JPH01139051A - 形状記憶合金作動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、形状記憶合金を用いた作動部材を作動する
形状記憶合金作動装置に関する。

［従来の技術］ 内視鏡装置において、形状記憶合金により形成される処
置具の作動部材、例えば把持鉗子を生体組織を把持する
ために用いる場合は通電加熱では漏れ電流等の危険があ
るために温水により加熱を行なう方法がある。形状記憶
合金が形状回復を示す温度は目的にもよるが普通、体温
より高い温度に設定される。従って、形状記憶合金加熱
用温水は形状記憶合金の形状回復温度より数度高く、し
かも生体に対して危険な温度であってはならない。

そこで、−膜内に用いられている方法では、目標温度ま
で加熱した生食水がシリンジまたはポンプによって注入
される。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記のような方法では、注入する管路の途中での放熱に
より温度が下がってしまったり、生体管内を生食水で満
している中で処置具の作動部材を用いる時に生体内管を
満している生食水により、注入される生食水の温度が低
下されてしまい、形状記憶合金が正確に加熱されなくな
ることが予想される。このために、処置具の作動部材が
作動しなくなる。処置具作動部材を作動させようとする
と、生食水をより高温にして注入しなければならなず、
これが生体に対して火傷等の危険を及ぼすことになる。

従って、この発明の目的は、環境に影響されることなく
、目標温度に対して温度変動の少なく、形状記憶合金に
対して温度制御ができる形状記憶合金作動装置を提供す
ることを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明によると、形状記憶合金により形成される作動
部材と、前記形状記憶合金製作動部材を加温する加温流
体を収納する流体貯蔵手段と、前記加温流体を前記形状
記憶合金製作動部材に導く管路手段と、前記加温流体を
前記形状記憶合金製作動部材に送出する流体貯蔵手段と
、前記流体貯蔵手段に設けられ、流体を加温する加温手
段と、前記形状記憶合金製作動部材の近傍に設けられ、
前記流体の温度を検出する温度検出手段と、前記温度検
出手段の出力信号に応じて前記加温手段を制御する制御
手段を具備する形状記憶合金作動装置が提供される。

内視鏡の鉗子チャンネルに挿通される処置具の把持鉗子
を形状記憶合金により構成される前記形状記憶合金作動
装置が提供される。

流体貯蔵手段が加温手段により加温される水槽内に浸漬
される前記形状記憶合金作動装置が提供される。

加温手段が流体貯蔵手段を構成する容器に巻付けられる
ヒータ手段により構成される前記形状記憶合金作動装置
が提供される。

加温手段は管路手段が巻付けられるヒータ手段により構
成される前記形状記憶合金作動装置が提供される。

流体が形状記憶合金性作動部材での目標温度を所定値以
上に越えると、流体を冷却する冷却手段を含む前記形状
記憶合金作動装置が提供される。

加温手段は流体貯蔵手段に取付けられ、温度検出手段の
検出温度に応じて加熱及び吸熱するペルチェ素子により
構成される前記形状記憶合金作動装置が提供される。

温度検出手段は形状記憶合金製作動部材に固定される熱
電対により構成される前記形状記憶合金作動装置が提供
される。

制御手段は加温手段と温度検出手段とのタイムラグを補
正する手段を有する前記形状記憶合金作動装置が提供さ
れる。

［作用］ 温度検出手段は形状記憶合金製作動部材に供給される流
体の温度を検出し、制御手段は検出温度に応じて加温手
段を制御する。

［実施例］ 内視鏡１は経皮的に胆管２内に挿入される。処置具４は
内視鏡１の鉗子口より挿入され、鉗子チャンネル５を挿
通して胆管２内に突出される。処置具４はチューブシー
ス７及びこのシースの内部に配設され、結石を把持する
作動部材、即ち把持鉗子８により構成される。把持鉗子
８は形状記憶合金により形成される。形状記憶合金は体
温より少し高い温度、約４０°Ｃで形状回復温度となる
ように熱処理されている。

形状記憶合金製把持鉗子８は第３図に示すように、加熱
前、つまり体温付近ではストレート状に変形され、温水
により加熱され、形状回復温度（４０’Ｃ）になると、
胆石６を包み込むように形状記憶合金製把持鉗子８の先
端部がＵ字状の初期形状に回復する。

