(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作部と挿入部とからなる内視鏡であって、該操作部から挿入部にわたって鉗子チャンネルを形成するとともに、該鉗子チャンネル入口に外部空気源から圧縮空気を誘導し、前記挿入部先端の鉗子チャンネル出口には、パルス状加圧空気を検査部位に照射するために、内部に圧力制御弁を備えた空気噴流探触子を設けたことを特徴とする内視鏡における空気噴流診断装置。
【請求項２】
操作部と挿入部とからなる内視鏡であって、該操作部から挿入部にわたって鉗子チャンネルを形成するとともに、該鉗子チャンネル入口から、内部に圧力制御弁を備えた空気噴流探触子と外部空気源から連絡した鉗子用空気チューブとを挿通し、前記挿入部先端の鉗子チャンネル出口には、前記空気噴流探触子を臨ませたことを特徴とする内視鏡における空気噴流診断装置。
【請求項３】
前記空気噴流探触子の圧力制御弁は、電磁石の励磁により、可動弁体を弁座から離して噴出管路内の加圧空気を噴射口から噴射させてなる請求項１又は請求項２記載の内視鏡における空気噴流診断装置。
【請求項４】
前記空気噴流探触子の圧力制御弁は、電圧を加えると変形する圧電素子を用いた可動弁体を備え、電圧を可動弁体に印加させて湾曲させた際、可動弁体が弁座より離れて噴出管路内の加圧空気を噴出口から噴射させてなる請求項１又は請求項２記載の内視鏡における空気噴流診断装置。
【請求項５】
前記パルス状加圧空気の噴風周期を変更してなる請求項１から請求項４のいずれかに記載の内視鏡における空気噴流診断装置。
【請求項６】
前記圧力制御弁の周期と、該圧力制御弁のオンタイムとの比をとってデューティ比を算出し、該デューティ比を変更して噴風力を制御してなる請求項１から請求項５のいずれかに記載の内視鏡における空気噴流診断装置。
【請求項７】
前記挿入部先端部には、空気噴流探触子に併設して光学観察対物部を備えてなる請求項１から請求項６のいずれかに記載の内視鏡における空気噴流診断装置。
【請求項８】
前記光学観察対物部は、円筒状のレンズ筒と、該レンズ筒先端部に設けた観察窓と、前記レンズ筒内に配置した光学レンズ系と、被写体の結像位置となる光学レンズ系の背後に配置される、グラスファイバ群とから構成されている請求項７記載の内視鏡における空気噴流診断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内視鏡における空気噴流診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術として、特開2000-14637号公報には、内臓内壁の弾力性を測定する際にパルス状に空気を供給することができる内視鏡用送気装置が開示されている。
【０００３】
このものは、コンプレッサと該コンプレッサによって圧縮された閉空間を構成する加圧源と、加圧閉空間の圧力を検出する圧力センサと、加圧閉空間内の圧力を設定する圧力設定器と、圧力センサの検出圧力及び圧力設定器の設定圧力に応じ、コンプレッサのオン・オフを制御して該加圧閉空間の圧力を圧力設定器で設定された設定圧力に保つ圧力制御機構と、加圧閉空間と接続された電磁開閉制御されるメインバルブと、メインバルブの出口側からエアーチューブを介して接続されるところの、内視鏡鉗子口入り口と接続するための接続チューブが接続されるための接続口を備えたことを特徴としている。
【０００４】
