JPH04131746A - レーザ診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、生体の透過光あるいは蛍光を受光してその光
の強度から生体内の情報を得るレーザ診断装置に関する
。

［従来の技術と発明が解決しようとする課題］現在、生
体病変部などの情報を得る手段とじては、Ｘ線による造
影法、超音波診断などによる断層法、ファイバスコープ
を用いた内祝法などがある。

造影法は血管内腔などの形態情報を得るものとして高い
信頼性を得ているが、得られる情報が二次元で、血管内
腔などの辺縁観察に限られる。

また、超音波診断は、血管などを木表から無侵襲に実時
間で観測することができる利点がある反面、対象が超音
波を入射可能な範囲に限られ、分解能も不充分である。

さらに、内祝法では内腔表面しか観察することができず
生体病変部などの充分な情報を得るには限界がある。

一方、最近では、例えば、特公昭６３−９４６４号公報
に開示されているように、レーザ光を予め蛍光剤を投与
した病変部に照射し、この病変部の発する蛍光を分光し
、スペクトル解析して癌などを診断する、いわゆる、レ
ーザ診断装置が種々開発されているが、蛍光のスペクト
ル解析のみでは、病変部の深さ方向の浸潤範囲など内部
の精緻な情報を得ることが困難である。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、精緻な生
体内部の情報を簡単に得ることのできるレーザ診断装置
を提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、本発明によるレーザ診断装置
は、内視鏡チャンネルに挿通され、レーザ発振手段から
のレーザ光を先端側に設けた出射端から出射する導光フ
ァイバと、上記出射端からのレーザ光を照射した生体の
透過光あるいは蛍光を内視鏡先端部近傍側で受光する受
光手段と、この受光手段にて受光した光の強度に基づき
生体内情報を得る監視手段とを備えるものである。

［作　用］ 上記構成において、まず、内視鏡にて、内視鏡チャンネ
ルに挿通した導光ファイバを生体の要診断部位へ導き、
次いで、この導光ファイバの先端を上記要診断部位へ挿
通し、その後、レーザ発振手段からのレーザ光を上記導
光ファイバの先端側に設けた出射端から出射する。

そして、上記出射端からのレーザ光を照射した生体の要
診断部位の透過光あるいは蛍光を、内視鏡先端部近傍側
に設けた受光手段で受光し、監視手段から上記受光手段
で受光した光の強度に基づき生体内情報を得る。

観察者は、この監視手段から得られた生体内情報により
生体内部状態を把握する。

［実施例コ 以下、図面に基づいて本発明の詳細な説明する。

（第一実施例） 第１図〜第５図は本発明の第一実施例を示し、第１図は
レーザ診断装置の概略図、第２図は第１図のＩＩ−Ｉ［
断面図、第３図は導光ファイバとレーザ発振手段の概略
図、第４図は導光ファイバの出射端形状を態様ごとに示
す部分側面図、第５図はイメージガイド部の概略図であ
る。

図中の符号１はレーザ診断装置で、２はこのレーザ診断
装置１を構成する内視鏡である。この内視鏡２は、例え
ば、血管２７に形成されたコレステロールなどの狭窄部
２８を除去する際に、この狭窄部２８と上記血管２７の
内壁面との境界を検出するものである。

この内視鏡２の本体部分が、挿入部３と、この挿入部３
の後端に連設する操作部４と、この操作部４から延出す
るユニバーサルコード５とで構成されている。

上記挿入部３のほぼ軸中心にチャンネル６が形成され、
このチャンネル６の後端が上記操作部４に開口する挿入
口４ａに連通されている。また、このチャンネル６と平
行に配設されたイメージガイドファイバ７の入射端が上
記挿入部３の先端３ａに設けた対物光学系８に連設され
、さらに、このイメージガイドファイバ７の出射端が上
記操作部４の後端の接眼部４ｂに設けた接眼レンズ系９
に連設されている。

また、上記挿入部３の上記チャンネル６の外周に受光手
段の一例である受光ファイババンドル１０が同心円状に
配設され、さらに、この受光ファイババンドル１０の外
周にライトガイドファイバ１１が同心円状に配設されて
いる。

また、上記受光ファイババンドル１０の出射端が上記ユ
ニバーサルコード５を介して受光処理手段１２に接続さ
れ、一方、上記ライトガイドファイバ１１の入射端が上
記ユニバーサルコード５を介して光源装置１３に接続さ
れている。

