトガイド28とが挿通されている。
第1信号ケーブル26は、後述の第2信号ケーブル27と共に、後述のカメラユニット24とプロセッサ装置14とを接続する。第1信号ケーブル26の先端部はカメラユニット24に接続され、第1信号ケーブル26の基端部は操作部21内において第2信号ケーブル27と接続する。ライトガイド28は、その先端部(光出射端面)が挿入部20の先端面上に設けられており、且つその基端部(光入射端面)が光源装置18に接続されている。なお、本例では、本発明のケーブルの一例である第1信号ケーブル26及び第2信号ケーブル27として、複数の素線(信号線)が束ねられ、且つその周囲にシールド導体が設けられ、これらが筒状の外皮内に収納された多芯ケーブルを例示する。
ライトガイド28は、その先端側に光出射端28C(図2参照)を有し、この光出射端28Cが外装管30の先端側に配置される。また、ライトガイド28は、その基端側に光入射端(不図示)を有し、この光入射端が光源装置18に接続される。ライトガイド28としては、例えば、複数の光ファイバを1本の光ケーブルに結束した構成のものが採用されており可撓性を有している。
操作部21は、挿入部20の基端側に接続されている。操作部21は、斜視鏡10の操作時に術者によって把持されると共に、術者から斜視鏡10の視野方向(図2の光軸OA参照)を挿入軸Axの軸周り方向B、すなわち挿入部20及び操作部21の周方向に回転させる回転操作を受け付ける。この操作部21は、術者により把持される筒状の把持部22と、視野方向の回転操作を受け付ける筒状(環状)のノブ36と、により構成されている。ノブ36は、本発明の回転操作部材の一例である。
把持部22は、術者の手の中に収まるサイズであり、オートクレーブ滅菌処理に耐えられるゴム材料又は樹脂材料で形成されている。このようなゴム材料としてはシリコンゴム及びフッ素ゴムなどが挙げられる。また、樹脂材料としてはPPSU(PolyPhenylSulfone)及びPEEK(Poly Ether Ether Ketone)などが挙げられる。これにより、把持部22を金属材料で形成した場合と比較して、把持部22が手の中で滑り難くなる、すなわち軸周り方向Bに回転し難くなる。
把持部22の先端部には、外装管30が軸周り方向Bに回転可能に保持される。また、把持部22の基端部には、外部ケーブル72が接続されている。この外部ケーブル72の内部には既述の第2信号ケーブル27及びライトガイド28が挿通されている。
また、把持部22は、詳しくは後述するが、その内部に気密な空間と非気密な空間とを有しており、両空間の境界で第1信号ケーブル26の基端部と第2信号ケーブル27の先端部とを接続する(図3参照)。第2信号ケーブル27の基端部はプロセッサ装置14に接続されている。これにより、第1信号ケーブル26及び第2信号ケーブル27を介して、カメラユニット24とプロセッサ装置14とが電気的に接続される。
ノブ36は、外装管30の基端側に固定されることで、挿入部20と把持部22との間に設けられている。このノブ36は、把持部22に対して外装管30を軸周り方向Bに回転させることで斜視鏡10の視野方向を変更させるための部材である。
プロセッサ装置14は、カメラユニット24から第1信号ケーブル26及び第2信号ケーブル27を介して入力される撮像信号に基づき、患者の体内の観察像300(動画像)を生成し、この観察像300をモニタ16に表示させる。なお、観察像300は本発明の画像の一例に相当する。
光源装置18は、ライトガイド28に照明光を供給する。これにより、挿入部20の先端面上に設けられたライトガイド28の光出射端28C(図2参照)から照明光が出射される。
図2は、挿入部20の先端部の断面拡大図である。図2に示すように、挿入部20は、挿入軸Axに平行な略筒状の外装管30、外筒32、及び内筒34を備える。外装管30は、既述の通り挿入部20の外周壁を構成する。この外装管30の先端部の開口は、挿入軸Axに対して垂直な姿勢から傾斜している。また、外装管30の基端部は、詳しくは後述するが、把持部22の先端部により軸周り方向Bに回転自在に保持される。また、外装管30の基端部には、ノブ36が外嵌固定されている。
外筒32は、外装管30の内部に挿通配置されている。この外筒32の先端部には、後述のカメラユニット24を構成する先端光学系40が設けられている。また、外筒32の基端部は、詳しくは後述するが、把持部22内のケース74(図3参照)に接続されている。さらに、外装管30の内周面と外筒32の外周面との間には、ライトガイド28を配置するための空間31が形成されている。
内筒34は、外筒32の内部に挿通配置されている。この内筒34の内部には第1信号ケーブル26が挿通されている。内筒34の先端部には、後述のカメラユニット24を構成する基端光学系50及び撮像部60が設けられている。また、内筒34の基端部は、詳しくは後述するが、操作部21内の接続部材90(図3参照)に接続されている。
