JP2843607B2 - 湾曲操作装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、管状挿入具の湾曲部を湾曲させる湾曲操
作装置に関する。

［従来の技術］ 生体の治療に用いる管状挿入具として、カテーテル、
内視鏡、レーザプローブ等がある。

これらの管状挿入具においては、先端に可撓性の湾曲
部を設け、その湾曲部に形状記憶合金を取付け、その形
状記憶合金の通電加熱による変形（形状回復）を利用
し、湾曲を可能とするものがある。

たとえば、特開昭59−97115号公報や実開平１−95901
号公報に示されるものがある。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、カテーテルや内視鏡の場合、生食水の注入
に際し、形状記憶合金の温度が一時的に低下し、湾曲量
が変化するという不具合がある。

また、レーザプローブの場合、レーザ光の焼灼によっ
て生じる煙りを空気の注入によって吹き飛ばすようにし
ており、その送風に際し、形状記憶合金の温度が一時的
に低下し、湾曲量が変化するという不具合がある。

この発明は上記のような事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、流体の注入にかかわら
ず、管状挿入具の湾曲量を常に最適な状態に維持するこ
とができる湾曲操作装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ この発明は、管状挿入具に設けられた可撓性の湾曲部
と、この湾曲部に配設され通電加熱により変形動作する
駆動部と、この駆動部を通電加熱する通電手段とからな
る湾曲操作装置において、前記管状挿入具を介して外部
に流体を供給するために前記管状挿入具に設けられた流
体管路と、この流体管路への流体の注入を検出する検出
手段と、この検出手段の出力により前記流体を注入して
いる間、前記駆動部への通電量を変化するよう前記通電
手段を制御する手段とを備える。

［作用］ 管状挿入具の流体管路へ流体が注入されると、それが
検出され、駆動部への通電量が変化する。

［実施例］ 以下、この発明の第１実施例について図面を参照して
説明する。

第１図において、１は管状挿入具たとえばカテーテル
で、基端部に処置具挿入口２、先端部に処置具突出口３
を有し、処置具挿入口２から処置具突出口３にかけて流
体管路であるところの処置具挿通孔４を形成している。

カテーテル１の中途部には生食水注入管1aが分岐して
設けられ、その生食水注入管1aの先端部にシリンジ５が
取付けられている。生食水注入管1aは、処理具挿通孔４
に連通しており、シリンジ５から注入される生食水を処
理具挿通孔４に導くものである。

カテーテル１の先端部は可撓性の湾曲部となってお
り、その湾曲部の管壁の対称位置に、駆動部たとえば線
状の形状記憶合金からなるワイヤ6a,6bがそれぞれヘア
ピン状に折返した形でしかもカテーテル１の軸線方向に
沿って埋設されている。これらワイヤ6a,6bは、通電に
よる自己加熱によって形状記憶合金が長手方向に収縮
し、その収縮力により湾曲部が湾曲状に変形（形状回
復）するもので、それぞれの変形方向はカテーテル１の
外周面方向に向けて互いに反対となっている。

ワイヤ6aの両端には一対のリード線７が接続され、ワ
イヤ6bの両端にも一対のリード線７が接続されている。
これらリード線７はカテーテル１の中途部に接続された
ケーブル1bを通り、通電手段であるところの電源部８に
接続されている。

電源部８には上記ケーブル1bの他に、操作手段として
ジョイスティック９が接続されている。このジョイステ
ィック９は、カテーテル１の湾曲方向および湾曲量を設
定するためのものである。

そして、生食水注入管1aに圧力センサ10を設け、この
圧力センサ10を電源部８にリード線接続している。

電源部８は、制御部11を主体とし、その制御部11にメ
モリ12,駆動回路13,および圧力検出部14を接続してい
る。

メモリ12は、ワイヤ6a,6bに対する駆動電圧パルスの
通電パターンとして、周期の異なる複数種のものを記憶
している。

駆動回路13は、制御部11の指令に応じた周期の駆動電
圧パルスをリード線７を通してワイヤ6aまたはワイヤ6b
に供給するもので、その供給をどちらにするかを制御部
11の指令に従って切換える機能を有している。

