JP6923281B2 - 内視鏡 - Google Patents

Description

本発明は、内視鏡に関する。

内視鏡は、人体内へ挿入するための長尺の挿入部を有する。挿入部には、ライトガイド、信号ケーブル及びワイヤ等が内蔵されている。挿入部は、大腸等の体内器官へ挿入される。例えば、挿入部は、検査対象者の肛門から大腸へ挿入される。挿入部の先端が体内器官へ挿入された後、内視鏡を操作する操作者が挿入部を長手方向に沿って押しこむことにより、挿入部はより挿入されていく。円滑な内視鏡検査のためには、内視鏡の挿入性、即ち挿入のしやすさを高めることが必要である。特許文献１には、内視鏡の挿入性を向上させるための技術の例が開示されている。

特開２０１２−５０５５７号公報

内視鏡の挿入部が柔らかすぎる場合、操作者が挿入部を長手方向に沿って押しこんだり、捻ったりしたときに、挿入部の先端が操作者の意図通りに移動せずに挿入部が屈曲する座屈が発生する。このため、挿入部を体内器官へ挿入することが難しい。挿入部の柔らかさは、曲げ剛性で表される。曲げ剛性が低いほど、挿入部は柔らかい。内視鏡の挿入性を高めるために、挿入部の曲げ剛性を適切に定めることが望まれている。

本発明は、斯かる事情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、挿入部の曲げ剛性を適切に定めることにより挿入性が向上した内視鏡を提供することにある。

本発明に係る内視鏡は、人体内へ挿入されるための長尺の挿入部を備える内視鏡において、前記挿入部は、曲げ剛性が長手方向に沿って先端から他端へ向けて指数関数状に増加する第１領域と、該第１領域よりも前記他端側に位置しており、曲げ剛性が長手方向に沿って前記先端から前記他端へ向けて指数関数状に増加する第２領域とを有し、前記第１領域での長手方向に沿った位置の変化に対する曲げ剛性の変化の割合は、前記第２領域での長手方向に沿った位置の変化に対する曲げ剛性の変化の割合よりも大きいことを特徴とする。

本発明にあっては、大腸等の屈曲部分が複数存在する体内器官に内視鏡の挿入部を挿入する際に、座屈が発生し難い。従って、内視鏡の挿入性が向上する等、本発明は優れた効果を奏する。

内視鏡の外観図である。 先端部の端面の外観図である。 可撓管の断面図である。 曲げ剛性の測定方法を説明する説明図である。 実施形態１に係る挿入部の曲げ剛性の変化を示すグラフである。 実施形態２に係る挿入部の曲げ剛性の変化を示すグラフである。

以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。
（実施形態１）
図１は、内視鏡１０の外観図である。本実施形態の内視鏡１０は、下部消化管向けの軟性鏡である。特に、本実施形態の内視鏡１０は、大腸用内視鏡に好適である。内視鏡１０は、挿入部２０、操作部４０、ユニバーサルコード５９及びコネクタ部５０を有する。挿入部２０は、人体内へ挿入される部分である。操作部４０は、内視鏡１０を操作する操作者が手で握って操作する部分である。操作部４０は、湾曲ノブ４１及びチャンネル入口４２を有する。チャンネル入口４２には、処置具等を挿入する挿入口を有する鉗子栓４３が固定されている。

挿入部２０は長尺の管状であり、先端とは逆の端（他端）が操作部４０に接続されている。挿入部２０と操作部４０との境には折れ止め部２４が設けられている。挿入部２０は、操作部４０側から順に軟性部２１、湾曲部２２及び先端部２３を有する。軟性部２１は、軟性である。軟性部２１の表面は、後述するチューブ状の可撓管３０である。湾曲部２２は、湾曲ノブ４１の操作に応じて湾曲する。本実施形態では、挿入部２０の全長が１４００ｍｍ以上である内視鏡１０が好適である。また、挿入部２０の全長が１８００ｍｍ以上である内視鏡１０がより好適である。

