JP6095859B2 - 内視鏡 - Google Patents
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Description
本発明は、発熱する観察部を挿入部に備える内視鏡に関する。
医療分野において使用される内視鏡は、被検体内に挿入可能な挿入部の先端部に、動作に伴って発熱する発熱部を備える形態のものがある。内視鏡が挿入部の先端部に備える発熱部としては、例えば超音波を送受信する超音波振動子、照明光を発する光源装置、又は光学像を撮像するための撮像装置等がある。
例えば、日本国特開２００８−４３４４０号公報には、内視鏡の挿入部に液体又は気体である冷却剤が流れるチャンネルを設け、発熱部を冷却する技術が開示されている。
内視鏡の挿入部の先端部に設けられた発熱部を冷却する効率を向上させれば、例えば冷却のための構成を小型化することができ、挿入部の細径化を実現できる。また例えば、発熱部の冷却効率の向上によって、超音波振動子や光源装置の出力を高めることも可能となる。このため、内視鏡の挿入部の先端部に設けられた発熱部の冷却効率をさらに高めることが望まれる。
本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであって、内視鏡の挿入部の先端部に設けられた観察部の冷却効率を向上させることを目的とする。
本発明の一態様の内視鏡は、被検体に挿入される挿入部と、前記挿入部の先端に配置され、被検体を観察する観察部、前記観察部を保持する保持部、所定の温度を超えることにより液体から気体に相変化する熱媒体、及び前記熱媒体を収容する受熱室を有する先端部と、前記受熱室に連通しており、前記受熱室で気化した前記熱媒体が進入可能な放熱室と、を含む。
また、本発明の別の態様の内視鏡は、 超音波送受部と、前記超音波送受部との間に所定温度を超えると液体から気体に相変化する熱媒体が封入される空間である受熱室を形成し、前記熱媒体に前記超音波送受部の外表面の少なくとも一部が前記受熱室に対して露出するように前記超音波送受部を保持する保持部と、を具備し、前記超音波送受部のうち、前記熱媒体に接触する部分は複数のスリットが形成されている。
また、本発明の別の態様の内視鏡は、 超音波送受部と、前記超音波送受部との間に所定温度を超えると液体から気体に相変化する熱媒体が封入される空間である受熱室を形成し、前記熱媒体に前記超音波送受部の外表面の少なくとも一部が前記受熱室に対して露出するように前記超音波送受部を保持する保持部と、を具備し、前記超音波送受部のうち、前記熱媒体に接触する部分は複数のスリットが形成されている。
以下に、本発明の好ましい形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図においては、各構成要素を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、構成要素毎に縮尺を異ならせてあるものであり、本発明は、これらの図に記載された構成要素の数量、構成要素の形状、構成要素の大きさの比率、及び各構成要素の相対的な位置関係のみに限定されるものではない。
（第１の実施形態）
図１に示す本実施形態の内視鏡１は、人体等の被検体の内部に挿入される挿入部２の先端部１０に、一例として、超音波を送受信する超音波送受部２１を備えた、超音波内視鏡と称される形態を有する。なお、内視鏡１の挿入部２が挿入される被検体は、人体等の生物に限られるものではなく、機械や建造物等の無生物であってもよい。
図１に示す本実施形態の内視鏡１は、人体等の被検体の内部に挿入される挿入部２の先端部１０に、一例として、超音波を送受信する超音波送受部２１を備えた、超音波内視鏡と称される形態を有する。なお、内視鏡１の挿入部２が挿入される被検体は、人体等の生物に限られるものではなく、機械や建造物等の無生物であってもよい。
内視鏡１の全体の構成は周知であるため詳細な説明は省略するものとするが、以下に、内視鏡１の概略的な構成を説明する。内視鏡１は、被検体の体内に挿入可能な挿入部２と、挿入部２の基端に位置する操作部３と、操作部３の側部から延出するユニバーサルコード４とを有して主に構成されている。
