JP2010213950A - 内視鏡補助器具およびこれを用いた内視鏡システム - Google Patents

Abstract

【課題】通常観察のみ可能な内視鏡装置を用いて蛍光観察を可能にする。
【解決手段】硬性鏡１０の撮像ユニット２０から硬質挿入部３０が取り外され、この硬質挿入部３０が蛍光観察可能な撮像ユニット２０に装着される。その後、硬質挿入部３０が内視鏡補助器具４０の貫通孔４１ａａに挿入されることにより、通常観察用内視鏡装置１Ａに対し内視鏡補助器具４０が装着される。そして、硬質挿入部３０と筒状部材４１との先端が一体的に体腔内に挿入され、体腔内の撮影が行われる。
【選択図】図１

Description

本発明は、体腔内の撮影を行う内視鏡補助器具およびこれを用いた内視鏡システムに関するものである。

体腔内の生体組織を観察する際に内視鏡装置が用いられており、特に腹腔内手術等においてはいわゆる硬性鏡（腹腔鏡）が内視鏡として用いられる。この硬性鏡を用いて腹腔内を観察する際、血管やガン細胞等を見やすくするために、腫瘍組織や血管に予め蛍光色素を投与した上で観察部位に励起光を照射することにより血管等に蓄積された蛍光色素からの蛍光を観察し、血管等の有無、位置、形状等の確認が行われる。

ここで、白色光による通常観察と励起光による蛍光観察との双方を行うことができる内視鏡装置が知られている（たとえば特許文献１、２参照）。特許文献１、２には、白色光と励起光とを照射可能な光源ユニットと、光源ユニットに光学的に接続されたライトガイドと、ライドガイドを収容した挿入部とを有する内視鏡装置が開示されている。そして、光源ユニットからライトガイドを介して白色光および励起光が被写体に照射され上記通常観察および蛍光観察が行われる。

特開２００３−１５３８５０号公報 特開２００７−１４３６２４号公報

上記特許文献１、２に示すように、通常観察と蛍光観察を行うには２つの励起光が照射可能な光源ユニットと、白色光および励起光の双方の波長域において光減衰等が生じない光ファイバを用いたライトガイドと、白色光および蛍光の双方の波長域を検出できる撮像素子とが必要になる。すなわち、既存の白色光の波長域に併せて各構成が設定された通常観察のみを行う内視鏡装置では蛍光観察を行うことができない。したがって、通常観察および蛍光観察の双方を行うためには、既存の通常観察用の内視鏡装置を破棄し、双方を観察することができる内視鏡装置を設置し直す必要があるという問題がある。

そこで、本発明は、既存の通常観察のみが可能な内視鏡装置を用いて蛍光観察を可能にする内視鏡補助器具およびこれを用いた内視鏡システムを提供することを目的とするものである。

本発明の内視鏡補助器具は、通常観察用内視鏡装置の硬質挿入部が収容される貫通孔を有する、硬質挿入部に対し装着される筒状の筒状部材と、筒状部材に設けられた、硬質挿入部の先端から被写体へ照射される通常光とは異なる波長域の特殊光を被写体へ照射する光照射部とを備えたことを特徴とするものである。

ここで、特殊光とは、たとえば蛍光色素に染色された生体組織もしくは自家蛍光する生体組織の蛍光を観察するために照射する励起光等の通常観察とは異なる観察を行う際に被写体に照射する光を意味する。

また、筒状部材は、硬質挿入部に装着可能なものであればよく、着脱可能に装着されるものであってもよいし、圧入等により装着されるものであってもよい。

なお、光照射部は、被写体に特殊光を照射するものであればどのような構成であってもよく、たとえば筒状部材内に収容された特殊光を照射する特殊光源に光学的に接続されたライトガイドと、ライトガイドに対し光学的に接続された、筒状部材の先端に設けられた照射窓とを備えたものであってもよい。あるいは、光照射部は筒状部材の先端に配置された、被写体に特殊光を照射する半導体素子からなるものであってもよい。

なお、筒状部材は、貫通孔のみならず鉗子口をさらに備えたものであってもよい。

本発明の内視鏡システムは、被写体像を結像するレンズ群が収容された略円柱形状の硬質挿入部と、硬質挿入部の先端に設けられた、通常光源にライトガイドを介して光学的に接続されライトガイド内を導波した通常光を被写体に照射する照射窓と、硬質挿入部により結像された被写体を撮像する、硬質挿入部に対し着脱可能に設けられた撮像ユニットとを備えた通常観察用内視鏡装置と、内視鏡の硬質挿入部が収容される貫通孔を有する、硬質挿入部に対し装着される筒状の筒状部材と、筒状部材に設けられた、硬質挿入部の先端から被写体へ照射される通常光とは異なる波長域の特殊光を被写体へ照射する光照射部とを備えた内視鏡補助器具とを備えたことを特徴とするものである。

