JP6192407B2

JP6192407B2 - 浸透性薬液投与システム

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Publication number: JP6192407B2
Application number: JP2013153493A
Authority: JP
Inventors: 洋平谷川; 靖展伊賀; 真一瀧本
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2013-07-24
Filing date: 2013-07-24
Publication date: 2017-09-06
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Also published as: JP2015023904A

Description

本発明は、例えば、生体の管腔内壁に存在する患部に透明化液などの浸透性薬液を投与するために用いる浸透性薬液投与システムに関する。

ＥＳＤ（Endoscopic submucosal dissection：内視鏡的粘膜下層剥離術）に代表される内視鏡治療や種々のカテーテル治療では、術中出血や術後出血のように臓器等の生体組織内に走行する血管や神経等を傷つける事故を回避することが従来からの課題とされている。

しかるに、生体組織内に染色剤、造影剤等の浸透性薬剤を浸透させることで、傷つけたくない部位を可視化しようとする試みがある。
従来、このような浸透性薬剤を内視鏡を用いて患部へ投与する場合、例えば、次の特許文献１〜４に記載のような噴霧装置を用いて、一定量の薬液を一度に噴霧することによって行なわれている。

特許文献１に記載の装置は、同時に送気、送液できる送気手段及び送液手段を有し、内視鏡の挿入部先端のチャンネル開口部から霧状に液体を噴出させる構成となっている。

また、特許文献２に記載の装置は、送気圧力と送液圧力のいずれか一方の圧力切換に連動して他方の圧力を自動的に切換えて、内視鏡の挿入部先端に設けたノズルから気体と液体とを混合させて噴霧する構成となっている。

また、特許文献３に記載の装置は、送液管先端に配置された回転案内溝を通過した液体が、液体回転室内で回転し、液体回転室の先端面中央に形成された噴出孔から前方に噴出する内視鏡用噴霧具において、液体回転室の先端側内壁面を、噴出孔側へ凸であって周辺より中央に近い側が軸線に対して垂直に近づくように面の向きが途中で変化した形状に形成することにより、十分に広い噴霧範囲を得る構成となっている。

また、特許文献４に記載の装置は、送液管先端に配置された回転案内溝を通過した液体が、液体回転室内で回転し、液体回転室から拡散しながら放出される内視鏡用噴霧具において、液体回転室の前方を塞ぐと共に、外周壁部分にその全周にわたる環状の液体噴出口を形成することにより、管腔壁に対して液体を一様に噴霧する構成となっている。

特開２００３−３１０５４０号公報特開平０９−２９４７１５号公報特開２００１−１３７３４９号公報特開２００１−１０４４９０号公報

ところで、生体は部位ごとに種々の湿潤状態となっており、浸透性薬剤を適用することが所望される対象部位は、必ずしも生体管腔内において重力方向に存在するとは限らない。
このため、特許文献１〜４に記載の装置による重力方向に反する位置に存在する対象部位へ浸透性薬剤を噴霧する技術では、管腔内壁の表面に噴霧された薬液の液滴が重力方向に流れてしまう場合があり得、重力方向に反する方向に存在する対象部位に浸透性薬剤を安定的に留置させることが困難となる。

また、一般に、浸透性薬剤の薬液は、生体組織に対しては有益なものではない。
このため、重力方向に反する方向にのみ患部が位置し、重力方向の生体組織が健康である場合、特許文献１〜４に記載の装置を用いて患部に噴霧した薬液が重力方向に流れると、適用したくない生体組織にまで薬液の影響を与える可能性がある。

しかも、特許文献１〜４に記載のような従来の噴霧装置は、所定量の薬液を対象部位に対し一度に噴霧する構成となっているので、必要な量の浸透性薬剤を、重力方向に反する方向に位置する対象部位の内部組織に浸透させ終えるまでの間に、対象部位の内部組織に浸透することなく、重力方向に流れて正常な生体組織に影響を与える場合もあり得る。このため、浸透性薬剤による効果を充分に得ながら、正常な生体組織への影響を考慮した投与技術が望まれる。

重力方向に存在する患部に対し、薬液を安定的に留置させる従来技術としては、例えば、ＷＯ２００９／０３１２９５号公報に記載のような薬剤を含有したポリマーでステントを被覆してなる、薬剤徐放性ステントがあるが、患部に投与後のステントの回収に手間がかかり、また、ステントが薬液を投与時の患部の観察の妨げとなり、薬液投与の効果を確認することが難しい等、薬液を投与した患部の診断・治療の妨げとなってしまう。

また、例えば、特開２００８−１８８２１２号公報に記載のようなバルーンを膨張させて、薬剤保持部を所望の部位に接触して薬液を塗布するものもあるが、バルーンを膨張させて患部に接触した状態で薬液を投与する構成では、バルーンが薬液を投与時の患部の観察の妨げとなり、薬液投与の効果を確認することが難しい。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであり、生体への負担及び作業負担を軽減し、薬液のロスを極力省くことができ、重力に反する位置に存在する投与対象部位に対しても薬液を安定的に留置させた状態で、最適な量を調整することが可能で、しかも投与部位の視野を邪魔せず、薬液の投与効果を確認しながら投与することが可能な浸透性薬液投与システムを提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明者らは、近年、光散乱を抑制することで光の生体透過性を高めるために開発されつつある透明化液を上記のような医療用途に使用することを想定した。つまり、ダメージを与えたくない対象の周囲に存在する生体組織をできるだけ透明化することで、対象の視認性（透見性）を高めることが可能な投与について検討した。透明化液の組成の一例としては、尿素にグリセロールと界面活性剤を加えた水溶性の溶液であって、生体組織に投与することにより生体組織内に浸透し、浸透した部位をゼリー状に物理化学的変化をもたらしながら皮膚等の組織内に含まれる色素成分を透明化させる。透明化液としては、他にもポリエチレングリコールやグルコースのような組成を使用する場合がある。これら透明化液は、一般に無色透明であることと生体組織への物理化学的変化をもたらす性質等から、組成ごとに多様な物性を有することが多く、浸透具合を確認するのが特に困難である溶液といえる。なお、透明化液を用いて透明化された部位は、生理食塩水等を投与することによって、再び元の不透明な状態に戻すことができる。

