JP2013118892A - Optical probe, tube for optical probe, and method for manufacturing tube for optical probe - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、体腔内部の光学特性の測定に用いられる医療用の光学プローブに関する。また、本発明は、光ファイバーを内包するための光学プローブ用チューブ、及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a medical optical probe used for measuring optical characteristics inside a body cavity. The present invention also relates to an optical probe tube for enclosing an optical fiber, and a method for manufacturing the same.
可撓性を有する長尺の光学プローブ(以下、単に「プローブ」という)を、例えば内視鏡のチャンネルに挿通することで体腔(消化器系の場合、食道及び胃等)内に導入し、このプローブにより体腔内部の状態を測定することが、従来知られている。また、この測定の方法として、近赤外分光法及びラマン分光法等が知られている。 A long optical probe (hereinafter simply referred to as “probe”) having flexibility is introduced into a body cavity (eg, esophagus and stomach in the case of a digestive system) by inserting it into a channel of an endoscope, for example. It is conventionally known to measure a state inside a body cavity with this probe. Further, near-infrared spectroscopy, Raman spectroscopy, and the like are known as measurement methods.
近赤外分光法による体腔内部測定では、体腔内の観察対象部位、例えば病変部に対して近赤外光を照射し、病変部からの反射光のスペクトルを解析することで、病変部の生体組織の成分を解析する。 In the measurement of the inside of a body cavity by near infrared spectroscopy, near-infrared light is irradiated to a site to be observed in the body cavity, for example, a lesion, and the spectrum of reflected light from the lesion is analyzed, so that the living body of the lesion is analyzed. Analyze tissue components.
また、近年行われている、ラマン分光法による体腔内部測定では、病変部に対して例えばレーザー光等の励起光を照射し、これにより発生したラマン散乱光を分光器で検出することで、病変部の生体組織の分子構造或いは状態を解析する。 Moreover, in the body cavity internal measurement by Raman spectroscopy performed in recent years, the lesioned part is irradiated with excitation light such as laser light and the generated Raman scattered light is detected by a spectroscope. Analyzes the molecular structure or state of the body tissue.
プローブは、光ファイバー等を内包するチューブを有する。このチューブは、体腔の湾曲或いは体腔内に導入された内視鏡の湾曲に追従して湾曲する柔軟性を有する。 The probe has a tube containing an optical fiber or the like. This tube has the flexibility to bend following the curvature of the body cavity or the curvature of the endoscope introduced into the body cavity.
また、プローブには耐キンク性も求められる。例えば特許文献1記載のプローブでは、樹脂性のチューブ本体に金属製のコイル状部材を外嵌した二層構造を採用しており、これにより、耐キンク性を実現するための剛性の確保を図っている。 The probe is also required to have kink resistance. For example, the probe described in Patent Document 1 employs a two-layer structure in which a metal coil-shaped member is externally fitted to a resin tube main body, thereby ensuring rigidity for realizing kink resistance. ing.
特許文献1記載のプローブにおいては、コイル状部材として使用される線材は丸線である。よって、コイル状部材とチューブ本体との接触面積が小さいため、コイル状部材とチューブ本体との密着性の向上に一定の限界がある。 In the probe described in Patent Document 1, the wire used as the coil-shaped member is a round wire. Therefore, since the contact area between the coil-shaped member and the tube main body is small, there is a certain limit in improving the adhesion between the coil-shaped member and the tube main body.
また、丸線を細径化すると、プローブを細径化することができるが、プローブの剛性が低下してプローブが曲がりやすくなる。したがって、丸線を細径化し過ぎると、プローブの曲げ半径が光ファイバーの最小曲げ半径よりも小さくなるまでプローブが湾曲することが可能となり、その結果、光ファイバーを座屈及び折損させてしまう虞がある。すなわち、丸線が細い場合、耐キンク性を実現する十分な剛性が得られない虞がある。一方、十分な剛性を得るために丸線を太径化すると、プローブが太径化するという問題がある。 Further, if the diameter of the round wire is reduced, the probe can be reduced in diameter, but the probe rigidity is lowered and the probe is easily bent. Therefore, if the round wire is made too thin, the probe can be bent until the bending radius of the probe is smaller than the minimum bending radius of the optical fiber, and as a result, the optical fiber may be buckled and broken. . That is, when the round wire is thin, there is a possibility that sufficient rigidity for realizing kink resistance cannot be obtained. On the other hand, if the diameter of the round wire is increased in order to obtain sufficient rigidity, there is a problem that the probe is increased in diameter.
