JP3752328B2 - 内視鏡装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は管路内を自走して観察する医療用、工業用の内視鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の自走式内視鏡では、挿入部の湾曲部を構成する蛇腹の前後に管路内壁への係止手段としてのバルーンを設け、蛇腹の伸縮とバルーンを交互に制御することによって自走力を得ているものがあった（例えば、特開昭５１−１５６７８号公報）。この型のものでは管路の屈曲部で蛇腹が曲げられることにより、伸縮機能が停止してしまい、自走しなくなってしまうことがあった。
【０００３】
また、挿入部の軸方向の外表面に複数個の感圧センサを設けた複数の湾曲部を連ねた管路内挿入装置（例えば、特開平６−１５４１５４号公報）があり、感圧センサの信号に基づいて湾曲制御を行い管路部位の屈曲部に対して、挿入性を向上させている。
【０００４】
また、管内自走装置部と、管内を観察する内視鏡と、前記管内自走装置部の後端から後方に導出され、前記内視鏡の先端に着脱自在な牽引部材からなり、前記管内自走装置部と内視鏡との間に観察視野を確保する距離をおいて内視鏡を牽引する牽引手段とを具備した内視鏡用牽引自走装置が示されている（例えば、特開平１−２０４６４０号公報）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開昭５１−１５６７８号公報のものは、構成が複雑になり制御の方法も難しいという問題があり、また蛇腹の厚み分内視鏡が太くなり例えば小児などの小径の管腔へ適用することが難しかった。大腸等の屈曲部においては伸縮手段である蛇腹が折曲げられ、伸縮機能しなくなり前進ができないという問題点がある。
【０００６】
特開平６−１５４１５４号公報のものは、挿入性は向上するが、複数の湾曲部はそれぞれ任意の方向に湾曲できる機構を必要とするので、構造が複雑になり太径化するという問題がある。
【０００７】
また、通常の内視鏡の挿入部は、先端のＣＣＤユニットから手元側操作部まで導かれているＣＣＤケーブル、照明光を内視鏡前方の観察部位に導くファイバー（ＬＧ）、処置具を挿通するチャンネル等により構成されているので、曲げ方向の力に対する挿入部の剛性が高く、大きな曲率で曲げられ難い。そのために、特開平１−２０４６４０号公報に示すように、内視鏡の挿入部の先端側外周に前記自走装置部を設け、あるいは内視鏡の挿入方向前方に自走装置部を設けて自走させた場合、内視鏡挿入部先端が挿入管路屈曲部において生体管腔壁に突き当たってしまうので、生体管腔深部にまで挿入することが困難であった。
【０００８】
また屈曲部以外の部位でも挿入部の自重が自走装置の推進力を上回る負荷となることもあり、その場合にはそれ以上の挿入が困難となる。
この発明は、前記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、管腔の屈曲部においても挿入性が良好で、また構成が簡単で細径化を図ることができる内視鏡装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明は、前記目的を達成するために、請求項１は、直列に連結され、互いに反対方向に湾曲する複数の湾曲部を有し管腔内に挿入される挿入部と、前記複数の湾曲部の先端部と基端部に設けられ前記管腔内壁に係止する係止手段と、前記湾曲部と係止手段を駆動する駆動手段と、前記駆動手段を制御するための制御手段と、前記制御手段に指令信号を入力する入力手段とを具備したことを特徴とする内視鏡装置にある。
請求項２は、請求項１の前記係止手段は、加圧により膨張するバルーンであることを特徴とする。
請求項３は、請求項１の前記係止手段は、前記複数の湾曲部で構成されることを特徴とする。
【００１０】
直列に連結された複数の湾曲部の両端に係止手段を設けることにより、湾曲部と係止手段の動作力は圧縮空気により、湾曲と伸縮を決められた順序で行うことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の各実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１〜図５は第１の実施形態を示す。図１に内視鏡装置のシステム構成を示す。内視鏡は小腸用のものであり、内視鏡本体１は柔軟で細長い挿入部２と操作部３とからなる。挿入部２の先端には対物光学系４と照明光学系５を有し、対物光学系４の直後に設けたＣＣＤで像を捉え、信号線を通じて外部のビデオプロセッサ６を経由してＴＶモニタ７に映し出される。照明光学系５から延設される光ファイバは外部の光源装置８に接続されている。
【００１２】
