JP6137785B2 - 医療器具および湾曲変形装置 - Google Patents

Description

本発明は湾曲変形部と操作部が脱着可能な医療器具とその湾曲変形部である湾曲変形装置に関する。

特許文献１に示される分離型内視鏡は、挿入部と操作部を分離することができる。挿入部にはワイヤが設けられており、挿入部を操作部に装着したときに、操作部で操作することにより挿入部の湾曲部に力を伝達するためのワイヤの緩みを容易に除去可能とした分離型内視鏡が示されている。

特開２０１０−１９４１０２号公報

操作するために装着した状態でワイヤの張力を高めることは特許文献１に示されている。しかし分離された状態の挿入部においてワイヤに張力がかかっていない（張力が０である）。

そのため分離された状態で挿入部のワイヤがゆるみ、運搬時等のワイヤの破損を防止しなければならない。

よって本発明は、
ワイヤを内蔵し、前記ワイヤが引かれるか押されるかの少なくともいずれかによって湾曲する湾曲変形部と、前記ワイヤへ動力を伝達する操作部と、が着脱可能な医療器具であって、前記湾曲変形部は、前記ワイヤに張力を付勢する張力付勢手段を有するとともに、前記操作部と前記湾曲変形部とが離脱した状態において、前記張力付勢手段および前記ワイヤが露出しないように前記張力付勢手段および前記ワイヤを内包し、前記湾曲変形部と前記操作部が離脱している場合の前記張力付勢手段による前記ワイヤの張力Ｔ１と、前記湾曲変形部と前記操作部が結合している場合の前記張力付勢手段による前記ワイヤの張力Ｔ２との関係が、０＜Ｔ１＜Ｔ２の関係であり、前記張力付勢手段は、前記湾曲変形部と前記操作部が離脱している場合に前記ワイヤに張力Ｔ１が付勢される所定位置よりも先端側に前記ワイヤを支持する支持部材が移動しないように該支持部材の位置を制限するストッパと、前記湾曲変形部と前記操作部が結合している場合に前記ワイヤに張力Ｔ２を付勢するために前記所定位置よりも根元側に移動できる前記支持部材を、有することを特徴とする医療器具を提供する。

また本発明は、
ワイヤを内蔵し、前記ワイヤが引かれるか押されるかの少なくともいずれかによって湾曲する湾曲変形部を有する医療器具の湾曲変形装置であって、前記湾曲変形装置は、前記ワイヤは動力を伝達する操作部と着脱可能に構成され、前記湾曲変形部は、前記ワイヤに張力を付勢する張力付勢手段を有するとともに、前記操作部と前記湾曲変形部とが離脱した状態において、前記張力付勢手段および前記ワイヤが露出しないように前記張力付勢手段および前記ワイヤを内包し、前記湾曲変形部と前記操作部が離脱している場合の前記張力付勢手段による前記ワイヤの張力Ｔ１と、前記湾曲変形部と前記操作部が結合している場合の前記張力付勢手段による前記ワイヤの張力Ｔ２との関係が、０＜Ｔ１＜Ｔ２の関係であり、前記張力付勢手段は、前記湾曲変形部と前記操作部が離脱している場合に前記ワイヤに張力Ｔ１が付勢される所定位置よりも先端側に前記ワイヤを支持する支持部材が移動しないように該支持部材の位置を制限するストッパと、前記湾曲変形部と前記操作部が結合している場合に前記ワイヤに張力Ｔ２を付勢するために前記所定位置よりも根元側に移動できる前記支持部材を、有することを特徴とする湾曲変形装置を提供する。

本発明により離脱状態において湾曲変形部にＴ２と０の間の張力Ｔ１がかかる。その結果ワイヤの弛みが防止され、湾曲変形部の破損（ワイヤの破損）を防止することができる。加えて結合状態においてＴ１より大きな張力Ｔ２がかかるため、操作時に動力が適切にワイヤに伝わり湾曲変形部が正しく変形する。

