JP5030664B2 - Endoscope device - Google Patents

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Description

本発明は、内視鏡装置に関するものである。   The present invention relates to an endoscope apparatus.

癌等の異常組織と、その他の正常組織とでは発現している分子の量、細胞の活性等に違いがあることが知られており、この違いを蛍光プローブ(蛍光色素)を用いて蛍光強度の相違として観察することで、異常組織を内視鏡的に識別する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。   It is known that there is a difference in the amount of molecules expressed, cell activity, etc. between abnormal tissues such as cancer and other normal tissues, and this difference is expressed by fluorescence intensity using a fluorescent probe (fluorescent dye). A method has been proposed in which an abnormal tissue is identified endoscopically by observing as a difference (see, for example, Patent Document 1).

特開平10−201707号公報JP-A-10-201707

特許文献1には、1種類の蛍光プローブを用いて、異常組織と正常組織との相違(蛍光プローブの集積の違い)を観察することにより診断するための内視鏡が開示されている。
また、顕微鏡観察の分野では、細胞の生死判別に使用される酵素感受性タイプの蛍光プローブ(例えば、FDA;エステラーゼ感受性プローブ)が知られている。この蛍光プローブは、細胞質内に存在するエステラーゼによって蛍光性に変化する蛍光プローブであり、エステラーゼの量・活性度の違いにより蛍光性分子へ変化するスピードが異なる。この蛍光プローブを内視鏡観察における異常組織と正常組織の判別で効果的に利用することが望まれている。
Patent Document 1 discloses an endoscope for diagnosing by observing a difference between an abnormal tissue and a normal tissue (difference in the accumulation of fluorescent probes) using one type of fluorescent probe.
In the field of microscopic observation, an enzyme-sensitive fluorescent probe (for example, FDA; esterase-sensitive probe) used for cell viability discrimination is known. This fluorescent probe is a fluorescent probe that changes in fluorescence depending on the esterase present in the cytoplasm, and the speed at which it changes to a fluorescent molecule varies depending on the amount and activity of esterase. It is desired to effectively use this fluorescent probe for discrimination between abnormal tissue and normal tissue in endoscopic observation.

しかしながら、酵素の活性度は温度に依存するため、酵素感受性タイプの蛍光プローブを内視鏡観察に用いる場合、観察対象である生体表面が温度の影響を受けると、蛍光性分子に変化する速度が速すぎたり遅すぎたりして、正常/異常組織の蛍光強度の相違を観察することが困難であるという問題がある。   However, since the enzyme activity depends on temperature, when an enzyme-sensitive fluorescent probe is used for endoscopic observation, when the surface of the living body to be observed is affected by temperature, the rate of change to a fluorescent molecule is increased. There is a problem that it is difficult to observe the difference in fluorescence intensity between normal and abnormal tissues due to being too fast or too slow.

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、酵素感受性タイプの蛍光プローブを用いた蛍光観察により観察対象の生体組織が正常組織か異常組織かを精度よく診断することがきる内視鏡装置を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and is an endoscope that can accurately diagnose whether a living tissue to be observed is a normal tissue or an abnormal tissue by fluorescence observation using an enzyme-sensitive fluorescent probe. The object is to provide a mirror device.

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、生体の体腔内に挿入される挿入部と、該挿入部の先端から体腔内壁に向けて照射される励起光を発生する光源部と、該光源部から照射された励起光により体腔内壁から発生する蛍光を撮影する撮像部と、前記挿入部の先端から吐出させる液体を供給する管路を有する送液部と、該送液部の管路内を流れる液体の温度を制御する液体温度制御部とを備え、前記管路が、前記挿入部に長手方向に貫通して設けられたチャネルからなり、前記液体温度制御部が、前記挿入部の先端近傍における前記チャネルの周囲に配置されたヒータを備える内視鏡装置を提供する。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
The present invention relates to an insertion part that is inserted into a body cavity of a living body, a light source part that generates excitation light emitted from the distal end of the insertion part toward the inner wall of the body cavity, and a body cavity by excitation light emitted from the light source part An imaging unit that captures fluorescence generated from the inner wall, a liquid feeding unit that has a pipe that supplies liquid to be discharged from the tip of the insertion unit, and a liquid that controls the temperature of the liquid flowing in the pipe of the liquid feeding unit A temperature control unit , wherein the pipe line is formed by a channel penetrating in the insertion portion in the longitudinal direction, and the liquid temperature control unit is disposed around the channel in the vicinity of the distal end of the insertion unit. to provide an endoscope apparatus in which Ru with a heater.

記発明においては、前記撮像部が前記挿入部の先端に設けられ、前記ヒータが、前記撮像部より前記挿入部の基端側に設けられていることとしてもよい。 In the above SL invention, the imaging unit is provided at the distal end of the insertion portion, the heater may be that provided at the base end side of the insertion portion from the imaging unit.

また、上記発明の参考例においては、前記挿入部に長手方向に貫通するチャネルが設けられ、前記管路が前記チャネルに挿脱可能に挿入されるチューブからなり、前記液体温度制御部が前記チューブに配置されたヒータを備えることとしてもよい。
また、上記発明においては、前記送液部が、前記液体を貯留する容器を備え、前記液体温度制御部が、前記容器内の液体を恒温状態に維持する恒温槽を備えることとしてもよい。
Moreover, in the reference example of the above invention, the insertion portion is provided with a channel penetrating in the longitudinal direction, and the conduit is formed by a tube that is removably inserted into the channel, and the liquid temperature control portion is the tube. It is good also as providing the heater arrange | positioned in.
Moreover, in the said invention, the said liquid feeding part is provided with the container which stores the said liquid, and the said liquid temperature control part is good also as providing the thermostat which maintains the liquid in the said container in a constant temperature state.

また、上記発明においては、前記液体温度制御部が、前記液体を前記生体の体温と略同等の温度に制御することとしてもよい。   Moreover, in the said invention, the said liquid temperature control part is good also as controlling the said liquid to the temperature substantially equivalent to the body temperature of the said biological body.

