(57)【要約】【課題】駆動バルーンの膨張による駆動力を分散させることなく係止（回転）バルーンに伝達し、係止（回転）バルーンを効率的に回転させる。【解決手段】係止バルーン４４は、挿入部１０の先端部１０ａの外周面に糸巻き等により固着されており、管壁の内壁面に当接する外周部４４１と、第１駆動バルーン４２あるいは第２駆動バルーン４６の外周部４５０に覆い被さり第１駆動バルーン４２あるいは第２駆動バルーン４６の膨張時に押圧される内側部４４３と、とからなる。外周部４４１の挿入部１０の長手軸方向の長さをＬ、先端部１０ａの外周面との固着範囲の長手軸方向の長さをΔＬとしたとき、係止バルーン４４の長手軸方向の長さＬＲは第１駆動バルーン４２あるいは第２駆動バルーン４６の外周部４５０の長手軸方向の長さをＬＤに対してＬＲ≦ＬＤの関係を満たしている。【選択図】図３
2011156230.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
膨張して体腔管壁に接触した時に管内移動体と前記体腔管壁との間を埋める第１の部分と、前記体腔管壁と接触して推進力を発生させる第２の部分とを備え、その一部が前記管内移動体に固定された第１膨張収縮部材と、
前記管内移動体に固定され、膨張して前記体腔管壁に接触する第２膨張収縮部材と、
前記第１膨張収縮部材及び前記第２膨張収縮部材とともに管内移動方向に並べて配置され、かつ前記管内移動体に固定された、前記第１膨張収縮部材を駆動させる駆動膨張収縮部材と、
前記第１膨張収縮部材及び前記第２膨張収縮部材の少なくとも一方を膨張させて前記体腔管壁に係止させた状態を保持すると共に、前記駆動膨張収縮部材の膨張収縮駆動によって前記第１膨張収縮部材の前記第１の部分が前記第２の部分になるようにして前記管内移動体と前記体腔管壁との相対位置を変化させるように制御する制御部と、を備え、
前記駆動膨張収縮部材の前記管内移動方向に垂直な断面上での前記管内移動方向の外周部の長さをＬＤとし、
前記第１膨張収縮部材は、前記管内移動方向に垂直な断面において、内圧がかかっていない収縮状態にて、前記体腔管壁側に位置する体腔管壁側部及び前記駆動膨張収縮部材の前記外側部に覆い被さる内側部を有し、前記管内移動方向に垂直な断面上での前記管内移動方向の前記内側部の長さをＬＲとしたとき、
ＬＲ≦ＬＤ
が成り立つように構成されていることを特徴とする管内移動体用アクチュエータ。
【請求項２】
前記ＬＲはさらに
0.5ＬＤ≦ＬＲ≦ＬＤ
が成り立つように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の管内移動体用アクチュエータ。
【請求項３】
前記制御部は、前記第１膨張収縮部材又は前記第２膨張収縮部材の少なくとも一方を膨張させて前記体腔管壁に係止させた状態を保持し、前記駆動膨張収縮部材を膨張させて前記第１膨張収縮部材を押圧させるように制御することを特徴とする請求項１または２に記載の管内移動体用アクチュエータ。
【請求項４】
前記制御部は、前記第１膨張収縮部材又は前記第２膨張収縮部材の少なくとも一方を膨張させて前記体腔管壁に係止させた状態を保持し、前記駆動膨張収縮部材によって前記第１膨張収縮部材を押圧させることにより前記体腔管壁を手繰り寄せるように制御することを特徴とする請求項３に記載の管内移動体用アクチュエータ。
【請求項５】
前記制御部は、前記第１膨張収縮部材の表面が繰り出されることにより前記体腔管壁を手繰り寄せるように制御することを特徴とする請求項３または４に記載の管内移動体用アクチュエータ。
【請求項６】
前記第１膨張収縮部材は、膨張させて前記体腔管壁に係止させた状態で収縮状態の前記駆動膨張収縮部材の少なくとも一部に覆い被さることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の管内移動体用アクチュエータ。
【請求項７】
前記第１膨張収縮部材、前記第２膨張収縮部材、及び前記駆動膨張収縮部材の少なくとも１つはバルーンであることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の管内移動体用アクチュエータ。
【請求項８】
前記駆動膨張収縮部材と前記第１膨張収縮部材は、所定間隔を隔てて前記管内移動方向に沿って隣接して前記管内移動体に固着されていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の管内移動体用アクチュエータ。
【請求項９】
前記駆動膨張収縮部材と前記第１膨張収縮部材は、前記管内移動方向に沿って略接触し近接して前記管内移動体に固着されていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の管内移動体用アクチュエータ。
【請求項１０】
前記管内移動方向に前記第１膨張収縮部材、前記駆動膨張収縮部材、及び前記第２膨張収縮部材とともに並べて配置されるものであって、前記駆動膨張収縮部材に対して前記第１膨張収縮部材を挟んで反対側に配置される第３膨張収縮部材を有し、
前記第１膨張収縮部材は、前記管内移動方向に垂直な断面において、内圧がかかっていない収縮状態にて、前記体腔管壁側に位置する体腔管壁側部及び前記第３膨張収縮部材の前記外側部に覆い被さる第２の内側部を有し、前記管内移動方向に垂直な断面上での前記管内移動方向の前記第２の内側部の長さをＬＲ2としたとき、
ＬＲ2≦ＬＤ
が成り立つように構成されていることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１つに記載の管内移動体用アクチュエータ。
【請求項１１】
前記ＬＲ2はさらに
0.5ＬＤ≦ＬＲ2≦ＬＤ
が成り立つように構成されていることを特徴とする請求項１０に記載の管内移動体用アクチュエータ。
【請求項１２】
