(57)【要約】【課題】体腔内壁と挿入部との摩擦によらず、螺旋回転による推進力を安定して得て体腔内を進退可能な有線式の体腔内進退装置を提供する。【解決手段】体腔内進退装置１０は、外面に螺旋状に突起が形成された第１螺旋回転部２０と、この第１螺旋回転部に形成された突起とは逆向きの螺旋状突起を持つ第２螺旋回転部３０と、この第２螺旋回転部に内蔵され、第２螺旋回転部と同心の回転軸を備えたモータ４０と、このモータの回転軸と第１螺旋回転部とを連結する回転力伝達性を有する連結部材４２と、第２螺旋回転部と同心に相対回転自在に連結され、体外に配置される機器類とを接続するケーブル類を内蔵する可撓性のケーブル束５０とを備えている。この体腔内進退装置は、内蔵したモータにより、第１螺旋回転部及び第２螺旋回転部を連結部材を介して相対回転させ、それぞれ連動して進退動するように構成されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
数学的に定義される略回転体形状を持つ第１回転体の外面に略螺旋状の突起が形成され、該螺旋状突起の螺旋軸である第１螺旋軸と該第１回転体の回転中心軸が略一致している第１螺旋回転部と、
数学的に定義される略回転体形状を持つ第２回転体の外面に前記第１螺旋回転部に形成された突起とは逆向きの略螺旋状の突起が形成され、該逆螺旋状突起の螺旋軸である第２螺旋軸と該第２回転体の回転中心軸が略一致している第２螺旋回転部と、
前記第２螺旋回転部に内蔵され、第２螺旋軸と略同心の回転軸を備えた回転手段と、
前記回転手段の回転軸と前記第１螺旋回転部とに連結された、回転力伝達性を有する連結部材と、
前記第２螺旋回転部に相対回転自在に第２螺旋軸と略同心に連結され、前記第２螺旋回転部と体外に配置される機器類とを接続するケーブル類またはチューブ類を内蔵する可撓性のケーブル束と、を備え、
前記回転手段により、前記第１螺旋回転部及び前記第２螺旋回転部を前記連結部材を介してそれぞれ前記第１螺旋軸及び第２螺旋軸を中心に相対回転させて、体腔内において、それぞれ第１螺旋軸方向及び第２螺旋軸方向に連動して進退動させることを特徴とする体腔内進退装置。
【請求項２】
前記第１螺旋回転部及び前記第２螺旋回転部のうちの少なくとも一方には螺旋回転部の外部に流体を送出する流体管路を備え、前記ケーブル束には前記流体管路に流体を送るチューブ類が含まれている請求項１記載の体腔内進退装置。
【請求項３】
前記流体は気体及び液体の一方または両方であって、前記流体管路は、気体及び液体の一方またはそれぞれを送出する送気管路及び送液管路の一方または両方が含まれ、前記ケーブル束には送気管路及び送液管路の一方または両方に気体または液体を送るチューブ類が含まれている請求項１または２記載の体腔内進退装置。
【請求項４】
前記第１螺旋回転部及び前記第２螺旋回転部のうちの少なくとも一方には、前記気体及び液体の一方、それぞれまたは両方を吸引排出する排出管路を備えている請求項３記載の体腔内進退装置。
【請求項５】
前記回転手段の回転軸及び連結部材は前記第２螺旋回転部内及び前記第１螺旋回転部内を連通する中空部を備えていて、前記ケーブル束は該中空部を通って前記第２螺旋回転部から前記第１螺旋回転部内に延びている請求項１から４のいずれか一項記載の体腔内進退装置。
【請求項６】
前記連結部材は可撓性を有する中空部材である請求項５記載の体腔内進退装置。
【請求項７】
前記第１螺旋回転部内には、撮像手段及び照明手段が搭載された内視鏡ユニットが、前記第１螺旋軸を中心に第１螺旋回転部に対して相対回転自在に装着されている請求項５または６記載の体腔内進退装置。
【請求項８】
前記ケーブル束には前記撮像手段及び照明手段に接続された駆動線及び信号線が含まれていて、該駆動線及び信号線が前記撮像手段及び照明手段に接続されている請求項７記載の体腔内進退装置。
【請求項９】