本発明によれば、酵素感受性タイプの蛍光プローブを内視鏡観察に用いる場合であっても、観察時の温度環境を維持しながら蛍光観察を行うことで、観察対象の生体組織が正常組織か異常組織かを精度よく診断することがきるという効果を奏する。   According to the present invention, even when an enzyme-sensitive fluorescent probe is used for endoscopic observation, by performing fluorescence observation while maintaining the temperature environment at the time of observation, the biological tissue to be observed is a normal tissue. There is an effect that it is possible to accurately diagnose whether the tissue is abnormal.

本実施形態に係る内視鏡装置1は、図1に示されるように、生体の体腔内に挿入される挿入部2と、該挿入部2内に配置される撮像ユニット3と、励起光を発する光源ユニット4と、前記挿入部2の先端2aから吐出させる液体を供給する送液ユニット20と、前記撮像ユニット3、光源ユニット4および送液ユニット20を制御する制御ユニット5と、前記撮像ユニット3により取得された画像を表示する表示ユニット6とを備えている。   As shown in FIG. 1, an endoscope apparatus 1 according to the present embodiment includes an insertion unit 2 that is inserted into a body cavity of a living body, an imaging unit 3 that is disposed in the insertion unit 2, and excitation light. A light source unit 4 that emits light, a liquid feeding unit 20 that supplies liquid to be discharged from the distal end 2a of the insertion portion 2, a control unit 5 that controls the imaging unit 3, the light source unit 4, and the liquid feeding unit 20, and the imaging unit. 3 and a display unit 6 for displaying the image acquired by 3.

前記挿入部2は、生体の体腔内に挿入できる極めて細い外形寸法を有し、その内部に、前記光源ユニット4からの光を先端2aまで伝播するライトガイド7、長手方向に貫通形成されたチャネル23、該チャネル23内を流れる液体を加温するヒータ26および前記撮像ユニット3を備えている。   The insertion portion 2 has an extremely thin outer dimension that can be inserted into a body cavity of a living body, and a light guide 7 that propagates light from the light source unit 4 to the tip 2a therein, a channel that penetrates in the longitudinal direction. 23, a heater 26 for heating the liquid flowing in the channel 23, and the imaging unit 3.

前記光源ユニット4は、体腔内の撮影対象を照明し、白色像を取得するための照明光を発する白色観察用光源8と、体腔内の撮影対象に照射され、撮影対象内に存在する蛍光物質を励起して蛍光を発生させるための励起光を発する特殊観察用光源9と、これらの光源8,9を制御する光源制御回路10とを備えている。   The light source unit 4 illuminates a subject to be imaged in the body cavity and emits illumination light for obtaining a white image, and a fluorescent material that is irradiated to the subject to be imaged in the body cavity and exists in the subject to be imaged Are provided with a special observation light source 9 that emits excitation light for generating fluorescence and a light source control circuit 10 that controls these light sources 8 and 9.

前記白色観察用光源8は、例えば、図示しないキセノンランプおよびバンドパスフィルタを組み合わせたもので、バンドパスフィルタの50%透過域は、420〜470nm、500〜580nmおよび570〜650nmである。すなわち、白色観察用光源8は、波長帯域420〜470nmの青色照明光、波長帯域500〜580nmの緑色照明光および波長帯域570〜650nmの赤色照明光を射出することができるようになっている。   The white observation light source 8 is, for example, a combination of a xenon lamp and a bandpass filter (not shown), and the 50% transmission regions of the bandpass filter are 420 to 470 nm, 500 to 580 nm, and 570 to 650 nm. That is, the white observation light source 8 can emit blue illumination light having a wavelength band of 420 to 470 nm, green illumination light having a wavelength band of 500 to 580 nm, and red illumination light having a wavelength band of 570 to 650 nm.

前記特殊観察用光源9は、例えば、ピーク波長490±5nmの励起光を出射する半導体レーザ(または488±5nmの励起光を出射するアルゴンレーザ)である。この半導体レーザは、フルオレセイン骨格を有する蛍光プローブを励起することができる。
前記光源制御回路10は、所定のタイミングで、白色観察用光源8と特殊観察用光源9とを動作させるようになっている。
The special observation light source 9 is, for example, a semiconductor laser that emits excitation light having a peak wavelength of 490 ± 5 nm (or an argon laser that emits excitation light of 488 ± 5 nm). This semiconductor laser can excite a fluorescent probe having a fluorescein skeleton.
The light source control circuit 10 operates the white observation light source 8 and the special observation light source 9 at a predetermined timing.

蛍光プローブには、酵素により蛍光特性が変化する酵素感受性蛍光プローブ、例えば、フルオレセイン骨格を有するエステラーゼ感受性蛍光プローブ(FDAcr)を使用する。エステラーゼ感受性蛍光プローブはエステラーゼとの反応前は、蛍光を発しない。しかし、細胞質に存在する加水分解酵素であるエステラーゼによって490nm付近に光吸収のピークを有し、510nm付近にピークを有する蛍光を発する物質に変化する性質を有している。
エステラーゼの存在量は正常組織より癌等の異常組織に多いため、フルオレセインに変化する速度は、異常組織の方が早い。したがって、半導体レーザから励起光を照射することにより、正常組織よりも異常組織から強い蛍光を得ることができる。
この蛍光プローブが溶解した蛍光プローブ溶液が後述するタンク21に貯留されている。
As the fluorescent probe, an enzyme-sensitive fluorescent probe whose fluorescent property changes depending on the enzyme, for example, an esterase-sensitive fluorescent probe (FDAcr) having a fluorescein skeleton is used. The esterase-sensitive fluorescent probe does not emit fluorescence before the reaction with esterase. However, it has the property of being changed to a fluorescent substance having a light absorption peak near 490 nm and a peak near 510 nm by esterase which is a hydrolase present in the cytoplasm.
Since the abundance of esterase is higher in abnormal tissues such as cancer than in normal tissues, the rate of change to fluorescein is faster in abnormal tissues. Therefore, stronger fluorescence can be obtained from an abnormal tissue than a normal tissue by irradiating excitation light from a semiconductor laser.
A fluorescent probe solution in which the fluorescent probe is dissolved is stored in a tank 21 described later.