カメラユニット24は、先端光学系40と、基端光学系50と、撮像部60と、を備える。なお、図中の符号OAはカメラユニット24の光学系の光軸である。
先端光学系40は、本発明の光学系の一例を示したものであり、外筒32の先端部に設けられている。先端光学系40は、挿入軸Axに対して傾斜した方向から入射した光を、挿入軸Axに平行な方向に屈折して基端光学系50に導く斜視光学系である。この先端光学系40は、先端部本体42と、先端部本体42に設けられた先端鏡胴44と、を含む。
先端部本体42は、挿入部20(外筒32)の先端部を構成するものであり、先端鏡胴44を覆うキャップである。この先端部本体42は、挿入軸Axに平行な略筒状に形成されている。また、先端部本体42の先端側の開口部には、後述の先端鏡胴44内の対物レンズ48aの傾斜角度に合わせた傾斜姿勢のカバーガラス46が設けられている。
また、先端部本体42は、外装管30の内周面に固定されている。これにより、外装管30が軸周り方向Bに回転されると、先端光学系40及び外筒32が外装管30と一体的に軸周り方向Bに回転する。
先端鏡胴44内には、対物レンズ48aとプリズム48bとレンズ48cとが収納されている。対物レンズ48aは、挿入軸Axに対して垂直な姿勢から傾斜し且つカバーガラス46に対向している。対物レンズ48aは、カバーガラス46を通して入射した光をプリズム48bに向けて出射する。プリズム48bは、本発明の屈折光学素子の一例であり、対物レンズ48aから入射した光、すなわち挿入軸Axに対して傾斜した方向から入射した光を挿入軸Axに平行(略平行を含む)な方向に屈折した後、レンズ48cに向けて出射する。これにより、斜視鏡10の視野方向が挿入軸Axに対して傾斜する。レンズ48cは、挿入軸Axに対して垂直な姿勢であり、プリズム48bから入射した光を、後述の基端光学系50の基端鏡胴52内のレンズ56に向けて出射する。
なお、先端鏡胴44内の光学系の構成は、挿入軸Axに対して傾斜した方向から入射した光を基端鏡胴52内に導くことが可能であれば特に限定はされない。
先端鏡胴44には、その基端側に延出した筒状部45が形成されている。この筒状部45は、後述の基端鏡胴52の先端部に対して軸周り方向に相対回転自在に外嵌する。これにより、先端鏡胴44に対して基端鏡胴52が軸周り方向に相対回転自在に嵌合する。
基端光学系50は、内筒34の先端部に設けられており、先端鏡胴44から入射した光を撮像部60に導く。この基端光学系50は、基端鏡胴52とホルダ54とプリズム55とを含む。
基端鏡胴52は、ホルダ54を介して内筒34の先端部に固定されている。また、基端鏡胴52の先端部は、既述の通り、筒状部45の基端側の開口部に対して軸周り方向Bに相対回転自在に嵌合する。これにより、先端鏡胴44及び基端鏡胴52の一方に対して他方が軸周り方向Bに相対回転自在になる。その結果、内筒34は、外筒32に対して軸周り方向Bに相対回転自在となる。
基端鏡胴52内には、挿入軸Axに平行な光軸OAを有する複数のレンズ56が設けられている。各レンズ56は、先端鏡胴44から入射した光をプリズム55に向けて出射する。
ホルダ54は、挿入軸Axに平行な略筒状に形成されており、内筒34の先端部に固定されている。また、ホルダ54は、基端鏡胴52の基端部に接続固定(外嵌固定)されている。これにより、ホルダ54によって内筒34と基端鏡胴52とが接続されるため、内筒34、基端鏡胴52、及びホルダ54が一体に外筒32に対して軸周り方向Bに相対回転自在となる。
ホルダ54の基端側の開口部には、プリズム55が保持され、さらにこのプリズム55を介して後述の撮像部60が保持されている。このため、撮像部60は、ホルダ54及びプリズム55を介して、内筒34及び基端鏡胴52と一体に外筒32に対して軸周り方向Bに相対回転自在となる。
プリズム55は、基端鏡胴52を通して入射した光を90度屈折させる。なお、プリズム55の代わりにミラーを用いてもよい。
撮像部60は、先端鏡胴44及び基端鏡胴52を通過してプリズム55で反射された光(観察像300)を撮像する。この撮像部60は、撮像素子64と、回路基板66と、を備える。
撮像素子64は、回路基板66上に実装された状態でプリズム55に接続(固定)されており、このプリズム55を介してホルダ54に取り付けられている。そして、撮像素子64は、プリズム55により屈折された光を撮像して撮像信号を出力する。この撮像素子64としては、CCD(Charge Coupled Device)型のイメージセンサ或いはCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)型のイメージセンサが用いられる。
なお、本実施形態では、プリズム55を介してホルダ54に撮像素子64を取り付けているが、ホルダ54の基端側の開口部に撮像素子64を直接取り付けてもよい。この場合には、撮像素子64が、挿入軸Ax(光軸OA)に対して垂直な姿勢でホルダ54に保持されることで、光軸OAに垂直な受光面を有する。
