(57)【要約】【課題】屈曲時の表面温度を抑制可能で、材料費を低減することができ、屈曲させる力が強く、屈曲角度の制御が容易で過加熱を防止することができ、細径化が可能な、屈曲機構を有する挿入器具を提供する。【解決手段】形状記憶合金製の収縮ワイヤ１２が、可撓性の内側チューブ１１の外側に、内側チューブ１１の長さ方向に沿って配置されている。収縮ワイヤ１２は、通電加熱すると長さが収縮して内側チューブ１１を湾曲させるよう設けられている。制限部材１３が、内側チューブ１１と共に内側チューブ１１の湾曲に沿って曲がるよう、収縮ワイヤ１２の内側チューブ１１とは反対側の側面に接して設けられている。外側チューブ１４が、内部に内側チューブ１１と収縮ワイヤ１２と制限部材１３とを収納するよう設けられている。外側チューブ１４は、内側面と収縮ワイヤ１２との間に間隔をあけて配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性の内側チューブと、
前記内側チューブの外側に、前記内側チューブの長さ方向に沿って配置され、通電加熱すると長さが収縮して前記内側チューブを湾曲させるよう設けられた形状記憶合金製の収縮ワイヤと、
前記内側チューブと共に前記内側チューブの湾曲に沿って曲がるよう、前記収縮ワイヤの前記内側チューブとは反対側の側面に接して設けられた制限部材とを、
有することを特徴とする屈曲機構を有する挿入器具。
【請求項２】
内部に前記内側チューブと前記収縮ワイヤとを収納するよう設けられた外側チューブを有し、
前記収縮ワイヤは前記外側チューブの内側面との間に間隔をあけて配置されていることを
特徴とする請求項１記載の屈曲機構を有する挿入器具。
【請求項３】
前記収縮ワイヤは複数から成り、それぞれ前記内側チューブの中心軸に対して等角度間隔で、前記内側チューブの外側面との間に間隔をあけて配置されており、
前記制限部材は、各収縮ワイヤの前記内側チューブとは反対側の側面に接すると共に、各収縮ワイヤの前記内側チューブ側の側方を開放するよう設けられていることを
特徴とする請求項１または２記載の屈曲機構を有する挿入器具。
【請求項４】
前記内側チューブの長さ方向に沿った所定区間の両端に設けられた１対の端部リンクと、
前記所定区間の内側に、前記所定区間を複数に分割するよう設けられた１または複数の中間リンクと、
前記内側チューブと各収縮ワイヤと前記制限部材とを覆うよう設けられた外側チューブとを有し、
各端部リンクは、前記内側チューブの外側面から所定の間隔をあけて各収縮ワイヤを固定し、各収縮ワイヤの前記内側チューブとは反対側の側面に接するよう前記制限部材を固定し、各収縮ワイヤと前記外側チューブの内側面との間に間隔をあけるよう、前記外側チューブの内側面に固定され、
前記中間リンクは、前記内側チューブの外側面から所定の間隔をあけて各収縮ワイヤを保持し、各収縮ワイヤの前記内側チューブとは反対側の側面に接するよう前記制限部材を保持し、各収縮ワイヤと前記外側チューブの内側面との間に間隔をあけるよう、前記外側チューブの内側面に固定されていることを
特徴とする請求項３記載の屈曲機構を有する挿入器具。
【請求項５】
各収縮ワイヤへの通電加熱を制御する制御部を有し、
前記制御部は、各収縮ワイヤのうち１または複数の収縮ワイヤに通電加熱することにより、前記内側チューブを所望の方向に湾曲させるよう構成されており、前記所望の方向に所定の角度で曲げるための各収縮ワイヤへの通電加熱方法が複数パターン存在するとき、通電加熱された各収縮ワイヤの前記所望の方向への変位量の平均が最も小さくなるパターンを選択して通電加熱を行うよう構成されていることを
特徴とする請求項３または４記載の屈曲機構を有する挿入器具。
【請求項６】
