JP5380422B2

JP5380422B2 - 内視鏡

Info

Publication number: JP5380422B2
Application number: JP2010267039A
Authority: JP
Inventors: 英俊平田; 貴行仲村; 和義原; 毅芦田; 真一山川; 孝之飯田
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2010-11-30
Filing date: 2010-11-30
Publication date: 2014-01-08
Anticipated expiration: 2030-11-30
Also published as: CN202288231U; JP2012115421A

Description

本発明は、観察窓に向けて流体を噴射する流体噴射ノズルを備えた内視鏡に関する。

内視鏡は、被検体内へ挿入される挿入部の先端部に、被検体の像光を取り込むための観察窓と、観察窓に向けて流体（水または空気）を噴射する流体噴射（送気・送水）ノズルとを備えている。観察窓と流体噴射ノズルは、挿入部の軸方向と直交する平坦面に配置されている。従来、観察窓は、その光入射面となる表面が、挿入部の平坦面に平行な平面状に形成されているのが一般的であり、観察窓の表面には、被検体内の液や汚物が付着するため、流体噴射ノズルの噴射口から水を噴射して観察窓の汚れを洗い流し、噴射口から空気を噴射して観察窓の表面に残った水滴が吹き飛ばされる。観察窓の一部に汚れや水滴が残っていると観察がしにくいので、流体噴射ノズルから噴射される流体は、観察窓の表面全体に行き渡ることが好ましい。

このため、特許文献１記載の内視鏡では、挿入部の平坦面に対して観察窓の表面を所定高さ突出させて配設するとともに、観察窓の周縁の全周に渡って、平坦面から観察窓の表面に向かって徐々に高さが高くなるように傾斜する傾斜部（円環状凸部）が形成されている。流体噴射ノズルの噴射口から噴射した流体は傾斜部の傾斜面にぶつかり、観察窓の表面に向かってスムーズに流れるので、流体を観察窓の表面全体に行き渡らせることができる。観察窓の表面を通過した流体は、流体噴射ノズルとは反対側の傾斜面を下り、平坦面へ流れる。このように傾斜部を設けることで、観察窓の洗浄性と噴射する水の水切れ性が向上する。

特開２００３−２１０３８８号公報

従来の内視鏡では、観察窓を含む対物光学系から取り込んだ被検体像の周辺部に歪みが生じるという問題がある。そこで、本出願人は、表面が平面状に形成された観察窓ではなく、挿入部先端の平坦面に対して表面が凸となる光学レンズを観察窓として使用し、周辺部の歪みを補正することを検討している。

しかしながら、上記特許文献１記載の内視鏡では、観察窓の全周に設けられる傾斜部の高さに、周辺部の歪み補正のために観察窓の表面を凸レンズ面に形成する分が加わると、平坦面からの観察窓の突出量が大きくなるため、表面に傷が付くなど観察窓が破損する可能性が高くなる。さらに、この観察窓に流体噴射するために流体噴射ノズルを従来よりもさらに突出させなくてはならない。

また、観察窓の表面を凸レンズ面にして高さが増加した分、傾斜部を小さくして平坦面からの高さを抑えた場合、噴射した流体が傾斜部にぶつかる面積も小さくなるため、観察窓へ流れる流体の勢いが弱くなる。さらに、傾斜部を小さくすると、洗浄したあとの汚れを含んだ洗浄水が流体噴射ノズルの反対側から、再び傾斜面を伝って逆流するという問題がおきる。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、挿入部先端からの観察窓及び流体噴射ノズルの突出量を抑えることができる内視鏡を提供することを目的とする。

本発明の内視鏡は、被検体内へ挿入される挿入部の先端部に設けられ、挿入部の軸方向と直交する平坦面と、前記平坦面に対して一段凹となり、前記先端部の外周面と連続する凹部と、被検体の像光を取り込むための観察窓であって、前記凹部に囲まれる位置に配され、光入射面である凸レンズ面を有し、前記凸レンズ面の周縁が前記凹部に対して先端側に突出して設けられた観察窓と、前記凸レンズ面の周縁から前記凹部に向かって徐々に基端側へ傾斜する傾斜面と、前記平坦面に配置され、噴射口から前記凸レンズ面に向かって斜め上方から流体を吹き付ける流体噴射ノズルとを備えたことを特徴とする。

