JPH048337A

JPH048337A - 可撓管の湾曲操作装置

Info

Publication number: JPH048337A
Application number: JP2107550A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Ueda; 康弘植田
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1990-04-25
Filing date: 1990-04-25
Publication date: 1992-01-13

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］この発明は例えばカテーテル、内視鏡、レーザプローブ
等の可撓管を任意の方向に湾曲操作する可撓管の湾曲操
作装置に関する。

［従来の技術］従来から例えば下記の文献■、■に示されているように
繊維強化ゴム（以下、ＦＲＲと称する）を用いたマイク
ロマニピュレータ用のアクチュエタが開発されている。

記 ■日本ロボット学会第６回学術講演会予稿集、（昭和６
３年）２７５〜２７６頁、鈴森・ほか、マイクロマニピ
ュレータの開発（１） ■日本ロボット学会第７回学術講演会予稿集、（平成元
年）８１５〜８１６頁、鈴森・ほか、マイクロマニピュ
レータの開発（２）この場合、ＦＲＲはゴムの基材中に繊維が埋設状態で混
入されたゴムと繊維の複合材てあり、繊維の向きによっ
て著しい力学的異方性を示す材料である。そして、上記
文献にはＦＲＲで圧力室を有する構造体を形成し、この
圧力室内への加圧によって生じる特定方向への弾性変形
を利用したアクチュエータが示されている。すなわち、
このアクチュエータは略円柱形状の成形体によって形成
されており、この成形体の内部には横断面に３つの圧力
室が形成されている。そして、このアクチュエータの両
端部は端末金具によって閉塞されており、これらの３つ
の圧力室はそれぞれ独立の密閉空間によって形成されて
いる。また、このアクチュエータの３つの圧力室にはそ
れぞれ空気等の作動流体を給排するチューブが連結され
ている。

さらに、アクチュエータの外周壁には例えば長繊維が周
方向に向けて延設されており、この長繊維による一方向
強化がなされている。そのため、このアクチュエータの
外周壁は周方向には伸びにくく、軸芯方向には伸び易い
特性を持つので、このアクチュエータの各圧力室は加圧
によって軸芯方向に伸長する。したがって、アクチュエ
ータの３つの圧力室内への作動流体の給排をそれぞれ制
御して各圧力室間に圧力差を与えることにより、このア
クチュエータ全体を任意の方向に湾曲させることができ
るようになっている。

［発明が解決しようとする課題］ところで、上記構成のアクチュエータを例えば医療用の
カテーテルや内視鏡等の可撓管の先端部を湾曲操作する
湾曲機構として応用することが考えられている。しかし
ながら、上記構成のアクチュエータはアクチュエータ本
体を構成するチューブが極端に軟質な弾性体によって形
成する必要があるので、上記構成のアクチュエータを例
えば医療用のカテーテル等の体腔内挿入用具として使用
する場合には比較的複雑な形状の体腔内への挿入途中で
体腔内壁との接触によってアクチュエータ本体が座屈し
易い問題があり、挿入性が悪く、実用上、使用が困難で
あった。

また、アクチュエータの外周壁のゴムの基材中に繊維が
埋設状態で混入される構成になっているとともに、上記
構成のアクチュエータは成形体の内部に横断面に複数（
３つ）の圧力室を形成する多孔性のチューブ、いわゆる
マルチルーメンチューブによって形成されているので、
その製作が難しい問題があった。

この発明は上記事情に着目してなされたもので、可撓管
の挿入性を高めることができるとともに、製作の容易化
を図ることができる可撓管の湾曲操作装置を提供するこ
とを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］この発明は可撓管の外周面に軸芯方向に沿って延設され
た切欠部を設け、加圧流体の給排にともない弾性変形す
るバルーンをこの切欠部に配設するとともに、バルーン
への加圧流体の供給時にバルーンの径方向への膨脹動作
を規制し、バルーンを可撓管の軸芯方向に膨脹させる変
形規制手段を設けたものである。

［作用］可撓管の湾曲操作時には可撓管外周面の切欠部に配設さ
れたバルーンに加圧流体を供給する。

この場合、バルーンは変形規制手段によって径方向への
膨脹動作が規制されているので、バルーンに加圧流体が
供給されるとこのバルーンが可撓管の軸芯方向にのみ膨
脹され、このバルーンの変形動作にともない可撓管が湾
曲操作される。