第一の実施の形態に係る医療器具を示す模式図である。 第一の実施の形態に係る医療器具の離脱状態を示す断面模式図である。 第一の実施の形態に係る医療器具の挿入されてるが未結合な状態を示す断面模式図である。 第一の実施の形態に係る医療器具の結合状態を示す断面模式図である。 第一の実施の形態に係る医療器具のワイヤに駆動力が伝達されている状態を示す断面模式図である。 第一の実施の形態に係る医療器具のワイヤが端部にまで配置されている状態を示す模式図である。 第一の実施の形態に係る医療器具のｇ方向へ変形している状態を示す模式図である。 第一の実施の形態に係る医療器具のｈ方向へ変形している状態を示す模式図である。 第一の実施形態に係る医療器具の先端を正面から示す模式図である。 第二の実施の形態に係る医療器具の離脱状態を示す断面模式図である。 第二の実施の形態に係る医療器具の結合状態を示す断面模式図である。 第二の実施の形態に係る医療器具のワイヤに駆動力が伝達されている状態を示す断面模式図である。

（第一の実施の形態）
本発明の第一の実施の形態に係る医療器具は、離脱可能な、言い換えれば離脱結合できる湾曲変形部と操作部とを有し、湾曲変形部は湾曲に変形するためのワイヤを内蔵し、離脱している場合のワイヤの張力をＴ１とし、結合している場合のワイヤの張力をＴ２とする場合、
０＜Ｔ１＜Ｔ２
の関係を満たしている医療器具である。

図１は、第１の実施の形態に係る医療器具を示す模式図である。

本実施の形態に係る医療器具は、湾曲変形部１と操作部２とを有する。不図示の離脱結合手段により、互いに離脱と結合することができる。離脱結合手段は図２を挙げて後述する。

湾曲変形部１は図示するように長尺状であり、紙面左端が先端３、紙面右端が根元５である。本図は湾曲変形部１と操作部２とが結合している場合を示し、根元５はその一部が操作部２内に収容されている。

湾曲変形部１は先端３と根元５の方向にワイヤを内蔵し（不図示）、先端３はワイヤが引っ張られたり、押されたりすることで湾曲に変形する。

先端３は複数のコマ３３を有し、コマの間で湾曲変形する。

図２は湾曲変形部１の根元５と操作部２とを示す断面模式図である。図２は湾曲変形部１と操作部２とが離脱されている状態を示している。

湾曲変形部１は筺体２６に内蔵されたワイヤ６、７を有している。両ワイヤは支持部材である回転する回転部材（例えばプーリ）８に支持され、回転部材８の回転により引っ張られたり（紙面左から右の方向へ引っ張られたり）、押され（紙面右から左の方向へ引っ張られ）たりする。両ワイヤ６、７にはそれぞれ磁石９、１０が設けられている。

筺体２６は図中長尺方向（紙面左右方向）に側部を有し、そして側部に交差する方向に、すなわち短手方向に最端部を有する。磁石９、１０やワイヤ６、７、回転部材８そして図中その他符号を付した要素はこの筺体に内包され、例えば外部に対して密閉される。

操作部２は筺体２７凹部の側部に磁石１１、１２を有する。両磁石はそれぞれワイヤ１３、１４と接続している。湾曲変形部１と操作部２とが結合している場合、磁石９と磁石１１とが筺体２６の側部においてつき、また磁石１０と磁石１２とが筺体２６の側部においてつく。そしてワイヤ１３および／あるいは１４を移動させることで湾曲操作部１のワイヤ６、７を引っ張ったり押したりすることができる。

湾曲操作部１は別の磁石１５、１６を有し、操作部２も別の磁石１７、１８を有する。

これら磁石１５、１６、１７、１８が離脱結合手段であり、離脱結合手段は一部（磁石１５、１６）が湾曲操作部に設けられ、一部（１７、１８）が操作部に設けられている。

湾曲変形部１と操作部２とが結合している場合とは、操作部２の筺体２７の凹部の開口から湾曲変形部１が挿入された状態で磁石１５と１７とがつき、磁石１６と１８とがついている状態を指す。磁石１７と１８は筺体２７の凹部底部に配置されている。磁石１５と１６は接続部材２５により回転部材８と接続している。本図は湾曲操作部１と操作部２とが接続されている状態ではないため（離脱状態ではないため）、磁石１５、１６は湾曲操作部１の根元５の最端部には接していない。

