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技術 管状挿入具

出願人 東洋製罐株式会社
発明者 瀧澤寛伸
出願日 1997年3月21日 (23年8ヶ月経過) 出願番号 1997-068614
公開日 1998年9月29日 (22年1ヶ月経過) 公開番号 1998-258020
状態 特許登録済
技術分野 マイクロマシン 内視鏡 内視鏡 幾何学的な機構による創成加工
主要キーワード 湾曲条 IC化 ワイヤ挿通穴 各密閉空間 分割チューブ 通電用リード線 ワイヤ類 押圧値
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1998年9月29日)のものです。
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図面 (20)

課題

本発明は管状挿入具本体の挿入対象とする体腔壁の厚さ等の組織性状の情報を把握し、その情報に応じて湾曲部によって押圧回避の湾曲動作を行わせ、スムーズに挿入できる管状挿入具を提供することを最も主要な特徴とする。

解決手段

先端硬質部21に3つのセンサ32を配設し、3つのセンサ32の各圧電素子板35から超音波パルスを発生させ、先端硬質部21と接触している体腔壁の組織性状の情報をリアルタイム計測し、この情報を元に、体腔壁の押圧回避の湾曲動作を開始する押圧力閾値を設定して同じセンサ32の圧電素子板35で計測される実際の押圧値に応じた体腔壁の押圧回避の湾曲動作を適正に行いながら挿入部3を体腔内にスムーズに挿入するようにしたものである。

概要

背景

一般に、内視鏡等の管状挿入具には体腔内に挿入される管状挿入具の本体の先端部に湾曲変形可能な湾曲部が配設されている。さらに、管状挿入具本体内には湾曲部の駆動部材が配設され、この駆動部材によって湾曲部を湾曲操作するようになっている。

また、例えば特公昭61−37929号公報の内視鏡には管状挿入具本体における湾曲部の先端部外周面の周方向の異なる位置に複数個感圧素子が配設されている。さらに、各感圧素子は湾曲部の駆動部材の動作を制御する湾曲制御回路に接続されている。

そして、管状挿入具本体を体腔内に挿入する挿入動作中、管状挿入具本体の先端部が体腔内の壁面に接触した状態が感圧素子によって検出されるようになっている。このとき、感圧素子からの出力信号に基いて湾曲制御回路によって駆動部材の動作が制御され、管状挿入具本体の先端部が体腔内の壁面との接触を避ける方向に湾曲部を湾曲動作させるようになっている。

概要

本発明は管状挿入具本体の挿入対象とする体腔壁の厚さ等の組織性状の情報を把握し、その情報に応じて湾曲部によって押圧回避の湾曲動作を行わせ、スムーズに挿入できる管状挿入具を提供することを最も主要な特徴とする。

先端硬質部21に3つのセンサ32を配設し、3つのセンサ32の各圧電素子板35から超音波パルスを発生させ、先端硬質部21と接触している体腔壁の組織性状の情報をリアルタイム計測し、この情報を元に、体腔壁の押圧回避の湾曲動作を開始する押圧力閾値を設定して同じセンサ32の圧電素子板35で計測される実際の押圧値に応じた体腔壁の押圧回避の湾曲動作を適正に行いながら挿入部3を体腔内にスムーズに挿入するようにしたものである。

目的

本発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的は、管状挿入具本体の挿入対象とする体腔壁の厚さ等の生体組織性状の情報を把握し、その性状情報に応じて管状挿入具本体の先端の湾曲部によって押圧回避のための湾曲動作を適正に行わせることができ、体腔内にスムーズに挿入できる管状挿入具を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
2件
牽制数
3件

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請求項1

体腔内に挿入される管状挿入具の本体の先端部に湾曲部が配設されるとともに、前記管状挿入具本体内に前記湾曲部の駆動部材が配設され、前記駆動部材によって前記湾曲部を湾曲操作する管状挿入具において、前記管状挿入具本体の先端部外周面の周方向の異なる位置に配設された複数個圧電素子と、前記各圧電素子を振動させる発振回路と、前記各圧電素子の振動状態を検出する振動検出回路と、この振動検出回路からの出力情報から前記各圧電素子が接触している接触対象部位の押圧力を検出する押圧力検出回路と、前記振動検出回路からの出力情報から前記圧電素子が接触している接触対象部位の厚さあるいは硬さ等の生体組織性状を検出する組織性状検出回路と、前記押圧力検出回路によって検出された押圧力に対応して前記駆動部材を駆動する駆動手段と、前記組織性状検出回路からの出力情報に基いて前記駆動手段を制御する条件を設定する条件設定回路とを備えたことを特徴とする管状挿入具。

技術分野

0001

本発明は、例えば体腔内に挿入される挿入部の先端部に湾曲部を備えた内視鏡等の管状挿入具に関する。

背景技術

0002

一般に、内視鏡等の管状挿入具には体腔内に挿入される管状挿入具の本体の先端部に湾曲変形可能な湾曲部が配設されている。さらに、管状挿入具本体内には湾曲部の駆動部材が配設され、この駆動部材によって湾曲部を湾曲操作するようになっている。

0003

また、例えば特公昭61−37929号公報の内視鏡には管状挿入具本体における湾曲部の先端部外周面の周方向の異なる位置に複数個感圧素子が配設されている。さらに、各感圧素子は湾曲部の駆動部材の動作を制御する湾曲制御回路に接続されている。

0004

そして、管状挿入具本体を体腔内に挿入する挿入動作中、管状挿入具本体の先端部が体腔内の壁面に接触した状態が感圧素子によって検出されるようになっている。このとき、感圧素子からの出力信号に基いて湾曲制御回路によって駆動部材の動作が制御され、管状挿入具本体の先端部が体腔内の壁面との接触を避ける方向に湾曲部を湾曲動作させるようになっている。

発明が解決しようとする課題

0005

ところで、人間の大腸や血管等の体腔は、位置によって壁の厚さが異なる。ここで、体腔壁が厚い場合には、体腔内に挿入された管状挿入具の先端が体腔壁に当たっても、体腔壁は変形しにくい。そのため、そのまま続いて体腔内に押し込んでいけば管状挿入具の先端の湾曲部は体腔壁面に沿って受動的に湾曲してゆき、問題無く管状挿入具を体腔内に挿通できる。

0006

逆に、体腔壁が薄い場合には、管状挿入具の先端が体腔壁面に当たると、管状挿入具の挿入動作につれて体腔壁が伸展してしまう。そのため、管状挿入具の先端部が体腔壁に突っかかた状態で係止されてしまうので、それ以上管状挿入具を体腔内に挿通できなくなる。

0007

また、特公昭61−37929号公報の内視鏡を体腔内に挿入する場合には内視鏡の先端が体腔壁に当たった状態が感圧素子で感知されることにより、管状挿入具本体の先端部が体腔内の壁面との接触を避ける方向に湾曲部が湾曲動作されるようになっている。しかしながら、従来の特公昭61−37929号公報の内視鏡ではこの内視鏡の先端部が接触した体腔壁の厚さを格別に把握していないうえ、湾曲部が体腔壁の押圧回避のための湾曲動作を開始する際に感圧素子が感知する押圧力閾値の設定ができないので、体腔壁が薄い場合に、感圧素子が感知する押圧力が体腔壁が厚い場合に比べて小さくてもすばやく体腔壁の押圧回避のための湾曲動作を開始するという湾曲部の湾曲動作の制御を行うことができない問題がある。そのため、内視鏡の先端部が接触した体腔壁の厚さ等の性状情報に応じて押圧回避のための湾曲動作を適正に行わせることができないので、内視鏡の先端部を体腔内にスムーズに挿入できない問題がある。