回路基板66は、撮像素子64の駆動を制御する。また、回路基板66には、コネクタ68を介して第1信号ケーブル26の先端部が接続されている。そして、回路基板66は、コネクタ68を介して撮像素子64の撮像信号を第1信号ケーブル26へ出力する。
図3は、把持部22の要部及びノブ36の断面図である。図3に示すように、把持部22は、挿入軸Axに平行な筒状に構成されている。
把持部22の先端側には、外装管30の基端側に固定されたノブ36が設けられる。ノブ36は、一例として、シールリング38を介して把持部22の先端側の外周面に回転可能に設けられる。これにより、ノブ36を軸周り方向Bに回転操作することで、把持部22に対して外装管30が軸周り方向Bに回転され、そして、外装管30を介して、外筒32及び先端光学系40が同方向に回転される。これにより、斜視鏡10の視野方向(観察方向)が変更可能となる。なお、ノブ36の回転操作範囲は回転ストッパ120により所定の範囲(例えば340度)に規制されている。
把持部22の先端側の開口部から把持部22の内部にかけて、外筒32及び内筒34の基端部が挿入される。また、把持部22の基端部には、既述の外部ケーブル72が接続される。さらに把持部22の内部には、ライトガイド挿通空間70が形成されている。さらにまた、把持部22の内部には、ケース74が設けられる。ケース74は、ライトガイド挿通空間70よりも先端側に配置されている。
ケース74は、挿入軸Axに平行な略筒状で且つ把持部22の内径よりも小径に形成されており、把持部22の内部に収容されている。ケース74は、外筒32及び後述の連結梁100などによって把持部22の内部空間に保持されている。ケース74の先端部には、外筒32の基端部が接続されている。これにより、把持部22に対して外装管30を軸周り方向Bに回転させると、この回転力が先端光学系40、外筒32、及びケース74に伝達される。その結果、ケース74が外装管30と同方向に回転される。
ケース74の内部には、内筒34の基端側及び第1信号ケーブル26の基端側が配置される。また、ケース74の内部、例えばケース74の基端側の開口部内には、挿入軸Axに対して垂直な隔壁74aが設けられている。隔壁74aは、ケース74の基端側の開口部を閉塞する。
また、ケース74の基端側には、挿入軸Axに対して平行な筒状部74bが設けられる。筒状部74bは、ケース74と同一径で形成されているが、ケース74とは異なる径で形成されていてもよい。また、筒状部74bがケース74と一体形成されていてもよい。この場合にはケース74の基端部が筒状部74bとして機能する。ケース74の内部には後述の連結部84の一部が配置され、筒状部74bの内部には連結部84の一部の他に第2信号ケーブル27の先端部が配置される。
図4は、外筒32及びケース74の断面図である。図4に示すように、外筒32及びケース74の内部には密閉空間80(気密空間)が形成されており、密閉空間80内に内筒34、撮像部60、及び第1信号ケーブル26などが配置される。密閉空間80の先端側は、先端光学系40によって画定される。また、密閉空間80の基端側は、隔壁74aによって画定される。これにより、カメラユニット24の防湿性が高くなり曇り及び破損が防止される。
図5は、ケース74及び筒状部74bの断面拡大図である。図3から図5に示すように、ケース74及び筒状部74bの内部には、既述の隔壁74aと、気密コネクタ82と、連結部84と、が設けられている。
気密コネクタ82は、密閉空間80の内外を貫通するように隔壁74aに対して軸周り方向Bに相対回転自在に設けられる。気密コネクタ82は、ケース74内(密閉空間80内)の第1信号ケーブル26の基端側と、筒状部74b内(密閉空間80外)の第2信号ケーブル27の先端側と、を電気的に接続する。これにより、把持部22の内部に第1信号ケーブル26及び第2信号ケーブル27が挿通配置される。なお、第1信号ケーブル26及び第2信号ケーブル27が軸周り方向Bに捩じり変形可能である場合、例えば、第1信号ケーブル26及び第2信号ケーブル27が分離した複数の素線で構成されている場合には、気密コネクタ82が隔壁74aに固定されていてもよい。
連結部84は、ケース74及び筒状部74bの内部において、ケース74及び筒状部74bに対して軸周り方向Bに相対回転自在に設けられる。連結部84の内部には、第1信号ケーブル26及び第2信号ケーブル27が挿通される。連結部84は、隔壁74aを間に挟んだ状態で、ケース74内(密閉空間80内)の内筒34の基端側と、密閉空間80外の後述の連結梁100と、を磁気的に連結(接続)する。
連結部84は、接続部材90と、ベアリング受け部材92と、ベアリング94と、を有する。また、連結部84は、上記の部材の他に、ベアリング受け部材96と、ベアリング98と、連結梁100と、マグネットカップリング102と、を備える。
接続部材90及びベアリング受け部材92は、ケース74内(密閉空間80内)に設けられており、挿入軸Axに対して平行な略筒状に形成されている。そして、接続部材90及びベアリング受け部材92の内部には、第1信号ケーブル26が挿通される。