回転部材８は接続部材２５が有する当接部によりストッパ２３、２４と当接している。ストッパ２３、２４は離脱状態にあって回転部材８がワイヤ６、７を引っ張るように、すなわちワイヤ６、７に張力を付勢するようにその位置が湾曲変形部１において固定されている。すなわちストッパ２３、２４が回転部材８の先端３方向への移動を制限している。

ストッパ２３、２４の位置は、回転部材８が先端３方向へ移動することを制限する位置であり、且つ回転部材８によってワイヤ６、７に張力が与えられる位置である。そのため湾曲変形部１が操作部２と離脱状態であってもワイヤ６、７には０ではない張力Ｔ１（Ｔ１＞０）が付勢されている。

回転部材８はばね１９の一端と接続し、ばね１９の他端は固定部２０に接続され、この他端は湾曲変形部１において位置が固定されている。ばね、ストッパ、回転部材はこの順で先端から根元にむかって配置されている。ばね１９は湾曲変形部１が操作部２と結合した状態から離脱した状態となる場合に、ストッパ２３、２４から離れかつ根元５の最端部と当接している回転部材８を先端３方向へ引っ張ってストッパ２３、２４と当接させる。

固定部２０は張力センサー２１、２２を有する。張力センサー２１はワイヤ６の張力をセンシングし、張力センサー２２はワイヤ７の張力をセンシングする。湾曲変形部１と操作部２が離脱状態の場合、張力センサー２１、２２はそれぞれ張力Ｔ１をセンシングする。

図３は本実施の形態に係る医療器具の、湾曲変形部１が操作部２の凹部に挿入され且つ結合する前の状態（結合されていない状態）を示す断面模式図である。

湾曲変形部１が操作部２の凹部に挿入され且つ結合する前は、磁石１５と１７、磁石１６と１８とがついておらず、回転部材はばね１９に引っ張られ、ストッパと接続部材２５とが当接している状態である。そしてこの状態においても磁石１５、１６は根元５の最端部には接していない。

図４は本実施の形態に係る医療器具の、湾曲変形部１が操作部２の凹部に挿入され且つ結合している状態を示す断面模式図である。磁石１５、１６は操作部２の凹部底面に配置されている磁石１７、１８とつく。磁石１５、１７と、磁石１６、１８とがつくことで回転部材８は紙面右方向に移動する。その結果支持部材である回転部材８はストッパ２３、２４から離れ、磁石１５、１６は根元側（紙面左から右への方向）へ移動し、根元５の最端部に接する。そのためワイヤー６、７は操作部２からの駆動力が伝達されていない０の状態で張力Ｔ１よりも大きな張力Ｔ２（Ｔ１＜Ｔ２）が付勢される。張力Ｔ２によりワイヤ６、７が無駄に弛んでいないため、動力が適切にワイヤに伝わり湾曲操作部が正しく（精度よく）変形することができる。

以上から本実施形態に係る医療器具において、ワイヤ６、７に２段階（Ｔ１、Ｔ２）の張力を付勢することができる。２段階に張力を付勢することができる張力付勢手段とは、回転部材８とストッパ２３、２４を指す。湾曲変形部１と操作部２とが結合していない場合、湾曲変形部１のワイヤの張力が０でないので、ワイヤのたるみによる切断や絡みやガイドからの外れを防ぐことができる。また両者が結合している場合、操作部２からの駆動が良好に伝達される。また湾曲変形部１と操作部２とが結合している状態で万が一過剰な力が外部から加わった場合、離脱手段により両者が離脱するのでワイヤにかかる張力はＴ２より小さいＴ１となるため、ワイヤの切断が防止できる。また、仮に対象物に湾曲変形部が挿入されている状態で、万が一湾曲変形部と操作部が外れてもＴ２以上の張力がワイヤにかからずにＴ１の張力まで下がる。加えて湾曲変形部はまっすぐに戻るので対象物から湾曲変形部を取り出すことが容易になる。

