JPH11337843A

JPH11337843A - 内視鏡

Info

Publication number: JPH11337843A
Application number: JP10140327A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Kudo; 剛工藤
Original assignee: Terumo Corp
Current assignee: Terumo Corp
Priority date: 1998-05-22
Filing date: 1998-05-22
Publication date: 1999-12-10

Abstract

(57)【要約】【課題】挿入部の前方から側方へ観察方向を変更する
ことが可能な内視鏡を提供すること。【解決手段】本体２内に画像情報を伝達するイメージ
ガイド３と、本体２の先端近傍に設けられた反射手段と
を有する内視鏡１において、反射手段は形状記憶材料を
平板状に形成したカンチレバー５と反射表面６を備え、
カンチレバー５を加熱するための加熱手段として、リー
ド線７とヒータ８を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、体腔内等の画像情
報を得るための内視鏡に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より体腔内部等の状態を観察、診断
する目的で、種々の内視鏡が開発されている。この中
で、例えば、特開平6-165750号「光熱変換利用内視鏡」
や、特開平5-88093号「ファイバスコープ」、特開平5-3
1066号「管状挿入具」には、形状記憶材料を用いて観察
方向を変える、すなわち首振り動作のできる内視鏡が開
示されている。

【０００３】これらの装置は、画像情報を導く光ファイ
バ束を、例えば形状記憶合金の変形力によって湾曲さ
せ、その先端の向きを変えさせることにより、広い範囲
の観察が出来るというものである。これらの装置を用い
れば、光ファイバ束の先端の向きを制御することが可能
となり、目的の部位を容易に観察できるという特徴があ
った。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】これら従来例の装置で
は、観察方向を変えるために、イメージガイドである光
ファイバ束そのものを湾曲させる仕組みとなっている。
しかし、光ファイバ束は最小曲率半径より小さく曲げる
ことはできず、また体腔内、特に脈管内等の狭い空間の
中では湾曲の角度が大きく制限され、先端（観察方向）
を挿入軸方向の側方に向けるような使い方は困難であっ
た。

【０００５】本発明においては、観察の方向を挿入部の
前方と側方とで切り替えでき、管腔臓器内や脈管内のよ
うに狭い空間でも挿入部周囲の管腔組織内壁を観察可能
な内視鏡を、簡素でかつ小型の機構で実現することによ
り、患者への負担が軽く、かつ信頼性の高い内視鏡を提
供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
（１）〜（６）の発明により達成される。

【０００７】（１）長尺な挿入部と、該挿入部内に画像
情報を伝達するイメージガイド手段と、前記挿入部の先
端近傍に設けられた反射手段とを有する内視鏡におい
て、前記反射手段は形状記憶効果を有する物質を平板状
に形成したカンチレバー（cantilever：片持支持梁）と
反射表面を備え、前記カンチレバーを加熱するための加
熱手段を更に有することを特徴とする内視鏡。

【０００８】（２）前記カンチレバーが全方位性形状記
憶材料であることを特徴とする上記（１）記載の内視
鏡。

【０００９】（３）前記カンチレバーが二方向性形状記
憶材料であることを特徴とする上記（１）記載の内視
鏡。

【００１０】（４）前記カンチレバーが一方向性形状記
憶材料であって、前記レーザ光反射手段が前記カンチレ
バーを湾曲させるような力を加えるバイアスバネ材を更
に有することを特徴とする上記（１）記載の内視鏡。

【００１１】（５）前記加熱手段が前記カンチレバーに
平板状のヒータ手段を積層してなることを特徴とする上
記（１）記載の内視鏡。

【００１２】（６）前記カンチレバーの周囲に冷却用流
動体を供給・排出する冷却手段を更に有することを特徴
とする上記（１）記載の内視鏡。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の内視鏡について、
添付図面に示す好適実施例を参照しつつ、詳細に説明す
る。

【００１４】図１、図２は、本発明に係る内視鏡の先端
部の構成を説明するための図であり、図１は側方を観察
する状態を示すものであり、図２は前方を観察する状態
を示すものである。また、図３は図２の状態の正面図お
よびそのＡ−Ａ断面図であり、図４は図１の状態の正面
図およびそのＢ−Ｂ断面図である。

【００１５】図１乃至図４において、内視鏡１は、体腔
内への挿入部であるチューブ状の本体２の内部に、光フ
ァイバ束よりなるイメージガイド３が設けられており、
本体２の先端には可視光が透過するようアクリル樹脂や
石英等の光透過性材料からなる先端キャップ４が取り付
けてある。内視鏡１の基端には、図示しないＣＣＤカメ
ラが接続され、イメージガイド３により伝達された画像
情報が電気信号に変換され、ＴＶモニタ等に映し出され
る。

