JP2009089925A - 内視鏡 - Google Patents

Abstract

【課題】先端部での信号線の断線や半田外れ等の不都合を防止する。
【解決手段】先端硬質部には、撮像センサを実装するプリント基板と、そのプリント基板に半田付けにより接続される複数の信号線とが内蔵されている。複数の信号線は、ケーブル２８に束ねられて操作部１２の内部まで這わされている。体内に挿入されない操作部１２７の内部、例えば接続部１７には、ケーブル２８に弾性を付与する弾性付与手段５０を設ける。弾性付与手段５０は、バンド５１と、複数の付勢部材５２とで構成されている。バンド５１は、ケーブル２８の外周に取り付けられる。複数の付勢部材５２は、一端がバンド５１の外周に、他端が可撓性管２３の内側に取り付けられ、ケーブル２８の伸縮に伴う応力を吸収する。
【選択図】図６

Description

本発明は、挿入部の先端にセンサを備える内視鏡に関するものである。

内視鏡は、体内に挿入される挿入部をもっている。挿入部は、先端から順に、先端硬質部、湾曲部、及び、可撓管部が設けられている。先端硬質部には、対物レンズ、照明用レンズ、鉗子出口、送気・送水口等が設けられている。先端硬質部は、硬質な樹脂材料で形成され、また、可撓管部は、操作部と湾曲部との間を細径で長尺状に繋ぐ部分であり、可撓性を有している。湾曲部は、手元の操作部に設けた操作ノブを回転操作することで上下左右方向のいずれにも湾曲する。これにより、患者への挿入性をスムーズにし、また、先端硬質部を体腔内の所望の方向に向けることができる。

挿入部の内部には、先端硬質部の照明用レンズに照明光を導くためのライトガイド、鉗子チューブ、先端硬質部の対物レンズによって結像した観察像を撮像するための撮像素子に接続される信号線を束ねた多芯ケーブル、送気・送水チューブ等の複数の内容物が遊挿され、その他に湾曲部を湾曲させるためのアングルワイヤーが挿通されている。また、超音波内視鏡においては、上記内容物等に加えて先端部に配設した超音波振動子に接続される多芯ケーブルが挿通されている。

ところで、湾曲部は、体内に挿入されて種々の形状に曲げられ、これにより挿入部の内部に遊挿された内容物は、挿入部の径方向に自由に動くとともに、挿入部の長手方向にも動く。このように挿入部の内部で内容物が動くと、特に復元力の弱い一部の内容物は元の位置に復帰できず、その結果、内容物の詰まり等が生じ、ライトガイド、多芯ケーブルなどの断線や、チューブつぶれ等の問題が発生する。

そこで、ケーブルやチューブを、弾性自在な薄肉チューブで各々被覆するとともに、複数の薄肉チューブ同士を接着することで、湾曲したときのケーブルやチューブの動きの自由度を確保しつつ、動いた場合には薄肉チューブの弾性の復元力によってケーブルやチューブを確実に元の位置に戻すようにする内視鏡が知られている（特許文献１）。

また、撮像センサから得られる撮像信号は、内視鏡に接続されるプロセッサ装置に送られる。プロセッサ装置には、映像信号処理回路が内蔵されており、映像信号処理回路は、プロセッサ装置に接続される表示部に撮像した画像を表示する。内視鏡とプロセッサ装置とは、連結ケーブルで接続されており、この連結ケーブルの長さは、患者とプロセッサ装置との距離に相当し、通常一定の長さに決められている。このため、内視鏡をプロセッサ装置に対して自由に動かせなので、内視鏡での検査や治療時に操作し辛い問題があった。そこで、連結ケーブルの一部に伸縮自在な螺旋部を設けて、連結ケーブルの長さを調整可能にしている電子内視鏡も知られている（特許文献２）。
特開平９−９４２１７号公報 特開２００３−３８４３０号公報

