JP2008289669A - 喉頭鏡及び喉頭鏡システム - Google Patents

Abstract

【課題】特定部位に注目した細部観察を実現可能な喉頭鏡を得る。
【解決手段】例えば、対物光学系１８の光軸Ａが４５度のカメラ部４１と９０度のカメラ部５３のなかから、特定部位の観察用途に適したカメラ部を適宜選択的に交換可能であり、こうした選択したカメラ部を取り付けるに当たり、その対物光学系１８の光軸Ａが特定部位近辺に向くことを考慮して、軸Ｘ周りに位置決め調整可能とした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、喉頭内を撮像する喉頭鏡、及び喉頭鏡によって撮像された画像又は映像を処理するための喉頭鏡システムに関する。

喉頭鏡は、喉頭部位の疾患治療、疾患状態記録、気管への管挿入の際などに、口腔から舌圧子を挿入して舌を抑えながらその奥の喉頭内、特に、食道と気管の分岐部や声帯などを観察するために汎用されている。

このうち、例えば、気管挿管は、全身麻酔の実施時に必要な手技であるが、患者の症例によって困難を伴う場合がある。そうした困難を除去してその処置を適切に行うために、従来、マッキントッシュ型、マッコイ型喉頭鏡や気管支鏡、スタイレットファイバースコープなど、種々の機器が開発されてきた。

最近では、喉頭鏡のブレードに、撮像カメラとその照明光源を装着することにより、喉頭内を鮮明に映し出すことができるようにした技術が知られている（特許文献１）。

しかしながら、上述した従来の喉頭鏡では、操作者において特に観察したい特定部位が、喉頭鏡を介して臨める視野のうち、ブレードの指向方向とは異なる周辺部に存在する場合には、その特定部位に注目した細部観察を行うことは難しかった。

特開２０００−１７５８６７号公報

解決しようとする問題点は、従来の喉頭鏡及び喉頭鏡システムでは、特定部位に注目した細部観察を行うことは難しかった点である。

本発明は、特定部位に注目した細部観察の実現を企図してなされたものであり、グリップと、このグリップに設けられるブレードと、を備えた喉頭鏡であって、被写体の光学像を結ぶ対物光学系と、この対物光学系の結像位置に受光面が配置され、この受光面に結像された光学像を光電変換する固体撮像素子とを、外装ケースに収容してなるカメラ部をさらに備え、前記対物光学系の光軸が、前記ブレードとは異なる方向を指向するように、前記カメラ部を前記ブレードに設けたことを最も主要な特徴とする。

本発明によれば、被写体の光学像を結ぶ対物光学系と、この対物光学系の結像位置に受光面が配置され、この受光面に結像された光学像を光電変換する固体撮像素子とを、外装ケースに収容してなるカメラ部をブレードに設けるに際して、対物光学系の光軸が、ブレードとは異なる方向を指向するようにしたので、従って、所要の特定部位に注目した細部観察を実現することができる。

特定部位に注目した細部観察を行うという目的を、被写体の光学像を結ぶ対物光学系と、この対物光学系の結像位置に受光面が配置され、この受光面に結像された光学像を光電変換する固体撮像素子とを、外装ケースに収容してなるカメラ部を、対物光学系の光軸が、ブレードとは異なる方向を指向するように、ブレードに設けることによって実現した。

以下に、本発明に係る喉頭鏡及び喉頭鏡システムの好ましい実施例について、図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は本発明の一実施例を示す喉頭鏡の外観斜視図、図２は本発明に係る喉頭鏡システムの機能ブロック図、図３（ａ），（ｂ）は本発明の第１実施例に係る喉頭鏡における中心視野説明図、図４（ａ），（ｂ）は本発明の第２実施例に係る喉頭鏡における中心視野説明図、図５は本発明の第１実施例に係る喉頭鏡における光軸の説明図、図６は本発明の第２実施例に係る喉頭鏡における光軸の説明図、図７は本発明の第１実施例に係る喉頭鏡の使用状態を示す図である。なお、本発明に係る第１及び第２実施例の説明において、両者間で共通する部材には共通の符号を付すとともにその重複する説明を省略し、その差異に注目して説明を進める。