圧力検出部14は、圧力センサ10を用いて生食水の注入
を検出する検出手段であり、圧力センサ10の検知圧力Ｐ
が設定値ΔＰ以上のとき、注入検出信号を制御部11に供
給するようになっている。

制御部11は、ワイヤ6aまたはワイヤ6bに対する駆動回
路13の電圧供給切換をジョイスティック９における操作
レバー9aの操作方向に応じて制御する機能手段と、操作
レバー9aの操作角に基づいてメモリ12から所定の通電パ
ターンを読出し、読出した通電パターンに基づいて駆動
回路13の駆動電圧パルスの周期を制御する機能手段と、
圧力検出部14から注入検出信号を受けているとき（生食
水を注入している間）に駆動回路13の駆動電圧パルスの
周期を現時点の周期よりも所定値だけ短くする機能手段
とを有している。

つぎに、上記のような構成において作用を説明する。

ジョイスティック９の操作レバー9aを一方に倒すと、
駆動回路13からワイヤ6aへ駆動電圧パルスが供給され
る。

ワイヤ6aは、通電によって自己加熱し、長手方向に収
縮し、ワイヤ6aの両端はカテーテル湾曲部に固定されて
いる為、その収縮力によりカテーテル１の湾曲部はワイ
ヤ6aの設けられている方向に湾曲する。

この場合、制御部11は、メモリ12内の各種通電パター
ンのうち操作レバー9aの操作角に対応する通電パターン
を読出し、読出した通電パターンに従って駆動回路13の
駆動電圧パルスの周期を制御する。

通電パターンは、第２図に示すように、初めの一定期
間の起動モードにおいて周期の短い駆動電圧パルスを
得、これによりワイヤ6aに多めの自己加熱を生じさせ、
ワイヤ6aの湾曲によってカテーテル１を上記操作角に対
応する湾曲量θへと湾曲させるものである。そして、次
の停止モードに移り、駆動電圧パルスの周期を短くし、
湾曲量θを保持するものである。

この場合、湾曲量θが大きいほど、駆動電圧パルスの
周期は短くなり、ワイヤ6aの通電量が増える。

ジョイスティック９の操作レバー9aを他方に倒すと、
駆動回路13からワイヤ6bへ駆動電圧パルスが供給され
る。

ワイヤ6bは、通電によって自己加熱し、長手方向に収
縮し、ワイヤ6bの両端はカテーテル湾曲部に固定されて
いる為、その収縮力によりカテーテル１の湾曲部はワイ
ヤ6bの設けられている方向に湾曲する。

この場合、制御部11は、上記した一方の湾曲の場合と
同様、メモリ12内の各種通電パターンのうち操作レバー
9aの操作角に対応する通電パターンを読出し、読出した
通電パターンに従って駆動回路13の駆動電圧パルスを制
御する。

こうして、操作レバー9aの操作に応じてワイヤ6bが湾
曲し、カテーテル１が他方に任意の角度で湾曲する。

また、操作レバー9aを一方と他方の中間のニュートラ
ルポジションに設定すると、制御部11が駆動回路13の動
作を停止し、ワイヤ6aまたはワイヤ6bへの通電が終了と
なる。これにより、ワイヤ6aまたはワイヤ6bが冷えて元
の真っ直ぐの形状に戻り、カテーテル１の湾曲が解除さ
れる。

したがって、カテーテル１を生体内において処置部の
形状などに応じた最適な状態に湾曲させることができ、
容易かつ適切な処置が可能となる。

ところで、シリンジ５によって生食水を注入すると、
生食水は生食水注入管1aから処置具挿通孔４に流入し、
処置具突出口３から外部に流出する。

生食水が注入されると、第２図に示すように圧力セン
サ10の検知圧力Ｐが上昇する。このとき、検知圧力Ｐが
設定値ΔＰを超えることにより、圧力検出部14から制御
部11に注入検出信号が供給される。

制御部11は、注入検出信号を受けると、駆動回路13の
駆動電圧パルスの周期を現時点の周期よりも所定値だけ
短くする。

駆動電圧パルスの周期が短くなると、ワイヤ6aまたは
ワイヤ6bへの通電量が増大する。

生食水の注入に際しては、ワイヤ6a,6bの温度が一時
的に低下しようとするが、上記のように通電量を増大す
ることにより、温度低下を補なうことができる。よっ
て、生食水の注入にかかわらず、カテーテル１の湾曲量
θを一定に維持することができる。

