JP4787031B2 - 拡大観察用内視鏡装置 - Google Patents

Description

この発明は、外表面に極近接又は当接する被写体の顕微鏡的拡大観察像を取り込むための拡大観察用観察窓が挿入部の先端に設けられた拡大観察用内視鏡装置に関する。

体内の管腔臓器内を内視鏡で視覚的に観察して病変等の有無を検査する手技が広く一般に行われている。しかし、そのような内視鏡検査で病変を見つけても、その病変が癌であるか否か等の確定診断を行うのは困難な場合が多い。

そこで、内視鏡検査で怪しいと思われた部分については生検鉗子等を用いて組織採取が行われるが、癌でも何でもない場合が大半であるにもかかわらず、単なる検査のために体内の管腔壁の粘膜を損傷させて出血させてしまうことになる。

そこで近年は、例えば共焦点内視鏡等のように１ｍｍに満たない範囲の顕微鏡的拡大像を得ることができる拡大観察用内視鏡装置が開発され、生検組織を採取することなく、内視鏡による直接観察だけで癌であるか否かの確定診断を行えるようになってきている（例えば、特許文献１、２、３）。
特開２００４−３４４２０１ 特開２００５−８０７６９ 特開２００５−６４０

上述のような拡大観察用内視鏡装置で顕微鏡的拡大観察像を取り込む際には、被写体である体内の粘膜面に拡大観察用観察窓を極近接又は当接させた状態にする必要がある。
しかし、内視鏡観察画像からは拡大観察用観察窓が粘膜面にどの程度接近しているのか或いは当接しているかどうか等の正確な判別がつかないので、拡大観察用観察窓と粘膜面との距離が不適切な状態のまま、ピントが甘くて解像力の点で折角の拡大観察機能が完全に発揮されない状態で拡大観察が行われてしまう場合があった。

そこで本発明は、拡大観察用観察窓と粘膜面との間の距離を正確に確認することができるようにして、最も良好な解像力を得られる状態で拡大観察を行うことができる拡大観察用内視鏡装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明の拡大観察用内視鏡装置は、外表面に近接又は当接した被写体の拡大観察像を取り込むための拡大観察用観察窓が挿入部の先端に設けられた拡大観察用内視鏡装置において、拡大観察用観察窓の近傍から観察方向に向かって突出する測距ロッドを軸線方向に進退自在に且つ突出方向に向かって付勢して配置すると共に、拡大観察用観察窓の外表面からの測距ロッドの突出長を検出するための突出長検出手段を設けたものである。

なお、突出長検出手段が、測距ロッドに作用する付勢力を感知する圧力センサであってもよく、或いは、測距ロッドの後端面までの距離を後方から測距する測距センサであってもよい。そして、測距ロッドに付勢力を与えるのが圧縮コイルスプリングであってもよい。

また、被写体の通常観察像を被写体との間に距離をおいた位置から取り込むための通常観察用観察窓が併設されていてもよく、通常観察像を表示するためのモニタと拡大観察像を表示するためのモニタの少なくとも一方に、拡大観察用観察窓の外表面からの測距ロッドの突出長が表示されるようにしてもよい。

本発明によれば、拡大観察用観察窓の近傍から観察方向に向かって突出する測距ロッドを軸線方向に進退自在に且つ突出方向に向かって付勢して配置すると共に、拡大観察用観察窓の外表面からの測距ロッドの突出長を検出するための突出長検出手段を設けたことにより、測距ロッドの突出長から拡大観察用観察窓と粘膜面との間の距離を正確に確認することができるので、最も良好な解像力を得られる状態で拡大観察を行うことができる。

外表面に近接又は当接した被写体の拡大観察像を取り込むための拡大観察用観察窓が挿入部の先端に設けられた拡大観察用内視鏡装置において、拡大観察用観察窓の近傍から観察方向に向かって突出する測距ロッドを軸線方向に進退自在に且つ突出方向に向かって付勢して配置すると共に、拡大観察用観察窓の外表面からの測距ロッドの突出長を検出するための突出長検出手段を設ける。

図面を参照して本発明の実施例を説明する。
図３は、本発明の第１の実施例の拡大観察用内視鏡装置のシステム全体を略示しており、体内に挿入される可撓性の挿入部１の最先端部に、観察窓や照明窓等が配置された先端部本体２が連結され、挿入部１の基端には、各種操作部材が配置された操作部３が連結されている。４は、先端部本体２から前方に突出する測距ロッドである。

操作部３から延出するコードの先端には、内視鏡の外部に配置されたビデオプロセッサ５と共焦点像プロセッサ６とに分かれて接続される第１のコネクタ７と第２のコネクタ８とが設けられている。

９は、ビデオプロセッサ５から出力される映像信号による通常観察画像を表示するためのメインモニタ、１０は、共焦点像プロセッサ６から出力される映像信号による顕微鏡的拡大観察画像を表示するための拡大像モニタである。

図４は、挿入部１の最先端部分の斜視図であり、先端部本体２の先端面に、照明光を放射するための照明窓１１と、その照明窓１１から放射された照明光により照明された被写体の通常観察像を被写体との間に距離をおいた位置から取り込むための通常観察用観察窓１２とが、前方に向けて並んで配置されている。１３は、処置具挿通チャンネルの出口開口である。