前記撮像ユニット3は、例えば、撮影対象から入射される光を集光する撮像光学系11と、撮影対象Aから入射されてくる励起光を遮断する励起光カットフィルタ12と、制御ユニット5の作動により分光特性を変化させられる可変分光素子13と、撮像光学系11により集光された光を撮影して電気信号に変換する撮像素子14とを備えている。   The imaging unit 3 includes, for example, an imaging optical system 11 that collects light incident from the imaging target, an excitation light cut filter 12 that blocks excitation light incident from the imaging target A, and an operation of the control unit 5. The variable spectroscopic element 13 whose spectral characteristics can be changed by the above, and the image sensor 14 that captures the light collected by the image pickup optical system 11 and converts it into an electric signal.

前記可変分光素子13は、例えば、平行間隔を空けて配置され対向面に反射膜が設けられた2枚の平板状の光学部材13a,13bと、該光学部材13a,13bの間隔を変化させるアクチュエータ13cとを備えるエタロン型の光学フィルタである。アクチュエータ13cは、例えば、圧電素子である。この可変分光素子13は、アクチュエータ13cの作動により光学部材13a,13bの間隔寸法を変化させることで、その透過する光の波長帯域を変化させることができるようになっている。
可変分光素子13は、さらに具体的には、1つの固定透過帯域および1つの可変透過帯域の2つの透過帯域を有する透過率波長特性を有している。固定透過帯域は、可変分光素子13の状態によらず、常に入射光を透過するようになっている。また、可変透過帯域は可変分光素子13の状態に応じて透過率特性が変化するようになっている。
The variable spectroscopic element 13 includes, for example, two plate-like optical members 13a and 13b that are arranged at a parallel interval and provided with a reflection film on the opposing surface, and an actuator that changes the interval between the optical members 13a and 13b. It is an etalon type optical filter provided with 13c. The actuator 13c is, for example, a piezoelectric element. The variable spectroscopic element 13 can change the wavelength band of the transmitted light by changing the distance between the optical members 13a and 13b by the operation of the actuator 13c.
More specifically, the variable spectroscopic element 13 has a transmittance wavelength characteristic having two transmission bands of one fixed transmission band and one variable transmission band. The fixed transmission band always transmits incident light regardless of the state of the variable spectroscopic element 13. Further, the transmittance characteristic of the variable transmission band changes according to the state of the variable spectroscopic element 13.

前記制御ユニット5は、図1に示されるように、撮像素子14を駆動制御する撮像素子制御回路15と、可変分光素子13を駆動制御する可変分光素子制御回路16と、後述するバルブ制御回路25と、撮像素子14により取得された画像情報を記憶する画像記憶部17と、該画像記憶部17に記憶された画像情報を処理して表示ユニット6に出力する画像処理回路18とを備えている。
前記撮像素子制御回路15および可変分光素子制御回路16は、前記光源制御回路10に接続され、光源制御回路10による白色観察用光源8および特殊観察用光源9の切り替えに同期して可変分光素子13および撮像素子14を駆動制御するようになっている。
As shown in FIG. 1, the control unit 5 includes an image sensor control circuit 15 for driving and controlling the image sensor 14, a variable spectroscopic element control circuit 16 for driving and controlling the variable spectroscopic element 13, and a valve control circuit 25 described later. And an image storage unit 17 that stores image information acquired by the image sensor 14, and an image processing circuit 18 that processes the image information stored in the image storage unit 17 and outputs the processed image information to the display unit 6. .
The imaging element control circuit 15 and the variable spectral element control circuit 16 are connected to the light source control circuit 10, and are synchronized with the switching of the white observation light source 8 and the special observation light source 9 by the light source control circuit 10. The image pickup device 14 is driven and controlled.

具体的には、光源制御回路10の作動により、特殊観察用光源9から励起光が発せられるときには、可変分光素子制御回路16が、可変分光素子の状態を第1の状態として、撮像素子制御回路15が撮像素子から出力される画像情報を第1のフレームメモリ17Aに出力するようになっている。また、光源制御回路10の作動により、白色観察用光源8から照明光が発せられるときには、可変分光素子制御回路16が、可変分光素子を第2の状態として、撮像素子制御回路15が撮像素子から出力される画像情報を第2のフレームメモリ17Bに出力するようになっている。   Specifically, when excitation light is emitted from the special observation light source 9 by the operation of the light source control circuit 10, the variable spectroscopic element control circuit 16 sets the state of the variable spectroscopic element as the first state and sets the imaging element control circuit. The image information 15 is output from the image sensor to the first frame memory 17A. When the illumination light is emitted from the white light source 8 by the operation of the light source control circuit 10, the variable spectral element control circuit 16 sets the variable spectral element to the second state, and the imaging element control circuit 15 starts from the imaging element. The output image information is output to the second frame memory 17B.

また、前記画像処理回路18は、蛍光観察の場合には、励起光の照射により得られる蛍光画像情報を第1のフレームメモリ17Aから受け取って表示ユニット6に出力し、白色観察の場合には、青色、緑色および赤色の照明光の照射により得られる反射光画像情報を第2のフレームメモリ17Bから受け取って表示ユニット6に出力するようになっている。   In the case of fluorescence observation, the image processing circuit 18 receives fluorescence image information obtained by irradiation of excitation light from the first frame memory 17A and outputs it to the display unit 6, and in the case of white observation, Reflected light image information obtained by irradiation of blue, green, and red illumination light is received from the second frame memory 17B and output to the display unit 6.

