JP5816779B1

JP5816779B1 - 内視鏡用湾曲管及び内視鏡

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Publication number: JP5816779B1
Application number: JP2015531776A
Authority: JP
Inventors: 秀幸勢登; 佐藤　栄二郎; 栄二郎佐藤; 猛近藤; 近藤　　猛; 貴史奈良
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2014-02-18
Filing date: 2014-09-30
Publication date: 2015-11-18
Anticipated expiration: 2034-09-30
Also published as: CN105358038B; WO2015125334A1; EP2997875A1; US20160100745A1; CN105358038A; JPWO2015125334A1; US9820635B2; EP2997875A4

Abstract

軸周りの捩り剛性を必要以上に低下させることなく耐久性を向上することができる内視鏡用湾曲管を提供する。このため、湾曲管本体３１の基端から先端側の所定位置までの領域（捩れ抑制領域Ａ３）に位置する第１，第２湾曲用スロット３３，３４の中途にそれぞれ捩れ防止用タブ機構３５を備え、第１，第２湾曲用スロット３３，３４によって湾曲管本体３１の湾曲が許容された内視鏡用湾曲管３０において、湾曲管本体３１の長手方向に沿って同列にそれぞれ配列された第１，第２湾曲用スロット３３，３４のうち、各配列（第１，第２の配列）の基端側に位置する第１，第２湾曲用スロット３３，３４であって、且つ、最基端に位置する第１，第２湾曲用スロット３３，３４を除く少なくとも何れか１つの第１，第２湾曲用スロット３３，３４の捩り防止用タブ機構を除去する。

Description

本発明は、操作部の操作に応じて湾曲動作する内視鏡用湾曲管及び内視鏡に関する。

従来、細長の挿入部を体腔内に挿入することによって、体腔内の被写体像を表示装置等の画面上に表示させる内視鏡が広く利用されている。一般に、この種の内視鏡の挿入部の先端側には湾曲部が設けられ、湾曲部は、例えば、表示装置等に表示される被写体像に対応付けた上下の２方向、左右の２方向、或いは、上下左右の４方向に湾曲自在となるよう構成される。

近年、このような湾曲部を構成する湾曲管として、超弾性合金材を用いた湾曲管が提案されている。この種の湾曲管は、例えば、円筒状のパイプ材（湾曲管本体）にレーザ加工等を用いて複数のスロットを設けることにより、関節駒や回動ピン等を用いない簡易な構成を実現し、細径化を容易に実現することが可能となっている。

従って、超弾性合金製の湾曲管は、腎盂尿管鏡等のように特に細径化が要求される内視鏡への採用が期待されている。このような内視鏡では、挿入部の細径化をより効果的に実現するため、上下の２方向、或いは、左右の２方向のみに湾曲部を湾曲可能とする構成を採用することが一般的である。２方向のみに湾曲可能な内視鏡では、湾曲部に対する湾曲操作と、挿入部に対する軸周りの回転操作と、を組み合わせることにより、体腔内において、先端部を任意の方向に指向させることが可能となる。

この場合において、湾曲管に付与される軸周りの回転トルクを好適に伝達するための技術として、例えば、日本国特開２０１２−５２８６５１号公報（特許文献１）には、チューブ（湾曲管）の基端側を含む所定領域に配設された各溝（各スロット）を３次元的に湾曲したジグザグ形状（クランク形状）に加工することによって溝内に突起部（タブ）とポケットとを形成し、これら突起部とポケットとを係合させることにより、湾曲管の捩れを防止する技術が開示されている。

しかしながら、上述の特許文献１に開示された技術のように、湾曲管の基端側を含む所定領域の各スロットに捩れ防止用のタブを設けた場合、軸周りの回転トルクが基端側に位置する所定のスロットに集中していまい、当該スロットの耐久性が低下する虞がある。特に、腎臓等のような扁平な臓器内において、湾曲部を湾曲させたままの状態で挿入部を軸周りに回転させた場合、所定のスロットへの回転トルクの集中が顕著となる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、軸周りの捩り剛性を必要以上に低下させることなく耐久性を向上することができる内視鏡用湾曲管及び内視鏡を提供することを目的とする。