ところで、先端硬質部の内部に配した撮像センサ、例えばＣＣＤは、パッケージングが行われていないベアチップの形態になっており、チップ上の電極がプリント基板の電極に接続されている。このプリント基板には、挿入部を通して配される多芯ケーブルの内部にある信号線が半田付けなどにより接続されている。この信号線に、曲げや引っ張りの力が加わることで基板に対して引っ張られて断線や半田外れなどの不都合が生じることが分かった。

特許文献１及び２に記載の発明においては、内視鏡の外部又は内部の多芯ケーブルに対して、引っ張り力が繰り返し行われる応力を多少は軽減することができる。しかしながら、特許文献１に記載の内視鏡では、挿入部の内部の多芯ケーブルとチューブとを一対の薄肉チューブで連結するため、その部分の厚みが厚くなるおそれがある。また、特許文献１に記載の発明は、多芯ケーブルとチューブとが挿入部の挿入方向に相対的に移動するときに効果を発揮するが、薄肉チューブを取り付けている範囲が湾曲し難いという欠点がある。

また、特許文献２に記載の電子内視鏡は、内視鏡とプロセッサ装置との間のケーブルに対して螺旋部を設けている。この螺旋部を挿入部の内部の多芯ケーブルに形成することを考量した場合、螺旋部を形成するために挿入部が太くなるおそれがある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、挿入部の厚みを厚くしないで、挿入部の先端内部に配する信号線の断線や半田外れなどの不都合を確実に防止するようにした内視鏡を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の内視鏡では、挿入部先端に設けたセンサに繋がる複数の信号線を束ねたケーブルに弾性を付与するための弾性付与手段を、体内に挿入されない操作部付近の内部に設けたものである。

操作部と挿入部とを接続する接続部には、挿入部の外周を形成する可撓性管が入り込んで固定されている。そこで、弾性付与手段としては、前記ケーブルの外周に取り付けられる細幅のバンドと、一端が前記バンドに接続され、他端が前記可撓性管の内壁に接続される付勢部材と、で構成するのが好適である。なお、可撓性管の内壁の代わりに、操作部の内壁に取り付けてもよい。

また、可撓性管の内部には、前記ケーブル以外に、例えばライトガイド、鉗子チューブ、ジェット噴射用チューブ、及び、送気・送水チューブ等の内容物が遊挿されている。そこで、弾性付与手段としては、前記ケーブルの外周に取り付けられる細幅の第１バンドと、前記ケーブル以外の複数の内容物のうちのいずれかの外周に取り付けられる細幅の第２バンドと、前記第１及び第２バンドを繋ぐ付勢部材と、で構成してもよい。

さらに、弾性付与手段としては、前記ケーブルの一部に形成される、弾性を有する弛み部としてもよい。これによれば、弛み部の伸張により、引っ張り力を吸収することができる。

本発明の内視鏡によれば、ケーブルに弾性力を付与する弾性付与手段を、体内に挿入されない操作部の内部に設けたから、径の太さを気にする必要なく内蔵することができる。これにより、断線や半田外れを確実に防止することができる。

電子内視鏡１０は、図１に示すように、挿入部１１、操作部１２、及び、ユニバーサルコード部１３などを備えた細長い形状になっている。挿入部１１は、管状に形成されており、先端から順に、先端硬質部１４、湾曲部１５、及び、可撓管部１６とで構成されている。この可撓管部１６が接続部１７を介して操作部１２に接続されている。ユニバーサルコード部１３は、一端が操作部１２に接続され、他端のコネクター部１８がプロセッサ装置１９、送気装置（図示せず）、及び、光源装置（図示せず）などに接続される。プロセッサ装置１９には、先端硬質部１４に内蔵する撮像センサから得られる撮像信号を画像処理したり、コンポジット信号やＲＧＢコンポーネント信号にエンコードするための映像信号処理部が設けられている。