0008

本発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的は、管状挿入具本体の挿入対象とする体腔壁の厚さ等の生体組織性状の情報を把握し、その性状情報に応じて管状挿入具本体の先端の湾曲部によって押圧回避のための湾曲動作を適正に行わせることができ、体腔内にスムーズに挿入できる管状挿入具を提供することにある。

課題を解決するための手段

0009

本発明は体腔内に挿入される管状挿入具の本体の先端部に湾曲部が配設されるとともに、前記管状挿入具本体内に前記湾曲部の駆動部材が配設され、前記駆動部材によって前記湾曲部を湾曲操作する管状挿入具において、前記管状挿入具本体の先端部外周面の周方向の異なる位置に配設された複数個の圧電素子と、前記各圧電素子を振動させる発振回路と、前記各圧電素子の振動状態を検出する振動検出回路と、この振動検出回路からの出力情報から前記各圧電素子が接触している接触対象部位の押圧力を検出する押圧力検出回路と、前記振動検出回路からの出力情報から前記圧電素子が接触している接触対象部位の厚さあるいは硬さ等の生体組織の性状を検出する組織性状検出回路と、前記押圧力検出回路によって検出された押圧力に対応して前記駆動部材を駆動する駆動手段と、前記組織性状検出回路からの出力情報に基いて前記駆動手段を制御する条件を設定する条件設定回路とを備えたことを特徴とする管状挿入具である。そして、管状挿入具本体の先端部外周面に配置された圧電素子から超音波パルスを発生させ、管状挿入具本体の先端部と接触している体腔壁の厚さや、硬さ等の生体組織の性状情報を計測する。さらに、その生体組織の性状情報を元に、体腔壁の押圧回避のための湾曲動作を開始する押圧力の閾値を設定し、さらに同じ圧電素子で実際の押圧値を計測し、体腔壁の押圧回避のための湾曲動作を行いながら管状挿入具本体を体腔内に挿入するようにしたものである。

発明を実施するための最良の形態

0010

以下、本発明の第1の実施の形態を図1(A),(B)〜図11を参照して説明する。図1(A)は本実施の形態の管状挿入具1とその制御装置2全体の概略構成を示すものである。

0011

本実施の形態の管状挿入具1には体腔内に挿入される細長い挿入部3と、体腔内に挿入されない手元側の体外配置部4とが設けられている。さらに、体外配置部4には分岐部5が配設されている。この分岐部5には基端チューブ6の一端部と、配線ケーブル7の一端部とが連結されている。

0012

また、基端チューブ6の他端部には処置具挿入口金8の一端部が連結されている。この処置具挿入口金8の他端部には処置具導入口9が形成されている。さらに、本実施の形態の管状挿入具1には細径内視鏡や、処置具等を挿通するチャンネル10(図1(B)参照)が設けられている。このチャンネル10は挿入部3の先端部11に形成された先端開口部11aから挿入部3内、分岐部5内および基端チューブ6内を経て処置具挿入口金8の処置具導入口9まで連通されている。そして、処置具挿入口金8の処置具導入口9からこのチャンネル10内に挿入された細径内視鏡や、処置具等を先端部11の先端開口部11aから外部側に突出できるようになっている。

0013

また、挿入部3の先端側には湾曲可能な湾曲部12が配設されている。この湾曲部12は制御装置2によって湾曲動作が制御されるようになっている。この制御装置2は配線ケーブル7を介して分岐部5に接続されている。

0014

さらに、制御装置2には接続ケーブル13を介してジョイスティック14が接続されている。そして、このジョイスティック14の操作レバー15を所望の向きに傾動操作することにより、管状挿入具1の湾曲部12を手動で操作することができるようになっている。

0015

また、処置具挿入口金8の外周面には処置具導入口9とは別に液体を導入するためのポンプ口16が設けられている。このポンプ口16には送液チューブ17を介してポンプ18が連結されている。このポンプ18は図示しない配線によって制御装置2に接続されている。そして、この制御装置2によってポンプ18の動作が制御されるようになっている。

0016

また、図1(B)は管状挿入具1の挿入部3を示すものである。この挿入部3は先端側から基端側に向けて先端硬質部21、第1の多孔チューブ22、第2の多孔チューブ23、第3の多孔チューブ24、第4の多孔チューブ25および挿入部チューブ26が順に接続されて構成されている。そして、挿入部3の先端部11には先端硬質部21、湾曲部12には第1の多孔チューブ22がそれぞれ配設されている。さらに、挿入部3の各チューブ内には先端硬質部21から挿入部チューブ26にかけて図2(A)〜(E)に示す1本のチャンネルチューブ27が挿入されている。このチャンネルチューブ27は小径な内視鏡の挿入や、薬液を送液するために利用されるようになっている。

0017

また、先端硬質部21は図4(A),(B)に示すように断面形状が略ドーナツ型に形成されている。ここで、先端硬質部21には軸心部に配置されたメインルーメン21aと、このメインルーメン21aの周囲に60゜間隔で配置された6つのサブルーメン28とが形成されている。そして、メインルーメン21a内にチャンネルチューブ27の先端部が挿入された状態で固定されている。

0018

さらに、この先端硬質部21の外周面には図4(B)に示すように先端側に向かって先細状の傾斜面29が形成されている。この傾斜面29には図4(A)に示すように3つの凹陥状のセンサ取付け部30と、3つのワイヤ接着固定部31とが周方向に60゜間隔で交互に形成されている。ここで、3つのセンサ取付け部30と、3つのワイヤ接着固定部31とはサブルーメン28にそれぞれ連結されている。

0019

また、先端硬質部21の傾斜面29には複数、本実施の形態では3つの後述するセンサ32が周方向の異なる位置に120゜間隔で配置されている。そして、各センサ32は先端硬質部21の各センサ取付け部30に接着固定されている。

0020

また、6つのサブルーメン28には3つのセンサ32の配線33と、湾曲部12の湾曲操作用極細の3つのアングルワイヤ34とが交互に挿通されている。そして、各アングルワイヤ34の先端部は先端硬質部21のワイヤ接着固定部31に接着固定されている。

0021

また、センサ32には図5(A),(C)に示すように正方形圧電素子板35が設けられている。この圧電素子板35の表面および裏面には図5(B)に示すように電極36,37が設けられている。

0022

ここで、圧電素子板35の表面側の第1の電極36は円形状に形成され、圧電素子板35の中心位置に配置されている。さらに、この第1の電極36の上にはその電極36と同径で半球状のチタン等の軽量硬質な材料でできた受圧部38が接着固定されている。なお、受圧部38の接着にはドータイトや、銀ペースト等の金属接着剤が用いられている。

0023

また、圧電素子板35の裏面側の第2の電極37は表面側の第1の電極36と同形状(円形状)に形成されている。そして、この第2の電極37は図5(C)に示すように圧電素子板35の裏面中心部に配置されている。

0024

また、圧電素子板35の裏面側には対角線上の両端部に配線接続部39,40が形成されている。ここで、表面側の第1の電極36は圧電素子板35の表面側から角部側面を経て裏面側に折り返されている導電部材41を介して一方の配線接続部39に接続されている。さらに、裏面側の第2の電極37は他方の配線接続部40に接続されている。

0025

また、各配線接続部39,40にはセンサ32の配線33の一端部がそれぞれはんだ付けされている。そして、各はんだ付け部42によって配線33が各配線接続部39,40に電気的に接続されている。

0026

さらに、各センサ32は図4(B)に示すようにセンサ取付け部30の凹陥部内に挿入され、各センサ32の圧電素子板35の裏面側の第2の電極37がセンサ取付け部30の凹陥部の空洞内に露出された状態で、各センサ32の辺縁部がセンサ取付け部30の凹陥部の先端開口部の周縁部位に接着されている。