かかる透明化液を用いて術中出血や術後出血のリスクを軽減させるためには、術前又は術後に透明化液を患部へ投与し、血管透見能を向上させることが望まれる。
ところで、この透明化液は、投与した生体組織内へ充分な深さまで浸透してはじめてその効果を発揮する。そのため、透明化液を投与してから透明化効果が得られるまでには一定のタイムラグが存在する。このため、本発明は、手術等に透明化液を利用する場合、予め、透明化液を患部の内部組織に浸透させておくことも可能なシステムも提供する。本発明において、特に実施形態等で明示しない限り、浸透性薬剤とは透明化液を含む広義の薬剤をいう。

本発明による浸透性薬液投与システムは、内視鏡を用いて浸透性薬液を生体管腔内壁へ投与する浸透性薬液投与システムであって、前記内視鏡先端部の側方から前記浸透性薬液を前記生体管腔内壁の表面へ噴霧可能に構成された薬液噴霧部と、前記薬液噴霧部により前記生体管腔内壁の表面へ噴霧された前記浸透性薬液が該生体管腔内壁の内部組織へ浸透する度合いを検出する浸透度合い検出部を有し、前記薬液噴霧部が前記浸透性薬液を前記生体管腔内壁の表面へ噴霧する第１の工程と、前記第１の工程の後に前記浸透度合い検出部により検出された前記浸透性薬液の前記生体管腔内壁の内部組織への浸透する度合いが所定の度合いに到達するまでの間、前記薬液噴霧部による前記浸透性薬液の前記生体管腔内壁の表面への噴霧を待機させる第２の工程とを交互に繰り返し、前記生体管腔内壁に対し所定量の前記浸透性薬液を複数回に分けて断続的に投与するようにしたことを特徴としている。

また、本発明の浸透性薬液投与システムにおいては、さらに、前記浸透度合い検出部により検出された前記浸透性薬液の前記生体管腔内壁の内部組織への浸透する度合いが所定の度合いに到達したときに、前記薬液噴霧部が前記浸透性薬液を前記生体管腔内壁の表面へ噴霧するように、前記薬液噴霧部の作動を制御する噴霧作動制御部を有するのが好ましい。

また、本発明の浸透性薬液投与システムにおいては、さらに、前記浸透度合い検出部により検出された前記浸透性薬液の前記生体管腔内壁の内部組織への浸透する度合いが所定の度合いに到達したときに、前記薬液噴霧部による前記浸透性薬液の前記生体管腔内壁の表面への噴霧を指示する噴霧指示部を有するのが好ましい。

また、本発明の浸透性薬液投与システムにおいては、前記浸透度合い検出部が、光ファイバを用いた干渉計からなるのが好ましい。

また、本発明の浸透性薬液投与システムにおいては、前記浸透度合い検出部が、前記内視鏡の観察光学系を介して得られた前記生体管腔内壁の表面の画像を撮像する撮像部と、前記撮像部が撮像した前記生体管腔内壁の表面の画像から、該画像に写っている前記浸透性薬液の液滴の輪郭形状を抽出する画像処理部と、前記画像処理部で抽出された前記浸透性薬液の液滴の輪郭形状の鮮明度を検出する鮮明度検出部を有してなり、前記鮮明度検出部により検出された前記鮮明度が、前記浸透性薬液の前記生体管腔内壁の内部組織への浸透する度合いであるのが好ましい。

また、本発明の浸透性薬液投与システムにおいては、さらに、前記内視鏡の観察光学系を介して得られた前記生体管腔内壁の画像から前記生体管腔内壁の内部組織の状態変化を検出する状態変化検出部を有し、前記噴霧作動制御部は、前記状態変化検出部により検出される前記生体管腔内壁の内部組織の状態変化が所定状態に到達したときに、前記薬液噴霧部による前記浸透性薬液の前記生体管腔内壁の表面への噴霧を終了させるように、前記薬液噴霧部の作動を制御するのが好ましい。

本発明によれば、生体への負担及び作業負担を軽減し、薬液のロスを極力省くことができ、重力に反する位置に存在する投与対象部位に対しても薬液を安定的に留置させた状態で、最適な量を調整することが可能で、しかも投与部位の視野を邪魔せず、薬液の投与効果を確認しながら投与することが可能な浸透性薬液投与システムが得られる。

本発明の第１実施形態にかかる浸透性薬液投与システムの概略構成を示す説明図で、(a)は模式図、(b)は要部構成を示すブロック図である。図１の浸透性薬液投与システムにおける浸透度合い検出部の一構成例を模式的に示す説明図である。図１の浸透性薬液投与システムにおける浸透度合い検出部の他の構成例を模式的に示す説明図である。図１の浸透性薬液投与システムにおける浸透性薬液を生体管腔内壁に投与し終えるまでの手順を示すフローチャートである。図１の浸透性薬液投与システムにおいて浸透性薬液を生体管腔内壁に投与し終えるまでの投与のタイミングチャートを示す説明図である。

