JP5236034B2 - 内視鏡用自己推進装置 - Google Patents

Description

本発明は、内視鏡の挿入部に装着されて使用される内視鏡用自己推進装置に関する。

体内管路に挿入して治療や観察を行う内視鏡が広く知られている。一般に、内視鏡は、体内管路の湾曲した部分を通過できるように、体外からの操作（手技）で挿入部の先端が湾曲するように構成されている。しかし、例えば、Ｓ状結腸や横行結腸のように体腔に固定されていない部位に内視鏡を挿入する手技は困難であり、挿入手技が未熟である場合には、患者に大きな苦痛を与えてしまう。

このため、下記特許文献１に記載されているように、腸管内で内視鏡を挿入方向に推進させる内視鏡用自己推進装置が提案されている。この装置は、内視鏡の先端に中空トロイダル状の回転体を取り付け、この回転体を循環駆動することによって内視鏡を腸管深部へと牽引している。

特表２００９−５１３２５０号公報

しかしながら、上記特許文献１記載の装置では、回転体の内側（回転体と内視鏡の外周との間）に、回転体を駆動する駆動ローラが設けられているため外径が大きく、患者への負担が大きくなってしまうといった問題があった。

本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、外径が小さく患者への負担を軽減できる内視鏡用自己推進装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明の内視鏡用自己推進装置は、内視鏡の挿入部に装着され、中空トロイダル形状の回転体またはリング状のエンドレスベルトからなる回転体を前記挿入部の長手方向に循環移動させることによって前記挿入部を検査孔内で進退させる内視鏡用自己推進装置において、前記回転体の内部領域に配置され、前記回転体を循環移動自在に支持する回転体支持部材と、前記挿入部が挿通される第１開口部、及び、前記回転体の前端部と当接され前記回転体支持部材の前端部との間で前記回転体を挟持する第１挟持部材を有し、前記第１開口部に前記挿入部が挿通されることによって前記挿入部の外周に固定されるとともに、前記挿入部の外周に固定された際に前記第１挟持部材により前記回転体の前方への移動を規制する前方装着部と、前記挿入部が挿通される第２開口部、及び、前記回転体の後端部と当接され前記回転体支持部材の後端部との間で前記回転体を挟持する第２挟持部材を有し、前記第２開口部に前記挿入部が挿通されることによって前記挿入部の外周に固定されるとともに、前記挿入部の外周に固定された際に前記第２挟持部材により前記回転体の後方への移動を規制する後方装着部と、を備え、前記第１、第２挟持部材の少なくとも一方は、検査孔外に設けられた駆動源から駆動力を供給されて回転することにより、前記回転体を循環移動させる駆動ローラであることを特徴としている。

前記回転体支持部材は、前記回転体が循環駆動された際に、前記挿入部の外周のうち前記前方装着部と前記後方装着部との間から露呈した露呈部分に前記回転体が摺接するように、前記回転体を支持することが好ましい。

前記第２挟持部材が、前記駆動ローラであることが好ましい。

前記第１挟持部材は、前記回転体の循環移動に従動して回転する従動ローラであってもよい。

前記回転体は、エンドレスベルトからなり、前記挿入部の軸回りに並べて配置されるものでもよい。

前記回転体支持部材は、前記エンドレスベルト間の隙間を通り、前記前方装着部または前記後方装着部の少なくとも一方へと延びるステーを備え、前記ステーを介して前記前方装着部または前記後方装着部の少なくとも一方に固定されて一体化されるものでもよい。

前記回転体支持部材は、前記回転体の内部前端側に配置され、前記第１挟持部材との間で前記回転体を挟持する前端支持部材と、前記回転体の内部後端側に配置され、前記第２挟持部材との間で前記回転体を挟持する後端支持部材と、前記前端支持部材と前記後端支持部材との間に配置され、前記前端支持部材を前記第１挟持部材へ向けて付勢し、前記後端支持部材を前記第２挟持部材へ向けて付勢する付勢手段とを備えているものでもよい。

