JP2012517838A - 胃内視鏡 - Google Patents

Abstract

本発明は、作業チャネル（３）に配置される挿入チューブ（２）と、ガイドワイヤ（５）を介して作業チャネル（３）に導入されるセンサ（４）とを備え、センサ（４）は酸によって侵されない貴金属からなる第１電極（６）と銀からなる第２電極（７）とを有し、第１電極（６）と第２電極（７）との間に電圧が印加可能であり、第１電極（６）と第２電極（７）との間にアンモニアが存在する場合に電気量の変化が測定可能である胃内視鏡に関する。この種の胃内視鏡はヘリコバクター・ピロリに関する胃酸並びに胃粘膜の組織の検査を、患者の負担少なく可能にする。
【選択図】図１

Description

本発明は、胃内視鏡に関する。

可撓性内視鏡であるこの種の胃内視鏡は、上部消化管の検査に用いられる。

上部消化管の不快感に関する多くの原因は消化管の器官の細菌感染にある。たとえばヘリコバクター・ピロリの感染は、胃酸分泌過多を伴う多くの胃病の原因となる。その中にはたとえばＢ型胃炎があり、胃潰瘍の約７５％、また十二指腸潰瘍の殆ど全てを占めている。従って細菌の定着、特にヘリコバクター・ピロリの定着について消化管の中空器官を検査することが、胃疾患診断の重要な要素である。

ヘリコバクター・ピロリはたとえば、患者に１３Ｃ−尿素が投与される呼気テストを介して検出される。尿素（ＣＯ₂（ＮＨ₂）₂）がアンモニア（ＮＨ₃）と二酸化炭素（ＣＯ₂）とに分解する際に発生する１３Ｃ−ＣＯ₂が、呼気中において検出される。ヘリコバクター・ピロリを検出するその他の方法は、たとえばペプシノゲンまたはガストリンのような典型的な血中値を求めるものである。しかしこのような方法は費用がかかり、信頼性が限られている。ヘリコバクター・ピロリの別のテストは、便中のヘリコバクター・ピロリ抗原の検出である。

ヘリコバクター・ピロリの定着に関して胃を検査する別の方法は、いわゆる胃内視鏡検査法（胃鏡検査法）である。この検査中に胃腸科医が生検により胃粘膜から組織試料（生検標本）を採取し、この組織試料を直ちにまたは後刻ヘリコバクター・ピロリの感染について検査する。組織試料のための公知の検査方法は、たとえばヘリコバクタ・ウレアーゼ・テスト（ＨＵＴテスト、略してＨＵＴ）である。生検標本は、この細菌のための培養液と尿素と指示薬（リトマス）とからなるテスト試薬（測定溶液）の中に入れられる。ヘリコバクター・ピロリ菌が試料内に含まれている場合には、この菌は尿素（ＣＯ（ＮＨ₂）₂）をウレアーゼによってアンモニア（ＮＨ₃）と二酸化炭素（ＣＯ₂）とに分解する。その際にアンモニアが指示薬を赤色に染める。テスト結果は数分後に確認できる。黄色から赤色への初期の色変化は不利な条件下では明確に確認できない。

可撓性内視鏡により行なわれる胃内視鏡検査法の代替策は、いわゆる内視鏡カプセルの使用である。カプセル内視鏡または体内カプセルとも呼ばれるこのような内視鏡カプセルは、受動型体内カプセルまたはナビゲート型体内カプセルとして構成されている。受動型内視鏡カプセルは患者の腸内を蠕動に基づいて移動する。

ナビゲート型体内カプセルは、たとえば特許文献１ならびにこれに対応する特許文献２から公知であり、そこでは体内ロボット（ないしは“endo-robot”）と呼ばれている。これらの特許文献から公知の体内ロボットは、外部（すなわち患者の外部に配置された）磁石装置（コイル装置）によって発生させられる磁界により、患者の中空器官（たとえば胃腸管）内においてナビゲートされる。体内ロボットの位置測定と磁界ないしコイル電流の自動制御とを含む統合位置制御装置により自動的に患者の中空器官内における体内ロボットの位置変化が検知され、補償される。さらに体内ロボットは、中空器官の所望の部位に的確にナビゲートされる。従ってこの種のカプセル内視鏡は、ＭＧＣＥ（Magnetically Guided Capsule Endoscopy、磁気案内式カプセル内視鏡）とも呼ばれる。