図５は本実施の形態に係る医療器具の、湾曲変形部１のワイヤ６、７が操作部２のワイヤ１３、１４によって駆動が伝達されている状態を示す断面模式図である。

ワイヤ６、７が有する磁石９、１０はそれぞれ磁石１１、１２とついており、ワイヤ１３、１４の引っ張りと押し出しによってワイヤ６は図中ａ方向に、ワイヤ７は図中ｂ方向に移動する。本実施形態の場合回転部材８によりワイヤ６と７の移動量は同じである。ワイヤが移動するということは張力Ｔ２より大きい。また固定部２０に固定して配置されているセンサ２１、２２は、それぞれワイヤ６、７の移動量を計測し、ワイヤにかかる張力を測定する。測定値が大きすぎる場合、不図示の張力制御手段により湾曲変形部１の形状をその場で維持するかもとのまっすぐな状態に戻すか、あるいはあらかじめ決められた形状を維持するように制御する。

図６乃至８は本実施形態に係る医療器具の、湾曲変形部１がワイヤの操作により湾曲変形している様子を示す模式図である。

図中３３はコマ、６、７はワイヤ、２８は湾曲操作部１の端部３と根元５の間の途中部である。本実施形態においてワイヤ６、７は湾曲変形させたい先端のコマまで接続している。途中部２８には図中４つのガイドが黒点として図示されているが、このうち２つはワイヤ６の向きを制御しており、残り２つはワイヤ７の向きを制御している。図７や８に示すようにワイヤをｅおよび／またはｆの方向に引っ張りあるいは押し出すとｇやｈで示す方向に湾曲変形する。

図９は本実施の形態に係る医療器具として内視鏡の湾曲操作部先端を示す断面模式図である。湾曲操作部１はその先端までワイヤ６、７を有している。また湾曲操作部１は筒状の空間を２つ有し（Ｂ、Ｃ）する。一方の空間には内視鏡の光ファイバ等の撮像光学系が配置されており、他方の空間には照明や処置具等が収容されている。

本発明に係る医療器具は、例えば大腸、切開された肉体、口、頭部、耳等に湾曲操作部を挿入して用いることができる。

本実施形態において湾曲変形部１にはワイヤや離脱結合手段が筺体内部に内包されており血液や洗浄液から部品を保護しているが、本発明に係る医療器具はいずれか一方あるいは離脱結合手段の一部が結合時に湾曲変形部から外にでても構わない。

本実施形態において回転部材は２本のワイヤの移動を同期することができるため好ましいが、本発明に係る医療器具はワイヤは回転部材に２本設けられているが、あるいは回転部材にかかった状態の１本のワイヤを用いてワイヤ６、７と同じ動作をさせてもよい。また２本のワイヤを同期して移動しない場合は回転部材を用いずに別の手段を有してもよく、あるいは回転部材無しにそれぞれのワイヤが操作部によって操作されてもよい。

本実施形態において治療器具はワイヤは２本有しているが、これは図７、８に示すｇｈの方向に湾曲変形させるためである。本発明に係る医療器具は他にもｇｈの方向とは異なる方向、例えばｇｈの方向と交差する方向にも、より具体的には直行する方向（紙面表裏方向）にも湾曲変形させるためのワイヤを更に有してもよい。

本実施形態に係る医療器具は内視鏡であるが、本発明に係る医療器具はその他に撮像光学系を有さず筒状の収容空間に処置具を有する医療器具や、撮像光学系を有さず位置センサを有する医療器具などでもよい。

（第二の実施の形態）
本発明の第二の実施の形態に係る医療器具は、湾曲変形部１に内包されている離脱結合手段の一部が外に出た状態で操作部２と結合する形態である。それ以外は第１の実施の形態と同じである。