１５は、被写体の外表面に当接又は極近接されてその被写体の顕微鏡的拡大観察像を取り込むための拡大観察用観察窓であり、先端部本体２の先端面から前方に突出した突出部２ａの先端に前方に向けて配置されている。

測距ロッド４は、先端部本体２の先端面から突出部２ａと並んで前方に向かって突出していて、測距ロッド４の先端４ａは、先端部本体２の突出部２ａに設けられた拡大観察用観察窓１５よりも前方位置まで突出している。

図５は拡大観察用内視鏡装置のシステム構成のブロック図であり、通常観察用観察窓１２内には、広い視野角（例えば１００°〜１４０°程度）を得るための対物光学系２１が配置されて、その対物光学系２１による被写体の投影位置に固体撮像素子２２の撮像面が配置されている。２３は、固体撮像素子２２で得られた撮像信号を伝送するための信号ケーブルである。

拡大観察用観察窓１５内には共焦点光学系２５が配置されていて、その奥に配置された光学単ファイバ２６（シングルモードファイバ）の先端面２６ａの位置と拡大観察用観察窓１５の外表面位置よりごく僅かに前方の位置とが共焦点の位置関係になるようにセットされている。なお、共焦点の位置を操作部３側からの操作で調整可能にしてもよい。

光学単ファイバ２６の先端面２６ａは、例えば電磁力等を用いた走査機構２７により共焦点光学系２５の光軸に対して垂直な平面上で２次元的に走査され、光学単ファイバ２６内を伝送されてきてその先端面２６ａから射出されたレーザ光が拡大観察用観察窓１５の外表面に当接する粘膜で焦点を結んでそこから反射されると、その反射光が光学単ファイバ２６の先端面２６ａに焦点を結ぶ。体内の粘膜面に蛍光色素が散布されている場合には、レーザ光により励起された蛍光が被写体になる。

したがって、光学単ファイバ２６内を通って基端側に戻される反射光をその先端面２６ａの走査運動に対応する位置に表示させることにより、拡大観察用観察窓１５の外表面位置の被写体の１ｍｍ以下程度の領域（例えば０．５ｍｍの領域）の鮮明な顕微鏡的拡大観察像を得ることができる。

ただし、拡大観察用観察窓１５内の光学系が、光学単ファイバ２６の先端面２６ａをピンホールの代用とする共焦点光学系２５を用いていない、いわゆる通常の拡大観察光学系により顕微鏡的拡大観察を行えるようにしたものであっても差し支えない。

照明窓１１に設けられた凹レンズの裏側には、挿入部１内から第１のコネクタ７に至る空間内に挿通配置された照明用ライトガイドファイババンドル２８の射出端面が配置されている。

測距ロッド４は、その具体的構成を図示する図２にも示されるように、例えばステンレス鋼棒又は硬質プラスチック材等のような剛体により形成されて、軸線方向に進退自在に先端部本体２に取り付けられている。１６は、シール用のＯリングである。

そして、測距ロッド４は後方から圧縮コイルスプリング１７によって突出方向である前方に向かって付勢されて、圧縮コイルスプリング１７の後端を受ける圧力センサ１８（突出長検出手段）が付勢力を感知し、その付勢力に対応した大きさの信号が圧力センサ１８から信号伝送線１９に伝送される。

したがって、測距ロッド４が前方から押されてその突出長が短くなると、圧縮コイルスプリング１７が圧縮されて圧力センサ１８で感知される付勢力が大きくなるので、測距ロッド４の突出長と圧力センサ１８からの出力信号値とを予め対応させておくことにより、圧力センサ１８からの出力信号値により測距ロッド４の突出長（ここでは、拡大観察用観察窓１５の外表面からの突出長）を知ることができる。

図５に戻って、光源装置を兼用するビデオプロセッサ５内には、通常観察用の照明光を発生するための光源ランプ５１が配置されていて、光源ランプ５１から放射された照明光は集光レンズ５２に導かれて照明用ライトガイドファイババンドル２８の入射端に入射する。

また、固体撮像素子２２で撮像された内視鏡観察像（通常観察画像）を処理して映像信号をメインモニタ９に出力するための映像信号処理回路５３や、圧力センサ１８から信号伝送線１９を通って送られてきた信号を入力して、それを拡大観察用観察窓１５の外表面からの測距ロッド４の突出長に換算し、その突出長の値をメインモニタ９又は拡大像モニタ１０に表示させる信号を出力する換算／表示回路５４等が設けられている。

共焦点像プロセッサ６内には、レーザ光を射出する共焦点用レーザ光源６１が配置されていて、そのレーザ光源６１と受光素子６２とが、光カプラ６３によって光学単ファイバ２６の後端面２６ｂに並列に接続されている。

したがって、レーザ光源６１から光学単ファイバ２６にレーザ光が入射されるだけでなく、光学単ファイバ２６の後端面２６ｂから射出されたレーザ光が受光素子６２に入射する。

