(57)【要約】【課題】管部が湾曲したときに掛かる機械的負荷により、センサの信号線が断線する虞がある。【解決手段】内視鏡を、柔軟に曲がる管部と、管部内に配置される少なくとも１つのセンサ部と、一端がセンサ部と接続された中間部と、中間部の他端と接続されることにより、該中間部を介してセンサ部と接続される信号線とを備える構成とする。中間部は、信号線よりも剛性が高く且つセンサ部よりも剛性が低い。【選択図】図４
2016137035.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
柔軟に曲がる管部と、
前記管部内に配置される少なくとも１つのセンサ部と、
一端が前記センサ部と接続された中間部と、
前記中間部の他端と接続されることにより、該中間部を介して前記センサ部と接続される信号線と、
を備え、
前記中間部は、
前記信号線よりも剛性が高く且つ前記センサ部よりも剛性が低い、
内視鏡。
【請求項２】
前記センサ部は、
コイルを有する、
請求項１に記載の内視鏡。
【請求項３】
前記中間部は、
前記コイルを構成する導線の巻線部分の各端より引き出された一対の端子線であり、
各前記端子線は、
少なくとも一部が螺旋状に巻かれることによって形成された螺旋部を含む、
請求項２に記載の内視鏡。
【請求項４】
前記一対の端子線に含まれる一対の螺旋部は、
磁束変動を受けた時に互いに異なる方向の誘導電流を発生させることにより、互いの該誘導電流を軽減又は相殺する、
請求項３に記載の内視鏡。
【請求項５】
前記一対の螺旋部は、
全長、巻半径及び単位長さ当たりの巻数が互いに略同じである、
請求項３又は請求項４に記載の内視鏡。
【請求項６】
前記信号線は、
前記端子線と接続される接続端付近が螺旋状に巻かれている、
請求項３から請求項５の何れか一項に記載の内視鏡。
【請求項７】
前記信号線の接続端付近の螺旋形状は、
前記螺旋部と略同軸で且つ略同径である、
請求項６に記載の内視鏡。
【請求項８】
前記螺旋部は、
弾性変形可能な第一の樹脂材により被覆されている、
請求項３から請求項７の何れか一項に記載の内視鏡。
【請求項９】
前記第一の樹脂材によって形成された樹脂部は、
円筒状に形成された、前記螺旋部と略同軸の円筒部を含み、
前記螺旋部は、
前記円筒部に埋設されている、
請求項８に記載の内視鏡。
【請求項１０】
前記端子線と前記信号線は、
半田付けされており、
前記端子線と前記信号線との半田付け部は、
前記螺旋部と共に前記第一の樹脂材により被覆されている、
請求項８又は請求項９に記載の内視鏡。
【請求項１１】
前記第一の樹脂材によって形成された樹脂部は、
前記信号線が露出する終端部が接着材により補強されている、
請求項１０に記載の内視鏡。
【請求項１２】
前記コイルは、
前記螺旋部と略同軸で且つ略同径である、
請求項３から請求項１１の何れか一項に記載の内視鏡。
【請求項１３】
前記コイルは、
前記第一の樹脂材と略同一の弾性率又は該第一の樹脂材よりも高い弾性率を持つ第二の樹脂材により被覆されている、
請求項２から請求項１２の何れか一項に記載の内視鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、柔軟に曲がる管部を備える内視鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
柔軟に曲がる管部（挿入部可撓管や湾曲部）の形状を検出するためのコイルを備えた内視鏡が知られている。例えば特許文献１に、この種の内視鏡の具体的構成が記載されている。
【０００３】
特許文献１に記載の内視鏡では、コイルは、芯材となるコアに巻き回された銅線によって形成されており、信号線を介して内視鏡の管部の形状を検出するための電気回路と接続されている。コイルは、機械的強度を向上させるため、全体が絶縁材で被覆されている。コイルと信号線は、絶縁材に埋設される位置で半田付けされることによって接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３２６０９３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