前記ケーブル束は、前記第２螺旋回転部に前記第２螺旋軸を中心に相対回転自在にかつ軸方向には一体として移動するように連結され、さらに前記回転軸及び連結部材の中空部を通って前記第１螺旋回転部内の前記内視鏡ユニットに接続されている請求項８記載の体腔内進退装置。
【請求項１０】
前記第２螺旋回転部には回転接続コネクタの一方の回動部が固定されていて、該回転接続コネクタのもう一方の回動部には前記ケーブル束が固定されるとともに、前記ケーブル束は前記回転軸及び連結部材の中空部を通って前記第１螺旋回転部内の前記内視鏡用ユニットに接続されている請求項５乃至９のいずれか一項記載の体腔内進退装置。
【請求項１１】
前記回転手段は、中空の回転軸を有するモータであって、前記ケーブル束には前記モータを駆動する電力を供給する導線が含まれていて、前記ケーブル束は前記回転接続コネクタを介して前記第２螺旋回転部に接続され、該導線は、前記ケーブル束から分岐されて前記回転接続コネクタを構成する回動部間に設けられた接点により前記モータに接続されている請求項１０記載の体腔内進退装置。
【請求項１２】
前記回転軸及び前記回転接続コネクタの回転部の回転中心は前記第２螺旋軸と略一致している請求項１１記載の体腔内進退装置。
【請求項１３】
前記第１螺旋回転部及び第２螺旋回転部は略同一であるか、もしくは突部の外径、突部以外の外径、ピッチ、条数、質量、のいずれかもしくは複数が異なる請求項１乃至１２のいずれか一項記載の体腔内進退装置。
【請求項１４】
前記体腔内進退装置は、医療用具またはその一部を体腔内所定位置まで移動させる医療用具移動装置を構成する請求項１乃至１３のいずれか一項記載の体腔内進退装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外面に螺旋状の突起が設けられ、その螺旋軸を中心にして回転することによって体内を進行または後退する体腔内進退装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内視鏡、ガイドワイヤその他の医療用器具の体腔内での進退を容易にすべく、モータ等の回転力発生部を内蔵し、外面に螺旋状の突起を設けた螺旋回転推進部を、その螺旋軸を中心に回転させたときの突起と体腔内壁との摩擦を用いて、体腔内での進退のための推進力を得る体腔内進退装置は、最も原初的なアイデアのひとつであり、古くから考えられてきている。
【０００３】
しかし、このような進退装置では、螺旋回転推進部の突起と体腔内壁との摩擦が大きくなると螺旋回転推進部が回転することができなくなるとともに、螺旋回転推進部に回転力を与えていたモータ本体側が逆回転し、推進力を得られなくなるおそれがあった。
【０００４】
これに対して、特許文献１に記載のカプセル型医療装置においては、モータの駆動によって回転する螺旋状突起を設けた回転推進部と、この回転推進部を駆動するモータを内蔵するベース部を持つが、このベース部の外面に回転推進部とは逆向きの螺旋状突起を設けている。これにより、突起と体腔内壁との摩擦が大きくなって螺旋回転推進部の回転が停止しモータが逆回転したとしても、モータを内蔵するベース部が逆回転するため、螺旋回転推進部が回転時に発生する推進力と同じ方向の推進力を得ることができる。一方でベース部に設けられた突起と体腔内壁との摩擦が大きい場合は、それを足がかりとして螺旋回転部が回転することができる。すなわち、螺旋回転推進部とベース部の、どちらか摩擦の小さい方が回転するため、推進力を安定して得ることができる。
【特許文献１】特開２００６-１４９５８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載のカプセル型医療装置はケーブルを持たない無線式であるため、有線式のメリットである電力の充分な供給や、送気、送水といった機能を持たせることができなかった。
【０００６】
