(57)【要約】【課題】内視鏡操作部の重量を大幅に増やすことなく、内視鏡の先端を冷却することができる内視鏡冷却装置を提供する。【解決手段】内視鏡装置において、スコープ部には、先端部５に配置され、機能要素を冷却するための冷却液の流路を有する熱交換器９と、熱交換器９の流路の一端に、その一端が接続されて、シャフト部６に向かって延在する第１のチューブ１１ａと、熱交換器９の流路の他端に、その一端が接続されて、シャフト部６に向かって延在する第２のチューブ１１ｂと、第１のチューブ１１ａの他端と第２のチューブ１１ｂの他端とに接続され、所定部位の変位を冷却液の流れに変換する変位−流れ変換部１３とを備え、外部機器には、変位を発生する変位発生部を備え、変位−流れ変換部１３の所定部位と変位発生部とが、変位伝達部７によって連結される。【選択図】図２
2012200313.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端部とシャフト部と把持するための操作部を有するスコープ部と、外部機器と、を有する内視鏡装置において、
前記スコープ部は、
前記先端部に配置され、発熱を伴う機能要素を冷却するための冷却液の流路を有する熱交換器と、
前記熱交換器の流路の一端に、その一端が接続されて、前記シャフト部に向かって延在する第１のチューブと、
前記熱交換器の流路の他端に、その一端が接続されて、前記シャフト部に向かって延在する第２のチューブと、
前記第１のチューブの他端と前記第２のチューブの他端とに接続され、所定部位の変位を冷却液の流れに変換する変位−流れ変換部とを備え、
さらに、
前記外部機器に設けられている変位を発生する変位発生部と、
前記変位−流れ変換部の所定部位と前記変位発生部とが、変位伝達部によって連結されることを特徴とする内視鏡冷却装置。
【請求項２】
前記変位発生部は、回転変位を発生し、
前記変位伝達部は、前記回転変位を伝達し、
前記変位−流れ変換部は、前記第１のチューブの他端と前記第２のチューブの他端とに接続され、前記所定部位の前記回転変位に応じて、前記冷却液を前記第１のチューブと前記第２のチューブとに循環させることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡冷却装置。
【請求項３】
前記変位−流れ変換部は、前記第１のチューブの他端と前記第２のチューブの他端とのそれぞれに設けられ、
前記所定部位の変位に応じて、前記冷却液が移動することを特徴とする請求項１または２に記載の内視鏡冷却装置。
【請求項４】
前記変位−流れ変換部は、前記第１のチューブの他端から一端に向かっての前記冷却液の流れを発生させる動作と、前記第２のチューブの他端から一端に向かっての前記冷却液の流れを発生させる動作とを交互に繰り返すことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡冷却装置。
【請求項５】
前記外部機器が備える前記変位発生部は、並進変位発生器で構成され、
前記変位伝達部によって、少なくとも一つの前記変位−流れ変換部の所定部位を並進変位させることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡冷却装置。
【請求項６】
前記第１のチューブの他端に設けられた第１の変位−流れ変換部と、
前記第１の変位−流れ変換部に前記変位伝達部で結合され、前記外部機器に配置された第１の前記並進変位発生器と、
前記第２のチューブの他端に設けられた第２の変位−流れ変換部と、
前記第２の変位−流れ変換部に前記変位伝達部で結合され、前記外部機器に配置された第２の前記並進変位発生器と、を有し、
前記変位発生部は、前記第１の並進変位発生器と前記第２の並進変位発生器とに交互に引張力を発生させて、前記冷却液の流れを生じさせることを特徴とする請求項５に記載の内視鏡冷却装置。
【請求項７】
前記第１のチューブの他端に設けられた第１の変位−流れ変換部と、
前記第１の変位−流れ変換部に前記変位伝達部で結合され、前記外部機器に配置された第１の前記並進変位発生器と、を有し、
前記第２のチューブの他端に設けられた第２の変位−流れ変換部と、