本発明の一態様による内視鏡用湾曲管は、超弾性合金からなる円筒状の湾曲管本体と、前記湾曲管本体の長手軸方向に沿って設定間隔毎に配列されて前記湾曲管本体の周方向にそれぞれ延在する複数の湾曲用スロットと、前記湾曲管本体の基端から先端側の所定位置までの領域の前記各湾曲用スロットの中途にそれぞれ形成した捩り防止用タブ機構と、を備え、前記湾曲用スロットによって前記湾曲管本体の湾曲を許容する内視鏡用湾曲管において、前記湾曲管本体の長手方向に沿って同列に配列された前記各湾曲用スロットのうち、当該配列の基端側に位置する前記湾曲用スロットであって、且つ、最基端に位置する前記湾曲用スロットを除く少なくとも何れか１つの前記湾曲用スロットは前記捩り防止用タブ機構を有さず、前記各湾曲用スロットは、前記湾曲管本体の一方の湾曲方向に沿う第１の配列と、前記湾曲管本体の他方の湾曲方向に沿う第２の配列と、を有し、前記第１の配列と前記第２の配列とで、前記捩り防止用タブ機構を有しない前記湾曲用スロットが異なるものである。
また、本発明の一態様による内視鏡は、前記内視鏡用湾曲管を備えたものである。

内視鏡の斜視図湾曲管の上面図湾曲管の底面図湾曲管の上側を破断して示す左断面側面図湾曲部内の湾曲管を上方に湾曲させた状態を示す右側面図湾曲管の基端側の要部を示す斜視図図１にVII−VII線に像断面図第１の変形例に係わり、湾曲管の基端側の要部を示す斜視図第２の変形例に係わり、湾曲管の基端側の要部を示す斜視図第３の変形例に係わり、湾曲管の基端側の要部を示す斜視図第４の変形例に係わり、湾曲管の上面図同上、湾曲管の底面図第５の変形例に係わり、湾曲管の基端側について上側を破断して示す左断面側面図第６の変形例に係わり、湾曲管の基端側について上側を破断して示す左断面側面図第７の変形例に係わり、湾曲管の基端側について上側を破断して示す左断面側面図

以下、図面を参照して本発明の形態を説明する。図面は本発明の一実施形態に係わり、図１は内視鏡の斜視図、図２は湾曲管の上面図、図３は湾曲管の底面図、図４は湾曲管の上側を破断して示す左断面側面図、図５は湾曲管を上方に湾曲させた状態を示す右側面図、図６は湾曲管の基端側の要部を示す斜視図である。

図１に示す内視鏡１は、例えば、腎盂尿管鏡であり、この内視鏡１は、被検体内に挿入される長尺な挿入部２と、挿入部２の基端に設けられた操作部３と、操作部３の基端に設けられた接眼部５と、を備えて構成されている。ここで、本実施形態においては、内視鏡１の構成について、所謂ファイバスコープの構成を例に説明するが、本発明が適用される内視鏡は、ファイバスコープに限定されないことは勿論である。

挿入部２は、先端側に位置する先端硬質部１１と、先端硬質部１１の基端に連設された湾曲部１２と、湾曲部１２の基端に連設された可撓性を有する可撓管部１３と、を有して構成されている。なお、先端硬質部１１内には、図示しない観察用レンズや、照明用レンズ等が設けられている。

また、湾曲部１２は、操作部３に設けられた湾曲レバー１４が回動操作されることにより、例えば、上下の２方向に湾曲自在となっている。

また、操作部３には、処置具挿入口１５が設けられている。この処置具挿入口１５は、挿入部２内に挿通された処置具挿通用チャンネル１６（図７参照）の基端側に挿通されている。これにより、処置具挿入口１５に挿入された処置具は、処置具挿通用チャンネル１６を介して挿入部２の先端側へと導かれ、先端硬質部１１の先端面に形成された開口から、被検体内へと突出することが可能となっている。

