JPS63194640A - Apparatus for measuring impedance of epithelial cell in body to be examined - Google Patents

Apparatus for measuring impedance of epithelial cell in body to be examined

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JPS63194640A
JPS63194640A JP62024902A JP2490287A JPS63194640A JP S63194640 A JPS63194640 A JP S63194640A JP 62024902 A JP62024902 A JP 62024902A JP 2490287 A JP2490287 A JP 2490287A JP S63194640 A JPS63194640 A JP S63194640A
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tissue
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electrode
electrodes
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ロバート ディー.ジャンコーサ
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  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)

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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は異常組織成長の存在およびその方向に向う傾斜
の検知に関し、さらに詳細には、異常組織を検知しかつ
検査された&g織が異常なものとなるであろうことを早
期に表示するためのプローブおよびそのような目的のた
めにこのプローブを使用する方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to the detection of the presence of and inclination towards abnormal tissue growth, and more particularly to the detection of abnormal tissue and the detection of abnormal tissues in the examined tissue. The present invention relates to a probe for early indication of this and how to use this probe for such purpose.

本明細書において使用されている「異常組織」という用
語は、癌または腫瘍成長と呼ばれることの多い成長抑制
力の喪失を事実上呈示しうるように悪性腫瘍の誘発を受
けたすべての種類の&II織を意味する。異常組織の存
在の発見は困難な場合が多い、なぜなら、そのような異
常組織は体内に存在しているので、不快感や他の徴候が
感じられるまで、異常m織の存在が疑われることさえな
いからである。さらに、早期発見のための手順が非常に
高価でかつ複雑であるので、それを利用するのが制限さ
れることになりうる。従って、異常&II織の存在を、
理想的には身体の膣内における異常組織成長の可能性を
迅速かつ簡単に発見できることは非常に有益であり、こ
の場合、その方法は人体の健康な&!1Vaを冒すこと
ができるだけ少ないことが好ましい。
As used herein, the term "abnormal tissue" refers to all types of tissue that have undergone malignant tumor induction such that they can effectively exhibit a loss of growth inhibition, often referred to as cancer or tumor growth. It means weaving. Detecting the presence of abnormal tissue is often difficult because such abnormal tissue is present in the body and the presence of abnormal tissue may not even be suspected until discomfort or other symptoms are felt. That's because there isn't. Furthermore, procedures for early detection are very expensive and complex, which can limit their use. Therefore, the presence of abnormal & II weave,
Ideally, it would be very beneficial to be able to quickly and easily detect possible abnormal tissue growth within the body's vagina, and in this case, the method would be beneficial to the human body's healthy &! It is preferred that 1Va be affected as little as possible.

癌や腫瘍は、多くの場合、検知できる寸法または受容体
(例えば人体)にとって有害な大きさとなるまでには長
い期間を要し、ある種の場合には、何年もかかる。現時
点での治療法は、異常組織が初期段階であってかつその
ような異常組織が不快感や徴候を生じさせるのに十分な
だけ成長するよりもずっと前の段階であれば、相当程度
に効果的である。従って、異常組織をそれらが初期段階
にあるあいだに発見できることあるいは&[I織が異常
なものとなる傾向を検知できることも有益であろう。
Cancers and tumors often take a long time, in some cases years, to reach a size that is detectable or harmful to receptors (eg, the human body). Current treatments are reasonably effective when the abnormal tissue is in its early stages, long before it has grown sufficiently to cause discomfort or symptoms. It is true. Therefore, it would also be beneficial to be able to detect abnormal tissues while they are in their early stages or to detect the tendency of tissues to become abnormal.

生物組織の電気的インピーダンスとその組織の状態また
は健康との関係を見出すために幾つかの研究努力がなさ
れてきた0例えば、米国特許第3949736号は、生
物Mi織のインピーダンスは、その組織が健康か病的か
についての有用な表示を与えることができることを開示
している。すなわち、上記米国特許は、生物組織のイン
ピーダンスの変化がある種の癌腫の診断のための手段と
して用いられうろことを示唆している。上記米国特許の
方法によれば、被検査Mi織に低レベルの電流を流し、
その組織内の電圧降下を測定して、それにより全体の組
織インピーダンス(すなわち抵抗と容量)の直接の表示
を得ることができる。また、上記米国特許によれば、&
ll織のインピーダンスの増加が、その組織を構成して
いる細胞の異常状態に関連せしめられ、かつそれがその
組織の腫瘍、癌腫あるいはその他の異常な生物学的状態
を表わす。
Several research efforts have been made to find the relationship between the electrical impedance of a biological tissue and the condition or health of that tissue.For example, US Pat. It discloses that it can give a useful indication as to whether the disease is pathological or not. That is, the above US patent suggests that changes in the impedance of biological tissues can be used as a means for diagnosing certain cancers. According to the method of the above-mentioned US patent, a low level current is passed through the Mi weave to be inspected,
The voltage drop within the tissue can be measured, thereby providing a direct indication of the overall tissue impedance (ie, resistance and capacitance). Also, according to the above US patent, &
An increase in the impedance of a tissue is associated with an abnormal state of the cells that make up the tissue, and is indicative of a tumor, carcinoma, or other abnormal biological condition of the tissue.