また、操作部３は後述する自走部９を構成する係止手段としてのバルーン部１０、１１と湾曲部１２、１３を駆動する自走制御装置１４に接続されている。挿入部２の先端近傍には図２に示す自走部９が設けられている。自走部９は第１と第２の湾曲部１２、１３とその前後に設けたバルーン部１０、１１から構成されている。バルーン部１０、１１は圧搾空気の給排により、膨張収縮を行うもので、それぞれのバルーン部１０、１１には空気給排用のチューブ１５が接続され、チューブ１５は挿入部２内に配設されて外部の駆動手段としての自走制御装置１４に繋がっている。湾曲部１２、１３はマルチルーメンチューブ２０によって形成されている。マルチルーメンチューブ２０は、それぞれ３つの空気室１６を持ち、それぞれに空気給排用のチューブ１７が接続されて、任意の空気室１６に圧搾空気の供給を受けると、その空気室１６が膨張し、図３に示すような湾曲動作を行う。チューブ１７は外部の制御手段としての制御装置１４に接続されている。
【００１３】
次に、自走制御装置１４について図４を用いて説明する。自走制御装置１４内は、前記チューブ１５、１７がそれぞれに接続されている電磁弁１８と電磁弁１８それぞれには圧搾空気を供給するコンプレッサ１９からのエアー管路が接続されている。電磁弁１８は以下の２系統と電気的に接続されている。１つはプログラマブルコントローラ２１（以下、Ｐコントローラと略す）であり、もう１つはマニュアルコントローラ２２（以下、Ｍコントローラと略す）である。Ｐコントローラ２１は予め決められたタイミングで、それぞれの電磁弁１８を駆動させるものであり、後で述べる前進動作用、後進動作用などのタイミングがプログラムされている。
【００１４】
Ｍコントローラ２２はジョイスティック２４の操作に応じて任意の電磁弁１８を駆動させるものである。２１、２２は各種スイッチに接続されている。切り換えスイッチ２５はＰコントローラ２１とＭコントローラ２２とを切り換える。
【００１５】
Ｐコントローラ２１には更に、前進用スイッチ２６、後進用スイッチ２７、停止スイッチ２８が接続されている。
次に、図５を用いて基本的な自走動作を説明する。図５（イ）は自走部９の初期状態を示している。操作者が前進用スイッチ２７を押すと、以下の動作が行われるように電磁弁１８が駆動する。
【００１６】
（１）前側のバルーン部１０が膨張し、管壁に密着固定する。…図５（ロ）
（２）湾曲部１２、１３が互いに反対方向に湾曲する。この時、湾曲したことにより、湾曲部１２、１３より後の挿入部２は前側に引かれる。…図５（ハ）
（３）次に、後側のバルーン部１１を膨張させ、管壁に密着固定する。その後、前側のバルーン部１０を収縮させて固定を解除すると共に、湾曲部１２、１３を直線上に戻す。
【００１７】
すると、湾曲していた弛み分だけ内視鏡先端部が前方に移動することになる。…図５（ニ）
前記（１）から（３）の動作を繰り返すことで、内視鏡は小腸内を前進する。
【００１８】
後進させる場合は、動作順序が逆になる。また、前進動作に合わせて操作者が内視鏡挿入部２を手元側から送ることによって、よりスムーズに自走させることができる。
【００１９】
自走動作をさせる場面は、内視鏡が小腸近傍まで挿入された後であり、その位置までは一般的な内視鏡挿入と同様に、術者が手元側で挿入部２を送り、適当な湾曲操作と組み合わせることで行う。従って、実施形態においては、切り換えスイッチ２５を押した後、ジョイスティック２４を操作すれば、マニュアルコントローラ２２で第１湾曲部１２を操作者が任意の方向に湾曲操作しながら挿入ができる。
【００２０】
第１の実施形態では、内視鏡の前進運動のストロークは２つの湾曲部の組み合わせ動作で得られている。従来技術にあるような、蛇腹を用いた伸縮部材を必要としていないので内視鏡自体は細くできる。従って、子供などのように管腔径が小さい患者に対しても、容易に内視鏡挿入を行うことができる。また、本実施形態では、前後のバルーン部及び湾曲部の駆動は圧縮空気で行っているので、手元側の制御装置には共通のコンプレッサを接続すれば全ての駆動部分を駆動させることができ、構成が簡易になる。
【００２１】
第１の実施形態ではバルーン部１０、１１に挟まれた２つの湾曲部で前進後進のストロークを得る構成であったが、湾曲部が２つに限定されず、３つ、４つあってもよい。複数の湾曲部がある方が、一度に多くの推進ストロークを得られる。
【００２２】
図６〜図９は第２の実施形態を示し、図６に示すように、内視鏡３０は挿入部先端側から６つの湾曲部３１を有している。それぞれの湾曲部３１には湾曲用形状記憶合金アクチュエータ３３が内蔵されている（以下形状記憶合金はＳＭＡと略す）。また、内視鏡３０は外部の制御装置３２に接続されており、制御装置３２から湾曲用ＳＭＡアクチュエータ３３を操作することができる。
【００２３】
図７に湾曲部３１の構成を示す。湾曲部３１は前後のフランジ３４に挟まれたコイル３７、更にそのコイル３７の周面に配置され、両端をフランジ３４に係止しているＳＭＡコイル３６を対向配置してなる。フランジ３４には中空３５を設けてあり、この中空３５内部に内視鏡３０の構成要素であるライトガイドファイバ、ＣＣＤ信号線、チャンネルチューブ等が内蔵されている。
【００２４】
