JP5894511B2 - 内視鏡装置及び内視鏡システム - Google Patents

Description

本発明は、外径に制限のある極細型の内視鏡装置及び内視鏡システムに関する。

近年、３次元画像を用いた診断が広く行われるようになっている。例えば、Ｘ線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置等により患者の断層像を撮像し、体内の３次元画像データを得て、この３次元画像データを用いて目標部位の診断等が行われる。

ＣＴ装置では、患者を体軸方向に連続送りしながら、Ｘ線照射と、この照射されたＸ線が体内を通過し、一部が体内で吸収されて減衰したＸ線の検出とを行い、体内の３次元領域について螺旋状に連続スキャン（ヘリカルスキャン：ｈｅｌｉｃａｌ ｓｃａｎ）する。そして、連続した多数の断層２次元画像から、３次元画像を作成している。

診断に用いられる３次元画像の１つに、肺の気管支の３次元画像がある。気管支の３次元画像は、例えば肺癌等が疑われる異常部の位置を３次元的に把握するのに利用される。そして、異常部を生検によって確認するために、例えば、カテーテルを挿入して組織のサンプルを採取している。この場合には、Ｘ線透視下で、先端にＸ線不透過の金属マーカを有するカテーテルを挿入し、半ば手探り状態で患部に到達する。しかし、透視の白黒二次元画像で正しい場所に到達させることは困難であり、場合によっては、異なった場所の組織を採取してしまい、再度カテーテルを挿入しなければならないなど、被検者にも術者にも負担が大きいものとなっている。

また、気管支のような多段階の分岐を有する体内の管路では、異常部の所在が気管支の末端に近いとき、内視鏡の先端を短時間で正しく目的部位に到達させることが難しい。このために、例えば特許文献１に開示されているように、体内の３次元領域の画像データに基づいて管路の３次元画像を作成し、３次元画像上で管路に沿って目的点までの経路を求め、経路に沿った管路の仮想内視鏡画像を画像データに基づいて作成し、仮想内視鏡画像を表示することで、気管支内視鏡を目的部位にナビゲーションする挿入支援装置が提案されている。

特許文献２には、光ファイバとこれを被覆する屈曲可撓性に富む被覆とからなる光ファイバセンサの先端部を予め所望の曲げ半径で屈曲しておき、この屈曲型光ファイバセンサを直状管内に挿入して、光ファイバセンサを直状管内で進退させることにより、直状管から出た光ファイバセンサの屈曲角度を任意に設定可能にする構成が提案されている。このような構成により、複数の関節環をピン結合により揺動自在に連結し、ワイヤ操作により先端部を湾曲させる先端部構造にした内視鏡に比べて、関節環の連結構造が不要になり、細径化を図ることができる。

特開２００９−２７９２５１号公報 特開昭６１−２７３５１７号公報

しかしながら、特許文献２に開示されているような極細の光ファイバセンサを用いた内視鏡と、特許文献１に開示されている内視鏡の挿入支援装置を用いて、挿入のナビゲーションを行い、分岐部で目的とする管路に向けて進路変更しようとしても、所望の屈曲角度や回転角度が得られないという問題がある。特に、直径に制限のある極細内視鏡では、挿入部先端を回転させようと手元側で挿入部を回転させても、そのトルクが挿入部先端に伝達されることがなく、先端を思う方向に回転させることができない。このため、内視鏡を引き込んだ後に再度進めて戻したりして、進路変更を行う必要から、迅速に目的部位に内視鏡先端を到達させることができないという問題がある。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、簡単な構成で所望の方向に容易に進路変更が可能な極細型の内視鏡装置及び内視鏡システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明では、先端に配される先端硬性部、先端硬性部に取り付けられる観察ユニット、先端硬性部の基端側に連結され、曲がり癖が付与された可撓チューブ、及び前記可撓チューブの外周面に設けられた第１摺動係合部を有する挿入部と、前記挿入部の基端に取り付けられる操作部とを設けた内視鏡と、前記挿入部が収納され、内周面には第１摺動係合部と摺動し、挿入部の軸方向に対して斜めに形成されている第２摺動係合部を有するガイドシースとを備えたことを特徴とする。これにより、複数の関節環などを設ける必要がなく、構成が簡単になり、内視鏡の極細化に寄与することができる。

第１摺動係合部は可撓チューブの外周面から突出する摺動突起部であり、第２摺動係合部は突起部と摺動するカム溝であることが好ましい。また、ガイドシースは、カム溝の基端と連続し、カム溝に向かって徐々に幅が狭くなるテーパー面を有するガイド溝を備えることが好ましい。これにより、摺動突起部がカム溝とスムーズに係合する。また、第２摺動係合部の軸方向の長さは、可撓チューブの曲がり癖が付与された部分よりも長く、かつ、曲がり癖が先端側に向かって開始する箇所と第１摺動係合部との距離よりも短いことが好ましい。

可撓チューブは、一対の第１摺動係合部を備え、ガイドシースは、第１摺動係合部に合わせた一対の第２摺動係合部を有することを特徴とする。これにより、ガイドシースに対して挿入部を安定して回転させることができる。

