JP4546143B2

JP4546143B2 - 内視鏡用防曇装置

Info

Publication number: JP4546143B2
Application number: JP2004139971A
Authority: JP
Inventors: 聡竹腰
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2004-05-10
Filing date: 2004-05-10
Publication date: 2010-09-15
Anticipated expiration: 2024-05-10
Also published as: JP2005319101A

Description

本発明は、体腔内の手術・処置・診断等に使用される内視鏡の防曇装置に関する。

現在、硬性鏡・光学視管等を含む内視鏡（以下、内視鏡と呼ぶ。）は、体腔内の手術・処置・診断等において広く使用されている。内視鏡により体腔内を観察しながら手術・処置・診断がなされるが、これらの行為は全て内視鏡による像を元に行うため、その内視鏡による像が鮮明であることは特に重要である。

しかしながら、体内に挿通した内視鏡挿入部の先端にある観察窓のカバーガラス表面が体内の湿気により曇ってしまい易く、観察の妨げになることがあった。この現象は、体腔内が体温とほぼ等しい温度であり、且つ湿度はかなり高い状態にある一方、手術室に準備されている内視鏡は略室温になっているため、内視鏡で体腔内を観察しようとして体腔内に内視鏡を挿入すると、体腔内の温度と内視鏡の温度との温度差により腹腔内の湿気が観察窓のカバーガラス表面で結露し、観察窓が曇ってしまう。

このような観察窓の曇りを防止するため、これまでは、内視鏡を使用する前に、別に用意したお湯に予め浸すか、内視鏡を暖める装置を用いて、予め観察窓近傍を暖めておく、若しくは観察窓のカバーガラス表面に曇り防止剤（油脂等）を塗布する等の対策がなされてきた。

しかし、このような対策はいずれも内視鏡を取り扱う者の準備作業に委ねられ、また、万全の準備や管理が必要であって、内視鏡を取り扱う上ではかなり負担のかかる不便なものであった。

このようなことから特許文献１（特公報第２６７１７４５号）に示される内視鏡が提案されている。この特許文献１での内視鏡は観察窓のカバーガラスを保持する鏡筒と一体的に伝熱部材を設け、この伝熱部材の一部でライトガイドの出射端面の一部分を覆い、照明光の熱を取り込んでカバーガラスを暖めるようにしたものである。
特公報第２６７１７４５号

しかし、特許文献１の構成であると、ライトガイドの出射端面の一部を伝熱部材が常に覆い、照明光の熱を取り込み、ライトガイドを加温し続けるので、予め内視鏡が十分に温まっている場合や内視鏡を比較的長く使用続ける場合等にあっては内視鏡先端の温度が過剰に高まる可能性があった。

本発明は、上記課題に着目してなされたもので、その目的とするところは、内視鏡先端が過度な温度にならないように制御しつつ、観察窓のカバーガラスの曇りや結露の発生を防止し、良好な視野を確保することができる内視鏡用防曇装置を提供することにある。

請求項１に係る発明は、体腔内に挿入される挿入部と、前記挿入部内に設けられ照明光を導くライトガイドと、前記挿入部の先端に設けられた観察窓のカバーガラスと、前記カバーガラスと熱的に結合された接続状態にあり、前記ライトガイドの出射光路の一部を覆い、前記ライトガイドから出射する照明光により加熱されたときの熱を前記観察窓のカバーガラスに伝えると共に、前記カバーガラスが曇りを発生させない温度以上に達したとき、前記ライトガイドの出射光路から少なくとも一部が退避する形状に変わる遮光板と、を具備したことを特徴とする内視鏡用防曇装置である。

請求項２に係る発明は、体腔内に挿入される挿入部と、前記挿入部内に設けられ照明光が導かれるライトガイドと、前記挿入部の先端に設けられた観察窓のカバーガラスと、前記カバーガラスと熱的に結合され得る接続状態に設置され、前記ライトガイドの出射光路の一部を覆い、前記ライトガイドから出射する照明光により加熱されたときの熱を前記観察窓のカバーガラスに伝えると共に、前記カバーガラスが曇りを発生させない温度以上に達したとき、前記カバーガラスとの熱的結合が遮断する形状に変わる遮光板と、を具備したことを特徴とする内視鏡用防曇装置である。

請求項３に係る発明は、前記遮光板は、前記カバーガラスが曇りを発生させる温度のときは、前記カバーガラスを保持する枠に接触して前記カバーガラスとの熱的結合がなされる形状にあり、前記カバーガラスが曇りを発生させない温度以上に達したときは、前記枠から離れ、前記カバーガラスとの熱的結合が解除される形状となることを特徴とする請求項２に記載の内視鏡用防曇装置である。

