WO2021075262A1 - 内視鏡 - Google Patents

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WO2021075262A1
WO2021075262A1 PCT/JP2020/037103 JP2020037103W WO2021075262A1 WO 2021075262 A1 WO2021075262 A1 WO 2021075262A1 JP 2020037103 W JP2020037103 W JP 2020037103W WO 2021075262 A1 WO2021075262 A1 WO 2021075262A1
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flexible tube
outer layer
endoscope
curved
porosity
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哲 平山
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Hoya株式会社
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    • A61B1/0051—Flexible endoscopes with controlled bending of insertion part
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    • A61M25/0133—Tip steering devices
    • A61M25/0141—Tip steering devices having flexible regions as a result of using materials with different mechanical properties
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
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    • G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
    • G02B23/24—Instruments or systems for viewing the inside of hollow bodies, e.g. fibrescopes
    • G02B23/2476—Non-optical details, e.g. housings, mountings, supports

Definitions

  • the present invention relates to an endoscope.
  • the endoscopic device generally has an insertion part that is inserted into the body of the subject (digestive organ, etc.).
  • the insertion unit has a light guide for transmitting light and an electrical wiring for transmitting an electric signal from the imaging unit.
  • the insertion portion has a conduit for water supply or air supply, and a treatment tool conduit for inserting and removing the treatment tool.
  • the shape of the insertion part of the endoscope is required to change flexibly in the subject's body. Therefore, it is desirable that the various pipelines contained inside the insertion portion also have high flexibility.
  • the treatment tool conduit has a two-layer structure, the inner layer is formed of solid polytetrafluoroethylene (PTFE), and the outer layer has a porous structure. It is composed of PTFE.
  • PTFE solid polytetrafluoroethylene
  • the tip of the insertion portion of the endoscope is generally provided with a curved portion capable of an active bending operation by an operator's operation.
  • the insertion portion also has a flexible tube portion that passively curves regardless of the operator's operation, for example, when the tip portion hits the wall surface of the digestive organ.
  • the flexible tube portion may be further divided into a plurality of portions having different degrees of curvature.
  • the conventional endoscope has a curved portion capable of an active bending motion and a flexible tube portion in which a passive bending motion is generated.
  • the flexibility of the treatment tool conduit is made substantially uniform over the entire length of the curved portion and the insertion portion. Therefore, the flexibility of the flexible tube portion may not be sufficiently obtained, and the expected operation may not be obtained.
  • the pipeline may be damaged including buckling of the pipeline.
  • An object of the present invention is to provide an endoscope capable of effectively suppressing damage to a pipeline while fully exerting the performance of a plurality of parts having different degrees of curvature.
  • the endoscope according to the present invention includes an insertion portion and a pipeline arranged inside the insertion portion.
  • the insertion portion includes a curved portion that can be bent based on the operation and a flexible tube portion that can be bent by an external force unrelated to the operation.
  • the pipeline includes an inner layer and an outer layer formed on the outer side of the inner layer.
  • the inner layer is formed of a solid structure of polytetrafluoroethylene
  • the outer layer is formed of a porous structure of polytetrafluoroethylene. Will be done.
  • the porosity of the outer layer in the curved portion is smaller than the porosity of the outer layer in the flexible tube portion.
  • the endoscope of the present invention it is possible to provide an endoscope capable of effectively suppressing damage to a pipeline while sufficiently exerting the performance of a plurality of portions having different degrees of curvature. ..
  • FIG. 1 is an external view of the endoscope system 1 of the first embodiment
  • FIG. 2 is a perspective view showing the structure of the tip portion 104 of the endoscope 100.
  • the endoscope system 1 is roughly composed of an endoscope 100, a processor 200, a light source device 300, a water supply / air supply unit 400, a suction unit 500, a display 600, and an input unit 700.
  • the endoscope 100 is configured to be insertable into the body of a subject, images a subject, and has a function of transmitting an image signal of the captured image to a processor 200.
  • the processor 200 receives the image signal from the endoscope 100 and executes a predetermined signal processing.
  • the light source device 300 is configured to be connectable to the processor 200, and includes a light source that emits irradiation light for illuminating the subject inside the light source device 300.
  • the light from the light source is directed toward the subject via the light guide described later.
  • the light source device 300 may be configured separately from the processor 200 so as to be connectable to the processor 200, or may be incorporated inside the processor 200.
  • the water supply / air supply unit 400 is provided with an air pump for discharging the water flow or the air flow supplied to the subject.
  • the suction unit 500 includes a pump and a tank (not shown) for sucking body fluid and excised material sucked from the body of the subject via the endoscope 100.
  • the display 600 is a display device for displaying based on, for example, a data processing result in the processor 200.
  • the input unit 700 is a device for inputting instructions from the operator in various measurement operations.
  • the endoscope 100 includes an insertion portion 10, a hand operation portion 102, a universal cable 105, and a connector portion 106.
  • the insertion portion 10 further includes a flexible tube portion 101, a connection portion 103A, a curved portion 103, and a tip portion 104.
  • the insertion portion 10 of the endoscope 100 has flexibility and includes a flexible tube portion 101 for inserting into the body of the subject.
  • the flexible pipe portion 101 is connected to the hand operation portion 102 at one end thereof.
  • the hand operation unit 102 includes, for example, a bending operation knob 102A and other operation units that can be operated by the user, and is a part for causing the operator to perform various operations for imaging by the endoscope system 1.
  • the hand operation unit 102 is provided with a treatment tool insertion port 102B for inserting the treatment tool.
  • the portion close to the curved portion 103 is the first flexible pipe portion 101A
  • the portion close to the hand operation portion 102 is the second flexible pipe portion 101B.
