JP2004215739A - プローブ - Google Patents

Abstract

【課題】その先端を内視鏡の鉗子チャネル内において一定の位置に保つことができるプローブを、提供する。
【解決手段】プローブは、ファイババンドルＦと、このファイアバンドルＦの先端に固定された略筒状の口金２１と、その後端に固定された略管状のコネクタ２５と、口金２１の後端とコネクタ２５の先端においてファイババンドルＦを覆うチューブＴと、このチューブＴ内において口金２１の後端面とコネクタ２５の先端面との間に敷設された配管３８とから、構成されている。この口金２１の外周面には、その全周にわたって、環状の溝４５が形成されており、この溝４５の両縁の間に掛け渡されるように、伸縮性を有する環状シートからなるバルーン２２が設置されている。また、口金２１内部には、溝４５内部と配管３８とを連通させる孔２３が形成されている。また、コネクタ２５内部には、その外面と配管３８とを連通させる孔３１、３３、３４が形成されている。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子内視鏡と併用され、その電子内視鏡の観察対象部位へ励起光を導くプローブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、直接には視線の届かないような生体内を目視によって確認するため、電子内視鏡（以下、内視鏡と略する）による観察が行われている。そして、その観察の際、励起光光源装置及びプローブを併用することにより、内視鏡観察だけでは得られない二次的な情報を得て、診断が行われている。
【０００３】
この二次的な情報を得るための原理について説明する。生体組織に対して紫外光（励起光）が照射されると、この生体組織は励起されて蛍光（自家蛍光）を発するが、被検体が正常な生体組織である場合と、被検体が病変の生じた生体組織である場合とでは、その蛍光の強度が異なる。即ち、被検体として正常組織を検査した場合、生体組織が発する蛍光のうちの緑色帯域の強度が、被検体として病変した生体組織を検査した場合よりもかなり大きくなる。励起光光源装置及びプローブは、上述のような特性を利用して、生体組織における病変の有無を診断するために利用される。
【０００４】
このような励起光光源装置は、励起光を発生して、プローブの基端面に導入する構成を有している。また、プローブは、多数の可撓性を有する照明用光ファイバを束ねてなるファイババンドルを軟性チューブによって被覆した構成を有している。そして、プローブは、その基端に設けられたコネクタが励起光光源装置に接続されることにより、そのファイババンドルの基端に導入された励起光を導光して、その先端から射出する。
【０００５】
実際にこれら励起光光源装置及びプローブを用いた診断を行うには、術者は、内視鏡の鉗子チャネルにプローブを挿通し、内視鏡の体腔内挿入部の先端面からプローブの先端を若干突出させる。この状態で、術者は、内視鏡の体腔内挿入部の先端面を被検体に対向させ、励起光光源装置を起動して、励起光をプローブファイババンドルに導入する。すると、ファイババンドルによって導光された励起光は、プローブの先端から射出され、被検体の測定対象部位に照射される。その結果、被検体の生体組織が励起されて自家蛍光を発し、この蛍光が内視鏡に入射する。そして、内視鏡に入射した光（検出光）のうち特定波長成分（上述した緑色帯域の成分）のみが、波長選択フィルターによって抽出された後に、内視鏡に内蔵された撮像素子によって画像信号に変換され、その画像信号が処理されることによって、病変の有無の判定に供されるデータが生成される。
【０００６】
また、プローブが受光系のファイババンドルをも内蔵している場合には、生体組織から発した蛍光は、この受光系のファイババンドルに入射する。そして、受光系のファイババンドルの先端に取り付けられた検出装置内において、入射した光のうち特定波長成分のみが波長選択フィルターによって抽出された後に光電変換され、その結果得られた光強度信号が処理されることによって、病変の有無の判定に供されるデータが生成される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、プローブの外径は、内視鏡の鉗子チャネルの内径に比べてかなり小さく形成しないとならないので、プローブの先端が鉗子チャネル内で径方向及び軸方向に自由に移動してしまう問題がある。このように、診断中にプローブが移動してしまうと、撮像素子や検出部による受光量が変化してしまうので、診断結果がその影響を受けてしまう他、プローブ内に受光系が並存しているタイプのプローブにおいては、測定対象部位が確定しないという問題も生じる。
