JPH0716201A - 可撓管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】任意方向に大きく湾曲させることの可能な細径
の可撓管を提供する。 【構成】挿入部１２の内部にはＩＧファイバー２６とＬ
Ｇファイバー２８が設けられている。ＩＧファイバー２
６は中心に、ＬＧファイバー２８はその周りに配置され
ている。ＬＧファイバー２８の外側には加熱手段３０
が、その外側に管状部材２２が、更にその外側に外被チ
ューブ３４が設けられている。挿入部１２の先端には光
学レンズ３２が水密に設けられており、光学レンズ３２
と外被チューブ３４とで挿入部１２の内蔵物を外部から
遮断している。また光学レンズ３２と外被チューブ３４
は内蔵物を電気的に絶縁している。管状部材２２は形状
記憶合金（例えばＮｉ−Ｔｉ）で作られていて、先端部
に長手方向に延びる四つの変形部２４を有している。変
形部２４は外側に反る形状を記憶している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内視鏡やカテーテル等
に用いられる先端部が湾曲する可撓管に関する。

【０００２】

【従来の技術】このような可撓管としては、例えば特開
平４−６１８４０に開示されているように、予め曲がっ
た形状を記憶している形状記憶合金からなる管状部材を
先端部に設けたものがある。この可撓管では、管状部材
を加熱して変形させることにより、先端部の湾曲操作が
行なわれる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述の可撓管では、形
状記憶合金の管状部材に予め記憶されている形状に先端
部が変形する。すなわち、先端部の湾曲する方向は一方
向のみである。このため、この可撓管を用いた内視鏡で
は管腔内を全週にわたって観察したり処置したりするこ
とができない。

【０００４】また、湾曲を元に戻すための弾性付勢部材
を内部に設けているため、細径化が制限されている。さ
らに、弾性付勢部材の弾性力が形状記憶合金による湾曲
動作を妨げるため、実際に得られる湾曲量もそれほど大
きいとはいえない。本発明は、任意の方向に大きく湾曲
させることの可能な細径の可撓管を提供することを目的
とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の可撓管は、先端
部に形状記憶部材で作られた管状部材を有しており、管
状部材は先端に溝によって分割された平行に延びる複数
の変形部を有しており、各変形部はそれぞれ異なる形状
を予め記憶していて温度に応じてその形状に変形するよ
うになっており、さらに各変形部を独立に加熱する手段
を有している。

【０００６】

【作用】可撓管を湾曲させる際は、湾曲方向に対応した
変形部を加熱手段により選択的に加熱する。加熱された
変形部は、予め記憶している形状たとえば外側に反った
形状に変形する。従って、可撓管の先端部全体がその方
向に湾曲する。

【０００７】

【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照しな
がら説明する。本発明の可撓管を挿入部に備えている内
視鏡を図１に示す。内視鏡１０は、細径長尺な挿入部１
２と、挿入部１２の手元側に連結された操作部１４とを
有している。挿入部１２は任意方向に湾曲可能な湾曲部
２０を先端部に有している。操作部１４には、接眼部１
６が設けられており、また照明光ケーブル１８が接続さ
れている。照明光ケーブル１８の他端は光源装置（図示
せず）に接続される。

【０００８】図４に示すように、挿入部１２の内部には
イメージガイドファイバー（ＩＧファイバー）２６とラ
イトガイドファイバー（ＬＧファイバー）２８が設けら
れている。ＩＧファイバー２６は中心に配置され、その
周りにＬＧファイバー２８が配置されている。ＩＧファ
イバー２６は挿入部１２の内部を通って操作部１４の接
眼部１６まで導かれている。ＬＧファイバー２８は挿入
部１２と照明光ケーブル１８の内部を通って光源装置ま
で導かれている。ＬＧファイバー２８の外側には加熱手
段３０が、加熱手段３０の外側には形状記憶合金よりな
る管状部材２２が、管状部材２２の外側には外被チュー
ブ３４が設けられている。挿入部１２の先端には光学レ
ンズ３２が設けられている。光学レンズ３２と外被チュ
ーブ３４は水密構造になっていて、挿入部１２の内蔵
物、すなわちＩＧファイバー２６、ＬＧファイバー２
８、加熱手段３０、管状部材２２を外部から遮断してい
る。また光学レンズ３２と外被チューブ３４は内蔵物を
電気的に絶縁している。

