JP2021048953A - 内視鏡、蛍光測定装置およびレンズ保持筒状体 - Google Patents

内視鏡、蛍光測定装置およびレンズ保持筒状体 Download PDF

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Abstract

【課題】蛍光の取得が、体液により妨げられにくい内視鏡を提供する。【解決手段】内視鏡２が、励起光を発生する励起光源２２ａと、センチネルリンパ節ＳＬＮが励起光を受けることにより生じる蛍光を受ける対物レンズＬ１と、対物レンズＬ１を保持する筒状体２４４とを備える。対物レンズＬ１は、筒状体２４４の内部の、筒状体２４４の中央部分（例えば、筒状体の長さをＬとしたとき、筒状体２４４のセンチネルリンパ節ＳＬＮ側の端部からＬ／３以上２Ｌ／３以下の領域）に配置されている。また、内視鏡２は、励起光をコリメートするコリメートレンズＬ３を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、蛍光物質を集積した照射対象（例えば、センチネルリンパ節など）に励起光を照射することにより得られた蛍光の取得に関する。
従来より、蛍光物質を集積した照射対象（例えば、センチネルリンパ節など）に励起光を照射することにより得られた蛍光を観察することにより、病巣（例えば、悪性腫瘍など）などを認識する内視鏡が知られている。
例えば、特許文献１、特許文献２および特許文献３においては、コリメートした光線を集束させて光ファイバまたはライトガイドに与え、さらに照射対象に与えることが記載されている。また、特許文献４には、特許文献１〜３とは異なり、コリメートした光線を照射対象に与えることが記載されている。
さらに、特許文献５には、内視鏡の先端の洗浄が記載されており、特許文献６には、鏡筒内に多数のレンズが配置された内視鏡が記載されており、特許文献７には、ヒータによりレンズを加熱して曇り止めを行う内視鏡が記載されている。特許文献８には、光ファイバを束ねた内視鏡が記載されている。
特開２０１６−１２０１０５号公報 国際公開２０１８−０５１５５８号 国際公開２０１６−００６３７１号 特開２００７−３０３９９０号公報 特開２００９−１８９４９６号公報 特開平５−２９７２７２号公報 特開２００６−２８２号公報 特開２０１０−１５８３５８号公報
しかしながら、上記のような従来技術によれば、内視鏡の先端に位置する光学素子（例えば、対物レンズ）に、体液が付着することにより汚れが発生し、蛍光観察の妨げとなる。
そこで、本発明は、蛍光の取得が、体液により妨げられにくい内視鏡を提供することを課題とする。
本発明にかかる内視鏡は、励起光を発生する励起光源と、照射対象が前記励起光を受けることにより生じる蛍光を受ける対物レンズと、前記対物レンズを保持する筒状体とを備え、前記対物レンズは、前記筒状体の内部の、前記筒状体の中央部分に配置されているように構成される。
上記のように構成された内視鏡によれば、励起光源が、励起光を発生する。対物レンズは、照射対象が前記励起光を受けることにより生じる蛍光を受ける。筒状体が、前記対物レンズを保持する。前記対物レンズは、前記筒状体の内部の、前記筒状体の中央部分に配置されている。
なお、本発明にかかる内視鏡は、前記励起光をコリメートするコリメート部を備えるようにしてもよい。
なお、本発明にかかる内視鏡は、前記筒状体の長さをＬとしたとき、前記中央部分が、前記筒状体の前記照射対象側の端部からＬ／３以上２Ｌ／３以下の領域であるようにしてもよい。
なお、本発明にかかる内視鏡は、可視光を発生する可視光源と、前記可視光と前記励起光とを合波する合波器とを備えるようにしてもよい。
なお、本発明にかかる内視鏡は、前記コリメート部がレンズであり、前記コリメート部を透過した前記励起光の進行方向を前記照射対象に向かう方向へと変更するミラーを備えるようにしてもよい。
なお、本発明にかかる内視鏡は、前記励起光を透過させる第一偏光子と、前記蛍光を透過させる第二偏光子とを備え、前記第一偏光子の透過軸と、前記第二偏光子の透過軸とが直交するようにしてもよい。
なお、本発明にかかる内視鏡は、前記励起光を受け、前記第一偏光子に与える偏波保持ファイバを備え、前記偏波保持ファイバのスロー軸またはファスト軸と、前記第一偏光子の透過軸とが一致するようにしてもよい。
なお、本発明にかかる内視鏡は、前記励起光源がファイバレーザを有するようにしてもよい。
なお、本発明にかかる内視鏡は、前記励起光源が、さらに、前記ファイバレーザの波長を変換する波長変換素子を有するようにしてもよい。
なお、本発明にかかる内視鏡は、前記励起光を伝送するシングルモードファイバである励起光伝送用光ファイバと、前記励起光伝送用光ファイバにより伝送された前記励起光を受け、前記励起光の偏光面の法線の方向を前記第一偏光子の透過軸に直交させて、前記第一偏光子に与える偏波コントローラとを備えるようにしてもよい。
なお、本発明にかかる内視鏡は、赤外光を発生する赤外光源を備え、前記対物レンズが前記赤外光を吸収するようにしてもよい。
なお、本発明にかかる内視鏡は、前記対物レンズの前記照射対象側の面に、前記赤外光を反射し、前記励起光および前記蛍光を透過するコーティングを備えるようにしてもよい。