【０００８】
そこで、本発明の課題は、診断中に、その先端を内視鏡の鉗子チャネル内において一定の位置に保つことができるプローブを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために案出された本発明によるプローブは、生体組織を励起して蛍光を生じさせる波長帯域の励起光を被検体へ導くためのプローブであって、その基端から入射された前記励起光を導光してその先端から射出する多数本の光ファイバーからなるファイババンドルと、前記ファイババンドルの先端に被せられた略筒状の形状を有する口金と、前記ファイババンドルの基端に被せられた略筒状の形状を有するコネクタと、前記口金と前記コネクタとの間において前記ファイババンドルの外周を被覆するチューブと、前記口金の外周面に、その全周にわたって設けられた環状のバルーンと、前記バルーン内に作動流体を導入するために、前記コネクタの外面からその内部を通ってその前端面に達し、前記チューブと前記ファイババンドルとの間を通り、前記口金の後端面からその内部を通って前記バルーンの内部に達する流体通路とを、備えたことを特徴とする。
【００１０】
このように構成された本発明のプローブによれば、コネクタの外部から例えばポンプを用いて、流体通路に作動流体を注入すれば、その作動流体は、流体通路を通じて、バルーン内に導入される。その結果、口金の外周面の全周にわたって設けられた環状のバルーンが、全周にわたって均等に膨らむので、プローブの先端は、内視鏡の鉗子チャネルの開口近傍において、その開口の中心と同軸になるように固定され、軸方向においても径方向においても移動が防止される。
【００１１】
本発明において、バルーンは、円筒面状の口金外周面に填められた円環状の風船であっても良いし、口金外周面にその全周にわたって形成された溝に填められた円環状の風船であっても良いし、口金外周面にその全周にわたって形成された溝両縁の間に掛け渡された状態で固定された筒状で伸縮性のあるシート部材であっても良い。前二者の場合には、流体通路は、バルーンを構成する円環状の風船の口に接続されている必要があるが、後者の場合には、流体通路は、口金外周面に形成された溝内に開口しているだけで良い。
【００１２】
この流体通路は、前記コネクタ及び前記口金内に夫々形成された孔，及び、前記チューブ内において前記コネクタの前端面に開口した孔と前記口金の後端面に開口した孔とを連結する管とから、構成されても良い。なお、チューブが伸縮性のない強靱な部材から構成されるのであれば、このチューブ内部の空間全体が、流体通路に兼用されても良い。さらに、コネクタ及び口金内に形成された孔が十分な内径を有しているのであれば、この孔内に管そのものが挿通され、この一本の管を通じてコネクタの外面とバルーンの内部とが直接連通されるのであっても良い。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。
【００１４】
図１は、本実施形態のプローブを備えた内視鏡システムを模式的に示す概略構成図である。この内視鏡システムは、電子内視鏡１，光源プロセッサ装置２，励起光光源装置３，及びプローブＰから、構成されている。
【００１５】
まず、電子内視鏡（以下、内視鏡と略記）１について、説明する。図１には、この内視鏡１の詳細な形状は図示されていないが、この内視鏡１は、生体内に挿入される可撓管状の挿入部を、有している。この挿入部の先端には湾曲部が組み込まれており、この湾曲部の先端には、硬質部材製の先端構成部が固定されている。また、挿入部の基端には操作部が連結されている。この操作部には、湾曲部を湾曲操作するためのダイヤル及び各種操作スイッチ（いずれも図示略）が、設けられている。