本発明によれば、組織のインピーダンスを測定するため
に用いられるプローブは第1および第2の導電性リング
を具備し、それらの第1および第2のリングはそれを分
離している絶縁部材と一体的に構成されている。上記2
つの導電性リングのうちの1つは測定用電極であり、他
の1つは作用電極であって、一般的に同軸上に配置され
ており、かつ個々のリード線がそれに接続されており、
それらのリード線は、外部の処理および測定装置に接続
するためにプローブの一端から延長している。
According to the invention, a probe used to measure tissue impedance comprises first and second conductive rings, the first and second rings having an insulating member separating them. It is integrally constructed. Above 2
one of the two conductive rings is a measuring electrode and the other is a working electrode, generally coaxially arranged and to which individual leads are connected;
The leads extend from one end of the probe for connection to external processing and measurement equipment.

本発明による第2のプローブは上述した第1のプローブ
と同様にして構成されうるが、このプローブはそれより
も実質的に小さい細長い絶縁管状部材内に取付けられた
環状導体よりなり、かつ特に例えば血管内に入れ込むこ
とができる寸法および形状をなした電極を有している。
A second probe according to the invention may be constructed in a manner similar to the first probe described above, but comprising an annular conductor mounted within a substantially smaller elongate insulated tubular member and, in particular, for example It has an electrode sized and shaped to be inserted into a blood vessel.

使用時には、1組の電極を有する第1のプローブが上皮
腔(例えば結腸)内に挿入され、そして内視鏡を用いて
検査位置に配置される。つぎに第2のプローブは、第1
のプローブが内部に配置された上皮腔を形成している組
織の壁に隣接している適当な血管に沿って移動される。
In use, a first probe having a set of electrodes is inserted into an epithelial cavity (eg, the colon) and positioned at an examination location using an endoscope. The second probe then
The probe is moved along a suitable blood vessel adjacent to the tissue wall forming an epithelial cavity within which the probe is located.

その場合、第2のプローブは皮膚(皮内または皮下の)
内、皮膚の外表面上、あるいは比較的遠く離れた血管内
に配置されうる。交流検査信号が各プローブの作用電極
に印加され、そして2つの組の測定用電極間で、上記2
つのプローブ間における控壁組織のインピーダンスを決
定する測定がなされる。
In that case, the second probe is the skin (intradermal or subcutaneous)
It can be placed internally, on the external surface of the skin, or relatively distant within a blood vessel. An alternating current test signal is applied to the working electrode of each probe, and between the two sets of measuring electrodes the two
Measurements are made to determine the impedance of the buttress tissue between the two probes.

外部測定および処理装置は、プローブ間の測定インピー
ダンスと平衡させかつ得られた情報を陰極線管(CRT
)または他の適当な出力ディスプレイ装置上に表示させ
るために、プログラム可能なインピーダンス(抵抗およ
び容量)を自動釣に制御するマイクロコンピュータより
なっている。
External measurement and processing equipment balances the measured impedance between the probes and transfers the resulting information to a cathode ray tube (CRT).
) or other suitable output display device, which automatically controls the programmable impedance (resistance and capacitance).

作用電極に対する交流入力は広い周波数範囲(IOH2
〜7kHz)における任意所望の周波値に選択しうる。
The AC input to the working electrode has a wide frequency range (IOH2
~7kHz) can be selected to any desired frequency value.

以下図面を参照して本発明の実施例につき説明しよう、
特に第5図を参照すると、被検査体の上皮腔11内に容
易に配置されうるプローブ10が示されている。このプ
ローブ10は使用時に血管13内に選択的に配置された
第2のプローブ12と電気的に相互作用してこれら2つ
のプローブ間における組¥114のインピーダンスを測
定する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
Referring specifically to FIG. 5, a probe 10 is shown that can be easily placed within an epithelial cavity 11 of a subject. In use, this probe 10 electrically interacts with a second probe 12 selectively placed within a blood vessel 13 to measure the impedance of the pair 114 between these two probes.