上記受光処理手段１２が、上記受光ファイババンドル１
０から出射する光をミラー１４を介して受光して光電変
換する撮像管などの撮像手段１５ａと、この撮像手段１
５ａからの電気信号を増幅する増幅手段１５ｂとからな
り、さらに、この増幅手段１５ｂにモニターなどの監視
手段１６が接続されている。

また、符号１７は上記チャンネル６に挿通する導光ファ
イバで、この導光ファイバ１７の先端１７ａが鋭角に形
成されたプリズムをなし、出射端１７ｂがレーザ光を後
方へ出射すべく背面方向べ指向されている。

また、上記導光ファイバ１７の入射端がレーザ発振手段
１８に接続され、この導光ファイバ１７の入射端に、上
記レーザ発振手段１８に設けられた、レーザ光を連続的
に出射するレーザ発振機１９と、レーザ光を所定時間ご
とに出射するパルスレーザ発振機２０とがハーフミラ−
２１、ミラー２２を介して導かれている。

なお、第４図に示すように、上記導光ファイバ１７の先
端形状は、用途に応じて、出射端１７ｂを周囲に有する
球形＜（ａ））、−側方向に出射端１７ｂを有する直角
プリズム形（（ｂ））、前方ヘレーザ光を拡散するよう
な出射端１７ｂを有する尖頭形（（Ｃ））のいずれであ
っても良い。

また、第５図に示すように、上記対物光学系８、接眼レ
ンズ系９を構成する各レンズ８ａ、９ａが鏡筒２３，２
４に挿通され、スペーサ２５を介して所定間隔ごとに保
持されており、この各レンズ８ａ、９ａ間に、透明な充
填材２６が充填されている。この充填材２６は、ある程
度大きい分子量で、不揮発性を有し、かつ、上記スペー
サ２５と上記鏡筒２３．２４との間の接着剤層を浸滲し
にくい透明液体、透明ガラス、あるいは、透明プラスチ
ックなどである。

なお、上記各レンズ８ａ、９ａは、上記充填材２６の屈
折率を考囃した上での設討がなされている。

また、符号２７は生体で、この実施例では、血管２７ａ
と、この血管２７ａにコレステロールなどにより形成さ
れた狭窄部２７ｂとを示す。

次に、上記構成による実施例の作用について説明する。

まず、内視鏡２の挿入部３を血管２７に挿入し、この挿
入部３の先端３ａのライトガイドファイバく１１から出
射する光源装置１３から導かれた照明光にて上記血管２
７を照明し、その反射光をイメージガイドファイバ７に
て受光し、上記血管２７内を上記内視鏡２の繰作部４に
設けた接眼レンズ系９で観察しながら上記挿入部３を要
観察部位まで移動させる。

そして、上記内視鏡２の挿入部先端３ａが上記血管２７
にコレステロールなどで形成された狭窄部２８に近接し
たら、上記内視鏡２のチャンネル６に上記操作部４に開
口する挿入口４ａから挿入しな導光ファイバ１７の先端
１７ａを上記狭窄部２８に穿刺し、この先端１７ａを上
記狭窄部２８の反対側へ突出させる。

次いで、上記光源装置１３からの上記ライトガイドファ
イバ１１に対する照明光の供給を遮断し、一方、上記導
光ファイバ１７に対し、レーザ発振手段１８のレーザ発
振機１９、あるいは、パルスレーザ発振機２０から選択
的にレーザ光を供給する。

すると、上記導光ファイバ１７の上記先端１７ａに設け
た出射端１７ｂから上記レーザ光が後方へ出射され、上
記狭窄部２８を照明する。

そして、この狭窄部２８を、ある広がりを有して透過し
たレーザ光が、上記内視鏡２の上記挿入部先端３ａに配
設した上記受光ファイババンドル１０に受光され、受光
処理手段１２へ導かれる。受光処理手段１２では、上記
レーザ光を撮像手段１５ａで撮像し、増幅手段１５ｂで
増幅して監視手段１６に光の強度分布を表示する。

上記狭窄部２８を透過するレーザ光のうち上記血管２７
の内壁部に到達したものは、そのほとんどが反射するこ
となく内壁部に吸収される。そのため、上記ライトガイ
ドファイバ１１で受光される透過光の大部分は上記狭窄
部２８を透過したものとなる。

したがって、上記監視手段１６には光の強度の強い（明
るい）範囲が上記狭窄部２８の範囲として表示される。

観察者は、この監視手段１６に表示された光の強度分布
に基づいて上記狭窄部２８と血管２７の内壁面との境界
を認識することができる。

、なお、上記血管２７をライトガイドファイバで照明し
、この照明光をイメージガイド等で受光して上記狭窄部
２８を認識する通常の内視鏡では、上記狭窄部２８と上
記血管２７の内壁面との境界を十分に認識することは困
難である。

