JP5711434B1

JP5711434B1 - 内視鏡

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Publication number: JP5711434B1
Application number: JP2014547618A
Authority: JP
Inventors: 敏弘山下
Original assignee: Olympus Medical Systems Corp
Current assignee: Olympus Medical Systems Corp
Priority date: 2013-08-30
Filing date: 2014-05-08
Publication date: 2015-04-30
Anticipated expiration: 2034-05-08
Also published as: US20150305598A1; WO2015029503A1; JPWO2015029503A1

Abstract

操作部における湾曲操作に連動して能動的に湾曲動作する第１の湾曲部３０と、第１の湾曲部の基端側に配設されて外力によって受動的に湾曲動作する第２の湾曲部４０と、第２の湾曲部４０の基端側に連設する可撓管部７と、を挿入部２に備えた内視鏡１において、先端側の曲げ剛性が基端側の曲げ剛性よりも高くなるよう構成した一連の螺旋管部（第１，第２のフレックス４１，５１）を第２の湾曲部４０及び可撓管部７に配設し、螺旋管部の曲げ剛性が変化する境界（第１，第２のフレックス４１，５１の境界）を、可撓管部７の先端側に設定することにより、湾曲部の屈曲を防止して挿入部の良好な挿入性を実現する。

Description

本発明は、可撓管部の先端側に、外力によって受動的に湾曲する湾曲部を備えた内視鏡に関する。

従来、医療分野の内視鏡は、例えば、体内に細長い挿入部を挿入することによって、体内の対象部位を観察したり、必要に応じて処置具挿通チャンネル内に挿入した処置具を用いて各種処置をするために用いられている。この種の内視鏡の挿入部には、先端側から順に、先端部、湾曲部及び可撓管部が配設されており、術者等は、挿入部を体内に挿入する際に、可撓管部を把持して体内に押し込みながら、内視鏡の操作部に配設される操作ノブ等を所定操作することにより湾曲部を所望の方向へ湾曲させることが可能となっている。

ところで、このような内視鏡の挿入部については、屈曲する体内への挿入性を向上するための種々の工夫がなされている。例えば、日本国特開昭５８−４９１３２号公報には、複数の湾曲駒が操作部における湾曲操作に連動して能動的に湾曲動作する第１の湾曲部の基端側に、外力に応じて受動的に湾曲動作する第２の湾曲部を設けた技術が開示されている。ここで、この日本国特開昭５８−４９１３２号公報の技術において、第２の湾曲部は、可撓管部を構成する螺旋状の芯材（フレックス）を湾曲部まで延設し、この延設した芯材の外周に、可撓管部を被嵌する外嵌チューブよりも軟性な弾性チューブを第１の湾曲部の各湾曲駒と一体的に被嵌することにより構成されている。

しかしながら、上述の日本国特開昭５８−４９１３２号公報に開示された構成では、可撓管部と第２の湾曲部との間の剛性差が大きくなりすぎる場合がある。そして、このような挿入部を、例えば、可撓管部を押し込む方向と異なる方向に屈曲する上葉気管支等の管路に挿入する場合、第２の湾曲部の基端側が可撓管部との大きな剛性差に起因して急峻に屈曲してしまい、却って挿入抵抗を増大させる等の虞がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、湾曲部の屈曲を防止して挿入部の良好な挿入性を実現することができる内視鏡を提供することを目的とする。

