JPH02149243A - 内視鏡 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は内視鏡視野内の温度分布を測定し得る内視鏡に
関する。

［従来の技術］ 患部の温度分布が正常部の温度分布と異なることから、
最近、患部の温度分布を測定して、そのデータを診断、
治療に使用するケースが多くなってきた。

一般的に、患部の温度分布を測定する方法としては、サ
ーモカメラなどでサーモグラフィを撮影して、被測定物
の温度分布を映し出すようにしたものが知られている。

しかし、この方法は体外の患部には適用できるものの、
サーモカメラが大型であるため胃、腸腎臓など体腔内の
疾患には適用できない。

そこで、体内の患部の温度分布を測定する方法として、
内視鏡を利用したものが考えられている。

この内視鏡を利用した従来のものは、イメージ伝送用光
ファイバ素線を束ねたイメージガイドハンドルと、赤外
線透過光ファイバ素線を束ねた赤外ガイドバンドルとを
それぞれ別体に形成した上で、これらを抱き合わせて外
筒で覆い、一つの内視鏡としたものである。このように
したものを体内に挿入し、体腔内の被検査部を観察する
ばかりでなく、被検査部から放射される赤外線を赤外線
透過光ファイバに導いて被検査部の温度分布をも測定す
るようになっている。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、上記した内視鏡を利用した従来のものでは、イ
メージガイドバンドルと赤外ガイドバンドルとを単に抱
き合わせて一本化するという併設構成をとっていること
により、イメージ伝送用光ファイバの視野と赤外線透過
光ファイバの視野とがずれる結果、イメージ伝送の対象
となる被検査部そのものの温度分布を測定できないとい
う欠点があった。

また、イメージガイドハンドルと赤外ガイドバンドルと
が個々に一つの内視鏡の中に（７１設されるため、体腔
内に挿入される部分となる内視鏡挿入部は太くならざる
をえない。患者の苦痛を軽減するため、挿入部は特にコ
ンパクト化が要求されるが、上記した赤外ガイドバンド
ルの併設がコンパクト化の障害となっていた。

本発明の目的は、赤外線透過光ファイバをイメージ伝送
用光ファイバ内に一体的に組み込むことによって、上述
した従来技術の欠点を解消して、被検査部そのものの温
度分布か測定でき、しかもコンパクトな内視鏡を提供す
ることにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明の内視鏡は、体腔内の被検査部の観察像を送るイ
メージ伝送用光ファイバ素線と、被検査部から放射され
る赤外線エネルギを導く赤外線透過光ファイバ素線とを
一体的に束ねてガイドバンドルを構成し、前記ガイドハ
ンドルの入射端ニ集光用の対物レンズを設けたものであ
る。

そして、前記集光用対物レンズは可視光を透過する材料
と赤外線を透過する材料とを組み合わせて構成しても、
あるいは可視光と赤外線とを透過する材料で構成しても
よい。

なお、赤外線透過光ファイバの材料としては、Ｚｎ５ｅ
やＡ　ｓ−８系、Ｇｅ−３ｅ系、Ｇｅ−３ｅ−Ｔｅ系Ｇ
　ｅ−Ａ　ｓ−３ｅ−Ｔ　ｅ系などのファイバ化か容易
で、且つ、赤外波長域で特に波長９μｍ帯のエネルギを
透過するカルコゲナイドガラスが好ましい。

また、Ｚ　ｒ　Ｆ　４系、ＨｆＦ、系、ＡｌＦ３系など
の波長５〜６μｍの赤外線を透過するフッ化物ガラスで
もよい。フッ化物ガラスは、カルコゲナイドガラスに比
較して透過する波長が短波長になり放射エネルギとして
は小さくなるが、ファイバ自体の透過損失が少ないこと
、及び物体の放射エネルギが幅広い分布をもっているこ
とから、赤外線を透過する材料として用いることができ
る。

その他、波長約３μｍ以上の長波長のエネルギを透過す
る材料で、ファイバ化が可能なものであれば赤外線透過
材料として用いることができる。

また、イメージ伝送用光ファイバ素線の本数と赤外線透
過光ファイバ素線の本数との比は内視鏡の使用目的によ
って異なる。即ち、これらの素線を一体的に束ねること
により、赤外線透過光ファイバ素線がイメージ伝送用光
ファイバ素線に代わってガイドバンドル中に入り込むこ
とになる。このため、入り込んだ部分だけイメージ情報
が欠落して、観察像に黒点ができる。従って、イメージ
情報を得ることが主で、温度情報を得ることが従である
場合には、イメージ伝送用光ファイバ素線の本数を多く
する。