実施形態の説明に先立ち、本発明の作用効果について説明する。
本発明の浸透性薬液投与システムは、内視鏡先端部の側方から浸透性薬液を生体管腔内壁の表面へ噴霧する薬液噴霧部と、薬液噴霧部から生体管腔内壁の表面へ噴霧された浸透性薬液の生体管腔内壁の内部組織への浸透する度合いを検出する浸透度合い検出部を有し、薬液噴霧部が浸透性薬液を生体管腔内壁の表面へ噴霧する第１の工程と、第１の工程の後に浸透度合い検出部により検出された浸透性薬液の生体管腔内壁の内部組織への浸透する度合いが所定の度合いに到達するまでの間、薬液噴霧部による浸透性薬液の生体管腔内壁の表面への噴霧を待機させる第２の工程とを交互に繰り返し、生体管腔内壁に対し所定量の浸透性薬液を複数回に分けて断続的に投与する。

本発明の浸透性薬液投与システムのようにすれば、生体管腔内壁に対する十分な効果を得るために必要な全投与量の浸透性薬液を複数回に分けて少量ずつ霧状の液滴にして供給することができるので、浸透性薬液の液滴が生体管腔内壁の表面に留まり易くなる。そして、生体管腔内壁における浸透性薬液の投与対象部位が重力方向に反する位置に位置していても、噴霧した浸透性薬液の液滴が重力方向に流れることなく、安定的に投与することができる。

また、本発明の浸透性薬液投与システムのようにすれば、浸透性薬液を噴霧後に一定時間、噴霧を待機させることによって、生体管腔内壁において重力方向に反する位置に位置する投与対象部位に噴霧した浸透性薬液の液滴が大きくなって重力方向に流れることを防ぎ、浸透性薬液を生体管腔内壁の内部組織に浸透させることができる。

そして、本発明の浸透性薬液投与システムのようにすれば、生体管腔内壁において重力方向に反する位置に位置する投与対象部位に噴霧した浸透性薬液の液滴が重力方向に流れることがない結果、生体管腔内壁に対する十分な効果を得るために必要最小限となる最適量の浸透性薬液を供給して、浸透性薬液のロスを抑えることができるとともに、健康であって浸透性薬液の投与が不必要な部位へ浸透性薬液が投与されることを無くすことができ、健康な生体組織への負担を与えずに済む。

また、本発明の浸透性薬液投与システムのように、浸透性薬液の投与を内視鏡先端部の側方から浸透性薬液を生体管腔内壁の表面へ噴霧する薬液噴霧部を介して行えば、例えば、薬液を徐放するためのバルーンを用いる構成や、ＷＯ２００９／０３１２９５号公報に記載の薬剤徐放性ステントのように、薬液の投与部位の視野を妨げない。このため、生体管腔内壁における投与部位での効果を確認しながら浸透性薬液を投与することができる。

従って、本発明の浸透性薬液投与システムによれば、生体への負担及び作業負担を軽減し、薬液のロスを極力省くことができ、重力に反する位置に存在する投与対象部位に対しても薬液を安定的に留置させた状態で、最適な量を調整することが可能で、しかも投与部位の視野を邪魔せず、薬液の投与効果を確認しながら投与することが可能な浸透性薬液投与システムが得られる。

ところで、生体管腔内壁の表面は体液で覆われているため、薬液を噴霧しても体液と混じり易い。このため、操作者が生体管腔内壁に噴霧した浸透性薬液の生体管腔内壁の内部組織への浸透の度合いを内視鏡の観察光学系を介して確認することは容易ではなく、操作者の作業負担が増加する。
しかるに、本発明の浸透性薬液投与システムにおいて、浸透度合い検出部により検出された浸透性薬液の生体管腔内壁の内部組織への浸透する度合いが所定の度合いに到達したときに、薬液噴霧部が浸透性薬液を生体管腔内壁の表面へ噴霧するように、薬液噴霧部の作動を制御する噴霧作動制御部を有すれば、薬液噴霧部を介して浸透性薬液を噴霧するのに最適なタイミングを簡単に取得して、最適なタイミングで浸透性薬液を自動的に噴霧させることができるので、操作者による噴霧指示の確認や薬液噴霧部の作動を手動で操作する手間を省いて、操作者の作業負担を軽減することができる。

また、本発明の浸透性薬液投与システムにおいて、さらに、浸透度合い検出部により検出された浸透性薬液の生体管腔内壁の内部組織への浸透する度合いが所定の度合いに到達したときに、薬液噴霧部による浸透性薬液の生体管腔内壁の表面への噴霧を指示する噴霧指示部を有すれば、操作者による噴霧指示の確認の手間を省いて、操作者の作業負担を軽減することができる。

また、本発明の浸透性薬液投与システムにおいて、浸透度合い検出部を、光ファイバを用いた干渉計で構成すれば、噴霧した浸透性薬液の液滴が生体管腔内壁の表面の体液と混ざって、観察画像からは浸透性薬液が生体管腔内壁の内部組織への浸透の度合いが判別しにくくなるような場合であっても、浸透性薬液と生体管腔内壁の表面及び生体管腔内壁の表面に付着する体液との夫々の屈折率の差異に基づく信号光の光路長の変化を、信号光と参照光との合波された光の強度の違いとして区別することができるため、浸透性薬液が生体管腔内壁の内部組織へ浸透する度合いを正確に検出することができる。