本発明の内視鏡補助器具およびこれを用いた内視鏡システムによれば、内視鏡の硬質挿入部が収容される貫通孔を有する、硬質挿入部に対し着脱可能な筒状の筒状部材と、筒状部材に設けられた、硬質挿入部の先端から被写体へ照射される通常光とは異なる波長域の特殊光を被写体へ照射する光照射部とを備えたことにより、従来の通常観察用内視鏡装置を用いて蛍光観察等の蛍光観察を行うことができるため、既存の設備を利用して使用者の所望する機能を付加することができる。

なお、光照射部が、筒状部材内に収容された、特殊光を照射する特殊光源に光学的に接続するライトガイドと、ライトガイドに対し光学的に接続された、筒状部材の先端に設けられた照射窓とを備えたものであるとき、蛍光観察に十分な光量の特殊光を照射することができる。

また、光照射部が、筒状部材の先端に配置された、被写体に特殊光を照射する半導体素子からなるものであれば、簡単な装置構成を用いて特殊光を被写体に照射することができる。

さらに、筒状部材が鉗子口をさらに備えたものであるとき、内視鏡補助器具側からも鉗子口を介して処置具を挿入することが可能になる。

本発明の内視鏡補助器具を用いた内視鏡装置の一例を示す概略図 図１の内視鏡装置における硬質挿入部の一例を示す模式図 本発明の内視鏡補助器具の好ましい実施形態を示す模式図 図３の内視鏡補助器具が硬質挿入部に装着された様子を示す断面図 図１の内視鏡装置における撮像ユニットの一例を示す模式図 図１の内視鏡装置における撮像ユニットの別の一例を示す模式図 図３の内視鏡補助器具における照射窓の別の一例を示す模式図 図３の内視鏡補助器具における照射窓の別の一例を示す模式図 図３の内視鏡補助器具の別の実施形態を示す模式図

以下、図面を参照して本発明の内視鏡補助器具およびこれを用いた内視鏡システムの実施形態を詳細に説明する。図１は本発明の内視鏡システムの一例を示す外観図である。内視鏡システム１は通常観察用内視鏡装置１Ａ、内視鏡補助器具４０を備えている。通常観察用内視鏡装置１Ａは腹腔手術等に用いられるものであって、通常光源２、画像処理装置３、モニタ４、硬性鏡１０を備えている。通常光源２は、約４００〜７００ｎｍの広帯域の波長からなる通常光（白色光）を照射するものであってたとえばハロゲンランプ等からなる。通常光源２は第１光ケーブルＬＣ１を介して硬性鏡１０に光学的に接続されており、硬性鏡１０から被写体へ通常光Ｌ１が照射される。画像処理装置３は硬性鏡１０により撮像された内視鏡画像に対し所定の画像処理を施しモニタ４に出力するものである。

図２は硬性鏡１０の一例を示す模式図であり、図１と図２を参照して硬性鏡１０について説明する。硬性鏡１０は体腔内に挿入される硬質挿入部３０と体腔内の撮像を行う撮像ユニット２０とを備えており、硬質挿入部３０と撮像ユニット２０とは着脱可能に接続されている。

硬質挿入部３０は接続部材３１、挿入部材３２、ケーブル接続口３３、照射窓３４を備えている。接続部材３１は、硬質挿入部３０（挿入部材３２）の一端側３０Ｘに設けられており、たとえば撮像ユニット２０側に形成された開口２０ａに嵌め合わされることにより、撮像ユニット２０と硬質挿入部３０とが着脱可能に接続される。

挿入部材３２は体腔内の撮影を行う際に体腔内に挿入されるものであって、硬質な材料を用いてたとえば直径略５ｍｍの円柱形状を有している。挿入部材３２には被写体像を結像するためのレンズ群が収容されており、他端側３０Ｙから入射された被写体像はレンズ群を介して一端側３０Ｘの撮像ユニット２０側に出射される。挿入部材３２の側面にはケーブル接続口３３が設けられており、ケーブル接続口３３に第１光ケーブルＬＣ１が機械的に接続される。これにより、通常光源２と挿入部材３２とが第１光ケーブルＬＣ１を介して光学的に接続されることになる。