以後の説明では、挿入部２０の長手方向に沿って操作部４０に近い側を操作部側、操作部４０から遠い側を先端側と言う。操作部側は本発明における他端側に対応する。ユニバーサルコード５９は長尺であり、一端が操作部４０に、他端がコネクタ部５０にそれぞれ接続されている。ユニバーサルコード５９は、軟性である。コネクタ部５０は、図示しないビデオプロセッサ、光源装置、表示装置及び送気送水装置等に接続される。

図２は、先端部２３の端面の外観図である。先端部２３の端面には、観察窓５１、二個の照明窓５２、送気ノズル５３、送水ノズル５４及びチャンネル出口５５等が設けられている。先端部２３の端面は、略円形である。観察窓５１は、図２において端面の中心よりも上側に設けられている。観察窓５１の左右に照明窓５２が設けられている。観察窓５１の右下に、送気ノズル５３及び送水ノズル５４が、それぞれの出射口を観察窓５１に向けて設けられている。観察窓５１の左下に、チャンネル出口５５が設けられている。

コネクタ部５０、ユニバーサルコード５９、操作部４０及び挿入部２０の内部には、ファイバーバンドル、ケーブル束、送気チューブ及び送水チューブ等が挿通されている。光源装置から出射した照明光は、ファイバーバンドルを介して、照明窓５２から照射される。照明光により照らされた範囲を、観察窓５１を介して図示しない撮像素子で撮影する。撮像素子からケーブル束を介してビデオプロセッサへ映像信号が伝送される。

送気送水装置から供給された空気は、送気チューブを介して送気ノズル５３から観察窓５１に向けて放出される。同様に、送気送水装置から供給された水は、送水チューブを介して送水ノズル５４から観察窓５１に向けて放出される。送気ノズル５３及び送水ノズル５４は、内視鏡検査中の観察窓５１の清掃等に使用される。チャンネル入口４２とチャンネル出口５５との間は、軟性部２１及び湾曲部２２の内部を通るチューブ状のチャンネルにより接続されている。チャンネル入口４２から図示しない処置具を挿入することにより、チャンネル出口５５から処置具の先端を突出させて、大腸ポリープの切除等の手技を行うことができる。

図３は、可撓管３０の断面図である。可撓管３０は、軟性部２１の外装部材である。図３は、挿入部２０の長手方向に沿って可撓管３０を切断した断面を示す。可撓管３０は、帯状の金属を螺旋状に巻いた螺旋管３１の外側が、網状管３２、外皮３３及びトップコート３４で順次覆われて構成されている。螺旋管３１は、軟性部２１を屈曲した場合に、内部に挿通されたファイバーバンドル、ケーブル束及び各種チューブ等の内蔵物が潰されないように保護する。

網状管３２は、細線状の素材を編組して形成されている。細線状の素材は、例えば、ステンレス鋼線又は銅合金線等である。細線状の素材は、非金属でも良い。外皮３３は、網状管３２の外側に成形された樹脂の層である。外皮３３の材料は、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体等のポリオレフィン、ポリテトラフルオロエチレン、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体等のフッ素系樹脂、ポリエステル系エラストマー、ポリオレフィン系エラストマー、フッ素系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、シリコーンゴム、又はフッ素ゴム等である。外皮３３は、複数の樹脂層の積層体でもよい。複数の樹脂材料を混合して、外皮３３を形成してもよい。トップコート３４は、例えば、ウレタン系樹脂又はフッ素樹脂である。トップコート３４は、内視鏡１０の洗浄及び消毒に用いる薬液等から外皮３３を保護する。

