JP5189783B2

JP5189783B2 - 内視鏡挿入部の硬度可変装置

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Publication number: JP5189783B2
Application number: JP2007091149A
Authority: JP
Inventors: 雄一鳥居
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2007-03-30
Filing date: 2007-03-30
Publication date: 2013-04-24
Anticipated expiration: 2027-03-30
Also published as: JP2008245925A

Description

本発明は、内視鏡において、被検者の体内に挿入される挿入部の挿入操作性を向上させるために、挿入部における軟性部の曲げ方向における硬さを変化させることができるようにした内視鏡挿入部の硬度可変装置に関するものである。

内視鏡の体腔内への挿入経路としては、例えば上部消化管のように、挿入時の抵抗が小さく、また挿入経路そのものがあまり複雑かつ急激に曲った部位が存在しないものがあり、このような挿入経路に挿入部を挿入する操作はさほど困難性はない。一方、例えば下部消化管を挿入経路とする大腸鏡等においては、挿入経路への挿入時における抵抗が大きく、しかも経路が複雑に、しかも急激に曲っている等の理由で、挿入操作に困難性が伴うもので、挿入操作に極めて高い熟練性を必要とする。

大腸鏡等のように、挿入操作が困難な内視鏡において、その挿入操作性を向上させ、被検者の苦痛の軽減を図るために、曲げ方向の可撓性を変化可能とする機構を備えた内視鏡挿入部が、例えば特許文献１に開示されている。この特許文献１によると、密巻きコイル状に形成したコイルスリーブと硬度調整ワイヤとを用いて、硬度可変機構を構成している。コイルスリーブは、その基端部を本体操作部内に固定しておき、先端部は挿入部の内部における途中位置まで延在させるようになし、コイルスリーブの内部に硬度調整ワイヤを挿通させて、この硬度調整ワイヤの先端をコイルスリーブの先端に固定する構成としている。従って、硬度調整ワイヤを基端側に向けて牽引操作すると、コイルスリーブが圧縮されて、曲げ方向の硬度化することになり、もって挿入部において、このコイルスリーブの装着部から基端側を、それより先端側の部位より硬度を高くすることができる。
特開平１０−１７９５０９号公報

ところで、挿入部を体腔内に挿入していく過程、例えば大腸鏡の挿入部をＳ字結腸から下行結腸、さらには横行結腸というように、複雑に曲がりくねった挿入経路に挿入していく過程において、挿入経路の浅い部位では挿入部はある程度曲り易い状態とし、挿入経路における挿入長が長くなるに応じて、押し込み力を有効に伝達するために、挿入部の硬度を高くし、しかも基端側に向かって徐々に曲げ方向の硬さが増すようにするのが挿入操作性の観点から望ましい。しかしながら、前述した特許文献１では、挿入部の途中位置から先の部位が曲げ方向に軟性で、基端部側が硬性となるだけであって、挿入部の軸線方向において、連続的または段階的に硬度が変化するようにはなっていない。従って、前述した大腸内というように、複雑に曲った経路への挿入操作性の点でなお不満がある。

本発明は以上の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、挿入部における軟性部の曲げ方向の硬さをより微細に制御できるようにすることにある。

前述した目的を達成するために、本発明は、本体操作部に連結され、この本体操作部への連結側から軟性部，湾曲部及び先端硬質部の順に設けた挿入部の軟性部内に設けられ、この軟性部の基端側と先端側とで曲げ方向の硬さの度合いを変化させる内視鏡挿入部の硬度可変装置であって、金属線材を密巻き螺旋状に巻回したものからなり、基端部は前記本体操作部内に位置し、先端部は前記軟性部内に延在させ、基端側は前記本体操作部に対して固定したコイルスリーブと、前記コイルスリーブ内に挿通させ、先端が前記コイルスリーブに固定した操作ワイヤと、前記軟性部内の所定の位置に固定され、前記コイルスリーブの先端側を所定のストロークだけ軸方向に往復移動可能に挿通させて、先端が前記軟性部の構造部材に固定したガイドパイプ及びこのガイドパイプに前記所定のストローク分だけ相対移動可能に挿通させたスライドスリーブとから構成され、前記コイルスリーブは前記スライドスリーブに固定して設けたガイド部材と、前記操作ワイヤの基端部が連結されて、この操作ワイヤの引っ張り操作によって、前記コイルスリーブを圧縮させるための硬度調整用操作手段とからなり、前記コイルスリーブを挿通させた前記ガイド部材は前記軟性部内に複数個所設けられ、前記各ガイド部材を前記軟性部の軸方向に位置を違えて配置する構成としたことをその特徴とするものである。

