JP6796215B2

JP6796215B2 - 内視鏡の先端部および内視鏡

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Publication number: JP6796215B2
Application number: JP2019556106A
Authority: JP
Inventors: 匡浩阿部; 松田　英二; 英二松田
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2017-11-21
Filing date: 2018-09-03
Publication date: 2020-12-02
Anticipated expiration: 2038-09-03
Also published as: JPWO2019102679A1; WO2019102679A1

Description

本発明は、内視鏡の挿入部に設けられる内視鏡の先端部および内視鏡に関する。

従来、医療用分野においては、細長の挿入部を体腔内に挿入することにより、体腔内を観察することができる内視鏡が広く用いられている。

このような内視鏡は、挿入部の先端部に斜面を設けて先細りの形状として、挿入性を向上させる技術が知られている。

例えば日本国特開２００９−２８５３０５号公報には、尿道などの細く狭い管腔内に挿入部を挿入し易くするための先細りの先端部が挿入部の先端に設けられた内視鏡が開示されている。この日本国特開２００９−２８５３０５号公報には、例えば尿道などの細く狭い管腔内に内視鏡の挿入部を挿入し易くするため細く狭い管腔内に挿入部を挿入し易くする技術が開示されている。

しかしながら、従来の内視鏡は、先端部に設けられる真円状の先端部材である先端硬質部が撮像ユニットなどの各種内蔵物に対して無駄な肉厚を有する部分があり、先端部を細径化するには限界があるという問題があった。その結果、挿入部を、さらに細径化することが困難であり、より挿入性を向上させるために細径化が望まれていた。

そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、より挿入部を細径化でき、挿入性を向上させることができる内視鏡の先端部および内視鏡を提供することを目的としている。

本発明の一態様における内視鏡の先端部は、略円筒形状の先端硬質部と、前記先端硬質部に形成され、撮像ユニットが嵌合される断面略矩形状の孔部を有する第１の嵌合孔と、前記第１の嵌合孔の前記孔部の長辺に隣接するように前記先端硬質部に形成され、処置具挿通チャンネルが接続される接続管が嵌合される第２の嵌合孔と、前記長辺に平行に前記先端硬質部の前記略円筒形状の側面の少なくとも１部に対して設けられた平面と、前記平面と連続して前記側面の周方向に形成された曲面と、前記曲面と前記略円筒形状の円周面とを繋ぐように前記側面の周方向に形成された斜面と、被覆部材が固着される段部と、を具備し、前記段部は、前記側面のうち前記平面および前記曲面を除いた前記斜面または前記円周面に形成される。

本発明の一態様における内視鏡は、略円筒形状の先端硬質部と、前記先端硬質部に形成され、撮像ユニットが嵌合される断面略矩形状の孔部を有する第１の嵌合孔と、前記第１の嵌合孔の前記孔部の長辺に隣接するように前記先端硬質部に形成され、処置具挿通チャンネルが接続される接続管が嵌合される第２の嵌合孔と、前記長辺に平行に前記先端硬質部の前記略円筒形状の側面の少なくとも１部に対して設けられた平面と、前記平面と連続して前記側面の周方向に形成された曲面と、前記曲面と前記略円筒形状の円周面とを繋ぐように前記側面の周方向に形成された斜面と、被覆部材が固着される段部と、を具備し、前記段部は、前記側面のうち前記平面および前記曲面を除いた前記斜面または前記円周面に形成される先端部が挿入部に設けられている。

本実施の形態の内視鏡の構成を示す斜視図同、内視鏡の先端部の構成を示す斜視図同、先端部の構成を示す縦断面同、先端硬質部の構成を示す斜視図同、先端硬質部を後方から見た斜視図同、先端硬質部の構成を示す横断面図同、先端部の構成を示す横断面図同、第１の変形例の先端硬質部の構成を示す横断面図同、第２の変形例の先端硬質部の構成を示す横断面図

