JP6845826B2

JP6845826B2 - 内視鏡

Info

Publication number: JP6845826B2
Application number: JP2018080109A
Authority: JP
Inventors: 雅弘小松
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2018-04-18
Filing date: 2018-04-18
Publication date: 2021-03-24
Anticipated expiration: 2038-04-18
Also published as: JP2019187516A; WO2019203293A1

Description

本発明は、内視鏡に関する。

一般に内視鏡は、制御ユニットに接続されるコネクタ部と、コネクタ部から延びて操作部に至る順番に折れ止め部と屈曲部とを備え、操作部から延びて第２の折れ止め部を経て被険部位に挿入される挿入部を備え、挿入部は、手許操作部側から順に、可撓性のある可撓管、遠隔操作により屈曲する湾曲管、及び先端硬性部を備えている。
内視鏡によれば、振り操作の代わりに操作部に対して挿入部を回転させることによって、操作性が向上し、手技時間が短縮され、術者の負担および患者の負担が大幅に軽減される（例えば、先行文献１，２参照）。

特開２０１５−９３０５２号公報特開２００６−２５４９７２号公報

内視鏡の可撓管(プロセッサに近い側)、特に折れ止め部(押さえゴム部)先端側は、操作者の操作により、回転する。可撓管は曲がりテンションのかかった状態になる。
可撓管の折れ曲がりが頻繁になると、先端部にあるセンサ（固体撮像素子；ＣＭＯＳ、ＣＣＤなど)の映像信号伝送やセンサや先端に設けられる光源（照明部，ＬＥＤ等）等の駆動電力を送信する信号線（挿入部から制御ユニットまで延びる有線ケーブル）に影響する。
本発明は、可撓管の折れ曲がりによるセンサの映像信号伝送やセンサや光源等の駆動電力等を送信する信号線への影響を低減することを目的とする。

本発明の一観点によれば、電源を備えたコントローラに接続されるコネクタ部と、前記コネクタ部に接続される操作部と、被険部位に挿入される挿入部とを有し、前記コネクタ部の前記操作部側に前記コネクタ部から順番に折れ止め部と、屈曲部とが設けられている内視鏡であって、前記折れ止め部と前記屈曲部とを回転可能とする回転機構を有し、前記コネクタ部内に設けられた第１の基板には前記電源からの電力を伝送する前記第１の無線給電用デバイスが設けられ、前記屈曲部内に設けられた第２の基板には、前記第１の無線給電用デバイスから無線により伝送された電力を受け取る第２の無線給電用デバイスが設けられ、前記第２の無線給電用デバイスからの電力が前記挿入部に設けられたセンサに供給される内視鏡が提供される。

前記第１の無線給電用デバイスは、第１のコイルに接続され、前記第２の無線給電用デバイスは、第２のコイルに接続され、前記第１のコイルと前記第２のコイルとは、回転軸方向に沿って近接して対向配置されていることが好ましい。
さらに、前記挿入部には光源が設けられ、前記第２の無線給電用デバイスからの電力が前記挿入部に設けられた前記光源に供給されることが好ましい。
前記折れ止め部には、第１の光無線デバイスが設けられ、前記屈曲部には、第２の光無線デバイスが設けられ、前記センサからのセンシング信号を光通信により伝達するようにすると良い。

前記回転機構は、回転可能角度が３６０度以上であることが好ましい。例えば、回転を停止する機構を備えていないことが好ましい。
前記折れ止め部は、弾性部材により形成されているようにすると良い。
前記センサは、固体撮像素子であっても良い。

前記第１の基板又は第２の基板の少なくともいずれか一方に、前記電源から前記センサに供給する電力を調整するレギュレータを有するようにすることが好ましい。
前記屈曲部は可撓管により形成されていることが好ましい。

本発明によれば、可撓管の折れ曲がりによる、センサの映像信号伝送やセンサや先端の光源等の駆動電力を送信する信号線への影響を低減することができる。

本発明の一実施の形態による内視鏡の概略構成例を示す図である。操作部と、その挿入部側近傍の屈曲部と、操作部から屈曲部までの間に設けられている第１の折れ止め部とを含む構成における信号伝達機構の内部構成例を示す側面図である。図２に示す第１の折れ止め部とその近傍の屈曲部との間の主として機械的な一構成例を示す断面図である。図３Ａに対応する内部構成例を示す透視図である。図３Ｂに対応する図であり、図４（ａ）は回転前の透視図であり、図４（ｂ）は回転させた場合の透視図である。本発明の一実施の形態における内視鏡の一構成例を示す機能ブロック図である。