前記制御部は、前記第１膨張収縮部材及び前記第２膨張収縮部材の少なくとも一方を膨張させて前記体腔管壁に係止させた状態を保持し、前記第３膨張収縮部材を膨張させて前記第１膨張収縮部材を押圧させるように制御することを特徴とする請求項１０または１１に記載の管内移動体用アクチュエータ。
【請求項１３】
前記第１膨張収縮部材は、膨張させて前記体腔管壁に係止させた状態で収縮状態の前記第３膨張収縮部材の少なくとも一部に覆い被さることを特徴とする請求項１０ないし１２のいずれか１つに記載の管内移動体用アクチュエータ。
【請求項１４】
前記管内移動方向の前方から前記駆動膨張収縮部材、前記第１膨張収縮部材、前記第２膨張収縮部材の順に配置されていることを特徴とする請求項１ないし１３のいずれか１つに記載の管内移動体用アクチュエータ。
【請求項１５】
前記管内移動方向の前方から前記第２膨張収縮部材、前記駆動膨張収縮部材、前記第１膨張収縮部材の順に配置されていることを特徴とする請求項１ないし１３のいずれか１つに記載の管内移動体用アクチュエータ。
【請求項１６】
請求項１ないし１５のいずれか１つに記載の管内移動体用アクチュエータを備えることを特徴とする内視鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は管内移動体用アクチュエータおよび内視鏡に係り、特に、管壁に推進力を伝えて管内を移動する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
内視鏡の大腸挿入は、大腸が体内で曲がりくねった構造であること、体腔に固定されていない部分があることなどから、非常に難しい。そのため、挿入手技の習得には多くの経験を必要とし、挿入手技が未熟の場合には、患者に大きな苦痛を与える結果となる。
【０００３】
大腸部位の中で特に挿入が難しいと言われているのは、Ｓ状結腸と横行結腸である。Ｓ状結腸と横行結腸はその他の結腸とは異なり体腔内に固定されていない。そのため、自身の長さの範囲にて体腔内で任意な形状をとることができ、また、内視鏡挿入時の接触力により体腔内で変形する。
【０００４】
大腸挿入においては、挿入時の腸管への接触を少しでも減らすために、Ｓ状結腸や横行結腸を直線化することが重要である。直線化のために多くの手技がこれまで提案されているが、同時に、曲がった腸管を手繰り寄せて湾曲度合いを低減するための挿入補助具がいくつか提案されている。
【０００５】
例えば、特許文献１，２には、可撓管部の外周面に螺旋状に４本の膨張・収縮が可能な変動チューブ巻回されており、各変動チューブ内の圧力を変動させて４本の変動チューブを順次膨張・収縮させることにより、外皮の外周面を順次膨張・収縮させて先端側から手元側に膨張部を移動させて腸管を手繰り寄せる技術が開示されている。
【０００６】
ところが、複数の変動チューブの上下運動だけではチューブの接触面を移動させる効果はほとんどない。腸管のひだが、膨張したチューブ間の溝に効率的に入った場合にのみ手繰り寄せる効果があるが、Ｓ状結腸ではひだはほとんど存在せず、また手繰り寄せる過程で腸管は直線化しひだの突起量は小さくなるため、手繰り寄せる効果は著しく低減する。
【０００７】
一方、例えば１つのバルーンを膨張させ該バルーンの外周面の第１の部分を腸管内壁に当接させて係止させた状態としたときに、該第１の部分と連続しているバルーンの外周面の第２の部分に腸管内壁に沿ってバルーンの外周面を移動させると、バルーンが腸管内壁に当接している状態ではこの第１の部分から第２の部分の移動に伴い、例えば腸管内壁を手繰り寄せることできるが、腸管等の生体組織は、その組織の弾性により応力を加えることで管径方向だけでなく管内壁に沿って伸縮すると共に、応力を解除すると該弾性による復元力によって伸縮前の状態に戻る性質があるため、バルーンを収縮させ腸管内壁から離すと、上述した復元力により手繰り寄せた腸管内壁が元に戻ることになる。
【０００８】
このように、１つのバルーンによって係止力を発生させて腸壁に係止させ、かつ推進力を発生させて腸壁に対し相対的に移動させることは困難である。
【０００９】
そこで、例えば内視鏡等の管内移動体において、管内移動方向に２つのバルーンを並べて配置し、一方のバルーンを係止（回転）バルーン、他方のバルーンを駆動バルーンとしたとき、係止（回転）バルーンを膨張させて腸管に係止させた後、駆動バルーンを膨張させて係止（回転）バルーンを押圧させるように制御することによって係止（回転）バルーンを回転させる方式（転がりバルーン方式）の推進機構が検討されている。この推進機構によれば、１つのバルーンのみを用いた場合に比べて大きな推進量と推進力を得ることができ、管内移動体を腸壁に対し相対的に確実に移動させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平１１−９５４５号公報
【特許文献２】特開２００６−２２３８９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上述の回転させる方式（転がりバルーン方式）の推進機構による管内移動体用アクチュエータは、図１６に示すように、腸管を係止状態にある係止（回転）バルーン７４４を駆動バルーン７４２の膨張によって回転させ、駆動バルーン７４２の膨張を駆動力として管内移動体７１０を腸管７４０に対して相対的に推進させる。
【００１２】
その際に、駆動バルーン７４２の上部外周面の長さＬＤ０に対して、この駆動バルーン７４２の上部外周面に覆いかぶさる係止（回転）バルーン７４４の内周部分の長さＬＲ０がＬＤ０≦ＬＲ０なる関係で、係止（回転）バルーン７４４が駆動バルーン７４２を越えて覆いかぶさって設置されてしまうと、図１７に示すように、駆動バルーン７４２が膨張しても係止（回転）バルーン７４４の中腹部分を押すのみで、駆動バルーン７４２の膨張による駆動力が管内移動体７１０の推進のための推進力Ｆ1と、係止（回転）バルーン７４４のはみ出し部分の膨張力Ｆ2といったように分散し、効果的に駆動バルーン７４２の膨張による駆動力を係止（回転）バルーン７４４に伝達されず、係止（回転）バルーン７４４を効率的に腸管７４０に対して回転させることができないといった問題がある。