次に、処置具４の把持鉗子８に温水を供給する系統を説
明する。

水ｈ！ｉ９の内側には制御回路１１からの信号により発
熱量が変化するヒータ１０と水槽９の温度をａＦ＋定す
る温度計１９が配置される。また、水＄６９内には、生
理食塩水が収納された生食水バック１２が浸漬される。

生食水バック１２には、チューブ１３が接続されており
、チューブ１３の他端は処置具４の注入口１５に接続し
である。生食水バック１２と注入口１５との間において
、チューブ１３がローラポンプ１４に装着されている。

制御回路１１には熱電対３０が接続されており、この熱
電対３０は処置具４のチューブシース７の内部を通り、
チューブシース開口部まで延出している。従って、形状
記憶合金製把持鉗子８と同じ環境下の温度を検出するこ
とができる。

制御回路１１は熱電対３０の起電力を検出する電圧検出
回路１５、目標温度に対応する電圧を発生する基準値発
生回路１６、これら両方の信号を比較するコンパレータ
１７及びコンパレータ１７の信号を受けてヒータ１０に
出力制御信号を送る比較駆動回路１８とにより構成され
る。

次に上記実施例の動作を説明する。

形状記憶合金製把持鉗子８の形状回復温度より１〜２°
Ｃ高い温度を目標温度として基準値発生回路１６により
温度設定される。このとき、ローラポンプ１４が駆動さ
れていなければ、熱電対３０は常に胆管２内の温度、つ
まり体温を検知する。このため、コンパレータ１７への
入力信号、即ち電圧検出回路１５及び基準値発生回路１
６の出力信号は一致しなく、コンパレータ１７の出力は
低レベルとなり、比較駆動回路１８はヒータ１０をオン
にする。

ヒータ１０により水槽９内の水温は上昇する。

水温は温度計１９により測定され、この水温が体温、つ
まり３６″Ｃ付近になると、ローラポンプ１４が駆動さ
れる。この場合、水温は温度センサにより検出され、３
６°Ｃ前後の温度検知信号に応答してローラポンプ１４
を自動的に駆動されるようにできる。

ローラポンプ１４の駆動により、生食水バッグ１２内の
生理食塩水はチューブ１３及びチューブシース７内を通
り、胆管２内の形状記憶合金製把持鉗子８に向かって流
れる。従って、形状記憶合金製把持鉗子８は生理食塩水
により暖められる。

水槽１内の水温が上昇し、形状記憶合金製把持鉗子８が
形状回復温度（４０’Ｃ）に近付くと、形状記憶合金製
把持鉗子８は第３図に示すようにＵ字状に形状回復する
。このとき、形状記憶合金製把持鉗子８が胆石６を把持
する。

形状記憶合金製把持鉗子８を加熱する生理食塩水の温度
は熱電対３０により検知され、この検知温度が目標温度
より高くなると、コンパレータ１７は高レベル信号を比
較駆動回路１８に出力する。比較駆動回路１８は高レベ
ル信号に応答してヒータ１０をオフにする。

上記のように形状記憶合金製把持鉗子８の温度が監視さ
れ、フィードバックされる温度情報に応じてヒータ１０
が制御されるので、周囲温度が変化しても形状記憶合金
製把持鉗子８における温度が常に目標温度に保持される
。従って、形状記憶合金製把持鉗子８は形状回復後も目
標温度に安定した温水を形状記憶合金に継続的に供給す
ることができ、形状記憶合金製把持鉗子８は胆石６を確
実に把持する力を維持する。また、精度良く、目標温度
に達するので、生体に危険な高温水が注入されることが
なく、安全性が確保される。

上記の第１実施例においては、水槽９、ヒータ１０、生
食水バック１２が用いられているが、これらの代りに第
４図に示されるように電熱線を内蔵したフレキシブルヒ
ータ２２が生食水収納ビン２１に巻付けられた加温槽が
用いられてもよい。

このような加温槽を用いると、装置が小型化できる。

第５図に示す実施例によると、生食水収納ビン２１に接
続されるチューブ１３がヒータ１０に数回巻付けられ、
固定される。このような構成によると、ヒ′−夕１０に
巻付けられているチューブ１３を生食水が通流している
間にヒータ１０により加温される。この構成も装置全体
を小型化することが計れる。

第６図に示す実施例によると、水槽９内にヒータ１０と
クーラ２３が配置される。ヒータ１０とクーラ２３は制
御回路１１内の比較駆動回路１８に接続されており、コ
ンパレータ１７の出力信号が高レベルのときにクーラ２
３がオンにされ、ヒータ１０がオフにされる。これに対
して、コンパレータ１７の出力信号が低レベルのとき、
ヒータ１０はオンにされ、クーラ２３はオフにされる。