［喉頭鏡システムの基本構成］
本発明に係る喉頭鏡１１は、図１に示すように、グリップ１３と、このグリップ１３に設けられたブレード１５と、を備えて構成されている。

グリップ１３は、操作者が手で握ったときにブレード１５を操作しやすいように、握りやすい太さの略円筒状に形成されるとともに、その表面には縦や横や斜めのローレットが形成されている。

ブレード１５は、ヒトの口腔を介して喉頭内に挿入されるものであり、その挿入方向後端がグリップ１３の上端に取り付けられている。ブレード１５は、金属や合成樹脂などの剛性のある素材からなる。その形状は、下向きに湾曲して略円弧状に形成された舌圧部１５ａと、舌圧部１５ａの片端縁に沿って立設形成された側壁部１５ｂと、側壁部１５ｂの上端縁に沿って略水平に設けられた上壁部１５ｃとを備え、縦断面がクランク状に形成されている。こうしてクランク状に形成されることでブレード１５自身の占有空間が拡張される。本実施例では、この占有空間内に、後述するカメラ部やチューブ部材等の一部乃至全部を配することにより、これらの部材が患者の咽頭部に直接接触することに起因する障害の発生を未然に抑制している。ブレード１５における側壁部１５ｂの高さは、挿入側端部側に向かって徐々に低くなるように形成されると共に、喉頭内への挿入を容易にするために、その表面が平滑に形成されている。また、ブレード１５の長手方向における略中央付近の側壁部１５ｂには、長孔とされる貫通孔１７が穿設されている。この貫通孔１７を介して、舌圧部１５ａの先端側へ指向するように、次述するカメラ部２１を臨ませて配置する。この貫通孔１７は、その孔の内寸がカメラ部２１の外径よりも僅かに大きく形成されている。なお、図１に示すように、カメラ部２１を、その先端部が舌圧部１５ａの先端部に到達する位置まで突出させて配することもできる。

かかる構成を備えたブレード１５には、特定部位に注目した細部観察を行うことを狙って、図１及び２等に示すように、被写体の光学像を結ぶ対物光学系１８と、この対物光学系１８の結像位置に受光面が配置され、この受光面に結像された光学像を光電変換する固体撮像素子１９とを、外装ケース２０に収容してなるカメラ部２１を、対物光学系１８の光軸Ａが、ブレード１５における舌圧部１５ａとは異なる方向を指向するように設けてある。また、外装ケース２０における対物光学系１８と対応する位置には、ほぼ円形状の通孔が設けてあり、この通孔に透明な樹脂又は硝子製の透過窓２２をはめ込むことで、透過窓２２を介して外装ケース２０内に被写体の光学像を取り込み得るように構成されている。なお、カメラ部２１における対物光学系１８の光軸については別途後述する。

カメラ部２１は、図３乃至図４に示すように、その外装ケース２０の角部に丸みを付与して形成されており、カメラ部２１が患者の咽頭部などに万一接触したとしても、それに起因する障害の発生を未然に抑制するようにしている。外装ケース２０の素材としては、例えば樹脂などの、可撓性を有するものを用いるのが好ましい。なお、固体撮像素子１９としては、例えば４１万画素等の適宜の画素数を備えたカラーＣＣＤを好適に使用することができる。なお、カメラ部２１の内部に、例えば高輝度の白色ＬＥＤなどの照明光源（不図示）を適宜の数だけ設けるように構成してもよいし、又は、別途の照明光源を用いてもよい。

カメラ部２１をブレード１５に対して支持させるとともに、カメラ部２１に接続される電線２４をハンドル１３内へと導くために、カメラ部２１は、次述のカプラ２４を介して、電線２４を被覆するためのチューブ部材２５が設けられている。すなわち、カプラ２４は、カメラ部２１の一端に設けられたカメラ側カプラ２４ａと、チューブ部材２５の一端に設けられ、このカプラ２４ａと結合するチューブ側カプラ２４ｂとから構成されている。カプラ２４は、カメラ側とチューブ側の電線２４を電気的に結合するとともに、カメラ側の外装ケース２０とチューブ部材２５のシースを水密下で機械的に結合する機能を併有している。なお、カプラ２４の構成としては、公知の結合手段のなかから、適宜のものを採用すればよい。