ＳＭＡコイル３６は両端を手元側のフランジ３４に固定し、先端側のフランジ３４で折り返す構造である。ＳＭＡコイル３６端部はリード線３８に接続され、リード線４８は先に説明した制御装置３２の内部にある電源３９及びスイッチ４０に接続されている。このように、対向配置しているＳＭＡコイル３６のいずれか一方を通電加熱することによって、ＳＭＡコイル３６は初期形状である縮んだ形状に戻る力を発生し、その結果、図７に示してあるように、上下方向に湾曲動作を行うことができる。図８にはＳＭＡコイル３６のブロック図を示す。ＳＭＡコイル３６にはそれぞれＳＭＡ通電回路４１が接続されており、複数のＳＭＡ通電回路４１はタイミング制御回路４２によって、その駆動タイミングを制御される。その結果、以下に示すような前進後進の動作を行うことができる。
【００２５】
次に、図９を用いて内視鏡３０の移動動作を説明する。図９（イ）は初期状態を示す。この状態ではいずれのＳＭＡアクチュエータ３３も駆動されておらず、直線状態を保っている。
【００２６】
図９（ロ）の状態では、先端側から２つの湾曲部３１がそれぞれ互い違いの方向に湾曲するよう駆動される。２つの湾曲部３１が互い違いに湾曲することによって、その湾曲部３１によって管内面に係止される。次に、図９（ハ）では、後側４つの湾曲部３１を同時に、かつ、隣合う湾曲部３１同士は互い違いの方向に湾曲するように駆動させる。すると、４つの湾曲部３１が湾曲した分だけ内視鏡３０を前方向に牽引することができる。図９（ニ）では、後側２つの湾曲部３１は湾曲させたままの状態にしておき、前側４つの湾曲部３１の湾曲を解除し、直線状態に戻す。
【００２７】
後側２つの湾曲部３１で管内面に係止してあるので、前側４つを湾曲部３１が直線状態になると、その分だけ内視鏡３０の先端は前方向に移動する。更に、後側２つの湾曲部３１の湾曲を解除すると、図９に示すように、更に前進する。図９（ホ）の状態からまた、図９（ロ）以下の動作を繰り返し行うことによって、内視鏡３０は前進運動を行える。この動作順序を逆に行うことによって、後退運動を行える。
【００２８】
第２の実施形態では、６つの湾曲部を持つ内視鏡がバルーン部材なしで、前進運動を行えることができる。従って、第１の実施形態に比べてもバルーン部分だけ更に内視鏡を細径化することができる。この結果、より苦痛の少ない内視鏡検査が行えることとなる。
【００２９】
第２の実施形態では６つの湾曲部を持ち、前後２つづつの湾曲部が管壁への係止作用を行い、中間の湾曲部２つが前進、後退のストロークを得る構成であったが、これも、それぞれ２つに限定されない。
【００３０】
図１０および図１１は第３の実施形態を示し、内視鏡挿入部４１には軸方向に複数の圧力センサ４３が設けられている。圧力センサ４３からの信号はセンサ通電・出力線４６を経由して外部のモータ制御装置５２に入力される。また、内視鏡のチャンネル５３内にはワイヤー４４が挿通され、ワイヤー４４は外部のワイヤー巻軸４８に巻かれている。
【００３１】
ワイヤー巻軸４８はモータ回転軸５０を介してモータ４９に接続されている。モータ４９はモータ制御装置５２とモータ通電ケーブル５１を介してモータ通電ケーブルコネクタ５７で接続されている。先のセンサ通電・出力線４６はセンサ通電・出力用コネクタ５６を介してモータ制御装置５２に接続されている。挿入部４１上に複数の圧力センサ４３が設けられているが、上下一対に設けられている部分を１つの節４７とし、この節が軸方向に複数分割されている。図１１（ａ）図はその節４７の拡大図である。
【００３２】
前記ワイヤー４４はある程度の剛性を持ち、ワイヤー４４が挿通されている部分の挿入部は容易に湾曲変形をしない。図１１（ｂ）は挿入部４１への圧力センサ４３の実装を示している．
挿入部４１の表面には切欠き部５４が設けられ、かつ、切欠いた肉厚方向にセンサ通電線挿入孔５５が設けられている。圧力センサ４３は、例えば、感圧導電ゴム、感圧フィルム（ＰＤＥＦ）や圧電振動子と押圧によって出力を行うセンサなら何でもよい。
【００３３】
この圧力センサ４３は先の切欠き部５４に嵌め込むようにして実装し、圧力センサ４３のセンサ通電・出力線４６はセンサ通電線挿入孔５５に挿通して実装する。
【００３４】
図１１（ｄ）はモータ制御装置５２の内部構成を示す。それぞれの圧力センサ４３からの信号はセンサ通電・出力用コネクタ５６から入力され、中継線５８を経由してＡ／Ｄ変換回路５９に入力される。
【００３５】
ここで、圧力センサ４３のアナログ信号をデジタル信号に変換し、中継線６０を経由してコントローラ６１に入力される。コントローラ６１では圧力センサ４３の出力情報に応じてモータを駆動させる信号を出力する。駆動信号は中継線６２を経由してモータ通電ケーブルコネクタ５７からモータ通電ケーブル５１を経由してモータ４９に入力される。
【００３６】
図１１（ａ）に示す状態は、内視鏡先端までワイヤー４４が挿通されており、この時、挿入部４１はほぼ直線状態にある。この内視鏡を例えば、大腸のような管腔臓器に挿入していくと、図１０に示すように、管壁４２に接触する場合がある。
【００３７】