可撓チューブは、先端面が、筒芯と直交する面に対して斜めに形成されており、先端硬性部は、可撓チューブの先端面のうち、先端側に位置する端縁に対して基端側に位置する端縁を筒芯方向における同じ位置まで引っ張った状態で可撓チューブを固定する固定部を備えていることが好ましい。また、可撓チューブは、先端面のうち、先端側に位置する端縁から所定間隔置いた位置と、基端側に位置する端縁から所定間隔置いた位置にそれぞれ固定用の取り付け孔が形成されており、固定部は、先端硬性部の外周面から突出し、先端硬性部の筒芯方向において同一の位置に配され、取り付け孔のそれぞれと嵌合する嵌合突起部であることが好ましい。これにより可撓チューブに曲がり癖を付与した屈曲部を確実に形成することができる。

ガイドシースは、カム溝の先端側に、摺動突起部を係止する抜け止め部を備え、この抜け止め部により挿入部が前記ガイドシースの先端側に離脱することを規制することが好ましい。

観察ユニットは、先端硬性部と、先端硬性部に取り付けられる観察光学系及びイメージガイドとを有し、摺動突起部を除く可撓チューブの外径が２．０ｍｍ以下であることが好ましい。観察光学系とイメージガイドを用いることにより、現状では小型化に限界のある撮像ユニットを用いたものに比べて、内視鏡の極細化に寄与することができる。また、可撓チューブの外径を２．０ｍｍ以下とすることにより、ガイドシースを含めた全体の外径が２．４ｍｍ以下とすることができ、気管支内視鏡として抹消に近い部分まで挿入部先端を到達させることができる。

先端硬性部は、観察光学系とイメージガイドとの間の気密を保った状態で封止する封止部を内蔵し、固定部は、先端硬性部の径方向において、封止部の外側に位置することが好ましい。

ガイドシースは、直管状の外管と、外管の内周面先端側に配され、カム溝が形成された内管とを備え、内管は、Ｘ線不透過の金属から形成された金属マーカであることが好ましい。これにより、Ｘ線透視下で金属マーカの位置を検出しながら、ガイドシース及び挿入部先端を目標部位に到達させることもできる。また、ガイドシースに挿通され、前記ガイドシースの先端から出没自在にされる処置具を備えることが好ましい。

本発明の内視鏡システムは、内視鏡装置と、観察対象の３次元の画像データに基づき前記観察対象の管腔の仮想内視鏡画像を生成する仮想画像生成手段と、前記観察対象の管腔が分岐する分岐部における複数の仮想内視鏡画像を表示させる画像表示手段とを有する挿入支援装置とを備えることが好ましい。

本発明によれば、可撓チューブに曲がり癖が付与されるとともに、可撓チューブの外周面に設けられた第１摺動係合部がガイドシースの内周面に形成された第２摺動係合部と摺動するため、挿入部を屈曲状態とし、さらに挿入部の先端部を所望の向きに容易に変更することができる。また、ガイドシース内に収納された状態では、ガイドシースによって挿入部が直管状態で収納される。この屈曲状態と直管状態との状態変更と、摺動突起部及びカム溝による回転とにより、任意の方向に挿入部先端を進行させることができる。しかも、複数の関節環を連結させる構成が不要になり、挿入部の外径を小さくすることができる。

内視鏡システムを示す概略図である。 内視鏡システムの使用形態を示す説明図である。 内視鏡システムの別の使用形態を示す説明図である。 挿入部の構成を示す分解斜視図である。 挿入部及びガイドシースの要部断面図である。 先端硬性部を基端側から視た斜視図である。 可撓チューブの構成を示す斜視図である。 先端硬性部に可撓チューブを組み付ける工程を示す説明図である。 ガイドシースの挿通管の構成を示す斜視図である。 カム溝が形成された内管の展開図である。 屈曲状態となった挿入部の要部断面図である。 屈曲状態となった後、図１１とは異なる方向を向いた状態の挿入部の要部断面図である。 挿入支援装置の挿入経路設定画面を示す説明図である。 挿入支援装置の挿入支援画面を示す説明図である。 内視鏡の観察像の変化の一例を示す説明図であり、挿入部を屈曲させる前の状態（Ａ）と、挿入部を屈曲及び回転させて観察像の位置を合わせた状態（Ｂ）とを示す説明である。

図１に示すように、本発明の内視鏡システム２は、内視鏡本体３、ガイドシース４を有する内視鏡装置５と、挿入支援装置６とを備える。内視鏡本体３は、挿入部７及び手元操作部８を有する。図２に示すように、内視鏡本体３は、例えば患者９の体内の管腔である気管支１０に挿入され、気管支１０内が観察可能になっている。また、内視鏡装置５は、処置具１１を備えており、気管支１０内の目的部位１０Ａ近傍まで挿入部７及びガイドシース４を挿入した後は、ガイドシース４から挿入部７を引き抜いて、処置具１１をガイドシース４の内部に挿入させる。処置具１１は、例えば先端部に生体組織を採取可能なカップ１１Ａを有する生検鉗子であり、ガイドシース４に挿通され、ガイドシース４の先端から出没自在にされる。