  • the shape of the curved portion 103 can be actively changed by the operation of the bending operation knob 102A, whereas the first flexible tube portion 101A is irrelevant to the operation of the bending operation knob 102A.
  • This is a portion whose shape is passively changed by an external force, for example, an external force caused by the tip portion 104 or the curved portion 103 hitting the wall surface of the digestive organ.
  • the second flexible tube portion 101B but the degree of change in shape is smaller than that of the first flexible tube portion 101A (the maximum radius of curvature is large).
  • the flexible tube portion 101 has two types of flexible tube portions, but the present invention is not limited to this, and three or more types of flexible tube portions are provided. It may be good, or one type may be used.
  • a bending portion 103 (active bending portion) configured to be bendable is provided at the tip of the flexible pipe portion 101. As described above, the bending portion 103 is bent by the traction of the operation wire (not shown in FIG. 1) linked to the rotation operation of the bending operation knob 102A provided on the hand operation portion 102. A connecting portion 103A that is not deformed by the bending wire W or an external force may be provided between the bending portion 103 and the first flexible pipe portion 101A.
  • a tip portion 104 provided with an image sensor (imaging unit) is connected to the tip of the curved portion 103.
  • the imaging region of the endoscope 100 can be changed by changing the direction of the tip portion 104 according to the bending operation of the bending portion 103 by the rotation operation of the bending operation knob 102A.
  • the universal cable 105 extends toward the connector unit 106.
  • the universal cable 105 includes a light guide, various wirings, and various pipelines inside.
  • the connector unit 106 includes various connectors for connecting the endoscope 100 to the processor 200. Further, the connector portion 106 includes a water supply / air supply pipeline 108 as a path for sending the water flow and the air flow toward the insertion portion 101.
  • Orientation lenses 112A and 112B are arranged at the tip portion 104 of the endoscope 100, and light guides LGa and LGb extend from the tip portion 104 to the connector portion 106 inside the insertion portion 101.
  • the light from the light source of the light source device 300 is guided by the light guides LGa and LGb, and is irradiated toward the subject by the alignment lenses 112A and 112B arranged at the tip portion 104.
  • the endoscope 100 includes an objective lens 113 and an image pickup device 133 at the tip portion 104.
  • the objective lens 113 provided at the tip portion 104 collects scattered light and reflected light from the subject to form an image of the subject on the light receiving surface of the image sensor 133.
  • the image sensor 133 may be composed of a CCD (Charge Coupled Device) or a CMOS sensor (Complementary Metal Oxide Semiconductor Sensor) as an example.
  • the image sensor 133 is controlled by signals (gain control signal, exposure control signal, shutter speed control signal, etc.) supplied from the processor 200 via the electrical wiring 138, and is an image of the image captured by the processor 200.
  • the signal is supplied via the electrical wiring 138 and the A / D conversion circuit (not shown).
  • an air supply water supply port 114 is provided on the end surface of the tip portion 104 as end portions or openings of various pipelines.
  • the air supply water supply port 114 (nozzle) is connected to the air supply water supply pipe line 121 in order to introduce a water flow or an air flow for cleaning the tip portion 104 or the like.
  • sub water supply port 115 is connected to the sub water pipe line 122 in order to introduce the sub water supply for removing filth in the field of view.
  • the pipelines 121 to 122 are arranged so as to extend along the inside of the tip portion 104, the curved portion 103, the insertion portion 101, the hand operation portion 102, and the universal cable 105.
  • a treatment tool conduit 141 is provided inside the endoscope 100.
  • a treatment tool such as forceps is arranged so as to be able to advance and retreat inside.
  • the tip of the treatment tool conduit 141 constitutes the treatment tool mouth 116 at the tip portion 104.
  • the treatment tool conduit 141 may also serve as a suction conduit.
  • the cross-sectional structure of the tip portion 104 will be described in more detail with reference to FIG.
  • This cross-sectional view shows the details of the structures of the objective lens 113 to the electrical wiring 138, the air supply / water supply line 121, and the treatment tool line 141.
  • the structures of the alignment lenses 112A and 112B and the light guides LGa and LGb are not shown. Further, the structure of the sub water pipe 122 is also omitted from the illustration.
  • the tip portion 104 has a tip hard portion 104M.
  • the hard tip portion 104M includes a hole portion constituting the above-mentioned air supply water supply port 114, secondary water supply port 115, and treatment tool port 116. As shown in FIG. 3, the air supply / water supply line 121 and the treatment tool line 141 are inserted into the corresponding holes of the tip rigid portion 104M.
  • the hard tip portion 104M also has a hole for fitting the lens frame 136 that holds the objective lens 113, the aperture AP, and the light-shielding mask 131.
  • the lens frame 136 is fixed to the hole of the hard tip portion 104M via the sealing agent 137.
  • a light-shielding mask 131 for example, a light-shielding mask 131, a cover glass 132, an image sensor (CCD) 133, and a circuit board 134 are held by a CCD unit frame 135, and the CCD unit frame 135 is a hard tip portion. It is inserted and fixed in the hole of 104M. An electric wiring 138 is connected to the circuit board 134.
  • the tip portion 104 (tip hard portion 104M) configured as described above is fitted into the tip of the curved portion 103.
  • the curved portion 103 is configured by rotatably connecting curved pieces 153 formed in a substantially cylindrical shape to each other with rivets.
  • the outer surface of the curved piece 153 is covered with a mesh tube 152.
  • the reticulated pipe 152 is joined to the tip rigid portion 104M via the ring contact pipe 151 at its end.
  • the outer surface of the net-like tube 152 is covered with an outer skin rubber tube 155 made of synthetic resin.
  • the outer skin rubber tube 155 and the tip rigid portion l04M are fixed at their ends by, for example, a fixing thread S1.