挿入部２は、先端に配設される先端部１０、先端部１０の基端側に配設される湾曲自在な湾曲部１１、及び湾曲部１１の基端側に配設され操作部３の先端側に接続される可撓性を有した可撓管部１２が連設されて構成されている。なお、内視鏡１は、挿入部２に可撓性を有する部位を持たない、いわゆる硬性鏡と称される形態のものであってもよい。
挿入部２の先端部１０には、被検体を観察する観察部２０が配設されている。観察部２０は、光学的に被検体を観察する構成、及び音響的に被検体を観察する構成の少なくとも一方を備える。例えば、観察部２０が光学的に被検体を観察する構成を備える場合には、観察部２０には、撮像装置及び照明装置が含まれる。また例えば、観察部２０が音響的に被検体を観察する構成を備える場合には、観察部２０には、超音波送受部２１が含まれる。
本実施形態では一例として、観察部２０は、撮像装置及び照明装置（不図示）と、超音波送受部２１を含む。超音波送受部２１は、後述するように複数の超音波振動子２２を有して構成されており、動作に伴って発熱する発熱部となる。
なお、撮像装置が撮像素子を含む電子回路を有する場合には、観察部２０に含まれる撮像装置も発熱部となる。また、照明装置が発光ダイオード等の光源装置を備える場合には、観察部２０に含まれる照明装置も発熱部となる。
先端部１０には、処置具チャンネル１７（図１には不図示）に連通する開口部である処置具突出口１７ａ等が設けられている。また、先端部１０には、気体及び液体を送出するための送気送水口が設けられている。
操作部３には、湾曲部１１の湾曲を操作するためのアングル操作ノブ１３が設けられている。また操作部３には、先端部１０に設けられた処置具突出口からの吸引動作の制御を行う吸引スイッチ１４、及び先端部１０に設けられた送気送水口からの送気動作及び送水動作の制御を行う送気送水スイッチ１５が配設されている。また、操作部３には、処置具チャンネル１７に連通する開口部である処置具挿入口１６が配設されている。
ユニバーサルコード４の基端部には図示しない光源装置に接続される内視鏡コネクタ４ａが設けられている。光源装置から発せられた光は、ユニバーサルコード４、操作部３及び挿入部２に挿通された光ファイバケーブルを伝わって、先端部１０の照明装置から出射される。なお、先端部１０に配設された照明装置が光源装置を備える場合には、光源装置との接続は不要である。
内視鏡コネクタ４ａからは、映像ケーブル５及び超音波ケーブル６が延出している。映像ケーブル５は、図示しないカメラコントロールユニットに電気コネクタ５ａを介して着脱自在に接続される。カメラコントロールユニットは、先端部１０に設けられた撮像装置によって撮像された画像を、画像表示装置８に出力する装置である。
また、超音波ケーブル６は、超音波観察制御装置７に超音波コネクタ６ａを介して着脱自在に接続される。超音波コネクタ６ａは、超音波ケーブル６、ユニバーサルコード４、操作部３及び挿入部２に挿通された同軸ケーブル束２３を介して、観察部２０が備える超音波送受部２１に電気的に接続される。
超音波観察制御装置７は、超音波送受部２１による超音波の送受信動作の制御、及び超音波断層像の生成を行い、超音波断層像を画像表示装置８に出力する装置である。
次に、挿入部２の先端部１０の構成について説明する。図２は、先端部１０の外観を示す図である。図３は、図２のIII-III断面図である。図４は、図３のIV-IV断面図である。図５は、図３のV-V断面図である。
先端部１０は、湾曲部１１の先端に固定された保持部２４を有する。保持部２４は、金属や合成樹脂等からなる硬質の材料からなり、先端部１０に含まれる構成である処置具チャンネル１７の先端部や観察部２０等を保持する。
前述のように、発熱部である観察部２０は、本実施形態では一例として、超音波送受部２１である。超音波送受部２１は、超音波を送受信する面２１ａが保持部２４の外方に露出した状態で、保持部２４に固定されている。
なお、保持部２４は、複数の部材によって構成されていてもよい。例えば、保持部２４の湾曲部１１に固定される部位と、超音波送受部２１を保持する部位とは、材料が異なる部材からなる形態であってもよい。