前記第２の変位−流れ変換器の所定部位に配置された付勢ばね、とを備え、
往動作と復動作の一方の動作は、前記第１の並進変位発生器の変位によってなされ、
他方の動作は、前記付勢ばねの応力による変位によってなされることを特徴とする請求項５に記載の内視鏡冷却装置。
【請求項８】
前記変位−流れ変換部が、前記所定部位の変位に応じて容積が変化する前記冷却液で満たされたチャンバーであることを特徴とする請求項５に記載の内視鏡冷却装置。
【請求項９】
前記並進変位を発生させる変位発生部は、前記シャフト部の長手方向の後端側への引張力を発生させるアクチュエータから構成され、
前記変位−流れ変換は、前記アクチュエータに連結され所定部位の変位に応じて容積が変化する第１のチャンバーと、付勢ばねに連結され、所定部位の変位に応じて容積が変化する第２のチャンバーとで構成され、
前記変位−流れ変換部は、前記アクチュエータの前記シャフト部の長手方向の前後運動に応じて、前記冷却液を前記第１のチューブと前記第２のチューブとにおいて往復させることを特徴とする請求項５に記載の内視鏡冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡冷却装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の内視鏡冷却装置では、例えば特許文献１に記載されているように、内視鏡の先端を冷却するために、操作部に送気・送水ユニットを設けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−７７７６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の内視鏡冷却装置では、モーター等の送気・送水ユニットを操作部に設けている。このため、操作部が大きくなり、その重量が大幅に増す傾向がある。操作部が重くなることは、操作中に操作部を把持している使用者に負担がかかるという問題が生じる。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、内視鏡の操作部の重量を大幅に増やすことなく内視鏡の先端を冷却することができる内視鏡冷却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】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る内視鏡冷却装置は、
先端部とシャフト部と把持するための操作部とを有するスコープ部と、外部機器と、を有する内視鏡装置において、
スコープ部は、
先端部に配置され、発熱を伴う機能要素を冷却するための冷却液の流路を有する熱交換器と、
熱交換器の流路の一端に、その一端が接続されて、シャフト部に向かって延在する第１のチューブと、
熱交換器の流路の他端に、その一端が接続されて、シャフト部に向かって延在する第２のチューブと、
第１のチューブの他端と第２のチューブの他端とに接続され、所定部位の変位を冷却液の流れに変換する変位−流れ変換部とを備え、
さらに、
外部機器に設けられている変位を発生する変位発生部と、
変位−流れ変換部の所定部位と変位発生部とが、変位伝達部によって連結されることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の好ましい態様によれば、変位発生部は、回転変位を発生し、
変位伝達部は、回転変位を伝達し、
変位−流れ変換部は、第１のチューブの他端と第２のチューブの他端とに接続され、所定部位の回転変位に応じて、冷却液を第１のチューブと第２のチューブとに循環させることが望ましい。
【０００８】
また、本発明の好ましい態様によれば、変位−流れ変換部は、第１のチューブの他端と第２のチューブの他端とのそれぞれに設けられ、
所定部位の変位に応じて、冷却液が移動することが望ましい。
【０００９】
また、本発明の好ましい態様によれば、変位−流れ変換部は、第１のチューブの他端から一端に向かっての冷却液の流れを発生させる動作と、第２のチューブの他端から一端に向かっての冷却液の流れを発生させる動作とを交互に繰り返すことが望ましい。
【００１０】