図３に示すように、内視鏡システム２は、内視鏡装置５とは別の内視鏡装置１２と組み合わせて使用することもある。内視鏡装置１２は、ＣＣＤなどの撮像手段を内蔵する先端部１３Ａ、及び関節環を連結させた構造の湾曲部１３Ｂを設けた挿入部１３と、挿入部１３の基端に連設された手元操作部１４と、挿入部１３及び手元操作部１４の内部に設けられた処置具挿通チャンネル（図示せず）とを備える従来の内視鏡であり、手元操作部１４には、処置具入口１４Ａを有し、先端部１３Ａには、処置具導出口１３Ｃを有している。内視鏡装置１２の挿入部１３は、気管支１０の細い管路に挿入できず、気管支１０の末端に近い目的部位１０Ａに到達できないことがある。この場合、処置具入口１４Ａから本発明の内視鏡装置５を内視鏡装置１２の処置具挿通チャンネルへ挿通させ、処置具導出口１３Ｃからガイドシース４及び挿入部７を突出させる。ガイドシース４及び挿入部７は、内視鏡装置１２の挿入部１３よりも外径が細く、挿入部１３よりも細い管路まで挿入させることができる。

図４及び図５に示すように、挿入部７は、先端硬性部１９、可撓チューブ２０に区分けされている。挿入部７の先端に位置する先端硬性部１９は硬性の合成樹脂製または金属製の円筒体から形成されており、先端外周面が先細りのテーパになっている。先端硬性部１９内には、観察光学系２２、ライトガイド２３、イメージガイド２４が収納される。このため、先端硬性部１９の内周面は、先端から順に内径が異なる第１内周面１９ａ、第２内周面１９ｂ、第３内周面１９ｃが形成されている。

観察光学系２２は、先端から順に第１レンズ２５、絞り２６、第２レンズ２７、第３レンズ２８が配されて構成されている。このうち、絞り２６、第２レンズ２７、第３レンズ２８がレンズ鏡筒２９に収納される。

先端硬性部１９の第１内周面１９ａは、第１レンズ保持部として機能し、外周面近くまで形成されている。この第１内周面１９ａには観察光学系２２の第１レンズ２５が固着される。第２内周面１９ｂは、第１内周面１９ａの内径よりも小さい内径を有し、レンズ鏡筒２９の脱落防止用の係止段部として機能する。第３内周面１９ｃは、第１内周面１９ａの内径よりも小さく、且つ第２内周面１９ｂの内径よりも大きい内径を有する。

図４及び図６に示すように、第２内周面１９ｂ及び第３内周面１９ｃは、一部分が切り欠かれ、その切り欠き部分がライトガイド導入溝３０として機能する。ライトガイド導入溝３０は、円周方向に９０°ピッチで４個形成されている。このライトガイド導入溝３０には、ライトガイド２３が挿入される。ライトガイド２３は、光ファイバを束ねた光ファイババンドルから構成されており、先端部２３ａが４分割されて各ライトガイド導入溝３０内に挿入される。ライトガイド２３の基端には、光源３１（図１参照）が設けられている。光源３１からの照明光は、ライトガイド２３の先端から射出され、患者の体内を照明する。なお、光源３１としては、例えば、コネクタを介して内視鏡本体３と接続される外部の光源装置に設けられた光源が好ましく、あるいは内視鏡本体３に内蔵された光源でもよい。

先端硬性部１９の第３内周面１９ｃで、各ライトガイド導入溝３０の間には、レンズ鏡筒保持部３２が内側に突出して形成されている。このレンズ鏡筒保持部３２によって、観察光学系２２のレンズ鏡筒２９が保持される。なお、符号３３はイメージガイド２４の先端部カバー、符号３４はイメージガイド２４の保護チューブ、符号３５はライトガイド２３の保護チューブである。なお、図４においては、図面の煩雑化を防ぐため、保護チューブ３４及び保護チューブ３５の図示を省略している。

先端部カバー３３は、例えば硬性の合成樹脂製または金属製の円筒体から形成され、イメージガイド２４の先端部に固着され、レンズ鏡筒２９の内部に挿入されている。先端部カバー３３とともにレンズ鏡筒２９の内部に挿入されたイメージガイド２４は、中心軸が観察光学系２２の光軸と同一軸上、且つ先端面が第３レンズ２８に近接する位置に固定されている。これにより、先端硬性部１９、観察光学系２２及びイメージガイド２４が観察ユニットとして一体化される。保護チューブ３４は、イメージガイド２４を被覆した先端部がレンズ鏡筒保持部３２の内部に位置するレンズ鏡筒２９に基端部に近接する位置まで挿入されている。

先端硬性部１９の外周面は、先端からテーパ面１９ｄ、外周面１９ｅ、可撓チューブ取付段部１９ｆに区分けされている。また、先端硬性部１９の後端からは、レンズ鏡筒保持部３２が筒芯方向に突出している。この後端から延びているレンズ鏡筒保持部３２にはライトガイド２３の保護チューブ３５が固着される。さらに、保護チューブ３５の上から、可撓チューブ２０の先端側チューブ３７が被覆される。可撓チューブ取付段部１９ｆの外周面は、レンズ鏡筒保持部３２に保護チューブ３５を被覆した外径と同一とされている。

先端硬性部１９には、可撓チューブ取付段部１９ｆから突出し、先端硬性部の筒芯方向において同一の位置に配される一対の嵌合突起部３６ａ，３６ｂが一体に設けられている。嵌合突起部３６ａ，３６ｂは、可撓チューブ２０を先端硬性部１９に固定するための固定部として用いられる。

図７に示すように、可撓チューブ２０は、先端から順に、先端側チューブ３７、連結スリーブ３８、基端側チューブ３９を連結して形成されている。先端側チューブ３７及び基端側チューブ３９は、例えばエラストマ製でゴム状弾性力を有する。

