JP4384566B2

JP4384566B2 - 内視鏡

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Publication number: JP4384566B2
Application number: JP2004242874A
Authority: JP
Inventors: 泰行二木
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2004-08-23
Filing date: 2004-08-23
Publication date: 2009-12-16
Anticipated expiration: 2024-08-23
Also published as: JP2006055531A

Description

この発明は、内視鏡、詳しくは高温高圧蒸気によるオートクレーブ滅菌処理をおこなう内視鏡に関するものである。

従来より、細長の挿入部を体腔内に挿入することにより、体腔内臓器などを観察したり、必要に応じて処置具チャンネル内に挿通した処置具を用いて各種治療処置をおこなうことのできる医療用の内視鏡が広く利用されている。

また、工業分野においても、例えばボイラーやタービンやエンジンや化学プラントなどの内部の傷や腐食などを観察したり検査することのできる工業用の内視鏡が広く利用されている。

このような内視鏡において、特に医療分野で使用される内視鏡では、挿入部を体腔内に挿入して臓器などを観察したり、内視鏡の処置具チャンネル内に挿入した処置具を用いて各種の治療や処置をおこなうものである。したがって、当該内視鏡や処置具を介して患者間における感染が生じることを考慮して、一度体腔内に挿入して使用した内視鏡や処置具を再使用する場合には、検査や処置の終了後に使用した内視鏡や処置具などを含む内視鏡装置の洗滌消毒をおこなう必要がある。

従来の内視鏡やその附属品などを含む内視鏡装置における消毒滅菌処理としては、例えばエチレノキサイド（ＥＯＧ）などのガスや消毒液を使用する処理が一般におこなわれている。しかしながら、周知の滅菌ガス類は、猛毒性を有し滅菌作業をおこなうのに際しての安全を確保するためには、その作業工程が繁雑になってしまう傾向がある。

また、滅菌処理の完了後において、機器に附着したガスなどを取り除くための処理工程としてエアレーション工程を設ける必要がある。このエアレーション工程もは相当の時間が必要になることから、滅菌処理後、直ちにその機器を使用することができないという問題点がある。さらにこのようなエアレーション工程が必要になることから、滅菌ガス類を使用しておこなう消毒滅菌処理は、そのランニングコストが高価になってしまうという問題点もある。

一方、消毒液を用いた滅菌処理の場合には、使用する消毒薬液の管理が煩雑である上に、消毒液を廃棄処理するための多大な費用を必要とするという問題点がある。

そこで、近年においては、煩雑な作業を伴わずに滅菌処理をおこなうことができると共に、滅菌処理の完了後には直ちにその機器を使用することができ、しかもランニングコストが比較的安価となるオートクレーブ滅菌（高温高圧蒸気滅菌）処理が内視鏡機器の消毒滅菌処理の主流になりつつある。

このオートクレーブ滅菌処理は、一般滅菌とも言われ、滅菌工程の前に高温水蒸気で細部までを短時間で滅菌し、滅菌工程の終了後の乾燥工程において真空にする工程を含む処理手段である。このオートクレーブ滅菌処理については、米国規格協会承認医療機器開発協会発行の米国規格ＡＮＳＩ／ＡＡＭＩＳＴ３７−１９９２において、滅菌工程の前に減圧するプレバキュームタイプでは、滅菌工程において約２気圧，摂氏１３２度（℃）の環境下に４分間晒すことが規定されている。

一般に、高圧水蒸気はほとんどの高分子材料、例えば樹脂やゴムや樹脂接着剤などの材料をを透過する性質を有している。例えば、内視鏡の挿入部に軟性部や可動部を有する軟性鏡では、操作部や挿入部や湾曲部や部品間のＯリングによるシール部などに高分子材料を用いて構成するのが一般的である。この高分子材料を用いた部分では、一気圧の水密性を保持することは可能であるが、高圧環境下における高温水蒸気は容易に侵入することが可能である。