前記送液ユニット20は、蛍光プローブ溶液を貯留するタンク21と、洗浄液を貯留するタンク24と、該タンク21,24内の液体を恒温状態に維持する恒温槽27と、該恒温槽27の温度を表示する温度表示部28と、前記タンク21,24からの液体を供給/停止するバルブ22と、該バルブ22に接続され、前記挿入部2に沿って、液体を先端2aまで供給するチャネル23と、該チャネル23内を流れる液体を加温するヒータ26と、前記制御ユニット5内に配置され、前記バルブ22を制御するバルブ制御回路25とを備えている。   The liquid feeding unit 20 includes a tank 21 for storing the fluorescent probe solution, a tank 24 for storing the cleaning liquid, a thermostat 27 for maintaining the liquid in the tanks 21, 24 at a constant temperature, and the temperature of the thermostat 27. A temperature display unit 28 for displaying, a valve 22 for supplying / stopping liquid from the tanks 21, 24, and a channel 23 connected to the valve 22 for supplying liquid to the tip 2 a along the insertion unit 2. And a heater 26 for heating the liquid flowing in the channel 23, and a valve control circuit 25 disposed in the control unit 5 for controlling the valve 22.

前記チャネル23は、挿入部2に長手方向に貫通して設けられ、その先端が挿入部2の先端2aに配置されて、送られてきた蛍光プローブ溶液や洗浄液のような液体を撮影対象に向けて散布することができるようになっている。
前記ヒータ26は、撮像ユニット3より基端側の挿入部2の先端2a近傍におけるチャネル23の周囲に配置されている。
The channel 23 is provided so as to penetrate the insertion portion 2 in the longitudinal direction, and the tip thereof is disposed at the tip 2a of the insertion portion 2 so that a liquid such as a sent fluorescent probe solution or a cleaning solution is directed toward an imaging target. Can be sprayed.
The heater 26 is disposed around the channel 23 in the vicinity of the distal end 2 a of the insertion portion 2 on the proximal end side from the imaging unit 3.

バルブ制御回路25は、図3に示されるように、蛍光画像取得のための特殊観察用光源9の起動前の白色光観察中に、所定時間にわたってタンク21内に貯留されている蛍光プローブ溶液を散布させるようバルブ22を制御するようになっている。
また、バルブ制御回路25は、蛍光プローブ溶液を散布した後、バルブ22をオフ状態に切り替えるようになっている。
As shown in FIG. 3, the bulb control circuit 25 is configured to remove the fluorescent probe solution stored in the tank 21 for a predetermined time during the white light observation before the activation of the special observation light source 9 for obtaining a fluorescent image. The valve 22 is controlled to spray.
In addition, the valve control circuit 25 is configured to switch the valve 22 to the OFF state after the fluorescent probe solution is sprayed.

また、バルブ制御回路25は、蛍光プローブ溶液の散布前および散布後の蛍光観察をする前に、生体表面を洗浄し、あるいは生体表面に溜まっている蛍光プローブを洗浄するために、洗浄液を散布させるようバルブ22を制御するようになっている。また、バルブ制御回路25は、洗浄液を散布した後、バルブ22をオフ状態に切り替えるようになっている。
洗浄液としては、例えば、低濃度の酢酸溶液を使用する。
In addition, the valve control circuit 25 sprays a cleaning solution in order to clean the surface of the living body or to clean the fluorescent probe accumulated on the surface of the living body before and after the fluorescent probe solution is sprayed. The valve 22 is controlled. Further, the valve control circuit 25 is configured to switch the valve 22 to an off state after spraying the cleaning liquid.
For example, a low concentration acetic acid solution is used as the cleaning liquid.

このように構成された本実施形態に係る内視鏡装置1の作用について説明する。
本実施形態に係る内視鏡装置1を用いて、生体の体腔内の撮影対象Aを撮像するには、まず、挿入部2を体腔内に挿入し、その先端2aを体腔内の撮影対象Aに対向させる。
The operation of the endoscope apparatus 1 according to the present embodiment configured as described above will be described.
In order to image the imaging target A in the body cavity of the living body using the endoscope apparatus 1 according to the present embodiment, first, the insertion portion 2 is inserted into the body cavity, and the distal end 2a thereof is the imaging target A in the body cavity. To face.

この状態で、光源ユニット4および制御ユニット5を作動させ、光源制御回路10の作動により、白色観察用光源8を作動させて照明光を発生させ、白色観察が行われる。
このとき、発生した照明光は、それぞれライトガイド7を介して挿入部2の先端2aまで伝播され、挿入部2の先端2aから撮影対象Aに向けて照射される。照射された照明光は撮影対象Aの表面において反射され、撮像光学系11により集光されて励起光カットフィルタ12を透過し、可変分光素子13に入射される。
In this state, the light source unit 4 and the control unit 5 are operated, and the light source control circuit 10 is operated to operate the white observation light source 8 to generate illumination light, thereby performing white observation.
At this time, the generated illumination light is propagated through the light guide 7 to the distal end 2a of the insertion portion 2 and irradiated from the distal end 2a of the insertion portion 2 toward the imaging target A. The irradiated illumination light is reflected on the surface of the imaging target A, is collected by the imaging optical system 11, passes through the excitation light cut filter 12, and enters the variable spectral element 13.

可変分光素子13は、可変分光素子制御回路16の作動により第2の状態に切り替えられているので、入射された反射光は全て可変分光素子13を透過させられる。可変分光素子13を透過した反射光は撮像素子14に入射され、反射光画像情報が取得される。取得された反射光画像情報は、第2のフレームメモリ17Bに記憶され、画像処理回路18によって、表示ユニット6に出力され表示される。 Since the variable spectroscopic element 13 is switched to the second state by the operation of the variable spectroscopic element control circuit 16, all incident reflected light is transmitted through the variable spectroscopic element 13. The reflected light that has passed through the variable spectroscopic element 13 is incident on the image sensor 14 and the reflected light image information is acquired. The acquired reflected light image information is stored in the second frame memory 17B, and is output and displayed on the display unit 6 by the image processing circuit 18.