また、本発明の浸透性薬液投与システムにおいて、浸透度合い検出部を、内視鏡の観察光学系を介して得られた生体管腔内壁の表面の画像を撮像する撮像部と、撮像部が撮像した生体管腔内壁の表面の画像における噴霧された浸透性薬液の液滴の輪郭形状を抽出する画像処理部と、画像処理部で抽出された浸透性薬液の液滴の輪郭形状の鮮明度を検出する鮮明度検出部を有して構成すれば、内視鏡先端部に浸透度合いを検出するための部材を新たに設ける必要がない。このため、内視鏡先端部を極力小さく抑えることができ、径の小さな生体管腔内壁に対しても浸透性薬液の浸透の度合いを検出することができるようになる。

また、本発明の浸透性薬液投与システムにおいて、さらに、内視鏡の観察光学系を介して得られた生体管腔内壁の画像から生体管腔内壁の内部組織の状態変化を検出する状態変化検出部を有し、噴霧作動制御部は、状態変化検出部により検出される生体管腔内壁の内部組織の状態変化が所定状態に到達したときに、薬液噴霧部による浸透性薬液の生体管腔内壁の表面への噴霧を終了させるように、薬液噴霧部の作動を制御するように構成すれば、操作者の作業負担を減らしながら、過剰投与を防止して最適な量の浸透性薬液を生体管腔内壁に投与することができる。

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。
第１実施形態
図１は本発明の第１実施形態にかかる浸透性薬液投与システムの概略構成を示す説明図で、(a)は模式図、(b)は要部構成を示すブロック図である。図２は図１の浸透性薬液投与システムにおける浸透度合い検出部の一構成例を模式的に示す説明図である。図３は図１の浸透性薬液投与システムにおける浸透度合い検出部の他の構成例を模式的に示す説明図である。図４は図１の浸透性薬液投与システムにおいて浸透性薬液を生体管腔内壁に投与し終えるまでの手順を示すフローチャートである。図５は図１の浸透性薬液投与システムにおける浸透性薬液を生体管腔内壁に投与し終えるまでの投与のタイミングチャートを示す説明図である。

本実施形態の浸透性薬液投与システムは、図１に示すように、薬液噴霧部１と、浸透度合い検出部２を有している。なお、図中、３は噴霧作動制御部、４は観察光学系、５は状態変化検出部、１０は内視鏡先端部、２０は浸透性薬液、３０は生体管腔内壁、３０ａは生体管腔内壁の一部に存在する患部である。ここでは、患部３０ａは重力に反する方向に位置しているものとする。

薬液噴霧部１は、内視鏡の鉗子チャネルから挿入された透明化液の噴霧デバイスで構成されている。そして、薬液噴霧部１は、内視鏡先端部１０から延びている棒状の可撓性部材１１の内部に設けられた薬液の供給路１ａと、供給路１ａに連通し、可撓性部材１１の側方に環状に複数設けられた供給口１ｂと、図示しない内視鏡本体部に設けられていて供給路１ａに連通する図示しないポンプ等の薬液供給手段を備えており、供給口１ａを介して内視鏡先端部１０の側方から浸透性薬液２０を生体管腔内壁３０の表面へ噴霧することができるように構成されている。

浸透度合い検出部２は、薬液噴霧部１から生体管腔内壁３０の表面へ噴霧された浸透性薬液２０の生体管腔内壁３０の内部組織への浸透度合いを検出する。
詳しくは、浸透度合い検出部２は、例えば、図２に示すような、光ファイバを用いた干渉計２ａで構成されている。
光ファイバを用いた干渉計２ａは、光源部２ａ１と、ファイバカプラ２ａ２と、参照光反射系２ａ３と、プローブ部２ａ４と、光検出部２ａ５を有している。
光源部２ａ１は、低コヒーレンス光を発するように構成されている。
ファイバカプラ２ａ２は、シングルモードファイバ２ａ６を介して光源部２ａ１と、シングルモードファイバ２ａ７を介して参照光反射系２ａ３と、シングルモードファイバ２ａ８を介してプロープ部２ａ４と、シングルモードファイバ２ａ９を介して光検出部２ａ５と、夫々接続されている。そして、ファイバカプラ２ａ２は、光源部２ａ１からの光を信号光Ｌ１と参照光Ｌ２とに分岐するとともに、生体管腔内壁３０で反射した信号光Ｌ１と参照光反射系２ａ３からの参照光Ｌ２とを合波して光検出部２ａ５に導く。
参照光反射系２ａ３は、シングルモードファイバ２ａ７の先端にレンズ２ａ３₁と、ミラー２ａ３₂と、ミラー駆動部２ａ３₃を有し、ミラー駆動部２ａ３₃を介してミラー２ａ３₂を光軸方向に移動させることで参照光Ｌ２の光路長を変えることができるようになっている。
プローブ部２ａ４は、シングルモードファイバ２ａ８の先端にレンズ２ａ４₁を有し、レンズ２ａ４₁を経てコリメートされた信号光Ｌ１を生体管腔内壁３０に照射するとともに、生体管腔内壁３０で反射した光をシングルモードファイバ２ａ８に導く。
光検出部２ａ５は、信号光Ｌ１と参照光Ｌ２とが合波された光の強度を検出する。