本発明は、組織の電気的インピーダンスの大きさがそれ
らのMi織が健康な状態にあるかあるいは病的状態にあ
るかについての直接的表示を与えるということを基本的
前提としている。従って、本発明の技術は、例えば肺、
結腸/直腸、子宮頚、膵臓、袋状組織、口咽頭、鼻咽頭
、腔、尿道、腎杯、気管、胆のう、胆管、および小腸の
ようなほとんどの上皮癌腫の診断のために非常に有用で
あると考えられる。
The basic premise of the present invention is that the magnitude of the electrical impedance of tissues provides a direct indication of whether their Mi tissues are in a healthy or pathological state. Therefore, the technology of the present invention can be applied to the lungs, for example.
Very useful for the diagnosis of most epithelial carcinomas such as colon/rectum, cervix, pancreas, pouch, oropharynx, nasopharynx, cavity, urethra, calyx, trachea, gallbladder, bile duct, and small intestine. It is believed that there is.

第2図に最もよく示されているように、プローブ10は
第1および第2の環状金属電極16および17を具備し
ており、これらの電極は第1および第2の絶縁筒体18
および19、ならびに絶縁先端部20と一体に組立てら
れている。絶縁先端部20は一般的に円錐をなしており
、第1の電極16の円形状の側面に固着されている。こ
の第1の電極の反対側の側面は絶縁筒体19の端壁面に
固着されている。同様に、第2の電極17はそれの1つ
の側壁を絶縁筒体19の端壁に固着されており、他の側
壁は第1の絶縁筒体18の端壁面に固着されている。
As best shown in FIG. 2, probe 10 includes first and second annular metal electrodes 16 and 17, which are connected to first and second insulating cylinders 18.
and 19, and is integrally assembled with the insulating tip 20. The insulating tip 20 is generally conical and is affixed to the circular side surface of the first electrode 16 . The opposite side surface of the first electrode is fixed to the end wall surface of the insulating cylinder 19. Similarly, the second electrode 17 has one side wall fixed to the end wall of the insulating cylinder 19 and the other side wall fixed to the end wall surface of the first insulating cylinder 18.

電極16および17は絶縁筒体18.19および先端部
20と一緒に組立てられて一体的な円筒状体となされ、
この円筒状体の外表面は平滑になされている。上記絶縁
筒体および電極の互いに同軸状に配置された穴に棒状部
材21が挿通され、かつそれの内情部が先端部20内に
埋入されている。
The electrodes 16 and 17 are assembled together with the insulating cylinder 18, 19 and the tip 20 into an integral cylindrical body;
The outer surface of this cylindrical body is smooth. A rod-shaped member 21 is inserted through the holes coaxially arranged in the insulating cylinder and the electrode, and the inner part of the rod-shaped member 21 is embedded in the tip part 20.

棒状部材21に沿って第1のリード線22が延長してお
り、この棒状部材21の一端は電極16の内方部分に導
電的に固着されている。筒状体18の大向には部材21
0反対側に沿って第2のリード線23が延長しており、
このリード線23の内端は電極17の内表面に導電的に
固着されている。
A first lead wire 22 extends along the rod-shaped member 21, and one end of the rod-shaped member 21 is electrically conductively fixed to the inner portion of the electrode 16. A member 21 is attached to the outer side of the cylindrical body 18.
0, a second lead wire 23 extends along the opposite side,
The inner end of this lead wire 23 is electrically conductively fixed to the inner surface of the electrode 17.

プローブが被検者の体内に挿入されているときおよびそ
れから除去されているときに周囲の組織を保護するため
に、リード線22および23は部材21と一緒に平滑な
絶縁被覆24で包まれていることが好ましい。
Leads 22 and 23 are wrapped with member 21 in a smooth insulating sheath 24 to protect the surrounding tissue when the probe is being inserted into and removed from the subject. Preferably.

