JP2015066018A - 光ガイドシステム - Google Patents

Abstract

【課題】経口もしくは経鼻栄養カテーテルを挿入する際に、その先端位置を画像として確実に視認するため光ガイドシステムを低コストで提供する。【解決手段】光ファイバライトガイド１は、栄養カテーテル２内に配置された状態で患者の体内へ挿入される。光ファイバライトガイド１の先端部分３は、ガイド長手方向に垂直な方向へ出射光４が放射される。そのため、人体内に配置された状態でも、ガイドの先端位置や方向にかかわらず、経皮的にその出射光を観察することが可能である。光ファイバライトガイド１は、入射端において、ガイドを構成する複数の光ファイバが分離され、それぞれ単独に光源５に結合されているため、光源５との結合効率を大きくとることができる。【選択図】図１

Description

本発明は、光ガイドシステムに関するものであり、特に経口もしくは経鼻栄養カテーテルを挿入する際に、その先端位置を画像として視認するため光ガイドシステムに関する。

経鼻胃管による経管栄養法は、栄養カテーテルを鼻腔を介して胃内に留置し、栄養剤を投与する簡便な手法であり、栄養剤投与の手段として広く用いられている。しかし一方、この手法に関連した死亡事故が後を絶たない。この医療過誤の大きな原因のひとつは、栄養カテーテルが挿入時に気管に迷入する場合があることである。これは、気道と消化管とが交叉する人体の構造上避けがたいリスクであり、特に意識障害があり、嚥下・咳嗽反射が減弱している重症例では、この誤挿入が起こり易く、気づかないまま経管栄養剤を注入し、致死的合併症を引き起こす事例があとを絶たない。

通常、胃内への到達は、空気注入音の聴診等で確かめるが不確実である。確かに、誤挿入の有無はレントゲン撮影により確認できるが、レントゲンが撮影できない環境、また、長期に亘り数週間ごとの定期交換の度にレントゲン撮影を行うコスト、および特に小児の場合は被曝の問題がある。以上から、栄養カテーテル挿入のため安全なガイド技術がもとめられている。また、広く普及している経管栄養法に見合った、医療従事者誰もが容易に使用できる簡便なシステムでなければならない。

これを解決する手法として、栄養カテーテルに光ファイバイメージガイドなどの画像伝送システムを内包し、カテーテル先端における観察像をディスプレイ等に表示するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特表２０１２−５２３２８８号公報

しかしながら、特許文献１に記載のシステムでは、通常、光ファイバイメージガイドが高価であり、基本的にディスポーザブルである栄養カテーテルにおいて、設置および運用コストに大きな問題があるという課題があった。

本発明は、従来のガイドシステムがもつ上記の課題を解決するために考案されたものであり、栄養カテーテルを挿入する際に、その先端位置を画像として確実に視認するための光ガイドシステムを低コストで実現することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明に係る光ガイドシステムは、患者の胃腸管に栄養物もしくは薬物を導入するための細径の栄養カテーテルと、前記栄養カテーテル内に挿入する光ファイバライトガイドと、前記患者の体外から経皮的に放射される光を観察するためのカメラシステムとを有する光ガイドシステムであって、前記光ファイバライトガイドの先端において、前記光ファイバライトガイドの長手方向に対して垂直の方向に光が放射されることを特徴とする。

また、本発明に係る光ガイドシステムで、前記光ファイバライトガイドは、先端が傾斜状にカットされた複数の光ファイバを有していてもよい。

また、本発明に係る光ガイドシステムで、前記光ファイバは、６本以下であり、前記光ファイバライトガイドの長手方向に対して垂直の方向に星形状に光を放射してもよい。

また、本発明に係る光ガイドシステムは、各光ファイバがそれぞれ独立して光源に結合されていてもよい。

また、本発明に係る光ガイドシステムで、前記カメラシステムは、光源を明滅させた際に得られる画像情報の差分を取ることにより、経皮的に放射される光を強調させるよう構成されていてもよい。

また、本発明に係る光ガイドシステムは、前記光源の明滅周波数が１ヘルツ以上であってもよい。

本発明によれば、栄養カテーテルを挿入する際に、その先端位置を画像として確実に視認するための光ガイドシステムを低コストで実現することができる。

本発明の実施の形態の光ガイドシステムを示す構成図である。 本発明の実施の形態の光ガイドシステムの機能を示す説明図である。 本発明の実施の形態の光ガイドシステムの、光ファイバライトガイドの先端部を示す斜視図である。 本発明の実施の形態の光ガイドシステムの、光ファイバライトガイドから出射されるビームパターンである。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明の実施の形態の一例を示す光ガイドシステムの構成図である。光ファイバライトガイド１は、栄養カテーテル２内に配置された状態で患者の体内へ挿入される。光ファイバライトガイド１の先端部分３は、ガイド長手方向に垂直な方向へ出射光４が放射される。そのため、人体内に配置された状態でも、ガイドの先端位置や方向にかかわらず、経皮的にその出射光を観察することが可能である。光ファイバライトガイド１は、入射端において、ガイドを構成する複数の光ファイバが分離され、それぞれ単独に光源５に結合されている。これにより、光源５と光ファイバとの結合効率を大きくとることが可能である。

光源５としては、発光ダイオード（ＬＥＤ）がコストの面で最も望ましいが、より高い輝度が必要とされる場合は、半導体レーザ（ＬＤ）やスーパールミネセントダイオード（ＳＬＤ）などでもよい。光源の波長は、生体組織に対して透過性の高い、波長６５０ナノメートルから１３５０ナノメートルの近赤外光であることが望ましいが、腹壁の薄い小児の場合は、可視光に対しても十分な透過性が得られるため、目視による透過光観察が可能な波長３５０ナノメートルから６５０ナノメートルであってもよい。