照射窓３４は硬質挿入部３０の他端側３０Ｙに設けられており、第１光ケーブルＬＣ１内を導波した通常光Ｌ１を被写体に対し照射するものである。なお、挿入部材３２内にはケーブル接続口３３から照射窓３４まで通常光Ｌ１を導波するライトガイドが収容されており（図示せず）、照射窓３４はライトガイドを介して導波した通常光Ｌ１を被写体に照射する。

図３は本発明の内視鏡補助器具の好ましい実施形態の一例を示す模式図、図４は内視鏡補助器具が通常観察用内視鏡装置に装着された状態を示す断面図をそれぞれ示すものであり、図１から図４を参照して内視鏡補助器具４０について説明する。内視鏡補助器具４０は、被写体の蛍光観察（蛍光観察）を行うために通常観察用内視鏡装置に装着されるものであって、筒状部材４１、光照射部４０Ｌを備えている。

筒状部材４１は、硬質な材料からなっており、たとえば直径１０〜１２ｍｍの筒状に形成されている。筒状部材４１には一端側４０Ｘから他端側４０Ｙにわたり直径略５ｍｍの貫通孔４１ａが形成されており、挿入部材３２の先端３０Ｙと筒状部材４１の先端４０Ｙとの位置が揃うまで、貫通孔４１ａに硬質挿入部３０の挿入部材３２が挿入され筒状部材４１が硬性鏡１０に対し固定される。なお、筒状部材４１は、硬性鏡１０に対し着脱可能に装着されるものであってもよいし、圧入等により固定されるものであってもよい。

光照射部４０Ｌはケーブル接続口４２、ライトガイド４３、照射窓４４を有している。ケーブル接続口４２は筒状部材４１の側面に設けられており第２光ケーブルＬＣ２に機械的に接続される。これにより、特殊光源５と筒状部材４１とが第２光ケーブルＬＣ２を介して光学的に接続されることになる。ここで、特殊光源５は、７００ｎｍ〜８００ｎｍの近赤外光であり、たとえば蛍光色素としてＩＣＧを用いた場合には７５０〜７９０ｎｍの近赤外光を特殊光Ｌ２として照射する機能を有している。なお、特殊光Ｌ２としては上記波長域の光に限定されず、蛍光色素の種類もしくは自家蛍光させる生体組織の種類によって適宜決定される。

ライトガイド４３は筒状部材４１内にはケーブル接続口４２から照射窓４４まで特殊光Ｌ２を導波するものである。このライトガイド４３は光ファイバからなっており、特に、特殊光Ｌ２に対し光減衰が少ない材料を用いた光ファイバからなっている。

照射窓４４は筒状部材４１の先端４０Ｙに筒状部材４１の円周に沿って複数設けられており、各照射窓４４はライトガイド４３に光学的に接続されている。よって、特殊光源５から照射された特殊光Ｌ２は第２光ケーブルＬＣ２内およびライトガイド４３内を導波した後、照射窓４４から被写体に照射されることになる。特に照射窓４４は、特殊光Ｌ２の照射範囲が硬性鏡１０側の照射窓３４から照射される通常光Ｌ１の照射範囲に略一致するように特殊光Ｌ２を照射する機能を有している。

図５は撮像ユニット２０の一例を示す模式図であり、図１から図５を参照して撮像ユニット２０について説明する。撮像ユニット２０は、硬質挿入部３０内のレンズ群により結像された被写体像を撮像し内視鏡画像を生成するものであって、分光手段２２、撮像手段２４Ａ、２４Ｂ、撮像制御ユニット２５等を備えている。分光手段２２は、硬質挿入部３０内を導波した被写体像について、通常観察を行った際の被写体像と、蛍光観察を行った際の蛍光像とを分光するものであって、たとえばプリズムや回転光フィルタ等の公知の構成からなっている。図５のようなプリズムからなる分光手段２２はたとえば通常観察を行う波長域の光を透過し蛍光ＦＬの波長域の光を反射する。

第１撮像手段２４Ａおよび第２撮像手段２４ＢはたとえばＣＣＤやＣＭＯＳ等からなり、第１撮像手段２４Ａは分光手段２２およびノッチフィルタ等の光学フィルタ２３Ａを透過した被写体像を撮像し通常観察画像として出力するものである。なお、図５において、第１撮像手段２４Ａは１つの撮像素子からなる場合について例示しているが、図６の撮像ユニット１２０に示すように、通常光Ｌ１をダイクロイックプリズム１２５によりＲＧＢの成分毎に分光し、各ＲＧＢ毎に撮像素子１２４Ｒ、１２４Ｇ、１２４Ｂを設けるようにしてもよい。