プローブ10を作成するためには他の材料を用いてもよ
いが、現在までのところ、環状電極16および17を根
で作成し、それらに塩化銀(AgCj!、)を被覆する
ことによって最良の結果が得られている。この被覆は電
極の表面積を約10000倍増大させ、これによって「
電解質分権インピーダンス」と呼ばれることもある問題
を軽減することになるが、この点については後で詳細に
説明する。
Although other materials may be used to make the probe 10, to date the best method has been achieved by making the annular electrodes 16 and 17 from roots and coating them with silver chloride (AgCj!). Results are being obtained. This coating increases the surface area of the electrode by a factor of approximately 10,000, thereby
This reduces the problem sometimes referred to as ``electrolyte decentralization impedance'', which will be discussed in more detail below.

筒体18.19と先端部20は、良好な電気的絶縁体で
ある非毒性でかつ非常に滑らかな状態となされうる合成
樹脂を成形または機械加工して作成されることが好まし
い、この目的に適した材料としてはナイロンや、デルリ
ンという商品名で市販されているプラスチックがある。
For this purpose, the barrel 18, 19 and the tip 20 are preferably made of molded or machined synthetic resin that is a good electrical insulator, non-toxic, and can be made very smooth. Suitable materials include nylon and a plastic sold under the trade name Delrin.

第2のプローブ12はプローブ10と同様にして作成さ
れることが好ましく、絶縁部材によって分離された一対
の導電性の高い筒体を有している。
The second probe 12 is preferably made in the same manner as the probe 10, and has a pair of highly conductive cylindrical bodies separated by an insulating member.

プローブ10および12はそれらの最終的な使用場所に
適した寸法を有している。すなわち、静脈内に配置され
るものの場合には、プローブは比較的小さく、他方、例
えば結腸内に配置されるものである場合には、その分だ
け大きくてもよい。
Probes 10 and 12 have dimensions appropriate for their ultimate use. That is, the probe may be relatively small if placed intravenously, whereas it may be correspondingly large if placed, for example, in the colon.

組織14のような生物組織は一般的に、電気的特性の観
点から電解質として作用する半固体と液体よりなってい
る。その電解質と電極との間の境界面は、m織のインピ
ーダンス測定に重大な誤差を生じさせるような値を有し
うる電流が流れた場合にいわゆる電橋分極インピーダン
スを生じるので、それの補償または除去がなされなけれ
ばならない。電極の塩化銀被覆は電極の表面積を増大さ
せる(例えば約10000倍に)ことによって電解質イ
ンピーダンスを実質的に低下させる。しかしながら、こ
のような被覆をもってしても、組織インピーダンスの2
電極測定の場合(例えば2つの電極間の組織に電流を通
すことによりインピーダンスを測定する場合)には、電
解質インピーダンスの問題を満足に解決することはでき
ない、電解質インピーダンスを補償するための1つの手
法として4電極方式を用いる方法があり、本発明ではこ
の一般的な手法が採用される。この一般的な手法の理論
的な面についての詳細な論述については、メディカル・
バイオロジカル・エンジニアリング・1972年、第1
0巻、第647〜654頁におけるシー・ディー・フェ
リスおよびドナルド・アール・ローズによる「電解質測
定のための演算増幅器4電極インピーダンス・ブリッジ
」と題した論文を参照されたい。
Biological tissues, such as tissue 14, are generally comprised of semi-solids and liquids that act as electrolytes in terms of their electrical properties. The interface between the electrolyte and the electrodes gives rise to a so-called bridge polarization impedance in the event of a current flow, which can have a value that causes significant errors in the impedance measurements of the membrane, so its compensation or removal must be done. Silver chloride coating of the electrode substantially lowers the electrolyte impedance by increasing the surface area of the electrode (eg, by a factor of about 10,000). However, even with such a coating, the tissue impedance
In the case of electrode measurements (e.g., when measuring impedance by passing a current through the tissue between two electrodes), one technique for compensating for electrolyte impedance cannot satisfactorily solve the problem of electrolyte impedance. There is a method using a four-electrode method, and this general method is adopted in the present invention. For a detailed discussion of the theoretical aspects of this common technique, see
Biological Engineering 1972, No. 1
See the article entitled "Operational Amplifier Four-Electrode Impedance Bridge for Electrolyte Measurement" by C.D. Ferris and Donald Earl Rose in Vol. 0, pp. 647-654.

