JP7398293B2 - 内視鏡の挿入体及びこれを用いた内視鏡 - Google Patents

Description

本発明は、被検体に挿入される内視鏡の挿入体及びこれを用いた内視鏡に関する。

内視鏡は、被検体としての患者の体内や工業用プラント内の検査等のために広く用いられている。このような内視鏡としては、例えば特許文献１のように、被検体内へ挿入される挿入部（挿入体）が可撓性を有するものがある。

かかる挿入部は、複数の短筒体を相互に揺動自在に係合して構成され、各短筒体の揺動により全体として湾曲動作を行うようになっている。

このため、挿入部は、軸方向の圧縮に対する剛性を確保でき、湾曲動作の安定化を図ることができるが、構造が煩雑であるという問題があった。

特開２０１３－１０６９０５号公報

解決しようとする問題点は、湾曲動作の安定化を図るために、構造が煩雑になっていた点である。

本発明は、本体管部の外側を被覆部によって被覆し被検体に挿入自在且つ軸回りに回転可能な内視鏡の挿入体であって、前記本体管部は、軸方向に複数の巻部を有するコイル状の線材からなり前記コイル状の軸方向に対して湾曲及び復元が可能な弾性を有する外コイル部と、前記軸方向に複数の巻部を有するコイル状の線材からなり前記外コイル部内に位置して前記外コイル部と共に湾曲及び復元が可能な弾性を有する内コイル部とを備え、前記外コイル部は、前記軸方向で隣接する巻部間を離間させた複数の隙間を有し、前記内コイル部は、前記巻部が前記外コイル部の前記隙間に対応して設けられ前記外コイル部の前記隣接する巻部に接触しつつ当該巻部間に嵌合し、前記被覆部は、前記本体管部よりも捩じれ剛性が高い管体である、ことを内視鏡の挿入体の最も主な特徴とする。

また、本発明は、上記挿入体を備えた内視鏡であって、前記挿入体が結合されユーザーが操作する操作部を備えたことを内視鏡の最も主な特徴とする。

本発明によれば、挿入体が本体管部の内コイル部を外コイル部内に位置させることで構成されているため、構造を簡素化することができる。

また、内コイル部の巻部が外コイル部の隣接する巻部に接触しつつそれら隣接する巻部間に嵌合しているので、軸方向の剛性を確保することができる。

内視鏡を示す一部を省略した概略正面図である（実施例１）。 図１の内視鏡の挿入部であり、部分的に内部構造及び断面を示す正面図である（実施例１）。 図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線に係る断面図である（実施例１）。 図２の挿入体の本体管部を示す断面図である（実施例１）。 図４の要部を拡大した断面図である（実施例１）。 図４の挿入体の本体管部の湾曲時の状態を示す断面図である（実施例１）。 内視鏡の挿入部であり、部分的に内部構造及び断面を示す正面図である（実施例２）。 図７のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線に係る断面図である（実施例２）。 内視鏡の挿入部の本体管部の要部を示す断面図である（実施例３）。

湾曲動作の安定化を図りつつ構造を簡素化するという目的を、内視鏡の挿入体の本体管部を外コイル部内に内コイル部を位置させた二重コイル形状とすることにより実現した。

すなわち、内視鏡（１）の挿入体（３）は、本体管部（９）の外側を被覆部（１１）によって被覆し被検体に挿入自在なものである。本体管部９は、外コイル部（１３）と内コイル部（１５）とを備える。外コイル部（１３）は、軸方向に複数の巻部（１３ｂ）を有するコイル状の線材（１３ａ）からなりコイル状の軸方向に対して湾曲及び復元が可能な弾性を有する。内コイル部（１５）は、軸方向に複数の巻部（１５ｂ）を有するコイル状の線材（１５ａ）からなり外コイル部（１３）内に位置して外コイル部（１３）と共に湾曲及び復元が可能な弾性を有する。また、外コイル部（１３）は、軸方向で隣接する巻部（１３ｂ）間を離間させた複数の隙間（１３ｃ）を有し、内コイル部１５は、巻部（１５ｂ）が外コイル部１３の隙間（１３ｃ）に対応して設けられ外コイル部１３の隣接する巻部（１３ｂ）に接触しつつ当該巻部（１３ｂ）間に嵌合する。