接続部材90は、ケース74内(密閉空間80内)において内筒34の基端側とベアリング受け部材92の先端側とを接続する。これにより、接続部材90を介して内筒34にベアリング受け部材92が接続される。
ベアリング受け部材92は、その先端側が上述の通り接続部材90に接続され、且つその基端側がマグネットカップリング102の第1磁石103に固定される。また、ベアリング受け部材92の外周面には、ケース74に内接するベアリング94が固定されている。これにより、ベアリング受け部材92及び第1磁石103は、ケース74内でケース74に対して軸周り方向Bに相対回転自在に保持される。なお、ベアリング94としてはボールベアリング及びローラベアリング等の公知の各種ラジアルベアリングが用いられる。
ベアリング受け部材96は、筒状部74b内(密閉空間80外)に設けられる。ベアリング受け部材96は、挿入軸Axに対して平行な略筒状に形成されており、その内部には第2信号ケーブル27が挿通される。
ベアリング受け部材96は、その先端側が筒状部74b内でマグネットカップリング102の第2磁石104に固定され、且つその基端側が連結梁100に接続される。また、ベアリング受け部材96の外周面には、筒状部74bに内接するベアリング98が固定されている。これにより、ベアリング受け部材96及び第2磁石104は、筒状部74b内で筒状部74bに対して軸周り方向Bに相対回転自在に保持される。なお、ベアリング98としてもベアリング94と同様に公知の各種ラジアルベアリングが用いられる。
図3に戻って、連結梁100は、ライトガイド挿通空間70内において挿入軸Axの軸方向に延びる梁状に構成される。連結梁100は、その先端側にリング部100aと、基端側にリング部100bとを有している。リング部100aがベアリング受け部材96の基端側に外嵌され、リング部100bが把持部22の内部で軸周り方向Bに相対回転不能に固定されている。その結果、連結梁100、ベアリング受け部材96、後述のマグネットカップリング102、及びベアリング受け部材92を介して、内筒34(撮像部60)が把持部22に対して相対回転不能に固定される。このため、これら連結梁100等は本発明の内筒固定部材の一例である。
マグネットカップリング102は、隔壁74aを間に挟んでケース74内(密閉空間80内)に設けられた第1磁石103と、筒状部74b内(密閉空間80外)に設けられた第2磁石104と、によって構成される。マグネットカップリング102は、ベアリング受け部材92(内筒34)とベアリング受け部材96(連結梁100)とを磁気的に連結する磁気連結部材である。なお、第1磁石103及び第2磁石104は、隔壁74aに平行(挿入軸Axに対して垂直)な円盤形状を有している。第1磁石103の中央部には第1信号ケーブル26が挿通される挿通穴(不図示)が形成され、第2磁石104の中央部には第2信号ケーブル27が挿通される挿通穴(不図示)が形成されている。
マグネットカップリング102によって内筒34と連結梁100とを磁気的に連結させることで、把持部22から内筒34に対してトルク(静止トルク)を伝達することができる。これにより、施術者がノブ36によって外装管30を回転操作した場合に、外筒32と共に内筒34(基端光学系50及び撮像部60)が軸周り方向Bに回転(供回り)することが防止される、すなわち、マグネットカップリング102によって内筒34の軸周り方向Bの姿勢が維持される。
次に、操作部21の外観形状について具体的に説明する。既述の通り術者には、撮像部60からプロセッサ装置14を経て出力(以下、単に「撮像部60から出力」と略す)されてモニタ16に表示される観察像300の天地を示す天地方向を把握して、モニタ16内での観察像300の天地方向を一定方向、例えばモニタ16の天地を示す天地方向に合わせた状態を保ちながら施術を行いたいという要望がある。そこで、本実施形態の把持部22は、術者がモニタ16に表示される観察像300の天地方向を容易に把握可能な外観形状を有する。また、把持部22は、術者による把持部22の把持のし易さ及び把持する場合の安定感などのユーザビリティを向上させる外観形状も有する。
図6は、撮像系61の天地を示す天地方向と、モニタ16に表示される観察像300の天地を示す天地方向との関係を説明するための説明図である。図6の符号6Aは、内筒34の先端部に設けられている基端光学系50(図2参照)及び撮像部60により構成される撮像系61(撮像ユニットともいう)の断面図である。図6の符号6Bは、モニタ16に表示される観察像300の正面図である。
図6に示すように、撮像系61の天地方向は、モニタ16上に表示される観察像300の天側(TOP)に対応する方向と、モニタ16上での観察像300の地側(BOTTOM)に対応する方向と、に基づき定められる。この撮像系61の天地方向は、モニタ16との関係で任意に設定することができる。なお、本実施形態では、撮像素子64の受光面は挿入軸Axに沿う方向に配置されており、この撮像素子64の受光面における天地方向は、図6の6Aにおいて左右方向(挿入軸Axに沿う方向)となっている。また、本明細書において、撮像系61の天地方向は、撮像部60から出力されてモニタ16に表示される観察像300の天地方向(以下、単に「観察像300の天地方向」と略す)を意味する。そして、撮像系61の天地方向のうち、観察像300の天側(TOP)に対応する方向を天地方向の天側の方向とし、観察像300の地側(BOTTOM)に対応する方向を天地方向の地側の方向とする。