前記駆動源から駆動力を供給されて軸回りに回転するトルクワイヤの先端に取り付けられた歯車と、前記挿入部を取り囲む円筒形状に形成され、前記歯車の回転に伴って前記挿入部の軸回りに回転するウォームギアと、前記ウォームギアと歯合されて前記ウォームギアの回転に伴って回転するウォームホイールとを備え、前記ウォームホイールが前記駆動ローラであってもよい。

本発明の内視鏡用自己推進装置は、駆動ローラを、回転体よりも前または後に設けたので、外径が小さく患者への負担を軽減できる。

内視鏡システムの概略図である。 内視鏡の先端部分と自己推進装置の本体の斜視図である。 自己推進装置の本体の断面図である。 自己推進装置の本体の分解図である。 前カバーの分解図である。 後カバーの分解図である。 自己推進装置の本体の断面図である。 自己推進装置の本体の断面図である。 自己推進装置の本体の断面図である。 自己推進装置の本体の断面図である。

図１、図２において、内視鏡システム１０は、電子内視鏡１２と、この電子内視鏡１２に装着される自己推進装置（内視鏡装着具）１４とから構成される。電子内視鏡１２は、検査孔（例えば、大腸）に挿入される挿入部１６、挿入部１６の後端に連設された手元操作部１８、ユニバーサルコード２０を介して手元操作部１８と接続されたプロセッサ装置や光源装置や送気・送水装置（いずれも図示せず）などから構成される。

挿入部１６は、先端硬性部１６ａ、湾曲部１６ｂ、柔軟部１６ｃとからなり、これらが先端（前）側から順に設けられている。先端硬性部１６ａには、光源装置からの照明光を被観察部位に照射するための照明窓２２や、送気・送水装置から供給されるエアーや水を観察窓に向けて噴射するための送気・送水ノズル２４、２５、後述する鉗子口３２に挿通された電気メス等の処置具の先端が露呈される鉗子出口２６が設けられている。

また、先端硬性部１６ａには、体内の被観察部位の像を取り込むための観察窓２８が設けられている。観察窓２８の背後には、対物光学系、及び、ＣＣＤやＣＭＯＳイメージセンサ等の固体撮像素子が設けられている。固体撮像素子は、挿入部１６、手元操作部１８、ユニバーサルコード２０に挿通された信号ケーブルによりプロセッサ装置（図示せず）に接続される。プロセッサ装置は、固体撮像素子を駆動制御して被観察部位を撮像し、撮像した画像をモニタ（図示せず）に表示させる。

湾曲部１６ｂは、可撓性を有するとともに、ワイヤなどを介して手元操作部１８と接続されている。そして、湾曲部１６ｂは、手元操作部１８の操作に応じて上下左右に湾曲する。これにより、先端硬性部１６ａを所望の方向へ向けることができる。柔軟部１６ｃは、柔軟に設けられ、先端硬性部１６ａを検査孔内の目的の部位へ到達させるために数ｍ程度の長さに形成されている。

手元操作部１８には、前述した送気・送水ノズル２４からエアー、水を噴出させるための送気・送水ボタン３０、３１や、電気メス等の処置具が挿通される鉗子口３２が設けられている。また、手元操作部１８には、アングルノブ３４が設けられている。アングルノブ３４は、２つの操作ダイヤル３４ａ、３４ｂが重ねて配置されたものであり、奥側の操作ダイヤル３４ａを回転させることで湾曲部１６ｂを上下に湾曲させ、手前側の操作ダイヤル３４ｂを回転させることで湾曲部１６ｂを左右に湾曲させることができる。

自己推進装置１４は、電子内視鏡１２に装着され、体内管路内における電子内視鏡１２の挿入部１６の進退を補助する装置である。自己推進装置１４は、挿入部１６に取り付けられて検査孔内に挿入される本体４０と、検査孔外に配置されて本体４０を駆動制御するコントロールユニット４２とを備えている。

本体４０は、エンドレスベルト４４を備えている。エンドレスベルト４４は、柔軟性を有する生体適合プラスチック（ポリ塩化ビニル、ポリアミド樹脂、フッ素樹脂、ポリウレタン樹脂等）から形成されている。エンドレスベルト４４は、挿入部１６の中心軸Ａ回りに１２０°の回転位置間隔で配置され、中心軸Ａと平行な方向に循環駆動される。自己推進装置１４は、エンドレスベルト４４を循環駆動させることによって挿入部１６に推進力を供給する。

