JP7376652B2

JP7376652B2 - 内視鏡装置及びバルーン

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Description

本発明は、内視鏡装置及びバルーンに係り、特に、内視鏡の挿入部にバルーンが装着された内視鏡装置及びそのバルーンに関する。

内視鏡装置では、膨張及び収縮するバルーンが様々な用途で用いられている。例えば、小腸又は大腸等の深部消化管を観察する内視鏡装置では、内視鏡の挿入部に膨縮自在なバルーンが装着され、このバルーンを膨張させることによって、内視鏡の挿入部を体内に固定できるようになっている。

このようなバルーンは、ゴム等の弾性体によって構成されており、その端部は、自然状態で取付対象物（内視鏡の挿入部）の外径よりも小径の筒状に形成されている。そして、バルーンを装着する際は、バルーンの端部を拡径しながら取付対象物に被せた後、バルーンの端部の上から糸を巻回したり、ゴムバンドを外嵌させたりすることによって、バルーンの端部を取付対象物に固定している。

バルーンを装着部に装着させる他の方法として、例えば、下記の特許文献１には、両端部が中央部よりも高い硬度のゴム材によって構成されたバルーンを用いて、バルーンの端部の高い硬度の部分で内視鏡の挿入部にバルーンを装着させるとともに、中央部のみを膨らませることが記載されている。特許文献２には、バルーン端部の筒状部を内視鏡の挿入部に装着させた後、挿入部と筒状部との間に形成された密閉室を減圧することで、内視鏡にバルーンを吸着させることで、バルーンを装着させることが記載されている。

特許文献３には、バルーンユニットの端部が硬質の筒体で形成されており、筒体に内視鏡の挿入部から脱落することを防止する脱落防止手段である抜け止めリングを有する内視鏡装置が記載されている。

特開２００５－１１８３７５号公報特開２００９－１６００９４号公報特開２００８－００６０００号公報

特許文献１に記載のバルーンは、材料の構造を変化させる必要があるため、製造が困難であるという課題があった。また、バルーンの膨張には、胴体部を伸展させる力が追加で必要であり、また、バルーンの膨張に時間がかかっていた。

特許文献２に記載されているバルーンは、減圧を保つ部分の小サイズ化が困難であり、特許文献３に記載されているバルーンにおいても、抜け止めリングの装着分、バルーン装着時の挿入部の径が太くなっていた。内視鏡の先端径が太くなると、腸管の狭窄部位、及び、癒着部位を超えることが困難になる。また処置のためにオーバーチューブのみを体内に残し、内視鏡のみを抜去したい場合でも、挿入部の径が太いと、挿入部をオーバーチューブ内に通すことができず、内視鏡を抜去することができなかった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、バルーンを内視鏡の挿入部に装着させた際の装着部分を細径化することができる内視鏡装置及びバルーンを提供することを目的とする。

本発明の目的を達成するために、本発明に係る内視鏡装置は、挿入部を有する内視鏡と、挿入部に装着されるバルーンと、を有する内視鏡装置であって、バルーンは、挿入部に装着される前の装着前状態において、バルーンの厚さが一様の肉厚であり、かつ、一様の硬さであり、バルーンの一端に設けられ、挿入部の先端側の第１位置に装着される第１筒部と、バルーンの他端に設けられ、第１位置より挿入部の基端側の第２位置に装着される第２筒部と、第１筒部と第２筒部との間に設けられるバルーン本体と、を有し、装着前状態において、第１筒部の内径が、挿入部の外径の１／１０以上１／２以下である。

本発明の目的を達成するために、本発明に係る内視鏡装置は、挿入部を有する内視鏡と、挿入部に装着されるバルーンと、を有する内視鏡装置であって、バルーンは、挿入部に装着される前の装着前状態において、バルーンの厚さが一様の肉厚であり、かつ、一様の硬さであり、バルーンの一端に設けられ、挿入部の先端側の第１位置に装着される第１筒部と、バルーンの他端に設けられ、第１位置より挿入部の基端側の第２位置に装着される第２筒部と、第１筒部と第２筒部との間に設けられるバルーン本体と、を有し、バルーンの材料のヤング率をＥ、Ｅの単位はＭＰａである、挿入部の内径をＤ、Ｄの単位はｍｍである、装着前状態において、第１筒部の内径をｄ_１（ｂ）、ｄ_１（ｂ）の単位はｍｍである、第１筒部の軸方向の長さをｌ_１（ｂ）、ｌ_１（ｂ）の単位はｍｍである、バルーンの肉厚をｔ、ｔの単位はｍｍである、とした場合、以下の式を満たす。

本発明の目的を達成するために、本発明に係るバルーンは、内視鏡の挿入部に装着されるバルーンであって、バルーンは、挿入部に装着される前の装着前状態において、バルーンの厚さが一様の肉厚であり、かつ、一様の硬さであり、バルーンの一端に設けられ、挿入部の先端側の第１位置に装着される第１筒部と、バルーンの他端に設けられ、第１位置より挿入部の基端側の第２位置に装着される第２筒部と、第１筒部と第２筒部との間に設けられるバルーン本体と、を有し、装着前状態において、第１筒部の内径が、挿入部の外径の１／１０以上１／２以下である。

本発明の目的を達成するために、本発明に係るバルーンは、内視鏡の挿入部に装着されるバルーンであって。バルーンは、挿入部に装着される前の装着前状態において、バルーンの厚さが一様の肉厚であり、かつ、一様の硬さであり、バルーンの一端に設けられ、挿入部の先端側の第１位置に装着される第１筒部と、バルーンの他端に設けられ、第１位置より挿入部の基端側の第２位置に装着される第２筒部と、第１筒部と第２筒部との間に設けられるバルーン本体と、を有し、装着前状態において、第１筒部の内径が、バルーン本体の最大内径の１／２５以上１／１０以下である。

