JPWO2006134881A1 - 内視鏡処置具及び内視鏡用処置具装置 - Google Patents

Abstract

内視鏡処置具は、体腔内に挿入される可撓性部材を備える長尺なチューブ体と、チューブ体の先端部分に設けられ、チューブ体を軸方向に対して湾曲させる第１の湾曲部と、第１の湾曲部の基端側に連設され、チューブ体を軸方向に対して湾曲させる第２の湾曲部と、第１の湾曲部及び第２の湾曲部をそれぞれ独立して湾曲させる湾曲操作部とを具備している。

Description

本発明は、体腔内の管腔に内視鏡を介して挿入される管腔の走行形状に適合させた挿入操作が可能な内視鏡処置具、及びその内視鏡処置具を備えた内視鏡用処置具装置に関する。

従来から体腔内に内視鏡を挿入して体腔内の観察を行うこと、或いは、該内視鏡に設けられている処置具挿通管路を介して各種処置具を挿入して各種処置が行われている。

例えば、十二指腸の乳頭から胆管や膵管に造影剤を注入して、胆管や膵管の複雑な走行形状を確認しながら処置を行う場合、十二指腸に挿入された内視鏡挿入部の先端部側面から処置具を突出させる。このとき、術者は、内視鏡挿入部に設けられた観察窓から乳頭部を見上げる方向にして処置具の挿入操作を行う必要がある。

このため、内視鏡挿入部の先端部には、処置具の導出方向を変化させる、即ち、処置具が乳頭部方向に向けて導出させるための起上台が設けられている。術者は、起上台の起上角度を調整することにより処置具を乳頭から胆管、または膵管に挿入する。

特開平６−６３００４号公報には胆管や膵管の走行形状に沿って挿入操作するために、処置具の先端に湾曲部を設けた医療用チューブが示されている。この医療用チューブは、先端側の湾曲部を形成する柔軟な第１多孔チューブと、第１多孔チューブの後端に接合された硬度の高い第２多孔チューブと、第１多孔チューブの軸方向に沿って対向して配置された２つの形状記憶合金線材とで構成されている。この構成によれば、形状記憶合金線材を加熱して長さを収縮させる、或いは、冷却して伸張させることによって、第１多孔チューブを２方向に湾曲させるようになっている。

つまり、前記医療用チューブでは、形状記憶合金線材の収縮と伸張の特性を用いて第１多孔チューブを２方向に湾曲させて、該医療用チューブを胆管や膵管の形状に沿わせながら挿入するようになっている。

しかしながら、特開平６−６３００４号公報に提案されている医療チューブは、形状記憶合金線材を加熱してある形状に変形させた後に、冷却して速やかに元の形状に戻す必要がある。そのため、医療チューブでは、形状記憶合金線材を冷却する機構が必要となり、該医療チューブの外径を太くする要因になっている。

つまり、胆管や膵管の複雑な走行形状に沿って挿入させる処置具においては、外径を細径にすることが望まれている。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、外径が細径で複雑な走行形状の管腔内への挿入操作を容易に行える内視鏡処置具、及び内視鏡用処置具装置を提供することを目的としている。

本発明の内視鏡処置具は、体腔内に挿入される可撓性部材を備える長尺なチューブ体と、前記チューブ体の先端部分に設けられ、前記チューブ体を軸方向に対して湾曲させる第１の湾曲部と、前記第１の湾曲部の基端側に連設され、前記チューブ体を軸方向に対して湾曲させる第２の湾曲部と、前記第１の湾曲部及び第２の湾曲部をそれぞれ独立して湾曲させる湾曲制御手段とを具備している。

内視鏡処置具と内視鏡とで構成される内視鏡用処置具装置の構成を説明する図 内視鏡処置具の先端部の構成を示す一部断面図。 図２のＡ-Ａ線断面図 図２のＢ-Ｂ線断面図 図２の内視鏡処置具を矢印Ｃ方向から見たときの先端面の構成を示す正面図 内視鏡用処置具装置を挿入操作する際の制御動作例を説明するフローチャート 第１湾曲部と第２湾曲部とで４５度の位相を持たせて歪みセンサを備えた人工筋肉を配置した構成における、第１湾曲部の歪みセンサを備えた人工筋肉の配置位置を説明する断面図 第１湾曲部と第２湾曲部とで４５度の位相を持たせて歪みセンサを備えた人工筋肉を配置した構成における、第２湾曲部の歪みセンサを備えた人工筋肉の配置位置を説明する断面図

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１を用いて本発明の実施形態の内視鏡用処置具装置１０を説明する。内視鏡用処置具装置１０は内視鏡処置具１１を備え、その内視鏡処置具１１は、内視鏡１を介して、体腔内の目的部位に挿入されるものである。