請求項４に係る発明は、体腔内に挿入される挿入部と、前記挿入部内に設けられ照明光が導かれるライトガイドと、前記挿入部の先端に設けられた観察窓のカバーガラスと、前記ライトガイドの出射光路の一部を覆い、前記ライトガイドから出射する照明光により加熱される遮光板と、前記カバーガラスが曇りを発生させる温度のときは前記遮光板の熱を前記観察窓のカバーガラスに伝える熱的に結合させる状態にあり、前記カバーガラスが曇りを発生させない温度以上に達したときは自身が変形して前記出射光路から前記遮光板の少なくとも一部を退避させ、或いは前記遮光板と前記ライトガイドの熱的結合を遮断する熱応動アクチュエータ部材と、を具備することを特徴とする内視鏡用防曇装置である。

請求項５に係る発明は、前記熱応動アクチュエータ部材を利用して前記遮光板と前記カバーガラスが熱的に結合する構造としたことを特徴とする請求項４に記載の内視鏡用防曇装置である。

請求項６に係る発明は、前記遮光板が、バイメタル或いは形状記憶合金で構成されたことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の内視鏡用防曇装置である。
請求項７に係る発明は、前記熱応動アクチュエータ部材が、バイメタル或いは形状記憶合金で構成されたことを特徴とする請求項５に記載の内視鏡用防曇装置である。

本発明によれば、内視鏡先端が過度な温度にならないように制御しつつ、観察窓のカバーガラスの曇りや結露の発生を防止することができる。また、予め加温するために特別な加温装置の使用や処置操作を経ずに使用を開始しても観察窓のカバーガラスに発生する曇りや結露を比較的速やかに解消することができるようになる。

図１及び図２を参照して本発明の一実施形態に係る内視鏡について説明する。図１はその内視鏡の構成を概略的に表す縦断面図であり、図２はその内視鏡の先端部を拡大して表す縦断面図である。

本実施形態の内視鏡は、腹腔鏡下外科手術に用いられる硬性鏡としての腹腔鏡である。この腹腔鏡は、図１に示すように、挿入部１と手元操作部（アイピース）２とからなる。挿入部１はその外皮を形成する硬性パイプ製の挿入部本体３を有する。挿入部本体３内には略全長にわたってライトガイド４とリレーレンズ５が配置されている。

前記ライトガイド４は多数の光ファイバーの束からなり、その入射端面６は挿入部本体３の基端近傍に設けられた光源接続部７に配置されている。ライトガイド４の出射端面８は挿入部１の先端に配置されている。

前記光源接続部７には図示しないライトガイドケーブルが着脱自在に接続されるようになっており、このライトガイドケーブルを通じて同じく図示しない照明用光源装置から供給される照明光を前記ライトガイド４に入射させるようになっている。ライトガイド４に入射した照明光は挿入部１の先端に配置された出射端面８から出射し、照明窓９を経て体腔内に照射するようになっている。手元操作部２には前記リレーレンズ５の光軸上に位置して接眼レンズ１０が設けられている。

前記リレーレンズ５は、図２に示すように、挿入部本体３の略全長にわたって配置したレンズ管１１内に組み付けられた複数のロッドレンズ１２と、前記レンズ管１１の先端に同軸的に配置した筒状の観察窓枠１３に組み付けられたレンズ形式のカバーガラス１４を含み構成されている。観察窓枠１３は前記カバーガラス１４を含み構成された観察窓１５を囲む鏡筒を構成する。また、観察窓枠１３は熱伝達性の良好な部材、例えばステンレス等の金属製で形成することが好ましい。カバーガラス１４はその観察窓枠１３を介して挿入部先端に固定されている。また、観察窓枠１３とカバーガラス１４とは例えば半田付けなどの手段を用いて充分な熱伝導が確保できるように固定される。

一方、前記照明窓９は透明な窓ガラス部材２１によって形成され、この窓ガラス部材２１とライトガイド４の出射端面８の間には後述する遮光手段としての遮光板２２を配置できる空間２３が形成されている。

図２に示すように、前記遮光板２２は例えばバイメタル或いは形状記憶合金で構成されており、この遮光板２２の一端は前記観察窓枠１３に熱的結合がなされるように接続・固定されている。遮光板２２の他端側部分は通常、ライトガイド４の出射端面８の一部を蔽うように延長してライトガイド４の出射領域に入り込んで配置されている。