本発明の目的を達成するために、本発明に係るバルーンは、内視鏡の挿入部に装着されるバルーンであって、バルーンは、挿入部に装着される前の装着前状態において、バルーンの厚さが一様の肉厚であり、かつ、一様の硬さであり、バルーンの一端に設けられ、挿入部の先端側の第１位置に装着される第１筒部と、バルーンの他端に設けられ、第１位置より挿入部の基端側の第２位置に装着される第２筒部と、第１筒部と第２筒部との間に設けられるバルーン本体と、を有し、バルーンの材料のヤング率をＥ、Ｅの単位はＭＰａである、挿入部の内径をＤ、Ｄの単位はｍｍである、装着前状態において、第１筒部の内径をｄ_１（ｂ）、ｄ_１（ｂ）の単位はｍｍである、第１筒部の軸方向の長さをｌ_１（ｂ）、ｌ_１（ｂ）の単位はｍｍである、バルーンの肉厚をｔ、ｔの単位はｍｍである、とした場合、以下の式を満たす。

本発明によれば、挿入部を挿入することで拡げられた第１筒部の収縮力で、第１筒部を挿入部に把持固定することができる。これにより、バルーン装着後の内視鏡の挿入部の先端を細径化することができる。

バルーンを使用する内視鏡装置のシステム構成図である。内視鏡の挿入部の先端部を示す斜視図である。第１実施形態のバルーンの構成を示す断面図である。焼ばめにより装着する原理を説明する図である。第２実施形態のバルーンの構成を示す断面図である。第３実施形態のバルーンの構成を示す断面図である。第３実施形態のバルーンの装着状態を説明する図である。バルーンの装着装置の一例を示す斜視図である。挿入部にバルーンを取り付ける方法を説明する図である。

以下、添付図面に従って、本発明に係る内視鏡装置及びバルーンについて説明する。

図１は、本発明に係る内視鏡装置の一例を示すシステム構成図である。図１に示すように内視鏡装置１は主として、内視鏡１０及びバルーン６０で構成される。また、内視鏡装置１は、バルーン制御装置７０を含んでもよい。

内視鏡１０は、操作部１４と、この操作部１４に連設され、体内に挿入される挿入部１２とを備える。操作部１４には、ユニバーサルコード１６が接続され、このユニバーサルコード１６の先端にＬＧコネクタ１８が設けられる。ＬＧコネクタ１８は光源装置２０に着脱自在に連結され、これによって挿入部１２の先端に設けた照明窓（不図示）に照明光が送られる。また、ＬＧコネクタ１８には、ケーブル２２を介して電気コネクタ２４が接続され、この電気コネクタ２４がプロセッサ２６に着脱自在に連結される。

操作部１４には、送気送水ボタン２８、吸引ボタン３０、シャッターボタン３２、及び機能切替ボタン３４が並設されるとともに、一対のアングルノブ３６、３６が設けられる。

挿入部１２は、操作部１４側から順に軟性部４０、湾曲部４２、及び先端部４４で構成される。軟性部４０は、螺旋状に巻回された金属板の外周にネットを被せ、その外周を被覆することにより構成されており、十分な可撓性を有している。

湾曲部４２は、操作部１４のアングルノブ３６、３６を回動することによって遠隔的に湾曲するように構成される。たとえば、湾曲部４２は、円筒状の複数の節輪をピンによって回動自在に連結するとともに、その節輪の内部に複数本の操作ワイヤを挿通させてピンにガイドさせている。そして、操作ワイヤを押し引き操作することによって、節輪同士が回動して湾曲部４２が湾曲操作されるようになっている。この湾曲部４２を湾曲操作することによって、先端部４４を所望の方向に向けることができる。

図２に示すように、先端部４４の先端面４５には、観察窓５２、照明窓５４、５４、送気送水ノズル５６、及び、鉗子口５８が設けられる。観察窓５２の後方には観察光学系及びＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）やＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の撮像素子が配設され、この撮像素子を支持する基板に信号ケーブルが接続される。信号ケーブルは挿入部１２、操作部１４、及び、ユニバーサルコード１６等に挿通されて電気コネクタ２４まで延設され、プロセッサ２６に接続される。よって、観察窓５２で取り込まれた観察像が撮像素子の受光面に結像されて電気信号に変換され、この電気信号が信号ケーブルを介してプロセッサ２６に出力され、映像信号に変換される。これにより、プロセッサ２６に接続されたモニタ５０に観察画像が表示される。

照明窓５４は、その後方に照明光学系及びライトガイド（不図示）の出射端が配設される。ライトガイドは挿入部１２、操作部１４及びユニバーサルコード１６に挿通されてＬＧコネクタ１８内にその入射端が配設される。したがって、ＬＧコネクタ１８を光源装置２０に連結することによって、光源装置２０から照射された照明光がライトガイドを介して照明光学系に伝送され、照明窓５４から前方に照射される。

先端部４４に設けた送気送水ノズル５６は、送気送水ボタン２８によって操作されるバルブ（不図示）に連通される。このバルブがＬＧコネクタ１８に設けた送気送水コネクタ４８に連通される。送気送水コネクタ４８には不図示の送気送水手段が接続され、エア及び水が供給される。したがって、送気送水ボタン２８を操作することによって、送気送水ノズル５６からエア又は水が観察窓５２に向けて噴射される。

先端部４４に設けた鉗子口５８は、鉗子挿入部４６に連通される。よって、鉗子挿入部４６から鉗子等の処置具を挿入することによって、処置具を鉗子口５８から導出することができる。また、鉗子口５８は、吸引ボタン３０によって操作されるバルブ（不図示）に連通され、このバルブがＬＧコネクタ１８の吸引コネクタ４９に接続される。したがって、吸引コネクタ４９に不図示の吸引手段を接続し、吸引ボタン３０で操作することによって、鉗子口５８から病変部等を吸引することができる。