まず、挿入部内において、曲げ方向の硬度変化を可能とする部位は軟性部である。軟性部の先端には湾曲部が設けられ、またこの湾曲部には先端硬質部が連結されており、湾曲部は本体操作部からの遠隔操作で湾曲するものであるが、それ自体が自由に曲る軟性構造となっている訳ではない。そして、軟性部は、金属帯片を螺旋状に巻回した螺旋管を構造部として有するものであって、この螺旋管の外周部には金属ネットが設けられ、この金属ネットには樹脂被覆層が外装される。

硬度可変手段は、密巻きコイルからなるコイルスリーブと、このコイルスリーブ内に挿通させた操作ワイヤとから構成される。そして、コイルスリーブを自由状態に保持していると、曲げ方向に可撓性を有しているが、コイルを圧縮すると硬くなる。従って、コイルスリーブに軸線方向の力を作用させることによって、コイルを圧縮可能な構成とする。コイルスリーブの基端側を先端方向に押し込むようにして圧縮させることもできるが、操作ワイヤを基端側に引き込むことによって、コイルを圧縮させるように構成するのが、より確実にコイルスリーブを硬化させることができる。従って、コイルスリーブの先端部を固定し、基端側を非固定状態とすることもできるが、先端側を非固定状態とし、基端側を固定状態とする方が操作性の観点から望ましい。

コイルスリーブの先端部を固定するために、パイプ状のガイド部材を用いることができる。従って、ガイド部材は、軟性部において、先端部から中間位置までに複数個所固定する。軟性部の内面は螺旋管が配設されているので、ガイド部材を金属パイプで形成してこの螺旋管に溶接やろう付け等の手段で固定することができる。コイルスリーブはこのガイド部材の内部に直接挿通させるように構成しても良いが、より円滑に摺動させるためには、金属製のスライドスリーブにコイルスリーブを連結して設け、このスライドスリーブをガイド部材に、その軸線方向に所定ストローク分だけ往復移動可能に挿通させるのが望ましい。操作ワイヤの先端部はこのスライドスリーブの先端部に固定する。これによって、操作ワイヤを基端側に向けて引っ張ると、スライドスリーブがガイド部材の基端側に引き込まれる。スライドスリーブに連結されているコイルスリーブは、その基端側が固定的に保持されているので、スライドスリーブが基端側に変位した分だけコイルスリーブが圧縮される。その結果、軟性部内において、ガイド部材が設けられている部位から基端側の部位の硬度が増すことになり、それより先端側で、コイルスリーブが設けられていない部位との間で軟性部の硬度に差が生じる。つまり、軟性部において、ガイド部材の装着位置から基端側の部位はそれより先端側の部位より曲げ方向の硬度が増すことになる。

硬度可変手段は、その先端部を軟性部内において、軸線方向に位置を違えて複数個所設ける。ここで、最長の硬度可変手段は、軟性部における湾曲部との連結部乃至その近傍位置に配置することができ、また湾曲部から所定距離だけ基端側の位置に配置することもできる。他の硬度可変手段は、内視鏡の挿入経路に応じて、適宜の位置に配置する。即ち、先端側に硬さの度合いをより微細に調整する必要があれば、各硬度可変手段の先端部は軟性部の先端側に近い位置に集中的に配置する。一方、軟性部の全長にわたって硬さを変化させる場合には、各硬度可変手段の先端の位置を大きく変えるようにする。また、最長の硬度可変手段は必ずしも軟性部の先端位置に配置する必要はなく、ある程度基端側の位置に配置して、軟性部の先端部分は格別硬度が変化しないように構成することもできる。