前記制限部材はコイルばね状を成し、内部に前記内側チューブと各収縮ワイヤとを収納し、内側面が各収縮ワイヤの前記内側チューブとは反対側の側面に接するよう設けられていることを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１項に記載の屈曲機構を有する挿入器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、屈曲機構を有する挿入器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内視鏡などに使用される屈曲機構を有する挿入器具として、挿入器具の中心軸に配置されたインナーチューブの周囲に、そのインナーチューブに沿って形状記憶合金製のワイヤを複数配置し、所定のワイヤを収縮させることにより、所望の方向に屈曲させるものがある（例えば、特許文献１乃至５、非特許文献１参照）。しかし、これらの挿入器具では、各ワイヤが個別の配線チューブの内部に配線されていたり、インナーチューブに接触するよう配置されていたりするため、屈曲させたとき、インナーチューブに対して収縮するワイヤとは反対側に配置されたワイヤが、配線チューブやインナーチューブと共に曲がって張った状態になる。このため、その屈曲の外側のワイヤが、屈曲に対する抵抗になってしまい、屈曲させにくいという問題があった。【０００３】
そこで、より屈曲させやすくするために、形状記憶合金製のワイヤをコイルばね状に形成し、それらをインナーチューブの周囲に複数配置した挿入器具が開発されている（例えば、特許文献６乃至８参照）。これらの挿入器具では、ワイヤがコイルばね状に形成されて伸縮性に優れているため、屈曲させたとき、インナーチューブに対して収縮するコイルばねとは反対側に配置されたコイルばねが伸びて、屈曲させやすくなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１８４５２８号公報
【特許文献２】特開２０１１−１４２９５１号公報
【特許文献３】特表２０１０−５２２０２９号公報
【特許文献４】特開２０１０−３８１２３号公報
【特許文献５】特開２０１２−５２４２３号公報
【特許文献６】特許第３４７７５７０号公報
【特許文献７】特許第４０９６３２５号公報
【特許文献８】特開２０００−２６２４６４号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Hironobu Takizawa, Hiroshi Tosaka, Ryo Ohta, Shinji Kaneko, and Yasuhiro Ueda, “DEVELOPMENT OF A MICROFINE ACTIVE BENDING CATHETER EQUIPPED WITH MIF TACTILE SENSORS”, Micro Electro Mechanical Systems, 1999. MEMS '99. Twelfth IEEE International Conference on, 21-21 Jan. 1999, IEEE, p.412 - 417
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献６乃至８に記載の挿入器具は、形状記憶合金製のワイヤをコイルばね状に形成しているため、真っ直ぐ伸ばしたワイヤと比べて、収縮率が大きく、屈曲角度を大きくすることができる。しかし、使用するワイヤが長くなるため、収縮させたときの発熱量が大きくなってしまい、表面温度が高くなるという課題があった。なお、体内での使用を考慮した場合、安全のため表面温度を約４１℃以下に抑制する必要がある。【０００７】
また、使用するワイヤが長くなるため、材料費が嵩むという課題があった。コイルばね状に形成されたワイヤが伸縮性を有するため、屈曲させる力が弱いという課題もあった。屈曲角度の制御が難しく、屈曲角度を調整するためにワイヤを加熱しすぎてしまうことがあるという課題もあった。ワイヤをコイルばね状に形成するため、その占有スペースが大きくなり、全体の径が太くなるという課題もあった。【０００８】
