JP2011139818A - プローブ - Google Patents

Abstract

【課題】側方に位置する壁面からの蛍光を確実に受光する。
【解決手段】体内の管腔Ｋへ挿入されて励起光を生体組織の観察対象部位へ照射するとともに、この励起光に起因する蛍光を検出するプローブ２は、互いに対向した状態で当該プローブ２の先端側に向けて配設された２つの正レンズ４０，４１を有する対物光学系４と、先端面３００を対物光学系４に向けて対物光学系４の光軸Ｊからオフセットされた位置に配設されるとともに、当該対物光学系４を介して先端面３００から蛍光を受光する複数の光ファイバ３０ｂと、光ファイバ３０ｂ及び２つの正レンズ４０，４１のうち、少なくとも２つを対物光学系４の光軸Ｊに沿って移動させる移動機構部２５とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、プローブに関する。

従来、生体組織の観察対象部位へ励起光を照射し、この励起光によって生体組織や、予め生体に注入しておいた薬物から発生する蛍光を検出するプローブが開発されており、生体組織の変性や癌等の疾患状態（例えば、疾患の種類や浸潤範囲）の診断に用いられている（例えば、特許文献１〜３参照）。

このようなプローブの先端部には、励起光の照射や蛍光の受光を行うための光ファイバの端面が先端側に向けて配設されている。

米国特許第６５７７３９１号明細書 米国特許第６８７０６２０号明細書 特開２００２−３０１０１８号公報

しかしながら、従来のプローブでは、プローブ正面方向から入射する蛍光のみしか受光できないため、食道などの管腔に挿入される場合には、側方に位置する壁面からの蛍光を受光し難く、診断の精度が低下してしまう。

本発明の課題は、側方に位置する壁面からの蛍光を確実に受光することのできるプローブを提供することである。

請求項１記載の発明は、体内の管腔へ挿入されて励起光を生体組織の観察対象部位へ照射するとともに、この励起光に起因する蛍光を検出するプローブにおいて、
互いに対向した状態で当該プローブの先端側に向けて配設された少なくとも２つのレンズを有する対物光学系と、
先端面を前記対物光学系に向けて当該対物光学系の光軸からオフセットされた位置に配設されるとともに、当該対物光学系を介して前記先端面から前記蛍光を受光する複数の光ファイバと、
前記光ファイバと、前記対物光学系における前記２つのレンズとのうちの少なくとも２つを前記対物光学系の光軸に沿って移動させる移動機構部とを備えることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のプローブにおいて、
前記複数の光ファイバのうち、少なくとも前記対物光学系の光軸からのオフセット量が互いに異なる前記光ファイバの先端面は、
前記対物光学系の光軸に沿って互いに位置がずれていることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載のプローブにおいて、
前記複数の光ファイバの先端面は、
前記対物光学系の光軸に近いほど、当該プローブの先端側に配設されていることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項２または３記載のプローブにおいて、
前記複数の光ファイバの先端面は、
前記対物光学系の光軸を中心として同心円状に配設されていることを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載のプローブにおいて、
当該プローブの径方向に膨張して管腔の内壁に密着するバルーンを外周部に備えることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、互いに対向した状態で当該プローブの先端側に向けて配設された少なくとも２つのレンズを有する対物光学系と、先端面を対物光学系に向けて当該対物光学系の光軸からオフセットされた位置に配設されるとともに、当該対物光学系を介して先端面から蛍光を受光する複数の光ファイバと、光ファイバ及び対物光学系における２つのレンズのうちの少なくとも２つを対物光学系の光軸に沿って移動させる移動機構部とが具備されるので、対物光学系の焦点距離や集光（結像）の度合いを変更して、プローブの側方に位置する壁面からの蛍光を各光ファイバの先端面に集光（結像）させることができる。従って、食道などの管腔に挿入される場合に、プローブの側方に位置する壁面からの蛍光を確実に受光することができる。
また、受光用の光ファイバが複数具備されるので、複数の観察対象部位からの蛍光をそれぞれ検出することができる。従って、診断速度を高速化することができる。