【００１３】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、駆動バルーンの膨張による駆動力を分散させることなく係止（回転）バルーンに伝達し、係止（回転）バルーンを効率的に回転させることのできる管内移動体用アクチュエータおよび内視鏡を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の管内移動体用アクチュエータは、膨張して体腔管壁に接触した時に管内移動体と前記体腔管壁との間を埋める第１の部分と、前記体腔管壁と接触して推進力を発生させる第２の部分とを備え、その一部が前記管内移動体に固定された第１膨張収縮部材と、前記管内移動体に固定され、膨張して前記体腔管壁に接触する第２膨張収縮部材と、前記第１膨張収縮部材及び前記第２膨張収縮部材とともに管内移動方向に並べて配置され、かつ前記管内移動体に固定された、前記第１膨張収縮部材を駆動させる駆動膨張収縮部材と、前記第１膨張収縮部材及び前記第２膨張収縮部材の少なくとも一方を膨張させて前記体腔管壁に係止させた状態を保持すると共に、前記駆動膨張収縮部材の膨張収縮駆動によって前記第１膨張収縮部材の前記第１の部分が前記第２の部分になるようにして前記管内移動体と前記体腔管壁との相対位置を変化させるように制御する制御部と、を備え、前記駆動膨張収縮部材の前記管内移動方向に垂直な断面上での前記管内移動方向の外周部の長さをＬＤとし、前記第１膨張収縮部材は、前記管内移動方向に垂直な断面において、内圧がかかっていない収縮状態にて、前記体腔管壁側に位置する体腔管壁側部及び前記駆動膨張収縮部材の前記外側部に覆い被さる内側部を有し、前記管内移動方向に垂直な断面上での前記管内移動方向の前記内側部の長さをＬＲとしたとき、ＬＲ≦ＬＤが成り立つように構成されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項１に記載の管内移動体用アクチュエータでは、ＬＲ≦ＬＤが成り立つように構成することで、駆動膨張収縮部材の膨張による駆動力を分散させることなく第１膨張収縮部材に伝達し、第１膨張収縮部材を効率的に回転させることを可能とする。
【００１６】
請求項２に記載の管内移動体用アクチュエータのように、請求項１に記載の管内移動体用アクチュエータであって、前記ＬＲはさらに0.5ＬＤ≦ＬＲ≦ＬＤが成り立つことが好ましい。
【００１７】
請求項３に記載の管内移動体用アクチュエータのように、請求項１または２に記載の管内移動体用アクチュエータであって、前記制御部は、前記第１膨張収縮部材又は前記第２膨張収縮部材の少なくとも一方を膨張させて前記体腔管壁に係止させた状態を保持し、前記駆動膨張収縮部材を膨張させて前記第１膨張収縮部材を押圧させるように制御することが好ましい。
【００１８】
請求項４に記載の管内移動体用アクチュエータのように、請求項３に記載の管内移動体用アクチュエータであって、前記制御部は、前記第１膨張収縮部材又は前記第２膨張収縮部材の少なくとも一方を膨張させて前記体腔管壁に係止させた状態を保持し、前記駆動膨張収縮部材によって前記第１膨張収縮部材を押圧させることにより前記体腔管壁を手繰り寄せるように制御することが好ましい。
【００１９】
請求項５に記載の管内移動体用アクチュエータのように、請求項３または４に記載の管内移動体用アクチュエータであって、前記制御部は、前記第１膨張収縮部材の表面が繰り出されることにより前記体腔管壁を手繰り寄せるように制御することが好ましい。
【００２０】
請求項６に記載の管内移動体用アクチュエータのように、請求項１ないし５のいずれか１つに記載の管内移動体用アクチュエータであって、記第１膨張収縮部材は、膨張させて前記体腔管壁に係止させた状態で収縮状態の前記駆動膨張収縮部材の少なくとも一部に覆い被さることが好ましい。
【００２１】
請求項７に記載の管内移動体用アクチュエータのように、請求項１ないし６のいずれか１つに記載の管内移動体用アクチュエータであって、前記第１膨張収縮部材、前記第２膨張収縮部材、及び前記駆動膨張収縮部材の少なくとも１つはバルーンであることが好ましい。
【００２２】
請求項８に記載の管内移動体用アクチュエータのように、請求項１ないし７のいずれか１つに記載の管内移動体用アクチュエータであって、前記駆動膨張収縮部材と前記第１膨張収縮部材は、所定間隔を隔てて前記管内移動方向に沿って隣接して前記管内移動体に固着されていることが好ましい。
【００２３】
請求項９に記載の管内移動体用アクチュエータのように、請求項１ないし７のいずれか１つに記載の管内移動体用アクチュエータであって、前記駆動膨張収縮部材と前記第１膨張収縮部材は、前記管内移動方向に沿って略接触し近接して前記管内移動体に固着されていることが好ましい。
【００２４】
請求項１０に記載の管内移動体用アクチュエータのように、請求項１ないし９のいずれか１つに記載の管内移動体用アクチュエータであって、前記管内移動方向に前記第１膨張収縮部材、前記駆動膨張収縮部材、及び前記第２膨張収縮部材とともに並べて配置されるものであって、前記駆動膨張収縮部材に対して前記第１膨張収縮部材を挟んで反対側に配置される第３膨張収縮部材を有し、前記第１膨張収縮部材は、前記管内移動方向に垂直な断面において、内圧がかかっていない収縮状態にて、前記体腔管壁側に位置する体腔管壁側部及び前記第３膨張収縮部材の前記外側部に覆い被さる第２の内側部を有し、前記管内移動方向に垂直な断面上での前記管内移動方向の前記第２の内側部の長さをＬＲ2としたとき、ＬＲ2≦ＬＤが成り立つように構成されていることが好ましい。
【００２５】