  • a wire guide 154 is provided between the plurality of bending pieces 153, and the bending wire W for the bending operation penetrates through the wire guide 154.
  • Four bending wires W are provided in one insertion portion 101, for example, at substantially equal intervals in the circumferential direction.
  • One end of each bending wire W is fixed to the frontmost bending piece 153.
  • the other end of the bending wire W is tensioned and relaxed by the operation of the bending operation knob 102A, so that the bending portion 103 is curved.
  • the connecting portion 103A is a member that connects the bending portion 103 and the first flexible pipe portion 101A as described above, and is a rigid portion whose outer shape is not deformed by the operation of the bending wire W or an external force.
  • the first flexible tube portion 101A has a plurality of bending pieces 153A, similarly to the bending portion 103. Like the curved piece 153, the curved piece 153A is configured to be rotatably connected to each other by rivets.
  • the second flexible tube portion 101B may be provided with a spiral tube 153B (metal flat plate coil), a metal net 153C, and an outer skin resin 153D (polyurethane, etc.) from the inside.
  • first flexible tube portion 101A and the second flexible tube portion 101B are provided with a coil sheath 161 for passing the bending wire W extending from the hand operation portion 102.
  • the bending wire W is slidably arranged inside the coil sheath 161. Therefore, even if the bending wire W is strained or relaxed, the first flexible tube portion 101A and the second flexible tube portion 101A are slidable.
  • the shape of 101B does not change.
  • the first flexible tube portion 101A and the second flexible tube portion 101B are deformed with respect to the insertion portion 101 within the movable range of the curved piece 153A and the spiral tube 153B due to, for example, an external force caused by the outer wall of the digestive organ. Can be done.
  • the curved portion 103, the first flexible tube portion 101A, and the second flexible tube portion 101B can be deformed by the operation of the bending wire W or an external force, but the limit of deformation (maximum radius of curvature). Are different from each other. Further, since the maximum radius of curvature is different, the buckling strength (kink resistance) required for the tube for the pipeline inserted inside is also different from each other.
  • the treatment tool conduit 141 is provided as shown in FIG. 5 so that the characteristics of the curved portion 103, the first flexible tube portion 101A, and the second flexible tube portion 101B can be obtained to the maximum. It is configured.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing the cross-sectional structure of the treatment tool conduit 141 and a graph showing its characteristics (porosity Rah).
  • the treatment tool conduit 141 has a two-layer structure of an inner layer 201 and an outer layer 202 arranged outside the inner layer 201.
  • the inner layer 201 is composed of a solid structure of PTFE over the entire length (tip portion 104 to second flexible pipe portion 101B) in order to suppress damage due to contact with a treatment tool passing through the conduit.
  • the outer layer 202 is composed of porous PTFE. Full-structured PTFE is hard and has high resistance to breakage, but is prone to buckling, while porous PTFE is flexible and has low resistance to breakage, but is less likely to buckle.
  • the treatment tool conduit 141 has a two-layer structure consisting of a solid structure of PTFE and a porous PTFE, it is possible to achieve both resistance to breakage and buckling resistance.
  • a flexible and hard to buckle tube can be obtained.
  • porous PTFE of the outer layer 202 of the first embodiment has a different porosity Rah depending on the position.
  • the outer layer 202 located in the bending portion 103 that can be bent by the bending operation knob 102A has, for example, a porosity Rah set to about 10 to 40%.
  • the outer layer 202 located in the first flexible tube portion 101A and the second flexible tube portion 101B has a higher porosity Rah (for example, 30 to 80%, than the inside of the curved portion 103) than the inside of the curved portion 103. High number) is given.
  • the bending portion 103 Since the degree of bending of the bending portion 103 can be adjusted by operating the bending wire W with the bending operation knob 102A, the bending portion 103 does not need to be more flexible than the insertion portion 101. Therefore, the outer layer 202 in the bending portion 103 may have flexibility to the extent that the operation of the bending wire W is not hindered.
  • the bending portion 103 since the bending wire W gives a large change in curvature as compared with the insertion portion 101, it is required to suppress the breakage of the pipeline due to buckling. Therefore, the outer layer 202 of the treatment tool conduit 141 inside the curved portion 103 is given a smaller porosity than that of the first flexible tube portion 101A and the second flexible tube portion 101B. As a result, the bending portion 103 can have flexibility to the extent that the bending wire W can be deformed, and can have high resistance to buckling.
  • the first flexible tube portion 101A and the second flexible tube portion 101B are flexibly deformed by an external force based on the contact of the tip portion 104 or the like with the inner wall of the digestive organ in order to reduce the burden on the patient. Is required, and higher flexibility than the curved portion 103 is required.
  • the outer layer 202 of the treatment tool conduit 141 of the first embodiment has a higher porosity Rah inside the first flexible tube portion 101A and the second flexible tube portion 101B than inside the curved portion 103. Given. As a result, the first flexible tube portion 101A and the second flexible tube portion 101B are provided with high flexibility, and the burden on the patient is reduced.
  • the porosity Rah in the first flexible tube portion 101A and the second flexible tube portion 101B is the same, but different porosities may be given.
  • the porosity Rah of the outer layer 202 inside the tip portion 104 is arbitrary, and may be the same as the porosity Rah inside the curved portion 103, for example. Since the tip portion 104 does not bend (deform), the hardness of the treatment tool conduit 141 passing through the inside thereof does not matter. Only the outer layer 202 of the tip portion 103 may be composed of a solid structure of PTFE.
  • the treatment tool conduit 141 has a two-layer structure of an inner layer 201 and an outer layer 202, and the inner layer 201 is formed of a solid structure of polytetrafluoroethylene.
