JP6568139B2 - Methods for testing the likelihood of colorectal cancer in a subject - Google Patents
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Description
本発明は、大腸癌検出装置、大腸癌検出キット、被験体における大腸癌の可能性を判断するための被験体由来の消化管洗浄液中の鉄イオン濃度の測定方法、及び大腸癌の進行度を予測するためのデータを収集する方法に関する。 The present invention relates to a colorectal cancer detection device, a colorectal cancer detection kit, a method for measuring the iron ion concentration in a subject-derived gastrointestinal lavage fluid for determining the possibility of colorectal cancer in a subject, and the degree of progression of colorectal cancer. The present invention relates to a method for collecting data for prediction.
内視鏡は、鉗子チャンネルに連通する鉗子口を有しており、鉗子などの内視鏡処置具が、該鉗子チャンネルに挿通されている。係る内視鏡は、内視鏡処置具を介して、観察対象の内部の腫瘍の採取や摘出をすることができる(例えば、特許文献1参照)。
このように、内視鏡は、観察対象の内部の視覚情報を取得するだけでなく、患者の処置や治療をする器具としての機能を有している。
The endoscope has a forceps opening communicating with the forceps channel, and an endoscope treatment tool such as forceps is inserted into the forceps channel. Such an endoscope can collect and remove a tumor inside an observation target via an endoscope treatment tool (see, for example, Patent Document 1).
Thus, the endoscope has a function as an instrument for treating and treating a patient as well as acquiring visual information inside the observation target.
近年、内視鏡に多機能性が求められており、内視鏡検査から得られる情報を補完するための技術が必要とされている。 In recent years, multi-functionality is required for endoscopes, and a technique for complementing information obtained from endoscopy is required.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、大腸内視鏡検査において、定性的な視覚情報に加えて、鉄イオン濃度測定に基づく定量的な情報をリアルタイムに得られる大腸癌検出装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and in colorectal endoscopy, in addition to qualitative visual information, colorectal cancer detection that can obtain quantitative information based on iron ion concentration measurement in real time An object is to provide an apparatus.
本発明者らは上記の課題を解決するため、鋭意研究を行った結果、被験体由来の消化管洗浄液を分析する鉄センサーを備えた内視鏡により課題を解決できることを見出した。本発明の一実施態様は、下記(1)〜(3)を提供するものである。
(1)本発明の被験体における大腸癌の可能性を試験する方法は、容器に収容された被験体由来の消化管洗浄液中の鉄イオン濃度を測定し、前記鉄イオン濃度が15μM以上である場合には大腸癌の可能性が高く、前記鉄イオン濃度が15μM未満である場合には大腸癌の可能性が低いという基準と比較することにより、被験体における大腸癌の可能性を試験する方法である。
(2)本発明の被験体における大腸癌の可能性を試験する方法は、前記鉄イオン濃度の測定において、鉄センサー又は鉄イオン測定キットを用いることが好ましい。
(3)本発明の被験体における大腸癌の可能性を試験する方法において、前記鉄イオン濃度が15μM以上であることは、被験体の大腸内視鏡検査を実施すべきであることを示すことが好ましい。
In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have conducted extensive research and found that the problems can be solved by an endoscope provided with an iron sensor for analyzing a digestive tract washing liquid derived from a subject. One embodiment of the present invention provides the following (1) to ( 3 ).
(1) In the method of testing the possibility of colorectal cancer in a subject of the present invention, the iron ion concentration in a gastrointestinal lavage fluid derived from a subject contained in a container is measured, and the iron ion concentration is 15 μM or more. A method for testing the possibility of colorectal cancer in a subject by comparing with a criterion that the possibility of colorectal cancer is high in some cases and the possibility that colorectal cancer is low when the iron ion concentration is less than 15 μM It is.
(2) The method for testing the possibility of colorectal cancer in the subject of the present invention preferably uses an iron sensor or an iron ion measurement kit in the measurement of the iron ion concentration.
(3) In the method for testing the possibility of colorectal cancer in the subject of the present invention, the iron ion concentration of 15 μM or more indicates that the subject should be subjected to colonoscopy Is preferred .
本発明によれば、定性的な視覚情報に加えて、鉄イオン濃度測定に基づく定量的な情報をリアルタイムに得られる。 According to the present invention, in addition to qualitative visual information, quantitative information based on iron ion concentration measurement can be obtained in real time.
[大腸内視鏡検査]
本発明の内視鏡を説明するにあたり、先ず、本発明の内視鏡を用いた大腸内視鏡検査法について説明する。本発明の内視鏡を用いた大腸内視鏡検査法は、患者である被験者由来の消化管洗浄液を分析する工程を有する。
[Colonoscopy]
In describing the endoscope of the present invention, first, a colonoscopy method using the endoscope of the present invention will be described. The colonoscopy method using the endoscope of the present invention includes a step of analyzing a digestive tract washing liquid derived from a subject who is a patient.
被験者由来の消化管洗浄液としては、消化管洗浄液を経口投与し、本発明の内視鏡を直腸から挿入して吸収採取した溶液、又は、被験者の体腔内に溜まった消化管洗浄液が挙げられる。消化管洗浄液としては、市販の大腸内視鏡検査用洗浄溶液が挙げられる。被験者由来の消化管洗浄液の採取方法としては、例えば、大腸内視鏡検査前日に、大腸癌検診を受ける者に2Lの大腸内視鏡検査用洗浄溶液を飲んでもらい、検査当日に採取する方法が挙げられる。
本発明の内視鏡を用いた大腸内視鏡検査においては、消化管洗浄液の溜まりやすいS状結腸まで内視鏡を挿入すればよいため、検診を受ける者の身体的負担が軽減される。
Examples of the gastrointestinal lavage fluid derived from the subject include a solution obtained by oral administration of the gastrointestinal lavage fluid and absorption absorption by inserting the endoscope of the present invention through the rectum, or a gastrointestinal lavage fluid accumulated in the body cavity of the subject. Examples of the digestive tract cleaning solution include a commercially available cleaning solution for colonoscopy. As a method of collecting the subject-derived gastrointestinal lavage fluid, for example, on the day before colonoscopy, a person who undergoes colorectal cancer screening drinks 2 L of colonoscopy cleaning solution, and the sample is collected on the day of the examination. Is mentioned.
