JP6257852B2 - 内視鏡 - Google Patents

Description

この発明は、医療用若しくは工業用の内視鏡に関するものである。

従来、細長管形状の挿入部を有して構成される内視鏡は、例えば医療分野や工業分野等において広く利用されている。このうち、医療分野において用いられる医療用内視鏡は、挿入部を被検体、例えば生体の体腔内に挿入して臓器等を観察したり、必要に応じて当該臓器等に対し内視鏡に具備される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の処置を施すことができるように構成されている。また、工業分野において用いられる工業用内視鏡は、挿入部を被検体、例えばジェットエンジンや工場配管等の装置若しくは機械設備等の内部に挿入して、当該被検体内の状態、例えば傷や腐蝕等の状態観察や検査等を行うことができるように構成されている。

この種の従来の内視鏡は、被検体の内部に挿入した挿入部の先端部から観察対象物に向けて照明光を照射するための手段を有している。その照明手段の構成としては、例えば、照明装置から出射された照明光を挿入部を介して当該挿入部の先端部へと導く導光部材であるライトガイドファイバー束と、当該ライトガイドファイバー束によって導光された照明光を挿入部の先端部から観察対象物に向けて出射する照明光学系などを有して構成される。この場合において、ライトガイドファイバー束は、例えばチューブ状部材によって、その外面を被覆した構造が採用されている。

このような構成の内視鏡においては、その先端部の内部空間にライトガイドファイバー束を効率よく配置して、内視鏡の先端部の外径の太径化を抑制するための工夫が種々施されている。例えば、挿入部内を挿通させるライトガイドファイバー束の断面形状を単なる円形状とは異なる形状に成形する等の技術が日本国特許第５１１２５７５号公報等によって種々提案されている。

上記日本国特許第５１１２５７５号公報等によって開示されている内視鏡は、ライトガイドファイバー束の先端部位を成形する際に、被覆チューブを同時に成形することによって、被覆チューブとライトガイドファイバー束の先端部位とを略同形状となるように成形している。

ところが、上記日本国特許第５１１２５７５号公報等によって開示されている従来の内視鏡においては、ライトガイドファイバー束の被覆チューブとして、例えばナイロン若しくはシリコーンを素材とするチューブ状部材が採用されている。

一般にナイロンチューブは、素材の性質上、良好な滑り性を有し薄肉に形成することができるが、その一方で、固く座屈し易いという問題点がある。また、一般にシリコーンチューブは、素材の性質上、柔軟性を有し座屈し難い傾向を備える一方、ナイロンチューブに比べて滑り性が劣ると共に肉厚になってしまう傾向がある。

一般に、内視鏡においては、良好な挿入性を得るために、挿入部の先端部における先端硬性部の硬質長をできるだけ短くかつ細径となるような構造上の工夫が常に求められている。

しかしながら、上記ナイロンチューブを用いる場合、ライトガイドファイバー束の先端成形部位の外径に比べて、被覆チューブの配設部分の外径が太くなってしまうことになる。その結果、ライトガイドファイバー束の被覆チューブ部位を挿入部先端部の内部に収納するためには、先端硬性部自体の内視鏡自体の外径が太径化してしまうことになる。これを避けるためには、例えば、先端硬性部の硬質長をより長く構成することにより、上記ライトガイドファイバー束に被覆チューブが被覆される部分を、挿入部の基端寄りの部位であって、内部空間に比較的余裕のある部位に配置するような構成とする等の工夫がなされる。しかし、これら従来の手段では、内視鏡の先端部の細径化や先端硬性部の硬質長の短縮化という要望に反して、良好な挿入性を得られなくなってしまうという問題点が生じる。

本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、内視鏡の挿入部の内部に挿通させるライトガイドファイバー束を効率的に配置することができ、よって、内視鏡の挿入部の細径化と先端硬性部の硬質長の短縮化を実現し、良好な挿入性を実現し得る内視鏡を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の一態様の内視鏡は、挿入部の先端に設けられ、内部から外部へと貫通する貫通孔を有する先端硬性部と、前記挿入部の内部に設けられ、先端が前記貫通孔に挿入された状態で固定された長尺の撮像部と、前記挿入部の内部に設けられ、先端の外形が前記挿入部内の他の構造物に応じて予め規定された形状となるように成形された先端成形部を有し、前記先端成形部が前記貫通孔に挿入固定され、基端部から先端側の所定の分岐部までが１本の束で形成され、前記所定の分岐部よりも先端側は複数本の束に分岐して形成されたライトガイドファイバー束と、前記先端成形部から前記所定の分岐部までの前記複数本の束をそれぞれ被覆する複数本の延伸多孔質ポリテトラフルオロエチレン製の第１の被覆チューブと、前記所定の分岐部から前記基端部までの前記１本の束を被覆し延伸多孔質ポリテトラフルオロエチレンと異なる材質の１本の第２の被覆チューブと、を備えた。