プローブ10と作用電極16.17とともに用いられる
電気的制御nおよび組織インピーダンス測定装置につい
て説明するために、第1図を参照する。プログラマブル
発振器25は、10Hz〜7kHzの範囲で検査電圧を
与えるように選択的に可変でありうる。この発振器25
の交流出力はブリッジ変圧器26に与えられる。このブ
リッジ変圧器26は、プローブ電極の所定のもの間に、
選択された発振電圧信号をスイッチ回路27とブリッジ
増幅器28を介して印加するように接続されている。こ
の点については後で詳細に説明する。
Reference is now made to FIG. 1 to describe the electrical controls and tissue impedance measuring device used with probe 10 and working electrodes 16,17. Programmable oscillator 25 may be selectively variable to provide a test voltage in the range of 10 Hz to 7 kHz. This oscillator 25
The AC output of is applied to the bridge transformer 26. This bridge transformer 26 is arranged between predetermined ones of the probe electrodes.
It is connected to apply a selected oscillation voltage signal via a switch circuit 27 and a bridge amplifier 28. This point will be explained in detail later.

さらに、上記スイッチ回路とブリッジ増幅器が2つのプ
ローブ10および12の電極を第1および第2のプログ
ラマブル・インピーダンス29および30に接続する。
Furthermore, the switch circuit and bridge amplifier connect the electrodes of the two probes 10 and 12 to first and second programmable impedances 29 and 30.

生物&II織は電気的インピーダンス特性を呈しないの
で、これらのプログラマブル・インピーダンスはR1/
CI、R2/C2という符号で表わされている。
Since biological & II fabrics do not exhibit electrical impedance characteristics, their programmable impedance is R1/
It is represented by the symbols CI and R2/C2.

第6A図および第6B図は2段階組織インピーダンス測
定を実施するために用いられる第1および第2の回路構
成をそれぞれ示している。第1段階回路では、ブリッジ
変圧器26からの発振電圧信号はプローブ10の電極1
7 (これは「作用」電極と呼びうるちのである)に印
加され、その場合、電極16(「測定用」、電極)は差
動増幅器31に対する1つの入力として供給される。変
圧器26の他方の端子は、rR1/CIJで示されてい
る並列のプログラマブル抵抗・容量機構の1つの共通点
に接続されており、その抵抗・容Me!構の他の共通点
は接地およびプローブ12の作用電極に接続している。
Figures 6A and 6B illustrate first and second circuit configurations, respectively, used to perform two-stage tissue impedance measurements. In the first stage circuit, the oscillating voltage signal from the bridge transformer 26 is applied to electrode 1 of the probe 10.
7 (which is what we call the "working" electrode), in which case electrode 16 (the "measuring" electrode) is supplied as one input to the differential amplifier 31. The other terminal of transformer 26 is connected to one common point of a parallel programmable resistance-capacitance arrangement, denoted rR1/CIJ, whose resistance-capacitance Me! Other common features of the structure are ground and connection to the working electrode of probe 12.

プローブ12の他の電極、すなわち測定用電極は差動増
幅器31に対する第2の入力として作用する。上記変圧
器の他方の端子は他の増幅器32に接続されている。増
幅器31および32の増幅率は同一である。増幅器31
および32の信号出力は差動増幅器であるブリフジ増幅
器に供給される。
The other electrode of the probe 12, the measuring electrode, acts as a second input to the differential amplifier 31. The other terminal of the transformer is connected to another amplifier 32. The amplification factors of amplifiers 31 and 32 are the same. amplifier 31
The signal outputs of and 32 are fed to a differential amplifier, the Brifuji amplifier.

第1段階の測定は、ブリッジ回路が平衡している場合の
rR1/CIJのプログラムされた値である組織インピ
ーダンスの第一次近似を与える。
The first stage measurements give a first approximation of the tissue impedance, which is the programmed value of rR1/CIJ when the bridge circuit is balanced.

この測定時には、m織14には事実上電流は流れないの
で、電解質分極インピーダンスから誤差が生じるおそれ
が排除される。
During this measurement, virtually no current flows through the m-weave 14, eliminating the possibility of errors arising from electrolyte polarization impedance.