なお、本発明にかかる内視鏡は、前記対物レンズを透過した前記蛍光を伝送する蛍光伝送用光ファイバと、前記対物レンズを透過した前記蛍光を受け、前記蛍光伝送用光ファイバの一端に与える蛍光伝送用レンズとを備えるようにしてもよい。
なお、本発明にかかる内視鏡は、前記筒状体の内部に配置されたレンズは、前記対物レンズの１枚のみであるようにしてもよい。
本発明にかかる蛍光測定装置は、本発明にかかる内視鏡と、前記対物レンズを透過した前記蛍光を測定する蛍光測定部とを備えるように構成される。
本発明にかかるレンズ保持筒状体は、照射対象が励起光を受けることにより生じる蛍光を受ける対物レンズと、前記対物レンズを保持する筒状体とを備え、前記対物レンズは、前記筒状体の内部の、前記筒状体の中央部分に配置されているように構成される。
第一の実施形態にかかる蛍光測定装置１の構成と、励起光および可視光の光路を示す図である。 第一の実施形態にかかる蛍光測定装置１の構成と、蛍光および反射光の光路を示す図である。 第二の実施形態にかかる蛍光測定装置１の構成と、励起光および可視光の光路を示す図である。 第二の実施形態にかかる蛍光測定装置１の構成と、蛍光および反射光の光路を示す図である。 第三の実施形態にかかる蛍光測定装置１の構成と、励起光および可視光の光路を示す図である。 第三の実施形態にかかる蛍光測定装置１の構成と、蛍光および反射光の光路を示す図である。 第四の実施形態にかかる蛍光測定装置１の構成と、励起光および可視光の光路を示す図である。 第四の実施形態にかかる蛍光測定装置１の構成と、蛍光および反射光の光路を示す図である。 第五の実施形態にかかる蛍光測定装置１の構成と、励起光および可視光の光路を示す図である。 第五の実施形態にかかる蛍光測定装置１の構成と、蛍光および反射光の光路を示す図である。 第五の実施形態にかかる対物レンズＬ１のコーティングＴＦ１、ＴＦ２が反射および透過する光を示す模式的な図である。
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
第一の実施形態
図１は、第一の実施形態にかかる蛍光測定装置１の構成と、励起光および可視光の光路を示す図である。図２は、第一の実施形態にかかる蛍光測定装置１の構成と、蛍光および反射光の光路を示す図である。
蛍光測定装置１は、内視鏡２および分光器（蛍光測定部）４を備える。内視鏡２は、例えば、腹腔鏡である。分光器４は、対物レンズＬ１を透過した蛍光を測定する蛍光測定部の一例であり、蛍光を分光するものである。
内視鏡２は、光源部２２、スコープ部２４を備える。
光源部２２は、励起光源２２ａ、可視光源２２ｂ、シングルモードファイバ２２ｃ、２２ｄ、ＷＤＭカプラ（合波器）２２ｅ、光ファイバ２２ｍを有する。
励起光源２２ａは、励起光を発生する。励起光は、蛍光物質が存在するセンチネルリンパ節（照射対象）ＳＬＮに照射するための光である。蛍光物質としてＩＣＧ（インドシアニングリーン）を使用した場合は、励起光は７８５ｎｍのレーザ光である。
可視光源２２ｂは、可視光（例えば、５２０ｎｍのレーザ光）を発生する。
シングルモードファイバ２２ｃは、励起光源２２ａに接続され、励起光を伝送する。シングルモードファイバ２２ｄは、可視光源２２ｂに接続され、可視光を伝送する。
ＷＤＭカプラ（合波器）２２ｅは、シングルモードファイバ２２ｃおよびシングルモードファイバ２２ｄに結合され、励起光と可視光とを合波する。ＷＤＭカプラ２２ｅは、励起光と可視光とを合波した合波光を、光ファイバ２２ｍに与える。
光ファイバ２２ｍは、合波光を伝送する。
スコープ部２４は、接続器２４２、筒状体２４４、蛍光伝送用光ファイバ２４６、接続用端部２４６ａ、対物レンズＬ１、蛍光伝送用レンズＬ２、コリメート用レンズ（コリメート部）Ｌ３、ダイクロイックミラーＭ１、バンドパスフィルタＦ１を有する。
蛍光伝送用光ファイバ２４６は、対物レンズＬ１を透過した蛍光（図２参照）を伝送する。接続用端部２４６ａは、蛍光伝送用光ファイバ２４６の一端の近傍に取り付けられている。蛍光伝送用光ファイバ２４６は接続用端部２４６ａを貫通している。蛍光伝送用光ファイバ２４６の他端は、分光器４に接続されている。
接続器２４２は、光ファイバ２２ｍ、筒状体２４４および蛍光伝送用光ファイバ２４６を接続する。また、接続器２４２は、ダイクロイックミラーＭ１、バンドパスフィルタＦ１、蛍光伝送用レンズＬ２およびコリメート用レンズＬ３を収容する。
接続器２４２は、開口２４２ａ、開口２４２ｂ、開口２４２ｃ、接続用端部２４２ｄを有する。開口２４２ａには光ファイバ２２ｍが挿入され、接続器２４２に光ファイバ２２ｍが接続される。開口２４２ｂには筒状体２４４が挿入され、接続器２４２に筒状体２４４が接続される。開口２４２ｃには、接続用端部２４２ｄが取り付けられている。接続用端部２４２ｄには接続用端部２４６ａが挿入され、接続器２４２に蛍光伝送用光ファイバ２４６が接続される。
なお、筒状体２４４の中心軸（光軸）の延伸方向と、蛍光伝送用光ファイバ２４６の中心軸（光軸）の延伸方向とは一致している。光ファイバ２２ｍの中心軸（光軸）の延伸方向と、筒状体２４４の中心軸（光軸）の延伸方向とは直交している。