生食水の注入が終わると、圧力センサ10の検知圧力Ｐ
が設定値ΔＰより小さくなり、制御部11への注入検出信
号の供給が解除される。これにより、駆動回路13の駆動
電圧パルスの周期が元の状態に戻る。

なお、上記実施例では、湾曲量θに応じて駆動電圧パ
ルスの周期を変化させたが、湾曲量θに応じて駆動電圧
パルスのオン・オフデューティを変化させるようにして
もよい。

この発明の第１実施例について説明する。

ここでは、電源部８の制御部11および駆動回路13の機
能が第１実施例と異なるとともに、メモリ12に記憶され
ている通電パターンが第１実施例のものと異なり、他の
構成については第１実施例と同じである。

まず、メモリ12は、ワイヤ6a,6bに対する駆動電流Ｉ
の通電パターンとして、レベルの異なる複数種のものを
記憶している。

駆動回路13は、制御部11の指令に応じたレベルの駆動
電流Ｉをリード線７を通してワイヤ6aまたはワイヤ6bに
供給するもので、その供給をどちらにするかを制御部11
の指令に従って切換える機能を有している。

制御部11は、ワイヤ6aまたはワイヤ6bに対する駆動回
路13の電流供給切換をジョイスティック９における操作
レバー9aの操作方向に応じて制御する機能手段と、操作
レバー9aの操作角に基づいてメモリ12から所定の通電パ
ターンを読出し、読出した通電パターンに基づいて駆動
回路13の駆動電圧パルスのレベルを制御する機能手段
と、圧力検出部14から注入検出信号を受けているとき
（生食水を注入している間）に駆動回路13の駆動電流の
レベルを現時点のレベルよりも所定値だけ高める機能手
段とを有している。

作用を説明する。

ジョイスティック９の操作レバー9aを一方に倒すと、
駆動回路13からワイヤ6aへ駆動電流Ｉが供給される。

ワイヤ6aは、通電によって自己加熱し、長手方向に収
縮し、ワイヤ6aの両端はカテーテル湾曲部に固定されて
いる為、その収縮力によりカテーテル１の湾曲部はワイ
ヤ6aの設けられている方向に湾曲する。

この場合、制御部11は、メモリ12内の各種通電パター
ンのうち操作レバー9aの操作角に対応する通電パターン
を読出し、読出した通電パターンに従って駆動回路13の
駆動電流Ｉのレベルを制御する。

通電パターンは、第３図に示すように、初めの一定期
間の起動モードにおいてレベルのある程度高い駆動電流
を得、これによりワイヤ6aに多めの自己加熱を生じさ
せ、ワイヤ6aの湾曲によってカテーテル１を上記操作角
に対応する湾曲量θへと湾曲させるものである。そし
て、次の停止モードに移り、駆動電流Ｉのレベルを下
げ、湾曲量θを保持するものである。

この場合、湾曲量θが大きいほど、駆動電流Ｉのレベ
ルは高くなり、ワイヤ6aへの通電量が増える。

ジョイスティック９の操作レバー9aを他方に倒すと、
駆動回路13からワイヤ6bへ駆動電流Ｉが供給される。

ワイヤ6bは、通電によって自己加熱し、長手方向に収
縮し、ワイヤ6bの両端はカテーテル湾曲部に固定されて
いる為、その収縮力によりカテーテル１の湾曲部はワイ
ヤ6bの設けられている方向に湾曲する。

この場合、制御部11は、上記した一方の湾曲の場合と
同様、メモリ12内の各種通電パターンのうち操作レバー
9aの操作角に対応する通電パターンを読出し、読出した
通電パターンに従って駆動回路13の駆動電流Ｉのレベル
を制御する。

こうして、操作レバー9aの操作に応じてワイヤ6bが湾
曲し、カテーテル１が他方に任意の角度で湾曲する。

また、操作レバー9aを一方と他方の中間のニュートラ
ルポジションに設定すると、制御部11が駆動回路13の動
作を停止し、ワイヤ6aまたはワイヤ6bへの通電が終了と
なる。これにより、ワイヤ6aまたはワイヤ6bが冷えて元
の真っ直ぐの形状に戻り、カテーテル１の湾曲が解除さ
れる。