以下に、本発明の実施の形態による内視鏡について図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本実施の形態による内視鏡の概略構成例を示す図である。
図１に示すように、内視鏡Ａは、操作者が把持する把持操作部１５と、この把持操作部１５から延出する挿入部１２とを有している。内視鏡Ａにビデオプロセッサ１を接続して内視鏡システムとして機能させることができる。

把持操作部１５からはユニバーサルチューブ（ユニバーサルコード）１６が延出されており、このユニバーサルチューブ１６の先端にはコネクタ部５が設けられている。さらに、内視鏡Ａの先端側から、センサ６１・ＬＥＤなどの光源６３を備える挿入部１２、把持操作部１５、ユニバーサルチューブ１６、コネクタ部５が配置されている。コネクタ部５のコネクタ端子５ａが電源３を有するビデオプロセッサ１のコネクタ端子（図示せず）に接続されると、センサ６１・光源６３は、ビデオプロセッサ１に内蔵された電源３と接続される。尚、光源６３は把持操作部１５に設けても良い。

そして、ビデオプロセッサ１に内蔵された電源３から供給される電力が、内視鏡Ａの挿入部１２の光源６３の前端面に設けられた照明用レンズ（図示せず）に供給され、照明用レンズによって所定の配光で外方に出射される。センサ６１で得られた被写体の画像信号は、ビデオプロセッサ１に伝送される。

図２は、コネクタ部５と、その挿入部１２側の近傍の屈曲部１１と、コネクタ部５から屈曲部１１までの間に設けられている第１の折れ止め部７とを含む構成における無線での電力伝達機構と無線での信号伝達機構の内部構成例Ｂを示す側面図である。
図２等に示すように、コネクタ部５内には、第１の基板２１が配置されている。第１の基板２１には、電源３から供給される電力を伝送する第１の無線給電用デバイス２３が設けられている。コネクタ部５に続く第１の折れ止め部７には、第１の無線給電用コイルＣ１と、光無線デバイス３１とが配置されている。第１の無線給電用デバイス２３と第１の無線給電用コイルＣ１との間には、配線Ｌ２、Ｌ３が設けられている。

一方、第１の折れ止め部７と対向する位置に配置される屈曲部１１内には、第２の基板４１が配置されている。第２の基板４１上には、第２の無線給電用コイルＣ２と、光無線デバイス３３と、第１の無線給電用デバイス２３から伝送された電力を受け取る第２の無線給電用デバイス４３が設けられている。第２の無線給電用デバイス４３と第２の無線給電用コイルＣ２との間には、配線Ｌ４、Ｌ５が設けられている。
第１の無線給電用コイルＣ１と第２の無線給電用コイルＣ２とは、ある距離だけ離れて（近接して）対向配置されている。第２の無線給電用デバイス４３は、配線を介してセンサ６１，光源６３に接続される。

以上のような無線電力伝達機構を設けることで、センサ６１，光源６３の駆動電力は、屈曲部１１と第１の折れ止め部７との間において、送信側と受信側とを分離した無線給電用コイルにより伝送することが出来る。これにより、ユニバーサルチューブ（可撓管）１６に余分なテンションがかかっても、屈曲部１１と第１の折れ止め部７との間においてテンションが吸収され、最終的に必要なセンサ６１の信号や光源６３を適切に駆動させることができる。このように、センサ６１への電力、光源６３への電力の供給は、送信側と受信側とを分離した無線給電用コイルにより伝送することが出来る。
さらに、センサ６１から得られた映像信号は、屈曲部１１に設けられた送信側の光無線デバイス３３と第１の折れ止め部７に設けられた受信側の光無線デバイス３１とにより光無線により伝送することができる。このように、機械的に分離され回転する屈曲部１１と第１の折れ止め部７との間の電力や信号のやり取りを無線で行うことができる。
ビデオプロセッサ１や電源３と挿入部１２との間における連続したケーブルにより電力の供給や信号の伝達を行う必要がないため、機械的に分離された屈曲部１１と第１の折れ止め部７との間を有線ケーブルで繋げる必要が無い。