そこで本発明は、体腔内壁との摩擦によらず、螺旋回転による推進力を安定して得て体腔内を進退可能な有線式体腔内進退装置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】
【０００７】
上記課題を解決する本発明の体腔内進退装置においては、数学的に定義される略回転体形状を持つ第１回転体の外面に略螺旋状の突起が形成され、該螺旋状突起の螺旋軸である第１螺旋軸と該第１回転体の回転中心軸が略一致している第１螺旋回転部と、数学的に定義される略回転体形状を持つ第２回転体の外面に前記第１螺旋回転部に形成された突起とは逆向きの略螺旋状の突起が形成され、該逆螺旋状突起の螺旋軸である第２螺旋軸と該第２回転体の回転中心軸が略一致している第２螺旋回転部と、
前記第２螺旋回転部に内蔵され、第２螺旋軸と略同心の回転軸を備えた回転手段と、前記回転手段の回転軸と前記第１螺旋回転部とに連結された、回転力伝達性を有する連結部材と、前記第２螺旋回転部に相対回転自在に第２螺旋軸と略同心に連結され、前記第２螺旋回転部と体外に配置される機器類とを接続するケーブル類またはチューブ類を内蔵する可撓性のケーブル束と、を備え、前記回転手段により、前記第１螺旋回転部及び前記第２螺旋回転部を前記連結部材を介してそれぞれ前記第１螺旋軸及び第２螺旋軸を中心に相対回転させて、体腔内において、それぞれ第１螺旋軸方向及び第２螺旋軸方向に連動して進退動させることを特徴としている。
【０００８】
本発明の体腔内進退装置において、前記第１螺旋回転部及び前記第２螺旋回転部のうちの少なくとも一方には螺旋回転部の外部に流体を送出する流体管路を備え、前記ケーブル束には前記流体管路に流体を送るチューブを含むことが好ましい。実際的には、前記流体は気体及び液体の一方または両方であって、前記流体管路は気体及び液体の一方またはそれぞれを送出する送気管路及び送液管路の一方または両方が含まれ、前記ケーブル束には送気管路及び送液管路の一方または両方に気体または液体を送るチューブ類が含まれている。前記第１螺旋回転部及び前記第２螺旋回転部のうちの少なくとも一方には、前記気体及び液体の一方、それぞれまたは両方を吸引排出する排出管路を備えることが好ましい。
【０００９】
前記回転手段の回転軸及び連結部材は前記第２螺旋回転部内及び前記第１螺旋回転部内を連通する中空部を備えていて、前記ケーブル束は該中空部を通って前記第２螺旋回転部から前記第１螺旋回転部まで延ばすことが好ましい。この場合、好ましくは前記連結部材の一方は前記回転軸に固定され、他方は前記第１螺旋回転部に固定される。前記連結部材は可撓性を有する中空部材とすることが好ましい。
【００１０】
本発明の体腔内進退装置においては、体腔内を観察するための前記第１螺旋回転部内には、撮像手段及び照明手段が搭載された内視鏡ユニットを、前記第１螺旋軸を中心に第１螺旋回転部に対して相対回転自在に装着する。前記ケーブル束には前記撮像手段及び照明手段に接続された駆動線及び信号線が含まれていて、該駆動線及び信号線が前記撮像手段及び照明手段に接続される。前記ケーブル束は、前記第２螺旋回転部に前記第２螺旋軸を中心に相対回転自在にかつ軸方向には一体として移動するように連結され、さらに前記回転軸及び連結部材の中空部を通って前記第１螺旋回転部内の前記内視鏡用ユニットに接続される。
【００１１】
本発明の体腔内進退装置において、前記第２螺旋回転部には回転接続コネクタの一方の回動部が固定されていて、該回転接続コネクタのもう一方の回動部には前記ケーブル束が固定されるとともに、前記ケーブル束は前記回転軸及び連結部材の中空部を通って前記第１螺旋回転部内の前記内視鏡用ユニットに接続される。
【００１２】