また、従来より一般に用いられ高い耐性を有するエポキシ樹脂による接着剤についても高温高圧水蒸気を透過する性質を有している。したがって、高温高圧水蒸気に晒される接着剤が劣化したりクラックが生じたりすると接着力量が低下することにもなる。

そこで、高温高圧水蒸気による滅菌処理を繰り返しおこなっても劣化し難い高分子材料を選定する必要がある。

従来においては、固体撮像素子と信号ケーブルとを上述の熱収縮チューブにて接続する構成のものがある。

例えば、特開平１０−２４８８０４号公報によって開示されている内視鏡の撮像装置においては、ＣＣＤ固定枠と金属枠との外側を絶縁チューブにより被覆しており、この絶縁チューブの他端側では、撮像ケーブルの一端を束ねるケーブル押さえ糸をも被覆し、撮像ケーブルの一端を覆うように配置されている。

また、固体撮像素子と信号ケーブルとを熱収縮チューブにて接続するものでは、熱収縮チューブの固定に接着剤が用いられる。この場合には、高温高圧水蒸気によって接着剤が劣化することに起因して断線などが生じる可能性もある。すると、これによって得られる画像信号が劣化してしまうことにもなりかねない。そこで、これを防ぐために、熱収縮チューブの外側から糸などを用いて緊縛することで信号ケーブルの断線を抑止する工夫がなされている。

ところで、特に医療用の内視鏡における挿入部については、挿入部を体腔内に挿入するのに際して患者が受ける負担、例えば苦痛や侵襲などは、挿入部の外径が太いものほど大きくなる傾向がある。このことを考慮して、内視鏡の細径化は常に要求されている課題である。

さらに、近年においては、内視鏡のビデオ化が進んでいる。すなわち、内視鏡の挿入部の先端に固体撮像素子を内蔵し、撮像光学系により得た被検体の光学像を電気信号に変換た後、この画像信号をプロセッサー（画像処理装置）を介して所定の信号処理をすることで、被検体の観察像をモニター（表示装置）を利用して表示するように構成されるものがある。この場合において、観察画像の解像度や画像の表示サイズや画像ファイルサイズは、適用する固体撮像素子の画素数によって異なる。

この固体撮像素子については、近年において、その小型化および高画質化が進んでいる。そして、この固体撮像素子を内蔵する撮像装置である撮像ユニットの設計は、これを配置する挿入部の外形形状及びそのサイズに大きく影響を与えるものである。
特開平１０−２４８８０４号公報

ところが、前記特開平１０−２４８８０４号公報によって開示されている手段では、高温高圧水蒸気によって接着剤が劣化することにより、信号ケーブルに影響を与え、画像信号が劣化する可能性がある。

また、通常一般に用いられる熱収縮チューブは肉厚が厚いことから、これを撮像ユニットにおける固体撮像素子の周辺に用いるとすると、撮像ユニットの外径が大きくなってしまう傾向がある。したがって、これに伴い挿入部の先端外径も大きくなってしまうという問題点がある。