連結スリーブ３８は、先端側チューブ３７、基端側チューブ３９より剛性が高い材料、例えばＡＢＳ樹脂などから筒状に形成される。連結スリーブ３８は、先端側から順に先端側接続部３８ａ、中間部３８ｂ、基端側接続部３８ｃとを有する。この連結スリーブ３８は、先端側接続部３８ａに先端側チューブ３７の基端部が被覆され、基端側接続部３８ｃに基端側チューブ３９の先端部が被覆される。これにより連結スリーブ３８を介して先端側チューブ３７及び基端側チューブ３９が連結される。

連結スリーブ３８には、一対の摺動突起部４０ａ，４０ｂ（第１摺動係合部）を有する。摺動突起部４０ａ，４０ｂは、中間部３８ｂの外周面から突出して一体に形成されている。連結スリーブ３８の中間部３８ｂは、先端側接続部３８ａ及び基端側接続部３８ｃよりも外径が大きく、先端側接続部３８ａ及び基端側接続部３８ｃに先端側チューブ３７、基端側チューブ３９を被覆したときの外径と同一にされている。摺動突起部４０ａ，４０ｂは、１８０°ピッチで回転対称となる位置に形成されており、後述するガイドシース４のカム溝５２ａ，５２ｂと摺動する。

先端側チューブ３７の先端面３７ａは、先端側チューブ３７の筒芯と直交する面に対して斜めに形成されている。先端側チューブ３７には、先端面３７ａのうち、筒芯方向の先端側に位置する端縁３７ｂから所定間隔置いた位置と、基端側に位置する端縁３７ｃから所定間隔置いた位置とにそれぞれ固定用の取り付け孔３７ｄ，３７ｅが形成されている。

先端硬性部１９の可撓チューブ取付段部１９ｆに先端側チューブ３７が被覆されたとき、先端側チューブ３７の取り付け孔３７ｄ，３７ｅに、先端硬性部１９の嵌合突起部３６ａ，３６ｂのそれぞれが嵌合される。なお、先端側チューブ３７の基端面３７ｆは、先端側チューブ３７の筒芯と直交する面と平行にされている。

図８は、可撓チューブ２０を先端硬性部１９に組み付けるときの工程を示す。なお、この工程を行うとき、先端硬性部１９に対して観察光学系２２、ライトガイド２３、及びイメージガイド２４を先に組み付けた状態としておく。図８（Ａ）に示すように、先ず、先端側チューブ３７の先端側から先端硬性部１９の可撓チューブ取付段部１９ｆに徐々に被覆させていく。そして、先端側の取り付け孔３７ｄに嵌合突起部３６ａを嵌合させるとともに、基端側の取り付け孔３７ｅが位置する端縁部を引っ張って取り付け孔３７ｅに嵌合突起部３６ｂを嵌合させる。取り付け孔３７ｅに嵌合突起部３６ｂを嵌合させると、可撓チューブ取付段部１９ｆが先端側チューブ３７で完全に被覆された状態となり、先端側チューブ３７の先端面３７ａのうち、先端側に位置する端縁３７ｂに対して基端側に位置する端縁３７ｃを筒芯方向における同じ位置まで引っ張った状態で先端側チューブ３７を先端硬性部１９に固定することができる。

図８（Ｂ）に示すように、先端側チューブ３７は、先端側に位置する端縁３７ｂに対して基端側に位置する端縁３７ｃを筒芯方向における同じ位置まで引っ張った状態で固定されているので、先端側チューブ３７の弾性力により端縁３７ｃが内側、且つ端縁３７ｂが外側に位置するように屈曲する曲がり癖が付与された屈曲部４４が形成される。屈曲部４４は、先端硬性部１９の基端側、且つ先端側チューブ３７の中央よりも先端側に配される。

なお、本実施形態で可撓チューブ２０に設けられる「曲がり癖」は、目的とする観察部位に応じて適宜設ければよいが、気管支細部を観察部位として観察するためであれば先端から３ｍｍ〜２０mmの部分が、５°〜３０°程度曲がっていることが好ましい。

また、レンズ鏡筒２９の基端部は、例えば接着剤などにより先端部カバー３３の外周面に接着されている。これにより、観察光学系２２とイメージガイド２４との間が気密を保った状態で封止される。符号４５（図５参照）は、接着などで封止された観察光学系２２とイメージガイド２４との間の封止部を示す。封止部４５は、上述した観察光学系２２及びイメージガイド２４とともに、先端硬性部１９の内部に収納される。嵌合突起部３６ａ，３６ｂは先端硬性部１９の可撓チューブ取付段部１９ｆに形成されているため、観察光学系２２とイメージガイド２４との間の気密を保った状態で封止する封止部４５に対して、先端硬性部１９の径方向において外側に位置している。よって、可撓チューブ２０を可撓チューブ取付段部１９ｆに被覆することでさらに気密が高い状態となる。

ガイドシース４は、内視鏡本体３の挿入部７が挿通される挿通管４８と、挿通管４８の基端部分に直列に接続された把持部４９（図１参照）とを備える。図８に示すように、挿通管４８は、直管状に形成された外管５０と、外管５０の内周面先端側に配される内管５１を有する。外管５０は、例えばポリウレタン樹脂等の可撓性を有し、且つ挿入部７よりも高い剛性を有する材料から形成されている。