【００１６】
この内視鏡１の先端構成部には、少なくとも３つの貫通孔が穿たれており、そのうちの一対の貫通孔には、配光レンズ１１及び対物レンズ１２が夫々填め込まれている。他の１つの貫通孔は、鉗子孔１３として利用される。具体的には、この鉗子孔１３と操作部に開けられた開口（鉗子口１４）とを結ぶ細管が、内視鏡１内を引き通されており、この細管が鉗子チャネルとして利用される。
【００１７】
さらに、内視鏡１は、可視光を被検体へ導くライトガイド１５を、有している。このライトガイド１５は、光ファイバが多数束ねられてなるファイババンドルである。そして、このライトガイド１５は、その先端面が配光レンズ１１に対向した状態で、内視鏡（挿入部、操作部）１内を引き通され、その基端が、操作部の側面から延びるライトガイド可撓管内を通って、その基端に設けられたコネクタの端面から突出している。
【００１８】
さらに、内視鏡１は、ＣＣＤエリアセンサである撮像素子１６を、有している。この撮像素子１６の撮像面は、内視鏡１の先端構成部が被検体に対向配置されたときに対物レンズ１２が当該被検体の像を結ぶ位置の近傍に、配置されている。そして、撮像素子１６は、被検体像に基づく画像データを取得して、ライトガイド１５と並行してコネクタ端面まで延びる信号線１７へ送出する。なお、対物レンズ１２及び撮像素子１６間の光路中に、紫外光を遮断して可視光を透過させる励起光カットフィルタ（図示せず）が、挿入されている。
＜励起光光源装置＞
次に、図５を参照して励起光光源装置３について説明する。図５は励起光光源装置３の概略図である。この励起光光源装置３は、生体組織を励起して蛍光を生じさせる波長帯域（紫外帯域）の励起光を発する励起光源５２と、この励起光源５２からの光を収束させる収束レンズ５１と、これら励起光源５２及び収束レンズ５１を収容する筐体５３とから、構成されている。なお、この筐体５３には、収束レンズ５１による励起光の収束点にその基端面が合致するようにプローブＰの基端を保持するコネクタ受け５３ａが、設けられている。
＜プローブ＞
プローブＰは、その基端が励起光光源装置３のコネクタ受け５３ａに装着された時に、収束レンズ５１によって収束された励起光を、導光する機能を有している。このプローブＰは、図２に示されるように、多数本の光ファイバの両端のみを直線状に固定してなるファイババンドルＦと、このファイババンドルＦの先端を覆う硬質部材製部品である口金２１と、ファイババンドルＦの基端近傍を覆う硬質部材製部品であるコネクタ２５と、口金２１とコネクタ２５との間においてファイババンドルＦの外周を被覆するチューブＴとを、有している。
【００１９】
口金２１は、概略円筒状の形状を有しており、その外周における基端近傍の径が、その先端の径よりも小さくなるように、且つ、チューブＴの内径よりもわずかに大きくなるように、形成されている。このように形成された口金２１の基端側外周には、チューブＴの先端側が被せられている。また、口金２１の外周面における基端近傍と先端との間には、その中心軸を含む縦断面が矩形状である円環状の溝４５が、口金２１の周方向に沿って形成されている。この円環状の溝４５の基端側の壁面には、２つの開口４３，４４が形成されており、その開口４３，４４は口金２１の長手方向に沿って形成された孔２３，２４を介して口金２１の基端面に形成された開口に夫々通じている。なお、この孔２３，２４は、プローブＰの中心軸に対して互いに軸対象になるように配置されている。その孔２３，２４の基端側の開口には、可撓性を有する配管３８，３９が夫々接続されている。また、円環状の溝４５の両壁面の縁同士の間には、空気を通さない材質であって伸縮性を有する例えば、シリコーンゴム製の円筒状のシートであるバルーン２２が、張られている。そして、このバルーン２２の先端及び基端は、円環状の溝４５の縁の全周にわたって、夫々、気密に固定されている。このため、円環状の溝４５とバルーン２２との間に形成される空間Ｓからは、空気が漏れないようになっている。
【００２０】
コネクタ２５は、筐体５３のコネクタ受け５３ａに挿入されて保持されるべくその基端側に形成された円筒状の挿入部２６と、チューブＴの基端を固定するためにその先端側に形成された略円筒状の固定部２７とがそれらよりも更に大径な円筒状のツマミ部２５ａを介して一体に連結された構造を、有している。