以下に、本発明の好ましい形態について図面を参照して説明する。
なお、以下の説明に用いる図においては、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であり、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、およ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。また、以下の説明においては、図の紙面に向かって見た上下方向を構成要素の上部および下部として説明している場合がある。
図１は、内視鏡の構成を示す斜視図、図２は内視鏡の先端部の構成を示す斜視図、図３は先端部の構成を示す縦断面、図４は先端硬質部の構成を示す斜視図、図５は先端硬質部を後方から見た斜視図、図６は先端硬質部の構成を示す横断面図、図７は先端部の構成を示す横断面図である。

先ず、本実施の形態の内視鏡について以下に説明する。なお、本実施の形態では、気管支内視鏡を例示して説明しているが、以下に述べる技術は消化器系、外科系など各種内視鏡に適用できるものである。

本発明の第１の実施形態の内視鏡１は、図１に示すように、挿入部２と、操作部３と、ユニバーサルコード４と、内視鏡コネクタ５などによって主に構成されている。
挿入部２は、細長形状に形成され、先端側から順に先端部６、内視鏡湾曲部である湾曲部７および可撓管部８が連設されて形成されており、全体として柔軟性を備えている。

挿入部２の先端部６は、内部に撮像素子などを備えた撮像装置である撮像ユニットと、照明光を前方に向けて照射する照明光学系など（いずれも不図示）が内蔵されている。

なお、本発明を適用し得る内視鏡の形態としては、上述した一例（撮像ユニットなどを備えた電子内視鏡）に限定されるものではなく、それ以外の形態、例えば撮像ユニットを備えず、イメージガイドファイバーを挿入部２に配設した形態のいわゆるファイバースコープなどであってもよい。

湾曲部７は、操作部３に設けられる操作部材のうち湾曲操作を行うための湾曲レバー１３の回動操作を受けて、第１の方向および、その反対方向である第２の方向に沿った、ここでは上下（ＵＰ及びＤＯＷＮ）の２方向へと能動的に湾曲させ得るように構成されている。なお、ここでの上下（ＵＰ及びＤＯＷＮ）は、撮像ユニットによって撮像される内視鏡画像における上下方向である。

可撓管部８は、受動的に可撓自在となるように柔軟性を持たせた構成となっている。この可撓管部８の内部には、処置具挿通チャンネル用のルーメンのほか、先端部６に内蔵される撮像ユニットから延出され操作部３の内部を経てユニバーサルコード４の内部へと延設される各種の信号線が挿通されるルーメンや、外部機器である光源装置（不図示）から発せられる光を先端部６の先端面に設けられている照明窓（不図示）へと導光するライトガイド（不図示）が挿通されるルーメンが形成されている。

なお、光源については、操作部の内部に発光体（例えば発光ダイオード（ｌｉｇｈｔｅｍｉｔｔｉｎｇｄｉｏｄｅ:ＬＥＤ）など）を設けた形態であってもよい。この構成の場合は、操作部内のＬＥＤから発せられる光を先端部６の照明窓へと導光するために上記ライトガイド（不図示）が利用される。

また、これとは別の形態として、先端部６の内部、例えば照明窓の基端寄りの部位にＬＥＤなどの発光体を設ける形態としてもよい。この構成の場合、ＬＥＤから発せられる光は、直接照明窓を透過して、先端部６の前方を照明する。

即ち、この構成では可撓管部８内のライトガイド（不図示）は不要となる。その一方で、先端部６に設けたＬＥＤを発光させるための電力供給線などを、可撓管部８内のルーメンに挿通させる構成となる。

操作部３は、挿入部２の基端部に連設されており、複数の操作部材などを有して構成される構成ユニットである。この操作部３は、折れ止め部９と、把持部１０と、複数の操作部材（１３，１４など）と、処置具挿通部１１と、吸引バルブ１５などによって構成される。