In the colonoscopy using the endoscope of the present invention, the endoscope only has to be inserted up to the sigmoid colon where the gastrointestinal lavage fluid easily collects, so the physical burden on the person undergoing the examination is reduced.
前記被験者由来の消化管洗浄液を分析する工程は、前記消化管洗浄液中の鉄イオンの濃度を測定する工程であることが好ましい。係る工程においては、従来公知の被験者由来の消化管洗浄液であれば特別な処置を必要しないという簡便さを有する点で優れている。例えば、消化管洗浄液中にPEG(ポリエチレングリコール)が存在する場合には、これを用いた抗原抗体反応において反応効率の低減を考慮する必要があるが、係る工程においては、消化管洗浄液中にPEGが存在していても測定系に何ら影響を与えるおそれがない。 The step of analyzing the subject-derived gastrointestinal lavage fluid is preferably a step of measuring the concentration of iron ions in the gastrointestinal lavage fluid. In this process, a conventionally known gastrointestinal lavage fluid derived from a subject is superior in that it does not require special treatment. For example, when PEG (polyethylene glycol) is present in the digestive tract washing liquid, it is necessary to consider a reduction in reaction efficiency in the antigen-antibody reaction using the PEG, but in such a process, PEG is contained in the digestive tract washing liquid. There is no possibility of affecting the measurement system even if exists.
前記被験者由来の消化管洗浄液を分析する工程は、イオン選択性電極を用いて前記消化管洗浄液中の鉄イオンの濃度を測定する工程である工程が好ましい。
本発明において、イオン選択性電極とは、特定のイオンと選択的に応答する電極を意味する。イオン選択性電極を用いた測定系の概略を図1に示す。イオン選択性電極を用いた測定系70は、測定試料中に含まれるイオンの濃度を測定するイオン選択性電極71と、外部参照電極72と、電位差計73を有する。
本発明においては、陽イオンA+(鉄イオン)に応答するイオン選択性電極71を用いる。イオン選択性電極71は、内部参照電極71a、及び目的イオンA+(鉄イオン)の活量(aA)intが一定の内部溶液71bおよび陽イオンのみを透過することのできるイオン選択膜71cから構成されている。
外部参照電極72は、内部参照電極72a、外部電極内部液72b、及び液絡部72cから構成されている。
The step of analyzing the subject-derived gastrointestinal lavage fluid is preferably a step of measuring the concentration of iron ions in the gastrointestinal lavage fluid using an ion selective electrode.
In the present invention, an ion selective electrode means an electrode that selectively responds to specific ions. An outline of a measurement system using an ion selective electrode is shown in FIG. The measurement system 70 using an ion selective electrode includes an ion selective electrode 71 that measures the concentration of ions contained in the measurement sample, an external reference electrode 72, and a potentiometer 73.
In the present invention, an ion selective electrode 71 that responds to the cation A + (iron ion) is used. The ion selective electrode 71 includes an internal reference electrode 71a, an internal solution 71b having a constant activity (aA) int of target ions A + (iron ions), and an ion selective membrane 71c capable of transmitting only cations. ing.
The external reference electrode 72 includes an internal reference electrode 72a, an external electrode internal liquid 72b, and a liquid junction 72c.
図1のように、イオン選択性電極71と外部参照電極72を目的イオン(鉄イオン)の活量(aA)sampleの試料溶液74(被験体由来の消化管洗浄液)に浸す。このとき、2つの電極の電位差(起電力)をEとすると、これは次式(1−1)で表される。 As shown in FIG. 1, the ion-selective electrode 71 and the external reference electrode 72 are immersed in a sample solution 74 (gastrointestinal irrigation fluid derived from the subject) of the target ion (iron ion) activity (aA) sample. At this time, assuming that the potential difference (electromotive force) between the two electrodes is E, this is expressed by the following equation (1-1).
ここで、Eref,int及びEref,extはそれぞれ内部参照電極71aおよび外部参照電極72の電極電位であり、Emembはイオン選択膜71cを介して内部溶液71bと試料溶液74(被験体由来の消化管洗浄液)の間に発生する膜電位である。また、Eljは外部参照電極72と試料溶液74(被験体由来の消化管洗浄液)の間に発生する液間電位差である。イオン選択膜71cが、A+(鉄イオン)のみを透過させる理想的な場合、膜電位は次式(1−2)で表される。 Here, Eref, int and Eref, ext are the electrode potentials of the internal reference electrode 71a and the external reference electrode 72, respectively, and Ememb is the internal solution 71b and the sample solution 74 (digestive tract derived from the subject via the ion selective membrane 71c). It is a membrane potential generated during the cleaning liquid. Elj is a liquid potential difference generated between the external reference electrode 72 and the sample solution 74 (gastrointestinal washing liquid derived from the subject). In an ideal case where the ion selective membrane 71c transmits only A + (iron ions), the membrane potential is expressed by the following equation (1-2).
ここで、zAは目的イオンの電荷数、Rは気体定数、Tは絶対温度、Fはファラデー定数である。
内部参照電極71aおよび外部参照電極72の電極電位は一定であり、液間電位差が無視できれば、(aA)intは一定であるので、式(1−1)は式(1−2)を用いて次式(1−3)となる。これはイオン選択性電極の基本式で、ネルンストの式と呼ばれる。
Here, z A is the number of charges of the target ion, R is the gas constant, T is the absolute temperature, and F is the Faraday constant.
If the electrode potentials of the internal reference electrode 71a and the external reference electrode 72 are constant and the inter-liquid potential difference can be ignored, (a A ) int is constant, and therefore the expression (1-1) uses the expression (1-2). The following equation (1-3) is obtained. This is a basic equation of the ion selective electrode and is called a Nernst equation.