先端硬質部１４は、硬質な樹脂材料で形成され、また、可撓管部１６は、操作部１２と湾曲部１５との間を細径で長尺状に繋ぐ部分であり、可撓性を有している。湾曲部１５は、操作部１２に設けられたアングルノブ１２ａの操作に連動して、挿入部１１内に挿設されたワイヤが押し引きされて上下左右方向に湾曲動作する。これにより、先端硬質部１４が体腔内の所望の方向に向けられ、撮像センサで撮像した観察部位を、映像信号処理回路を介して表示部２０に表示する。なお、符号２１は、処置具が挿通される鉗子口であり、鉗子口２１は、点線で示すように、挿入部１１内に配される鉗子チューブ２６に接続される。

可撓管部１６は、図２に示すように、可撓性管２３の内部に、先端硬質部１４の照明用レンズに照明光を導くためのライトガイド２４，２５、鉗子チューブ２６、送気・送水チューブ２７、多芯ケーブル２８、及び、ジェット噴射用チューブ２９等の複数本の内容物を遊挿した構成になっている。多芯ケーブル２８は、主に、映像信号処理部から撮像センサを駆動するための信号を送るとともに、撮影センサから得られる撮像信号を映像信号処理部に送るためのケーブルであり、複数の信号線を保護被膜で覆った断面形状になっている。なお、符号３０は、湾曲部１５を操作するためのアングルワイヤーであり、密着コイルパイプ３０ａの中に挿通されている。

なお、可撓性管２３は、内側より順に可撓性を保ちながら内部を保護するフレックスと呼ばれる螺管２３ａと、この螺管２３ａの上に被覆され螺管２３ａの伸張を防止するブレードと呼ばれるネット１６ｂと、このネット１６ｂ上に樹脂を被着した外層１６ｃと、の３層で構成されている。

先端硬質部１４の先端面１４ａには、図３に示すように、観察窓３１、照明窓３２,３３、ジェット噴射用噴射口３４、鉗子出口３５、送気・送水ノズル３６などが露呈して設けられている。観察窓３１には、体腔内の被観察部位の像光を取り込むための結像レンズの一部が配されている。照明窓３２，３３は、照明用レンズの一部が組み込まれており、光源装置から発する照明光をライトガイド２４，２５で導いて体腔内の被観察部位に照射する。鉗子出口３５は、鉗子チューブ２６を介して操作部１２に設けた鉗子口２１と連通されている。送気・送水ノズル３６は、操作部１２に設けた送気・送水ボタンを操作することによって観察窓３１の汚れを落とすための洗浄水やエアーを噴射する。ジェット噴射用噴射口３４は、送気装置から供給される流体、例えば空気や二酸化炭素ガスなどを被観察部位に向けて噴射する。

観察窓３１には、図４に示すように、結像レンズ３７の一部が露呈して配されている。照明窓３２，３３から発する照明光は、被観察部位を反射して観察窓３１に入射する。観察窓３１から入射する被写体光は、結像レンズ３７を通ってプリズム３８に入射してプリズム３８の内部で屈曲することで撮像センサ３９の結像面に結像する。撮像センサ３９、例えばＣＣＤは、パッケージングが行われていないベアチップの形態になっており、ワイヤボンディング、TAB（tape automated bonding）、フリップチップなど方法によりチップ上の電極がプリント基板４０の電極に接続されている。このプリント基板４０も先端硬質部１４の内部で固定されている。

このプリント基板４０には、図５にも詳しく説明するように、多芯ケーブル２８の後端から露呈される複数の信号線４２がプリント基板４０の端子４３に半田付けなどにより接続されている。信号線４２は、導体の周りに絶縁体で覆った絶縁電線となっている。多芯ケーブル２８は、プリント基板４０の手前で保護被膜が除去され、複数の信号線４２を露呈している。端子４３には、信号線４２のうちの絶縁体を剥がした導体が接続される。そして、可撓管部１６が曲げられたり、湾曲部１５が湾曲動作したりすると、多芯ケーブル２８の根元が操作部１２の内部で固定されているので、多芯ケーブル２８が操作部１２に向けて引っ張れられ、これに伴って信号線４２もプリント基板４０に対して引っ張られる。