硬度可変手段は複数設けられており、軟性部の硬度変化をより微細に持たせるには、硬度可変手段の数を多くするが、挿入部の細径化という観点からは、あまり多数の硬度可変手段を設けることは好ましくはない。従って、硬度可変手段は２乃至４箇所程度とする。そして、硬度調整用操作手段を操作することによって、これら各硬度可変手段の硬度を変化させることができる。各々の硬度可変手段を独立に作動させることができ、また連動して作動させることもできる。連動させる場合には、ガイド部材の取付位置が軟性部の基端側または先端側から順に硬度可変手段が作動するように構成する。それぞれ単独の硬度調整用操作手段を設けるにしろ、連動する硬度調整用操作手段として構成するにしろ、硬度調整用操作手段は本体操作部に手動操作可能に設けることができる。勿論、モータ等の駆動手段により操作ワイヤの押し引き操作を行うように構成することもできる。

硬度可変手段は、挿入部の軟性部において、その軸線方向に位置を違えて複数設けられているので、これらの硬度可変手段を作動させることによって、軟性部における曲げ方向の硬さをより微細に制御できるようになる。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。まず、図１に内視鏡の概略構成を示す。図中において、１は内視鏡の本体操作部、２はこの本体操作部１に連結した挿入部、３は本体操作部１から引き出され、光源装置等に着脱可能に接続されるユニバーサルコードである。挿入部２は、本体操作部１への連結側から大半の部位が挿入経路に追従するように曲げ可能な軟性部２ａであり、この軟性部２ａの先端には湾曲部２ｂが連結されており、この湾曲部２ｂの先端には、内視鏡観察手段等を装着した先端硬質部２ｃが設けられている。

軟性部２ａは、図２に示したように、金属帯片を螺旋状に巻回することによって、内部にライトガイド，信号ケーブル，処置具挿通チャンネル等（図示は省略する）を挿通させる通路を形成した螺旋管１０を構造部材としている。この螺旋管１０は、内外２層から構成されており、それらの巻回方向は相互に反対方向となっている。螺旋管１０には金属製のネット１１が被着されており、さらにこのネット１１にはさらに樹脂被覆層１２が外装されている。これによって、軟性部２ａは挿入経路等に沿って任意の方向に曲るようになり、曲げ方向に可撓性を有している。そして、この曲げ方向の可撓性の度合いは、これら螺旋管１０，ネット１１及び樹脂被覆層１２により決定されることになる。また、この曲げ方向の可撓性は、軟性部２ａの全長にわたって均等なものとすることができるが、軸線方向に曲げ方向の可撓性の度合いを変化させるように構成することもできる。この場合、軸線方向における曲げ方向の可撓性の度合いを変化させる場合には、その基端側、つまり本体操作部１への連結側を曲げにくくするが、このようにして与えられた軸線方向の可撓性に関する特性は操作により変化させることはできない。

以上のように、内視鏡において、軟性部２ａの軸線方向に可撓性の度合いを変えるように構成するか否かはともかくとして、軟性部２ａの硬度を操作により可変とする機構を備えている。この硬度可変装置は、図３及び図４に示したように、硬度可変手段１３と硬度調整用操作手段１４とから構成される。硬度調整用操作手段１４を手動操作することにより、軟性部２ａの軸線方向において、硬度可変手段１３を設けた位置を境として硬度差を持たせることができ、またこの硬度差を解消することもできる構成となっている。

まず、硬度可変手段１３は、ばね性を有する金属線材を密巻き螺旋状に巻回した所定長さのコイルスリーブ２０と、このコイルスリーブ２０内に挿通させた操作ワイヤ２１とを有するものであり、コイルスリーブ２０の基端部は本体操作部１の内部に設けたフレーム４にろう付け等の手段で固定して設けられている。そして、このコイルスリーブ２０は本体操作部１から挿入部２における軟性部２ａ内に延在させている。

軟性部２ａの内部における所定の位置には、螺旋管１０に溶接やろう付け等の手段により固定されたガイド部材としてのガイドパイプ２２が設けられている。ガイドパイプ２２には、図３に示したように、その内部にスライドスリーブ２３が装着されている。スライドスリーブ２３はガイドパイプ２２の軸線方向に移動可能となっており、このガイドパイプ２２にはスリット溝２２ａが、またスライドスリーブ２３には往復ストロークを規制する規制突起２３ａが設けられており、従ってスライドスリーブ２３は、ガイドパイプ２２の軸線方向において、規制突起２３ａがスリット溝２２ａの一方側の端部と当接する位置から他方側の端部に当接する位置まで往復移動可能となっている。従って、これら規制突起２３ａとスリット溝２２ａとによって、スライドスリーブ２３のガイドパイプ２２内での往復移動ストロークが規制されている。