ここで、E0は電極の構成により決まる定数である。2.30RT/zAFはネルンスト係数と呼ばれ、試料溶液中の目的イオンの活量が10倍変化したときの起電力の変化量であり、25℃では1価のイオンに対して59.16mV、2価のイオンに対して29.58mVである。測定された起電力Eより、式(1−3)を用いて試料溶液74(被験体由来の消化管洗浄液)中の目的イオン(鉄イオン)の活量が決定できる。イオンの活量aAと濃度CAにはaA=fACAの関係があるので、A+イオンの活量係数fAが分かれば濃度CAを求めることができる。
従って、本発明において、既知の鉄イオン濃度と得られた電位差との関係を表したスタンダードカーブを作成し、該スタンダードカーブから被験体由来の消化管洗浄液中の鉄イオンの濃度を測定することができる。
Here, E 0 is a constant determined by the configuration of the electrode. 2.30 RT / z A F is called the Nernst coefficient and is the amount of change in electromotive force when the activity of the target ion in the sample solution changes 10 times. It is 29.58 mV for 16 mV and divalent ions. From the measured electromotive force E, the activity of target ions (iron ions) in the sample solution 74 (digestive tract washing liquid derived from the subject) can be determined using the formula (1-3). Since the activity of a A and concentration C A of ions have the relationship of a A = f A C A, it is possible to determine the concentration C A Knowing activity coefficient f A of A + ions.
Therefore, in the present invention, it is possible to create a standard curve representing the relationship between the known iron ion concentration and the obtained potential difference, and to measure the iron ion concentration in the gastrointestinal lavage fluid derived from the subject from the standard curve. it can.
イオン選択性電極71は、内部参照電極71a、内部溶液71b、及びイオン選択膜71cから構成されている。
内部参照電極71aとしては、金属/ハロゲン化金属電極が挙げられ、銀/塩化銀線が好ましい。内部溶液71bとしては、塩化カリウム水溶液、塩化銅水溶液などの金属塩水溶液、塩化カリウム水溶液、及び他の金属塩水溶液との混合溶液が挙げられ、硝酸鉄と塩化カリウムとの混合溶液が好ましい。
イオン選択膜71cとしては、特に限定されず、ポリ塩化ビニル、シリコンゴム、ポリ塩化ビニリデン、ポリウレタン、フォトレジスト、漆などの公知の高分子を膜材料とするものが挙げられる。高いイオン選択性を実現するという観点から、膜材料に、可塑剤を混合し、溶媒に溶解して成膜してなる液体膜が好ましい。このような液体膜には、目的イオン以外のイオン(対イオン)の膜中への取り込みを防ぐために、テトラキス[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル]ホウ酸カリウム等の塩を添加してもよい。
The ion selective electrode 71 includes an internal reference electrode 71a, an internal solution 71b, and an ion selective membrane 71c.
Examples of the internal reference electrode 71a include metal / metal halide electrodes, and silver / silver chloride wires are preferable. Examples of the internal solution 71b include a mixed solution of a metal salt aqueous solution such as a potassium chloride aqueous solution and a copper chloride aqueous solution, a potassium chloride aqueous solution, and another metal salt aqueous solution, and a mixed solution of iron nitrate and potassium chloride is preferable.
The ion selective membrane 71c is not particularly limited, and examples thereof include those using a known polymer such as polyvinyl chloride, silicon rubber, polyvinylidene chloride, polyurethane, photoresist, and lacquer as the membrane material. From the viewpoint of realizing high ion selectivity, a liquid membrane formed by mixing a membrane with a plasticizer and dissolving in a solvent is preferable. To such a liquid film, a salt such as potassium tetrakis [3,5-bis (trifluoromethyl) phenyl] borate is added in order to prevent the incorporation of ions (counter ions) other than the target ion into the film. May be.
外部参照電極72は、内部参照電極72a、外部電極内部液72b、及び液絡部72cから構成されている。内部参照電極72aとしては、金属/ハロゲン化金属電極が挙げられ、銀/塩化銀線が好ましい。外部電極内部液72bとしては、塩化カリウム水溶液、塩化銅水溶液などの金属塩水溶液が挙げられ、塩化カリウム水溶液が好ましい。塩化カリウム水溶液はゲル化していてもよい。塩化カリウム水溶液がゲル化していると参照電極の耐圧性を向上できる。 The external reference electrode 72 includes an internal reference electrode 72a, an external electrode internal liquid 72b, and a liquid junction 72c. The internal reference electrode 72a includes a metal / metal halide electrode, and a silver / silver chloride wire is preferable. Examples of the external electrode internal solution 72b include aqueous metal salt solutions such as an aqueous potassium chloride solution and an aqueous copper chloride solution, and an aqueous potassium chloride solution is preferred. The potassium chloride aqueous solution may be gelled. When the potassium chloride aqueous solution is gelled, the pressure resistance of the reference electrode can be improved.
以上のとおりのイオン選択膜を有するイオン選択性電極を、外部参照電極とともに従来公知の方法に従い試料溶液(被験体由来の消化管洗浄液)に浸漬することにより両電極間の電位差が測定される。係る電位差から、試料溶液(被験体由来の消化管洗浄液)中のイオン濃度が算出される。 A potential difference between the two electrodes is measured by immersing the ion selective electrode having the ion selective membrane as described above in a sample solution (gastrointestinal lavage fluid derived from a subject) together with an external reference electrode according to a conventionally known method. From the potential difference, the ion concentration in the sample solution (digestive tract washing liquid derived from the subject) is calculated.
[大腸癌検出用鉄センサー]
≪第一実施形態≫
本発明の内視鏡は、上述した被験体由来の消化管洗浄液を分析する鉄センサーを備えている。以下に、大腸癌検出用鉄センサーの好ましい形態について説明する。
[Iron sensor for colorectal cancer detection]
≪First embodiment≫
The endoscope of the present invention includes an iron sensor that analyzes the above-described subject-derived gastrointestinal lavage fluid. Below, the preferable form of the iron sensor for colorectal cancer detection is demonstrated.