本発明の一態様による内視鏡は、長尺な挿入部と、前記挿入部の基端側に連設され、湾曲操作が可能な操作部と、前記挿入部に設けられ、前記湾曲操作に連動して能動的に湾曲動作する湾曲構造体を有する第１の湾曲部と、前記挿入部に設けられ、前記第１の湾曲部の基端側に連設され、外力によって受動的に湾曲動作する第２の湾曲部と、前記挿入部に設けられ、前記第２の湾曲部の基端側に連設される可撓性を有する可撓管部と、先端側の曲げ剛性が基端側の曲げ剛性よりも高くなるよう帯状部材を螺旋状に巻回して形成され、前記第２の湾曲部及び前記可撓管部に配設される螺旋管部と、前記第１の湾曲部及び前記第２の湾曲部において前記湾曲構造体及び前記螺旋管部の外周側を被覆する第１の外皮と、前記可撓管部において前記螺旋管部の外周側を被覆し、前記第１の外皮よりも硬性な第２の外皮と、前記可撓管部の先端側に設けられ、前記螺旋管部の曲げ剛性が変化する境界部と、を備えたものである。

本発明の第１の実施形態に係わり、内視鏡の構成を示す斜視図同上、挿入部の先端部分の説明図同上、第１の外皮を取り除いた状態にて第２の湾曲部及び可撓管部を示す要部断面側面図同上、湾曲部及び可撓管部の要部を示す分解斜視図同上、挿入部を上葉気管支に挿入する際の状態を示す説明図本発明の第２の実施形態に係わり、第１の外皮を取り除いた状態にて第２の湾曲部及び可撓管部を示す要部断面側面図同上、フレックスの斜視図本発明の第３の実施形態に係わり、第１の外皮を取り除いた状態にて第２の湾曲部及び可撓管部を示す要部断面側面図同上、湾曲部及び可撓管部の要部を示す分解斜視図同上、フレックスの変形例を示す拡大断面図

以下、図面を参照して本発明の形態を説明する。図１乃至図５は本発明の第１の実施形態に係わり、図１は内視鏡の構成を示す斜視図、図２は挿入部の先端部分の説明図、図３は第１の外皮を取り除いた状態にて第２の湾曲部及び可撓管部を示す要部断面側面図、図４は湾曲部及び可撓管部の要部を示す分解斜視図、図５は挿入部を上葉気管支に挿入する際の状態を示す説明図である。

図１に示す内視鏡１は、例えば、気管支用の内視鏡（気管支鏡）である。この内視鏡１は、被検体内の気管支等の対象部位に挿入可能な長尺な挿入部２と、挿入部２の基端側に連設された操作部３と、操作部３の側部から延出されたユニバーサルコード４と、を有して構成されている。

操作部３は操作把持部を構成する操作部本体１０を有し、この操作部本体１０の先端側が、折れ止め部１１を介して、挿入部２の基端側に接続されている。また、操作部本体１０の先端寄りには、挿入部２内に処置具を挿通させる管路である処置具挿通チャンネル２８（後述する）の基端側の開口部となる処置具挿通口１３が設けられている。一方、操作部本体１０の基端寄りには、アングルレバー１４が設けられるとともに、各種内視鏡機能のスイッチ類１５が設けられている。

ユニバーサルコード４の一端側は、折れ止め部１６を介して操作部本体１０の側部に連設されている。一方、ユニバーサルコード４の他端側である延出端には、スコープコネクタ部２０が設けられている。このスコープコネクタ部２０の端部には、図示しない光源装置に着脱自在な光源側コネクタ２１が設けられている。光源側コネクタ２１には、挿入部２側から延在するライトガイド（図示せず）の基端部が突設されるとともに、電気接点２２が配設されており、光源側コネクタ２１が光源装置に接続されると、ライトガイドが光源装置内の光源と光学的に接続されるとともに、電気接点２２が光源装置内の電源と電気的に接続される。また、スコープコネクタ部２０の側部には、図示しないビデオプロセッサに着脱自在な電気コネクタ２３が設けられている。

図２乃至図４に示すように、挿入部２は、先端部５と、先端部５の基端側に配設される湾曲自在な湾曲部６と、湾曲部６の基端側に配設され長尺で可撓性を有する可撓管部７と、が先端から順に連設されて構成されている。