チューブ部材２５の好ましい態様に言及すると、チューブ部材２５は、可撓性を有するように構成すればよい。チューブ部材２５の機能は、電線２４が相互に絡み合ったりして断線等を生じるのを防止するために、例えば、可撓性のある筒体（例えばステンレス鋼製）、テープ、銅線、又はこれらの組み合わせに係るシースで覆うなど、可撓性部材内に電線２４を収容させて拘束状態とすることにある。チューブ部材２５が備える性質として、可撓性に加えて、形状保持性、さらには弾発性を有するように構成しても良い。具体的には、チューブ部材２５に、可撓性、形状保持性、並びに弾発性を付与するに当たっては、例えばチューブ部材２５の内部に、その長手方向に沿って金属ワイヤ等の部材をらせん状に巻き回して収容させるように構成すればよい。

チューブ部材２５におけるカメラ部２１への結合端とは異なる端部は、グリップ１３の孔１３ａを介してグリップ内に導かれている。グリップ１３の孔１３ａの内径は、チューブ部材２５の外径よりも僅かに小さく形成される。したがって、チューブ部材２５は、グリップ１３の孔１３ａにおける径方向の締め付けにより生じる摩擦力をもって、孔１３ａを支点として支持されている。そして、カメラ部２１からチューブ部材２５を介して孔１３ａに至る部分は、全体として水密構造とされている。

カメラ部２１を、ブレード１５の長手方向に沿って位置調整可能に設けるに当たっては、まず、ブレード１５の側壁部１５ｂと上壁部１５ｃとで区画される空間内にチューブ部材２５を収容させるようにする。これにより、患者の咽頭部へチューブ部材２５が接触することに起因する障害の発生を未然に抑制している。次に、カメラ部２１の先端側を、側壁部１５ｂに穿設された貫通孔１７に挿通させる。なお、カメラ部２１の外径を構成する周囲壁は、貫通孔１７の周囲枠との接触により生じる摩擦力をもって、貫通孔１７の周囲枠を支点として支持される。かかる態様に代えて、チューブ部材２５の外周を、貫通孔１７の周囲枠との接触により生じる摩擦力をもって、貫通孔１７の周囲枠を支点として支持するように構成してもよい。この場合、カメラ部２１及びチューブ部材２５は、少なくとも、グリップ１３の孔１３ａ、及び貫通孔１７の周囲枠を支点として二点支持されている。カメラ部２１を、ブレード１５の舌圧部１５ａにおける上側壁に対して、接触するように配置してもよいし、わずかな隙間を隔てて配置しても良い。そして、カメラ部２１を、ブレード１５の長手方向に沿う適宜の位置に調整する。かかる位置調整を可能にするために、図１に示すように、チューブ部材２５におけるカメラ部２１の接続端とは異なる端部側には、余裕長部分２６が設けてある。なお、こうした余裕長部分２６の設定に代えて、又は同設定とともに、チューブ部材２５を、グリップ１３の孔１３ａに対して、繰り出し又は収容可能に接続する構成を採用することもできる。

カメラ部２１で撮像された画像信号を処理するために、図２に示すように、グリップ１３内には、画像信号を増幅して外部機器に対して有線又は無線にて信号出力する機能を有するカメラコントロールユニット（以下、「ＣＣＵ」と省略する。）２７が設けられている。また、グリップ１３には、固体撮像素子１９、及びＣＣＵ２７などの電源となる乾電池又は充電池等のバッテリ２９が内蔵されると共に、その下端に、電源スイッチ３１が配設されている。なお、バッテリ２９をグリップ３に内蔵しない場合には、喉頭鏡１１に駆動用電力を供給する電力供給線（不図示）を接続すればよい。そして、固体撮像素子１９とＣＣＵ２７間は、個体撮像素子を駆動する制御用信号線と、画像信号を伝送する画像伝送用信号線を含む信号ケーブル２４を介して接続されている。