図４に示すように、超音波送受部２１は、複数の超音波振動子２２を有する。超音波振動子２２は、電気信号と超音波とを相互に変換可能なものであれば特に限定されるものではないが、例えば圧電セラミクス等の圧電素子や電歪素子、又はマイクロマシン技術による超音波トランスデューサ（ＭＵＴ；Micromachined Ultrasonic Transducer）等が適用され得る。本実施形態では一例として、超音波振動子２２は圧電素子である。
超音波送受部２１における複数の超音波振動子２２の数や配列の形態は特に限定されるものではない。超音波送受部２１は、複数の超音波振動子２２が１列に配列されることにより構成される１次元アレイ（１Ｄアレイ）を有する形態であってもよいし、複数の超音波振動子２２が行列状に配列されることにより構成される２次元アレイ（２Ｄアレイ）を有する形態であってもよい。また、超音波送受部２１は、複数の超音波振動子２２が行列状に配列されてなる、一般に１．２５Ｄアレイと称され、超音波ビームの幅が可変である形態や、一般に１．５Ｄアレイと称され、超音波ビームの幅と焦点距離が可変である形態であってもよい。
本実施形態の超音波送受部２１は、一例としてコンベックス型と称される形態を有し、複数の超音波振動子２２が円筒面の周方向に沿って１列に配列されている。なお、超音波送受部２１は、例えばリニア型やラジアル型であってもよい。
図３及び図４に示すように、保持部２４には、内部に空洞部である受熱室２５が設けられている。また保持部２４には、受熱室２５と保持部２４の外部空間とを連通する開口部２５ａが設けられている。
超音波送受部２１は、開口部２５ａ内において、超音波を送受信する面２１ａを保持部２４の外方に向けて配置されている。開口部２５ａ内に配置された超音波送受部２１によって、開口部２５ａは密閉されている。例えば、図３に示すように、超音波送受部２１の外周面と開口部２５ａの内周面との間には、両者間の水密性を高めるシール部材３０が挟持される。なお、開口部２５ａの封止には、接着材等の図示しない樹脂も用いられる。
保持部２４には、受熱室２５と挿入部２の内部空間とを連通するケーブル挿通口２５ｂが設けられている。ケーブル挿通口２５ｂ内には、同軸ケーブル束２３が挿通される。すなわち、同軸ケーブル束２３の先端部は、受熱室２５内に位置している。ケーブル挿通口２５ｂは、同軸ケーブル束２３が挿通された状態で、図示しない樹脂によって封止されている。
超音波送受部２１は、超音波振動子２２の他に、音響レンズ２６、音響整合層２７、バッキング材２８及び電気回路基板３１を備える。
図３に示すように、音響レンズ２６は、超音波送受部２１の超音波を送受信する面２１ａに露出して設けられている。すなわち、音響レンズ２６は、超音波送受部２１の保持部２４の外方に露出する部位である。音響整合層２７は、超音波振動子２２と音響レンズ２６との間に介装されている。音響整合層２７は、超音波振動子２２と音響レンズ２６との間の音響的なインピーダンスマッチングを行う。
超音波振動子２２の音響整合層２７とは反対側、すなわち保持部２４の内側となる側には、バッキング材２８が配設されている。バッキング材２８は、電気絶縁性の樹脂等からなり、超音波振動子２２から保持部２４の内側に向かって放射される超音波、及び保持部２４の内側から超音波振動子２２に向かう超音波を減衰させる。
本実施形態では一例として、超音波送受部２１の開口部２５ａの内周面と対向する面である側面には、超音波振動子２２の側面を囲う板状の部材である外周部材２９が配設されている。前述のシール部材３０は、外周部材２９と開口部２５ａの内周面との間に挟持される。
バッキング材２８は、外周部材２９によって囲まれた空間内に充填されている。すなわち、外周部材２９は、超音波送受部２１の組み立て時において、バッキング材２８を形成するための型枠としても機能する。
外周部材２９は、電気絶縁性を有し多孔質の材料からなる。例えば、外周部材２９は、アルミナ等の熱伝導率の高い材料からなることが好ましい。図３及び図５に示すように、外周部材２９の一部は、受熱室２５の内部に露出する。
電気回路基板３１は、バッキング材２８に一部が埋没しており、バッキング材２８によって超音波送受部２１に固定されている。すなわち電気回路基板３１の一部は、バッキング材２８から受熱室２５内に突出している。
