JPWO2015133119A1 - 先端加工された光照射用光ファイバー及びこれを用いた体内照灯装置 - Google Patents

Abstract

光ファイバーを照灯用に用いて、経鼻栄養チューブ等の医療用チューブを体内に挿入した際の当該チューブの先端位置を体外から視認可能とする、更には手術の際に使用するメス等の術具使用の際に、該術具へ装着等により使用して手術部位を照射する装置を実現する。光ファイバー３の先端光放射部９の先端面を湾曲した凹凸面にして光照射用にする。放射部からの放射光は、球体の中心や楕円球体の中心（焦点）に向かって放射されることから、その中心部分や焦点部分は光が集中し、周囲の光に比較してスポット的に高い照度が得られるので、先端位置の視認や手術部位の照射に利用できる。特に、先端光放射部９の湾曲した凹面１１に金属球１３を埋め込むと、金属球１３が最も深く埋め込まれた場所の直ぐ後方側に一層明るい光溜まりが生成される。従って、より正確にチューブの体内先端位置を確認できる。

Description

本発明は、先端加工された光照射用光ファイバーと、これを用いた体内照灯装置であって、経鼻栄養チューブ等の医療用チューブを体内に挿入した際の当該チューブの先端位置を体外から視認可能とする、更には手術の際に使用するメス等の術具使用の際に、該術具へ装着等により使用して手術部位を照射するものに関するものである。

通常の光ファイバーは光源からの光をファイバーの一端から入射し、ファイバーのコア部内を全透過し、他端から光を放出、照射する。放出光は直線状の光であり、水平方向への広がりを持つように、照射範囲が広がることはなく、放射光に広がりを持たせる手段としてレンズによる光屈折等が使用される。また、これらの器具を用いず、放出光に、水平方向（斜め水平方向）への広がりを持たせる方法としては、直接ファイバーの光放射側端を円錐形に切削加工した、円錐形構造としたファイバーが知られている（特許文献１）。ファイバー先端を円錐形に切削することで、放射光は水平方向に広がる。しかしながら、放射光は、円錐形の頂点から底辺への角度とほぼ垂直方向に広がり、該平面と平行方向への広がりは殆ど無く、この結果、光ファイバーからの放射光は、ファイバーの中心軸の周囲において、放射光にムラが生じ、この結果、光（放射光）が行き届かない方向・部位が生じる恐れがあり、全周囲的に均等な放射光による照度を得ることは難しい。

また、患者の鼻から胃に通して、栄養分を供給するのに使用する経鼻栄養チューブのように、種々の医療用チューブが使用されているが、医療用チューブの先端は、正確に所定の位置に送り込むことが求められている。例えば、経鼻栄養チューブの場合に、誤って気管に挿入し、気が付かずにそのまま栄養剤をそのチューブに通して送り込むと肺炎を起こす等、様々な危険性が出てくるからである。

従来は、体内に挿入された医療用チューブの先端位置を確認するのに、Ｘ線透視により確認していた。
而して、医療用チューブは、所定期間毎に交換するものである。
そのため、医療用チューブを使用する期間が長期化すると、確認の回数が増え、Ｘ線の被爆量の増大による健康被害への影響も無視できなくなる。また、Ｘ線の照射は専門のスタッフが行うので、自宅で手軽に確認することはできない。
更には、２０１３年６月には、厚生労働省から、経鼻栄養チューブを利用する場合には、毎回、経鼻栄養チューブの先端位置が胃内部に存在することを確認してから、栄養分の送り込みを実施する旨のガイドラインが発せられたため、そのガイドラインを誠実に対応しようとすれば、自宅介護が難しくなる。