本発明の目的は、内層にチューブ本体を有し外層にコイル状部材を有する二層構造においてチューブ本体とコイル状部材との密着性を向上させると共に、光学プローブの細径化と耐キンク性向上との両立を図ることができる、光学プローブ及び光学プローブ用チューブを提供することである。 The object of the present invention is to improve the adhesion between the tube main body and the coiled member in the two-layer structure having the tube main body in the inner layer and the coiled member in the outer layer, as well as reducing the diameter of the optical probe and improving the kink resistance. It is to provide an optical probe and an optical probe tube that can be compatible with the above.
本発明に係る光学プローブは、
光ファイバーを内包するチューブを有し、
前記チューブは、
チューブ本体としての管状部材と、
螺旋状に巻回された平角線から成り、前記管状部材に外嵌されているコイル状部材と、
を有する。
The optical probe according to the present invention is:
Having a tube containing an optical fiber,
The tube
A tubular member as a tube body;
A coil-shaped member consisting of a rectangular wire wound in a spiral shape and externally fitted to the tubular member;
Have
本発明に係る光学プローブ用チューブは、
光ファイバーを内包するための光学プローブ用チューブであって、
チューブ本体としての管状部材と、
螺旋状に巻回された平角線から成り、前記管状部材に外嵌されているコイル状部材と、
を有する。
The tube for an optical probe according to the present invention is
An optical probe tube for containing an optical fiber,
A tubular member as a tube body;
A coil-shaped member consisting of a rectangular wire wound in a spiral shape and externally fitted to the tubular member;
Have
本発明に係る光学プローブ用チューブの製造方法は、
光ファイバーを内包するための光学プローブ用チューブの製造方法であって、
螺旋状に巻回された平角線から成り、所定の内径を有するコイル状部材を用意する第1の用意ステップと、
前記所定の内径よりも細い第1の外径を有するチューブ本体としての管状部材を用意する第2の用意ステップと、
前記管状部材を前記コイル状部材に挿通する挿通ステップと、
前記コイル状部材に挿通された前記管状部材を太径化させることにより、前記コイル状部材を前記管状部材に外嵌する嵌合ステップと、
を有する。
The method of manufacturing an optical probe tube according to the present invention includes:
A method of manufacturing a tube for an optical probe for containing an optical fiber,
A first preparing step of preparing a coiled member having a predetermined inner diameter, which is composed of a rectangular wire wound in a spiral shape;
A second preparing step of preparing a tubular member as a tube main body having a first outer diameter smaller than the predetermined inner diameter;
An insertion step of inserting the tubular member through the coiled member;
A fitting step of fitting the coiled member to the tubular member by increasing the diameter of the tubular member inserted through the coiled member;
Have
本発明によれば、内層にチューブ本体を有し外層にコイル状部材を有する二層構造においてチューブ本体とコイル状部材との密着性を向上させると共に、光学プローブの細径化と耐キンク性向上との両立を図ることができる。 According to the present invention, in a two-layer structure having a tube body on the inner layer and a coil-shaped member on the outer layer, the adhesion between the tube body and the coil-shaped member is improved, and the optical probe is reduced in diameter and kink resistance is improved. Can be achieved.