独国特許第１０１４２２５３号明細書 米国特許出願公開第２００３／００６０７０２号明細書

本発明の課題は、胃酸および胃粘膜の組織をごく短時間でヘリコバクター・ピロリについて検査できる胃内視鏡を提供することにある。

この課題は本発明によれば、請求項１による胃内視鏡によって解決される。本発明による胃内視鏡の有利な実施態様は、それぞれ他の請求項の対象である。

本発明による胃内視鏡は作業チャネルが配置される挿入チューブと、ガイドワイヤ（たとえば金属またはプラスチック製）を介して作業チャネルに導入されるセンサとを備え、このセンサは酸（たとえば塩酸、リン酸、硫酸、胃酸）によって侵されない貴金属からなる第１電極と、銀からなる第２電極とを有し、第１電極と第２電極との間に電圧が印加可能であり、第１電極と第２電極との間にアンモニアが存在する場合に電気量の変化が測定可能であるようにされている。

請求項１による胃内視鏡では検査中に簡単に患者の消化管内で直接にしかも組織試料を採取することなくアンモニア（ＮＨ₃）を検出することができる。請求項１による胃内視鏡は従ってヘリコバクター・ピロリに関する胃酸並びに胃粘膜の組織の検査を、患者にとって負担のごく少なく可能にする。

請求項２による有利な胃内視鏡においては、第１電極と第２電極との間の電圧が零に等しい。従って、第１電極と第２電極との間には電流が流れない。それゆえ、第１電極と第２電極との間で有利なことに電位が、すなわち電流なしで測定される。従って、胃酸内でイオンの移動は殆ど起きない。

請求項３による別の有利な実施態様においては、第１電極と第２電極との間の電圧は、可変的に設定可能な周波数スペクトルを有する交流電圧である。直流電流つまり方向性のある電位にさらされる胃酸ではイオンが対応する電極に向かって移動する。すなわち陽イオン（たとえばアンモニウムＮＨ₄ ⁺）が陰極に向かって移動し、陰イオン（たとえば塩素Ｃｌ^-）が陽極に向かって移動する。適切な交流電圧の印加によって、請求項３による胃内視鏡においては、第１電極（基準電極）の完全充電および第２電極（測定電極）の完全充電が確実に防止される。なぜなら十分に高い周波数においては胃酸中のイオンの移動速度がほぼ零であるからである。

本発明に従って銀（Ａｇ）からなる第２電極（測定電極）においては、交流電圧の印加時に塩化銀膜（ＡｇＣｌ）の分解と形成が周期的に交替する。塩化銀膜の分解もその形成も、たとえばインピーダンス測定により測定することができ、周期的に比較することができる。その際に測定される電位差および位相差はウレアーゼ活動が存在することを表わし、それから非常に高い信頼性でもってヘリコバクター・ピロリの存在を推定することができる。

請求項２０による特に有利な実施態様によれば、交流電圧の周波数スペクトルが変調される。それによって交流電圧の高い安定性が得られ、それによって測定精度が高められ測定時間が短縮される。

請求項４による同様に有利な実施態様によれば、第１電極と第２電極との間の電圧は設定可能な時間だけ印加される直流電圧である。第１電極と第２電極との間に使用者によって電圧を印加できる設定可能な時間は０秒と無限の時間との間にあり、この場合に使用者によって選択される電圧は零ボルトまたはそれより高い値である。零秒の時間または零ボルトの電圧の場合は受動的測定である。これとは相違する値の場合は能動的測定である。

本発明による胃内視鏡の有利な実施態様によれば、電気量として、たとえば電位、電流、または電気抵抗ないしはそれらの変化、またはそれらの電気量から導出される量（たとえば電気伝導率）ないしはそれらの変化が測定される。