そして、この監視手段１６に表示された光の強度分布を
見ながら上記狭窄部２８を図示しない切除具を用いて切
除する。その結果、上記血管２７を傷付けることなく狭
窄部２８のみを完全に除去することができる。

なお、上記導光ファイバ１７の先端１７ａの形状、およ
び、出射端１７ｂの指向方向を第４図の（ａ）〜（Ｃ）
に示すようなものを予め用意しておき、患部の状態に応
じて適宜選択的に採用すればより効果的な処置を行うこ
とができる。

また、第５図に示すように、上記対物光学系８と接眼レ
ンズ系９の各レンズ８ａ、９ａ間が透明な充填材２６に
て充填されているので、このレンズ８ａ、９ａ間が実質
状態となり、上記血管２７内などに浸漬したり、あるい
は、高温度雰囲気中で使用した場合でも上記レンズ８ａ
、９ａの表面に水滴の付着する、いわゆる、視野曇り現
象が発生することはない。

（第二実施例） 第６図は本発明の第二実施例によるレーザ診断装置の概
略図である。

この実施例では、受光処理手段１２に、受光ファイババ
ンドル１０にて受光された血管２７の狭窄部２８を透過
する光を結像して光電変換するＣＣＤなとの固体撮像素
子３１と、この固体撮像素子３１から出力される信号を
映像信号処理する信号処理手段３２とが設けられている
。

上記受光処理手段１２に固体撮像素子３１を採用してい
るため、受光処理手段１２がコンパクトになり装置全体
の軽量、小型化を図ることができる。

（第三実施例） 第７図〜第１０図は本発明の第三実施例を示し、第７図
は内視鏡先端部の断面図、第８図は導光ファイバを生体
に穿刺した状態の内視鏡先端部の断面図、第９図は第７
図のＩＸ−■断面図、第１０図は導光ファイバ先端部の
部分拡大図である。

この実施例では、導光ファイバ３６の先端３６ａを生体
２７の所望の深さまで導く場合を示す。

まず、内視鏡挿入部３の先端３ａをイメージガイドファ
イバ７からの受光像により生体２７の病変部まで導き、
この先端３ａを当接させる。その後、上記挿入部３に形
成したチャンネル６に挿入口４ａ（第１図参照）から導
光ファイバ３６を、この導光ファイバ３６に軸方向に沿
って挿通しかつ先端に穿刺針３７を有するガイドワイヤ
３８とともに挿通する。

そして、まず、上記穿刺針３７を上記生体２７の測定し
たい所望の深さまで穿刺し１次いで、上記ガイドワイヤ
３８をガイドに上記導光ファイバ３６を上記生体２７の
病変部へ導入する。

第１０図に示すように、この導光ファイバ３６の先端３
６ａは円錐状をなし、その後部が球面に形成され、上記
ガイドワイヤ３８が軸心から一方へ鋼倚した位置に挿通
されている。

したがって、上記導光ファイバ３６の鋭角に形成された
先端３６ａが上記生体２７に直接穿刺されるため導入時
の抵抗が少ない、また、導光ファイバ３６が上記ガイド
ワイヤ３８にガイドされて上記生体２７に導入されるた
め、この導光ファイバ３６の先端３６ａを所望の深さ、
および、予め設定した位置まで確実に導くことができる
。

そして、上記導光ファイバ３６の先端３６ａを所望の深
さまで導いた後（第８図参照）、ライｉ・ガイドファイ
バ１１への照明光の供給を遮断し、また、上記導光ファ
イバ３６ヘレーザ発振手段１８（第３図参照）がらレー
ザ光を選択的に供給する。

すると、上記導光ファイバ３６の先端３６ａに設けた出
射端３６ｂから上記レーザ光が出射し、このレーザ光の
上記生体２７を透過する光を上記挿入部３の先端３ａに
配設された受光ファイババンドル１０で受光し、受光処
理手段１２（第１図あるいは第６図参照）で光電変換し
た後、監視手段１６に表示する。

観察者は、この監視手段１６に表示された光の強度分布
から上記生体２７の患部の内部情報を得る。

また、生体２７に挿入部３の先端３ａを当接した状態で
、この生体２７の透過光を検出しているので、上記導光
ファイバ３６の先端３６ａの挿入深さを変えて透過光の
強度変化を測定すれば、生体２７内の病変部の浸潤範囲
を簡単に知ることができる６ （第四実施例） 第１１図〜第１４図は本発明の第四実施例を示し、第１
１図はレーザ診断装置の要部概略図、第１２図は内視鏡
の概略図、第１３図は診断用レーザプローブ先端部の側
面図、第１４図は他の態様によるレーザプローブ先端部
の測面図である。

