專利名稱：內窺鏡彎曲部的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種構成用于醫療等領域的內窺鏡插入部的彎曲部結構。
背景技術：
使用于醫療等領域的內窺鏡的大致構成是在本體操作部連接插入體腔內等的插入部，并且拿出以至少可以在光源裝置上裝卸的形態連接的通用繩(universal cord)。插入部是從本體操作部的連接部位依次由軟性部、彎曲部、前端硬質部組成。軟性部是沿著插入路徑向任意方向彎曲，而連接到上述軟性部前端的彎曲部是可以通過設置于本機操作部的彎曲操作裝置進行彎曲操作的部位。前端硬質部安裝有由照明部和觀察部組成的內窺鏡觀察機構，通過彎曲操作彎曲部控制前端硬質部的方向，從而可以指向插入路徑或者改變內窺鏡的觀察視場。
作為彎曲部結構，具備所定數量的角環，并將前后角環通過樞軸附著針依次相互樞軸附著，從而組成彎曲部構造體。而且，在該彎曲部構造體的外周套上網狀物，并在該網狀物覆蓋由彈性副材組成的外皮層。由此，彎曲部構造體內部以圓筒形狀的通道組成，并在通道內插入通過各種副材。插入通過于上述通道內的副材有傳輸照明光的光向導(light guide)、設置于觀察部的固體攝像元件的信號光纜(如果是光學內窺鏡，應為圖像向導(image guide))、處置具插入通過通道以及送氣送水管道。
這里，處置具插入通過通道的前端在前端硬質部，開口于觀察部的附近。通過內窺鏡觀察機構觀察體腔內部時，如果發現患處等，可以進行治療，也可以用于采集細胞組織樣本，也可以用于注入藥液等。將插入部插入到體腔內的狀態下，插入通過鉗子以外的處置具。另外，處置具插入通過通道是從本體操作部延長到插入部內，而從該本體操作部到前端硬質部的接入部部位是由可向任意方向彎曲的可撓性管構成。
為了使彎曲部彎曲，以前后角環可以相互傾斜移動的狀態進行連接，樞軸附著部在從角環的圓周方向成為180°的位置的兩個部分被樞軸附著。而且，角環是從該樞軸附著部向90°的方向傾斜形成凹槽部，并按照上述凹槽部的角度控制前后角環之間的傾斜移動角度。隨之，根據角環的長度及其凹槽部的傾斜角度，即凹槽幅度，決定彎曲部的彎曲曲率。另外，左右樞軸附著角環時，整體彎曲部可向上下方向彎曲，如果按照左右及前后順序反復執行樞軸附著，整體彎曲部可向上下及左右四個方向彎曲。
為了通過遠程操作彎曲彎曲部，從構成設置于本體操作部的彎曲操作裝置的卷取輥延長設置有2行甚至4行的彎曲操作金屬絲。延長設置這些彎曲操作金屬絲，以便在彎曲部內由金屬絲向導(wire guide)按照圓周方向被確定位置的狀態下可以進行推拉操作。例如，按照上下方向彎曲彎曲部時，在彎曲部內，拉住位于上下的一對彎曲操作金屬絲的一方，并以類似于依次解開另一方的方式進行操作。彎曲部用來按照所愿方向操作前端硬質部，而且為了將設置于前端硬質部的內窺鏡觀察視場從前方到后方可以進行方向轉換，至少一個方向的彎曲角度要達到180°以上，而最好是達到200°以上。因此，根據最大彎曲角度設置彎曲部的長度以及形成該彎曲部構造體的角環形狀。
但是，彎曲部也可以在狹窄的體腔內進行彎曲操作，因此彎曲操作時彎曲部的移動軌跡最好是盡可能地緊湊。另外，也有可能在彎曲彎曲部的狀態下在處置具插入通過通道內插入通過處置具，因此為了順利插入通過處置具，在最大限度地彎曲時曲率半徑要盡可能放大。