0027

また、湾曲部12を構成する第1の多孔チューブ22は柔軟なポリウレタン樹脂や、シリコン樹脂で形成されている。この第1の多孔チューブ22の内部には、図2(A)に示すように軸心部に配置されたメインルーメン43aと、このメインルーメン43aの周囲に60゜間隔で配置された6つのサブルーメン44aとが形成されている。そして、メインルーメン43aは先端硬質部21のメインルーメン21aに連通され、このメインルーメン43a内にチャンネルチューブ27が挿入されている。さらに、6つのサブルーメン44aは先端硬質部21の6つのサブルーメン28に連通されている。

0028

また、第1の多孔チューブ22の外周面にはこの第1の多孔チューブ22と同じ柔軟な材質薄肉チューブ45が設けられている。この薄肉チューブ45の先端部は図4(B)に示すように先端硬質部21の基端部外周面に糸縛りと接着により固定されている。そして、先端硬質部21と第1の多孔チューブ22とのつなぎ目はこの薄肉チューブ45によって被覆されている。

0029

また、図7に示すように、第1の多孔チューブ22と、第2の多孔チューブ23との間のつなぎ目にはステンレス製薄肉パイプ状の折れ止め部材46がそのつなぎ目を覆う状態で固定されている。さらに、薄肉チューブ45の基端部は折れ止め部材46の上を乗り越える状態で第2の多孔チューブ23側に延出され、第2の多孔チューブ23の先端部外周面に糸縛りと接着により固定されている。そして、この薄肉チューブ45によって湾曲部12の湾曲性が損なわれないように第1の多孔チューブ22の外周面全体が被覆されている。

0030

また、第2の多孔チューブ23の内部は、第1の多孔チューブ22と同じように構成されている。すなわち、この第2の多孔チューブ23の内部には図2(B)に示すように軸心部に配置されたメインルーメン43bと、このメインルーメン43bの周囲に60゜間隔で配置された6つのサブルーメン44bとが形成されている。ここで、第2の多孔チューブ23のメインルーメン43bおよび6つのサブルーメン44bは第1の多孔チューブ22のメインルーメン43aおよび6つのサブルーメン44aとそれぞれ連通されている。

0031

そして、図2(A),(B)に示すように第1の多孔チューブ22の6つのサブルーメン44aおよび第2の多孔チューブ23の6つのサブルーメン44b内には先端硬質部21の3つのセンサ32の配線33と、湾曲部12の湾曲操作用の極細の3つのアングルワイヤ34とが交互に挿通されている。

0032

また、第3の多孔チューブ24および第4の多孔チューブ25は第1の多孔チューブ22よりも硬度の固いテフロンなどの同じ材質の一つの多孔チューブによって一体成形されている。そして、先端側に第3の多孔チューブ24、基端側に第4の多孔チューブ25がそれぞれ配置されている。なお、第4の多孔チューブ25は第3の多孔チューブ24と一体ではなくてもよい。

0033

また、第4の多孔チューブ25の内部には図2(D)に示すように軸心部に配置されたメインルーメン43dと、このメインルーメン43dの周囲に60゜間隔で配置された6つのサブルーメン44dと、サブルーメン44dの間に120゜間隔で配置された3つの第2のサブルーメン47dとがそれぞれ形成されている。

0034

また、第4の多孔チューブ25の各サブルーメン44d内には湾曲部12の駆動部材である形状記憶合金ワイヤ(以下SMAワイヤと称す)48がそれぞれ挿通されている。このSMAワイヤ48は加熱されることによってその長さが収縮し、逆に冷却することによって伸長して元の長さに復元する2方向性形状記憶効果を備えたものである。なお、SMAワイヤ48は1方向性のものであってもよい。さらに、SMAワイヤ48はNi−Ti合金が好適であるが、Ni−Ti−Cu合金等であってもよい。

0035

また、各SMAワイヤ48の基端部は図1(B)に示すようにそれぞれリング状のカシメ部材49を介して通電用リード線50の先端部に接続されている。さらに、カシメ部材49は第4の多孔チューブ25の基端部近傍で第4の多孔チューブ25の各サブルーメン44d内に接着固定されている。

0036

また、各SMAワイヤ48の先端部は第3の多孔チューブ24内に延出されている。この第3の多孔チューブ24は、先端側部および基端側部の部分の構造については第4の多孔チューブ25と同じである。すなわち、第3の多孔チューブ24の内部には図2(C)に示すように軸心部に配置されたメインルーメン43cと、このメインルーメン43cの周囲に60゜間隔で配置された6つのサブルーメン44cと、サブルーメン44cの間に120゜間隔で配置された3つの第2のサブルーメン47cとがそれぞれ形成されている。

0037

さらに、図1(B)および図3に示すように第3の多孔チューブ24の中央部分にはこの第3の多孔チューブ24の外周面を切り欠いた切り欠き部51が3か所に形成されている。そして、この第3の多孔チューブ24の中央部分には図2(C)に示すように断面形状が略三角形チューブ壁が形成されている。ここで、各切り欠き部51はそれぞれ第2のサブルーメン47c以外の部分に形成されている。

0038

また、第3の多孔チューブ24の外周面にはテフロンからなる熱収縮チューブ52が熱収縮によって密着されている。そして、この第3の多孔チューブ24の3つの切り欠き部51と熱収縮チューブ52との間にはワイヤ接続部移動用の3つの密閉空間53が形成されている。

0039

また、3つの密閉空間53には、先端硬質部21から第1の多孔チューブ22を経て第2の多孔チューブ23まで挿通されている3本のアングルワイヤ34の基端部がそれぞれ延出されているとともに、第4の多孔チューブ25内を挿通している6本のSMAワイヤ48の先端部も延出されている。ここで、1つの密閉空間53には1本のアングルワイヤ34と2本のSMAワイヤ48とがそれぞれ挿入されている。さらに、6つのSMAワイヤ48のうち各密閉空間53に挿入された隣り合う2本のSMAワイヤ48の先端部同士を接続することにより、略U字型のSMAワイヤ接続体54が形成されている。

0040

そして、各アングルワイヤ34の基端部はU字型のSMAワイヤ接続体54の先端接続端部に交差させた状態で折り返され、この折り返し部分がアングルワイヤ34自身にロー付け固定されてループが形成されることによってSMAワイヤ接続体54に接続されている。

0041

さらに、第1の多孔チューブ22のサブルーメン44aおよび第2の多孔チューブ23のサブルーメン44bに挿通されているセンサ32からの配線33は、第2の多孔チューブ23と第3の多孔チューブ24との接続部から第3の多孔チューブ24の第2のサブルーメン47cに挿通されたのち、第4の多孔チューブ25の第2のサブルーメン47に挿通されている。

0042

また、挿入部チューブ26の外径寸法および材質は第3および第4の多孔チューブ24,25と同じである。さらに、図2(E)に示すようにこの挿入部チューブ26とこの挿入部チューブ26の内部に挿通されているチャンネルチューブ27との間には、6本の通電用リード線50とセンサ32の配線33とが挿入されている。そして、リード線50の先端部が第4の多孔チューブ25のカシメ部材49に接続され、各SMAワイヤ48に通電することができるようになっている。さらに、通電用リード線50と配線33の基端部は、図1(A)に示すように、分岐部5から配線ケーブル7を介して制御装置2に接続されている。