請求項２記載の発明によれば、複数の光ファイバのうち、少なくとも対物光学系の光軸からのオフセット量が互いに異なる光ファイバの先端面は対物光学系の光軸に沿って互いに位置がずれているので、対物光学系の光軸に沿って異なる各位置におけるプローブ側方の壁面からの蛍光を、各光ファイバの先端面で集光（結像）させることができる。よって、プローブ側方の壁面からの蛍光をより確実に受光することができる。

請求項３記載の発明によれば、複数の光ファイバの先端面は対物光学系の光軸に近いほど、プローブの先端側に配設されているので、対物光学系の光軸に沿って異なる各位置におけるプローブ側方の壁面からの蛍光を、対物光学系によって各光ファイバの先端面に確実に集光（結像）させることができる。よって、プローブ側方に位置する壁面からの蛍光をより確実に受光することができる。

請求項４記載の発明によれば、複数の光ファイバの先端面は対物光学系の光軸を中心として同心円状に配設されているので、環状の観察対象部位から蛍光を検出することができる。

請求項５記載の発明によれば、プローブの径方向に膨張して管腔の内壁に密着するバルーンが外周部に具備されるので、観察中に観察対象部位がずれてしまうのを防止することができる。

診断装置の全体構成を示す概念図である。 本発明に係るプローブの概略構成を示す概念図である。 本発明に係るプローブの概略構成を示す概念図である。

以下、本発明の実施の形態について、図を参照して説明する。
図１は、本発明に係るプローブを適用した診断装置１の全体構成を示す概念図である。

この図に示すように、診断装置１は、体内の管腔Ｋにおける生体組織の変性や癌等の疾患状態（例えば、疾患の種類や浸潤範囲）の診断を行う装置であり、光源１０と、プローブ２と、分光器１１と、スペクトル解析装置１２とを備えている。

光源１０は、キセノン光などの励起光を発生させるものであり、波長選択フィルタを介してプローブ２に連結されている。

プローブ２は、体内の管腔Ｋへ軸方向Ｘに沿って挿入されるものであり、図２（ａ）に示すように、筒状のシース２０の内部に対物光学系４と、光ファイバ群３とを備えている。

対物光学系４は、正の屈折力を有する２つの正レンズ４０，４１を有している。これらの正レンズ４０，４１は、互いに対向した状態でプローブ２の先端側に向けて配設されており、本実施の形態においては、それぞれプローブ２の中心軸に光軸Ｊを一致させている。なお、このような対物光学系４としては、従来より公知のズームレンズを用いることができる。

光ファイバ群３は、光源１０で発生する励起光を生体組織の観察対象部位へ照射するとともに、この励起光に起因して生体組織や、予め生体に注入しておいた薬物から生じる蛍光を受光するものである。この光ファイバ群３は、蛍光を受光するための受光用の光ファイバ３０ｂを複数有している。

これら複数の光ファイバ３０ｂは、先端面３００を対物光学系４に向けて、当該対物光学系４の光軸Ｊからオフセットされた位置に配設されており、対物光学系４を介して先端面３００から蛍光を受光するようになっている。ここで、複数の先端面３００は、対物光学系４の光軸Ｊを中心として同心円状に配設されるとともに、対物光学系４の光軸Ｊからのオフセット量に応じて、対物光学系４の光軸Ｊ（プローブ２の軸方向Ｘ）に沿って互いに位置がずれており、本実施の形態においては、対物光学系４の光軸Ｊに近いほどプローブ２の先端側に配設されている。但し、複数の光ファイバ３０ｂのうち、少なくとも対物光学系４の光軸Ｊからのオフセット量が互いに異なる光ファイバ３０ｂの先端面３００が当該対物光学系４の光軸Ｊに沿って互いに位置がずれている限りにおいて、各先端面３００は他の形態に配設されていても良い。