請求項１１に記載の管内移動体用アクチュエータのように、請求項１０に記載の管内移動体用アクチュエータであって、前記ＬＲ2はさらに0.5ＬＤ≦ＬＲ2≦ＬＤが成り立つことが好ましい。
【００２６】
請求項１２に記載の管内移動体用アクチュエータのように、請求項１０または１１に記載の管内移動体用アクチュエータであって、前記制御部は、前記第１膨張収縮部材及び前記第２膨張収縮部材の少なくとも一方を膨張させて前記体腔管壁に係止させた状態を保持し、前記第３膨張収縮部材を膨張させて前記第１膨張収縮部材を押圧させるように制御することが好ましい。
【００２７】
請求項１３に記載の管内移動体用アクチュエータのように、請求項１０ないし１２のいずれか１つに記載の管内移動体用アクチュエータであって、前記第１膨張収縮部材は、膨張させて前記体腔管壁に係止させた状態で収縮状態の前記第３膨張収縮部材の少なくとも一部に覆い被さることが好ましい。
【００２８】
請求項１４に記載の管内移動体用アクチュエータのように、請求項１ないし１３のいずれか１つに記載の管内移動体用アクチュエータであって、前記管内移動方向の前方から前記駆動膨張収縮部材、前記第１膨張収縮部材、前記第２膨張収縮部材の順に配置されていることが好ましい。
【００２９】
請求項１５に記載の管内移動体用アクチュエータのように、請求項１ないし１３のいずれか１つに記載の管内移動体用アクチュエータであって、前記管内移動方向の前方から前記第２膨張収縮部材、前記駆動膨張収縮部材、前記第１膨張収縮部材の順に配置されていることが好ましい。
【００３０】
請求項１６に記載の内視鏡は、請求項１ないし１５のいずれか１つに記載の管内移動体用アクチュエータを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３１】
以上説明したように、本発明によれば、駆動バルーンの膨張による駆動力を分散させることなく係止（回転）バルーンに伝達し、係止（回転）バルーンを効率的に回転させることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施形態に係る電子内視鏡の構成を示す構成図
【図２】図１の電子内視鏡の挿入部の先端部の第１の拡大断面図
【図３】図１の電子内視鏡の挿入部の先端部の第２の拡大断面図
【図４】第１及び第２駆動バルーン、係止バルーン及び保持バルーンの圧力を制御する図１のバルーン制御装置のブロック構成図
【図５】図４のバルーン制御装置による推進動作である正進動作のタイムチャート
【図６】図５に示す正進動作のタイムチャートに対応させて各バルーンの膨張及び縮の様子を示した概略断面図
【図７】図３のバルーン制御装置による推進動作である逆進動作のタイムチャート
【図８】図７に示す逆進動作のタイムチャートに対応させて各バルーンの膨張及び縮の様子を示した概略断面図
【図９】図３の管内移動体用アクチュエータの作用の詳細を説明する第１の図
【図１０】図３の管内移動体用アクチュエータの作用の詳細を説明する第２の図
【図１１】図３の管内移動体用アクチュエータの作用の詳細を説明する第３の図
【図１２】図３の管内移動体用アクチュエータの作用の詳細を説明する第４の図
【図１３】図３の管内移動体用アクチュエータの変形例１を説明する図
【図１４】図３の管内移動体用アクチュエータの変形例２を説明する図
【図１５】図３の管内移動体用アクチュエータの変形例３を説明する図
【図１６】従来の管内移動体用アクチュエータの作用を説明する第１の図
【図１７】従来の管内移動体用アクチュエータの作用を説明する第２の図
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る管内移動体用アクチュエータおよび内視鏡について詳細に説明する。
【００３４】
図１は、本発明の実施形態に係る内視鏡としての電子内視鏡の構成を示す構成図である。
【００３５】
図１に示すように、本実施形態の電子内視鏡１は、被検体の管内に挿入され当該管内を移動する管内移動体である挿入部１０と、挿入部１０の基端部分に連設された操作部１２とを備えている。挿入部１０の先端に連設された先端部１０ａには、被検体内の被観察部位の像光を取り込むための対物レンズと像光を撮像する撮像素子（いずれも図示せず）が内蔵されている。撮像素子により取得された被検体内の画像は、コード１４に接続されたプロセッサ装置のモニタ（いずれも図示せず）に内視鏡画像として表示される。
【００３６】
また、先端部１０ａには、被観察部位に光源装置（図示せず）からの照明光を照射するための照明窓や、鉗子口１６と連通した鉗子出口、送気・送水ボタン１２ａを操作することによって、対物レンズを保護する観察窓の汚れを落とすための洗浄水やエアーが噴射されるノズルなどが設けられている。
【００３７】
先端部１０ａの後方には、複数の湾曲駒を連結した湾曲部１０ｂが設けられている。湾曲部１０ｂは、操作部１２に設けられたアングルノブ１２ｂが操作されて、挿入部１０内に挿設されたワイヤが押し引きされることにより、上下左右方向に湾曲動作する。これにより、先端部１０ａが被検体内の所望の方向に向けられる。
【００３８】
湾曲部１０ｂの後方には、可撓性を有する軟性部１０ｃが設けられている。軟性部１０ｃは、先端部１０ａが被観察部位に到達可能なように、且つ術者が操作部１２を把持して操作する際に支障を来さない程度に患者との距離を保つために、１〜数ｍの長さを有する。
【００３９】
先端部１０ａには、管内を移動する進行方向に並べて配置され、かつ固定された膨張収縮部材として、後述する駆動膨張収縮部材としての第１駆動バルーン４２、第３膨張収縮部材としての第２駆動バルーン４６と第１膨張収縮部材としての係止バルーン４４が取り付けられている。第１駆動バルーン４２、第２駆動バルーン４６と係止バルーン４４は、おもに膨張収縮自在なラテックスゴムからなり、バルーン内の圧力を制御するバルーン制御装置１８に接続されている。
【００４０】