内視鏡１は、体腔内に挿入される挿入部２、挿入部の基端側に設けられた操作部３、操作部３から延出されたユニバーサルコード４を備えて構成されている。ユニバーサルコード４の端部には外部機器５が接続されるようになっている。挿入部２は、先端側から順に先端部２ａ、例えば上下左右に湾曲する湾曲部２ｂ、及び可撓性部材にて形成された長尺な可撓管部２ｃを備える。操作部３は、術者が把持する把持部を兼ね、湾曲部２ｂを湾曲操作するための湾曲ノブ３ａ、先端部２ａから送水、送気、吸引を行うための送水送気ボタン３ｂ及び吸引ボタン３ｃが設けられている。そして、操作部３の挿入部２側には処置具挿入部６が設けられている。

挿入部２の先端部２ａには、図示は省略するが、撮像素子であるＣＣＤ及び光学レンズ等を備えた撮像光学系、照明光を照射する照明光学系、撮像光学系等の光学レンズの表面を洗浄するためのノズル、前方送水孔、処置具突出孔、及び処置具起上台等が設けられている。なお、図１に示した内視鏡１は側視型であり、先端部２ａの側面に前述した撮像光学系と照明光学系とが設けられ、処置具突出孔も先端部２ａの側面に形成されている。そして、処置具起上台は、先端部２ａの処置具突出孔から外部に突出された処置具の導出方向を、図中の側方から上方向に変化させるように構成されている。

挿入部２の可撓管部２ｃ内には、図示は省略するが、前述した撮像光学系のＣＣＤの駆動のための信号と撮像信号を伝送する信号ケーブル、照明光学系に照明光を導光するライトガイドケーブル、湾曲部２ｂと湾曲ノブ３ａとに連結された湾曲ワイヤ、送水、送気、及び吸引のための各種チューブ等が挿通されると共に、処置具挿入口６ａと先端部２ａに設けられた処置具突出孔２ｅとを連通する処置具挿通管路２ｄが設けられている。

ユニバーサルコード４内には、前述した信号ケーブル、ライトガイドケーブル、各種チューブ、送水送気ボタン及び吸引ボタンから延出される信号線等が挿通されている。ユニバーサルコード４の端部には、外部機器５に着脱自在なコネクタ４ａが設けられている。

コネクタ４ａが接続される外部機器５は、光源装置５ａ、ビデオプロセッサ５ｂである。光源装置５ａは、照明光学系に供給する照明光を生成する。ビデオプロセッサ５ｂは、前記ＣＣＤの駆動信号の供給と、ＣＣＤからの撮像信号を基に映像信号の生成と記録を行う。ビデオプロセッサ５ｂは、外部機器５であるモニタ５ｃに接続され、該ビデオプロセッサ５ｂで生成した映像信号によりモニタ５ｃの画面上に内視鏡画像等が表示される。なお、光源装置５ａには、送水送気ポンプ及び吸引ポンプが内蔵、または附帯されている。

ユニバーサルコード４のユニバーサルコネクタ４ａと、それぞれの機器５ａ、５ｂとが接続されることで、前記信号線及びチューブが所定の機能状態に接続されるようになっている。

術者は、内視鏡１の挿入部２を体腔内に挿入する際、モニタ５ｃに表示されている内視鏡画像を観察しながら行う。挿入部２の先端部２ａが体腔内の目的部位近傍まで挿入された後、処置具挿入口６ａから処置具挿通管路２ｄを経て先端部２ａの処置具突出口２ｅから内視鏡処置具１１が突出される。

ここで、本発明の内視鏡処置具１１について説明する。
内視鏡処置具１１は、チューブ体１２、圧力センサ１３、第１の湾曲部１４、第２の湾曲部１５、口金１６、圧力センサ信号ケーブル１７、及びコントロールユニット１８を備えて構成されている。チューブ体１２は貫通孔１２ａを有する長尺で中空なチューブである。貫通孔１２は、ガイドワイヤ(不図示)、或いはカテーテル等の処置具が挿通される挿通路、又はＸ線造影剤等の流体を供給するための流路となる。圧力センサ１３は圧力測定手段であって、チューブ体１２の先端部分、具体的には先端面に例えば４つ設けられている。第１の湾曲部１４は、チューブ体１２の先端部分に軸方向に所定長さで設けられている。第２の湾曲部１５は、第１の湾曲部１４の後端側に、軸方向に所定長さで設けられている。口金１６は、チューブ体１２の基端に設けられている。信号ケーブル１７は、圧力センサ１３、第１の湾曲部１４、第２の湾曲部１５から延出された信号線(不図示)を一纏めにして形成されている。信号ケーブル１７の端部はコントロールユニット１８に接続される。