電気回路基板３１は、複数の超音波振動子２２のそれぞれと、同軸ケーブル束２３に含まれる個々の同軸ケーブルとの電気的な接続を中継する部材である。超音波振動子２２と電気回路基板３１とは、図３に示すように、バッキング材２８内に埋没している導電線３２によって電気的に接続されている。
また、電気回路基板３１には、同軸ケーブル束２３の個々の同軸ケーブルの芯線２３ａが電気的に接続されている。なお図示しないが、超音波振動子２２には接地するための配線も電気的に接続されている。
電気回路基板３１と同軸ケーブル束２３との接続部は、電気絶縁性を有する材料からなる封止樹脂３３によって封止されている。
以上に述べたように、発熱部である超音波送受部２１の外表面の一部は、保持部２４に設けられた空洞部である受熱室２５内に露出している。具体的に本実施形態では、外周部材２９、バッキング材２８、電気回路基板３１及び封止樹脂３３のそれぞれの少なくとも一部が、受熱室２５内に露出している。
内視鏡１は、受熱室２５に連通する空洞部である放熱室３６を有している。放熱室３６が配設される箇所は、内視鏡１内であれば特に限定されるものではないが、本実施形態では一例として、放熱室３６は先端部１０の保持部２４内に設けられている。
本実施形態のように保持部２４内に受熱室２５及び放熱室３６が設けられる場合には、受熱室２５及び放熱室３６とは、連続した１つの空洞部として形成される形態であってもよいし、独立した２つの空洞部であって間を比較的狭い通路によって接続される形態であってもよい。
本実施形態では一例として、図４に示すように、放熱室３６は受熱室２５よりも基端側に設けられており、放熱室３６と受熱室２５とは保持部２４を貫通する通路３７によって連通している。
また、保持部２４によって保持されている管路である処置具チャンネル１７は、放熱室３６に隣接する、又は放熱室３６内を通過するように配設されている。なお、放熱室３６に隣接又は放熱室３６内を通過する管路は、送気送水口に流体を送るための送気送水チャンネルであってもよい。また、管路は、照明装置に接続される光ファイバケーブルが内部に挿通されたものであってもよい。
放熱室３６は、受熱室２５と連通する箇所を除いて密閉されている。すなわち、受熱室２５と放熱室３６とによって、閉じた１つの空間が形成されている。そして、受熱室２５及び放熱室３６からなる空間内には、所定温度を超えると液体から気体に相変化する熱媒体３８が封入されている。
受熱室２５及び放熱室３６からなる空間内に熱媒体３８を封入する方法は特に限定されるものではないが、本実施形態では一例として、保持部２４の外表面から放熱室３６に連通する少なくとも１つの孔部４５を経由して放熱室３６内に熱媒体３８を導入する。孔部４５は、例えば孔部４５内に形成された雌ネジ部に螺合する雄ネジ４６ａと孔部４５内に充填される接着剤４６ｂとからなる媒体封止部材４６によって封止されている。このような構成であれば、媒体封止部材４６を孔部４５内から取り除き、再び孔部４５を封止することが容易であるため、熱媒体３８の補充や交換の作業を容易に行うことができる。
熱媒体３８は、不活性かつ電気絶縁性を有し、沸点が３０℃以上５０℃以下である流体であり、例えばフッ化炭化水素等のフッ素系流体である。より好ましくは、熱媒体３８の沸点は、３０℃以上４０℃以下である。熱媒体３８は不活性であるため、接触する超音波送受部２１や保持部２４を構成する部材を劣化させることがない。
保持部２４は、熱媒体３８の減少を防止又は抑止するため、金属や、ポリフェニルサルフォン樹脂、ポリサルフォン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂等の熱媒体３８が透過しにくい又は透過しない材料からなることが好ましい。なお、保持部２４が他の材料からなる場合であっても、受熱室２５及び放熱室３６の内壁面に金属薄膜のコーティングを形成することによっても、熱媒体３８の減少を防止又は抑止することができる。
なお、本実施形態のように、放熱室３６内を管路である処置具チャンネル１７が通過している場合には、処置具チャンネル１７の放熱室３６内に位置する箇所を、熱媒体３８が透過しにくい又は透過しない材料によって構成するか、当該箇所の表面に金属薄膜をコーティングする。