筒状体２４４は、対物レンズＬ１を保持する。なお、筒状体２４４の内部に配置されたレンズは、対物レンズＬ１の１枚のみである。また、レンズに限らず、カバーガラスなどの光学素子も筒状体２４４内に配置されていない。特に、筒状体２４４のセンチネルリンパ節ＳＬＮ側の端部に、光学素子が配置されていないことに留意されたい。さらに、対物レンズＬ１および筒状体２４４をあわせて、レンズ保持筒状体という。なお、筒状体２４４のセンチネルリンパ節ＳＬＮ側の端部と、センチネルリンパ節ＳＬＮとの距離をＷＤとする。ＷＤは、例えば、２０〜５０ｍｍである。
対物レンズＬ１は、センチネルリンパ節（照射対象）ＳＬＮが励起光を受けることにより生じる蛍光を受ける。対物レンズＬ１は、筒状体２４４の内部の、筒状体２４４の中央部分に配置されている。なお、中央部分は、筒状体２４４の長さをＬ（例えば、３００ｍｍ）としたとき、筒状体２４４のセンチネルリンパ節ＳＬＮ側の端部からＬ／３以上２Ｌ／３以下の領域である。
中央部分は図１および図２に図示し、他の図では図示省略する。ただし、いずれの実施形態においても、対物レンズＬ１は中央部分に配置されている。
蛍光伝送用レンズＬ２は、対物レンズＬ１を透過した蛍光を受け、蛍光伝送用光ファイバ２４６の一端に与える（図２参照）。
コリメート用レンズ（コリメート部）Ｌ３は、開口２４２ａからやや奥に入った部分に配置され、光ファイバ２２ｍの一端から照射された励起光を受け、励起光をコリメートする。
ダイクロイックミラーＭ１は、筒状体２４４の中心軸（光軸）と、蛍光伝送用光ファイバ２４６の中心軸（光軸）と、光ファイバ２２ｍの中心軸（光軸）とが交差する部位に配置されている。ダイクロイックミラーＭ１は、筒状体２４４の中心軸（光軸）と、光ファイバ２２ｍの中心軸（光軸）とに対して４５度傾斜している（右下がり）。
ダイクロイックミラーＭ１は、コリメート用レンズＬ３を透過した励起光および可視光の進行方向を、４５度変えて、センチネルリンパ節ＳＬＮに向かう方向へと変更する（図１参照）。なお、ダイクロイックミラーＭ１は、対物レンズＬ１を透過した蛍光を透過させる（図２参照）。
バンドパスフィルタＦ１は、対物レンズＬ１を透過した蛍光を透過させる一方で、反射光（励起光および可視光がセンチネルリンパ節ＳＬＮによって反射された光）を透過させない。
次に、第一の実施形態の動作を説明する。
まず、図１を参照して、励起光源２２ａから励起光が生じ、可視光源２２ｂからは可視光が生じ、ＷＤＭカプラ２２ｅにより合波され、光ファイバ２２ｍを介して、コリメート用レンズＬ３に与えられる。合波された光（励起光および可視光）は、コリメート用レンズＬ３によりコリメートされ、ダイクロイックミラーＭ１により反射されて、センチネルリンパ節ＳＬＮへと向かう。励起光および可視光は、対物レンズＬ１を透過して、センチネルリンパ節ＳＬＮに照射される。
コリメート用レンズＬ３によりコリメートされた励起光および可視光は、ほぼ平行光であり、コリメートレンズＬ３の製造誤差および光の回折の影響などにより、完全な平行光とはいえないものの、平行光とみなすことができるものである（他の実施形態も同様）。
次に、図２を参照して、センチネルリンパ節ＳＬＮには蛍光物質が存在しているので、励起光の照射を受けると、蛍光を生じる。なお、センチネルリンパ節ＳＬＮは、励起光および可視光を反射する（反射光）。蛍光と反射光とは、筒状体２４４内を進行し、対物レンズＬ１によって受けられ、対物レンズＬ１を透過する。蛍光は、さらにダイクロイックミラーＭ１を透過して、蛍光伝送用レンズＬ２に達する。反射光は、ダイクロイックミラーＭ１により反射されるが、反射光の一部が、ダイクロイックミラーＭ１を透過して、蛍光伝送用レンズＬ２に達する。蛍光伝送用レンズＬ２は、蛍光を受け、蛍光伝送用光ファイバ２４６の一端に与える。ただし、蛍光伝送用レンズＬ２を透過した反射光は、バンドパスフィルタＦ１によりカットされ、蛍光伝送用光ファイバ２４６の一端には与えられない。蛍光伝送用光ファイバ２４６は、蛍光を分光器４へ伝送する。蛍光は分光器４により分光され、測定が行われる。
ただし、反射された可視光は、図示省略した別の内視鏡によっても取得され、センチネルリンパ節ＳＬＮのビデオ画像が取得される。これにより、励起光の照射されている範囲が分かりやすくなる（他の実施形態も同様）。
第一の実施形態によれば、対物レンズＬ１が、筒状体２４４の中央部分に配置されているため、センチネルリンパ節ＳＬＮから遠く離れている。このため、対物レンズＬ１が、センチネルリンパ節ＳＬＮ近傍の体液により汚されることがほとんどないため、蛍光の取得が体液により妨げられにくい。筒状体２４４のセンチネルリンパ節ＳＬＮ側の端部は、センチネルリンパ節ＳＬＮ近傍の体液により汚されやすいが、その端部に光学素子が配置されていないため、蛍光の取得が体液により妨げられにくい。
なお、対物レンズＬ１を、筒状体２４４の中央部分よりもさらにセンチネルリンパ節ＳＬＮから遠く離してしまうと、センチネルリンパ節ＳＬＮ上の一点から対物レンズＬ１を見たときの立体角が小さくなりすぎてしまい、蛍光を取得する効率が低下し過ぎてしまう。よって、対物レンズＬ１を、筒状体２４４の中央部分に配置することで、蛍光を取得する効率の低下を抑制している。なお、対物レンズＬ１の直径は、筒状体２４４の内径に等しくかなり大きいので、対物レンズＬ１がセンチネルリンパ節ＳＬＮから遠く離れていても、立体角は大きく、蛍光を取得する効率が良い。