反対に、温度情報を得ることが主となる場合には、赤外
線透過光ファイバ素線の本数を多くする。

一方、集光角対物レンズとして、可視光を透過する材料
と赤外線と透過する材料とを組合せて構成する場合、レ
ンズの一部を可視光を透過する光学レンズ、残部を赤外
線透過レンズとした二分割レンズとすることで対処でき
る。可視光を透過する光学レンズについてみると、対物
レンズの一部が赤外線透過レンズとなっているので、イ
メージ伝送用光ファイバに入射される可視光の量は減少
する。このため、観察像がその分暗くなるが、イメージ
伝送用光ファイバ素線の全てに光が入射されるので、患
部の様子は観察できる。赤外線透過レンズについても同
様に、レンズ全体が赤外線透過レンズである場合に比し
て赤外線の量が減少することになるが、患部の温度分布
測定には支障はない。

また、集光用対物レンズとして、可視光と赤外線とを透
過する材料で構成する場合、可視光及び可視域から赤外
域の波長まで透過するＣａＦ２結晶やフッ化物ガラスを
用いることで、別材質で二分割とする必要はなくなり、
同一材質で一体のレンズとすることができる。この場合
、赤外線透過光ファイバとしてフッ化物ガラスを用いる
のが好ましい。

さらに、Ｚｎ５ｅ等、一部の可視光を透過する赤外線透
過材料を集光用対物レンズとして使用しても強い照明光
を使用すれば、レンズを透過する可視光の量が増えるの
で前記Ｚ　ｎＳ　ｅ等の材料のみでレンズを構成しても
かまわない。

［作用］ 体腔内の被検査部の温度分布の測定は、赤外線透過光フ
ァイバを用いることによって、はじめて可能となる。

絶対零度基」二の物体は、その温度に対応したエネルギ
を放射している。温度′Ｉ゛の黒体から放射される波長
λの熱放射エネルギＷえは、次のブランクの輻射式で表
せる。

Ｗ、−Ｃ，λ−５［ｅｘｐ（ｃ　２／λＴ）−１１［Ｗ
／ｃｍ２・μｍ］　　（１） ここで、ＣＩ＋Ｃ２は定数である。

式（１）から、絶対温度の低い物体はど放射エネルギ強
度は小さく、ピーク波長λ１．１が長波長側に存在する
ことがわかり、これらの関係は第４図に示される。この
関係はウィーンの変位則であり、λｍＴ＝２９００　　
［μｍ］　　（２）で表せる（これらについては、例え
ば、大越編著他′”光ファイバセンサ”オーム社、昭和
６１年７月参照）。

ところで、体内の温度は通常３６°Ｃを中心として上下
する。このため、例えば３６°Ｃで放射されるエネルギ
を式（２）から求めると、第４図に示すように、約９μ
ｍのピーク波長を持つ赤外線となり、約９μｍより長波
長または短波長になるに従って放射エネルギは小さくな
ることかわかる。

従って、約３μｍ以上の長波長のエネルギを透過しない
、石英ガラスファイバ、多成分系ガラスファイバ、プラ
スチックファイバなどの光ファイバは不適当であり、体
内の温度を内視鏡で測定するためには、赤外線を透過す
るファイバ材料が必要となる。

さて、光を照射された体腔内の被検査部からの反射光が
、対物レンズの可視光を透過する材料で形成した部分を
通って集光されてイメージ伝送用光ファイバに導かれ、
観察像として観察機器あるいは撮影機器に伝達される。

また同時に、被検査部からの赤外線エネルギは対物レン
ズの赤外光を透過する材料で形成した部分を通って集光
されて赤外線透過光ファイバに導かれ、温度情報として
赤外線検出器に伝達されて、被検査部の温度分布が測定
される。

ここで、イメージ伝送用光ファイバ素線と、赤外線透過
光ファイバ素線とが一体的に束ねであると、イメージ伝
送用光ファイバ素線が捕える内視鏡の視野内と同一領域
内の温度分布が赤外線透過光ファイバ素線で捕えられる
。すると、イメージ被検査部そのものの温度分布が赤外
線透過光ファイバによって測定できる。

また、イメージ伝送用光ファイバ素線と赤外線透過光フ
ァイバ素線とが、個別的にではなく、体内に束ねられて
いると、ハンドルが一つで済むので、内視鏡が小型にな
り、内視鏡挿入部が細くなる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を第１図〜第３図を用いて説明す
る。

第１図は本発明の内視鏡の実施例を示す要部断面図であ
る。符号１は内視鏡挿入部であり、内視鏡のうち体腔内
に挿入される長尺状の小径部分である。この挿入部ｌは
観察系と照明系とを備えている。