前記遮光板２２は内視鏡の使用温度、つまり、一般に体内の温度よりも低い場合は図２に実線で示すように直線的に延びてライトガイド４の出射端面８の一部を蔽う一部遮光状態にある。しかし、カバーガラス１４が体内の温度以上の例えば約４０℃になると、前記遮光板２２は図２に点線で示すように湾曲してライトガイド４の出射端面８の前方から少なくとも一部が退避する形に変形する。また、温度が高い程、前記遮光板２２は大きく湾曲してライトガイド４の出射端面８の前方から退避する量が大きくなる。前記遮光板２２がライトガイド４の出射端面８の前方から少なくとも一部が退避する形状に湾曲し始める温度は観察窓枠１３を介してカバーガラス１４を体内温度まで速やかに高め得ると共に体内温度よりも高い設定温度、例えば４０℃が好ましい。

ここで、ライトガイド４の出射端面８より出射された照明光の一部が遮光板２２に当たると、照明光に含まれる熱線により遮光板２２はそれなりに熱せられる。そして、遮光板２２の熱が観察窓枠１３を介してカバーガラス１４に伝わる。その結果、カバーガラス１４の温度が上昇する。カバーガラス１４の温度が腹腔内の温度より高まれば、カバーガラス１４の表面の曇りや結露が発生せず、それまでに曇り等が発生していてもそれが解消するので、クリアな視野が確保できる。

また、バイメタルで構成された遮光板２２はカバーガラス１４の温度が例えば約４０℃になると、図２の破線のように変形し、ライトガイド４の出射端面８を蔽う位置から少なくとも一部が後退する形になる。その結果、遮光板２２は照明光に含まれる熱線により加熱量が少なくなり、カバーガラス１４の温度は設定した温度、ここでは４０℃を超えることはない。

また、カバーガラス１４の温度が再び下がってくると、遮光板２２はライトガイド４の出射端面８を蔽う元の位置に戻り、照明光に含まれる熱線を受けて熱を発生し、カバーガラス１４を再び暖める。上記動作が自動的に継続する。

ところで、内視鏡用照明装置としてはハロゲンランプやキセノンランプが多く用いられており、その照明光はライトガイド４により内視鏡のライトガイド４の出射端面８まで導かれるようになっている。そして、内視鏡用照明装置のランプが発する熱線を含む照明光はライトガイド４の出射端面８から出射される。

本実施形態ではライトガイド４の出射端面８の近傍にその一部を遮るように遮光板２２を配置し、この遮光板２２が出射端面８から放射されている照明光に含まれている熱線により熱せられるようにした。また、遮光板２２と観察窓枠１３及びカバーガラス１４を熱的に結合したので、遮光板２２からカバーガラス１４へ熱が供給され、カバーガラス１４を加温することができる。このため、カバーガラス１４は体腔内温より高い温度になるので、カバーガラス１４の表面には曇り、結露は発生しない。

一方、一般的な体腔内温度よりもいくらか高い温度、例えば４０℃になると遮光板２２は変形し、光路から外れる位置に後退する。光路から外れると、その分、熱線が遮光板２２に当たらないため、カバーガラス１４に供給される熱が少なくなり、カバーガラス１４の温度がそれ以上に上昇することがない。

このように、本実施形態によれば、特別な操作や追加の装置を用いず、また、観察窓のカバーガラス１４等が過熱することなく、その観察窓のカバーガラス１４が曇ったり、または結露することを防止する手段を安価で簡単に得ることができる。

次に、図３を参照して本発明の他の実施形態に係る内視鏡について説明する。図３はその内視鏡の先端部を拡大して表す縦断面図である。

本実施形態ではライトガイド４の出射端面３１に遮光板３２を固定するようにしたものである。本実施形態の遮光板３２でもライトガイド４の出射端面３１の一部を覆うが、遮光板３２の固定されていない側部分は前記カバーガラス１４を囲む観察窓枠１３の壁に対して充分な熱伝導を確保できる熱結合状態に接するように延長している。この遮光板３２の延長部分３３は体内の温度よりも低い温度では図３に実線で示すように観察窓枠１３の壁に向けて延びて接しており、充分な熱伝導を確保できる熱結合状態で接続される。

しかし、体内温度以上の例えば約４０℃になると、前記遮光板３２の延長部分３３は図３に点線で示すように変形して、観察窓枠１３の壁から離れ、また、ライトガイド４の出射端面３１の前方領域に占める面積を縮小して、少なくとも一部がライトガイド４の出射端面３１の前方領域から退避する形状になる。これ以外については上述した実施形態と同様に構成されている。

本実施形態でも遮光板３２に照明光の一部が当たると、観察窓のカバーガラス１４の温度が上昇し、その表面の曇りを防止し、設定した温度に達すると、遮光板３２は図３の破線で示すように変形して、観察窓枠１３の壁から離れ、観察窓枠１３と遮光板３２との熱的結合が解除される。このため、カバーガラス１４の温度は設定した温度を超えることはない。