また、図３に示すように、バッキング材２８の受熱室２５内に露出している面上には、被膜３４が設けられている。被膜３４は、例えばアルミニウム、銅、又は二酸化ケイ素等からなる薄膜である。被膜３４は、蒸着によって形成される形態であってもよいし、シート状の部材が貼着された形態であってもよい。被膜３４によって、超音波送受部２１内への熱媒体３８の浸透が防止される。
受熱室２５内に熱媒体３８が封止されているため、超音波送受部２１の受熱室２５内に露出している外表面は、熱媒体３８と接触する。
超音波送受部２１の超音波振動子２２が駆動されると、超音波振動子２２は発熱する。超音波振動子２２が発する熱は、超音波送受部２１の受熱室２５内に露出している外表面にまで伝わる。
このため、超音波送受部２１が発熱することによって、受熱室２５内において超音波送受部２１と接触している熱媒体３８が加熱されて沸騰し、熱媒体３８は液体から気体に相変化する。超音波送受部２１との接触面において熱媒体３８が気化する際の気化熱を用いることによって、超音波送受部２１の熱を、効率良く熱媒体３８に伝えることができる。
そして、気化した熱媒体３８は、基端側に設けられた放熱室３６内に進入し、放熱室３６において冷却されて液体に戻る。放熱室３６内において熱媒体３８は、保持部２４の外表面からの放熱や湾曲部１１への伝熱によって冷却される。熱媒体３８は、受熱室２５と放熱室３６との温度差によって両者の間で対流する。
このように本実施形態では、発熱部である超音波送受部２１の動作時の温度において気体に相変化する熱媒体３８を用いることによって、挿入部２の先端部１０に設けられた発熱部である超音波送受部２１の冷却を、例えば液体である冷却剤を流す従来の技術に比して、より効率良く行うことが可能である。
超音波送受部２１の冷却効率が向上すれば、例えば超音波送受部２１の出力を従来よりも上げることができる。また、例えば発熱部が発光ダイオード等の光源装置である場合には、光源装置が出射する光量を従来よりも上げることができる。
また、本実施形態では、従来のように熱を移送するための冷却剤を流す管路を挿入部内に設ける必要がないため、挿入部２をより細径かつ柔軟なものとすることができる。
また、本実施形態では、熱媒体３８の熱は、放熱室３６内を通過する管路である処置具チャンネル１７にも伝わる。このため、内視鏡１の吸引動作を実行すれば、熱媒体３８の冷却効率をさらに高めることができる。また、送気及び／又は送水用の管路が放熱室３６内を通過している場合には、同様に送気及び／又は送水の動作を実行すれば、熱媒体３８の冷却効率をさらに高めることができる。
また、本実施形態では、超音波送受部２１の熱媒体３８と接触する部材である外周部材２９を、多孔質の材料によって構成している。このため、外周部材２９の表面は、細かな凹凸が存在する粗面構造となっている。粗面構造と接触している状態の熱媒体３８は、平滑面と接触している状態よりも沸騰しやすくなるため、熱媒体３８がより気化しやすくなり、超音波送受部２１の冷却効率を向上させることができる。
なお、粗面構造は放電加工等の後加工によって形成されるものであってもよく、被膜３４、電気回路基板３１及び封止樹脂３３の表面に形成されていてもよい。また、受熱室２５及び放熱室３６の気圧を大気圧よりも低い状態とすれば、熱媒体３８の沸点を下げて熱媒体３８をより気化しやすくすることができる。
図６に変形例として示すように、放熱室３６内において熱媒体３８と接触する部材に、接触面積を大きくするための凹凸部を設ければ、熱媒体３８の冷却を効率良く行うことができる。図６に示す変形例では、放熱室３６内を通過する処置具チャンネル１７の外周面に複数のフィンである凹凸部１７ｂを設けている。
凹凸部１７ｂはフィン状のものに限られず、例えば多孔質の部材からなるものであってもよい。また、凹凸部は、放熱室３６の内壁面に設けられていてもよい。
（第２の実施形態）
以下に、本発明の第２の実施形態を説明する。以下では第１の実施形態との相違点のみを説明するものとし、第１の実施形態と同様の構成要素については同一の符号を付し、その説明を適宜に省略するものとする。
