WO2015045523A1

WO2015045523A1 - 内視鏡ノズル

Info

Publication number: WO2015045523A1
Application number: PCT/JP2014/066510
Authority: WO
Inventors: 金子　充
Original assignee: オリンパスメディカルシステムズ株式会社
Priority date: 2013-09-26
Filing date: 2014-06-23
Publication date: 2015-04-02

Abstract

内視鏡における挿入部の先端に配設され、挿入部の先端面に沿って流体を吐出するための吐出口を有する内視鏡ノズルは、挿入部の挿入方向に沿って延出するように形成され、基端部において挿入部内に設けられた流体供給管路に接続された第１の流路と、第１の流路の先端側部に連結して設けられる前段を有し、挿入部の挿入方向に延出して形成され、第１の流路の内径を予め定めた径に絞る絞り部と、絞り部の後段に連結して設けられ、挿入部の挿入方向に沿って延出するように形成された第２の流路と、第２の流路の側方部と吐出口とを連結する、挿入部の先端面に対して略平行に延出する吐出流路と、を具備し、第２の流路の中心軸は、第１の流路の中心軸に対して、吐出口における流体の吐出方向とは逆方向に位置ずれしている。

Description

内視鏡ノズル

　本発明は、内視鏡の挿入部の先端に設けられる内視鏡ノズルに関する。

　内視鏡の挿入部先端部の先端面には、一般に、観察窓、照明窓、内視鏡ノズル及び吸引口を兼用するチャンネル開口が設けられている。内視鏡ノズルは、流体である液体、或いは気体を窓に向けて噴出する。噴出された流体は、観察窓の表面、或いは、照明窓の表面に付着した汚物、水滴等を除去する。

　日本国特開２００９－２６１４７７号公報には、金属円管を曲げ形成すると共に潰して、横長に形成したノズルが示されている。

　ノズルから流体を噴出して、観察窓表面等の良好な洗浄性を確保するためには、観察窓の表面における流体の流束を適切にする必要があった。ノズル開口から吐出された直後の流体の流束である吐出直後流束を適切にすることによって、最適な流束を観察窓表面に供給することができることが判っている。

　上述した吐出直後流束を適切にするためには、ノズル開口から吐出された直後の流体速度である吐出直後流速を適切にすること、および、ノズル開口から吐出された流体の飛散程度を適切にすることが重要であった。

　吐出直後流速は、流体ポンプの出力を調整することによって適切にすることが可能である。これに対して、流体の飛散程度を適切にするためには、ノズル開口から吐出される直前において適切な整流長を確保する必要がある。

　従来においては、適切な整流長を確保するため、ノズル開口位置を観察窓に近づける、或いは、ノズルに流体を供給するためのノズル流入流路の配置位置を観察窓から遠ざけていた。　
　しかしながら、ノズル開口位置を観察窓に近づけて整流長を確保する場合、ノズルが窓に近づくことによって、内視鏡画像にノズルの一部が映り込むおそれがある。また、ノズルが窓に近づくことによって、照明窓から出射された照明光がノズルで反射し、その反射光が観察窓を通して対物光学系に入射するおそれがある。

　一方、ノズル流入流路の配置位置を観察窓から遠ざけて整流長を確保する場合、ノズル流入流路の位置を外周側に位置ずれさせることになる。この結果、先端部の外径が大きくなって、細径化の実現を困難にするおそれがある。

　本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、先端部の細径化を実現しつつ、ノズル先端が窓に近接することによる不具合を解消して、窓表面に適切な流束の流体を供給して良好な洗浄性を確保する内視鏡ノズルを提供することを目的にしている。

　本発明の一態様の内視鏡ノズルは、内視鏡における挿入部の先端に配設され、該挿入部の先端面に沿って流体を吐出するための吐出口を有する内視鏡ノズルであって、前記挿入部の挿入方向に沿って延出するように形成され、基端部において前記挿入部内に設けられた流体供給管路に接続された第１の流路と、前記第１の流路の先端側部に連結して設けられる前段を有し、前記挿入部の挿入方向に延出して形成され、該第１の流路の内径を予め定めた径に絞る絞り部と、前記絞り部の後段に連結して設けられ、前記挿入部の挿入方向に沿って延出するように形成された第２の流路と、前記第２の流路の側方部と前記吐出口とを連結する、前記挿入部の先端面に対して略平行に延出する吐出流路と、を具備し、前記第２の流路の中心軸は、前記第１の流路の中心軸に対して、前記吐出口における流体の吐出方向とは逆方向に位置ずれしている。