前記流体噴射ノズルの前記噴射口から流体が噴射する噴射方向に沿った延長上に、前記凸レンズ面及び前記傾斜面の両方が位置することが好ましい。

前記流体噴射ノズルは、前記平坦面に対する流体の噴射方向Ｓの傾斜角が５°〜１５°となっていることが好ましい。

前記凹部で囲まれる位置に、被検体内に照明光を照射するための照明窓を設けていることが好ましい。

本発明の内視鏡によれば、挿入部の平坦面に対して一段凹となり、外周面と連続する凹部に囲まれ、凸レンズ面の周縁が凹部に対して先端側に突出する位置に観察窓を配し、凸レンズ面の周縁から凹部に向かって徐々に基端側へ傾斜する傾斜面を配し、噴射口から凸レンズ面に向かって斜め上方から流体を吹き付ける流体噴射ノズルを平坦面に配置しているので、挿入部先端からの観察窓及び流体噴射ノズルの突出量を抑えることができる。

内視鏡システムの外観斜視図である。観察窓及び流体噴射ノズルに沿った先端部の断面図である。電子内視鏡の先端部の構成を示す斜視図である。流体噴射ノズル及び観察窓周辺の位置関係を示す要部断面図である。凹部で囲まれる位置に照明窓を配置した第２実施形態の一例を示す斜視図である。

図１に示すように、電子内視鏡システム１１は、電子内視鏡１２、プロセッサ装置１３、光源装置１４、及び送気・送水装置１５などから構成されている。送気・送水装置１５は、光源装置１４に内蔵され、エアーの送気を行う周知の送気装置（ポンプなど）１５ａと、光源装置１４の外部に設けられ、洗浄水を貯留する洗浄水タンク１５ｂから構成されている。電子内視鏡１２は、被検者の体内に挿入される可撓性の挿入部１６と、挿入部１６の基端部分に連接された操作部１７と、プロセッサ装置１３及び光源装置１４に接続されるコネクタ１８と、操作部１７とコネクタ１８との間を繋ぐユニバーサルコード１９とを有する。コネクタ１８は複合タイプのコネクタであり、プロセッサ装置１３、及び光源装置１４、送気・送水装置１５がそれぞれ接続されている。

挿入部１６は、その先端に設けられ、被検体内撮影用の撮像素子としてのＣＣＤ型イメージセンサ（図２参照。以下、ＣＣＤという）４０等が内蔵された先端部１６ａと、先端部１６ａの基端に連設された湾曲自在な湾曲部１６ｂと、湾曲部１６ｂの基端に連設された可撓性を有する可撓管部１６ｃとからなる。以下、挿入部１６の先端側を単に「先端側」といい、挿入部１６の基端側を単に「基端側」という。

プロセッサ装置１３は、光源装置１４と電気的に接続され、電子内視鏡システム１１の動作を統括的に制御する。プロセッサ装置１３は、ユニバーサルコード１９や挿入部１６内に挿通された伝送ケーブルを介して電子内視鏡１２に給電を行い、ＣＣＤ４０の駆動を制御する。また、プロセッサ装置１３は、伝送ケーブルを介してＣＣＤ４０から出力された撮像信号を取得し、各種画像処理を施して画像データを生成する。プロセッサ装置１３で生成された画像データは、プロセッサ装置１３にケーブル接続されたモニタ２０に観察画像として表示される。

挿入部１６及び操作部１７の内部には、送気・送水チャンネル２１（図２参照）が配されており、送気・送水チャンネル２１は、先端部１６ａに設けられた送気・送水ノズル（流体噴射ノズル）２２（図２参照）に接続している。また、送気・送水チャンネル２１は、ユニバーサルコード１９を通って送気・送水装置１５に接続される。

操作部１７には、注射針や高周波メスなどが先端に配された各種処置具が挿通される鉗子口２３と、送気・送水ボタン２４、アングルノブ２５などが設けられている。送気・送水ボタン２４によって送気操作を行うと、送気装置１５ａが発生するエアーが送気・送水ノズル２２に送られ、送水操作を行うと、送機装置１５ａが発生するエアーの圧力によって洗浄水タンク１５ｂから洗浄水が送気・送水ノズル２２に送られる。送気・送水ノズル２２は、送気・送水チャンネル２１を介して供給されたエアー、洗浄水を選択的に噴射する。

また、アングルノブ２５が操作されると、挿入部１６内に挿設されたワイヤが押し引きされることにより、湾曲部１６ｂが上下左右方向に湾曲動作する。これにより、先端部１６ａが体腔内の所望の方向に向けられる。