この実施例では、−船釣な癌の診断、治療に用いられる
ＰＤＴ（Ｐｈｏｔｏ　　ＤｙｎａｍｉｃＴｈｅｒａｐｙ
）に際し、励起レーザを照射したときに蛍光する組織の
蛍光レベルから生体２７の病変部の腫瘍の深さ方向の浸
潤範囲を検出するものである。

まず、ＨｐＤ（Ｈｅｍａｔｏ　　Ｐｏｒｆｉｒｉｎ　　
Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ）など腫瘍に親和性のある光感
受性物質を予め生体２７の患部に静注する。

そして、所定時間経過後に、内視鏡２の挿入部先端３ａ
を上記生木２７の病変部に近接させ、上記内視鏡２の操
作部４に設けた挿入口４ａがらチャンネル６に、励起レ
ーザ導光ファイバ４１と受光手段である蛍光導光ファイ
バ４２とを耐熱性部材で結束してなる診断用レーザブロ
ー１４３の鋭角にカットされた先端４３ａを挿入し、こ
の診断用レーザプローブ４３の先端４３ａを上記生＃２
７の病変部に近接させる。

その後、上記励起レーザ導光ファイバ４１の後端に接続
するレーザ発振手段４４から腫瘍親和性物質励起レーザ
を上記励起レーザ導光ファイバ４１の先端に供給し、上
記診断用レーザプローブ４３の先端４３ａに設けた上記
レーザ導光ファイバ４１の呂射端４１ａから上記励起レ
ーザを上記患部に照射しながら、この先端４３ａを徐々
に穿刺する。

すると、病変部の上記レーザ光により励起された光感受
性物質が蛍光し、この蛍光を上記蛍光導光ファイバ４２
で取りだし蛍光処理手段４５へ導く。

この蛍光処理手段４５では、上記蛍光導光ファイバ４２
からの蛍光を色フィルタ４６を介して蛍光検出器４７で
検出し増幅装置４８で増幅した後、監視手段１６に表示
する。

そして、上記診断用レーザプローブ４３の先端４３ａの
穿刺深さを徐々に深くし、上記監視手段１６に表示され
る蛍光のレベルを監視し、この蛍光レベルの強弱変化か
ら腫瘍の深さ方向の浸潤範囲を検出する。

術者は、治療の際に、上記腫瘍に照射するレーザの出力
を、浸潤範囲に応じて適切に設定することができる。ま
た、治療用レーザプローブの先端を上記腫瘍に穿刺し、
上記レーザ光を内部に直接照射して治療する場合でも、
深く穿刺しすぎて正常組織に不要なダメージを与えてし
まうことがない。

なお、上記診断用レーザプローブ４３の先端４３ａが、
第１３図に示すように両側から鋭角にカットされていて
も、また、第１４図に示すように一方から斜めに鋭角に
カットされていてもよく、先端４３ａを鋭角にカットす
ることで穿刺がスムーズに行える。

（第五実施例） 第１５図、第１６図は本発明の第五実施例を示し、第１
５図はレーザ診断装置の要部概略図、第１６図は診断用
レーザプローブ先端の拡大図である。

この実施例では、−本の診断用レーザプローブ５１が励
起レーザ導光ファイバと蛍光導光ファイバを兼用すもの
である。

すなわち、レーザ発振手段４４からＩｆｆ！痛親和性物
質励起レーザをハーフミラ−２１を介して上記診断用レ
ーザプローブ５１に供給すると、この診断用レーザプロ
ーブ５１の先端５１ａに設けた出入射端５１ｂから生体
２７の病変部に励起レーザが照射され、病変部の励起さ
れた光感受性物質が蛍光する。

そして、この蛍光が上記診断用レーザプローブ５１の先
端５１ａの出入射端５１ｂから入射し、上記ハーフミラ
−２１、ミラー２２で反射され、蛍光処理手段４５の色
フィルタ４６を介して蛍光検出器４７で検出し増幅装２
４８で増幅した後、監視手段１６に表示される。

励起レーザ導光ファイバと蛍光導光ファイバとが一本の
診断用レーザプローブ５１で兼用されているので、この
診断用レーザプローブ５１をより細径化することができ
、生体２７の対象組織に穿刺し÷すくなる。