コントロールユニット１８は制御手段であって、ジョイスティック装置１９と、フットスイッチ２０とが接続される。ジョイスティック装置１９は、第１の湾曲部１４の湾曲操作と、第２の湾曲部１５の湾曲操作とを独立して行うための湾曲操作手段である。フットスイッチ２０は、内視鏡処置具１１のチューブ体１２を進退させる進退装置２１を動作させる進退手段である。
進退装置２１は、内視鏡装置１の操作部３の処置具挿入部６に設けられる。進退装置２１は、チューブ体１２を挟持する一対のローラ２１ａ，２１ｂを備える。ローラ２１ａ，２１ｂのいずれか一方は、図示しない電動モータにて正転、逆転される。チューブ体１２を一対のローラ２１ａ，２１ｂで挟持している状態において、電動モータが回動されることによって、該チューブ体１２は進退移動される。進退装置２１は、処置具挿入部６に設けられた接点部６ｂに電気的に接触する電極部２１ｃを備える。接点部６ｂからは信号ケーブル１８ａが延出している。信号ケーブル１８ａは、電動モータに電力を供給する電力線と、回転動作を指示する制御信号を伝送する信号線とを備える。信号ケーブル１８ａは、操作部３、ユニバーサルコード４内を挿通してユニバーサルコネクタ４ａまで延出され、該ユニバーサルコネクタ４ａを介して、コントロールユニット１８に接続される。フットスイッチ２０は、スイッチ２０ａ、２０ｂを備える。第１スイッチ２０ａは前進動作を指示し、第２スイッチ２０ｂは後退動作を指示する。術者によって、スイッチ２０ａ、２０ｂが操作されることにより、その操作に伴ってコントロールユニット１８に所定の動作を指示する信号が出力される。この後、コントロールユニット１８から進退装置２１の電動モータに例えばローラ２１ａを回転させる制御信号が出力されて、チューブ体１２が進退される。

内視鏡処置具１１のチューブ体１２は、内視鏡装置１の操作部３の処置具挿入部６に設けられた進退装置２１を介して処置具挿通管路２ｄ 内に挿入される。また、チューブ体１２は、フットスイッチ２０の操作に伴って進退移動される。先端部２ａの処置具突出口２ｅから突出された内視鏡処置具１１を構成するチューブ体１２の先端部に設けられている第１の湾曲部１４と第２の湾曲部１５は、ジョイスティック装置１９のジョイスティック１９ａ、１９ｂの操作に伴って湾曲動作する。ジョイスティック装置１９から出力される湾曲動作を指示する信号はコントロールユニット１８を介して対応する湾曲部１４、１５に出力される。

図２乃至図６を参照して、内視鏡処置具１１の圧力センサ１３と、第１の湾曲部１４及び第２の湾曲部１５について説明する。
チューブ体１２の実部１２ｂの先端面には、図２、図５に示すように例えば４つの圧力センサ１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄが約９０度間隔で配置されている。圧力センサ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄは、チューブ体１２の管腔内への挿入時に、チューブ体１２の先端が管腔壁に当接した際、その当接圧力を検出するためのものである。つまり、圧力センサ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄは、チューブ体１２の先端面が管腔壁等に当接した際、その圧力を検出する形状と面積とを有して構成されている。

チューブ体１２には長さ寸法Ｌで構成された第１の湾曲部１４と、第１の湾曲部１４に連設して長さ寸法を該第１の湾曲部１４と同じ寸法Ｌで構成した第２の湾曲部１５とが設けられている。それぞれの湾曲部１４、１５にはそれぞれ、図３、図４に示すように４つの湾曲機構部が約９０度間隔で設けられている。湾曲機構部は高分子アクチュエータである、いわゆる人工筋肉１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ、１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄであり、第１湾曲部１４は人工筋肉１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄを備え、第２湾曲部１５は人工筋肉１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄを備える。高分子アクチュエータは、電圧の印加によって高分子電界質内の陽イオンが陰極側に移動することで、表裏の膨潤により湾曲変形するように形成されている。人工筋肉１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ、１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄは、所定の幅寸法ｈで長さＬで形成されている。なお、圧力センサ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄと、人工筋肉１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄと、人工筋肉１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄとは正面から見て同位置、言い換えれば断面方向において同位相で配置されている。

第１の湾曲部１４、第２の湾曲部１１５を構成する人工筋肉１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄの外表面には長さ寸法がＬより短く構成されたそれぞれ歪みセンサ２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄが設けられている。歪みセンサは湾曲形状測定手段であって、湾曲部１４、１５が湾曲状態のとき、その湾曲状態を測定する。

