JPH03277343A

JPH03277343A - 内視鏡用温度分布測定装置

Info

Publication number: JPH03277343A
Application number: JP2150136A
Authority: JP
Inventors: Kazunari Tanaka; 千成田中; Hiroshi Sone; 曽根　博; Noboru Ujiie; 氏家　登
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1990-03-06
Filing date: 1990-06-08
Publication date: 1991-12-09
Anticipated expiration: 2009-07-20
Also published as: JPH0653108B2

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〕この発明は、内視鏡に併用して体腔内などの被測定部の
温度分布を測定する内視鏡用温度分布測定装置に関する
。

医療用に用いられる内視鏡は、癌の発見などを行うため
に広く用いられているが、早期癌や粘膜下の悪性腫瘍な
どを肉眼で発見するのは極めて困難である。しかし、癌
細胞などの異常細胞は正常な細胞より１℃程度温度が高
いので、内視鏡を利用して体腔粘膜の温度分布を測定す
ることによって、早期癌等を発見する試みがなされてい
る。

〔従来の技術〕

上述のような目的に用いられる内視鏡用温度分布測定装
置として従来は、内視鏡の鉗子チャンネルに測温プロー
ブを挿通し、体腔粘膜面にプローブの先端を直接押しつ
けて、粘膜面の温度を測定するものがあった。

しかし、そのようなものは、−回に一点の温度しか測定
できないので、温度分布を測定するには膨大な手間がか
かり、人の体腔内に内視鏡を挿入した状態で粘膜の温度
分布を測定するのは、事実上不可能に近かった。

そこで、温度分布を測定するために、例えば第４図に示
されるように、被測定部の赤外像を結像して伝達するた
めの赤外像伝達用の光学系５０を、内視鏡に組込んだも
のがあった。

５１は、赤外線を透過するシリコンなどの材料で作られ
た赤外用対物レンズ。５２は、赤外線を透過するフッ化
物ガラス材料などで作られた赤外像伝達ファイババンド
ル。５３は、可視光用の対物レンズ。５４は、可視光用
の像伝達ファイババンドル。５５は、照明用ライトガイ
ドファイババンドルである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、フッ化物ガラス材料などを用いた赤外像伝達フ
ァイババンドルは、潮解性が高くて耐候性が良くないた
め、使用しているうちに折れや損傷が発生し易く、実用
性に乏しかった。

また、シリコンを用いた赤外用対物レンズは可視光を全
く伝達しないため、組立時に赤外像伝達ファイババンド
ルとの芯出しやピント出しなどの光学的調整を行うのが
非常に困難であった。

この発明は、そのような従来の欠点を解消し、耐久性に
優れ、しかも組立時の光学的調整が容易な内視鏡用温度
分布測定装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、本発明の内視鏡用温度分布
測定装置は、コアを硫化砒素により形成した多数の光学
ファイバを入射端面と出射端面とを同一配列に並べて各
々固めると共に、入射端部と出射端部との中間部分では
各光学ファイバどうしを分離して可撓性を有するように
形成した赤外像伝達ファイババンドルと、上記赤外像伝
達ファイババンドルの入射端面に被測定部の赤外像を結
像するように上記赤外像伝達ファイババンドルの入射端
面の前方に配置された赤外用対物レンズとを有すること
を特徴とする。

上記光学ファイバのコアの周囲を被覆するクラッドはフ
ッ化エチレン樹脂で形成することができ、赤外用対物レ
ンズはジンクセレンにより形成することができる。また
、上記赤外用対物レンズの前方にゲルマニウム製のカバ
ーを設けてもよく、赤外像伝達ファイババンドルは細長
い可撓管内に設けることができる。

〔作用〕

赤外用対物レンズの結像位置に赤外像伝達ファイババン
ドルの入射端面を配置することにより、その出射端面側
に被測定部の赤外像が伝達され、その赤外像から被測定
部の温度分布を得ることができる。

赤外像伝達ファイババンドルに用いられる硫化砒素製光
学ファイバは、耐候性及び可撓性に優れており、フッ化
エチレン樹脂でクラッドを形成すれば、光学ファイバ間
のすべりが良い。