なお、本発明は、上述した実施形態の説明に限定されるものではなく、他の形態にも適用され得るものである。

上述した各実施形態では、遮光板がそれ自身変形して前記遮光板を前記出射光路から少なくとも一部が進退し、或いは前記遮光板と前記ライトガイドの熱的結合を接続したり遮断したりするようにしたが、前記遮光板とは別に熱応動アクチュエータ部材を設けて、前記カバーガラスが曇りを発生させない温度以上に達したとき、熱駆動部材自身が変形して前記遮光板を前記出射光路から少なくとも一部を退避させ、或いは前記遮光板と前記ライトガイドの熱的結合を遮断するように作用する熱応動アクチュエータ部材を組み込み構成するようにしてもよい。

また、前記熱応動アクチュエータ部材を利用して前記遮光板と前記カバーガラスが熱的に結合される接続構造としてもよい。この場合、前記熱応動アクチュエータ部材をバイメタル或いは形状記憶合金で構成することもできる。

本発明の一実施形態に係る内視鏡を概略的に構成を表す縦断面図である。同じくその本発明の一実施形態に係る内視鏡の先端部を拡大して表す縦断面図である。本発明の他の実施形態に係る内視鏡の先端部を拡大して表す縦断面図である。

符号の説明

１…挿入部、２…手元操作部、３…挿入部本体、４…ライトガイド
５…リレーレンズ、６…入射端面、７…光源接続部、８…出射端面
９…照明窓、１０…接眼レンズ、１１…レンズ管、１２…ロッドレンズ
１３…観察窓枠、１４…カバーガラス、１５…観察窓、２１…窓ガラス部材
２２…遮光板、２３…空間、３１…出射端面、３２…遮光板、３３…延長部分。

Claims

体腔内に挿入される挿入部と、
前記挿入部内に設けられ照明光を導くライトガイドと、
前記挿入部の先端に設けられた観察窓のカバーガラスと、
前記カバーガラスと熱的に結合された接続状態にあり、前記ライトガイドの出射光路の一部を覆い、前記ライトガイドから出射する照明光により加熱されたときの熱を前記観察窓のカバーガラスに伝えると共に、前記カバーガラスが曇りを発生させない温度以上に達したとき、前記ライトガイドの出射光路から少なくとも一部が退避する形状に変わる遮光板と、
を具備したことを特徴とする内視鏡用防曇装置。
体腔内に挿入される挿入部と、
前記挿入部内に設けられ照明光が導かれるライトガイドと、
前記挿入部の先端に設けられた観察窓のカバーガラスと、
前記カバーガラスと熱的に結合され得る接続状態に設置され、前記ライトガイドの出射光路の一部を覆い、前記ライトガイドから出射する照明光により加熱されたときの熱を前記観察窓のカバーガラスに伝えると共に、前記カバーガラスが曇りを発生させない温度以上に達したとき、前記カバーガラスとの熱的結合が遮断する形状に変わる遮光板と、
を具備したことを特徴とする内視鏡用防曇装置。
前記遮光板は、前記カバーガラスが曇りを発生させる温度のときは、前記カバーガラスを保持する枠に接触して前記カバーガラスとの熱的結合がなされる形状にあり、前記カバーガラスが曇りを発生させない温度以上に達したときは、前記枠から離れ、前記カバーガラスとの熱的結合が解除される形状となることを特徴とする請求項２に記載の内視鏡用防曇装置。
体腔内に挿入される挿入部と、
前記挿入部内に設けられ照明光が導かれるライトガイドと、
前記挿入部の先端に設けられた観察窓のカバーガラスと、
前記ライトガイドの出射光路の一部を覆い、前記ライトガイドから出射する照明光により加熱される遮光板と、
前記カバーガラスが曇りを発生させる温度のときは前記遮光板の熱を前記観察窓のカバーガラスに伝える熱的に結合させる状態にあり、前記カバーガラスが曇りを発生させない温度以上に達したときは自身が変形して前記出射光路から前記遮光板の少なくとも一部を退避させ、或いは前記遮光板と前記ライトガイドの熱的結合を遮断する熱応動アクチュエータ部材と、
を具備することを特徴とする内視鏡用防曇装置。
前記熱応動アクチュエータ部材を利用して前記遮光板と前記カバーガラスが熱的に結合する構造としたことを特徴とする請求項４に記載の内視鏡用防曇装置。
前記遮光板が、バイメタル或いは形状記憶合金で構成されたことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の内視鏡用防曇装置。
前記熱応動アクチュエータ部材が、バイメタル或いは形状記憶合金で構成されたことを特徴とする請求項５に記載の内視鏡用防曇装置。