観察系は、多数本のイメージ伝送用光ファイバ素線３と
任意本数の赤外線透過光ファイバ素線５とを一体的に束
ねて構成されたイメージガイドバンドル８と、このイメ
ージカイトバンドル８を収納した樹脂製のフレキンプル
な外筒７と、この外筒７の先端、即ち挿入部１の先端部
にイメージガイドバンドル８の入射端と対向して嵌め込
まれた集光用の対物レンズ４とから成る。

ここで、イメージ伝送用光ファイバ素線３と赤外線透過
光ファイバ素線５とを一体的に束ねる部分は、内視鏡全
長である必要はな（て挿入部ｌの部分で足り、挿入部１
に連なる体外部１７は号ｉｊ体であっても構わない。細
くて小型化が望まれるのは挿入部１だからである。

また、対物レンズ４はイメージガイドバンドル８の入射
端に体腔内の被検査部から放射される放射エネルギ（放
射光）をフォーカスして入射スルために、光軸方向に移
動自在に設けられる。

方、照明系は、多数の光ファイバ素線を束ねたライトガ
イドバンドル２で構成され、イメージガイドバンドル８
の一側に抱き合わせられるように配設される。ライトガ
イドバンドル２は光源６からの光を透過させて体腔内の
被検査部を照明する。

上記観察系のイメージガイドバンドル８を構成するイメ
ージ伝送用光ファイバ素線３は、イメージ伝送用光ファ
イバ素線３のみからなるハンドル９として、挿入部１に
続く体外部１７の途中より取り出され、体外部１７に設
けられた観察機器あるいは撮影機器１１に接続される。

また、赤外線透過光ファイバ素線５は、赤外線透過光フ
ァイバ素線５のみからなるバンドル１０として、同じく
体外部１７に設けられた赤外線エネルギを検出するディ
テクタ、例えばＰｂＳ、　　Ｉ　ｎＳｂ、ＨｇＣｄＴｅ
などの素子を用いた赤外線検出器１２及び、この赤外線
検出器１２で検出した赤外線エネルギを表示する温度表
示器１３に接続される。

ところで、上記したイメージガイドバンドル８を構成す
る一方のイメージ伝送用光ファイバ素線３の太さは、通
常のクラット径が約１８μｍの石英系光ファイバでてき
ている。他方の赤外線透過光ファイバ素線５の太さは、
特に規定する必要はないが、赤外線が充分透過し、フレ
キシブル性が保てる太さであればよい（例えば１００〜
３００μｍ）。ファイバ素線５の材料としては、Ｇｅ−
Ａｓ５ｅ−Ｔｅ系などのカルコゲナイドガラス、または
ＺｒＦ４系、ＨｆＦ４系、Ａ＋Ｆ３系などのフッ化物ガ
ラスが適当である。

また、多数本のイメージ伝送用光ファイバ素線３と任意
本数の赤外線透過光ファイバ素線５とを一体的に束ねて
イメージガイドバンドル８を構成するために、イメージ
伝送用光ファイバ素線３と赤外線透過光ファイバ素線５
との配列は第２図に示すような種々の例を取り得る。な
お、ここには示していないが、イメージ伝送用光ファイ
バ３と赤外線透過光ファイバ５と不規則に配列するラン
ダム形や二分割形に配列するハーフ形にすることもでき
る。

第２図（ａ）はイメージ伝送用光ファイバ素線３を中心
に配し、その周りに赤外線透過光ファイバ素線５を配し
たイメージ中心形の配列例を示す。

これによれば、赤外線透過光ファイバ素線５がイメージ
伝送用光ファイバ素線３のバンドル中にないので、イメ
ージ情報の欠落が起こらずに被測定部の温度分布を測定
することができる。

この配列例に適する対物レンズ４としては、第３図（ｂ
）に示すように、中央部に配した可視光を透過する光学
レンズ１８の周辺に、赤外線を透過する材料で形成され
た赤外線透過レンズ１９を配した複合レンズが好ましい
。複合手段としては、例えば、接着、融着などを用いる
ことができる。

また、イメージ情報の欠落かある程度起こっても構わな
い場合において、同−視野内における複数箇所の温度分
布を測定したいときには、第２図（ｂ）、（Ｃ）に示す
ように、イメージ伝送用光ファイバ素線３のバンドル内
に赤外線透過光ファイバ素線５を格子状や放射状に規則
的に配列する。

これらの配列例に適する対物レンズ４としては、第３図
（ａ）に示すように、上半分を可視光の透過する光学レ
ンズ１８とし、下半分を赤外線の透過する赤外線透過レ
ンズ１９とすることができる。

