JPWO2014013787A1 - 内視鏡の挿入部の先端硬質部及び、この先端硬質部を用いた内視鏡 - Google Patents
内視鏡の挿入部の先端硬質部及び、この先端硬質部を用いた内視鏡 Download PDFInfo
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Abstract
Description
近年、内視鏡システムの省スペース化、省力化等を図るため、内視鏡の照明光として、LED等の小型光源が用いられるようになってきている。
金属材の先端部本体にLED等の小型光源を配置する場合、その小型光源は横断面が矩形状である。先端部本体に小型光源を配置する場合、先端部本体に小型光源の対角線の長さと同じかそれよりも長い直径を有する円形孔を形成する必要がある。このため、小型光源と円形孔の内周面との間に生じる隙間を埋める接着剤等の樹脂材が必要であり、小型光源で適宜の光量を得つつ挿入部の小径化を図ることは困難である。
また、内視鏡の光源は通常、先端部本体のうち、より外周側に近い位置に配置されるため、光源に電流を流して光源を発光させたとき、光源から生じる熱が金属材の先端部本体を通して先端部本体の外周面に伝達し易い。
図1Aに示すように、内視鏡10は、例えば体腔内等の管孔内に挿入される挿入部12と、使用者が保持する操作部14と、操作部14から延出され図示しないプロセッサに接続されるコネクタ16aを操作部14に対する遠位端部に有するユニバーサルケーブル16とを有する。この実施の形態に係る内視鏡10が医療用であれば、挿入部12は患者の体腔内に挿入され、操作部14は術者に把持され挿入部12を適宜に動かすのに用いられる。
観察光学系24は、挿入部12の先端に観察窓(対物レンズ)24aを有し被写体を観察する。チャンネル26は、挿入部12の先端にチャンネルパイプ26aを有し処置具等が挿通され吸引路としても用いられる。送気/送水路(流体路)28は、挿入部12の先端にノズル28aを有し観察窓24aに洗浄液(例えば生理食塩水)や圧縮空気等を送る。
流体路28は、ノズル28aの基端に例えばステンレス鋼材製で空気及び生理食塩水を通すパイプ(以下、AWパイプという)28b及び可撓性を有する空気及び生理食塩水を通すチューブ(以下、AWチューブという)28cが先端側から基端側に向かって順に配置されている。このAWチューブ28cはさらに基端側で、生理食塩水の流路28dと気体(空気)の流路28eとの2つに分岐されている。これら流路28d,28eは公知の機構によりノズル28aから生理食塩水や空気を観察窓24aに向けて吐出させることができる。
図4から図5Bに示すように、先端硬質部42は、金属材で形成された第1ベース52と、金属材製の第1ベース52に一体化されるように樹脂材で形成された第2ベース54とを有する。第1ベース52は、先端硬質部42の剛性を保つように金属材で形成されている。金属材製の第1ベース52は、例えばステンレス合金、アルミニウム合金、マグネシウム合金、チタン合金等を用いることができる。
第1ベース52は、挿入部12の軸方向(図4中の中心軸Cに沿った方向)に貫通し、すなわち先端面52aから基端面52bまで貫通する円形貫通孔62a,62b,62cと、円形貫通孔62a,62b,62cに並設され第1ベース52の外周面52cに対してアクセス可能な非円形貫通孔64a,64bとを有する。円形貫通孔62a,62b,62cはいずれか1つであっても良く、非円形貫通孔64a,64bは例えば1つだけであっても良い。非円形貫通孔64a,64bは、対向する面66a,66bと、対向する面66a,66bを連結する面66cとを有し外周面52cに沿った部分が開口されて略矩形状に形成されている。非円形貫通孔64a,64bの対向する面66a,66b間の周方向距離は、外周面52c側に比べて中心軸Cに近接する側が次第に小さくなるように形成されている。このため、非円形貫通孔64a,64bの周方向の開口幅は、外周面52c側から中心軸Cに近接するにつれて狭くなっている。具体的には、非円形貫通孔64a,64bの対向する面66a,66bは、第1ベース52の中心軸Cに近接する側が第1ベース52の外周面52cよりも狭いテーパ状に形成されている。
なお、第1ベース52及び第2ベース54の間は、高強度にかつ水密を保って接合されていることが必要であるが、このように金属材と樹脂材とを高強度にかつ水密を保って接合する技術は公知のものが種々あり、これらを適宜に用いることができる。