特開２０１３−１９８６４４号公報 特表平９−５０３０５４号公報 特開２０１３−８５６４２号公報

最近では、Ｘ線に代えて、磁界を利用することが、特許文献２、３に記載のように提案されている。
しかしながら、磁性体を医療用チューブの先端に固定的に持ってこなければならず、その磁性体は直径として１０ｍｍ程度必要なので、患者の負担を考えればその利用は現実的ではない。しかも、患者が乳幼児となれば猶更である。
また、磁性体を常時体内に留置することは、患者の安全性を考えれば、好ましくない。
また、光ファイバーを用いて、光ファイバーの光放射先端位置を、上記チューブの先端位置に配置し、該光ファイバーの放射光によりチューブの先端位置を確認する方法及び装置が知られている（特許文献１）。この方法装置に用いる光ファイバーの光放射側先端部は、前記したように、光ファイバー光放射側先端を円錐形となるように、切削・切り欠いたファイバーを用いた装置が、開示されている。然しながら、前記したように、光放射にムラが出来、視認の位置によっては、放射光を確認しづらい欠点を有している。加えて、光の放射が拡散的に広がるため、光の放射点である、先端位置の確認が困難となる欠点も合わせて有している。

また、体内への切開手術、体内での摘出手術、縫合手術等において、手術部位及び該部位の周囲を明るくすることは、極めて重要であり、このためには、手術室においては、その照明装置は必須であり、手術部位照射用の照明装置が手術室には装着されている。しかしながら、手術部位によっては、当該照明装置の光が充分に照射されず、照明効果が不充分な場合が生じることもある。
このような照明の不充分さを克服する手段として、従来、手術者の頭部にスポットライトを装着する手段が用いられている。然しながら、このような頭部装着スポットライトでは、必要とする部位へスポットライトを照射するために、術者の頭の位置、角度等を、調節し不自然な姿勢を余儀なくされることや、更には、スポットライトと手術部位との間隔が幾分隔たっていることから、複雑な手術部位へのスポットライトの光照射は充分に行えない場合も有る。

本発明は、上記の問題点、欠点を克服することを目的とし、光源から光ファイバーの一端に、光を導入し、該ファイバーの他端から光を放射する際に、放射部位全周辺を、均一的な光で照射可能とする、光ファイバーを提供することを目的とし、更には、光ファイバーの放射位置を正確に確認することも出来る光ファイバーを提供することも目的としている。
更に、本発明の他の目的としては、上記の発明目的のファイバーを用いて、該ファイバーの光放射部位の確認可能な性質を利用した、体内導入チューブの先端位置確認用体内照灯装置を提供することである。また、広範且つ均質に全周辺を照射する本発明の光ファイバーを用い、体内手術用器具と併用する、照明装置となる、体内照灯装置を提供することも本発明の目的である。

本発明者らは、これらの目的を達成すべく鋭意検討した結果、光ファイバーの光照射・光放出部位となる該ファイバー先端断面部を湾曲した凹面状若しくは凸面状に加工され、先端部分での光の照射状態が該断面の全周囲方向に放射されるように制御された光ファイバーを開発した。更には、該光ファイバーの放射部位を明確に視認確認する特質を利用した新規且つ有用な体内照灯装置であって、医療用チューブと共に使用した場合には、ファイバーからの光放射時には、体外からも、チューブの先端位置と同位置に位置する、ファイバーの光放射先端位置を視認可能であり、患者の安全性を確保しながら、その負担も軽減でき、更に、自宅でも、手軽に確認できるチューブの先端位置表示用体内照灯装置を開発した。更には、メス等の体内手術器具と共に使用（例えば、手術器具の特定の部位に取り付ける）した場合には、メスの先端位置及び手術部位周囲を均等にムラ無く且つ、明るく照らす先端照明装置として利用できるものを開発した。

上記目的を達成するための、請求項１記載の発明は、光を光源から導入する基端部と導入された光を放射する先端光放射部を有する光ファイバーであって、前記先端光放射部の先端面が湾曲した凹凸面を形成し、前記湾曲した凹凸面を介して前記導入された光が放射状に放射される、光照射用光ファイバーである。