また、光ファイバ群３は、光源１０で発生する励起光を生体組織の観察対象部位へ対物光学系４を介して発散光、平行光または集束光として照射するための照射用の光ファイバ３０ａを備えている。この光ファイバ３０ａは、図２（ａ）に示すように、受光用の光ファイバ３０ｂと同一であっても良いし、図２（ｂ），（ｃ）に示すように、別々であっても良い。なお、図２（ｂ）では、光ファイバ３０ａが対物光学系４の光軸Ｊ上に１本のみ設けられており、図２（ｃ）では、複数の光ファイバ３０ａが各光ファイバ３０ｂに併設されている。但し、図２（ｃ）の光ファイバ３０ａでは、隣接する光ファイバ３０ｂに対応する観察対象部位のみへ、対物光学系４を介して拡散度合いの小さい励起光（集束光）を照射するようになっているのに対し、図２（ｂ）の光ファイバ３０ａでは、各光ファイバ３０ｂに対応する観察対象部位へ励起光を照射する必要があるため、図２（ｃ）の光ファイバ３０ａと比較して拡散度合いの大きい励起光（発散光）を、対物光学系４を介して出射するようになっている。

なお、以上の光ファイバ３０ａ，３０ｂは、バンドルファイバで構成されることが好ましい。
また、以上のプローブ２には、図１に示すように、正レンズ４０，４１と、光ファイバ群３とのうち、少なくとも２つを対物光学系４の光軸Ｊに沿ってそれぞれ独立に移動させる移動機構部２５が備えられており、この移動機構部２５には、操作者が操作するためのコントローラ２１が接続されている。この移動機構部２５によれば、正レンズ４０，４１及び光ファイバ群３のうちの少なくとも２つを光軸Ｊに沿ってそれぞれ移動させることにより（図２の矢印参照）、光ファイバ３０ｂで受光する蛍光の強度（対物光学系４による集光の度合い）や、観察対象部位の位置を最適化することができる。なお、正レンズ４０，４１はプローブ２内の密閉空間内で移動することが好ましい。また、以上の移動機構部２５としては、例えばカム機構や、複数のボイスコイルモータを用いた機構等、従来より公知の機構を用いることができる。

分光器１１は、プローブ２における受光用の光ファイバ３０ｂで検出された蛍光から、幾つかの波長の強度を測定し（以下、「分光測定」という）、測定結果を電子情報（分光スペクトル信号）として出力するものである。

スペクトル解析装置１２は、分光器１１から出力される分光スペクトル信号を解析して分光スペクトルグラフのイメージデータに変換し、疾患状態の診断を行うものである。なお、スペクトル解析装置１２により生成される分光スペクトルグラフのイメージデータや診断結果は、モニタ１２０に表示されるようになっている。

なお、以上の診断装置１における光源１０や分光器１１、スペクトル解析装置１２としては、例えば特開平７−１５５２８６号公報や特開平７−２０４１５６号公報、特開平１０−２３９５１７号公報、特開平１０−２９５６３２号公報、特開平１１−２２３７２６号公報、特開２００５−３１９２１２号公報に開示のもの等、従来より公知のものを用いることができる。

以上の診断装置１におけるプローブ２によれば、互いに対向した状態でプローブ２の先端側に向けて配設された２つの正レンズ４０，４１を有する対物光学系４と、先端面３００を対物光学系４に向けて対物光学系の光軸Ｊからオフセットされた位置に配設されるとともに、対物光学系４を介して先端面３００から蛍光を受光する複数の光ファイバ３０ｂと、光ファイバ３０ｂ及び正レンズ４０，４１のうち、少なくとも２つを対物光学系４の光軸に沿って移動させる移動機構部２５とが具備されるので、図２（ａ）中に破線及び矢印で示すように、対物光学系４の焦点距離や集光（結像）の度合いを変更して、プローブ２の側方に位置する壁面からの蛍光を各光ファイバ３０ｂの先端面３００に集光（結像）させることができる。従って、食道などの管腔に挿入される場合に、プローブの側方に位置する壁面からの蛍光を確実に受光することができる。
また、受光用の光ファイバ３０ｂが複数具備されるので、複数の観察対象部位からの蛍光をそれぞれ検出することができる。従って、診断速度を高速化することができる。