【００２１】
挿入部２６の基端には、開口が形成されており、その開口には、励起光を透過させるカバーガラス３７が嵌め込まれている。このため、コネクタ２５がコネクタ受けに接続された状態において、励起光がカバーガラス３７を透過してファイババンドルＦの基端に入射する。
【００２２】
固定部２７は、より詳細には、コネクタ２５を先端側から見たときにファイババンドルＦを包囲するように形成された筒状の内壁２８と、この内壁２８の径方向外側を包囲するように形成された筒状の外壁２９とから、構成されている。内壁２８は、その外径がチューブＴの内径よりもわずかに大きくなるように形成されている。また、この内壁２８と外壁２９との間は、溝３０として形成されており、その溝３０の幅はチューブＴの肉厚とほぼ同じになっている。そして、この溝３０にチューブＴの基端が挿入されることによってチューブＴが固定される。なお、内壁２８の先端面には、コネクタ２５の中心軸に対して軸対象となるように開口が形成されており、その開口には配管３８，３９の他端が夫々接続されている。そして、この開口は、内壁２８の内部において軸方向に形成された孔３１，３２，ツマミ部２５ａ内において両孔３１，３２を連通させるために周方向に形成された孔３３及びツマミ部２５ａ内において径方向に形成された孔３４を介して、コネクタ２５の外周面に形成された開口４２に通じている。
【００２３】
なお、ツマミ部２５ａには、プローブＰ内へ空気を供給するポンプ５４が、配管５５を介して装着されている。具体的には、ポンプ５４には配管５５の一端が接続されており、その配管５５の他端が、ツマミ部２５ａの外周面に形成された開口４２に対して、止め具５６によって着脱自在に接続されている。このポンプ５４には、その起動電源投入のためのスイッチ（図示せず）及び動作モードを空気の流入又は流出に切り替えるモード切替スイッチ（図示せず）が、設けられている。
＜光源プロセッサ装置＞
次に、図１を参照して光源プロセッサ装置２について説明する。この光源プロセッサ装置２は、可視光を射出する通常光源ユニット１８と、画像信号を処理するビデオプロセッサ１９と、通常光源ユニット１８及びビデオプロセッサ１９を収容する筐体２０とを、備えている。なお、筐体２０に形成されたソケットに、内視鏡１のライトガイド可撓管の末端に形成されたコネクタが接続されると、ライトガイド１５の基端が通常光源ユニット１８に接続されるとともに、信号線１７を介して撮像素子１６がビデオプロセッサ１９に接続される。このように接続された状態において、通常光源ユニット１８から可視光が発せられると、その光はライトガイド１５に導入され、ライトガイド１５の先端面から射出され、配光レンズ１１により拡散されて、被検体を照明する。
【００２４】
ビデオプロセッサ１９は、通常光源ユニット１８からの可視光が被検体へ照射されたときに撮像素子１６で得られた画像信号、又は励起光光源装置３からの励起光が被検体へ照射されたときに撮像素子１６で得られた画像信号を処理することによって、可視光の反射光により形成される被検体の可視画像と励起光の照射により生じた自家蛍光によって形成された被検体の蛍光画像とを図示せぬモニタに表示する。さらに、ビデオプロセッサ１９は両画像信号を処理することによって（即ち、両画像のレベルを一致させた後に、可視画像よりも蛍光画像の方が暗い部分を病変部位として抽出し、可視画像中において特定色にて表示することによって）診断用画像を生成する。
【００２５】
なお、ビデオプロセッサ１９には、通常光源ユニット１８，励起光光源装置３，及び外部スイッチ（図示せず）が、電気的に夫々接続されている。そして、ビデオプロセッサ１９は、外部スイッチが投入されるたびに、通常光源ユニット１８又は励起光光源装置３のいずれか一方を起動状態から停止させるとともに、もう一方を停止状態から起動させる。例えば、外部スイッチが投入されると、通常光源ユニット１８を停止し、励起光光源装置３を作動させる。
＜実施形態の動作＞
以下、本実施形態の動作について説明する。
【００２６】