請求項２の発明は、湾曲した凹凸面が、部分球面状又は部分楕円球面状湾曲面である請求項１に記載の光照射用光ファイバーである。

請求項３の発明は、前記先端光放射部の湾曲した面の形状が、湾曲した凹面である請求項１または２に記載の光照射用光ファイバーである。

請求項４の発明は、更に前記湾曲した凹面の近傍に、光反射率５０％以上とする反射率調整手段が設けられ、前記凹面状湾曲面の近傍に放射光が集中する請求項３に記載の光照射用光ファイバーである。

請求項５の発明は、反射率調整手段が光ファイバー光放射端部の湾曲した凹面に相対する湾曲した凸面を有する金属材によって構成されている請求項４に記載の光照射用光ファイバーである。

請求項６の発明は、湾曲した凹面が部分球面状または部分楕円球面状であり、反射率調整手段が部分球面状に相対するときには球体または部分球体、部分楕円球面状に相対するときには楕円球体または部分楕円球体である請求項４または５に記載の光照射用光ファイバーである。

請求項７の発明は、前記先端光放射部の湾曲した凹凸面の形状が、湾曲した凸面である請求項１または２に記載の光照射用光ファイバーである。

請求項８の発明は、請求項１から７のいずれかに記載の光照射用光ファイバーが単数または複数列束ねられたものと、前記光照射用光ファイバーの基端側に接続されて、光を前記光照射用光ファイバーに導入する光源とを備え、前記光照射用光ファイバーの先端光放射部からの放射光を体内の照灯として利用することを特徴とする体内照灯装置である。

請求項９の発明は、体内に挿入される医療用チューブに光照射用光ファイバーを並列させ、その先端光放射部を前記医療用チューブの先端に近づけることで、体内に挿入された医療用チューブの先端位置を光溜り状に照灯させる請求項８に記載の体内照灯装置である。

請求項１０の発明は、請求項３から６のいずれかに記載の光照射用光ファイバーを備える請求項９に記載の体内照灯装置である。

請求項１１の発明は、固定具が光照射用光ファイバーに摺動可能に取り付けられており、前記固定具は医療用チューブのアダプターに着脱自在に内嵌固定されるものである請求項９または１０に記載の体内照灯装置である。

請求項１２の発明は、光照射用光ファイバーが請求項３に記載の光照射用光ファイバーであり、且つ、屈折方向に放射する湾曲した凹面の放射方向先方に平凸レンズが凹―凸対向で設けられている請求項８に記載の体内照灯装置である。

請求項１３の発明は、光源が赤色光レーザー光と、近赤外線レーザー光とで構成されており、使い分けが可能になっている請求項８から１２のいずれかに記載の体内照灯装置である。

請求項１４の発明は、光源機器は、蓄電池駆動型になっている請求項８から１３のいずれかに記載の体内照灯装置である。

本発明の先端加工された光照射用光ファイバーを具備した照灯装置によれば、例えば医療用チューブと共に使用した場合には、患者の安全性を確保しながら、その負担も軽減でき、さらに、自宅でも、手軽に確認できるチューブの先端位置表示装置として利用でき、また、メスやカンシ等の体内手術用器具に取り付けて使用した場合には、該手術用器具のメスの先端位置及び周辺部を明るく照らす先端照明装置として利用できる。

本発明の実施の形態に係る医療用チューブの体内先端位置表示装置の使用状態の説明図である。 図１の表示装置の光ファイバーの先端光放射部の説明図である。 図２の先端光放射部の寸法例である。 図３の実物の写真である。 図２の先端光放射部の放射状況の説明図である。 図２とは別例の先端光放射部の放射状況の説明図である。 図２とは別例の先端光放射部の放射状況の説明図である。 図１の表示装置の光ファイバー側と医療用チューブとの連結具の説明図である。 図１の表示装置の光ファイバー側と光源機器との連結具の説明図である。 図１の光源機器内の構成説明図である。 図１の装置を用いた動物実験の結果を示す写真である。 図１の装置を用いた動物実験の結果を示す写真である。 図１の装置を用いた動物実験の結果を示す写真である。 図１の装置を用いた動物実験の結果を示す写真である。 図１とは別の、光ファイバーの医療用チューブへの挿入方法の説明図である。 メス先端照灯装置の模式図である。 図１６の現物の使用状況を示す写真である。

