JPS63501602A - ファイバ−オプティックイメ−ジ搬送装置 - 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】 ファイバーオプティックイメージ搬送装置本発明は遠いか又は接近するのが困難 な部分を検査するためのファイバーオプティックイメージ搬送装置に関する。

このような装置は人間の身体の甲の導管、静脈、動脈その他の部分を検査するた めの医療に使用されている。

類似の装置がエンジンや原子炉の管やその他の危険な場所の内部検査について工 業上使用されてｔ・る。

非常に小型（例えば外径が１龍以下なるべくは約０．５翻以下）で、実際に作る ことができ且つ有効なイメージの大きさと視野とコントラスト軍を有するイメー ジ搬送ユニットを得ることが望ましい。でた可視性のあるイメージ搬送ユニット とイルミネーションを観察面に送るための装置とワークチャンネルを備え、全体 的に組立てた場合に非常に小さく例えば全直径が３龍以下であるカテーテルを得 ることが望でしい。

発明の概要 本発明によれば例えば小さな通路と導管のような医療カテーテルにビジョンを提 供するため光分な可瑛性と光学的特性を有する紀長いイメージ搬送部材であって 、多くのガラス繊維を凝集列にして形成した約０．５龍の直径の複数繊維マイク ロユニットと防護用のポリマー質外側部分？包含し、前記多数のガラス値維が相 当の長さにわたって緑引きされ且つ溶融金され且つ肪引きする時ガラス外面を備 え、且つ前記防護用ポリマー質外側部分が相当の長さにわたって前記溶融複数繊 維ユニットの外側ガラス面に接着されている細長いイメージ搬送部材を提供する 。

本発明のこの観点及びその他の観点の好適な実施例において、前記マイクロユニ ットは凝集列をなした２０００本程度０淑維から成シ、前記マイクロユニットの 外面は繊維の凝集列に密接に房引きされて溶融着されたカプセル封じのガラスス リーブを包含し、前記防護用ポリマー部分はサーモプラスチック被優を備え、前 記部材に約１〜６ｃｒｎの特徴のある曲率半径を有し、なるべくはその末端近く の曲率半径は約２Ｃ以下であり、前記防護用ポリマー部分は前記複数繊維ユニッ トを囲繞する比較的不透明な層を備え、なるべくこの層は約０００１インチ（０ ，０２５４ａｍ　）程度の厚さを有し且つＵＶ硬化状態にあシ、透明層が前記比 較的半透明層にＮなシ、該透明層が前記半透明層より相当厚い厚さを有し、且つ 前記透明層が１時的な伝達断面を作る相当厚い透明材料を有し、前記比較的半透 明層が前記覆数蹟維ユニットに向って横方向成分を持って移動しつつある元を吸 収することによって元が導波管作用によって前記透明層に沿って伝えられるのを 防止する。

本発明の別の観点によれば、前記イメージ搬送部材とライトガイド装置はカテー テルの別々のルーメンの中に入れられ、別のルーメンが前記イメージ搬送部材を 含むルーメンと少くとも同じ大きさのオーブンワーキングチャンネルを提供し、 前記カテーテルに約３１１以下の外径、なるべくは２ｉ＋＋１程度の外径を有し 、前記カテーテルはその近接端にコネクターを備え、該コネクターは相手の対眼 レンズ装置と光源装置を備えたー・ンドルに像イメージ搬送部材を取外し自在に 連結するようになっており、したがって前記カテーテルハノンドルを交換せずに 交換させることができ、前記マイクロユニットの末端に大体球形の１個の末端レ ンズを備え、前記球はマイクロユニットの直径の約１２０％より太きくｌｘ＜、 Ｔｘるべくはマイクロユニットの直径であシ且つ罰記球ｎ　０．５　ｖｒｍ以下 程度であり、前記部品は前記球形し／ズによって生ずる収差を部分的に補償する ビンホールオブティックプリンシブルに寄与できる艮好なイメージを提供し、前 記装置はなるべく球形レンズから約１闘乃至５−又Ｆ１６　ｍｍの焦点距離を有 し且つ前記装置に焦点距離に逆比例の倍率を有し、前記装置は約５〜５　ｒ、ｒ ｔｒ以上の黒点距離に２いて縮少作用を有し、前記装置に空気中で少くとも約８ ０度の円弧にわたってイメージを作ることができ、且つ前記カテーテルは身体に 入れるため膨張可能の風船を備え且つ前記カテーテルのワーキングチャンネルが 前記風せんを膨張収縮させるため流体を流丁ことができる。

本発明の別の観点によれば、約０５−の直径を有する人体球形のレンズがイメー ジを大体同じ直径の細長いイメージ搬送部材に送る遠くから視るマイクロオプチ カル装置において、前記イメージ搬送部材は多数の光学繊維の凝集列から成シ、 この凝集列がその長さの少くとも大部分において、上述のように線引ぎして融合 したマイクロユニットを備え、このマイクロユニットは２０００本程度０構成繊 維を互に融合したものであり、前記マイクロユニツ）　Ｂ　６　ｃｍ以下の曲率 半径を備えている。

本発明のこの観点の好適な実施例において、レンズは約０．０２０インチ（０５ 闘）の直径を有し、前記レンズの直径はイメージ機送部材の直径の約１２０％よ り大きくない。

不発明の別の観点によれば、尿管、欧氏管、ファロピオ管、小さな血管、輸胆等 の小通路を含む身体の導管と血管を検査する方法にお（・て、上述の遠くからマ イクロオプチカル部材を前記通路に挿入し、前記マイクロオプチカル部材を前記 通路の中で細紐方向に移動させ、前記小通路の壁に沿った観察部分のイメージの ズーム変化に対する身体内の器具の位置の変化の関係を観察することを包含する 方法を提供する。

本発明の別の観点により、検査装置が身体の中に挿入されるようになった中空金 属管を包含し、前記管が上述のように遠くから見るマイクロ−オプチカル部材を 入れて支持し、前記レンズが前記管の末端に配置されている。