折れ止め部９は、操作部３の先端部と可撓管部８の基端部との接続部分に設けられ、可撓管部８の基端部を覆うことにより、当該内視鏡１の使用時に可撓管部８が不要に急激に折れてしまうことを抑止するための保護部材である。

把持部１０は、内部に各種の構成部材を収納する筐体部である。把持部１０は、折れ止め部９に連設されている。そして、把持部１０は、内視鏡１の使用時に使用者が手に持って把持する部位である。

複数の操作部材は、把持部１０の外表面上に設けられ、内視鏡１の各種の機能を操作するための部材である。複数の操作部材としては、例えば湾曲部７の上下方向の湾曲操作を行うための湾曲レバー１３のほか、送気送水操作や吸引操作を行う操作部材、撮像ユニット３５（図３参照）、照明ユニットなどに各対応する操作を行うための操作部材１４などである。

処置具挿通部１１は、各種の処置具（不図示）を挿入する処置具挿通口（不図示）を有し、操作部３の内部で送気送水管路および吸引管路を兼ねる処置具挿通チャンネル２６（図３参照）に連通する処置具挿通路を備えた構成部である。

なお、この処置具挿通部１１には、処置具挿通口を開閉する蓋部材であって、この処置具挿通部１１に対して着脱自在（交換可能）に構成される鉗子栓１２が配設されている。また、吸引バルブ１５は、不図示の吸引装置との間で吸引管路を連結するための連結部である。

ユニバーサルコード４は、可撓性を有し、操作部３から延出する中空の管状部材である。このユニバーサルコード４は、挿入部２の先端部６から当該挿入部２の内部を挿通し操作部３の内部を経て延出される各種の信号線と、外部機器である光源装置（不図示）からのライトガイド（不図示）と、外部機器である送気送水装置（不図示）からの送気送水用チューブなどが内部に挿通されている複合ケーブルである。

内視鏡コネクタ５は、ユニバーサルコード４の先端に配設され、外部機器との接続を確保するための接続部材である。この内視鏡コネクタ５は、外部機器であるビデオプロセッサ（不図示）との間を接続する信号ケーブルを接続する電気コネクタ部１６を側面部に有している。

また、内視鏡コネクタ５は、外部機器である光源装置（不図示）との間を接続するライトガイド束や、上記各種の信号線をまとめた電気ケーブル（不図示）を接続する光源コネクタ部１７などを有して構成されている。

ここで、挿入部２の先端部分となる先端部６の構成について以下に説明する。
図２に示すように、先端部６は、直径が約４．０ｍｍ程度の先端硬質部２１が設けられている。この先端硬質部２１は、ポリサルフォンなどの硬質樹脂、ステンレスなどの金属から形成された所謂、砲弾形状を成している。

先端硬質部２１の先端面２１ａには、被写体の像光が導光する直径が約１．０ｍｍ程度の観察窓２２と、照明光を出射する、ここでは２つの照明窓２３と、が配設されている。また、先端硬質部２１には、開口部２４が形成されている。

この先端硬質部２１は、基端部分にチューブ状の被覆部材である湾曲ゴム３１が被覆され、この湾曲ゴム３１の先端部分が糸巻接着部３２により固着されている。なお、湾曲ゴム３１の内周には、金属製のパイプ２７が設けられている。

また、先端硬質部２１内には、図３に示すように、処置具挿通チャンネル２６が接続される接続管２５、撮像ケーブル３６が延設された撮像ユニット３５、図示しない照明光学系などが配設され、接着剤などに充填剤２８が充填固化されている。

なお、接続管２５は、開口部２４に連通するように先端硬質部２１に嵌着されている。即ち、開口部２４は、処置具挿通チャンネル２６の開口を構成している。この開口部２４は、開口面が先端硬質部２１の先端面２１ａに対して後方側へ向けて所定の角度に斜め形成された傾斜部２０を有している。