なお、先端部１０ａにおいて第１駆動バルーン４２と係止バルーン４４、及び係止バルーン４４と第２駆動バルーン４６は、それぞれ互いに隣接して配置され、挿入部１０の周方向に周全体に形成される。また、第１駆動バルーン４２、第２駆動バルーン４６と係止バルーン４４は挿入部１０の周方向に一様な形状として軸対称となっていてもよく、また、挿入部１０の周方向に一様な形状ではなく軸対称となっていなくてもよい。
【００４１】
また、第１駆動バルーン４２、第２駆動バルーン４６と係止バルーン４４は、湾曲部１０ｂや軟性部１０ｃに配置してもよい。
【００４２】
上記のように構成された電子内視鏡１で、例えば、大腸や小腸のように複雑に屈曲した管路の内壁面を観察する場合には、術者は、第１駆動バルーン４２、第２駆動バルーン４６と係止バルーン４４が収縮した状態で挿入部１０を被検体内に挿入し、光源装置を点灯して被検体内を照明しながら、撮像素子により得られる内視鏡画像をモニタで観察する。
【００４３】
先端部１０ａが管路に到達すると、バルーン制御装置１８は、第１駆動バルーン４２、第２駆動バルーン４６と係止バルーン４４の膨張・収縮を制御して、管路の内壁面に押圧力を作用させる。これにより、管路の内壁面が手繰り寄せられ、挿入部１０が管路の内壁面に対し相対的に進行方向の前方または後方に推進する。
【００４４】
なお、推進動作のフローの詳しい説明は後述する。また、以下の説明において、先端部１０ａが進行方向の前方に推進する動作を正進動作とし、先端部１０ａが進行方向の後方に推進する動作を逆進動作とする。
【００４５】
次に、第１駆動バルーン４２と係止バルーン４４、及び係止バルーン４４と第２駆動バルーン４６からなる本実施形態の管内移動体用アクチュエータについて図２及び図３を用いて説明する。
【００４６】
図２は、本実施形態における挿入部１０の先端部１０ａの拡大断面図である。図２に示すように、本実施形態においては、挿入部１０の先端部１０ａに進行方向（挿入部１０の長手軸に沿った先端方向）の前方から順に、第１駆動バルーン４２と係止バルーン４４と第２駆動バルーン４６の３つのバルーンが糸巻き等によりそれぞれ先端部１０ａの外周面に固着して設けられている。
【００４７】
また、係止バルーン４４が管壁に接触していない時に、挿入部１０の先端部１０ａの位置を保持するための第２膨張収縮部材としての保持バルーン２３も糸巻き等により先端部１０ａの外周面に固着して設けられている。なお、推進動作時においては、係止バルーン４４及び保持バルーン２３の少なくとも一方が膨張して管壁に当接して係止されるようになっている。
【００４８】
これら第１駆動バルーン４２、第２駆動バルーン４６、係止バルーン４４及び保持バルーン２３は、ともに全体が膨張収縮自在なラテックスゴムからなり、挿入部１０の長手軸に直交する断面は、長手軸を中心とするドーナツ形状（不図示）をなす。
【００４９】
係止バルーン４４は膨張時に管壁の内壁面に接して係止することができる膨張特性を有するバルーンであり、第１駆動バルーン４２及び第２駆動バルーン４６は膨張時であっても先端部１０ａが管路の断面の略中心位置に位置する限り管壁の内壁面に接しない膨張特性を有するバルーンである。
【００５０】
また、第１駆動バルーン４２、第２駆動バルーン４６及び係止バルーン４４は、互いに形状が異なることが好ましい。
【００５１】
保持バルーン２３、第１駆動バルーン４２、第２駆動バルーン４６及び係止バルーン４４は、挿入部１０の先端部１０ａの外周面に糸巻き等により固着され、その外周部が挿入部１０の先端部１０ａの径方向に膨張収縮可能に構成されている。
【００５２】
なお、本実施形態では、管内移動体用アクチュエータは、管内移動方向の前方から第１駆動バルーン４２、係止バルーン４４、第２駆動バルーン４６、保持バルーン２３の順に配置して構成しているが、管内移動方向の前方から保持バルーン２３、第１駆動バルーン４２、係止バルーン４４、第２駆動バルーン４６の順に配置して構成してもよい。
【００５３】
図３は、バルーン制御装置１８が第１駆動バルーン４２を収縮させ、第２駆動バルーン４６を膨張させた際に、係止バルーン４４の内側部４４３が第１駆動バルーン４２の外周部４５０に覆い被さった状態を示しており、図３に示すように、係止バルーン４４は、挿入部１０の先端部１０ａの外周面に糸巻き等により固着されており、管壁の内壁面に当接する外周部４４１と、第１駆動バルーン４２あるいは第２駆動バルーン４６の外周部４５０に覆い被さり第１駆動バルーン４２あるいは第２駆動バルーン４６の膨張時に押圧される内側部４４３と、とからなる。
【００５４】
ここで、外周部４４１の挿入部１０の長手軸方向の長さをＬ、先端部１０ａの外周面との固着範囲の長手軸方向の長さをΔＬとしたとき、係止バルーン４４の長手軸方向の長さＬＲを
ＬＲ＝Ｌ−ΔＬ
とすると、第１駆動バルーン４２あるいは第２駆動バルーン４６の外周部４５０の長手軸方向の長さをＬＤに対して以下の関係を満たしている。
【００５５】
ＬＲ≦ＬＤ
なお、ＬＲは
0.5ＬＤ≦ＬＲ≦ＬＤ
を満たすことが好ましい。
【００５６】
少なくともＬＲ≦ＬＤとなっているため、係止バルーン４４の内側部４４３は、第１駆動バルーン４２の外周部４５０の端部以内に第１駆動バルーン４２の外周部４５０に覆い被さる。
【００５７】
図４は、第１駆動バルーン４２、第２駆動バルーン４６、係止バルーン４４及び保持バルーン２３の圧力を制御する制御部としてのバルーン制御装置１８のブロック構成図である。
【００５８】
図４に示すように、バルーン制御装置１８は、第１駆動バルーン４２、第２駆動バルーン４６、係止バルーン４４及び保持バルーン２３を個々に独立して内圧が調整できるバルブ開閉制御部３０と圧力制御部３２とを備えた構成となっている。
【００５９】
そして、バルーン制御装置１８において、第１駆動バルーン４２、第２駆動バルーン４６、係止バルーン４４及び保持バルーン２３は、バルブ開閉制御部３０と圧力制御部３２を介して、吸引ポンプ３４と吐出ポンプ３６が接続されている。