コイルスリーブ２０の先端はスライドスリーブ２３に挿通されて、両者は固定されている。また、操作ワイヤ２１の先端はこれらコイルスリーブ２０及びスライドスリーブ２３の双方または少なくともスライドスリーブ２３に固着して設けられている。そして、操作ワイヤ２１はコイルスリーブ２０のフレーム４に固定した基端部から延出されており、この操作ワイヤ２１の端部が硬度調整用操作手段１４に連結して設けられている。硬度調整用操作手段１４は、図４乃至図７に示した構成となっている。

硬度調整用操作手段１４は、図４及び図５から明らかなように、本体操作部１のケーシング１ａに設けた操作軸２５を有し、この操作軸２５はケーシング１ａ外導出されており、このケーシング１ａ外の部位には操作つまみ２６に連結されている。また、本体操作部１の内部においては、ピニオンギア２７に連結されている。そして、ピニオンギア２７には、本体操作部１の内部に設けられ、長手方向にガイド溝５ａを形成した支持部材５に装着したラック２８に噛合している。操作ワイヤ２１はこのラック２８に連結して設けられている。

操作軸２５は支持部材５と一体に設けた支軸６に嵌合されており、この支軸６に沿って上下方向に移動可能となっている。一方、ラック２８に噛合しているピニオンギア２７は操作軸２５の軸線方向には移動不能となっており、操作軸２５には一対の係合爪２５ａが設けられており、これら係合爪２５ａはピニオンギア２７に設けた挿入溝２７ａに挿入されている。従って、操作軸２５は、図６に示したように、所定ストローク分だけ持ち上げた状態でも、つまり操作つまみ２６を引き上げたときにも、ピニオンギア２７との係合関係は解消されず、この操作つまみ２６と一体回転することになる。そして、本体操作部１のケーシング１ａにおける操作軸２５の挿通部にはストッパ溝２９が設けられており、操作軸２５にはこのストッパ溝２９に係脱するストッパ突起３０が設けられている。なお、図４において、３１は操作軸２５の周囲に設けたシール部材、３２は操作軸２５の上昇ストロークを規制する規制板である。

従って、操作つまみ２６をケーシング１ａから引き上げて、ストッパ突起３０のストッパ溝２９への係合状態を解除して、所定角度回動操作することによって、ピニオンギア２７を回転させることによって、ラック２８を図５の矢印Ｐ方向またはＱ方向に移動させ、これにより操作ワイヤ２１が押し引き操作され、他のストッパ溝２９に係合させることによって、その状態に保持される。ここで、図７に示したように、ストッパ溝２９は円周方向に４箇所設けられている。ストッパ突起３０が第１のストッパ溝２９ａに係合する状態では操作ワイヤ２１に対して張力を与えない。第２のストッパ溝２９ｂから第４のストッパ溝２９ｄにストッパ突起３０が係合すると、操作ワイヤ２１に張力を与えることになり、第２のストッパ溝２９ｂ，第３のストッパ溝２９ｃ，第４のストッパ溝２９ｄの順に操作ワイヤ２１の張力が大きくなる。

従って、操作つまみ２６を操作して、操作軸２５を図５及び図７の矢印Ｐ方向に回動させて、ピニオンギア２７と噛合するラック２８を基端側に引き込む方向に送ると、スライドスリーブ２３がガイドパイプ２２に沿って摺動することになり、その結果コイルスリーブ２０が固定された基端側に引き寄せられて圧縮されることになる。そして、操作軸２５に設けたストッパ突起３０を、例えば第４のストッパ溝２９ｄに係合させると、コイルスリーブ２０は圧縮された状態に保持されることになる。このように、コイルスリーブ２０が圧縮された状態に保持すると、硬度可変手段全体が硬くなる。その結果、挿入部２における軟性部２ａはガイドパイプ２２の取付部から基端側の部位の硬度が高くなる。