内視鏡１０の挿入部１２の外周には、バルーン６０が着脱自在に装着される。バルーン６０は、シリコンゴム等の弾性材料から構成される。バルーン６０は、一端に設けられ、内視鏡１０の挿入部１２の先端側の第１位置に装着される第１筒部６０Ａと、他端に設けられ、第１位置より挿入部１２の基端側の第２位置に装着される第２筒部６０Ｂと、第１筒部６０Ａと第２筒部６０Ｂとの間に設けられるバルーン本体６０Ｃと、を有し、第１筒部６０Ａ及び第２筒部６０Ｂは、バルーン本体６０Ｃに対して絞られた略筒状に形成されている。

このバルーン６０は、挿入部１２を挿通させることによって、所定の装着位置（たとえば先端部４４から湾曲部４２にかけて）に配置される。第１筒部６０Ａ及び第２筒部６０Ｂは、装着前状態では、内視鏡１０の挿入部１２の外径より小さな内径で構成される。バルーン６０が挿入部１２に装着されると、第１筒部６０Ａの弾性力、及び、第２筒部６０Ｂの弾性力は、挿入部１２の径方向内側に向けて作用する。すなわち、挿入部１２に装着されることで、広がった第１筒部６０Ａ及び第２筒部６０Ｂは、元のサイズに戻ろうと収縮する。この第１筒部６０Ａと第２筒部６０Ｂの収縮力により、バルーン６０は挿入部１２の所定の位置に保持される。なお、バルーン６０を挿入部１２に装着させるための具体的なサイズの詳細については後述する。

挿入部１２のバルーン装着位置には、通気孔６４が形成されており、この通気孔６４が図１に示す操作部１４のバルーン送気口３８に連通される。バルーン送気口３８には、図１のチューブ８０が接続され、このチューブ８０を介してバルーン制御装置７０が接続される。バルーン制御装置７０は、バルーン６０にエア等の流体を供給及び吸引する装置であり、このバルーン制御装置７０から、流体（たとえばエア）を供給又は吸引することによって、バルーン６０にエアを供給又は吸引することができる。バルーン６０はエアを供給することによって略球状に膨張し、エアを吸引することによって挿入部１２の外表面に張り付くようになっている。

図１に示すように、バルーン制御装置７０は主として、装置本体７２と、リモートコントロール用のハンドスイッチ７４で構成される。装置本体７２の前面には、電源スイッチＳＷ１、停止スイッチＳＷ２、圧力表示部７６が設けられる。圧力表示部７６はバルーン６０の圧力値を表示するパネルであり、バルーン破れ等の異常発生時にはこの圧力表示部７６にエラーコードが表示される。

装置本体７２の前面には、バルーン６０へのエア供給及び吸引を行うチューブ８０が接続される。チューブ８０と装置本体７２との接続部分にはバルーン６０が破れた時の体液の逆流を防止するための逆流防止ユニット８２が設けられる。逆流防止ユニット８２は、装置本体７２に着脱自在に装着された中空円盤状のケース（不図示）の内部に気液分離用のフィルタを組み込むことによって構成されており、装置本体７２内に液体が流入することをフィルタによって防止する。

一方、ハンドスイッチ７４には、各種のスイッチが設けられる。たとえば、装置本体７２側の停止スイッチＳＷ２と同様の停止スイッチや、バルーン６０の加圧及び減圧を指示するＯＮ／ＯＦＦスイッチ、バルーン６０の圧力を保持するためのポーズスイッチなどが設けられる。このハンドスイッチ７４はコード８４を介して装置本体７２に電気的に接続されている。なお、図１には示してないが、ハンドスイッチ７４には、バルーン６０の送気状態、或いは排気状態を示す表示部が設けられている。

バルーン制御装置７０は、バルーン６０にエアを供給して膨張させるとともに、そのエア圧を一定値に制御してバルーン６０を膨張した状態に保持する。また、バルーン６０からエアを吸引して収縮させるとともに、そのエア圧を一定値に制御してバルーン６０を収縮した状態に保持する。

バルーン制御装置７０は、バルーン専用モニタ８６に接続されており、バルーン６０を膨張及び収縮させる際に、バルーン６０の圧力値や膨張及び収縮状態をバルーン専用モニタ８６に表示する。なお、バルーン６０の圧力値や膨張及び収縮状態は、内視鏡１０の観察画像にスーパーインポーズしてモニタ５０に表示するようにしてもよい。

内視鏡装置の操作方法の一例としては、挿入部１２をプッシュ式で挿入していき、必要に応じてバルーン６０を膨張させて挿入部１２を体内（たとえば大腸）に固定する。バルーン６０のエア膨張圧力は５ｋＰａ以上１０ｋＰａ以下程度で行われることが一般的である。そして、挿入部１２を引いて体内（たとえば大腸）の管形状を単純化した後、バルーン６０を収縮させて挿入部１２をさらに腸管の深部に挿入する。たとえば、挿入部１２を被検者の肛門から挿入し、挿入部１２の先端がＳ状結腸を過ぎた際にバルーン６０を膨張させて挿入部１２を腸管に固定し、挿入部１２を引いてＳ状結腸を略直線状にする。そして、バルーン６０を収縮させて、挿入部１２の先端を腸管の深部に挿入していく。これにより、挿入部１２を腸管の深部に挿入することができる。なお、上述した内視鏡１０を、バルーン付きの挿入補助具（不図示）とともに、ダブルバルーン式内視鏡装置として使用してもよい。

［バルーン］
（第１実施形態）
次に本実施形態に係るバルーンについて説明する。図３は、装着前状態におけるバルーン６０の構成を示す図である。バルーン６０は、挿入部１２に装着される前の装着前状態において、バルーン６０の厚さが一様の肉厚であり、かつ、一様の硬さで構成される。なお、装着前状態とは、挿入部１２に装着する前の自然状態であり、他から力が付与されていない状態のことをいう。装着前状態においては、第１筒部６０Ａ、第２筒部６０Ｂ、及び、バルーン本体６０Ｃは、膨張及び収縮されていない状態である。バルーン６０を一様の肉厚であり、かつ、一様の硬さとするためには、バルーン６０全体を同一の材料で形成してもよく、第１筒部６０Ａ、第２筒部６０Ｂ、及び、バルーン本体６０Ｃのそれぞれを異なる材料で形成してもよい。