第１の湾曲部１４を例えば、図中の上方向に湾曲変形させる場合、人工筋肉１４ａと、この人工筋肉１４ａに対向する人工筋肉１４ｃとを互いに同じ方向に湾曲させるように、それぞれの人工筋肉１４ａ，１４ｃに電圧を印加する。つまりそして、第１の湾曲部１４のそれぞれの人工筋肉１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄに印加する電圧を適宜制御することによって、該第１の湾曲部１４を上下左右方向に湾曲させることができる。なお、第２の湾曲部１５も同様に、人工筋肉１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄに印加する電圧を適宜制御することにより、上下左右方向に湾曲させることができる。

歪みセンサ２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄは、第１の湾曲部１４に設けられている人工筋肉１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄの湾曲動作の際に生じる歪みを検出する。一方、歪みセンサ２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄは、第２の湾曲部１５に設けられている人工筋肉１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄの湾曲動作の際に生じる歪みを検出する。これら歪みセンサ２１ａ〜２１ｄ，２２ａ〜２２ｄが検出した歪みから、それぞれの湾曲部１４，１５の湾曲率をコントロールユニット１８の演算部１８ａにて算出し、その算出結果を基に記録部１８ｄに記録する。

チューブ体１２の口金１６側からは信号ケーブル１７が延出している。この信号ケーブル１７の基端はコントロールユニット１８に接続されている。信号ケーブル１７内には電線１７ａ、１７ｂと、信号線１３ｅ、１７ｃ、１７ｄとが包含されている。電線１７ａは、第１の湾曲部１４を構成する人工筋肉１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄのそれぞれに接続される。電線１７ｂは、第２の湾曲部１５を構成する人工筋肉１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄのそれぞれに接続される。これら電線１７ａ、１７ｂは、湾曲部１４、１５を湾曲動作させるための湾曲動作電圧を供給する。
これに対して、信号線１３ｅはそれぞれの圧力センサ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄに接続される。信号線１３ｅは、圧力センサ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄで検出した圧力検出信号を伝送する。信号線１７ｃは、歪みセンサ２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄのそれぞれに接続されて、湾曲状態に対応した検出値を伝送する。信号線１７ｄは、歪みセンサ２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄにそれぞれに接続され、湾曲状態に対応した検出値を伝送する。

コントロールユニット１８と、ジョイスティック装置１９、及びフットスイッチ２０とは、内視鏡用処置具装置２０の操作部である。ジョイスティック装置１９は、第１の湾曲部１４を湾曲操作する指示信号を出力する第１ジョイスティック１９ａと、第２の湾曲部１５を湾曲操作する指示信号を出力するジョイスティック１９ｂとを有している。それぞれのジョイスティック１９ａ，１９ｂは、傾倒操作した方向と、その操作量である傾倒角度との違いによりコントロールユニット１８にて、第１の湾曲部１４、又は、第２の湾曲部１５の湾曲方向と湾曲率とを制御する湾曲動作電圧を生成する。そして、生成した湾曲動作電圧を、電線１７ａ、１７ｂを介して、第１の湾曲部１４の人工筋肉１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、又は第２の湾曲部１１５の人工筋肉１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄに印加して湾曲部１４、１５を湾曲動作させる。

フットスイッチ２０は、進退装置２１を正転動作させる指示信号と、逆転動作させる指示信号を出力する。第１スイッチ２０ａをオン操作すると、コントロールユニット１８は信号ケーブル１８ａを介して、進退装置２１の電動モータに該電動モータを正転駆動させる制御信号を出力する。そして、第１スイッチ２０ａがオフ状態にされると電動モータは駆動を停止する。一方、フットスイッチ２０の第２スイッチ２０ｂをオン操作すると、コントロールユニット１８は信号ケーブル１８ａを介して、進退装置２１の電動モータに該電動モータを逆転駆動させる制御信号を出力する。そして、第２スイッチ２０ｂがオフ状態にされると電動モータは駆動を停止する。

コントロールユニット１８は、進退制御手段である進退制御部１８ｂと、湾曲制御手段である湾曲制御部１８ｃとを備える。進退制御部１８ｂは、上述したようにフットスイッチ２０からの指示信号に基づく制御信号を生成する一方、前記圧力センサ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄから出力される測定結果に基づく制御信号を生成して進退装置２１を動作させてチューブ体１２を進退させる。一方、進退操作制御部１８ｂは、ジョイスティック装置１９のジョイスティック１９ａ、１９ｂから出力される指示信号に基づく湾曲動作電圧を生成する一方、前記歪みゲージ２１ａ〜２１ｄ、２２ａ〜２２ｄから出力される湾曲状態に対応する検出値に応じた湾曲動作電圧を生成して対応する湾曲部１４、１５を所定の方向に湾曲動作させる。