管壁４２に挿入部最先端の圧覚センサが閾値以上の圧力で接触すると信号を発生し、その信号を受けてモータ制御装置５２ではモータ４９を回転させ、ワイヤー巻軸４８によってワイヤー４４を先端１つの節５７に対応する長さだけ巻取る。すると、最先端の節４７はワイヤー４４が抜かれた分、柔軟になり、管壁４２に沿って湾曲を行う。このようにして、次の節の圧力センサ４３が管腔４２の屈曲部で管壁４２に接触すると、その節部分のワイヤー４４が巻取られ、挿入部は柔軟になり、屈曲部を通過することができる。
【００３８】
第３の実施形態では、管腔４２に接触した挿入部が先端から順次柔軟になるため、大腸等の屈曲部を容易に通過することができるようになる。また、屈曲部までの管路に対応する部分はワイヤー４４が挿通されたままなので、手元側から術者が内視鏡を押し込む力が効率良く伝えられる。
【００３９】
図１２〜図１４は第４の実施形態を示し、内視鏡挿入部４１は第３の実施形態と同様に複数の節を持ち、それぞれの節には圧力センサ４３が対もしくは複数設けられている。
【００４０】
図１３（ａ）に節の拡大図を示す。圧力センサ４３は第３の実施形態と同様の方法で実装されている。また、挿入部４１の内部には図１４に示すワイヤー加熱ユニット６９が内蔵されている。ワイヤー加熱ユニット６９はワイヤー支持板６８を等間隔で設け、その支持板６８の間にコイル状のＳＭＡワイヤー６７を張って構成される。
【００４１】
ＳＭＡワイヤー６７は通電線６３に接続され、通電線６３は外部の通電装置６４に連結されている。一方、圧力センサ４３は第３の実施形態と同様に、センサ通電・出力線４６を経由してコントローラ６６に接続される。コントローラ６６と通電装置６４は制御用ケーブル６５で連結される。
【００４２】
コイル状のＳＭＡワイヤー６７は加熱されると、初期形状である図１３（ｃ）のような粗巻きのコイル形状に復帰する。加熱されていない時は、図１３（ｂ）に示す密巻きのコイル形状となる。
【００４３】
図１５はＳＭＡワイヤー６７と通電線７３の接続を詳細に示した図である。ＳＭＡワイヤー６７はワイヤー支持板６８に設けた導電接触部７１に電気的に接続されている。導電接触部７１はワイヤー加熱ユニット６９及びワイヤー支持板６８の表面上に設けられ、ワイヤー加熱ユニット６９内部に埋め込まれて形成された導電パターン７０に接続されている。この導電パターン７０はワイヤー加熱ユニット６９の最も後側で、通電線７３にそれぞれ接続されている。
【００４４】
したがって、ある節４７の圧力センサ４３が管壁４２に接触すると、圧力センサ４３からの信号はコントローラ６６に入力され、コントローラ６０からセンサ信号は通電装置６４に入力される。通電装置６４では押圧を受けているセンサが対応する節のＳＭＡワイヤー６７に対して加熱用電流を出力する。その結果ＳＭＡワイヤー６７は発熱する。ＳＭＡワイヤー６７が発熱すると、伸張する方向に変形し、ばね力が減るので、結果的に、先の圧覚センサが管壁との接触を検出した節は柔らかくなる。
【００４５】
図１６および図１７は第５の実施形態を示し、内視鏡には内視鏡チャンネル５３内にバルーン７２が挿通されている。また、内視鏡表面には第３、第４の実施形態と同様に、圧力センサ４３が複数設けられている。バルーン部７２はチューブ７５を介して内視鏡外部の送気手段７３に接続され、送気手段は制御装置７４から制御ケーブル７８を介して駆動制御される。また、圧力センサ４３はセンサ通電・出力線４６を介して制御装置７４に出力信号を入力する。図１７は、更に、詳細に構成を示したものである。バルーン部７２はくびれ部７７を等間隔で持ち、くびれ部７７に挟まれたバルーン部７２の部分にはチューブ７５が接合されている。
【００４６】
したがって、任意のくびれ部７７に挟まれた任意のバルーン部７２にチューブ７５を介して加圧すると、その部分が膨張し、内視鏡チャンネル５３内に充満する。すると、バルーン部７２が膨張して、内視鏡チャンネル５３が圧迫するため、バルーン部７２が膨張した部分に対応する内視鏡挿入部は硬くなる。通常、内視鏡を挿入していく時は、全てのバルーン部７２を一様に膨張させておき、ある程度の硬さを保っておく。挿入していく時に、第３、第４の実施形態と同様で、管腔壁にある圧力センサ４３が管腔壁との接触を検知すると、その圧力センサ４３に対応する節部分のバルーン部７２から気体を排出し、その部分のバルーン部７２を萎ませる。すると、圧力センサ４３が配置されている節に対応する挿入部は軟らかくなり、屈曲部を通過する。
【００４７】
図１８は第６の実施形態を示し、本実施形態は先の第５の実施形態の節を１つだけ設けたものである。大腸鏡８１は先端に湾曲部８３を持ち、それに続く節として硬度可変部８４を持つ。硬度可変部８４の後側は蛇管８５で構成される。硬度可変部８４には第５の実施形態と同様にバルーン部７２が内蔵されている。また、湾曲部８３の表面には圧力センサ４３が配置されている。
【００４８】
したがって、湾曲部８３が大腸８２の屈曲部でステッキ現象を生じた時に、続く硬度可変部８４のバルーン部７２の空気を排出し、硬度可変部を柔らかくする。すると、図１８（ｂ）に示すように、大腸屈曲部の形状に沿って内視鏡を押し込み挿入することができる。
【００４９】