なお、第1ベース52の外周面52cと、第2ベース54の外周面54bとは、面一に形成されていることが好ましい。
なお、円筒部72a,72b,72c及び筒状部74a,74bの第1ベース52の先端面52aに対する位置や形状は樹脂材で形成されているので、適宜に形成することができる。また、円筒部72a,72b,72c及び筒状部74a,74bの第2ベース54の基端に対する位置や形状も適宜に形成することができる。
なお、第1ベース52の外周面52cの一部及び第2ベース54の外周面54bは外皮44cによって被覆される。
第1ベース52及び第2ベース54を一体化させ、第1から第5孔部82a,82b,82c,84a,84b及び、凹部76を有する先端硬質部42を準備する。このとき、必要であれば、先端硬質部42のうち、第1ベース52の先端面52a及び外周面52cの先端側を被覆可能な絶縁性のカバー56を準備する。
チャンネルパイプ26aとチャンネルチューブ26bとは一体化されている。第2孔部82bに、チャンネルパイプ26aを配置して第1ベース52や第2ベース54の外周面52c,54bから図示しないピン等により、チャンネルパイプ26aを固定する。そして、チャンネルパイプ26aの外周面と第2孔部82bの先端との間の気密及び水密を図るように接着剤で固定する。
流体路28のAWパイプ28b及びAWチューブ28cは一体化されている。第3孔部84cに対して、カバー56を介して第1ベース52側からノズル28aを配置するとともに、AWパイプ28bを配置して、第1ベース52や第2ベース54の外周面52c,54bから図示しないピン等により、ノズル28a及びAWパイプ28bを固定する。このとき、ノズル28aの外周面と第3孔部82cの先端との間の気密及び水密を図るように接着剤で固定するとともに、AWパイプ28bの外周面と第3孔部82cとの間の気密及び水密を図るように接着剤で固定する。
小型光源22b、小型光源基板22c及びリード線22d(図6A及び図6B参照)は一体化されている。矩形状の第4及び第5孔部84a,84bに、矩形状の横断面を有する小型光源22b及び小型光源基板22cをそれぞれ配置して、第1ベース52や第2ベース54の外周面52c,54bから図示しないピン等により、小型光源22bを固定する。このとき、小型光源22bの基端が第1ベース52の先端と同じ面上にあっても良い。すなわち、小型光源22b及び光源基板22cのうち、小型光源基板22cのみ(小型光源22b及び小型光源基板22cの少なくとも一方)が矩形状の第4及び第5孔部84a,84bに配置されていても良い。そして、小型光源22b及び小型光源基板22cの外周面と第4及び第5孔部84a,84bの先端との間の気密及び水密を図るように接着剤で固定する。
なお、図示しないピン等は適宜に使用することが可能であり、不要とすることもできる。
このとき、内視鏡10の挿入部12は、図2に示すような状態にある。そして、湾曲部44の外側に外皮44cを被覆する。この外皮44cは、湾曲部44の外側だけでなく、先端硬質部42の第2ベース54の外周面54b、さらには第1ベース52の外周面52cを被覆する。そして、カバー56の基端と外皮44の先端との間が水密となるように処理される。すなわち、この実施の形態では、カバー56及び外皮44cにより、先端硬質部42の外周面を絶縁体で被覆している。
第1ベース52を互いに平行な平面52a,52bと外周面52cとを有する円柱状に形成し、平面52a,52bに対して直交する方向に軸方向を有する1つ又は複数の円形貫通孔62a,62b,62cを形成し、円形貫通孔62a,62b,62cに並設され外周面52cに対してアクセス可能な1つ又は複数の非円形貫通孔64a,64bを形成している。金属材で円柱状に形成された第1ベース52によって、先端硬質部42の剛性を維持することができる。このため、先端硬質部42に対する耐衝撃性を維持することができる。また、第1ベース52は円形貫通孔62a,62b,62cを形成し、かつ、外周面からアクセス可能な形状の貫通孔64a,64bを形成すれば良いので加工が容易であり、第1ベース52の製造コストを低く抑えることができる。また、金属材製の第1ベース52に対して樹脂材製の第2ベース54を一体化することにより、金属材であれば加工が困難でコストが嵩む矩形状の孔部84a,84bを有する筒状部74a,74bや凹部76等の形状を、樹脂材の第2ベース54で容易に実現することができる。このため、先端硬質部42全体の製造コストを大きく低下させることができる。