本発明の別の観点によれば、上述のイメージ秀送マイクロオプチカル部材とそれ をコネクターを経て連結されるようになったハンドルを包含し、前記コネクター が）〜ンドルの対応する雌形リセプタクルに緊密嵌合するようになった機械仕上 げの回転面を有する雌形部材を備え、前記複数繊維マイクロユニットの軸線が前 記コネクターの回転面のｆ！Ｂａ上に在シ且り前記ノンドルのオプティックスの 軸線が前記雌形リセプタクルの軸線と整列し、前記雌形部材の端部が前記雌形リ セプタクル内に設けた段に嵌合するようになった段を前記軸線の片側に有する視 覚システムを提供する。

好適な実施例において、２個のＮｉ方向にへだたった端面が前記段に協働し、前 記イメージ搬送マイクロユニットと前記ハンドルの別のイメージ戴送部材との間 の界面が前記端面の甲の一方の面内に在り、且つ光源と前記レンズによシ観察丁 べき物体にイルミネーションを送るためのライトガイドとの間の界面が前記端面 の中の別の端面内に在る。

本発明の別の観点によれば、イメージ搬送用複数繊維部材と協働のオプティック スを有するノ・７ドルとを連結するコネクターシステムにおいて、前記イメージ 搬送部材と協働し且つ前記ノンドルの対応する雌形リセプタクルと嵌合するよう に正確に機械仕上げした面を有する雌形コネクターを包含し、前記複数繊維部材 の軸線が前記コネクターの回転面の細線上に在シ且つ前記ノ・７ドルのオプティ ックスの軸線が前記雌形リセプタクルの軸線に整列し、前記雄部材の端部が前記 雌形リセプタクル内に設けた段に嵌合するようになった段を前記ｒｓａの片側に 有し、前記冴形部材の前記段に端部を■するライトガイドを備え、該ライトガイ ドが前記ノ・７ドル円の元号配源と整しているコネクターシステムを提供する。

本発明の別の観点によれば、小形の導管と通路の検査に有効な可撓性のファイバ ーオプティックプローブがアイピースと、末端レンズ装置と、上述の２０００本 程度０構集配列の繊維を有する遠くから見るマイクロオプティカル部材を包含し 、前記オプティカル部材が前記アイピースと前記末端レンズ装置との間に延在し 、前記末端レンズ装置が前記複数繊維ユニットの直径と同じ程度の直径を有し且 つ空気中で８０度以上の広い角度の視野と、４乃至８龍の範囲にえらんだ距離に おいて中立の倍率を有し且つ少くとも２■以下に接近すれば倍率が増大する。

本発明の別の観点によれば、高度に可視性ン有するイメージ搬送用部材？作る方 法において、約２０００本のタララドガラス繊維を有する複数繊維マイクロユニ ットを溶融して腕引きして８ミクロン程度の直径を百する繊維を有する浴融ユニ ットを形成する工程；前記マイクロユニットの表面に耐引後直ちに防護用被覆を 塗布する工程、線引き作業中ガラスの物理的特性と線引ぎ温度及び線引き速度の バランスを保ちマイクロユニット全体に殆んど均一な引張力を与える工程を包含 するイメージ搬送部材形成方法を提供する。

好適な実施例において、床端部分に比較的大きな可視性を提供するように遠くか ら見る視覚部材を形成する万法は末端部分を小径に線引きする工程、又は繊維の 周シのクラツディングの少くとも１部分を除くため一定の末端部分を浸出する工 程を包含する。

特に本発明の顕著な点を要約するためにマイクロエンドスコピーを行うためにマ イクロオプティカルシステムに使用される複数繊維マイクロユニットが設けられ る。

前記ユニットハその可撓性によって可視性と剛性のある結像プローブに使用でき る。マイクロオプティカルシステムに対応の小型オプティカル性球形レンズとふ た窓とを組合せることによシ、前記複数線維ユニットは望ましいイメージを提供 し、解像力に０００１インチ（０，０２５４社）以下となり、窒気甲で約８０夏 以上見ることができ、非常にせまい通路の側壁ｔしらべろのに特に効果がある。

１だ本発明はマイクロオプティカルシステムを含ｔｒ結［プローブを、対眼し／ ズシステム及びイメージとイルミネーション部品を正確に整合させるイルミネー ションライト源連結具ン含む観察用）・ンドビースとを取外し自在に連結するた めのシステムを提供する。この連結システムを使用することにより、若し結像プ ローブが故障するか又はプローブの使用を一人の病人に限定したいとき医者が比 較的安い結像プローブをとりかえるだけで良く、比較的高価な対眼レンズ部品を 含むノ・ンドピースにその′１１使用な紐ける。

本発明のその他の特徴と効果は次の好適な実施例の説明から理解されるであろう 。

好適な実施例 第１１図は本発明のイメージュニツ）Ｙ形成する方法を示す略図、第１α図はイ メージユニットｔｔ形成するだめの本発明の別の方法の示す略図、第２図は塗装 用カップの拡大断面図、第３図は本発明に基づいて作った溶融ファイバーオプテ ィックユニットの長手方向断面図、第４図は不発明のニードルプローブ式イメー ジ搬送検査装置の正面図、第４α図は第４図のその拡大側面図、第５図は本発明 の可視性カテーテル検査装置の正面図、第５ａ図は前記カテーテルの側面図、第 ５ｂ図は溶融したイメージユニットを含む第５ａ図の１部の拡大断面図、第６図 は本発明の細長い結像プローブの１実施例の正面図であってプローブの厚さｔ説 明のため拡大して示す正面図、第７図は第６図の結像プローブの末端部のｆｒＷ Ｊ図、第７α図は第７図の線７α−７ａにおける側面図、第８区は第６図のコネ クター基部の拡大断面図、第８ａ図は第８図の籾８８−８αにおける側面図、第 ９図は第６〜８図のプローブに使用する観察ハンドピースの断面図、第１０図は 本発明の別のプローブの笑五例の身体に近い万の部分の平面図、第１０ｃＬ図は 第１０図の線１０α−１０αにおける断面図、第１１図及び第１２図は本発明の 結像プローブの末端の別の実施例の斜視図、第１３図はイメージ搬送プローブ部 材の別の実施例の末端部の断面図、第１４図はそのコネクターの類似の断面図、 第１５図は非常に可撓性のある末端部を有する本発明の可撓プローブ略図、第１ ６図及び第１７図は第１５図の可撓プローブの末端部分の斜視図と正面図である 。