また、本発明の好ましい態様によれば、外部機器が備える変位発生部は、並進変位発生器で構成され、
変位伝達部によって、少なくとも一つの変位−流れ変換部の所定部位を並進変位させることが望ましい。
【００１１】
また、本発明の好ましい態様によれば、第１のチューブの他端に設けられた第１の変位−流れ変換部と、
第１の変位−流れ変換部に変位伝達部で結合され、外部機器に配置された第１の並進変位発生器と、
第２のチューブの他端に設けられた第２の変位−流れ変換部と、
第２の変位−流れ変換部に変位伝達部で結合され、外部機器に配置された第２の並進変位発生器と、を有し、
変位発生部は、第１の並進変位発生器と第２の並進変位発生器とに交互に引張力を発生させて、冷却液の流れを生じさせることが望ましい。
【００１２】
また、本発明の好ましい態様によれば、第１のチューブの他端に設けられた第１の変位−流れ変換部と、
第１の変位−流れ変換部に変位伝達部で結合され、外部機器に配置された第１の並進変位発生器と、を有し、
第２のチューブの他端に設けられた第２の変位−流れ変換部と、
第２の変位−流れ変換器の所定部位に配置された付勢ばね、とを備え、
往動作と復動作の一方の動作は、第１の並進変位発生器の変位によってなされ、
他方の動作は、付勢ばねの応力による変位によってなされることが望ましい。
【００１３】
また、本発明の好ましい態様によれば、変位−流れ変換部が、所定部位の変位に応じて容積が変化する冷却液で満たされたチャンバーであることが望ましい。
【００１４】
また、本発明の好ましい態様によれば、並進変位を発生させる変位発生部は、シャフト部の長手方向の後端側への引張力を発生させるアクチュエータから構成され、
変位−流れ変換は、アクチュエータに連結され所定部位の変位に応じて容積が変化する第１のチャンバーと、付勢ばねに連結され、所定部位の変位に応じて容積が変化する第２のチャンバーとで構成され、
変位−流れ変換部は、アクチュエータのシャフト部の長手方向の前後運動に応じて、冷却液を第１のチューブと第２のチューブとにおいて往復させることが望ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明にかかる内視鏡冷却装置は、冷却に関わる駆動部を内視鏡の外部機器に設けるので、内視鏡操作部の重量を大幅に増やすことなく内視鏡の先端を冷却することができる。そのため、重量による大きな負担を軽減できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る内視鏡装置の概略構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態の内視鏡の構成を示す図である。
【図３】第１の実施形態の内視鏡と光源装置の接続を説明する図である。
【図４】第１の実施形態の冷却液の流れを説明する図である。
【図５】第１の実施形態の冷却液の流れを説明する他の図である。
【図６】第２の実施形態の内視鏡の構成を示す図である。
【図７】第２の実施形態の内視鏡と光源装置の接続を説明する図である。
【図８】第３の実施形態の内視鏡の構成を示す図である。
【図９】第３の実施形態の内視鏡と光源装置の接続を説明する図である。
【図１０】第４の実施形態の内視鏡の構成を示す図である。
【図１１】第４の実施形態の内視鏡と光源装置の接続を説明する図である。
【図１２】第５の実施形態の内視鏡の構成を示す図である。
【図１３】第５の実施形態の内視鏡と光源装置の接続を説明する図である。
【図１４】第６の実施形態の内視鏡の構成を示す図である。
【図１５】第６の実施形態の内視鏡と光源装置の接続を説明する図である。
【図１６】第７の実施形態の内視鏡の構成を示す図である。
【図１７】第７の実施形態の内視鏡と光源装置の接続を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本発明にかかる内視鏡冷却装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１８】
（第１の実施形態）
図１は、本発明にかかる内視鏡冷却装置を備える内視鏡装置、すなわち内視鏡システムの構成を示す図である。図１を用いて内視鏡システムについて説明する。