這里，為了控制彎曲部的彎曲形狀，按照軸線方向改變以根據圓周方向定位角環長度或者彎曲操作金屬絲為目的而設置的金屬絲向導位置。例如專利文獻1所述。
專利文獻1日本專利公開平3-218723號公報發明內容根據上述傳統技術，通過向彎曲部上前端側，即前端硬質部的連接部位方向連續縮小角環長度，從而縮小彎曲部的彎曲曲率半徑，并小范圍旋轉彎曲部，以便在狹窄的體腔管內彎曲操作彎曲部時，前端硬質部的移動軌跡會變得緊湊。其結果，可以排除在進行這個動作時在前端硬質部的體腔內壁產生的強壓，不僅可以減輕被檢查人員的痛苦，還可以提高彎曲部的操作性能。
可是，彎曲部要求即使在彎曲狀態將處置具插入通過處置具插入通過通道內時，也要提供極其良好的操作性能。盡管在處置具插入通過通道進行插入通過的處置具有軟管等軟質部件，但是也有鉗子等硬度極高的，即，也有像在前端的鉗爪及其開關機構，向軸線方向的長度部分為硬質部分的處置具。如果彎曲彎曲部，插入通過到其內部的處置具插入通過通道也會按照與該彎曲部幾乎相同的曲率彎曲，而且在最大限度的彎曲狀態下，處置具插入通過通道也同樣急劇彎曲。如此，在上述急劇彎曲的通道插入通過鉗子等插入通過條件極差的處置具時，會加大插入阻抗，降低操作性能，而且使處置具插入通過的通道內壁得到處置具前端部的壓迫，也會促使組成上述處置具插入通過通道的可撓性管發生變形或者損壞。
本發明是考慮上述內容而進行的，其發明的目的在于使彎曲部具備所需彎曲角度的狀態下，盡可能緊湊彎曲操作時彎曲部的移動軌跡，也盡可能加大彎曲時曲率半徑。
為了實現上述目的，本發明提供一種內窺鏡彎曲部，其彎曲部具有彎曲部構造體由所定數量的單位角環組成；在該各個單位角環的兩端延長設置樞軸附著部；向從上述樞軸附著部逐漸遠去的方向形成傾斜剪切的形狀；樞軸附著前后的單位角環而構成。其特征在于構成上述彎曲部構造體的各個單位角環中，在基端側的單位角環和前端側的單位角環，加大基端側單位角環長度，并縮小凹槽部的凹槽幅度。
角環由圓筒狀副材組成，在其兩端部，從左右或者上下及左右各一對突出的部分是由樞軸附著部形成，而且接合前后角環的樞軸附著部，以樞軸附著針固定連接。如果在左右相互附著各一對樞軸附著部，彎曲部就可以向上下彎曲。并且，如果以上下及左右相互交替地樞軸附著，彎曲部就可以向上下及左右四個方向彎曲。向上述四個方向彎曲時，如果彎曲上下方向，以上下樞軸附著的前后一對角環，就可以作用為一體物。單位角環組成為可向兩個方向彎曲的結構時，以一個角環為一套組成單位角環，而單位角環組成為可向四個方向彎曲的結構時，以兩個角環為一套組成單位角環。
通常，組成為可向四個方向彎曲的結構時，能得到最大的彎曲曲率的是向上彎曲時。此時，單位角環是以樞軸附著以便可以向左右彎曲的前后一對角環組成一個單位角環。