ここで、挿入部２、及び、操作部３内には、処置具挿通用チャンネル１６の他、上述した照明用レンズに照明光を伝達するライトガイド１７や、上述した観察用レンズに集光された被検体内の光学像を接眼部５へと伝達するイメージガイド１８や、湾曲レバー１４の回動操作に連動して湾曲部１２を湾曲動作させるためのアングルワイヤ１９ａ，１９ｂ等（図７参照）が挿通されている。

次に、湾曲部１２の構成について、詳細に説明する。なお、例えば、図１，５に示すように、本実施形態において、湾曲部１２は、先端側に位置する第１湾曲部１２ａと、当該第１湾曲部１２ａの基端に連設する第２湾曲部１２ｂと、を有して構成されている。これら第１，第２湾曲部１２ａ，１２ｂは、例えば、湾曲時の最小曲率半径が異なるものであり、第１湾曲部１２ａの最小曲率半径Ｒ１が、第２湾曲部１２ｂの最小曲率半径Ｒ２よりも小さく設定されている（図５参照）。なお、湾曲部１２としては、上述のように湾曲時の最小曲率半径が先端側と基端側とで２段階に異なる構成のものに限定されるものではなく、例えば、先端側から基端側までの最小曲率半径が均一な構成であっても良いことは勿論である。

図２乃至図７に示すように、湾曲部１２は、例えば、超弾性合金材からなる円筒状の湾曲管本体３１を主体とする湾曲管３０と、この湾曲管３０の周囲を覆う樹脂製の外皮３２と、を備えて構成されている。ここで、湾曲管本体３１を構成する超弾性合金材としては、例えば、Ｎｉ−Ｔｉ（ニッケルチタン）や、チタン合金、βチタン、純チタン、６４チタン、Ａ７０７５等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。

湾曲管本体３１には、当該湾曲管本体３１の周方向に延在する部分円弧状の長孔を基本形状とする複数湾曲用スロットが、例えばレーザ加工等によって設けられている。

例えば、湾曲部１２が上下（ＵＰ／ＤＯＷＮ）の２方向のみに湾曲自在な本実施形態において具体的に説明すると、湾曲管本体３１には、湾曲用スロットとして、当該湾曲管本体３１の湾曲方向上側から下側に延在する複数の第１湾曲用スロット３３と、湾曲管本体３１の湾曲方向下側から上側に延在する複数の第２湾曲用スロット３４と、が設けられている。ここで、各湾曲用スロット３３，３４は、基本的には、長手軸Ｏに対して互いに軸対称な形状をなす部分円弧状の長孔によってそれぞれ構成されている。

図２乃至図４に示すように、各第１湾曲用スロット３３は、湾曲管本体３１の周方向の一側（湾曲方向上側）に第１の配列として一列に配列されている。これら第１湾曲用スロット３３は、第１湾曲部１２ａに対応して湾曲管本体３１上に設定された第１湾曲領域Ａ１において予め設定されたピッチＰ１毎に一列に配置され、さらに、第２湾曲部１２ｂに対応して湾曲管本体３１上に設定された第２湾曲領域Ａ２において予め設定されたピッチＰ２（但し、Ｐ１＜Ｐ２）毎に一列に配置されている。

同様に、各第２湾曲用スロット３４は、湾曲管本体３１の周方向の他側（湾曲方向下側）に第２の配列として一列に配列されている。これら第２湾曲用スロット３４は、湾曲管本体３１上に設定された第１湾曲領域Ａ１において予め設定されたピッチＰ１毎に一列に配列され、さらに、湾曲管本体３１上に設定された第２湾曲領域Ａ２において予め設定されたピッチＰ２毎に一列に配置されている。