内管５１は、剛性を有するＸ線不透視の金属板から形成され、外管５０の内周面と同一外径、且つ挿入部７の摺動突起部４０ａ，４０ｂを除く外周面より若干大きい内径に形成されている。この内管５１は、一対のカム溝５２ａ，５２ｂ（第２摺動係合部）と、カム溝５２ａ，５２ｂの基端と連続する一対のガイド溝５３ａ，５３ｂと、カム溝５２ａ，５２ｂの先端側に位置する抜け止め部５４ａ，５４ｂ（図１０参照）が形成されており、先端面が外管５０の先端面と同じ位置に配されて嵌合されている。この内管５１は、Ｘ線透視下で金属マーカとして用いることができる。

図１０は、内管５１を展開した展開図であり、カム溝５２ａ，５２ｂ及びガイド溝５３ａ，５３ｂを内管５１の外側から視ている。カム溝５２ａ，５２ｂは、内管５１の筒芯に対し斜めに形成される傾斜溝であり、内管５１を先端側から視て反時計回りに、且つ内管５１の基端側から先端側に向かって延びる方向に形成されている。なお、図１０は、２点鎖線Ａ１で示す位置及び２点鎖線Ａ２で示す位置で内管５１を切断して展開した状態を図示している。よって、カム溝５２ａ，５２ｂは２点鎖線Ａ１、Ａ２で示す位置で連続しており、内管５１の周方向において内管５１の１周分に亘って形成されている。

上述したように、一対の摺動突起部４０ａ，４０ｂは１８０°ピッチで互いに回転対称となる位置に形成されているため、摺動突起部４０ａ，４０ｂと摺動する一対のカム溝５２ａ，５２ｂも１８０°ピッチで互いに回転対称となる位置に形成されている。また、カム溝５２ａ，５２ｂの先端には、摺動突起部４０ａ，４０ｂを係止する抜け止め部５４ａ，５４ｂを有する。この抜け止め部５４ａ，５４ｂにより摺動突起部４０ａ，４０ｂが内管５１の先端側に移動することを規制するため、挿入部７がガイドシース４の先端側に離脱することを規制することができる。

ガイド溝５３ａ，５３ｂは、カム溝５２ａ，５２ｂの基端から内管５１の筒芯と平行に配される。ガイド溝５３ａ，５３ｂは、内管５１の基端からカム溝５２ａ，５２ｂに向かって徐々に幅が狭くなるテーパー面５３ｃ，５３ｄを有している。これにより、外管５０の内周面を通過してきた摺動突起部４０ａ，４０ｂがガイド溝５３ａ，５３ｂのテーパー面５３ｃ，５３ｄによって誘い込まれ、ガイド溝５３ａ，５３ｂからカム溝５２ａ，５２ｂに進入する。このため、摺動突起部４０ａ，４０ｂがカム溝５２ａ，５２ｂとスムーズに係合する。挿入部７は、カム溝５２ａ，５２ｂに沿って摺動突起部４０ａ，４０ｂが摺動するとき、摺動突起部４０ａ，４０ｂと一体になった連結スリーブ３８が筒芯を中心に回転する。挿入部７は、カム溝５２ａ，５２ｂ内を摺動突起部４０ａ，４０ｂが移動可能な１周分の回転角度、すなわち３６０°回転させることができる。なお、摺動突起部４０ａ，４０ｂは、内管５１の筒芯と平行な面及び直交する面からなる長方形から、カム溝５２ａ，５２ｂと平行な傾斜面を形成するように切り落とした六角形の柱状をしている。これにより、摺動突起部４０ａ，４０ｂは、カム溝５２ａ，５２ｂ及びガイド溝５３ａ，５３ｂ内を摺動しやすくなっている。

内管５１は、可撓チューブ２０の先端側チューブ３７よりも短く形成されており、さらにカム溝５２ａ，５２ｂの基端に摺動突起部４０ａ，４０ｂが進入したとき、先端側チューブ３７の屈曲部４４が、ガイドシース４の先端から突出する長さにされている。カム溝５２ａ，５２ｂと摺動突起部４０ａ，４０ｂとが摺動しているときは、挿入部７が屈曲する向きを常に変更できるように、カム溝５２ａ，５２ｂは、軸方向における長さが、曲がり癖が付与された屈曲部４４の長さよりも長く、且つ、曲がり癖が先端側に向かって開始する屈曲部４４の基端から摺動突起部４０ａ，４０ｂの先端までの距離より短く形成されている。

ガイドシース４は、外管５０の先端から、挿入部７の屈曲部４４が突出する長さであり、挿入部７の全長から先端硬性部１９と屈曲部４４の長さを引いた寸法に形成されている。これにより挿入部７をガイドシース４に押し込む操作をしたとき、ガイドシース４の先端から屈曲部４４を出すことができる。

図５に示すように、ガイドシース４内に挿入部７が挿入された状態で、先端硬性部１９がガイドシース４の先端部近くに収納された状態では、剛性のある直管状のガイドシース４の挿通管４８の内周面に沿った形で屈曲部４４が収納されるため、ガイドシース４とともに挿入部７は直管状になっている。図５に示す状態から手元操作部８を押圧して挿入部７をガイドシース４の先端側へ押し込んでいくと、テーパー面５３ｃ，５３ｄの誘い込みによりガイド溝５３ａ，５３ｂに摺動突起部４０ａ，４０ｂが進入する。