これにより、メインバルブを制御機構によりパルス状にオン・オフ制御すれば、内視鏡の鉗子口入り口へパルス状に加圧空気を供給でき、設定圧力に応じてコンプレッサのオン・オフを制御するため、設定圧力の加圧空気を内視鏡の鉗子口出口を介して体腔内あるいは検査部位に供給できるものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような内視鏡用送気装置にあっては、内視鏡の鉗子口入り口１７からパルス状加圧空気が供給され、長さが約１ｍ程度の鉗子チャンネル１８を通過して鉗子口出口１９から噴出されるものであるから(図５参照)、パルス状加圧空気が鉗子口出口１９から噴出する際、時間的にも空間的にも変化が生じてしまうのである。すなわち、時間的な変化として鉗子口入り口A側と鉗子口出口Ｂ側とで時間的な応答遅れが生じ（図６参照）、また、空間的な変化として鉗子口入り口Ａ側と鉗子口出口Ｂ側とで空気噴流の速度分布が若干変化してしまうのである（図７参照）。このため、内臓内壁（例えば、胃壁）に到達した際の空気噴流は、本来の空気噴流の波形ではないため、術者は、これを考慮して診断を行なわなければならず、正確さに欠けるという問題点がある。
【０００６】
また、上記提案の内視鏡用送気装置では、内臓内壁への空気噴流の押し付け力を変え、内臓内壁の患部に応じて任意に変化させて診断するような機構を想定しているものではなく、さらなる改良が求められるものである。
【０００７】
本発明は上記問題点にかんがみ、空間的、時間的にシャープなパルス状空気噴流を患者の体腔内患部に当てて、内臓の内壁の局所的等価剛性（硬さ），等価粘性，等価質量及び体腔内異物（腫瘍など）を高精度で知ることができる内視鏡における空気噴流診断装置を提供することを技術的課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明は、操作部と挿入部とからなる内視鏡であって、該操作部から挿入部にわたって鉗子チャンネルを形成するとともに、該鉗子チャンネル入口に外部空気源から圧縮空気を誘導し、前記挿入部先端の鉗子チャンネル出口には、パルス状加圧空気を検査部位に照射するために、内部に圧力制御弁を備えた空気噴流探触子を設ける、という技術的手段を講じた。
【０００９】
これにより、内視鏡の挿入部先端の鉗子チャンネル出口から外部空気源で圧縮された空気が直接照射され、空間的、時間的にもシャープなパルス状空気噴流が患者の体腔内患部に当たり、内臓の内壁の等価剛性（硬さ），等価粘性，等価質量及び体腔内異物（腫瘍など）を高精度で知ることができるようになった。
【００１０】
また、操作部と挿入部とからなる内視鏡であって、該操作部から挿入部にわたって鉗子チャンネルを形成するとともに、該鉗子チャンネル入口から、内部に圧力制御弁を備えた空気噴流探触子と外部空気源から連絡した鉗子用空気チューブとを挿通し、前記挿入部先端の鉗子チャンネル出口には、前記空気噴流探触子を臨ませるので、患者の体腔内患部を触って診断する際、針や鋏などの鋭利な探触子以外に、空気噴流による探触子を選択するこができ、これにより、患者の恐怖心を軽減させるほか、内臓の内壁の等価剛性（硬さ），等価粘性，等価質量及び体腔内異物（腫瘍など）を高精度で知ることができる。
【００１１】
前記空気噴流探触子の圧力制御弁は、電磁石の励磁により、可動弁体を弁座から離して噴出管路内の加圧空気を噴射口から噴射させる形式であっても、電圧を加えると変形する圧電素子を用いた可動弁体を備え、電圧を可動弁体に印加させて湾曲させた際、可動弁体が弁座より離れて噴出管路内の加圧空気を噴出口から噴射させる形式であってもよい。
【００１２】
特に、空気噴流探触子の圧力制御弁が電圧を加えると変形する圧電素子を用いた可動弁体を備えた形式であれば、弁座に設けた通路の開閉の応答性に優れ、細かな制御も可能となる。また、可動弁体を大幅に小型化できるという大きなメリットがあるため、空気噴流探触子全体を小型化することができる。これにより、内視鏡の挿入部の先端に求められる軽量・小型化に大きく貢献できるものとなる。
【００１３】
さらに、パルス状加圧空気の噴風周期を変更することができるので、患者の体腔内患部の状況に応じて空気噴流の照射回数を変更することもできる。
【００１４】
そして、圧力制御弁の周期と、該圧力制御弁のオンタイムとの比をとってデューティ比を算出し、該デューティ比及び前記周期を変更して噴風力及び加振周波数を制御することができるので、患者の体腔内患部の状況に応じて噴風力及び加振周波数を制御することができる。