さらに、第一の実施形態によれば、筒状体２４４の内部に配置されたレンズが、対物レンズＬ１の１枚のみであるため、レンズ保持筒状体（対物レンズＬ１および筒状体２４４）のコストを低くすることができる。このため、レンズ保持筒状体を内視鏡２の１回の使用ごとに取り換えることが、コスト的にも可能となる。なお、レンズ保持筒状体の構造が簡単なため、オートクレーブ滅菌処理を行うことも可能となる。
さらに、第一の実施形態によれば、励起光を、コリメート用レンズＬ３によりコリメートして、センチネルリンパ節ＳＬＮに与えるため、ＷＤの大小にかかわらず、センチネルリンパ節ＳＬＮに与えられる励起光のパワーをほぼ一定に保つことができる。すなわち、ＷＤが大きくなっても、センチネルリンパ節ＳＬＮに与えられる励起光のパワーが小さくなりすぎず、ＷＤが小さくなっても、センチネルリンパ節ＳＬＮに与えられる励起光のパワーが大きくなりすぎない。
第二の実施形態
第二の実施形態にかかる蛍光測定装置１は、第一偏光子ＰＢＳ１、第二偏光子ＰＢＳ２および偏波保持ファイバ２２ｆ、２２ｇを備える点が、シングルモードファイバ２２ｃ、２２ｄを備える第一の実施形態にかかる蛍光測定装置１と異なる。
図３は、第二の実施形態にかかる蛍光測定装置１の構成と、励起光および可視光の光路を示す図である。図４は、第二の実施形態にかかる蛍光測定装置１の構成と、蛍光および反射光の光路を示す図である。以下、第一の実施形態と同様な部分は、同様な符号を付して説明を省略する。
内視鏡２は、光源部２２、スコープ部２４を備える。
光源部２２は、励起光源２２ａ、可視光源２２ｂ、偏波保持ファイバ２２ｆ、２２ｇ、偏波保持ＷＤＭカプラ（合波器）２２ｅ１、偏波保持ファイバ２２ｍ１を有する。
励起光源２２ａおよび可視光源２２ｂは、第一の実施形態と同様であり、説明を省略する。
偏波保持ＷＤＭカプラ（合波器）２２ｅ１は、第一の実施形態のＷＤＭカプラ（合波器）２２ｅと同様であるが、偏波保持型であり、偏波保持ファイバ２２ｆおよび偏波保持ファイバ２２ｇに結合されている点が異なる。偏波保持ファイバ２２ｍ１は、第一の実施形態の光ファイバ２２ｍと同様であるが、偏波保持型である点が異なる。
偏波保持ファイバ２２ｆは、励起光源２２ａに接続されている。偏波保持ファイバ２２ｆは、励起光源２２ａから励起光を受け、偏波保持ＷＤＭカプラ２２ｅ１および偏波保持ファイバ２２ｍ１を介して、第一偏光子ＰＢＳ１に与える。なお、偏波保持ファイバ２２ｆのスロー軸またはファスト軸と、第一偏光子ＰＢＳ１の透過軸とが一致している。
偏波保持ファイバ２２ｇは、可視光源２２ｂに接続されている。偏波保持ファイバ２２ｇは、可視光源２２ｂから励起光を受け、偏波保持ＷＤＭカプラ２２ｅ１および偏波保持ファイバ２２ｍ１を介して、第一偏光子ＰＢＳ１に与える。なお、偏波保持ファイバ２２ｇのスロー軸またはファスト軸と、第一偏光子ＰＢＳ１の透過軸とが一致している。
スコープ部２４は、接続器２４２、筒状体２４４、蛍光伝送用光ファイバ２４６、接続用端部２４６ａ、対物レンズＬ１、蛍光伝送用レンズＬ２、コリメート用レンズ（コリメート部）Ｌ３、ダイクロイックミラーＭ１、バンドパスフィルタＦ１、第一偏光子ＰＢＳ１、第二偏光子ＰＢＳ２を有する。
接続器２４２、筒状体２４４、蛍光伝送用光ファイバ２４６、接続用端部２４６ａ、対物レンズＬ１、蛍光伝送用レンズＬ２、コリメート用レンズ（コリメート部）Ｌ３、ダイクロイックミラーＭ１およびバンドパスフィルタＦ１は、第一の実施形態と同様であり、説明を省略する。ただし、接続器２４２は、第一偏光子ＰＢＳ１および第二偏光子ＰＢＳ２をも収容する。
第一偏光子ＰＢＳ１は、コリメート用レンズＬ３とダイクロイックミラーＭ１との間に配置されている。第一偏光子ＰＢＳ１は、励起光および可視光を透過させる（図３参照）。
第二偏光子ＰＢＳ２は、バンドパスフィルタＦ１と蛍光伝送用光ファイバ２４６の一端との間に配置されている。第二偏光子ＰＢＳ２は、蛍光を透過させる（図４参照）。より正確には、第二偏光子ＰＢＳ２に入射される蛍光はランダム偏光であるが、その蛍光のうち第二偏光子ＰＢＳ２を透過する偏光成分（励起光の偏光面と直交する成分）が、第二偏光子ＰＢＳ２を透過する。
ただし、第一偏光子ＰＢＳ１の透過軸と、第二偏光子ＰＢＳ２の透過軸とは直交する。
次に、第二の実施形態の動作を説明する。
まず、図３を参照して、励起光源２２ａから励起光が生じ、可視光源２２ｂからは可視光が生じ、偏波保持ファイバ２２ｆおよび偏波保持ファイバ２２ｇ（いずれのスロー軸またはファスト軸も、第一偏光子ＰＢＳ１の透過軸に一致している）を介して、偏波保持ＷＤＭカプラ２２ｅ１により合波され、偏波保持ファイバ２２ｍ１を介して、コリメート用レンズＬ３に与えられる。合波された光（励起光および可視光）は、コリメート用レンズＬ３によりコリメートされ、第一偏光子ＰＢＳ１により直線偏光となって、ダイクロイックミラーＭ１により反射されて、センチネルリンパ節ＳＬＮへと向かう。励起光および可視光は、対物レンズＬ１を透過して、センチネルリンパ節ＳＬＮに照射される。