コントロールユニット１８の進退制御部１８ｂと、湾曲制御部１８ｃｂによる制御例を、図６を参照して説明する。

まず、内視鏡処置具１１のチューブ体１２を、内視鏡装置１の処置具挿入口６に装着された進退装置２１を介して、操作部３の処置具挿入口６ａから挿入部２の処置具挿通管路２ｄに挿入する。そして、チューブ体１２の先端を挿入部２の先端部２ａから突出させる。その後、先端部２ａに設けられている処置具起上台(不図示)を起上操作して、チューブ体１２を乳頭を介して例えば、胆管内へ挿入する。チューブ体１２の先端が胆管内に挿入されたことを画面上で確認したなら、術者は、フットスイッチ２０の第１スイッチ２０ａをオン操作する。すると、コントロールユニット１８から進退装置２１に制御信号が出力されて、電動モータが回転駆動されて、チューブ体１２が胆管の深部に向かって進行する。

進退装置２１の駆動に伴って、チューブ体１２の進行が開始されると、コントロールユニット１８による制御が開始される。すなわち、ステップＳ１に示すようにコントロールユニット１８は、チューブ体１２の先端面に設けられている圧力センサ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄによって検出されている圧力値を取得してステップＳ２に移行する。ステップＳ２において、コントロールユニット１８は、演算部１８ａで各センサ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄから取得した圧力値がしきい値よりも小さいか、即ち各圧力センサの圧力値≦しきい値であるか否かを判定するとともに、各圧力センサ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄの圧力値が略同じであるか否かを判定する。
なお、ここでのしきい値は、管腔壁に損傷を与えることのない大きさの値である。このため、たとえ圧力値がしきい値に到達した場合でも、管腔壁に当接したチューブ体１２の進行によって胆管壁等が損傷を受けることはない。

ステップＳ２において、チューブ体１２が胆管の直線部分をスムーズに進行している場合、各圧力センサ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄは、略同じ圧力値であって、かつ、その圧力値はしきい値よりも小さな値となる。これに対して、チューブ体１２が胆管の湾曲している部分を進行している場合には、チューブ体１２の先端面の少なくとも一部は湾曲している胆管壁に当接する。すると、圧力センサ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄのうち、胆管壁に当接している、例えば、圧力センサ１３ａの検出圧力値が他の圧力センサ１３ｂ、１３ｃ、１３ｄの検出圧力値よりも高い値となる。このことで、コントロールユニット１８は、先端面の圧力センサ１３ａを備える側が管腔壁に当接したと判定する。
このように、コントロールユニット１８は、各圧力センサ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄにて検出された圧力値をそれぞれ比較することによって、チューブ体１２の先端面が胆管壁等に当接している状態であるか否かを判定する。

前記ステップＳ２において、各圧力センサ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄが検出した圧力値が、しきい値よりも小さいく、かつ同じ圧力値であった場合、コントロールユニット１８は、チューブ体１２の先端面が胆管壁に当接してないと判定して、ステップＳ４に移行する。ステップＳ４において、コントロールユニット１８は、進退制御部１８ｂから進退装置２１に正転駆動させる制御信号を出力するとともに、第１の湾曲部１４に設けられている歪みセンサ２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄの検出値を取得して、演算部１８ａで曲率Ｒｎを算出する。即ち、正転駆動させる制御信号が出力されることによって、チューブ体１２は、Δｌｎずつ進行する。また、コンロトールユニット１８は、チューブ体１２の距離Δｌｎの進行毎に、第１の湾曲部１４に設けられている各歪みセンサ２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄの検出値を取得して歪み量から第１の湾曲部１４の湾曲率Ｒｎを算出する。

そして、コントロールユニット１８は、ステップＳ５に示すようにステップＳ４にて、チューブ体１２の進行量であるΔｌｎを加算して、第１の湾曲部１４の軸方向の全長Ｌと同じか、あるいはそれ以下であるか判定する。このステップＳ５にて、加算したΔｌｎが第１の湾曲部１４の全長Ｌ以下であると判定されたとき、ステップＳ１に移行する。

一方、前記ステップＳ２でコントロールユニット１８によって圧力センサ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄのうちいずれかが、しきい値と等しい圧力、あるいはしきい値を超える圧力を検出している場合、該コントロールユニット１８はステップＳ３に移行する。ステップＳ３においてコントロールユニット１８は、しきい値と等しい圧力、あるいはしきい値を超える圧力を検出した例えば圧力センサ１３ａの位置を画面上表示させる、又は、圧力センサ１３ａの位置とは反対方向に湾曲させる湾曲方向を画面上に表示させる、ジョイスティック装置１８のジョイスティック１８ａの操作を促す、又は圧力センサ１３ａの位置とは反対方向に第１の湾曲部１４を湾曲させるために人工筋肉１４ａ、１４ｃに湾曲動作電圧を印加する。このときの第１の湾曲部１４の湾曲は、図２に示すチューブ体１２の直径ｄの１／２とする。