操作部１２の先端になっている接続部１７は、体内に挿入されない範囲であり、図６及び図７に示すように、先端硬質部１４に向けて太さが漸減した形状になっており、また、内部では、操作部１２の外壁を構成する操作部ハウジング４４の先端と折れ止めゴム４１により可撓管部１７の根元を固定している。そして、操作部ハウジング４４の内部には、多芯ケーブル２８の根元を固定する固定部４６が配されている。この接続部１７の内部で、かつ固定部４６よりも先端硬質部１４寄りに、複数の信号線を束ねた多芯ケーブル２８に弾性力を持たせる弾性付与手段５０を設けて、挿入部１１の先端内部の信号線の断線及び半田外れ等の不都合を防止するようにしている。

［実施形態１］
弾性付与手段５０は、弾性を有する材料リング状に形成されているバンド（弾性体）５１と、複数の付勢部材５２とで構成されている。バンド５１は、多芯ケーブル２８の外周に固定されている。各付勢部材５２は、一端がバンド５１の外周に、他端は、前記一端に対して挿入方向のうちの固定部４６方向にズレた可撓性管２３の内壁にそれぞれ取り付けられている。各付勢部材５２は、挿入方向でズラした取付け位置（図６に示す取付け位置）が、元に戻る平衡位置になるように可撓性管２３とバンド５１とを伸縮自在に繋いでいる。そして、多芯ケーブル２８には、バンド５１と固定部４６との間に、波状に遊挿した弛み部５３が設けられている。なお、バンド５１としては、リング状の弾性体以外に、周知のものを用いてもよい。

これによれば、多芯ケーブル２８が先端硬質部１４に向けて引っ張られても、バンド５１が付勢部材５２の伸張により先端硬質部１４に向けて移動するため、先端硬質部１４の内部の信号線に引っ張り力を与えることはない。さらに、バンド５１よりも操作部１２寄りに弛み部５３を設けているので、その余長分の伸びにより先端硬質部１４の内部の信号線への応力を低く抑えることができる。そして、応力が解除されると、付勢部材５２の付勢により多芯ケーブル２８が元の位置に戻り、再び弛み部５３が形成される。バンド５１を用いることで、従来技術で説明した薄肉のチューブに比べて、多芯ケーブル２８への挿入方向に沿った取付け幅が短いので、応力に対する追従動作もより柔軟に対応することができる。なお、付勢部材５２自身が挿入方向に伸縮するため、前記弛み部５３を省略してもよい。

なお、付勢部材５２としては、２つ以上であればいくつでもよい。また、付勢部材５２の取り付け位置としては、周方向の等分割位置が好適である。また、付勢部材５２としては、一端と他端とを挿入方向にズラして取り付けているが、ずらさなくてもよい。さらに、付勢部材５２の他端は、可撓性管２３のうちの螺旋管、又は網状管、あるいは外皮のうちのいずれにも取り付けることができる。螺旋管、又は網状管には、隙間があるので、隙間を通して内部に取り付けることができる。また、付勢部材５２の他端を、操作部ハウジング４４の内壁に取り付けてもよい。

［実施形態２］
可撓管部１６の曲がりや湾曲部１５の湾曲動作により生じる引っ張り力は、挿入方向だけに作用することはなく、例えば曲げにより内外長差によっても生じるので、他の方向にも働く。また、多芯ケーブル２８だけでなく、他の内容物２４〜２７も一緒に動く。そこで、多芯ケーブル２８と他の内容物２４〜２７とを弾性付与手段５０で繋げてもよい。