図7は、操作部21の側面図である。図8は、操作部21の上面図である。図9は、操作部21の下面図である。なお、図7から図9において、互いに直交するXYZ方向のうちで挿入軸Axに対して平行な方向をX方向とし、既述の観察像300の天地方向(撮像系61の天地方向)をZ方向とし、XZ方向の双方に垂直な方向をY方向とする。また、X方向のうちで操作部21の先端側の方向をX(+)方向とし、操作部21の基端側の方向をX(-)方向とする。また、Z方向のうちで既述の撮像系61の天地方向の天側の方向をZ(+)方向とし、撮像系61の天地方向の地側の方向をZ(-)方向とする。さらに、Y方向のうちのいずれか一方向側をY(+)方向とし、他方向側をY(-)方向とする。
なお、本明細書において、「手のひら」とは手の中の指を除いた部分の大凡全体を指す。また、「掌(たなごころ)」とは手のひらの中央領域(小指球と母指球との間の窪む部分)を指す。
図7から図9に示すように、把持部22は、X方向に延び、X(+)方向側の先端部207が開口し且つX(-)方向側の基端部208が閉塞された略筒状に形成されている(図3参照)。この把持部22の外面には、第1平面部200、第2平面部202、第1曲面部204、及び第2曲面部206が形成されている。
第1平面部200は、把持部22の外面の中で、観察像300の天地方向(撮像系61の天地方向)の天側の位置であるZ(+)方向側の位置に形成されている。この第1平面部200は、X方向に延び且つZ方向に垂直な平面であって、把持部22の先端部207から基端部208に亘って形成されている。第1平面部200には、術者が把持部22を把持した場合に、術者の手の親指の根元部分が接触する。なお、第1平面部200は、X方向に対して略平行であってもよく、またZ方向に対して略垂直であってもよい。
また、第1平面部200の先端部には、第1指標226が形成されている。この第1指標226は、第1平面部200をZ(+)方向側から見た場合に第1平面部200のY方向中央に位置している。なお、第1指標226の形状は、術者の親指等による触感で認識可能であれば特に限定されず、例えば凸状に形成されている。
第2平面部202は、把持部22の外面の中で、挿入軸Axを挟んで第1平面部200とは反対側の位置、すなわち観察像300の天地方向(撮像系61の天地方向)の地側の位置であるZ(-)方向側の位置に形成されている。この第2平面部202は、第1平面部200と同様にX方向に延び且つZ方向に垂直な平面であるが、先端部207から基端部208の手前側の位置に亘って形成されている。第2平面部202には、術者が把持部22を把持した場合、術者の手の親指以外の指がかかる。なお、第2平面部202についても、X方向に対して略平行であってもよく、またZ方向に対して略垂直であってもよい。
第1曲面部204は、第1平面部200のY(+)方向側の側縁部200Aと、第2平面部202のY(+)方向側の側縁部202Aと、を接続する曲面である。この第1曲面部204は、Y(+)方向側に膨出している。第1曲面部204には、術者が例えば右手で把持部22を把持した場合、この右手の特に掌が接触する。
第2曲面部206は、第1平面部200のY(-)方向側の側縁部200Bと、第2平面部202のY(-)方向側の側縁部202Bと、を接続する曲面である。この第2曲面部206は、Y(-)方向側に膨出している。第2曲面部206は、術者が例えば右手で把持部22を把持した場合、この右手の親指以外の指の指先が接触する。
把持部22の基端部208は、X(-)方向に膨出したドーム形状(砲弾形状ともいう)に形成されている。基端部208は、術者が把持部22を把持した場合に術者の手の掌に当接する。
また、既述の通り、第2平面部202が基端部208の手前側の位置まで形成されているので、基端部208の一部、すなわちZ(-)方向側の部分が第2平面部202よりもZ(-)方向側に膨出した膨出部208Aとなる。そして、膨出部208Aと第2平面部202との間には斜平面部210が連設されている。この斜平面部210は、第2平面部202の基端からさらにX(-)方向側に向かうのに従ってZ(-)方向側に傾斜した傾斜面となる。膨出部208A及び斜平面部210には、術者が把持部22を把持した場合、術者の手の中指又は薬指(小指でも可)をかけることができる。