図１０は本実施の形態に係る医療器具を示す断面模式図である。図１０では湾曲変形部１と操作部２とが離脱状態になっている。湾曲操作部１は回転する支持部材２９がワイヤ６、７を支持している。支持部材２９は第１のギアである歯車３０と第２のギアである歯車３１を有する。第１のギア３０と第２のギア３１はかみ合っている。支持部材２９は接続部材２５に設けられており、接続部材２５は鍔を有している。接続部材２５はばね１９の一端と接続し、ばね１９は他端が固定部２０に接続している。また接続部材はストッパ２３、２４によって紙面右から左の方向へ移動することが制限されている。

操作部２はレバー３２、３３とそれぞれを回転させる支点３４、３５を有している。そして筺体の凹部の底部に開口を有し、開口には第３のギアである歯車３６を有する。そして図示される湾曲変形部１と操作部２とが離脱された状態にあっては、ワイヤ６、７に張力Ｔ１が付勢されている状態となっているように支持部材２９の位置がストッパ２３、２４によって位置固定されている。

図１１は湾曲変形部１と操作部２とが結合した状態を示す断面模式図である。湾曲変形部１が操作部２の凹部に挿入されその端部が凹部端に届くと、レバー３２、３３が回転して爪が接続部材２５の鍔にかかる。レバーの爪が接続部材の鍔にかかることで結合状態となる。

結合状態にあってレバー３２、３３の爪が接続部材の鍔にかかると支持部材２９を有する接続部材２５が根元側（紙面左から右方向）に移動している。接続部材２５が移動することで、支持部材２９が有する第２のギア３１が湾曲変形部１の外に出て第３のギア３６とかみ合う位置にくる。そして接続部材２５はばね１９によって引っ張られているのでワイヤ６、７はＴ１より大きな張力Ｔ２が付勢されている。

図１２は本実施の形態に係る医療器具の、ワイヤが駆動される様子を示す断面模式図である。互いにかみ合ったギア（第３のギア３６と第２のギア３１、第２のギア３１と第１のギア３０）の回転により支持部材２９が回転し、ワイヤ６、７が紙面左右方向（図中ａ、ｂ方向）に引っ張られたり押されたりする。

本発明は医療器具、とりわけ内視鏡や生体に挿入し処置する医療用処置具に利用できる。

１ 湾曲変形部
２ 操作部
６、７ ワイヤ
２３、２４ ストッパ
８ 回転部材
１９ ばね
９、１０、１１、１２ 磁石
１３、１４ ワイヤ
１５、１６、１７，１８ 磁石

Claims (12)