そして、挿入部１２への装着前状態において、第１筒部６０Ａの内径ｄ_１（ｂ）が、挿入部１２の外径Ｄの１／１０以上１／２以下とする。第１筒部６０Ａの内径ｄ_１（ｂ）を、挿入部１２の外径Ｄに対して上記範囲とすることで、バルーン６０の第１筒部６０Ａの収縮力により、第１筒部６０Ａを挿入部１２に把持固定することができる。このように、バルーン６０の挿入部１２への装着を第１筒部６０Ａの収縮力により行うことで、挿入部１２にバルーン６０を装着させた後の挿入部１２の外径を細径化することができる。

また、バルーン６０の第１筒部６０Ａは、バルーン６０の材料のヤング率をＥ［ＭＰａ］、挿入部１２の外径をＤ［ｍｍ］、装着前状態において、第１筒部６０Ａの内径をｄ_１（ｂ）［ｍｍ］、第１筒部６０Ａの軸方向の長さをｌ_１（ｂ）［ｍｍ］、バルーン６０の肉厚をｔ［ｍｍ］とした場合、以下の式（１）を満たす。

上記式（１）を満たすように、バルーン６０の設計を行うことで、バルーン６０の第１筒部６０Ａの材料、及び、肉厚ｔを考慮して、最適な収縮力で、バルーン６０を挿入部１２に装着させることができる。また、第１筒部６０Ａの収縮力により装着させているので、挿入部１２の先端のバルーン６０の装着後の外径を細径化することができるので、体内の狭窄部などを超えやすくすることができる。

なお、挿入部１２の先端側は、バルーン６０を膨張させるエアを供給する通気孔６４（図２参照）が設けられ、また、第１筒部６０Ａが、挿入部１２の先端側から突出しないようにするため、第１筒部６０Ａの軸方向の長さは内視鏡１０の挿入部１２のサイズにより決定される。したがって、第１筒部６０Ａ側においては、第１筒部６０Ａの内径ｄ_１（ｂ）［ｍｍ］、及び、バルーン６０の肉厚ｔ［ｍｍ］を変更することで、第１筒部６０Ａでバルーン６０を把持できる把持力を得ることができる。ここで、把持力とは、第１筒部６０Ａの収縮力により、第１筒部６０Ａが挿入部１２を把持する力のことをいう。

上記式（１）を満たす設計として、第１筒部６０Ａの軸方向の長さｌ_１（ｂ）を８ｍｍ、挿入部１２の外径Ｄを１０ｍｍ、バルーン６０の材料のヤング率Ｅを０．５ＭＰａとし、第１筒部６０Ａの内径ｄ_１（ｂ）を以下の表１のように変更した場合の、バルーン把持力を得ることができるバルーン６０の肉厚ｔを示す。

バルーン６０の第１筒部６０Ａの内径ｄ_１（ｂ）を大きくした場合、バルーン６０の肉厚ｔを厚くすることで、所定の把持力を得ることができる。

バルーン６０の第１筒部６０Ａの内径ｄ_１（ｂ）は、内径ｄ_１（ｂ）が小さいほど把持力が大きくなる。また、内径ｄ_１（ｂ）が小さいほど、内視鏡１０の挿入部１２への装着時の引き伸ばし量が大きくなるため、装着前状態より、バルーン６０の肉厚を薄くすることができる。バルーン６０を、挿入部１２に装着させ易くし、かつ、バルーン装着後の挿入部１２の先端の径を細径化するためには、挿入部１２の外径Ｄに対して、１／１０以上１／２以下とする。すなわち、内視鏡１０の挿入部１２の外径Ｄが１０ｍｍである場合、１ｍｍ以上５ｍｍ以下とする。より好ましくは、挿入部１２の外径Ｄに対して１／５以上２／５以下であり、内視鏡１０の挿入部１２の外径Ｄが１０ｍｍである場合、２ｍｍ以上４ｍｍ以下である。第１筒部６０Ａの内径ｄ_１（ｂ）を上記範囲とすることで、バルーン６０を挿入部１２に装着させるために治具にバルーン６０を挿入し易くすることができる。

また、バルーン６０の肉厚ｔは、バルーン６０の装着時の肉厚を薄くするため、装着前状態において、０．５ｍｍ以下とすることが好ましく、より好ましくは０．２ｍｍ以下である。

次に、上記式（１）の導出方法、及び、上記式（１）を満たすことで、固定部材を用いることなく、第１筒部６０Ａの収縮力で挿入部１２に固定できることを説明する。

上記式（１）は、焼きばめの計算式を基に求めている。本実施形態においては、外筒を加熱させて膨張させるのではなく、弾性体の材料、すわなち、バルーン６０の材料の弾性力による接触圧力により、バルーン６０を内視鏡の挿入部１２に装着させている。

図４は、焼きばめ前の内筒９２と外筒９４の寸法及び焼きばめ後の焼きばめ圧力と焼きばめ代を説明する図である。図４に示すように、焼きばめ前の内筒の内外半径をｒ_ａ、ｒ_ｂ、外筒の内外半径をｒ_ｃ、ｒ_ｄとすると、焼きばめされた後の内筒の外半径ｒ_ｂと外筒の内半径ｒ_ｃとは共にＲとなるとする。このとき、内筒９２には外圧ｐ_Ｑが、外筒９４には内圧ｐ_ｑが作用して、以下に示すような大きさの内筒外周及び外筒内周の半径方向の変位ｕ_ｂ及びｕ_ｃが生じる。ｕ_ｂ及びｕ_ｃは、次の式で表すことができる。