【００１６】カンチレバー５は、全方位性形状記憶材料
からなるアクチュエータであり、カンチレバー５の表面
には可視光を効率的に反射できるよう、反射表面６が設
けてある。また、加熱手段として、通電用のリード線７
とリード線７に接続されたヒータ８が設けられている。
ヒータ８は平板状に形成され、カンチレバー５に積層し
て設けられる。

【００１７】イメージガイド３の入射端には結像のため
のレンズ９が設けられている。レンズ９を取り付けた状
態でのイメージガイド３の入射端の直径は1.5ｍｍ、カ
ンチレバー５上に設けられた反射表面６の大きさは１ｍ
ｍ×１ｍｍであり、これらが外径（直径）３ｍｍのチュ
ーブ状本体２に内蔵されている。

【００１８】本体２は、イメージガイド３の周囲に空隙
を有するように形成され、周囲の空隙は給気用ルーメン
１０ａおよび排気用ルーメン１０ｂとして作用すること
ができる。本体２の内孔には、仕切壁１１が形成されて
おり、この仕切壁１１が、イメージガイド３を固定しつ
つ、給気用ルーメン１０ａと排気用ルーメン１０ｂとを
分離して形成する。これらルーメン１０ａ、１０ｂを介
して、イメージガイド２の基端部より図示しない冷却流
体循環装置から、冷却流体として二酸化炭素ガスを循環
させる。本装置の冷却に用いられる二酸化炭素ガスは、
本体２の内部を流通するのみであり、本体２の外部に漏
れ出ることはない。

【００１９】ヒータ８は、平板化された白金からなり、
形状記憶材料からなるカンチレバー５と積層構造に形成
されている。これに本体２内を通してきたリード線７を
介して電流を流すことにより、形状記憶材料の変形に必
要なだけの熱量が得られる仕組みである。

【００２０】カンチレバー５はヒータ８に通電されてい
ない状態（加熱がない状態）では、図２に示すように、
まっすぐに延びた状態になっている。反射表面６はイメ
ージガイド３の視野範囲から完全にはずれており（図
３）、この状態では、内視鏡の視野は本体２の軸方向先
端の向き（前方）を向くことになる。

【００２１】ヒータ８に電流を流し、形状記憶材料に熱
を加え、徐々に温度を上昇させていくと、カンチレバー
５は図１および図４のように、イメージガイド３の視線
と約45度で交わるような形状となる。本実施例では、こ
のときの温度は約80度であるが、加熱はカンチレバー５
近傍のごく局所的なものであるため、本体２の外部まで
加熱されることはない。このとき、本体２の先端方向か
らイメージガイド３の入射端の方を見た状態を図示する
と、図４のように、イメージガイド３の入射端はカンチ
レバー５の反射表面６の陰に隠れた状態となる。イメー
ジガイド３の視線は反射表面６で反射され、その結果本
体２の軸から90度側方の様子が観察できるようになる。

【００２２】本実施例では、形状記憶物質として全方位
性形状記憶材料を用いたため、加熱による温度に応じ
て、カンチレバー５は図１の状態と図２の状態の間の任
意の角度を取ることが出来る。このとき、カンチレバー
５の角度に応じて、本体２の軸方向前方と側方の間の任
意の向きが視界に捉えられることとなる。

【００２３】ヒータ８への通電を停止し、加熱をやめる
と、形状記憶材料は本体２内のルーメン１０ａ、１０ｂ
を通って通気された二酸化炭素ガスの流れによって急速
に冷やされ、これに伴って形状記憶材料は常温での形
（真っ直ぐな状態）にもどる。この通気冷却によりカン
チレバー５の温度を急速に低下させることが可能となる
ため、自然冷却時と比べてカンチレバー５を急速に常温
時の角度に復帰させ、ひいては観察角度の変更速度を向
上させることが出来る。

【００２４】ここで、ヒータ８へ断続的に通電を繰り返
すことにより、イメージガイド３の視線を走査すること
ができる。また、ある向きに照射を固定したい場合は、
形状記憶材料の温度が一定となるように通電量を調整す
ればよい。

【００２５】ここで、反射表面６による反射光を観察す
る時は、本体２の前方を直接観察する時に対して、観察
像が鏡像となる。従って、電気信号に変換された画像情
報をＴＶモニタ等に表示する際には、左右を反転させて
表示するのが好ましい。本実施例では、ヒータ８への通
電と画像の反転処理とを連動させて、画像切り替えの際
の違和感を無くすように構成している。

