JP5292426B2

JP5292426B2 - 内視鏡装着具

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Publication number: JP5292426B2
Application number: JP2011056346A
Authority: JP
Inventors: 恭義大田; 毅芦田; 貴行仲村; 真一山川; 誠之岩坂
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2011-03-15
Filing date: 2011-03-15
Publication date: 2013-09-18
Anticipated expiration: 2031-03-15
Also published as: JP2012191980A; US20120238817A1; EP2499957B1; EP2499957A1; CN102670152A

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装着具に関する。

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自己推進型の装着具が提案されている。この装着具は、内視鏡の先端に中空でトロイダル状の回転体を取り付け、この回転体を循環転動させ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記載の装着具では、回転体を保持または回転させるための機構の一部を回転体の内部に設ける必要があり、構成が複雑でコストが高くなってしまうといった問題がある。

また、上記特許文献１記載の装着具は、回転体と体内管路との摩擦力によって内視鏡を牽引するので、外径が小さいと十分な推進力を得ることができない。しかし、外径を大きくすると患者への負担が増えてしまうといった問題もあった。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、製造コストを抑えることのできる内視鏡装着具を提供することを目的としている。また、本発明は、十分な推進力を得ながら患者への負担を軽減できる内視鏡装着具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、本発明の内視鏡装着具は、内視鏡の挿入部に取り付けられ、外部の駆動源から動力が与えられて前記内視鏡を検査孔内で推進させる自己推進型の内視鏡装着具において、前記挿入部の挿入方向前側に設けられ、有端のベルトが巻き付けられた巻き付けローラと、前記巻き付けローラよりも前記挿入部の挿入方向後側に設けられ、前記巻き付けローラから前記ベルトを引き出すことによって前記内視鏡に推進力を供給するベルト引き出し機構とを備えたことを特徴としている。

前記ベルトを前記検査孔の内壁に押し当てるためのバルーンを設けてもよい。

また、前記巻き付けローラを前記挿入部の中心軸回りに複数設けるとともに、これら複数の巻き付けローラのそれぞれに対応するように、前記ベルト引き出し機構を複数設けてもよい。

さらに、前記巻き付けローラを前記挿入部の中心軸回りに複数設けるとともに、これら複数の巻き付けローラのそれぞれに対応するように、前記ベルト引き出し機構及び前記バルーンを複数設けてもよい。

また、前記挿入部を取り巻く円筒形状に形成され、前記動力源から動力の供給を受けて前記挿入部の中心軸回りに回転するウォームホイールと、前記ウォームホイールに歯合され、前記ウォームホイールの回転に連動して前記挿入部の挿入方向とは垂直な軸回りに回転するウォームホイールとを備え、前記ベルト引き出し機構は、前記ウォームホイールの回転により前記巻き付けローラから前記ベルトを引き出すものでもよい。

さらに、前記巻き付けローラよりも前記挿入方向後側に、前記巻き付けローラから引き出したベルトを収納するための収納部が形成されており、前記ベルトは、前記収納部の外側を回り込み、前記挿入方向後側から前記収納部に案内されるものでもよい。

また、前記収納部に、案内されたベルトの移動方向を規制するためのガイド部材を設けてもよい。

さらに、前記ガイド部材は、前記収納部に案内されたベルトを巻き取るための巻き取りローラであってもよい。

また、前記ベルトが引き出される方向とは反対方向に前記巻き付けローラを回転させることによって、前記巻き付けローラから引き出されたベルトを前記巻き付けローラに巻き戻すベルト巻き戻し機構を設けてもよい。

さらに、前記ベルトは、生体適合プラスチックで形成されているものでもよい。

また、前記ベルト引き出し機構は、遠隔操作されるものでもよい。

本発明の内視鏡装着具は、有端ベルトを用いた簡単な構成としたので、製造コストを抑えることができる。また、バルーンを用いて検査孔の内壁にベルトを押し当てるようにすれば、推進力を得たいときはバルーンを膨らませることで十分な推進力を得られ、挿入手技が比較的容易で推進力が必要のない部位を通過させる場合はバルーンを萎ませることで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部分の斜視図である。自己推進装置の本体部分の分解図である。自己推進装置の本体部分の断面図である。自己推進装置の本体部分の断面図である。自己推進装置の本体部分の断面図である。自己推進装置の本体部分の断面図である。

図１、図２において、内視鏡システム２は、電子内視鏡１０と自己推進装置（内視鏡装着具）１１とから構成される。電子内視鏡１０は、手元操作部１２と、この手元操作部１２に連設され、体内管路（例えば大腸）に挿入される挿入部１３とを備える。手元操作部１２にはユニバーサルコード１４が接続され、ユニバーサルコード１４の先端には、光源装置やプロセッサ装置（いずれも図示せず）が接続されている。