【０００９】管状部材２２は一般に知られている形状記
憶合金（例えばＮｉ−Ｔｉ）で作られており、図２に示
すように、先端部は長手方向に延びる四つの変形部２４
を有している。これらの変形部２４は、端面を十字に切
り軸方向に直線的に延びる四本の溝を設けることにより
形成されている。変形部２４は、図３に示すように、外
側に反る形状を記憶している。形状記憶処理は、所望の
形状に変形させ、熱処理を施すことにより行なわれる。
熱処理の際に設定する形状回復温度は３７〜５０℃の間
に設定することが望ましい。管状部材２２は、このよう
な熱処理後に変形部２４を直線状に変形させた状態で挿
入部１２の内部に収容されている。

【００１０】加熱手段３０は、電熱線となる抵抗体を有
する管状の絶縁性の薄膜弾性体で構成されている。この
管状の薄膜弾性体を長手方向に切って展開したものを図
６に示す。薄膜弾性体３８には、長手方向に延びる四本
の抵抗体４０が間隔を置いて配置されている。各抵抗体
４０には、これに電流を供給するためのリード線４２が
接続されている。リード線４２は、挿入部１２と照明光
ケーブル１８の内部を通って、通電制御装置に接続され
ている。

【００１１】通電制御装置の構成を図８に示す。内視鏡
１０に設けられた入力部４４から通電パルス発生回路４
６に入力信号が入力され、パルス幅変調された信号が駆
動回路４８に送られる。駆動回路４８はＦＥＴやトラン
ジスタ等のスイッチング素子からなり、抵抗体４０を加
熱する。抵抗体４０からの伝熱により管状部材２２の変
形部２４が変形し、その変位を変位センサにより検出
し、通電パルス発生回路４６にフィードバックされ湾曲
量が制御される。

【００１２】本実施例ではＩＧファイバー２６とＬＧフ
ァイバー２８は図４に示すように挿入部１２内に同軸に
設けてあるが、図５に示すようにＩＧファイバー２６と
ＬＧファイバー２８を並列に配置すると共に送気・送水
・吸引や処置具の挿入のためのチャンネル３６を設けて
もよい。

【００１３】また、本実施例では加熱手段３０は管状部
材２２の内側に設けてあるが、図７に示すように管状部
材２２の外側に設けてもよい。このような構成にすれ
ば、挿入部１２を更に細径にすることができる。

【００１４】続いて本実施例の作用について説明する。
手元側に設けた通電制御装置の操作により加熱手段３０
の抵抗体４０が選択的に通電されると、抵抗体４０は通
電量に応じて発熱する。その熱は、通電された抵抗体４
０に対応した位置にある管状部材２２の変形部２４に伝
わり、その熱による温度上昇によって変形部２４が直線
的な形状から外側に反った形状へと変形する。変形部２
４が変形する際の形状回復力を受けた外被チューブ３４
は、その内蔵物（他の変形部２４、加熱手段３０、ＬＧ
ファイバー２８、ＩＧファイバー２６）と一緒に力を受
けた方向に曲がる。つまり、湾曲部２０が加熱された変
形部２４の方向に湾曲する。湾曲動作の途中あるいは最
大湾曲量に達した後で通電を止めると、加熱手段３０と
変形部２４の温度が自然放冷により低下し、湾曲部２０
はその時の湾曲形状に保たれる。

【００１５】通電操作について更に詳しく説明する。内
視鏡などの医療用具は生体の体腔内に挿入して使用する
ため、形状記憶合金を高温にすることができないことか
ら、低い温度で効率よく動作させる必要がある。そこ
で、図１０に示すような形状記憶合金のヒステリシスを
利用した通電加熱法が考えられる。ある変位量ｘ1 を得
る場合、加熱時はＴ1"であるが冷却時はＴ1'でよいこと
がわかる。この特性を利用して最初に大きな加熱量を加
え、次に加熱量を減らせば、Ｔ1'でｘ1 の変位が得られ
る。