本発明の光照射用光ファイバーは、光を放出する、放射部であるファイバーの一端を、湾曲した凹面状に窪んだ形状、若しくは湾曲した凸面状に尖った形状に加工したファイバーである。更に、凹凸の形状は、部分球面状、部分楕円球状であることが好ましい。光ファイバーの先端光放射部の先端面をこのような形状にすることで、光ファイバーの光導入部から導入された光は、ファイバー断面の全周囲方向に斜光状に放射され、この結果、照射部位における照射状態のムラが生じない。又、放射方向に関しては、上記、湾曲した凹凸の形状を制御することで、放射光の放射方向範囲を制御することが出来る。特に、放射先端部を部分球面体状または部分楕円球体状の凹形状加工した場合には、先端部からの光ファイバー先端部放射面からの放射光は、球体の中心や楕円球体の中心（焦点）に向かって放射されることから、その中心部分や焦点部分は光が集中し、周囲の光に比較してスポット的に高い照度が得られる。このことから、下記する照灯装置等に利用した場合、スポットとして目印となる。また、光放射を制御して、放射光のスポット化をする手段として、湾曲した凹状面を有する光ファイバーに反射率調整手段を設置することが挙げられる。これにより、湾曲した凹面近傍に更に、光が集約され、近傍に光輝度のスポットが形成される。この際に、反射率調整手段における光反射率が５０％以上であることが好ましい。また、反射率調整手段として鉄、ステンレス、チタン等の金属を用いることが推奨される。更に、反射率調整手段が球状であることも好ましい態様となる。
本発明の光ファイバーの材質は、通常光ファイバーとして利用しうる材質であれば如何なる材質であっても差し支えない。従って、ガラス材質や樹脂材質であっても差し支えないが、加工性やたわみや折れに対する耐久性の観点から、樹脂等の高分子材質からなる光ファイバーが推奨される。高分子材質としては、下記するようにアクリル樹脂等が例示される。従って、本発明の光ファイバーは、市販の光ファイバーを切削加工等によって加工し、提供することも出来る。一般的には市販品の加工が経済性の観点から推奨されるが、如何なる手法で製造しても、本発明の光ファイバーの形状が提供できるのであれば差し支えない。
本発明において、光ファイバーの規格は特に限定されることは無く、用途、所望する照射範囲、照射強度、併用する器具の規格等によって、長さや太さを適宜変更して使用する。市販の光ファイバーの規格であれば如何なる規格であっても採用することが出来、更には所望に応じては太い直径のものであっても、光ファイバーとしての機能を持つものであれば、これを加工することでも提供することが出来る。
以下、本発明をより具体的に説明するために、幾つかの照灯装置を例示し、装置としての説明と共に、該装置に装着、使用する本発明の光ファイバーについても、更に具体的に例示するが、本発明はこれら例示の装置、ファイバーのみに限定されるものではない。

<医療用チューブの先端位置表示装置>
医療用チューブの先端位置表示装置１について、図面にしたがって説明する。
図１で示すように、先端位置表示装置１は、患者の体内に挿入する医療用チューブ、例えば経鼻栄養チューブに適用する。
符号３は光ファイバーを示し、この光ファイバー３は一本のファイバーで構成されている。光ファイバー３は、導光するコア部５と、そのコア部５を囲む極薄のクラッド部７とでなり、直径は０．２５〜１．５ｍｍ、代表的なものでは０．４ｍｍ程度である。コア部５はＰＭＭＡを素材とする。クラッド部７は特殊フッ素樹脂を素材とし光の通り抜けが可能となっている。視認の便宜のために、コア部５に対してクラッド部７が実際よりも大きく描画されている。
この光ファイバー３は可撓性があるので、医療用チューブＣの可撓性を損なわずに通されており、その先端は医療用チューブＣの先端に揃えられている。従って、医療用チューブＣの体内での動きを阻害したり、剥き出しの光ファイバー３が体内を傷つけたりすることはない。