第１図において、それぞれの直径が約０．２５　ｖａｔｓ以上であり且つ割合低 い屈折率を有するクラディング材料によって囲繞されたコアーからなる非常に多 く（代表的に２０００本程度１例えば１．８００本）のばらばらのガラス光学繊 維がハンドル１０の中に凝集状列に集められ且つプレフォーム１４を構成するた めガラススタッファ−管１２の甲に入れられる。管１２は約４０罰の外径を有し 且つその材料はばらばらの繊維のクラディングに少くとも匹敵できるかなるべく は同等となるように選ばれる。

好適な実施例にお（・で、前記コアーとクラディングとスタッファ−管はすべて ボロシリケートガラスである。ガラス特にボロシリケートガラスを使用すること によって、クラディングの厚さに非常に薄くなシ、そのため密接に詰めることが でき、その結果完成品としてのマイクロユニットに良好なコントラスト解像度乞 与えることができる。ガラスの開口数に広角度像を伝えることができ、このこと は身体の甲のダクト″′ｆなわち導管の壁を検べるのに特に重要である。

ドローイングタワー１６において、プレフォームアセンブリ１４が加熱炉１８の 甲を送られる。繊維？含む前記プレフォームが軟化地区２０において軟化温度ま で加熱され、つぎに一体的に埼引きされてその外径が必要なマイクロユニットの 寸法例えば約０５〜１．０ｒｉ（０，０２０〜０．０４０インチ）またはそれ以 下に縮少される。ガラスの＠埋的特性と題引き温度及び速民の間に適当なバラン スを維持することによって完成品のマイクロユニットの長さ全体に大体一定の張 力を維持することができ、これは満足なユニットに高い屈曲率を得るために非常 に望ましい条件である。級引き作業はごく小さい繊維を互に溶融層し且つカプセ ル封じ層を光学繊維に均一に溶融して完成品のイメージユニットを簡潔なものと なるようにし、且つその全体的な大ぎさに対し比較的大ぎなアクチブイメージエ リアを提供し且つ曲げ断面積が小さく・ので可撓的となる。線引きした複数繊維 ユニットが直ちに不透明成分を再する比較的不透明な被覆材料２４Ｙ含む被覆カ ップ２２に通され、その結果ガラスの峠引き当初の表面は直ちに防護される。ま た第２図を蚕照丁れば、被覆カップのベース２６はノズル２８の形状ｔなし、長 さＬで直径がＤのせ１い孔３（ｌ形成している。前記寸法は本明細書に参考のた め記載している１９８５年８月発刊のＰａｎｏｌｉａｓｋｏａ＋Ｈａｌｌｅｔ　 ａｎｄ　Ｇａｒｉｓ　のＰｒｅｄｉｃｔｉｏｎｏｆ　０ｐｔｉｃａｌ　Ｆｉｂｅ ｒ　Ｃｏａｔｉｎｇ　Ｔｈ１ｃｋｎｅｓｓ”ＡｐｐｌｉｅｄＯｐｔｉｃｓ、２４ 　（１５）２３０９　２３１２に記載したように選ばれている。このカップは元 学狽維ハンドルを貫通させることができ且つカプセル封じ層の周りに例えば約０ 、０００５〜０．００２インチ（０，０１３〜００５龍）の手足厚ざの被覆材料 ２４を泥丁。

このようにして、組引きしたユニットの初期表面は空気中の湿気や汚染因子に対 し厘ちに防護され、微細な割れが防止され且つユニットの可視性が保存される。

若しも被覆材料の第２の透明層が欲しい場合には、二つの層の材料が混合するの を防止するため例えば比較的不透明な被り材料２４よシ低い相対的粘性を有する 透明ｒｌ防護被覆材料３６を含む第２被覆カツプ３４に、比較的不透明な被覆を した光学繊維アセンブリ３２′が直接供給される。また被タカツブ３４のノズル ３８は透明な防護被覆材料の希望厚さ例えば０．０１０インチ（０，２５４鰭） を有する被覆線維アセンブリ３２“を貫通させ得る大きさを有する。

第１α図において、例えば剛性のあるニードルプローブに使用する、１だ第２透 明層を必要としない場合に使用する被覆元字稼維アセ／プリ３２が比較的不透明 な層を施すため単一カップ２２αのみに通される。

つぎに被覆アセンブリ（第１α図の３２′、第１図の３２／／）が紫外線室４０ に通すことによって硬化される。

紫外線（ＵＶ）が透明層（若し存在すれば）に入ってこれを硬化、または不適量 の放射線が比較的不透明な薄い被覆に入ってこれを硬化する。このようにして溶 融したマイクロユニットの周シに硬くて粘着しない被覆が形成され、この被覆は 前記ユニットの製造中の取扱いｔ可能にし且つ前記ユニットを使用中の損傷から 防護する。

好適な実施例において、慣方向に移動する元を殆んど吸収するため光分な黒色顔 料を言む薄い層を提供するように比較的不透明な被覆材料を作っている。好適な 被覆材料は紫外縁（ＵＶ）硬化するためフォトイニシェーターを含み、且つ前記 被覆層の顔料粒子のレベルをコントロールして紫外縁エネルギーを光分に前記被 覆層に浸透させて完全な硬化作用を行う。

厚さ約０００５〜０００２インチ（０，Ｏ］、　３〜０．０５１）において許容 できることが分った一つの特定の被覆のフオーミュレーションは次のようである 。

（α）　アクリルウレタンオリゴマー （ｂ）　リアクテブディリューエン例えばウレタンの粘性低下並びに可視性の向 上に使用するＮ−ビニルプロロリドン ｔｃ＋　ホトイニシエーター、例えばベンゾフェノンと１−ヒドロキシサイクロ へキシルフェニルケトン＋ｄ）　モノマーの甲のカーボンピグメント分散体好適 なフォミュラによれば、成分［ｃｌは混合物の中の約８０〜８５％、成分＋！＋ ＋　ｌ’ｊ約１０〜１５％、成分（ｃｌ　Ｉｔｓ開始作用を行うために光分な童 が得られ、放射線の強さと繊維の縁引き速度によシ変化するが例えば約１％の量 であり、成分ｔｄ＋は約１乃至２％である（丁べての％は重量に関するものであ る）。