例えば、図２に示すように、先端部５には、被検体内を照明するための照明光学系２５や被検体を撮像するための撮像光学系２６が設けられるとともに、被検体内の被検部位に向けて流体を供給する送気送水チャンネル２７や鉗子等の処置具が導出される処置具挿通チャンネル２８等が形成されている。

湾曲部６は、例えば、操作部３のアングルレバー１４を通じた湾曲操作に連動して上下２方向に能動的に湾曲自在な第１の湾曲部３０と、第１の湾曲部３０の基端側に配設され外力によって受動的に湾曲動作する第２の湾曲部４０と、を有して構成されている。

図４に示すように、第１の湾曲部３０は、例えば、金属製の複数の湾曲駒３２がリベット等の枢支部３３によって回動自在に連結された湾曲構造体３１を有する。この湾曲構造体３１の外周には、例えば、ステンレス等の金属細線を編み込んで形成した筒状のブレード３４が被覆されている。また、湾曲構造体３１を構成する湾曲駒３２のうち、最先端に位置する湾曲駒３２ａには、先端部５を構成する金属製の先端部本体５ａの基端側が連結されている。さらに、湾曲構造体３１を構成する湾曲駒３２のうち、最基端に位置する湾曲駒３２ｂとその外周に被覆されたブレード３４には、筒状をなす第１の口金３５の先端側が外嵌され、ロウ付け等によって固定されている。なお、図示しないが、最先端に位置する湾曲駒３２ａの内周には、例えば、アングルレバー１４に連結する２本の湾曲操作ワイヤの先端側が固定されており、第１の湾曲部３０は、これらの湾曲操作ワイヤがアングルレバー１４の操作によって牽引或いは弛緩されることにより、上下方向に対して能動的に湾曲動作する。

一方、第２の湾曲部４０は、例えば、螺旋管部を構成する螺旋管部材として、ステンレス材等からなる帯状のバネ鋼を螺旋状に巻回して構成された圧縮コイルバネからなる第１のフレックス４１を有する。この第１のフレックス４１の外周には、例えば、ステンレス等の金属細線を編み込んで形成した筒状のブレード４２が被覆されている。また、図３に示すように、第１のフレックス４１とその外周に被覆されたブレード４２の先端側には、第１の口金３５の基端側が外嵌され、ロウ付け等によって固定されている。一方、フレックス４１とその外周に被覆されたブレード４２の基端側には、可撓管部７の先端側に硬質部７ａを形成する金属製の第２の口金５３の先端側が外嵌され、ロウ付け等によって固定されている。

さらに、第１，第２の湾曲部３０，４０において、ブレード３４，４２の外周には、例えば、軟性のゴム等からなるチューブ状をなす第１の外皮４５が一体的に被覆されている。なお、この第１の外皮４５の先端側は、例えば、先端部本体５ａの外周部に液密に接着固定されており、第１の外皮４５の基端側は、例えば、第２の口金５３の外周部に液密に接着固定されている。

可撓管部７は、例えば、螺旋管部を構成する螺旋管部材として、ステンレス材等からなる帯状のバネ鋼を螺旋状に巻回して構成された圧縮コイルバネからなる第２のフレックス５１を有する。この第２のフレックス５１の外周には、例えば、ステンレス等の金属細線を編み込んで形成した筒状のブレード５２が被覆されている。また、図３に示すように、第２のフレックス５１とその外周に被覆されたブレード５２の先端側には、第２の口金５３の基端側が外嵌され、ロウ付け等によって固定されている。一方、第２のフレックス５１の基端側は、折れ止め部１１の内部に延設されている（図示せず）。

さらに、可撓管部７において、ブレード５２の外周には、例えば、所定の硬性を有する樹脂等からなるチューブ状をなす第２の外皮５５が被覆されている。なお、この第２の外皮５５の先端側は、例えば、第２の口金５３の外周部に液密に接着固定されており、第２の外皮５５の基端側は、折れ止め部１１の内部に延設されている。