内外コイル部（１３，１５）の線材（１３ａ，１５ａ）の断面形状は、円形、矩形、楕円形、三角形等の適宜の形状を採用することが可能である。ただし、外コイル部（１３）は、円形や半円形のように、少なくともコイル状の径方向の内側の断面形状が円弧状であるのが好ましい。

また、内コイル部（１５）は、外コイル部（１３）と同一断面形状だけでなく、異なる断面形状とすることも可能である。ただし、内コイル部（１５）は、断面形状が円形であるのが好ましい。

被覆部（１１）は、本体管部（９）よりも捩じれ剛性が高い管体であるのが好ましい。この場合、被覆部（１１）は、編組チューブとしてもよい。

また、被覆部（１１）は、外側にコーティング（１７）を備えてもよい。

かかる挿入体（３）を備えた内視鏡１は、挿入体（３）が結合され、ユーザーが操作する操作部（５）を備える。

［内視鏡］
図１は、内視鏡を示す一部を省略した概略正面図である。

内視鏡１は、挿入部３と、操作部５とを備え、被検体としての患者の体内や工業用プラント内の検査や処置等を行うものである。

挿入部３は、被検体に挿入される本実施例の挿入体であり、可撓性を有する筒状体からなっている。なお、挿入部３の詳細については後述する。

挿入部３の軸方向の先端部３ａには、照明や観察のための光学系のレンズ（図示せず）、吸引や器具挿通用のチャンネルの先端開口部（図示せず）、送水・送気用のノズル（図示せず）等が設けられている。挿入部３の軸方向の基端部３ｂは、操作部５に結合されている。

なお、軸方向とは、挿入部３の軸心Ｏに沿った方向である。また、軸方向は、挿入部３の軸心Ｏに厳密に沿っている必要はなく、挿入部３の軸心Ｏに対して若干傾斜しているものも含まれる。

操作部５は、操作者であるユーザーが把持して内視鏡１を操作する部分である。操作部５からは、ケーブル７が伸び、ケーブル７の先端（図示せず）は、光源（図示せず）、コンピューター（図示せず）等に接続されるコネクタ（図示せず）を有している。

操作部５には、挿入部３を操作するためのノブ５ａの他、吸引ボタン５ｂ、送気・送水ボタン５ｃ、チャンネルの基端開口部５ｄ、その他各種スイッチ（図示せず）等が設けられている。ノブ５ａは、挿入部３内を通る操作用ワイヤー（図示せず）に接続されており、回転によりワイヤーを牽引して挿入部３を湾曲させることを可能とする。

かかる構成の内視鏡１は、使用時に挿入部３を被検体内に挿入させる。この挿入部３の挿入時には、必要に応じて、操作部５のノブ５ａにより挿入部３を湾曲させ、操作部５と共に挿入部３を軸周りに回転させる等して、挿入部３の先端部３ａを所望の方向に指向させることができる。

［挿入部］
図２は、図１の内視鏡１の挿入部３であり、部分的に内部構造及び断面を示す正面図である。図３は、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線に係る断面図である。図４は、図２の挿入部３の本体管部９を示す断面図である。図５は、図４の要部を拡大した断面図である。

挿入部３は、本体管部９の外側を被覆部１１によって被覆した被検体に挿入自在な構成となっている。

本体管部９は、二重コイル形状であり、外コイル部１３と、内コイル部１５とを備えている。

外コイル部１３は、コイルばねであり、軸方向に複数の巻部１３ｂを有するコイル状の線材１３ａからなる。なお、巻部１３ｂは、コイル形状を構成する一巻きを意味する。本実施例の外コイル部１３は、コイルばねであることにより、コイル状の軸方向に対して湾曲及び復元が可能な弾性を有している。