次に、本実施の形態による内視鏡の機械的構造について詳細に説明する。
図３Ａは、図２に示す第１の折れ止め部７とその近傍の屈曲部１１との間の主として機械的な一構成例を示す断面図であり、図３Ｂは、図３Ａに対応する内部構成例を示す透視図である。図４は、図３Ｂに対応する図であり、図４（ａ）は回転前の透視図であり、図４（ｂ）は回転させた場合の透視図である。
図３Ａ、図３Ｂ及び図４に示すように、コネクタ部５から把持操作部１５にかけて順番に、コネクタ部５，連結管５７、回転管５１、止め管５５が配置されている。

中空円筒状の連結管５７内に、回転管５１を挿入して、止め管５５により固定している。尚、この構成は、互いに回転可能な連結機構として一般的であるが、一般的な回転可能な連結機構では、ダボ５３を設けることで、回転規制を行っている。一方、本実施の形態では、回転規制部（ダボ５３）を設けないことで、回転規制機構を除去している。これにより、コネクタ部５と第１の折れ止め部７とを、３６０℃以上にわたって自由に相互に回転させることができる。
回転機構としては、このような例に限定されることなく、公知の回転機構を用いることができる。
尚、部材５８，５９は、管の外側に設けた被覆部である。

図５は、本実施の形態における内視鏡の一構成例を示す機能ブロック図である。図５では、第１の折れ止め部７とその近傍の屈曲部１１との間における主として電気的な構成例を示す。
図５に示すように、本実施の形態による内視鏡は、ビデオプロセッサ１に接続されるコネクタ部５と、第１の折れ止め部７と、屈曲部１１と、センサ６１とが設けられている。上述のように、第１の折れ止め部７内には第１の基板２１が設けられ、屈曲部１１内には第２の基板４１が設けられている。

ビデオプロセッサ（コントローラ）１には、例えば、電源３と映像信号処理回路（ＦＰＧＡ）８３とが設けられる。第１の折れ止め部７には、第１の基板２１が設けられる。第１の基板２１には、電源３からの電力を調整するレギュレータ２１−２と、コイルＣ１を備えた送電ＩＣ２１−１とが設けられている。さらに、光デバイス（フォトダイオード：ＰＤなど）が受光し出力した電流を電圧信号に変換するためのＴＩＡ（トランスインピーダンスアンプ）、すなわち、電流を電圧に変換する変換素子ＴＩＡ２１−４と、光デバイス２１−５（ＰＤ）が設けられている。尚、バッファ２１−３は電圧信号を一時的に保存し、ビデオプロセッサ１側にある単位ごとに伝送する。例えば、１フレーム／１フィールドごとに信号を伝送する。
屈曲部１１には、第２の基板４１が設けられている。第２の基板４１には、コイルＣ２を備えた受電ＩＣ４１−１と、受電ＩＣ４１−１からの電力を調整するレギュレータ４１−２と、が設けられ、調整された受電電力がセンサ６１に出力される。

センサ６１からの映像信号は、第２の基板４１が設けられている信号補正回路４１−３（ＥＱ）と、映像信号駆動回路４１−４（ＶＣＳＥＬドライバ）、映像信号無線送信回路４１−５（ＶＣＳＥＬ）を介して、光デバイス２１−５（ＰＤ）に送信される。
従って、電源３からの電力及びセンサ６１からの映像信号は、第１の折れ止め部７と屈曲部１１との間において、物理的な接続を持たない構成においても伝達させることができる。
従って、第１の折れ止め部７と屈曲部１１との間で３６０度以上の回転を行う機械的機構を持たせつつ、電力と映像信号とを伝達させることができる。

以上のように、本実施の形態においては、以下のように動作させることができる。
１）折れ止め部(抑えゴム部（弾性部材）)が３６０度以上回転可能な構造となる。
２）無線給電デバイスを折れ止め部内に配置し、回転位置に合わせて、送受信デバイス、コイルを配置することができる。
尚、無線給電方式は電磁誘導方式と磁気共鳴方式どちらでも良い。
３）光無線デバイスを折れ止め部内に配置し、回転させても通信デバイス面が合うように配置させる。
４）挿入部または把持操作部に光源を配置する。
５）無線給電による電力はセンサや光源の駆動電力に合わせデバイス、コイル等を変更できる。