  • the outer layer 202 is formed of polytetrafluoroethylene having a porous structure, and the porosity of the outer layer 202 in the curved portion 103 is higher than the porosity of the outer layer 202 in the first flexible tube portion 101A and the second flexible tube portion 101B. Is also made smaller. As a result, a certain degree of flexibility and sufficient buckling resistance can be obtained in the curved portion 103, while high flexibility can be obtained in the first flexible tube portion 101A and the second flexible tube portion 101B.
  • the two-layer structure is adopted for the treatment tool conduit 141, but it goes without saying that the same structure may be adopted for the conduits other than the treatment tool conduit 141.
  • FIG. 1 The overall configuration of the endoscope of this second embodiment is the same as that of the first embodiment (FIG. 1). Further, the configurations of the tip portion 104, the curved portion 103, and the insertion portion 101 are the same as those of the first embodiment (FIGS. 2 to 3) except for the points described below.
  • the porosity Rah of the outer layer 202 inside the curved portion 103 is smaller than the porosity Rah of the outer layer 202 inside the flexible tube portion 101. Similar to form. However, while the porosity Rah of the curved portion 103 is set to a low value on the tip portion 104 side, it gradually rises at the end portion of the curved portion 103 on the first flexible tube portion 101A side, and can be the curved portion 103. In the vicinity of the boundary with the flexible tube portion 101, the porosity Rah inside the first flexible tube portion 101A is substantially the same.
  • the porosity Rah of the outer layer 202 inside the tip portion 104 may be substantially the same as the porosity Rah inside the curved portion 103, as in the first embodiment, but as shown in FIG. In addition, the value may be larger than the porosity Rah inside the curved portion 103.
  • the boundary between the curved portion 103 and the flexible pipe portion 101 does not need to be strictly defined, and may be any position of the connecting portion 0103A.
  • the curvature is generally small at the end portion on the tip portion 104 side, and the curvature is large on the flexible tube portion 101 side. Therefore, by adopting the distribution of the porosity Rah as shown in FIG. 6 inside the curved portion 103, the curved portion 103 can enhance the buckling resistance at the end portion on the tip portion 104 side. , The flexibility can be increased on the insertion portion 101 side.
  • the present invention is not limited to the above-described examples, and includes various modifications.