線材１３ａの材質は、金属や樹脂等とすることが可能である。本実施例において、線材１３ａの断面形状は、円形となっている。

外コイル部１３の径Ｄ１は、軸方向の一端から他端に至るまで一定となっている。ただし、外コイル部１３の径Ｄ１は、軸方向で変化させることも可能である。

外コイル部１３は、軸方向で隣接する巻部１３ｂ間を軸方向で離間させた複数の隙間（ピッチ）１３ｃを有している。本実施例の隙間１３ｃは、軸方向で隣接する巻部１３ｂの各間に形成され、全ての隙間１３ｃは、同一の軸方向の寸法を有している。ただし、隙間１３ｃは、軸方向で一部の巻部１３ｂ間にのみ設けることも可能である。また、隙間１３ｃの軸方向の寸法を変化させることも可能である。

内コイル部１５は、外コイル部１３と同様に、軸方向に複数の巻部１５ｂを有するコイル状の線材１５ａからなるコイルばねである。従って、内コイル部１５は、外コイル部１３と共にコイル状の軸方向に対して湾曲及び復元が可能な弾性を有している。

内コイル部１５は、線材１５ａの材質を金属や樹脂とすることが可能であり、線材１５ａの断面形状が円形である。

この内コイル部１５は、外コイル部１３の内側に同心状に位置し、外コイル部１３内に螺合されている。この螺合により、内コイル部１５の巻部１５ｂが外コイル部１３の隣接する巻部１３ｂの各間に位置している。従って、内コイル部１５は、巻部１５ｂが外コイル部１３の隙間１３ｃに対応して設けられた構成となっている。

また、内コイル部１５の巻部１５ｂは、径Ｄ２及び線材１５ａの線径ｄ２の設定により、外コイル部１３の隣接する巻部１３ｂに接触しつつ当該巻部１３ｂ間に嵌合している。

なお、内コイル部１５の径Ｄ２は、軸方向の一端から他端に至るまで一定となっている。ただし、内コイル部１５の径Ｄ２は、外コイル部１３の径Ｄ１に応じて、軸方向で変化させること等も可能である。

また、線材１５ａの線径ｄ２は、外コイル部１３の線材１３ａの線径ｄ１と同一になっている。ただし、線材１５ａの線径ｄ２は、外コイル部１３の線材１３ａの線径ｄ１よりも大きく又は小さく形成してもよい。

内コイル部１５は、隣接する巻部１５ｂ間を軸方向で離間させた複数の隙間（ピッチ）１５ｃを有している。隙間１５ｃは、外コイル部１３との螺合に応じ、隣接する巻部１５ｂの各間に形成され、全ての隙間１５ｃは、同一の軸方向の寸法を有している。ただし、隙間１５ｃは、外コイル部１３の場合と同様、軸方向で一部の巻部１５ｂ間にのみ設けたり、軸方向の寸法を異ならせることも可能である。

なお、外コイル部１３及び内コイル部１５は、外コイル部１３内に内コイル部１５が位置していない自由状態で、隣接する巻部１３ｂ，１５ｂの各間に隙間１３ｃ，１５ｃを有する構成の他、自由状態で隣接する巻部１３ｂ，１５ｂが密着した構成（密着ばね）とすることも可能である。さらに、外コイル部１３及び内コイル部１５の一方のみを密着ばねとすることも可能である。

外コイル部１３及び内コイル部１５の一方又は双方が自由状態で密着ばねである場合は、内コイル部１５と外コイル部１３とを螺合することにより相互に密着する巻部１３ｂ相互間及び巻部１５ｂ相互間の一方又は双方を離間させ、外コイル部１３の隙間１３ｃ及び内コイル部１５の隙間１５ｃの一方又は双方が形成される。この場合、二重コイル形状の本体管部９に初張力を付与することが可能である。

かかる構成の本体管部９の外周には、被覆部１１が設けられている。

被覆部１１は、本体管部９よりも捩じれ剛性が高い管体である。これにより、被覆部１１は、本体管部９の捩じれを抑制する。本実施例の被覆部１１は、編組チューブであり、金属製の繊維を交差して格子状に編み込んで形成されている。