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、診断システムの構成例を示す図である。図1の診断システム1は、内視鏡2、内視鏡プロセッサー3、ベースユニット4、入力装置5、モニター6、7、及びプローブ10を有する。
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a diagnostic system. A diagnostic system 1 in FIG. 1 includes an endoscope 2, an
内視鏡2は、体腔内に導入可能に形成された可撓性を有する長尺の内視鏡本体21と、内視鏡本体21の基端部21aに設けられた操作部22と、操作部22を介して内視鏡本体21と内視鏡プロセッサー3とを通信可能に接続するケーブル23と、を有する。
The endoscope 2 includes a flexible
内視鏡本体21は、体腔内部を進入する際に体腔の湾曲に追従して容易に湾曲可能な可撓性を、その略全長にわたって有する。また、内視鏡本体21は、操作部22のノブ22aの操作に従って先端部21b側の一定範囲(操作可能部21c)を任意の角度で湾曲させることができる機構(図示せず)を有する。
The endoscope
内視鏡本体21は、その先端部21bの斜視図(図2)に示すように、カメラCA、ライトガイドLG及びチャンネルCHを有する。ライトガイドLGは、内視鏡プロセッサー3の照明光源31から発光された光(可視光)を先端部21bまで導光し、その光を先端部21bから出射させる。カメラCAは、固体撮像素子を備えた電子カメラであり、ライトガイドLGから出射された光により照明された領域を撮像し、その信号(撮像信号)を内視鏡プロセッサー3の画像処理部32に伝送する。伝送された撮像信号に基づく映像(内視鏡映像)は、モニター6に表示される。チャンネルCHは、操作部22に形成された導入口22bと連通するように内視鏡本体21に形成された例えば2.6mm径の内腔である。
The
プローブ10の本体(プローブ本体)11は、内視鏡2のチャンネルCHに挿通可能な外径(例えば2.4mm)を有する。プローブ本体11は、プローブ基端部11aからプローブ先端部11bまで延在する長尺の可撓性線状部材であり、チャンネルCHへの挿通により体腔に導入される。プローブ本体11は、プローブ基端部11aに設けられたコネクターを介してベースユニット4に接続されている。プローブ本体11は、照射用光ファイバー114(図3参照)により、ベースユニット4のレーザー41(例えば半導体レーザー又は固体レーザー等)から発光されたレーザー光を導光し、その光を体腔内の観察対象部位の励起光として出射する。なお、励起光の光源は、レーザー41でなくても良く、キセノンランプ、ハロゲンランプ又はLED(Light Emitting Diode)等であっても良い。
A main body (probe main body) 11 of the
また、プローブ本体11は、観察対象部位からの反射光を受光用光ファイバー115(図3参照)により受光し、その光をベースユニット4の分光器42へ導光する。分光器42へ導光された光に含まれるラマン散乱光は、分光器42によりスペクトル解析を施される。スペクトル解析結果は、コンピューター43のCPU(Central Processing Unit)43aにより画像処理等を施され、グラフとしてモニター7に表示される。CPU43aにおいて病状等についての判定を行い、その判定結果をメモリー43bに保存すると共にモニター7に表示するようにしても良い。また、コンピューター43における各種の解析及び判定の実行及び設定等は、入力装置5(例えばキーボード又はマウス等)を操作することによって行うことができる。なお、反射光を検出する検出器は、分光器42でなくても良く、パワーメーター(照度センサー)等であっても良い。
In addition, the
図3は、プローブ本体11の構成を示す部分断面図である。
FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing the configuration of the probe
図3に示すプローブ本体11は、光学プローブ用チューブである長尺のチューブ110を有する。チューブ110は、チューブ本体としての管状部材111と、管状部材111の外周面を覆うように配置されているコイル状部材112と、を有する。チューブ110の構成及びその製造方法については後述する。プローブ本体11は、金属枠113A、113Bから成る長さ10〜15mm程度の鏡筒113をさらに有する。
A probe
照射用光ファイバー114及び受光用光ファイバー115はいずれも、外径100〜300μm程度の長尺線状部材であり、プローブ本体11に収納されている。照射用光ファイバー114は、プローブ基端部11aのコネクターを介してベースユニット4のレーザー41と光学的に接続されている。受光用光ファイバー115は、プローブ基端部11aのコネクターを介してベースユニット4の分光器42と光学的に接続されている。
The irradiation
照射用光ファイバー114の先端部及び受光用光ファイバー115の先端部は、例えば金属、石英ガラス又はジルコニア等から成る部材であるフェルール116により保持されて、鏡筒113に嵌入されている。これにより、照射用光ファイバー114の出射端面(つまり励起光の出射面)及び受光用光ファイバー115の入射端面(つまり反射光の受光面)が位置決めされている。プローブ先端部11bの近傍且つ出射端面及び入射端面の前方の位置には、例えば石英ガラス又はサファイア等から成るレンズ117が配置されている。レンズ117は、外部への光の照射、外部からの光の受光、及び光路の気密性を向上させる目的で装備されている。レンズ117は、複数枚のレンズ群であっても良い。