本発明は、このような課題に着目してなされたもので、屈曲時の表面温度を抑制可能で、材料費を低減することができ、屈曲させる力が強く、屈曲角度の制御が容易で過加熱を防止することができ、細径化が可能な、屈曲機構を有する挿入器具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】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に係る屈曲機構を有する挿入器具は、可撓性の内側チューブと、前記内側チューブの外側に、前記内側チューブの長さ方向に沿って配置され、通電加熱すると長さが収縮して前記内側チューブを湾曲させるよう設けられた形状記憶合金製の収縮ワイヤと、前記内側チューブと共に前記内側チューブの湾曲に沿って曲がるよう、前記収縮ワイヤの前記内側チューブとは反対側の側面に接して設けられた制限部材とを、有することを特徴とする。【００１０】
本発明に係る屈曲機構を有する挿入器具は、形状記憶合金製の収縮ワイヤを通電加熱することにより、内側チューブを湾曲させて屈曲することができる。このとき、収縮ワイヤの内側チューブとは反対側の側面に接して設けられた制限部材が、内側チューブと共に内側チューブの湾曲に沿って曲がるため、収縮した収縮ワイヤも制限部材と共に内側チューブの湾曲に沿って曲げられる。このため、収縮ワイヤが曲げられない場合と比べて、同じ収縮量で屈曲角度を大きくすることができる。【００１１】
本発明に係る屈曲機構を有する挿入器具は、収縮ワイヤを、コイルばね状でなく、そのまま伸ばした状態で内側チューブの長さ方向に沿って配置しているため、屈曲時の発熱量をできるだけ小さくすることができ、表面温度を抑制することができる。このため、体内で使用したときの安全性を高めることができる。また、形状記憶合金製の収縮ワイヤの使用量を、コイルばね状に形成したときと比べて短くすることができ、材料費を低減することができる。コストを低減できるため、使い捨てとして使用することが可能になる。【００１２】
本発明に係る屈曲機構を有する挿入器具は、収縮ワイヤの収縮量から屈曲角度を容易に求めることができるため、屈曲角度の制御が容易であり、フィードバック制御も可能である。このため、屈曲角度を調整するために収縮ワイヤを加熱しすぎることがなく、過加熱を防止することができる。収縮ワイヤが通電加熱で収縮はするが、バネのように伸縮しないため、屈曲させる力が強い。このため、光ファイバーのような硬いものも屈曲させることができる。また、収縮ワイヤの占有スペースが小さいため、細径化を図ることができる。【００１３】
本発明に係る屈曲機構を有する挿入器具は、内側チューブの内部に、鉗子などの処置具や光ファイバー、ＣＭＯＳイメージセンサーなどの観察手段等を挿入して使用することができる。また、内側チューブの内部に何も入れず、内側チューブの外部に、内側チューブに沿って内側チューブと共に湾曲可能に、処置具や観察手段などを配置してもよい。制限部材は、収縮ワイヤの長さ方向に沿って、収縮ワイヤと線状に接していてもよく、所定の間隔の複数箇所で接していてもよい。【００１４】
本発明に係る屈曲機構を有する挿入器具は、内部に前記内側チューブと前記収縮ワイヤとを収納するよう設けられた外側チューブを有し、前記収縮ワイヤは前記外側チューブの内側面との間に間隔をあけて配置されていることが好ましい。この場合、収縮ワイヤと外側チューブとの間に空気の層が存在するため、収縮ワイヤの熱が外側チューブに直接伝わらず、屈曲時の表面温度を抑制することができる。このため、表面温度を約４１℃以下に抑制するのが容易であり、体内で使用するときの安全性を確保することができる。【００１５】