術者は、まず、光源プロセッサ装置２を起動させ、内視鏡１の挿入部を生体内に挿入し、その先端構成部を、観察対象となる部位に対向させる。
【００２７】
この光源プロセッサ装置２が作動すると、モニタには、内視鏡１の先端構成部が対向した領域が、画像として表示される。術者は、この画像を見て、生体内の状態を観察することができる。
【００２８】
さらに、術者は、画像の観察を通じて選択した部位に対して、励起光光源装置３を利用した診断を行う。具体的には、まず、術者は、励起光光源装置３のプローブＰの先端を、内視鏡１の操作部の鉗子口１４内へ挿入し、挿入部の先端における鉗子孔１３から突出させた状態で、ポンプ５４のモード切替スイッチを流入モードに切り替え、さらに、ポンプ５４の起動スイッチを投入する。
【００２９】
このポンプ５４が作動すると、作動流体としての空気がポンプ５４から送り出され、その空気が配管５５を経てプローブＰ内へ流入し、孔３４、３３を経て、配管３８，３９へ流入する。この配管３８，３９内に流入した空気は、口金２１に形成された孔２３，２４を夫々通過し、この孔２３，２４の開口４３，４４から、円環状の溝４５とバルーン２２との間に形成された空間Ｓへ夫々流入する。すると、この空間Ｓに流入した空気によって、空間Ｓ内の圧力が高まるので、円環状の溝４５の両壁面に固定されたバルーン２２の中間部分は、図３に示されるように、プローブＰの径方向外側へ張り出すようにして膨らむ。この結果、プローブＰの先端は、図４に示されるように、その径方向外側へ張り出したバルーン２２の中央付近によって、内視鏡１の鉗子チャネルの内周面に保持される。このため、プローブＰの先端は、その径方向及び軸方向に自由に動かないようになる。ちなみに、バルーン２２が膨らみきると、そのバルーン２２内の圧力がポンプ５４内において検出され、図示せぬ制御回路によって空間Ｓへの空気の流入が停止される。この状態において、診断の準備が完了する。
【００３０】
さらに、術者は、外部スイッチを投入することにより、通常光源ユニット１８を停止させ、且つ、励起光光源装置３を起動させ、診断を開始する。
この励起光光源装置３が作動すると、励起光源５２から励起光が発せられ、その光は収束レンズ５１を経て、プローブＰに導かれ、被検体の測定対象部位へ射出される。すると、被検体に照射された励起光の一部がこの被検体の表面によって反射されるとともに、被検体から自家蛍光が発せられ、この励起光及び自家蛍光は、対物レンズ１２から内視鏡１内に入射する。そして、この内視鏡１内に入射された光のうち、自家蛍光成分のみが、励起光カットフィルタを透過し、その光が撮像素子１６の撮像面に被検体の像を結ぶ。撮像素子１６は、この被検体の蛍光画像を撮像し、撮像によって得られた画像信号（各画素の受光量を夫々表す信号）を出力する。このようにして、撮像素子１６から出力された画像信号は、信号線１７を経て、ビデオプロセッサ１９へ送られる。
【００３１】
ビデオプロセッサ１９は、その画像信号のレベルを、その直前に得ていた可視画像信号のレベルに一致させ、前者によって表される受光量が後者によって表される受光量よりも小さい画素を、病変が生じている可能性が高い箇所を示すものとして抽出し、抽出した画素の可視画像における色を特定色に変換することによって診断用画像データを生成する。そして、診断用画像データを図示せぬモニタに出力することによって、可視画像内において病変部である可能性の高い箇所が特定色で表された画像を表示させる。以上のようにして診断が行われるが、この診断の間中、プローブＰの先端は、内視鏡１の鉗子チャネル内において、一定の位置を維持している。そのため、被検体の測定対象部位への励起光の照射量、ひいては、撮像素子１６における自家蛍光の受光量が大きく変化しなくなるので、診断用画像（即ち、診断結果）が安定する。換言すると、その診断用画像（即ち、診断結果）には、プローブＰの移動による影響が生じないのである。
【００３２】