本体４０の後端には、柔軟性を有する生体適合プラスチック（ポリ塩化ビニル、ポリアミド樹脂、フッ素樹脂、ポリウレタン樹脂等）から形成されるオーバーチューブ４６が接続されており、オーバーチューブ４６には、エンドレスベルト４４に駆動力を供給するためのトルクワイヤ４８が挿通されている。トルクワイヤ４８は、先端が本体４０に接続され、後端がコントロールユニット４２に接続されている。

コントロールユニット４２には、トルクワイヤ４８を回転させるモータ（図示せず）と、このモータの回転方向や回転スピードを調節するための操作部（図示せず）とが設けられ、操作部を操作することによってエンドレスベルト４４の回転を制御、すなわち、挿入部１６の推進方向や推進スピードを調節できる。

図３、図４に示すように、本体４０は、エンドレスベルト４４を支持するベルト支持筒５０と、ベルト支持筒５０の前方に配置される前カバー５２と、ベルト支持筒５０の後方に配置される後カバー５４とから構成される。これらは、後カバー５４、ベルト支持筒５０、前カバー５２の順でそれぞれ挿入部１６に取り付けられる。

ベルト支持筒５０は、挿入部１６の外周を取り囲む三角筒形状に形成され、前端部には前ローラ５６が、後端部には後ローラ５８が、それぞれ挿入部１６の中心軸Ａ回りに１２０°の回転位置間隔で配置され、回転自在に支持されている。エンドレスベルト４４は、前ローラ５６と後ローラ５８との間を橋渡すようにこれらの外側に架けられることによってベルト支持筒５０に支持されており、前ローラ５６及び後ローラ５８とともに回転する。

ベルト支持筒５０は、エンドレスベルト４４が回転した際に、挿入部１６の外周に摺接するように、その大きさ及び形状が決定されている。これにより、挿入部１６の軸Ａとは垂直な方向についてベルト支持筒５０の移動が規制され、ベルト支持筒５０のがたつきが防止される。また、エンドレスベルト４４と挿入部１６の外周との間に部材を配置しないので、自己推進装置１４の外径を小さくできる。

前カバー５２は、ベルト支持筒５０を前端側から覆う蓋状に形成されており、前端部に形成された開口６０内に挿入部１６が挿通されることによって挿入部１６に取り付けられる。前カバー５２の後端には、柔軟な素材から形成されたワイパー６２が設けられており、前カバー５２が挿入部１６に取り付けられると、前カバー５２の後端と、ベルト支持筒５０及びエンドレスベルト４４との間の隙間がワイパー６２によって塞がれる。これにより、ベルト支持筒５０と挿入部１６の外周との間への異物の混入が防止される。また、エンドレスベルト４４の回転に伴う、腸の内壁などの巻き込みも防止される。さらに、前カバー５２により、ベルト支持筒５０の前方への移動が規制される。

図５に示すように、前カバー５２の内部には、従動ローラ６４が収められている。従動ローラ６４は、エンドレスベルト４４のそれぞれに対応するように、挿入部１６の中心軸Ａ回りに１２０°の回転位置間隔で三角板状の支持板６６に取り付けられ、回転自在に支持されている。支持板６６は、スペーサ６８を介して前カバー５２の背面に固定されており、前カバー５２が取り付けられると、従動ローラ６４はエンドレスベルト４４と当接し、エンドレスベルト４４の回転に伴って回転する。

また、前カバー５２が取り付けられると、従動ローラ６４によりエンドレスベルト４４が押さえられ、ベルト支持筒５０の前方への移動が規制される。なお、ベルト支持筒５０は前カバー５２によっても前方への移動が規制されているので、従動ローラを廃止してもよい。従動ローラを廃止すると、ベルト支持筒５０の移動を規制する力は弱まるが、自己推進装置の前後方向の長さを短くできる。