【００１５】
また、前記挿入部先端部には、空気噴流探触子に併設して光学観察対物部を備えて、光学観察対物部からの情報により患者の体腔内患部を観察することができる。
【００１６】
なお、前記光学観察対物部は、円筒状のレンズ筒と、該レンズ筒先端部に設けた観察窓と、前記レンズ筒内に配置した光学レンズ系と、被写体の結像位置となる光学レンズ系の背後に配置される、グラスファイバ群とから構成されているから、前記空気噴流探触子とほぼ同形状で、しかも、簡素な構成であり、内視鏡の挿入部の先端部に求められる軽量・小型化に大きく貢献できるものとなる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。図１は内視鏡を体腔内に挿入したときの全体図を示しており、この内視鏡１は操作部２及び挿入部３からなり、さらに操作部２上部には、検査部位をモニタで見るための電気ケーブル４と、加圧空気を送給するための空気チューブ５が接続され、該空気チューブ５の他端側にはコンプレッサーなどを内蔵した送気装置６が接続されている。そして、内視鏡１の挿入部３には、基端側の軟性部７を介して湾曲部８を接続し、さらに、該湾曲部８に先端部９を連設する。前記操作部２から挿入部３にわたっては、内部に鉗子チャンネルを形成するとともに、鉗子チャンネル入口３０に空気チューブ５を接続し、挿入部３先端の鉗子チャンネル出口３１には、内部に圧力制御弁を備えた空気噴流探触子９ｂが設けられる。該空気噴流探触子９ｂの上方には、光学観察対物部９ａが併設してある。
【００１８】
符号１０は前記操作部２に設けた湾曲操作ノブであり、該湾曲操作ノブ１０を操作することにより、前記湾曲部８を適宜な角度に湾曲させて先端部９を進退自在に遠隔操作することができる。
【００１９】
符号１１は接眼部であり、前記光学観察対物部９ａからの情報を目視により観察する観察光学系を形成している。前記光学観察対物部９ａからの情報は接眼部１１以外に電気ケーブル４を介してモニタにより観察することも可能である。
【００２０】
符号１２は、針や鋏などの処置用の鉗子（図示せず）を挿入するための挿入口であり、該挿入口１２から鉗子用チューブ１３を挿入し、該鉗子用チューブ１３の他端に設けた操作器１４により図示しない鉗子を遠隔操作することができる。
【００２１】
図８は、本発明の別の実施形態を示す内視鏡の全体図である。この実施形態では、操作部２から挿入部３にわたってチューブ体１５により鉗子チャンネル３２を形成し、該鉗子チャンネル入口３０から、内部に圧力制御弁を備えた空気噴流探触子９ｂを挿入すとともに、空気噴流探触子９ｂには鉗子用空気チューブ３３を接続する。挿入部３先端の鉗子チャンネル出口３１には、パルス状加圧空気を検査部位に照射するために、前記空気噴流探触子９ｂを臨ませている。そして、患者の体腔内患部を触って診断する際は、矢印のように鉗子チャンネル入口３０から空気噴流探触子９ｂと鉗子用空気チューブ３３とを挿入し、遠隔操作によって患部に到達できるように空気噴流探触子９ｂを矢印のように挿入部３先端の適宜位置に臨ませる。符号３４は空気チューブ５を送気装置６に接続するためのコネクタである。なお、内部に圧力制御弁を備えた空気噴流探触子９ｂを作成するに際しては、極微小の先端材料を使用する必要があるが、近年のマイクロマシン技術により実現できるものである。
【００２２】
次に、図２を参照して内視鏡１の先端部９について詳細に説明する。図２は内視鏡の先端部を示す拡大断面図であり、該先端部９は湾曲部８と連続するチューブ体１５により被覆されており、チューブ体１５の上半部側に光学観察対物部９ａを形成し、チューブ体１５の下半部側には、空気噴流探触子９ｂを形成する。前記光学観察対物部９ａは、円筒状のレンズ筒１６と、該レンズ筒１６先端部に設けた観察窓１７と、前記レンズ筒１６内に配置した光学レンズ系１８ａ，１８ｂと、被写体の結像位置となる光学レンズ系１８ｂの背後に配置される、グラスファイバ１９群とから構成されている。図示しないチューブ体１５内には、光学観察領域を照明する照明手段も配置されている。