ＣＣＵ２７から例えば無線にて信号出力された画像信号を受信するために、図２に示すように、グリップ１３の近傍には、アンテナ３３を備える可搬型の表示記録装置３５が配設されている。本発明において画像処理手段として機能する表示記録装置３５は、無線データ受信機能、受信データの表示及び記録機能を有しており、ＣＣＵ２７から送信されてきた画像信号を受信し、受信した画像信号から元の画像を再現して表示するとともに、受信した画像信号を例えばハードディスク等へ記録することができるようになっている。そして、喉頭鏡１１と、表示記録装置３５とで、喉頭鏡システム３７が構成されている。

［交換可能なカメラ部のバリエーションに係る実施例と変形例］
次に、交換可能なカメラ部のバリエーションに係る実施例と変形例について説明する。

第１実施例に係るカメラ部２１では、図３（ａ）に示すように、外装ケース２０の筒状部における軸Ｘ方向に対し、対物光学系１８の光軸Ａが、４５度の角度を隔てるように構成されている。図３（ａ）に示すカメラ部２１では、外装ケース２０の筒状部における径方向サイズを可及的に小さく形成したために、外装ケース２０における先端側に突出した部分４０が形成されている。これに対し、かかる第１実施例の変形例として、図３（ｂ）に示すように、外装ケース２０の筒状部における径方向サイズを比較的大きく形成することでカメラ部４１を構成してもよい。このカメラ部４１では、前述のカメラ部２１における外装ケース２０の先端側における突出した部分４０は、外装ケース２０の形状に吸収される。従って、このような凹凸の少ない簡素な外観形状を呈するカメラ部４１を採用すれば、かかるカメラ部４１が患者の咽頭部に直接接触することに起因する障害の発生を未然に抑制することができる。さらには、その使用後に滅菌処理を施す際においても、凹凸の少ない簡素な外観形状に起因して毒素や細菌等の潜む部位がほとんど存在しないため、滅菌処理が容易に行えるという副次的な効果も得られる。

このカメラ部４１を、ブレード１５に沿って配設すると、例えば図５に示すように、対物光学系１８の光軸Ａが、ブレード１５の指向方向に対して一定値以上の角度を隔てるようになる。ここで、カメラ部４１をブレード１５に沿って取り付けるに当たり、カメラ部４１の軸Ｘに対する周方向の位置決めを変更し得るように構成すれば、例えば、対物光学系１８の光軸をＡ１若しくはＡ２に調整することができる。このようにすれば、ブレード１５に対する周辺視野領域のうち、特定部位に着目した細部観察を行う際において、当該特定部位付近に向けて対物光学系１８の光軸を合わせることが容易に可能となる結果として、かかる細部観察時における画像の解像度を向上することができる。

一方、第２実施例に係るカメラ部５１では、図４（ａ）に示すように、外装ケース２０の筒状部における軸Ｘ方向に対し、対物光学系１８の光軸Ａが、９０度の角度を隔てるように構成されている。図４（ａ）に示すカメラ部５１では、外装ケース２０の筒状部における径方向サイズを可及的に小さく形成したために、外装ケース２０における先端側に突出した部分５０が形成されている。これに対し、かかる第２実施例の変形例として、図４（ｂ）に示すように、外装ケース２０の筒状部における径方向サイズを比較的大きく形成することでカメラ部５３を構成してもよい。このカメラ部５３では、前述のカメラ部５１における外装ケース２０の先端側における突出した部分５０は、外装ケース２０の形状に吸収される。従って、このような凹凸の少ない簡素な外観形状を呈するカメラ部５３を採用すれば、かかるカメラ部５３が患者の咽頭部に直接接触することに起因する障害の発生を未然に抑制することができる。さらには、その使用後に滅菌処理を施す際においても、凹凸の少ない簡素な外観形状に起因して毒素や細菌等の潜む部位がほとんど存在しないため、滅菌処理が容易に行えるという副次的な効果も得られる。

このカメラ部５３を、ブレード１５に沿って配設すると、例えば図６に示すように、対物光学系１８の光軸Ａが、ブレード１５の指向方向に対して一定値以上の角度を隔てるようになる。ここで、カメラ部４１をブレード１５に沿って取り付けるに当たり、カメラ部４１の軸Ｘに対する周方向の位置決めを変更し得るように構成すれば、例えば、対物光学系１８の光軸をＡ３若しくはＡ４に調整することができる。このようにすれば、ブレード１５に対する周辺視野領域のうち、特定部位に着目した細部観察を行う際において、当該特定部位付近に向けて対物光学系１８の光軸を合わせることが容易に可能となる結果として、かかる細部観察時における画像の解像度を向上することができる。