次に、図４を参照して、センチネルリンパ節ＳＬＮには蛍光物質が存在しているので、励起光の照射を受けると、蛍光を生じる。なお、センチネルリンパ節ＳＬＮは、励起光および可視光を反射する（反射光）。蛍光と反射光とは、筒状体２４４内を進行し、対物レンズＬ１によって受けられ、対物レンズＬ１を透過する。蛍光は、さらにダイクロイックミラーＭ１を透過して、蛍光伝送用レンズＬ２に達する。反射光は、ダイクロイックミラーＭ１により反射されるが、反射光の一部が、ダイクロイックミラーＭ１を透過して、蛍光伝送用レンズＬ２に達する。蛍光伝送用レンズＬ２は、蛍光を受け、蛍光伝送用光ファイバ２４６の一端に与える。ただし、蛍光伝送用レンズＬ２を透過した反射光は、バンドパスフィルタＦ１によりカットされる。バンドパスフィルタＦ１を透過してしまった反射光は、上述のように第一偏光子ＰＢＳ１によって直線偏光となっているが、第二偏光子ＰＢＳ２を透過することができず（第一偏光子ＰＢＳ１の透過軸と、第二偏光子ＰＢＳ２の透過軸とが直交しているため）、蛍光伝送用光ファイバ２４６の一端には与えられない。蛍光伝送用光ファイバ２４６は、蛍光を分光器４へ伝送する。蛍光は分光器４により分光され、測定が行われる。
このように、センチネルリンパ節ＳＬＮによる励起光および可視光の反射（反射光）は、ダイクロイックミラーＭ１、バンドパスフィルタＦ１および第二偏光子ＰＢＳ２によって、蛍光伝送用光ファイバ２４６の一端に与えられないようになっている。励起光および可視光の一部は対物レンズＬ１によっても反射されるが、それらも、センチネルリンパ節ＳＬＮによる励起光および可視光の反射（反射光）と同様に、ダイクロイックミラーＭ１、バンドパスフィルタＦ１および第二偏光子ＰＢＳ２によって、蛍光伝送用光ファイバ２４６の一端に与えられないようになっている。
第二の実施形態によれば、第一の実施形態と同様な効果を奏する。しかも、第二の実施形態によれば、励起光および可視光を、第一偏光子ＰＢＳ１により直線偏光としておくことで、バンドパスフィルタＦ１を透過してしまった反射光（励起光および可視光がセンチネルリンパ節ＳＬＮによって反射された光）を、第二偏光子ＰＢＳ２（第一偏光子ＰＢＳ１の透過軸と、第二偏光子ＰＢＳ２の透過軸とが直交している）が透過させず、蛍光伝送用光ファイバ２４６の一端に与えないようにすることができる。
第三の実施形態
第三の実施形態にかかる蛍光測定装置１は、励起光源２２０がファイバレーザ２２２、ＰＰＬＮ（波長変換素子）２２４を有する点が、第二の実施形態にかかる蛍光測定装置１と異なる。
図５は、第三の実施形態にかかる蛍光測定装置１の構成と、励起光および可視光の光路を示す図である。図６は、第三の実施形態にかかる蛍光測定装置１の構成と、蛍光および反射光の光路を示す図である。以下、第二の実施形態と同様な部分は、同様な符号を付して説明を省略する。
内視鏡２は、光源部２２、スコープ部２４を備える。
光源部２２は、励起光源２２０、可視光源２２ｂ、偏波保持ファイバ２２ｆ、２２ｇ、偏波保持ＷＤＭカプラ（合波器）２２ｅ１、偏波保持ファイバ２２ｍ１を有する。可視光源２２ｂ、偏波保持ＷＤＭカプラ（合波器）２２ｅ１、偏波保持ファイバ２２ｇおよび偏波保持ファイバ２２ｍ１は、第二の実施形態と同様であり、説明を省略する。
偏波保持ファイバ２２ｆは、励起光源２２０に接続されている。
励起光源２２０は、ファイバレーザ２２２、ＰＰＬＮ（波長変換素子）２２４を有する。
ファイバレーザ２２２は、発振波長が１５７０ｎｍのＥｒドープの連続発振レーザである。なお、ファイバレーザは発振波長における出力が高く、発振波長から少しでも外れると出力が急激に低くなるという好ましい特性を有している。
ＰＰＬＮ（波長変換素子）２２４は、非線形光学素子であり、ファイバレーザ２２２の波長を変換して１／２倍とし、７８５ｎｍの励起光として、偏波保持ファイバ２２ｆに与える。ＰＰＬＮ２２４は、２次高調波を発生することで、波長を１／２倍に変換している。
スコープ部２４は、第二の実施形態と同様であり、説明を省略する。
次に、第三の実施形態の動作を説明する。
まず、図５を参照して、ファイバレーザ２２２から波長が１５７０ｎｍのレーザ光を出力され、ＰＰＬＮ２２４に与えられる。ＰＰＬＮ２２４は、波長１５７０ｎｍのレーザ光の２次高調波を生成することで、波長を１／２倍に変換し、波長７８５ｎｍのレーザ光を出力し、励起光として、偏波保持ファイバ２２ｆに与える。
可視光源２２ｂからは可視光が生じる。励起光および可視光は、偏波保持ファイバ２２ｆおよび偏波保持ファイバ２２ｇ（いずれのスロー軸またはファスト軸も、第一偏光子ＰＢＳ１の透過軸に一致している）を介して、偏波保持ＷＤＭカプラ２２ｅ１により合波され、偏波保持ファイバ２２ｍ１を介して、コリメート用レンズＬ３に与えられる。合波された光（励起光および可視光）は、コリメート用レンズＬ３によりコリメートされ、第一偏光子ＰＢＳ１により直線偏光となって、ダイクロイックミラーＭ１により反射されて、センチネルリンパ節ＳＬＮへと向かう。励起光および可視光は、対物レンズＬ１を透過して、センチネルリンパ節ＳＬＮに照射される。