前記回転手段は、中空の回転軸を有するモータであって、前記ケーブル束には、前記モータを駆動する電力を供給する導線が含まれていて、前記ケーブル束は前記回転接続コネクタを介して前記第２螺旋回転部に接続され、該導線は、前記ケーブル束から分岐されて前記回転接続コネクタを構成する回動部間に設けられた接点により前記モータに接続される。前記回転軸及び前記回転接続コネクタの回転部の回転中心は前記第２螺旋回転部の第２螺旋軸と一致させる。
【００１３】
前記第１螺旋回転部及び第２螺旋回転部の突部は略同一であるか、もしくは突部の外径、突部以外の外径、ピッチ、条数、質量、のいずれかもしくは複数が異なる。
【００１４】
本発明の体腔内進退装置において、医療用具またはその一部を体腔内所定位置まで移動させる医療用具移動装置を構成することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によると、それぞれの螺旋軸を中心にして回転する、外面に螺旋状の突起が形成された第１螺旋回転部及び、それと逆向きの突起を持つ第２螺旋回転部が、それぞれの螺旋回転部と接触している体腔内壁との摩擦が小さい方が回転し推進力を得るという基本的な構成を持つ体腔内進退装置において、第２螺旋回転部に相対回転自在に第２螺旋軸と同心に連結され、この第２螺旋回転部と体外に配置される機器類とを接続するケーブル類またはチューブ類を内蔵する可撓性のケーブル束を備えたため、電力の充分な供給、すなわち螺旋回転部に対する充分な回転力を与えて体腔内を自在に進退させることができる。ケーブル束にチューブ類を内蔵した場合は、送気、送水といった機能も持たせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を内視鏡に適用した場合の実施形態について図面を参照しつつ詳しく説明する。
本実施形態に係る体腔内進退装置１０は、図１、図２に示すように、第１螺旋回転部２０と、第２螺旋回転部３０と、第２螺旋回転部３０に内蔵したモータ（回転手段）４０と、第１螺旋回転部２０と第２螺旋回転部３０とを接続する回転力伝達性を有し可撓性を備えたフレキシブル連結軸４２と、第２螺旋回転部３０に接続された可撓性のケーブル束５０を備えている。フレキシブル連結軸４２は可撓性を備えていなくともよいが、可撓性を備えていると、後に詳細に説明する図２に示すように管腔７０の屈曲部における走行性が高まり、好ましい。第１螺旋回転部２０及び第２螺旋回転部３０は、導入された生体の管腔７０内において、第１螺旋回転部２０及び第２螺旋回転部３０を、それぞれの第１螺旋軸Ａ及び第２螺旋軸Ｂを中心に相対回転させることによって、それぞれ第１、第２螺旋軸Ａ及びＢ方向に連動して進退することができる。さらにこの実施形態では、第１螺旋回転部２０に送気用管路（送気手段）６０を備えている。以下に、各部材について詳細に説明する。
【００１７】
第１螺旋回転部２０は、外面（外周面）に突起２２が形成された中空の円筒状本体２４を備える。円筒状本体２４は、数学的に定義される略回転体形状を呈している。円筒状本体２４の表面に形成された突起２２は、円筒状本体２４の中心軸Ａの周りに螺旋状に形成されており、中心軸Ａは突起２２に対する螺旋軸Ａと一致している。円筒状本体２４は、軟性の材料により、例えばシリコンの成形により、形成されている。円筒状本体２４の内部には、送気用管路（送気手段）６０、複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）（照明手段）６２、撮像手段６６、送水用管路６８を内蔵した内視鏡ユニット２６が収容されている。そうしてこの内視鏡ユニット２６は、シールドベアリング２８を介して円筒状本体２４内に、螺旋軸Ａを軸心として相対回転自在に支持されている。なお、ＬＥＤ６２は１個でもよいが、照明光量をかせぐために多い方が好ましい。また、照明手段としては、ＬＥＤの他に、例えばＥＬ素子や光ファイバを用いることができる。
【００１８】