手元操作部１２には、アングルノブ１５や、挿入部１３の先端からエアー、水を噴出させるための送気・送水ボタン１６、吸引ボタン１７等が設けられている。また、手元操作部１２の挿入部１３側には、電気メス等の処置具が挿通される鉗子口１８が設けられている。

挿入部１３は、手元操作部１２側から順に、可撓性を有する軟性部１９と、湾曲自在な湾曲部２０と、先端硬性部２１とからなる。軟性部１９は、先端硬性部２１を体内管路の目的の位置に到達させるために数ｍの長さをもつ。湾曲部２０は、手元操作部１２のアングルノブ１５の操作に連動して上下、左右方向に湾曲動作する。これにより、先端硬性部２１を体内の所望の方向に向けることができる。

先端硬性部２１には、体内の被観察部位の像を取り込むための観察窓３０、対物光学系、および被観察部位の像を撮像する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１３、手元操作部１２、ユニバーサルコード１４に挿通された信号ケーブルにてプロセッサ装置に接続される。被観察部位の像は、固体撮像素子の受光面に結像されて撮像信号に変換される。プロセッサ装置は、信号ケーブルを介して受けた固体撮像素子からの撮像信号に各種画像処理を行って映像信号に変換し、これをケーブル接続されたモニタ（図示せず）に観察画像として表示させる。

また、先端硬性部２１には、光源装置の照射光源からの照明光を被観察部位に照射するための照明窓３１や、送気・送水ボタン１６の操作に応じて、光源装置に内蔵の送気・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３２、鉗子口１８に挿通された処置具の先端が露呈される鉗子出口３３が設けられている。

自己推進装置１１は、電子内視鏡１０に装着され、体内管路内における電子内視鏡１０の挿入部１３の進退を補助する装置である。自己推進装置１１は、挿入部１３に取り付けられる本体４０と、本体４０を駆動制御するコントロールユニット４１とを備えている。本体４０は、ベルト４２とバルーン４３を備えており、自己推進装置１１は、バルーン４３を膨らませてベルト４２を検査孔の内壁に押し当て、この状態でベルト４２を挿入方向とは逆方向へ向けて移動させることによって挿入部１３を検査孔の奥へと牽引する。

本体４０には、ベルト４２に駆動力を供給するためのトルクワイヤ４４と、バルーン４３に送気するための送気パイプ４５が接続されている。また、本体４０の後端には、挿入部１３の中心軸Ａの方向（挿入方向）に伸縮自在なオーバーチューブ４６が接続されている。オーバーチューブ４６は、挿入部１３とトルクワイヤ４４と送気パイプ４５とに一体性を持たせる為に設けられ、挿入部１３、トルクワイヤ４４、送気パイプ４５は、ともにオーバーチューブ４６に挿通される。

コントロールユニット４１は、モータ４７とエアポンプ４８と操作部４９とを備えており、体外に配置される。モータ４７は、トルクワイヤ４４と接続されており、トルクワイヤ４４を回転させることでベルト４２を駆動する。エアポンプ４８は、送気パイプ４５と接続されておりバルーン４３への送気及びバルーン４３からの排気を行う。

操作部４９は、本体４０の前進及び停止を指示するための操作部材や、バルーン４３への送気、送気の停止、排気を指示するための操作部材を備えている。コントロールユニット４１は、操作部４９からの操作指示に基づいてモータ４７及びエアポンプ４８を駆動制御する。このように、本体４９は、体外に配置されたコントロールユニット４１により遠隔操作される。

次に、図３、図４を用いて、本体４０の具体的な構成について説明する。なお、図３では、オーバーチューブ４６及びベルト４２の図示を省略している。また、図４では、オーバーチューブ４６の図示を省略している。

図３、図４に示すように、本体４０は、固定筒５０、ウォームギア５１、ベルト保持筒５２を備えている。固定筒５０は、内径が挿入部１３の外径とほぼ等しい円筒形状に形成されており、挿入部１３の外周に固定される。ウォームギア５１は、内径が固定筒５０の外径よりも一回り大きな円筒形状に形成され、固定筒５０の外周に取り付けられて回転自在に保持される。ウォームギア５１には、挿入方向後端部外周に沿って複数のギア歯が形成されている。このギア歯は、トルクワイヤ４４の先端に取り付けられたギア５３と歯合されており、ウォームギア５１は、ギア５３の回転に伴って固定筒５０の外周回りに回転する。