次に、図６を参照して、センチネルリンパ節ＳＬＮには蛍光物質が存在しているので、励起光の照射を受けると、蛍光を生じる。なお、センチネルリンパ節ＳＬＮは、励起光および可視光を反射する（反射光）。これ以降の動作は、図４を参照して説明した第二の実施形態の動作と同様であり、説明を省略する。
第三の実施形態によれば、第二の実施形態と同様な効果を奏する。しかも、第三の実施形態によれば、励起光は、発振波長における出力が高く、発振波長から少しでも外れると出力が急激に低くなる。このため、励起光がセンチネルリンパ節ＳＬＮにより反射され（「励起光の反射光」という）、バンドパスフィルタＦ１に到達したものは、波長７８５ｎｍの成分が大きく、この他の波長成分は非常に小さい。このため、バンドパスフィルタＦ１によって、励起光の反射光を透過させないようにしても、測定対象である蛍光を大きくカットすることはならず、励起光の反射光を透過させないようにすることが容易となる。
なお、励起光源としてＬＥＤまたは半導体レーザを使用した場合、発振波長から少し外れても出力がさほど低くならない。このため、バンドパスフィルタＦ１によって、励起光の反射光を透過させないようにすることが難しい。もし、バンドパスフィルタＦ１によって、発振波長から少し外れている励起光の反射光をも十分にカットするようにした場合、励起光の波長と蛍光の波長とが近接しているため、測定対象である蛍光も大きくカットしてしまうことになるからである。
しかし、上述のとおり、第三の実施形態によれば、励起光源にファイバレーザ２２２を使用しているため、バンドパスフィルタＦ１によって、励起光の反射光を透過させないようにすることが容易となる。
第四の実施形態
第四の実施形態にかかる蛍光測定装置１は、偏波コントローラ２２ｊ、２２ｋを備えるものの、偏波保持ファイバ２２ｆ、２２ｇを備えない点が、第二の実施形態にかかる蛍光測定装置１と異なる。
図７は、第四の実施形態にかかる蛍光測定装置１の構成と、励起光および可視光の光路を示す図である。図８は、第四の実施形態にかかる蛍光測定装置１の構成と、蛍光および反射光の光路を示す図である。以下、第二の実施形態と同様な部分は、同様な符号を付して説明を省略する。
内視鏡２は、光源部２２、スコープ部２４を備える。
光源部２２は、励起光源２２ａ、可視光源２２ｂ、シングルモードファイバ２２ｃ、２２ｄ、２２ｈ、２２ｉ、ＷＤＭカプラ（合波器）２２ｅ、偏波コントローラ２２ｊ、２２ｋ、光ファイバ２２ｍを有する。
励起光源２２ａ、可視光源２２ｂおよびＷＤＭカプラ２２ｅは、第一の実施形態と同様であり、説明を省略する。
シングルモードファイバ（励起光伝送用光ファイバ）２２ｈは、励起光源２２ａに接続され、励起光を伝送する。偏波コントローラ２２ｊは、シングルモードファイバ２２ｈにより伝送された励起光を受け、励起光の偏光面の法線の方向を第一偏光子ＰＢＳ１の透過軸に直交させて（偏光となった励起光が第一偏光子ＰＢＳ１を透過する）、ＷＤＭカプラ２２ｅおよび光ファイバ２２ｍを介して、第一偏光子ＰＢＳ１に与える。
シングルモードファイバ２２ｉは、可視光源２２ｂに接続され、可視光を伝送する。偏波コントローラ２２ｋは、シングルモードファイバ２２ｉにより伝送された可視光を受け、可視光の偏光面の法線の方向を第一偏光子ＰＢＳ１の透過軸に直交させて（偏光となった可視光が第一偏光子ＰＢＳ１を透過する）、ＷＤＭカプラ２２ｅおよび光ファイバ２２ｍを介して、第一偏光子ＰＢＳ１に与える。
シングルモードファイバ２２ｃは、偏波コントローラ２２ｊに接続され、励起光を伝送する。シングルモードファイバ２２ｄは、偏波コントローラ２２ｋに接続され、可視光を伝送する。
スコープ部２４は、第二の実施形態と同様であり、説明を省略する。
次に、第四の実施形態の動作を説明する。
まず、図７を参照して、励起光源２２ａから励起光が生じ、可視光源２２ｂからは可視光が生じる。励起光および可視光は、偏波コントローラ２２ｊおよび偏波コントローラ２２ｋにより、偏光面の法線の方向が第一偏光子ＰＢＳ１の透過軸に直交させられる。偏波コントローラ２２ｊおよび偏波コントローラ２２ｋの出力は、ＷＤＭカプラ２２ｅにより合波され、光ファイバ２２ｍを介して、コリメート用レンズＬ３に与えられる。合波された光（励起光および可視光）は、コリメート用レンズＬ３によりコリメートされ、第一偏光子ＰＢＳ１により直線偏光となって、ダイクロイックミラーＭ１により反射されて、センチネルリンパ節ＳＬＮへと向かう。励起光および可視光は、対物レンズＬ１を透過して、センチネルリンパ節ＳＬＮに照射される。
次に、図８を参照して、センチネルリンパ節ＳＬＮには蛍光物質が存在しているので、励起光の照射を受けると、蛍光を生じる。なお、センチネルリンパ節ＳＬＮは、励起光および可視光を反射する（反射光）。これ以降の動作は、図４を参照して説明した第二の実施形態の動作と同様であり、説明を省略する。
第四の実施形態によれば、第二の実施形態と同様な効果を奏する。
第五の実施形態
第五の実施形態にかかる蛍光測定装置１は、赤外光源６を備え、対物レンズＬ１がコーティングＴＦ１を有する点が、第一の実施形態にかかる蛍光測定装置１と異なる。
図９は、第五の実施形態にかかる蛍光測定装置１の構成と、励起光および可視光の光路を示す図である。図１０は、第五の実施形態にかかる蛍光測定装置１の構成と、蛍光および反射光の光路を示す図である。以下、第一の実施形態と同様な部分は、同様な符号を付して説明を省略する。