The distal end portion of the irradiation
なお、レンズ117と照射用光ファイバー114の出射端面及び受光用光ファイバー115の入射端面との間の位置には、光学フィルターを配置しても良い。より具体的には、レンズ117と照射用光ファイバー114の出射端面との間には、励起光の波長のみを透過させる光学フィルターを配置し、レンズ117と受光用光ファイバー115の入射端面との間には、励起光の波長のみを透過させない光学フィルターを配置することが、好ましい。
An optical filter may be disposed between the
また、照射用光ファイバー114及び受光用光ファイバー115が1本のファイバーで兼用されていても良い。この場合は、光学フィルターを上記のようにプローブ先端部11b付近に設けず、プローブ基端部11aに光路切り替え部材として設けることが、好ましい。
Further, the irradiation
チューブ110の構成は、内層に管状部材111を有し外層にコイル状部材112を有する二層構造である。
The configuration of the
コイル状部材112は、内径Dc[mm](図4A)を有するように螺旋状に巻回された平角線から成る。平角線の素材は、ステンレス鋼又はタングステン鋼等の金属である。コストの観点からはSUS304等のステンレス鋼が好ましい。
The coil-shaped
このように、本実施の形態では、コイル状部材112として平角線コイルを使用する。これにより、コイル状部材112の全長にわたって内径Dcを一定とすることができる。そのため、コイル状部材112を管状部材111に外嵌するとき、コイル状部材112を管状部材111に密着させることができる。すなわち、丸線コイルを使用する場合に比べて、チューブ110の内層と外層との密着性を向上させることができる。内層と外層とがいわゆる締まり嵌めの状態で密着して一体となるため、内層と外層との相対位置の変化が生じにくくなり、ひいては擦れによる内層の破損が生じにくくなるため、高い耐久性を実現することができる。
Thus, in the present embodiment, a rectangular wire coil is used as the
また、平角線コイルを使用することにより、隣接する平角線112a、112bの側面が互いに接触する。この面接触により、チューブ110の曲がりに抵抗してチューブ110の直線状態を維持しようとする力を生じさせることができる。したがって、チューブ110及びプローブ10の剛性ひいてはプローブ10の耐キンク性を向上させることができる。平角線を使用すれば、たとえその厚さが薄くても、上記の面接触を生じさせることができるため、平角線を薄くすることでプローブ10の細径を保つことができる。すなわち、プローブ10の細径化と耐キンク性向上との両立を図ることができる。
Further, by using the rectangular wire coil, the side surfaces of the adjacent
管状部材111は、チューブ本体を成すものであり、プローブ10の可撓性を実現するための柔軟性を有する。管状部材111の素材は、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)若しくはPFA(パーフルオロアルコキシアルカン)等のフッ素系樹脂又はナイロン等の熱可塑性樹脂である。耐熱性の観点からはPTFEが好ましい。
The
チューブ110においてコイル状部材112に対して内層に管状部材111を配置するために、本実施の形態では、コイル状部材112の内径Dcよりも細い外径Dt1[mm](例えば、(Dc−0.2)≦Dt1≦(Dc−0.05))の管状部材111を用意する。
In this embodiment, in order to arrange the
外径Dt1の管状部材111は、例えば、コイル状部材112の内径Dcと同等以上の外径Dt2[mm](例えば、Dc≦Dt2≦(Dc+0.3))の管状部材111をその長手方向に延伸させ、管状部材111の塑性変形によって外径Dt2から外径Dt1まで細径化させることにより、作製することができる(図4B)。
The
なお、用意される管状部材111は、収縮方向の内部応力がかけられている状態で予め外径Dt1に形成されたものであっても良い。
The prepared
細径化後の管状部材111は、コイル状部材112に挿通することができる(図4C)。
The
コイル状部材112に挿通された管状部材111を加熱すると、管状部材111の熱膨張によって外径Dt1から外径Dt3(例えば、Dc≦Dt3≦(Dc+0.5))まで太径化させることができる(図4D)。これにより、コイル状部材112を管状部材111に外嵌することができる。なお、加熱温度は、管状部材111の素材にもよるが60〜100℃の範囲が好ましい。
When the
このような製造方法により、内層の管状部材111と外層のコイル状部材112とがいわゆる締まり嵌めの状態で密着して一体となったチューブ110を得ることができる。また、管状部材111が熱可塑性を有する材料であるため、その特性を活かした工程(つまり、熱膨張による嵌合)によって、内層の管状部材111と外層のコイル状部材112とを一体化させることができる。
By such a manufacturing method, it is possible to obtain the