  • the above-described embodiment has been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and is not necessarily limited to the one including all the described configurations.
  • it is possible to replace a part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment.
  • Treatment tool line 133 ... Imaging element, 134 ... Circuit board, 135 ... CCD unit frame, 136 ... Lens frame, 137 ... Sealing agent, 138 ... Electrical wiring, 161 ... Coil sheath, 200 ... Processor, 300 ... Light source device, 400 ... Water supply / air supply section, 500 ... Suction section, 600 ... Display, 700 ... Input section.

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Abstract

湾曲の程度が異なる複数の部分の性能を十分に発揮させつつ、管路の破損も効果的に抑制することが可能な内視鏡を提供する。この内視鏡は、挿入部と、挿入部の内部に配置される管路とを備える。挿入部は、操作に基づき湾曲可能な湾曲部と、操作とは無関係な外力により湾曲可能な可撓管部とを含む。管路は、内層と、内層の外側に形成される外層とを備え、内層は、充実構造のポリテトラフルオロエチレンで形成され、外層は、多孔質構造のポリテトラフルオロエチレンで形成される。湾曲部における外層の気孔率は、可撓管部における外層の気孔率よりも小さい。

Description

内視鏡
　本発明は、内視鏡に関する。
　内視鏡装置は一般に、被検者の体内(消化器官など)に挿入される挿入部を有している。挿入部は、光を伝達するためのライトガイド、及び撮像部からの電気信号を伝達するための電気配線をその内部に有している。これに加え、挿入部は、送水又は送気のための管路、及び処置具を挿脱するための処置具管路をその内部に有している。
　内視鏡の挿入部は、被検者の体内においてその形状を柔軟に変化させることが求められる。このため、挿入部の内部に含まれる各種管路についても、高い柔軟性を有することが望ましい。
　しかし、管路の柔軟性が高くなると、管路において座屈が生じる可能性が高まる。また、処置具管路の場合、処置具の挿脱により内壁が削れ、管路が破損することが生じ得る。このため、例えば特許文献１及び２に開示された内視鏡では、処置具管路を２層構造とし、内層を充実構造のポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）で形成し、外層を多孔質構造のＰＴＦＥで構成している。
　一方、内視鏡の挿入部の先端には一般に、オペレータの操作により能動的な湾曲動作が可能な湾曲部が備えられる。また挿入部は、例えば消化器官の壁面に先端部が当たることにより、オペレータの操作とは関係なく受動的に湾曲する可撓管部も有している。このように、挿入部が能動的な湾曲動作が出来る湾曲部と、受動的な湾曲動作のみが生じる可撓管部とを有していることで、消化器官の内部の任意の箇所を撮像することが容易となっている。なお、可撓管部は、更に異なる湾曲の度合を有する複数の部分に分割されることもある。
　このように、従来の内視鏡は、能動的な湾曲動作が可能な湾曲部と、受動的な湾曲動作が生じる可撓管部とを有している。しかし、従来の内視鏡においては、処置具管路の柔軟度は、湾曲部及び挿入部の全長に亘り略均一とされている。このため、可撓管部の柔軟度が十分に得られず、期待したような動作が得られないことが生じ得る。逆に、湾曲部における管路の柔軟度が高いと、管路の座屈などを含む管路の破損を生じさせることがある。
特開２００１－４６３１４号公報 国際公開第２００８／０８８０８７号
　本発明は、湾曲の程度が異なる複数の部分の性能を十分に発揮させつつ、管路の破損も効果的に抑制することが可能な内視鏡を提供することを目的とする。
　上記の課題を解決するため、本発明に係る内視鏡は、挿入部と、前記挿入部の内部に配置される管路とを備える。前記挿入部は、操作に基づき湾曲可能な湾曲部と、前記操作とは無関係な外力により湾曲可能な可撓管部とを含む。前記管路は、内層と、前記内層の外側に形成される外層とを備え、前記内層は、充実構造のポリテトラフルオロエチレンで形成され、前記外層は、多孔質構造のポリテトラフルオロエチレンで形成される。前記湾曲部における前記外層の気孔率は、前記可撓管部における前記外層の気孔率よりも小さい。
　本発明の内視鏡によれば、湾曲の程度が異なる複数の部分の性能を十分に発揮させつつ、管路の破損も効果的に抑制することが可能な内視鏡を提供することができる。
本発明の第１の実施の形態の内視鏡システム１の外観図である。 内視鏡１００の先端部１０４の部分の構造を説明する概略斜視図である。 先端部１０４の断面構造を詳細に説明する断面図である。 接続部１０３Ａ、第１可撓管部１０１Ａ、及び第２可撓管部１０１Ｂの構造について説明する断面図である。 第１の実施の形態の処置具管路１４１の構造を説明する概略図である。 第２の実施の形態の処置具管路１４１の構造を説明する概略図である。 第２の実施の形態の変形例の処置具管路１４１の構造を説明する概略図である。
　以下、添付図面を参照して本実施形態について説明する。添付図面では、機能的に同じ要素は同じ番号で表示される場合もある。なお、添付図面は本開示の原理に則った実施形態と実装例を示しているが、これらは本開示の理解のためのものであり、決して本開示を限定的に解釈するために用いられるものではない。本明細書の記述は典型的な例示に過ぎず、本開示の特許請求の範囲又は適用例を如何なる意味においても限定するものではない。