送気用管路６０は、先端の送出口が第１螺旋回転部２０の先端（図１の右側端部）に配置され、第１螺旋回転部２０の外囲に気体を送出する。送気用管路６０は、ケーブル束５０に内挿されて、管腔７０の外に延びていて、その後端の送入口は管腔７０の外部に配置されたポンプ（不図示）に接続されている。送気用管路６０の送出口は、第１螺旋回転部２０の先端の他、円筒状本体２４の外面に配置すると、円筒状本体２４の外面と管腔７０の内壁７２（図２）との間に、確実に気体を送出することができるため好ましい。このようにして送気用管路６０から管腔７０の内部へ（第１螺旋回転部２０の外へ）気体を送出すると、送出した気体の圧力によって内壁７２が外側に膨らむため、突起２２と内壁７２との間の摩擦を軽減することができる。さらに、送出する気体量、圧力を調整することによって、突起２２と内壁７２間の摩擦力をコントロールすることができ、螺旋回転本体２０の回転による内壁７２への負荷を低減することができる。送気用管路６０には、管腔７０が膨らみすぎた場合に対処可能なように、送気だけでなく排気機能も持たせることが好ましい。また、図１のように送気用管路６０の送出口を螺旋回転本体２０の先端に設けた場合は、送気によって、後述する送水による洗浄後の乾燥も行うことができる。なお、送気用の気体としては、空気や、人体に害を及ぼさない他の気体（例えば窒素など）を利用できる。
【００１９】
ＬＥＤ６２、６４は、第１螺旋回転部２０の先端に前方を照射できるように配置されている。撮像手段６６は、先端のレンズ系が第１螺旋回転部２０の先端近傍に配置されており、ＬＥＤ６２、６４によって照明された管腔７０内の対象部位の観察に用いられる。撮像手段６６のレンズ系から入射した光は、撮像手段６６内の撮像素子上（例えばＣＣＤイメージセンサ）に結像して電気信号に変換される。この電気信号は、ケーブル束５０に含まれる映像信号線によって外部の画像処理回路（不図示）へ送られる。なお、ＬＥＤ６２、６４を点灯させる電力及び撮像手段６６を駆動する駆動クロックは、映像信号線と同様にケーブル束５０に含まれる駆動信号線によって、生体の外部に配置される装置から供給される。
【００２０】
また、送水用管路６８は、先端の送水口が第１螺旋回転部２０の先端に配置され、第１螺旋回転部２０先端面及び管腔７０内の対象部位の洗浄のための水が送出される。なお、送水用の液体としては、通常の水の他に、滅菌水、生理的食塩水などを含め、人体に害を及ぼさない他の液体を利用できる。
【００２１】
送気用管路６０、送水用管路６８に加えて、ＬＥＤ６２、撮像手段６６の駆動及び信号線は、内視鏡ユニット２６内で束ねられて、ケーブル束５０として、円筒状本体２４、フレキシブル連結軸４２及び回転軸４１の中空部を通って円筒状本体３４内からロータリーコネクタ４４を抜け、さらに、管腔７０の外部まで延びる。さらに、フレキシブル連結軸４２が円筒状本体２４の開口に固定された部分において、ケーブル束５０は、シールドベアリング４７を介して、フレキシブル連結軸４２の内周面に螺旋軸Ａを中心として相対回転自在に支持されている。
【００２２】
ケーブル束５０は、例えば埋め込みによって、内視鏡ユニット２６に対して固定されている。内視鏡ユニット２６はベアリング２８を介して円筒状本体２４に支持されているので、内視鏡ユニット２６に対して円筒状本体２４は、螺旋軸Ａの周りに相対回転可能である。さらにケーブル束５０は、フレキシブル連結軸４２、回転軸４１及び円筒状本体３４に対して相対回転自在に支持されている。つまり、内視鏡ユニット２６には、円筒状本体２４、３４に対して相対回転自在に導入されたケーブル束５０が接続されているので、円筒状本体２４、３４が回転しても回転内視鏡ユニット２６は回転しない。したがって、円筒状本体２４、３４を相対回転させながら体腔内進退装置１０を進退動させても観察される画像が回転しないので、ディスプレイに表示した画像も回転せず、観察が容易である。
【００２３】