本発明に係る屈曲機構を有する挿入器具で、前記収縮ワイヤは複数から成り、それぞれ前記内側チューブの中心軸に対して等角度間隔で、前記内側チューブの外側面との間に間隔をあけて配置されており、前記制限部材は、各収縮ワイヤの前記内側チューブとは反対側の側面に接すると共に、各収縮ワイヤの前記内側チューブ側の側方を開放するよう設けられていることが好ましい。【００１６】
この収縮ワイヤが複数から成る場合、一方向だけでなく複数の方向に屈曲させることができる。特に、収縮ワイヤが３本以上のとき、任意の方向に屈曲させることができる。また、各収縮ワイヤが内側チューブとの間に間隔をあけて配置され、制限部材が各収縮ワイヤの内側チューブ側の側方を開放するよう設けられているため、屈曲時に、内側チューブに対して収縮した収縮ワイヤとは反対側の収縮ワイヤが、内側チューブと共に湾曲せず、内側チューブに向かって張り出した状態になる。これにより、屈曲に対するその収縮ワイヤによる抵抗をできるだけ小さくすることができる。制限部材は、全ての収縮ワイヤに接する１つの部材から成っていてもよく、個々の収縮ワイヤ毎に設けられていてもよい。【００１７】
本発明に係る屈曲機構を有する挿入器具は、前記内側チューブの長さ方向に沿った所定区間の両端に設けられた１対の端部リンクと、前記所定区間の内側に、前記所定区間を複数に分割するよう設けられた１または複数の中間リンクと、前記内側チューブと各収縮ワイヤと前記制限部材とを覆うよう設けられた外側チューブとを有し、各端部リンクは、前記内側チューブの外側面から所定の間隔をあけて各収縮ワイヤを固定し、各収縮ワイヤの前記内側チューブとは反対側の側面に接するよう前記制限部材を固定し、各収縮ワイヤと前記外側チューブの内側面との間に間隔をあけるよう、前記外側チューブの内側面に固定され、前記中間リンクは、前記内側チューブの外側面から所定の間隔をあけて各収縮ワイヤを保持し、各収縮ワイヤの前記内側チューブとは反対側の側面に接するよう前記制限部材を保持し、各収縮ワイヤと前記外側チューブの内側面との間に間隔をあけるよう、前記外側チューブの内側面に固定されていることが好ましい。この場合、屈曲区間が長くなったときに効果的である。【００１８】
本発明に係る屈曲機構を有する挿入器具は、各収縮ワイヤへの通電加熱を制御する制御部を有し、前記制御部は、各収縮ワイヤのうち１または複数の収縮ワイヤに通電加熱することにより、前記内側チューブを所望の方向に湾曲させるよう構成されており、前記所望の方向に所定の角度で曲げるための各収縮ワイヤへの通電加熱方法が複数パターン存在するとき、通電加熱された各収縮ワイヤの前記所望の方向への変位量の平均が最も小さくなるパターンを選択して通電加熱を行うよう構成されていることが好ましい。この場合、より少ない変位量で、屈曲角度を大きくすることができる。【００１９】
本発明に係る屈曲機構を有する挿入器具で、前記制限部材はコイルばね状を成し、内部に前記内側チューブと各収縮ワイヤとを収納し、内側面が各収縮ワイヤの前記内側チューブとは反対側の側面に接するよう設けられていてもよい。この場合、制限部材が内側チューブと共に内側チューブの湾曲に沿って曲がりやすい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、屈曲時の表面温度を抑制可能で、材料費を低減することができ、屈曲させる力が強く、屈曲角度の制御が容易で過加熱を防止することができ、細径化が可能な、屈曲機構を有する挿入器具を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態の屈曲機構を有する挿入器具の（ａ）縦断面図、（ｂ）（ａ）の一点鎖線位置での横断面図、（ｃ）屈曲時の１つの区間の縦断面図、（ｄ）屈曲時の（ｃ）の一点鎖線位置での横断面図、（ｅ）屈曲時の斜視図である。