その後、蛍光プローブを用いた観察を行う場合には、バルブ制御回路25の作動によりバルブ22が、チャネル23と洗浄液を貯留するタンク24とを接続し、洗浄液が生体に散布され、生体表面に存在する残渣等が洗い流される。
洗浄液散布後、バルブ制御回路25の作動により、バルブ22が、チャネル23と蛍光プローブ溶液を貯留するタンク21とを接続し、蛍光プローブ溶液が生体に散布される。
Thereafter, when observation using a fluorescent probe is performed, the valve 22 is connected to the channel 23 and the tank 24 for storing the cleaning liquid by the operation of the valve control circuit 25, and the cleaning liquid is sprayed on the living body and exists on the living body surface. Residue etc. to be washed away.
After spraying the cleaning liquid, the valve control circuit 25 operates to connect the channel 22 and the tank 21 storing the fluorescent probe solution, so that the fluorescent probe solution is sprayed on the living body.

蛍光プローブ溶液を散布した後、バルブ制御回路25の作動により、バルブ22が再度、チャネル23とタンク24とを接続し、洗浄液が散布され、生体表面に存在する蛍光プローブ溶液が洗浄される。蛍光プローブの散布から洗浄までには一定の時間を設けてもよい。   After the fluorescent probe solution is sprayed, the valve 22 connects the channel 23 and the tank 24 again by the operation of the valve control circuit 25, the cleaning liquid is sprayed, and the fluorescent probe solution present on the living body surface is cleaned. A certain period of time may be provided between the spraying of the fluorescent probe and the cleaning.

洗浄後、光源制御回路10の作動により、白色観察用光源8から特殊観察用光源9に切り替えて、特殊観察用光源9を作動させて励起光を発生させ、蛍光観察が行われる。
このとき、発生した励起光は、それぞれライトガイド7を介して挿入部2の先端2aまで伝播され、挿入部2の先端2aから撮影対象Aに向けて照射される。これにより、撮影対象Aに浸透している蛍光プローブが励起されて蛍光が発せられる。撮影対象Aから発せられた蛍光は、撮像ユニット3の撮像光学系11により集光され、励起光カットフィルタ12を透過し、可変分光素子13に入射される。
After cleaning, the light source control circuit 10 is operated to switch from the white observation light source 8 to the special observation light source 9, and the special observation light source 9 is operated to generate excitation light to perform fluorescence observation.
At this time, the generated excitation light is propagated through the light guide 7 to the distal end 2a of the insertion portion 2 and irradiated from the distal end 2a of the insertion portion 2 toward the imaging target A. As a result, the fluorescent probe penetrating the imaging target A is excited and emits fluorescence. The fluorescence emitted from the imaging target A is collected by the imaging optical system 11 of the imaging unit 3, passes through the excitation light cut filter 12, and enters the variable spectral element 13.

可変分光素子13は、可変分光素子制御回路16により第1の状態に切り替えられ、蛍光に対する透過率が増大させられているので、入射された蛍光は可変分光素子13を透過させられる。可変分光素子13を透過した蛍光は撮像素子14に入射され、蛍光画像情報が取得される。取得された蛍光画像情報は、第1のフレームメモリ17Aに記憶され、画像処理回路18によって、表示ユニット6出力され表示される。   Since the variable spectroscopic element 13 is switched to the first state by the variable spectroscopic element control circuit 16 and the transmittance for fluorescence is increased, the incident fluorescence is transmitted through the variable spectroscopic element 13. The fluorescence transmitted through the variable spectroscopic element 13 is incident on the image sensor 14 and fluorescence image information is acquired. The acquired fluorescence image information is stored in the first frame memory 17A, and is output from the display unit 6 and displayed by the image processing circuit 18.

この場合において、本実施形態に係る内視鏡装置1によれば、恒温槽27によりあらかじめ所定の温度に設定された蛍光プローブ溶液および洗浄液がチャネル23に供給される。そして、そのチャネル23内を流れる蛍光プローブ溶液および洗浄液が、ヒータ26により所定の温度に調節されつつ、観察対象Aである生体表面に散布される。つまり、蛍光プローブ溶液および洗浄液の温度を制御することで、観察対象Aである生体の温度が観察に適した温度に維持される。   In this case, according to the endoscope apparatus 1 according to the present embodiment, the fluorescent probe solution and the cleaning liquid that are set to a predetermined temperature in advance by the thermostatic chamber 27 are supplied to the channel 23. Then, the fluorescent probe solution and the cleaning liquid flowing in the channel 23 are dispersed on the living body surface as the observation target A while being adjusted to a predetermined temperature by the heater 26. That is, by controlling the temperatures of the fluorescent probe solution and the cleaning solution, the temperature of the living body that is the observation target A is maintained at a temperature suitable for observation.

ここで、酵素感受性蛍光プローブを用いた癌診断においては、正常/異常組織の蛍光強度の上昇スピードの違いを利用して、蛍光強度の相違を観察することにより、正常組織か癌等の異常組織かを識別するところ、ある時間がたつと、正常/異常組織の蛍光強度の差は小さくなってしまうため、図4に示されるように、正常/異常組織の蛍光強度の差が大きい時間帯(正常/異常組織で蛍光のコントラストが最もつく時間帯)に計測することが必要である。しかし、対象となる分子(酵素)と蛍光プローブとの反応速度(酵素の活性度)は温度の影響を受けることから、観察に適した時間帯を捉えることが難しい場合がある。そこで、診断に適した蛍光のコントラストを得るために、所定の温度条件下で蛍光観察を行うことで、蛍光プローブの反応速度(酵素の活性度)をコントロールすることが望ましい。   Here, in cancer diagnosis using an enzyme-sensitive fluorescent probe, a normal tissue or an abnormal tissue such as cancer is observed by observing the difference in the fluorescent strength using the difference in the increase speed of the fluorescent strength of normal / abnormal tissue. As shown in FIG. 4, since the difference in fluorescence intensity between normal / abnormal tissues becomes smaller after a certain period of time, as shown in FIG. It is necessary to measure in the normal / abnormal tissue when the fluorescence contrast is the highest. However, since the reaction rate (activity of the enzyme) between the target molecule (enzyme) and the fluorescent probe is affected by temperature, it may be difficult to capture a time zone suitable for observation. Therefore, in order to obtain a fluorescence contrast suitable for diagnosis, it is desirable to control the reaction rate (enzyme activity) of the fluorescent probe by performing fluorescence observation under a predetermined temperature condition.