図３、図４に戻り、後カバー５４は、ベルト支持筒５０を後端側から覆う蓋状に形成されており、後端部に形成された開口７０内に挿入部１６が挿通されることによって挿入部１６に取り付けられる。後カバー５４の前端には、柔軟な素材から形成されたワイパー７２が設けられており、後カバー５４が挿入部１６に取り付けられると、後カバー５４の前端と、ベルト支持筒５０及びエンドレスベルト４４との間の隙間がワイパー７２によって塞がれる。これにより、ベルト支持筒５０と挿入部１６の外周との間への異物の混入が防止される。また、エンドレスベルト４４の回転に伴う、腸の内壁などの巻き込みも防止される。さらに、後カバー５４により、ベルト支持筒５０の後方への移動が規制される。

図６に示すように、後カバー５４の内部には、エンドレスベルト４４を回転駆動させる駆動機構７４が収められている。駆動機構７４は、歯車７６、ウォームギア７８、ウォームホイール（駆動ローラ）８０を備えている。歯車７６は、トルクワイヤ４８の前端と連結され、トルクワイヤ４８と一体に回転する。歯車７６は、後カバー５４の前面に取り付けられ、回転自在に支持される。

ウォームギア７８は、挿入部１６を取り囲む円筒形状に形成されており、挿入部１６の中心軸Ａ回りに回転自在に設けられている。ウォームギア７８の後端側の外周には、歯車７６と歯合する歯列７８ａが形成されており、ウォームギア７８は、歯車７６の回転に伴って回転する。ウォームギア７８は、内周部が挿入部１６の外周により支持されるとともに、外周部の後端側が後カバー５４の前面に形成された保持リング８２により支持されて、挿入部１６の中心軸Ａとは垂直な方向の移動が規制されている。

また、ウォームギア７８の前方には、押さえ板８４が設けられている。押さえ板８４は、挿入部１６の外周を取り囲む係止リング８４ａと、係止リング８４ａの外周から後カバー５４の３つの角部（エンドレスベルト４４間の隙間）へ向けて延びる３枚の羽根８４ｂとを有し、羽根８４ｂの先端部が後カバー５４の内壁に固定されている。そして、ウォームギア７８は、係止リング８４ａと後カバー５４との間に挟まれて、前後方向への移動が規制されている。

ウォームホイール８０は、エンドレスベルト４４のそれぞれに対応するように、挿入部１６の中心軸Ａ回りに１２０°の回転位置間隔で、三角筒状のホイール支持筒８６に取り付けられ、回転自在に支持されている。ホイール支持筒８６は、後カバー５４と押さえ板８４との間に配置され、後端が後カバー５４に固定され、前端が押さえ板８４の各羽根８４ｂに固定されている。

ウォームホイール８０は、ウォームギア７８と歯合されており、ウォームギア７８の回転に伴って回転する。また、後カバー５４が取り付けられると、ウォームホイール８０がエンドレスベルト４４と当接し、ウォームホイール８０の回転に伴ってエンドレスベルト４４が回転する。さらに、後カバー５４が取り付けられると、ウォームホイール８０によりエンドレスベルト４４が押さえられ、ベルト支持筒５０の後方への移動が規制される。

このように、自己推進装置１４では、コントロールユニット４２から供給された動力を、駆動機構７４（歯車７６、ウォームギア７８、ウォームホイール８０）を介してエンドレスベルト４４に伝達して、エンドレスベルト４４を回転させる。そして、自己推進装置１４は、この駆動機構７４を後カバー５４の内部（すなわち、エンドレスベルトよりも後方）に配置し、エンドレスベルト４４を挿入部１６の外周に摺接させる（エンドレスベルト４４と挿入部１６との間に部材を配置しない）ようにしたので、外径が小さく、患者への負担が少ない。

なお、本発明は上記実施形態に限定されず細部の構成は適宜変更できる。例えば、図７に示す自己推進装置９０のように、エンドレスベルト４４を従動ローラ６４やウォームホイール８０へ向けて付勢してもよい。この自己推進装置１４では、前部９２と後部９４とに２分割されたベルト支持筒９６を用いるとともに、前部９２と後部９４との間にバネ９７を配置し、このバネ９７により前部９２を従動ローラ６４へ向けて付勢し、後部９４をウォームホイール８０へ向けて付勢している。なお、図７以降の図面を用いた説明では、上述した実施形態と同様の部材については同様の符号を付して説明を省略している。