本実施形態に係る内視鏡１０の挿入部２０は、例えば、検査対象者の肛門から盲腸まで大腸内に挿入される。内視鏡１０の操作者は、挿入部２０の一部を掴み、先端に向けて押し込むことにより、挿入部２０を挿入する。観察窓５１を介して撮影した映像を観察しながら、操作者は挿入部２０の先端を目的部位に誘導する。大腸が強く屈曲している部分では、ユーザは湾曲ノブ４１を操作して湾曲部２２を屈曲させるとともに、挿入部２０を捻る等の操作を行うことにより、先端部２３を盲腸側に向けて進める。大腸内部に入った挿入部２０は、大腸壁に押されて受動的に屈曲する。

本実施形態においては、挿入部２０の曲げ剛性が長手方向に沿って変化している。ここで、挿入部２０の曲げ剛性の定義を、長さ１００ｍｍの挿入部２０を１０ｍｍ屈曲させるための押圧力とする。押圧力の単位はＮである。図４は、曲げ剛性の測定方法を説明する説明図である。図４は、曲げ剛性の測定装置６０を上から見た図である。測定装置６０は、四個の押さえ柱６３と、二個の押さえ柱６４と、荷重測定器６１と、駆動部６５とを含む。荷重測定器６１は、一面から突出した測定子６２に加わる荷重を測定する測定器である。駆動部６５は、加重測定器６１を移動させる機構である。

押さえ柱６３及び６４は、円柱形であり互いに略平行に配置されている。四個の押さえ柱６３は、直線状に配置されている。中央側に位置する二個の押さえ柱６３の中心軸間の距離は１００ｍｍである。二個の押さえ柱６４は四個の押さえ柱６３と対向する位置に配置されている。押さえ柱６３の並びに沿って挿入部２０がまっすぐ配置される。押さえ柱６３は挿入部２０の側面に接触する。押さえ柱６４は反対側の側面に接触する。挿入部２０は、押さえ柱６３と押さえ柱６４との間に挟まれて保持される。中央側に位置する二個の押さえ柱６３の中間の位置で、挿入部２０を挟んで押さえ柱６３の反対側から測定子６２が挿入部２０の長手方向に対して直交するように当接される。

駆動部６５は、挿入部２０の長手方向に対して直交する方向に加重測定器６１を移動させる。これにより、挿入部２０は測地子６２により押圧される。図４に二点鎖線で示すように、挿入部２０は中央側に位置する二個の押さえ柱６３と測定子６２との３点で屈曲する３点曲げの状態になる。図４に示すように、長手方向に対して直交する方向への挿入部２０の撓み量が１０ｍｍである状態で、測地子６２が挿入部２０を押圧する押圧力を加重測定器６１で測定する。測定された押圧力が曲げ剛性である。

図５は、実施形態１に係る挿入部２０の曲げ剛性の変化を示すグラフである。図中の横軸は、挿入部２０の長手方向に沿った先端からの距離を示し、縦軸は、先端からの距離で表される夫々の位置での挿入部２０の曲げ剛性を示す。挿入部２０は、先端部側から操作部側へ向けて曲げ剛性が連続的に増加している第１領域２５及び第２領域２６を有している。第２領域２６は、第１領域２５よりも、先端からの距離が長い位置にある。即ち、第２領域２６は、第１領域２５よりも操作部側に位置している。また、第１領域２５及び第２領域２６では、曲げ剛性は、長手方向に沿って指数関数状に増加している。

第１領域２５及び第２領域２６は、軟性部２１に含まれている。第１領域２５及び第２領域２６は、可撓管３０の外皮３３の厚み及び／又は組成を、挿入部２０の長手方向に沿った位置の変化に応じて変化させることにより、形成されている。また、第１領域２５及び第２領域２６は、挿入部２０に内蔵されたファイバーバンドル、ケーブル束及び各種チューブ等の内蔵物の曲げ剛性を、挿入部２０の長手方向に沿った位置の変化に応じて変化させることにより、形成されていてもよい。