図２のように光ファイバを用いた干渉計２ａで構成された浸透度合い検出部２を用いた浸透性薬液２０が浸透する度合いの検出は、次のようにして行う。
信号光Ｌ１と参照光Ｌ２の光路長が略等しくなったときのみ信号光Ｌ１と参照光Ｌ２が干渉しあい、信号光Ｌ１と参照光Ｌ２とが合波された光の干渉強度が大きくなる。屈折率の異なる界面で生じるすべてのフレネル反射光が信号光Ｌ１として存在するので、ミラー駆動部２ａ３₃を介してミラー２ａ３₂を光軸方向にある振幅を持って高速に振動させながら、光検出部２ａ５で信号光Ｌ１と参照光Ｌ２が合波された光の強度を検出すると、屈折率の異なる界面の位置に応じた複数の干渉波形が得られる。これは屈折率の断面プロファイルと等価である。
生体管腔内壁３０の表面へ浸透性薬液２０を噴霧した直後では、浸透性薬液２０の表面でのフレネル反射光と浸透性薬液２０と生体管腔内壁３０の表面との界面でのフレネル反射光が信号光Ｌ１として存在するので、浸透度合い検出部２を用いると浸透性薬液２０の光路長分を隔てて２つの干渉波形が得られることになる。
一定時間が経過し、浸透性薬液２０の一部が生体管腔内壁３０の表面から浸透し、かつ浸透性薬液２０の一部が生体管腔内壁３０の表面に残存している状態のときは、浸透性薬液２０の表面でのフレネル反射光、浸透性薬液２０と生体管腔内壁３０の表面との界面でのフレネル反射光および浸透性薬液２０が浸透した生体管腔内壁３０の層と浸透性薬液２０が浸透していない生体管腔内壁３０の層との界面でのフレネル反射光が信号光Ｌ１として存在するので、浸透度合い検出部２を用いると浸透性薬液２０の光路長分および浸透性薬液２０が浸透した生体管腔内壁３０の層の光路長分を隔てて３つの干渉波形が得られることになる。
さらに、浸透性薬液２０の全部が生体管腔内壁３０の表面から浸透した状態のときには、生体管腔内壁３０の表面でのフレネル反射光と浸透性薬液２０が浸透した生体管腔内壁３０の層と浸透性薬液２０が浸透していない生体管腔内壁３０の層との界面でのフレネル反射光が信号光Ｌ１として存在するので、浸透度合い検出部２を用いると浸透性薬液２０が浸透した生体管腔内壁３０の層の光路長分を隔てて２つの干渉波形が得られることになる。
上記過程を、浸透度合い検出部２を用いてモニターすることで、生体管腔内壁３０の内部組織への浸透度合いが所定の度合いに到達したものとして検出することができる。

なお、浸透度合い検出部２は、図２に示したような光ファイバを用いた干渉計２ａからなる構成に限られるものではない。例えば、投与する浸透性薬液２０が、生体管腔内壁３０の表面に付着している体液に対し混ざらない性質を有している場合には、図３に示すような画像処理を介して浸透する度合いを検出するようにしてもよい。
図３の浸透度合い検出部２は、撮像部２ｂ１と、画像処理部２ｂ２と、鮮明度検出部２ｂ３を有して構成されている。
撮像部２ｂ１は、撮像光学系及び撮像素子で構成され、内視鏡の観察光学系４を経て所定の撮像位置に結像された生体管腔内壁３０の表面の画像を撮像する。
画像処理部２ｂ２は、図示しない内視鏡本体部に設けられており、撮像部２ｂ１が撮像した生体管腔内壁３０の表面の画像から、画像に写っている浸透性薬液２０の液滴の輪郭形状を抽出するように構成されている。
鮮明度検出部２ｂ３は、図示しない内視鏡本体部に設けられており、画像処理部２ｂ２で抽出された浸透性薬液３０の液滴の輪郭形状の鮮明度を、例えば、液滴の輪郭部分とその周囲とのコントラストに応じて数段階に検出するように構成されている。
そこで、図３のように構成された浸透度合い検出部２によれば、液滴の輪郭部分とその周囲とのコントラストが弱くなり、鮮明度が所定値以下となったときに、生体管腔内壁３０の内部組織への浸透度合いが所定の度合いに到達したものとして検出することができる。

噴霧作動制御部３は、図示しない内視鏡本体部に設けられており、浸透度合い検出部２により検出された浸透性薬液２０の生体管腔内壁３０の内部組織への浸透する度合いが所定の度合いに到達したときに、薬液噴霧部１が浸透性薬液２０を生体管腔内壁３０の表面へ噴霧するように、薬液噴霧部１の作動を制御する。

観察光学系４は、内視鏡先端部１０に設けられており、図示しない接眼部又は図３に示したような撮像部２ｂ１を介して生体管腔内壁３０の画像を得ることができるように構成されている。

状態変化検出部５は、図示しない内視鏡本体部に設けられており、内視鏡の観察光光学系４（更には図３に示したような撮像部２ｂ１）を介して得られた生体管腔内壁３０の画像から生体管腔内壁３０の内部組織の状態変化を、例えば、画像に写っている生体管腔内壁３０の透明度や色の変化に基づいて検出する。
また、噴霧作動制御部３は、さらに、状態変化検出部５により検出される生体管腔内壁３０の内部組織の状態変化が所定状態に到達したとき、薬液噴霧部１による浸透性薬液２０の生体管腔内壁３０の表面への噴霧を終了させるように薬液噴霧部１の作動を制御する。