【００１９】
内視鏡システムは、被検体の体内を観察する観察装置である。内視鏡１は、被検体（不図示）の体内に挿入され、体内画像の取得や、生細胞取得および治療を行なう手段を持つ装置である。
【００２０】
内視鏡操作部２は、内視鏡の使用者が手に持つことで把持し、内視鏡１先端の方向を操作する機構が配置された部材である。ユニバーサルコード３、光源装置４、ビデオプロセッサ３５、モニター３６は、内視鏡１と電気的、機械的に接続され、以下の各役割を果たす。
【００２１】
ユニバーサルコード３は、内視鏡操作部２と光源装置４とを接続するコードである。ユニバーサルコード３は、その内部に電気的、機械的な接続を果たすための配線が多数配置される部材である。光源装置４は、内視鏡１先端から放射される光を駆動させる装置である。ビデオプロセッサ５は、内視鏡１から送られる画像の処理と、各回路の同期および処理とを行なう装置である。モニター６は、内視鏡１の画像を出力するものである。
【００２２】
図２、３は、本発明にかかる内視鏡冷却装置の第１の実施形態の構成を示す図である。図２は内視鏡１の断面構成を示す。図３は、内視鏡１と光源装置４との接続構成を説明する図である。以下、図２、図３を用いて内視鏡先端の冷却手順について説明する。
【００２３】
内視鏡システムは、大きく分けて先端部５（先端硬性部）と、シャフト部６と、操作部８と、ユニバーサルコード１５と、光源装置４とで構成される。これら構成の中に、内視鏡１先端の冷却部が導入されている。
【００２４】
冷却部は、「冷却を行う部位」、「冷却部を駆動させるための外力を発生させる部位」、「外力を冷却部に伝達させる部位」の３つの動きが連動する構成である。ここで、「冷却を行う部位」は、先端部５に設けられている熱交換器９と、シャフト部６に設けられている第１のチューブ１１ａ、第２のチューブ１１ｂと、操作部８に設けられている変位−流れ変換部１３と、で構成される。
【００２５】
また、「冷却部を駆動させるための外力を発生させる部位」は、光源装置４内に設けられている変位発生部１４で構成される。「外力を冷却部に伝達させる部位」は、操作部８と光源装置４とを接続する変位伝達部７で構成される。
【００２６】
変位−流れ変換部１３は、シリンジ１６、１７で構成される。また、変位発生部１４は、アクチュエータ２０、２１で構成される。また、変位伝達部７は、シースワイヤ１８、１９で構成される。
【００２７】
次に、水冷機構について説明する。内視鏡先端部材１２は、内視鏡１の先端に配置され、内視鏡１が被検体を観察する際に駆動する機能部材が内蔵されている。内蔵物は例えば撮像素子や光源などである。
【００２８】
内蔵されている撮像素子や光源は、駆動とともに発熱を生じ、内視鏡先端部材１２に伝熱し、内視鏡先端部材１２の温度を上昇させる。
本実施形態では、このような温度上昇した内視鏡先端部材１２を液冷する構成を備えている。冷却のために、内視鏡先端部材１２に熱交換器９を備える。熱交換器９は、内部に流路が形成されており、冷却液が流れる。冷却液は、第２のシリンジ１７内に導入されている構成とする。
【００２９】
図４、図５は、冷却液の流れを説明する図である。変位発生部１４を構成するアクチュエータ２０（図３参照）によって、第１のシースワイヤ１８が引っ張られる。これに応じて、変位−流れ変換部１３を構成する第１のシリンジ１６のピストン部は図４中矢印Ａの方向に引っ張られる。これにより、第２のシリンジ１７内の冷却液は、図４中矢印Ｂの方向へ駆動を始める。冷却液は、第２のシリンジ１７→第２のチューブ１１ｂ→熱交換器９→第１のチューブ１１ａ→第１のシリンジ１６の順番に移動する。
【００３０】
冷却液は、図４内矢印Ｃの方向へ熱交換器９を通過する際、熱交換を行う。熱交換器９は、内視鏡先端部材１２の熱が伝熱している。このために間接的に内視鏡先端部材１２を冷却することとなる。
【００３１】
冷却液の温度は、内視鏡先端部材１２の熱を熱交換すると、上昇する。ここで、第１のチューブ１１ａ内を冷却液が図４内矢印Ｄ方向へ通過する際、第１のチューブ１１ａの周囲環境に放熱が起こる。このため、冷却液の温度は下がり始める。そして、第１のシリンジ１６に到達する際には、冷却液の温度は環境温度まで下がる。