ｕ_ｂ＝ｒ_ｂ－Ｒ
ｕ_ｃ＝Ｒ-ｒ_ｃ
そして、内筒外径と外筒内径の差を焼ばめ代（内筒と外筒の変位）といい、図４に示すように焼きばめ代δはｕ_ｂとｕ_ｃの絶対値の和の２倍となるから、次の式で表される。ここで、Ｅ_１、ν_１は内筒の材料の弾性係数であり、Ｅ_２、ν_２は外筒の材料の弾性係数であり、Ｅはヤング率、νはポアソン比を示す。

上記の式を本実施形態に適用すると、内筒は内視鏡、外筒はバルーン細径部（第１筒部６０Ａ）として考える。ここで、内視鏡は変形しないので、Ｅ_１＝∞として、第一項を無視すると、次の式が導かれる。

ここで、外筒（第１筒部６０Ａ）の内半径ｒ_ｃは、第１筒部６０Ａの内径をｄとすると（ここでは式の簡略化のためｄとする）、ｒ_ｃ＝ｄ／２であり、ｒ_ｄは、さらにバルーン６０の肉厚が加わるため、ｒ_ｄ＝ｔ＋ｄ／２となり、これを代入する。なお、表記を簡略化するため、Ｅ_２＝Ｅ，ν_２＝νとする。以下の式が得られる。

ここで、ｔ^２は他の項と比較して無視できるほど小さいので、以下の式が求められる。

また、νは（ｔ＋Ｄ／２）／ｔと比較し、無視できるほど小さい。また、バルーン６０の半径方向の変位δは、内視鏡の外径Ｄから、装着前状態のバルーン６０の第１筒部６０Ａの内径ｄを引いたδ＝Ｄ－ｄとなる。

以上より、以下の式が求められる。

また、上記式は単位軸長さ当りの力であるため、軸方向の長さｌ（ｂ）を掛ける（ｄ＝ｄ（ｂ）とする）ことで、第１筒部６０Ａの軸方向の長さにおける接触圧力を求めることができる。

上記式のＰが、第１筒部６０Ａの接触圧力となる。このＰの値を、Ｐ≧１．６Ｅを満たすように、バルーン６０の第１筒部６０Ａの設計をすることで、第１筒部６０Ａの収縮力により、バルーン６０を挿入部１２に装着させることができる。

バルーン６０に用いられる材料としては、シリコンゴム、ラテックスゴム、及びＩＲゴム（polyisoprene rubber）等が好ましく用いられる。材料のヤング率として、例えば、ラテックスゴムのヤング率Ｅは０．５～１ＭＰａであり、シリコンゴムのヤング率Ｅは、５～５０ＭＰａである。

また、図３に示す第１実施形態のバルーン６０においては、第２筒部６０Ｂの内径ｄ_２（ｂ）についても、挿入部１２の外径Ｄの１／１０以上１／２以下とする。第２筒部６０Ｂについても、内径ｄ_２（ｂ）を挿入部１２の外径Ｄに対して上記範囲とすることで、第２筒部６０Ｂの収縮力により、第２筒部６０Ｂを挿入部１２に把持固定することができる。

第１筒部６０Ａ及び第２筒部６０Ｂの両方の内径ｄ_１（ｂ）、ｄ_２（ｂ）を、挿入部１２の外径Ｄに対して、１／１０以上１／２以下とすることで、バルーン６０の装着後においても、バルーン６０の第１筒部６０Ａ側及び第２筒部６０Ｂ側の、挿入部１２の径を細くすることができる。したがって、内視鏡１０の挿入部１２を体内に挿入する際に狭窄部を超えやすくすることができるとともに、オーバーチューブ内を通し、内視鏡１０を抜去することもできる。

また、バルーン本体６０Ｃの最大内径ｄ_３は、腸管径にあわせて２５ｍｍ以上５０ｍｍ以下とすることが好ましい。また、内視鏡１０は挿入部１２の先端の外径Ｄが約１０ｍｍの内視鏡が一般的に用いられる。上述したように、第１筒部６０Ａの伸縮力により挿入部１２にバルーン６０を把持固定する場合は、挿入部１２の外径Ｄに対して、１／１０以上１／２以下、すなわち、外径Ｄが１０ｍｍの場合、１ｍｍ以上５ｍｍ以下とすることが好ましい。

したがって、バルーン本体６０Ｃの内径を２５ｍｍ以上５０ｍｍ以下とすること、及び、第１筒部６０Ａの内径を１ｍｍ以上５ｍｍ以下とすること、を考慮すると、第１筒部６０Ａの内径ｄ_１（ｂ）は、バルーン本体６０Ｃの最大内径ｄ_３に対して１／２５以上１／１０以下であることが好ましい。第１筒部６０Ａの内径ｄ_１（ｂ）を上記範囲とすることで、内視鏡の挿入部１２に第１筒部６０Ａを把持固定することができる。

同様に、第２筒部６０Ｂの内径ｄ_２（ｂ）をバルーン本体６０Ｃの最大内径ｄ_３に対して１／２５以上１／１０以下とすることが好ましい。第２筒部の内径ｄ_２（ｂ）を、バルーン本体６０Ｃの最大内径ｄ_３に対して上記範囲とすることで、内視鏡の挿入部１２に第２筒部６０Ｂを把持固定することができる。

（第２実施形態）
図５は、装着前状態における、第２実施形態のバルーン１６０の構成を示す図である。第２実施形態のバルーン１６０においても、挿入部１２に装着される前の装着前状態において、バルーン１６０の厚さが一様の肉厚であり、かつ、一様の硬さで構成される。また、第１筒部１６０Ａの構成については、第１実施形態のバルーン６０と同様の構成とすることができるので、その説明を省略する。