本発明によれば、内視鏡の挿入部の内部に挿通させるライトガイドファイバー束を効率的に配置することができ、よって、内視鏡の挿入部の細径化と先端硬性部の硬質長の短縮化を実現し、良好な挿入性を実現し得る内視鏡を提供することができる。

本発明の一実施形態の内視鏡を示す外観斜視図 図１の内視鏡の挿入部の挿入軸に沿う断面を示す縦断面図 図２の矢印［３］方向から見たときの平面図 図２の［４］−［４］線に沿う断面図 図２の［５］−［５］線に沿う断面図 図２の［６］−［６］線に沿う断面図 図２の［７］−［７］線に沿う断面図 図２の［８］−［８］線に沿う断面図 図２の［９］−［９］線に沿う断面図 図１の内視鏡におけるライトガイドを取り出して挿入軸の上半部のみを断面で示す半断面図 図１０の［１１］−［１１］線に沿う断面図 図１０の［１２］−［１２］線に沿う断面図

以下、図示の実施の形態によって本発明を説明する。以下の説明に用いる各図面は模式的に示すものであり、各構成要素を図面上で認識可能な程度の大きさで示すために、各部材の寸法関係や縮尺等を各構成要素毎に異ならせて示している場合がある。したがって、本発明は、これら各図面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，各構成要素の相対的な位置関係等に関し、図示の形態のみに限定されるものではない。

図１は、本発明の一実施形態の内視鏡を示す外観斜視図である。図２は、図１の内視鏡の挿入部の挿入軸に沿う断面を示す縦断面図である。図３は、図２の矢印［３］方向から見たときの平面図である。図４〜図９は、図１の内視鏡の挿入部の挿入軸に直交する面の断面図である。このうち、図４は図２の［４］−［４］線に沿う断面図である。図５は図２の［５］−［５］線に沿う断面図である。図６は図２の［６］−［６］線に沿う断面図である。図７は図２の［７］−［７］線に沿う断面図である。図８は図２の［８］−［８］線に沿う断面図である。図９は図２の［９］−［９］線に沿う断面図である。図１０は、図１の内視鏡におけるライトガイドを取り出して挿入軸の上半部のみを断面で示す半断面図である。図１１は、図１０のライトガイドの先端成形部の断面図（図１０の［１１］−［１１］線に沿う断面図）である。図１２は、図１０のライトガイドの固定部の断面図（図１０の［１２］−［１２］線に沿う断面図）である。

まず、本実施形態の内視鏡の全体構成の概略を、主に図１を用いて以下に説明する。図１に示すように、本実施形態の内視鏡１は、体腔内等の被検体内に挿入される挿入部２と、この挿入部２の基端側に連設され把持部を兼ねる操作部３と、この操作部３から例えばその後方側に延出され可撓性を有するユニバーサルコード４等によって構成されている。

挿入部２は、先端側から順に、対物光学系２１や照明光学系２６等（後述；図２等参照）を具備する先端部５と、湾曲可能に形成された湾曲部６と、柔軟性を有する可撓管部７等を具備して構成される。

操作部３は、内部に各種の構造物、例えば電気回路基板や電気ケーブル等の電気的構成物（不図示）のほか、上記挿入部２の湾曲部６を湾曲操作するための湾曲機構等（不図示）と、ユニバーサルコード４を介して挿入部２の先端部５までの間に挿通される各種管路やケーブル類等（不図示）を具備して構成されている。また、操作部３の外面には、遠隔的に湾曲部６を湾曲操作するための湾曲レバー８等、各種の操作部材が配設されている。なお、操作部３の構成については、本発明に直接関連しない部分であるので、従来の内視鏡におけるものと同様構成を有するものとし、その内部構成や外面構成物の図示及び詳細説明は省略する。

ユニバーサルコード４は、例えば不図示の光源照明装置からの照明光を伝送するライトガイド（詳細後述；図２，図１０等参照）や、不図示の制御ユニットに接続され各種の信号を伝送する信号ケーブル等（不図示）が挿通している管状部材である。このユニバーサルコード４の終端部には、外部装置である上記光源装置（不図示）に接続可能なライトガイドコネクタ９が接続されている。このライトガイドコネクタ９の一端にはライトガイド接続端子１２が設けられている。