ベルト保持筒５２は、略角筒形状に形成され、固定筒５０及びウォームギア５１を覆うようにこれらの外側に配置される。ベルト保持筒５２は、ベルト保持筒５２の内周と固定筒５０の外周とを繋ぐように設けられた前端押さえ板５４及び後端押さえ板５５より、固定筒５０に固定される。

ベルト保持筒５２には、それぞれにベルト４２が巻き付けられた４つの巻き付けローラ５６が設けられている。ベルト４２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。また、ベルト４２は、有端であり、一端が巻き付けローラ５６に取り付けられ、他端が後述する巻き取りローラ５９に取り付けられている。なお、本実施形態では、ベルト４２として、挿入部１３が大腸のＳ字結腸を通過するのに十分な長さ（例えば、数十ｃｍ）のものを用いている。

巻き付けローラ５６は、挿入方向先端部に配置され、挿入方向と垂直な軸回りに回転自在に設けられている。巻き付けローラ５６は、図示しないバネ（ゼンマイ式のバネなど）により、ベルト４２を巻き付ける方向（図４において反時計方向）に付勢されている。これにより、後述するウォームホイール５７が回転していないにも関わらず、ベルト４２が巻き付けローラ５６から引き出されてしまうといったことを防止している。

また、ベルト保持筒５２には、各巻き付けローラ５６に巻き付けられたベルト４２を引き出すためのベルト引き出し機構が設けられている。ベルト引き出し機構は、ウォームホイール５７、従動ローラ５８、巻き取りローラ５９とからなる。これら、ウォームホイール５７、従動ローラ５８、巻き取りローラ５９は、各巻き付けローラ５６に対応して４つずつ設けられ、それぞれ対応する巻き付けローラ５６と平行な軸回りに回転自在に設けられている。

ウォームホイール５７は、ウォームギア５１と歯合されており、ウォームギア５１の回転に伴って回転する。従動ローラ５８は、ウォームホイール５７よりも挿入方向後側に配置されている。従動ローラ５８とウォームホイール５７との間の隙間は、ベルト４２の厚みよりも僅かに狭くされている。巻き取りローラ５９は、ウォームホイール５７よりも挿入方向前側に配置されている。巻き取りローラ５９は、挿入方向に沿ってスライド自在に保持されており、バネ６０によって挿入方向後側へ向けて付勢されている。

ベルト４２の他端は、巻き付けローラ５６から従動ローラ５８の外側（挿入部１３から遠い側）を回り込むように従動ローラ５８とウォームホイール５７との間を通った後、ウォームホイール５７に沿って巻き取りローラ５９へ向かい、ウォームホイール５７と巻き取りローラ５９との間を通って巻き取りローラ５９に取り付けられている。これにより、ウォームホイール５７が図４の反時計方向に回転すると、これに伴って従動ローラ５８と巻き取りローラ５９とが図４の時計方向に回転し、ベルト４２が巻き付けローラ５６から引き出されて巻き取りローラ５９に巻き付けられる（図６参照）。

また、ベルト保持筒５２の外周には、バルーン４３が設けられている。バルーン４３は、ドーナツ型のチューブからなり、巻き付けローラ５６から引き出されたベルト４２の内側（挿入部１３側）に位置するようにベルト保持筒５２の外周に固定されている。送気パイプ４５は、後端押さえ板５５を貫通する開口からベルト保持筒５２の内側を通され、ベルト保持筒５２を貫通する開口を通ってバルーン４３に接続されている。

上記のように構成された内視鏡システム２の作用について説明する。先ず、固定筒５０に挿入部１３と挿通して、本体４０を挿入部１３に固定する。次に、プロセッサ装置、光源装置、制御装置等の電源をオンして、次いで患者情報等を入力する。その後、電子内視鏡１０の挿入部１３を検査孔内に挿入する。

挿入手技の難しい部位、例えばＳ状結腸の手前まで挿入部１３が進められた後、操作部４９を操作してコントロールユニット４１の電源をオンする。そして、操作部４９から前進指示を入力する。前進指示が入力されると、モータ４７が駆動される。モータ４７は、図４においてウォームギア５１を反時計方向に回転させる方向に回転される。これにより、ベルト４２が巻き付けローラ５６から引き出されて巻き取りローラ５９に巻き付けられる。そして、このベルト４２の動きによって挿入部１３に推進力が供給されて、挿入部１３が検査孔の内壁に沿って前進する。