図2は、本実施形態の大腸癌検出用鉄センサー1の要部を示した縦断面図である。図に示すように、本実施形態の大腸癌検出用鉄センサー1は、円筒状に形成されたイオン選択性電極30及び外部参照用電極20を備えている。これらの電極には、それぞれリード線3が接続してあり、これらリード線3は電位差計を有する図示略のイオン濃度測定装置本体に接続されている。
そして、イオン選択性電極30と外部参照用電極20を、鉄イオン濃度を求めたい被験体由来の消化管洗浄液に浸漬又は接触させると、内部液と消化管洗浄液との間に鉄イオン濃度の差に応じた起電力が生じ、その起電力が、イオン選択性電極30と、外部参照用電極20との電位差となって表れる。図示略のイオン濃度測定装置本体は、その電位差をパラメータとして、被験体由来の消化管洗浄液の鉄イオン濃度を表示する。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing the main part of the iron sensor 1 for detecting colorectal cancer of the present embodiment. As shown in the figure, the iron cancer sensor 1 for colorectal cancer detection according to the present embodiment includes an ion selective electrode 30 and an external reference electrode 20 formed in a cylindrical shape. Lead electrodes 3 are connected to these electrodes, respectively, and these lead wires 3 are connected to an ion concentration measuring device main body (not shown) having a potentiometer.
When the ion-selective electrode 30 and the external reference electrode 20 are immersed or brought into contact with a digestive tract cleaning solution derived from a subject whose iron ion concentration is to be determined, the difference in iron ion concentration between the internal solution and the digestive tract cleaning solution is determined. The electromotive force is generated according to the voltage, and the electromotive force appears as a potential difference between the ion selective electrode 30 and the external reference electrode 20. An unillustrated ion concentration measuring device main body displays the iron ion concentration of the digestive tract washing liquid derived from the subject using the potential difference as a parameter.
図3は、大腸癌検出用鉄センサーの第一実施形態の横断面図であり、図4のA−A線方向の断面図である。図4は、大腸癌検出用鉄センサーの第一実施形態の縦断面図である。
図3及び図4に示されるように、本実施形態の大腸癌検出用鉄センサー1は、円筒状に形成された外筒体10と、外筒体10内に相互に離間して配置されたイオン選択性電極30及び外部参照用電極20と、これらの電極と外筒体10との間に充填された電極固定用組成物の硬化体40と、イオン選択性電極30及び外部参照用電極20側の端面50に、これら電極の端部22,32を覆うように固着された電解質結晶体60と、これら電極20,30、電極固定用組成物の硬化体40、及び電解質結晶体60の一端外周域を被覆する微孔膜80と、を備えている。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the first embodiment of the iron sensor for detecting colorectal cancer, and is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a first embodiment of an iron sensor for detecting colorectal cancer.
As shown in FIGS. 3 and 4, the colorectal cancer detection iron sensor 1 of the present embodiment is arranged in a cylindrical shape with the outer cylinder 10 and the outer cylinder 10 being spaced apart from each other. Ion-selective electrode 30 and external reference electrode 20, cured body 40 of the electrode fixing composition filled between these electrodes and outer cylinder 10, ion-selective electrode 30 and external reference electrode 20 An electrolyte crystal 60 fixed to the side end face 50 so as to cover the end portions 22 and 32 of the electrodes, the electrodes 20 and 30, a cured body 40 of the electrode fixing composition, and one end of the electrolyte crystal body 60. And a microporous film 80 covering the outer peripheral region.
イオン選択性電極30及び外部参照用電極20としては、上述したものが挙げられる。
外筒体10としては、ナイロン、ポリウレタン、ポリエステル、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート等の従来公知の可とう性樹脂から形成されてなるものが好ましい。
電極固定用組成物の硬化体40としては、消化管洗浄液に浸漬又は接触させても膨潤しない等の観点から、従来公知の(メタ)アクリル酸系モノマー類と重合開始剤を含有する電極固定用組成物の硬化体が好ましい。
電解質結晶体60としては、塩化カリウム結晶体が好ましい。
微孔膜80としては、鉄イオン透過性を有するものであれば特に限定されず、外筒体10を構成する材質と同じものから形成されてなるものが好ましい。
Examples of the ion selective electrode 30 and the external reference electrode 20 include those described above.
The outer cylinder 10 is preferably made of a conventionally known flexible resin such as nylon, polyurethane, polyester, polyethylene, polyvinyl chloride, or polycarbonate.
As the cured body 40 of the electrode fixing composition, from the viewpoint that it does not swell even if immersed in or brought into contact with the digestive tract cleaning solution, a conventionally known (meth) acrylic acid monomer and a polymerization initiator are contained. A cured product of the composition is preferred.
The electrolyte crystal 60 is preferably a potassium chloride crystal.
The microporous membrane 80 is not particularly limited as long as it has iron ion permeability, and is preferably formed from the same material as that constituting the outer cylindrical body 10.
≪第二実施形態≫
図5は、本実施形態の大腸癌検出用鉄センサー11の要部を示した縦断面図である。図に示すように、本実施形態の大腸癌検出用鉄センサー11は、外部参照用電極120が、イオン選択性電極130の側面を覆うように取り囲み、これらが一体となって円筒状に形成されたものを備えている(図6参照)。イオン選択性電極130及び外部参照用電極120には、それぞれリード線3が接続してあり、これらリード線3は電位差計を有する図示略のイオン濃度測定装置本体に接続されている。更に、イオン選択性電極130のイオン選択膜130aは、外部参照用電極120の液絡部120aを含む底面より突出しており、これらイオン選択膜130a及び液絡部120aが消化管洗浄液と接触できるように形成されている。
<< Second Embodiment >>
FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing the main part of the iron sensor 11 for colorectal cancer detection of the present embodiment. As shown in the drawing, in the colon cancer detecting iron sensor 11 of the present embodiment, the external reference electrode 120 is surrounded so as to cover the side surface of the ion selective electrode 130, and these are integrally formed in a cylindrical shape. (See FIG. 6). Lead wires 3 are connected to the ion selective electrode 130 and the external reference electrode 120, respectively, and these lead wires 3 are connected to an ion concentration measuring device main body (not shown) having a potentiometer. Further, the ion selective membrane 130a of the ion selective electrode 130 protrudes from the bottom surface including the liquid junction 120a of the external reference electrode 120 so that the ion selective membrane 130a and the liquid junction 120a can come into contact with the digestive tract cleaning liquid. Is formed.