上記の構成にすると、冷却速度が早くなるので、目標温
度に対する温度変動を大幅に小さくできる。

第７図に示す実施例によると、生食水収納ビン２１の側
面にペルチェ素子２４とヒトシンク２５が重ねて配置さ
れる。ベルチェ素子２４は比較駆動回路１８の信号に応
じて電流の向きを変えることができる電源２６に接続さ
れ、この電源２６からの電流の向きに応じて発熱及び吸
熱する。

上記の実施例によれば、コンパレータ１７の出力信号に
よって電源２６の電流の向きが変わるように比較駆動回
路１８が構成されることにより、ベルチェ素子２４は生
食水収納ビン２１を加熱及び冷却する。従って、先の実
施例と同様な効果を発揮し、しかも装置全体を小型化す
る。

第８図の実施例においては、熱電対３０が形状記憶合金
製把持鉗子８の先端付近にスポット溶接により固定され
る。このような構成により熱雷対１４はずれることなく
、しかも形状記憶合金製把持鉗子８の温度を直接に検出
できる。

第９図の実施例によると、２つの穴を有するマルチルー
メンチューブ２８の穴に夫々熱電対１４及び形状記憶合
金製把持鉗子８が挿通され、熱雷対１４はマルチルーメ
ンチューブ２８の開口端に接着固定される。

第１０図は、上述した全ての実施例に用いられる制御回
路１１の変形例を示す。この制御回路によると、電圧検
出回路１５及びコンパレータ１７の間に演算回路２７が
設けられる。この演算回路２７により第１１図に示すよ
うな各計測点Ｐ、Ｑ。

Ｘ・・・の電圧勾配を計算することにより現時点より時
間的に少し先の電圧が計算され、計算値がコンパレータ
１７に入力される。このようにすることにより、ヒータ
と熱雷対とのタイムラグを解消できる。

上記実施例では、作動部材を把持鉗子として説明してい
るが、他の処置具等に適用できる。

［発明の効果］ 形状記憶合金により構成される作動部材が加温液体の注
入により変形されるときに形状記憶合金作動部材の温度
を測定し、測定温度をフィードバックして加温装置を温
度制御するので、処置具付近の環境が変化しても生体に
対して悪影響を及ぼすことなく、常に処置具を目標温度
付近に維持でき、作動部材の動作を安定させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に従った形状記憶合金作動
装置の構成を示す図、 第２図は胆管に挿入された内視鏡先端部の斜視図、第３
図は形状記憶合金製把持鉗子の斜視図、第４図は他の実
施例に用いられるフレキシブルヒータ付加温槽の側面図
、第５図は他の実施例に用いられるチューブ巻回ヒータ
及び加温槽の側面図、第６図は他の実施例に用いられ、
クーラとヒータを備えた加温槽を示す図、第７図はベル
チェ素子を用いた加温槽の側面図、第８図は熱電対にス
ポット溶接した形状記憶合金製把持鉗子の平面図、第９
図はマルチルーメンチューブを用いた内視鏡先端部の図
、第１０図は制御回路の変形例の回路図、そして第１１
図は第１０図の制御回路の演算回路により求められる電
圧勾配を示す図である。 １・・・内視鏡、２・・・胆管、３・・・鉗子口、４・
・・処置具、５・・・鉗子チャンネル、６・・・基準値
発生回路、８・・・形状記憶合金製把持鉗子、９・・・
水槽、１０・・・ヒータ、１１・・・制御回路、１２・
・・生食水バ・ツク、１３・・・チューブ、１４・・・
ローラポンプ、３０・・・熱雷対。 出願人代理人　弁理士　坪井　淳

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 形状記憶合金により形成される作動部材と、前記形状記
   憶合金製作動部材を加温する加温流体を収納する流体貯
   蔵手段と、前記加温流体を前記形状記憶合金製作動部材
   に導く管路手段と、前記加温流体を前記形状記憶合金製
   作動部材に送出する流体送出手段と、前記流体貯蔵手段
   に設けられ、流体を加温する加温手段と、前記形状記憶
   合金製作動部材の近傍に設けられ、前記流体の温度を検
   出する温度検出手段と、前記温度検出手段の出力信号に
   応じて前記加温手段を制御する制御手段を具備すること
   を特徴とする形状記憶合金作動装置。