以上のように構成される内視鏡挿入部の硬度可変装置は以上のように構成されるものであって、硬度可変手段１３及び硬度調整用操作手段１４からなるユニットは、図１に示したように、複数組（具体的には３組）設けられている。これら各硬度可変手段１３の先端位置、つまりガイドパイプ２２の取付位置は、軟性部２ａ内において、軸線方向に位置を違えている。従って、いずれか１つの硬度調整用操作手段１４を操作すると、軟性部２ａの軸線方向において１段階で硬度が変化することになり、また２つの硬度調整用操作手段１４を操作すると、軟性部２ａは２段階で硬度が変化し、３つの硬度調整用操作手段１４を操作すると軟性部２ａの硬度は３段階で変化することになる。いずれにしろ、軟性部２ａの先端側、つまり湾曲部２ｂへの連結側の硬度が低く、基端側、つまり本体操作部１への連結側の硬度が高くなる。そこで、図１には、軟性部２ａ内において、先端の固定部が湾曲部２ｂへの連結部に近い側から順に、硬度可変手段１３ａ，１３ｂ，１３ｃとなっている。

従って、挿入部２を体腔内に挿入する操作を行う際に、挿入深さや挿入経路に応じて３箇所設けられている硬度調整用操作手段１４を操作することによって、円滑な挿入操作が可能になる。例えば、挿入初期の段階では、最先端側にガイドパイプ２２を設けた硬度可変手段１３ａのみの硬度を高くし、挿入深さが増すに応じて硬度可変手段１３ａと硬度可変手段１３ｂとの２段階で硬度を変化させ、さらに全ての硬度可変手段１３ａ，１３ｂ，１３ｃの３段階で硬度を変化させ、基端側の硬度を高くするように操作する。これによって、挿入部２の挿入経路に対する挿入長が長くなっても、体外からの押し込み力を確実に挿入部２の先端まで伝達することができ、挿入操作性が良好となる。また、挿入経路において、大きく曲っている部位を通過させる際には、先端側、またはそれより基端側の位置での硬度が低下するように操作することができる。これによって、挿入経路において、曲がりくねった複雑な箇所を円滑に通過させることができる。

ここで、前述した実施の形態では、硬度調整用操作手段は各々の硬度可変手段に独立のものとして設けるようにしたが、図８に示したように、操作つまみ１２６を設けた操作軸１２５に取り付けられているピニオンギア１２７には、３段のギア部１２７ａ，１２７ｂ及び１２７ｃが形成されている。一方、それぞれコイルスリーブに挿通されている操作ワイヤ１２１ａ，１２１ｂ及び１２１ｃに連結したラック１２８ａ，１２８ｂ及び１２８ｃがそれぞれピニオンギア１２７のギア部１２７ａ，１２７ｂ，１２７ｃと噛合している。そして、ラック１２８ａに連結した操作ワイヤ１２１ａは最も長く、ラック１２８ｂに連結した操作ワイヤ１２１ｂ，ラック１２８ｃに連結した操作ワイヤ１２１ｃの順に短くなっている。

従って、操作つまみ１２６を操作するだけで、軟性部２ａの硬度を軸線方向において、３段階に変化させることができる。このために、ピニオンギア１２７におけるギア部１２７ａ，１２７ｂ，１２７ｃとラック１２８ａ，１２８ｂ，１２８ｃとのギア比は、図９に示したようになっている。即ち、操作軸１２５の回転時において、初期の角度範囲では、特性Ａで示したように、ギア部１２７ａとラック１２８ａとのギア比が大きく、他のギア比は最小限のものとなし、次の角度範囲では、特性Ｂで示したように、ギア部１２７ｂとラック１２８ｂとのギア比が大きく、他のギア比は最小限のものとし、最も大きい角度範囲では、特性Ｃで示したように、ギア部１２７ｃとラック１２８ｃとのギア比が大きく、それ以外のギア比は最小限のものとする構成としている。

以上のように構成することによって、単一の操作つまみ１２６により３段階の硬度変化を生じさせることができるようになり、硬度調整用操作手段１１４の構成が簡略化され、本体操作部１内への組み付け性が良好になる。