内視鏡の管部内に配置されたコイル及び信号線には、管部の屈曲時に他の部品と干渉して機械的負荷が掛かることがある。これにより、典型的には、コイルと信号線との半田付け部付近に引張荷重が集中しやすいため、信号線が断線する虞がある。しかし、特許文献１に記載の内視鏡では、コイルと信号線との半田付け部が絶縁材に埋設されている。そのため、コイルとの半田付け部付近では信号線に引張荷重が集中しない。しかし、絶縁材から露出する信号線の根元部分（絶縁材に埋設されている部分と埋設されていない部分との境界）に引張荷重が集中しやすいため、この根元部分において信号線が断線する虞がある。
【０００６】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、管部が屈曲した時の引張荷重による信号線の断線を防ぐのに好適な内視鏡を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施形態に係る内視鏡は、柔軟に曲がる管部と、管部内に配置される少なくとも１つのセンサ部と、一端がセンサ部と接続された中間部と、中間部の他端と接続されることにより、該中間部を介してセンサ部と接続される信号線とを備える。中間部は、信号線よりも剛性が高く且つセンサ部よりも剛性が低い。
【０００８】
また、本発明の一実施形態において、センサ部は、コイルを有する構成としてもよい。
【０００９】
また、本発明の一実施形態において、中間部は、例えば、コイルを構成する導線の巻線部分の各端より引き出された一対の端子線である。また、各端子線は、例えば、少なくとも一部が螺旋状に巻かれることによって形成された螺旋部を含む。
【００１０】
また、本発明の一実施形態において、一対の端子線に含まれる一対の螺旋部は、磁束変動を受けた時に互いに異なる方向の誘導電流を発生させることにより、互いの該誘導電流を軽減又は相殺する構成としてもよい。
【００１１】
また、本発明の一実施形態において、一対の端子線に含まれる一対の螺旋部は、例えば、全長、巻半径及び単位長さ当たりの巻数が互いに略同じである。
【００１２】
また、本発明の一実施形態において、信号線は、端子線と接続される接続端付近が螺旋状に巻かれた構成としてもよい。
【００１３】
また、本発明の一実施形態において、信号線の接続端付近の螺旋形状は、螺旋部と略同軸で且つ略同径であってもよい。
【００１４】
また、本発明の一実施形態において、螺旋部は、弾性変形可能な第一の樹脂材により被覆された構成としてもよい。
【００１５】
また、本発明の一実施形態において、第一の樹脂材によって形成された樹脂部は、円筒状に形成された、螺旋部と略同軸の円筒部を含む構成としてもよい。また、螺旋部は、円筒部に埋設された構成としてもよい。
【００１６】
また、本発明の一実施形態において、端子線と信号線は、例えば半田付けされている。端子線と信号線との半田付け部は、螺旋部と共に第一の樹脂材により被覆された構成としてもよい。
【００１７】
また、本発明の一実施形態において、第一の樹脂材によって形成された樹脂部は、信号線が露出する終端部が接着材により補強された構成としてもよい。
【００１８】
また、本発明の一実施形態において、コイルは、螺旋部と略同軸で且つ略同径であってもよい。
【００１９】
また、本発明の一実施形態において、コイルは、第一の樹脂材と略同一の弾性率又は該第一の樹脂材よりも高い弾性率を持つ第二の樹脂材により被覆された構成としてもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の一実施形態によれば、管部が屈曲した時の引張荷重による信号線の断線を防ぐのに好適な内視鏡が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態の電子内視鏡システムの外観図である。
【図２】本発明の実施形態の電子内視鏡システムに備えられる電子スコープの構成を示す図である。
【図３】本発明の実施形態の電子スコープに備えられる位置検出用プローブの構成を展開して示す図である。
【図４】本発明の実施形態の位置検出用プローブからセンサ部及びその端子部分を取り出して示す図である。