本発明は、上述した点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、オートクレーブ滅菌処理を繰り返しおこなったとしても、信号ケーブルに影響を与えることがなく、かつ熱収縮チューブが劣化してもその機能に影響を与えることもなく、画像信号の劣化を抑止し常に良好な状態の画像を表示し得る画像信号を取得することができると共に、熱収縮チューブの外形及び挿入部の先端外径の太径化を抑止することで、使用時の患者への負担を軽減化し得る内視鏡を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明による内視鏡は、挿入部と、前記挿入部の先端内部に収納され固体撮像素子とこの固体撮像素子に接続される電気基板とを有する撮像装置と、前記撮像装置の後方に配置され前記撮像装置の前記電気基板と電気的に接続される複数の信号ケーブルを束ねて形成した信号ケーブル束と、前記電気基板と前記信号ケーブル束との接続部を覆う被覆部材と、を有する内視鏡において、
前記被覆部材は、前記撮像装置の前記固体撮像素子が配置される部分の外周側を覆う第１の熱収縮チューブと、前記電気基板と前記信号ケーブル束との接続部の外周側を覆う第２の熱収縮チューブとからなり、前記第１の熱収縮チューブの後端部は前記電気基板の後端よりも後方寄りに位置するように設定され、前記第２の熱収縮チューブの先端部は前記電気基板の後端よりも前方寄りに位置するように設定されており、前記第１の熱収縮チューブの後端部の内側に前記第２の熱収縮チューブの先端部が嵌入した状態で、前記第１の熱収縮チューブの後端部の一部と前記第２の熱収縮チューブの先端部の一部とを重ねて嵌合接着されており、前記第２の熱収縮チューブは、前記第１の熱収縮チューブよりも収縮率が高い材質の部材によって形成したことを特徴とする。

本発明によれば、オートクレーブ滅菌処理を繰り返しおこなったとしても、信号ケーブルに影響を与えることがなく、かつ熱収縮チューブが劣化してもその機能に影響を与えることもなく、画像信号の劣化を抑止し常に良好な状態の画像を表示し得る画像信号を取得することができると共に、熱収縮チューブの外形及び挿入部の先端外径の太径化を抑止することで、使用時の患者への負担を軽減化し得る内視鏡を提供することができる。

以下、図示の実施の形態によって本発明を説明する。
図１〜図４は、本発明の一実施形態を示す図である。このうち、図１は、本発明の一実施形態の内視鏡の概略的な構成を示す斜視図である。図２は、図１の内視鏡の挿入部先端に内蔵される撮像ユニットの構成を示す要部拡大縦断面図である。図３は、図２の撮像ユニットから延出される信号ケーブル束の断面を示し、図２のII−II線に沿う要部拡大縦断面図である。図４は、図２の撮像ユニットの断面を示し、図２のIII−III線に沿う要部拡大横断面図である。

本実施形態の内視鏡１は、図１に示すように各種操作部材や鉗子挿通口などを備えた操作部２と、この操作部２に連設される細長形状の挿入部３と、操作部２の側部から延出され内部にライトガイドや信号ケーブルなどが挿通されるユニバーサルケーブル４と、このユニバーサルケーブル４の一端部に連設され電気コネクタやライトガイド入射端部や送気口金などを備えたコネクタ部５とによって主に構成されている。

挿入部３は、最先端側に設けられ内部に撮像装置である撮像ユニット１０などを収納する先端硬質部９と、この先端硬質部９に連設され前記操作部２の所定の操作部材の操作により湾曲自在に構成される湾曲部８と、この湾曲部８に連設され内部にライトガイドや信号ケーブル束２１などが挿通され可撓性を有する細長状の可撓部７とによって構成される細長形状の管状部材である。

挿入部３の先端硬質部９の内部に配設される撮像ユニット１０は、図２に示すように複数の光学レンズ（１３ａ，１３ｂ）とこれらの光学レンズ（１３ａ，１３ｂ）を固定保持する複数のレンズ保持枠（１４ａ，１４ｂ）などからなるレンズユニット１１と、このレンズユニット１１の光軸上であってその後方の所定の部位には光学像を電気信号に変換するＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの固体撮像素子１２と、この固体撮像素子１２から出力される画像信号などや同撮像素子１２への制御信号などを入力する電気回路を形成するフレキシブルプリント基板１５などによって主に構成されている。

複数の光学レンズのうちの一部である第２レンズ群１３ｂは、第２レンズ保持枠１４ｂによって固定保持されている。この第２レンズ保持枠１４ｂは、第１レンズ保持枠１４ａの先端内側の嵌合部１４ａａにおいて接着固定されている。