図１１は、ガイド溝５３ａ，５３ｂのガイドによりカム溝５２ａ，５２ｂに摺動突起部４０ａ，４０ｂが進入した状態を示しており、上述したようにガイドシース４の先端から挿入部７の屈曲部４４が突出する。ガイドシース４の先端から挿入部７の屈曲部４４を出すと、先端側チューブ３７の弾性による復元力で、先端側チューブ３７の一方が引っ張られ、ガイドシース４の筒芯に対して先端硬性部１９の筒芯が傾斜した屈曲状態が得られる。この屈曲状態のとき、ガイドシース４の筒芯に対する先端硬性部１９の筒芯の傾斜角度としては、５°〜３０°とすることが好ましい。

図１２に示すように、挿入部７の屈曲部４４が突出する位置からさらに挿入部７を押し込んでいくと、上述したように摺動突起部４０ａ，４０ｂがカム溝５２ａ，５２ｂに沿って移動する。これにより、屈曲状態となった先端側チューブ３７が回転するため、挿入部７が屈曲する方向が変化する。なお、図１１は、カム溝５２ａ，５２ｂの基端側に摺動突起部４０ａ，４０ｂが位置する状態を示し、図１２はカム溝５２ａ，５２ｂの先端側に摺動突起部４０ａ，４０ｂが位置する状態を示している。

本実施形態の挿入部７の外径、すなわち、先端硬性部１９と、可撓チューブ２０の摺動突起部４０ａ，４０ｂを除く外径は、２．０ｍｍ以下であることが好ましい。ガイドシース４は、内径が挿入部７の外径と同一または若干の隙間を持ち、外径が２．４ｍｍ以下とすることが好ましい。

手元操作部８は、接眼部４６を有する。接眼部４６には、イメージガイド２４の基端部が固定されているとともに、接眼光学系（図示せず）が収納されている。接眼光学系は、光軸がイメージガイド２４の中心軸と同一軸上に配設されている。観察光学系２２によって取り込まれた被検体の像がイメージガイド２４の基端から出射され、その像は接眼光学系を通して拡大される。また、挿入部７には、手元操作部８側の端部にゴム部材などの軟性部材から形成される折れ止め部材４７が外嵌されている。

挿入支援装置６は、ＣＴ画像データ格納部６１と、仮想内視鏡画像（ Ｖｉｒｔｕａｌ Ｂｒｏｎｃｈｕｓ Ｓｃｏｐｅ 画像：以下、「ＶＢＳ画像」ともいう。）を生成するＶＢＳ画像生成部６２と、ＶＢＳ画像格納部６３と、挿入経路設定部６４と、画像処理部６５と、画像表示部６６とを備える。ＣＴ画像データ格納部６１は、患者９のＸ線断層像を撮像する図示しない公知のＣＴ装置で生成された、例えば、ＤＩＣＯＭ（Digital Imaging and Communication in Medicine）形式の３次元のＣＴ画像データを格納する。ＶＢＳ画像生成部６２は、３次元のＣＴ画像データから、後述する視線パラメータに基づきＶＢＳ画像を生成する。挿入挿入経路設定部６４は、３次元のＣＴ画像データから挿入部７を気管支１０の目標部位へ挿入するための挿入経路を設定する。画像処理部６５は、挿入経路を設定するための挿入経路設定画面と、ＶＢＳ画像、及び複数のサムネイルＶＢＳ画像などを含む後述する挿入支援画面とを生成する。画像表示部６６は、画像処理部６５で生成された画面をモニタ６７に表示させる。

図１３〜図１５を用いて、挿入ナビゲーション機能を有する内視鏡システム２について簡単に説明する。図１２は挿入経路設定画面の一例を示す図であり、図１３は挿入支援画面の一例を示す図である。なお、本発明の内視鏡システムは、必ずしも挿入ナビゲーション機能を有している必要はない。また、挿入経路設定画面を表示させて挿入経路の設定を行ったり、画面または画像を切り換えたりする場合は、例えば図示しない入力装置の入力操作によって行われる。

図１３に示すように、挿入ナビゲーションを行うときには、まず、モニタ６７には、例えば、患者９に関する情報６８Ａと、内視鏡装置５の挿入経路Ｒを表示する画像６８Ｂと、および詳細は図示しないＶＢＳ画像６８Ｃ等とを含む挿入経路設定画面６８が表示される。画像６８Ｂには、３次元のＣＴ画像データから生成された患者９の気管支画像７０に重畳して、挿入経路設定部６４が設定した、目的部位７０Ａまでの内視鏡装置５の挿入経路Ｒが表示されている。

そして、内視鏡の挿入操作が開始されるときは、入力装置により挿入支援画面６９に切り換えられる。図１４に示すように、挿入支援画面６９は、ＶＢＳ画像を表示するＶＢＳ画像表示エリア６９Ａと、目標部位までの挿入経路の全ての分岐部におけるＶＢＳ画像を縮小して分岐サムネイルＶＢＳ画像として表示する分岐サムネイルＶＢＳ画像エリア６９Ｂ等とを含む。

図１３では、４箇所の分岐部を経て目標部位に到達する場合の挿入支援画面６９を示している。すなわち、ＶＢＳ画像表示エリア６９Ａには挿入経路の最初の分岐部のＶＢＳ画像７１が表示され、分岐サムネイルＶＢＳ画像としては、挿入経路上の４箇所の分岐部におけるそれぞれの分岐サムネイルＶＢＳ画像７２Ａ〜７２Ｄが表示される。そして、ＶＢＳ画像７１には挿入経路１に沿って進むための経路穴に目印７３が重畳して表示されている。