また、対物光学系４の光軸Ｊからのオフセット量が互いに異なる受光用の複数の光ファイバ３０ｂの先端面３００は対物光学系４の光軸Ｊに沿って互いに位置がずれているので、対物光学系４の光軸Ｊに沿って異なる各位置におけるプローブ２側方の壁面からの蛍光を、各光ファイバ３０ｂの先端面３００で集光（結像）させることができる。よって、プローブ側方に位置する壁面からの蛍光をより確実に受光することができる。また、プローブ２の本体部分を対物光学系４の光軸Ｊ方向に移動することなく、複数の部位から蛍光を検出することができる。

また、複数の光ファイバ３０ｂの先端面３００は対物光学系４の光軸Ｊに近いほどプローブ２の先端側に配設されているので、プローブ２側方の壁面からの蛍光を、対物光学系４によって各光ファイバ３０ｂの先端面３００に確実に集光（結像）させることができる。よって、側方に位置する壁面からの蛍光をより確実に受光することができる。

また、複数の光ファイバ３０ｂの先端面３００は対物光学系４の光軸Ｊを中心として同心円状に配設されているので、環状の観察対象部位から蛍光を検出することができる。

なお、本発明を適用可能な実施形態は、上述した実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば、対物光学系４は２つの正レンズ４０，４１を有することとして説明したが、３つ以上のレンズを有することとしても良い。

また、図３（ａ）に示すように、プローブ２には、軸方向Ｘに沿って撮影を行うカメラ２２が備えられていても良い。この場合には、管腔Ｋ内の状態を視認することができる。

また、図３（ｂ）に示すように、プローブ２には、径方向（軸方向Ｘに対する直交方向）に膨張して管腔Ｋの内壁に密着するバルーン２３が外周部に備えられていても良い。この場合には、観察中に観察対象部位がずれてしまうのを防止することができる。

１ 診断装置
２ プローブ
４ 対物光学系
３ 光ファイバ群（複数の光ファイバ）
２３ バルーン
２５ 移動機構部
４０，４１ 正レンズ（レンズ）
３０ｂ 受光用の光ファイバ
３００ 光ファイバの先端面
Ｊ 対物光学系の光軸
Ｋ 管腔

Claims (5)

1. 体内の管腔へ挿入されて励起光を生体組織の観察対象部位へ照射するとともに、この励起光に起因する蛍光を検出するプローブにおいて、
   互いに対向した状態で当該プローブの先端側に向けて配設された少なくとも２つのレンズを有する対物光学系と、
   先端面を前記対物光学系に向けて当該対物光学系の光軸からオフセットされた位置に配設されるとともに、当該対物光学系を介して前記先端面から前記蛍光を受光する複数の光ファイバと、
   前記光ファイバと、前記対物光学系における前記２つのレンズとのうちの少なくとも２つを前記対物光学系の光軸に沿って移動させる移動機構部とを備えることを特徴とするプローブ。
2. 請求項１記載のプローブにおいて、
   前記複数の光ファイバのうち、少なくとも前記対物光学系の光軸からのオフセット量が互いに異なる前記光ファイバの先端面は、
   前記対物光学系の光軸に沿って互いに位置がずれていることを特徴とするプローブ。
3. 請求項１または２記載のプローブにおいて、
   前記複数の光ファイバの先端面は、
   前記対物光学系の光軸に近いほど、当該プローブの先端側に配設されていることを特徴とするプローブ。
4. 請求項２または３記載のプローブにおいて、
   前記複数の光ファイバの先端面は、
   前記対物光学系の光軸を中心として同心円状に配設されていることを特徴とするプローブ。
5. 請求項１〜４の何れか一項に記載のプローブにおいて、
   当該プローブの径方向に膨張して管腔の内壁に密着するバルーンを外周部に備えることを特徴とするプローブ。

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