なお、ケーブル束５０は、絶縁性、密閉性を高め、体腔内進退装置１０の動作時に他の部材との摩擦を避けるために、シリコンやウレタンゴム製などの柔軟性のある管状部材に内挿することが好ましい。また、送気用管路６０は、螺旋状の突起２２と突起２２の間、または突起２２の頂点から送出できるように設けてもよい。この構成によれば、突起２２と突起２２の間に内壁７２がはまり込んだ場合でも、送気によりはまり込んだ内壁７２を突起２２の間から押し出すことができる。また、送気用管路６０とは別個に排気用管路を設けておけば、送気用管路６０から送気した気体によって内壁７２を押し出しつつ、管腔７０内の過剰な気体を排出して管腔７０内の圧力を調整することができる。さらに送水用管路６８も、送気用管路６０と同様に、突起２２と突起２２の間、または突起の頂点から送出できるように設けてもよい。このように構成した送水用管路６８は、内壁７２と突起２２の摩擦抵抗等の軽減に利用できる。
【００２４】
第２螺旋回転部３０は、外面（外周面）に螺旋状の突起３２が形成された中空の円筒状本体３４を備える。円筒状本体３４は、数学的に定義される略回転体形状を呈している。円筒状本体３４の表面に形成された突起３２は、円筒状本体３４の中心軸Ｂの周りに螺旋状に形成されており、中心軸Ｂは突起３２に対する螺旋軸Ｂと一致している。また突起３２は、突起２２とは逆向きの螺旋形状となっている。円筒状本体３４は、軟性の材料により、例えばシリコンの成形により形成されている。
【００２５】
円筒状本体３４の内部には、モータ４０が、その回転軸の軸心を螺旋軸Ｂと同心に固定されている。モータ４０の回転は、ケーブル束５０から分岐された導線４５からロータリーコネクタ４４を介して供給される電力によって駆動制御される。回転軸４１は中空であって、この中空部を、ロータリーコネクタ４４の回動部４４ｂ及び基部４４ａを貫通し、モータ４０に電力供給するモータ駆動用導線４５を除くケーブル束５０が通っている。つまりケーブル束５０と第２螺旋回転部３０とは、螺旋軸Ｂ方向には一体に拘束され、かつ螺旋軸Ｂ周りには相対回転自在に連結されている。
【００２６】
第２螺旋回転部３０から第１螺旋回転部２０方向に延びる回転軸４１の先端部には、連結部材としての、フレキシブル連結軸４２が嵌合連結されている。回転軸４１は、フレキシブル連結軸４２が嵌合連結された状態で、シールドベアリング４３によって中空本体３４に対して回転自在に、かつ密閉状態で支持されている。フレキシブル連結軸４２は可撓性を備えた柔軟な中空管状部材であって、他端部は第１螺旋回転部２０の穴に挿入固定されている。これにより、第１螺旋回転部２０と第２螺旋回転部３０とが互いに相対回転自在に連結される。フレキシブル連結軸４２は、その両端部において中心軸が螺旋軸Ａ及び螺旋軸Ｂと一致するように配置されている。これにより、モータ４０を動作させ回転軸４１が回転した場合、回転軸４１及びフレキシブル連結軸４２と一体となった第１螺旋回転部２０（円筒状本体２４）が螺旋軸Ａを中心として回転（螺旋回転）し、回転方向及び螺旋形状に応じて第１螺旋回転部２０が進退する推進力が生じる。
【００２７】
ロータリーコネクタ４４は、円筒状本体３４の内部に固定された円板状の基部４４ａと、基部４４ａと対向配置され、螺旋軸Ｂを中心として相対回転自在な円板状の回動部４４ｂと、を備える。基部４４ａ及び回動部４４ｂの中央の穴にはケーブル束５０が挿通され、回動部４４ｂに対して密着固定されている。回動部４４ｂと基部４４ａの対向面には回転に対して持続して電気的な接触を保つ接点が設けられている。モータ４０の駆動電力は、ロータリーコネクタ４４内においてケーブル束５０から引き出された導線４５、回動部４４ｂと基部４４ａの接点及び導線４６を経て、モータ４０に供給される。
【００２８】