ここで、例えば、図４に示すように、第１湾曲領域Ａ１において、第２湾曲用スロット３４は、第１湾曲用スロット３３に対し、湾曲管本体３１の長手軸Ｏ方向に半ピッチ（Ｐ１／２）ずつオフセットした状態で配置されている。同様に、第２湾曲領域Ａ２において、第２湾曲用スロット３４は、第１湾曲用スロット３３に対し、湾曲管本体３１の長手軸Ｏ方向に半ピッチ（Ｐ２／２）ずつオフセットした状態で配置されている。そして、このように長手軸Ｏ方向にオフセットされることにより、各湾曲用スロット３３と各湾曲用スロット３４は、互いに干渉することなく、湾曲管本体３１上に配置される。

さらに、例えば、図２，３，６に示すように、湾曲管本体３１には、その基端から先端側の所定位置（例えば、湾曲管本体３１の略中央）までの領域が捩り抑制領域Ａ３として設定されている。この捩り抑制領域Ａ３内に配置された第１，第２湾曲用スロット３３，３４は、基本的には、その中途がクランク状に加工され、これにより、第１，第２湾曲用スロット３３，３４の中途には捩り防止用タブ機構３５が形成されている。例えば、図２，３に示すように、この捩り防止用タブ機構３５は、湾曲管本体３１の軸心方向に突設されたタブ３５ａと、このタブ３５ａに対向して凹設されたポケット３５ｂと、を有して構成されている。そして、湾曲管本体３１に軸周りの回転トルクが作用したとき、タブ３５ａとポケット３５ｂとが互いに係合することにより、湾曲管本体３１の捩りが防止される。なお、図３，４において、符号３６はワイヤガイド取付用の孔部であり、このワイヤガイド取付用孔部３６が形成された部位の捩り防止用タブ機構３５は、スペース上の問題から、他の部位の捩り防止用タブ機構３５とは逆向きに形成されている。

但し、例えば、図２，６に示すように、第１湾曲用スロット３３の配列において、当該配列の基端側に位置する第１湾曲用スロット３３であって、且つ、最基端に位置する第１湾曲用スロット３３を除く少なくとも何れか１つの第１湾曲用スロット３３に関しては、捩り防止用タブ機構３５が除去されている。本実施形態において、具体的には、捩り抑制領域Ａ３に配列された第１湾曲用スロット３３のうち、例えば、最基端から数えて３個目の第１湾曲用スロット３３は、中途がクランク状に加工されることなく形成され、捩り防止用タブ機構３５が省略されている。

同様に、例えば、図３に示したように、第２湾曲用スロット３４の配列において、当該配列の基端側に位置する第２湾曲用スロット３４であって、且つ、最基端に位置する第２湾曲用スロット３４を除く少なくとも何れか１つの第２湾曲用スロット３４に関しては、捩り防止用タブ機構３５が除去されている。本実施形態において、具体的には、捩り抑制領域Ａ３に配列された第１湾曲用スロット３４のうち、例えば、最基端から数えて３個目の第２湾曲用スロット３４は、中途がクランク状に加工されることなく形成され、捩り防止用タブ機構３５が省略されている。

ここで、本実施形態で示す第１，第２の配列において、最基端から数えて３個目の第１，第２湾曲用スロット３３，３４の捩り防止用タブ機構３５を省略したのは、次の理由による。すなわち、本出願人らが湾曲管３０に対して軸周りの回転トルクを付与するシミュレーション等を行った結果、回転トルクによる応力は、概ね最基端及び２個目に位置する第１，第２湾曲用スロット３３，３４に集中し、特に、最基端に位置する第１，第２湾曲用スロット３３，３４への集中が顕著なことが明らかとなった。そして、この応力集中を緩和（分散）するためには、基端側に位置する第１，第２湾曲用スロット３３，３４の捩りを許容することが有効であり、特に、最基端から数えて３〜４個目に位置する第１，第２湾曲用スロット３３，３４の捩りを許容することが効果的であることも明らかとなった。そこで、本実施形態においては、最基端及び２個目に位置する第１，第２湾曲用スロット３３，３４の応力集中を最も効果的に緩和すべく、３個目に位置する第１，第２湾曲用スロット３３，３４の捩り防止用タブ機構３５が省略されている。