透明被覆は（流子場合に）カーボンピグメントを除く同一成分を包含する。

第３図を参照すれば、本発明の比較的不透明な被覆がなければ、例えばイルミネ ーション装置乞通る光の１部分（矢印りで示す）は横方向にそれて、透明な被覆 ３６（存在する場合に）と透明なカプセル封じ層１４αに浸透する。近接する層 の屈折率が異なるため、カプセル封じ層１４αと透明被覆３６は長手方向の成分 を有する光線に対し導波管の様に作用し、望１しくない光線ン観察者の万に導き 、イメージの周囲に気を散らす元のかさを作る。また層１４ａの中の成る元は薇 維１０ａそれ自体に入って、観察者６０に送られるイメージ５８に“フレアー” 状態を生じ、すなわちイメージを洗い流子か白くてコントラストを失う。

このような望１しからざる導波管作用に小型の濱維ユニットを有する本発明によ り極限できる。１導波管作用”は元がガイドを進行する時に繰シ返えし反射する ことによって発生するが、本発明でに薄くて比較的不透明な被覆であるから、透 明層の一つの甲の元が比較的不透明な層との各界面に衝突する反ごとに成る種の 元を吸収し、かくして急速に元のエネルギーを減少する。このようにして、たと え元が透明層に入ったとしても、元の縦方向の伝播が損傷される。

例えば身体の遠い部分を観察するためのマイクロオプチカルシステムは、先づ初 めに約１．８００本のボロシリケートガラスモノファイバー（０，０２６インチ 丁なわち０、６６　ｍの外径、０．０２２インチ丁なわち０．５６　ｍｍ　）の 凝集バンドルをボロシリケートガラススタッファ−管のぎし、次に前記ユニット の初期の表面に上述のように比較的不透明な被覆のみを盆石することによって作 る。このようにして線引きし且つ溶融したイメージユニットは全体の直径が約０ ０２０インチ丁なわちｏ５ｎとなり（中心の有効繊維直径０．０１６インチすな わち０．４　ｍｍ、各繊維は約８ミクロンＭ径、スタッファ−管の朦引き厚さ０ ．０００７５インチ丁なわち０．０１９龍、比較的不透明な赤外線硬化被覆の厚 さ約０．００１５インチすなわちＱ、０３８ｇｍ）、約１乃至６Ｃ７ｎなるべく は約２０以下の曲率半径を有する。

第７図を参照丁れば、例えばガラスやサファイヤ−その他適当な光学材料で作っ た薄い原状のレンズがバンドル８２の複数繊維ユニットの直径に近（・（約１２ ０％よシ大きくない）厘径乞有するように選ばれる。内径が０、０２０インチ（ ０，５ａｍ　）で長さが約２〜３龍の短かくて剛性のある金属管８４がその長さ に沿った予定のレンズ配置位置にへこみ８６乞備えている。ごく小袋なこの小管 の末端に挿入され且つ前記へこみに大体式る１で進められ、つぎに例えばエポキ シ接層剤で固定される。円形の窓、例えばガラスやサファイヤやその他適当な光 学材料が前記レンズに接触するように前記管の末端に挿入され且つエポキシ接着 剤で固定される。つぎに管の末端を窓の端面９０と同一平面に研削する。

被覆して凝集した複数繊維バンドル８２が管８４の近接端部に挿入され且つへこ み８６に接触するまで推進される。なるべくこの時点で、完成イメージン最適に するため組立員がシステムをのぞきながら最適のイメージが得られる１で複数繊 維バンドルの宋端面をへこみとの係合から遠ざける。つぎにユニット８２をエポ キシ接着剤で前記管に固足する。（エレメントの材質と特性と形状をえらぶこと によシ成る場合にこの最適化調整工程を省略し、複数繊維バンドルをレンズに接 触させて固定する。

第４図及び第４α図を参照すると、本発明に基づいて作った剛性のあるニードル プローブ検査装置４２が第７図のレンズシステム乞使用している。この剛性のあ るプローブは例えば２０ｃｍ長さで約１罰の直径で壁厚０．００２インチ（００ ５正）か又は直径２．０　ｍπ以下で壁厚０．００５インチ（Ｑ、１２５１１ｍ ）の不銹鋼の皮下注射管４４と、照明装置４６と、上述のように作った像搬送用 元字２Ｍバンドル４８から作られ、前記バンドル４８は第１図のスメソファー管 １２の材料であるカプセル封じ層５２によって囲繞された光字繊維（！１２不示 すのみである）の内部コアー５０を有する。前記照明装置は皮下注射管内にイメ ージ搬送用バンドルの周囲に密接に並んだイルミネーション搬送用光字繊維５， ４（はんの数本のみ示す）の円周方向の固足列である。元搬送用イルミネーショ ン１ｘ維とイメージ搬送用繊維の間において溶融したイメージユニットの外周に 本発明のポリマー製の比較的不透明な材料５６からなる約０．０　Ｏ５インチ乃 至０．００２インチ（０，０１３〜０００５市）の薄層が配置されている。この 層は上記説明に従って導波管作用を防止する。