而且，單位角環的長度是從圓周方向的同一方向突出的一側樞軸附著部到另一側樞軸附著部之間的間隔。更嚴謹地講，它是固定到樞軸附著部而連接的樞軸附著針中心位置之間的間隔。另外，從上述樞軸附著部以約90°的方向形成傾斜，該傾斜部分是凹槽部，其剪切部分的幅度是按照從該凹槽部的傾斜角度而被決定。盡管上述單位角環的長度及其凹槽幅度是按照上述方法設置，但是在彎曲部的軸線方向連續改變或者階段地改變單位角環的形狀。連續改變形狀時，利用尺寸不同的各種角環。如果采取分階段改變形狀的構成，就可以減少被使用的角環種類。因此，應分階段改變單位角環，最好是以2至3個階段左右進行改變。此時，如果組成為將彎曲部構造體彎曲成最大彎曲狀態形成的圓中，大概成1/4的圓弧位置為界線改變單位角環的長度及凹槽部角度的結構，就可以盡可能縮小彎曲操作彎曲部時的前端硬質部移動軌跡，而且彎曲時的曲率半徑變大。
如上所述構成，無需限制彎曲部的彎曲角度，也可以實現緊湊彎曲，同時，可以擴大彎曲曲率，從而可以順利執行狹窄體腔管內等的彎曲操作，可以減輕患者的痛苦，又提高處置具的插入通過操作性能。


圖1是具備本發明中彎曲部的內窺鏡整體構成圖；圖2是圖1中彎曲部的斷面圖；圖3是表示插入部工作狀態的作用說明圖；圖4是單位角環的正面圖；圖5是表示利用為單位角環的兩種角環的正面圖；圖6是表示直延長彎曲部構造體的狀態和彎曲到90°的狀態的構成說明圖。
具體實施例方式
以下，參照附圖詳細說明本發明的具體實施例。
圖1表示內窺鏡的整體結構，并且圖2表示插入部前端部分的斷面。
首先，在圖1中，(1)是本體操作部，(2)是插入部，(3)是通用繩。本體操作部(1)是為讓手術人員等操作內窺鏡的人員用單手操作的，而插入部(2)是使用于插入到體腔內的。另外，通用繩(3)具備其另一端以在光源裝置上可以裝卸的方式連接的光源連接器。另外，如果是電子內窺鏡，還具備連接到與光源裝置構成一體或單獨設置的處理器的接入連接器。只是，通用繩(3)的端部結構是眾所周知的，因此省略其圖示及說明。
在插入部(2)，從本體操作部(1)的連接部分到所定長度部分是按照該插入部的插入路徑構成可以向任意方向彎曲的軟性部(2a)，該軟性部(2a)的前端連接了彎曲部(2b)，而且，彎曲部(2b)的前端連接了前端硬質部(2c)。如圖2所示，前端硬質部(2c)中，在其前端面(或者前端側面)設置有由照明部及觀察部組成的內窺鏡觀察機構(4)，并在靠近觀察部的位置有開口的處置具插入通過通道(5)。彎曲部(2b)用來控制該前端硬質部(2c)的插入方向，并改變內窺鏡觀察機構(4)的觀察視場。該內窺鏡的觀察視場，為了具備自插入部(2)向前方至后方的廣闊觀察視場，使彎曲部(2b)的彎曲角度范圍達到180°以上，最好是達到200°乃至其以上。
圖2表示彎曲部(2b)的構成。彎曲部(2b)具備內部組成圓形通道的彎曲部構造體(10)，在該彎曲部構造體(10)套上網狀物(11)，并在網狀物(11)上覆蓋由彈性副材組成的外皮層(12)。由此，彎曲部構造體(10)成為彎曲部(2b)的構造體，而其內部通道里，盡管未作圖示，但插入通過以前的技術說明中所述的各種副材。而且，彎曲部構造體(10)按照壓縮方向具備超強的強度。并為此角環(13)由金屬形成。