［実施例］以下、この発明の第１の実施例を第１図乃至第５図を参
照して説明する。

第１図および第２図は第３図に示す医療用カテテル（可
撓管）１の要部の概略構成を示すものである。このカテ
ーテル１の軸芯部には送液チューブ２が配設されている
。この送液チューブ２の先端部は第４図に示すようにカ
テーテル１の先端面に形成された送液口３に連結されて
いる。

また、カテーテル１の先端部側には例えば２方向に湾曲
可能な湾曲部４が設けられている。この場合、カテーテ
ル１の先端部側外周面には第２図に示すように軸芯方向
に沿って延設された一対の切欠部５ａ、５ｂが設けられ
ている。さらに、これらの切欠部５ａ、５ｂには加圧流
体の給排にともない弾性変形するバルーン６ａ、６ｂが
配設されている。これらのバルーン６ａ、６ｂは例えば
ラテックス、シリコンゴム等の弾性材料によって細長の
袋状に形成されたもので、第２図に示すように送液チュ
ーブ２の外周面上に沿って装着されている。また、両バ
ルーン６ａ、６ｂの外周部位には各バルーン６ａ、６ｂ
への加圧流体の供給時に各バルーン６ａ、６ｂの径方向
への膨脹動作を規制し、各バルーン６ａ、６ｂをカテー
テル１の軸芯方向に膨脹させるコイルスプリング（変形
規制手段）７が配設されている。この場合、コイルスプ
リング７は送液チューブ２と同軸状態てこの送液チュー
ブ２の外周面側に所定間隔離間対向配置されており、両
バルーン６ａ、６ｂはこれらのコイルスプリング７と送
液チューブ２との間に配置されている。

さらに、各バルーン６ａ、６ｂの基端部側には各バルー
ン６ａ、６ｂの袋内に連通させた加圧チューブ８ａ、８
ｂの先端部が気密に連結されている。これらの加圧チュ
ーブ８ａ、８ｂの基端部側はカテーテル１の手元側に延
出されている。この場合、カテーテル１の手元側には分
岐部９が設けられている。そして、加圧チューブ８ａ、
８ｂの基端部側はこの分岐部９を介して外部側に延出さ
れている。また、各加圧チューブ８ａ、８ｂの外部側延
出端部は切換えコック１０に連結されている。さらに、
この切換えコック１０には例えば空気、水、生理食塩水
等の加圧流体供給用の第１のシリンジ１１が着脱可能に
連通されている。そして、この切換えコック１０の切換
え操作にともな０２本の加圧チューブ８ａ、８ｂのうち
のいずれか一方と第１のシリンジ１１との間か選択的に
連通されるようになっている。また、送液チューブ２の
基端部側も同様にカテーテル１の手元側に延出され、分
岐部９を介して外部側に延出されている。そして、この
送液チューブ２の外部側延出端部には連結口金１２か装
着されており、この連結口金１２に送液用の第２のシリ
ンジ１３か着脱可能に連結されている。

次に、上記構成の作用について説明する。

まず、カテーテル１の非湾曲操作時にはバルーン６ａ、
６ｂ内に加圧流体が供給されない中立状態で保持される
。この状態ではカテーテル１の湾曲部４は第１図に示す
ように略直線形状の非湾曲状態で保持される。

また、カテーテル１の湾曲操作時には切換えコック１０
の切換え操作にともない２本の加圧チューブ８ａ、８ｂ
のうちのいずれか一方、例えば加圧チューブ８ａと第１
のシリンジ１１との間が連通される。この状態で、第１
のシリンジ１１を押込み操作することにより、第１のシ
リンジ１１内の流体が加圧チューブ８ａを介して一方の
バルーン６ａの袋内に圧送される。このようにバルーン
６ａの袋内に加圧流体が供給されるとこのバルン６ａは
膨脹する。この場合、バルーン６ａはコイルスプリング
７と送液チューブ２との間に配置されているので、この
バルーン６ａの内方向への膨脹は送液チューブ２、外方
向への膨脹はコイルスプリング７によってそれぞれ規制
されている。

そのため、バルーン６ａへの加圧流体の供給時にはこの
バルーン６ａはカテーテル１の軸芯方向にのみ膨脹され
るので、このバルーン６ａの軸芯方向への膨脹動作にと
もないカテーテル１の先端部が押圧される。このバルー
ン６ａからの押圧力はカテーテル１の先端部におけるバ
ルーン６ａとの対向部位、すなわち第１図中で上端部側
の部分に片寄り状態で作用するので、このバルーン６ａ
からの押圧力によって湾曲部４に曲げモーメントが作用
し、この湾曲部４が第５図に示すように（同図中で下向
きに）湾曲操作される。