挿入部２０の曲げ剛性が低すぎる場合は、操作者が挿入部２０を押しこんだときに、先端部２３が移動せず、挿入部２０の途中で座屈が発生する虞がある。座屈の発生を防止し、操作者が挿入部２０を押し込んだり、捻ったりする力を先端まで伝えるためには、曲げ剛性がある程度高い必要がある。そこで、挿入部２０には、先端部側から操作部側へ向けて曲げ剛性が連続的に増加している第１領域２５が設けられている。曲げ剛性が長手方向に沿って指数関数状に増加することにより、挿入性が高くなることが知られている。そこで、第１領域２５では、曲げ剛性が先端部側から操作部側へ向けて指数関数状に増加している。

大腸等の挿入部２０が挿入される体内器官には、屈曲部分が複数存在する。挿入部２０の途中の部分が体内器官の屈曲部分を通る際にも、座屈が発生し易い。本実施形態では、第１領域２５よりも操作部側に第２領域２６を設けてあることで、第１領域２５よりも操作部側の位置で挿入部２０の座屈が発生することを防止している。第２領域２６でも、座屈を防止し易くするために、曲げ剛性が先端部側から操作部側へ向けて指数関数状に増加している。このように、挿入部２０が第１領域２５及び第２領域２６を有していることにより、大腸等の屈曲部分が複数存在する体内器官に挿入部２０を挿入する際に、座屈が発生し難い。このため、操作者が挿入部２０を押しこむ力又は捻る力を先端部２３まで確実に伝達し、先端部２３を確実に進行させることができる。従って、内視鏡１０の挿入性が向上する。このため、検査対象者の苦痛が少なくなる。また、操作者にとっては、挿入部２０を円滑に挿入することが可能となり、内視鏡１０を容易に操作することが可能となる。

第１領域２５での長手方向に沿った曲げ剛性の変化の割合は、第２領域２６での長手方向に沿った曲げ剛性の変化の割合よりも大きい。具体的には、第１領域２５及び第２領域２６の始点での値をｘ＝０とし、先端からの距離の増加に応じて増加する変数ｘと、ｘに対応する曲げ剛性ｙとを考え、ｙをｘで微分した微分係数が、第１領域２５において第２領域２６よりも大きくなっている。

先端部２３付近では、挿入部２０は、人体内への挿入を容易にするために、柔らかい必要があるので、座屈が最も発生し易い。このため、先端部２３に近い第１領域２５では、長手方向に沿った曲げ剛性の増加の割合はある程度大きい必要がある。第１領域２５よりも操作部側にある部分では、曲げ剛性がある程度大きくなっているので、第２領域２６では、長手方向に沿った曲げ剛性の増加の割合が大きくなくとも、座屈の発生の防止が可能である。第１領域２５での長手方向に沿った曲げ剛性の変化の割合が第２領域２６での変化の割合よりも大きいことにより、座屈がより発生し難くなる。また、挿入部２０の曲げ剛性の無暗な増加が防止され、内視鏡１０の挿入性の向上が妨げられない。

第１領域２５は、挿入部２０の長手方向に沿った先端からの距離が７００ｍｍ未満になる位置に、設けられている。また、第２領域２６は、挿入部２０の長手方向に沿った先端からの距離が７００ｍｍ以上になる位置に、設けられている。第１領域２５及び第２領域２６がこのような位置に設けられていることにより、挿入部２０の曲げ剛性の分布が大腸の形状に合わせた分布となり、内視鏡１０の大腸への挿入性が向上する。また、より好ましくは、第１領域２５は、挿入部２０の長手方向に沿った先端からの距離が５００ｍｍ未満になる位置に、設けられている。挿入部２０の曲げ剛性の分布がより大腸の形状に合わせた分布となり、内視鏡１０の大腸への挿入性がより向上する。また、より好ましくは、第２領域２６は、挿入部２０の長手方向に沿った先端からの距離が８００ｍｍ以上になる位置に、設けられている。挿入部２０の曲げ剛性の分布がより大腸の形状に合わせた分布となり、内視鏡１０の大腸への挿入性がより向上する。