図6は、大腸癌検出用鉄センサーの第二実施形態の横断面図であり、図7のB−B線方向の断面図である。図7は、大腸癌検出用鉄センサーの第二実施形態の縦断面図である。
図6及び図7に示される大腸癌検出用鉄センサー11の構成は、イオン選択性電極130及び外部参照用電極120以外、大腸癌検出用鉄センサー1の構成と同じであるため、説明を省略する
FIG. 6 is a cross-sectional view of the second embodiment of the iron sensor for detecting colorectal cancer, and is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. FIG. 7 is a longitudinal sectional view of a second embodiment of the iron sensor for detecting colorectal cancer.
The structure of the colorectal cancer detection iron sensor 11 shown in FIGS. 6 and 7 is the same as that of the colorectal cancer detection iron sensor 1 except for the ion-selective electrode 130 and the external reference electrode 120, and thus the description thereof is omitted. Do
[内視鏡]
≪第一実施形態≫
本発明の内視鏡は、上述した被験体由来の消化管洗浄液を分析する鉄センサーを備えている。以下に、本発明の内視鏡の好ましい形態について説明する。
[Endoscope]
≪First embodiment≫
The endoscope of the present invention includes an iron sensor that analyzes the above-described subject-derived gastrointestinal lavage fluid. Below, the preferable form of the endoscope of this invention is demonstrated.
本実施形態の内視鏡200は、観察対象である被験者の内部である体腔内に挿入部202が導入され、被験者の内部の被写体の撮像を行う装置である。
図8(a)に示すように、内視鏡200は、管状で長尺に形成された可とう性を有する挿入部202と、挿入部202の先端側に設けられた湾曲部203を湾曲操作する操作部204と、撮像した体腔内の画像を表示する図示略のモニター部と連結するコネクター部207と、コネクター部207と操作部204を繋ぐユニバーサルコード部206と、を備えている。
図8(b)は、図8(a)における挿入部202の先端部分201の横断面図である。
図8(b)に示すように、本実施形態の内視鏡200は、大腸癌検出用鉄センサー205を、観察対象の内部に導入される先端部分201に備えている。大腸癌検出用鉄センサーの好ましい実施形態については上述したとおりであり、イオン選択性電極を備えたものである。該大腸癌検出用鉄センサーは、先端部分201から図示略の外部イオン濃度測定装置本体まで、ケーブル接続され、該ケーブルは、挿入部202、操作部204、ユニバーサルコード部206、及びコネクター部207内を挿通している。
The endoscope 200 according to the present embodiment is a device that takes an image of a subject inside the subject by introducing the insertion unit 202 into a body cavity inside the subject to be observed.
As shown in FIG. 8A, the endoscope 200 is configured to bend a tubular insertion portion 202 having a long and flexible shape and a bending portion 203 provided on the distal end side of the insertion portion 202. An operation unit 204 for connecting, a connector unit 207 connected to a monitor unit (not shown) for displaying a captured image of the body cavity, and a universal cord unit 206 connecting the connector unit 207 and the operation unit 204.
FIG. 8B is a cross-sectional view of the distal end portion 201 of the insertion portion 202 in FIG.
As shown in FIG. 8B, the endoscope 200 according to the present embodiment includes an iron sensor 205 for detecting colorectal cancer at the distal end portion 201 introduced into the observation target. The preferred embodiment of the iron sensor for detecting colorectal cancer is as described above, and includes an ion-selective electrode. The iron cancer sensor for colorectal cancer detection is connected to a cable from the distal end portion 201 to the external ion concentration measuring device main body (not shown), and the cable is inserted in the insertion portion 202, the operation portion 204, the universal cord portion 206, and the connector portion 207. Is inserted.
本実施形態の本実施形態の内視鏡200は、先端部分201に取り付けられた大腸癌検出用鉄センサー205により、S状結腸中の消化管洗浄液を分析できる。本実施形態によれば、消化管洗浄液の溜まりやすいS状結腸まで内視鏡を挿入すればよいため、検診を受ける者の身体的負担が軽減される。
さらに、本実施形態によれば、従来は視覚情報にのみに依存していた内視鏡検査法を、リアルタイムに得られる鉄イオンの濃度情報を含めたものに補完できる。即ち、本実施形態によれば、生理機能的検査に分析的手法を取り入れ、付加価値を持たせることができる。
The endoscope 200 of the present embodiment can analyze the digestive tract washing liquid in the sigmoid colon by using an iron sensor 205 for colorectal cancer detection attached to the distal end portion 201. According to this embodiment, since an endoscope should just be inserted to the sigmoid colon where a digestive tract washing | cleaning liquid tends to accumulate, the physical burden of the person who receives a medical examination is reduced.
Furthermore, according to the present embodiment, the endoscopy method that has conventionally relied only on visual information can be supplemented with one that includes iron ion concentration information obtained in real time. That is, according to the present embodiment, an analytical method can be introduced into the physiological function test to add value.
≪第二実施形態≫
図9は、本実施形態の内視鏡300の斜視図である。本実施形態において、第一実施形態の内視鏡200と同じ構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
図9に示すように、内視鏡300は、吸液タンク306を有し、吸液タンク306内に大腸癌検出用鉄センサー305を備えている。大腸癌検出用鉄センサーの好ましい実施形態については上述したとおりであり、イオン選択性電極を備えたものである。
本実施形態の内視鏡300は、図示略の吸引源により、該内視鏡300内に挿通している図示略の吸引管路を介して、吸引タンク306に、被験者のS状結腸中の消化管洗浄液を採取する。吸引タンク306には、大腸癌検出用鉄センサー305が備えられており、採取された消化管洗浄液の鉄イオンの濃度を測定する。
本実施形態によれば、第一実施形態の効果に加えて、従来の吸液タンクに付属品として大腸癌検出用鉄センサーを設置すればよいため、より簡便に該内視鏡を製造することができる。
<< Second Embodiment >>
FIG. 9 is a perspective view of the endoscope 300 of the present embodiment. In the present embodiment, the same components as those of the endoscope 200 of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
As shown in FIG. 9, the endoscope 300 has a liquid absorption tank 306, and an iron sensor 305 for detecting colorectal cancer is provided in the liquid absorption tank 306. The preferred embodiment of the iron sensor for detecting colorectal cancer is as described above, and includes an ion-selective electrode.