以下に、本発明の第２の実施形態を説明する。以下では第１の実施形態との相違点のみを説明するものとし、第１の実施形態と同様の構成要素については同一の符号を付し、その説明を適宜に省略するものとする。
本実施形態では、超音波送受部２１の熱媒体３８と接触する部材の表面に、複数のスリットを設けている点が、第１の実施形態と異なる。
図７及び図８に示すように、本実施形態では、外周部材２９の熱媒体３８と接触する表面に複数のスリット２９ａが形成されている。また、封止樹脂３３の表面にも、複数のスリット３３ａが形成されている。スリット２９ａ及び３３ａは、内部を液体である熱媒体３８が毛細管現象によって進む幅とされる。
このように、超音波送受部２１の表面に複数のスリット２９ａ及び３３ａが設けられていることによって、超音波送受部２１の表面のうちの受熱室２５内に存在する気体中に位置する領域にも、毛細管現象によって液体である熱媒体３８を到達させることができる。
したがって、受熱室２５内に気体が存在している状態においても、先端部１０の姿勢にかかわらず発熱部である超音波送受部２１に液体である熱媒体３８を接触させることができ、超音波送受部２１の冷却を行うことができる。
また、超音波送受部２１の表面に複数のスリット２９ａ及び３３ａが設けられていることによって、超音波送受部２１と熱媒体３８とが接触する面積が大きくなるため、超音波送受部２１から熱媒体３８へ伝わる単位時間あたりの熱量を大きくすることができ、冷却効率を向上させることができる。
図示する実施形態では、一例として複数のスリット２９ａは、平行に形成されているが、網目状に交差するように形成されていてもよい。同様に、複数のスリット３３ａも、網目状に交差するように形成されていてもよい。
本実施形態においても、図６に示すように、放熱室３６内を通過する処置具チャンネル１７の外周面に複数のフィンである凹凸部１７ｂが設けられていてもよい。
なお、本実施形態の内視鏡１は、挿入部２の先端部１０に設けられた発熱部である超音波送受部２１の冷却を、例えば液体である冷却剤を流す従来の技術に比して、より効率良く行うことが可能であることは、第１の実施形態と同様である。
（第３の実施形態）
以下に、本発明の第３の実施形態を説明する。以下では第１及び第２の実施形態との相違点のみを説明するものとし、第１及び第２の実施形態と同様の構成要素については同一の符号を付し、その説明を適宜に省略するものとする。
以下に、本発明の第３の実施形態を説明する。以下では第１及び第２の実施形態との相違点のみを説明するものとし、第１及び第２の実施形態と同様の構成要素については同一の符号を付し、その説明を適宜に省略するものとする。
図９に示すように、本実施形態では、受熱室２５内に露出する超音波送受部２１の表面に、複数の繊維部材３９が接触した状態で配設されている。
繊維部材３９は、本実施形態では一例として、同軸ケーブル束２３内に挿通されており、同軸ケーブル束２３に張力が加えられた場合の同軸ケーブル束２３の伸び変形を防止する部材である。
本実施形態では、繊維部材３９内を毛細管現象によって液体である熱媒体３８が進むことによって超音波送受部２１の表面のうちの受熱室２５内に存在する気体中に位置する領域にも、熱媒体３８を到達させることができる。
したがって、受熱室２５内に気体が存在している状態においても、先端部１０の姿勢にかかわらず発熱部である超音波送受部２１に液体である熱媒体３８を接触させることができ、超音波送受部２１の冷却を行うことができる。
本実施形態においても、図６に示すように、放熱室３６内を通過する処置具チャンネル１７の外周面に複数のフィンである凹凸部１７ｂが設けられていてもよい。また、第２の実施形態のように、本実施形態においても、封止樹脂３３の表面に複数のスリット３３ａが設けられていてもよい。
なお、本実施形態の内視鏡１は、挿入部２の先端部１０に設けられた発熱部である超音波送受部２１の冷却を、例えば液体である冷却剤を流す従来の技術に比して、より効率良く行うことが可能であることは、第１の実施形態と同様である。
（第４の実施形態）
以下に、本発明の第４の実施形態を説明する。以下では第１、第２及び第３の実施形態との相違点のみを説明するものとし、第１、第２及び第３の実施形態と同様の構成要素については同一の符号を付し、その説明を適宜に省略するものとする。