一方、第１レンズ保持枠１４ａの後端側には、複数の光学レンズのうちの他の一部である第１レンズ群１３ａが接着固定されている。この第１レンズ群１３ａは、フィルター１２ａを介して固体撮像素子１２の撮像面側に透明な樹脂製接着剤を用いて接着固定されている。

これにより、レンズユニット１１の複数の光学レンズを透過した光束が被写体を表わす光学像を形成し、その被写体像が固体撮像素子１２の撮像面上に結像するようになっている。

なお、第２レンズ保持枠１４ｂの第１レンズ保持枠１４ａに対する位置は、次のようにして位置決めされる。すなわち、第１レンズ保持枠１４ａに対して第２レンズ保持枠１４ｂを嵌合させた後、第２レンズ保持枠１４ｂを光軸方向に摺動させる。そして、光学レンズ１３ａ，１３ｂによって形成される被写体像が固体撮像素子１２の撮像面上で結像する位置に、第２レンズ保持枠１４ａの位置決めをおこなう。この位置において第２レンズ保持枠１４ｂは、第２レンズ保持枠１４ｂの嵌合部１４ａａにて接着固定される。

固体撮像素子１２には、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）１５が電気的に接続されている。そして、この接続部位は接着剤１５ａによる補強接着が施されている。

フレキシブルプリント基板１５の実装面上には、たとえばコンデンサーや抵抗やＩＣなどの複数の電気部品１５ｂが実装されている。これらの電気部品１５ｂは接着剤１５ｃによって封止されている。

また、フレキシブルプリント基板１５の実装面上の配線パターン（特に図示せず）に対しては、信号ケーブル２１ａ，２１ｂからの複数の信号線２１ａａ，２１ｂｂが半田付け等の接続手段によって電気的に接続されている。

また、第１レンズ保持枠１４ａの外周部１４ａｂには、シールド枠１６の一端が嵌合接着されている。このシールド枠１６はアルミの芯金にニッケルをメッキしアルミを溶解させて形成される管状部材である。

なお、このような製法を用いる場合、シールド枠１６の形状としては、例えばその断面形状を八角形や四角形等所望の形状で形成することが容易にできる。また、その肉厚についても、例えば数十ミクロン程度の極薄のものも容易に形成することができる。

このシールド枠１６の後端部は、フレキシブルプリント基板１５の後端部よりも前寄りの位置となるように設定されている。

シールド枠１６の外周側には、被覆部材である第１熱収縮チューブ１７が配設されている。この第１熱収縮チューブ１７の後端部の内側には被覆部材である第２熱収縮チューブ１８の先端側が嵌合接着されている。そして、第２熱収縮チューブ１８の後端部の内側には、信号ケーブル束２１の先端部が嵌合接着されている。この第２熱収縮チューブ１８の後端部と信号ケーブル束２１の先端部との重ね合わせ部（図２の符号Ａで示す部位）は、糸１９によって緊縛されている。これにより両者は互いに固定されている。

ここで、第１熱収縮チューブ１７は、撮像ユニット１０の最大外径部分、すなわちシールド枠１６を覆う部材となっている。したがって、当該部位の太径化を抑止することを考慮すると第１熱収縮チューブ１７の肉厚は可能な限り薄くするのが望ましい。

一方、第２熱収縮チューブ１８の先端部は、フレキシブルプリント基板１５の後端部よりも前寄りに位置するようにしていると共に、第２熱収縮チューブ１８の後端部と信号ケーブル束２１の先端部との重ね合わせ部Ａは糸１９を用いて緊縛する必要がある。このことから、第２熱収縮チューブ１８は収縮率が大きい材質のものであるのが望ましい。

一般に、オートクレーブ対応の熱収縮チューブとしては、例えばポリオレフィンやフッ素系樹脂のものがある。このうち、ポリオレフィンのものは収縮率が高い反面、肉厚が厚い傾向がある。一方、フッ素系樹脂のものは肉厚が薄い反面、収縮温度が高く収縮率が２５％程度と低い傾向がある。