また、ベルト４２と検査孔の内壁との摩擦力が不十分で、モータ４７によりベルト４９を駆動するだけでは挿入部１３に十分な推進力が供給できない場合は、操作部４９からバルーン４３への送気指示を入力する。送気指示が入力されると、エアポンプ４８が駆動され、バルーン４３に対して送気が行われ、図５に示すようにバルーン４３が膨らむ。

挿入部１３に十分な推進力を供給できる程度にバルーン４３が膨らんだら、操作部４９から送気停止指示を入力することで、バルーン４３が膨らんだ状態で維持される。そして、この状態で前進指示を入力すれば、図６に示すように、膨らんだバルーン４３の外側を通ってベルト４２が巻き取りローラ５９に巻き取られるので、挿入部１３を検査孔の奥へと牽引できる。

先端硬性部２１が目的の部位に到達した場合、または、挿入手技の難しい部位を通過した場合、操作部４９から停止指示を入力することで、モータ４７が停止し、挿入部１３への推進力の供給が停止される。また、操作部４９から排気指示を入力すると、バルーン４３から排気されてバルーン４３が萎む。

このように、本発明の自己推進装置によれば、有端のベルトを用いた簡単な構成としたのでコストを抑えることができる。また、バルーンを膨らませることで挿入部に十分な推進力を供給できる。さらに、挿入手技が容易な場所で挿入部を進退させる場合などはバルーンを萎ませることでスムーズな進退が可能であり、患者への負担も少ない。

なお、本発明は、有端のベルトによって挿入部に推進力を供給できればよいので、細部の構成は上記実施形態に限定されず適宜変更できる。例えば、バルーンへの送気量やバルーンの内圧を検出するセンサを設け、センサからの情報に基づいてバルーンの大きさを調節できるようにしてもよい。

また、バルーンを使用する旨の指示を入力するだけで、自動的に最適な大きさにバルーンが膨らむようにしてもよい。この場合、バルーンを使用する指示が入力された際に、バルーンへの送気を行いながら送気量や内圧を監視する処理と、送気量や内圧の変化に基づいてバルーンの大きさが最適か否かを判定する処理と、最適な大きさと判定された際に送気を停止する処理とを、コントロールユニットが行うようにすればよい。

また、上記実施形態では、ベルト（モータ）とバルーン（エアポンプ）とを個別に制御す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。例えば、前進指示を入力すると、バルーンが所定の大きさまで膨らんだ後にベルトが駆動されるといった処理が自動でなされるようにしてもよい。さらに、観察対象等に応じたプログラムを予め組んでおき、プログラムに従ってモータ及びエアポンプを駆動制御、すなわち、自動操縦してもよい。

また、上記実施形態では、巻き付けローラとベルト引き出し機構とを４組設け、４本のベルトで内視鏡を牽引す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。例えば、巻き付けローラとベルト引き出し機構とを３組以下とし、３本以下のベルトで内視鏡を牽引してもよい。もちろん、巻き付けローラとベルト引き出し機構とを５組以上とし、５本以上のベルトで内視鏡を牽引してもよい。

さらに、上記実施形態では、１つのバルーンで全てのベルトを検査孔の内壁に押し当て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。ベルト毎にバルーンを設け、各バルーンが対応するベルトを検査孔の内壁に押し当てるようにしてもよい。もちろん、バルーンに対応して複数の送気ポンプを設けたり、切り替え弁などにより送気するバルーンを切り替えることによって、各バルーンの大きさを個別に調節できるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、巻き付けローラから引き出されたベルトを巻き取りローラに巻き付ける例で説明をしたが、図７に示すように、巻き付けローラ５６から引き出したベルト４２を、本体７０内のスペースに案内するだけでもよい。なお、本例では、巻き取りローラ５９の後方のスペースにベルト４２を案内するとともに、案内されたベルト４２の移動を規制するためのガイド板７１を設けている。また、図７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。

また、上記実施形態では、バネによりベルトを巻き付ける向きに巻き取りローラを付勢することによって、ウォームホイールが回転していない状態でベルトが巻き付けローラから引き出されてしまうといったことを防止す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。例えば、ストッパにより巻き付けローラの回転を規制してもよい。この場合、ストッパを、巻き付けローラの回転を規制する規制位置と、巻き付けローラの回転を許容する規制解除位置との間で移動自在に設けるとともに、このストッパを検査孔外から操作するためのワイヤを設け、挿入手技が難しい部位に挿入部が到達したときにワイヤを操作してストッパを規制解除位置へ移動させればよい。