以下に、本発明の第４の実施形態を説明する。以下では第１、第２及び第３の実施形態との相違点のみを説明するものとし、第１、第２及び第３の実施形態と同様の構成要素については同一の符号を付し、その説明を適宜に省略するものとする。
図１０に示す本実施形態の内視鏡１は、受熱室２５と放熱室３６との間で熱媒体３８を移動させるアクチュエータ４０を、先端部１０に備える点が前述の第１、第２及び第３の実施形態と異なる。
本実施形態では、受熱室２５と放熱室３６とは、２つの独立した管路である第１管路４１及び第２管路４２によって連通している。第１管路４１には、第１管路４１内における流体の流れを、受熱室２５から放熱室３６に向かう方向にのみ許容する第１逆止弁４３が設けられている。また、第２管路４２には、第２管路４２内における流体の流れを、放熱室３６から受熱室２５に向かう方向にのみ許容する第２逆止弁４４が設けられている。
アクチュエータ４０は、放熱室３６の容積を変化させる。アクチュエータ４０は、例えば通電によって伸縮する積層圧電素子であって、放熱室３６の壁面に設けられたピストン又はダイアフラムを放熱室３６内に突没させる。すなわち、アクチュエータ４０の伸縮を繰り返すことによって、放熱室３６の容積が脈動するように変化する。
アクチュエータ４０の動作によって、放熱室３６の容積を大きくする方向に変化させれば、放熱室３６内の圧力の低下によって、受熱室２５内の熱媒体が第１管路４１を経由して放熱室３６内に流れ込む。また、アクチュエータ４０の動作によって、放熱室３６の容積を小さくする方向に変化させれば、放熱室３６内の圧力の上昇によって、放熱室３６内の熱媒体３８が第２管路４２を経由して受熱室２５内に流れ込む。したがって、本実施形態では、アクチュエータ４０の伸縮を繰り返すことによって、熱媒体３８が受熱室２５と放熱室３６との間で循環する。
すなわち、本実施形態の内視鏡１は、いわゆる容積ポンプの構成を先端部１０に備える。本実施形態によれば、前述の第１、第２及び第３の実施形態に対して、熱媒体３８によって移送する単位時間あたりの熱量を大きくすることができる。
本実施形態においても、図６に示すように、放熱室３６内を通過する処置具チャンネル１７の外周面に複数のフィンである凹凸部１７ｂが設けられていてもよい。また、第２の実施形態のように、本実施形態においても、受熱室２５内の超音波送受部２１の表面に複数のスリットが設けられていてもよい。また、第３の実施形態のように、本実施形態においても、受熱室２５内の超音波送受部２１の表面に、繊維部材４０が配設されていてもよい。
（第５の実施形態）
以下に、本発明の第５の実施形態を説明する。以下では第４の実施形態との相違点のみを説明するものとし、第４の実施形態と同様の構成要素については同一の符号を付し、その説明を適宜に省略するものとする。
以下に、本発明の第５の実施形態を説明する。以下では第４の実施形態との相違点のみを説明するものとし、第４の実施形態と同様の構成要素については同一の符号を付し、その説明を適宜に省略するものとする。
前述した第１から第４の実施形態では、放熱室３６が挿入部２の先端部１０に配設されているが、放熱室３６は、内視鏡１内の他の部位に配設されていてもよい。本実施形態では一例として、図１１に示すように、放熱室３６は、操作部３内に配設されている。
受熱室２５と放熱室３６とは、挿入部２内に挿通された２つの独立した管路である第１管路４１及び第２管路４２によって連通している。また、操作部３内において、第１管路４１には、ポンプ４７が設けられている。 ポンプ４７は、稼働することにより第１管路４１内の熱媒体３８を受熱室２５から放熱室３６に向かって移送する。第１管路４１内においては、熱媒体３８は気体と液体が混合した状態であるため、ポンプ４７は気液混合状態の流体の移送に対応したギヤポンプやピストンポンプの形態を有することが望ましい。
ポンプ４７を稼働することにより、熱媒体３８が受熱室２５と放熱室３６との間で循環し、超音波送受部２１の冷却を行うことができる。また本実施形態では、放熱室３６及びポンプ４７を操作部３内に配設することによって、挿入部２の先端部１０を小型化することができる。また、操作部３内であれば、放熱室３６及びポンプ４７を比較的大きなものとすることができるため、熱媒体３８の冷却の効率を上げ、かつ熱媒体３８の流量を大きくすることができ、超音波送受部２１をより低い温度にまで冷却することができる。