前記ステップＳ３にて、しきい値を超える圧力を検出した例えば圧力センサ１３ａの設置位置とは反対方向に第１の湾曲部１４を湾曲動作させた後、再度ステップＳ１に戻る。

一方、前記ステップＳ５において、コントロールユニット１８が、チューブ体１２のΔｌｎずつの進行の加算値が、第１の湾曲部Ｌの全長と等しい、あるいは超えたと判定されると、ステップＳ６に移行する。ステップＳ６においてコントロールユニット１８は、第１の湾曲部１４のΔｌｎ毎進行したときの湾曲率Ｒｎのデータを記録部１８ｄから抽出した後、チューブ体１２の進行挿入を継続する。そして、ジョイスティック装置１９のジョイスティック１９ｂの湾曲操作は、コントロールユニット１８で抽出した前記第１の湾曲部１４のΔｌｎ毎の湾曲率Ｒｎのデータを基に行う。このように、コントロールユニット１８によって記録部１８ｄに記録されたデータを基に、第２の湾曲部１５を湾曲制御する。すると、第１の湾曲部１４が進行された経路を第２の湾曲部１５がトレースことになるため、第２の湾曲部１５の湾曲動作が効率的で、かつ、円滑に行うことができる。

以上説明したように、本発明の実施形態の内視鏡処置具１１は、管腔内に挿入されるチューブ体１２の先端面に複数の圧力センサ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄを設け、かつ、チューブ体１２の軸方向に連設する人工筋肉１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄを備えた第１の湾曲部１４と、人工筋肉１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄを備えた第２の湾曲部１５に、それぞれの湾曲部１４、１５の湾曲率を検出する歪みセンサ２１ａ〜２１ｄ、２２ａ〜２２ｄを設けている。このため、複雑に屈曲した管腔内へ挿入操作を行う際、チューブ体１２の進行によって管腔壁を損傷させることなく、速やか、かつ円滑に挿入操作を行うことができる。

なお、図２乃至図４で示したように、第１の湾曲部１４に設けられた人工筋肉１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、及びこれらの外表面に設けた歪みセンサ２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄと、第２の湾曲部１５に設けられた人工筋肉１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、及びこれらの外表面に設けた歪みセンサ２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄとは、断面方向内においてともに同位相の位置に配置されている。このように配置にしたことによって、例えば図中の上方向に湾曲操作を行う場合、それぞれの湾曲部１４、１５の人工筋肉１４ａ、１４ｃ、人工筋肉１５ａ、１５ｃを同時に収縮させる操作を行う。すると、上方向への湾曲操作をより素早く行うことが可能になる。尚、他の方向についても同位相の人工筋肉を同時に操作することで同様の作用、及び効果を得られる。

一方、図７に示すように第１の湾曲部１４に設けられた人工筋肉１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、及びこれらの外表面に設けた歪みセンサ２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄと、図８に示すように第２の湾曲部１５に設けられた人工筋肉１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、及びこれらの外表面に設けた歪みセンサ２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄとを、断面内において例えば４５度ずらして、つまり、位相を変えて配置するようにしてもよい。このような配置にする場合、例えば、図７の右斜め上方向への湾曲操作を行う場合、第１の湾曲部１４の人工筋肉１４ａ、１４ｄを同時に収縮させるとともに、第２の湾曲部１５の人工筋肉１５ｄを収縮させる。このように、３つの人工筋肉を制御することによって、斜め方向の湾曲操作を実現することが可能になる。

前記図３、図４に示した人工筋肉の配置において、同じ斜め方向の湾曲操作を行う場合、第１の湾曲部１４の人工筋肉１４ａ、１４ｄと、第２の湾曲部１５の人工筋肉１５ａ、１５ｄの合計４つの人工筋肉を制御することになる。このため、図７、図８の構成の方がコントロールユニット１８内に設けられる制御回路への負荷を低く抑えられることになる。

また、前述した本発明の実施形態において、第１湾曲部１４及び第２の湾曲部１５にそれぞれ４つの人工筋肉１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄを９０度間隔で設ける構成例を説明した。しかし、人工筋肉を設ける間隔は９０度に限定されるものではなく、つまり、４つに限定されるものではない。例えば、３つの人工筋肉を１２０度間隔で設ける、或いは２つの人工筋肉を１８０度間隔で設けるようにしても良い。即ち、チューブ体１２の先端部分を上下方向、或いは左右方向に湾曲可能となるように人工筋肉を配置すれば良い。