【図５】本発明の実施形態の位置検出用プローブに備えられるコイル、信号線及び端子線を展開して回路図として示すものである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下においては、本発明の一実施形態として電子内視鏡システムを例に取り説明する。
【００２３】
図１は、本実施形態の電子内視鏡システム１の外観図である。図１に示されるように、本実施形態の電子内視鏡システム１は、電子スコープ１０、内視鏡用プロセッサ２０、外部コイル装置３０、形状検出用プロセッサ４０及びモニタ５０を備えている。図１では、図面を簡潔に示す便宜上、一部の装置同士の接続を矢印で示している。
【００２４】
図１に示されるように、電子スコープ１０は、可撓性を有するシースによって外装された挿入部可撓管１１を備えている。挿入部可撓管１１の先端には、湾曲部１２の基端が連結されている。湾曲部１２は、挿入部可撓管１１の基端に連結された手元操作部１３からの遠隔操作に応じて屈曲する。屈曲機構は、一般的な内視鏡に組み込まれている周知の機構であり、手元操作部１３の湾曲操作ノブの回転操作に連動した操作ワイヤの牽引によって湾曲部１２を屈曲させる。湾曲部１２の先端面の方向が湾曲操作ノブの回転操作による屈曲動作に応じて変わることにより、電子スコープ１０による撮影領域が移動する。手元操作部１３からはユニバーサルケーブル１４が延びており、その基端にコネクタ部１５が接続されている。電子スコープ１０は、コネクタ部１５が内視鏡用プロセッサ２０のフロントパネル面に設けられたコネクタ部２１と接続されることにより、内視鏡用プロセッサ２０と接続される。
【００２５】
内視鏡用プロセッサ２０は、電子スコープ１０より入力される撮影画像データを処理して映像信号を生成して、モニタ５０に出力する。これにより、モニタ５０に電子スコープ１０による撮影画像が表示される。
【００２６】
図２は、電子スコープ１０の構成を示す図である。図２に示されるように、電子スコープ１０内部には、その全長（湾曲部１２からコネクタ部１５）に亘り位置検出用プローブ１００が配置されている。また、コネクタ部１５内には、回路基板１５ａが取り付けられている。
【００２７】
図３は、位置検出用プローブ１００の構成を展開して示す図である。図３に示されるように、位置検出用プローブ１００は、複数（ここでは１２個）のセンサ部１０２を備えている。各センサ部１０２は、電子スコープ１０の挿入部内（挿入部可撓管１１内及び湾曲部１２内）に互いに機械的に干渉しない程度の間隔を空けて配置されている。一例として、センサ部１０２は、湾曲部１２内では５０ｍｍピッチで配置されており、挿入部可撓管１１内では１００ｍｍピッチで配置されている。
【００２８】
各センサ部１０２は、コイル１０２ａを有している。コイル１０２ａは、信号線１０４と接続されている。各信号線１０４は、回路基板１５ａ上の回路と接続されている。回路基板１５ａ上の回路は、コネクタケーブル１６（図１参照）を介して形状検出用プロセッサ４０と接続されている。
【００２９】
外部コイル装置３０は、内蔵アンテナから交流磁界を発生させる。内蔵アンテナから発生された交流磁界により、位置検出用プローブ１００に配置された各コイル１０２ａに起電力が発生して誘導電流が流れる。各コイル１０２ａを流れる誘導電流は、信号線１０４等を介して形状検出用プロセッサ４０に入力される。
【００３０】
形状検出用プロセッサ４０は、各信号線１０４より入力される誘導電流に基づいて各コイル１０２ａの位置を検出し、検出された各コイル１０２ａの位置を線で繋ぐことにより、電子スコープ１０の挿入部の軸線を推定する。形状検出用プロセッサ４０は、電子スコープ１０を模したモデルを上記軸線に沿って貼り付けたものをモニタ５０に出力する。これにより、モニタ５０に、患者の体腔内に挿入された電子スコープ１０の推定形状画像が表示される。なお、モニタ５０には、電子スコープ１０の推定形状画像が単独で若しくは電子スコープ１０による撮影画像と並べて又は重ねて表示される。
【００３１】