なお、前述した第１から第４の実施形態のように、本実施形態においても、放熱室３６内に管路が挿通されていてもよい。また、放熱室３６及びポンプ４７は、内視鏡１内の他の部位、例えば内視鏡コネクタ４ａや超音波コネクタ６ａ内に配設されていてもよい。
本実施形態においても、図６に示すように、放熱室３６内を通過する処置具チャンネル１７の外周面に複数のフィンである凹凸部１７ｂが設けられていてもよい。また、第２の実施形態のように、本実施形態においても、受熱室２５内の超音波送受部２１の表面に複数のスリットが設けられていてもよい。また、第３の実施形態のように、本実施形態においても、受熱室２５内の超音波送受部２１の表面に、繊維部材４０が配設されていてもよい。
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う内視鏡もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
本出願は、２０１４年９月５日に日本国に出願された特願２０１４−１８１４１７号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲、図面に引用されたものとする。
Claims (11)
- 被検体に挿入される挿入部と、
前記挿入部の先端に配置され、被検体を観察する観察部、前記観察部を保持する保持部、所定の温度を超えることにより液体から気体に相変化する熱媒体、及び前記熱媒体を収容する受熱室を有する先端部と、
前記受熱室に連通しており、前記受熱室で気化した前記熱媒体が進入可能な放熱室と、
を含むことを特徴とする内視鏡。 - 前記熱媒体が液体から気体に相変化する温度は、３０℃以上５０℃以下であることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。
- 前記挿入部内に挿通される管路を備え、
前記管路は、前記放熱室に隣接する又は前記放熱室内を通過するように配設されていることを特徴とする請求項２に記載の内視鏡。 - 前記受熱室内に露出する部材の表面は、少なくとも一部に粗面構造を有することを特徴とする請求項２に記載の内視鏡。
- 前記受熱室内に露出する部材の表面の少なくとも一部には、前記熱媒体が毛細管現象によって内部を進行する複数のスリットが形成されていることを特徴とする請求項２に記載の内視鏡。
- 前記受熱室内に露出する部材の表面の少なくとも一部には、繊維部材が接触した状態で配設されていることを特徴とする請求項２に記載の内視鏡。
- 前記放熱室の容積を変化させるアクチュエータを含むことを特徴とする請求項２に記載の内視鏡。
- 前記受熱室及び前記放熱室を連通する第１管路と、
前記第１管路に設けられ、前記第１管路内における流体の流れを、前記受熱室から前記放熱室に向かう方向にのみ許容する第１逆止弁と、
前記第１管路とは独立して設けられ、前記受熱室及び前記放熱室を連通する第２管路と、
前記第２管路に設けられ、前記第２管路内における流体の流れを、前記放熱室から前記受熱室に向かう方向にのみ許容する第２逆止弁と、
を含むことを特徴とする請求項７に記載の内視鏡。 - 前記観察部は、超音波を送受信する超音波送受部を少なくとも含むことを特徴とする請求項２に記載の内視鏡。
- 超音波送受部と、
前記超音波送受部との間に所定温度を超えると液体から気体に相変化する熱媒体が封入される空間である受熱室を形成し、前記熱媒体に前記超音波送受部の外表面の少なくとも一部が前記受熱室に対して露出するように前記超音波送受部を保持する保持部と、
を具備し、
前記超音波送受部のうち、前記熱媒体に接触する部分は複数のスリットが形成されていることを特徴とする内視鏡。 - 前記複数のスリットは、毛細管現象によって前記液体の熱媒体を前記超音波送受部の外周部材へ進入させることを特徴とする請求項１０に記載の内視鏡。
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