図１９は第７の実施形態を示し、本実施形態はいわゆるカバー式内視鏡と呼ばれるものである。リユーススコープは半月状の断面形状をし、先端に観察光学系９２を持ち、続く湾曲部９３、それに続く硬度可変部９４、それに続く蛇管９５を持つ。
【００５０】
硬度可変部９４内には硬度可変アクチュエータ９６を有しており、これは先の第５、第６の実施形態で示したＳＭＡまたはバルーン、いずれでもよい。一方、カバー９８はリユーススコープ９１を内部に挿通できるスコープ挿通孔９９を持ち、その他に鉗子挿通孔９９ａを持つ。このカバー９８の表面には圧力センサ４３が配置されており、圧力センサ４３からの出力信号はセンサ通電・出力線４６を経由してコネクタ９９ｂを介して制御ユニット９９ｃに接続される。一方、硬度可変アクチュエータ９６は駆動ライン９７を介して制御ユニット９９ｃに接続される。なお、動作は先の第６の実施形態と同様である。
【００５１】
また、第３の実施形態以降は、圧力センサ４３と硬度可変機構とを組み合わせにより、挿入性や向上する内視鏡の実施形態を示したが、第１、第２の実施形態で示した自走型内視鏡の湾曲部の構成をそのまま硬度可変機構に採用してもよい。第１の実施形態では、マルチルーメンチューブ２０に空気室１６を３つ等間隔で設けて、それぞれの方向に湾曲する構成を示したが、３つの空気室１６を同時に加圧することによって、その部分の湾曲部１２の硬度は硬く変化する。また、加圧する空気圧を制御することによって、任意の硬度を得ることができる。
【００５２】
第２の実施形態で示したＳＭＡコイル３６による湾曲部３１では対向するＳＭＡコイル３６を同期に同量だけ通電することによって、湾曲部３１の硬度を硬くすることができる。
【００５３】
第１、第２の実施形態では、空気圧もしくはＳＭＡによる自走機構を示したが、小腸内等で自走機構を必要とせず、押し込み挿入をする場合、挿入部にある程度の硬度を持たせるため、先に述べた様に、湾曲部１２、１３もしくは第２の実施形態の湾曲部３１を硬度を硬くした状態で押し込み操作をすると、より挿入性が向上する。
【００５４】
前記実施形態によれば、次のような構成が得られる。
（付記１）直列に連結された複数の湾曲部を有し管腔内に挿入される挿入部と、前記複数の湾曲部の先端部と基端部に設けられた前記管腔内壁に係止する係止手段と、前記湾曲部と係止手段を駆動する駆動手段と、前記湾曲部と係止手段を一定の間隔で順次駆動させるように前記駆動手段を制御するための制御手段と、前記制御手段に指令信号を入力する入力手段を有することを特徴とする内視鏡装置。
【００５５】
（付記２）内視鏡挿入部の内部に入力信号に応じて可撓性が変化する硬度可変手段を設け、挿入部の表面には外部との接触圧を検出する圧覚検出手段を設け、前記圧覚検出手段により得られる検出値に応じて前記硬度可変手段を駆動制御することを特徴とする内視鏡装置。
（付記３）係止手段は、加圧により膨張するバルーンであることを特徴とする請求項１記載の内視鏡装置。
（付記４）係止手段は、それぞれ複数の湾曲部で構成されることを特徴とする請求項１記載の内視鏡装置。
（付記５）湾曲部は、加圧により湾曲力を発生する湾曲機構であることを特徴とする請求項１記載の内視鏡装置。
（付記６）湾曲部は、形状記憶合金により湾曲力を発生する湾曲機構であることを特徴とする請求項１記載の内視鏡装置。
【００５６】
（付記７）硬度可変手段は、任意に膨張する膨張部材を挿入部内に配置して構成され、膨張時に挿入部内面を圧迫して挿入部を硬くするものであることを特徴とする請求項２記載の内視鏡装置。
（付記８）膨張部材は、加圧により膨張する袋部材であることを特徴とする請求項２記載の内視鏡装置。
（付記９）硬度可変手段は、環境変化により硬度変化するケミカル材料を挿入部に封止して構成されることを特徴とする請求項２記載の内視鏡装置。
（付記１０）硬度可変手段は、形状記憶合金を挿入部内に配置して構成されることを特徴とする請求項２記載の内視鏡装置。
（付記１１）硬度可変手段は、挿入部に対してスライドする半硬質ロットで構成されることを特徴とする請求項２記載の内視鏡装置。
（付記１２）硬度可変手段は、挿入部に複数箇所設けられることを特徴とする請求項２記載の内視鏡装置。
【００５７】
付記１の構成を取ることによって、複数の湾曲部の操作で内視鏡の伸縮動作を行わせることができ、係止手段との連動動作で、前後進を行える。
付記２の構成を取ることによって、圧覚センサで管腔との接触状態を検出し、検出状態に応じて挿入部の可撓性を変化できるようになったので、挿入性が向上する。
【００５８】
図２０〜図２３は第１の開示例を示し、図２０は内視鏡装置全体の構成図である。内視鏡１０１は、観察するための観察機能付き挿入部１０２、観察部位に照明光を導く照明機能付き挿入部１０３、処置具等を挿通するためのチャンネル挿入部１０４の三つの挿入部を有する。観察機能付き挿入部１０２の先端面には対物レンズ１０５が、照明機能付き挿入部１０３の先端面には照明窓１０６が、チャンネル挿入部１０４の先端面にはチャンネルの開口部１０７が設けられている。
【００５９】