この光ファイバー３の先端側に先端光放射部９が設けられている。
先端光放射部９は、光ファイバー３のコア部５を通って導かれた光を反射により導光方向と交差する方向に反射するものである。
図２に示す例では、先端光放射部９は一つの大きな湾曲した凹面１１を有している。この湾曲した凹面１１は光ファイバー３の長さ方向で半割したときの先端輪郭を示すものであり、半円弧またはそれ以下の円弧になっているが、半円弧に近い方が好ましい。湾曲した凹面１１には、ステンレス鋼製の金属球１３が埋め込まれている。ＰＭＭＡの先端面を切削加工により刳り貫いて凹状にした後に、金属球１３を埋め込んで形成している。

図３（１）の寸法例では、光ファイバー３の直径（Ｔ）は１．０ｍｍで、湾曲した凹面１１を構成する深さ（Ｄ）は１．５ｍｍ、加工Ｒ（Ｒ）は０．２ｍｍ、開き角度（Ｘ）は、５°になっている。また、金属球１３の直径（Ｍ）は０．５ｍｍになっている。
図３（２）の寸法例では、光ファイバー３の直径（Ｔ）は０．４ｍｍで、湾曲した凹面１１を構成する深さ（Ｄ）は０．５ｍｍ、加工Ｒ（Ｒ）は０．１ｍｍ、開き角度（Ｘ）は、５°になっている。また、金属球１３の直径（Ｍ）は０．２５ｍｍになっている。
いずれの寸法例でも、反射率は８０％以上となっている。
図４（１）、（２）がそれぞれの実物であり、金属球１３が埋め込まれた状態が映し出されている。

図５は、図３の光の放射状態を模式的に示したものであり、光の放射の広がりが閉曲面で示されている。この図に示すように、金属球１３が存在することにより、光ファイバー３のコア部５内を導かれてきた光は反射され、金属球１３を超えて前方へ光漏れすることはできなくなっている。また、金属球１３が湾曲した凹面１１と相対しているので、湾曲した凹面１１から放射状に出た光は、金属球１３に反射して後方に向かって散乱し、光ファイバー３の外に出ていくことになるが、金属球１３が最も深く埋め込まれた場所の直ぐ後方側に光が集まる。従って、光重心（輝度が最も高いところ）に光が集中して、周辺部、特に前方側とはコントラストの高い光溜まり（Ｌ）が生成される。

光溜まり（Ｌ）は、光漏れが少ないほど輝度が高く、すなわち明るくなるので、クラッド部７側の光漏れが少なくできるよう、刳り貫いた後にできる先端の円環面の面積、換言すれば幅寸法を極力狭く設計することが好ましい。
従って、図３（１）よりも図３（２）の方が、光ファイバー３の直径（Ｔ）が小さく、その分だけ埋め込まれる金属球１３が小さくなっていても、先端側では円環部は殆ど幅寸法を残さずライン状に加工できるので、好ましい。

その他、図６に示す例では、光ファイバー３が金属球１３の前方側に周り込んでいる。
光ファイバー３の素材であるＰＭＭＡの融点が９５〜１０５℃と比較的低温であることから、加熱した凸形金型をファイバー断面に当てて凹状に窪ませた後に、金属球１３を埋め込み、更に凹形金型を当てて曲げて金属球１３に被せている。
この例では、周縁部側からの光抜けは若干発生するが、反射方向は主に線で示したものであり、金属球１３を安定的に固定できる利点がある。