彎曲部構造體(10)是將角環(13)依次樞軸附著而組成，在其兩端安裝了連接到軟性部(2a)的基端側連接環(13B)和連接到前端硬質部(2c)的前端側連接環(13F)。角環(13)是一種圓形環狀副材，其兩側安裝了樞軸附著部(13a，13b)，而其樞軸附著部(13a，13b)則構成了平坦的部位。另外，一端側樞軸附著部(13a)是以相互180°的位置關系設置了一對，而其另一端側的樞軸附著部(13b)也設置了一對，以使其對于一端側的樞軸附著部(13a)構成90°的位置關系。上述各個樞軸附著部(13a，13b)上分別有針插入通過孔，結合前后角環(13)的樞軸附著部(13a，13a)之間以及樞軸附著部(13b，13b)之間，并用樞軸附著針(14)固定粘貼，以便使前后角環(13，13)之間根據樞軸附著針(14)的軸旋轉而相對回動。例如，角環(13)左右樞軸附著部(13a)之間樞軸附著的部位是可以便前后角環(13，13)向上下方向回動，而上下樞軸附著部(13b)之間樞軸附著的部位可以向左右方向回動。
在彎曲部構造體(10)的兩端的基端側及前端側的連接環(13B，13F)中，基端側連接環(13B)具有向位于前方的角環(13)的樞軸附著部。基端側沒有設置樞軸附著部，連接到軟性部(2)的連接環(15)，并以焊接或錫焊等方式加以固定。另外，前端側連接環(13F)雖然具備與其后方角環(13)的樞軸附著部，可是前端側并沒有設置樞軸附著部。而且，該前端側連接環(13F)是嵌合在前端硬質部(2c)的基端部，并用固定螺絲釘等加以固定。
彎曲部(2b)可以用設置于本體操作部(1)的彎曲操作裝置(6)以遠程操作加以彎曲。為此，在各個樞軸附著針(14)上形成了金屬絲向導孔(14a)。操作金屬絲(16)插入通過該金屬絲向導孔(14a)，將各個操作金屬絲(16)的前端部固定在前端側連接環(13F)上。另外，操作金屬絲(16)的向導(guide)也可以通過設置于角環(13)的切割彎曲部而構成。
在具備上述結構的內窺鏡中，將其插入部(2)插入到體腔管內時的狀態如圖3所示。在該體腔管內，可以改變前端硬質部(2c)的方向，以便內窺鏡觀察視場從插入部的前方轉向后方。為此，盡管彎曲操作彎曲部(2b)，但是彎曲該彎曲部(2b)時，如用實線表示，該圖中的b顯示從其以直線延伸到前方的狀態至彎曲成與其成為直角時的形狀，而該圖中的c顯示構成最大彎曲角度時的形狀。
在彎曲部(2b)的姿勢狀態(b)中，需要縮短其豎放高度(H)。如果上述高度(H)變高，轉變方向時，前端硬質部(2c)將被體腔管內壁嚴重受壓。其結果，會加大彎曲操作時的阻抗，也為患者帶來巨大的痛苦。而且，如果高度(H)顯著變高，就有可能發生體腔管內壁損傷的事態。處置具插入通過通道(5)插入通過了彎曲部(2b)的內部，該處置具插入通過通道(5)以與彎曲部(2b)的彎曲曲率幾乎相等的曲率進行彎曲，因此，如果彎曲部(2b)的曲率半徑變小，會隨之急劇彎曲。其結果，很難將處置具插入到處置具插入通過通道(5)內。特別是，如鉗子等，前端部分存在所定長度的硬質部分時，會急劇加大處置具插入通過通道(5)內部的插入操作阻抗，嚴重時也會發生操作中無法移動的現象。而且，為了讓內窺鏡的觀察視場更大，在最大限度彎曲狀態時，彎曲部(2b)應該至少可以向一個方向彎曲180°以上。
可是，將彎曲部(2b)構成為可以向上下及左右四個方向進行彎曲操作的狀態時，通常不是使所有方向都具有相同的彎曲角度，而是使一個方向，具體地講，將向上的彎曲角度設置成最大的角度。而內窺鏡觀察機構的觀察視場轉向后方時，通常將彎曲部(2b)向上彎曲操作，即，如圖3所示的方向。由此，當向上彎曲操作，并從插入部的軸線形成90°角度時，可以最小限度地控制該插入部軸中心線(L)的豎放高度高度尺寸(H)，并盡可能加大構成最大彎曲角度時的曲率半徑(R)。