【００１６】つまり、入力部４４から変位を大きくする
信号が入力されている時間をＴI とすると、図９に示す
ように、通電パルス発生回路４６では繰り返し周期Ｔで
特定のパターンで通電される。このパターンは、最初に
加熱量が大きくなるようにパルス幅ＴB が発生し、その
次にＴM （＜ＴB ）が数パルス繰り返される。このパタ
ーンは、変位を大きくする信号が入力されているあいだ
発生する。

【００１７】次に、入力部４４から変位を保持する信号
が入力されている時間をＴH とすると、この期間は自然
放冷される熱量と等しい量の加熱量が得られるようにパ
ルス幅ＴM が発生する。このとき、変位センサ５２によ
りＴM のパルス幅が設定される。これは変位量によって
保持に必要な加熱量（温度で示すとΔＴ1 とΔＴ2 の
差）が異なるためである。

【００１８】さらに、入力部４４から変位を減少する信
号が入力されている期間ＴD では、パルス幅ＴS （＜Ｔ
M ）を減少させればよい。このような通電により任意位
置での停止ができると共に低温で大きな変位を得ること
ができる。

【００１９】通電制御装置の変形例を図１１と図１２に
示す。上述の通電制御装置との相違は、変形部２４に直
接通電加熱を行ない、その変形部２４の抵抗値を検出す
る回路５６を設け、変形部２４の抵抗値に応じて駆動パ
ルスの波高値を変化させる可変電圧電源５８を設けてい
る点である。図１２から分かるように本変形例では、Ｔ
B の波高値をＶ1 、Ｖ2 、Ｖ3 と変化させて応答性の改
善を図っている。ここではＴB のみを変化させたが、Ｔ
M やＴS を変化させてもよい。

【００２０】本実施例において、ＩＧファイバー２６と
ＬＧファイバー２８は非常に細径であり、外被チューブ
３４は非常に肉薄であり、変形後の変形部２４がこれら
の部材の弾性力によって元に戻るようなことはない。従
って、一旦変形した変形部２４を元の直線状の形状ある
いは他の方向に曲がった形状に変形させるには、通電制
御装置を操作して、この変形部２４の反対側の変形部あ
るいは他の変形部を加熱する。

【００２１】本実施例では、管状部材の材料に一方向性
の形状記憶合金を用いたが、二方向性の形状記憶合金を
用いても一向に構わない。この場合、変形部に供給する
通電量を調整することで、変形部の湾曲量の増減を制御
する。

【００２２】以上に説明したように本実施例によれば、
任意の方向に湾曲させることの可能な細径の挿入部が構
成される。また、これまで湾曲を元に戻すために必要で
あった弾性付勢部材が不要となり、挿入部をより細径に
することができる。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、異なる方向に変形する
複数の変形部を有しているので、これまで湾曲を戻すた
めに必要であった弾性付勢部材が不要となる。従って、
任意方向に大きく湾曲し得る細径の可撓管が提供され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の可撓管を有する細径の内視鏡を示す図
である。

【図２】図１の挿入部に内蔵されている管状部材を示す
図である。

【図３】図２の管状部材の変形部が記憶形状に変形した
状態を示す図である。

【図４】図１の挿入部の先端部の断面を示す図である。

【図５】挿入部の変形例の構造を説明するための図であ
る。

【図６】加熱手段の構成を説明するための図である。

【図７】挿入部の別の変形例の構造を説明するための図
である。

【図８】加熱手段に電流を供給する通電制御装置の構成
を示すブロック図である。

【図９】図８の通電パルス発生回路が出力するパルス波
形を示す図である。

【図１０】通電制御装置の動作原理を説明するための形
状記憶合金のヒステリシスを示す図である。

【図１１】通電制御装置の変形例の構成を示すブロック
図である。

【図１２】図１１の通電パルス発生回路が出力するパル
ス波形を示す図である。

【符号の説明】

１２…挿入部、２２…管状部材、２４…変形部、３０…
加熱手段、４０…抵抗体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端部が湾曲する可撓管であり、 先端部に形状記憶部材で作られた管状部材を有してお
   り、管状部材は先端に溝によって分割された平行に延び
   る複数の変形部を有しており、各変形部はそれぞれ異な
   る形状を予め記憶していて温度に応じてその形状に変形
   するようになっており、 さらに各変形部を独立に加熱する手段を有している可撓
   管。