ここで、開口部２４が設けられた先端硬質部２１の傾斜部２０について簡単に説明する。
本実施の形態のような気管支用の内視鏡１は、気管から多岐に亘る気管支に挿入部２が挿入されるため、より細い気管支へ挿入し易いように先端硬質部２１に傾斜部２０を設けて、先端部６の形状が略砲弾形状としている。

そのため、挿入部２の先端部６は、先端硬質部２１が先端面２１ａに対して、より鋭角に傾斜した傾斜部２０を有したほうが細い気管支へ導入し易くなる。しかし、先端部６は、傾斜部２０に開口部２４が設けられているため、傾斜部２０の角度を鋭角にし過ぎると、吸引性能が著しく劣ってしまう。

そのため、本実施の形態の先端硬質部２１の傾斜部２０は、先端面２１ａから挿入部２の長手方向に直交する方向の外周部までの距離ａおよび先端面２１ａから挿入部２の長手方向に沿った深さｂの関係が設定されている。

ここでは、例えば、先端硬質部２１の外径が４．０ｍｍで、処置具挿通チャンネル２６の孔径が２ｍｍとすると、距離ａが１．２ｍｍから２．２３５ｍｍの間に設定され、深さｂが１．０ｍｍから２．０ｍｍの間に設定されている。

なお、例えば、距離ａが１．２ｍｍのときは、深さｂが１．０ｍｍ（ａの０．８３倍）から２．０ｍｍ（ａの１．６７倍）の傾斜部２０が形成され、距離ａが２．２３５ｍｍのときは、深さｂが１．０ｍｍ（ａの０．４５倍）の傾斜部２０が形成される。また、例えば、距離ａが１．８ｍｍのときは、深さｂが１．０ｍｍ（ａの０．５６倍）から１．５ｍｍ（ａの０，８３倍）の傾斜部２０が形成される。このように距離ａが長くなると、深さｂの範囲が小さくなるように傾斜部２０が設定される。

以上のように傾斜部２０は、吸引性能が著しく劣ってしまうことを防止するため、深さｂが距離ａの０．４５倍から１．６７倍の範囲に設定されるものである。
換言すると、先端硬質部２１の傾斜部２０の開口部２４は、先端硬質部２１の先端面２１ａに沿った垂直面方向の距離ａに対して、この先端面２１ａから先端面２１ａに沿った垂直面方向に直交する水平面方向の深さｂが０．４５倍から１．６７倍の範囲に設定された所定の角度を有して傾斜している。

本実施の形態の先端硬質部２１は、図４および図５に示すように、撮像ユニット３５が嵌合される内蔵物配置部である第１の嵌合孔５１と、処置具挿通チャンネル２６が接続される接続管２５が嵌合される内蔵物配置部である断面真円状の第２の嵌合孔５２と、照明光学系などが嵌合される２つの内蔵物配置部である第３の嵌合孔５３と、が形成されている。

なお、撮像ユニット３５用の第１の嵌合孔５１は、先端側がレンズユニットの形状に合わせて円柱形状の孔部となっており、基端側が撮像素子、撮像基板などによる形状に合わせて略四角柱状の孔部となっている。

そして、先端硬質部２１は、糸巻接着部３２による湾曲ゴム３１が固着される部分となる外表面の中途部分に撮像ユニット３５が配設される第１の嵌合孔５１の略矩形状の孔部の長辺に沿った平面４１が形成され、この平面部４１の両端から外周方向に沿って滑らかな曲面４１ａが形成されている。

さらに、先端硬質部２１は、曲面４１ａに連続する平面状の斜面である傾斜面４２が形成されて、この傾斜面４２と連続的に内径方向に段形成された段部としての溝部４３が周方向に形成されている。また、溝部４３の基端は、糸巻接着された湾曲ゴム３１の先端部分の抜け止め用の外向フランジ４４が形成されている。

したがって、先端硬質部２１は、図６に示すように、平面４１の両端に２つの傾斜面４２が曲面４１ａを介して連続的に形成されて、これら傾斜面４２と連続的に周方向に沿った断面円弧状の底面を有する周溝としての溝部４３が形成されている。なお、図６は、撮像ユニット３５による画像の上下左右方向に合わせた図である。