The endoscope 300 of the present embodiment is inserted into a suction tank 306 in a sigmoid colon of a subject through a suction conduit (not shown) inserted into the endoscope 300 by a suction source (not shown). Collect gastrointestinal lavage fluid. The suction tank 306 is provided with an iron sensor 305 for detecting colorectal cancer, and measures the concentration of iron ions in the collected digestive tract washing liquid.
According to the present embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, it is only necessary to install a colorectal cancer detection iron sensor as an accessory in the conventional liquid absorption tank, so that the endoscope can be manufactured more easily. Can do.
≪第三実施形態≫
図10は、本実施形態の内視鏡400の斜視図である。内視鏡400は、カプセル型内視鏡であり、観察対象である被験者の内部である体腔内に、全体が導入され、被験者の内部の被写体の撮像を行う。
図10に示すように、内視鏡400は、小型化された大腸癌検出用鉄センサー405を備えている。大腸癌検出用鉄センサーの好ましい実施形態については上述したとおりであり、イオン選択性電極を備えたものである。
内視鏡400は、一般的にはプラスチック材料を形成してなり、その表面と同一平面をなすように、大腸癌検出用鉄センサー405を備えている。図10には、一つの大腸癌検出用鉄センサー405を示しているが、内視鏡400は、複数の大腸癌検出用鉄センサー405を備えていてもよい。また、内視鏡カプセル400は、その表面に一部突出するように、大腸癌検出用鉄センサー405を備えていてもよい。
≪Third embodiment≫
FIG. 10 is a perspective view of the endoscope 400 of the present embodiment. The endoscope 400 is a capsule endoscope, and is entirely introduced into a body cavity inside a subject to be observed, and images a subject inside the subject.
As shown in FIG. 10, the endoscope 400 includes a reduced colorectal cancer detection iron sensor 405. The preferred embodiment of the iron sensor for detecting colorectal cancer is as described above, and includes an ion-selective electrode.
The endoscope 400 is generally formed of a plastic material, and includes an iron sensor 405 for detecting colorectal cancer so as to be flush with the surface thereof. Although FIG. 10 shows one colon cancer detection iron sensor 405, the endoscope 400 may include a plurality of colon cancer detection iron sensors 405. Further, the endoscope capsule 400 may include an iron sensor 405 for detecting colorectal cancer so as to partially protrude from the surface thereof.
内視鏡400は、撮像部401、並びに、図示略の電源部、制御部、照明部、及び無線部等が、カプセル型筐体416内に配設されることにより構成されている。カプセル型筐体416は、半球ドーム状の先端カバー筐体416aと、円筒状の胴部筐体416bとからなる。
そして、大腸癌検出用鉄センサー405は、小型化されたイオン濃度測定装置本体を備えている。大腸癌検出用鉄センサー405が体腔内の消化管洗浄液と接触した際に、内視鏡400内でイオン選択性電極及び外部参照電極間の電位差測定が行われる。大腸癌検出用鉄センサー405及び撮像部401は、外部と無線通信を行う図示略の無線部と接続されており、電位差及び体腔内の撮像情報が、無線部を通じて、身体外部の図示略の内視鏡ユニットに送信され、内視鏡ユニットは、撮像された画像及び鉄イオン濃度の表示、記録等を行う。当該記録においては、各画像および電位差情報に時刻情報を付加して記録を行う。これにより、事後的にデータ解析する際に、電位差データが変動した時点における画像がどれかを判別することができる。なお、内視鏡400に記憶部を備えることにより、随時データを送信するのではなく、自己の記憶部に記憶させるものであってもよい。当該自己の記憶部への記録時においても、各画像および電位差情報に時刻情報を付加して記録を行う。また、内視鏡400自身で電位差情報をモニタしつつ、これが所定の閾値を超えた際(若しくは上昇傾向と判断された場合等)に、撮像頻度を増加させる制御を行うものであってもよい(大腸癌検出用鉄センサー405から得られる情報を制御部によって判別し、所定の閾値を超える若しくは値が増加傾向となった場合に、撮像部401に対して撮像頻度を増加させる制御を行う)。これにより病変部位の疑いがある個所付近で集中して撮像を行うことができる。
The endoscope 400 includes an imaging unit 401 and a power supply unit, a control unit, an illumination unit, a wireless unit, and the like (not shown) disposed in a capsule casing 416. The capsule casing 416 includes a hemispherical dome-shaped tip cover casing 416a and a cylindrical trunk casing 416b.
The colorectal cancer detection iron sensor 405 includes a miniaturized ion concentration measuring device main body. When the colorectal cancer detection iron sensor 405 comes into contact with the digestive tract washing liquid in the body cavity, the potential difference between the ion selective electrode and the external reference electrode is measured in the endoscope 400. The colorectal cancer detection iron sensor 405 and the imaging unit 401 are connected to a wireless unit (not shown) that performs wireless communication with the outside, and the potential difference and the imaging information in the body cavity are not shown inside the body outside the body through the wireless unit. Transmitted to the endoscope unit, the endoscope unit displays and records the captured image and iron ion concentration. In the recording, recording is performed by adding time information to each image and potential difference information. As a result, when the data is analyzed afterwards, it is possible to determine which image is at the time when the potential difference data fluctuates. In addition, by providing the endoscope 400 with a storage unit, the data may be stored in its own storage unit instead of being transmitted as needed. Even at the time of recording in the storage unit, recording is performed by adding time information to each image and potential difference information. Further, the potential difference information may be monitored by the endoscope 400 itself, and control may be performed to increase the imaging frequency when this exceeds a predetermined threshold (or when it is determined to be an upward trend). (Information obtained from the colorectal cancer detection iron sensor 405 is discriminated by the control unit, and when the predetermined threshold is exceeded or the value tends to increase, the imaging unit 401 is controlled to increase the imaging frequency.) . Thereby, it is possible to perform imaging in a concentrated manner in the vicinity of a portion suspected of a lesion site.