内視鏡ノズルを備える内視鏡を具備する内視鏡装置を説明する図挿入部の先端面に設けられた内視鏡ノズル及び観察窓との関係を説明する図図２の矢印Ｙ３－Ｙ３線断面図内視鏡ノズルの正面図図４の矢印Ｙ５－Ｙ５線断面図図４の矢印Ｙ６－Ｙ６線断面図

　以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。　
　なお、以下の説明に用いる各図において、各構成要素を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、構成要素毎に縮尺を異ならせてあるものもある。即ち、本発明は、これらの図に記載された構成要素の数量、構成要素の形状、構成要素の大きさの比率、及び各構成要素の相対的な位置関係のみに限定されるものではない。

　図１に示すように内視鏡装置１は、内視鏡２と、カメラコントロールユニット（以下、ＣＣＵと記載する）３と、モニタ４と、を有して構成されている。

　本実施形態のＣＣＵ３は、内視鏡外部装置であって、例えば内視鏡２が備える撮像素子の各種信号処理等を行うビデオプロセッサである。ＣＣＵ３内には、送気送水チューブ（図３の符号４５参照）に水、空気等を供給する流体ポンプ（不図示）、照明光学系に照明光を供給する照明用ランプ（不図示）等が設けられている。

　内視鏡２は、挿入部５と、操作部６と、ユニバーサルケーブル７と、を有して構成されている。挿入部５は、観察対象部位へ挿入される細長な長尺部材である。　
　挿入部５は、先端部５ａと、湾曲部５ｂと、可撓管部５ｃとを連設して構成されている。

　先端部５ａは、硬質な部材で構成されている。湾曲部５ｂは、例えば上下左右の四方向に湾曲自在に構成されている。可撓管部５ｃは、長尺で可撓性を有する管状部材である。　操作部６には、湾曲操作部８、各種スイッチ９、送気送水ボタン１０、吸引ボタン１１などが設けられている。　
　湾曲操作部８は、上下ノブ８ａと、左右ノブ８ｂと、を備えている。上下ノブ８ａは、湾曲部５ｂを上下方向に湾曲操作するためのノブである。左右ノブ８ｂは、湾曲部５ｂを左右方向に湾曲操作するためのノブである。スイッチ９は、例えば、レリーズスイッチ、フリーズスイッチ、及び、観察モード切替スイッチ等である。観察モード切替スイッチは、通常観察と蛍光観察と、の切り替えを行うためのスイッチである。なお、符号１２は処置具挿入口である。

　ユニバーサルケーブル７は、操作部６の例えば側面より延出している。ユニバーサルケーブル７の端部には内視鏡コネクタ１３が設けられている。本実施形態において、内視鏡コネクタ１３の側部からは撮像ケーブル１４が延出している。撮像ケーブル１４の端部には撮像用コネクタ１５が設けられている。

　図２に示すように先端部５ａの先端面５ｆには、観察窓３１と、照明窓３２と、チャンネル開口３３と、前方送水チャンネル開口３４と、内視鏡ノズル５０と、が配設されている。

　観察窓３１は、撮像光学系を構成する対物光学系の最先端に設けられている。照明窓３２は、照明光学系を構成し、複数、例えば３つ設けられている。チャンネル開口３３は、処置具である把持鉗子などが導出される。内視鏡ノズル５０は、流体ノズルであって、液体または気体を先端面５ｆに沿って観察窓３１に向けて噴出する。

　図３に示すように先端部５ａ内には、対物光学系を構成する複数の光学レンズ３５が設けられている。複数の光学レンズ３５は、レンズ保持枠３６内に固設されている。観察窓３１は、レンズ保持枠３６の挿入部５の挿入方向の最も前方側に設けられている。レンズ保持枠３６の後方側には、ＣＣＤ、ＣＭＯＳなどの撮像素子３７を備えた撮像ユニット３８が配設されている。符号３９は、撮像枠である。撮像枠３９の前方側は、レンズ保持枠３６の後方側に位置決め固定される。

　先端部５ａは、ステンレス鋼等、金属製の先端硬質部４０を備えている。先端硬質部４０の前方側には樹脂製の先端カバー３０が配設されている。

　先端硬質部４０には、対物光学系用貫通孔４１、ノズル配設穴４２、及び流体供給用貫通孔４３と、図示されていない複数の照明光学系用貫通孔、前方送水用貫通孔、及びチャンネル用貫通孔が形成されている。各貫通孔の長手軸は、挿入部５の長手軸と平行である。対物光学系用貫通孔４１は、レンズ保持枠３６等を配設するための貫通孔である。ノズル配設穴４２は、内視鏡ノズル５０を配設するための穴である。流体供給用貫通孔４３は、ノズル配設穴４２の底面に開口を有する流体供給管路である。