さらに、湾曲部４が第５図に示すように湾曲操作されて
いる状態からこの湾曲部４を元の略直線形状の非湾曲状
態に復帰させる場合には第１のシリンジ１１からの加圧
を止め、第１のシリンジ１１を引き操作する。このよう
に第１のシリンジ１１が引き操作されると、バルーン６
ａ内の加圧流体が第１のシリンジ１１側に吸引されるの
で、湾曲部４が元の略直線形状の非湾曲状態に復帰され
る。

また、湾曲部４を第５図とは逆方向に（同図中で上向き
に）湾曲操作させる場合には切換えコック１０の切換え
操作にともない他方の加圧チューブ８ｂと第１のシリン
ジ１１との間を連通させる。

この状態では第１のシリンジ１１の押込み操作にともな
い圧送される加圧流体は加圧チューブ８ｂを介して他方
のバルーン６ｂの袋内に圧送されるので、湾曲部４を第
５図とは逆方向に湾曲操作させることができる。

なお、第２のシリンジ１３からは造影剤や薬剤が送液チ
ューブ２内に供給され、この送液チューブ２を介してカ
テーテル１の先端面の送液口３から流出されるようにな
っている。

そこで、上記構成のものにあってはカテーテル１の湾曲
部４の外周面に切欠部５ａ、５ｂを設けたので、この切
欠部５ａ、５ｂによってカテーテル１の湾曲性を高める
ことができる。さらに、切欠部５ａ、５ｂの周囲の壁部
によってこのバルーン６ａ、６ｂの装着部の極端な強度
低下を防止することができるので、従来に比べてカテー
テル１の挿入性を高めることができる。

また、バルーン６“ａ、６ｂをカテーテル１の本体とは
別個に製作し、これをカテーテル１の本体側に組み込む
ようにしたので、例えばマルチルーメンチューブ等の複
雑な形状の成形体を製作する必要がなく、製作の容易化
を図ることができる。

さらに、湾曲部４の破損時にはバルーン５ａ。

６ｂのみを交換すればよいので、例えばマルチルーメン
チューブ等の成形体によって湾曲部４を成形した場合の
ように湾曲部４の破損時にカテーテル１全体を交換する
必要がなく、修理の容易化を図ることができる。

また、第６図に示すこの発明の第２の実施例のようにカ
テーテル１の先端部側に周方向に沿う３か所にそれぞれ
軸芯方向に沿って延設された切欠部２１ａ、２１ｂ、２
１ｃを形成し、これらの切欠部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ
に第１の実施例と略同様の構成のバルーン２２ｇ、２２
ｂ、２２ｃをそれぞれ装着して３方向に湾曲可能な湾曲
部２３を設けてもよい。この場合、３個のバルーン２２
ａ、２２ｂ、２２ｃはコイルスプリング７と送液チュー
ブ２との間に配置されているとともに、切換えコック１
０の切換え操作にともない各バルーン２２　ａ　Ｔ　　
２２　ｂ　、２２　ｃにそれぞれ加圧流体を供給可能に
なっている。そして、各バルーン２２　ａ、　　２２　
ｂ、　　２２　ｃへの加圧流体の供給時には各バルーン
２２ａ、２２ｂ、２２ｃの径方向への膨脹動作をコイル
スプリング７および送液チューブ２によって規制し、各
バルーン２２ａ。

２２ｂ、２２ｃをそれぞれカテーテル１の軸芯方向に膨
脹させることにより、湾曲部２３を３方向に湾曲させる
ようになっている。したがって、この場合にも第１の実
施例と同様の効果を得ることができる。

さらに、第７図および第８図はこの発明の第３の実施例
を示すものである。

これは、内視鏡３１の湾曲部３２にこの発明を適用した
ものである。すなわち、この内視鏡３１には第２の実施
例と略同様の構成の湾曲部３２が設けられている。この
場合、内視鏡３１の挿入部３３には第８図に示すように
保護チューブ３４か設けられており、この保護チューブ
３４内に光ファイバによって形成されるライトガイドフ
ァイバ３５、イメージガイドファイバ３６、処置具挿通
に示すように挿入部３３の先端部３８に配設された対物
レンズ３９に対向配置されている。