さらに、ライトガイドコネクタ９の側面からは、ビデオケーブル１０が分岐して延出している。このビデオケーブル１０の終端部にはビデオコネクタ１１が接続されている。このビデオコネクタ１１は、例えばビデオプロセッサ機能等を備えた制御装置であり信号処理装置であるカメラコントロールユニット（ＣＣＵ；不図示）に接続される。つまり、ビデオコネクタ１１は、上記カメラコントロールユニットと内視鏡１との間を電気的に接続する接続部材である。

次に、上記内視鏡１の挿入部２の内部構成において、特に先端部５の内部構成の詳細について、図２〜図１２を用いて以下に説明する。

図２に示すように、また上述したように、上記内視鏡１の挿入部２は、先端から先端部５，湾曲部６，可撓管部７の順に連設されて構成されている。

先端部５は、挿入部２の先端に設けられ、内部から外部へと貫通する貫通孔３３ａを有し中空の円筒部材からなる先端硬性部３３と、この先端硬性部３３の内部に設けられる各種構成ユニット、即ち観察系ユニットと、照明系ユニットとによって構成されている。

上記観察系ユニットは、複数の光学レンズからなる対物光学系２１と、これら対物光学系２１を構成する複数の光学レンズを各光学レンズの各光軸が一致するように保持するレンズ保持枠２２と、撮像部であるイメージガイドファイバー束２３やＣＣＤ（Charge Coupled Device；電荷結合素子）イメージセンサーやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide
Semiconductor；相補性金属酸化膜半導体）型イメージセンサーなどの撮像素子によって構成されるユニットである。

対物光学系２１は、被検体内の観察対象物から反射してくる光束を集光して観察対象物の光学像を形成するレンズ群である。対物光学系２１の最先端の光学レンズは、上記先端部５の前面に設けられている。

撮像部であるイメージガイドファイバー束２３は、挿入部２の内部に挿通配置される長尺部材である。イメージガイドファイバー束２３の先端は、先端硬性部３３の貫通孔３３ａに挿入された状態で、上記対物光学系２１の後方において、当該対物光学系２１を透過して後方に出射する出射面に固定されている。

イメージガイドファイバー束２３の外面は、可撓性を有し細長管状に形成されるイメージガイド被覆チューブ（以下、ＩＧ被覆チューブという）２４によって被覆されている。このＩＧ被覆チューブ２４としては、可撓性や滑り性を有する管状部材、例えばナイロンやシリコーン若しくは延伸多孔質ポリテトラフルオロエチレン（ｅ−ＰＴＦＥ；expanded
PTFE）等を素材とするチューブ部材が適用される。

イメージガイドファイバー束２３は、本内視鏡１の挿入部２及び操作部３の内部を挿通して、挿入部２の先端部５の対物光学系から操作部３に設けられる接眼レンズ（不図示）まで光学像を伝送する伝送部材である（内視鏡１がファイバースコープ形態である場合）。また、内視鏡１がビデオスコープ形態である場合には、上記イメージガイドファイバー束２３に代えて伝送ケーブルが適用される。この伝送ケーブルは、挿入部２の先端部５の対物光学系によって撮像素子（不図示）の受光面に結像され、当該撮像素子によって光電変換された画像データを挿入部２，操作部３，ユニバーサルコード４を介してカメラコントロールユニット（ＣＣＵ；不図示）へと伝送する伝送部材である。

上記照明系ユニットは、照明光学系２６と、ライトガイド２７とによって構成されるユニットである。

照明光学系２６は、上記先端部５の前面に設けられ、略円環形状に形成される光学レンズである。

ライトガイド２７は、挿入部２の内部に挿通配置される長尺部材である。ライトガイド２７は、ライトガイドファイバー束２８とライトガイド被覆チューブ（２９，３０）とによって構成される。そして、このライトガイド２７は、撮像部、即ちレンズ保持枠２２及びイメージガイドファイバー束２３の外周側に配設されている。この場合において、ライトガイド２７の先端部分の近傍は、レンズ保持枠２２の外周面に対して、接着剤４１によって接着固定されている（図４，図５参照）。

ここで、ライトガイドファイバー束２８は、ライトガイドファイバー束２８の断面を円形に形成した場合の直径に対して短径が直径の５０％程度となるように第１ライトガイド被覆チューブ（以下、第１ＬＧ被覆チューブという）２９を介してイメージガイドファイバー束２３（撮像部）によって圧迫されて配設されている。なお、ライトガイドファイバー束２８は、その断面を円形に形成した場合の直径に対して短径が直径の５０％程度となるように圧迫されて配設されているものとしたが、例えばライトガイドファイバー束２８の圧迫された断面外形の短径が、円形断面直径の２０％から９０％の間であれば、ライトガイドファイバーは折損するようなことはなく、その形態が維持され得る。