さらに、図７に示す例では、先端光放射部９は多数の小さな湾曲した凹面１５を有している。この湾曲した凹面１５は、湾曲した凹面１１を小さくしたものと取り扱われており、半円弧またはそれ以下の円弧になっているが、半円弧が好ましい。
この湾曲した凹面１５は、白アルミナ微粉末（約９．５μｍ）１７を多数吹き付け、サンドブラスト処理を行い、そのまま埋め込み固定することにより形成されており、アルミナ微粉末１７の粒状が転写されてできている。
この例では、微小な湾曲した凹面１５−アルミナ微粉末の組合せが多数並んだ状態になっており、其々が一つの大きな湾曲した凹面１１―金属粒１３と同じメカニズムで、光溜まり（Ｌ）が形成される。光溜まり（Ｌ）は光ファイバー３の横方向に長いものとなるが、先端位置の検出には何ら問題ない。
なお、上記の凹面状に加工された光ファイバーの先端に金属球を装着せずとも一定の効果は得られる。その場合には、光は３６０度の角度方向に放射状に照射されるが、その際、半球状面の球の中心部分に放射光は向かって放射されることから、中心部分が高輝度となり、スポット像が認められる。このことから、ファイバー先端に金属球を装着しなくとも、本発明装置の位置の確認に使用することが出来る。（図１２における矢印で示した部分）

図７に示す例では、アルミナ微粉末１７が積極的に残されているが、除去してもよい。その場合には、反射率は低くなるが、金属の脱落を心配せずに済む利点がある。
上記のような凹凸面であれば、機械的ではなく、薬剤を使用して化学エッチング法により形成することも可能である。

次に、上記した光ファイバー３を備えた装置全体について説明する。
図８に示すように、光ファイバー３にはファイバー固定具１９が外嵌されている。このファイバー固定具１９は、樹脂成形品であり、円筒状で先端側がテーパ状で先細りになっている。ファイバー固定具１９は、その弾性変形能を利用して、光ファイバー３に対して摺動可能且つ着脱可能となっており、必要に応じて光ファイバー３の任意の位置に取り付けて固定できる。
医療用チューブＣには、用途に応じて弾性のある樹脂成形品で構成されたアダプターＡが取り付けられている。このアダプターＡの設計態様は、医療用チューブＣの用途、例えば、経鼻栄養用等に応じて異なるが、チューブへの取付け部分は、概して円筒状になっており、チューブに外嵌されるようになっている。この円筒状部分は、嵌め込み易いように、テーパ状になっており、嵌込む際に先頭側となる部位が縮径されているが、後続部位は拡径されて隙間が設けられている。

上記したファイバー固定具１９は、使用する医療用チューブＣのアダプターＡの種類に応じて設計されており、図８の点線で示すように、そのアダプターＡの隙間に嵌合されると、両者が弾性的に拡縮した状態で相対的に移動不能に結合されるようになっている。
また、光ファイバー３には、一定間隔毎に赤、青、緑等と色分けされた目印（図示省略）が付けられており、所謂目盛機能も付加されている。

光ファイバー３の基端側には、図１に示すように光源機器２１が接続されている。
図９に示すように、この光源機器２１には被差込み部２３が設けられており、この被差込み部２３は内面側がテーパ状で奥にいくほど狭くなっている。
光ファイバー３は、交換使用するものであり、図９に示すように、その基端には、外面がテーパ状の差込みアダプター２５が取り付けられており、装置を使用する際には、光源機器２１側の被差込み部２３に差込むようになっている。この差込みにより、光ファイバー３のコア部５が光源機器２１側の導光部と突当て状態で容易に導光連結される。