第２実施形態に示すバルーン１６０は、挿入部１２への装着前状態において、第２筒部１６０Ｂの内径ｄ_２（ｂ）が、挿入部１２の外径Ｄの１／２より大きく、挿入部１２の外径Ｄ未満である。また、バルーン１６０の軸方向の長さにおいて、第２筒部１６０Ｂの軸方向長さｌ_２（ｂ）が第１筒部１６０Ａの軸方向長さｌ_１（ｂ）より長く形成されている。

第２実施形態のバルーン１６０の第２筒部１６０Ｂは、装着前状態において内径ｄ_２（ｂ）が、第１筒部１６０Ａと比較し、内径ｄ_１（ｂ）より大きく形成されている。そのため、第２筒部１６０Ｂの軸方向の長さｌ_２（ｂ）が第１筒部１６０Ａの軸方向の長さｌ_１（ｂ）と同じ長さである場合、挿入部１２に装着した際の第２筒部１６０Ｂの接触圧力は、第１筒部１６０Ａと比較し小さくなる。第２実施形態のバルーン１６０においては、バルーン１６０の軸方向の長さｌ_２（ｂ）を長くすることで、第２筒部１６０Ｂと挿入部１２との接触面積を大きくし、所定の接触圧力で第２筒部１６０Ｂを挿入部１２に把持固定している。

装着前状態において、第２筒部１６０Ｂの内径ｄ_２（ｂ）は、バルーン本体１６０Ｃの最大内径ｄ_３の１／５以上とすることが好ましい。第２筒部１６０Ｂの内径ｄ_２（ｂ）をバルーン本体１６０Ｃの最大内径ｄ_３に対して、上記範囲とすることで、バルーンを製造する際に用いられる型を第２筒部１６０Ｂ側から抜き易くすることができる。バルーン１６０の製造方法としては、例えば、型をバルーンの材料となる樹脂溶液に浸した後、樹脂溶液から取り出し、乾燥させることで、型の周囲にバルーンを形成する。その後、バルーンの内部から型を取り出すことで、バルーンを製造する。第２実施形態のバルーン１６０によれば、第１筒部１６０Ａの内径を小さくした場合においても、第２筒部１６０Ｂの内径を第１筒部１６０Ａよりも大きくすることで、第２筒部１６０Ｂ側から型を抜きやすくすることができる。

なお、バルーンの製造方法としては、型の外側にバルーンを形成する方法の他に、型の内側にバルーンを形成する方法がある。型の内側にバルーンを形成する方法としては、まず、型の内部にバルーンの材料を挿入し、エアを吹きこむことで、型の内部にバルーンの材料を付着させる。次に、型を冷却することで、バルーンを固化する。最後に、型を開き、バルーンを外すことで、バルーンの成形が行われる。このようにバルーンの成形を行うことで、第１実施形態のバルーンのように、第１筒部６０Ａ及び第２筒部６０Ｂの両方の径が細くてもバルーンの成形を行うことができる。

第２実施形態のバルーン１６０においても、第２筒部１６０Ｂの収縮力により挿入部１２に装着させているため、バルーン１６０の装着後においても、挿入部１２を細径化することができる。したがって、オーバーチューブ内を通し、内視鏡１０のみを抜去して、処置で必要になった場合にオーバーチューブのみを体内に残すことができる。

また、第２実施形態のバルーン１６０においても、第２筒部１６０Ｂが、装着前状態において、第２筒部１６０Ｂの内径をｄ_２（ｂ）［ｍｍ］、第２筒部１６０Ｂの軸方向の長さｌ_２（ｂ）［ｍｍ］とした場合、以下の式（２）を満たす。

第２筒部１６０Ｂについても、上記式（２）を満たすように、バルーン１６０の設計を行うことで、バルーン１６０の第２筒部１６０Ｂの材料、及び、サイズを考慮して、最適な収縮力で、バルーン１６０を挿入部１２に装着させることができる。また、第２筒部１６０Ｂの収縮力によりバルーン１６０を装着させているので、挿入部１２の基端側のバルーン１６０の装着位置においても装着後の外径を細径化することができる。したがって、バルーン１６０を内視鏡に装着しながらも、オーバーチューブ内を通し、内視鏡１０を抜くことができるので、処置で必要になった場合にオーバーチューブを体内に残し、内視鏡１０を抜去することができる。

なお、挿入部１２の基端側（操作部側）は、オーバーチューブが存在するのみであるので、バルーン１６０の第２筒部１６０Ｂ側の軸方向長さｌ_２（ｂ）を長くしても、内視鏡の操作に影響することなく処置を行うことができる。したがって、第２筒部１６０Ｂ側においては、第２筒部１６０Ｂの内径ｄ_２（ｂ）［ｍｍ］、及び、第２筒部１６０Ｂの軸方向の長さｌ_２（ｂ）［ｍｍ］を変更することで、第２筒部１６０Ｂでバルーン１６０を把持できる把持力を得ることができる。

上記式（２）を満たす設計として、挿入部１２の外径Ｄを１０ｍｍ、バルーン１６０の肉厚ｔを０．１５ｍｍ、バルーン１６０の材料のヤング率Ｅを０．５ＭＰａとし、第２筒部１６０Ｂの内径ｄ_２（ｂ）を以下の表２のように変更した場合の、把持力を得ることができるバルーン１６０の第２筒部１６０Ｂの軸方向の長さｌ_２（ｂ）を示す。

バルーン１６０の第２筒部１６０Ｂの内径ｄ_２（ｂ）を大きくすることで、バルーンを装着する際の圧力は小さくなるが、第２筒部１６０Ｂと挿入部１２との接触面積を大きくすることができ、第２筒部１６０Ｂ全体として、最適な収縮力で挿入部１２を把持固定することができる。