さらに、上記実施形態では、挿入手技が困難な部位を通過するときだけベルトを駆動する例で説明をしたが、検査孔の入口からベルトを駆動して挿入部を牽引するようにしてもよい。なお、このように検査孔の入口からベルトを駆動する場合、または、挿入手技が難しい部位の距離が長い場合や挿入手技が難しい部位を複数箇所通過する必要がある場合などは、目的の部位へ到達する前に巻き付けローラから全てのベルトが引き出されてしまい、これ以上推進力を提供できなくなってしまう恐れがある。このような問題を防止するために、巻き付けローラから引き出したベルトを再度巻き付けローラに巻き戻すベルト巻き戻し機構を設け、ベルトを巻き戻すことにより再度推進力を供給できるように構成してもよい。

この場合、上記実施形態のようにバネによりベルトを巻き戻す向きに巻き付けローラを付勢するといったことが考えられる。こうすれば、バルーンを萎ませて、ベルトを引き出すためのモータをベルトを引き出すときとは反対方向に回転させれば、巻き付けローラにベルトが巻き戻され、再度推進力を供給できるようになる。また、上記実施形態で説明したベルト引き出し機構と同様の機構、すなわち、ウォームギア、ウォームホイール、モータ、トルクワイヤなどからなるベルト巻き取り機構を、ベルト引き出し機構とは別に新たに設け、このベルト巻き取り機構によってベルトを巻き戻すようにしてもよい。

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。

２内視鏡システム
１０電子内視鏡
１１自己推進装置
４０、７０本体
４１コントロールユニット
４２ベルト
４３バルーン
４４トルクワイヤ
４５送気パイプ
４７モータ
４８エアポンプ
５０固定筒
５１ウォームギア
５６巻き付けローラ
５７ウォームホイール
５８従動ローラ
５９巻き取りローラ
７１ガイド板

Claims

内視鏡の挿入部に取り付けられ、外部の駆動源から動力が与えられて前記内視鏡を検査孔内で推進させる自己推進型の内視鏡装着具において、
前記挿入部の挿入方向前側に設けられ、有端のベルトが巻き付けられた巻き付けローラと、
前記巻き付けローラよりも前記挿入部の挿入方向後側に設けられ、前記巻き付けローラから前記ベルトを引き出すことによって前記内視鏡に推進力を供給するベルト引き出し機構とを備えたことを特徴とする内視鏡装着具。
前記ベルトを前記検査孔の内壁に押し当てるためのバルーンを設けたことを特徴とする請求項１記載の内視鏡装着具。
前記巻き付けローラを前記挿入部の中心軸回りに複数設けるとともに、これら複数の巻き付けローラのそれぞれに対応するように、前記ベルト引き出し機構を複数設けたことを特徴とする請求項１または２記載の内視鏡装着具。
前記巻き付けローラを前記挿入部の中心軸回りに複数設けるとともに、これら複数の巻き付けローラのそれぞれに対応するように、前記ベルト引き出し機構及び前記バルーンを複数設けたことを特徴とする請求項２記載の内視鏡装着具。
前記挿入部を取り巻く円筒形状に形成され、前記動力源から動力の供給を受けて前記挿入部の中心軸回りに回転するウォームホイールと、
前記ウォームホイールに歯合され、前記ウォームホイールの回転に連動して前記挿入部の挿入方向とは垂直な軸回りに回転するウォームホイールとを備え、
前記ベルト引き出し機構は、前記ウォームホイールの回転により前記巻き付けローラから前記ベルトを引き出すことを特徴とする請求項１〜４いずれか記載の内視鏡装着具。
前記巻き付けローラよりも前記挿入方向後側に、前記巻き付けローラから引き出したベルトを収納するための収納部が形成されており、
前記ベルトは、前記収納部の外側を回り込み、前記挿入方向後側から前記収納部に案内されることを特徴とする請求項１〜５いずれか記載の内視鏡装着具。
前記収納部には、案内されたベルトの移動方向を規制するためのガイド部材が設けられていることを特徴とする請求項６記載の内視鏡装着具。
前記ガイド部材は、前記収納部に案内されたベルトを巻き取るための巻き取りローラであることを特徴とする請求項７記載の内視鏡装着具。
前記ベルトが引き出される方向とは反対方向に前記巻き付けローラを回転させることによって、前記巻き付けローラから引き出されたベルトを前記巻き付けローラに巻き戻すベルト巻き戻し機構を設けたことを特徴とする請求項１〜８いずれか記載の内視鏡装着具。
前記ベルトは、生体適合プラスチックで形成されていることを特徴とする請求項１〜９いずれか記載の内視鏡装着具。
前記ベルト引き出し機構は、遠隔操作されることを特徴とする請求項１〜１０いずれか記載の内視鏡装着具。