本実施形態に係る内視鏡装置1によれば、対象となる分子(酵素)と蛍光プローブとの反応速度(酵素の活性度)が組織の温度低下による影響を受けることがないので、図4に示されるように、正常/異常組織で蛍光のコントラストが明確につき、蛍光強度の差が大きく現れる蛍光観察に適した時間帯を長く確保し、蛍光を的確に捉えることができる。これにより、散布型の酵素感受性蛍光プローブを利用した癌診断において、観察対象Aの生体組織が正常組織か異常組織かを精度よく診断することがきる。   According to the endoscope apparatus 1 according to the present embodiment, the reaction rate (activity of the enzyme) between the target molecule (enzyme) and the fluorescent probe is not affected by the temperature decrease of the tissue. As shown in FIG. 5, the fluorescence contrast is clear in normal / abnormal tissues, and a long time zone suitable for fluorescence observation in which a difference in fluorescence intensity appears greatly can be secured to accurately capture the fluorescence. Thereby, in cancer diagnosis using a spray-type enzyme-sensitive fluorescent probe, it is possible to accurately diagnose whether the biological tissue of the observation target A is a normal tissue or an abnormal tissue.

仮に、室温が低い場合には、タンク21,24内に貯留されている蛍光プローブ溶液および洗浄液の温度が恒温槽からチャネル23へ流通する際に低下するので、そのまま観察対象Aである生体表面に散布されると、生体表面の温度が低下してしまう。その結果、対象となる分子(酵素)と蛍光プローブとの反応速度が遅く(酵素の活性度が低く)なることが考えられる。この場合、図5に示される比較例1のように、蛍光強度の上昇スピードが遅く蛍光光量が弱いので、観察に必要な蛍光強度を得るためには、蛍光プローブの投与後、長い時間を待たなければならず、また、蛍光プローブ自体は細胞から少しずつ漏れていくため長時間待っても蛍光強度の差が小さく、正常/異常組織の識別が困難となる。   If the room temperature is low, the temperature of the fluorescent probe solution and the cleaning solution stored in the tanks 21 and 24 decreases when flowing from the thermostatic chamber to the channel 23, so that the surface of the living body, which is the observation target A, remains as it is. When sprayed, the temperature of the living body surface will decrease. As a result, it is conceivable that the reaction rate between the target molecule (enzyme) and the fluorescent probe is slow (the enzyme activity is low). In this case, as in Comparative Example 1 shown in FIG. 5, since the increase rate of the fluorescence intensity is slow and the amount of fluorescence is weak, in order to obtain the fluorescence intensity necessary for observation, a long time was waited after administration of the fluorescent probe. In addition, since the fluorescent probe itself leaks from the cells little by little, the difference in fluorescence intensity is small even after waiting for a long time, making it difficult to distinguish between normal and abnormal tissues.

これに対して、本実施形態によれば、恒温槽27により蛍光プローブ溶液および洗浄液をあらかじめ生体の体温と略同等の温度(略37℃)に温め、また、ヒータ26によりチャネル23内において再度37℃前後に加温してから、観察対象Aである生体表面に散布することにより、生体表面の温度低下を防止できる。つまり、酵素の活性度が高くなる37℃前後に温めた蛍光プローブ溶液、洗浄液を用いることで、対象となる分子(酵素)と蛍光プローブとの反応速度(酵素の活性度)を観察に適した速度にコントロールすることができる。したがって、正常/異常組織で蛍光のコントラストがつき、蛍光強度の差が大きく現れる時間帯に観察を行うことで、精度よく癌診断を行うことができる。   On the other hand, according to the present embodiment, the temperature of the fluorescent probe solution and the cleaning solution is preliminarily warmed to a temperature substantially equal to the body temperature of the living body (approximately 37 ° C.) by the thermostatic chamber 27, and 37 again in the channel 23 by the heater 26. By heating around the living body surface, which is the observation target A, after heating to around 0 ° C., a temperature drop on the living body surface can be prevented. In other words, by using a fluorescent probe solution and a washing solution heated to around 37 ° C. where the activity of the enzyme increases, the reaction rate (activity of the enzyme) between the target molecule (enzyme) and the fluorescent probe is suitable for observation. Can be controlled to speed. Therefore, cancer diagnosis can be performed with high accuracy by performing observation in a time zone where fluorescence contrast is present in normal / abnormal tissues and a difference in fluorescence intensity is large.

また、本実施形態によれば、操作部から挿入部2の先端2aまでが長い内視鏡においても、ヒータ26がチャネル23の周囲に設けられているので、チャネル23内を流れる間に蛍光プローブ溶液および洗浄液の温度が低下することを防止できる。また、ヒータ26は挿入部2の先端2a近傍に設けられているので、蛍光プローブ溶液および洗浄液の温度が吐出直前まで加温され続けることとなり、精度よく温度管理を行うことができる。
そして、ヒータ26は撮像ユニット3より基端側に設けられていることから、撮像ユニット3が加温されてしまうおそれがない。挿入部2先端2aのような極めて狭小なスペースであっても撮像ユニット3より基端側であればヒータ26を設けることができる。
Further, according to the present embodiment, the heater 26 is provided around the channel 23 even in an endoscope having a long length from the operation unit to the distal end 2 a of the insertion unit 2. It can prevent that the temperature of a solution and a washing | cleaning liquid falls. Further, since the heater 26 is provided in the vicinity of the distal end 2a of the insertion portion 2, the temperatures of the fluorescent probe solution and the cleaning solution are kept heated until immediately before discharge, and temperature management can be performed with high accuracy.
And since the heater 26 is provided in the base end side from the imaging unit 3, there is no possibility that the imaging unit 3 will be heated. Even in a very narrow space such as the distal end 2 a of the insertion portion 2, the heater 26 can be provided on the base end side of the imaging unit 3.