なお、被覆部１１は、図２において本体管部９を説明のために部分的に覆った状態となっているが、本体管部９の全域を覆っている。

被覆部１１と本体管部９とは、図示しない端部間が固着されている。この固着は、溶着、はんだ付け、接着等の適宜の手段によって行えばよい。

［挿入部の動作］
図６は、図４の挿入部３の本体管部９の湾曲時の状態を示す断面図である。

本実施例の内視鏡１では、上記のように挿入部３を被検体内に挿入させる際、図１のように、軸心Ｏが湾曲していない直状状態から、必要に応じて操作部５のノブ５ａにより挿入部３を湾曲させる。併せて、操作部５と共に挿入部３を軸周りに回転させることもある。

挿入部３が直状状態である場合は、図４及び図５のように、本体管部９の内コイル部１５の巻部１５ｂが外コイル部１３の隣接する巻部１３ｂに接触しつつ、それら隣接する巻部１３ｂ間に嵌合している。

このため、挿入部３は、軸方向での圧縮力が作用しても、外コイル部１３の隙間１３ｃ及び内コイル部１５の隙間１５ｃが圧縮により小さくなることを内コイル部１５の巻部１５ｂ及び外コイル部１３の巻部１３ｂがそれぞれ規制し、全体としての圧縮が抑制される。

一方、挿入部３の軸心Ｏが湾曲するときには、図６のように、湾曲の内側で本体管部９の外コイル部１３の隙間１３ｃが小さくなり、湾曲の外側で外コイル部１３の隙間１３ｃが大きくなる。

このとき、本体管部９内では、内コイル部１５が径方向に変位することにより湾曲を円滑に行うことができる。

すなわち、内コイル部１５は、湾曲の内側で、外コイル部１３の隙間１３ｃが小さくなることにより、各巻部１５ｂが径方向に押し出される。この押し出しは、外コイル部１３のコイル状の径方向の内側の断面形状が円弧状であることにより、内外コイル部１３，１５の巻部１３ｂ及び１５ｂ間の接触角αが大きく、容易に行うことができる。

なお、接触角αは、外コイル部１３の巻部１３ｂと軸方向の両側で接触する内コイル部１５の巻部１５ｂとの接触部分の接線間の角度をいう。

かかる内コイル部１５の巻部１５ｂの湾曲内側での押し出しに応じ、内コイル部１５は、全体として径方向の外側に変位するが、この変位は、内コイル部１５の各巻部１５ｂが外コイル部１３の大きくなった隙間１３ｃに入り込むようにして許容される。

こうして、挿入部３は、円滑に湾曲して、可撓性が阻害されることはない。また、かかる湾曲状態でも、直状状態と同様に、軸方向での圧縮力が作用しても全体としての圧縮が抑制される。

このように、挿入部３は、軸方向の圧縮を規制することができる構成でありながら、可撓性が阻害されることはない。結果として、挿入部３は、被検体への挿入や湾曲動作の安定化が図られる。

また、内コイル部１５が変位するときは、少なくとも外コイル部１３のコイル状の径方向の内側の断面形状が円弧状であることにより、外コイル部１３の巻部１３ｂを軸方向で大型にすることなく、内コイル部１５が外コイル部１３から脱落することを抑制できる。

また、挿入部３が湾曲する際は、上記のように、湾曲の内側で本体管部９の外コイル部１３の隙間１３ｃが小さくなり、湾曲の外側で外コイル部１３の隙間が大きくなるので、軸心Ｏ上で隙間１３ｃの大きさが直状時と比較して変化しないことになる。

従って、挿入部３は、直状時だけでなく湾曲時にも、軸心Ｏ上の長さを一定に保つことができ、内部を挿通する部材への干渉が抑制される。

また、本実施例では、挿入部３の湾曲状態から直状状態に戻す場合、本体管部９の外コイル部１３及び内コイル部１５の復元力によって円滑に動作させることができる。

さらに、本体管部９の外コイル部１３及び内コイル部１５の径方向の復元力により、挿入部３は、径方向に作用する外力による潰れや変形が抑制され、内部を挿通する部材を保護することができる。また、挿入部３は、潰れや変形の抑制により、チャンネルに器具を挿通するときに器具を円滑に滑らせることができる。