【図２】図１に示す挿入器具に関し、（ａ）屈曲時に収縮ワイヤが弦状に張ったときの状態を示す模式側面図、（ｂ）屈曲時に収縮ワイヤが円弧状に曲げられたときの状態を示す模式側面図、（ｃ）（ａ）および（ｂ）のときの収縮ワイヤの収縮率と屈曲角度との関係を示すグラフである。
【図３】図１に示す挿入器具の、（ａ）１本の収縮ワイヤを一定量収縮させたときの、内側チューブの中心からその収縮ワイヤまでの距離と屈曲角度との関係を示すグラフ、（ｂ）２本の収縮ワイヤを同じ量だけ収縮させたときの状態を示す概略斜視図である。
【図４】図１に示す挿入器具の、各収縮ワイヤ（ＳＭＡ  ｗｉｒｅ１〜３）に個別に通電加熱したときの屈曲角度を示すグラフである。
【図５】本発明の実施の形態の屈曲機構を有する挿入器具の、収縮ワイヤが１本だけから成る変形例の、屈曲角度と表面温度との関係を示すグラフである。
【図６】本発明の実施の形態の屈曲機構を有する挿入器具の、制限部材が個々の収縮ワイヤ毎に設けられた変形例を示す（ａ）横断面図、（ｂ）屈曲時の斜視図である。
【図７】本発明の実施の形態の屈曲機構を有する挿入器具の、内側チューブの外部に処置具や観察手段などを配置した使用状態を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面に基づき、本発明の実施の形態について説明する。
図１乃至図７は、本発明の実施の形態の屈曲機構を有する挿入器具を示している。
図１に示すように、屈曲機構を有する挿入器具１０は、内側チューブ１１と収縮ワイヤ１２と制限部材１３と外側チューブ１４と１対の端部リンク１５と中間リンク１６と制御部（図示せず）とを有している。
【００２３】
内側チューブ１１は、可撓性の細長いチューブから成り、挿入器具１０の中心に配置されている。収縮ワイヤ１２は、通電加熱すると長さが収縮する形状記憶合金製で、複数から成っている。各収縮ワイヤ１２は、それぞれ内側チューブ１１の中心軸に対して等角度間隔で、内側チューブ１１の外側に、内側チューブ１１の長さ方向に沿って配置されている。各収縮ワイヤ１２は、内側チューブ１１の外側面との間に間隔をあけて配置されている。
【００２４】
制限部材１３は、コイルばね状を成し、内部に内側チューブ１１と各収縮ワイヤ１２とを収納するよう設けられている。制限部材１３は、内側面が各収縮ワイヤ１２の内側チューブ１１とは反対側の側面に接するよう設けられ、各収縮ワイヤ１２の内側チューブ１１側の側方を開放している。制限部材１３は、各収縮ワイヤ１２の長さ方向に沿って、各収縮ワイヤ１２と複数箇所で接している。外側チューブ１４は、内側チューブ１１と各収縮ワイヤ１２と制限部材１３とを覆うよう設けられている。外側チューブ１４は、内側面と各収縮ワイヤ１２との間に間隔をあけて配置されている。
【００２５】
１対の端部リンク１５は、外側チューブ１４の内径と同じ外径を有する円盤状を成し、内側チューブ１１の両端に設けられている。各端部リンク１５は、外側チューブ１４の内側面に固定されており、中心に内側チューブ１１が貫通されている。各端部リンク１５は、内側チューブ１１を固定している。各端部リンク１５は、内側チューブ１１の外側面から所定の間隔をあけると共に、外側チューブ１４の内側面との間にも間隔をあけるよう各収縮ワイヤ１２を固定している。また、各端部リンク１５は、各収縮ワイヤ１２の内側チューブ１１とは反対側の側面に接するよう制限部材１３を固定している。なお、端部リンク１５は、前述の機能を満たせば、必ずしも円盤状でなくともよい。
【００２６】