図２は、本発明の実施の形態の光ガイドシステムの機能説明図である。栄養カテーテル２内に配置された状態で患者の体内に挿入された光ファイバライトガイド１の先端からの照射光は、経皮的に体外から観察され、胃部に到達した場合は、胃腸の存在する位置の周辺において透過光６が観察される。また肺に挿入された場合は、胸部においてその透過光７が観察されるため、カテーテルの先端位置を確実に検出することが可能である。胃部に到達したことを確認したのちは、カテーテルから光ファイバライトガイド１を引き抜き、通常の栄養投与を行う。

図３は、光ファイバライトガイド１の先端部の構造図である。この実施例では、５本の光ファイバ８によってライトガイド１が構成されているが、実際の利用においてはそれに限定されるものではない。光ファイバ８の本数については、光ガイドシステムの製造コストと、光ファイバライトガイド１からの照射光の一様性の両方を考慮し、２本以上６本以下であることが望ましい。光ファイバ８の先端は傾斜状にカットされており、先端に到達した光は、その端面で反射されて側方へと照射される。端面において全反射が生じるように、また光ファイバライトガイド１の長手方向に対してほぼ垂直方向に光が照射されるように、傾斜角は光ファイバ８の軸方向に対して４０度から５０度の範囲にあることが望ましい。

また、光ファイバ８は、柔軟かつ破損の危険性が少ないポリマー光ファイバが望ましく、透過率の面で優れるアモルファス全フッ化ポリマーや、コストの面で優れるポリメタクリル酸メチルポリマーが材質として好適である。また、十分な柔軟性と、光源との高い結合効率の両方が得られるように、光ファイバ８の直径は、１００ミクロン以上５００ミクロン以下であることが望ましい。カテーテル内への挿入が容易なように、光ファイバ８は保護チューブ９に内装されている。

保護チューブ９は、柔軟な樹脂チューブであり、ポリ塩化ビニル、フッ素樹脂、ポリカーボネートなど、高い引張強度が得られるとともに、生体への影響が小さい材質で構成されていることが望ましい。細径栄養カテーテル２内に挿入可能なように、保護チューブ９の直径は、１．５ミリ以下であることが望ましい。また、光ファイバ８は、保護チューブ９に生体への影響が小さい接着剤や樹脂で固定されており、その空隙も樹脂などで封止され、光ファイバライトガイド１に水分などが流入しないようになっている。さらに、光ファイバ８の屈曲部などから生じる漏れ光を遮断するように、保護チューブ９の一部が黒色であったり、保護チューブ９の内面もしくは外面に金属膜による遮光コーティングが施されたりしていてもよい。

図４は、光ファイバライトガイド１から出射されるビームパターンの一例である。一様な円状の出射パターンではなく、星形のパターンとすることにより、星形の尖鋭方向のビーム強度が高くなり、同じ光源パワーに対して、生体組織に対してより高い透過性が得られる。星型の尖鋭方向に発生した強度の高い光ビームは、生体組織に浸透する際に、組織によって散乱され、尖鋭方向の周囲においても透過光が観察されるため、観察する際に光ファイバライトガイド１を回転させる必要は生じない。

生体組織は散乱および吸収が大きいため、経皮的に観察される透過光はきわめて微弱なものとなる。裸眼での観察が難しい場合は、人体内からの微弱な透過光を確実に観察するためのカメラシステムが必要とされる。使用するカメラは、コストを考慮した簡易な固体撮像素子（ＣＣＤ）を用いたものであることが望ましいが、より鮮明な画像を得るためには高感度ＣＣＤであってもよい。また、カメラに接続したコントローラシステムにより、光源を明滅させ、それに同期させて得られる光源点灯時の画像と消灯時の画像との差分をとることによって、透過光を強調させて表示するシステムであってもよい。その際は、リアルタイムでの観測が可能なように、光源明滅の周波数は１ヘルツ以上であることが望ましい。

１ 光ファイバライトガイド
２ 栄養カテーテル
３ （光ファイバライトガイドの）先端部分
４ （光ファイバライトガイド）出射光
５ 光源
６ （胃部）透過光
７ （胸部）透過光
８ 光ファイバ
９ 保護チューブ

Claims (6)

1. 患者の胃腸管に栄養物もしくは薬物を導入するための細径の栄養カテーテルと、前記栄養カテーテル内に挿入する光ファイバライトガイドと、前記患者の体外から経皮的に放射される光を観察するためのカメラシステムとを有する光ガイドシステムであって、
   前記光ファイバライトガイドの先端において、前記光ファイバライトガイドの長手方向に対して垂直の方向に光が放射されることを特徴とする光ガイドシステム。
2. 前記光ファイバライトガイドは、先端が傾斜状にカットされた複数の光ファイバを有することを特徴とする請求項１記載の光ガイドシステム。
3. 前記光ファイバは、６本以下であり、前記光ファイバライトガイドの長手方向に対して垂直の方向に星形状に光を放射することを特徴とする請求項２記載の光ガイドシステム。
4. 各光ファイバがそれぞれ独立して光源に結合されていることを特徴とする請求項２または３記載の光ガイドシステム。
5. 前記カメラシステムは、光源を明滅させた際に得られる画像情報の差分を取ることにより、経皮的に放射される光を強調させるよう構成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光ガイドシステム。
6. 前記光源の明滅周波数が１ヘルツ以上であることを特徴とする請求項５記載の光ガイドシステム。