第1段階測定が終了すると、フィクロコンピュータ33
(第1図)は、プローブ10および12に対して第2の
組のプログラマブル・インピーダンスR2/C2の置換
を、スイッチ回路27を介して行う、すなわち、R2/
C2の1つの共通点がR1/CIの接地点に接続される
。R2/C2の他の共通点は増幅器31の1つの入力端
子に接続されており、この増幅器31の他の入力端子は
接地されている。上記マイクロコンピュータの制御のも
とでR2/C2の調整が行われ、その後には、R2/C
2の値は、ブリッジ回路が平衡した後の組織インピーダ
ンスの精密な測定値を表わす。
When the first stage measurement is completed, the phycrocomputer 33
(FIG. 1) performs the replacement of a second set of programmable impedances R2/C2 for probes 10 and 12 via switch circuit 27, i.e., R2/C2.
One common point of C2 is connected to the ground point of R1/CI. The other common point of R2/C2 is connected to one input terminal of an amplifier 31, the other input terminal of which is grounded. R2/C2 is adjusted under the control of the microcomputer, and then R2/C2 is adjusted.
A value of 2 represents a precise measurement of tissue impedance after the bridge circuit is balanced.

rR1/CIJに対してrR2/C2Jを平衡させる第
2段階は、配線、外部装置および回路電源に関連した分
布インピーダンスを中性化するように作用する。
The second step of balancing rR2/C2J relative to rR1/CIJ acts to neutralize the distributed impedance associated with wiring, external devices, and circuit power supplies.

全系統動作についてさらに述べると、非平衡ブリッジ増
幅器信号が38においてピーク検知され、そしてマイク
ロコンピュータに人力されるためにアナログ・デジタル
変換器39でデジタル形式に変換される。上記コンピュ
ータは、上記A/D変換器によって復帰されるデジタル
値によって示されるようにブリッジが平衡されるまで、
「R1/CIJの値を自動的に!11節する。次に、第
2段階において、R1/CIの調節された値がブリッジ
を平衡させるように調節され、R2/C2の最終値が&
lI織イフィンピーダンスる。
To further discuss overall system operation, the unbalanced bridge amplifier signal is peak sensed at 38 and converted to digital form in an analog-to-digital converter 39 for input to the microcomputer. The computer continues to run the bridge until the bridge is balanced as indicated by the digital value returned by the A/D converter.
“Automatically adjust the value of R1/CIJ!11. Then, in the second step, the adjusted value of R1/CI is adjusted to balance the bridge, and the final value of R2/C2 is &
lI Ori Ifinpedance Ru.

図示されているように、マイクロコンピュータ33の制
御のもとで動作が行われることが好ましく、そのマイク
ロコンピュータは、ディスク・ドライブ34、陰極線管
ディスプレイ35(CRT)、キーボード36、プリン
タ37等のような周辺装置を具備しうる。R2/C2お
よびR1/CIの値は、組織インピーダンスの非常に正
確な2段階測定を実現するように自動的°に変更される
0例えばキーボード36から適当なコマンドを挿入する
ことによって発振器25の単一出力周波数が選択されう
るかあるいはコンピュータ・プログラムはインピーダン
ス測定のために所望される他の周波数または連続した組
の周波数を指定することができる。測定された組織イン
ピーダンス値のグラフ表示がCRT35にディスプレイ
されモして37において所望のB様でプリントアウトさ
れうる。
As shown, the operations are preferably performed under the control of a microcomputer 33, which includes a disk drive 34, a cathode ray tube display 35 (CRT), a keyboard 36, a printer 37, etc. peripheral devices. The values of R2/C2 and R1/CI are changed automatically to achieve a highly accurate two-step measurement of tissue impedance. One output frequency can be selected or the computer program can specify another frequency or a continuous set of frequencies desired for impedance measurements. A graphical representation of the measured tissue impedance values can be displayed on the CRT 35 and printed out at 37 in the desired B format.

第7図は、種々の被検査体につき、検査電圧の拡張され
た周波数の範囲にわたって得られた多数のインピーダン
スを示すグラフである。実線は、異常組織成長に対して
生得の抵抗を有し、病的であるとは認めおれない被検査
動物&Il織についてなされた測定の結果を示しており
、その動物は生理的塩類溶液を週14回注射され、従っ
て「健康な」組織であると結論された。他方、破線は、
発癌物質として知られているDMH(ジメチルヒドラジ
ン)を週14回注射された被検査動物から得られた組織
インピーダンス値を示しており、この場合、それらの動
物の大部分が26週間注射された後に腫瘍を生じた。グ
ラフが明瞭に示しているように、健康な&11織の容量
は、事実上腫瘍を発生するであろう&Il織の容量より
も実質的に大きい。同じ時間間隔で得られた電気的抵抗
だけの測定値は大きな変化を示さなかった。
FIG. 7 is a graph showing a number of impedances obtained over an extended frequency range of test voltages for various test objects. The solid line shows the results of measurements made on test animals & tissues that have an innate resistance to abnormal tissue growth and are not found to be pathological; It was injected 14 times and was therefore concluded to be "healthy" tissue. On the other hand, the dashed line is
It shows tissue impedance values obtained from test animals that were injected with DMH (dimethylhydrazine), a known carcinogen, 14 times per week, in this case after the majority of these animals had been injected for 26 weeks. A tumor developed. As the graph clearly shows, the volume of healthy &11 tissue is substantially greater than the volume of &Il tissue, which would in fact develop a tumor. Measurements of electrical resistance alone taken at the same time interval showed no significant changes.