図２及び図３に示すように、先端部１６ａは、先端部本体２６、この先端部本体２６の先端側に装着されるキャップ状の先端保護キャップ２７、観察窓２８、照明窓２９ａ，２９ｂ、鉗子出口３０、及び送気・送水ノズル２２を備える。先端部本体２６には、送気・送水ノズル２２や、後述する対物レンズユニット３４などの各部品を保持する貫通孔２６ａ，２６ｂが挿入部１６の軸方向に沿って形成されている。先端部本体２６の後端は、湾曲部１６ｂを構成する先端側の湾曲駒３１に連結されている。

先端保護キャップ２７は、先端部本体２６の先端側を覆う先端板部２７ａと、先端部本体２６の外周面を覆う円筒部２７ｂとからなる。湾曲部１６ｂの外周面を覆う外皮層３２が先端部本体２６まで延在し、外皮層３２の先端と円筒部２７ｂの後端とが突き合わされて端部同士が接着剤などにより固着されている。先端板部２７ａには、挿入部１６の軸方向と直交する面であり、挿入部１６の先端面を構成する平坦面２７ｃが形成されている。

先端板部２７ａには、平坦面２７ｃに対して一段凹となる凹部３３が形成されている。凹部３３は、先端板部２７ａの中央付近から送気・送水ノズル２２の反対側に延びて、先端板部２７ａの外周面すなわち先端保護キャップ２７の外周面２７ｄに連続している。

先端板部２７ａには、平坦面２７ｃを先端側から視たとき、観察窓２８、照明窓２９ａ，２９ｂ、送気・送水ノズル２２を露呈させる貫通孔２７ｅ〜２７ｈ、及び鉗子出口３０が形成されている。観察窓２８は、先端部１６ａの中央付近、且つ凹部３３に囲まれた位置に配されている。また、照明窓２９ａ，２９ｂは、平坦面２７ｃから露呈し、且つ観察窓２８に関して対称な位置に２つ配されている。

観察窓２８は、対物レンズユニット３４を構成する最先端側の対物レンズであり、カバーガラスを兼ねるものである。観察窓２８は、略円板状の外形であり、光入射面である凸レンズ面３５と、凸レンズ面３５に連続する外周面３６とを有する。凸レンズ面３５は、対物レンズユニット３４の光学系によって取り込む像の周辺部における歪みを補正する。

観察窓２８を含む対物レンズユニット３４の光学系は、鏡胴３７に保持される。鏡胴３７は、観察窓２８の外周面３６の基端側を覆い、先端面が凸レンズ面３５に対して段差を持つように形成されている。観察窓２８は、外周面３６の先端側が先端保護キャップ２７の貫通孔２７ｅに嵌合する。鏡胴３７は、先端部本体２６の貫通孔２６ａに嵌合するとともに、先端面が先端保護キャップ２７の先端板部２７ａに突き当たって取り付けられている。

観察窓２８は、凸レンズ面３５の周縁が凹部３３から突出する位置に取り付けられている。先端保護キャップ２７には、凸レンズ面３５の周縁と凹部３３との間に、凹部３３から所定高さ突出する円環状凸部３８が一体に形成されている。円環状凸部３８は、内周面が貫通孔２７ｅと連続しており、外周には、傾斜面３９が形成されている。傾斜面３９は、凸レンズ面３５の周縁から凹部３３に向かって徐々に高さが低くなって基端側へ傾斜する。

対物レンズユニット３４の奥には、ＣＣＤ４０が取り付けられている。ＣＣＤ４０は、例えばインターライントランスファ型のＣＣＤからなり、対物レンズユニット３４の光学系によって取り込まれた被検体像が撮像面に結像される。なお、撮像素子としては、ＣＣＤ４０に限らず、ＣＭＯＳでもよい。

照明窓２９ａ，２９ｂは、照射レンズを兼ねており、被検体内の被観察部位に光源装置１４からの照明光を照射する。照明窓２９ａ，２９ｂは、ライトガイド（図示せず）の出射端が面している。ライトガイドは、多数の光ファイバー（例えば、石英からなる）を束ねて形成されたものである。このライトガイドは、挿入部１６、操作部１７、ユニバーサルコード１９、及びコネクタ１８の内部を通っており、光源装置１４からの照明光を照明窓２９ａ，２９ｂに導く。鉗子出口３０は、挿入部１６内に配設された鉗子チャンネル（図示せず）に接続され、操作部１７の鉗子口２３に連通している。鉗子口２３に挿通された各種処置具は、その先端が鉗子出口３０から露呈される。