この診断後、プローブＰを鉗子チャネルから取り外したいとき、術者は、ポンプ５４のモード切替スイッチを、流出モードに切り替える。すると、プローブＰ内の空気の流れがバルーン２２の膨張時とは逆転し、空間Ｓ内の空気はプローブＰ外へ流出するため、バルーン２２がしぼむ。このとき、プローブＰの先端の拘束状態が解かれる。このため、術者は、プローブＰを、鉗子チャネルから抜去することができる。なお、ツマミ部２５ａの外周面に形成された開口４２と口金２１の外周面に形成された円環状の溝４５の壁面に形成された開口４３，４４との間を通じる孔２３，２４，３１，３２，３３，３４及び配管３８，３９が、いずれも、プローブＰ内（口金２２内、チューブＴの内側又はコネクタ２５内）に配置されているので、プローブＰがコンパクトになっており、プローブＰの挿抜時、これらの配管３８，３９等がプローブＰの挿抜の邪魔にならない。従って、プローブＰは楽に挿抜できる。
【００３３】
なお、本実施形態のプローブＰの変形例として、例えば、プローブ内に受光系のファイババンドルが並存しているタイプのプローブ（即ち、プローブ内に、被検体からの自家蛍光を導くファイババンドルが設けられており、被検体から生じた自家蛍光を、そのプローブの先端から、プローブ内へ入射させるようにしたタイプのもの）を用いてもよい。この場合も、本実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００３４】
また、本実施形態では、バルーン２２を膨らませるための作動流体として、空気を用いた場合について説明したが、これに代えて、その作動流体として、生体に対して不活性なガスや、生理食塩水等の液体を用いてもよい。
【００３５】
【発明の効果】
以上のように構成された本発明のプローブによると、流体通路を通じて作動流体をコネクタ外面からバルーン内へ導入すれば、口金の外周においてバルーンが環状に膨らむので、その先端が、内視鏡の鉗子チャネル内において保持され得る。その結果、プローブの先端が鉗子チャネル内において径方向及び軸方向へ移動することが、防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態であるプローブが用いられた内視鏡システムの構成図
【図２】プローブの要部縦断面図
【図３】バルーンが最大まで膨らんだ状態を示すプローブの要部断面図
【図４】プローブの先端が鉗子チャネル内に保持された状態を示す透視斜視図
【図５】光源の構成図
【符号の説明】
２１ 口金
２２ バルーン
２５ コネクタ
３８ 配管
３９ 配管
Ｆ ファイババンドル
Ｐ プローブ
Ｔ チューブ

Claims (4)

1. 生体組織を励起して蛍光を生じさせる波長帯域の励起光を被検体へ導くためのプローブであって、
   その基端から入射された前記励起光を導光してその先端から射出する多数本の光ファイバーからなるファイババンドルと、
   前記ファイババンドルの先端に被せられた略筒状の形状を有する口金と、
   前記ファイババンドルの基端に被せられた略筒状の形状を有するコネクタと、
   前記口金と前記コネクタとの間において前記ファイババンドルの外周を被覆するチューブと、
   前記口金の外周面に、その全周にわたって設けられた環状のバルーンと、
   前記バルーン内に作動流体を導入するために、前記コネクタの外面からその内部を通ってその前端面に達し、前記チューブと前記ファイババンドルとの間を通り、前記口金の後端面からその内部を通って前記バルーンの内部に達する流体通路と
   を備えたことを特徴とするプローブ。
2. 前記口金の外周面には、その全周にわたって溝が形成されており、
   前記バルーンは、前記口金の外周面に形成された溝に取り付けられている
   ことを特徴とする請求項１記載のプローブ。
3. 前記バルーンは、前記口金の外周面に形成された溝の両縁の間に掛け渡された状態で固定された筒状で伸縮性のあるシート部材からなり、
   前記流体通路は、前記口金の後端面からその内部を通り、前記溝内に達している
   ことを特徴とする請求項２記載のプローブ。
4. 前記流体通路は、前記コネクタ及び前記口金内に夫々形成された孔，及び、前記コネクタの前端面に開口した前記孔と前記口金の後端面に開口した前記孔とを連結する管から、構成されている
   ことを特徴とする請求項１記載のプローブ。

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