0043

また、図6は本実施の形態の管状挿入具1のセンサ32およびSMAワイヤ48を駆動・制御する制御装置2内の回路構成を示すものである。すなわち、制御装置2内には発振回路55と、反射パルス検出回路(振動検出回路)56と、電圧検出回路(押圧力検出回路)57と、処理回路(組織性状検出回路)58と、制御回路(条件設定回路)59と、通電回路(駆動手段)60とが設けられている。ここで、センサ32は制御装置2内の発振回路55と、反射パルス検出回路56と、電圧検出回路57とそれぞれ接続されている。

0044

また、SMAワイヤ48は制御装置2内の通電回路60に接続されている。この通電回路60には制御装置2内の制御回路59およびジョイスティック14がそれぞれ接続されている。さらに、反射パルス検出回路56および電圧検出回路57は制御装置2内の処理回路58と接続されている。

0045

また、制御回路59には発振回路55および処理回路58がそれぞれ接続されているとともに、ポンプ18が接続されている。そして、この制御回路59によって発振回路55および処理回路58の動作が制御され、さらに、ポンプ18も制御回路59によって制御されている。なお、制御回路59は図示しないインターフェースによって、操作者命令を受け取ると同時に、図示しない出力装置によって操作者にさまざまな情報を提示するようになっている。

0046

次に、上記構成の本実施の形態の作用について説明する。まず、管状挿入具1の湾曲部12の動作を説明する。この管状挿入具1の湾曲部12を操作する場合にはジョイスティック14の操作レバー15が所望の向きに傾動操作される。このジョイスティック14の操作レバー15の操作にともない制御装置2内の制御回路59あるいはジョイスティック14から湾曲の指示が通電回路60に入力されると、通電回路60は指示されたSMAワイヤ48に指示された量だけ通電を行う。

0047

このとき、通電は配線ケーブル7およびリード線50を介して行われ、SMAワイヤ48に到達する。ここで、1つのU字型SMAワイヤ接続体54の各2本のSMAワイヤ48に通電されると、U字型SMAワイヤ接続体54は自らの電気抵抗によって発熱し、温度が上昇する。そして、U字型SMAワイヤ接続体54の温度の上昇につれ、SMAワイヤ48は長さが収縮する。このとき、SMAワイヤ48の基端部はカシメ部材49によって第4の多孔チューブ25に固定されているため、このSMAワイヤ48の収縮動作にともないSMAワイヤ48の基端部の固定部を支点としてアングルワイヤ34が手元側に牽引される。

0048

さらに、アングルワイヤ34が牽引されると、アングルワイヤ34の先端部分が固定されている先端硬質部21が後方に引っ張られる。これにより、牽引されるアングルワイヤ34の方向に湾曲部12全体が湾曲操作される。ここで、湾曲部12を構成している第1の多孔チューブ22と薄肉チューブ45がその基端側にある第2の多孔チューブ23よりも柔軟な材質でできているため、第2の多孔チューブ23は湾曲せず、湾曲部12のみが湾曲する。

0049

また、第1の多孔チューブ22と第2の多孔チューブ23とのつなぎ目に折れ止め部材46が配設されているので、第1の多孔チューブ22と第2の多孔チューブ23とのつなぎ目で湾曲部12が極端に大きく折れ曲がらないようになっている。

0050

さらに、本実施の形態の管状挿入具1の3つのU字型SMAワイヤ接続体54はそれぞれ独立して通電加熱できる。そして、3つのU字型SMAワイヤ接続体54のうちの1本、あるいは2本を通電することによって、湾曲部12はすべての方向に湾曲可能である。

0051

また、本実施の形態の管状挿入具1の挿入部3を例えば人間の体腔内に挿入させる挿入作業中の管状挿入具1の湾曲動作を図11フローチャートを参照して説明する。まず、管状挿入具1の挿入部3を例えば人間の体腔内に挿入させる挿入作業中、センサ32の受圧部38が体腔壁から反力を受けると、このセンサ32の圧電素子板35の板面に押圧力が伝達され、その押圧力による圧電効果によって電圧を生じる。すなわち、センサ32の圧電素子板35の板面に押圧力が伝達されるとこの圧電素子板35を挟んでいる表面側の第1の電極36と裏面側の第2の電極37との間に電位差が生じる。このとき、センサ32に生じた起電力は配線33を通り、制御装置2内の電圧検出回路57によって認識される。そして、この電圧検出回路57によってセンサ32の押圧状態が検出される(ステップS1)。このときのセンサ32の検出値は制御装置2内の制御回路59に伝えられ、この制御回路59によって発振回路55が駆動される。

0052

また、センサ32の圧電素子板35は上述のような圧電効果と同時に電歪効果がある。そのため、圧電素子板35の表面側の第1の電極36と裏面側の第2の電極37との間に電圧をかけると圧電素子板35の圧電素子自体が歪むという特性を持っている。これによって、発振回路55が圧電素子板35に高周波電流を流すと、圧電素子板35は高速に歪む動作を繰り返す。その結果、センサ32から超音波振動発振される(ステップS2)。

0053

また、センサ32から発振された超音波は体腔壁内を伝わる。このとき、体腔壁内の組織性状が大きく変化する境界点では超音波が反射され、センサ32まで戻ってくる。ここで、センサ32から発振される超音波をパルス状にした場合には、センサ32によって反射パルスが検知される(ステップS3)。

0054

このとき、センサ32によって検知された反射パルスの検出データは制御装置2内の反射パルス検出回路56に入力される。ここで、反射パルスの戻り時間と強度とを観測することによって、体腔壁の組織層構造が把握できる。すなわち、センサ32から発振される超音波の反射パルスを計測することによって体腔壁の厚さ等がわかる。

0055

この一連の作業では、体腔壁からの反射パルスをセンサ32の圧電素子板35が受け、このときのセンサ32からの出力信号が制御装置2内の反射パルス検出回路56によって検出されたのち、この反射パルス検出回路56からの出力信号が処理回路58に入力される。そして、この処理回路58によって体腔壁の厚さ等が計算される(ステップS4)。

0056

続いて、処理回路58からは制御回路59に体腔壁厚さ等の情報が送られる。このとき、制御回路59では湾曲開始押圧閾値が設定される(ステップS5)。この湾曲開始押圧閾値は図9特性曲線Aに示すように、例えば体腔壁の厚さに応じて決定される値である。

0057

その後、センサ32が検出した体腔壁の厚さが例えばaのときは、センサ32が同時に検出した押圧値が押圧閾値bを超えた状態かどうかが判断される(ステップS6)。ここで、センサ32が検出した押圧値が押圧閾値bを超えた状態が検出されない場合にはステップS1に戻される。

0058

また、センサ32が検出した押圧値が押圧閾値bを超えた状態が検出された場合には制御回路59が通電回路60を駆動する。このとき、通電回路60は押圧力を検出したセンサ32と反対側の位置(反対方向)に配置されているU字型SMAワイヤ接続体54に電圧をかけ、体腔壁への押圧を回避する方向に湾曲部12を湾曲させる(ステップS7)。

0059

これら一連の押圧値検出動作、超音波パルス発振動作、反射パルス検出動作は、一つのセンサ32の圧電素子板35が非常に短時間で繰り返し行うので、センサ32は常時、押圧値検知動作と体腔壁情報収集動作とを同時に行っていることになる。

0060

さらに、SMAワイヤ48の駆動も常時リアルタイムで行われるので、非常にスムーズな押圧回避湾曲動作を行いながら管状挿入具1を挿入させることが可能である。

0061

また、図9の特性曲線Aのデータは制御装置2内の図示しない記憶回路に記憶されている。そして、この制御装置2内の記憶データに基いて管状挿入具1の湾曲部12が上述したように自動的に湾曲制御できるようになっている。ここで、湾曲部12の押圧回避湾曲動作では挿入部3の先端硬質部21を体腔の中心位置まで移動させることが望ましいが、少なくとも挿入部3の先端硬質部21が体腔壁を押圧しない位置まで湾曲部12を湾曲させるだけでもよい。