第２撮像手段２４Ｂは、分光手段２２を反射しノッチフィルタ等の光学フィルタ２３Ｂを透過した被写体像を撮像し蛍光観察画像として出力するものである。特に、第２撮像手段２４Ｂは蛍光ＦＬの波長域に対し高感度を有する撮像デバイスが用いられている。撮影制御ユニット２５は、各撮像手段２４Ａ、２４Ｂにより撮像された画像信号に対し、ＣＤＳ／ＡＧＣ（相関二重サンプリング／自動利得制御）処理やＡ／Ｄ変換処理を施し、ケーブル６を介して画像処理装置３に出力する機能を有している。

図１から図６を参照して内視鏡補助器具の使用例について説明する。まず、硬性鏡１０の撮像ユニット２０から硬質挿入部３０が取り外され、この硬質挿入部３０が蛍光観察可能な撮像ユニット２０（図５、図６参照）に装着される。その後、硬質挿入部３０が内視鏡補助器具４０の貫通孔４１ａに挿入されることにより、通常観察用内視鏡装置１Ａに対し内視鏡補助器具４０が装着される。そして、硬質挿入部３０と筒状部材４１とがトロカールを用いて一体的に体腔内に挿入され、体腔内の撮影が行われる。このとき、硬性鏡１０の照射窓３４から通常光Ｌ１が照射され、筒状部材４１の第２照射窓４４から特殊光Ｌ２が照射される。そして、撮像ユニット２０において、白色光を照射したときの通常観察画像と特殊光Ｌ２を照射したときの蛍光観察画像とが取得され、画像処理装置３を介してモニタ４に出力される。

このように、通常観察用内視鏡装置１Ａに対し内視鏡補助器具４０を装着するだけで、通常観察と蛍光観察とを行うことができるため、既存の設備を利用して蛍光観察のニーズに応えることができる。すなわち、通常、体腔内を観察する際には体腔内には硬質挿入部３０のみが挿入されるものであるため、通常観察と蛍光観察との双方を行う場合には硬質挿入部３０に通常光Ｌ１と特殊光Ｌ２との双方を照射する機能を備えている必要がある。

ここで、通常観察用内視鏡装置１Ａのライトガイドに通常光Ｌ１とともに特殊光Ｌ２を導波させて硬質挿入部３０の先端から通常光Ｌ１とともに特殊光Ｌ２も照射させることも考えられる。しかし、通常、硬性鏡１０のライトガイドは導波する光の波長域に合わせて材料の選択等が行われており、特殊光Ｌ２の波長域の光を導波することに適していない場合が多い。したがって、硬性鏡１０のライトガイドを用いて特殊光Ｌ２を照射したとしても画像診断に十分な画質が得られないという問題がある。

一方、上述したように、内視鏡補助器具４０を通常観察用内視鏡装置１Ａに装着することにより、通常観察用内視鏡装置１Ａに対し内視鏡補助器具４０を装着するだけで、通常観察と蛍光観察とを行うことができるため、既存の設備を利用して蛍光観察のニーズに応えることができる。したがって、腹腔手術時に予め投与されたまたは術中に投与される蛍光薬剤からの蛍光を撮像することにより、血管の蛍光撮像が可能になり、血管の位置の確認を容易に行うことができる。また、皮下等に蛍光薬剤を注射・散布することにより、リンパ管・リンパ節の蛍光撮像が可能になり、ガン手術時のリンパ節郭清やセンチネルリンパ節検出等を行うことができる。

図７、図８は本発明の内視鏡補助器具の別の実施形態を示す模式図であり、図７を参照して内視鏡補助器具について説明する。なお、図７において図１から図６の内視鏡補助器具と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。図７の内視鏡補助器具１４０、２４０が図３の内視鏡補助器具４０と異なる点は照射窓の構成であり、図８の内視鏡補助器具３４０が図３の内視鏡補助器具４０と異なる点は鉗子口３４２が設けられている点である。

図７Ａの内視鏡補助器具１４０において、照射窓１４４は筒状部材４１の円周方向に沿って環状に形成されている。さらに、照射窓１４４において特殊光Ｌ２の照射範囲が硬質挿入部３０から照射される通常光Ｌ１の照射範囲と略同一になるように照射角度が設定されている。なお、図７Ａにおいては照射窓１４４が環状に形成されている場合について例示しているが、図７Ｂに示すように、複数の照明窓２４４が円周方向に沿って延びる形状を有するものであってもよい。

一方、図８の内視鏡補助器具３４０において、筒状部材３４１に鉗子口３４２が形成されている。この鉗子口３４２はたとえば直径略２．０ｍｍもしくは略２．８ｍｍに形成されており、この鉗子口３４２から種々の処置具が挿入可能になる。これにより、硬性鏡１０側からも腹腔内の生体組織に対し処置を行うことが可能になる。