第５図、第５α図、第５ｂ図を参照すると、第７図のレンズ装置を使用する観察 用カテーテルが図示されている。このカテーテルは第５α図と第５ｂ図に示すよ うに例えば長さ１３０ｃｍで直径が２．０龍の可溶性を有するマルチルーメンカ テーテル６６のルーメンの甲に例えば約１〜２ｃｍの曲率半径を有する半可撓性 の溶融バンドル６４を包含し、第２ルーメンの中にモノフィラメント６８によっ て作ったイルミネーションを備えている。第３ルーメンがオープンワーキングチ ャンネル７０を提供する。本発明の比較的不透明な被覆の防護が無（・場合、イ メージ搬送ルーメントとイルミネーション搬送ルーメンの間におけるカテーテル の中の間隔Ｓはイルミネーション装置から浴融イメージユニットに元を浸透させ るには余シにも小さく、上述のようにイメージの質を低下する。第５ｈ図を参照 すれば、不発明の比較的不透明な被覆２４が内側の透明なカプセル封じ層１４α と前記バンドルの防護のために設けられている外側の透明な防護被覆３６との間 に配置されている。上述のように、比較的不透明な層は浸透光線を減衰し且つ内 層が導波管のように作用するのを防止して観察者に良好なイメージを提供する。

溶融バンドルは（いわゆるリーチラドバンドルと比較して）比較可能寸法のユニ ットに対し大きな有効イメージエリヤを有し、すなわち繊維間のスペースが小さ くなり且つスペースを！約して必要強度を得ることができる。

第６図乃至第８図を参照丁れば結像プローブが図示されている。この結像プロー ブは手足長さ例えば約１００ａ以下の可溶性の末端シース９４と近接コネクター ９６から成る可溶性のカテーテル９２を包含している。図示の実施例において前 記シースは纂７図と第８図に示す１対のルーメン９８，１００を形成する。最初 の大形ルーメン９８は細長いイメージ搬送用マイクロオプチカルシステムン備え 、該システムは球状レンズ８０を含む管８４の甲に端部ビ有する複数繊維バンド ル８２と、上述のように組立てられる窓８８を備えている。管８４の末端はスリ ーブ１０２（プラスチック又は金＠）を貫通し且つその甲に固足され、スリーブ １０２１’を管８４とルーメンの壁１０４の間の環状の空洞をみたしてルーメン の端部を閉じて流体の浸入を防止している。第２の小形シース／１００に先端に 観察用イルミネーションを提供するため１本以上の繊維かも成るライトガイド１ ０６を含んでいる。

第８図と第８α図馨参照丁れば、イメージ搬送バンドル８２とイルミネーション ライトガイド１０６が大体雄型コネクター９６の中に延在する。前記コネクター に円筒体１０８馨有し、その端部は観察用ハンドピース（第５図及び第９図）の 受入れ孔の甲に締り嵌めするように正確に機械加工された回転面１０９を備え、 且つ前記ハンドピース内でコネクターの適当な回転整合を容易ならしめるため孔 の中の類似の段と整合する端部段１１０を前記回転面の軸線から離れて包含して （・る。イメージ搬送バンドル８２の近接端にコネクターの軸線Ａと並んで前記 コネクターの近接端の約２００度の回転面を包む主要面１１２となり、またイル ミネーションライトガイド１０６ｉｄ更に端末の小さな面１１４で終っている。

段を設けたコネクター表面とそれに対応するハンドピースの表面との間を締り嵌 めにすることによって、イメージ搬送バ、ンドル８２の端面とハンドピースの接 眼鏡システムとを正確に整合させ且つイルミネーション部材１０６の端面と光源 １１８から出る元の通路とを整合させる。コネクターのイメージ面１１２とイル ミネーション面１１４が互に段がついているので、ライトガイド１０６に向って 出る迷遊イルミネーションライトによってハンドル８２から出るイメージが汚染 される可能性を減少する。

コネクターの回転及び挿入及び除去を行う時に作業員を助けるためコネクターの 本体に半径方向のフランジ１２０を備えている。また本体ＢｏＯリング２４を入 れるための円周フランジ１２２ｙａ／形成し、このＯリングにコネクターをハン ドピースと組立てるときの密封装置となる。

第５図に略図で示し且つ第９図に詳細断面図で示す繊維光学観察用ハンドピース １２６は末端コネクターを入れる孔１３０を形成し且つ像搬送用マイクローオプ チカルシステムを通じて硯察するための接眼鏡システム１１６を含む本体部１２ ８からできている。ハンドル１３２がハンドピースの下に延出し且つ該ハンドル の端部は光源からのイルミネーションライト搬送ケーブル１３４に接紐する。光 源から出た光はリフレフ／−１３６に向けられ、該リフレクタ−は半涼形で扁平 な反射面と２個の孔以外の球面は銀メッキされ、前記反射面は迷遊光線のトラッ プとして役立つ。結像用プローブ９２の近接コネクター９６が孔１３０の甲に締 シ嵌合され、コネクターの段形状は完全に挿入する前に斜面１３８によりて正し い回転方向が容易に決定できる。コネクターはひとたび挿入されるとしめつけ用 つ１み１４０によって固足される。

本発明の別の笑流例は請求の範囲の甲に存在する。例えば本装置の全体の直径を 一層小さくてるため、スタッファ−管を省略し且つ繊維バンドルを別の装置によ って、例えば少くとも個々の繊維のクラディング材料に匹敵できるガラスフリッ ト接着材料を使用することによってカプセル封じ層の直径を小さくする。前記ガ ラスフリットは線引作業中比較的薄いカプセル封じ層を形成する。また比較的不 透明な被覆に熱によって又は接触反応によって又は赤外線ヒーターによって硬化 されるが、図面に示す半可撓性の二重被覆元学繊維バンドルにおいては第２の透 明な防＆被覆ン流子前に硬化を行い、この場合はあとでＵＶ放射線に露出するこ とによって硬化される。

前記シーケンスは例えば洗い流しのため又は洗浄のための流体又は観察面を拡げ るためプローブの末端を囲繞しているダクトを膨張させるための流体を入れるた め、又は回復バスケットやかん子等の器具やガイドワイヤーの使用のため１個以 上のオープンワーキングチャンネルを形成する。第１０図及び第１０α図を参照 丁れば、結像プローブ１３８が１個のワーキングチャンネル１４０を備え、その 端部はリューワコネクション１４２となっている。またワーキングチャンネルは カテーテル１４６の不端近く、例えばバルーン１４４’（第１２図）を通じて収 容したイメージを有する観察レンズ１４８（第１１図）の末端は先端近くのバル ーン１４４を膨張又は収縮させるため流体を流すために使用される。また第１３ 図と第１４図を参照丁れば、イルミネーションライトガイド１０６’ｒｉ複数本 の繊維の形状乞なし、該瀕維はコネクター９６′の甲のイメージ搬送バンドル８ ２の周りに且つカテーテルのシース９４′の中を延び且つ第４α図に示すように バンドルに沿って且つ宋端管８４に沿って延び、その末端が像収容窓面９０の周 りに後元球の列をなしている。