また、第１の湾曲部１４及び第２の湾曲部１５は、その湾曲機構部を人工筋肉、即ち高分子アクチュエータとしている。しかし、湾曲機構は、人工筋肉に限定されるものではなく、形状記憶合金により構成されて湾曲動作するもの、空気圧により湾曲動作する空圧アクチュエータ、或いは牽引ワイヤにより湾曲動作するワイヤ駆動アクチュエータ等、冷却手段を必要としないアクチュエータであっても良い。

また、圧力センサ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄは、チューブ体１２の端面に設けられる例えば４５度のテーパー面に配置するようにしてもよい。

このように、チューブ体１２の使用目的、及び湾曲方向の頻度等に応じて最適な人工筋肉の配置を選択することが可能になる。
なお、本発明は、以上述べた実施形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。

本出願は、２００５年６月１４日に日本国に出願された特願２００５−１７４０５８号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲、図面に引用されたものとする。

Claims (21)

1. 体腔内に挿入される可撓性部材を備える長尺なチューブ体と、
   前記チューブ体の先端部分に設けられ、前記チューブ体を軸方向に対して湾曲させる第１の湾曲部と、
   前記第１の湾曲部の基端側に連設され、前記チューブ体を軸方向に対して湾曲させる第２の湾曲部と、
   前記第１の湾曲部及び第２の湾曲部をそれぞれ独立して湾曲させる湾曲操作手段と、
   を具備することを特徴とした内視鏡処置具。
2. 前記第１湾曲部及び前記第２湾曲部は、少なくとも上下方向、又は左右方向のどちらか一方に湾曲可能であることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡処置具。
3. 前記第１の湾曲部及び前記第２の湾曲部は、それぞれの湾曲部の湾曲方向に対応する、高分子アクチュエータ、形状記憶合金、流体圧アクチュエータ、あるいは、ワイヤ駆動アクチュエータのいずれかで構成される湾曲機構部を、複数、備えることを特徴とする請求項１、又は請求項２に記載の内視鏡処置具。
4. 前記複数の湾曲機構部は、前記チューブ体の中心軸を中心にして、周方向に対して等間隔の角度で配置されることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の内視鏡処置具。
5. 前記湾曲機構部は、９０度間隔、１２０度間隔、或いは１８０度間隔のうち、いずれかの角度で等間隔に配置されることを特徴とする請求項４に記載の内視鏡処置具。
6. 前記第１の湾曲部に設けられる湾曲機構部と、前記第２の湾曲部に設けられる湾曲機構部とは、断面内において、同位相で配置されることを特徴とする請求項５に記載の内視鏡処置具。
7. 前記第１の湾曲部に設けられる湾曲機構部と、前記第２の湾曲部に設けられる湾曲機構部とは、断面内において、異なる位相で配置されることを特徴とする請求項５に記載の内視鏡処置具。
8. さらに、
   前記湾曲部の外表面、又は内部に該湾曲部の湾曲形状を測定する湾曲形状測定手段と、
   前記湾曲形状測定手段の測定結果に基づき、前記湾曲機構部を湾曲させる制御信号を出力する湾曲制御手段と、
   を具備することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡処置具。
9. 前記湾曲部は、前記チューブ体の先端部分に設けられる第１の湾曲部、及び前記第１の湾曲部の基端側に連設される第２の湾曲部とを備える構成において、
   前記湾曲形状測定手段を、前記第１湾曲部、又は前記第２の湾曲部の少なくとも一方に設けたことを特徴とする請求項８に記載の内視鏡処置具。
10. 内視鏡の処置具挿通管路を介して体腔内に挿入される可撓性を有するチューブ体の先端部分に設けられ、前記チューブ体の先端面に付与される圧力を測定する圧力測定手段を備える内視鏡処置具と、
    前記チューブ体を、前記処置具挿通管路を介して体腔内へ挿抜する際の進退動作を行う進退手段と、
    前記進退手段の動作状態を制御する進退制御手段と、
    を具備することを特徴とする内視鏡用処置具装置。
11. 前記圧力測定手段は、前記先端面に複数設けられることを特徴とする請求項１０に記載の内視鏡用処置具装置。
12. 前記進退制御手段は、前記圧力測定手段の測定結果に基づき、前記進退手段に前進、後退、又は停止のいずれかの動作を指示する制御信号を出力することを特徴とする請求項１０に記載の内視鏡用処置具装置。