内視鏡２は、光源部２２、スコープ部２４、赤外光源６を備える。
光源部２２は、第一の実施形態と同様であり、説明を省略する。
赤外光源６は、赤外光を発生する。
スコープ部２４は、接続器２４２、筒状体２４４、蛍光伝送用光ファイバ２４６、接続用端部２４６ａ、赤外光伝送用光ファイバ２４８、接続用端部２４８ａ、対物レンズＬ１、蛍光伝送用レンズＬ２、コリメート用レンズ（コリメート部）Ｌ３、コリメート用レンズＬ４、ダイクロイックミラーＭ１、Ｍ２、バンドパスフィルタＦ１を有する。
赤外光伝送用光ファイバ２４８は、赤外光を伝送する（図９参照）。接続用端部２４８ａは、赤外光伝送用光ファイバ２４８の一端の近傍に取り付けられている。赤外光伝送用光ファイバ２４８は接続用端部２４８ａを貫通している。赤外光伝送用光ファイバ２４８の他端は、赤外光源６に接続されている。
接続器２４２、筒状体２４４、蛍光伝送用光ファイバ２４６、接続用端部２４６ａ、蛍光伝送用レンズＬ２、コリメート用レンズ（コリメート部）Ｌ３、ダイクロイックミラーＭ１およびバンドパスフィルタＦ１は、第一の実施形態と同様であり、説明を省略する。
ただし、接続器２４２は、コリメート用レンズＬ４およびダイクロイックミラーＭ２をも収容し、さらに開口２４２ｅを有する。開口２４２ｅには接続用端部２４８ａが挿入され、接続器２４２に赤外光伝送用光ファイバ２４８が接続される。
コリメート用レンズＬ４は、開口２４２ｅからやや奥に入った部分に配置され、赤外光伝送用光ファイバ２４８から赤外光を受け、赤外光をコリメートする。コリメート用レンズＬ４によりコリメートされた赤外光は、ほぼ平行光であり、コリメートレンズＬ４の製造誤差および光の回折の影響などにより、完全な平行光とはいえないものの、平行光とみなすことができるものである。
赤外光伝送用光ファイバ２４８の中心軸（光軸）の延伸方向と、蛍光伝送用光ファイバ２４６の中心軸（光軸）の延伸方向とは平行である。よって、光ファイバ２２ｍの中心軸（光軸）の延伸方向と、赤外光伝送用光ファイバ２４８の中心軸（光軸）の延伸方向とは直交している。
ダイクロイックミラーＭ２は、赤外光伝送用光ファイバ２４８の中心軸（光軸）と、光ファイバ２２ｍの中心軸（光軸）とが交差する部位に配置されている。ダイクロイックミラーＭ２は、赤外光伝送用光ファイバ２４８の中心軸（光軸）と、光ファイバ２２ｍの中心軸（光軸）とに対して４５度傾斜している（右下がり）。
ダイクロイックミラーＭ２は、励起光および可視光（光ファイバ２２ｍから与えられる）を透過させ、赤外光（赤外光伝送用光ファイバ２４８から与えられる）の進行方向を、励起光および可視光の進行方向に合わせる（図９参照）。
対物レンズＬ１は、第一の実施形態と同様であるが、さらに、赤外光を吸収し、コーティングＴＦ１、ＴＦ２を備えたものである。
図１１は、第五の実施形態にかかる対物レンズＬ１のコーティングＴＦ１、ＴＦ２が反射および透過する光を示す模式的な図である。
対物レンズＬ１は、照射対象（センチネルリンパ節ＳＬＮ）側の面に、赤外光を反射し、励起光、可視光、蛍光および反射光を透過するコーティングＴＦ１を備えている。対物レンズＬ１は、さらに、照射対象側とは反対側の面に、赤外光、励起光、可視光、蛍光および反射光を透過するコーティングＴＦ２を備えている。
次に、第五の実施形態の動作を説明する。
励起光および可視光についての動作（図９参照）は、第一の実施形態と同様であり（図１参照）、説明を省略する。蛍光および反射光の動作（図１０参照）も、第一の実施形態と同様であり（図２参照）、説明を省略する。赤外光についての動作を、以下に説明する。
まず、図９を参照して、赤外光源６から赤外光が生じ、コリメート用レンズＬ４によりコリメートされ、ダイクロイックミラーＭ２により反射されて、ダイクロイックミラーＭ１に向かい、ダイクロイックミラーＭ１により反射されて、センチネルリンパ節ＳＬＮへと向かう。赤外光は、対物レンズＬ１のコーティングＴＦ２を透過するものの、対物レンズＬ１に吸収され、対物レンズＬ１の温度が上昇する。赤外光は、対物レンズＬ１のコーティングＴＦ１により反射され、センチネルリンパ節ＳＬＮへは向かわない。対物レンズＬ１のコーティングＴＦ１により反射された赤外光は、対物レンズＬ１により吸収され、さらに、対物レンズＬ１の温度が上昇する。なお、対物レンズＬ１のコーティングＴＦ１により反射された赤外光の一部は、対物レンズＬ１により吸収されないで、蛍光伝送用光ファイバ２４６に向かうものの、バンドパスフィルタＦ１を透過できず、蛍光伝送用光ファイバ２４６に入射されない。
第五の実施形態によれば、対物レンズＬ１の結露を防止することができる。内視鏡２が使用される腹腔は、温度３６℃、湿度１００％であり、対物レンズＬ１の温度が露点（およそ３６℃）を下回ると、対物レンズＬ１が結露してしまう。そこで、対物レンズＬ１を赤外光により温めることで、対物レンズＬ１の結露を防止することができる。