送気・送水ノズル２２は、先端側の噴射筒部２２ａと、基端側の接続筒部２２ｂとが一体に形成されている。接続筒部２２ｂは、送気・送水チャンネル２１の先端側外周面に嵌合して送気・送水チャンネル２１に接続される。また、接続筒部２２ｂ及び送気・送水チャンネル２１は、先端部本体２６の貫通孔２６ｂに嵌合している。噴射筒部２２ａは、接続筒部２２ｂから先端の噴射口４１へ滑らかに曲折された筒状に形成されており、先端保護キャップ２７の貫通孔２７ｈを通して外部に露呈している。

送気・送水ノズル２２、及び観察窓２８周辺の位置関係について図４を参照して説明する。なお、符号Ｔは、凸レンズ面３５の頂点であり、対物レンズとしての観察窓２８の厚み方向において最も突出している箇所を示す。符号ａは、凸レンズ面３５の突出量であり、観察窓２８の厚み方向において、凸レンズ面３５の周縁から頂点Ｔまでの高さを示す。また、符号ｈは、円環状凸部３８が凹部３３から突出する高さを示す。

凸レンズ面３５の周縁の位置は、円環状凸部３８が凹部３３から突出する高さｈに合わせている。すなわち、凸レンズ面３５の周縁が、円環状凸部３８の先端と同じ位置に配されている。このことから、凸レンズ面３５の頂点Ｔが凹部３３から突出する高さは、円環状凸部３８の高さｈに凸レンズ面３５の突出量ａを足した高さｈ+ａとなる。なお、円環状凸部３８が凹部３３から突出する突出量ｈは０．２〜０．３ｍｍとすることが好ましい。

円環状凸部３８は、平坦面２７ｃより一段低い凹部３３から突出して設けられているため、平坦面２７ｃに対する凹部３３の深さをＤとすると、観察窓２８が平坦面２７ｃから突出する突出量Ｈ_１はｈ+ａ−Ｄとなる。なお、凹部３３の深さＤと、凸レンズ面３５の突出量ａとが、ａ≦Ｄ≦５ａの条件を満たすように凹部３３を形成することが好ましい。

また、送気・送水ノズル２２は、凸レンズ面３５の斜め上方から流体を吹き付けるように噴射方向Ｓが決められている。この噴射方向Ｓは、平坦面２７ｃからの傾斜角αが、例えば５°〜１５°となっている。なお、符号Ｈ_２は、平坦面２７ｃから突出する送気・送水ノズル２３の突出量を示す。

さらに、送気・送水ノズル２２による流体噴射範囲は、円環状凸部３８の傾斜面３９に流体を当てるように、好ましくは、凸レンズ面３５及び傾斜面３９の両方に流体を当てるように設定される。このため、送気・送水ノズル２２の噴射筒部２２ａは、噴射口４１の上端４１ａから噴射方向Ｓに沿った延長上に凸レンズ面３５が位置し、噴射口４１の下端４１ｂから噴射方向Ｓに沿った延長上に傾斜面３９が位置するように配することが好ましい。なお、これに限らず、送気・送水ノズル２２の噴射筒部２２ａは、噴射方向Ｓに沿った噴射口４１の延長上に傾斜面３９のいずれかの位置を合わせるように配置すればよい。

上記構成の電子内視鏡１２を使用して、送気・送水ノズル２２の流体噴射による観察窓２８の洗浄を行うときのプロセスを説明する。送気・送水用ノズル２０から噴射した流体（エアー又は洗浄水）は、その一部が傾斜面３９に当たって凸レンズ面３５の周方向に拡がり、傾斜面３９を上る。これにより、凸レンズ面３５の表面全体に流体が行き渡り、凸レンズ面３５に付着した液や汚物が吹き飛ばされる。さらに、エアーの噴射によって洗浄水も吹き飛ばされる。そして、凸レンズ面３５を乗り越えて液や汚物を含んだ水は、送気・送水用ノズル２０の反対側の傾斜面３９を通過して凹部３３へ流下する。このように洗浄が行われた後、凸レンズ面３５及び傾斜面３９を乗り越えた水の大部分は、凹部３３に沿って外周面２７ｄへと流下するが、その一部が水滴（洗浄済みの汚水）となって凹部３３に滞留することもある。凹部３３から凸レンズ面３５の周縁までは、円環状凸部３８の突出量ｈの分だけ離れており、さらに、平坦面２７ｃに対する凹部３３の深さＤの分、突出量ｈを大きくすることができるため、凸レンズ面３５への水滴の逆流を防ぐことができる。