ライトガイドファイバー束２８は、先端の外形の断面が非円形状に成形された先端成形部（図１０の符号Ｍ及び図１１参照）を有して構成されている。なお、上述の例では、ライトガイドファイバー束２８の先端の外形形状について、非円形状であるものとしているが、この例に限られることはなく、例えば円形状であってもよい。ライトガイドファイバー束２８の外形形状は、ライトガイドファイバー束２８が配設される挿入部２の内部の他の構成物の外形形状に応じて様々な形状となり得ることから、機種により予め規定された形状となるように成形される。ライトガイドファイバー束２８は、図１０に示すように、基端側から長さ方向において１本の束として形成され、所定の部位にて複数に分岐した形態に形成されている。本実施形態では、ライトガイドファイバー束２８は、所定の部位にて二つに分岐した例を示しているが、この例に限られることはなく、例えば三つに分岐したり、四つに分岐したり、またはそれ以上の複数に分岐するような形態であってもよい。

ライトガイドファイバー束２８の先端は、上記先端成形部Ｍ（図１０参照）が先端硬性部３３の貫通孔３３ａの内部に挿入された状態で、上記照明光学系２６の後端面に接するように固定されている。

ライトガイドファイバー束２８は、本内視鏡１の挿入部２，操作部３，ユニバーサルコード４の内部を挿通して、挿入部２の先端部５から操作部３を経てユニバーサルコード４の終端部のライトガイドコネクタ９の一端のライトガイド接続端子１２まで延設されている。つまり、これにより、ライトガイドファイバー束２８は、ライトガイド接続端子１２が接続される光源照明装置（不図示）から出射された照明光を、挿入部２の先端部５の照明光学系２６へと伝送する伝送部材である。

そして、ライトガイドファイバー束２８の外面は、可撓性を有し細長管状に所定の素材を用いて形成されるライトガイド被覆チューブ（２９，３０；図１０参照）によって被覆されている（詳細は後述する）。

ここで、第１ＬＧ被覆チューブ２９は、少なくとも上記先端成形部Ｍを含む所定の領域、例えば分岐部分よりも先端寄りの領域においてライトガイドファイバー束２８の外面を被覆している。つまり、第１ＬＧ被覆チューブ２９は、先端成形部から少なくとも挿入部２の内部に亘ってライトガイドファイバー束２８を被覆している。第１ＬＧ被覆チューブ２９は、特に薄肉化が容易で、かつ柔軟性を有する素材、例えば延伸多孔質ポリテトラフルオロエチレン（ｅ−ＰＴＦＥ）を用いて形成されるチューブ部材が適用される。

また、第２ライトガイド被覆チューブ（以下、第２ＬＧ被覆チューブという）３０は、ライトガイドファイバー束２８の基端寄りの部位、即ちライトガイドコネクタ９側の所定の領域であって、上記分岐部分よりも基端寄りの領域の外面を被覆している。この第２ＬＧ被覆チューブ３０は、例えばシリコーンを素材とするチューブ部材が適用される。

なお、本実施形態の内視鏡１におけるライトガイド２７においては、第１ＬＧ被覆チューブ２９は、先端成形部Ｍの領域において、ライトガイドファイバー束２８に接着固定された領域である固定部Ｈ（図１０参照）を有している。この固定部Ｈの領域においては、略一定の径となるように形成されている。このように形成されたライトガイド２７の先端成形部Ｍと固定部Ｈとは、先端硬性部３３の貫通孔３３ａの内部に挿入固定されている。

また、当該ライトガイド２７において、先端成形部Ｍと固定部Ｈとを含む硬質成形部分ＰＭ（図１０参照）を成形するのに際しては、ライトガイドファイバー束２８に第１ＬＧ被覆チューブ２９を被覆した状態で接着成形加工が施される。

一方、挿入部２の外面は、上記先端硬性部３３から基端部までの全長に亘って可撓性を有する外装被覆チューブ３２によって被覆されている。そして、上記外装被覆チューブ３２の先端部分は、上記先端硬性部３３の外面において、いわゆる糸巻き接着によって水密的に接合されている。

先端部５の基端側には湾曲部６が連設されている。この湾曲部６は、複数の湾曲コマ６ａを連設して形成されている。そして、湾曲部６の最も先端の湾曲コマ６ａと、操作部３内の湾曲機構（不図示）との間は、挿入部２の内部に挿通される複数の湾曲ワイヤ３４によって接続されている。なお、当該挿入部２において、湾曲部６よりも基端寄りの構成については、本発明に直接関連するものではないので、従来の内視鏡におけるものと同様の構成が適用されているものとして、その詳細な図示及び説明は省略する。