さらに、図８に示す自己推進装置９８のように、上述した実施形態で説明した従動ローラに代えて、非回転式の規制部材１００でエンドレスベルト４４を前方から押さえ、エンドレスベルト４４の前方への移動を規制してもよい。もちろん、駆動機構をエンドレスベルト４４の前方へ設け、非回転式の規制部材で、エンドレスベルト４４を後方から押さえ、エンドレスベルト４４の後方への移動を規制してもよい。

また、図９に示す自己推進装置１０２のように、規制部材１０４を内側（中心軸Ａに近い側）と外側（中心軸Ａから遠い側）から挟み込むように２つの前ローラ１０６、１０８を設けてもよい。もちろん、本実施例とは反対に、１つの前ローラを内側と外側から挟み込むように、従動ローラや規制部材を２つ設けてもよい。さらに、ウォームホイールを挟み込むように、２つの後ローラを設けてもよい。また、ウォームホイールの内側または外側に従動ローラ（規制部材）を設け、この従動ローラ（規制部材）とウォームホイールとの間で、１つの後ローラを挟み込んでもよい。

さらに、図１０に示す自己推進装置１１０のように、前ローラや後ローラを設けずに、ベルト支持筒１１２に直接エンドレスベルト４４を架けてもよい。この自己推進装置１１０では、エンドレスベルト４４とベルト支持筒１１２との摩擦抵抗を軽減するために、ベルト支持筒５０のうちエンドレスベルト４４と当接する部分については、円弧状の曲面から構成している。

また、上記実施形態では、駆動機構をエンドレスベルトよりも後方に配置する例で説明をしたが、駆動機構をエンドレスベルトよりも前方に配置してもよい。この場合、トルクワイヤを前カバーまで延長し、上記実施形態の駆動機構とは前後を反転させた駆動機構を前カバー内に設ければよい。もちろん、エンドレスベルトよりも前方と後方とのそれぞれに駆動機構を配置し、２つの駆動機構によりエンドレスベルトを駆動してもよい。

さらに、上記実施形態では、３本のエンドレスベルトを備えた例で説明をしたが、本発明はこれに限定されるものではない。エンドレスベルトの本数はこれに限定されず適宜変更できるので、２本以下であってもよいし、４本以上であってもよい。

また、上記実施形態では、挿入部の外周と前カバーと後カバーとによって移動が規制されるフローティングタイプのベルト保持筒を用いる例で説明をしたが、ベルト保持筒を挿入部の外周や、前カバーや後カバーの少なくとも一方に固定してもよい。この場合、ベルト保持筒のうちエンドレスベルト間の隙間から露呈された部分と、挿入部の外周や前カバーや後カバーとを繋ぐようにステーを設け、このステーによりベルト保持筒を固定すればよい。このように、ベルト保持筒を固定すれば、ベルト保持筒のがたつきをより確実に防止できる。また、ベルト保持筒を前カバーや後カバーに固定して一体化すれば、これらを別個に挿入部に取り付ける場合と比較して装着が容易である。

さらに、上記実施形態では、回転体がエンドレスベルトである例で説明をしたが、本発明はこれに限定されるものではない。前述した特許文献１に記載されているように、中空トロイダル形状の回転体を用いてもよい。この場合、上述した実施形態と同様のベルト保持筒を回転体の内部の配置し、このベルト保持筒の移動を、挿入部の外周及び前カバーと後カバーとによって規制すればよい。

また、上記実施形態では、医療診断用の電子内視鏡の装着具に本発明を適用した例で説明をしたが、本発明はこれに限定されるものではない。工業用等その他の内視鏡や超音波プローブといった管路観察用器具の装着具に本発明を適用してもよい。