中間リンク１６は、外側チューブ１４の内径と同じ外径を有する円盤状を成し、複数から成っている。各中間リンク１６は、各端部リンク１５の間の区間を複数に分割するよう、外側チューブ１４の内側面に固定されている。各中間リンク１６は、中心に内側チューブ１１が、その周囲に各収縮ワイヤ１２および制限部材１３が貫通されている。各中間リンク１６は、内側チューブ１１の外側面から所定の間隔をあけると共に、外側チューブ１４の内側面との間にも間隔をあけるよう、各収縮ワイヤ１２を保持している。各中間リンク１６は、各収縮ワイヤ１２の内側チューブ１１とは反対側の側面に接するよう制限部材１３を保持している。なお、中間リンク１６は、前述の機能を満たせば、必ずしも円盤状でなくともよい。
【００２７】
挿入器具１０は、１または複数の収縮ワイヤ１２に通電加熱して収縮させることにより、内側チューブ１１を湾曲可能になっている。また、内側チューブ１１と共に、制限部材１３および外側チューブ１４も内側チューブ１１の湾曲に沿って曲がるようになっている。なお、図１に示す具体的な一例では、収縮ワイヤ１２は３本から成り、それぞれ内側チューブ１１の中心軸に対して１２０度間隔で配置されている。また、中間リンク１６は２つから成っている。
【００２８】
制御部は、各収縮ワイヤ１２に通電して加熱可能、かつ、その通電する電流を制御可能に設けられている。制御部は、各収縮ワイヤ１２のうち１または複数の収縮ワイヤ１２に通電加熱することにより、内側チューブ１１を所望の方向に湾曲させるよう構成されている。制御部は、所望の方向に所定の角度で曲げるための各収縮ワイヤ１２への通電加熱方法が複数パターン存在するとき、通電加熱された各収縮ワイヤ１２の所望の方向への変位量の平均が最も小さくなるパターンを選択して通電加熱を行うよう構成されている。
【００２９】
次に、作用について説明する。
挿入器具１０は、例えば、内視鏡の先端に取り付けて使用される。挿入器具１０は、形状記憶合金製の収縮ワイヤ１２のうち、１または複数の収縮ワイヤ１２を通電加熱することにより、内側チューブ１１を所望の方向に湾曲させて屈曲することができる。このとき、収縮ワイヤ１２の内側チューブ１１とは反対側の側面に接して設けられた制限部材１３が、内側チューブ１１と共に内側チューブ１１の湾曲に沿って曲がるため、収縮した収縮ワイヤ１２も制限部材１３と共に内側チューブ１１の湾曲に沿って曲げられる。
【００３０】
収縮した収縮ワイヤ１２が円弧状に曲げられた場合と、弦状に張った場合とについて、収縮ワイヤ１２の収縮率と屈曲角度との関係を調べ、図２に示す。図２（ａ）および（ｂ）に示すように、収縮前の収縮ワイヤ１２の長さおよび屈曲させる対象物（例えば、内側チューブ１１）の長さをＬ、屈曲させる対象物の半径をａ、収縮した収縮ワイヤ１２の長さをｌ、収縮時の屈曲角度をθとすると、収縮ワイヤ１２の収縮率ｘ＝（Ｌ−ｌ）／Ｌは、図２（ａ）のときが（１）式で、図２（ｂ）のときが（２）式で表される。
【００３１】
【数１】
2015033602.tif 000003
【００３２】
この式から、Ｌ＝３５ｍｍ、ａ＝１．０ｍｍのときの収縮率ｘと屈曲角度θとの関係を求め、図２（ｃ）に示す。図２（ｃ）に示すように、収縮ワイヤ１２が曲げられない場合（図２（ａ）の弦状の場合に対応）と比べて、収縮した収縮ワイヤ１２が内側チューブ１１の湾曲に沿って曲げられる挿入器具１０の場合（図２（ｂ）の円弧状の場合に対応）には、同じ収縮量で屈曲角度を大きくすることができる。
【００３３】
挿入器具１０は、各収縮ワイヤ１２が内側チューブ１１との間に間隔をあけて配置され、制限部材１３が各収縮ワイヤ１２の内側チューブ１１側の側方を開放するよう設けられているため、図１（ｃ）〜（ｅ）に示すように、屈曲時に、内側チューブ１１に対して収縮した収縮ワイヤ１２とは反対側の収縮ワイヤ１２が、内側チューブ１１と共に湾曲せず、内側チューブ１１に向かって張り出した状態になる。これにより、屈曲に対するその収縮ワイヤ１２による抵抗をできるだけ小さくすることができる。
【００３４】