処置具挿通チャンネル２６に連通する孔部となる第２の嵌合孔５２は、撮像ユニット３５が配設される第１の嵌合孔５１の略矩形状の寸法が小さい短手方向（幅Ｗ方向）に沿って長辺側と隣接するように配置されている。即ち、第１の嵌合孔５１は、後方部分が撮像ユニット３５の撮像素子および撮像基板が設けられる略矩形状部分の断面形状に合わせて高さＨが長尺な長辺と幅Ｗが短尺な短辺を有する断面略矩形状の孔部となっている。

このように、先端硬質部２１は、外形ができるだけ小さくなるように、第１の嵌合孔５１と第２の嵌合孔５２の配置が設定されている。

以上のように構成された先端部６の先端硬質部２１は、撮像ユニット３５が配設される第１の嵌合孔５１から必要強度を有するように平面４１の両端に曲面４１ａを介して２つの傾斜面４２を滑らかに連続形成した断面異形状とすることで、従来のような一点鎖線で示す断面略真円状であった直径Ｄに対して、上下方向をより小さな径ｄ１（Ｄ＞ｄ１）、および左右方向をより小さな径ｄ２（Ｄ＞ｄ２）とすることができる。その結果、先端硬質部２１は、従来よりも小さな外形とすることができる。

これにより、先端硬質部２１に湾曲ゴム３１が被覆された先端部６の部分も、図７に示すように、従来のような一点鎖線で示す断面略真円状であった直径Ｄ１に対して、上下方向をより小さな径ｄ３（Ｄ１＞ｄ３）、および左右方向をより小さな径ｄ４（Ｄ１＞ｄ４）とすることができる。

このように、先端部６の外形をより小さくできることができ、この先端部６に連設される湾曲部７および可撓管部８も細径化することができ、挿入部２全体が細径化できる内視鏡１となる。これにより、内視鏡１は、より細径の挿入部２により挿入性が向上する。
特に、従来は先端硬質部２１に傾斜部２０を設けることで先端部の外径が大きくなりやすかったが、上述した先端硬質部２１は、傾斜部２０を設けても外径をより小さくできる。それゆえ、傾斜部２０を設けたことによる挿入性の向上に細径化による挿入性の向上が加えられ、極めて挿入性が向上する。

さらに、先端部６は、先端硬質部２１が湾曲ゴム３１を固着する糸巻接着部３２の箇所に溝部４３を有することで、湾曲ゴム３１を固着する位置が明確化でき、外向フランジ４４を有することで湾曲ゴム３１の抜けも防止することができる。

なお、先端部６は、湾曲ゴム３１が被覆される先端硬質部２１が平面４１の両端に曲面４１ａを介して２つの傾斜面４２を滑らかに連続した面とすることで、湾曲ゴム３１の密着性を確保して十分に水密保持された構成となる。

ところで、本実施の形態に示したような先端硬質部２１の開口部２４が斜め形成された所謂、砲弾形状の先端部６は、先端面２１ａが平面状のものに対して後方側にずらして、斜めに形成された部位よりも後方位置で湾曲ゴム３１を固着する糸巻接着部３２を設ける必要がある。

そのため、先端硬質部２１の内蔵物である撮像ユニット３５の撮像素子、撮像基板などが設けられる部位の外周に糸巻接着部３２が設けられる。この撮像ユニット３５における撮像素子、撮像基板などが設けられる部位は、最も太い部分であるため、先端硬質部２１を従来のように真円状とした場合、先端部６の細径化が困難であった。

これに対して、本実施の形態の先端部６では、内蔵物、ここでは撮像ユニット３５によって細径化が困難とされる先端硬質部２１の外周部位に糸巻接着部３２を設けても、撮像ユニット３５の形状に合わせて先端硬質部２１を断面異形状とすることで、細径化が可能となる。