第２螺旋回転部３０は、管腔７０の内壁７２に対する接触圧、抵抗、摩擦が第１螺旋回転部２０と同程度となるように、両者の質量及び、突起３２の外径を突起２２の外径と同程度にすることが好ましい。一方、突起２２の外径を小さくすると、狭窄部等に進入する際、第１螺旋回転部２０がこれを押し広げ通過しやすくなる効果が得られる。また、管腔７０の内壁７２に対する摩擦を第１螺旋回転部２０と同程度とするために、第１螺旋回転部２０に対する観点と同様の観点から、第２螺旋回転部３０（円筒状本体３４）にも、外囲に対して気体、液体を送出する送気用管路、送水用管路や、さらに排出管路を備えるとよい。第２螺旋回転部３０の送気、送水用管路は、第１螺旋回転部２０の送気、送水用管路とは独立させて独立制御可能とすることが好ましい。
【００２９】
体腔内進退装置１０は、第１螺旋回転部２０と第２螺旋回転部３０がフレキシブル連結軸４２により連結された状態で管腔７０（例えば大腸）内に導入される。フレキシブル連結軸４２は可撓性を備えるため、図２に示すような湾曲した部位を通過することができる。主として、第１螺旋回転部２０の突起２２及び第２螺旋回転部３０の突起３２が管腔７０の内壁７２に接触する。
【００３０】
ここでモータ４０を正回転（時計回り）させる向きに通電した場合を考える。このとき、第１螺旋回転部２０と内壁７２の間，さらに第２螺旋回転部３０と内壁７２との間の摩擦がともに大きく回転できない場合を除くと、第２螺旋回転部３０が静止し第１螺旋回転部２０が矢印Ｃ方向に回転するか、第１螺旋回転部２０が静止し第２螺旋回転部３０が矢印Ｄ方向に回転する。どちらが回転してどちらが停止するかは第１螺旋回転部２０と第２螺旋回転部３０が感ずる摩擦の大小によって決まる。摩擦が等しい場合は両者とも回転するが，その場合も含め、いずれの場合も、第２螺旋回転部３０から見て第１螺旋回転部２０が矢印Ｃ方向に相対回転する。これにより、フレキシブル連結軸４２によって連結された第１螺旋回転部２０と第２螺旋回転部３０は、第１螺旋回転部２０もしくは第２螺旋回転部３０が発生する推進力によって、第１螺旋回転部２０の先端の前方側へ進行する。なお、体腔内進退装置１０を後退させるには、正回転時に印加した電圧と逆極性の電圧をモータ４０に印加すればよい。この場合、第１螺旋回転部２０は第２螺旋回転部３０に対して矢印Ｃと逆方向に回転しようとするため、フレキシブル連結軸４２で連結された第１螺旋回転部２０、第２螺旋回転部３０が後退する。
【００３１】
次に、モータ４０に供給する電流の制御について、図３を参照しつつ説明する。図３に示すように、モータ４０の入力端子には、所定の電流を供給して定電流駆動するための定電流駆動部８１が、ケーブル束５０に内挿された導線（導線４５、４６を含む）を介して接続されている。またモータ４０の入力端子には、モータ４０の回転速度に応じてモータ４０内のコイル（不図示）に発生する逆起電力（電圧）を検出する逆起電力検出部８２が接続されている。逆起電力検出部８２で検出した逆起電力信号がＡ／Ｄ・Ｄ／Ａコンバータ８４及び逆起電力−指令電圧比較部８８に送出される。Ａ／Ｄ・Ｄ／Ａコンバータ８４ではアナログの逆起電力信号がデジタル信号に変換され、変換後の信号は制御部（例えばパーソナルコンピュータやマイコン）８６へ出力される。制御部８６では、制御開始後の経過時間と関連づけて、検出された逆起電力の時間的な変化（すなわち実際の回転速度の時間的な変化）が図示しないディスプレイに表示される。
【００３２】