請求項１による胃内視鏡において銀（Ａｇ）からなる第２電極（測定電極）は、塩酸（ＨＣｌ）によってエッチング処理されなければならない。これは既に最初から、胃内視鏡つまり第２電極を市場に供給する前に行うことができるが、必ずしもその必要はない。しかし使用者が、最初のＨＣｌエッチング処理を自ら行うか、または適切な電気分解法によって相応の塩化銀膜を形成することも可能である。ＨＣｌエッチング処理後ないしは電気分解による析出後には、第２電極はその表面に塩化銀（ＡｇＣｌ）からなる被膜を有し、それによりヘリコバクター・ピロリを検出するための測定のために活性化される。

請求項１による胃内視鏡では簡単に検査中に患者の消化管において直接にしかも組織試料を採取することなくアンモニア（ＮＨ₃）を検出できる。

本発明による胃内視鏡では、センサつまりその第１電極（基準電極）および／またはその第２電極（測定電極）の簡単な制御ないしは簡単な調節はたとえばベースライン補正によって行うことができる。さらに各検査後にセンサ、特に第２電極の再現可能な再生が可能である。

請求項２から４に記載された措置が講じられると、第２電極の完全充電が発生しないので、第２の電極の再生は多数の検査を行った後に初めて必要となる。

さらに本発明による胃内視鏡においては、センサつまりその第１電極および／またはその第２電極の感度が簡単に調整可能である。感度の調整はヘリコバクター・ピロリの検査前および検査中に行うことができる。

酸によって侵されない、従って第１電極（基準電極）に適した貴金属としては、白金（Ｐｔ）および金（Ａｕ）が挙げられる。

本発明による胃内視鏡の挿入後にセンサは胃酸内および胃内壁にある胃粘膜の組織内に存在するアンモニア（ＮＨ₃）を検出する。これにより組織（胃粘膜）のヘリコバクター・ピロリ感染は患者に楽な仕方でアンモニア（ＮＨ₃）の検出により確かめられる。これは生検なしに行われ、従って患者にとって明らかに負担が少ない。

アンモニアはヘリコバクター・ピロリ菌が消化管の酸性環境、特に胃内の高い酸濃度から身を守るためにウレアーゼにより尿素を分解することによって発生されるので、アンモニアの検出はヘリコバクター・ピロリの存在の著しく強い指標となる。

請求項１による胃内視鏡において銀（Ａｇ）からなる第２電極（測定電極）は、塩酸（ＨＣｌ）によってエッチング処理されなければならない。第２電極はエッチング処理後にその表面に塩化銀（ＡｇＣｌ）からなる被膜を有し、それによって、ヘリコバクター・ピロリを検出する測定のために活性化される。第２電極の活性化の基礎は、次の化学反応である。

たとえば胃のような消化管の中空器官の正常な状況下においては、次の中和反応（アンモニアが陽子を得ることによるアンモニウム陽イオンの生成）、すなわち

に基づいてアンモニア（ＮＨ₃）が全くまたはごく僅かな濃度でしか発生しないので、アンモニアの検出は、ヘリコバクター・ピロリの存在の著しく強い指標として十分である。陽子（Ｈ⁺、水素原子核）は胃酸の成分である。

ヘリコバクター・ピロリの検出に適した化学反応は、

である。

塩ＡｇＣＬ（塩化銀）はアンモニアによって銀ジアミン錯体［Ａｇ（ＮＨ₃）₂］⁺と塩素Ｃｌ^-とに分解される。［Ａｇ（ＮＨ₃）₂］⁺は陽イオンとして著しく水に溶けやすく、胃酸によって受け入れられる。第１電極（基準電極）と第２電極（測定電極）との間には、本発明による胃内視鏡の有利な実施態様によれば、零の電圧が印加されるか（請求項２）、または可変的に設定可能な周波数スペクトルを有する交流電圧が印加される（請求項３）。これに対する代替策として、第１電極と第２電極との間に設定可能な時間だけ直流電圧が印加されてもよい（請求項４）。いずれの場合にも胃酸内でイオンの移動が殆ど起きない（陽イオンおよび陰イオンの移動速度はほぼ零である）。