したがって、カテーテル１を生体内において処置部の
形状などに応じた最適な状態に湾曲させることができ、
容易かつ適切な処置が可能となる。

ところで、シリンジ５によって生食水を注入すると、
生食水は生食水注入管1aから処置具挿通孔４に流入し、
処置具突出口３から外部に流出する。

生食水が注入されると、第３図に示すように圧力セン
サ19の検知圧力Ｐが上昇する。このとき、検知圧力Ｐが
設定値ΔＰを超えることにより、圧力検出部14から制御
部11に注入検出信号が供給される。

制御部11は、注入検出信号を受けると、駆動回路13の
駆動電流Ｉのレベルを現時点のレベルよりも所定値だけ
高くする。

駆動電流Ｉのレベルが高まると、ワイヤ6aまたはワイ
ヤ6bへの通電量が増大する。

生食水の注入に際しては、ワイヤ6a,6bの温度が一時
的に低下しようとするが、上記のように通電量を増大す
ることにより、温度低下を補なうことができる。よっ
て、生食水の注入にかかわらず、カテーテル１の湾曲量
θを一定に維持することができる。

生食水の注入が終わると、圧力センサ10の検知圧力Ｐ
が所定値ΔＰより小さくなり、制御部11への注入検出信
号の供給が解除される。これにより、駆動回路13の駆動
電流Ｉのレベルが元の状態に戻る。

ここで、各実施例のカテーテル１を使った処置の一例
を第４図に示す。

すなわち、20は細径の内視鏡であり、その内視鏡20の
挿入部21をカテーテル１に挿通し、挿入部21の先端を生
体内の患部まで導くようにしている。この場合、カテー
テル１を湾曲させると、それに伴って内視鏡20の挿入部
21が湾曲する。

なお、上記各実施例では、カテーテル１が一本の処置
具挿通孔を有する場合について説明したが、第５図に示
すように、カテーテル１に二本の処置具挿通孔31,32を
設け、これら処置具挿通孔の一方に上記したような内視
鏡20の挿入部21を挿入し、他方にレーザプローブ33を挿
通し得る構成としてもよい。

一方、生食水の注入に際しての、カテーテル１の湾曲
量θの不要な変化を防く手段として、第６図に示すもの
がある。

これは、カテーテル１の処置具挿通孔４の中途部に太
径のリザーバ部4aを形成し、そこに生食水を蓄える構成
である。

すなわち、注入された生食水の一部はリザーバ部4aに
溜まり込み、生体の体温によって温められる。そして、
温められた残留生食水が次の生食水注入に際してのワイ
ヤ6a,6bの温度低下を補い、湾曲量θを一定に維持する
働きをする。

さらに、生食水の注入に際しての、カテーテル１の湾
曲量θの不要な変化を防ぐ手段として、第７図に示すも
のがある。

これは、生食水注入管1a内にヒータ41を設け、そのヒ
ータ41を生食水の注入時に発熱動作させ、生食水を温め
る構成である。これにより、生食水注入に際してのワイ
ヤ6a,6bの温度低下を補い、湾曲量θを一定に維持する
ことができる。

この発明の第３実施例として、管状挿入具が内視鏡で
ある場合について説明する。

第８図において、50は内視鏡本体で、生体のたとえば
血管内に挿入可能な挿入部51を有している。この挿入部
51の先端は湾曲部となっており、その湾曲部にワイヤ6
a,6bが埋設されている。

さらに、内視鏡本体50には、光源ユニット52、テレビ
カメラユニット53、およびモニタ54が付属して設けられ
ている。そして、光源ユニット52に、電源部８およびジ
ョイスティック９が取付けられている。

すなわち、図示のように生体の血管55内に挿入部51を
挿入した状態において、ジョイスティック９を操作する
ことにより、電源部８からワイヤ6aまたはワイヤ6bに駆
動電流が流れ、挿入部51の先端を血管55の分岐形状など
に合わせて自由に湾曲することができる。したがって、
容易かつ適切な処置が可能である。