実験用動物にDMHを使用することは、人間に自然発生
する癌に似た大腸癌のモデルとして一般に受容されてい
る。この点については、キャンサ・リサーチ、第33巻
、第940頁(1973年)におけるエヌ・サーンハ、
イー・イー・デシュナ、イー・エイチ・ストンヒル、エ
ム・リブキンのコメントを参照されたい。
The use of DMH in laboratory animals is generally accepted as a model for colon cancer, which resembles naturally occurring cancers in humans. On this point, see N. Sanha in Cancer Research, Vol. 33, p. 940 (1973).
See comments by E.E. Deshna, E.H. Stonehill, and M. Rivkin.

第7図のグラフは、10種類の被検査体の測定値の平均
値(実線)を、DMHを注射された同数の被検査体から
得られた測定値と比較して示している。この結果は、異
常なものとなるであろう組織の容量よりも実質的に大き
くかつ明確な容量を健康な組織は有していることを明瞭
に示している。
The graph in FIG. 7 shows the average value (solid line) of the measurements for 10 different test subjects compared to the measurements obtained from the same number of test subjects injected with DMH. This result clearly shows that healthy tissue has a substantially larger and more defined volume than that of tissue that would be abnormal.

本発明の実施例で用いられたマイクロコンピュータ33
はアンプル・コンピュータ社製のシングルボード・マイ
クロコンピュータであり、次のプログラムの制御のもと
て上述の機能を達成した。
Microcomputer 33 used in the embodiment of the present invention
is a single-board microcomputer manufactured by Ampoule Computer Co., Ltd., which achieved the above functions under the control of the following program.

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Hehehe~hehe~he 0sososososososooriri! Masunbeak! Size!
! Size! Iriiri 17) -1+1 +m--+m--+
1-+1-+ +m-+-1-1-m-+-1+1-+
1 +-1+1 +1 +-1+-1-+1 +-1+
-1+-1- Ro Ro Ro 0 0 − Ro Ro 0 0 dimension Dimension Q ω L>
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   ■口。
In ■ Heguchi L) l - 曾TO Dimensions 1 a ■ ト
■Mouth.

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   loa  enυXA BEQ   NXT3 EX JMP   AGN3 READ BRIDGE VALUE 0P LDA   $C302 STA  $4017      BRIDGE VA
LLIETS 人間の癌の90パーセントは上皮に発生する。
e) 0 00 mouth Ro Ro Toro Q
-〇So JIQR-Gln III r9
1F1641υ4:tiU
loa enυXA BEQ NXT3 EX JMP AGN3 READ BRIDGE VALUE 0P LDA $C302 STA $4017 BRIDGE VA
LLIETS Ninety percent of human cancers originate in the epithelium.

上皮細胞は中空器官を裏打ちするかあるいは線組織の管
を裏打ちする傾向がある。これらの器官のうちの多くが
内視鏡による検査を行うことができる。例えば、袋状組
織はサイトスコープにより、肺は気管支鏡によって、胃
は胃鏡によってというように、それぞれ接近することが
できる。インピーダンス調査はこれらの器具の端部にプ
ローブを設置した簡単な修正によって実施されうるもの
と予想するのが妥当であり、異なる器官に癌が発生する
危険をおして患者の体内で容量の測定がなされうる。従
って、上述した装置および方法は多くの組織における前
癌状の変化を早期発見するために大きな意義を有するも
のであり、癌による死亡率に対して大きな影響を有する
ものである。
Epithelial cells tend to line hollow organs or line tissue canals. Many of these organs can be examined endoscopically. For example, sac tissue can be accessed using a cytoscope, the lungs can be accessed using a bronchoscope, and the stomach can be accessed using a gastroscope. It is reasonable to expect that impedance studies could be performed with a simple modification of placing a probe at the end of these instruments, and that capacitance measurements could be made within the patient's body at the risk of developing cancer in different organs. sell. Therefore, the above-described devices and methods are of great significance for early detection of precancerous changes in many tissues, and have a significant impact on cancer mortality.