但是，如果可以將彎曲部(2b)向上下及左右四個方向進行彎曲操作，當向上彎曲時，在前后的角環(13)中，樞軸附著部(13b)之間樞軸附著的兩個角環(13，13)在向上下方向彎曲時，事實上成為一體，即，在圖4中，用符號(13U)顯示單位角環。雖然使向上下兩個方向彎曲構成時，單位角環(13U)是由一個角環構成，但是使向上下及左右四個方向彎曲構成時，單位角環(13U)是由前后兩個角環(13，13)構成。
在此，將單位角環(13U)的軸線方向的長度尺寸設為(S)。該長度尺寸(S)是從安裝在一方樞軸附著部(13a)的樞軸附著針(14)中心至安裝在另一方樞軸附著部(13a)的樞軸附著針(14)中心之間的間隔。單位角環(13U)凹槽部中軸線方向間隔為凹槽幅度(T)。這里，為了在彎曲部(2b)向上彎曲；最小限度控制從插入部(2)軸線彎曲到90°時的高度(H)；加大最大彎曲角度時的曲率半徑(R)，而按照如下內容構成各個單位角環(13U)。
首先，使用長度尺寸和凹槽幅度尺寸不同的兩種角環。盡管各個單位角環(13U)是由兩個角環組成，但是如圖5所示，兩種角環中，一方的角環(13P)是將長度，更具體地講，從樞軸附著部(13a)的針插入通過孔中心至樞軸附著部(13a)的針插入通過孔中心的間隔為s1，從樞軸附著部(13a)至90°相位方向的凹槽部幅度為t1。而另一方的角環(13Q)長度為s2，凹槽幅度為t2。這里，要成為s1＞s2，t1＜t2的尺寸關系。
在此，圖6(a)顯示彎曲部構造體(10)的上半部分的外觀。如該圖所示，單位角環有組成連接角環(13P，13P)的單位角環(13UX)、連接角環(13P)和(13Q)的單位角環(13UY)以及連接角環(13Q，13Q)的單位角環(13UZ)。因此，單位角環(13UX)的長度(S)是2s1最長，單位角環(13UY)的長度(S)是s1+s2中為中等長度，而單位角環(13UZ)的長度(S)是(2s2)中為最短。在基端側連接環(13B)依次連接所定數量的單位角環(13UX)，并在前端側的連接環(13F)依次連接單位角環(13UZ)。而且，中間設置一個單位角環(13UY)。
如上所述，單位角環(13UX)之間以及(13UX)和(13UY)之間連接部的合計凹槽幅度是在2t1達到最小，單位角環(13UY)和(13UZ)之間連接部的合計凹槽幅度是在t1+t2達到中等，而連接單位角環(13UZ)之間部位的合計凹槽幅度是在2t2達到最大。
可是，如果對于操作金屬絲(16)施加張力彎曲彎曲部(2b)，并不是全部彎曲部(2b)開始彎曲，而是從基端側依次彎曲。即，連接基端側連接環(13B)和與其鄰接的單位角環(13UX)之間構成凹槽部的壁面，繼而連接該單位角環(13UX)和位于其前方的單位角環(13UX)之間構成凹槽部的壁面，從而依次向前端側彎曲。因此，在進行彎曲部(2b)的彎曲操作時，如圖6(b)所示，雖然基端側是彎曲的，但是前端側也有直線狀態。即，彎曲操作彎曲部(2b)時，首先其基端側被立起，經過圖6(b)所示狀態，前端側被彎曲而達到最大的彎曲狀態。