実施形態２の弾性付与手段５０としては、例えば、図８及び図９に示すように、第１バンド６０、第２バンド６１、及び、これらを繋ぐ付勢部材６２とで構成されている。第１及び第２バンド６０，６１は、弾性を有する材料で細幅のリング状に形成されており、第１バンド６０は多芯ケーブル２８の外周に、第２バンド６１は鉗子チューブ２６の外周に取り付けられている。第２バンド６１は、第１バンド６０に対して挿入方向の先端硬質部１４寄りにズレた位置に取り付けられている。付勢部材６２は、挿入方向でズラした取付け位置（図８に示す取付け位置）が、元に戻る平衡位置になるように第１及び第２バンド６０，６１とを繋いでいる。この付勢部材６２は、挿入方向及び径方向のいずれの方向にも伸縮自在になっている。なお、符号６５は、接続部１７の内部で鉗子チューブ２６を支持する支持部材である。また、第２バンド６１を取り付ける内容物としては、鉗子チューブ２６以外に、ライトガイド２４，２５、送気・送水チューブ２７、及び、ジェット噴射用チューブ２９のうちのいずれかでもよい。

［実施形態３］
また、弾性付与手段としては、バンド５１，６０，６１や付勢部材５２，６２を省略し、例えば、図１０及び図１１に示すように、多芯ケーブル２８の一部に、凸を外周に向けた湾曲部７０や波状部７１を連ねて形成した、弾性を有する弛み部７２のみを設けるようにしてもよい。

上記各実施形態では、折れ止めゴム４１と操作部ハウジング４４との内壁で固定された範囲の可撓性管２３を断面直線状の管にしているが、この範囲の内部には、弾性付与手段５０等を配置するため、操作部１２側が大径で先端硬質部１４側が細径となる断面テーパ状の可撓性管２３にしてもよい。

また、上記各実施形態では、電子内視鏡１０として説明しているが、超音波内視鏡にも本発明を採用することができる。

電子内視鏡の使用状態を示す説明図である。 可撓管部の内部を示す断面図である。 先端硬質部の先端を示す説明図である。 多芯ケーブルの信号線をプリント基板に接続している先端硬質部の内部を示す断面図であり、側面から視ている。 多芯ケーブルの信号線をプリント基板に接続している要部を示す説明図であり、平面から視ている。 体内に挿入されない操作部の内部の多芯ケーブルに、弾性付与手段を取り付けた第１実施形態の例を示す横断面図である。 図７で説明した弾性付与手段の要部を示す縦断面図である。 体内に挿入されない操作部の内部で多芯ケーブルと鉗子チューブとに、弾性付与手段を取り付けた第２実施形態の例を示す横断面図である。 図８で説明した弾性付与手段の要部を示す縦断面図である。 多芯ケーブルの一部に、凸を外周に向けた湾曲部を設けた例を示す説明図である。 多芯ケーブルの一部に、波状部を連ねて設けた例を示す説明図である。

符号の説明

２０ 表示部
２８ 多芯ケーブル
４０ プリント基板
４２ 信号線
５０ 弾性付与手段
５１，６０，６１ バンド
５２，６２ 付勢部材
５３，７２ 弛み部

Claims (4)

1. 体内に挿入される挿入部、及びその挿入部に接続されている操作部との内部に挿通される複数の信号線を、前記挿入部の先端内部に設けられているセンサに接続し、前記信号線を介して前記センサから得られる信号を伝送する内視鏡において、
   前記複数の信号線を束ねたケーブルに弾性力を付与するための弾性付与手段を、前記操作部の内部に設けたことを特徴とする内視鏡。
2. 前記弾性付与手段は、前記ケーブルの外周に取り付けられる細幅のバンドと、一端が前記バンドに接続され他端が前記操作部の内部に接続される付勢部材と、で構成されていることを特徴とする請求項１記載の内視鏡。
3. 前記弾性付与手段は、前記ケーブルの外周に取り付けられる細幅の第１バンドと、前記操作部の内部に遊挿されている、前記ケーブル以外の複数の内容物のうちのいずれかの外周に取り付けられる細幅の第２バンドと、前記第１及び第２バンドを繋ぐ付勢部材と、で構成されていることを特徴とする請求項１記載の内視鏡。
4. 前記弾性付与手段は、前記ケーブルの一部に形成される、弾性を有する弛み部であることを特徴とする請求項１記載の内視鏡。

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