第１電極（基準電極）と第２電極（測定電極）との間で測定された電気量（電位、電流、電気抵抗）が記録され、表示され、そして所望の場合には評価電子装置に伝送される。測定値と設定値との（自動化された）比較によって、胃粘膜のヘリコバクター・ピロリ感染の可能性が表示される。

検査の終了後両電極にまず消毒が、続いて洗浄液（塩酸または塩酸と尿素の混合液）による洗浄が行われる。

塩酸による第２電極（測定電極）の洗浄によって、第２電極において塩化銀膜の再生が行われる。第２電極の塩化銀膜においてアンモニアによって引き起こされた損傷が、それによって再び除去される。本発明による胃内視鏡は、センサの、場合によっては必要な再較正の後に、ヘリコバクター・ピロリの検出に新たに使用することができる。センサの較正は、たとえば合成アンモニアの調合によって行われる。胃内視鏡検査の終了後、センサは作業チャネルから取り外され続いて消毒される。なおも存在するＡｇＣｌ残渣を除去するためには、センサをアンモニア洗浄液（たとえばアンモニア消毒剤）により洗浄すると良い。構造的に適するセンサは、適当な殺菌法により新たな検査のために胃内視鏡内に再び挿入することができる。

本発明による胃内視鏡は、ヘリコバクター・ピロリに関する胃粘膜の検査を、患者の負担少なく可能にし、ヘリコバクター・ピロリの存在の疑いがあるときにのみ組織試料が採取される。組織試料の採取は胃内視鏡に生検装置がある場合には胃内視鏡により行うことができる。

以下において図面に概略的に示された実施例に基づいて本発明ならびにその有利な実施態様を詳細に説明するが、本発明は説明された実施例に限定されるものではない。

図１は本発明による胃内視鏡の一実施例を示す概略図である。

唯一の図は、可撓性内視鏡であり上部消化管の検査に用いられる胃内視鏡１を示す。

胃内視鏡１は作業チャネル３が配置されている可撓性挿入チューブ２と、ガイドワイヤ５を介して作業チャネル３に導入されるセンサ４とを有している。センサ４は、塩酸に侵されない貴金属からなる第１電極（基準電極）６と、銀（Ａｇ）からなる第２電極(測定電極)７とを有する。

両電極６，７は図示の実施例では互いに一定の距離を置いている。

塩酸に侵されないので第１電極６に好適である貴金属としては、白金（Ｐｔ）および金（Ａｕ）が挙げられる。

第１電極６と第２電極７との間には電圧が印加可能であり、これにより第１電極６と第２電極７との間にアンモニアが存在する場合にはたとえば電位、電流または電気抵抗などの電気量の変化が測定可能となる。

図示の胃内視鏡１には他の要素、たとえば光導体束（光源に接続されたファイバ束）や像案内束（カメラに連結されたファイバ束）並びにアングルワイヤ(胃内視鏡の可撓性の外套部内を通る)が配置される。その他の要素はその配置自体が公知であり概略化のため図には示していない。