この光源機器２１には、図１０に示すように、２種類の光源が内蔵されている。第１の光源は、赤色レーザー光（波長：６５０ｎｍ付近）２７であり、第２の光源は近赤外線レーザー光（波長：７８０ｎｍ付近）２９となっている。光源機器２１では、上記した２種類の光源が、光源選択ボタン３１を押すことで選択できるようになっている。
光ファイバー３の素材がＰＭＭＡ樹脂であることを考慮して、伝搬波長帯は可視〜近赤外となっているが、目的からもこれで十分である。
赤色レーザー光は肉眼で確認できるが、近赤外線レーザー光は肉眼では確認できず、赤外線カメラ３３（図１）で撮像し、その画面で確認することになる。前者は、体内脂肪の少ない人体や部位で使用でき。二つの光とも体内において射出させても生理的悪影響は殆どないので、安心して利用できるものである。光源機器２１では光ファイバー３との接続口を上記した二つの光源毎に２つ設定されているので、光ファイバー３を該当する光源の接続口に接続させ、光源選択ボタン３１を押して該当する光源を選択することで、光ファイバー３を通す光を選択できる。
半導体レーザー光は、輝度が高く出射口径が小さいので、フォーカシング整形光学系を用いることにより、光ファイバー３に効率良く十分な光量で出射することができるので、利用されている。
この光源機器２１は、商用電源からの電源供給を受け、ＤＣに変換された上で蓄電される蓄電池を電源としており、商用電源が取れない箇所でも利用できるようになっている。
また、筐体は、黒色になっており、内部からの光の漏洩が抑制されている。

本発明の先端位置表示装置１は、上記したように極細の光ファイバー３を導光ラインとして利用しており、上記のファイバー固定具１９を利用することで、光ファイバー３を医療用チューブＣに挿通した状態で、その先端位置をその医療用チューブＣ中またはその先端から突出した位置にもってきて固定することができる。
患者の体内の各部位の位置は推定できるので、上記状態の医療用チューブＣを患者の体内に挿入すると、目的部位まで到達したであろう最終段階だけでなく、その途中段階でも、光ファイバー３から出射した光から、正確に挿入しつつあるのかを容易に確認でき、間違った部位への挿入を途中で止めることができるので、患者の負担が軽減される。
また、目的部位まで医療用チューブＣの先端が到達した後には、ファイバー固定具１９を取り外すことで、光ファイバー３は容易に引き抜くことができる。

医療用チューブＣが既に体内に挿入されている状況下では、挿入時には目的部位に正確に到達していても、時間の経過により、カールアップ等により間違った部位への移動が起こっていないかを確認する場合がある。その場合には、光ファイバー３をその体内に挿入された医療用チューブＣに改めて挿入し直すことになるが、目盛機能を活用することで、挿入長さを確認できるので、既に体内にある医療用チューブＣの先端位置と容易に合わせることができる。

また、２種類の光源があるので、肉眼で見える赤色光を手軽なガイド光として挿入途中までは利用して、最後の位置決めで近赤外線光を利用してカメラのディスプレイに表示された画像から正確に確認するなど、介護者が挿入操作の進展に合わせて光源を切替えて使用できる。

次に、動物実験例を示す。
用いた光照射用光ファイバーは、図３（２）の一部を変更したものであり、金属球１３が装着されていない点のみが異なる。光源からは可視光を放射させている。
図１１、図１２で、新生児豚を対象とし、医療用チューブＣとして、６Ｆｒ（外径２．０ｍｍ）の栄養カテーテルを使用した動物実験の結果を示している。光溜まりにより視認できる明かりは矢印で示されている。
例（Ａ）では、先に栄養カテーテルを胃内に留置し、その後に光が放射した状態で光ファイバーを栄養カテーテルに通した。光ファイバーは柔軟性が有るので、留置状態の栄養カテーテルに難なく通せた。
例（Ｂ）では、先に栄養カテーテルに光が放射した状態で光ファイバーを挿入し、その後に、栄養カテーテルに胃内に通した。
例（Ｃ）では、先に栄養カテーテルに光が放射した状態で光ファイバーを挿入し、その後に、栄養カテーテルに気管・肺に（誤り操作例として）通した。