0062

なお、図10の特性曲線Bに示すように、センサ32によって検出される体腔壁の硬さから湾曲開始押圧閾値を設定してもよい。すなわち、圧電振動子共振させた状態で物体に接触させると、振動の周波数や、振幅など、共振状態が変化する。この変化を計測することで対象物体の硬さを計測する研究がある。本実施の形態の管状挿入具1でも体腔壁の硬さを計測するために、発振回路55は圧電素子板35を共振させる回路で、反射パルス検出回路56は圧電素子板35の振動状態を検出する回路にする。

0063

また、図8は動作例として、人間の血管の中に管状挿入具1の挿入部3を挿入している状態を示すものである。ここで、管状挿入具1の挿入部3は図示しない人間の太腿部の動脈から挿入され、図示しない心臓へと向かう動脈61中を進んでいる。なお、動脈61は心臓に達する前に、大動脈弓62で大きく湾曲している。さらに、動脈61はこの大動脈弓62の部分でいくつかに分岐し、頭部へと向かう血管63につながっている。

0064

この大動脈弓62中に管状挿入具1の挿入部3を挿入し、進めていくとき、血管が大きく湾曲しているため管状挿入具1の先端硬質部21は図8中に実線で示すように血管壁に当たってしまう。このとき、先端硬質部21のセンサ32が押圧値を検出し、上述の一連の押圧回避湾曲動作を行う。この動作によって管状挿入具1の挿入部3は図8中に点線で示すように血管壁への押圧を回避する方向に湾曲され、これ以後はスムーズに挿入されていく。

0065

また、管状挿入具1の挿入部3が頭部へと向かう血管63との分岐部に差し掛かったときは、ジョイスティック14の操作レバー15を操作する。これにより、手動で管状挿入具1の湾曲部12を所望の方向に湾曲させ、管状挿入具1の挿入部3の挿入方向を選択できる。

0066

なお、心臓近辺大動脈は血管壁が比較的厚く夫であるが、頭部へ向かう血管63を経て脳のあたりまで行くと、血管壁は非常に薄くなる。もし、これらの条件の異なる血管内に管状挿入具1の挿入部3を挿入した際に、同じ押圧回避湾曲条件で挿入動作を進めていった場合には、明らかにスムーズな挿入ができなくなってしまうことになる。

0067

そこで、上記構成のものにあっては次の効果を奏する。すなわち、本実施の形態の管状挿入具1では体腔内への挿入作業中、挿入部3の先端部外周面に配置された3つのセンサ32の各圧電素子板35から超音波パルスを発生させ、管状挿入具1の先端硬質部21と接触している体腔壁の厚さや、硬さ等の生体組織の性状情報をリアルタイムで計測することができる。さらに、その生体組織の性状情報に基いて体腔壁の押圧回避のための湾曲動作を開始する押圧力の閾値を設定するとともに、同じセンサ32の圧電素子板35で実際の押圧値を計測し、それに応じた体腔壁の押圧回避のための湾曲動作を適正に行いながら管状挿入具1の挿入部3を体腔内にスムーズに挿入することができる。そのため、管状挿入具1の挿入部3を体腔内へ挿入する作業を安全、確実に行うことができる。

0068

また、挿入部チューブ26とチャンネルチューブ27との間には、格別にルーメンは存在しないが、挿入部チューブ26とチャンネルチューブ27との間に挿入されている6本の通電用リード線50や、センサ32の配線33は絶縁被覆されているので、問題はない。

0069

さらに、本実施の形態の管状挿入具1ではセンサ32として圧電素子板35を用いているので、管状挿入具1の挿入部3が体腔壁に接触した状態の検知と、体腔壁の厚さの検知とを行うことができる。

0070

なお、上記第1の実施の形態の管状挿入具1では1つの圧電素子板35で体腔壁情報と、押圧力とを検出する構成のセンサ32を示したが、2つの圧電素子を設け、体腔壁情報と、押圧力とをそれぞれ別個の圧電素子で検出させる構成にしてもよい。

0071

また、図12(A),(B)は第1の実施の形態の管状挿入具1の第1の変形例を示すものである。第1の実施の形態では図7に示すように、第1の多孔チューブ22と、第2の多孔チューブ23との間のつなぎ目を覆う状態で折れ止め部材46をその外側に固定した構成を示したが、本変形例は図12(A),(B)に示すように各多孔チューブ、例えば第1の多孔チューブ22と、第2の多孔チューブ23との間のつなぎ目部分の内周面とチャンネルチューブ27との間に薄肉パイプ状の折れ止め部材71を設けたものである。

0072

これによって、本変形例では第1の実施の形態の管状挿入具1に比べて管状挿入具1全体の細径化が可能である。さらに、管状挿入具1の外表面に不要な凹凸を無くすことが出来、よりスムーズな挿入が可能になる。

0073

また、図13(A),(B)は第1の実施の形態の管状挿入具1の第2の変形例を示すものである。第1の実施の形態では図7に示すようにパイプ状の折れ止め部材46を使用した構成を示したが、本変形例では図13(A),(B)に示すようなワイヤ状の折れ止め部材72を第1の多孔チューブ22と、第2の多孔チューブ23との間のつなぎ目部分の各サブルーメン73に通す構成にしたものである。

0074

ここで、本変形例の第1の多孔チューブ22と、第2の多孔チューブ23との間のつなぎ目部分には第4の多孔チューブ25と同じ位置に3つの第2のサブルーメン73を120゜間隔で設け、その3つのサブルーメン73にステンレス等の硬質の棒材である折れ止め部材72を挿入し、第1の多孔チューブ22と、第2の多孔チューブ23との間をつなげるようになっている。

0075

これによって、本変形例でも第1の変形例(図12(A),(B)参照)と同様に第1の実施の形態の管状挿入具1に比べて管状挿入具1全体の細径化が可能である。さらに、管状挿入具1の外表面に不要な凹凸を無くすことが出来、よりスムーズな挿入が可能になる。

0076

また、図14は第1の実施の形態の管状挿入具1における第3の変形例を示すものである。本変形例は第1の実施の形態の管状挿入具1の第4の多孔チューブ25を軸方向に沿って複数に分割した複数の分割チューブ要素81を設け、これらの分割チューブ要素81を連結して構成したものである。

0077

この場合、第4の多孔チューブ25の組立て作業時には複数に分割された複数の分割チューブ要素81を軸方向に連結させた状態に組み合わせた連結体82を形成した後、この連結体82と第3の多孔チューブ24とを連結させる。さらに、その後、連結体82と第3の多孔チューブ24との連結体の上に熱収縮チューブ83等を装着し、この熱収縮チューブ83によって第3の多孔チューブ24と第4の多孔チューブ24の複数の分割チューブ要素81の連結体82との連結体の外周面全体を覆うようにしている。

0078

一般に、第4の多孔チューブ25のような多孔チューブのサブルーメン44dの内径寸法は細いために、多孔チューブの長さが長い場合には、センサ32の配線33や、SMAワイヤ48などのワイヤ類の挿通が難しい。そこで、上記構成の本変形例のように第4の多孔チューブ24を複数の分割チューブ要素81に分割し、これらの分割チューブ要素81を軸方向に連結させた状態に組み合わせた連結体82を形成した場合にはセンサ32の配線33や、SMAワイヤ48などのワイヤ類の挿通性が向上し、管状挿入具1の組み立て性がよくなる効果がある。