１０ 内視鏡システム
１２ 電子内視鏡
１４、９０、９８、１０２、１１０ 自己推進装置
１６ 挿入部
４０ 本体
４２ コントロールユニット
４４ エンドレスベルト
４８ トルクワイヤ
５０、９６、１１２ ベルト支持筒
５２ 前カバー
５４ 後カバー
６２、７２ ワイパー
６４ 従動ローラ
７４ 駆動機構
７６ 歯車
７８ ウォームギア
８０ ウォームホイール（駆動ローラ）
９２ 前部
９４ 後部
９７ バネ
１００、１０４ 規制部材

Claims (8)

1. 内視鏡の挿入部に装着され、中空トロイダル形状の回転体またはリング状のエンドレスベルトからなる回転体を前記挿入部の長手方向に循環移動させることによって前記挿入部を検査孔内で進退させる内視鏡用自己推進装置において、
   前記回転体の内部領域に配置され、前記回転体を循環移動自在に支持する回転体支持部材と、
   前記挿入部が挿通される第１開口部、及び、前記回転体の前端部と当接され前記回転体支持部材の前端部との間で前記回転体を挟持する第１挟持部材を有し、前記第１開口部に前記挿入部が挿通されることによって前記挿入部の外周に固定されるとともに、前記挿入部の外周に固定された際に前記第１挟持部材により前記回転体の前方への移動を規制する前方装着部と、
   前記挿入部が挿通される第２開口部、及び、前記回転体の後端部と当接され前記回転体支持部材の後端部との間で前記回転体を挟持する第２挟持部材を有し、前記第２開口部に前記挿入部が挿通されることによって前記挿入部の外周に固定されるとともに、前記挿入部の外周に固定された際に前記第２挟持部材により前記回転体の後方への移動を規制する後方装着部と、を備え、
   前記第１、第２挟持部材の少なくとも一方は、検査孔外に設けられた駆動源から駆動力を供給されて回転することにより、前記回転体を循環移動させる駆動ローラであることを特徴とする内視鏡用自己推進装置。
2. 前記回転体支持部材は、前記回転体が循環駆動された際に、前記挿入部の外周のうち前記前方装着部と前記後方装着部との間から露呈した露呈部分に前記回転体が摺接するように、前記回転体を支持することを特徴とする請求項１記載の内視鏡用自己推進装置。
3. 前記第２挟持部材が、前記駆動ローラであることを特徴とする請求項１または２記載の内視鏡用自己推進装置。
4. 前記第１挟持部材は、前記回転体の循環移動に従動して回転する従動ローラであることを特徴とする請求項３記載の内視鏡用自己推進装置。
5. 前記回転体は、エンドレスベルトからなり、前記挿入部の軸回りに並べて配置されることを特徴とする請求項１または２記載の内視鏡用自己推進装置。
6. 前記回転体支持部材は、前記エンドレスベルト間の隙間を通り、前記前方装着部または前記後方装着部の少なくとも一方へと延びるステーを備え、前記ステーを介して前記前方装着部または前記後方装着部の少なくとも一方に固定されて一体化されることを特徴とする請求項４記載の内視鏡用自己推進装置。
7. 前記回転体支持部材は、
   前記回転体の内部前端側に配置され、前記第１挟持部材との間で前記回転体を挟持する前端支持部材と、
   前記回転体の内部後端側に配置され、前記第２挟持部材との間で前記回転体を挟持する後端支持部材と、
   前記前端支持部材と前記後端支持部材との間に配置され、前記前端支持部材を前記第１挟持部材へ向けて付勢し、前記後端支持部材を前記第２挟持部材へ向けて付勢する付勢手段とを備えていることを特徴とする請求項１〜６いずれか記載の内視鏡用自己推進装置。
8. 前記駆動源から駆動力を供給されて軸回りに回転するトルクワイヤの先端に取り付けられた歯車と、
   前記挿入部を取り囲む円筒形状に形成され、前記歯車の回転に伴って前記挿入部の軸回りに回転するウォームギアと、
   前記ウォームギアと歯合されて前記ウォームギアの回転に伴って回転するウォームホイールとを備え、
   前記ウォームホイールが前記駆動ローラであることを特徴とする請求項１〜６いずれか記載の内視鏡用自己推進装置。

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