従来のカプセル型内視鏡は、約10時間体腔内を移動しながら、約7万2000枚の画像を撮像し続ける。内視鏡施行医は、これらすべての撮像画像を確認しなければならない。
本実施形態によれば、内視鏡400が体腔内を移動する際、撮像情報に加えて、鉄イオン濃度の情報を得られるため、病変部位をリアルタイムに簡便に認識することができる。
The conventional capsule endoscope continues to capture about 72,000 images while moving in the body cavity for about 10 hours. The endoscopic practitioner must confirm all these captured images.
According to the present embodiment, when the endoscope 400 moves in the body cavity, information on the iron ion concentration can be obtained in addition to the imaging information, so that the lesion site can be easily recognized in real time.
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention, this invention is not limited to a following example.
(1)鉄イオン選択性電極及び参照電極の作製
鉄イオン選択性電極及び外部参照電極の内部参照電極を次のようにして作製した。
先ず、銀線(直径500μm、長さ5cm、ニラコ製)に参照電極用銀/塩化銀インク(ビー・エー・エス製)を塗布した。その後、室温で自然乾燥させることで銀/塩化銀線からなる内部参照電極を得た。
(1) Production of iron ion selective electrode and reference electrode An internal reference electrode of the iron ion selective electrode and the external reference electrode was produced as follows.
First, a silver / silver chloride ink for reference electrode (manufactured by BAS) was applied to a silver wire (diameter 500 μm, length 5 cm, manufactured by Niraco). Then, the internal reference electrode which consists of a silver / silver chloride wire was obtained by air-drying at room temperature.
次にイオン選択膜を以下の手順で作製した。
5,10,15,20−Tetrakis(pentafluorophenil)porphyrin(ALDRICH製)、Benzyl acetate(ALDRICH製)、Oleic acid(SIGMA−ALDRICH製)、Poly(vinyl chloride)(Fluka製)をそれぞれ5.0wt%、55.0wt%、10.0wt%、30.0wt%で混合し、Tetrahydrofuran(和光純薬工業製)を適切な量加えて溶解させた。この溶液をPVCチューブ(外径2mm、内径1mm、長さ3cm、三商製)の一方の穴に少量塗布し、室温で24時間放置することで乾燥させた。
Next, an ion selective membrane was produced by the following procedure.
5,10,15,20-Tetrakis (pentafluorophenil) porphyrin (made by ALDRICH), Benzyl acetate (made by ALDRICH), Oleic acid (made by SIGMA-ALDRICH), Poly (vinyl chloride) (made by Fluka%, 5.0 each) The mixture was mixed at 55.0 wt%, 10.0 wt%, 30.0 wt%, and an appropriate amount of Tetrahhydrofuran (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added and dissolved. A small amount of this solution was applied to one hole of a PVC tube (outer diameter 2 mm, inner diameter 1 mm, length 3 cm, manufactured by Sansho) and allowed to dry at room temperature for 24 hours.
このPVCチューブに、内部電解液として1mM Fe(NO3)3・9H2O(和光純薬工業製)と0.1M KClを含んだ溶液を注入し、上述のようにして作製した内部参照電極を挿入した。最後に、シーリング用シリコンゴム(信越シリコーン製)をPVCチューブの他方の穴に塗布し乾燥させ、図11に示す鉄イオン選択性電極を得た。 This PVC tubing, 1mM Fe (NO 3) 3 · 9H 2 O ( Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and containing 0.1 M KCl solution was injected as an internal electrolyte solution, internal reference electrode prepared as described above Inserted. Finally, silicone rubber for sealing (manufactured by Shin-Etsu Silicone) was applied to the other hole of the PVC tube and dried to obtain an iron ion selective electrode shown in FIG.
また、外部参照電極を作製するため、PVA−SbQ(東洋合成工業製)と0.2M KCl溶液を1:1で混合した溶液をPVCチューブの一方の穴に塗布した。さらに、紫外線を5分間照射することで電解質ゲルを作製した。次に、内部電解液として0.1M KCl溶液を注入し、上述の内部参照電極を挿入した後に、他方の穴をシーリングした。このようにして、図11に示す外部参照電極を得た。 Moreover, in order to produce an external reference electrode, a solution obtained by mixing PVA-SbQ (manufactured by Toyo Gosei Co., Ltd.) and 0.2M KCl solution at a ratio of 1: 1 was applied to one hole of the PVC tube. Furthermore, the electrolyte gel was produced by irradiating ultraviolet rays for 5 minutes. Next, a 0.1 M KCl solution was injected as an internal electrolyte, and after inserting the above-mentioned internal reference electrode, the other hole was sealed. Thus, the external reference electrode shown in FIG. 11 was obtained.
(2)キャリブレーションプロットの作成
先ず、作製した鉄イオン選択性電極を5mM Fe(NO3)3溶液に24時間浸漬させ、コンディショニングを行った。その後純水ですすぎ、電極外部を洗浄した。
(2) Creation of calibration plot First, the prepared iron ion selective electrode was immersed in a 5 mM Fe (NO 3 ) 3 solution for 24 hours for conditioning. Thereafter, it was rinsed with pure water to wash the outside of the electrode.
サンプル溶液として、異なる濃度のFe(NO3)3を含む0.1M KCl溶液、消化管洗浄液をそれぞれ用意した。容積20mLのビーカーに10mLのサンプル溶液を入れ、図11の鉄イオン選択性電極と外部参照電極を浸漬させた。 As sample solutions, a 0.1 M KCl solution containing different concentrations of Fe (NO 3 ) 3 and a digestive tract washing solution were prepared. A 10 mL sample solution was put into a 20 mL beaker, and the iron ion selective electrode and the external reference electrode of FIG. 11 were immersed therein.
また、電位差測定のために、電気化学測定装置(AUTLAB EN 55022、Eco Chemie製)を使用した。この電気化学測定装置に、鉄イオン選択性電極と外部参照電極を電気的に接続した。 In addition, an electrochemical measurement device (AUTLAB EN 55022, manufactured by Eco Chemie) was used for potential difference measurement. An iron ion selective electrode and an external reference electrode were electrically connected to this electrochemical measuring device.