レーザ光源６１から光カプラ６３を経由して光学単ファイバ２６に入射したレーザ光は、光学単ファイバ２６の先端面２６ａから射出されて拡大観察用観察窓１５の外表面付近の焦点位置で被写体に当たって反射され、その反射光が光学単ファイバ２６の先端面２６ａに焦点を結んで入射し、光学単ファイバ２６内を通って受光素子６２に入射する。

光学単ファイバ２６の先端面２６ａを走査する走査機構２７の動作制御は同期制御回路６５によって行われており、さらに受光素子６２からの出力信号が光学単ファイバ２６の先端面２６ａの動きと同期して映像信号処理回路６４で画像化されてその映像信号が拡大像モニタ１０に出力され、拡大観察用観察窓１５の外表面付近の被写体の１ｍｍ以下程度の領域の顕微鏡的拡大観察像が拡大像モニタ１０に表示される。

このように構成された拡大観察用内視鏡装置において拡大観察時にピントのよく合った鮮明な画像を得るためには、被写体粘膜を拡大観察用観察窓１５の外表面に極近接又は当接させる必要がある。

そこで、図１に示されるように、拡大観察用観察窓１５を被写体粘膜に近づけていくと、測距ロッド４の先端４ａが被写体粘膜に当接して測距ロッド４が先端部本体２側に押し込まれ、それによって変化する圧力センサ１８からの出力信号値により拡大観察用観察窓１５の外表面からの測距ロッド４の突出長（即ち、拡大観察用観察窓１５の外表面から被写体粘膜までの距離）がモニタ９（又は１０）に表示される。

したがって、拡大観察用観察窓１５を通して拡大観察を行う際には、拡大観察用観察窓１５の外表面から被写体粘膜までの距離を常にモニタリングしながら、最も良好な解像力を得られる距離になるように先端部本体２の位置を調整しつつ拡大観察を行うことができる。

図６は、本発明の参考例を示しており、第１の実施例の圧力センサ１８に代えて測距ロッド４の裏面との距離を測定することができる測距センサ１１８を用いたものである。

測距センサ１１８としては、超音波センサ或いは磁界センサ等を用いることができ、拡大観察用観察窓１５の外表面からの測距ロッド４の突出長を換算測定／表示して、第１の実施例と同様の作用効果を得ることができる。

なお、本発明は上記各実施例に限定されるものではなく、例えば、測距ロッド４の突出長をモニタ９，１０以外の表示手段に表示するようにしてもよく、本発明を、拡大観察用観察窓１５のみで通常観察用観察窓１１が設けられていない拡大観察専用の内視鏡に適用してもよい。

また、拡大観察に最も適した被写体の位置（即ち拡大観察のベストピント位置）を操作部３側からの操作で調整できるように構成した内視鏡に本発明を適用すれば、測距ロッド４による測距結果に合わせて拡大観察のベストピント位置を最適な状態にスムーズに調整することができる。

本発明の第１の実施例の拡大観察用内視鏡装置の測距状態の側面断面図である。 本発明の第１の実施例の拡大観察用内視鏡装置の測距部の側面断面図である。 本発明の第１の実施例の拡大観察用内視鏡装置のシステム全体の略示図である。 本発明の第１の実施例の拡大観察用内視鏡装置の挿入部の最先端部分の斜視図である。 本発明の第１の実施例の拡大観察用内視鏡装置のシステム構成を示すブロック図である。 本発明の参考例の拡大観察用内視鏡装置の測距部の側面断面図である。

符号の説明

１ 挿入部
４ 測距ロッド
９ メインモニタ
１０ 拡大像モニタ
１２ 通常観察用観察窓
１５ 拡大観察用観察窓
１７ 圧縮コイルスプリング
１８ 圧力センサ（突出長検出手段）
２５ 共焦点光学系
２６ 光学単ファイバ
２６ａ 先端面
２７ 走査機構
５４ 換算／表示回路
１１８ 測距センサ（突出長検出手段）

Claims (4)

1. 外表面に近接又は当接した被写体の拡大観察像を取り込むための拡大観察用観察窓が挿入部の先端に設けられた拡大観察用内視鏡装置において、
   上記拡大観察用観察窓の近傍から観察方向に向かって突出する測距ロッドが軸線方向に進退自在に且つ突出方向に向かって付勢して配置されると共に、上記拡大観察用観察窓の外表面からの上記測距ロッドの突出長を検出するための突出長検出手段が設けられ、
   上記突出長検出手段が、上記測距ロッドに作用する付勢力を感知する圧力センサであることを特徴とする拡大観察用内視鏡装置。
2. 上記測距ロッドに付勢力を与えるのが圧縮コイルスプリングである請求項１記載の拡大観察用内視鏡装置。
3. 被写体の通常観察像を上記被写体との間に距離をおいた位置から取り込むための通常観察用観察窓が併設されている請求項１又は２記載の拡大観察用内視鏡装置。
4. 上記通常観察像を表示するためのモニタと上記拡大観察像を表示するためのモニタの少なくとも一方に、上記拡大観察用観察窓の外表面からの上記測距ロッドの突出長が表示される請求項３記載の拡大観察用内視鏡装置。

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