　流体供給用貫通孔４３には金属パイプ４４が固設される。金属パイプ４４は、連結管である。金属パイプ４４の後方側には送気送水チューブ４５の前方側が固設される。金属パイプ４４及び送気送水チューブ４５は、ノズル流入流路を構成する。　
　符号４６は、湾曲ゴムで有る。符号４７は、先端湾曲駒である。先端湾曲駒４７は、湾曲部５ｂの最先端を構成する。

　図４－図６を参照して内視鏡ノズル５０の構成を説明する。　
　内視鏡ノズル５０は、例えば、ステンレス製の円柱部材を切削加工して形成される。図４、図５に示すように内視鏡ノズル５０は、突出部５１と、円管部５２と、を備えて構成されている。　
　円管部５２は、ノズル配設穴４２内に挿入配置される。突出部５１は、先端部５ａの先端面５ｆより前方側に突出して設けられる。

　突出部５１は、カット平面であるノズル先端面５１Ｃを有する。カット面５１Ｃの予め定めた位置には吐出口５３ｍが形成されている。吐出口５３ｍは、長孔形状である。吐出口５３ｍの長手軸５３ａは、内視鏡ノズル５０の長手軸５０ａに対して直交して設けられている。

　内視鏡ノズル５０には流体路５３が設けられている。流体路５３は、第１の流路５４と、第２の流路５５と、絞り部５６と、吐出流路５７と、を設けて構成されている。絞り部５６は、第１の流路５４と第２の流路５５との間に設けられている。

　第１の流路５４は、流入部であり、内径がｄ１である。内径ｄ１は、流入部内径である。第１の流路５４の中心軸５４ａとノズル長手軸５０ａとは同軸に設定されている。第１の流路５４の中心軸５４ａは、ノズル先端面５１Ｃに形成された吐出口５３ｍから距離Ｄ１離間した位置に設定されている。

　第１の流路５４は、内視鏡ノズル５０の円管部５２をノズル配設穴４２内に配設した状態において、挿入部５の挿入方向に向かって延出するように形成されている。即ち、第１の流路５４は、ノズル長手軸５０ａに沿ってノズル後方である円管部５２の基端から突出部５１に向かって延出するように形成されている。

　第１の流路５４の基端開口は、流体供給用貫通孔４３に設けられた金属パイプ４４の先端面に近接されている。この結果、第１の流路５４と金属パイプ４４の貫通孔とが連結される。

　第１の流路５４の前方側である先端部には絞り部５６の前段が連結して設けられている。本実施形態において、絞り部５６は、流路内径を変更する。絞り部５６の絞り部前段の内径は、ｄ１に設定され、絞り部後段の内径はｄ１より細径なｄ２に設定されている。

　絞り部５６を構成する円形の孔の内径は、前段から後段に向かって連続的に細径に変化している。絞り部５６を形成する径寸法が連続的に変化する各円の中心位置は、挿入部５の挿入方向に対して傾いている。

　言い換えれば、本実施形態においては、符号５６ｉに示す円周端が挿入方向に沿って延出している。円周端５６ｉは、絞り部５６を構成する径寸法が連続的に変化する各円の吐出口５７ｍから最も離間した円周上の端点である。

　第２の流路５５は、絞り後流路であり、内径がｄ２で構成されている。第２の流路５５は、挿入部５の挿入方向に沿って延出するように形成されている。そして、第２の流路５５の後方側である基端開口は、絞り部５６の前段に連結して設けられている。

　第２の流路５５の中心軸５５ａは、第１の流路５４の中心軸５４ａに対して円周端５６ｉ側に距離ｂ位置ずれしている。言い換えれば、中心軸５５ａは、中心軸５４ａから吐出口５３ｍを有するノズル先端面５１Ｃ側とは反対方向に距離ｂ位置ずれしている。

　即ち、第２の流路５５の中心軸５５ａは、第１の流路５４の中心軸５４ａに対して吐出口５３ｍから吐出される流体吐出方向とは逆方向に距離ｂだけ位置ずれして設けられている。　
　そして、位置ずれする距離ｂは、以下の関係を満たすように設定してある。　
　　　０＜ｂ≦１／２ ×（ｄ１－ｄ２）　…　式（１）
　吐出流路５７は、第２の流路５５の側方と吐出口５３ｍとを連結する。吐出流路５７の長手軸は、挿入部５の挿入方向に対して直交する軸に沿って延出するように形成されている。つまり、吐出流路５７は、先端部５ａの先端面５ｆに対して略平行に延出している。　本実施形態において、吐出口５３ｍの長手軸５３ａに対して直交する長さは、予め定めた寸法に設定される。一方、突出口５３ｍの長手軸５３ａ方向への幅寸法は、観察窓の径寸法に対して予め定めた割合で設定される。