さらに、図１０に示したように、硬度可変手段１３ａ，１３ｂ，１３ｃが装着されている部位に応じて、挿入部１０２を構成する軟性部１０２ａの太さを変えるように構成することもできる。即ち、３本の硬度可変手段１３ａ，１３ｂ，１３ｃが挿通されている部位は最も大径で、２本の硬度可変手段１３ａ，１３ｂが挿通されている部位は中間の外径寸法となり、１本の硬度可変手段１３ａのみが設けられている先端部分は最も小径となるようにする。従って、軟性部１０２ａは外径寸法が３段階に変化することによって、可撓性の度合いも変化することから、挿入部１０２の全体が先端に向かうに応じて段階的に硬さが変化することになり、しかも硬度調整用操作部材１４を操作することにより、曲げ方向の硬さの変化度合いをコントロールすることができるようになる。従って、固定的となった曲げ方向の硬さの変化と、硬度調整用操作部材１４の操作により調整が可能となった硬度の変化部とを組み合わせることによって、さらに挿入部１０２の曲げ方向における硬さの制御をより微細に行うことができる。

本発明の内視鏡挿入部の硬度可変装置が適用される内視鏡の全体構成を示す説明図である。図１の挿入部における軟性部の断面図である。本発明の実施の一形態を示す内視鏡挿入部の硬度可変装置における硬度可変手段の構成説明図である。図３の硬度可変手段に接続した硬度調整用操作手段の断面図である。図４の平面図である。図４とは異なる作動状態を示す硬度調整用操作手段の断面図である。操作軸の位置決め機構の構成を示す説明図である。硬度調整用操作手段の他の実施の形態を示す断面図である。ピニオンギアの各ギア部と３つのラックとのギア比を示す説明図である。本発明の第２の実施の形態を示す内視鏡の全体構成図である。

符号の説明

１本体操作部
２，１０２挿入部
２ａ，１０２ａ軟性部
２ｂ湾曲部
１３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ硬度可変手段
１４，１１４硬度調整用操作手段
２０コイルスリーブ
２１，１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ操作ワイヤ
２２ガイドパイプ
２３スライドスリーブ
２５，１２５操作軸
２６，１２６操作つまみ
２７，１２７ピニオンギア
２８，１２８ａ，１２８ｂ，１２８ｃラック
２９ストッパ溝
３０ストッパ突起
１２７ａ，１２７ｂ，１２７ｃギア部

Claims

本体操作部に連結され、この本体操作部への連結側から軟性部，湾曲部及び先端硬質部の順に設けた挿入部の軟性部内に設けられ、この軟性部の基端側と先端側とで曲げ方向の硬さの度合いを変化させる内視鏡挿入部の硬度可変装置において、
金属線材を密巻き螺旋状に巻回したものからなり、基端部は前記本体操作部内に位置し、先端部は前記軟性部内に延在させ、基端側は前記本体操作部に対して固定したコイルスリーブと、
前記コイルスリーブ内に挿通させ、先端が前記コイルスリーブに固定した操作ワイヤと、
前記軟性部内の所定の位置に固定され、前記コイルスリーブの先端側を所定のストロークだけ軸方向に往復移動可能に挿通させて、先端が前記軟性部の構造部材に固定したガイドパイプ及びこのガイドパイプに前記所定のストローク分だけ相対移動可能に挿通させたスライドスリーブとから構成され、前記コイルスリーブは前記スライドスリーブに固定して設けたガイド部材と、
前記操作ワイヤの基端部が連結されて、この操作ワイヤの引っ張り操作によって、前記コイルスリーブを圧縮させるための硬度調整用操作手段とからなり、
前記コイルスリーブを挿通させた前記ガイド部材は前記軟性部内に複数個所設けられ、前記各ガイド部材を前記軟性部の軸方向に位置を違えて配置する
構成としたことを特徴とする内視鏡挿入部の硬度可変装置。
前記硬度調整用操作手段は、前記複数設けられる操作ワイヤが連結されており、この硬度調整用操作手段の操作量に応じて、前記複数のコイルスリーブの１または複数を圧縮させる構成としたことを特徴とする請求項１記載の内視鏡挿入部の硬度可変装置。