基端部208には、その最も基端側の基端頂点PからZ(-)方向側にオフセットした位置に略管状のケーブル挿通部73が突設されている。ケーブル挿通部73は、Y方向側から見た場合において、基端部208からX(-)方向側であって且つX(-)方向に対してZ(-)方向側に傾斜した斜め下方向Cに傾斜している。このケーブル挿通部73には、外部ケーブル72が接続される。これにより、外部ケーブル72の内部にある第2信号ケーブル27及びライトガイド28が、ケーブル挿通部73を通して把持部22の内部に挿入される。その結果、第2信号ケーブル27が把持部22の内部において第1信号ケーブル26に接続され、さらにこの第1信号ケーブル26を介して撮像部60に電気的に接続される。また、ライトガイド28の光出射端28Cが、ライトガイド挿通空間70及び空間31を通って外装管30の先端側に配置される。
ケーブル挿通部73は、術者が把持部22を把持した場合に術者の手のひら内に当接する。これにより、把持部22を把持している術者の手の小指の付け根部分から外部ケーブル72が導出される。
ノブ36の外面には、指載せ部220と、指当て部222,224と、第2指標228及び第3指標230と、が形成されている。
指載せ部220には、把持部22を把持している術者の親指の腹部分が載置される。この指載せ部220の形状は、親指の腹部分の形状に対応して凹状曲面形状に形成されている。
指当て部222,224は、軸周り方向Bにおいて指載せ部220を間に挟むようにノブ36の外面に形成されている。指当て部222,224は、指載せ部220に載せられた親指の両脇部分に接触する。これにより、術者が親指を左右に動かすことで発生した操作力をノブ36に効率よく伝えることができる。
第2指標228は、指載せ部220に設けられている。この第2指標228の形状は、術者の親指で認識可能であれば特に限定されず、例えば凸状に形成されている。第2指標228は、ノブ36の軸周り方向Bの回転位置がノブ36の回転範囲の中央位置(ニュートラルポジション)に調整された場合に、第1平面部200に形成された第1指標226とX方向において同一線上に揃う。これにより、術者が指の感覚でノブ36の中央位置を容易に把握することができる。また、第2指標228が第1指標226と一致するようにノブ36の回転位置を調整すると、斜視鏡10の視野方向(観察方向、撮像方向)はZ(-)方向の成分を含む。
第3指標230は、ノブ36の外面の中で、挿入軸Axを挟んで第2指標228の形成位置とは反対側の位置に形成されている。把持部22に対してノブ36が中央位置から軸周り方向Bに大きな角度(例えば120度)で回転された場合に、第2指標228が目視不能であっても第3指標230は目視可能となる。このため、第3指標230に基づいてノブ36の回転位置を把握することができる。
次に、上記構成の斜視鏡10、特に操作部21の作用について説明する。
斜視鏡10を用いて患者の体内の観察或いは施術を行う場合に、術者は例えば右手(左手でも可)で把持部22を把持する。この場合には右手の親指の根元部分が第1平面部200に接触し、右手の親指以外の指が第2平面部202、斜平面部210、及び膨出部208Aにかかり、右手の掌が第1曲面部204及び基端部208に接触し、右手の親指以外の指の指先が第2曲面部206に接触し、ケーブル挿通部73が右手の手のひら内に接触する。そして、外部ケーブル72が右手の小指の付け根部分から導出される。
術者の右手の親指の根元部分を第1平面部200に載せることで第2平面部202を右手の他の指で支え易くなり、術者が把持部22を把持し易くなる。また、術者が把持部22の第1平面部200上に親指を載せた場合に、この第1平面部200に沿って自然な状態で親指の腹部分を指載せ部220に載置させることができる。さらに、右手のひらを上にした場合に、把持部22の外面に第2平面部202が形成されていることで、把持部22が右手のひらの上で転がることが防止される。さらにまた、基端部208が右手の掌に当接することで、術者が把持部22を把持する場合の安定性を増すことができる。
さらにまた、術者が把持部22を把持した場合に右手の中指又は薬指等が斜平面部210及び膨出部208Aにかかることで、術者が把持部22を把持する場合の安定性をより増すことができる。また、第2平面部202を基端部208の手前側の位置まで形成して斜平面部210及び膨出部208Aを設けることで、基端部208における外部ケーブル72の引き出し代を確保することができる。
さらにまた、術者が把持部22を把持した場合に、ケーブル挿通部73により外部ケーブル72を基端部208から斜め下方向Cに導出させることができる。仮に外部ケーブル72を基端部208からZ(-)方向側に導出させた場合には外部ケーブル72が患者に接触し、また仮に外部ケーブル72を基端部208からX(-)方向側に導出させた場合には外部ケーブル72が術者に接触してしまうが、本実施形態ではこのような問題の発生を回避可能である。
このように本実施形態の把持部22は、術者による把持部22の把持のし易さ及び把持する場合の安定感などのユーザビリティを向上させる外観形状を有している。その結果、術者の手の中で把持部22が回転することが防止されるので、観察像300の天地方向が変わってしまうことが防止される。