［実施例の作用効果］
次に、上述のように構成された本発明に係る喉頭鏡システム３７の作用効果を説明する。まず、喉頭内における特定部位、具体的には、例えば喉頭内の奥部を特定部位として細部観察したい場合、対物光学系１８の光軸Ａが４５度のカメラ部４１と９０度のカメラ部５３のなかから、今回の特定部位の観察用途に適したカメラ部を選択する。ここでは、カメラ部として第１実施例の変形例に係るカメラ部４１を採用したとして説明を進める。こうして選択したカメラ部４１を、その対物光学系１８の光軸Ａが特定部位近辺に向くことを考慮して軸Ｘ周りの位置決めをした後、カプラ２３においてカメラ部とチューブ部材２５とを連結する。

こうした準備段階を経て、喉頭鏡システム３７の電源スイッチ３１をオンするとともに、表示記録装置３５の電源をオンした状態で、ブレード１５を患者の口腔から喉頭内へと挿入し、その先端で舌を下方へ押さえる（図７参照）。

このとき、対物光学系１８の光軸Ａが、操作者が細部観察を行いたい特定部位に向くことを考慮したカメラ部４１の位置調整が、予めなされているので、ブレード１５で患者の舌を押さえたときに、喉頭内の特定部位（奥部）を中心とした好ましい視野範囲で撮像することができる。

この観察の際に、照明光源から照射された光は喉頭内に照射されて、喉頭内は明るく照らされる。次いで、喉頭内の画像が、固体撮像素子１９で撮像されるとともに光電変換され、その画像信号が信号ケーブル２４を介してＣＣＵ２７に伝送される。

ＣＣＵ２７では、画像信号が増幅されるとともに、増幅された画像信号が外部機器に対して無線伝送される。こうして無線伝送されてきた画像信号が、アンテナ３３を介して表示記録装置３５で受信されると、表示記録装置３５は、受信した画像信号から元の画像を再現して表示するとともに、受信した画像信号を記録する。

以上述べたように、本実施例によれば、被写体の光学像を結ぶ対物光学系１８と、この対物光学系１８の結像位置に受光面が配置され、この受光面に結像された光学像を光電変換する固体撮像素子１９とを、外装ケース２０に収容してなるカメラ部２１を、対物光学系１８の光軸Ａが、ブレード１５の指向方向に対して一定値以上の角度を隔てるように、ブレード１５に設けたので、従って、所要の特定部位に注目した細部観察を実現することができる。

また、本実施例では、例えば、対物光学系１８の光軸Ａが４５度のカメラ部４１と９０度のカメラ部５３のなかから、特定部位の観察用途に適したカメラ部を適宜選択的に交換可能であり、こうした選択したカメラ部を取り付けるに当たり、その対物光学系１８の光軸Ａが特定部位近辺に向くことを考慮して、軸Ｘ周りに位置決め調整可能としたので、従って、ブレード１５に対する周辺視野領域のうち、特定部位に着目した細部観察を行う際において、当該特定部位付近に向けて対物光学系１８の光軸を合わせることが容易に可能となる結果として、かかる細部観察時における画像の解像度を向上することができる。

さらに、本発明によれば、固体撮像素子１９で得られた画像は画像信号に変換され、その画像信号が咽頭鏡１１の外部に配された表示記録装置３５に電気信号として無線伝送されるので、良好な使い勝手を備えた喉頭鏡１１を得ることができる。

なお、本発明は、上述した実施例に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨、あるいは技術思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う喉頭鏡及び喉頭鏡システムもまた、本発明における技術的範囲の射程に包含されるものである。

すなわち、例えば、本実施例では、カメラ部２１を、ブレード１５の長手方向に沿って位置調整可能に設ける例をあげて説明したが、本発明はこの例に限定されるものではなく、カメラ部２１を、ブレード１５の長手方向に対して直交する任意の方向に振るように位置調整を行ってもよい。