13. 前記進退手段は、前記内視鏡の操作部に設けられた処置具挿入部に配設されることを特徴とする請求項１０に記載の内視鏡用処置具装置。
14. 内視鏡の処置具挿通管路を介して体腔内に挿入される、先端側の部分に軸方向に対して湾曲自在な第１の湾曲部、及び前記第１の湾曲部の基端側に連設され軸方向に対して湾曲自在な第２の湾曲部を備える可撓性部材を備え長尺なチューブ体、このチューブ体の先端部分に設けられて前記チューブ体の先端面に付与される圧力を測定する圧力測定手段を備える内視鏡処置具と、
    前記内視鏡処置具の備える第１の湾曲部及び第２の湾曲部をそれぞれ独立して湾曲させる湾曲操作手段と、
    前記チューブ体を、前記処置具挿通管路を介して体腔内へ挿抜する際の進退動作を行う進退手段と、
    前記進退手段の動作状態を前記圧力測定手段の測定結果に基づいて制御する進退制御手段と、
    を具備することを特徴とする内視鏡用処置具装置。
15. 内視鏡の処置具挿通管路を介して体腔内に挿入される、先端側の部分に軸方向に対して湾曲自在な第１の湾曲部、及び前記第１の湾曲部の基端側に連設され軸方向に対して湾曲自在な第２の湾曲部を備える可撓性部材を備え長尺なチューブ体、このチューブ体の先端部分に設けられて前記チューブ体の先端面に付与される圧力を測定する圧力測定手段を備える内視鏡処置具と、
    前記チューブ体を、前記処置具挿通管路を介して体腔内へ挿抜する際の進退動作を行う進退手段と、
    前記進退手段の動作状態を前記圧力測定手段の測定結果に基づいて制御する進退制御手段と、
    前記湾曲形状測定手段の測定結果に基づき、前記湾曲機構部に湾曲動作信号を出力する湾曲制御手段と、
    を具備することを特徴とする内視鏡用処置具装置。
16. 体腔内に挿入される可撓性部材で形成された長尺なチューブ体と、
    前記チューブ体の先端側の部分に設けられた複数の圧力測定手段と、
    前記チューブ体の先端部分に設けられ、前記チューブ体を軸方向に対して湾曲させる第１の湾曲部と、
    前記第１の湾曲部の基端側に連設され、前記チューブ体を軸方向に対して湾曲させる第２の湾曲部と、
    前記第１の湾曲部及び第２の湾曲部のそれぞれに設けられる、前記第１の湾曲部の歪みと第２の湾曲部の歪みをそれぞれ検出する歪みセンサと、
    前記圧力測定手段にて検出した圧力と、前記歪みセンサにて検出した歪みから前記チューブ体の先端部分の挿入状態及び湾曲状態を検知して、前記チューブ体の挿入、及び前記第１の湾曲部、又は前記第２の湾曲部の湾曲の制御とを行う制御手段と、
    を具備することを特徴とした内視鏡用処置具装置。
17. 前記第１の湾曲部と第２の湾曲部は、高分子アクチュエータ、形状記憶合金、流体圧アクチュエータ、あるいは、ワイヤ駆動アクチュエータのいずれかで構成される湾曲機構部を、複数、備えることを特徴とする請求項１６に記載の内視鏡用処置具装置。
18. 前記第１の湾曲部、第２の湾曲部に設けられる湾曲機構部は、前記チューブ体の中心軸を中心にして、周方向に対して９０度間隔、１２０度間隔、或いは１８０度間隔のうちいずれかの角度で等間隔に設けられ、かつ、前記第１の湾曲部の基端と第２の湾曲部の先端とは、連設または所定の間隔を隔てて設けられていることを特徴とした請求項１６または請求項１７に記載の内視鏡用処置具装置。
19. 前記制御手段は、前記チューブ体の体腔内挿入の進退動作を制御する進退制御手段と、前記第１の湾曲部と第２の湾曲部とをそれぞれ独立して湾曲動作させる制御を行う湾曲操作手段とを有することを特徴とする請求項１６に記載の内視鏡用処置具装置。
20. 前記制御手段は、前記進退制御手段による前記チューブ体の進退制御と共に、前記圧力測定手段にて検出した圧力と、前記歪みセンサにて検出した前記第１の湾曲部の歪みから算出した前記第１の湾曲部の湾曲率又は第２の湾曲部の歪みから算出した第２の湾曲部の湾曲率とを基に、前記湾曲操作手段にて前記第１の湾曲部の湾曲動作、又は前記第２の湾曲部の湾曲動作を制御することを特徴とする請求項１９に記載の内視鏡用処置具装置。
21. 前記制御手段は前記チューブ体の挿入制御操作において、前記第１の湾曲部の前記進退制御手段に基づく進退量と、前記湾曲操作手段による湾曲動作による湾曲率とを記録部に記録する一方、前記記録部に記録されている第１湾曲部の進退量と湾曲率とを基に、前記第１の湾曲部に続いて挿入される前記第２の湾曲部の進退及び湾曲を操作することを特徴とする請求項１９または請求項２０に記載の内視鏡用処置具装置。

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