術者は、把持部22を把持した後、挿入部20を患者の体内に挿入して、撮像部60から出力された観察像300をモニタ16で確認する。これにより、術者はモニタ16を通して患者の体内を観察することができる。そして、術者は、斜視鏡10の視野方向を変更する場合は、指載せ部220に載置した右手の親指によりノブ36を軸周り方向Bに回転操作する。これにより、ノブ36と一体に外装管30及び外筒32(先端光学系40)が同方向に回転し、斜視鏡10の視野方向を所望の方向に向けることができる。
この際に、マグネットカップリング102によって内筒34の軸周り方向Bの姿勢が維持されるので、外筒32と共に内筒34(基端光学系50及び撮像部60)が軸周り方向Bに回転(供回り)することが防止される。その結果、視野方向を変更してもモニタ16上で観察される観察像300の回転が防止され、観察像300の天地方向が維持される。また、本実施形態の操作部21では、把持部22を把持している右手でノブ36の回転操作を行うことができる、すなわち片手で操作部21の把持及びノブ36の回転操作を行うことができる。その結果、斜視鏡10の操作性が向上する。
術者は、モニタ16に表示される観察像300を通して患者の体内を観察している間、把持部22の外面上の第1平面部200及び第2平面部202に基づき、観察像300の天地方向を把握する。既述の通り、把持部22の外面の中で、第1平面部200が観察像300の天地方向の天側の位置に形成され且つ第2平面部202が観察像300の天地方向の地側の位置に形成されている。このため、術者は、モニタ16から視線を外すことなく、把持部22を把持している右手(指)の感覚だけで観察像300の天地方向を把握することができる。これにより、術者は、把持部22の姿勢を調整して、観察像300の天地方向をモニタ16の天地方向等の所望の方向に合わせることができる。その結果、術者は、モニタ16を通した患者の体内の観察、ノブ36の回転操作、他の操作、或いは施術を行っている間、観察像300の天地方向をモニタ16の天地方向に合わせた状態を維持可能である。
以上のように本実施形態では、把持部22の外面の中で観察像300の天地方向の天側の位置に第1平面部200を形成し且つ観察像300の天地方向の地側の位置に第2平面部202を形成することで、術者が観察像300の天地方向を容易に把握することができる。
また、把持部22の外面の中で第1平面部200及び第2平面部202以外の面の形状を曲面形状、すなわち平面以外の形状にすることで、術者が手の指の感覚だけで第1平面部200及び第2平面部202、すなわち観察像300の天地方向を容易に把握することができる。
[その他]
上記実施形態では、挿入部20が外装管30、外筒32、及び内筒34により構成されているが、ノブ36の回転操作に応じて視野方向を変更可能であれば挿入部20の構成は特に限定はされない。
上記実施形態では、側縁部200Aと側縁部202Aとを第1曲面部204で接続し、且つ側縁部200Bと側縁部202Bとを第2曲面部206で接続しているが、術者が手の感覚で第1平面部200及び第2平面部202を認識可能であれば、第1曲面部204及び第2曲面部206に変えて任意形状の面を設けてもよい。
上記実施形態では、把持部22の内部にケース74が設けられているが、把持部22の内部に設けられる構成については特に限定はされない。
上記実施形態では、硬性鏡として視野方向を変更可能な斜視鏡10を例に挙げて説明したが、視野方向が固定されている硬性鏡及びその操作部にも本発明を適用可能である。この場合には操作部21からノブ36が省略される。また、本発明は硬性鏡に限定されるものではなく、軟性鏡(軟性内視鏡)及びその操作部に対しても適用可能である。
10 斜視鏡
12 内視鏡システム
14 プロセッサ装置
16 モニタ
18 光源装置
20 挿入部
21 操作部
22 把持部
24 カメラユニット
26 第1信号ケーブル
27 第2信号ケーブル
28 ライトガイド
28C 光出射端
30 外装管
31 空間
32 外筒
34 内筒
36 ノブ
38 シールリング
40 先端光学系
42 先端部本体
44 先端鏡胴
45 筒状部
46 カバーガラス
48a 対物レンズ
48b プリズム
48c レンズ
50 基端光学系
52 基端鏡胴
54 ホルダ
55 プリズム
56 レンズ
60 撮像部
61 撮像系
64 撮像素子
66 回路基板
68 コネクタ
70 ライトガイド挿通空間
72 外部ケーブル
73 ケーブル挿通部
74 ケース
74a 隔壁
74b 筒状部
80 密閉空間
82 気密コネクタ
84 連結部
90 接続部材
92 ベアリング受け部材
94 ベアリング
96 ベアリング受け部材
98 ベアリング
100 連結梁
100a リング部
100b リング部
102 マグネットカップリング
103 第1磁石
104 第2磁石
120 回転ストッパ
200 第1平面部
200A 側縁部
200B 側縁部
202 第2平面部
202A 側縁部
202B 側縁部
204 第1曲面部
206 第2曲面部