なお、本実施形態の浸透性薬液投与システムにおいては、図１(b)に示す噴霧作動制御部３の代わりに噴霧指示部３’を備えてもよい。
噴霧指示部３’は、浸透度合い検出部２により検出された浸透性薬液２０の生体管腔内壁３０の内部組織への浸透する度合いが所定の度合いに到達したときに、薬液噴霧部１による浸透性薬液２０の生体管腔内壁３０の表面への噴霧を指示するように構成される。
噴霧指示部３’における噴霧の指示は、例えば、図示しない内視鏡本体部に接続された表示装置の表示画面への噴霧指示メッセージの表示や、ＬＥＤを用いた光の点滅、音声発生機器を用いた音声の出力等、操作者の視覚や聴覚に対して刺激を与える手段を用いて構成するのが好ましい。
噴霧指示部３’を備えた構成の場合は、操作者は、噴霧指示部３から噴霧の指示を受ける都度、薬液噴霧部１による浸透性薬液２０の生体管腔内壁３０の表面への噴霧を手動で行う。

このように構成された本実施形態の浸透性薬液投与システムを用いた投与対象部位（ここでは、生体管腔内壁３０の患部３０ａの表面）への浸透性薬液の投与手順を、図４を用いて説明する。図４は、特に、生体組織への浸透よりも充分に長い時間および充分な量の薬液が必要な透明化液を投与する手順についての詳細が示されている。
まず、操作者は、内視鏡を生体管腔内壁３０に挿入し、生体管腔内壁３０に存在する患部３０ａを探す（ステップＳ１）。
患部３０ａの位置を確認した後、操作者は、内視鏡の鉗子チャネルから透明化液（浸透性薬液２０）の噴霧デバイス（薬液噴霧部１）を挿入する（ステップＳ２）。
次いで、操作者は、噴霧デバイス１における透明化液２０の供給口１ｂを患部３０ａに向ける（ステップＳ３）。
これにより、透明化液２０を生体管腔内壁３０の患部３０ａに投与する準備が完了する。
なお、浸透度合い検出部２を、図２に示した光ファイバを用いた干渉計２ａで構成した場合、透明化液２０の投与に先立ち、プローブ部２ａ４を患部３０ａに向けて、屈折率の断面プロファイルの取得を開始しておく。

その後、透明化液２０の生体管腔内壁３０の患部３０ａへの投与を以下のステップＳ４〜Ｓ７に示す手順に従って行う。
患部３０ａを透明化するために必要な透明化液２０の全投与量のうちの一部を患部３０ａの表面に噴霧する（ステップＳ４）。ここでは、この工程を第１の工程とする。ここで、透明化液２０は上述したような組成および使用濃度から比較的粘性が高い場合が多いので、他の薬液と比べ生体組織表面に付着し易いといえるが、生体組織表面に粘液が存在したり、組織表層の微細構造等によっても付着量がばらつく可能性がある。そのため、浸透度合い検出部２は、対象となる部位における噴霧量を確認しながら、組織壁面への透明化液２０の付着可能な許容量の最大となるような付着量を浸透度合いの下限値と設定し、噴霧動作中に下限値に達したときに噴霧量の停止を促す警告を発したり、噴霧動作を作動停止させるよう制御してもよい。
噴霧後、噴霧デバイス１による透明化液２０の噴霧作動を停止させ、患部３０ａの内部組織への透明化液２０の浸透する度合いが所定の度合いに到達するまで患部３０ａの表面への透明化液２０の噴霧を待機させる（ステップＳ５、ステップＳ６）。ここでは、この工程を第２の工程とする。
内部組織への透明化液２０の浸透する度合いが所定度合いに到達し、患部３０ａの内部組織の状態変化が所定状態に到達していないときは、ステップＳ４に示した第１の工程である、透明化液２０の噴霧と、ステップ５に示した第２の工程である、患部３０ａの内部組織への透明化液２０の浸透する度合いが所定の度合いに到達するまでの患部３０ａの表面への噴霧の待機とを繰り返す。一方、内部組織への透明化液２０の浸透する度合いが所定度合いに到達し、患部３０ａの内部組織の状態変化が所定状態に到達したときに、透明化液２０の噴霧を終了させる（ステップＳ７）。
これにより、患部３０ａの透明化に必要な全投与量の透明化液２０が、例えば、図５に示すようなタイミングで、複数回に分けてロスなく投与されることになる。

以下、鉗子チャネルから透明化液２０の噴霧デバイス１を抜き出し（ステップＳ８）、手術を実施する（ステップＳ９）。

本実施形態の浸透性薬液投与システムによれば、生体管腔内壁３０に対する十分な効果を得るために必要な全投与量の浸透性薬液２０を複数回に分けて少量ずつ霧状の液滴にして供給することができるので、浸透性薬液２０の液滴が生体管腔内壁３０の表面に留まり易くなる。そして、生体管腔内壁３０における浸透性薬液２０の投与対象部位（患部３０ａ）が重力方向に反する位置に位置していても、噴霧した浸透性薬液２０の液滴が重力方向に流れることなく、安定的に投与することができる。

また、本実施形態の浸透性薬液投与システムによれば、浸透性薬液２０を噴霧後に一定時間、噴霧を待機させることによって、生体管腔内壁３０において重力方向に反する位置に位置する投与対象部位（患部３０ａ）に噴霧した浸透性薬液２０の液滴が大きくなって重力方向に流れることを防ぎ、浸透性薬液２０を生体管腔内壁３０の内部組織に浸透させることができる。