以上、本発明の実施の形態について説明した。今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment of the present invention has been described above. The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
例えば、図5に示すように、コイル状部材112の平角線の外周側両端部に面取り112cが形成されていても良い。この面取りのサイズを調整することにより、チューブ110及びプローブ10の剛性を調整することができる。
For example, as shown in FIG. 5,
1 診断システム
2 内視鏡
3 内視鏡プロセッサー
4 ベースユニット
5 入力装置
6、7 モニター
10 プローブ
11 プローブ本体
11a プローブ基端部
11b プローブ先端部
110 チューブ
111 管状部材
112 コイル状部材
112a、112b 平角線
113 鏡筒
113A、113B 金属枠
114 照射用光ファイバー
115 受光用光ファイバー
116 フェルール
117 レンズ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Diagnostic system 2
Claims (4)
前記チューブは、
チューブ本体としての管状部材と、
螺旋状に巻回された平角線から成り、前記管状部材に外嵌されているコイル状部材と、
を有する、
光学プローブ。 Having a tube containing an optical fiber,
The tube
A tubular member as a tube body;
A coil-shaped member consisting of a rectangular wire wound in a spiral shape and externally fitted to the tubular member;
Having
Optical probe.
チューブ本体としての管状部材と、
螺旋状に巻回された平角線から成り、前記管状部材に外嵌されているコイル状部材と、
を有する光学プローブ用チューブ。 An optical probe tube for containing an optical fiber,
A tubular member as a tube body;
A coil-shaped member consisting of a rectangular wire wound in a spiral shape and externally fitted to the tubular member;
A tube for an optical probe.
螺旋状に巻回された平角線から成り、所定の内径を有するコイル状部材を用意する第1の用意ステップと、
前記所定の内径よりも細い第1の外径を有するチューブ本体としての管状部材を用意する第2の用意ステップと、
前記管状部材を前記コイル状部材に挿通する挿通ステップと、
前記コイル状部材に挿通された前記管状部材を太径化させることにより、前記コイル状部材を前記管状部材に外嵌する嵌合ステップと、
を有する、光学プローブ用チューブの製造方法。 A method of manufacturing a tube for an optical probe for containing an optical fiber,
A first preparing step of preparing a coiled member having a predetermined inner diameter, which is composed of a rectangular wire wound in a spiral shape;
A second preparing step of preparing a tubular member as a tube main body having a first outer diameter smaller than the predetermined inner diameter;
An insertion step of inserting the tubular member through the coiled member;
A fitting step of fitting the coiled member to the tubular member by increasing the diameter of the tubular member inserted through the coiled member;
The manufacturing method of the tube for optical probes which has these.
前記嵌合ステップは、熱膨張により前記管状部材を前記第1の外径から太径化させる、
請求項3に記載の、光学プローブ用チューブの製造方法。
In the second preparation step, the tubular member is reduced in diameter to the first outer diameter by plastic deformation,
The fitting step is to increase the diameter of the tubular member from the first outer diameter by thermal expansion;
The manufacturing method of the tube for optical probes of Claim 3.
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