さらに、第３図（Ｃ）に示すように、中央部に配した赤
外線透過レンズ１９の周辺に光学レンズ１８を配した複
合レンズなど、光学レンズ１８と赤外線透過レンズ１９
の組合せは自由に設計することができる。

尤も、赤外線透過光ファイバ素線５の材料として、可視
光から赤外線波長域に亙って、比較的損失の小さいフッ
化物ガラスを使用した場合には、ＣａＦ２結晶やフッ化
物ガラスで対物レンズ４を一体的に構成することができ
る。従って、第３図に例示するように光学レンズ１８と
赤外線透過レンズ１９とに分けることも、複合化する必
要もない。

ただし、複合化することは自由である。

さらに、可視光を透過する光学レンズ１８と赤外線を透
過する赤外線透過レンズ１９の二組を内視鏡先端部に収
納し、外部から必要に応じて交換できるように設置して
もよい。

なお、第２図では、イメージ伝送用光ファイバ素線３よ
りも赤外線透過光ファイバ素線５を、図面上人（描いで
あるが、これは画素線３，５を区別するための便宜上の
差にすぎず、特に図示例に限定されるものではない。ま
た、同図では、ファイバ素線の一部のみを示して、他を
省略しであるが、バンドル内にはファイバ素線が全部詰
まっている。

また、上記実施例では、照明系のライトガイドバンドル
２をイメージガイドバンドル８と別体に構成したが、観
察像に支障がない範囲で、赤外線透過光ファイバ素線５
と同様に、イメージガイドバンドル８内に一体的に組み
込むようにしてもよい。これによれば、内視鏡を一部コ
ンパクトにすることができる。

［発明の効果］ 本発明によれば、イメージ伝送用光ファイバ素線と赤外
線透過光ファイバ素線とを一体的に束ねてガイドバンド
ルを構成し、このガイドバンドルの入射端に設けた対物
レンズを可視光及び赤外線を透過する材料で形成したの
で、次のような効果を発揮する。

（１）内視鏡の視野と温度分布との視野がずれることが
なく、観察した体腔内の被検査部の温度分布そのものを
正確に測定できる。また、視野内の温度測定点の位置か
正確に把握できるため、患部を探し出すのが極めて容易
になる。

（２）画素線を一体的に束ねてカイトバンドルを構成し
ているので、従来のようにイメージガイドバンドルと、
赤外ガイドバンドルとをそれぞれ別体に形成した上で、
これらを抱き合わせて一つの内視鏡としたものに比して
、内視鏡をコンパクトにすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す内視鏡の要部断面図、第
２図はイメージ伝送用光ファイバ素線と赤外線透過光フ
ァイバ素線との配列の種々の実施例を示すガイドバンド
ルの断面図、第３図は対物レンズの構成の実施例を示す
正面及び側面図、第４図はブランクの輻射式で表される
波長と放射強度の関係を示した図である。 図中、１は内視鏡挿入部、２はライトガイドバンドル、
３はイメージ伝送用光ファイバ素線、４は対物レンズ、
５は赤外線透過光ファイバ素線、８はイメージガイドバ
ンドル、１８は可視光を透過する材料で形成した光学レ
ンズ、１９は赤外線を透過する材料で形成した赤外線透
過レンズである。 （ａ） （ｂ） 第２図 （ｃ） 手続補正書（自発） 昭和６３年１２月０６日 ２、発明の名称 内視鏡 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住所　〒１６１東京都新宿区中落合２丁目７番５号名称
ホーヤ株式会社 ４、代理人 住所　〒１７０東京都豊島区東池袋１丁目４８番１０号
２５山京ビル　９２３号 ６、補正の内容 （１）願書を別紙の通り訂正。 （２）明細書第４頁下から３行目の１赤外線透過光ファ
イバの材料」とあるのを「赤外線を透過する材料」と訂
正。 （３）同書節９頁１２行目の「赤外光」とあるのを「赤
外線」と訂正。 （４）図面第１図、第３図及び第４図を別紙の通り訂正
。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）体腔内の被検査部の観察像を送るイメージ伝送用
   光ファイバ素線と、上記被検査部から放射される赤外線
   エネルギを送る赤外線透過光ファイバ素線とを一体的に
   束ねてガイドバンドルを構成し、前記ガイドバンドルの
   入射端に集光用の対物レンズを設けたことを特徴とする
   内視鏡。
2. （２）前記集光用対物レンズが可視光を透過する材料と
   、赤外線を透過する材料とを組み合わせて構成されてい
   ることを特徴とする請求項１記載の内視鏡。
3. （３）前記集光用対物レンズが可視光と赤外線とを透過
   する材料で構成されていることを特徴とする請求項１記
   載の内視鏡。