そして、本実施形態の浸透性薬液投与システムによれば、生体管腔内壁３０において重力方向に反する位置に位置する投与対象部位（患部３０ａ）に噴霧した浸透性薬液２０の液滴が重力方向に流れることがない結果、生体管腔内壁３０に対する十分な効果を得るために必要最小限となる最適量の浸透性薬液２０を供給して、浸透性薬液２０のロスを抑えることができるとともに、健康であって浸透性薬液２０の投与が不必要な部位へ浸透性薬液２０が投与されることを無くすことができ、健康な生体組織への負担を与えずに済む。

また、本実施形態の浸透性薬液投与システムによれば、浸透性薬液２０の投与を内視鏡先端部１０の側方から浸透性薬液２０を生体管腔内壁３０の表面へ噴霧する薬液噴霧部１を介して行うので、例えば、薬液を徐放するためのバルーンを用いる構成や、ＷＯ２００９／０３１２９５号公報に記載の薬剤徐放性ステントのように、薬液の投与部位の視野を妨げない。このため、生体管腔内壁３０における投与部位（患部３０ａ）での効果を確認しながら浸透性薬液２０を投与することができる。

従って、本実施形態の浸透性薬液投与システムによれば、生体への負担及び作業負担を軽減し、薬液のロスを極力省くことができ、重力に反する位置に存在する投与対象部位に対しても薬液を安定的に留置させた状態で、最適な量を調整することが可能で、しかも投与部位の視野を邪魔せず、薬液の投与効果を確認しながら投与することが可能な浸透性薬液投与システムが得られる。

また、本実施形態の浸透性薬液投与システムにおいて、図１(b)に示したように、浸透度合い検出部２により検出された浸透性薬液２０の生体管腔内壁３０の内部組織への浸透する度合いが所定の度合いに到達したときに、薬液噴霧部１が浸透性薬液２０を生体管腔内壁３０の表面へ噴霧するように、薬液噴霧部１の作動を制御する噴霧作動制御部３を有すれば、薬液噴霧部１を介して浸透性薬液２０を噴霧するのに最適なタイミングを簡単に取得して、最適なタイミングで浸透性薬液２０を自動的に噴霧させることができ、操作者による噴霧指示の確認や薬液噴霧部１の作動を手動で操作する手間を省いて、操作者の作業負担を軽減することができる。

また、本実施形態の浸透性薬液投与システムにおいて、浸透度合い検出部２により検出された浸透性薬液２０の生体管腔内壁３０の内部組織への浸透する度合いが所定の度合いに到達したときに、薬液噴霧部１による浸透性薬液２０の生体管腔内壁３０の表面への噴霧を指示する噴霧指示部３’を有すれば、操作者による噴霧指示の確認の手間を省いて、操作者の作業負担を軽減することができる。

また、本実施形態の浸透性薬液投与システムにおいて、浸透度合い検出部２を、図２に示したように、光ファイバを用いた干渉計２ａで構成すれば、噴霧した浸透性薬液２０の液滴が生体管腔内壁３０の表面の体液と混ざって、観察画像からは浸透性薬液２０が生体管腔内壁３０の内部組織への浸透の度合いが判別しにくくなるような場合であっても、浸透性薬液２０と生体管腔内壁３０の表面及び生体管腔内壁３０の表面に付着する体液との夫々の屈折率の差異に基づく信号光の光路長の変化を、信号光と参照光との合波された光の強度の違いとして区別することができるため、浸透性薬液２０が生体管腔内壁３０の内部組織へ浸透する度合いを正確に検出することができる。

また、本実施形態の浸透性薬液投与システムにおいて、浸透度合い検出部２を、図３に示したように、内視鏡の観察光学系４を介して得られた生体管腔内壁３０の表面の画像を撮像する撮像部２ｂ１と、撮像部２ｂ１が撮像した生体管腔内壁３０の表面の画像における噴霧された浸透性薬液２０の液滴の輪郭形状を抽出する画像処理部２ｂ２と、画像処理部２ｂ２で抽出された浸透性薬液の液滴の輪郭形状の鮮明度を検出する鮮明度検出部２ｂ３を有して構成すれば、内視鏡先端部１０に浸透度合いを検出するための部材を新たに設ける必要がない。このため、内視鏡先端部１０を極力小さく抑えることができ、径の小さな生体管腔内壁３０に対しても浸透性薬液１０の浸透の度合いを検出することができるようになる。

また、本実施形態の浸透性薬液投与システムにおいて、さらに、図１(b)に示すように、内視鏡の観察光学系４を介して得られた生体管腔内壁３０の画像から生体管腔内壁３０の内部組織の状態変化を検出する状態変化検出部５を有し、噴霧作動制御部３を、状態変化検出部５により検出される生体管腔内壁３０の内部組織の状態変化が所定状態に到達したときに、薬液噴霧部１による浸透性薬液２０の生体管腔内壁３０の表面への噴霧を終了させるように、薬液噴霧部１の作動を制御するように構成すれば、操作者の作業負担を減らしながら、過剰投与を防止して最適な量の浸透性薬液を生体管腔内壁３０に投与することができる。