図４（図４（ａ）、（ｂ））に、位置検出用プローブ１００からセンサ部１０２及びその端子部分を取り出した図を示す。図４に示されるように、コイル１０２ａは、芯材（磁性コア）１０２ｂにコイル線材を巻き回すことによって形成されている。コイル１０２ａは、熱収縮チューブ１０２ｃによって被覆保護されている。
【００３２】
図４（ｂ）に示されるように、コイル線材は、巻線部分（コイル１０２ａ）の各端より引き出された一対の端子線１０６を含む。端子線１０６は、少なくとも一部が螺旋状に巻かれることによって形成された螺旋部１０６ａを含む。端子線１０６の接続端は、信号線１０４の接続端と半田付けされている（図中符号１１０）。信号線１０４の接続端付近は、螺旋状に巻かれることによって螺旋部１０４ａを形成している。以下、説明の便宜上、螺旋部１０４ａを「信号線螺旋部１０４ａ」と記し、螺旋部１０６ａを「端子線螺旋部１０６ａ」と記す。
【００３３】
図４（ｂ）を用いてセンサ部１０２及びその端子部分の製造方法を説明する。なお、下記の各工程は矛盾しない範囲であれば適宜前後してもよい。
【００３４】
（工程１）
コイル線材が芯材１０２ｂの外周面上に巻き回されて、コイル１０２ａが形成される。
【００３５】
（工程２）
コイル１０２ａが熱収縮チューブ１０２ｃによって被覆保護される。
【００３６】
（工程３）
芯材治具２００が芯材１０２ｂと端面同士で当て付けられて、略同軸となる位置で仮固定される。なお、芯材治具２００と芯材１０２ｂは棒形状を有しており、径が略同一である。
【００３７】
（工程４）
コイル１０２ａより引き出される一対の端子線１０６の接続端が、それぞれ対応する信号線１０４の接続端に半田付けされる。
【００３８】
（工程５）
導線の一部（一対の端子線１０６と、これに半田付けされた信号線１０４の接続端付近）が芯材治具２００の外周面上に螺旋状に巻き回されて、端子線螺旋部１０６ａ及び信号線螺旋部１０４ａが形成される。図４（ｂ）に示されるように、一対の端子線１０６に含まれる一対の端子線螺旋部１０６ａは、全長、巻半径及び単位長さ当たりの巻数が互いに略同じである。また、各端子線螺旋部１０６ａに半田付けされた一対の信号線螺旋部１０４ａは、全長、巻半径及び単位長さ当たりの巻数が互いに略同じである。また、信号線螺旋部１０４ａと端子線螺旋部１０６ａは、同じ芯材治具２００に巻き回されているため、同軸で且つ同径（巻半径が同じ）である。更に、芯材治具２００と芯材１０２ｂとが略同軸で且つ略同径であることから、コイル１０２ａは、信号線螺旋部１０４ａ及び端子線螺旋部１０６ａと略同軸で且つ略同径（巻半径が同じ）である。
【００３９】
（工程６）
芯材治具２００の外周面が樹脂材により、信号線螺旋部１０４ａ及び端子線螺旋部１０６ａを覆う程度の厚みで被覆される。また、半田付け部１１０も樹脂材により覆われる。
【００４０】
（工程７）
硬化した樹脂材から芯材治具２００が引き抜かれる。これにより、信号線螺旋部１０４ａ、端子線螺旋部１０６ａ及び半田付け部１１０が埋設された円筒状の樹脂部１０８が得られる。樹脂部（円筒部）１０８は、信号線螺旋部１０４ａ及び端子線螺旋部１０６ａと略同軸であり、弾性変形可能であって、熱収縮チューブ１０２ｃと略同一の弾性率又は熱収縮チューブ１０２ｃよりも低い弾性率を有している。なお、樹脂部１０８には、上記に加えて、熱収縮チューブ１０２ｃの一部（例えば、端子線螺旋部１０６ａとの境界付近に位置する熱収縮チューブの端部）が埋設されてもよい。
【００４１】
（工程８）
信号線１０４が露出する樹脂部１０８の終端部１０８ａが接着剤により補強される。
【００４２】
信号線螺旋部１０４ａ及び端子線螺旋部１０６ａを備えない構成を考える。この構成では、電子スコープの挿入部可撓管や湾曲部が屈曲すると、剛性の高いコイルと、そこから引き出される剛性の低い端子線との境界（端子線の根元部分）に引張荷重が集中して、この根元部分が断線する虞がある。
【００４３】
本実施形態によれば、信号線螺旋部１０４ａ及び端子線螺旋部１０６ａを備えることにより、この種の断線が避けられる。具体的には、信号線螺旋部１０４ａ及び端子線螺旋部１０６ａは、螺旋状に形成されることにより、形状が規定されていない信号線１０４よりも剛性が高いが、コイル１０２ａよりも巻ピッチが疎であるため、コイル１０２ａよりも剛性が低くなっている。また、信号線螺旋部１０４ａ及び端子線螺旋部１０６ａは、樹脂部１０８に埋設されることで適度な剛性を得ると共に、螺旋状に形成されることで樹脂部１０８の弾性変形を妨げることなく樹脂部１０８と共に柔軟に弾性変形することができる。