【００６０】
先端部１０ａの内部には、第１駆動バルーン４２に連通し気体が送られる送気管４８と、係止バルーン４４に連通し気体が送られる送気管５０と、第２駆動バルーン４６に連通し気体が送られる送気管５２と、保持バルーン２３に連通し気体が送られる送気管２７が設けられている（図２及び図３参照）。これら送気管４８，５０，５２，２７は、湾曲部１０ｂ及び軟性部１０ｃ、コード１４（図１参照）の内部を通ってバルーン制御装置１８に接続されている。
【００６１】
なお、後述する推進動作のフローは、バルブ開閉制御部３０によって各バルーンに接続されたバルブ（不図示）の開閉を制御し、圧力制御部３２によって吸引ポンプ３４と吐出ポンプ３６を制御することによって実行される。
【００６２】
＜推進動作のフロー＞
「正進動作」
次に、本実施形態における推進動作のうちの正進動作について図５及び図６を用いて説明する。
【００６３】
図５は、推進動作における正進動作のタイムチャート図である。また、図６は、図５に示すタイムチャート図に対応させて、各バルーンの膨張および収縮の様子を示した概略断面図である。
【００６４】
まず、第１駆動バルーン４２と係止バルーン４４と第２駆動バルーン４６をともに収縮させた状態で、電子内視鏡１の先端部１０ａを測定対象（ここでは例えば、大腸とする）内に挿入している状態を考える。なお、このとき、バルーン制御装置１８は、保持バルーン２３を膨張させて体腔管壁としての腸壁４０に係止させておく。
【００６５】
そして、バルーン制御装置１８は、保持バルーン２３を膨張させ腸壁４０に係止させた状態を保持し、第１駆動バルーン４２と係止バルーン４４と第２駆動バルーン４６をともに収縮させた状態から、第２駆動バルーン４６に気体を充填して膨張させる（図５の工程Ａ）。この時のバルーンの膨張の様子は、図６（Ａ）のように表わすことができる。図６（Ａ）に示すように、第２駆動バルーン４６が膨張することにより、係止バルーン４４は第１駆動バルーン４２側に押し出され、第１駆動バルーン４２の外周部４５０の端部以内にて第１駆動バルーン４２に覆い被さる状態になる。
【００６６】
次に、バルーン制御装置１８は、係止バルーン４４に気体を充填して膨張させて、係止バルーン４４を腸壁４０に係止させる（図５の工程Ｂ）。この時のバルーンの膨張および収縮の様子は、図６（Ｂ）のように表わすことができる。
【００６７】
また、ここで、係止バルーン４４において、膨張して腸壁４０に接触した時に挿入部１０と腸壁４０の間を埋める部分を第１の部分とし、腸壁４０に接触している部分を第２の部分として考える。
【００６８】
次に、バルーン制御装置１８は、保持バルーン２３と第２駆動バルーン４６から気体を吸引して収縮させる（図５の工程Ｃ）。この時のバルーンの収縮の様子は、図６（Ｃ）のように表わすことができる。
【００６９】
そして、バルーン制御装置１８は、第１駆動バルーン４２に気体を充填して膨張させる（図５の工程Ｄ）。この時のバルーンの膨張の様子は、図６（Ｄ）のように表わすことができる。
【００７０】
図６（Ｄ）に示されるように、バルーン制御装置１８が第１駆動バルーン４２を膨張させていくことにより、第１駆動バルーン４２は係止バルーン４４を徐々に押圧していく。さらに、バルーン制御装置１８が第２駆動バルーン４６を収縮させていくので、係止バルーン４４は、先端部１０ａの進行方向の後方に向かってその表面が腸壁４０に接した状態で順々に繰り出されるように押されていく、または、その表面を移動させるように押されていく。また、前記のように、係止バルーン４４において第１の部分と第２の部分を備えていると考えたときには、先端部１０ａの進行方向の前方側の第１の部分の腸壁４０側の一部が腸壁４０に接触して第２の部分になるように押されていく、と考えることができる。これにより、係止バルーン４４は、腸壁４０に対し先端部１０ａの進行方向の後方（図６(Ｄ)の黒矢印）に向かって押圧力を与える。
【００７１】
すなわち、係止バルーン４４がいわゆるキャタピラ（登録商標）のように（無限軌道のように）、腸壁４０を当接しながら先端部１０ａの進行方向の後方に向かって繰り出される。
【００７２】
そのため、腸壁４０は先端部１０ａの進行方向の後方に手繰り寄せられる。したがって、図６（Ｄ）の白矢印のように、電子内視鏡１の先端部１０ａは腸壁４０に対し相対的に進行方向の前方に推進（正進）する。
【００７３】
次に、バルーン制御装置１８は、保持バルーン２３に気体を充填して膨張させて腸壁４０に係止させる（図５の工程Ｅ）。この時のバルーンの膨張の様子は、図６（Ｅ）のように表わすことができる。
【００７４】
次に、バルーン制御装置１８は、保持バルーン２３を膨張させ腸壁４０に係止させた状態を保持し、第１駆動バルーン４２と係止バルーン４４から気体を吸引して収縮させる（図５の工程Ｆ）。この時のバルーンの収縮の様子は、図６（Ｆ）のように表わすことができる。
【００７５】
次に、バルーン制御装置１８は、第２駆動バルーン４６に気体を充填して膨張させる（図５の工程Ａ）ことにより、上記の図６（Ａ）で示した状態に戻る。
【００７６】
以降、正進動作を継続する場合には、図５の工程Ａ〜工程Ｆを繰り返す。
【００７７】
「逆進動作」
次に、本実施形態における推進動作のうちの逆進動作について図７及び図８を用いて説明する。
【００７８】
図７は、推進動作における逆進動作のタイムチャート図である。また、図８は、図７に示すタイムチャート図に対応させて、各バルーンの膨張および収縮の様子を示した概略断面図である。
【００７９】
まず、第１駆動バルーン４２と係止バルーン４４と第２駆動バルーン４６をともに収縮させた状態で、電子内視鏡１の先端部１０ａを測定対象（ここでは例えば、大腸とする）内に挿入している状態を考える。なお、このとき、バルーン制御装置１８は、保持バルーン２３を膨張させて腸壁４０に係止させておく。
【００８０】