挿入器具１０で、制御部が、所望の方向に所定の角度で曲げるための各収縮ワイヤ１２への通電加熱方法が複数パターン存在するとき、通電加熱された各収縮ワイヤ１２の所望の方向への変位量の平均が最も小さくなるパターンを選択して通電加熱を行うよう構成されているため、より少ない変位量で、屈曲角度を大きくすることができる。ここで、図３（ａ）に、１本の収縮ワイヤ１２を一定量収縮させたときの、内側チューブ１１の中心からその収縮ワイヤ１２までの距離と屈曲角度との関係を示す。図３（ａ）に示すように、その距離と屈曲角度との関係は、反比例となる。
【００３５】
そこで、例えば、図３（ｂ）に示すように、収縮ワイヤ１２が３本のとき、２本の収縮ワイヤ１２を同じ量だけ収縮させると、その２本の収縮ワイヤ１２の中間位置（作用点）で、その２本の収縮ワイヤ１２の収縮量のうち内側チューブ１１の中心から作用点に向く方向の成分と同じ量で、収縮ワイヤ１２が収縮したものとみなすことができる。なお、このとき、２本の収縮ワイヤ１２の収縮量のうち作用点から各収縮ワイヤ１２に向く方向の成分は、互いに打ち消し合うため、その方向には変位は発生しない。このため、図３（ａ）から、各収縮ワイヤ１２と内側チューブ１１の中心との距離が定められている場合には、作用点を内側チューブ１１の中心に近づけることにより、同じ収縮量（変位量）でも屈曲角度を大きくすることができる。なお、作用点を内側チューブ１１の中心に近づけるため、各収縮ワイヤ１２を内側チューブ１１に可能な限り近づけて配置することも効果的であるが、図１（ｃ）〜（ｅ）に示すような屈曲時に外側の収縮ワイヤ１２が内側チューブ１１に向かって張り出す効果と相反することに留意する必要がある。
【００３６】
挿入器具１０は、各収縮ワイヤ１２を、コイルばね状でなく、そのまま伸ばした状態で内側チューブ１１の長さ方向に沿って配置しているため、屈曲時の発熱量をできるだけ小さくすることができ、表面温度を抑制することができる。また、収縮ワイヤ１２と外側チューブ１４との間に空気の層が存在するため、収縮ワイヤ１２の熱が外側チューブ１４に直接伝わらず、屈曲時の表面温度を抑制することができる。このため、体内で使用したときの安全性を高めることができる。
【００３７】
挿入器具１０は、形状記憶合金製の収縮ワイヤ１２の使用量を、コイルばね状に形成したときと比べて短くすることができ、材料費を低減することができる。コストを低減できるため、使い捨てとして使用することが可能になる。使い捨てにすることにより、使用後の洗浄や滅菌作業が不要となり、医療費を削減することができ、個人病院などの比較的小規模な病院でも利用することができる。また、挿入器具１０は、真っ直ぐに伸ばした形状記憶合金製のワイヤを使用する従来のものと比べて、収縮ワイヤ１２の使用長が短いため、少ないエネルギーおよび発熱量で屈曲させることができる。
【００３８】
また、挿入器具１０は、収縮ワイヤ１２の収縮量から屈曲角度を容易に求めることができるため、屈曲角度の制御が容易であり、フィードバック制御も可能である。このため、屈曲角度を調整するために収縮ワイヤ１２を加熱しすぎることがなく、過加熱を防止することができる。収縮ワイヤ１２が通電加熱で収縮はするが、バネのように伸縮しないため、屈曲させる力が強い。このため、光ファイバーのような硬いものも屈曲させることができる。また、収縮ワイヤ１２の占有スペースが小さいため、細径化を図ることができる。制限部材１３がコイルばね状であるため、内側チューブ１１と共に内側チューブ１１の湾曲に沿って曲がりやすい。このように、挿入器具１０は、細径で柔軟であるため、狭く複雑な形状をした場所でも挿入することができる。このため、小型の光学イメージャを併用することにより、体内などを精密かつ自在に観察することができる。
【００３９】