１ 胃内視鏡
２ 挿入チューブ
３ 作業チャネル
４ センサ
５ ガイドワイヤ
６ 第１電極
７ 第２電極

この課題は、本発明によれば、作業チャネルが配置されている挿入チューブと、ガイドワイヤを介して作業チャネルに導入されるセンサとを備え、センサは酸によって侵されない貴金属からなる第１電極と銀からなる第２電極とを有し、第１電極と第２電極との間に電圧が印加され、第１電極と第２電極との間にアンモニアが存在する場合に電気量の変化が測定されることによって解決される（請求項１）。
本発明による胃内視鏡の有利な実施態様は、次の通りである。
・第１電極と第２電極との間の電圧が零である（請求項２）。
・第１電極と第２電極との間の電圧が、可変的に設定可能な周波数スペクトルを有する交流電圧である（請求項３）。
・第１電極と第２電極との間の電圧が、設定可能な時間だけ印加可能である直流電圧である（請求項４）。
・電気量として電位が測定される（請求項５）。
・電気量として電流が測定される（請求項６）。
・電気量として電気抵抗が測定される（請求項７）。
・第１電極が白金または金からなる（請求項８）。
・第２電極が塩化銀膜を有する（請求項９）。
・センサが交換可能である（請求項１０）。
・センサが再生可能である（請求項１１）。
・センサは挿入チューブの内側で作業チャネルの隣に配置される（請求項１２）。
・センサは挿入チューブの外側に配置される（請求項１３）。
・交流電圧の周波数スペクトルが正弦波電圧の形のパルスを含む（請求項１４）。
・交流電圧の周波数スペクトルが三角波電圧の形のパルスを含む（請求項１５）。
・交流電圧の周波数スペクトルが鋸歯波電圧の形のパルスを含む（請求項１６）。
・交流電圧の周波数スペクトルがノイズスペクトルを含む（請求項１７）。
・交流電圧の周波数スペクトルが、波形の異なる少なくとも２つのパルスを含む（請求項１８）。
・交流電圧の周波数スペクトルが、異なる帯域幅を持つ成分を有する（請求項１９）。
・交流電圧の周波数スペクトルが変調されている（請求項２０）。

Claims (20)

1. 作業チャネル（３）に配置される挿入チューブ（２）と、ガイドワイヤ（５）を介して作業チャネル（３）に導入されるセンサ（４）とを備え、センサ（４）は酸によって侵されない貴金属からなる第１電極（６）と銀からなる第２電極（７）とを有し、第１電極（６）と第２電極（７）との間に電圧が印加可能であり、第１電極（６）と第２電極（７）との間にアンモニアが存在する場合に電気量の変化が測定可能である胃内視鏡。
2. 第１電極（６）と第２電極（７）との間の電圧が零である請求項１記載の胃内視鏡。
3. 第１電極（６）と第２電極（７）との間の電圧が、可変的に設定可能な周波数スペクトルを有する交流電圧である請求項１記載の胃内視鏡。
4. 第１電極（６）と第２電極（７）との間の電圧が、
   設定可能な時間だけ印加可能である直流電圧である請求項１記載の胃内視鏡。
5. 電気量として電位が測定される請求項１記載の胃内視鏡。
6. 電気量として電流が測定される請求項１記載の胃内視鏡。
7. 電気量として電気抵抗が測定される請求項１記載の胃内視鏡。
8. 第１電極（６）が白金または金からなる請求項１記載の胃内視鏡。
9. 第２電極（７）が塩化銀膜を有する請求項１記載の胃内視鏡。
10. センサ（４）が交換可能である請求項１記載の胃内視鏡。
11. センサ（４）が再生可能である請求項１記載の胃内視鏡。
12. センサ（４）が挿入チューブ（２）の内側で作業チャネル（３）の隣に配置される請求項１記載の胃内視鏡。
13. センサ（４）が挿入チューブ（２）の外側に配置される請求項１記載の胃内視鏡。
14. 交流電圧の周波数スペクトルが正弦波電圧の形のパルスを含む請求項１記載の胃内視鏡。
15. 交流電圧の周波数スペクトルが三角波電圧の形のパルスを含む請求項１記載の胃内視鏡。
16. 交流電圧の周波数スペクトルが鋸歯波電圧の形のパルスを含む請求項１記載の胃内視鏡。
17. 交流電圧の周波数スペクトルがノイズスペクトルを含む請求項１記載の胃内視鏡。
18. 交流電圧の周波数スペクトルが、波形の異なる少なくとも２つのパルスを含む請求項３または請求項１４から１７の１つに記載の胃内視鏡。
19. 交流電圧の周波数スペクトルが、異なる帯域幅を持つ成分を有する請求項３または請求項１４から１８の１つに記載の胃内視鏡。
20. 交流電圧の周波数スペクトルが変調されている請求項３または請求項１４から１９の１つに記載の胃内視鏡。

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