また、本実施形態によれば、洗浄液に低濃度の酢酸溶液を使用しているので、観察対象Aである生体表面から粘液を除去することができる。つまり、この酢酸が生体組織の染色の妨げになる粘液の成分を分解することとなるので、蛍光プローブが生体表面に定着しやすい。これにより、精度よく蛍光観察を行うことができる。   Moreover, according to this embodiment, since a low concentration acetic acid solution is used for the cleaning liquid, mucus can be removed from the living body surface that is the observation target A. That is, since this acetic acid decomposes the mucus component that hinders staining of living tissue, the fluorescent probe is easily fixed on the surface of the living body. Thereby, fluorescence observation can be performed with high accuracy.

なお、本実施形態に係る内視鏡装置1においては、チャネル23の周囲にヒータ26を設けることとしたが、これに代えて、図6に示されるように、チャネル23に挿脱可能に挿入されるチューブ29を備え、このチューブ29の周囲にヒータ26を設けることにしてもよい。また、ヒータ26はチューブ29自体に設けてもよいし、チューブ29の内面の一部に設けることにしてもよい。この場合において、蛍光プローブ溶液および洗浄液をシリンジ等で前記チューブ29に流し込むことにしてもよい。   In the endoscope apparatus 1 according to the present embodiment, the heater 26 is provided around the channel 23. Instead of this, as shown in FIG. The tube 29 may be provided, and the heater 26 may be provided around the tube 29. The heater 26 may be provided on the tube 29 itself, or may be provided on a part of the inner surface of the tube 29. In this case, the fluorescent probe solution and the cleaning liquid may be poured into the tube 29 with a syringe or the like.

さらに、このチューブ29の先端を、液体をスプレー状に噴霧できるような構成にすることにしてもよい。このような構成により、チャネル23に直接蛍光プローブ溶液および洗浄液を流すよりも観察対象Aである生体表面に散布しやすくなるという利点がある。
また、本実施形態に係る内視鏡装置1においては、ヒータ26と併せて恒温槽27を設けることとしたが、ヒータ26のみを設け恒温槽27を設けないことにしてもよい。
Further, the tip of the tube 29 may be configured to spray the liquid in a spray form. With such a configuration, there is an advantage that the fluorescent probe solution and the cleaning solution are more easily distributed on the surface of the living body as the observation target A than when the fluorescent probe solution and the washing solution are allowed to flow directly through the channel 23.
Moreover, in the endoscope apparatus 1 according to the present embodiment, the constant temperature bath 27 is provided together with the heater 26, but only the heater 26 may be provided and the constant temperature bath 27 may not be provided.

また、これとは逆に、図7に示されるように、ヒータ26を設けることなく、恒温槽27のみを設けることにしてもよい。特に、挿入部2内のスペースが狭くてチャネル23にヒータ26を設けることができず、また、チャネル23が細くてこれに挿入するチューブ29にヒータ26を設けることもできないような、細い内視鏡装置1の場合に、挿入部2の外に恒温槽27を設けることで上記と同様の効果を奏することができるという利点がある。この場合、断熱性を有する材料により前記チャネル23を構成することが望ましい。このように構成することにより、恒温槽27により加温された蛍光プローブ溶液および洗浄液の温度が、チャネル23内を流れる間に変化してしまうことを防止できる。このとき、チューブ29を使用前に、恒温槽などを使って温めておいてもよい。   On the contrary, as shown in FIG. 7, only the constant temperature bath 27 may be provided without providing the heater 26. In particular, a narrow internal view in which the space in the insertion portion 2 is narrow so that the heater 26 cannot be provided in the channel 23, and the heater 26 is not provided in the tube 29 inserted into the channel 23. In the case of the mirror device 1, there is an advantage that the same effect as described above can be obtained by providing the thermostatic chamber 27 outside the insertion portion 2. In this case, it is desirable that the channel 23 is made of a heat insulating material. By configuring in this way, it is possible to prevent the temperature of the fluorescent probe solution and the cleaning solution heated by the thermostatic chamber 27 from changing while flowing in the channel 23. At this time, the tube 29 may be warmed using a thermostatic bath or the like before use.

ここで、対象となる分子(酵素)と蛍光プローブとの反応速度が速い(酵素の活性度が高い)場合には、図8に示される比較例2のように、正常/異常組織で蛍光強度の差が生じる時間帯が短く、蛍光プローブの投与後すぐに観察する必要もあり、正常/異常組織の識別が困難となる。
これに対して、本実施形態によれば、恒温槽27によりあらかじめ冷却した洗浄液、蛍光プローブ溶液を観察対象である生体表面に散布することで生体表面の温度を低下させ、対象となる分子(酵素)と蛍光プローブとの反応速度を遅く(酵素の活性度を低く)し、蛍光強度の差が大きく現れる時間帯を延ばすことができる。これにより、観察時間が確保され精度よく癌診断を行うことができる。
Here, when the reaction speed between the target molecule (enzyme) and the fluorescent probe is fast (the enzyme activity is high), the fluorescence intensity is detected in normal / abnormal tissues as in Comparative Example 2 shown in FIG. The time period in which the difference occurs is short and it is necessary to observe immediately after administration of the fluorescent probe, making it difficult to distinguish between normal and abnormal tissues.
On the other hand, according to the present embodiment, the temperature of the living body surface is lowered by spraying the cleaning solution and the fluorescent probe solution cooled in advance in the thermostat 27 on the living body surface to be observed, and the target molecule (enzyme) ) And the fluorescent probe can be slowed down (enzyme activity is lowered), and the time zone in which the difference in fluorescence intensity appears can be extended. Thereby, observation time is ensured and cancer diagnosis can be performed accurately.