例えば第4及び第5孔部84a,84bや矩形状の撮像ユニット24eが嵌合される凹部76等、機械加工の困難な形状を樹脂、すなわち第2ベース54によって容易に実現することができる。先端硬質部42の形状を、金属材製の第1ベース52をシンプルに、樹脂材製の第2ベース54の形状を金属材で形成するのが難しい構造を容易に採用できるので、先端硬質部42の全体形状を矩形状等を取り入れて容易に形成することができる。すなわち、先端硬質部42の形状に制約が生じるのを防止することができる。
第2ベース54を樹脂化することで、部品の形状に合わせて筒状部74a,74bを形成することができる。LEDのような非円形状の外形を有する照明用光源22b及び小型光源基板22cを先端硬質部42に装着する場合、第2ベース54によって照明用光源22bの外形に合わせて第4及び第5孔部84a,84bの形状を形成することができるので、円形孔と非円形状の照明用光源22b及び小型光源基板22cとの間に樹脂材を埋め込む等の作業は必要としないで済む。また、一般に円形孔に部品を装着する際、装着する部品の最大対角線と同じかそれよりも大きい外径を必要とするので先端硬質部の外径が大きくなりがちである。しかしながら、この実施の形態では、例えば矩形状等、横断面が非円形状の筒状部74a,74bを形成することで、円形孔よりも小さい横断面の矩形状の孔部84a,84bを作成すれば良い。このため、先端硬質部42の外径をより小径化することができ、したがって挿入部12を小径化可能である。また、円形孔に樹脂材を埋める等の作業工程を不要とし、内視鏡10の製造性及び修理性を向上させることができる。
また、図6A及び図6B中、先端カバー56の外周面は第1ベース52及び第2ベース54の外周面52c,54bに対して外側に突出するように描いているが、先端カバー56は第1ベース52及び第2ベース54の外径と同じ外径を有していることも好ましい。すなわち、絶縁層として用いられる先端カバー56は、第1ベース52及び第2ベース54の外周面52c,54bと面一に形成されていることも好ましい。
なお、チャンネルパイプ26aの先端及びAWパイプ28bの先端は第1ベース52の先端面52aに対して面一又は基端側に引きこんだ位置にある。チャンネルパイプ26aの基端及びAWパイプ28bの基端は第2ベース54の基端面54aに対してさらに基端側に延出されている。
先端硬質部42をこのように形成しても、第1の実施の形態で説明したのと同じ効果が得られる。
この実施の形態では、第1の実施の形態で説明した先端硬質部42に対して、図10Aから図10Dに示すように、AWパイプ(パイプ状部材)28b及びチャンネルパイプ(パイプ状部材)26aを一体化し、さらにレンズ枠(パイプ状部材)24cを一体化した例である。すなわち、第1ベース52に対して第2ベース54を形成し、さらに、レンズ枠24c、チャンネルパイプ26a及びAWパイプ28bを第2ベース54に対して一体化している。このため、接着剤を用いてレンズ枠24c、チャンネルパイプ26a及びAWパイプ28bを第2ベース54に固定する必要がなく、内視鏡10の製造時及び修理時に、製造コスト及び修理コストを低下させることができる。
また、この実施の形態では、第1の実施の形態で説明した先端硬質部42に対して、小型光源基板22cをさらに一体化している。すなわち、第1ベース52に対して第2ベース54を形成し、さらに、小型光源基板22cを第2ベース54に対して一体化している。このため、接着剤を用いて小型光源基板22cを第2ベース54に固定する必要がなく、内視鏡10の製造時及び修理時に、製造コスト及び修理コストを低下させることができる。
観察光学系24を構成する場合、先端硬質部42の先端側及び基端側からレンズ枠24cに対してレンズ群24dを配置し、観察窓24aで蓋をするとともに、撮像ケーブル24fが一体の撮像ユニット24eを固定する。なお、撮像ユニット24eに対して撮像ケーブル24fが着脱可能であることも好適である。
このため、内視鏡10の先端硬質部42を取り外して内視鏡10を修理する際、第2ベース54に対して小型光源基板22c、レンズ枠24c、チャンネルパイプ26a及びAWパイプ28bを残して、他の部材を取り外すだけで良い。このため、接着剤を用いてチャンネルパイプ26a及びAWパイプ28bのような構成部品を先端硬質部42に固定する必要がない。したがって、接着剤の使用を抑制でき、再度、小型光源基板22c、レンズ枠24cを取り付けたり、チャンネルチューブ26b、ノズル28a及びAWチューブ28cを取り付けたりする際の品質のばらつきを抑制できる。このため、この実施の形態に係る内視鏡10は、その製造性及び修理性を向上することができる。