硫化砒素製光学ファイバ及びジンクセレン製赤外用対物
レンズは共に可視光も伝達するので、組立時の光学調整
を可視的に行うことができる。

また、赤外用対物レンズの前方にゲルマニウム製のカバ
ーを設けることにより、強度の低いジンクセレン製の赤
外用対物レンズを保護することができ、赤外像伝達ファ
イババンドルは可撓管によって保護される。

［実施例〕図面を参照して実施例を説明する。

第１図において、Ｉは内視鏡であり、その挿入部２の先
端には、被測定部３０の可視像を結像するための観察用
対物レンズ３が配置されている。

そして、被測定部３０の可視像を挿入部２外に伝達する
イメージガイドファイババンドル４が、挿入部２内を通
って、挿入部２外に設けられた接眼部６に至るように配
置されている。

イメージガイドファイババンドル４の像入射端面は、観
察用対物レンズ３の結像位置に配置され、像出射端面は
、接眼光学系６ａの観察位置に配置されている。なお、
可視像伝達手段としては、イメージガイドファイババン
ドル４に代えて、電荷結合素子（ＣＣＤ）その他の固体
撮像素子などを用いてもよい。

７は、観察対象となる被写体３０を照明する照明用ライ
トガイドファイババンドル。８は照明角を拡げるための
配光レンズ。９は、照明用ライトガイドファイババンド
ル７に照明光を入射する光源である。

５は、鉗子その他の処置具類を挿通するために内視鏡１
に形成された鉗子チャンネルであり、その中に本発明の
温度分布測定装置１０が挿脱自在に挿通されている。

温度分布測定装置ｌＯは、赤外像伝達ファイババンドル
１２と赤外用対物レンズ１３とカバー１４とを、細長い
可撓管１１内に設けて構成されている。

赤外像伝達ファイババンドルＩ２は多数の赤外用光学フ
ァイバ１２０により形成されており、各赤外用光学ファ
イバ１２０は、第３図に示されるように、硫化砒素（Ａ
ｓＳ）により形成されたコア１２１と、その周囲を被覆
する四フッ化エチレン樹脂により形成されたクラッド１
２２とを有する。そして、各赤外用光学ファイバ１２（
ｌを、入射端面１２ａと出射端面１２ｂとで同一並列に
並べて各々固めると共に、入射端部と出射端部との中間
部分では、各赤外用光学ファイバ１２０どうしを互いに
分離して、可撓性を有するように構成している。

赤外像伝達ファイババンドル１２の入射端面Ｉ２ａと出
射端面１２ｂとは、むらのない赤外像伝達が行われるよ
うに、共に赤外用光学ファイバＩ２０を六方最密（俗に
「俵積み」ともいう）に配列して、各ファイバ１２０間
の隙間を最小にして規則正しく配列している。このよう
な配列は、例えば、赤外用光学ファイバ１２０を横一列
に固めた箔を順次積み重ねて固着する、いわゆる箔積み
法などによって形成することができる。

赤外用光学ファイバ１２０のコア１２１を形成している
硫化砒素は、赤外線を非常によく通すだけでなく、可視
光もある程度通す。クラッド１２２として四フッ化エチ
レン樹脂を用いたのは、溶解温度が硫化砒素と近似して
おり、しかも摩擦係数が低いからであり、各赤外用光学
ファイバ１２０間がよく滑るので、使用時の耐久性が非
常に良く、減産剤等を塗布する必要もない。

また、クラッド１２２の外側を従来のようにさらに保護
樹脂などで被覆する必要がないので、コア１２１が断面
において占める面積の比率を大きくとることができる。

ただし、四フッ化エチレン樹脂は接着性が悪いので、両
端部に予め酸処理などを施しておく必要がある。なお、
クラッド１２２に、四フッ化エチレン樹脂以外のフッ化
エチレン樹脂を用いてもよい。

赤外像伝達ファイババンドル１２は、各赤外用光学ファ
イバ１２０の外径りをなるべく細くする方が解像度が向
上する。しかし、全体に対するコア１２１の断面積が小
さくなると逆に解像度が悪くなり、また、クラッド１２
２の厚さなどには製造上の限界がある。