観察機能付き挿入部１０２の内部にはＣＣＤおよびケーブルが、照明機能付き挿入部１０３の内部にはライトガイドケーブルが設けられている。それらからビデオプロセッサ１０８やモニター１０９、照明光源装置１１０等へ導かれる構成は通常の内視鏡と同様である。
【００６０】
前記挿入部１０２、１０３、１０４の先端面近傍外周にはそれぞれ自走装置１１１が設けられている。自走装置１１１は、図２１に示すように、前バルーン１１２と、後バルーン１１３と、その両バルーン１１２、１１３を進退自在に連結してその中間に介装される伸縮部１１４とからなる。前バルーン１１２は挿入部１０２、１０３、１０４の外周に固定されて、後バルーン１１３は挿入部１０２とスライド自在に設けられている。
【００６１】
両バルーン１１２、１１３は内部に加圧流体を供給すると径方向に膨張し、加圧流体を排出すると収縮するようになっている。伸縮部１１４はいわゆる蛇腹状に形成され、その壁部内中空部に加圧流体を供給することにより伸長し、また、その加圧流体を排出すると収縮するようになっている。なお、両バルーン１１２、１１３および伸縮部１１４は、例えばラテックスやシリコン樹脂製である。
【００６２】
両バルーン１１２、１１３および伸縮部１１４を流体で駆動するための図示しない流体管路が挿入部１０２、１０３、１０４、内視鏡の操作部１１５、可撓性ケーブル１１６の各内部を通っており、この流体管路は加圧ポンプ１１７につながっている。内視鏡の操作部１１５には、自走を制御する自走操作スイッチ１１８、処置具挿通用チャンネルの挿通口１１９が設けられている。
【００６３】
次に、図２２に基づいて自走装置１１１の動作を説明する。
同図（ａ）に示すように、最初は前バルーン１１２と伸縮部１１４は収縮しており、後バルーン１１３は膨張してこれで管腔壁１２０をグリップしている。
【００６４】
次に、同図（ｂ）に示すように、伸縮部１１４を伸長させる。すると、前端部が前進する。
次に、同図（ｃ）に示すように、前バルーン１１２を膨張させてこれで管腔壁１２０をグリップする。
【００６５】
最後に、同図（ｄ）に示すように、後バルーン１１３を収縮させて伸縮部１１４も収縮させる。すると挿入部１０２、１０３、１０４に対して後バルーン１１３が前方にスライドする。このような手順を繰り返すことにより前記挿入部１０２、１０３、１０４は管腔深部へ前進する。
【００６６】
次に、図２３に基づいて生体内に内視鏡１０１を挿入し、生体管腔内を観察・処置する手順を説明する。
まず、同図（ａ）に示すように、観察機能付き挿入部１０２、照明機能付き挿入部１０３、チャンネル挿入部１０４をそれぞれ管腔内の観察範囲の最深部まで自走させる。なお前記挿入部１０２、１０３、１０４を自走させる順序は問わない。
【００６７】
次に、同図（ｂ）に示すように、目的部位に前記挿入部１０２、１０３、１０４が到達した後、すべての自走装置１１１の両バルーン１１２、１１３を収縮、伸縮部１１４を伸長させることにより、自走装置１１１の外径を最も細い状態にする。
【００６８】
次に、同図（ｃ）に示すように、前記挿入部１０２、１０３、１０４を選択的に生体管腔外部から引くことにより、挿入部１０２、１０３、１０４の先端面を揃え、観察・処置のしやすい状態とする。
【００６９】
その後、同図（ｄ）に示すように、３本の挿入部１０２、１０３、１０４を同時に生体管腔外部へ引きながら、管腔深部から管腔入口ヘ向かいながら観察・処置を行う。
【００７０】
なお、必ずしも前記挿入部１０２、１０３、１０４の先端面が揃っている必要はなく、使用状態に応じて例えば照明機能付き挿入部１１３の先端面が他の挿入部１０２、１０４の先端面よりも前方にあってもよい。
【００７１】
また、内視鏡１０１を使用する目的が管腔内の観察のみの場合には、観察機能付き挿入部１０２と照明機能付き挿入部１０３のみを挿入してもよい。
したがって、各々の挿入部の可撓性が小さいので曲がりくねった管腔の形状に沿って挿入部が曲がりやすく、管腔の深部まで自走でき、従来よりも確実に管腔内深部まで自走させることができるので、観察可能範囲が広がるとともに、検査時間の短縮が期待できる。
【００７２】
図２４〜図３０は第２の開示例を示す。図２４に示すように、カバー式チューブ２０１の外周部に加圧により径方向に膨張する第１のバルーン２０２および第２のバルーン２０３を、この２つのバルーン２０２，２０３の間に通常伸びていて吸引すると収縮する蛇腹２０４を設け、この蛇腹２０４の収縮の動作に対して第２のバルーン２０３も同じように動くように連結されている。この第１のバルーン２０２、第２のバルーン２０３、蛇腹２０４による自走部を前記カバー式チューブ２０１の長手方向に複数個設けられている。
【００７３】
また、カバー式チューブ２０１の内部には、複数個の貫通孔が設けられており（先端部は孔をふさがれている）、貫通孔２０５ａ、２０５ｂ、２０５ｃには図２０３のように側孔２０７ａ、２０７ｂ、２０７ｃがそれぞれ穿設され、図２７のように側孔２０７ａの部分には第１のバルーン２０２が設けられ、側孔２０７ｂの部分には蛇腹２０４が設けられ、側孔２０７ｃにはエアチューブ２０８が接続され、一端は第２のバルーン２０３へとつながれている。