上述した技術は大腸癌による死亡率を少なくする点で特
に価値が高い。本発明のプローブを実施するために修正
された結腸鏡またはS状結腸鏡は患者の体内で結腸また
は直腸粘膜の容量を測定することができ、これらの調査
にもとづいて忠告を行うことができる。現在では、患者
は異形成(異常細胞)または癌の存在にもとづいて結腸
切除(腸患部の除去)を受ける。これらの変化は遅く生
じることが多く、治癒不能な進行した癌が手術時に発見
されることがある。粘膜の電気容量の変化が組織学的変
化に何ケ月あるいは何年も先行して現われるので、二次
的予防が実際に可能となると考えられる。
The techniques described above are of particular value in reducing mortality from colon cancer. A colonoscope or sigmoidoscope modified to implement the probe of the invention can measure the volume of the colonic or rectal mucosa within a patient, and recommendations can be made based on these studies. Currently, patients undergo colectomy (removal of the affected portion of the intestine) based on the presence of dysplasia (abnormal cells) or cancer. These changes often occur slowly, and advanced cancers that are incurable may be discovered at the time of surgery. Because changes in mucosal capacitance precede histological changes by months or years, secondary prevention may indeed be possible.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は制御および処理装置に接続された測定用電極と
作用電極を示す概略図、第2図は2個の測定用電極と接
続用リード線を有する本発明のインピーダンス・プロー
ブを示す断面側立面図、第3図および第4図はそれぞれ
第2図の線3−3および4−4に沿ってみた断面端量面
図、第5図は被検査体内の所定の場所におけるプローブ
と作用電極を示す一部断片的な倒立面図、第6A図およ
び第6B図はそれぞれ組織インピーダンスを測定するた
めの2つの段階を示す回路図、第7図は上述したプロー
ブと制御および処理装置で得られたMi織インピーダン
ス測定値の平均値を示すグラフである。 図面において、10.12はプローブ、14は組織、1
6.17は電極、22.23はリード線、25はプログ
ラマブル発振器、26はブリッジ変圧器、27はスイッ
チ回路、28はブリッジ増幅器、29.30はプログラ
マブル・インピーダンス、R1、Cl5R2、C2はプ
ログラマブル抵抗・容量回路、31は差動増幅器をそれ
ぞれ示す。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a measuring electrode and a working electrode connected to a control and processing device; FIG. 2 is a cross-sectional view showing an impedance probe of the invention with two measuring electrodes and a connecting lead; 3 and 4 are cross-sectional end views taken along lines 3-3 and 4-4 of FIG. 2, respectively, and FIG. 5 shows the probe at a predetermined location within the body under test. FIGS. 6A and 6B are respectively schematic diagrams showing two stages for measuring tissue impedance; FIG. 7 is a fragmentary inverted view showing the electrodes; FIG. It is a graph showing the average value of the measured Mi weave impedance values. In the drawing, 10.12 is a probe, 14 is a tissue, 1
6.17 is an electrode, 22.23 is a lead wire, 25 is a programmable oscillator, 26 is a bridge transformer, 27 is a switch circuit, 28 is a bridge amplifier, 29.30 is a programmable impedance, R1, Cl5R2, and C2 are programmable resistors.・Capacitance circuit, 31 indicates a differential amplifier.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、被検査体内の上皮組織インピーダンスの測定を行う
ための装置であって、 介在する絶縁部材によって離間された関係に配置された
第1および第2の環状電極を有する第1のプローブと、 前記第1および第2の環状電極にそれぞれ一端を接続さ
れた第1および第2のリード線と、リード線を接続され
た第3および第4の電極を有する第2のプローブと、 前記第1および第2のプローブ電極の前記リード線に接
続されていて、前記プローブ間における上皮組織の電気
的インピーダンスを測定するためのブリッジ回路手段を
具備した、被検査体内の上皮組織インピーダンスの測定
を行うための装置。
[Scope of Claims] 1. An apparatus for measuring epithelial tissue impedance within a subject, comprising: first and second annular electrodes spaced apart by an intervening insulating member; a second probe having first and second lead wires each having one end connected to the first and second annular electrodes, and third and fourth electrodes having the lead wires connected to the first and second annular electrodes; and an epithelial tissue impedance within the body to be examined, comprising bridge circuit means connected to the lead wires of the first and second probe electrodes for measuring the electrical impedance of the epithelial tissue between the probes. A device for making measurements.
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