【００２３】
一方、チューブ体１５の下半部側に形成する空気噴流探触子９ｂは、筒状のノズル本体２０と、前記空気チューブ５から連絡する噴出管路部２１と、截頭型のノズルキャップ２２とにより主要部が構成される。前記ノズル本体２０は、内部に横架状に噴出管路２１が配置され、その噴出管路２１の周囲にソレノイド装置２３が捲回状に横設される。該ソレノイド装置２３には、図外の制御装置から連絡した通電用の導線２４が接続されている。また、ノズルキャップ２２には、通路２５を設けた弁座２６を配設するとともに、中央に貫通孔２７を設けた可動弁体２８を前記弁座２６に遊嵌状に当接して、フランジ部２９に嵌合させる。以上の構成により、加圧空気が噴出される際は、図示しない制御装置からの電圧がソレノイド装置２３に印加されると、ソレノイド装置２３が励磁され、可動弁体２８が弁座２６より離れてソレノイド装置２３方向に移動し（図２矢印方向）、通路２５が開放されることにより、噴出管路２１内の加圧された空気が、貫通孔２７、可動弁体２８の間隙、通路２６を経て、ノズルキャップ２２より噴射されることになる。
【００２４】
図３は内視鏡の先端部の別実施例を示す拡大断面図であり、特に、空気噴流探触子９ｂの別実施形態を示すものである。この空気噴流探触子９ｂでは、可動弁体２８’について電圧を加えると変形する圧電素子を用いる構成であり、該可動弁体２８’に電圧を印加させる導線２４’を備え、ソレノイド装置２３を省略した構成で、その余の構成は図２に示す空気噴流探触子９ｂと同じである。以上の構成により、加圧空気が噴出される際は、図示しない制御装置からの電圧が導線２４’を介して可動弁体２８’に印加されると、可動弁体２８’は図３の破線に示すように湾曲し、可動弁体２８’が弁座２６より離れて通路２５が開放されることにより、噴出管路２１内の加圧された空気が、貫通孔２７、可動弁体２８の間隙、通路２６を経て、ノズルキャップ２２より噴射されることになる。
【００２５】
次に、上記構成における作用を説明する。いま、内視鏡１の挿入部３を体腔内の広い空間（例えば、胃）に挿入し、湾曲操作ノブ１０などで湾曲部８を適宜曲げて胃壁などの診断を行う。湾曲部８に連設する先端部９には、光学観察対物部９ａが設けられ、その前方を例えば広角な視野範囲Ｈで観察することができる。この光学観察対物部９ａからの情報は、接眼部１１により目視により観察することもできるし、電気ケーブル４を介してモニタにより観察することもできる。
【００２６】
術者により、腫瘍部Ｓらしきものが確認されたとすると（図１参照）、これを再調査するために鋭い（シャープな）パルス状空気噴流が患部に向けて照射される（図１の符号Ｆ）。これにより、胃壁の等価剛性（硬さ），等価粘性，等価質量及び体腔内異物（腫瘍など）を高精度で知ることができる。図９は体腔内へ空気噴流を照射したときの拡大モデルを示したものである。つまり、胃壁を顕微鏡等で拡大した場合、胃壁の筋力として、質量Ｍ、ばねＫ及びダンパＣを加えたモデルで表すことができることを示す。そして、図９の右端の筋肉に空気噴流Ｆを吹き付けて衝撃を与えれば質量Ｍは振動をし、ダンパＣによって減衰振動となり、ついには静止するのである。ところが、胃壁の筋肉が弱っている場合、ばねＫの弾性力や、ダンパＣの復元力が衰え、減衰振動が長時間になってしまう。このように、平常時と異常時の胃壁の減衰振動を比較すれば、胃壁の等価剛性（硬さ），等価粘性，等価質量及び体腔内異物（腫瘍など）を高精度で知ることができるのである。
【００２７】