そして、バルーン制御装置１８は、係止バルーン４４と第２駆動バルーン４６を収縮させた状態を保持し、第１駆動バルーン４２に気体を充填して膨張させる（図７の工程Ａ）。この時のバルーンの膨張の様子は、図８（Ａ）のように表わすことができる。図８（Ａ）に示すように、第１駆動バルーン４２が膨張することにより、係止バルーン４４は第２駆動バルーン４６側に押し出され、第２駆動バルーン４６に覆い被さる状態になる。
【００８１】
次に、バルーン制御装置１８は、係止バルーン４４に気体を充填して膨張させて、係止バルーン４４を腸壁４０に係止させる（図７の工程Ｂ）。この時のバルーンの膨張の様子は、図８（Ｂ）のように表わすことができる。また、ここで、係止バルーン４４において、腸壁４０に接触した時に挿入部１０と腸壁４０の間を埋める部分を第１の部分とし、腸壁４０に接触している部分を第２の部分として考える。
【００８２】
次に、バルーン制御装置１８は、保持バルーン２３と第１駆動バルーン４２から気体を吸引して収縮させる（図７の工程Ｃ）。この時のバルーンの収縮の様子は、図８（Ｃ）のように表わすことができる。
【００８３】
続いて、バルーン制御装置１８は、第２駆動バルーン４６に気体を充填して膨張させる（図７の工程Ｄ）。この時のバルーンの膨張の様子は、図８（Ｄ）のように表わすことができる。
【００８４】
図８（Ｄ）に示すように、バルーン制御装置１８が第２駆動バルーン４６を膨張させていくことにより、第２駆動バルーン４６は係止バルーン４４を徐々に押圧していく。そして、係止バルーン４４は、先端部１０ａの進行方向の前方に向かってその表面が順々に繰り出されるように押されていく、または、その表面を移動させるように押されていく。また、前記のように、係止バルーン４４において第１の部分と第２の部分を備えていると考えたときには、先端部１０ａの進行方向の後方側の第１の部分の腸壁４０側の一部が腸壁４０に接触して第２の部分になるように押されていく、と考えることができる。これにより、係止バルーン４４は、腸壁４０に対し先端部１０ａの進行方向の前方（図８（Ｄ）の黒矢印）に向かって押圧力を与える。
【００８５】
すなわち、係止バルーン４４がいわゆるキャタピラ（登録商標）のように（無限軌道のように）、腸壁４０を当接しながら先端部１０ａの進行方向の前方に向かって繰り出される。
【００８６】
そのため、腸壁４０は先端部１０ａの進行方向の前方に手繰り寄せられる。したがって、図８（Ｄ）の白矢印のように、電子内視鏡１の先端部１０ａは腸壁４０に対し相対的に進行方向の後方に推進（逆進）する。
【００８７】
次に、バルーン制御装置１８は、保持バルーン２３から気体を吸引して収縮させて、保持バルーン２３を腸壁４０から離間させる（図７の工程Ｅ）。この時のバルーンの収縮の様子は、図８（Ｅ）のように表わすことができる。
【００８８】
次に、バルーン制御装置１８は、係止バルーン４４と第２駆動バルーン４６から気体を吸引して収縮させる（図７の工程Ｆ）。この時のバルーンの収縮の様子は、図８（Ｆ）のように表わすことができる。
【００８９】
以降、逆進動作を継続する場合には、図７の工程Ａ〜工程Ｆを繰り返す。
【００９０】
次に図３に示した本実施形態の特徴的な構成による作用について、図９ないし図１２を用いて説明する。図９ないし図１２は、第１駆動バルーン４２と係止バルーン４４、及び係止バルーン４４と第２駆動バルーン４６からなる図３の管内移動体用アクチュエータの作用の詳細を説明する図である。
【００９１】
図９に示すように、本実施形態における管内移動体用アクチュエータ５００は、管内移動方向の前方から第１駆動バルーン４２、係止バルーン４４、第２駆動バルーン４６、保持バルーン２３の順に挿入部１０の先端部１０ａに配置されて構成されている。係止バルーン４４と第１駆動バルーン４２（あるいは第２駆動バルーン４６）は外周端を１つの糸巻き等により、先端部１０ａの固着部６００に固着されている。
【００９２】
つまり、係止バルーン４４の先端側（管内移動方向の前方側）の外周面と第１駆動バルーン４２の基端側（管内移動方向の後方側）の外周面とを１つの糸巻き等により固着して固着部６００が構成され、同様に、係止バルーン４４の基端側（管内移動方向の後方側）の外周面と第２駆動バルーン４６の先端側（管内移動方向の前方側）の外周面とを１つの糸巻き等により固着して固着部６００が構成される。
【００９３】
このとき、上述したように（図２及び図３参照）、ＬＲ≦ＬＤ（望ましくは0.5ＬＤ≦ＬＲ≦ＬＤ）となっているため、係止バルーン４４の内側部４４３は、第１駆動バルーン４２の外周部４５０の端部以内に第１駆動バルーン４２の外周部４５０に覆い被さる。
【００９４】
なお、固着部６００の配置位置は、係止バルーン４４と第１駆動バルーン４２（あるいは第２駆動バルーン４６）との隣接する間隔が所定距離ΔＤとなる位置に設定される。
【００９５】
このような管内移動体用アクチュエータ５００では、図１０に示すように、バルーン制御装置１８により、係止バルーン４４を膨張させ腸壁４０に当接させた後、第１駆動バルーン４２が膨張を開始すると、その膨張力が駆動力として係止バルーン４４に伝達させる。係止バルーン４４は、第１駆動バルーン４２からの駆動力を回転力として、腸壁４０を押圧しながら管内移動方向の後方に腸壁４０を移動させる（腸壁移動）。
【００９６】
さらに、バルーン制御装置１８により、第１駆動バルーン４２の膨張が継続し所定内圧まで膨張すると、図１１に示すように、腸壁４０に発生するたわみ５５０が保持バルーン２３よりも管内移動方向の後方に移動すると共に、係止バルーン４４の第２駆動バルーン４６側が第２駆動バルーン４６の上部に移動する。
【００９７】