図１に示す挿入器具１０について、各収縮ワイヤ１２（ＳＭＡ  ｗｉｒｅ１〜３）を個別に通電加熱したときの屈曲角度の測定を行い、その結果を図４に示す。挿入器具１０は、屈曲する長さが３５ｍｍ、外径が１．７ｍｍ、中間リンク１６が２つである。測定では、収縮させる収縮ワイヤ１２に通電加熱して屈曲させ、そのときの屈曲角度をカメラを用いて測定している。図４に示すように、いずれの収縮ワイヤ１２（ＳＭＡ  ｗｉｒｅ１〜３）でも、通電した電流に応じてほぼ同じ屈曲角度を成すことが確認された。供給電流が２８０ｍＡのとき、屈曲角度は約５９度（曲率半径は３４ｍｍ）であり、十分に実用可能であることが確認された。
【００４０】
なお、挿入器具１０は、１本の収縮ワイヤ１２が折り返して配置されており、１方向にのみ屈曲可能であってもよい。この収縮ワイヤ１２が１本のときの屈曲角度と表面温度との関係を調べ、図５に示す。使用した挿入器具１０は、屈曲する長さが３５ｍｍ、外径が４．１ｍｍ、内側チューブ１１の内径が０．５０ｍｍ、中間リンク１６が２つである。測定では、まず、恒温槽（３８℃、湿度９５％）内に挿入器具１０を置き、１つの収縮ワイヤ１２に通電加熱して屈曲させたときの表面温度を測定し、表面温度が一定になったときの屈曲角度をカメラを用いて測定している。
【００４１】
図５に示すように、曲率半径２３ｍｍ以上、屈曲角度８６度以下で、表面温度は４１℃以下となり、体内で使用したときの安全性を確保することができることが確認された。このことから、この挿入器具１０は、体内で使用するときでも、屈曲角度８６度まで屈曲させることができ、十分に実用的であるといえる。なお、曲率半径２３ｍｍ以上、屈曲角度８６度以下にするためには、収縮ワイヤ１２に流す電流は、２１０ｍＡ以下となる。
【００４２】
また、図６に示すように、挿入器具１０で、制限部材１３は、全ての収縮ワイヤ１２に接する１つのコイルばねの代わりに、個々の収縮ワイヤ１２毎に設けられていてもよい。この場合であっても、屈曲時に外側の収縮ワイヤ１２が内側チューブ１１に向かって張り出して、屈曲に対するその収縮ワイヤ１２による抵抗をできるだけ小さくする効果を得ることができる。
【００４３】
挿入器具１０は、内側チューブ１１の内部に、鉗子などの処置具や光ファイバー、ＣＭＯＳイメージセンサーなどの観察手段等を挿入して使用することができる。また、図７に示すように、内側チューブ１１の内部に何も入れず、内側チューブ１１の外部に、内側チューブ１１に沿って内側チューブ１１と共に湾曲可能に、処置具２１や観察手段２２などを配置することもできる。
【００４４】
挿入器具１０は、細く柔らかく形成することができるため、例えば、既存の大腸内視鏡の先端の鉗子孔に挿入されて、小腸内の観察や処置を行ったり、小腸内視鏡として腸内容物を排出したり観察や処置を行ったりするのに使用することができる。これにより、患者への苦痛や負担を少なくするとともに、低侵襲医療による医療費の低減を図ることができる。また、光ファイバーを使用することができるため、レーザーアブレーション治療や分光器を用いた診断などに利用することができる。さらに、医療分野に限らず、配管内検査やビルメンテナンスなどの工業分野や、災害救助などにも使用することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１１  内側チューブ
１２  収縮ワイヤ
１３  制限部材
１４  外側チューブ
１５  端部リンク
１６  中間リンク
【図１】
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【図２】
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【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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【国際調査報告】
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