0079

また、第1の実施の形態の管状挿入具1の第1の多孔チューブ22も上記第3の変形例の第4の多孔チューブ24と同様、図14に示すように複数の分割チューブ要素91に分割し、これらの分割チューブ要素91を軸方向に連結させた状態に組み合わせた連結体92を形成したのち、この連結体92の上に熱収縮チューブ93等を装着し、この熱収縮チューブ93によって第1の多孔チューブ22の複数の分割チューブ要素91の連結体92の外周面全体を覆う構成にしてもよい。

0080

この構成にすることによって、第1の多孔チューブ22のサブルーメン44a内へのアングルワイヤ34や、センサ32の配線33の挿通性が良くなり、湾曲部12の組み立て性が向上する。また、湾曲部12の湾曲性も向上する効果もある。

0081

さらに、分割した第1の多孔チューブ22は先端側の分割チューブ要素91ほど柔らかい材質にするか、或いは先端側に向かうにしたがって分割チューブ要素91の長さを短くすることにより、湾曲部12の先端側を後端側に比べて曲がりやすい構成にしてもよい。この場合には湾曲部12の湾曲操作時に先端側から湾曲しはじめ、先曲がり湾曲の効果が得られる。

0082

また、図15および図16は第1の実施の形態の管状挿入具1における第4の変形例を示すものである。第1の実施の形態では管状挿入具1の挿入部3に硬さの異なる複数の多孔チューブ、すなわち第1の多孔チューブ22、第2の多孔チューブ23、第3の多孔チューブ24、第4の多孔チューブ25を順に接続して構成したものを示したが、本変形例では第1の実施の形態の第1の多孔チューブ22、第2の多孔チューブ23、第3の多孔チューブ24、第4の多孔チューブ25を一体化した一種類、一本の多孔チューブ101を設ける構成にしたものである。

0083

また、多孔チューブ101の内部には図16に示すように軸心部に配置されたメインルーメン101aと、このメインルーメン21aの周囲に60゜間隔で配置された6つのサブルーメン101bとが形成されている。そして、メインルーメン101a内に第1のチャンネルチューブ102と第2のチャンネルチューブ103とが挿通されている。ここで、第1のチャンネルチューブ102は最も内側に配置され、管状挿入具1の挿入部3の先端部で先端硬質部21のメインルーメン21aの内周面に接着固定されている。

0084

さらに、第2のチャンネルチューブ103は第1のチャンネルチューブ102と多孔チューブ101との間に介設されている。この第2のチャンネルチューブ103の先端部は湾曲部12の手元側端部位置までしか挿通されていない。そして、湾曲部12よりも手元側の部分には第1のチャンネルチューブ102と第2のチャンネルチューブ103とが重ね合わされた二重チャンネルチューブ構成体104が形成されている。

0085

また、多孔チューブ101の6つのサブルーメン101bには3つのセンサ32の配線33と、湾曲部12の湾曲操作用の極細の3つのアングルワイヤ34とが交互に挿通されている。

0086

そこで、本変形例ではチャンネルチューブが二重になっている二重チャンネルチューブ構成体104の部分と、そうでない部分とで管状挿入具1の挿入部3の硬さを変化させることができ、アングルワイヤ34が牽引された場合に二重チャンネルチューブ構成体104の部分よりも硬さの柔らかい湾曲部12のみを湾曲させることができる。

0087

さらに、本変形例では第1の実施の形態の第1の多孔チューブ22、第2の多孔チューブ23、第3の多孔チューブ24、第4の多孔チューブ25の各多孔チューブ間のつなぎ目がなくなるので、第1の実施の形態の管状挿入具1の折れ止め部材46、薄肉チューブ45を設ける必要がなくなり、全体として部品点数を少なくすることができる。

0088

また、図17(A),(B)は第1の実施の形態の管状挿入具1における第5の変形例を示すものである。本変形例は第1の実施の形態の管状挿入具1のセンサ32の取付け構造を次の通り変更したものである。

0089

すなわち、本変形例では図17(A)に示すように一枚のポリイミド製薄膜111を設け、この薄膜111に第1の実施の形態の3つのセンサ32を取付ける構成にしたものである。ここで、ポリイミド薄膜111はマイクロマシン技術であるシリコンプロセスで作られている。

0090

さらに、このポリイミド薄膜111には略直線状の基台部111aと、この基台部111aの長手方向に対して直角方向に突設された3つの突設部111bとが設けられている。そして、このポリイミド薄膜111の3つの突設部111bの先端部にセンサ32がそれぞれ取付けられている。

0091

また、このポリイミド薄膜111の基台部111aの内面にはセンサ32の駆動に必要な制御装置2内の発振回路55、反射パルス検出回路56、電圧検出回路57がIC化されて埋め込まれている。さらに、このポリイミド薄膜111の内部には3つのセンサ32と各回路との間の配線112が埋め込まれている。これにより、一枚のポリイミド薄膜111に3つのセンサ32や、センサ32の駆動に必要な発振回路55、反射パルス検出回路56、電圧検出回路57およびその配線112が埋め込まれて一体化されたセンサユニット113が形成されている。

0092

そして、本変形例では図17(B)に示すようにポリイミド薄膜111の基台部111aおよび3つの突設部111bが管状挿入具1の先端硬質部21の周囲に巻き付けられ、図示していない樹脂接着剤で固定することによって3つのセンサ32が先端硬質部21に取付けられている。

0093

そこで、本変形例では上記構成によって、複数のセンサ32の扱いが楽になり、管状挿入具1の先端硬質部21の組み立て性が向上する。さらに、センサ32を駆動するのに必要な発振回路55、反射パルス検出回路56、電圧検出回路57をIC化して先端硬質部21に一体化できるため、制御装置2の小型が可能である。

0094

また、センサ32の近傍に発振回路55、反射パルス検出回路56、電圧検出回路57を設けて省線化しているため、配線数が少なくなり、管状挿入具1の細径化が可能である。さらに、センサ32から発振回路55、反射パルス検出回路56、電圧検出回路57までの配線長が短いため、電磁ノイズ等にも強くなる効果がある。

0095

また、図18(A),(B)は本発明の第2の実施の形態を示すものである。図18(A)は本実施の形態の管状挿入具121の挿入部122の先端部分を示すものである。本実施の形態の挿入部122の先端部には先端硬質部123が配設されている。この先端硬質部123には4つの体腔壁情報検出センサ124と、4つの押圧センサ125とが設けられている。

0096

ここで、4つの体腔壁情報検出センサ124は先端硬質部123の先端面123aの周縁部位に90゜間隔で配置されている。さらに、4つの押圧センサ125は先端硬質部123の外周面123bの先端部位に90゜間隔で配置されている。なお、4つの体腔壁情報検出センサ124は4つの押圧センサ125とそれぞれ対応する位置に近接状態で配置されている。

0097

また、各体腔壁情報検出センサ124には第1の実施の形態のセンサ32と同様に圧電素子板35(図5(A)〜(C)参照)が設けられている。さらに、各押圧センサ125は面発光レーザを用いたものである。

0098

また、本実施の形態の挿入部122には図18(A)に示すように大径な細長い単孔チューブ126と、この単孔チューブ126の軸心部に配設された小径なチャンネルチューブ127とからなる二重チューブ128が設けられている。さらに、この二重チューブ128の単孔チューブ126とチャンネルチューブ127との間には複数のリング状の規制板129が設けられている。各規制板129には4つのワイヤ挿通穴130が形成されている。これらの4つのワイヤ挿通穴130は規制板129の周方向に沿って90゜間隔で配置されている。