在此，如圖6(b)所示，在彎曲部(2b)的整體長度中，當彎曲部(2b)為90°彎曲狀態，即最大彎曲狀態時，單位角環(13UX)成為曲率半徑(R)，可是該曲率半徑(R)的圓中1/4的圓弧角位置，由單位角環(13UX)構成。由此，可以加大彎曲始端部分的曲率半徑。只是，如果彎曲部(2b)的全長都是由單位角環(13UX)構成，高度(H)就會極大地增高。可是，前端側安裝了長度比該單位角環(13UX)短的一個單位角環(13UY)和比其更短的多個單位角環(13UZ)，因此可以縮短從插入部(2)軸線形成90°時的高度(H)。因此，在彎曲彎曲部(2b)時的前端硬質部(2c)移動軌跡中，彎曲部(2b)以對于插入部(2)軸線形成90°的狀態立起時，需要最寬的空間。這里，如果以最小限度控制該高度(H)，移動軌跡就會緊湊，從而可以提高彎曲部(2b)的操作效率，并可以減輕被檢查人員的痛苦。
最大限度彎曲彎曲部(2b)時，與由其中單位角環(13UX)組成的部位相比，由位于其延長線上單位角環(13UZ)構成的部位的曲率半徑變得更小。可是，由于其間存在單位角環(13UY)，緩和曲率半徑的移行，并且在該移行部的前階段彎曲，因此曲率半徑的移行相當于單位角環(13UX)和單位角環(13UZ)之間的曲率半徑差，其彎曲變化程度小。由此，在最大限度彎曲彎曲部(2b)的狀態下，在處置具插入通過通道(5)內插入通過處置具時，處置具在起始階段為柔軟的彎曲狀態，而且只可以在曲率半徑的移行部更彎曲其曲率半徑的差那樣，從而確保插入操作的順利進行。對此，在彎曲部(2b)的全長連接單位角環(13UZ)時，彎曲部(2b)整體曲率半徑將變小，處置具的插入通過效果變差。
另外，即使連續更換單位角環的長度或者凹槽部的幅度，與上述發明的構成相比，會導致高度尺寸(H)變高或曲率半徑尺寸(R)變小，或者高度尺寸(H)變高并曲率半徑尺寸(R)變小。
而且，通過妥當設置單位角環(13UX)及單位角環(13UZ)的數量及其形狀，以便其具備所需彎曲角度。
權利要求
1.一種內窺鏡彎曲部，具有由所定數量的單位角環組成，在該各個單位角環的兩端延長設置樞軸附著部，向從上述樞軸附著部逐漸遠去的方向形成傾斜剪切的形狀，樞軸附著前后的單位角環而構成的彎曲部構造體，其特征在于組成上述彎曲部構造體的各個單位角環中，在基端側單位角環和前端側單位角環加大基端側單位角環側長度，另外，縮小凹槽部的凹槽幅度而構成。
2.根據權利要求1所述的內窺鏡彎曲部，其特征在于上述單位角環是以具有向左右彎曲功能的一對角環為一套，向軸線方向布置的各個單位角環具有上下彎曲的功能。
3.根據權利要求1所述的內窺鏡彎曲部，其特征在于以將上述彎曲部構造體彎曲成最大彎曲曲率時，在基端側形成的圓中大概成1/4的圓弧的位置為界線，改變位于前后的單位角環的長度以及凹槽部的凹槽幅度而構成。
全文摘要
本發明提供一種內窺鏡彎曲部。使具備彎曲部所需彎曲角度后，緊湊彎曲操作時彎曲部移動軌跡，加大彎曲時曲率半徑的內窺鏡彎曲部組成彎曲部構造體(10)的基端側單位角環(13UX)之間以及(13UX)和(13UY)之間連接部的合計凹槽(notch)幅度是在2·t
文檔編號G02B23/24GK1701753SQ20051007392
公開日2005年11月30日 申請日期2005年5月23日 優先權日2004年5月24日
發明者町屋守, 秋庭治男 申請人:富士能株式會社