したがって、本実施形態における第１熱収縮チューブ１７の材質としては、肉厚を薄くし得るフッ素系樹脂のもの、例えばＦＥＰ（四フッ化エチレン六フッ化プロピレン樹脂；テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体）やＰＴＦＥ（ポリ四フッ化エチレン；ポリテトラフルオロエチレン）が用いられる。また、第２熱収縮チューブ１８としては、収縮率が高いポリオレフィンが用いられる。

また、第２熱収縮チューブ１８の後端部の内面と信号ケーブル束２１の先端部の外皮とは、上述したように接着固定されている。この場合において、信号ケーブル束２１の外皮がフッ素樹脂である場合には、その外表面に化学エッチングなどによる表面改質を施すことによって、その接着強度を向上させる工夫をしておくのがよい。これにより、接着信頼性を向上させることができる。

第２熱収縮チューブ１８の後端部と信号ケーブル束２１の先端部との重ね合わせ部Ａにおいては、上述したように糸１９にて緊縛するようにしている。この状態は図３に示す通りである。

信号ケーブル束２１は、７芯信号ケーブル２１ａと２芯信号ケーブル２１ｂとの二本を束ねて形成されているものである。この二本の信号ケーブル２１ａ，２１ｂを束ねた状態の信号ケーブル束２１に対し、その外周側が第２熱収縮チューブ１８で覆われている。そして、この第２熱収縮チューブ１８の外側から糸１９により緊縛されている。これにより、信号ケーブル束２１と第２熱収縮チューブ１８とが固定されている。この場合において、糸１９の結び目は、信号ケーブル束２１の７芯信号ケーブル２１ａと２芯信号ケーブル２１ｂとの略中間部、すなわち傾斜部２０に配置されるように設定している。これは、信号ケーブル束２１の外周側に形成される結び目が、可撓部７の内部において、同信号ケーブル束２１の近傍に隣接して設けられるチャンネルやライトガイドなど（特に図示せず）に接触してしまうことを避けるための措置である。

なお、図４に示すように、先端側よりシールド枠１６の後端部（符号Ｂ），第２熱収縮チューブ１８の先端部（符号Ｃ），フレキシブルプリント基板１５の後端部（符号Ｄ），第１熱収縮チューブ１７の後端部（符号Ｅ）の順で配置するように設定している。

以上のように構成される本実施形態の内視鏡１においては、その使用時に、挿入部３の可撓部７や湾曲部８が湾曲されると、挿入部３の内部に挿通される信号ケーブル束２１に対しても引っ張り方向や曲げ方向の力量が加わることになる。この信号ケーブル束２１が所定以上引っ張られると、同信号ケーブル束２１の複数の信号線２１ａａ，２１ｂｂが接続されるフレキシブルプリント基板１５にも引っ張り力が加わる。これにより、例えば信号線２１ａａ，２１ｂｂとフレキシブルプリント基板１５との半田接続部位に損傷を与える可能性も考えられる。

また、内視鏡１の使用後において行なわれる高温高圧水蒸気による滅菌処理を使用毎におこなわれることになるので、このときの高温高圧水蒸気によって各所に使用されている接着剤には劣化が生じることになる。

このような場合において、本実施形態の内視鏡１では、信号ケーブル束２１と第２熱収縮チューブ１８とを糸１９によって緊縛するようにしたので、湾曲操作に伴って熱収縮チューブ１８に対して信号ケーブル束２１が引っ張られてしまうことがない。したがって、フレキシブルプリント基板１５と信号線２１ａａ，２１ｂｂとの接続状態を保護することができる。

また、撮像ユニット１０の最大外径部分には、薄肉の第１熱収縮チューブ１７を用いたので、撮像ユニット１０が収納される部位、すなわち挿入部３の先端硬質部９の外径を小さくすることができる。これと同時に、第２熱収縮チューブ１８には、収縮率の大きな材質のものを適用したので、第１熱収縮チューブ１７との接着固定を確実におこなうことができる。