制御部８６は、Ａ／Ｄ・Ｄ／Ａコンバータ８４を介して、モータ４０の回転速度を所定値とするためのモータ速度指令電圧信号を逆起電力−指令電圧比較部８８へ送出する。この逆起電力−指令電圧比較部８８は、逆起電力、すなわちモータ４０の現在の回転速度を示す電圧と速度指令電圧とを比較し、指令回転速度と実際の回転速度とのずれを速やかに解消すべくモータ４０に流すべき電流値を決定する。そうしてこの電流値に基づいた電流を、定電流駆動部８１がモータ４０に流す。これまで述べてきたように、この実施例では、モータ４０内のコイルをモータ３０の回転速度検出手段としても利用している。すなわち上記の構成によれば、モータ４０の回転速度（言い換えれば、モータ４０に固定された第１螺旋回転部２０と第２螺旋回転部３０の相対回転速度）を指令値に保つためのフィードバックループが形成されており、単にモータ４０に電圧を印加する場合に比べ、より安定した推進力を発生する制御が可能となっている。定電流駆動の他に、若干構成は異なるものの、例えば定電圧駆動やＰＷＭ制御による駆動でもよい。なお、後退させるときは、モータ４０への通電が逆になるようにモータ速度指令電圧を出力する。
【００３３】
モータ４０の逆起電力を検出することにより、第１螺旋回転部２０と第２螺旋回転部３０の回転状況を検出できる。突起２２と内壁７２との間、及び突起３２と内壁７２との間に大きな抵抗（摩擦力）が発生して第１螺旋回転部２０及び第２螺旋回転部３０が回転していないことを検知した場合は、例えば、制御部８６はディスプレイに警告表示し、回転不能状態を所定回数または所定時間継続して検知したときはモータ４０の駆動を停止させるか、逆通電制御に切り換え進退方向を反転し状況の打開を試みる。
【００３４】
次に、変形例について説明する。
回転手段としてモータ４０を使用したが、モータの種別は問わず、他の動力、例えば流体で動作するモータを使用することもできる。
第１螺旋回転部２０及び第２螺旋回転部３０の外形は、上述した実施例では円筒形だが、これに限らず、卵形、球形、楕円形など、略回転体形状（数学的に定義される回転体形状）であればどのような形状でもよい。
【００３５】
また、ロータリーコネクタ４４、フレキシブル連結軸４２、及び内視鏡ユニット２６に、第２螺旋回転部３０の後端から第１螺旋回転部２０の先端へ通じる貫通路を形成し、この貫通路内に通常の内視鏡先端の挿入部を挿入固定しても管腔７０内の対象部位を観察することができる。
また、上述の貫通路に、または、上述の実施形態のケーブル束５０にワイヤを内挿し、体腔内進退装置１０の進退によってワイヤを案内するガイドワイヤ装置を構成することもできる。
【００３６】
モータ４０の回転速度の検出は逆起電力の検出に限られず、タコジェネレータを内蔵するなど、他の公知の検出手段を適用できる。
【００３７】
本発明について上記実施形態を参照しつつ説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、改良の目的または本発明の思想の範囲内において改良または変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施形態に係る体腔内進退装置の構成を示し、螺旋軸を含む縦断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る体腔内進退装置が体腔内に導入された状態を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係るモータの制御系の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０    体腔内進退装置
２０    第１螺旋回転部
２２    突起
２４    円筒状本体（第１回転体）
２６    内視鏡ユニット
３０    第２螺旋回転部
３２    突起
３４    円筒状本体（第２回転体）
４０    モータ（回転手段）
４１    回転軸
４２    フレキシブル連結軸（連結部材）
４４    ロータリーコネクタ
５０    ケーブル束
６０    送気用管路（送気手段）
７０    管腔（生体）
７２    内壁
【図１】
2008194080.tif 000003
【図２】
2008194080.tif 000004
【図３】
2008194080.tif 000005