そして、図１２に示すように、バルーン制御装置１８は、保持バルーン２３を膨張させ腸壁４０の移動部分（たるみ５５０を含む）が管内移動方向の前方に戻らないように腸壁４０に当接して膨張状態を保持する。さらに、バルーン制御装置１８は、保持バルーン２３の膨張状態を保持した状態で、係止バルーン４４及び第１駆動バルーン４２を収縮させる。これにより、ＬＲ≦ＬＤ（望ましくは0.5ＬＤ≦ＬＲ≦ＬＤ）となっているため、係止バルーン４４の第２駆動バルーン４６側の内側部４４３は、第１駆動バルーン４２の外周部４５０の端部以内に第２駆動バルーン４６の外周部４５０に覆い被さる。
【００９８】
このように管内移動体用アクチュエータ５００では、ＬＲ≦ＬＤ（望ましくは0.5ＬＤ≦ＬＲ≦ＬＤ）となっているため、係止バルーン４４の内側部４４３は、第１駆動バルーン４２あるいは第２駆動バルーン４６の外周部４５０の端部以内に第１駆動バルーン４２あるいは第２駆動バルーン４６の外周部４５０に覆い被さり、この状態で、バルーン制御装置１８が係止バルーン４４を膨張させた後、第１駆動バルーン４２あるいは第２駆動バルーン４６を膨張させるので、第１駆動バルーン４２あるいは第２駆動バルーン４６の膨張力を係止バルーン４４に効率的に伝達でき、該膨張力に基づく係止バルーン４４の回転力によって腸壁移動させることができ、挿入部１０の先端部１０ａを管内移動方向に推進させることができる。
【００９９】
すなわち、第１駆動バルーン４２あるいは第２駆動バルーン４６の膨張による駆動力を分散させることなく係止バルーン４４に伝達し、係止バルーン４４を効率的に回転させることが可能となる。
【０１００】
なお、固着部６００を係止バルーン４４と第１駆動バルーン４２（あるいは第２駆動バルーン４６）との隣接する間隔が所定距離ΔＤとなる位置に設定するとしたが、これに限らず、図１３〜図１５に示すように、管内移動体用アクチュエータ５００の各バルーンの固着部６００を以下の変形例１〜３にように構成してもよい。
【０１０１】
変形例１：
図１３に示すように、変形例１では、係止バルーン４４の先端側（管内移動方向の前方側）の外周面と第１駆動バルーン４２の基端側（管内移動方向の後方側）の内周面とを１つの糸巻き等により固着して固着部６００が構成される。この場合も、ＬＲ≦ＬＤ（望ましくは0.5ＬＤ≦ＬＲ≦ＬＤ）となっている。なお、第１駆動バルーン４２の先端側（管内移動方向の前方側）は、第１駆動バルーン４２の外周面が糸巻き等により固着される。
【０１０２】
このように１つの固着部６００によって係止バルーン４４の先端側の外周面と第１駆動バルーン４２の基端側の内周面とを糸巻き等により密着して固着することで、ΔＤを略０にして係止バルーン４４と第１駆動バルーン４２とを近接して配置することができ、より第１駆動バルーン４２の膨張による駆動力を係止バルーン４４に伝達することができる。
【０１０３】
なお、係止バルーン４４と第２駆動バルーン４６についても同様であって、係止バルーン４４の基端側（管内移動方向の後方側）の外周面と第２駆動バルーン４６の先端側（管内移動方向の前方側）の内周面とを１つの糸巻き等により密着して固着して固着部６００が構成される。この場合も、ＬＲ≦ＬＤ（望ましくは0.5ＬＤ≦ＬＲ≦ＬＤ）となっている。
【０１０４】
変形例２：
図１４に示すように、変形例２では、係止バルーン４４と第１駆動バルーン４２（あるいは第２駆動バルーン４６）との隣接する間隔ΔＤａが所定距離ΔＤ
ΔＤ＜ΔＤａ
となるように固着部６００の配置位置が設定されている。
【０１０５】
すなわち、変形例２は、係止バルーン４４の先端側の外周面及び第１駆動バルーン４２（あるいは第２駆動バルーン４６）の基端側の外周面を、それぞれ別体の糸巻き等により固着する。
【０１０６】
このような設定においても、ＬＲ≦ＬＤ（望ましくは0.5ＬＤ≦ＬＲ≦ＬＤ）の関係があれば、第１駆動バルーン４２あるいは第２駆動バルーン４６の膨張による駆動力を分散させることなく係止バルーン４４に伝達し、係止バルーン４４を効率的に回転させることが可能となる。
【０１０７】
変形例３：
変形例３として、係止バルーン４４、固着部６００の配置位置については、図１５に示すように、配置位置の先端部１０ａの外周面に切込み部６１０等の固着部６００の配置位置を指定する手段を設けてもよく、このような切込み部６１０により、第１駆動バルーン４２及び第２駆動バルーン４６の大きさ及び形状が予め決まっている場合、管内移動体用アクチュエータ５００の製造時に各バルーンを所望の位置に容易に配置させることができ、ＬＲ≦ＬＤ（望ましくは0.5ＬＤ≦ＬＲ≦ＬＤ）の関係を確実に実現することができる。
【０１０８】
なお、固着部６００の配置位置を指定する手段としては、切込み部６１０に限らず、色等によるマーキングでも良く、管内移動体用アクチュエータ５００の製造時に各バルーンを所望の位置に指定するための指標であれば、特に限定されるものではない。
【０１０９】
以上、本発明の管内移動体用アクチュエータおよび内視鏡について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。
【符号の説明】
【０１１０】
１…電子内視鏡、１０…挿入部、１０ａ…先端部、１８…バルーン制御装置、２３…保持バルーン、４４…係止バルーン、３２…圧力制御部、４２…第１駆動バルーン、４６…第２駆動バルーン
【図１】
2011156230.tif 000003
【図２】
2011156230.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2011156230.tif 000012
【図１１】
2011156230.tif 000013
【図１２】
2011156230.tif 000014
【図１３】
2011156230.tif 000015
【図１４】
2011156230.tif 000016
【図１５】
2011156230.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
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