以上説明したように上記一実施形態によれば、ライトガイド２７におけるライトガイドファイバー束２８の第１ＬＧ被覆チューブ２９として、柔軟性が良好でかつ薄肉化が容易な素材である延伸多孔質ポリテトラフルオロエチレン（ｅ−ＰＴＦＥ）製の被覆チューブを、挿入部２の軟性部分の略全長に亘って用いることによって、挿入部２の内部においてライトガイド２７を効率的に配置することができる。即ち、ライトガイド２７を挿入部２の内部に挿通させるのに際し、当該挿入部２の内部において隣設される他の構造物によってライトガイド２７が押圧されたとしても、延伸多孔質ポリテトラフルオロエチレン（ｅ−ＰＴＦＥ）製の第１ＬＧ被覆チューブ２９は柔軟性に優れていることから多様に変形し得るので、その機能を損なうことなく挿入部２の隙間領域において効率的に配置することができる。

また、ライトガイドファイバー束２８の先端成形部Ｍを含む硬質成形部分ＰＭを成形するのに際しては、ライトガイドファイバー束２８を第１ＬＧ被覆チューブ２９に挿通配置した状態で、両者を同時に接着成形することができるので、従来の製造方法、例えば、ライトガイドファイバー束の成形後に被覆チューブを被覆して接着するといった手法を用いる場合に比べて、製造工程の簡略化を実現できる。

さらに、延伸多孔質ポリテトラフルオロエチレン（ｅ−ＰＴＦＥ）製の第１ＬＧ被覆チューブ２９は、薄肉化が容易であることから、第１ＬＧ被覆チューブ２９による被覆部分を先端硬性部３３の内部に配設しても、先端硬性部３３を太径化することなく構成できる。したがって、挿入部２の先端部５の太径化を抑制し得る。これと同時に、先端硬性部３３の長尺化を抑制し、先端硬性部３３の短縮化を実現できる。

そして、第１ＬＧ被覆チューブ２９の柔軟性によってライトガイドファイバー束２８の先端成形部Ｍの断面形状を、所望の形状に成形することができる。よって、挿入部２の先端部５の内部においてライトガイド２７の効率的な配置構成の実現に寄与することができる。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用を実施し得ることが可能であることは勿論である。さらに、上記実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせによって、種々の発明が抽出され得る。例えば、上記一実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題が解決でき、発明の効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。この発明は、添付のクレームによって限定される以外にはそれの特定の実施態様によって制約されない。

本出願は、２０１６年１月１３日に日本国に出願された特許出願２０１６−００４４７５号を優先権主張の基礎として出願するものである。

上記基礎出願により開示された内容は、本願の明細書と請求の範囲と図面に引用されているものである。

本発明は、医療分野の内視鏡制御装置だけでなく、工業分野の内視鏡制御装置にも適用することができる。

Claims (6)

1. 挿入部の先端に設けられ、内部から外部へと貫通する貫通孔を有する先端硬性部と、
   前記挿入部の内部に設けられ、先端が前記貫通孔に挿入された状態で固定された長尺の撮像部と、
   前記挿入部の内部に設けられ、先端の外形が前記挿入部内の他の構造物に応じて予め規定された形状となるように成形された先端成形部を有し、前記先端成形部が前記貫通孔に挿入固定され、基端部から先端側の所定の分岐部までが１本の束で形成され、前記所定の分岐部よりも先端側は複数本の束に分岐して形成されたライトガイドファイバー束と、
   前記先端成形部から前記所定の分岐部までの前記複数本の束をそれぞれ被覆する複数本の延伸多孔質ポリテトラフルオロエチレン製の第１の被覆チューブと、
   前記所定の分岐部から前記基端部までの前記１本の束を被覆し延伸多孔質ポリテトラフルオロエチレンと異なる材質の１本の第２の被覆チューブと、
   を備えたことを特徴とする内視鏡。
2. 前記ライトガイドファイバー束の前記先端成形部は、先端の外形が非円形状に成形されていることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。
3. 前記ライトガイドファイバー束の前記所定の分岐部よりも先端側に形成された前記複数本の束は、前記複数本の束における各束の断面を円形に形成した場合の直径に対して短径が前記直径の９０％以下となるように前記第１の被覆チューブを介して前記撮像部によって圧迫されて配設されていることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。
4. 前記撮像部は、イメージガイドファイバー束であることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。
5. 前記撮像部の外皮は、延伸多孔質ポリテトラフルオロエチレン製であることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。
6. 前記第２の被覆チューブは、シリコーン製であることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。

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