第１領域２５及び第２領域２６は、挿入部２０の長手方向に沿って連続していてもよく、離隔していてもよい。いずれの形態の挿入部２０でも、形状に合った体内器官への挿入が容易となり、内視鏡１０の挿入性が向上する。

（実施形態２）
図６は、実施形態２に係る挿入部２０の曲げ剛性の変化を示すグラフである。図中の横軸は、挿入部２０の長手方向に沿った先端からの距離を示し、縦軸は、先端からの距離で位置が表される挿入部２０の各部分の曲げ剛性を示す。挿入部２０は、第１領域２５及び第２領域２６の他に、第２領域２６よりも操作部側に、第３領域２７を有している。第３領域２７では、挿入部２０の長手方向に沿って、先端部側から操作部側へ向けて曲げ剛性が指数関数状に連続的に減少している。内視鏡１０のその他の構成は実施形態１と同様である。

第３領域２７は、挿入部２０の中の操作部４０に近い部分に設けられている。例えば、第３領域２７は、軟性部２１の中で折れ止め部２４に隣接する部分に設けられている。第３領域２７で操作部側へ向けて曲げ剛性が減少していることにより、第３領域２７以降の操作部側の部分を曲げることが可能となる。即ち、挿入部２０の操作部４０に近い部分を曲げることができる。挿入部２０の操作部４０に近い部分を曲げることによって、操作者による内視鏡１０の操作の自由度が増加する。例えば、操作者が挿入部２０の第３領域２７よりも先端側の部分を手で持ち、挿入部２０の第３領域２７以降の操作部側の部分を曲げ、検査台の面等の平面に挿入部２０の一部を押し付ける操作が可能となる。平面に挿入部２０の一部を押し付ける操作を行うことにより、操作者が操作部４０を保持する負担を軽減することができる。従って、本実施形態では、内視鏡１０の挿入性を向上させるべく、内視鏡１０の操作性が向上する。

今回開示された実施形態は全ての点で例示であって、制限的なものでは無いと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１０ 内視鏡
２０ 挿入部
２１ 軟性部
２２ 湾曲部
２３ 先端部
２４ 折れ止め部
２５ 第１領域
２６ 第２領域
２７ 第３領域
３０ 可撓管
４０ 操作部
５０ コネクタ部
５９ ユニバーサルコード
６０ 測定装置
６１ 荷重測定器
６２ 測定子
６３ 押さえ柱

Claims (5)

1. 人体内へ挿入されるための長尺の挿入部を備える内視鏡において、
   前記挿入部は、
   曲げ剛性が長手方向に沿って先端から他端へ向けて指数関数状に増加する第１領域と、
   該第１領域よりも前記他端側に位置しており、曲げ剛性が長手方向に沿って前記先端から前記他端へ向けて指数関数状に増加する第２領域とを有し、
   前記第１領域での長手方向に沿った位置の変化に対する曲げ剛性の変化の割合は、前記第２領域での長手方向に沿った位置の変化に対する曲げ剛性の変化の割合よりも大きいこと
   を特徴とする内視鏡。
2. 前記第１領域は、長手方向に沿った前記先端からの距離が７００ｍｍ未満になる位置にあり、
   前記第２領域は、長手方向に沿った前記先端からの距離が７００ｍｍ以上になる位置にあること
   を特徴とする請求項１に記載の内視鏡。
3. 前記第１領域は、長手方向に沿った前記先端からの距離が５００ｍｍ未満になる位置にあること
   を特徴とする請求項２に記載の内視鏡。
4. 前記第２領域は、長手方向に沿った前記先端からの距離が８００ｍｍ以上になる位置にあること
   を特徴とする請求項２又は３に記載の内視鏡。
5. 前記挿入部は、
   前記第２領域よりも前記他端側に位置しており、曲げ剛性が長手方向に沿って前記先端から前記他端へ向けて指数関数状に減少する第３領域を更に備えること
   を特徴とする請求項１乃至４のいずれか一つに記載の内視鏡。

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