なお、コーティングＴＦ１により、赤外光がセンチネルリンパ節ＳＬＮへは向かわないので、赤外光による副作用（センチネルリンパ節ＳＬＮの損傷など）を防止できる。また、コーティングＴＦ１により、赤外光が対物レンズＬ１を往復するので、対物レンズＬ１の温度をより高く上昇させることができる。さらに、対物レンズＬ１に、対物レンズＬ１を暖めるための電気配線を設けなくてよいので、レンズ保持筒状体（対物レンズＬ１および筒状体２４４）のコストを低くすることができる。
１ 蛍光測定装置
４ 分光器（蛍光測定部）
６ 赤外光源
ＳＬＮ センチネルリンパ節（照射対象）
Ｌ 筒状体２４４の長さ
２ 内視鏡
２２ 光源部
２２ａ 励起光源
２２ｂ 可視光源
２２ｃ、２２ｄ シングルモードファイバ
２２ｅ ＷＤＭカプラ（合波器）
２２ｅ１ 偏波保持ＷＤＭカプラ（合波器）
２２ｆ、２２ｇ 偏波保持ファイバ
２２ｈ シングルモードファイバ（励起光伝送用光ファイバ）
２２ｉ シングルモードファイバ
２２ｊ、２２ｋ 偏波コントローラ
２２ｍ 光ファイバ
２２ｍ１ 偏波保持ファイバ
２２０ 励起光源
２２２ ファイバレーザ
２２４ ＰＰＬＮ（波長変換素子）
２４６ 蛍光伝送用光ファイバ
２４８ 赤外光伝送用光ファイバ
２４ スコープ部
２４２ 接続器
２４２ａ、２４２ｂ、２４２ｃ、２４２ｅ 開口
２４２ｄ 接続用端部
２４４ 筒状体
２４６ 蛍光伝送用光ファイバ
Ｌ１ 対物レンズ
Ｌ２ 蛍光伝送用レンズ
Ｌ３ コリメート用レンズ（コリメート部）
Ｌ４ コリメート用レンズ
Ｍ１、Ｍ２ ダイクロイックミラー
Ｆ１ バンドパスフィルタ
ＰＢＳ１ 第一偏光子
ＰＢＳ２ 第二偏光子

Claims (16)

  1. 励起光を発生する励起光源と、
    照射対象が前記励起光を受けることにより生じる蛍光を受ける対物レンズと、
    前記対物レンズを保持する筒状体と、
    を備え、
    前記対物レンズは、前記筒状体の内部の、前記筒状体の中央部分に配置されている、
    内視鏡。
  2. 請求項１に記載の内視鏡であって、
    前記励起光をコリメートするコリメート部を備えた内視鏡。
  3. 請求項１に記載の内視鏡であって、
    前記筒状体の長さをＬとしたとき、
    前記中央部分が、前記筒状体の前記照射対象側の端部からＬ／３以上２Ｌ／３以下の領域である内視鏡。
  4. 請求項１に記載の内視鏡であって、
    可視光を発生する可視光源と、
    前記可視光と前記励起光とを合波する合波器と、
    を備えた内視鏡。
  5. 請求項２に記載の内視鏡であって、
    前記コリメート部がレンズであり、
    前記コリメート部を透過した前記励起光の進行方向を前記照射対象に向かう方向へと変更するミラーを備えた内視鏡。
  6. 請求項１に記載の内視鏡であって、
    前記励起光を透過させる第一偏光子と、
    前記蛍光を透過させる第二偏光子と、
    を備え、
    前記第一偏光子の透過軸と、前記第二偏光子の透過軸とが直交する内視鏡。
  7. 請求項６に記載の内視鏡であって、
    前記励起光を受け、前記第一偏光子に与える偏波保持ファイバを備え、
    前記偏波保持ファイバのスロー軸またはファスト軸と、前記第一偏光子の透過軸とが一致する内視鏡。
  8. 請求項７に記載の内視鏡であって、
    前記励起光源がファイバレーザを有する内視鏡。
  9. 請求項８に記載の内視鏡であって、
    前記励起光源が、さらに、前記ファイバレーザの波長を変換する波長変換素子を有する内視鏡。
  10. 請求項６に記載の内視鏡であって、
    前記励起光を伝送するシングルモードファイバである励起光伝送用光ファイバと、
    前記励起光伝送用光ファイバにより伝送された前記励起光を受け、前記励起光の偏光面の法線の方向を前記第一偏光子の透過軸に直交させて、前記第一偏光子に与える偏波コントローラと、
    を備えた内視鏡。
  11. 請求項１に記載の内視鏡であって、
    赤外光を発生する赤外光源を備え、
    前記対物レンズが前記赤外光を吸収する内視鏡。
  12. 請求項１１に記載の内視鏡であって、
    前記対物レンズの前記照射対象側の面に、前記赤外光を反射し、前記励起光および前記蛍光を透過するコーティングを備えた内視鏡。
  13. 請求項１に記載の内視鏡であって、
    前記対物レンズを透過した前記蛍光を伝送する蛍光伝送用光ファイバと、
    前記対物レンズを透過した前記蛍光を受け、前記蛍光伝送用光ファイバの一端に与える蛍光伝送用レンズと、
    を備えた内視鏡。
  14. 請求項１に記載の内視鏡であって、
    前記筒状体の内部に配置されたレンズは、前記対物レンズの１枚のみである内視鏡。
  15. 請求項１ないし１４のいずれか一項に記載の内視鏡と、
    前記対物レンズを透過した前記蛍光を測定する蛍光測定部と、
    を備えた蛍光測定装置。
  16. 照射対象が励起光を受けることにより生じる蛍光を受ける対物レンズと、
    前記対物レンズを保持する筒状体と、
    を備え、
    前記対物レンズは、前記筒状体の内部の、前記筒状体の中央部分に配置されている、
    レンズ保持筒状体。
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