このパルス状空気噴流は空気噴流探触子９ｂから噴射される。噴射の際は、図示しない制御装置からの電圧がソレノイド装置２３に印加され、ソレノイド装置２３が励磁され、可動弁体２８が弁座２６より離れてソレノイド装置２３方向に移動し（図２矢印方向）、通路２５が開放されることにより、噴出管路２１内の加圧された空気が、貫通孔２７、可動弁体２８の間隙、通路２６を経て、ノズルキャップ２２より噴射されることになる。また、制御装置によってソレノイド装置２３が消磁すると、ソレノイド装置２３方向に移動していた可動弁体２８が遊動するとともに、噴出管路２１から流出する多量の加圧空気により可動弁体２８を弁座２６に圧着して通路２５を閉鎖し、噴射を停止する。このとき、パルス状に空気噴流を照射するためには、ソレノイド装置２３を連続的にオン・オフ制御するとよく、図示しない制御装置により実施することができる。また、加圧空気の圧力は送気装置６により適宜調節できるものであり、図示しない制御装置内のタイマを変更すれば、パルスの周期を変更することも可能となる。さらに、ノズルキャップ２２からの噴風の拡がり角度を適宜変更できるようにしてもよい。
【００２８】
また、図４に示すように、バルブのオン・オフタイムの１周期をＴ１とし、バルブのオンタイムをＴ２としてその比をとれば、デューティ比が算出される。
【数１】
0003751568.tif 000002
【００２９】
このデューティ比が大きいということは、バルブのオンタイムが長いということであり、平均的に噴風に大きな力を発生することとなる。図示しない制御装置ではこのデューティ比をも自由に制御できるものである。
【００３０】
上記のようなソレノイド装置２３（図２参照）による空気噴流探触子９ｂでは、可動弁体２８をソレノイド（電磁コイル）によって弁座２６との当接・離間を制御するものであり、ソレノイドに通電した後に、可動弁体２８が磁力により引寄せられるため、時間的又は電気的に若干のロスが生じる。
【００３１】
そこで、図３に示すように電圧を加えると可動弁体２８自体が変形する空気噴流探触子９ｂを使用すると、弁座２６に設けた通路２５の開閉の応答性に優れ、細かな制御も可能となる。また、可動弁体２８を大幅に小型化できるという大きなメリットがあるため、空気噴流探触子９ｂ全体を小型化することができる。これにより、内視鏡の挿入部の先端部に求められる軽量・小型化に大きく貢献できるものとなる。
【００３２】
また、図２及び図３に示すように可動弁体２８自体が内視鏡の挿入部の先端部に設けられているから、空間的、時間的にパルス波形が変形することはなく、鋭い（シャープ）なパルス状空気噴流を体腔内患部に当てることが可能となり、内臓の内壁の弾力性（硬さ），等価質量及び体腔内異物（腫瘍など）を高精度で知ることができるのである。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、操作部と挿入部とからなる内視鏡であって、該操作部から挿入部にわたって鉗子チャンネルを形成するとともに、該鉗子チャンネル入口に外部空気源から圧縮空気を誘導し、前記挿入部先端の鉗子チャンネル出口には、パルス状加圧空気を検査部位に照射するために、内部に圧力制御弁を備えた空気噴流探触子を設けたので、内視鏡の挿入部先端の鉗子チャンネル出口から外部空気源で圧縮された空気が直接照射され、空間的、時間的にもシャープなパルス状空気噴流が患者の体腔内患部に当たり、内臓の内壁の等価剛性（硬さ），等価粘性，等価質量及び体腔内異物（腫瘍など）を高精度で知ることができるようになった。
【００３４】
また、操作部と挿入部とからなる内視鏡であって、該操作部から挿入部にわたって鉗子チャンネルを形成するとともに、該鉗子チャンネル入口から、内部に圧力制御弁を備えた空気噴流探触子と外部空気源から連絡した鉗子用空気チューブとを挿通し、前記挿入部先端の鉗子チャンネル出口には、前記空気噴流探触子を臨ませるので、患者の体腔内患部を触って診断する際、針や鋏などの鋭利な探触子以外に、空気噴流による探触子を選択するこができ、これにより、患者の恐怖心を軽減させるほか、内臓の内壁の等価剛性（硬さ），等価粘性，等価質量及び体腔内異物（腫瘍など）を高精度で知ることができる。
【００３５】