また、本実施例の説明において、対物光学系１８の光軸Ａが４５度のカメラ部４１と９０度のカメラ部５３のなかから、特定部位の観察用途に適したカメラ部を適宜選択的に交換可能である旨を例示して説明したが、本発明はこの例に限定されることなく、例えば、対物光学系１８の光軸Ａが３０度のカメラ部や６０度のカメラ部など、特定部位の位置に合わせて適宜の角度に設定されたカメラ部を用意しておき、これら選択肢のなかから、観察用途に適したカメラ部を適宜選択するようにしてもよい。

最後に、本実施例では、マッキントッシュ型喉頭鏡を例示して説明したが、本発明はこの例に限定されるものではなく、あらゆるタイプの喉頭鏡に適用可能であることは言うまでもない。

本発明の一実施例を示す喉頭鏡の外観斜視図である。 本発明に係る喉頭鏡システムの機能ブロック図である。 図３（ａ），（ｂ）は本発明の第１実施例に係る喉頭鏡の断面図である。 図４（ａ），（ｂ）は本発明の第２実施例に係る喉頭鏡の断面図である。 図５は本発明の第１実施例に係る喉頭鏡における対物光学系の光軸説明図である。 図６は本発明の第２実施例に係る喉頭鏡における対物光学系の光軸説明図である。 本発明に係る喉頭鏡の使用状態を示す図である。

符号の説明

１１ 喉頭鏡
１３ グリップ
１５ ブレード
１７ 貫通孔
１８ 対物光学系
１９ 固体撮像素子
２０ 外装ケース
２１ カメラ部
２２ 透過窓
２３ カプラ（結合手段）
２４ 信号ケーブル（電線）
２５ チューブ部材
２６ 余裕長部分
２７ カメラコントロールユニット（ＣＣＵ）
２９ バッテリ
３１ 電源スイッチ
３３ アンテナ
３５ 表示記録装置（画像処理手段）
３７ 喉頭鏡システム

Claims (7)

1. グリップと、このグリップに設けられるブレードと、を備えた喉頭鏡であって、
   被写体の光学像を結ぶ対物光学系と、この対物光学系の結像位置に受光面が配置され、この受光面に結像された光学像を光電変換する固体撮像素子とを、外装ケースに収容してなるカメラ部をさらに備え、
   前記対物光学系の光軸が、前記ブレードとは異なる方向を指向するように、前記カメラ部を前記ブレードに設けた
   ことを特徴とする喉頭鏡。
2. 請求項１記載の喉頭鏡であって、
   グリップ側から延設され、電線を被覆するためのチューブ部材をさらに備え、
   前記カメラ部と前記チューブ部材間を、結合手段を介して着脱可能に構成した
   ことを特徴とする喉頭鏡。
3. 請求項１又は２に記載の喉頭鏡であって、
   前記カメラ部は、前記対物光学系の光軸が、前記舌圧部の指向方向に対して相互に異なる角度に設定されたものが複数用意される
   ことを特徴とする喉頭鏡。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の喉頭鏡であって、
   前記ブレードは、湾曲した舌圧部と、この舌圧部に沿って立ち上がる側壁部と、この側壁部に設けられた貫通孔と、をさらに備え、
   前記チューブ部材は前記貫通孔を介して支持されるとともに、このチューブ部材の他端は前記グリップに接続され、
   前記電線及びチューブ部材は前記位置調整を可能とする余裕長及び可撓性を有する
   ことを特徴とする喉頭鏡。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の喉頭鏡であって、
   前記チューブ部材及び電線は、前記位置調整のために前記グリップに対して、繰り出し又は収容可能に接続される
   ことを特徴とする喉頭鏡。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の喉頭鏡であって、
   前記撮像カメラにより得られる画像信号は、無線通信又は有線通信を介して外部機器に出力される
   ことを特徴とする喉頭鏡。
7. 請求項１〜７のいずれかに記載の喉頭鏡と、
   前記撮像カメラにより得られる画像信号を受けて、当該受信した画像を処理する画像処理手段と、を備えて構成される
   ことを特徴とする喉頭鏡システム。

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