このような内視鏡１の挿入部２において、第１の外皮４５が軟性のゴム等によって構成されることにより、第１，第２の湾曲部３０，４０は、湾曲可能な領域として設定されている。一方、第２の外皮５５が所定の硬性を有する樹脂等によって構成されることにより、可撓管部７は、湾曲部３０，４０のようには容易には曲がらないが、所定の撓み変形が可能な領域として設定されている。

また、第１の外皮４５と第２の外皮５５との硬度の相違によって、湾曲部６（第２の湾曲部４０）と可撓管部７との間で剛性が急変することを防止するため、第１のフレックス４１は第２のフレックス５１よりも高剛性な部材（バネ定数Ｋの高い部材）で構成されている。

ここで、フレックス４１，５１の各バネ定数Ｋは、例えば、以下の（１）式によって求めることができる。
Ｋ＝Ｇ・ｄ^４／８Ｎａ・Ｄ^３ …（１）
なお、（１）式中において、Ｇはバネ係数、ｄは板厚、Ｄは内径である。

（１）式からも明らかなように、巻回による間隔ｓを等しく設定した場合、フレックスのバネ定数Ｋは、例えば、フレックス板幅Ｗをアップさせて有効巻数Ｎａを少なくすることにより、高くすることが可能となる。

そこで、図３，４に示すように、本実施形態の第１のフレックス４１は、そのフレックス板幅Ｗ１を、第２のフレックス５１のフレックス板幅Ｗ２よりも大きく設定することにより、高剛性化が図られている。そして、上述したように、第１のフレックス４１の基端側を可撓管部７の硬質部７ａに設けられた第２の口金５３に連結することにより（すなわち、第１，第２のフレックス４１，５１の境界を、可撓管部７の先端側に設定することにより）、第２の湾曲部４０上に、可撓管部７に比して極端に剛性が低くなる領域が形成されることが防止されている。

このような実施形態によれば、操作部における湾曲操作に連動して能動的に湾曲動作する第１の湾曲部３０と、第１の湾曲部の基端側に配設されて外力によって受動的に湾曲動作する第２の湾曲部４０と、第２の湾曲部４０の基端側に連設する可撓管部７と、を挿入部２に備えた内視鏡１において、先端側の曲げ剛性が基端側の曲げ剛性よりも高くなるよう構成した一連の螺旋管部（第１，第２のフレックス４１，５１）を第２の湾曲部４０及び可撓管部７に配設し、螺旋管部の曲げ剛性が変化する境界（第１，第２のフレックス４１，５１の境界）を、可撓管部７の先端側に設定したことにより、第２の湾曲部４０の屈曲を防止して挿入部２の良好な挿入性を実現することができる。

すなわち、第１のフレックス４１を第２のフレックス５１よりも高剛性な螺旋管部材で構成し、これらの境界を、可撓管部７の先端側に設定したことにより、第１の湾曲部３０の湾曲操作性を損なうことなく（第１の外皮４５の軟性を維持したまま）、第２の湾曲部４０と可撓管部７との間の剛性差を小さく設定し、且つ、第２の湾曲部４０上に可撓管部７に比して極端に剛性が低くなる領域が形成されることを防止することができる。従って、例えば、図５に示すように、挿入部２を上葉気管支１００等の管路内に挿入する場合にも、術者等が可撓管部７を把持して体内に押し込んだ場合にも、可撓管部７と第２の湾曲部４０との境界部分近傍で挿入部２の折曲（図５中の一点鎖線参照）等が発生することを的確に防止することができる。

この場合、特に、螺旋管部は、曲げ剛性の異なる２種類の螺旋管部材（第１，第２のフレックス４１，５１）を連結して構成したものであり、第１，第２のフレックス４１，５１の剛性は任意に設定することができるため、第２の湾曲部４０及び可撓管部７の曲げ剛性の最適化を容易に実現することができる。

また、可撓管部７の先端側に形成される硬質部７ａにおいて第１，第２のフレックス４１，５１を連結することにより、これら第１，第２のフレックス４１，５１の曲げ剛性の相違に起因して可撓管部７上に剛性の変化する部位が新たに形成されることを防止することができる。

次に、図６乃至図７は本発明の第２の実施形態に係わり、図６は第１の外皮を取り除いた状態にて第２の湾曲部及び可撓管部を示す要部断面側面図、図７はフレックスの斜視図である。なお、本実施形態においては、螺旋管部の構成が上述の第１の実施形態に対して主として異なる。その他、上述の第１の実施形態と同様の構成については、同符号を付して説明を省略する。

図６，７に示すように、本実施形態における挿入部２には、螺旋管部として、第２の湾曲部４０の先端側から可撓管部７の基端側まで連続し、フレックス板幅が一定の１本の圧縮コイルバネからなるフレックス６０が設けられている。このフレックス６０は、例えば、ステンレス材等からなる帯状のバネ鋼を螺旋状に巻回することによって構成されている。ここで、本実施形態のフレックス６０は、先端側の領域におけるバネ鋼の巻回による間隔ｓ１が基端側の領域におけるバネ鋼の巻回による間隔ｓ２よりも大きく（粗に）設定されている。そして、このようにバネ鋼の巻回密度を異ならせ、先端側を粗に巻回して上述の（１）式における有効巻数Ｎａを少なくすることにより、フレックス６０は、先端側の領域における剛性（バネ係数）が基端側の領域における剛性よりも相対的に高く設定されている。

このフレックス６０の外周には、例えば、ステンレス等の金属細線を編み込んで形成した筒状のブレード６１が被覆されている。また、図６に示すように、フレックス６０とその外周に被覆されたブレード６１の先端側には、第１の口金３５の基端側が外嵌され、ロウ付け等によって固定されている。一方、フレックス６０の基端側は、折れ止め部１１の内部に延設されている（図示せず）。さらに、このフレックス６０上の剛性が変化する境界は、可撓管部７の先端側に設定されている。当該境界において、フレックス６０とその外周に被覆されたブレード６１には、可撓管部７の先端側に硬質部７ａを形成する金属製の第２の口金６３が外嵌され、ロウ付け等によって固定されている。

このような実施形態によれば、上述の第１の実施形態で得られる作用効果に加え、第２の湾曲部４０及び可撓管部７内に一連のフレックス６０を配設することにより、構造を簡素化することができるという効果を奏する。

次に、図８乃至図１０は本発明の第３の実施形態に係わり、図８は第１の外皮を取り除いた状態にて第２の湾曲部及び可撓管部を示す要部断面側面図、図９は湾曲部及び可撓管部の要部を示す分解斜視図、図１０はフレックスの変形例を示す拡大断面図である。なお、本実施形態においては、螺旋管部の構成が上述の第１の実施形態に対して主として異なる。その他、上述の第１の実施形態と同様の点については、同符号を付して説明を省略する。

図８，９に示すように、本実施形態において、第２の湾曲部４０は、例えば、螺旋管部を構成する螺旋管部材として、ステンレス材等からなる帯状のバネ鋼を螺旋状に巻回して構成された引張コイルバネからなる第１のフレックス７１を有する。

また、可撓管部７は、例えば、螺旋管部を構成する螺旋管部材として、ステンレス材等からなる帯状のバネ鋼を螺旋状に巻回して構成された圧縮コイルバネからなる第２のフレックス７２を有する。

すなわち、本実施形態において、第１のフレックス７１はバネ鋼の巻回による間隔が略零に設定された引張コイルバネによって構成され、一方、第２のフレックス７２はバネ鋼が所定の間隔を有して巻回された圧縮コイルバネによって構成されている。なお、これら第１，第２のフレックスル７１，７２は、上述の第２の実施形態で説明した構成と同様、一連のバネ鋼によって構成することも可能である。

ここで、上述の（１）式で示した圧縮コイルバネのバネ定数Ｋとは異なり、引張コイルバネのバネ係数Ｋは、以下の（２）式に示すように、さらに、初張力Ｔ（伸び零の状態を維持する上限の引張力）の項を有する。

Ｋ＝Ｇ・ｄ^４／８Ｎａ・Ｄ^３＋Ｔ …（２）
従って、引張コイルバネは、一般に、圧縮コイルバネに比して有効巻数Ｎａが大きくなる傾向にあるが、初張力Ｔの影響により、圧縮コイルバネに比してバネ定数Ｋを大きく設定することが可能である。

そこで、本実施形態においては、当該初張力Ｔを考慮しつつ、第１，第２のフレックス７１，７２の各有効巻数Ｎａをチューニングすることにより、第１のフレックス７１のバネ定数が第２のフレックス７２のバネ定数に比して大きくなるよう設定されている。

このような実施形態によれば、上述の第１の実施形態で得られる効果と略同様の効果を奏することができる。

ここで、例えば、図１０に示すように、第１のフレックス７１を構成するバネ鋼の一方の側面（例えば、先端側の側面）に凸条７１ａを形成するとともに、他方の側面（例えば、基端側の側面）に凹条７１ｂを形成し、これらの凸条７１ａと凹条７１ｂとを互いに係合させることも可能である。このように構成すれば、第２の湾曲部４０の屈曲をより効果的に抑制することが可能となる。

なお、本発明は、以上説明した各実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲内である。例えば、上述の実施形態或いは各変形例の構成を適宜組み合わせても良いことは勿論である。

また、上述の実施形態においては、特に細径化が要求される気管支鏡に対して本発明を適用した一例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、消化器用、循環器用、脳外科用、泌尿器用、生殖器用の内視鏡等に対しても適用が可能である。

本出願は、２０１３年８月３０日に日本国に出願された特願２０１３−１８０１１６号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の内容は、本願明細書、請求の範囲、および図面に引用されたものである。

Claims

長尺な挿入部と、
前記挿入部の基端側に連設され、湾曲操作が可能な操作部と、
前記挿入部に設けられ、前記湾曲操作に連動して能動的に湾曲動作する湾曲構造体を有する第１の湾曲部と、
前記挿入部に設けられ、前記第１の湾曲部の基端側に連設され、外力によって受動的に湾曲動作する第２の湾曲部と、
前記挿入部に設けられ、前記第２の湾曲部の基端側に連設される可撓性を有する可撓管部と、
先端側の曲げ剛性が基端側の曲げ剛性よりも高くなるよう帯状部材を螺旋状に巻回して形成され、前記第２の湾曲部及び前記可撓管部に配設される螺旋管部と、
前記第１の湾曲部及び前記第２の湾曲部において前記湾曲構造体及び前記螺旋管部の外周側を被覆する第１の外皮と、
前記可撓管部において前記螺旋管部の外周側を被覆し、前記第１の外皮よりも硬性な第２の外皮と、
前記可撓管部の先端側に設けられ、前記螺旋管部の曲げ剛性が変化する境界部と、
を備えたことを特徴とする内視鏡。
前記螺旋管部は、曲げ剛性の異なる２種類の螺旋管部材を連結又は連続して構成されていることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。
前記螺旋管部は、前記帯状部材の巻回による間隔を変化させることにより、前記先端側の曲げ剛性を前記基端側の曲げ剛性よりも高く設定したことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。
前記螺旋管部は、圧縮コイルバネからなり、先端側における前記帯状部材の巻回による間隔を基端側よりも大きく設定することにより、前記先端側の曲げ剛性を前記基端側の曲げ剛性よりも高く設定したことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。
前記螺旋管部は、先端側を引張コイルバネにて構成し、基端側を圧縮コイルバネにて構成することにより、前記先端側の曲げ剛性を前記基端側の曲げ剛性よりも高く設定したことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。