具体的には、例えば生体の体温と略同等の温度(略37℃)では対象となる分子(酵素)との反応速度が速すぎるフルオレセインジアセテート(FDA)を蛍光プローブとして使用する場合に、恒温槽27により15℃位に冷却した蛍光プローブ溶液および洗浄液を観察対象である生体表面に散布して、生体表面の温度を低くすることにより、反応速度を遅くして蛍光観察を行うことが考えられる。   Specifically, for example, when fluorescein diacetate (FDA) is used as a fluorescent probe, the reaction rate with a target molecule (enzyme) is too high at a temperature approximately equal to the body temperature of a living body (approximately 37 ° C.). It is conceivable to perform fluorescence observation by slowing the reaction rate by spraying the fluorescent probe solution and the washing liquid cooled to about 15 ° C. in the tank 27 on the surface of the living body to be observed and lowering the temperature of the living body surface. .

また、本実施形態においては、蛍光プローブ溶液を貯留するタンク21と洗浄液を貯留するタンク24に対し、1つのチャネル23、バルブ22および恒温槽27を配置することとしたが、チャネル23、バルブ22および恒温槽27は、タンク21,24ごとにそれぞれ配置することにしてもよい。
また、本実施形態においては、蛍光プローブ溶液および洗浄液の両方をヒータ26および恒温槽27で加温することとしたが、ヒータ26または恒温槽27によりどちらか一方のみを加温または冷却することにしてもよい。
In the present embodiment, one channel 23, valve 22 and constant temperature bath 27 are arranged for the tank 21 for storing the fluorescent probe solution and the tank 24 for storing the cleaning liquid. The constant temperature bath 27 may be arranged for each of the tanks 21 and 24.
In the present embodiment, both the fluorescent probe solution and the cleaning solution are heated by the heater 26 and the constant temperature bath 27. However, only one of them is heated or cooled by the heater 26 or the constant temperature bath 27. May be.

本発明の一実施形態に係る内視鏡装置の全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of an endoscope apparatus according to an embodiment of the present invention. 図1の内視鏡装置に備えられる撮像ユニットの構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of the imaging unit with which the endoscope apparatus of FIG. 1 is equipped. 図1の内視鏡装置による観察動作の一例を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows an example of observation operation by the endoscope apparatus of FIG. 図1の内視鏡装置による蛍光強度の時間変化を示すグラフである。It is a graph which shows the time change of the fluorescence intensity by the endoscope apparatus of FIG. 図4の蛍光強度の時間変化の比較例1を示すグラフである。It is a graph which shows the comparative example 1 of the time change of the fluorescence intensity of FIG. 図1の内視鏡装置の変形例を示す全体構成図である。It is a whole block diagram which shows the modification of the endoscope apparatus of FIG. 図1の内視鏡装置の他の変形例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the other modification of the endoscope apparatus of FIG. 図4の蛍光強度の時間変化の比較例2を示すグラフである。It is a graph which shows the comparative example 2 of the time change of the fluorescence intensity of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 内視鏡装置
2 挿入部
2a 先端
3 撮像ユニット(撮像部)
4 光源ユニット(光源部)
6 表示ユニット
7 ライトガイド
8 白色観察用光源
9 特殊観察用光源
20 送液ユニット(送液部)
21,24 タンク(容器)
23 チャネル(管路)
26 ヒータ(液体温度制御部)
27 恒温槽(液体温度制御部)
29 チューブ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Endoscope apparatus 2 Insertion part 2a Tip 3 Imaging unit (imaging part)
4 Light source unit (light source part)
6 Display unit 7 Light guide 8 Light source for white observation 9 Light source for special observation 20 Liquid feeding unit (liquid feeding part)
21, 24 Tank (container)
23 channels (pipe)
26 Heater (Liquid temperature controller)
27 Thermostatic chamber (liquid temperature controller)
29 tubes

Claims (4)

生体の体腔内に挿入される挿入部と、
該挿入部の先端から体腔内壁に向けて照射される励起光を発生する光源部と、
該光源部から照射された励起光により体腔内壁から発生する蛍光を撮影する撮像部と、
前記挿入部の先端から吐出させる液体を供給する管路を有する送液部と、
該送液部の前記管路内を流れる液体の温度を制御する液体温度制御部とを備え
前記管路が、前記挿入部に長手方向に貫通して設けられたチャネルからなり、
前記液体温度制御部が、前記挿入部の先端近傍における前記チャネルの周囲に配置されたヒータを備える内視鏡装置。
An insertion part to be inserted into a body cavity of a living body;
A light source unit that generates excitation light irradiated from the distal end of the insertion unit toward the inner wall of the body cavity;
An imaging unit that captures fluorescence generated from the inner wall of the body cavity by the excitation light emitted from the light source unit;
A liquid feeding section having a conduit for supplying a liquid to be discharged from the tip of the insertion section;
A liquid temperature control unit for controlling the temperature of the liquid flowing in the pipe line of the liquid feeding unit ,
The pipe line is composed of a channel provided through the insertion portion in the longitudinal direction,
The liquid temperature control unit, an endoscope apparatus Ru comprising a heater disposed around the channel in the vicinity of the distal end of the insertion portion.
前記撮像部が、前記挿入部の先端に設けられ、
前記ヒータが、前記撮像部より挿入部の基端側に設けられている請求項に記載の内視鏡装置。
The imaging unit is provided at the distal end of the insertion unit,
The endoscope apparatus according to claim 1 , wherein the heater is provided on a proximal end side of the insertion portion with respect to the imaging portion.
前記送液部が、前記液体を貯留する容器を備え、
前記液体温度制御部が、前記容器内の液体を恒温状態に維持する恒温槽を備える請求項1に記載の内視鏡装置。
The liquid feeding part includes a container for storing the liquid,
The endoscope apparatus according to claim 1, wherein the liquid temperature control unit includes a thermostatic bath that maintains the liquid in the container in a constant temperature state.
前記液体温度制御部が、前記液体を前記生体の体温と略同等の温度に制御する請求項1から請求項のいずれかに記載の内視鏡装置。 The endoscope apparatus according to any one of claims 1 to 3 , wherein the liquid temperature control unit controls the liquid to a temperature substantially equal to a body temperature of the living body.
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