また、内視鏡３１の挿入部３３の外装チューブ４０には
湾曲部３２と対応する部位に周方向に沿う３か所にそれ
ぞれ軸芯方向に沿って延設された切欠部４１　ｇ、　４
　ｌ　ｂ、　４１　ｃが形成されている。これらの切欠
部４１　ａ、　４１　ｂ、　４１　ｃには第１の実施例
と略同様の構成のバルーン４２ａ。

４２ｂ、４２ｃがそれぞれ装着されている。さらに、バ
ルーン４２ａ、４２ｂ、４２ｃの外周部位には各バルー
ン４２ａ、４２ｂ、４２ｃへの加圧流体の供給時に各バ
ルーン４２ａ、４２ｂ。

４２ｃの径方向への膨脹動作を規制し、各バルーン４２
ａ、４２ｂ、４２ｃを挿入部３３の軸芯方向に膨脹させ
るコイルスプリング（変形規制手段）４３が配設されて
いる。この場合、コイルスプリング４３は保護チューブ
３４と同軸状態でこの保護チューブ３４の外周面側に所
定間隔離間対向配置されており、各バルーン４２ａ、４
２ｂ。

４２ｃはこれらのコイルスプリング４３と保護チューブ
３４との間に配置されている。さらに、各バルーン４２
ａ、４２ｂ、４２ｃは加圧チューブ４３ａ、４３ｂ、　
４３ｃ　（バルーン４２ａ。

４２ｂの加圧チューブ４３ｇ、４３ｂのみを図示）を介
して第３図に示す切換えコック１０に連結されており、
この切換えコック１０の切換え操作にともない各バルー
ン４２　ａ、　４２　ｂ、　４２　ｃにそれぞれ加圧流
体を供給可能になっている。そして、各バルーン４２ａ
、４２ｂ、４２ｃへの加圧流体の供給時には各バルーン
４２ａ、４２ｂ、４２Ｃの径方向への膨脹動作をコイル
スプリング４３および保護チューブ３４によって規制し
、各バルーン４２ａ、４２ｂ、４２ｃをそれぞれ挿入部
３３の軸芯方向に膨脹させることにより、湾曲部３２を
３方向に湾曲させるようになっている。したがって、こ
の場合にも第１の実施例と同様の効果を得ることができ
る。

また、第９図乃至第１１図はこの発明の第４の実施例を
示すものである。

これは、第１の実施例のバルーン６ａ、６ｂを繊維強化
ゴム（ＦＲＲ）によって形成したものである。この場合
、バルーン６ａ、６ｂの周壁には例えば周方向に向けて
延設された長繊維５１・・・が埋設されており、この長
繊維５１・・・による一方向強化がなされている。そし
て、このバルーン６ａ６ｂは周方向には伸びに＜＜、軸
芯方向には伸び易い特性を持つものである。

そこで、上記構成のものにあってはバルーン６ａ（或い
はバルーン６ｂ）の袋内に加圧流体を供給した際に、こ
のバルーン６ａ（或いはパル一ン６ｂ）自体をカテーテ
ル１の軸芯方向にのみ膨脹させることができる。そのた
め、この場合には第１の実施例のコイルスプリング７を
省略することができるので、第１の実施例に比べて構成
の簡略化を図ることができる。

また、第１２図および第１３図はこの発明の第５の実施
例を示すものである。

これは、カテーテル６１の本体を成形体６２の内部に軸
心方向と平行な３本の貫通孔６３ａ６３ｂ、６３Ｃが形
成された多孔性のチューブ、いわゆるマルチルーメンチ
ューブによって形成するとともに、このチューブの中央
の貫通孔６３ｂによって送液管路６４、この送液管路６
４の両側の貫通孔６３ａ、６３ｃによってバルーン６５
ａ。

６５ｂへの加圧流体供給路６６ａ、６６ｂをそれぞれ形
成させたものである。この場合、カテーテル６１の湾曲
部６７には成形体６２の外周部位を切欠させた一対の切
欠部６８ａ、６８ｂが形成されている。これらの切欠部
６８ａ、６８ｂは加圧流体供給路６６ａ、６６ｂに連結
されている。さらに、これらの切欠部６８ａ、６８ｂに
よって形成される成形体６２の外周面の開口部はバルー
ン６５ａ、６５ｂを形成する弾性シート６９ａ６９ｂに
よって閉塞されている。そして、これらの切欠部６８ａ
、６８ｂと弾性シート６９ａ。