　本実施形態では、当業者が本開示を実施するのに十分詳細にその説明がなされているが、他の実装・形態も可能で、本開示の技術的思想の範囲と精神を逸脱することなく構成・構造の変更や多様な要素の置き換えが可能であることを理解する必要がある。従って、以降の記述をこれに限定して解釈してはならない。
［第１の実施の形態］
　まず、本発明の実施の形態の内視鏡システムについて詳細に説明する。図１は、第１の実施形態の内視鏡システム１の外観図であり、図２は、内視鏡１００の先端部１０４の構造を示す斜視図である。内視鏡システム１は、内視鏡１００、プロセッサ２００、光源装置３００、送水送気部４００、吸引部５００、ディスプレイ６００、及び入力部７００から大略構成される。
　内視鏡１００は、被検体の体内に挿入可能に構成されて被写体を撮像し、その撮像された画像の画像信号をプロセッサ２００に伝送する機能を有する。プロセッサ２００は、内視鏡１００からの画像信号を受信して所定の信号処理を実行する。
　光源装置３００は、プロセッサ２００と接続可能に構成され、その内部に被写体を照射するための照射光を発する光源を備えている。光源からの光は、後述するライトガイドを介して被検体に向けて照射される。光源装置３００は、プロセッサ２００とは別体として構成されてプロセッサ２００と接続可能に構成されてもよいし、プロセッサ２００の内部に組み込まれていてもよい。
　送水送気部４００は、被検体に対して供給される水流、又は空気流を放出するためのエアポンプを備えている。吸引部５００は、内視鏡１００を介して被検者の体内から吸引された体液や切除物を吸引するためのポンプ及びタンク（図示せず）を備えている。
　ディスプレイ６００は、例えばプロセッサ２００でのデータ処理結果等に基づく表示を行うための表示装置である。また、入力部７００は、各種測定動作におけるオペレータからの指示を入力するための装置である。
　内視鏡１００は、挿入部１０と、手元操作部１０２と、ユニバーサルケーブル１０５と、コネクタ部１０６とを備えている。挿入部１０は更に、可撓管部１０１と、接続部１０３Ａと、湾曲部１０３と、先端部１０４とを備えている。
　内視鏡１００の挿入部１０は、図１に示すように、可撓性を有し、被検体の体内に挿入するための可撓管部１０１を備えている。可撓管部１０１は、その一端において手元操作部１０２と接続されている。手元操作部１０２は、例えば湾曲操作ノブ１０２Ａ、その他ユーザによって操作可能な操作部を備えており、内視鏡システム１による撮像のための各種操作をオペレータに行わせるための部分である。なお、手元操作部１０２には、処置具を挿入させるための処置具挿入口１０２Ｂが設けられている。
　可撓管部１０１のうち、湾曲部１０３に近い部分は、第１可撓管部１０１Ａであり、手元操作部１０２に近い部分は、第２可撓管部１０１Ｂである。湾曲部１０３が、湾曲操作ノブ１０２Ａのオペレータによる操作により能動的にその形状が変化可能にされているのに対し、この第１可撓管部１０１Ａは、湾曲操作ノブ１０２Ａの操作とは無関係な外力、例えば先端部１０４や湾曲部１０３が消化器官の壁面に当たることによる外力により、受動的にその形状が変化する部分である。第２可撓管部１０１Ｂも同様であるが、形状の変化の度合が第１可撓管部１０１Ａに比べ小さい（最大曲率半径が大きい）。なお、図１の例では、可撓管部１０１が２種類の可撓管部を有しているが、これに限定されるものではなく、３種類以上の可撓管部が備えられていても良いし、１種類でも構わない。
　可撓管部１０１の先端には、湾曲可能に構成された湾曲部１０３（能動湾曲部）が設けられている。前述のように、手元操作部１０２に設けられた湾曲操作ノブ１０２Ａの回転操作に連動した操作ワイヤ（図１では図示せず）の牽引によって湾曲部１０３は湾曲する。なお、湾曲部１０３と第１可撓管部１０１Ａとの間には、湾曲用ワイヤＷや外力により変形しない接続部１０３Ａが設けられていてもよい。
　更に、湾曲部１０３の先端には、撮像素子（撮像部）を備えた先端部１０４が連結されている。湾曲操作ノブ１０２Ａの回転操作による湾曲部１０３の湾曲動作に応じて先端部１０４の向きが変わることにより、内視鏡１００による撮影領域を変化させることができる。
　手元操作部１０２の反対側からは、コネクタ部１０６に向けてユニバーサルケーブル１０５が延びている。ユニバーサルケーブル１０５は、挿入部１０と同様に、その内部にライトガイド、各種配線、各種管路を含んでいる。
　コネクタ部１０６は、内視鏡１００をプロセッサ２００に接続させるための各種コネクタを含んでいる。また、コネクタ部１０６は、水流及び空気流を挿入部１０１に向けて送るための経路としての送水送気用管路１０８を含む。
　図２を参照して、内視鏡１００の先端部１０４の構造を説明する。内視鏡１００の先端部１０４には、配向レンズ１１２Ａ、１１２Ｂが配置され、挿入部１０１の内部には、先端部１０４からコネクタ部１０６に亘って、ライトガイドＬＧａ、ＬＧｂが延びている。光源装置３００の光源からの光が、このライトガイドＬＧａ、ＬＧｂにより導光され、先端部１０４に配置された配向レンズ１１２Ａ、１１２Ｂにより、被検体に向けて照射される。
　また、内視鏡１００は、図２に示すように、先端部１０４において対物レンズ１１３と撮像素子１３３を備えている。先端部１０４に設けられる対物レンズ１１３は、被検体からの散乱光や反射光を集光して、撮像素子１３３の受光面上に被検体の像を結像させる。
　撮像素子１３３は、一例としてＣＣＤ（Charge Coupled Device）、又はＣＭＯＳセンサ(Complementary Metal Oxide Semiconductor Sensor)により構成され得る。撮像素子１３３は、プロセッサ２００から電気配線１３８を介して供給される信号（ゲインコントロール信号、露出制御信号、シャッタ速度制御信号など）により制御されるとともに、プロセッサ２００に対し、撮像された画像の画像信号を電気配線１３８及びＡ／Ｄ変換回路（図示せず）を介して供給するようにされている。
　また、先端部１０４の端面には、各種管路の端部又は開口として、送気送水口１１４、副送水口１１５、及び処置具口１１６が設けられている。送気送水口１１４(ノズル)は、先端部１０４の洗浄等のための水流、又は空気流を導入するため、送気送水管路１２１に接続されている。