具体的には、例えばコア１２１中を光が伝達されるためには、コア１２１は
伝達される光の波長の２〜３倍の直径を必要とする。し
たがって、例えば（１００３〜０゜００５６＋ｗ＋の波
長の光を通すためには、コア１２１の直径は約０．Ｏ１
〜０．０１５ｍｍが必要であり、クラッド１２２の厚さ
を含めると、赤外用光学ファイバ１２０の外径りは、約
０．０２＋ｎ＋ｎ以上が必要となる。

しかし、直径３肛の鉗子チャンネル５内に挿通ずること
ができる赤外像伝達ファイババンドルを、少なくとも１
０００本の赤外用光学ファイバ１２０によって形成する
ためには、赤外用光学ファイバ１２０の外径りは約０．
１■以下でなければならない。

また、クラッド１２２の厚さが薄すぎると伝送光の洩れ
が大きくなり、透過損失が大きくなる。

したがって、クラッド１２２厚としては少なくとも０．
００５ｍ１１程度は必要である。

そこで、実用上は、光学ファイバ１２０の外径り及び、
光学ファイバ１２０の外径りとコア１２１の外径ｄとの
比は０．０２ｍ＜Ｄ＜０−　１ｍｍ１．０５＜Ｄ／ｄ＜２程度の範囲にあることが好ましい。

本実施例においては、光学ファイバ１２０の外径りを０
．　０７５ｍｍ、　：７ア１２１の外径ｄを０゜０５５
ｍｍとした。

赤外用対物レンズ１３は、ジンクセレン（ＺｎＳｅ）に
より形成されていて、被測定部３０の赤外像が赤外像伝
達ファイババンドル１２の入射端面１２ａに結像する位
置に配置されている。また、赤外用対物レンズ１３の表
裏両面には、赤外線反射防止コーティングが施されてい
る。

赤外用対物レンズ１３を形成しているジンクセレンは、
赤外線を非常によく通すだけでなく、可視光もある程度
通す。したがって、赤外像伝達ファイババンドル１２の
前に赤外用対物レンズ１３を取り付ける際に、その芯出
し及びピント出しなどの光学的調整を可視光を利用して
行うことができる。

カバー１４は、赤外線を通す材料の中でも機械的強度な
どに優れた例えばゲルマニウム（Ｇｅ）によって形成さ
れており、その表裏両面には赤外線反射防止コーティン
グが施されている。このカバー１４によって、比較的強
度が弱くて傷付き易いジンクセレン製の赤外用対物レン
ズ１３及びそのコーティングが外部環境から保護される
。

なお、赤外像伝達ファイババンドル１２側からカバー１
４の方向に向かう赤外線が、カバー１４で反射されて、
赤外像伝達ファイババンドル１２方向に戻って伝達され
ると、測温に影響を及ぼして誤差が発生するが、カバー
１４を光軸に対して傾斜して取り付けておけば、そのよ
うな影響を完全に防止することができる。

赤外像伝達ファイババンドル１２の出射端面１２ｂは、
サーモビジョン２０に接続されている。

２１は、サーモビジョン２０に入る赤外像を拡大するた
めの拡大レンズであり、シリコン、ゲルマニウム等の赤
外線透過材料で作られている。２２は、赤外像伝達ファ
イババンドル１２の出射端面１２ｂから入射した赤外像
を電気信号に変換する赤外線カメラ。２３は、赤外線カ
メラ２２からの信号を、可視的な色の変化を示す信号に
変換する変換ユニットであり、ＣＲＴなどのデイスプレ
ィ２４上に、被測定部３０の赤外像、即ち温度分布が色
の相違として可視的に表示される。

このようにして、接眼部６を通して肉眼で観察される被
測定部３０の温度分布が、デイスプレィ２４に表示され
る。硫化砒素でコア１２１を形成した赤外用光学ファイ
バ１２０は、２０℃ないし８０℃程度の範囲での温度測
定特性が非常に良く、人体の体温付近の測温に適してい
る。実験によれば、０．５℃の精度（温度分解能）で温
度分布を測定することができた。

第２図は、赤外像伝達ファイババンドル１２を挿通した
可撓管１１の具体構造の一例を示している。

１１ａ及びｌｌｂは、巻き方向を互いに逆にした内外２
重の金属製の螺旋管である。その外側には金属細線製の
網状管１１ｃが被覆され、最外層にはポリウレタン樹脂
などからなる外皮チューブｌｉｄが被覆されている。