0099

また、二重チューブ128の単孔チューブ126とチャンネルチューブ127との間には湾曲操作用の4本のSMAワイヤ131が配設されている。ここで、4本のSMAワイヤ131は90゜間隔で配置され、各規制板129のワイヤ挿通穴130内に挿通されている。なお、規制板129は単孔チューブ126内のSMAワイヤ131が存在する部分にのみ配置されている。さらに、4本のSMAワイヤ131は体腔壁情報検出センサ124および押圧センサ125とそれぞれ対応する位置に配置されている。

0100

また、各SMAワイヤ131の手元側端部はカシメ部材132によってリード線133と接続されている。このカシメ部材132は単孔チューブ126の内壁面に接着固定されている。

0101

さらに、各SMAワイヤ131の先端部はそれぞれ先端硬質部123に固定されている。ここで、すべてのSMAワイヤ131は先端部で電気的に接続されている。そして、1本の電線134によって体腔壁情報検出センサ124および押圧センサ125の各配線と一緒に1本にまとめられた状態で手元側まで延出されている。なお、各SMAワイヤ131と配線は先端部以外では各々絶縁されている。

0102

また、単孔チューブ126は挿入部122の先端部と先端部以外の部分とでは硬度が変えてある。ここで、単孔チューブ126の先端部は硬度が柔らかくなっている。そして、単孔チューブ126の硬度が柔らかい先端部の部分によって湾曲部135が形成されている。

0103

また、押圧センサ125は図18(B)に示すように受光素子136と、面発光レーザ137と、薄膜からなる反射面138とで構成されている。ここで、面発光レーザ137は表裏発光面を持っており、表裏の発光面同士は光の透過が可能である。さらに、受光素子136はフォトダイオードでできており、シリコンプロセスによって基板139に一体に形成されている。

0104

また、受光素子136の受光面は面発光レーザ137の裏側の発光面と接して接合されている。さらに、反射面138は面発光レーザ137の表側に位置し、第2の基板140によって面発光レーザ137の表側の発光面と水平に、発光面と距離をおいて張られている。

0105

また、反射面138の表面にはこの反射面138の表面よりも外側に突出された樹脂製の受圧部141が貼り付けられている。この受圧部141は管状挿入具121の先端硬質部123に取付けられた状態で、管状挿入具121の先端面よりも前方に突出する形状に形成されている。

0106

次に、上記構成の作用について説明する。まず、湾曲部135の湾曲はSMAワイヤ131が通電加熱によって長さが収縮することによって行われる。このSMAワイヤ131は手元側からきているリード線133と先端側につながれている電線134とによって通電される。

0107

また、SMAワイヤ131への通電は、第1の実施の形態と同様に図6に示す制御装置2の通電回路60から行われる。この通電回路60は制御回路59によって制御されている。

0108

また、先端硬質部123の外周面123bの先端部位に設けられた押圧センサ125は、受圧部141が接触している体腔壁との接触圧力を検出する。さらに、先端硬質部123の先端面123aの周縁部位に設けられたセンサ体腔壁情報検出センサ124は、接触している体腔壁の組織性状を検出している。

0109

ここで、押圧センサ125の原理を説明する。押圧センサ125内の面発光レーザ137が表裏両面からレーザ光を発振する。表面から発振されたレーザ光は反射面138によって反射され、面発光レーザ137の表面の発光面と裏面の発光面を経て受光素子136に到達する。このとき同時に、裏側の発光面から発振されたレーザ光も直接受光素子136に到達する。そのため、直射光反射光干渉し、受光素子136に伝わる。

0110

ここで、受圧部141が体腔壁から押圧力を受けると反射面138はその押圧力に応じて面発光レーザ137側に変位する。このように反射面138が変位すると、面発光レーザ137から反射面138側に出射されたレーザ光が受光素子136まで到達する光路長が変化する。さらに、光路長が変化すると、受光素子136に到達する直射光と反射光との位相差が変化し、受光素子136が受光する光の強度が変化する。この変化を捉えることによって、受圧部141の受けた押圧値がわかるようになっている。

0111

また、受圧部141は、管状挿入具121の先端硬質部123の外周面123bおよび先端面123aより外側に突出する構造になっているため、押圧センサ125は管状挿入具121の先端硬質部123の側面および正面、あるいは斜め前からの押圧力を検知することが可能である。

0112

さらに、本実施の形態の管状挿入具121では体腔壁情報検出センサ124と押圧センサ125とは常時センシングを行っている。制御装置2は体腔壁情報検出センサ124の検出した体腔壁の厚さや、硬さなどの体腔壁情報を元に回避湾曲を開始する押圧の閾値を随時計算し、同時に押圧センサ125によって検出している押圧値と計算した閾値と比較している。ここで、押圧値が閾値を超えた場合は、その押圧力を検知したセンサの反対側にあるSMAワイヤ131に通電を開始し、押圧回避の湾曲動作を行う。

0113

そこで、上記構成のものにあっては次の効果を奏する。すなわち、本実施の形態の管状挿入具121の挿入部122の挿入動作中は体腔壁情報検出用のセンサ124と押圧値検出用のセンサ125の二つのセンサが同時に作動するため、より迅速でスムーズな挿入が可能となる。

0114

さらに、本実施の形態の挿入部122には単孔チューブ126とチャンネルチューブ127とからなる二重チューブ128を用いているため、形状が複雑で成形が困難な多孔チューブを格別に使用する必要がない。

0115

また、図19は第2の実施の形態の第1の変形例を示すものである。本変形例は第2の実施の形態の管状挿入具121の押圧センサ125の構成を次の通り変更したものである。

0116

なお、上記第2の実施の形態の管状挿入具121では押圧センサ125の反射面138の表面にこの反射面138よりも外側に突出された樹脂製の受圧部141を貼り付ける構成にしたものを示したが、押圧センサ125の受圧部141は樹脂製の突起に限定されるものではなく、管状挿入具121の先端硬質部123の先端面123aおよび外周面123bから突出するような形状であればどの様なものでもよい。

0117

例えば、図19に示す第2の実施の形態の第1の変形例のように受圧部151を金属製の湾曲した板で形成し、この受圧部151の一端部を第2の基板140の端縁部近傍に柔軟な接着剤で接着し、他端部を反射面138の略中央部位に柔軟な接着剤で接着する構成にしてもよい。

0118

また、図20に示す第2の実施の形態の第2の変形例のように受圧部152を金属製の湾曲した板で形成し、この受圧部152の一端部を第2の基板140と基板139との接合部近傍に柔軟な接着剤で接着し、他端部を反射面138の略中央部位に柔軟な接着剤で接着する構成にしてもよい。

0119

上記第1,第2の変形例では押圧センサ125の側面、正面、あるいは斜め前から押圧があった場合、受圧部141は先端面123a側の接着部を支点にして回転し、反射面138を面発光レーザ側に押し、反射面138に変位を与えるようになっている。

0120

さらに、上記第2の実施の形態の管状挿入具121では挿入部122における先端硬質部123以外の部分全体を単孔チューブ126とチャンネルチューブ127とからなる二重チューブ128によって形成した構成を示したが、湾曲部135のみを多孔チューブによって形成する構成にしてもよい。

0121

また、湾曲部135の硬さをそれより手元側の部分の硬さより柔らかくする手段として、単孔チューブ126の硬さを変化させる手段ではなく、例えば第1の実施の形態の第4の変形例(図15および図16参照)のようにチャンネルチューブ127を二重にする構成にしてもよい。あるいは、単孔チューブ126とチャンネルチューブ127との間に硬さの異なる樹脂などを充填してもよい。このとき、湾曲部135に充填する樹脂を先端側ほど柔らかくすれば、湾曲部135の先端側から湾曲しはじめ、先曲がり湾曲の効果が得られる。