そして、以下のような利点を提供することができる。
１）内視鏡手技において、挿入部を回転させることにより、後段可撓管に余分なテンションがかかることを回避することができる。
２）センサまたは光源等の駆動電力は、屈曲部とコネクタ部の間に配置された第１の折れ止め部で、送信側と受信側とを分離した無線給電用コイルで有線ケーブル無しに伝送することが出来る。従って、可撓管に余分なテンションがかかっても、センサまたは光源は適切に駆動できるようになる。また、センサからのセンサ信号も、屈曲部とコネクタ部の間において有線ケーブル無しに伝送することができる。従って、可撓管に余分なテンションがかかっても、センサからの信号をコントローラ側に適切に伝送することができる。
尚、同様の構成を、挿入側の第２の折れ止め部１７においても適用することができる。

上記の実施の形態において、図示されている構成等については、これらに限定されるものではなく、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
例えば、無線給電や光無線通信用の部品は、機械的に分離された両側のいずれかにそれぞれ配置すれば良く、実施の形態や図面に示された配置位置に限定するものではない。
また、本発明の各構成要素は、任意に取捨選択することができ、取捨選択した構成を具備する発明も本発明に含まれるものである。

本発明は、内視鏡に利用可能である。

Ａ内視鏡（システム）
Ｃ１，Ｃ２無線給電用コイル
１ビデオプロセッサ
３電源
５コネクタ部
５ａコネクタ端子
１２挿入部
１５把持操作部（操作部）
１６ユニバーサルチューブ
２１第１の基板
２３第１の無線給電用デバイス
３１，３３光無線デバイス
４１第２の基板
４３第２の無線給電用デバイス
５１回転管
５５止め管
５７連結管
５８，５９被覆部
６１センサ（固体撮像素子）
６３光源

Claims

電源を備えたコントローラに接続されるコネクタ部と、前記コネクタ部に接続される操作部と、被検部位に挿入される挿入部とを有し、前記コネクタ部の前記操作部側に前記コネクタ部から順番に折れ止め部と屈曲部とが設けられている内視鏡であって、
前記折れ止め部と前記屈曲部とを回転可能とする回転機構を有し、
前記コネクタ部内に設けられた第１の基板には前記電源からの電力を伝送する第１の無線給電用デバイスが設けられ、
前記屈曲部内に設けられた第２の基板には、前記第１の無線給電用デバイスから無線により伝送された電力を受け取る第２の無線給電用デバイスが設けられ、前記第２の無線給電用デバイスからの電力が前記挿入部に設けられたセンサに供給される内視鏡。
前記第１の無線給電用デバイスは、第１のコイルに接続され、
前記第２の無線給電用デバイスは、第２のコイルに接続され、
前記第１のコイルと前記第２のコイルとは、回転軸方向に沿って近接して対向配置されている請求項１に記載の内視鏡。
前記挿入部には光源が設けられ、
前記第２の無線給電用デバイスからの電力が前記挿入部に設けられた前記光源に供給される請求項１又は２に記載の内視鏡。
前記折れ止め部には、第１の光無線デバイスが設けられ、
前記屈曲部には、第２の光無線デバイスが設けられ、
前記センサからのセンシング信号を光通信により伝達する請求項１から３までのいずれか１項に記載の内視鏡。
前記回転機構は、回転可能角度が３６０度以上である請求項１から４までのいずれか１項に記載の内視鏡。
前記折れ止め部は、弾性部材により形成されている請求項１から５までのいずれか１項に記載の内視鏡。
前記センサは、固体撮像素子である請求項１から６までのいずれか１項に記載の内視鏡。
前記第１の基板又は前記第２の基板の少なくともいずれか一方に、前記電源から前記センサに供給する電力を調整するレギュレータを有する請求項１から７までのいずれか１項に記載の内視鏡。
前記屈曲部は可撓管により形成されている請求項１から８までのいずれか１項に記載の内視鏡。