207 先端部
208 基端部
208A 膨出部
210 斜平面部
220 指載せ部
222 指当て部
224 指当て部
226 第1指標
228 第2指標
230 第3指標
300 観察像
Ax 挿入軸
B 軸周り方向
C 斜め下方向
OA 光軸
P 基端頂点

Claims (12)

  1. 内視鏡の挿入部であって且つ光学系と前記光学系を通過した光を撮像する撮像部とが設けられている挿入部の基端側に接続される操作部において、
    前記挿入部の挿入軸の軸方向に延びた把持部と、
    前記軸方向に垂直な方向の中で前記撮像部より出力される撮像信号から形成される画像の天地を示す方向を天地方向とした場合に、前記把持部の外面の中で前記天地方向の天側を示す位置に形成され、前記軸方向に延び且つ前記天地方向に対して垂直な第1平面部と、
    前記把持部の外面の中で前記天地方向の地側を示す位置に形成され、前記軸方向に延び且つ前記天地方向に対して垂直な第2平面部と、
    を備える操作部。
  2. 前記把持部が、
    前記軸方向及び前記天地方向の双方に垂直な方向を垂直方向とした場合に、第1平面部の前記垂直方向の一方向側の側縁部と、第2平面部の前記垂直方向の一方向側の側縁部と、を接続する第1曲面部であって、且つ前記垂直方向の一方向側に膨出した第1曲面部と、
    第1平面部の前記垂直方向の他方向側の側縁部と、第2平面部の前記垂直方向の他方向側の側縁部と、を接続する第2曲面部であって、且つ前記垂直方向の他方向側に膨出した第2曲面部と、
    を備える請求項1に記載の操作部。
  3. 前記把持部の基端部がドーム形状に形成されている請求項1又は2に記載の操作部。
  4. 前記第1平面部が、前記把持部の先端部から前記把持部の基端部に亘って形成され、
    前記第2平面部が、前記把持部の先端部から前記把持部の基端部よりも手前側の位置に亘って形成され、
    前記把持部の基端部の一部が、前記第2平面部よりも前記天地方向の地側に膨出している膨出部である請求項1から3のいずれか1項に記載の操作部。
  5. 前記第2平面部の基端と前記膨出部との間に連設され、前記第2平面部の基端からさらに基端側に向かうのに従って前記天地方向の地側に傾斜した斜平面部を備える請求項4に記載の操作部。
  6. 前記把持部の基端部の基端頂点から前記天地方向の地側にオフセットした位置に突設され、前記撮像部に接続されるケーブルが挿通されるケーブル挿通部を備え、
    前記ケーブル挿通部が、前記軸方向及び前記天地方向の双方に垂直な垂直方向から見た場合において、前記把持部の基端部の基端側の方向であって且つ前記軸方向に対して前記天地方向の地側に傾斜した方向に突設されている請求項1から5のいずれか1項に記載の操作部。
  7. 前記挿入部が、前記把持部の先端側に対して前記挿入軸の軸周り方向に相対回転自在に保持されている外装管と、前記外装管の内部に挿通され、前記外装管と一体に前記軸周り方向に回転する外筒と、前記外筒の内部に挿通され、前記外装管及び前記外筒に対して前記軸周り方向に相対回転自在な内筒と、を含み、前記光学系が前記外筒の先端側に設けられ、前記撮像部が前記内筒の先端側に設けられている場合において、前記把持部の内部で前記把持部に対して前記軸周り方向に相対回転不能に設けられ、前記内筒の基端側を固定する内筒固定部と、
    前記外装管の基端側に固定され、前記外装管を前記軸周り方向に回転させる環状の回転操作部材と、
    を備える請求項1から6のいずれか1項に記載の操作部。
  8. 前記把持部がゴム材料又は樹脂材料により構成される請求項1から7のいずれか1項に記載の操作部。
  9. 光学系、及び前記光学系を通過した光を撮像する撮像部が設けられている挿入部と、
    前記挿入部の基端側に接続された請求項1から8のいずれか1項に記載の操作部と、
    を備える内視鏡。
  10. 前記挿入部が、
    前記把持部の先端側に対して前記挿入軸の軸周り方向に相対回転自在に保持されている外装管と、
    前記外装管の内部に挿通され、前記外装管と一体に前記軸周り方向に回転する外筒と、
    前記外筒の内部に挿通され、前記外装管及び前記外筒に対して前記軸周り方向に相対回転自在な内筒と、
    前記把持部の内部で前記把持部に対して前記軸周り方向に相対回転不能に設けられ、前記内筒の基端側を固定する内筒固定部と、
    を備え、
    前記外筒の先端側に前記光学系が設けられ、
    前記内筒の先端側に前記撮像部が設けられている請求項9に記載の内視鏡。
  11. 前記外装管の基端側に固定され、前記外装管を前記軸周り方向に回転させる環状の回転操作部材を備える請求項10に記載の内視鏡。
  12. 前記光学系が、前記挿入軸に対して傾斜した方向から入射した光を前記挿入軸に平行に屈折する屈折光学素子を備える請求項9から11のいずれか1項に記載の内視鏡。
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