また、第１６図に示すように、上記診断用レーザプロー
ブ５１の先端５１ａに指標Ｍが所定間隔ごとに形成され
ており、内視鏡のイメージガイドでこの指標Ｍを観察す
ることで、生体２７に対する上記診断用レーザプローブ
５１の穿刺深さと、このとき監視手段１６に表示された
蛍光検出レベルとを対応させて腫瘍の深さ方向の浸潤範
囲をより適格に判別するすることができる。

（第六実施例） 第１７図は本発明の第六実施例によるレーザ診断装置の
要部概略図である。

この実施例では、レーザプローブ４３の励起レーザ導光
ファイバ４１に接続するレーザ発振手段５６を、腫瘍に
照射して蛍光させる蛍光観察用励起レーザ発振機５７と
、この蛍光観察用励起レーザ発振機５７とは波長が異な
り腫瘍に照射することで腫瘍内に取込まれている腫瘍親
和性物質に作用して癌細胞を破壊する治療用励起レーザ
発振機５８とで構成したもので、この再励起レーザ発振
機５７．５８は、監視制御手段５つからの制御信号によ
り動作するシャッタ手段６０．６１にて上記励起レーザ
導光ファイバ４１へ選択的に導くようになっている。

上記監視制御手段５９では上記蛍光観察用励起レーザ発
振機５７からの励起レーザによる腫瘍の蛍光を蛍光導光
ファイバ４２を介し、蛍光処理手段４５で処理して取入
れて監視し、腫瘍の浸潤深さが判明したら、上記シャッ
タ６０．６１を切換えて治療用励起レーザ発振１１１５
８を上記励起レーザ導光ファイバ４１へ供給する。

このように、励起レーザ導光ファイバ４１が診断用プロ
ーブと治療用プローブとを兼用しているので、蛍光レベ
ルによって腫瘍の浸潤深さが判明した場合、直ちに癌細
胞破壊用励起レーザを供給することができるため、迅速
かつ適確な処置を行うことができる。

なお、本発明は上記各実施例に限るものではなく、例え
ば、導光ファイバはファイババンドルに限らず単ファイ
バであっても良い。

［発明の効果］ 以上、説明したように本発明によれば、レーザ光を照射
した生体の透過光あるいは蛍光を内視鏡先端部近傍側で
受光しするようにしなので、精緻な生体内部の情報を簡
単に得ることができ、適確な処置を行うことができるな
ど優れた効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は本発明の第一実施例を示し、第１図は
レーザ診断装置の概略図、第２図は第１区のＩ−ＩＩ断
面図、第３図は導光ファイバとレーザ発輝装置の概略図
、第４図は導光ファイバの出射端形状を態様ごとに示す
部分側面図、第５図はイメージガイド部の概略図、第６
図は本発明の第二実施例によるレーザ診断装置の概、略
図、第７図〜第１０図は本発明の第三実施例を示し、第
７図は内視鏡先端部の断面図、第８図は導光ファイバを
生体に穿刺した状態の内視鏡先端部の断面図、第９図は
第７図のＩＸ−ＩＸ断面図、第１０図は導光ファイバ先
端部の部分拡大図、第１１図〜第１４図は本発明の第四
実施例を示し、第１１図はレーザ診断装置の要部概略図
、第１２図は内視鏡の概略図、第１３図は診断用レーザ
プローブ先端部の側面図、第１４図は他の態様によるレ
ーザプローブ先端部の側面図、第１５図、第１６図は本
発明の第五実施例を示し、第１５図はレーザ診断装置の
要部概略図、第１６図は診断用レーザプローブ先端の拡
大図、第１７図は本発明の第六実施例によるレーザ診断
装置の要部概略図である。 ２・・・内視鏡、３ａ・・・内視鏡先端部、６１９．チ
ャンネル、ｉｏ、４２．５１・・・受光手段、１６．５
９・・・監視手段、１７．．３６，４１．５１・・・導
光ファイバ、１７ｂ、＋１ａ、１７ｂ、、３６ｂ、５１
ｂ・・・出射端、１８，４４．５６・・・レーザ発振手
段、２７・・・生体。 第５図 第９１！１ 第１０１３１ 第１１図 第１２図 第１３図 第１４図 第１５図 手続補正書（岐） 平成２年１２月２７日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 内視鏡チャンネルに挿通され、レーザ発振手段からのレ
   ーザ光を先端側に設けた出射端から出射する導光ファイ
   バと、 上記出射端からのレーザ光を照射した生体の透過光ある
   いは蛍光を内視鏡先端部近傍側で受光する受光手段と、 この受光手段にて受光した光の強度に基づき生体内情報
   を得る監視手段 とを備えることを特徴とするレーザ診断装置。