操作部５と共に挿入部３を軸周りに回転させる際には、本体管部９の外側を覆う被覆部１１の捩じれ剛性により、挿入部３の捩じれを抑制して、挿入部３の先端部３ａに至るまで軸周りに確実に回転させることができる。

［実施例１の効果］
以上説明したように、本実施例の内視鏡１の挿入部３は、かかる径方向での本体管部９の外側を被覆部１１によって被覆し、被検体に挿入自在に構成されている。本体管部９は、軸方向に複数の巻部１３ｂを有するコイル状の線材１３ａからなり、コイル状の軸方向に対して湾曲及び復元が可能な弾性を有する外コイル部１３と、軸方向に複数の巻部１５ｂを有するコイル状の線材１５ａからなり、外コイル部１３内に位置して外コイル部１３と共に湾曲及び復元が可能な弾性を有する内コイル部１５とを備える。

外コイル部１３は、軸方向で隣接する巻部１３ｂ間を離間させた複数の隙間１３ｃを有し、内コイル部１５は、巻部１５ｂが外コイル部１３の隙間１５ｂに対応して設けられ、外コイル部１３の隣接する巻部１３ｂに接触しつつ当該巻部１３ｂ間に嵌合する。

従って、挿入部３は、本体管部９が内コイル部１５を外コイル部１３内に位置させることで構成されているため、構造を簡素化することができる。

また、挿入部３は、軸方向での圧縮力が作用しても、外コイル部１３の隙間１３ｃ及び内コイル部１５の隙間１５ｃの圧縮が規制され、全体として圧縮が抑制される。

結果として、挿入部３は、軸方向の剛性を確保することができ、内視鏡１の先端を観察対象に正確に位置決めすることができる。

また、湾曲時には、湾曲の内側で外コイル部１３の隙間１３ｃを小さくしつつ湾曲の外側に内コイル部１５を変位させ、湾曲の外側で外コイル部１３の隙間１３ｃを大きくして内コイル部１５の変位を許容することで、軸方向の剛性を確保しても十分な可撓性を確保することができる。

さらに、本実施例では、挿入部３の湾曲状態と直状状態との間で、本体管部９の外コイル部１３及び内コイル部１５の繰り返し円滑に動作させることができる。

しかも、本実施例の挿入部３は、本体管部９の外コイル部１３及び内コイル部１５の径方向の復元力により、径方向に作用する外力による潰れや変形が抑制され、内部を挿通する部材を保護することができると共に、器具を挿通する際に円滑に滑らせることができる。

本実施例の外コイル部１３は、少なくともコイル状の径方向の内側の断面形状が円弧状であるので、内外コイル部１３，１５の巻部１３ｂ及び１５ｂ間の接触角αを大きくして、湾曲時における内コイル部１５の変位を容易に行うことができる。

しかも、内コイル部１５が変位するときは、少なくとも外コイル部１３のコイル状の径方向の内側の断面形状が円弧状であることにより、外コイル部１３の巻部１３ｂを軸方向で大型にすることなく、内コイル部１５が外コイル部１３から脱落することを抑制できる。

本実施例では、内コイル部１５の断面形状が円形であるため、確実に内外コイル部１３，１５の巻部１３ｂ及び１５ｂ間の接触角αを大きくできる。

また、本実施例では、被覆部１１が本体管部９よりも捩じれ剛性が高い管体である。このため、挿入部３を軸周りに回転させる際には、挿入部３の捩じれを抑制して、挿入部３の基端部３ｂから先端部３ａに至るまで回転させることができる。

本実施例の被覆部１１は、編組チューブであるため、より確実に本体管部９の捩じれを抑制することができる。

図７は、実施例２に係る内視鏡の挿入部であり、部分的に内部構造及び断面を示す正面図である。図８は、図７のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線に係る断面図である。なお、実施例２では、実施例１と対応する構成に同符号を付して重複した説明を省略する。