この場合、挿入部51への生食水の注入が可能となって
おり、その注入を検出してワイヤ6a,6bへの通電量を制
御することに関しては、第１実施例または第２実施例の
場合と同じである。

この発明の第４実施例として、管状挿入具がレーザプ
ローブである場合について説明する。

第９図において、60はレーザ装置本体で、生体のたと
えば血管内に挿入可能な可撓性のレーザプローブ61を有
している。このレーザプローブ61の先端は湾曲部となっ
ており、その湾曲部にワイヤ6a,6bが埋設されている。

さらに、レーザブローブ61に対し電源部８が接続さ
れ、その電源部８にジョイスティック９が取付けられて
いる。

なお、レーザプローブ61は、第10図および第11図に示
すように、レーザ光を導くための光ファイバ61a、この
光ファイバ61aを保護するチューブ61bからなる。そし
て、チューブ61bにワイヤ6a,6bが埋設されている。

すなわち、図示のように生体の血管62内にレーザブロ
ーブ61を挿入した状態において、ジョイスティック９を
操作することにより、電源部８からワイヤ6aまたはワイ
ヤ6bに駆動電流が流れ、レーザブローブ61の先端を血管
62内の患部たとえば血栓62aに向けて自由に湾曲するこ
とができる。したがって、容易かつ適切な処置が可能で
ある。

この場合、レーザ光の焼灼によって生じる煙りをレー
ザプローブ62を通した空気の注入によって吹き飛ばす構
成があり、その空気の注入を検出することによってワイ
ヤ6a,6bへの通電量を制御するようになっている。この
制御の仕方に関しては、第１実施例または第２実施例の
場合と同じである。

ところで、上記各実施例では、二つのワイヤを設けて
管状挿入具を二つの方向のいずれかに湾曲させる構成と
したが、四つのワイヤを設けて管状挿入具を四つの方向
のいずれかに湾曲させる構成としてもよい。

［発明の効果］ 以上述べたようにこの発明によれば、管状挿入具に設
けられた可撓性の湾曲部と、この湾曲部に配設された通
電加熱により変形動作する駆動部と、この駆動部を通電
加熱する通電手段とからなる湾曲操作装置において、前
記管状挿入具を介して外部に流体を供給するために前記
管状挿入具に設けられた流体管路と、この流体管路への
流体の注入を検出する検出手段と、この検出手段の出力
により前記流体を注入している間、前記駆動部への通電
量を変化するよう前記通電手段を制御する手段とを備え
たので、流体の注入にかかわらず、管状挿入具の湾曲量
を常に最適な状態に維持することができる湾曲操作装置
を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例の構成を示す図、第２図
は同実施例における通電パターンを示す図、第３図はこ
の発明の第２実施例における通電パターンを示す図、第
４図は各実施例におけるカテーテルを使った処置の一例
を示す図、第５図は各実施例におけるカテーテルの変形
例の構成を示す図、第６図および第７図はそれぞれ生食
水注入時のカテーテルの湾曲量の不要な変化を防ぐため
の構成を示す図、第８図はこの発明の第３実施例の構成
を示す図、第９図はこの発明の第４実施例の構成を示す
図、第10図は同実施例におけるレーザプローブの先端部
の構成を示す図、第11図は第10図のＡ−Ａ線に沿う断面
を矢印方向に見た図である。 １……カテーテル（管状挿入具）、6a,6b……ワイヤ
（駆動部）、８……電源部（通電手段）、９……ジョイ
スティック（操作手段）、10……圧力センサ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安達 英之 東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 中村 剛明 東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 林 正明 東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号 オ リンパス光学工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−139051（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−281619（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) A61B 1/00 G02B 23/24

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】管状挿入具に設けられた可撓性の湾曲部
   と、この湾曲部に配設され通電加熱により変形動作する
   駆動部と、この駆動部を通電加熱する通電手段とからな
   る湾曲操作装置において、 前記管状挿入具を介して外部に流体を供給するために前
   記管状挿入具に設けられた流体管路と、この流体管路へ
   の流体の注入を検出する検出手段と、この検出手段の出
   力により前記流体を注入している間、前記駆動部への通
   電量を変化するよう前記通電手段を制御する手段とを具
   備したことを特徴とする湾曲操作装置。