　また、副送水口１１５は、視野内の汚物除去のための副送水を導入するため、副送水管路１２２に接続されている。管路１２１～１２２は、先端部１０４、湾曲部１０３、挿入部１０１、手元操作部１０２、及びユニバーサルケーブル１０５の内部に沿って延びるように配置されている。
　このような管路１２１～１２２に加え、内視鏡１００の内部には、処置具管路１４１が設けられている。処置具管路１４１は、鉗子等の処置具をその内部に進退自在に配置されている。処置具管路１４１の先端は、先端部１０４において処置具口１１６を構成している。なお、処置具管路１４１は、吸引管路を兼用してもよい。
　図３を参照して、先端部１０４の断面構造をより詳細に説明する。この断面図では、対物レンズ１１３～電気配線１３８、送気送水管路１２１、及び処置具管路１４１の構造の詳細を示している。配向レンズ１１２Ａ、１１２Ｂ及びライトガイドＬＧａ、ＬＧｂの構造については図示を省略している。また、副送水管路１２２の構造も図示を省略している。
　先端部１０４は、先端硬質部１０４Ｍを有している。先端硬質部１０４Ｍは、前述の送気送水口１１４、副送水口１１５、及び処置具口１１６を構成する孔部を備えている。図３に示すように、送気送水管路１２１、及び処置具管路１４１が、先端硬質部１０４Ｍの対応する孔部に挿入されている。
　先端硬質部１０４Ｍは、対物レンズ１１３、絞りＡＰ、遮光マスク１３１を保持するレンズ枠１３６を嵌入するための孔部も有している。レンズ枠１３６は、密封剤１３７を介して先端硬質部１０４Ｍの孔部に固定される。
　一方、対物レンズ１１３の後方には、一例として、遮光マスク１３１、カバーガラス１３２、撮像素子（ＣＣＤ）１３３、及び回路基板１３４がＣＣＤユニット枠１３５により保持され、このＣＣＤユニット枠１３５が先端硬質部１０４Ｍの孔部に挿入・固定されている。回路基板１３４には、電気配線１３８が接続されている。
　上記のように構成された先端部１０４（先端硬質部１０４Ｍ）が、湾曲部１０３の先端に嵌め込まれる。湾曲部１０３は、略円筒状に形成された湾曲駒１５３をリベットで互いに回動可動に接続して構成される。湾曲駒１５３の外面は網状管１５２で被覆されている。網状管１５２は、その端部において接輪管１５１を介して先端硬質部１０４Ｍと接合される。また、網状管１５２の外面は、合成樹脂製の外皮ゴムチューブ１５５で覆われている。外皮ゴムチューブ１５５と先端硬質部ｌ０４Ｍとは、その端部において例えば固定用糸Ｓ１により固定される。
　複数の湾曲駒１５３の間には、ワイヤガイド１５４が設けられ、このワイヤガイド１５４に、湾曲動作のための湾曲用ワイヤＷが貫通している。湾曲用ワイヤＷは、１本の挿入部１０１内において、例えば周方向に略等間隔に４本設けられる。各湾曲用ワイヤＷの一端は最前部の湾曲駒１５３に固定されている。この湾曲用ワイヤＷの他端が湾曲操作ノブ１０２Ａの操作により緊張・弛緩されることにより、湾曲部１０３が湾曲する。
　次に、図４を参照して、接続部１０３Ａ、第１可撓管部１０１Ａ、及び第２可撓管部１０１Ｂの構造について説明する。
　接続部１０３Ａは、前述のように湾曲部１０３と第１可撓管部１０１Ａを接続する部材であり、湾曲用ワイヤＷの動作や外力によりその外形が変形しない硬性部である。第１可撓管部１０１Ａは、湾曲部１０３と同様に、複数の湾曲駒１５３Ａを有している。湾曲駒１５３Ａは、湾曲駒１５３と同様にリベットで互いに回動可動に接続して構成される。また、第２可撓管部１０１Ｂは、一例として、内側から、螺旋管１５３Ｂ（金属の平板コイル）、金属網１５３Ｃ、外皮樹脂１５３Ｄ（ポリウレタン等）を備えたものとすることができる。
　また、第１可撓管部１０１Ａ及び第２可撓管部１０１Ｂには、手元操作部１０２から延びる湾曲用ワイヤＷを通過させるためのコイルシース１６１が設けられている。湾曲用ワイヤＷは、このコイルシース１６１の内部を摺動可能に配置されており、このため、湾曲用ワイヤＷが緊張又は弛緩しても、第１可撓管部１０１Ａ及び第２可撓管部１０１Ｂの形状は変化しない。第１可撓管部１０１Ａ及び第２可撓管部１０１Ｂは、挿入部１０１に対し、例えば消化器官の外壁が当たることによる外力等により、湾曲駒１５３Ａ、螺旋管１５３Ｂの可動範囲を限度として変形し得る。
　上述したように、湾曲部１０３、第１可撓管部１０１Ａ、及び第２可撓管部１０１Ｂは、湾曲用ワイヤＷの動作又は外力により変形し得るが、その変形の限度（最大曲率半径）は互いに異なる。また、最大曲率半径が異なるので、内部に挿通される管路用のチューブに求められる座屈強度（耐キンク性）も互いに異なる。
　第１の実施の形態では、湾曲部１０３、第１可撓管部１０１Ａ、及び第２可撓管部１０１Ｂの特性が最大限に得られるよう、処置具管路１４１を、図５のように構成している。図５は、処置具管路１４１の断面構造を示す断面図と、その特性（気孔率Ｒａｈ）を示すグラフである。
　処置具管路１４１は、内層２０１と、内層２０１よりも外側に配置される外層２０２の二層構造を備えている。内層２０１は、管路を通過する処置具と接触することによる破損を抑制するため、全長（先端部１０４～第２可撓管部１０１Ｂ）に亘り充実構造のＰＴＦＥから構成される。一方、外層２０２は、多孔質のＰＴＦＥから構成されている。充実構造のＰＴＦＥは硬く破損に対する耐性は高いが、座屈しやすい一方、多孔質ＰＴＦＥは柔軟で破損に対する耐性は低いが、その分座屈しにくい。処置具管路１４１が充実構造のＰＴＦＥと多孔質のＰＴＦＥに二層構造とされることにより、破損に対する耐性と、座屈耐性との両立が図れる。換言すれば、内層２０１の充実構造のＰＴＦＥを、座屈しにくい外層２０２の多孔質ＰＴＦＥで保持することで、柔軟で座屈しにくいチューブ得ることができる。
　加えて、この第１の実施の形態の外層２０２の多孔質のＰＴＦＥは、その気孔率Ｒａｈが位置によって異なっている。外層２０２の気孔率Ｒａｈが大きいと、それだけ処置具管路１４１の柔軟性が高まる。
　湾曲操作ノブ１０２Ａにより湾曲が可能な湾曲部１０３に位置する外層２０２は、例えば気孔率Ｒａｈを１０～４０％程度に設定されている。一方、第１可撓管部１０１Ａ及び第２可撓管部１０１Ｂに位置する外層２０２は、湾曲部１０３の内部よりも高い気孔率Ｒａｈ（例えば３０～８０％で、湾曲部１０３の内部よりも高い数値）を与えられている。
　湾曲部１０３は、湾曲操作ノブ１０２Ａによる湾曲用ワイヤＷの操作により湾曲の度合を調整可能であるため、湾曲部１０３は、挿入部１０１に比べ高い柔軟性は必要ない。従って、湾曲部１０３における外層２０２は、湾曲用ワイヤＷの操作に支障が無い程度に柔軟性を有していればよい。
　逆に、湾曲部１０３では、湾曲用ワイヤＷにより、挿入部１０１に比べ大きな曲率変化を与えられるため、座屈による管路の破損を抑制することが求められる。このため、湾曲部１０３の内部での処置具管路１４１の外層２０２は、第１可撓管部１０１Ａ及び第２可撓管部１０１Ｂにおけるよりも小さい気孔率を与えられる。これにより、湾曲部１０３は、湾曲用ワイヤＷの変形が可能な程度に柔軟性を有すると共に、座屈に対する高い耐性を有することができる。
　一方、第１可撓管部１０１Ａ及び第２可撓管部１０１Ｂは、患者の負担を軽減するため、先端部１０４等が消化器官の内壁に当接すること等に基づく外力により柔軟に変形することが求められ、湾曲部１０３よりも高い柔軟性が求められる。第１の実施の形態の処置具管路１４１の外層２０２は、第１可撓管部１０１Ａ及び第２可撓管部１０１Ｂの内部においては、湾曲部１０３の内部におけるよりも高い気孔率Ｒａｈを与えられる。これにより、第１可撓管部１０１Ａ及び第２可撓管部１０１Ｂは、高い柔軟性を与えられ、患者の負担が軽減される。なお、上記の例では、第１可撓管部１０１Ａ及び第２可撓管部１０１Ｂにおける気孔率Ｒａｈは同一としているが、互いに異なる気孔率を与えられても良い。
　なお、先端部１０４の内部における外層２０２の気孔率Ｒａｈは任意であり、例えば湾曲部１０３の内部における気孔率Ｒａｈと同一であってもよい。先端部１０４は湾曲（変形）しないため、その内部を通過する処置具管路１４１の硬さは不問である。先端部１０３の外層２０２のみ、充実構造のＰＴＦＥで構成されてもよい。
　以上説明したように、この第１の実施の形態の内視鏡は、処置具管路１４１が内層２０１と外層２０２の二層構造とされ、内層２０１は充実構造のポリテトラフルオロエチレンで形成され、外層２０２は、多孔質構造のポリテトラフルオロエチレンで形成され、湾曲部１０３における外層２０２の気孔率は、第１可撓管部１０１Ａ及び第２可撓管部１０１Ｂにおける外層２０２の気孔率よりも小さくされる。これにより、湾曲部１０３においてはある程度の柔軟性と十分な座屈耐性が得られる一方で、第１可撓管部１０１Ａ及び第２可撓管部１０１Ｂでは、高い柔軟性が得られる。従って、可撓管部１０１及び湾曲部１０３の機能を十分に発揮させた内視鏡を提供することが可能になる。なお、上述した例では、処置具管路１４１について二層構造を採用したが、処置具管路１４１以外の管路に関しても同様の構造を採用してもよいことは言うまでもない。
［第２の実施の形態］
　次に、第２の実施の形態に係る内視鏡を、図６を参照して説明する。この第２の実施の形態の内視鏡の全体構成は、第１の実施の形態（図１）と同様である。また、先端部１０４、湾曲部１０３及び挿入部１０１の構成も、次に説明する点を除き、第１の実施の形態（図２～図３）と同様である。
　この第２の実施の形態は、湾曲部１０３の内部での外層２０２の気孔率Ｒａｈが、可撓管部１０１の内部での外層２０２の気孔率Ｒａｈよりも小さい点で、第１の実施の形態と同様である。ただし、湾曲部１０３の気孔率Ｒａｈは、先端部１０４側では低い値に設定される一方、湾曲部１０３の第１可撓管部１０１Ａ側の端部において徐々に上昇し、湾曲部１０３と可撓管部１０１との境界付近では、第１可撓管部１０１Ａの内部での気孔率Ｒａｈと略同一とされる。なお、先端部１０４の内部での外層２０２の気孔率Ｒａｈは、第１の実施の形態と同様に、湾曲部１０３の内部での気孔率Ｒａｈと略同一としてもよいが、図７に示すように、湾曲部１０３の内部での気孔率Ｒａｈよりも大きい値としてもよい。なお、湾曲部１０３と可撓管部１０１との境界とは、厳密に定義される必要は無く、接続部０１０３Ａのいずれかの位置とすることができる。
　この第２の実施の形態の構成によれば、湾曲部１０３の機能を一層高めることが可能になる。湾曲部１０３では一般に、先端部１０４側の端部において曲率が小さく、可撓管部１０１の側で曲率が大きくなる。このため、湾曲部１０３の内部において、図６に示すような気孔率Ｒａｈの分布を採用することで、湾曲部１０３はその先端部１０４側の端部において座屈耐性を高めることができる、一方、挿入部１０１側では柔軟性を高めることができる。
［その他］
　本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
１…内視鏡システム、　１００…内視鏡、１０…挿入部、　１０１…可撓管部、　１０１Ａ…第１可撓管部、　１０１Ｂ…第２可撓管部、１０２…手元操作部、　１０２Ａ…湾曲操作ノブ、　１０３…湾曲部、　１０４…先端部、　１０５…ユニバーサルケーブル、　１０６…コネクタ部、　１０８…送水送気用管路、　ＬＧａ、ＬＧｂ…ライトガイド、　１１２Ａ、１１２Ｂ…配向レンズ、　１１３…対物レンズ、　１１４…送気送水口、　１１５…副送水口、　１１６…処置具口、　１２１…送気送水管路、　１２２…副送水管路、　１４１…処置具管路、　１３３…撮像素子、　１３４…回路基板、　１３５…ＣＣＤユニット枠、　１３６…レンズ枠、　１３７…密封剤、　１３８…電気配線、　１６１…コイルシース、　２００…プロセッサ、　３００…光源装置、　４００…送水送気部、　５００…吸引部、　６００…ディスプレイ、　７００…入力部。

Claims (2)

  1. 　挿入部と、
    　前記挿入部の内部に配置される管路と
    　を備え、
    　前記挿入部は、
    　操作に基づき湾曲可能な湾曲部と、
    　前記操作とは無関係な外力により湾曲可能な可撓管部と
    　を含み、
    　前記管路は、内層と、前記内層の外側に形成される外層とを備え、
    　前記内層は、充実構造のポリテトラフルオロエチレンで形成され、
    　前記外層は、多孔質構造のポリテトラフルオロエチレンで形成され、
    　前記湾曲部における前記外層の気孔率は、前記可撓管部における前記外層の気孔率よりも小さいことを特徴とする内視鏡。
  2. 　前記湾曲部における前記外層の気孔率は、前記可撓管部の端部において徐々に上昇するようにされている、請求項１に記載の内視鏡。
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