術者は、内視鏡装置５の接眼部４６を覗いて実際の分岐部の観察像を確認する。図１４は、内視鏡装置５による観察像の一例を示す。なお、図１５では、実線の円で囲まれた範囲が観察像７４を示し、点線部分は観察像７４の周辺部分を示している。図１５（Ａ）は、挿入部７を患者９の気管支１０に挿入し、最初の分岐部に到達したときの観察像７４を示す。そして、ＶＢＳ画像７１と実際の観察像７４とを比較した後、ＶＢＳ画像７１内の目印７３が指示する経路穴に対応する実際の経路穴７５に観察像を合わせるように挿入部７の先端硬性部１９の向きを変更する。上述したように、ガイドシース４の先端から挿入部７の先端硬性部１９及び先端側チューブ３７を出すことによって屈曲部４４を屈曲させるとともに、挿入部７をガイドシース４にさらに押し込むことによって屈曲する方向を可変させることができるので、先端硬性部１９を所望の向きに簡単に変更することができる。図１５（Ｂ）に示すように、目印７３が指示する経路穴に対応する経路穴７５に観察像７４を合わせた状態でガイドシース４と一緒に挿入部７を挿入することで、挿入経路に沿った経路穴７５に挿入部７及びガイドシース４の先端部を送り込むことができる。

術者が、最初の分岐部において目印７３が指示する挿入経路に沿った経路穴７５に挿入部７及びガイドシース４を挿入した後、挿入支援画面６９のＶＢＳ画像７１は、２番目の分岐部のＶＢＳ画像に切り換えられる。そして最初の分岐部のときと同様に目印７３が指示する経路穴に対応する実際の経路穴に観察像を合わせるように内視鏡装置５を操作する。このようにして、術者は、それぞれの分岐部において挿入部７及びガイドシース４を挿入すべき経路穴を誤ることなく、目的部位７０Ａの近傍の分岐部まで挿入部７及びガイドシース４を挿入することができる。

上述したように、挿入部７及びガイドシース４の外径が小さい極細の内視鏡装置５を用いているため、従来よりも気管支１０の内径の小さい分岐部、すなわち気管支１０の抹消に近い部分まで挿入部７及びガイドシース４を挿入可能であり、目的部位７０Ａのさらに近傍まで挿入部７及びガイドシース４を到達させることができる。そして、目的部位７０Ａの近傍まで挿入部７及びガイドシース４を挿入した後は、ガイドシース４から挿入部７を引き抜いて、代わりに生検鉗子などの処置具をガイドシース４の内部に挿入させる。これにより、目的部位７０Ａの近傍まで処置具を到達させ、組織のサンプルを採取するなどの処置を行うことができる。

また、ガイドシース４には、Ｘ線不透過の内管５１が先端部に配されているため、挿入ナビゲーション機能を用いて気管支１０の目的部位７０Ａの近傍までガイドシース４を挿入させているとき、Ｘ線透視下で内管５１の位置を確認することにより、ガイドシース４及び挿入部７先端を目標部位に到達させることもできる。挿入ナビゲーション機能を用いて気管支１０の目的部位７０Ａの近傍までガイドシース４を挿入させた後、Ｘ線透視下で処置を行うことで、内管５１と金属製の処置具の位置を確認しながら処置具を挿入させることができるため、さらに確実に処置を行うこともできる。

さらにまた、上述したように摺動突起部４０ａ，４０ｂは、内管５１の周方向において１回転分回転させることができるため、先端硬性部１９を所望の向きに簡単に変更することができる。これにより、挿入部７の屈曲する向きを可変させて経路穴７５に観察像の位置を合わせるとき、ガイドシース４に対する挿入部７の押し込み量を調整するだけで観察像の位置を合わせることができるので、先端硬性部１９の向きの変更をさらに簡単にすることができる。

また、可撓チューブ２０に一対の摺動突起部４０ａ，４０ｂを備え、ガイドシース４に摺動突起部４０ａ，４０ｂに対応する一対のカム溝５２ａ，５２ｂを備えているため、ガイドシース４に対して挿入部７を安定して回転させることができる。また、先端側チューブ３７の先端側に位置する端縁３７ｂに対して基端側に位置する端縁３７ｃを筒芯方向における同じ位置まで引っ張った状態で固定しているので、可撓チューブ２０に対して簡単な構成で曲がり癖が付与された屈曲部４４を確実に形成することができる。

なお、上記実施形態では、曲がり癖が付与された屈曲部４４を形成する構成として、先端側チューブ３７の先端側に位置する端縁３７ｂに対して基端側に位置する端縁３７ｃを筒芯方向における同じ位置まで引っ張った状態で固定しているが、これに限定するものではなく、予め屈曲部を有する可撓チューブを成形し、先端硬性部１９の可撓チューブ取付段部１９ｆに固定してもよい。また、可撓チューブ２０を先端硬性部１９に固定する構成としては、嵌合突起部３６ａ，３６ｂと取り付け孔３７ｄ，３７ｅとの嵌合に限定するものではなく、先端硬性部１９の可撓チューブ取付段部１９ｆに可撓チューブ２０を接着してもよい。