【００７４】
さらに、第２のバルーン２０３は、カバー式チューブ２０１の表面を摺動できるようになっており、図２７に示すように、カバー式チューブ２０１よりも内径の大きい円筒部材２０９の外側に第２のバルーン２０３が設けられており、円筒部材２０９とカバー式チューブ２０１との隙間には、膜部材２１０がはられており、側孔２０７ｂより吸排される空気が蛇腹２０４の内部から漏れないようになっている。
【００７５】
第１のバルーン２０２はカバー式チューブ２０１に対して接着溶着等により固定され、第２のバルーン２０３は円筒部材２０９により同様に固定され、蛇腹２０４は先端部がカバー式チューブ２０１に固定され、後端部を円筒部材２０９の前方部に固定されている。そして、空気室が第１のバルーン２０２、第２のバルーン２０３、蛇腹２０４とに独立して設けられている。側孔２０７ａ、２０７ｂ、２０７ｃの部分における断面を示すのが、それぞれ図２５（ａ）（ｂ）（ｃ）である。こうして設けた貫通孔２０７による配管は、図２８に示すように貫通孔２０５ａは側孔２０７ａを介してすべての第１のバルーン２０２につながれており、貫通孔２０５ｂは側孔２０７ｂを介してすべての蛇腹２０４につながれ、貫通孔２０５ｃは側孔２０７ｃを介してすべての第２のバルーン２０３へとつながれている。
【００７６】
また、図２９に第１のバルーン２０２につながれる貫通孔２０５ａおよび側孔２０７ａを示しているが、図のように先端に行くほど側孔２０７ａの径が太くなっている。
【００７７】
これは抵抗により先端ほど流体が出にくくなるので、それを考慮して先端へ行くほど太径として、複数の自走部がすべて同じような動きとなるように工夫したものである。さらに、貫通孔２０５ａ、２０５ｂ、２０５ｃの手元側には図示しない流体制御部が接続され、貫通孔２０５ａ、２０５ｂ、２０５ｃのそれぞれに独立して流体（例えば空気）を供排できるようになっている。
【００７８】
以上のような構成の自走装置のカバー式チューブ２０１の貫通孔２０６に対してライトガイドファイバやイメージガイドファイバを挿通して観察されるものである。
【００７９】
図３０に示すように、管路内にある自走式内視鏡２００に対して手元側の流体制御部２０８を操作して、まず、第１のバルーン２０２に対して加圧して膨張されて、第１のバルーン２０２を管壁にグリップされる。…図３０（ｂ）
次に、蛇腹２０４の内部の流体を吸引して蛇腹を収縮され、第２のバルーン２０３を加圧して管壁にグリップされる。…図３０（ｃ）
さらに、第１のバルーン２０２を減圧して収縮し、バルーン２０４に対して加圧することで伸長される。…図３０（ｄ）
この動作を繰り返すことで前方へ動作させる。
【００８０】
この時、第１のバルーンのすべて、第２のバルーンのすべて、蛇腹のすべてはそれぞれ、１つの管路で接続されており、３つの管路に対して流体の供給・排出を組み合わせる動作をするだけである。
【００８１】
したがって、自走装置を長手方向に複数個設けることにより推進力の向上を図る。しかも配管の数を増やさないので太径とならない。
図３１は第３の開示例を示す。図３１で示すように柔軟であるチューブ２１１に対して第９の実施形態と同様に、第１のバルーン２１２、第２のバルーン２１３、蛇腹２１４が設けられている。第１のバルーン２１２は接着、溶着等により前記チューブ２１１に固定されており、蛇腹２１４は前方部がチューブ２１１に同じように固定されている。
【００８２】
蛇腹２１４の後方は前記チューブ２１１よりも径が大きい円筒部材２１５に固定され、この円筒部材２１５の外周部には第２のバルーン２１３が固定されている。また、円筒部材２１５とチューブ２１１との間には空気が漏れないように薄い膜部材２１６がはり付けてある。なお、図２０７では１つの自走部を示しているだけであるが、第２の開示例と同じように複数個の自走部が設けられており、すべての第１のバルーン２１２には配管２１７ａが、すべての第２のバルーン２１３には配管２１７ｂが、すべての蛇腹２１４には配管２１７ｃがそれぞれ設けられている。
【００８３】
こうした構造の自走部をスコープ等に着脱自在に設けるものである。自走部をスコープに対して着脱自在であるもので、使用の状況に応じて付けたりはずしたりする。自走部の動きは、第２の開示例と同じである。
【００８４】
したがって、第２の開示例の効果に加え、自走部が、着脱自在となるので、既在のスコープに対して使うことが可能であり、大きな膜は改良をしなくてもよい。
【００８５】
なお、第２の開示例の変形例として蛇腹２０４を通常収縮した状態で、加圧すると伸びるものを使ってもよい。他は第２の開示例と同じである。動作は、基本的には、第２の開示例と同じであるが、第１のバルーン２０２、第２のバルーン２０３、蛇腹２０４への加圧の順番が異なるだけである。
【００８６】
まず、第２のバルーン２０３を加圧膨張、蛇腹２０４を加圧伸長、第１のバルーン２０２を加圧膨張、第２のバルーン２０３を減圧収縮、蛇腹２０４を減圧収縮の動作を繰り返し行なう。したがって、第２の開示例と同様の効果が得られる。