上記各実施の形態によれば、通常観察用内視鏡装置１Ａの硬質挿入部３０が収容される貫通孔４１ａを有する筒状部材４１と、筒状部材４１に設けられた、硬質挿入部３０の先端３０Ｙから被写体へ照射される通常光Ｌ１とは異なる波長域の特殊光Ｌ２を被写体へ照射する光照射部４０Ｌとを備えたことにより、従来の通常観察用内視鏡装置１Ａを用いて蛍光観察等の蛍光観察を行うことができるため、既存の設備を利用して使用者の所望する機能を付加することができる。

また、図３、４に示すように、光照射部４０Ｌが、筒状部材４１内に収容された、特殊光Ｌ２を照射する特殊光源５に光学的に接続するライトガイド４３と、ライトガイド４３に対し光学的に接続された、筒状部材４１の先端４０Ｙに設けられた照射窓４４とを備えたものであるとき、蛍光観察に十分な光量の特殊光を照射することができる。

さらに、図８に示すように、筒状部材３４１が鉗子口３４２をさらに備えたものであるとき、内視鏡補助器具３４０側からも鉗子口を介して処置具を挿入することが可能になる。

本発明の実施形態は、上記実施形態に限定されない。たとえば、特殊光Ｌ２が特殊光源、光ケーブル、ライトガイドを介して照射窓から照射される場合について例示しているが、たとえばＬＥＤ等の半導体素子を筒状部材４１に内蔵しておき、半導体素子から発光した特殊光Ｌ２を照射窓４４から照射するようにしてもよい。これにより、簡単な装置構成を用いて特殊光を被写体に照射することができる。

また、図５および図６の撮像ユニット２０において、通常光と蛍光とを空間的に分光して通常観察画像と蛍光観察画像とを取得する場合について例示しているが、１つの撮像素子を用いて時分割方式により通常観察画像と蛍光観察画像とを交互に取得するようにしてもよい。

１ 内視鏡システム
１Ａ 通常観察用内視鏡装置
２ 通常光源
３ 画像処理装置
４ モニタ
５ 特殊光源
５ｍｍ 直径略
６ ケーブル
１０ 硬性鏡
２０ 撮像ユニット
３０ 硬質挿入部
３２ 挿入部材
３４ 照射窓
４０、１４０、２４０、３４０ 内視鏡補助器具
４０Ｌ 光照射部
４１、３４１ 筒状部材
４１ａ 貫通孔
４３ ライトガイド
４４、１４４、２４４ 照射窓
３４２ 鉗子口
ＦＬ 蛍光
Ｌ１ 通常光
Ｌ２ 特殊光

Claims (5)

1. 内視鏡の硬質挿入部が収容される貫通孔を有する、該硬質挿入部に対し装着される筒状部材と、
   該筒状部材に設けられた、前記硬質挿入部の先端から被写体へ照射される通常光とは異なる波長域の特殊光を前記被写体へ照射する光照射部と
   を備えたことを特徴とする内視鏡補助器具。
2. 前記光照射部が、
   前記筒状部材内に収容された、特殊光を照射する特殊光源に光学的に接続するライトガイドと、
   該ライトガイドに対し光学的に接続された、前記筒状部材の先端に設けられた照射窓と
   を備えたものであることを特徴とする請求項１記載の内視鏡補助器具。
3. 前記光照射部が、前記筒状部材の先端に配置された、前記被写体に前記特殊光を照射する半導体素子からなるものであることを特徴とする請求項１記載の内視鏡補助器具。
4. 前記筒状部材が鉗子口を有するものであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の内視鏡補助器具。
5. 被写体像を結像するレンズ群が収容された筒状の硬質挿入部と、該硬質挿入部の先端に設けられた、通常光源にライトガイドを介して光学的に接続され該ライトガイド内を導波した前記通常光を前記被写体に照射する照射窓と、前記硬質挿入部により結像された該被写体を撮像する、該硬質挿入部に対し着脱可能に設けられた撮像ユニットとを備えた通常観察用内視鏡装置と、
   内視鏡の硬質挿入部が収容される貫通孔を有する、該硬質挿入部に対し装着される筒状部材と、該筒状部材に設けられた、前記硬質挿入部の先端から被写体へ照射される通常光とは異なる波長域の特殊光を前記被写体へ照射する光照射部とを備えた内視鏡補助器具と
   を備えたことを特徴とする内視鏡システム。

Images