また、本実施形態においては、最基端及び２個目に位置する第１，第２湾曲用スロット３３，３４への応力集中に対する耐久性をさらに高めるため、これら第１，第２湾曲用スロット３３，３４の端部には、応力集中防止部としての丸孔３８が設けられている。これら丸孔３８の直径は、第１，第２湾曲用スロット３３，３４の幅よりも大きく設定されており、これにより、スロット端部に集中する応力を分散させることが可能となっている。

このような実施形態によれば、湾曲管本体３１の基端から先端側の所定位置までの領域（捩れ抑制領域Ａ３）に位置する第１，第２湾曲用スロット３３，３４の中途にそれぞれ捩れ防止用タブ機構３５を備え、第１，第２湾曲用スロット３３，３４によって湾曲管本体３１の湾曲が許容された内視鏡用湾曲管３０において、湾曲管本体３１の長手方向に沿って同列にそれぞれ配列された第１，第２湾曲用スロット３３，３４のうち、各配列（第１，第２の配列）の基端側に位置する第１，第２湾曲用スロット３３，３４であって、且つ、最基端に位置する第１，第２湾曲用スロット３３，３４を除く少なくとも何れか１つの第１，第２湾曲用スロット３３，３４の捩り防止用タブ機構３５を除去することにより、湾曲管３０の軸周りの捩り剛性を必要以上に低下させることなく耐久性を向上することができる。特に、２方向への湾曲のみを許容する湾曲部１２を備えた本実施形態の内視鏡１においては、体腔内において先端硬質部１１を任意の方向に指向させるために、湾曲部１２に対する湾曲操作と、挿入部２に対する軸周りの回転操作と、を組み合わせることとなるが、このような回転操作にも適切に対応する軸周りの捩り剛性を維持しつつ、湾曲管３０の耐久性を向上することができる。

この場合において、特に応力集中が顕著な最基端及び２個目の第１，第２湾曲用スロット３３，３４の直近に位置する３個目の第１，第２湾曲用スロット３３，３４の捩り防止用タブ機構３５のみを省略することにより、湾曲管３０全体として軸周りの捩り剛性を大きく低下させることなく効率的に耐久性を向上することができる。

また、最基端及び２個目に位置する第１，第２湾曲用スロット３３，３４の端部に丸孔３８を設けることにより、軸周りの回転トルクに対する耐久性をより効果的に向上することができる。

ここで、上述の実施形態においては、最基端及び２個目に位置する第１，第２湾曲用スロット３３，３４の端部に対してのみ、丸孔３８を形成した一例について説明したが、例えば、図８に示すように、捩り防止用タブ機構３５の除去により応力の増加が見込まれる３個目の第１，第２湾曲用スロット３３，３４の端部についても、丸孔３８を設けることが可能である。

逆に、例えば、図９に示すように、捩り防止用タブ機構３５の除去による応力の増加が見込まれる３個目の第１，第２湾曲用スロット３３，３４に対してのみ、丸孔３８を設けることも可能である。

また、上述の実施形態においては、捩り抑制領域Ａ３上の第１，第２湾曲用スロット３３，３４のうち、３個目に位置する第１，第２湾曲用スロット３３，３４のみ捩り防止用タブ機構３５を除去した一例について説明したが、捩り抑制領域Ａ３に要求される剛性や各スロットのピッチ等によっては、例えば、図１０に示すように、最基端から数えて４個目の第１，第２湾曲用スロット３３，３４についても捩り防止用タブ機構３５を除去することも可能である。