実施例２の挿入部３は、被覆部１１の外側にコーティング１７を備えている。その他は、実施例１と同一である。

コーティング１７は、被覆部１１の外周全域を覆っている。なお、図７では、理解容易のために、図２と同様に被覆部１１が本体管部９を部分的に覆った状態となっていると共に、コーティング１７が被覆部１１を部分的に覆った状態となっている。

本実施例のコーティング１７は、樹脂製である。ただし、コーティング１７の材質は、限定されるものではない。本実施例のコーティング１７の表面粗さは、被覆部１１よりも小さい。このコーティング１７は、被覆部１１（挿入部３）の剛性を向上させるため、仕様に応じて適宜の厚みを有する。

例えば、コーティング１７を挿入部３の先端部３ａに隣接する領域で薄くして挿入部３に湾曲可能な湾曲部を形成し、挿入部３の他の部分でコーティング１７を厚くして挿入部３に湾曲しない部分を形成してもよい。

従って、本実施例では、コーティング１７の厚みを調整することによって、挿入部３の剛性を仕様に応じて適宜調整することができる。また、コーティング１７により、挿入部３を被検体へ挿入する際の抵抗を低減でき、挿入部３の保護や挿入作業の円滑化を図ることができる。

その他、本実施例でも、実施例１と同様の作用効果を奏することができる。

図９は、実施例３に係る内視鏡の挿入部の本体管部の要部を示す断面図である。なお、実施例３では、実施例１と対応する構成に同符号を付して重複した説明を省略する。

実施例３は、外コイル部１３の巻部１３ｂの断面形状を半円形としたものである。その他は、実施例１と同一である。なお、実施例３の外コイル部１３の構造は、実施例２に適用してもよい。

本実施例では、実施例１と同様の作用効果を奏することができながら、径方向のサイズを小さくすることができる。

１ 内視鏡
３ 挿入部（挿入体）
５ 操作部
９ 本体管部
１１ 被覆部
１３ 外コイル部
１３ａ 線材
１３ｂ 巻部
１３ｃ 隙間
１５ 内コイル部
１５ａ 線材
１５ｂ 巻部
１５ｃ 隙間
１７ コーティング

Claims (7)

1. 本体管部の外側を被覆部によって被覆し被検体に挿入自在且つ軸回りに回転可能な内視鏡の挿入体であって、
   前記本体管部は、
   軸方向に複数の巻部を有するコイル状の線材からなり前記コイル状の軸方向に対して湾曲及び復元が可能な弾性を有する外コイル部と、
   前記軸方向に複数の巻部を有するコイル状の線材からなり前記外コイル部内に位置して前記外コイル部と共に湾曲及び復元が可能な弾性を有する内コイル部とを備え、
   前記外コイル部は、前記軸方向で隣接する巻部間を離間させた複数の隙間を有し、
   前記内コイル部は、前記巻部が前記外コイル部の前記隙間に対応して設けられ前記外コイル部の前記隣接する巻部に接触しつつ当該巻部間に嵌合し、
   前記被覆部は、前記本体管部よりも捩じれ剛性が高い管体である、
   内視鏡の挿入体。
2. 請求項１記載の内視鏡の挿入体であって、
   前記外コイル部の線材は、少なくとも前記コイル状の径方向の内側の断面形状が円弧状である、
   内視鏡の挿入体。
3. 請求項１又は２記載の内視鏡の挿入体であって、
   前記内コイル部の線材は、断面形状が円形である、
   内視鏡の挿入体。
4. 請求項１～３の何れか一項に記載の内視鏡の挿入体であって、
   前記被覆部と前記本体管部とは、端部間が固着されている、
   内視鏡の挿入体。
5. 請求項１～４の何れか一項に記載の内視鏡の挿入体であって、
   前記被覆部は、編組チューブである、
   内視鏡の挿入体。
6. 請求項１～５の何れか一項に記載の内視鏡の挿入体であって、
   前記被覆部は、外側にコーティングを備えた、
   内視鏡の挿入体。
7. 請求項１～６の何れか一項に記載の挿入体を備えた内視鏡であって、
   前記挿入体が結合されユーザーが操作するための操作部を備えた、
   内視鏡。