可撓管１１内には赤外像伝達ファイババンドル１２が全
長にわたって挿通されていて、赤外像伝達ファイババン
ドル１２の両端部は、可撓管１１の両端部に取着された
ロ金ｌｉｅ、Ｉｆｆ内に固着されている。また、赤外用
対物レンズ１３は、入射端側の口金１１ｅ内に、ナツト
状のレンズ押さえｌ１ｇによって固定されている。

なお、この可撓管１１にはカバー１４は取り付けられて
いない。このように、カバー１４は必ずしも取り付けな
くてもよく、赤外用対物レンズ１３などの保護は、他の
手段によっても行うことができる。

このように、螺旋管、網状管及び外皮チューブを重ねあ
わせることにより、捻じれ及び伸縮などに対する耐久性
が優れ、回転追従性のよい可撓管を得ることができるが
、外径を細くする必要がある場合には、可撓管を例えば
外皮チューブだけで形成し、あるいは螺旋管の外側に熱
収縮チューブなどを被覆する等、種々の構成をとること
ができる。

なお、上記実施例においては、内視鏡用温度分布測定装
置ｌＯを内視鏡ｌの鉗子チャンネル５に挿通して用いる
ようにしたが、本発明はこれに限定されるものではなく
、内視鏡用温度分布測定装置１０を内視鏡ｌに一体的に
組み込んでもよい。

〔発明の効果〕

本発明の内視鏡用温度分布測定装置によれば、コアを硫
化砒素により形成した赤外用光学ファイバで赤外像伝達
ファイババンドルを形成したので、体温付近にある被測
定部の温度分布を高精度で測定することができ、しかも
可撓性及び耐候性が良いので、内視鏡内に通されて小さ
な曲率半径でくり返し曲げられるような変化に富んだ使
用環境下においても、高い耐久性を有している。

そして、赤外用光学ファイバのクラッドをフッ化エチレ
ン樹脂で形成することにより、コアイノく間のすべりが
良いので、赤外像伝達コアイノ＜ノ（ンドルのファイバ
折れを著しく少なくすることができる。

また、ジンクセレン製の赤外用対物レンズ及び硫化砒素
製の赤外用光学ファイバともに可視光を通すので、組立
時の光学的調整を可視的に行うことができ、光学的に正
確な組み立てを安定して容易に行うことができる。また
、ゲルマニウム製のカバーを取り付けることにより、ジ
ンクセレン製の赤外用対物レンズの保護をすることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例の略示図、第２図は可撓管の側面断面図、第３図は赤外用光学ファイバの断面図、第４図は従来例
の略示図である。ＩＯ・・・内視鏡用温度分布測定装置、１１・・−可撓
管、１２・・・赤外像伝達ファイババンドル、１２ａ・
・・入射端面、１２ｂ・・・出射端面、１３・・・赤外
用対物レンズ、１４・・・カバー、１２０・・・赤外用
光学ファイバ、１２１・・・コア、１２２・・・クラッ
ド。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）コアを硫化砒素により形成した多数の光学ファイ
バを入射端面と出射端面とを同一配列に並べて各々固め
ると共に、入射端部と出射端部との中間部分では各光学
ファイバどうしを分離して可撓性を有するように形成し
た赤外像伝達ファイババンドルと、上記赤外像伝達ファイババンドルの入射端面に被測定部
の赤外像を結像するように上記赤外像伝達ファイババン
ドルの入射端面の前方に配置された赤外用対物レンズとを有することを特徴とする内視鏡用温度分布測定装置。
（２）上記光学ファイバのコアの周囲を被覆するクラッ
ドが、フッ化エチレン樹脂で形成されている請求項１記
載の内視鏡用温度分布測定装置。
（３）上記赤外用対物レンズが、ジンクセレンにより形
成されている請求項１又は２記載の内視鏡用温度分布測
定装置。
（４）上記赤外用対物レンズの前方にゲルマニウム製の
カバーが設けられている請求項３記載の内視鏡用温度分
布測定装置。
（５）上記赤外像伝達ファイババンドルが細長い可撓管
内に設けられている請求項１，２，３又は４記載の内視
鏡用温度分布測定装置。