また、上述の実施形態においては、第１，第２の配列に関し、捩り防止用タブ機構３５を除去する対象として互いに対応する第１，第２湾曲用スロット３３，３４（例えば、３個目の第１，第２湾曲用スロット３３，３４）を設定した一例について説明したが、第１の配列と第２の配列とで、捩り防止用タブ機構３５を除去する対象を異ならせることも可能である。例えば、図１１，１２に示す例では、第１の配列に関しては３個目と４個目の捩り防止用タブ機構３５が除去され、第２の配列に関しては何れの捩り防止用タブ機構３５も除去されない構成が示されている。このように構成することにより、例えば、湾曲管３０内に挿通される内蔵物の影響等によって、各湾曲方向の剛性が異なる場合にも、軸周りの捩り剛性を的確に確保しつつ耐久性を向上することができる。

また、上述の実施形態においては、応力集中防止部を丸孔３８によって構成した一例について説明したが、例えば、図１３に示すように、湾曲管本体３１の中心軸に沿って長辺が延在する楕円孔３９で構成することも可能である。この場合、各楕円孔３９の長辺は、第１，第２湾曲用スロット３３，３４の各幅よりも広く設定されていることが望ましい。

或いは、例えば、図１４に示すように、応力集中防止部を湾曲管本体の中心軸に沿って短辺が延在する楕円孔４０で構成することも可能である。この場合、各楕円孔４０の短辺は、第１，第２湾曲用スロット３３，３４の各幅よりも広く設定されていることが望ましい。

或いは、例えば、図１５に示すように、応力集中防止部を複数の円弧等の組合せからなる孔部４１によって構成することも可能である。この場合、各孔部４１の幅は、第１，第２湾曲用スロット３３，３４の各幅よりも広く設定されていることが望ましい。

なお、本発明は、以上説明した各実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲内である。また、例えば、上述の実施形態及び各変形例の構成を適宜組み合わせてもよいことは勿論である。

本出願は、２０１４年２月１８日に日本国に出願された特願２０１４−２８９３３号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の内容は、本願明細書、請求の範囲、および図面に引用されたものである。

Claims

超弾性合金からなる円筒状の湾曲管本体と、前記湾曲管本体の長手軸方向に沿って設定間隔毎に配列されて前記湾曲管本体の周方向にそれぞれ延在する複数の湾曲用スロットと、前記湾曲管本体の基端から先端側の所定位置までの領域の前記各湾曲用スロットの中途にそれぞれ形成した捩り防止用タブ機構と、を備え、前記湾曲用スロットによって前記湾曲管本体の湾曲を許容する内視鏡用湾曲管において、
前記湾曲管本体の長手方向に沿って同列に配列された前記各湾曲用スロットのうち、当該配列の基端側に位置する前記湾曲用スロットであって、且つ、最基端に位置する前記湾曲用スロットを除く少なくとも何れか１つの前記湾曲用スロットは前記捩り防止用タブ機構を有さず、
前記各湾曲用スロットは、前記湾曲管本体の一方の湾曲方向に沿う第１の配列と、前記湾曲管本体の他方の湾曲方向に沿う第２の配列と、を有し、
前記第１の配列と前記第２の配列とで、前記捩り防止用タブ機構を有しない前記湾曲用スロットが異なることを特徴とする内視鏡用湾曲管。
前記第１の配列と前記第２の配列とのうち少なくとも一方の配列において、前記各湾曲用スロットのうち、当該一方の配列の最基端に位置する前記湾曲用スロットから数えて３個目のスロットが前記捩り防止用タブ機構を有しないことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用湾曲管。
前記捩れ防止用タブ機構を有しない前記湾曲用スロットよりも基端側に位置する前記湾曲用スロットの端部に、応力集中防止部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用湾曲管。
前記捩れ防止用タブ機構を有しない前記湾曲用スロットの端部に、応力集中防止部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用湾曲管。
前記応力集中防止部は、前記湾曲用スロットの幅よりも直径が大きい丸孔であることを特徴とする請求項３に記載の内視鏡用湾曲管。
前記応力集中防止部は、前記湾曲用スロットの幅よりも幅広な孔部であることを特徴とする請求項３に記載の内視鏡用湾曲管。
請求項１に記載の内視鏡用湾曲管を備えたことを特徴とする内視鏡。