鉄イオン選択性電極と外部参照電極間の電位差をモニタリングし、電位が安定した後の電位差を鉄イオン濃度の常用対数に対してプロットした。それぞれのサンプルで、5回の独立した測定を行った。 The potential difference between the iron ion selective electrode and the external reference electrode was monitored and the potential difference after the potential stabilized was plotted against the common logarithm of iron ion concentration. Five independent measurements were performed on each sample.
図12(a)に、鉄イオン濃度と得られた電位差との関係を表したキャリブレーションプロットを示す。図12(a)に示すように、鉄イオン濃度と電位差の間には明らかな直線関係が観察された。
一方、0.1M KClに鉄イオンを加えたサンプルと、消化管洗浄液に鉄イオンを加えたサンプルでは、電位差と傾きに大きな違いは見られなかった。そこで、消化管洗浄液を用いた場合、100pMから1mMの間で直線関係を得ることができた(図12(b)参照。)。これは、患者から採取した消化管洗浄液中の鉄イオンを測定するために十分な感度だと考えられる。
FIG. 12A shows a calibration plot representing the relationship between the iron ion concentration and the obtained potential difference. As shown in FIG. 12A, a clear linear relationship was observed between the iron ion concentration and the potential difference.
On the other hand, there was no significant difference in potential difference and slope between the sample obtained by adding iron ions to 0.1M KCl and the sample obtained by adding iron ions to the digestive tract washing solution. Therefore, when the digestive tract washing solution was used, a linear relationship could be obtained between 100 pM and 1 mM (see FIG. 12B). This is considered to be sensitive enough to measure iron ions in the gastrointestinal lavage fluid collected from patients.
(3)患者から採取した消化管洗浄液中の鉄イオン濃度の測定
14人の様々な疾患をもった患者から採取した消化管洗浄液をサンプルとして、鉄イオン濃度を測定した。上記と同様に、サンプルに浸漬させた鉄イオン選択性電極と外部参照電極間の電位差を測定し、上述のキャリブレーションプロットを用いて鉄イオン濃度を決定した。それぞれのサンプルで、3回の独立した測定を行った。
(3) Measurement of Iron Ion Concentration in Gastrointestinal Lavage Fluid Collected from Patient Iron ion concentration was measured using a gastrointestinal lavage fluid collected from 14 patients with various diseases as a sample. Similarly to the above, the potential difference between the iron ion selective electrode immersed in the sample and the external reference electrode was measured, and the iron ion concentration was determined using the above calibration plot. Three independent measurements were performed on each sample.
図13に、14サンプルの鉄イオン測定結果を示す。さらに、それぞれの患者の診断結果と測定した鉄イオン濃度を表1に示す。結果として、所見の認められなかった患者から採取した消化管洗浄剤中の鉄イオン濃度は低濃度であった。一方ポリープなどの病変を有する患者から採取した消化管洗浄液中の鉄イオン濃度はそれに比較して高く、特に進行大腸癌患者から採取したサンプルが最も高い鉄イオン濃度を示した。これらの結果は病変からの出血に伴い鉄イオンが消化管洗浄液中に混入することが原因だと考えられた。大腸病変の大きさと鉄イオン濃度に相関関係があることが示唆された。 FIG. 13 shows the measurement results of 14 samples of iron ions. Further, Table 1 shows the diagnostic results of each patient and the measured iron ion concentration. As a result, the iron ion concentration in the gastrointestinal cleaning agent collected from patients who had no findings was low. On the other hand, the iron ion concentration in the gastrointestinal lavage fluid collected from patients with lesions such as polyps was higher than that, and the sample collected from patients with advanced colorectal cancer showed the highest iron ion concentration. These results were thought to be due to iron ions being mixed into the digestive tract washing solution due to bleeding from the lesion. It was suggested that there was a correlation between the size of colorectal lesions and iron ion concentration.
尚、作製した鉄イオン選択性電極を用いて測定した鉄イオン濃度の結果は、市販の鉄イオン測定キット(フナコシ製)を用いて測定した結果と対応していることを確認している。 In addition, it confirmed that the result of the iron ion density | concentration measured using the produced iron ion selective electrode respond | corresponded with the result measured using the commercially available iron ion measuring kit (product made from Funakoshi).
以上の結果から、本発明の内視鏡によれば、定性的な視覚情報に加えて、鉄イオン濃度測定に基づく定量的な情報をリアルタイムに得られることが明らかである。 From the above results, it is clear that according to the endoscope of the present invention, quantitative information based on iron ion concentration measurement can be obtained in real time in addition to qualitative visual information.
1,11,205,405…大腸癌検出用鉄センサー、10…外筒体、20,120…外部参照用電極、20a,72c,120a…液絡部、22,32…端部、30,71,130…イオン選択性電極、30a,71c,130a…イオン選択膜、40…電極固定用組成物の硬化体、50…端面、60…電解質結晶体、70…測定系、71a,72a…内部参照電極、71b…内部溶液、72…外部参照電極、72b…外部電極内部液、73…電位差計、74…試料溶液、80…微孔膜、200,300,400…内視鏡、201…先端部分、202…挿入部、203…湾曲部、204…操作部、206…ユニバーサルコード部、207…コネクター部、306…吸引タンク、401…撮像部、416…カプセル型筐体、416a…先端カバー筐体、416b…胴部筐体。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,11,205,405 ... Iron sensor for colorectal cancer detection, 10 ... Outer cylinder, 20, 120 ... External reference electrode, 20a, 72c, 120a ... Liquid junction part, 22, 32 ... End part, 30, 71 , 130 ... ion selective electrode, 30a, 71c, 130a ... ion selective membrane, 40 ... cured product of electrode fixing composition, 50 ... end face, 60 ... electrolyte crystal, 70 ... measurement system, 71a, 72a ... internal reference Electrode, 71b ... internal solution, 72 ... external reference electrode, 72b ... external electrode internal solution, 73 ... potentiometer, 74 ... sample solution, 80 ... microporous membrane, 200,300,400 ... endoscope, 201 ... tip portion , 202 ... Insertion section, 203 ... Bending section, 204 ... Operation section, 206 ... Universal cord section, 207 ... Connector section, 306 ... Suction tank, 401 ... Imaging section, 416 ... Capsule type casing, 416a ... Over housing, 416b ... body casing.
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