第１５図、第１６図、第１７図を参照すると、末端近くに大きな可撓性を有する カテーテルが図示されておシ。

例えば先端の曲率半径Ｒ１Ｙプローブ１４９０本体の大きな曲率半径Ｒ１に比較 して約２ｃｍ又はそれ以下にできる可撓性を有する。一層可撓性のある末端は冠 状動脈の中に例えば９０度の巻回を身体に通す際に小さな半径の曲シを可能にす る。この目的のため菓１６図において、溶融バンドル８２”は濾過性（又は水浴 性）スタッファ−管からなり且り繊維は類似のスーパークラディングとして知ら れている濾過性第２クラツドを包含する。例えば約５〜１０ｃＩｎの長さＬにお いて個々の繊維の上の水浴性スタッファ−管並びに水溶性スーパークラディング を除くため、図面に示すように前記線引き溶融ユニットの一定の長さを選択的に 除去することができる。この露出した初期の分離状の繊維をカーボワックスやシ リコン等で潤滑してジャケット１５２の中に包む。第１７図において溶融ハンド ル８２′に例えば５〜１０ｃｍの長さＬにおいて元の直径Ｄ２０７５〜８５チの 小径り、に選択的に腕引きしても良い。縮小径セグメントの外面は直ちに上述の ように再び塗装されるか、又は前記被覆を再塗装の必要のないように元方に可撓 性にしてバンドル′１Ｓｌ−緋引きしても艮い。１だ溶融バンドルを例えば焼戻 丁ことによって選択的に処理して、比較的大きな可撓性のセグメントを作っても 良い。

必要に応じ、本発明のマイクロオプチカル観察システムは結像用プローブを身体 の中に経皮的に、丁なわち小さな細孔かも挿入して、アイピースを通じて観察し ながらプローブの先端を前進させることができる。可撓性の結像プローブは特に 小さな直径のダクトを検査して身体例えば尿管（直径２正）輸胆管（４１１；Ｗ ）欧氏管（２本以下）ファロピアン管（１，５〜２關）プラツドベスル例えば冠 状動脈（２〜４　ｒａｍ　）に通丁ことができる。マイクロオプチカル仮置シス テム７含む結像プローブの全体の直径とその長さとオープンルーメンの準備並び に大きさは行う順序によって変る。例えば次の特性な使用する。

尿管　２．８　６０　２　０．０１８インチ視覚カテーテル 直接視覚　４．３　６０　１２．６龍 肺システム洗浄 内部気管　２．２　６０−成人　−− 視覚カテーテル　４〇−小児　０．０４２インチ胆汁カテーテル　２，０　６Ｑ 　２　０．０１０インチ０．０３８インチ アンジオスコープ　１．２　１００　−　−欧氏管　１．２２３−− 視覚カテーテル 結像プローブの剛性のある実施例もまた経皮的に使用される。例えば肝臓、輸胆 管、膵臓ダクト、短（・導管を視覚検査するため、１だ関節と背骨ンしうべるた めに使バンドルのコンポーネントを上述のラインに沿って選択することにより、 且つ球状レンズとふた窓の光学的性質を選択することによって、特に医療検をに 適する観察システムが得られる。

本発明の結像プローブを使用して身体の中のポイントをしらべるために、医者に 結像プローブの末端を身体の中に挿入し、且つアイピース（第９図の１５２）） ２のぞいて見ながら前記末端をしもべだ（・ポイントに近づけたＤ！したりして 、観察イメージの変化に対する身体のプローブの移動距離の関係を観察する。上 述の好適な実施例で端面９０から約４〜８■、なるべく約５〜６−の範囲で見た 物体は大体実際の大きさに見え、１だ約５〜６ｎから約１ｍｉ＋になると見る物 体ぼ増大倍率で見え、約５〜６’ｌ１Ｍを越える物体（身体の甲の実際の最大範 囲は約１５〜２０ｍｍであるが、理論的に確かめるため）に縮少倍率で見える。

カテーテルの移動中の成果はズーム効果であり、身体の甲にズームマイクロスコ ープを入れるために望１れる非常に改良したイメージが得られ、約０、　ＯＯ１ インチ１で解像力を良くてる。このように本発明はこのようなレンズの歪Ｂｔ有 筈とせずに非常に建設的な方法で使用できること乞笑現する。

得られるイメージの割合高い品質は小寸法のマイクロユニットに基因して、ピン ホールの原理によって生ずる１種のフィールド扁平化作用に寄与する。また球形 レンズ８０に寄与できるイメージの球状収差は小さな通路の壁をしらべる際に付 加的効果をもたらす。通路壁のサイドビューに幾分拡大し且つ扁平化したイメー ジとして目に与えられ、これは検査するのに便利なフォーマットであシ、地図製 作に当シ使用するメルカトル式投影図法に幾分似ている。

せ１い通路の壁の場合に広角度のオプチカルシステムに管壁の拡大位置を観察者 の万に曲げて、プローブの通路に対する関係が端部であるにもかかわらず、詳細 な検査を可能にする作用がある。位置７僅かに調節することによって作業員は同 じ部分を顕微鏡的視野から実際の視野に移行し、かくして実際に身体の甲の興味 ある部分の多くの意味深長な党学的インフオーメイションを集めることになる。

最後に、被覆した複数ｑ維マイクロユニットそれ自体に関する不発明の原理に非 凝集性の光伝達用の浴融境維バンドルに対しても、適当な環境下では有利に応用 することができる。