先端硬質部42をこのように形成しても、第1及び第2の実施の形態で説明したのと同じ効果が得られる。
内視鏡を製造する際に先端硬質部を取り付けたり、内視鏡から先端硬質部を取り外したりして再取り付けするような修理を行う場合、先端硬質部に観察光学系、照明光学系、ノズル等を取り付ける際に、絶縁性を確保する部品を必要としない。このため、各種部品を取り付ける際の取り付け点数を少なくすることができ、各種部品を装着する最の品質のばらつきを抑制できる。また、絶縁性を確保する部品を必要としないので、接着剤の使用を減らすことができる。このため、部品を接着するためのスペースを設ける必要がないか、設けたとしても小さくすることができる。したがって、挿入部の外径を小径化可能である。また、照明用光源の外周は樹脂材製の第2ベースに囲まれている。このため、照明用光源から発生する熱を先端硬質部に近接した位置で外部に放熱するのを抑制できる。
したがって、上述した実施形態によれば、各種部品を装着したときの品質のばらつきが少なく製造性及び修理性が高く、適宜の光量を得ることが可能な小型の照明用光源を直接配置しても挿入部を小径化可能であり、かつ、小型の照明用光源から発生する熱を直接外部に放熱するのを防止可能な、内視鏡の挿入部の先端硬質部及び、この先端硬質部を用いた内視鏡を提供することができる。
LEDのような非円形状の外形を有する照明用光源を先端硬質部に装着する場合、第2ベースによって照明用光源の外形に合わせて形状を形成することができるので、円形孔と非円形状の照明用光源との間に樹脂材を埋め込む等の作業は必要としないで済む。また、一般に円形孔は配置する部品の最大対角線と同じかそれよりも大きい外径を必要とするので先端硬質部の外径が大きくなりがちである。しかしながら、この発明では、円形孔よりも小さい孔を作成すれば良い。このため、挿入部を小径化可能である。また、照明用光源から熱を生じたとき、照明用光源の外周は第2ベースで囲まれている。このため、照明用光源から発生する熱を先端硬質部に近接した位置で外部に放熱するのを抑制できる。
このため、接着剤を用いてパイプ状部材を先端硬質部に固定する必要がない。
また、前記第2ベースのうち、前記非円形貫通孔には、前記照明用光源が前記第1ベースに対して電気的に絶縁された状態で固定されていることが好適である。
このため、接着剤を用いて照明用光源を先端硬質部に固定する必要がない。
また、前記第1ベースの先端側を被覆する先端絶縁層が前記第1ベースに対して気密及び水密に一体成形されていることが好適である。
このため、金属材製の第1ベースの電気絶縁性を確実に確保できる。
Claims (7)
- 挿入部の軸方向に貫通する円形貫通孔と、前記円形貫通孔に並設されその外周面に対してアクセス可能な非円形貫通孔とを有する金属材製で円柱状の第1ベースと、
前記第1ベースの軸方向基端側に前記第1ベースに対して気密及び水密に一体成形されるとともに、前記円形貫通孔及び前記非円形貫通孔の内周面を前記第1ベースに対して気密及び水密に被覆し、前記非円形貫通孔の内周面を被覆した内側に照明用光源及び前記照明用光源の基端側に配置された光源基板の少なくとも一方が配設される孔部が形成された樹脂材製で電気絶縁性を有する第2ベースと
を具備する、内視鏡の挿入部の先端硬質部。 - 前記第2ベースの孔部は、前記照明用光源及び前記光源基板の少なくとも一方の外形に沿った形状に形成されている、請求項1に記載の先端硬質部。
- 前記第1ベースの非円形貫通孔は、前記第1ベースの中心軸に近接する側が前記第1ベースの外周側よりも前記第1ベースに近い位置に形成されている、請求項1に記載の先端硬質部。
- 前記第2ベースのうち、前記第1ベースの前記円形貫通孔の内周面を被覆した位置には、パイプ状部材が前記第1ベースに対して電気的に絶縁された状態で一体的に固定されている、請求項1に記載の先端硬質部。
- 前記第2ベースのうち、前記非円形貫通孔には、前記照明用光源及び前記光源基板の少なくとも一方が前記第1ベースに対して電気的に絶縁された状態で一体的に固定されている、請求項1に記載の先端硬質部。
- 前記第1ベースの先端側を被覆する先端絶縁層が前記第1ベースに対して気密及び水密に一体成形されている、請求項1に記載の先端硬質部。
- 請求項1に記載の先端硬質部を具備する内視鏡。
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