1. ワイヤを内蔵し、前記ワイヤが引かれるか押されるかの少なくともいずれかによって湾曲する湾曲変形部と、
   前記ワイヤへ動力を伝達する操作部と、が着脱可能な医療器具であって、
   前記湾曲変形部は、
   前記ワイヤに張力を付勢する張力付勢手段を有するとともに、
   前記操作部と前記湾曲変形部とが離脱した状態において、前記張力付勢手段および前記ワイヤが露出しないように前記張力付勢手段および前記ワイヤを内包し、
   前記湾曲変形部と前記操作部が離脱している場合の前記張力付勢手段による前記ワイヤの張力Ｔ１と、
   前記湾曲変形部と前記操作部が結合している場合の前記張力付勢手段による前記ワイヤの張力Ｔ２との関係が、
   ０＜Ｔ１＜Ｔ２
   の関係であり、
   前記張力付勢手段は、
   前記湾曲変形部と前記操作部が離脱している場合に前記ワイヤに張力Ｔ１が付勢される所定位置よりも先端側に前記ワイヤを支持する支持部材が移動しないように該支持部材の位置を制限するストッパと、
   前記湾曲変形部と前記操作部が結合している場合に前記ワイヤに張力Ｔ２を付勢するために前記所定位置よりも根元側に移動できる前記支持部材を、有すること
   を特徴とする医療器具。
2. 前記支持部材は回転する回転部材を有し、前記先端から前記根元に向かってばね、前記ストッパ、前記回転部材の順で配置されていることを特徴とする請求項１に記載の医療器具。
3. 前記湾曲変形部は、２本の前記ワイヤを有し、
   前記２本のワイヤは、前記回転部材の回転により、互いに異なる方向に移動するように構成されたこと
   を特徴とする請求項２に記載の医療器具。
4. 前記操作部は凹部を有し、
   前記湾曲変形部の前記根元が、前記凹部に挿入されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の医療器具。
5. 前記湾曲変形部は、前記ワイヤに設けられた第１の磁石を有し、
   前記操作部は、前記凹部の側面に沿って移動可能に設けられた、前記第１の磁石と引き合う第２の磁石を有すること
   を特徴とする請求項４に記載の医療器具。
6. 前記湾曲変形部は、前記根元に第３の磁石を有し、
   前記操作部は、前記第３の磁石と引き合う第４の磁石を有し、
   前記湾曲変形部と前記操作部とが結合された状態においては、前記第３の磁石と前記第４の磁石とが引き合うことにより、前記ワイヤに張力Ｔ２を付勢すること
   を特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の医療器具。
7. 前記回転部材は歯車を有し、
   前記操作部は、前記歯車と係合する操作用歯車を有し、前記操作用歯車を回転させることにより前記回転部材を回転させることを特徴とする請求項２または３に記載の医療器具。
8. ワイヤを内蔵し、前記ワイヤが引かれるか押されるかの少なくともいずれかによって湾曲する湾曲変形部を有する医療器具の湾曲変形装置であって、
   前記湾曲変形装置は、前記ワイヤは動力を伝達する操作部と着脱可能に構成され、
   前記湾曲変形部は、
   前記ワイヤに張力を付勢する張力付勢手段を有するとともに、
   前記操作部と前記湾曲変形部とが離脱した状態において、前記張力付勢手段および前記ワイヤが露出しないように前記張力付勢手段および前記ワイヤを内包し、
   前記湾曲変形部と前記操作部が離脱している場合の前記張力付勢手段による前記ワイヤの張力Ｔ１と、
   前記湾曲変形部と前記操作部が結合している場合の前記張力付勢手段による前記ワイヤの張力Ｔ２との関係が、
   ０＜Ｔ１＜Ｔ２
   の関係であり、
   前記張力付勢手段は、
   前記湾曲変形部と前記操作部が離脱している場合に前記ワイヤに張力Ｔ１が付勢される所定位置よりも先端側に前記ワイヤを支持する支持部材が移動しないように該支持部材の位置を制限するストッパと、
   前記湾曲変形部と前記操作部が結合している場合に前記ワイヤに張力Ｔ２を付勢するために前記所定位置よりも根元側に移動できる前記支持部材を、有すること
   を特徴とする湾曲変形装置。
9. 前記支持部材は回転する回転部材を有し、前記先端から前記根元に向かってばね、前記ストッパ、前記回転部材が配置されていることを特徴とする請求項８に記載の湾曲変形装置。
10. 前記湾曲変形部は、２本の前記ワイヤを有し、
    前記２本のワイヤは、前記回転部材の回転により、互いに異なる方向に移動するように構成されたこと
    を特徴とする請求項９に記載の湾曲変形装置。
11. 前記湾曲変形部は、前記根元に磁石を有し、
    前記湾曲変形部と前記操作部とが結合された状態においては、前記磁石が前記操作部に設けられた磁石と引き合うことにより、前記ワイヤに張力Ｔ２が付勢されること
    を特徴とする請求項８〜１０のいずれか１項に記載の湾曲変形装置。
12. 前記回転部材は歯車を有し、
    前記操作部は、前記歯車と係合する操作用歯車を有し、前記操作用歯車を回転させることにより前記回転部材を回転させることを特徴とする請求項１０に記載の湾曲変形装置。

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