前記空気噴流探触子の圧力制御弁は、電磁石の励磁により、可動弁体を弁座から離して噴出管路内の加圧空気を噴射口から噴射させる形式であっても、電圧を加えると変形する圧電素子を用いた可動弁体を備え、電圧を可動弁体に印加させて湾曲させた際、可動弁体が弁座より離れて噴出管路内の加圧空気を噴出口から噴射させる形式であってもよい。
【００３６】
特に、空気噴流探触子の圧力制御弁が電圧を加えると変形する圧電素子を用いた可動弁体を備えた形式であれば、弁座に設けた通路の開閉の応答性に優れ、細かな制御も可能となる。また、可動弁体を大幅に小型化できるという大きなメリットがあるため、空気噴流探触子全体を小型化することができる。これにより、内視鏡の挿入部の先端に求められる軽量・小型化に大きく貢献できるものとなる。
【００３７】
さらに、パルス状加圧空気の噴風周期を変更することができるので、患者の体腔内患部の状況に応じて空気噴流の照射回数を変更することもできる。
【００３８】
そして、圧力制御弁の周期と、該圧力制御弁のオンタイムとの比をとってデューティ比を算出し、該デューティ比及び前記周期を変更して噴風力及び加振周波数を制御することができるので、患者の体腔内患部の状況に応じて噴風力及び加振周波数を制御することができる。
【００３９】
また、前記挿入部先端部には、空気噴流探触子に併設して光学観察対物部を備えて、光学観察対物部からの情報により患者の体腔内患部を観察することができる。
【００４０】
なお、前記光学観察対物部は、円筒状のレンズ筒と、該レンズ筒先端部に設けた観察窓と、前記レンズ筒内に配置した光学レンズ系と、被写体の結像位置となる光学レンズ系の背後に配置される、グラスファイバ群とから構成されているから、前記空気噴流探触子とほぼ同形状で、しかも、簡素な構成であり、内視鏡の挿入部の先端部に求められる軽量・小型化に大きく貢献できるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】内視鏡を体腔内に挿入したときの全体図である。
【図２】内視鏡の先端部を示す拡大断面図である。
【図３】内視鏡の先端部の別実施例を示す拡大断面図である。
【図４】メインバルブの周期とオンタイムを示すチャートである。
【図５】従来の内視鏡用送気装置の概略斜視図である。
【図６】従来の内視鏡用送気装置におけるエアー吐出状態の遅れ時間を示す図である。
【図７】従来の内視鏡用送気装置におけるエアー吐出状態の速度分布を示す図である。
【図８】本発明の別の実施形態を示す内視鏡の全体図である。
【図９】体腔内へ空気噴流を照射したときの拡大モデルである。
【符号の説明】
１  内視鏡
２  操作部
３  挿入部
４  電気ケーブル
５  空気チューブ
６  送気装置
７  軟性部
８  湾曲部
９  先端部
９ａ  光学観察対物部
９ｂ  空気噴流探触子
１０  湾曲操作ノブ
１１  接眼部
１２  挿入口
１３  鉗子用チューブ
１４  操作器
１５  チューブ体
１６  レンズ筒
１７  観察窓
１８  光学レンズ系
１９  グラスファイバ
２０  ノズル本体
２１  噴出管路部
２２  ノズルキャップ
２３  ソレノイド装置
２４  導線
２５  通路
２６  弁座
２７  貫通孔
２８  可動弁体
２９  フランジ部
３０  鉗子チャンネル入口
３１  鉗子チャンネル出口
３２  鉗子チャンネル
３３  鉗子用空気チューブ
３４  コネクタ
【図１】
0003751568.tif 000003
【図２】
0003751568.tif 000004
【図３】
0003751568.tif 000005
【図４】
0003751568.tif 000006
【図５】
0003751568.tif 000007
【図６】
0003751568.tif 000008
【図７】
0003751568.tif 000009
【図８】
0003751568.tif 000010
【図９】
0003751568.tif 000011