【００３２】
次に、アクチュエータ２１によって第２のシースワイヤ１９が引っ張られ、第２のシリンジ１７のピストン部は図５内矢印Ａの方向へ引っ張られる。冷却液は、上述した動作とは逆に、第１のシリンジ１６→第１のチューブ１１ａ→熱交換器９→第２のチューブ１１ｂ→第２のシリンジ１７の順に流れ、再度内視鏡先端部材１２を冷却する。
【００３３】
第１の実施形態では、この冷却液の往復運動によって、内視鏡先端部材１２が冷却される。冷却液の往復運動の制御は、外部機器である光源装置４内に変位発生部１４を設けて行う。したがって、内視鏡の操作部の重量を大幅に増やすことなく内視鏡先端部材１２を冷却できる。
なお、アクチュエータ２０、２１は引っ張り力を発するのではなく押圧力を発するのでも良い。
【００３４】
（第２の実施形態）
次に、図６、図７を用いて第２の実施形態について説明する。第２の実施形態では変位伝達部７として第１のシースワイヤ１８と付勢ばね２９を使用する。また、変位発生部１４は、アクチュエータ−２０のみで構成される。
【００３５】
まず、第１の実施形態と同様に、アクチュエータ−２０によって第１のシースワイヤ１８が引っ張られ、第１のシリンジ１６のピストン部が引っ張られる。これに応じて、冷却液が第２のシリンジ１７→第２のチューブ１１ｂ→熱交換器９→第１のチューブ１１ａ→第１のシリンジ１６の順番に移動する。
【００３６】
次に、アクチュエータ−２０のストップに応じて、付勢ばね２９は、冷却液を逆方向に駆動する力を発生する。冷却液は逆方向に駆動され、冷却液の往復運動が行われ、内視鏡先端部材１２の冷却が行われる。
【００３７】
第２の実施形態では、第１の実施形態に比べ、アクチュエータ２０の数が、一つ少なくなるため、システム全体のコストを低減できる。また、アクチュエータ２０用の電気配線を半減させることができる。さらに、アクチュエータ２０の制御も２つの場合と比較して簡潔なものとなる。なお、第２の実施形態のアクチュエータ２０は引っ張り力を発生するのはなく押圧力を発するのでも良い。
【００３８】
（第３の実施形態）
図８、図９を用いて第３の実施形態について説明する。第３の実施形態では変位−流れ変換部１３として、第１実施形態のシリンジ１６、１７の代わりに、チャンバー２２、２３を使用する。チャンバー２２、２３は、後方に蛇腹部を有している。この蛇腹部が動作することで、チャンバー２２、２３内の冷却液に力を伝え冷却液を駆動させる。
【００３９】
本実施形態は、第１、第２の実施形態と異なり、変位−流れ変換部１３に摺動部を備えていない。そのため、長時間使用による変位−流れ変換部１３の劣化や、劣化による冷却液の漏れなどを回避できる。
内視鏡の冷却部は、冷却液漏れなどがあっても、その対応が容易に行えない装置である。変位−流れ変換部１３の劣化が少ない構成であることは、非常に重要な要素といえる。
なお、冷却液の駆動は第１の実施形態と同様であるため、重複する説明は省略する。
【００４０】
（第４の実施形態）
図１０、図１１を用いて第４の実施形態について説明する。第４の実施形態では、変位−流れ変換部１３として、チャンバーの一つとして付勢ばね２９を使用する。冷却液の駆動は第２の実施形態と同様である。
【００４１】
第２の実施形態と同様に、変位−流れ変換部１３を駆動するアクチュエータ２０の数が１つになりシステム全体のコストを低減できるとともに、アクチュエータ２０用の電気配線を半減させ、アクチュエータ２０の制御を２つの場合と比較して簡潔にすることが可能となる。
【００４２】
（第５の実施形態）
図１２、図１３を用いて第５の実施形態について説明する。第５の実施形態では、変位伝達部７にトルクロープ２４、変位−流れ変換部１３に滑車２５を使用する。また、変位発生部１４は、回転力発生部２６で構成される。チューブ１１は、往復運動ではなく、内部の冷却液が循環する構成とする。
回転力発生部２６でトルクロープ２４を駆動させ、回転力を滑車２５で水平な力に変換しチューブ１１に伝え、循環させる。冷却液の流れを反転させる場合には、回転力発生部２６の回転力の方向を逆転させる。
【００４３】
（第６の実施形態）
図１４、図１５を用いて第６の実施形態について説明する。第６の実施形態では、変位伝達部７が、第１のワイヤ４８と、第２のワイヤ４９と、滑車４５と、滑車４６とで構成される。
【００４４】
変位発生部１４によって滑車４６と第２のワイヤ４９とが駆動される。第２のワイヤ４９は、内視鏡長手方向に駆動され、移動する。第２のワイヤ４９の移動に応じて、第２のワイヤ４９と接続されている滑車４５は回転する。滑車４５は、径の違う滑車が２つ繋がっており、第１のワイヤ４８を駆動する。第１のワイヤ４８は、シリンジ１６、１７に作用し、冷却液の移動を起こす。
変位発生部１４の変位発生方向を逆転させれば、冷却液の駆動方向を変化させることができ、冷却液を往復運動させることができる。
以上の構成で内視鏡操作部８の重量を大幅に増大することなく内視鏡先端を冷却することができる。
【００４５】
（第７の実施形態）
図１６、図１７を用いて第７の実施形態について説明する。第７の実施形態では、変位発生部１４として、第３の実施形態のアクチュエータ２０、２１に代えて、ポンプ２８ａ、２８ｂを使用する。また、変位伝達部７として、第３の実施形態のシースワイヤ１８、１９に代えて、送気用のチューブ２７ａ、２７ｂを使用する。
まず、第１のポンプ２８ａによって送気を行い、第１のチャンバー２２へ変位を伝える。以降、第３の実施形態と同様にして、第１のチャンバー２２は、その内部の冷却液を第２のチャンバー２３へ移動させ冷却を行う。
チャンバー２２、２３へ変位を伝えるには、シースワイヤ１８、１９等で物理的に外力を加えるよりも、送気によって外力を伝えるほうが部材間の摺動を減らすことができる。また送気を利用したほうがチャンバー２２、２３の変位伝達部に均一に力を加えやすい。
図示はしないが、第２のチャンバー２３へ変位を与える部は、第２のポンプ２８ｂと第４のチューブ２７ｂとに代えて、付勢ばね２９で構成しても構わない。
以上の構成で内視鏡操作部８の重量を大幅に増大することなく内視鏡１先端を冷却することができる。
【００４６】
次に、上記各実施形態の実寸を含めた例を説明する。例えば、内視鏡１先端から操作部８まで封止されている冷却液のうち、内視鏡１先端の３０ｃｍのみを駆動して冷却することを考える。
この際、第１のチューブ１１ａ、 第２のチューブ１１ｂの内径を０．５ｍｍとし、第１のシリンジ１６、第２のシリンジ１７のシリンジ内径を５ｍｍとする。シリンジ１６、１７内の冷却液が駆動されるには、シリンジ１６、１７のピストンが３ｍｍ分押し引きされる必要がある。シリンジ１６、１７を駆動させるアクチュエータ２０に必要なストロークは、３ｍｍとなる。冷却液の駆動流量を１ｍｌ／ｍｉｎとすると、冷却液の進行方向の切り替えは、３．５秒に１回行う必要がある。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
以上のように、本発明にかかる内視鏡冷却装置は、内視鏡先端部を冷却しなければならない内視鏡システムに有用であり、特に、処置の間、内視鏡操作部を把持しなければならない内視鏡システムに適している。
【符号の説明】
【００４８】
１  内視鏡
２、８  内視鏡操作部
３、１５  ユニバーサルコード
４  光源装置
５  先端部
６  シャフト部
７  変位伝達部
９  熱交換器
１０  照明窓
１１、２７  チューブ
１２  内視鏡先端部材
１３  変位−流れ変換部
１４  変位発生部
１６、１７  シリンジ
１８、１９  シースワイヤ
２０、２１  アクチュエータ
２２、２３  チャンバー
２４  トルクロープ
２５、４５、４６  滑車
２６  回転力発生部
２８  ポンプ
２９  付製ばね
３５  ビデオプロセッサ
３６  モニター
４８、４９  ワイヤ
【図１】
2012200313.tif 000003
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2012200313.tif 000013
【図１２】
2012200313.tif 000014
【図１３】
2012200313.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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