【００８７】
前記実施形態によれば、次の構成が得られる。
（付記１３）内視鏡の挿入部に管内自走機構を有する内視鏡装置において、前記挿入部は複数の可撓管により構成され、その複数の前記可撓管のそれぞれに自走機構を設けたことを特徴とする内視鏡装置。
【００８８】
（付記１４）流体を供排することで伸縮する蛇腹部と、この蛇腹部の両端部に流体を供排することで径方向に膨張・収縮可能なバルーン部とからなる自走部を内視鏡の挿入部に設けられた自走式内視鏡において、
前記自走部を複数個設けるとともに、前記自走部における前側のバルーン部同士、後側のバルーン部同士、蛇腹部同士をそれぞれ同一の流体管路としたことを特徴とする自走式内視鏡。
【００８９】
（付記１５）付記１４において、各前側バルーン部、後側バルーン部、蛇腹部に通ずる前記流体管路を先端側ほど太径としたことを特徴とする内視鏡装置。
（付記１６）付記１４において、前記自走部を内視鏡挿入部が着脱自在としたことを特徴とする内視鏡装置。
【００９０】
（付記１７）付記１６において、前記複数の自走部は、１つ１つ独立して内視鏡挿入部から着脱自在としたことを特徴とする内視鏡装置。
（付記１８）付記１４において、前記自走部は、軸方向に複数個の貫通孔を有するチューブ部材からなり、前記貫通孔を前記バルーン部および蛇腹への流体を供排する流体管路としたことを特徴とする内視鏡装置。
（付記１９）付記１８において、前記チューブ部材は、シリコン、ウレタン、テフロン等からなることを特徴とする内視鏡装置。
【００９１】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、構成が簡単で細径化を図ることができ、子供などのように管腔径が小さい患者に対しても、容易に内視鏡挿入を行うことができ、管腔の屈曲部においても良好な挿入性が得られるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態を示す内視鏡装置全体の斜視図。
【図２】同実施形態の自走部を示し、（ａ）は縦断側面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図３】同実施形態のマルチルーメンチューブの断面図。
【図４】同実施形態の自走制御装置の構成図。
【図５】同実施形態の動作説明図。
【図６】この発明の第２の実施形態を示す内視鏡挿入部の側面図。
【図７】同実施形態の湾曲部の斜視図。
【図８】同実施形態のＳＭＡコイルのブロック図。
【図９】同実施形態の動作説明図。
【図１０】この発明の第３の実施形態を示す内視鏡の使用状態の斜視図。
【図１１】（ａ）は同実施形態の湾曲部の斜視図、（ｂ）は圧力センサの斜視図、（ｃ）は挿入部の横断面図、（ｄ）はモータ制御装置の構成図。
【図１２】この発明の第４の実施形態を示す内視鏡の使用状態の斜視図。
【図１３】（ａ）は同実施形態の湾曲部の斜視図、（ｂ）（ｃ）はＳＭＡワイヤーの斜視図。
【図１４】同実施形態のワイヤー加熱ユニットの斜視図。
【図１５】同実施形態のＳＭＡワイヤーと通電線との接続状態を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図。
【図１６】この発明の第５の実施形態を示し、（ａ）（ｂ）は内視鏡の湾曲部の斜視図。
【図１７】この発明の第６の実施形態を示す内視鏡チャンネルの構成図。
【図１８】同実施形態の動作説明図。
【図１９】この発明の第７の実施形態を示し、リューススコープの斜視図。
【図２０】第１の開示例を示す内視鏡装置全体の構成図。
【図２１】同開示例の自走装置の斜視図。
【図２２】同開示例の動作説明図。
【図２３】同開示例の動作説明図。
【図２４】第２の開示例の内視鏡の先端部の斜視図。
【図２５】同開示例のカバー式チューブの横断面図。
【図２６】同開示例のカバー式チューブの斜視図。
【図２７】同開示例のバルーンの縦断側面図。
【図２８】同開示例の内視鏡の先端部の縦断側面図。
【図２９】同開示例の内視鏡の先端部の一部を拡大した縦断側面図。
【図３０】同開示例の動作説明図。
【図３１】第３の開示例の内視鏡の先端部の縦断側面図。
【符号の説明】
１…内視鏡本体
２…挿入部
９…自走部
１０，１１…バルーン
１２，１３…湾曲部
１４…自走制御装置

Claims (3)

1. 直列に連結され、互いに反対方向に湾曲する複数の湾曲部を有し管腔内に挿入される挿入部と、
   前記複数の湾曲部の先端部と基端部に設けられ前記管腔内壁に係止する係止手段と、
   前記湾曲部と係止手段を駆動する駆動手段と、
   前記駆動手段を制御するための制御手段と、
   前記制御手段に指令信号を入力する入力手段と、
   を具備したことを特徴とする内視鏡装置。
2. 前記係止手段は、加圧により膨張するバルーンであることを特徴とする請求項１記載の内視鏡装置。
3. 前記係止手段は、前記複数の湾曲部で構成されることを特徴とする請求項１記載の内視鏡装置。

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