【００４４】
挿入部可撓管１１や湾曲部１２が屈曲すると、引張荷重が特定の箇所に集中することなく分散して、信号線螺旋部１０４ａ及び端子線螺旋部１０６ａの全体が樹脂部１０８と共に弾性変形する。また、樹脂部１０８の終端部１０８ａから露出する信号線１０４の根元部分（信号線１０４の中で樹脂部１０８に埋設されている部分と埋設されていない部分との境界）には、樹脂部１０８に埋設されている部分（信号線螺旋部１０４ａ）の剛性がコイル１０２ａほど高くなく且つ信号線螺旋部１０４ａの弾性変形により引張荷重が分散するため、引張荷重が集中しない。すなわち、本実施形態によれば、挿入部可撓管１１や湾曲部１２が屈曲した場合にも、引張荷重が特定の箇所に集中することなく分散するため、信号線１０４等の断線が避けられる。
【００４５】
図５に、コイル１０２ａ、信号線１０４及び端子線１０６を展開して回路図として示す。信号線螺旋部１０４ａ及び端子線螺旋部１０６ａは、螺旋状に形成された導線であるため、実質的にコイルとして作用する。図５においては、説明の便宜上、信号線螺旋部１０４ａ及び端子線螺旋部１０６ａよりなる一対のコイルをそれぞれ、「螺旋コイル部Ｌ１」、「螺旋コイル部Ｌ２」と記す。
【００４６】
図５の例では、螺旋コイル部Ｌ１、Ｌ２、コイル１０２ａが磁束φに貫かれる場合を考える。この場合、螺旋コイル部Ｌ１に誘導電流ｉ１が発生すると共に、コイル１０２ａに誘導電流ｉ１と同じ方向の誘導電流ｉ２が発生する。更に、螺旋コイル部Ｌ２に、誘導電流ｉ１、ｉ２と逆方向の誘導電流ｉ３が発生する。
【００４７】
誘導電流ｉ２は、コイル１０２ａの位置を検出するために必要な電流（信号）であるが、誘導電流ｉ１、ｉ３は、信号線１０４及び端子線１０６の一部を螺旋状に形成したことによって発生するノイズ（樹脂部１０８の弾性変形を妨げない構成としたことによる副作用）である。ここで、螺旋コイル部Ｌ１とＬ２は、全長、巻半径及び単位長さ当たりの巻数が互いに略同じである。そのため、螺旋コイル部Ｌ１で発生する誘導電流ｉ１と、螺旋コイル部Ｌ２で発生する誘導電流ｉ３の絶対値は等しい。すなわち、一対の螺旋コイル部Ｌ１、Ｌ２は、磁束変動を受けた時に絶対値が等しく且つ互いに異なる方向の誘導電流ｉ１、ｉ３を発生させる。これにより、誘導電流ｉ１とｉ３とが（すなわちノイズが）相殺（又は軽減）される。
【００４８】
以上が本発明の例示的な実施形態の説明である。本発明の実施形態は、上記に説明したものに限定されず、本発明の技術的思想の範囲において様々な変形が可能である。例えば明細書中に例示的に明示される実施形態等又は自明な実施形態等を適宜組み合わせた内容も本発明の実施形態に含まれる。
【００４９】
上記の実施形態では、コイル１０２ａは、一層巻き構造であるが、本発明はこれに限らない。コイル１０２ａは、センサとしての感度を向上させるため、二層巻きや三層巻きなど、多層巻き構造であってもよい。
【符号の説明】
【００５０】
１  電子内視鏡システム
１０  電子スコープ
１１  挿入部可撓管
１２  湾曲部
１３  手元操作部
１４  ユニバーサルケーブル
１５  コネクタ部
１５ａ  回路基板
１６  コネクタケーブル
２０  内視鏡用プロセッサ
２１  コネクタ部
３０  外部コイル装置
４０  形状検出用プロセッサ
５０  モニタ
１００  位置検出用プローブ
１０２  センサ部
１０２ａ  コイル
１０２ｂ  芯材
１０２ｃ  熱収縮チューブ
１０４  信号線
１０４ａ  信号線螺旋部
１０６  端子線
１０６ａ  端子線螺旋部
１０８  樹脂部
１０８ａ  （樹脂部１０８の）終端部
１１０  半田付け部
２００  芯材治具
【図１】
2016137035.tif 000003
【図２】
2016137035.tif 000004
【図３】
2016137035.tif 000005
【図４】
2016137035.tif 000006
【図５】
2016137035.tif 000007