　吐出口５３ｍ及び吐出流路５７の長手軸５３ａ方向への幅寸法は、第２の流路５５の内径ｄ２より大きくなるように形成されている。具体的に、吐出口５３ｍ及び吐出流路５７は、第２の流路５５の右内壁５５ｗｒ側及び左内壁５５ｗｒ側を第１の流路５４内においてそれぞれ均等に拡大して水力相当直径を拡げている。　
　これらの構成によれば、絞り後流路を流入部の範囲内に位置させ、水力相当直径を絞り後流路の直径より所定の方向に拡大して、流体路５３に供給されて吐出口５３ｍに向かって通過していく流体のエネルギ損失を抑えられる。

　なお、吐出流路５７中に確保する流体の飛散程度を適切にする整流長の長さａは、ノズル開口である吐出口５３ｍから第２の流路５５の中心軸５５ａ方向に向かう距離である。整流長の長さａは、以下の関係を満たすことによって設定される。　
　　　ａ＞Ｄ１－ｄ１／２　　…　式（２）
　つまり、内視鏡ノズル５０は、整流長の長さａを、上述した式（２）を基に設定し、且つ、上述した式（１）を基に第２の流路５５の内径を設定しつつ位置ずれ距離を設定した上で、機械加工によって製作される。

　上述した内視鏡装置１においては、観察窓３１の表面に水を供給して洗浄を行う際、送気送水ボタン１０を操作する。すると、図示されていない流体ポンプによって水が送気送水チューブ４５、金属パイプ４４を介して流体路５３内に供給される。

　流体路５３内に供給された水は、流入部である第１の流路５４に流入され、絞り部５６で絞られ、絞り後流路である第２の流路５５に流入し、第２の流路５５からエネルギを損失すること無く吐出流路５７に流入する。

　そして、吐出流路５７の長さａに設定されている整流長部を通過した後、吐出口５３ｍから先端面及び観察窓表面に向かって、突出直後流速及び飛散程度が適切な水が吐出されていく。このため、観察窓表面に最適な流束の水が供給される。

　このように、整流長の長さａを確保した上で、絞り後流路を流入部の範囲内に位置させると共に、水力相当直径を絞り後流路の直径より所定の方向に拡大してエネルギ損失を抑える構成の内視鏡ノズルによれば、先端部５ａの細径化を実現しつつ、ノズル先端面５１Ｃを窓に近接させること無く、吐出口５３ｍから観察窓３１の表面に向けて最適な流束の流体を供給することができる。

　なお、上述した実施形態においては、内視鏡ノズル５０のノズル先端面５１Ｃが観察窓３１に向く構成を示している。しかし、内視鏡ノズル５０のノズル先端面５１Ｃが内視鏡２の先端面５ｆに設けられた照明窓３２に向く構成であってもよい。

　尚、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、２０１３年９月２６日に日本国に出願された特願２０１３－１９９８９４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

　内視鏡における挿入部の先端に配設され、該挿入部の先端面に沿って流体を吐出するための吐出口を有する内視鏡ノズルにおいて、
　前記挿入部の挿入方向に沿って延出するように形成され、基端部において前記挿入部内に設けられた流体供給管路に接続された第１の流路と、
　前記第１の流路の先端側部に連結して設けられる前段を有し、前記挿入部の挿入方向に延出して形成され、該第１の流路の内径を予め定めた径に絞る絞り部と、
　前記絞り部の後段に連結して設けられ、前記挿入部の挿入方向に沿って延出するように形成された第２の流路と、
　前記第２の流路の側方部と前記吐出口とを連結する、前記挿入部の先端面に対して略平行に延出する吐出流路と、を具備し、
　前記第２の流路の中心軸は、前記第１の流路の中心軸に対して、前記吐出口における流体の吐出方向とは逆方向に位置ずれすることを特徴とする内視鏡ノズル。
　前記吐出流路の前記吐出口からの長さをａ、前記第１の流路の中心軸と前記第２の流路の中心軸との位置ずれ量をｂ、該第１の流路の内径をｄ１、該第２の流路の内径をｄ２、前記吐出口から当該第１の流路の中心軸までの距離をＤ１とした場合、
　　ａ＞Ｄ１－ｄ１／２　　…（１）
　　０＜ｂ≦（ｄ１－ｄ２）／２　　…（２）
上記（１）の式、及び、上記（２）の式を満たすことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡ノズル。
　前記吐出流路及び前記吐出口から流体か吐出される方向に対して垂直な方向の幅は、前記第２の流路における径よりも大きく設定され、該第２の流路における前記吐出方向に対し垂直である方向の内壁が前記吐出流路の幅に合わせて拡大されていることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡ノズル。