JP5228161B2 - 内視鏡の湾曲装置 - Google Patents

Description

本発明は、医療用等として用いられる内視鏡の挿入部に設けた湾曲管部を本体操作部から遠隔操作で湾曲させるための内視鏡の湾曲装置に関するものである。

内視鏡は、体腔内に挿入される挿入部の基端部を本体操作部に連結したものであり、挿入部は、先端側から先端硬質部，湾曲管部，可撓管部から構成される。先端硬質部には少なくとも照明部及び観察部からなる内視鏡観察手段が設けられており、この先端硬質部を所望の方向に向けるために、湾曲管部は本体操作部からの遠隔操作で湾曲可能となっている。湾曲管部は、リング状に形成した湾曲駒を順次枢着することによって、所定の長さを有する節輪構造としたものである。

内視鏡の湾曲装置は、湾曲管部内に挿通させた１乃至複数の操作ワイヤを押し引き操作して、この湾曲管部を意図した方向に湾曲させるものである。この湾曲装置は、本体操作部に設けられ、手動で操作される操作レバーと、この操作レバーの操作により回動するプーリとを備え、このプーリに操作ワイヤが連結して設けられる。操作ワイヤはプーリから導出されて、その先端が湾曲管部を構成する最先端の湾曲駒または先端硬質部に固定される。

湾曲管部に連結した可撓管部は曲げ方向に可撓性を有するものであるから、この可撓管部が曲げられたときに操作ワイヤが引っ張られるのを防止するために、可撓管部内では、操作ワイヤを密着コイル等からなる可撓性スリーブ内に挿通させて、操作ワイヤに多少の余長を持たせる。一方、湾曲管部内では、操作レバーの操作時における湾曲管部の追従性を低下させないために、また湾曲管部を必ず意図した方向に湾曲させるために、操作ワイヤは湾曲方向に沿って実質的に弛みのない状態にして延在させる。そこで、可撓性スリーブは、その基端部を本体操作部の内部に固定し、先端部を可撓管部と湾曲管部との連結部に固定して設けられる。また、湾曲管部内では、操作ワイヤは可撓性スリーブから導出させて、円周方向に位置ずれを起こさないようにガイドする機構が設けられる。この湾曲管部内での操作ワイヤのガイド機構としては、例えば特許文献１に示されているように、節輪構造部を構成する各湾曲駒に内向きに突出させた切り絞り部を形成して、この切り絞り部内に操作ワイヤを挿通させる構成とされる。このように、湾曲駒に形成される切り絞り部は、湾曲駒の円周方向に所定の長さ分の切れ目を前後２箇所設け、この切れ目間の部位を外周側から押圧変形させることにより形成される。
特開平６−１８１８８０号公報

前述した切り絞り部内に挿通させた操作ワイヤは、湾曲操作時にはこの切り絞り部に対して摺動するものであり、この操作ワイヤを軽い操作力で、円滑に操作するために、この操作ワイヤの絞り部内での摺動性を良好となし、摺動抵抗を最小限とし、またエッジ等で引っ掛かり等が生じないようにする必要がある。従って、絞り部の加工には、高い精度が要求される。そして、挿入部の体腔内への挿入操作性を良好となし、かつ被検者の苦痛軽減を図るために、挿入部はできるだけ細径化することが望ましい。挿入部を細径化すると、湾曲管部における湾曲駒のサイズも、当然、小さいものになる。このように、サイズの小さい湾曲駒に操作ワイヤを挿通させて、円滑に摺動させることができる切り絞り部を形成するのは困難である。また、このように、切れ目を入れて押圧変形させると、その分だけ強度が低下して、外部から押圧力が作用すると、変形や損傷を生じる可能性もある。さらに、湾曲駒の肉厚を厚くし、かつ切り絞り部を十分大きくすれば、操作ワイヤの円滑に摺動させることができるが、そうすると各種の挿通部材を挿通させるスペースを確保できなくなってしまう。

ところで、前後に位置する切り絞り部間の部位では操作ワイヤが露出した状態となっている。そして、湾曲操作時には操作ワイヤが移動することから、この操作ワイヤが他の挿通部材と摺接することになる結果、挿通部材を損傷させるおそれがある。特に、挿入部を細径化すると、湾曲管部内での充填率が高くなることから、操作ワイヤは他の挿通部材に強く押し付けられた状態で移動することになり、損傷のおそれはさらに高くなる。

本発明は以上の点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、湾曲駒に加工が困難で、強度低下のおそれのある絞り部を設けなくても、湾曲管部内で操作ワイヤを正確にガイドできるようにすることにある。

前述した目的を達成するために、少なくとも照明部と観察部とを設けた先端硬質部と、この先端硬質部に連結した湾曲管部と、この湾曲管部に連結した可撓管部とから構成される挿入部と、前記可撓管部の基端部を連結した本体操作部とからなり、この本体操作部からの遠隔操作により前記湾曲管部を湾曲させるために、少なくとも１本の操作ワイヤと、この操作ワイヤを押し引き操作するための湾曲操作部材を設けた内視鏡の湾曲装置において、前記湾曲操作部材に連結して設けた前記操作ワイヤの先端を前記可撓管部の先端または前記先端硬質部に設けたワイヤ端固定部に固定し、前記操作ワイヤは可撓性スリーブ内に挿通されて、この可撓性スリーブを前記本体操作部内または前記可撓管部の基端部位置と、前記可撓管部と前記湾曲管部との連結部とに固定して設け、前記操作ワイヤを挿通させた前記可撓性スリーブを前記湾曲管部の内部にまで延在させて、その先端を非固定状態となし、前記挿入部内には、光ファイバを含む雄通部材を挿通させて設け、前記可撓性スリーブはこの挿通部材により円周方向の位置規制を行うようになし、前記可撓性スリーブの先端と前記操作ワイヤの先端の固定部との間の間隔を、前記挿入部の湾曲角度を規制しない範囲で前記湾曲管部内に位置させる構成としたことをその特徴とするものである。

挿入部における湾曲管部は、この挿入部の挿入方向を変えたり、内視鏡観察手段の視野を変えたりするために、本体操作部からの遠隔操作で湾曲させる構成となっている。この湾曲方向としては、少なくとも１方向、例えば上方向であり、または２方向、例えば上下方向とすることができる。さらに、上下及び左右の４方向に湾曲操作されるものも含まれる。湾曲方向に応じて設けられる操作ワイヤの数が異なってくる。つまり、１方向に湾曲させる場合には、操作ワイヤは１本設ければ良く、２方向では２本の操作ワイヤを必要とし、さらに４方向に湾曲させるものでは、４本の操作ワイヤを設けることになる。

いずれにしろ、各操作ワイヤはそれぞれ可撓性スリーブに個別的に挿通させて設ける。この可撓性スリーブは、曲げ方向に可撓性を有するものであって、しかも伸縮しにくいものが用いられる。可撓性スリーブは可撓性のある合成樹脂のチューブ等で形成することもできるが、金属線材を密着コイル状に巻回させたもの、即ち密着コイルで構成することもできる。密着コイルは内部に操作ワイヤが挿通される通路が形成される。この密着コイルは合成樹脂チューブより操作ワイヤの摺動性が良好であり、また固着するに当って、ろう付けやはんだ付け等の手段を用いることができる。

従って、操作ワイヤを挿通させた可撓性スリーブは、本体操作部内または可撓管部の基端部位置に固定した基端側の固定部と、可撓管部と湾曲管部との連結部とに固定した先端側の固定部との間は、操作ワイヤの押し引き量を正確に先端部にまで伝達するためのリモートコントロールケーブルを構成するものである。つまり、可撓管部は、挿入経路に沿って自在に曲る部位であるから、この部位では操作ワイヤと可撓性スリーブとでリモートコントロールケーブルを構成する。そして、このリモートコントロールケーブルは可撓管部内で余長を持たせる。

湾曲管部は操作力または外力を作用させない限り、真っ直ぐな状態に保持されるものであり、この部位では余長を持たせる必要はない。可撓性スリーブの先端側固定部から延在させるが、この延在部はリモートコントロールケーブルを構成するのではなく、操作ワイヤが湾曲管部内で円周方向にずれたり、変位したりしないように位置決めガイドするためのものである。また、操作ワイヤは挿入部の内部で押し引きされるものであり、挿入部内には、この操作ワイヤ以外にも光ファイバや信号ケーブル等各種の部材が挿通されている。従って、操作ワイヤとこれら各種の挿通部材との間が相対摺動して、損傷させないためにも、可撓性スリーブで覆うようになし、この可撓性スリーブ内で押し引き方向に移動させるようにする。

このように、操作ワイヤとこれら各種の挿通部材との間を摺動させないようにするために、また可撓性スリーブの位置決めガイド機能を十分発揮させるためにも、先端側固定部からの延在部において、可撓性スリーブ内に挿通させる部位をできるだけ長くする。ただし、湾曲管部を湾曲させたときに、この湾曲方向の内側に沿う操作ワイヤを挿通させた可撓性スリーブが先端の固定部に当接すると、それ以上湾曲できないことになる。そこで、操作ワイヤの先端部分を所定長さ可撓性スリーブから導出させることになる。この導出部分の長さは、湾曲管部を湾曲させたときに、その内周側に位置する操作ワイヤの湾曲管部内における円弧の長さ以下とし、より好ましくは、この円弧の長さとほぼ一致する寸法とする。

ここで、挿入部内には挿通させた各種の挿通部材のうち、代表的なものとしては、ライトガイドを構成する光ファイバがあり、電子スコープの場合には、固体撮像素子に接続したケーブル、またファイバスコープにあってはイメージガイドである。さらに、必要に応じて、処置具挿通チャンネルや送気送水管等も挿通される。既に説明したように、挿入部は細径化を図ることから、曲げに対する抵抗があまり大きくならず、挿通部材相互間に損傷を来たすような極端な押し付け力が作用しないことを条件として、できるだけ充填率を高くしている。そこで、このような挿通部材により可撓性スリーブの円周方向への位置規制を行わせることができる。操作ワイヤは、その大半が湾曲操作時にも軸線方向に動かない可撓性スリーブに覆われており、先端の僅かな長さ分が露出しているに過ぎない。しかもこの操作ワイヤが露出している部位は先端硬質部側であり、他の挿通部材は先端硬質部に固定されて、その位置は安定的に保持されているので、湾曲操作時にこの部位で操作ワイヤが移動したとしても、他の部材に対して摺動したり、圧迫したりする可能性は小さい。

可撓管部を構成するに当って、湾曲管部内で操作ワイヤを正確にガイドするに当って、湾曲駒に絞り部を形成するという困難な加工の必要性をなくし、かつ湾曲駒の強度を低下させることがない等の効果を奏する。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。まず、図１に内視鏡の全体構成を示す。図中において、１は挿入部、２は本体操作部、３はユニバーサルコードである。挿入部１は、先端側から先端硬質部１ａ，湾曲管部１ｂ及び可撓管部１ｃから構成される。本体操作部２は可撓管部１ｃの基端部が連結して設けられており、内視鏡を操作する操作者が手で把持して操作するために設けられている。ユニバーサルコード３はこの本体操作部２から延在されており、光源装置及びプロセッサに着脱可能に接続するためのコネクタ３ａ，３ｂを備えている。

挿入部１における先端硬質部１ａの先端面には、図２に示したように、２箇所の照明部４，４と、観察部５とからなる内視鏡観察手段が設けられている。従って、挿入部１を体腔内に挿入した状態で、照明部４からの照明光の照射下で観察部５から体腔内の観察を行うことができる。

湾曲管部１ｂは、この先端硬質部１ａを所望の方向に向けるために設けられている。その構造体としては、図３に示したように、所定数の湾曲駒１０を枢着ピン１１で順次連結したもので構成される。前後の湾曲駒１０，１０間には間隔Ｇが形成されており、枢着ピン１１を中心として、この間隔Ｇに相当する分だけ相互に近接・離間する方向に変位可能となっている。これら湾曲駒１０のうち、最先端の湾曲駒１０ａは先端硬質部１ａに連結されており、また最基端位置の湾曲駒１０ｂは口金１２に連結され、この口金１２を介して可撓管部１ｃが連結されている。これによって、湾曲管部１ｂは円弧状に湾曲し、その結果先端硬質部１ａに形成した内視鏡観察手段による観察視野の方向を変えることができる。ここで、湾曲管部１ｂの湾曲方向としては、図３に矢印で示した方向となっており、この方向を上下方向とする。なお、湾曲管部１ｂの構造体を構成する湾曲駒１０の連結体の外周部には、図３に仮想線で示したように、ネット及び外皮層１３が設けられる。

湾曲管部１ｂは以上のように湾曲可能となっており、この湾曲管部１ｂを湾曲操作するために、本体操作部２に湾曲操作部材を構成する湾曲操作レバー６が設けられている。この湾曲操作レバー６は、図４に示したように、本体操作部２内に設けたプーリ７を回動させるものであり、このプーリ７には一対の操作ワイヤ２０，２０が接続されている。これら各操作ワイヤ２０はそれぞれ可撓性スリーブとしての密着コイル２１内に挿通されており、密着コイル２１の基端部は、本体操作部２内に設けた固定部９において固定的に保持されている。

一対の操作ワイヤ２０は、挿入部１において、可撓管部１ｃの全長から、図５に示したように、湾曲管部１ｂ内に延在されている。そして、操作ワイヤ２０の先端部は、湾曲管部１ｂの最先端の湾曲駒１０ａに形成した切り絞り部２２にはんだ付け等の手段によって固定されている。

操作ワイヤ２０は密着コイル２１内に挿通されているが、この密着コイル２１は可撓管部１ｃから湾曲管部１ｂ内にまで延在されており、この湾曲管部１ｂの最基端位置の湾曲駒１０ｂの位置はんだ付け等による固定部２３となっている。そして、密着コイル２１はこの固定部２３からさらに湾曲管部１ｂ内に延在されており、この延在部が密着コイル延在部２１ａである。密着コイル延在部２１ａは操作ワイヤ２０の先端固定部から所定長さＬ分だけ基端側の位置までとなっており、この部分は非固定状態、つまり自由状態に保持されている。

ここで、密着コイル２１のうち、その基端側の固定部９と先端側の固定部２３との間の部位は、操作ワイヤ２０の操作時の押し引き操作量を正確に伝達するための、所謂リモートコントロールケーブルを構成するものである。従って、このリモートコントロールケーブルを構成する部位は、可撓管部１ｃ内において、余長を持たせている。この余長分の長さは、少なくとも可撓管部１ｃが任意の方向に曲げられたときにも、操作ワイヤ２０や密着コイル２１に格別の張力が作用しない程度のものとする。

これに対して、先端側の固定部２３から延在させた密着コイル延在部２１ａは、その内部に挿通させた操作ワイヤ２０が円周方向に位置ずれしないように保持する位置決めガイド手段として機能するものである。ここで、湾曲管部１ｂは、既に説明したように、上下方向に湾曲操作が可能となっている。この湾曲操作は、本体操作部２に設けた湾曲操作レバー６を回動操作することにより行われる。この操作によりプーリ７が回動する結果、２本挿通させた操作ワイヤ２０，２０のうち、一方が本体操作部２側に引き込まれ、他方が挿入部１側に繰り出される。

従って、挿入部１の湾曲管部１ｂは、本体操作部２に引き込まれる側の操作ワイヤ２０が沿っている方向に湾曲することになる。図６に示したのが最大湾曲状態である。この図６において、基端側に向けて引き込まれる側の操作ワイヤを２０Ｕ，基端側から引き出される側の操作ワイヤを２０Ｄとすると、最大湾曲状態では、操作ワイヤ２０Ｕは前後位置に設けた全ての湾曲駒１０の前後間に形成される間隔Ｇが失われ、操作ワイヤ２０Ｄ側では間隔が倍（つまり２Ｇ）になる結果、湾曲管部１ｂは概略円弧状に湾曲する。このときには、操作ワイヤ２０Ｕ及び２０Ｄ、さらには自由状態となっている密着コイル２１も円弧状となるが、曲率半径は操作ワイヤ２０Ｕの円弧の方が小さい。

操作ワイヤ２０Ｕは手前側に引き込まれるが、密着コイル２１はその固定部２３から先端側の長さは変化しない。従って、曲率半径の小さい円弧となるように湾曲させて、密着コイル２１の先端が切り絞り部２２と当接すると、それ以上は湾曲できない。そこで、操作ワイヤ２０の密着コイル２１の先端から導出した部分の長さＬを、最大湾曲状態で湾曲させたときに、小さい曲率半径で湾曲する密着コイル２１が切り絞り部２２に当接する直前の状態となる長さ寸法に設定する。これにより、操作ワイヤ２０の密着コイル２１で覆われない部位の長さが最小限となる。

湾曲操作時において、必ず意図した方向に、つまりこの場合には上下方向に正確に湾曲させるには、２本の操作ワイヤ２０は円周方向に相互に１８０度の位置関係を保ち、かつ枢着ピン１１とは９０度の位置関係を保つ必要がある。このように、湾曲操作時における湾曲管部１ｂの曲り方向を正確に制御するために、真っ直ぐな状態での操作ワイヤ２０は円周方向に正確に位置決めされていなければならない。曲げ方向の可撓性をほぼ同じにした場合に、操作ワイヤ２０と密着コイル２１との直進性を比較すると、密着コイル２１の方がより優れている。この密着コイル２１において、固定部２３から延在させた密着コイル延在部２１ａが設けられており、この密着コイル延在部２１ａはこの固定部２３から真っ直ぐな方向に延在されている。従って、この密着コイル延在部２１ａの内部に挿通させた操作ワイヤ２０は円周方向に相互にはほぼ１８０度となり、枢着ピン１１に対してはほぼ９０度となる位置関係に保たれるので、湾曲管部１ｂは必ず意図した方向に湾曲することになる。

また、湾曲管部１ｂの内部には、図７に示したように、観察部５に設けた図示しない固体撮像素子からのケーブル３０と、照明部４に照明光を伝送する光ファイバ３１とが挿通されている。ここで、挿入部１の細径化のために、ケーブル３０を中心位置に配置し、光ファイバ３１は４つに分割されて、ケーブル３０の周囲に配置されている。そして、操作ワイヤ２０を挿通させた密着コイル２１は、分割された光ファイバ３１，３１間の位置に配置させている。これによって、密着コイル２１が円周方向に動くスペースは殆どない状態となる。

以上により、湾曲管部１ｂの湾曲操作時における湾曲方向の方向性を決定付ける操作ワイヤ２０の円周方向の位置決め機能は十分に発揮する。そして、図７に示したように、操作ワイヤ２０は光ファイバ３１及びケーブル３０に近接した位置となるが、湾曲操作時にも押し引き方向には動かない密着コイル２１により大半の部位が覆われているから、これら光ファイバ３１，ケーブル３０と摺接して、それらを損傷させるおそれはない。

そして、湾曲操作を解除すると、両操作ワイヤ２０，２０の長さが等しくなるので、湾曲管部１ｂが湾曲状態から直線状態に復帰する。このときには、密着コイル２１における密着コイル延在部２１ａは直進状態に復元することなり、操作ワイヤ２０及びそれが挿通されている密着コイル２１が位置ずれするおそれはない。

本発明の湾曲装置が装着される内視鏡の全体構成図である。 図１の内視鏡における挿入部の先端硬質部の正面図である。 図１の内視鏡の挿入部における湾曲管部と先端硬質部とを示す構成説明図である。 図１の内視鏡の本体操作部の断面図である。 図１の挿入部において、内部の挿通部材を省略して示す湾曲管部の断面図である。 最大湾曲状態を示す図５と同様の断面図である。 図３のＡ−Ａ断面図である。

符号の説明

１ 挿入部 １ａ 先端硬質部
１ｂ 湾曲管部 １ｃ 可撓管部
２ 本体操作部 ４ 照明部
５ 観察部 ６ 湾曲操作レバー
７ プーリ ９ 固定部
１０ 湾曲駒 １１ 枢着ピン
２０，２０Ｕ，２０Ｄ 操作ワイヤ
２１ 密着コイル ２１ａ 密着コイル延在部
２２ 切り絞り部 ２３ 固定部
３０ ケーブル ３１ 光ファイバ

Claims (4)

1. 少なくとも照明部と観察部とを設けた先端硬質部と、この先端硬質部に連結した湾曲管部と、この湾曲管部に連結した可撓管部とから構成される挿入部と、前記可撓管部の基端部を連結した本体操作部とからなり、この本体操作部からの遠隔操作により前記湾曲管部を湾曲させるために、少なくとも１本の操作ワイヤと、この操作ワイヤを押し引き操作するための湾曲操作部材を設けた内視鏡の湾曲装置において、
   前記湾曲操作部材に連結して設けた前記操作ワイヤの先端を前記可撓管部の先端または前記先端硬質部に設けたワイヤ端固定部に固定し、
   前記操作ワイヤは可撓性スリーブ内に挿通されて、この可撓性スリーブを前記本体操作部内または前記可撓管部の基端部位置と、前記可撓管部と前記湾曲管部との連結部とに固定して設け、
   前記操作ワイヤを挿通させた前記可撓性スリーブを前記湾曲管部の内部にまで延在させて、その先端を非固定状態となし、
   前記挿入部内には、光ファイバを含む挿通部材を挿通させて設け、前記可撓性スリーブはこの挿通部材により円周方向の位置規制を行うようになし、
   前記可撓性スリーブの先端と前記操作ワイヤの先端の固定部との間の間隔を、前記挿入部の湾曲角度を規制しない範囲で前記湾曲管部内に位置させる
   構成としたことを特徴とする内視鏡の湾曲装置。
2. 前記湾曲管部は上下２方向に湾曲操作できるものであり、前記操作ワイヤは前記挿入部内の上下位置に２本設ける構成としたことを特徴とする請求項１記載の内視鏡の湾曲装置。
3. 前記可撓性スリーブは密着コイルで構成したことを特徴とする請求項１または請求項２記載の内視鏡の湾曲装置。
4. 前記湾曲管部の内部には、ケーブルと光ファイバとが挿通されており、光ファイバは４分割されており、これらの光ファイバは前記ケーブルを中心位置に配置し、前記操作ワイヤを挿通させた可撓性スリーブを分割された光ファイバ間の位置に配置させる構成としたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の内視鏡の湾曲装置。

Images