上記実施形態では、第１摺動係合部として、可撓チューブ２０の外周面から突出して一体に形成された一対の摺動突起部４０ａ，４０ｂを備え、第２摺動係合部として、ガイドシースの内周面に形成され、摺動突起部４０ａ，４０ｂと摺動する一対のカム溝５２ａ，５２ｂとを備える構成を上げているが、本発明はこれに限るものではなく、第１摺動係合部は、可撓チューブ２０の外周面に設けられ、第２摺動係合部は、ガイドシースの内周面に配され、第１摺動係合部と摺動し、挿入部の軸に対して斜めに形成されていればよく、例えば、第１摺動係合部は、可撓チューブに形成された摺動溝とし、第２摺動係合部は、ガイドシースの内周面に配され、摺動溝と摺動し、挿入部の軸に対して斜めに形成されたガイド突起でもよい。

上記実施形態では、気管に挿入する内視鏡を例に挙げて説明を行ったが、例えば大腸に挿入される大腸内視鏡等の各種医療用内視鏡や、工業用途などの他の用途に使用される内視鏡などにも本発明を適用することができる。

２ 内視鏡システム
３ 内視鏡本体
４ ガイドシース
５ 内視鏡装置
６ 挿入支援装置
７ 挿入部
１９ 先端硬性部
２０ 可撓チューブ
２２ 観察光学系
２４ イメージガイド
３６ａ，３６ｂ 嵌合突起部
３７ｄ，３７ｅ 取り付け孔
４０ａ，４０ｂ 摺動突起部
５０ 外管
５１ 内管
５２ａ，５２ｂ カム溝
５３ａ，５３ｂ ガイド溝

Claims (13)

1. 先端に配される先端硬性部、前記先端硬性部に取り付けられる観察ユニット、前記先端硬性部の基端側に連結され、曲がり癖が付与された可撓チューブ、及び前記可撓チューブの外周面に設けられた第１摺動係合部を有する挿入部と、前記挿入部の基端に取り付けられる操作部とを設けた内視鏡と、
   前記挿入部が収納され、内周面には前記第１摺動係合部と摺動し、前記挿入部の軸方向に対して斜めに形成されている第２摺動係合部を有するガイドシースとを備えたことを特徴とする内視鏡装置。
2. 前記第１摺動係合部は前記可撓チューブの外周面から突出する摺動突起部であり、前記第２摺動係合部は前記摺動突起部と摺動するカム溝であることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
3. 前記ガイドシースは、前記カム溝の基端と連続し、前記カム溝に向かって徐々に幅が狭くなるテーパー面を有するガイド溝を備えることを請求項２に記載の内視鏡装置。
4. 前記第２摺動係合部の軸方向の長さは、前記可撓チューブの曲がり癖が付与された部分よりも長く、かつ、曲がり癖が先端側に向かって開始する箇所と前記第１摺動係合部との距離よりも短いことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の内視鏡装置。
5. 前記可撓チューブは、一対の前記第１摺動係合部を備え、
   前記ガイドシースは、前記第１摺動係合部に合わせた一対の前記第２摺動係合部を有することを特徴とする請求項1ないし４のいずれか１項に記載の内視鏡装置。
6. 前記可撓チューブは、先端面が、筒芯と直交する面に対して斜めに形成されており、
   前記先端硬性部は、前記可撓チューブの先端面のうち、先端側に位置する端縁に対して基端側に位置する端縁を筒芯方向における同じ位置まで引っ張った状態で前記可撓チューブを固定する固定部を備えていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の内視鏡装置。
7. 前記可撓チューブは、先端面のうち、先端側に位置する端縁から所定間隔置いた位置と、基端側に位置する端縁から所定間隔置いた位置にそれぞれ固定用の取り付け孔が形成されており、
   前記固定部は、前記先端硬性部の外周面から突出し、前記先端硬性部の筒芯方向において同一の位置に配され、前記取り付け孔のそれぞれと嵌合する嵌合突起部であることを特徴とする請求項６記載の内視鏡装置。
8. 前記ガイドシースは、前記カム溝の先端側に、前記摺動突起部を係止する抜け止め部を備え、この抜け止め部により前記挿入部が前記ガイドシースの先端側に離脱することを規制することを特徴とする請求項２、または請求項２を引用する請求項３ないし７のいずれか１項に記載の内視鏡装置。
9. 前記観察ユニットは、前記先端硬性部と、前記先端硬性部に取り付けられる観察光学系及びイメージガイドとを有し、前記摺動突起部を除く前記可撓チューブの外径が２．０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項２、または請求項２を引用する請求項３ないし８のいずれか１項に記載の内視鏡装置。
10. 前記先端硬性部は、前記観察光学系と前記イメージガイドとの間の気密を保った状態で封止する封止部を内蔵し、
    前記固定部は、前記先端硬性部の径方向において、前記封止部の外側に位置することを特徴とする請求項６を引用する請求項９記載の内視鏡装置。
11. 前記ガイドシースは、直管状の外管と、前記外管の内周面先端側に配され、前記カム溝が形成された内管とを備え、
    前記内管は、Ｘ線不透過の金属から形成された金属マーカであることを特徴とする請求項２、または請求項２を引用する請求項３ないし１０のいずれか１項に記載の内視鏡装置。
12. 前記ガイドシースに挿通され、前記ガイドシースの先端から出没自在にされる処置具を備えることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の内視鏡装置。
13. 請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の内視鏡装置と、
    観察対象の３次元の画像データに基づき前記観察対象の管腔の仮想内視鏡画像を生成する仮想画像生成手段と、前記観察対象の管腔が分岐する分岐部における複数の仮想内視鏡画像を表示させる画像表示手段とを有する挿入支援装置とを備えることを特徴とする内視鏡システム。

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