（第１の変形例）
図８は、第１の変形例の先端硬質部の構成を示す横断面図である。
なお、図８に示すように、先端硬質部２１は、平面４１の両端に曲面４１ａを介して滑らかな連続した面として形成される２つの傾斜面４２を凸曲面としてもよい。

このように、先端部６は、先端硬質部２１の２つの傾斜面４２を凸曲面とすることで、湾曲ゴム３１との密着性が高まり、より水密保持された構成となる。

また、湾曲ゴム３１との水密性が保持できれば、先端硬質部２１の２つの傾斜面４２を凹曲面としてもよい。

（第２の変形例）
図９は、第２の変形例の先端硬質部の構成を示す横断面図である。
図９に示すように、先端硬質部２１は、処置具挿通チャンネル２６が接続される接続管２５が嵌合される第２の嵌合孔５２側も、この第２の嵌合孔５２の真円形状に沿った円弧面を有した異形状にして、外表面が滑らかな連続した傾斜面４２をさらに形成してもよい。

このように、先端硬質部２１は、処置具挿通チャンネル２６が連通する第２の嵌合孔５２の外周部も異形にすることで、さらに先端部６を細径化でき、また処置具挿通チャンネル２６の径を大きくしても先端部６の大型化を抑制することができる。その結果、先端部６の外形が大きくなることを抑制しつつも、処置具挿通チャンネル２６の寸法の自由度が向上する。

以上の実施の形態に記載した発明は、それらの形態に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、上記各形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得るものである。
例えば、各形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、述べられている課題が解決でき、述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得るものである。

本発明によれば、より挿入部を細径化でき、挿入性を向上させることができる内視鏡の先端部および内視鏡を実現できる。

本出願は、２０１７年１１月２１日に日本国に出願された特願２０１７−２２３５８８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、請求の範囲に引用されるものとする。

Claims

略円筒形状の先端硬質部と、
前記先端硬質部に形成され、撮像ユニットが嵌合される断面略矩形状の孔部を有する第１の嵌合孔と、
前記第１の嵌合孔の前記孔部の長辺に隣接するように前記先端硬質部に形成され、処置具挿通チャンネルが接続される接続管が嵌合される第２の嵌合孔と、
前記長辺に平行に前記先端硬質部の前記略円筒形状の側面の少なくとも１部に対して設けられた平面と、
前記平面と連続して前記側面の周方向に形成された曲面と、
前記曲面と前記略円筒形状の円周面とを繋ぐように前記側面の周方向に形成された斜面と、
被覆部材が固着される段部と、
を具備し、
前記段部は、前記側面のうち前記平面および前記曲面を除いた前記斜面または前記円周面に形成されることを特徴とする内視鏡の先端部。
前記段部は、前記斜面に連続して前記円周面に形成された溝を含むことを特徴とする請求項1に記載の内視鏡の先端部。
前記段部は、基端側に形成された外向フランジを有した溝部であることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡の先端部。
前記斜面は、平面状または凸曲面状であることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡の先端部。
前記先端硬質部は、前記第２の嵌合孔の開口部が先端面に対して所定の角度を有して斜めに形成されていることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡の先端部。
前記開口部は、前記先端硬質部の先端面に沿った垂直面方向の距離に対して、前記先端面から前記垂直面に直交する水平面方向の深さが０．４５倍から１．６７倍の範囲に設定された前記所定の角度を有していることを特徴とする請求項５に記載の内視鏡の先端部。
前記第２の嵌合孔は、断面円形状であり、
前記先端硬質部の前記略円筒形状の側面の少なくとも１部に対して設けられた、前記第２の嵌合孔の前記断面円形状に沿って突出した円弧面をさらに有し、
前記斜面は、さらに、前記円弧面と前記略円筒形状の円周面とを繋ぐように前記側面の周方向に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡の先端部。
請求項１に記載の内視鏡の先端部が挿入部に設けられていることを特徴とする内視鏡。