上述したように、平坦面２７ｃに対する凹部３３の深さＤの分、平坦面２７ｃから観察窓２８の凸レンズ面３５が突出する突出量Ｈ_１が抑えられ、凸レンズ面３５に斜め上方から流体を噴射する送気・送水ノズル２２が平坦面２７ｃから突出する突出量Ｈ_２も抑えられる。従来の内視鏡では、凹部３３が無く、観察窓の全周に設けられる円環状凸部が先端部の平坦面から突出していたため、観察窓の表面を凸レンズ面にした場合、破損する可能性が高くなるが、本発明では、平坦面２７ｃに凹部３３を形成しているため、観察窓２８や送気・送水ノズル２２の突出量が抑えられ、外部の構造物と衝突して、観察窓２８や送気・送水ノズル２２が破損することを防ぐことができる。

上記第１実施形態では、凹部３３に囲まれた位置に観察窓２８が配され、平坦面２７ｃから露呈する位置に照明窓２９ａ，２９ｂが配されているが、本発明は、これに限るものではなく、図５に示す第２実施形態のように、内視鏡の先端部５０に、平坦面２７ｃに対して一段凹となる凹部５１を形成し、凹部５１で囲まれた位置に観察窓２８及び一方の照明窓２９ａを配してもよい。なお、図５においては、上記第１実施形態と同様の部品を用いるものについては同符号を付して説明を省略する。

第２実施形態の先端部５０に形成された凹部５１は、上記第１実施形態と同様に、先端板部２７ａの中央付近から送気・送水ノズル２２の反対側に延びて、先端保護キャップ２７の外周面２７ｄに連続している。また、照明窓２９ａが露呈する貫通孔２７ｆは、凹部５１と連続して形成されている。照明窓２９ａは、表面が凹部５１と同一面に位置するように取り付けられている。また、他方の照明窓２９ｂは、平坦面２７ｃから露呈し、且つ観察窓２８に関して照明窓２９ａと対称な位置に配されている。この第２実施形態では、一方の照明窓２９ａを観察窓２８とともに凹部５１で囲まれる位置に配しているため、送気・送水用ノズル２０から噴射した流体によって、凸レンズ面３５とともに、照明窓２９ａに付着した液や汚物も吹き飛ばされる。さらに、エアーの噴射によって洗浄水も吹き飛ばされる。なお、凹部５１に囲まれた位置に配される照明窓は１つだけではなく、一対の照明窓２９ａ，２９ｂの両方を凹部５１で囲まれた位置に配してもよい。

上記実施形態においては、撮像装置を用いて被検体の状態を撮像した画像を観察する電子内視鏡を例に上げて説明しているが、本発明はこれに限るものではなく、光学的イメージガイドを採用して被検体の状態を観察する内視鏡にも適用することができる。

１２電子内視鏡
１６挿入部
１６ａ，５０先端部
２１送気・送水チャンネル
２２送気・送水ノズル（流体噴射ノズル）
２７ｃ平坦面
２８観察窓
２９ａ，２９ｂ照明窓
３３凹部
３４対物レンズユニット
３５凸レンズ面
３９傾斜面
４１噴射口
Ｄ深さ
Ｈ_１，Ｈ_２突出量

Claims

被検体内へ挿入される挿入部の先端部に設けられ、挿入部の軸方向と直交する平坦面と、
前記平坦面に対して一段凹となり、前記先端部の外周面と連続する凹部と、
被検体の像光を取り込むための観察窓であって、前記凹部に囲まれる位置に配され、光入射面である凸レンズ面を有し、前記凸レンズ面の周縁が前記凹部に対して先端側に突出して設けられた観察窓と、
前記凸レンズ面の周縁から前記凹部に向かって徐々に基端側へ傾斜する傾斜面と、
前記平坦面に配置され、噴射口から前記凸レンズ面に向かって斜め上方から流体を吹き付ける流体噴射ノズルとを備えたことを特徴とする内視鏡。
前記流体噴射ノズルの前記噴射口から流体が噴射する噴射方向に沿った延長上に、前記凸レンズ面及び前記傾斜面の両方が位置することを特徴とする請求項１記載の内視鏡。
前記流体噴射ノズルは、前記平坦面に対する流体の噴射方向Ｓの傾斜角が５°〜１５°となっていることを特徴とする請求項１または２記載の内視鏡。
前記凹部で囲まれる位置に、被検体内に照明光を照射するための照明窓を設けていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の内視鏡。