バルーン本体１６０Ｃの最大内径ｄ_３に対する第１筒部１６０Ａの内径ｄ_１（ｂ）は、第１実施形態と同様に１／２５以上１／１０以下であることが好ましい。また、第２筒部１６０Ｂの内径ｄ_２（ｂ）をバルーン本体１６０Ｃの最大内径ｄ_３の１／５以上とした場合、第２筒部１６０Ｂの軸方向の長さｌ_２（ｂ）は、第１筒部１６０Ａの軸方向の長さｌ_１（ｂ）の５倍以上とすることが好ましい。第２筒部１６０Ｂの内径ｄ_２（ｂ）をバルーン本体１６０Ｃの最大内径ｄ_３の１／５以上とすることで、第２筒部１６０Ｂの内径ｄ_２（ｂ）が大きくなる。そのため、第２筒部１６０Ｂの長さｌ_２（ｂ）が第１筒部１６０Ａの長さｌ_１（ｂ）と同じ長さである場合、第２筒部１６０Ｂにより挿入部１２にかかる収縮圧力は小さくなる。第２筒部１６０Ｂの軸方向の長さｌ_２（ｂ）を長くすることで、接触面積を大きくすることができる。これにより、内視鏡の挿入部１２に第２筒部１６０Ｂを把持固定することができる。

（第３実施形態）
図６は、装着前状態における、第３実施形態のバルーンの構成を示す図であり、図７は、第３実施形態のバルーンの装着状態を説明する図である。第３実施形態のバルーン２６０についても、挿入部１２に装着される前の装着前状態において、バルーン２６０の厚さが一様の肉厚であり、かつ、一様の硬さで構成される。また、第１筒部２６０Ａの構成については、第１実施形態のバルーン６０の第１筒部６０Ａと同様の構成とすることができるので、その説明を省略する。

第３実施形態に示すバルーン２６０は、挿入部１２に装着される前の装着前状態において、第２筒部２６０Ｂの内径ｄ_２（ｂ）が、挿入部１２の外径Ｄの１／２より大きく形成されている。このような場合、第２実施形態で示すバルーン１６０のように、第２筒部２６０Ｂの軸方向長さを長くしないと、挿入部１２に装着させるための十分な把持力が得られない。第２筒部２６０Ｂのみで十分な収縮力が得られない場合、図７に示すように、挿入部１２に第２筒部２６０Ｂを外嵌して固定する固定部材６１により、第２筒部２６０Ｂを挿入部１２に固定してもよい。

第３実施形態のバルーン２６０においても、挿入部１２の先端側（第１筒部２６０Ａ側）は、細径化されているため、内視鏡を挿入する際に、狭窄部を超えやすくすることができる。また、バルーン２６０の装着前状態において、第２筒部２６０Ｂの内径を挿入部１２の外径の１／２より大きくし、第２筒部の軸方向の長さも第１筒部と同じ長さとすることで、バルーン２６０を製造する際の型を抜き易くすることができる。

固定部材６１としては、弾性力を有するゴムバンドを用いることができる。ゴムバンドを、挿入部１２に装着された第２筒部２６０Ｂの外周上からはめ込むことで、挿入部１２と第２筒部２６０Ｂとを固定することができる。また、ナイロン糸を用いて、第２筒部２６０Ｂの上から糸を巻回すことで固定することもできる。また、挿入部１２に固定する他の方法として、バルーンの第２筒部２６０Ｂと挿入部１２とを両面テープで接着させることで、固定することもできる。

＜バルーンの装着方法＞
次にバルーンの装着方法について説明する。図８は、バルーンの装着装置を示す斜視図である。

図８に示すように、バルーンの装着装置３１０は、アーム３１２と、アーム保持ボス（可動筒保持部材）３１３と、可動筒３１４と、可動筒シフト機構としてのグリップ３１１、操作レバー３１５及びアーム閉じリング３１６とを有する。グリップ３１１の上部に水平方向に挿通孔（不図示）を有し、挿通孔には、可動筒３１４が移動自在に収納される。可動筒シフト機構は、アーム保持ボス３１３に対し可動筒３１４を挿通孔内を水平方向に移動させる。可動筒３１４を移動させることで、アーム３１２の先端の受け部３１２Ｃの形状を縮径状態と拡径状態とに変更する。

グリップ３１１には、可動筒３１４に外嵌するようにして、可動筒保持部材としてのアーム保持ボス３１３が取り付けられる。アーム保持ボス３１３には、直径方向に４個のアーム保持溝３３０が形成されており、このアーム保持溝３３０にアーム３１２が入れられ、揺動自在に取り付けられる。

各アーム３１２には、外側縁に円弧状の切欠き３３５が形成されており、この切欠き３３５には、Ｏリングからなるアーム閉じリング３１６が外嵌めされる。アーム閉じリング３１６は各アーム３１２を内側に向けて付勢する。この状態では、４個の受け部３１２Ｃは接近しており、この窄まった受け部３１２Ｃによって、バルーン６０の第１筒部６０Ａ及び第２筒部６０Ｂが拡径されることなく、自然状態でセット可能になる。バルーン６０の受け部３１２Ｃへのセットは、例えば、次のように行うことができる。まず、バルーン６０を、第２筒部６０Ｂ側から外側に巻回すことで、第２筒部６０Ｂ及びバルーン本体６０Ｃが巻き回されたバルーン６０を形成する。その後、巻回されたバルーン６０の第１筒部６０Ａ内に受け部３１２Ｃを挿入することで、受け部３１２Ｃにバルーン６０がセットされる。

バルーン６０をセットした後、操作レバー３１５を引くように握ることにより、可動筒３１４が挿通孔内で矢印Ａの押し出し方向に移動する。この可動筒３１４の移動により、可動筒３１４の先端が各アーム３１２の内側面を押して、各アーム３１２を開くように変位させる。このアームの変位により、受け部３１２Ｃにセットされたバルーン６０の第１筒部６０Ａ及び第２筒部６０Ｂは次第に広げられる。

可動筒３１４を押し出し方向に移動させることで、第１筒部６０Ａ及び第２筒部６０Ｂは最大に拡径された状態になる。この最大拡径状態では、内視鏡の挿入部１２を超える大きさに第１筒部６０Ａ及び第２筒部６０Ｂが拡径されるため、挿入部１２を可動筒３１４内に入れることができる。