以上、本発明の浸透性薬液投与システムの実施形態を説明したが、本発明の浸透性薬液投与システムは、上記実施形態の構成に限定されるものではない。
例えば、本発明において、「内視鏡」という語は、浸透性薬剤の浸透状態を検出するための手段を有する場合には、カテーテルのような観察目的ではない体内用処置具に対しディスプレイ上に観察可能な浸透状態に関する分布データを表示する場合を含む広義なものである。
また、第２の工程において、薬液噴霧部１による浸透性薬液２０の噴霧を完全に停止するのではなく、第１の工程に比べて微量の浸透性薬液２０を噴霧するように、噴霧量を工程ごとに調整できるように、噴霧作動制御部３を構成してもよい。
また、状態変化検出部５としては、上述した例に限らず、生体組織表面の状態が、浸透性薬液２０の有無や噴霧による付着量に応じて異なる状態であることを認識する手段であれば、他の手段（例えば、液面検出用超音波センサー、インピーダンス測定用電極）であってもよい。
また、状態変化検出部５が検出した生体管腔内壁３０の内部組織の状態変化に応じて、薬液噴霧部１による浸透性薬液２０の噴霧量を調整できるように、噴霧作動制御部３を構成してもよい。
また、所定量の浸透性薬液２０の噴霧に対する生体管腔内壁３０の内部組織への浸透時間がおおよそ判明している場合には、浸透度合い検出部２をタイマーで構成し、所定時間経過ごとに浸透性薬液１を噴霧することができるようにしてもよい。
また、本発明の浸透性薬液投与システムに用いる浸透性薬液は、透明化液である場合が最も効果的であるが、生体組織に対し浸透性と薬効を有する薬液であれば、染色液、造影剤であってもよく、さらには、患部を透明化した後に元の不透明な状態に戻す際に用いられるリン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）等の復元用溶液であってもよい。

本発明の浸透性薬液投与システムは、重力に反した方向に存在する患部に、透明化液などの浸透性薬液を投与し、投与後に患部を診断又は治療することが必要とされるあらゆる分野に有用である。

１薬液噴霧部
１ａ供給路
１ｂ供給口
２浸透度合い検出部
２ａ光ファイバを用いた干渉計
２ａ１光源部
２ａ２ファイバカプラ
２ａ３参照光反射系
２ａ３₁ レンズ
２ａ３₂ ミラー
２ａ３₃ ミラー駆動部
２ａ４プローブ部
２ａ４₁ レンズ
２ａ５光検出部
２ａ６、２ａ７、２ａ８、２ａ９シングルモードファイバ
２ｂ１撮像部
２ｂ２画像処理部
２ｂ３鮮明度検出部
３噴霧作動制御部
３’ 噴霧指示部
４観察光学系
５状態変化検出部
１０内視鏡先端部
１１可撓性部材
２０浸透性薬液
３０生体管腔内壁
３０ａ患部

Claims

内視鏡を用いて浸透性薬液を生体管腔内壁へ投与する浸透性薬液投与システムであって、
前記内視鏡先端部の側方から前記浸透性薬液を前記生体管腔内壁の表面へ噴霧可能に構成された薬液噴霧部と、
前記薬液噴霧部により前記生体管腔内壁の表面へ噴霧された前記浸透性薬液が該生体管腔内壁の内部組織へ浸透する度合いを検出する浸透度合い検出部を有し、
前記薬液噴霧部が前記浸透性薬液を前記生体管腔内壁の表面へ噴霧する第１の工程と、前記第１の工程の後に前記浸透度合い検出部により検出された前記浸透性薬液の前記生体管腔内壁の内部組織への浸透する度合いが所定の度合いに到達するまでの間、前記薬液噴霧部による前記浸透性薬液の前記生体管腔内壁の表面への噴霧を待機させる第２の工程とを交互に繰り返し、前記生体管腔内壁に対し所定量の前記浸透性薬液を複数回に分けて断続的に投与するようにしたことを特徴とする浸透性薬液投与システム。
さらに、前記浸透度合い検出部により検出された前記浸透性薬液の前記生体管腔内壁の内部組織への浸透する度合いが所定の度合いに到達したときに、前記薬液噴霧部が前記浸透性薬液を前記生体管腔内壁の表面へ噴霧するように、前記薬液噴霧部の作動を制御する噴霧作動制御部を有することを特徴とする請求項１に記載の薬液投与システム。
さらに、前記浸透度合い検出部により検出された前記浸透性薬液の前記生体管腔内壁の内部組織への浸透する度合いが所定の度合いに到達したときに、前記薬液噴霧部による前記浸透性薬液の前記生体管腔内壁の表面への噴霧を指示する噴霧指示部を有することを特徴とする請求項１に記載の薬液投与システム。
前記浸透度合い検出部が、光ファイバを用いた干渉計からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の薬液投与システム。
前記浸透度合い検出部が、前記内視鏡の観察光学系を介して得られた前記生体管腔内壁の表面の画像を撮像する撮像部と、前記撮像部が撮像した前記生体管腔内壁の表面の画像から、該画像に写っている前記浸透性薬液の液滴の輪郭形状を抽出する画像処理部と、前記画像処理部で抽出された前記浸透性薬液の液滴の輪郭形状の鮮明度を検出する鮮明度検出部を有してなり、
前記鮮明度検出部により検出された前記鮮明度が、前記浸透性薬液の前記生体管腔内壁の内部組織への浸透する度合いであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の薬液投与システム。
さらに、前記内視鏡の観察光学系を介して得られた前記生体管腔内壁の画像から前記生体管腔内壁の内部組織の状態変化を検出する状態変化検出部を有し、
前記噴霧作動制御部は、前記状態変化検出部により検出される前記生体管腔内壁の内部組織の状態変化が所定状態に到達したときに、前記薬液噴霧部による前記浸透性薬液の前記生体管腔内壁の表面への噴霧を終了させるように、前記薬液噴霧部の作動を制御することを特徴とする請求項２、請求項２に従属する請求項４又は５のいずれかに記載の薬液投与システム。