鰺書（丙容に？更なし） 手続補正書Ｃｊ５幻 昭和６３年ｑ月φ日 ２、発明の名称 ファイバーオプティックイメージ搬送装置３、補正をする者 事件との関係　出　願　人 住所 名　称　マイクロヴエイシヴ・インコーホレーテッド新大手町ビル　２０６号室 （４）適正な図面 国際調査報告 ＋ＡＩｏｎ１−１１６Ｍａ＋ｉｌ帥＋ｍａ電ｉ”）Ｉａ、ＫＴ／Ｉ−ＪＳ８６１ ０２１４４

Claims (36)

【特許請求の範囲】
1. １．例えば小さな通路と導管のような医療カテーテルにビジヨンを提供するため 充分な可撓性と光学的性質を有する細長いイメージ搬送部材であつて、多（のガ ラス繊維を凝集列にして形成した約０．５ｍｍの直径の複数繊維マイクロユニツ トと防護用のポリマー質外側部分を包含し、前記多数のガラス繊維が相当の長さ にわたつて線引きされ且つ溶融合され且つ線引きするときガラス外面を形成し、 負つ前記防護用ポリマー質外側部分が相当の長さにわたつて前記溶融複数繊維ユ ニツトの外側ガラス面に接着されている細長いイメージ搬送部材。
2. ２．前記マイクロユニツトが前記凝集列中の２０００本の繊維から成る請求の範 囲第１項記載のイメージ搬送部材。
3. ３．前記マイクロユニツトの外面が前記凝集列繊維と共に密接に線引きされ且つ 溶融された請求の範囲第１項記載のイメージ搬送部材。
4. ４．前記防護用ポリマー部分がサーモプラスチツク被覆を含む請求の範囲第１項 記載のイメージ搬送部材。
5. ５．約１〜６ｃｍの曲率半径を有する請求の範囲第１項乃至第４項の中のいづれ か１項に記載のイメージ搬送部材。
6. ６．前記部材がその少くとも末端に約２ｃｍ以下の曲率半径を有する請求の範囲 第５項記載のイメージ搬送部材。
7. ７．前記防護用ポリマー部分が前記複数繊維ユニツトを囲む比較的不透明な層を 有する請求の範囲第１項乃至第４項の中のいずれか１項に記載のイメージ搬送部 材。
8. ８．前記比較的半透明層が約０．００１インチの厚さを有する請求の範囲第７項 記載のイメージ搬送部材。
9. ９．前記比較的半透明層がＵＶ−硬化状態にある請求の範囲第８項記載同イメー ジ搬送部材。
10. １０．透明層が前記比較的半透明層に重なり、前記透明層が前記半透明層より厚 さが相当厚い請求の範囲第７項記載のイメージ搬送部材。
11. １１．前記透明層が１時的な伝達断面を作る相当厚い透明材料を包含し、前記不 透明層が前記複数繊維ユニツトに向い横方向成分をもつて移動している光を吸収 することによつて、前記光が前記透明層に沿い導波管効果により伝えられるのを 防止する請求の範囲第１０項記載のイメージ搬送部材。
12. １２．請求の範囲第１項のイメージ搬送部材と組合せた可撓性カテーテルにおい て、前記カテーテルが複数個のルーメンを形成する外側シースを包含し、前記ル ーメンの中の一つが前記イメージ搬送部材を備え、イルミネーシヨンライトガイ ド装置が前記カテーテルのルーメンの中を延び且つイルミネーシヨンを身体の通 路又は器具の壁に向けるように露出した末端を有し、前記イメージ搬送部材の末 端が照明部分のイメージを前記イメージ搬送部材からアイピースに伝えるために 受けとるように配置されているカテーテル。
13. １３．前記イメージ搬送部材と前記ライトガイド装置が前記カテーテルの別のル ーメンに保持されている請求の範囲第１２項記載のカテーテル。
14. １４．前記シースの中に形成される前記ルーメンの中の別のルーメンが前記イメ ージ搬送部材を有するルーメンと少くとも同じ大きさのオープンワーキングチヤ ンネルである請求の範囲第１２項記載のカテーテル。
15. １５．前記カテーテルが約３ｍｍ以下の外径を有する請求の範囲第１２項乃至第 １４項の中のいづれか１項に記載のカテーテル。
16. １６．２ｍｍの外径を有する請求の範囲第１２項乃至第１４項の中のいづれか１ 項に記載のカテーテル。
17. １７．協働する接眼鏡装置と光源装置とを有するハンドルに前記イメージ搬送部 材を取外し自在に連結するようになつたコネクターを末端に備え、これによつて 前記カテーテルが前記ハンドル及びその装置とを取り換えなくても取り換えられ る請求の範囲第１２項乃至第１３項の中のいづれか１項に記載のカテーテル。
18. １８．前記マイクロユニツトの末端に配置された大体球状の１個の末端レンズを 有し、前記球が前記マイクロユニツトの直径の約１２０％より大きくない直径を 有する請求の範囲第１項乃至第４項のいづれか１項に記載のイメージ搬送部材か または請求の範囲第１２項乃至第１４項のいづれか１項に記載のカテーテル。
19. １９．前記球のマイクロユニツトの直径が０．５ｍｍ以下であり、改良したイメ ージを搬送する前記部品が前記球によつて生ずる収差を部分的に補償下るピンホ ールオプテイツクプリンシプルに寄与できる請求の範囲第１８項記載の装置。
20. ２０．前記球形レンズから約１ｍ乃至５ｍ又は６ｍｍの間の焦点距離を有し、焦 点距離に対し逆の関係で力を増大する倍率効果を有する請求の範囲第１９項記載 の装置。
21. ２１．焦点距離に約５〜６ｍｍ以上の減少効果を有する請求の範囲第２０項記載 の装置。
22. ２２．空気中に少くとも約８０度の円弧にわたつてイメージを作り出す能力を有 する請求の範囲第１９項記載の装置。
23. ２３．身体の中に置くため膨張可能の気球を有し、前記カテーテルのワーキング チヤンネルが前記気球を膨張収縮させる流体を流すため連結されている請求の範 囲第１２項乃至第１４項の中のいづれか１項に記載の装置。