さらに、信号ケーブル束２１と第２熱収縮チューブ１８とを緊縛する糸１９の結び目を傾斜部２０に配置されるよう設定したので、可撓部７の内部に設けられるチャンネルやライトガイドなど（特に図示せず）に接触することがない。これと同時に、信号ケーブル束２１及び第２熱収縮チューブ１８の外周側において形成される直線部分に結び目が位置することになるため、糸１９の結び作業が容易におこなうことができるという利点もある。

本発明の一実施形態の内視鏡の概略的な構成を示す斜視図。図１の内視鏡の挿入部先端に内蔵される撮像ユニットの構成を示す要部拡大縦断面図。図２のII−II線に沿う信号ケーブル束の要部拡大縦断面図。図２のIII−III線に沿う要部拡大横断面図。

符号の説明

１……内視鏡
２……操作部
３……挿入部
４……ユニバーサルケーブル
５……コネクタ部
７……可撓部
８……湾曲部
９……先端硬質部
１０……撮像ユニット
１１……レンズユニット
１２……固体撮像素子
１３ａ……第１レンズ群
１３ｂ……第２レンズ群
１４ａ……第１レンズ保持枠
１４ｂ……第２レンズ保持枠
１５……フレキシブルプリント基板
１６……シールド枠
１７……第１熱収縮チューブ
１８……第２熱収縮チューブ
１９……糸
２０……傾斜部
２１……信号ケーブル束
代理人弁理士伊藤進

Claims

挿入部と、前記挿入部の先端内部に収納され固体撮像素子とこの固体撮像素子に接続される電気基板とを有する撮像装置と、前記撮像装置の後方に配置され前記撮像装置の前記電気基板と電気的に接続される複数の信号ケーブルを束ねて形成した信号ケーブル束と、前記電気基板と前記信号ケーブル束との接続部を覆う被覆部材と、を有する内視鏡において、
前記被覆部材は、前記撮像装置の前記固体撮像素子が配置される部分の外周側を覆う第１の熱収縮チューブと、前記電気基板と前記信号ケーブル束との接続部の外周側を覆う第２の熱収縮チューブとからなり、
前記第１の熱収縮チューブの後端部は前記電気基板の後端よりも後方寄りに位置するように設定され、前記第２の熱収縮チューブの先端部は前記電気基板の後端よりも前方寄りに位置するように設定されており、
前記第１の熱収縮チューブの後端部の内側に前記第２の熱収縮チューブの先端部が嵌入した状態で、前記第１の熱収縮チューブの後端部の一部と前記第２の熱収縮チューブの先端部の一部とを重ねて嵌合接着されており、
前記第２の熱収縮チューブは、前記第１の熱収縮チューブよりも収縮率が高い材質の部材によって形成したことを特徴とする内視鏡。
前記第２の熱収縮チューブの後端部は、前記信号ケーブル束の先端部の外周を覆うように配置されており、
前記第２熱収縮チューブの後端部の内側には、前記信号ケーブル束の先端部が嵌合接着され、かつ前記第２熱収縮チューブの後端部と前記信号ケーブル束の先端部との重ね合わせ部は糸縛りによって固定され、
前記糸の結び目は、前記信号ケーブル束を形成する前記複数の信号ケーブルの略中間部に配置されることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。
前記被覆部材のうち前記第１の熱収縮チューブはフッ素樹脂によって形成され、
前記被覆部材のうち前記第２の熱収縮チューブは、前記フッ素樹脂よりも収縮率が高い材質によって形成されてい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。
前記第２の熱収縮チューブはポリオレフィンからなることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の内視鏡。
前記第１の熱収縮チューブは四フッ化エチレン六フッ化プロピレン樹脂（ＦＥＰ）からなることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の内視鏡。