【００２６】本実施例においては、形状記憶材料として
全方位性形状記憶材料を用いたが、二方向性形状記憶材
料を用いることも出来る。二方向性形状記憶材料は、カ
ンチレバーで保持できる角度が特定の二つの角度（通常
は、まっすぐの状態とイメージガイドの視線に対して45
度の状態）に限られ、その間の任意の角度を保持するこ
とは出来ないが、それ以外は同様の仕組みで用いること
が出来る。

【００２７】さらに、形状記憶材料として一方向性形状
記憶材料を用い、これを湾曲させるような力を加えるバ
イアスバネ材をカンチレバーに積層し、組み合わされた
構造を用いることもできる。このように構成すれば、バ
イアスバネでカンチレバーが湾曲したことにより得られ
るカンチレバーの角度と、加熱手段で加熱されたときに
形状記憶物質が記憶していたカンチレバーの角度との２
つの角度が得られるため、加熱の程度に応じて視野の角
度が変わり、２方向を観察することが出来る。

【００２８】なお、カンチレバー５に用いた形状記憶材
料としては、形状記憶樹脂や形状記憶合金が好適に用い
られ、具体的には、ポリウレタン系ポリマー、ポリイソ
プレン系ポリマー、ポリソルボルネン系ポリマー、ポリ
エステル系ポリマー、ポリオレフィン系ポリマー等の形
状記憶樹脂や、ＮｉＴｉ系合金、Ｃｕ−Ｚｎ−Ａｌ系合
金、Ｃｕ−Ａｌ−Ｎｉ系合金等の形状記憶合金が好まし
い。また、これらの形状記憶材料の変態点は４０度〜８
０度程度であることが好ましい。変態温度は、カテーテ
ル２の外へ熱が漏れることなく、かつ非加温時に変形す
る虞の無い温度が選択されるべきである。

【００２９】また、反射表面６は、カンチレバー５の表
面に金属薄膜を形成する事によって得ることが出来る。
具体的には、Ａｌ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ａｕ等の金属を蒸着す
ることによって、反射率の高い反射表面が好適に得られ
る。

【００３０】なお、以上説明した本発明の実施例は、本
発明の理解を容易にするために記載されたものであっ
て、本発明を実施例に限定するものではない。したがっ
て、上記実施例に開示された各要素は、本発明の技術的
範囲に属するすべての設計変更や均等物をも含むもので
ある。

【００３１】たとえば、本実施例は医療用の内視鏡とし
て説明したが、機械の内部検査等、工業分野での利用に
応用してもかまわない。

【００３２】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、イ
メージガイドの観察視野の走査が形状記憶材料によって
駆動されるカンチレバーの角度変化によって実現される
ため、本体は動かすことなく、広い範囲の観察が可能と
なる。すなわち、管腔臓器内等の狭い空間でも内視鏡の
視野を走査することが可能となり、効率的かつ安全に観
察、診断が出来るようになる。

【００３３】また、視界を移動させる機構が非常に簡素
でかつ小型であるため、内視鏡自体を細径化することが
でき、診断を受ける患者の身体的負担を軽減することが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の内視鏡の実施例を示す先端部の透視図
である。

【図２】本発明の内視鏡の実施例を示す先端部の透視図
である。

【図３】図２の状態の正面図および側面断面図である。

【図４】図１の状態の正面図および側面断面図である。

【符号の説明】

１内視鏡２本体３イメージガイド４先端キャップ５カンチレバー６反射表面７リード線８ヒータ９レンズ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】長尺な挿入部と、該挿入部内に画像情報
を伝達するイメージガイド手段と、前記挿入部の先端近
傍に設けられた反射手段とを有する内視鏡において、前
記反射手段は形状記憶効果を有する物質を平板状に形成
したカンチレバーと反射表面を備え、前記カンチレバー
を加熱するための加熱手段を更に有することを特徴とす
る内視鏡。
【請求項２】前記カンチレバーが全方位性形状記憶材
料であることを特徴とする請求項１記載の内視鏡。
【請求項３】前記カンチレバーが二方向性形状記憶材
料であることを特徴とする請求項１記載の内視鏡。
【請求項４】前記カンチレバーが一方向性形状記憶材
料であって、前記レーザ光反射手段が前記カンチレバー
を湾曲させるような力を加えるバイアスバネ材を更に有
することを特徴とする請求項１記載の内視鏡。
【請求項５】前記加熱手段が前記カンチレバーに平板
状のヒータ手段を積層してなることを特徴とする請求項
１記載の内視鏡。
【請求項６】前記カンチレバーの周囲に冷却用流動体
を供給・排出する冷却手段を更に有することを特徴とす
る請求項１記載の内視鏡。