挿入部１２を出し入れし、図９に示すように、第１筒部６０Ａの装着位置に挿入部１２を位置させる。さらに、操作レバー３１５を引くことにより、可動筒３１４は、矢印Ａの押し出し方向に移動する。可動筒３１４の先端面がアーム３１２の受け部３１２Ｃの先端を通過すると、この通過により、第１筒部６０Ａは受け部３１２Ｃでの支えがなくなり、挿入部１２のセット位置で縮径し、第１筒部６０Ａがセット位置に取り付けられる。

巻回された状態で、挿入部１２にセットされたバルーン６０は、バルーンを巻き戻すことで、挿入部１２にバルーン６０を取り付けることができる。

以上説明したとおり、本実施形態によれば、バルーン６０の第１筒部６０Ａを内視鏡の挿入部１２に、バルーン６０の収縮力のみで装着させることができ、バルーン６０を固定する部材を用いる必要がないため、挿入部１２の先端を細径化することができる。これにより、挿入部１２を体内に挿入する際に、狭窄部を容易に超えることができる。

また、第２筒部６０Ｂもバルーン６０の収縮力のみで装着させることで、バルーン６０の基端側も細径化することができる。これにより、オーバーチューブ内に内視鏡を通すことができるので、処置で必要になった場合にオーバーチューブを体内に残し、内視鏡１０のみを抜去することができる。

１内視鏡装置
１０内視鏡
１２挿入部
１４操作部
１６ユニバーサルコード
１８ＬＧコネクタ
２０光源装置
２２ケーブル
２４電気コネクタ
２６プロセッサ
２８送気送水ボタン
３０吸引ボタン
３２シャッターボタン
３４機能切替ボタン
３６アングルノブ
３８バルーン送気口
４０軟性部
４２湾曲部
４４先端部
４５先端面
４６鉗子挿入部
４８送気送水コネクタ
４９吸引コネクタ
５０モニタ
５２観察窓
５４照明窓
５６送気送水ノズル
５８鉗子口
６０、１６０、２６０バルーン
６０Ａ、１６０Ａ、２６０Ａ第１筒部
６０Ｂ、１６０Ｂ、２６０Ｂ第２筒部
６０Ｃ、１６０Ｃ、２６０Ｃバルーン本体
６１固定部材
６４通気孔
７０バルーン制御装置
７２装置本体
７４ハンドスイッチ
７６圧力表示部
８０チューブ
８２逆流防止ユニット
８４コード
８６バルーン専用モニタ
９２内筒
９４外筒
３１０装着装置
３１１グリップ
３１２アーム
３１２Ｃ受け部
３１３アーム保持ボス
３１４可動筒
３１５操作レバー
３１６アーム閉じリング
３３０アーム保持溝
３３５切欠き
ＳＷ１電源スイッチ
ＳＷ２停止スイッチ

Claims

挿入部を有する内視鏡と、前記挿入部に装着されるバルーンと、を有する内視鏡装置であって、
前記バルーンは、
前記挿入部に装着される前の装着前状態において、前記バルーンの厚さが一様の肉厚であり、かつ、一様の硬さであり、
前記バルーンの一端に設けられ、前記挿入部の先端側の第１位置に装着される第１筒部と、
前記バルーンの他端に設けられ、前記第１位置より前記挿入部の基端側の第２位置に装着される第２筒部と、
前記第１筒部と前記第２筒部との間に設けられるバルーン本体と、
を有し、
前記バルーンの材料のヤング率をＥ、Ｅの単位はＭＰａである、前記挿入部の外径をＤ、Ｄの単位はｍｍである、前記装着前状態において、前記第１筒部の内径をｄ_１（ｂ）、ｄ_１（ｂ）の単位はｍｍである、前記第１筒部の軸方向の長さをｌ_１（ｂ）、ｌ_１（ｂ）の単位はｍｍである、前記バルーンの肉厚をｔ、ｔの単位はｍｍである、とした場合、以下の式を満たす、
内視鏡装置。
前記装着前状態において、前記第２筒部の内径をｄ_２（ｂ）、ｄ_２（ｂ）の単位はｍｍである、前記第２筒部の軸方向の長さをｌ_２（ｂ）、ｌ_２（ｂ）の単位はｍｍである、とした場合、以下の式を満たす、
請求項１に記載の内視鏡装置。
内視鏡の挿入部に装着されるバルーンであって、
前記バルーンは、
前記挿入部に装着される前の装着前状態において、前記バルーンの厚さが一様の肉厚であり、かつ、一様の硬さであり、
前記バルーンの一端に設けられ、前記挿入部の先端側の第１位置に前記装着前状態よりも内径が拡径した弾性変形状態で装着される第１筒部と、
前記バルーンの他端に設けられ、前記第１位置より前記挿入部の基端側の第２位置に前記弾性変形状態で装着される第２筒部と、
前記第１筒部と前記第２筒部との間に設けられるバルーン本体と、
を有し、
前記バルーンの材料のヤング率をＥ、Ｅの単位はＭＰａである、前記弾性変形状態の前記第１筒部及び前記第２筒部の内径をＤ、Ｄの単位はｍｍである、前記装着前状態において、前記第１筒部の内径をｄ_１（ｂ）、ｄ_１（ｂ）の単位はｍｍである、前記第１筒部の軸方向の長さをｌ_１（ｂ）、ｌ_１（ｂ）の単位はｍｍである、前記バルーンの肉厚をｔ、ｔの単位はｍｍである、とした場合、以下の式を満たす、
バルーン。
前記装着前状態において、前記第２筒部の内径をｄ_２（ｂ）、ｄ_２（ｂ）の単位はｍｍである、前記第２筒部の軸方向の長さをｌ_２（ｂ）、ｌ_２（ｂ）の単位はｍｍである、とした場合、以下の式を満たす、
請求項３に記載のバルーン。