６９ｂとの間に圧力室７０ａ、７０ｂが形成されている
。

また、上記弾性シート６９ａ、６９ｂは繊維強化−’ム
（ＦＲＲ）によって形成されている。この弾性シー）６
９ａ、６９ｂの周壁には例えばカテテル６１の周方向に
向けて延設された長繊維７１・・・が埋設されており、
この長繊維７１・・・による一方向強化がなされている
。そして、この弾性シー）６９ａ、６９ｂは周方向には
伸びにくく、軸芯方向には伸び易い特性を持つものであ
る。

そこで、上記構成のものにあってはバルーン５５ａ　（
或いはバルーン６５ｂ）の圧力室７０ａ内に加圧流体を
供給した際に、このバルーン６５ａ（或いはバルーン６
５ｂ）の弾性シート６９ａ、６９ｂ自体をカテーテル６
１の軸芯方向このみ膨脹させることかできる。そのため
、この場合にも第３の実施例と同様に第１の実施例のコ
イルスプリング７を省略することができるので、第１の
実施例に比べて構成の簡略化を図ることができる。

なお、この発明は上記各実施例に限定されるものではな
い。

例えば、上記実施例では加圧流体供給用の第１のシリン
ジ１１を各加圧チューブ８ａ　　８ｂの切換えコック１
０に連結し、この第１のシリンジ１１の操作によって加
圧流体をバルーン６ａ。

６ｂ側に供給する構成のものを示したが、ポンプ等の加
圧流体供給手段を用いるとともに、流路の切換え制御を
電磁弁等の流路切換え手段を用いる構成にしてもよい。

さらに、その他この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々
変形実施できることは勿論である。

［発明の効果］この発明によれば可撓管外周面の切欠部によって可撓管
の湾曲性を高めるとともに、切欠部の周囲の壁部によっ
てこのバルーン装着部の極端な強度低下を防止したので
、可撓管の挿入性を高めることができ、かつバルーンを
可撓管の本体とは別個に製作し、これを可撓管の本体側
に組み込むようにしたので、製作の容易化を図ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図はこの発明の第１の実施例を示すもの
で、第１図は要部の概略構成を示す縦断面図、第２図は
第１図の■−■線断面図、第３図はカテーテル全体の概
略構成を示す平面図、第４図はカテーテルの湾曲部を示
す斜視図、第５図は湾曲部の湾曲状態を示す縦断面図、
第６図はこの発明の第２の実施例を示す要部の横断面図
、第７図および第８図はこの発明の第３の実施例を示す
もので、第７図は要部の概略構成を示す縦断面図、第８
図は第７図の■−■線断面図、第９図乃至第１１図はこ
の発明の第４の実施例を示すもので、第９図は要部の概
略構成を示す縦断面図、第１Ｏ図は第９図のＸ−Ｘ線断
面図、第１１図はバルーンを示す斜視図、第１２図およ
び第１３図はこの発明の第５の実施例を示すもので、第
１２図は要部の概略構成を示す縦断面図、第１３図は第
１２図のｘｍ−ｘｍｌ、番４・・・医療用カテーテル（
可撓管）、４゜２３．３２．６７−・・湾曲部、５ａ、
５ｂ、２１ａ。２１ｂ、２１ｃ、４１ａ、４１ｂ、４１ｃ。６８ａ、６８ｂ−・・切欠部、６ａ、６ｂ、４２ａ４２
　ｂ　、　４２　ｃ　、　６５　ａ　、　　６５　ｂ−
・−バルーン、７゜４３・・・コイルスプリング（変形
規制手段）、５１゜７１・・・長繊維（変形規制手段）
。出願人代理人　弁理士　坪井　淳第１ｖＪ第３図第２図第４図第図第図第図第図

Claims

【特許請求の範囲】

可撓管の外周面に軸芯方向に沿って延設された切欠部を
設け、加圧流体の給排にともない弾性変形するバルーン
をこの切欠部に配設するとともに、前記バルーンへの加
圧流体の供給時に前記バルーンの径方向への膨脹動作を
規制し、前記バルーンを前記可撓管の軸芯方向に膨脹さ
せる変形規制手段を設けたことを特徴とする可撓管の湾
曲操作装置。