24. ２４．約０．５ｍｍ直径の大体球形のレンズが大体対応した直径を有する細長い イメージ搬送部材に配送するようになつた遠くから見るマイクロオプチカル装置 において、前記イメージ搬送部材が非常に多くの光学繊維からなる凝集列により 構成され、前記凝集列の繊維がその長さの少くとも大部分において線引きし且つ 溶融したマイクロユニツトを備え、該マイクロユニツトにおいて２，０００本程 度の構成繊維が互に溶融されており、前記マイクロユニツトが６ｃｍ以下の曲率 半径を有するマイクロオプチカル部材。
25. ２５．前記レンズは約０．０２０インチ（０．５ｍｍ）の直径を有し、前記レン ズの直径が前記イメージ搬送部材の直径の約１２０％以上大きくない請求の範囲 第２４項記載のマイクロオプチカル部材。
26. ２６．前述の線引きして溶融した複数繊維マイクロユニツトがガラス繊維を包含 し且つガラスの外面を有し且つポリマー製の防護外部が前記マイクロユニツトの 線引時の初期ガラス外面に接着されている請求の範囲第２４項記載のマイクロオ ブデカル部材。
27. ２７．請求の範囲第２４項記載のマイクロオプチカルユニツトの１個のルーメン にシースを包含するカテーテルにおいて、前記カテーテルが更に流体を身体に導 入するためのワーキングチヤンネルを有するカテーテル。
28. ２８．尿管、欧氏管、フアロピオ管、小さな血管、輸胆管等の小通路を含む身体 の小導管と血管を検査する方法にして、請求の範囲第２４、２５、２６、２７項 に基づいて作つた遠くから見るマイクロオプチカル部材を前記通路に挿入し、前 記マイクロオブデカル部材を前記通路の中で軸線方向に移動させ、身体内の観察 部分のイメージのズーム変化に対する身体円の器具の位置の変化の関係を観察す ることを包含する身体円の小導管と血管を検査する方法。
29. ２９．身体に挿入されるようになつた中空の金属管を包含し、前記管が請求の範 囲第２４項乃至第２６項のいづれかに基づくマイクロオプチカル部材を入れて支 持し、前記レンズが前記管の末端に配置されている検査装置。
30. ３０．請求の範囲第２４項のマィクロオプチカル部材と、前記マイクロオプチカ ル部材をコネクターを経て連結されるようになつたハンドルとを包含し、前記コ ネクターが前記ハンドルの対応する雌形リセプタクルに緊密嵌合するようになつ た機械仕上げの回転面を有する雄形部材を備え、前記複数繊維マイクロユニツト の軸線が前記コネクターの回転面の軸線上に在り且つ前記ハンドルのオプテイツ クスの軸線が前記雌形リセプタクルの軸線と整列し、前記雄型部材の端部が前記 雌形リセプタクル内に設けた段に嵌合するようになつた段を前記軸線の片側に有 する視覚システム。
31. ３１．２個の軸線方向にへだたつた端面が前記段に協働し、前記イメージ搬送マ イクロユニツトと前記ハンドルの別のイメージ搬送部材との間の界面が前記端面 の中の一方の面に在り、且つ光源と前記レンズにより観察すべき物体にイルミネ ーションを送るためのライトガイドとの間の界面が前記端面の中の他の端面に在 る請求の範囲第３０項記載の視覚システム。
32. ３２．イメージ搬送用複数繊維部材と協働のオプテイツクスを有するハンドルと を連結するコネクターシステムにおいて、前記イメージ搬送部材と協働し且つ前 記ハンドルの対応する雌形リセプタクルと嵌合するように正確に機械仕上げした 面を有する雄形コネクターを包含し、前記複数繊維部材の軸線が前記コネクター の回転面の軸線上に在り且つ前記ハンドルのオプテイツクスの軸線が前記雌形リ セプタクルの軸線と整列し、前記雄部材の端部が前記雌形リセプタクル内に設け た段に嵌合するようになつた段を前記軸線の片側に有し、前記雄形部材の前記段 に端部を持つたラィトガイドを備え、該ライトガイドが前記ハンドル内の光分配 源と整列しているコネクターシステム。
33. ３３．小さな導管及び通路を検査するために有益な可撓性のフアイバーオプテイ ツクプローブにおいて、アイピースと、末端レンズ装置と、直径が０．５ｍｍ以 下で２０００本程度の繊維を有し可撓性のイメージ搬送用の線引きし且つ溶融し た複数繊維マイクロユニツトとを包含し、前記複数繊維マイクロユニツトが前記 アイピースと前記末端レンズ装置との間に延在し、前記末端レンズ装置が前記複 数繊維ユニツトの直径と同じ程度の直径を有し且つ空気中で８０度以上の広い角 度の撓野と、４乃至８ｍｍの範囲にえらんだ距離において中立の倍率を有し且つ 少くとも２ｍｍ以下接近すると増大倍率を有するように選ばれ、且つ前記マイク ロユニツトの繊維がそのイメージを伝えるようになつている可撓性のフアイバー オプテイツクプローブ。
34. ３４．高度に可撓性の有るイメージ搬送用部材を作る方法において、約２０００ 本のクラツドガラス繊維を有する複数繊維マイクロユニツトを溶融して線引きし て８ミクロン程度の直径を有する繊維を有する溶融ユニツトを形成する工程、前 記マイクロユニツトの表面に線引後直ちに防護用被覆を塗布する工程、線引き作 業中ガラスの物理的特性と線引き温度及び線引き速度のバランスを保ちマイクロ ユニツト全体に殆んど均一な引張力を与える工程を包含するイメージ搬送部材形 成方法。
35. ３５．末端部分に割合高い可撓性を有する可撓性のすぐれたイメージ搬送部材を 作る方法において、更に前記末端部分を小径に線引きする工程を含む請求の範囲 第３４項記載の方法。
36. ３６．末端部分に割合高い可撓性を有する可撓性のすぐれたイメージ搬送部材を 作る方法において、前記繊維の周りのガラスクラツデイングの少くとも１部分を 除くため一定の末端部分を浸出する工程を含む請求の範囲第３４項記載の方法。