0122

また、湾曲部135の硬さと挿入部122の硬さに差をつけるために、規制板129の配置ピッチを変える方法を採用してもよい。この場合には湾曲部135では規制板129の配置ピッチを大きくし、その他の部分では配置ピッチを小さくする構成になっている。

0123

なお、本発明は上記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施できることは勿論である。次に、本出願の他の特徴的な技術事項を下記の通り付記する。

0124


付記項1) 管状挿入具の先端に湾曲部と、管状挿入具内に駆動部材とを設け、この駆動部材によって前記湾曲部が湾曲操作する管状挿入具において、前記管状挿入具の前記湾曲部の先端外周面の周方向の異なる位置に設けられた複数個の圧電素子と、前記圧電素子を振動させる発振回路と、前記圧電素子の振動状態を検出する振動検出回路と、前記振動検出回路の情報から前記圧電素子が接触している対象との押圧力を検出する押圧力検出回路と、前記振動検出回路の情報から前記圧電素子の接触している対象の厚さあるいは硬さを検出する組織性状検出回路と、前記押圧力検出回路の検出した押圧力に対応して前記駆動部材を駆動する駆動手段と、前記性状検出回路の情報から、前記駆動手段を制御する条件を設定する条件設定回路とを備えたことを特徴とする管状挿入具。

0125

(付記項1の従来技術) 付記項1に対する従来技術には特公昭61−37929号公報がある。
(付記項1の解決しようとする課題) 特公昭61−37929号公報の問題点は、先端部の接触した体腔壁の状態を把握せずに、湾曲部の湾曲動作を開始していることである。大腸や血管等の体腔は、位置によって壁の厚さが異なる。体腔壁が厚い場合は、管状挿入具の先端が壁にあたっても、体腔壁は変形しにくい。そのまま押していけば先端の湾曲部は壁面に沿って受動的に湾曲してゆき、問題無く挿通できる。逆に体腔壁が薄い場合は、管状挿入具の先端が壁面にあたると、体腔壁がそれにつれて伸展してしまい、先端部が突っかかってそれ以上挿通できなくなる。すなわち、体腔壁が薄い場合には、感圧素子が感知する押圧力が体腔壁が厚い場合に比べて小さくてもすばやく押圧回避湾曲を開始しなくてはならない。このようなことから、特公昭61−37929号公報では、接触した体腔壁の厚さを把握しておらず、かつ押圧回避湾曲を開始する押圧の閾値の設定ができないので、十分にスムーズな挿通ができない。

0126

(付記項1の目的) 対象とする体腔壁の厚さ等の情報を把握、その情報に応じて先端湾曲部が最適な押圧回避湾曲動作を行い、体腔内をスムーズに挿入できる管状挿入具を提供することである。

0127

(付記項1の作用)先端外周面に配置された圧電素子が超音波パルスを発生し、接触している体腔壁の厚さや硬さ等の情報を計測し、その情報を元に、押圧回避湾曲を開始する押圧の閾値を設定し、同じ圧電素子で実際の押圧値を計測し、押圧回避湾曲を行いながら挿入されるため、非常にスムーズな挿入が可能である。

0128

(付記項1の効果) 管状挿入具の先端部が接触している体腔壁の組織性状をリアルタイムで入手し、それに応じた押圧回避動作を行いながら挿入されるため確実で安全な挿入が可能である。

0129

(付記項2) 上記発振回賂は圧電素子を共振させる回路である付記項1の管状挿入具。
(付記項3) 上記発振回路は圧電素子を超音波振動させる回路である付記項1の管状挿入具。

0130

(付記項4) 上記振動検出回路は圧電素子の電位差の変化を検出する回路である付記項1の管状挿入具。
(付記項5) 上記振動検出回路は圧電素子の共振状態を検出する回路である付記項1の管状挿入具。

0131

(付記項6) 上記条件設定回路の設定する条件は圧電素子が接触している対象の厚みに対する押圧力の閾値である付記項1の管状挿入具。
(付記項7) 上記条件設定回路の設定する条件は圧電素子が接触している対象の硬さに対する押圧力の閾値である付記項1の管状挿入具。

0132

(付記項8) 上記駆動手段は直流電流を流す手段である付記項1の管状挿入具。
(付記項9) 上記駆動手段はパルス幅変調電流を流す手段である付記項1の管状挿入具。

発明の効果

0133

本発明によれば管状挿入具の先端部が接触している体腔壁の組織性状をリアルタイムで入手し、それに応じた押圧回避動作を行いながら挿入されるため確実で安全な挿入が可能となる。

図面の簡単な説明

0134

図1本発明の第1の実施の形態を示すもので、(A)は管状挿入具とその制御装置を示す全体の概略構成図、(B)は管状挿入具の挿入部を示す概略構成図。
図2(A)は図1(B)の2A−2A線断面図、(B)は図1(B)の2B−2B線断面図、(C)は図1(B)の2C−2C線断面図、(D)は図1(B)の2D−2D線断面図、(E)は図1(B)の2E−2E線断面図。
図3第1の実施の形態の管状挿入具における第3の多孔チューブの要部構成を示す斜視図。
図4(A)は第1の実施の形態の管状挿入具における湾曲部の先端部分の正面図、(B)は同湾曲部の先端部分の要部の縦断面図。
図5(A)は第1の実施の形態の管状挿入具におけるセンサの表面を示す平面図、(B)は同センサの側面図、(C)は同センサの裏面を示す平面図。
図6第1の実施の形態の管状挿入具におけるセンサとSMAワイヤと制御装置内の各回路との配線状態を示す概略構成図。
図7第1の実施の形態の管状挿入具における第1の多孔チューブと第2の多孔チューブとの連結部の要部構成を示す斜視図。
図8第1の実施の形態の管状挿入具を人間の血管の中に挿入している状態を説明するための説明図。
図9第1の実施の形態の管状挿入具における体腔壁厚さと湾曲開始押圧閾値との関係を示す特性図。
図10第1の実施の形態の管状挿入具における体腔壁硬さと押圧開始閾値との関係を示す特性図。
図11第1の実施の形態の管状挿入具を挿入する際の一連の動作を説明するためのフローチャート。
図12第1の実施の形態の管状挿入具の第1の変形例を示すもので、(A)は管状挿入具における第1の多孔チューブと第2の多孔チューブとの連結部の要部構成を示す斜視図、(B)は同横断面図。
図13第1の実施の形態の管状挿入具の第2の変形例を示すもので、(A)は管状挿入具における第1の多孔チューブと第2の多孔チューブとの連結部の要部構成を示す斜視図、(B)は同横断面図。
図14第1の実施の形態の管状挿入具における第3の変形例の挿入部を示す概略構成図。
図15第1の実施の形態の管状挿入具における第4の変形例の挿入部を示す概略構成図。
図16第4の変形例の挿入部の湾曲部近辺の縦断面図。
図17第1の実施の形態の管状挿入具における第5の変形例を示すもので、(A)はセンサの平面図、(B)はセンサの取付け状態を示す斜視図。
図18本発明の第2の実施の形態を示すもので、(A)は管状挿入具の挿入部の一部を破断して示す斜視図、(B)は押圧センサの縦断面図。
図19第2の実施の形態の管状挿入具における第1の変形例を示す要部の縦断面図。
図20第2の実施の形態の管状挿入具における第2の変形例を示す要部の縦断面図。

--

0135

3 挿入部
12湾曲部
32センサ
35圧電素子板
48SMAワイヤ(駆動部材)
55発振回路
56反射パルス検出回路(振動検出回路)
57電圧検出回路(押圧力検出回路)
58処理回路(組織性状検出回路)
59制御回路(条件設定回路)
60通電回路(駆動手段)

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