図１１は例（Ａ）、図１２は例（Ｂ）に対応しており、光溜まりができており、十分に視診が可能であった。また、図１１の確認後に解剖すると、図１３で示すように、図１１で明かりが確認された部位が胃内であったことが確認できた。
図１４は例（Ｃ）に対応しており、気管では光溜まりが確認されたが、気管支では、光が消えた。このように、胃内と気管内と部位は変わっても明かりが確認されるので、誤挿入があった場合には即座に対応できる。

なお、上記では、カメラまたは視認により、光溜まりを確認しているが、カメラを内蔵したタブレットを用いて、１／３０ＳＥＣ程度の速度で静止画を取り込み、動画として再生表示させることも可能である。その際、光溜まり中、画像処理（２値化）により最も明るい位置を特定し、その中心で「＋」マークで描画させれば、光ファイバーの先端位置の移動軌跡が分かり易い。

また、光ファイバー３を医療用チューブＣに通しているが、医療用チューブＣと共にそのまま体内に留置させておきたい場合には、医療用チューブＣ内にそのまま通しておくことはできない。
医療用チューブには、図１５に示すように、シングルタイプＣ１と、ダブルルーメンタイプＣ２があり、シングルタイプＣ１の場合には、光ファイバー３を外側に這わせ、医療用チューブの素材と同じ素材のカバーＬ（厚さ０．０３〜０．０４ｍｍ程度）を被せて固定してもよい。ダブルルーメンタイプＣ２の場合には、使用しないサブチューブ（ｓ）の方に光ファイバー３を通しておくことも可能である。これにより、メインチューブ（ｍ）側は栄養分の送り込みに常時利用できる。

<メスの先端照明装置>
本発明の光ファイバーを手術時の手術器具に装着し照明用として使用する際の、例として、メス先端照灯装置を例示する。
メス先端照灯装置４１について、図面にしたがって説明する。
図１６に示すように、光ファイバー３の先端側に放射部４３が設けられている。
この放射部４３は、光ファイバー３のコア部５を通って導かれた光を屈折により放射導光方向と交差する方向に屈折するものである。
放射部４３は一つの大きな湾曲した凹面４５を有している。
この湾曲した凹面４５の放射方向先方には間隔をあけて平凸レンズ（半球レンズ）４７が凹―凸対向で配置されている。
寸法例は数値で示している。

このような構成により、湾曲した凹面４５から屈折により前方に向かった光が、平凸レンズ４７を通ることで集束方向に向かい、焦点を越すと再び放射方向に向かう。従って、図１７に示すように、電気メスの先端を適当な大きさの円で囲んで照らすことができる。
照灯させるには、光ファイバー３の先端面を単純に凸状曲面に加工して放射状に直接出射するだけでも可能ではあるが、レンズを利用すると所望の位置に所望の大きさで照らすことができる、即ち、照明調整が容易となる。さらに、実像を映し出すことができるので、映し出したいものがある場合にはその位置の錯覚を防ぐことができる。

本発明の先端位置表示装置は、医療用チューブに挿入された光ファイバーの先端から光を出射させるもので、医療用チューブの体内先端位置を表示させるだけでなく、頸部当りで、光を出射させると、頸静脈や動脈を確認できる。従って、頸静脈穿刺への使用可能性も考えられる。
また、本発明のメス先端照灯装置は、メスの先端を明るく照らすことができるので、手術環境を向上させることができる。

１…先端位置表示装置 ３…光ファイバー ５…コア部
７…クラッド部 ９…放射部 １１…湾曲した凹面
１３…金属球 １５…湾曲した凹面 １７…白アルミナ微粉末
１９…ファイバー固定具 ２１…光源機器 ２３…被差込み部
２５…差込みアダプター ２７…赤色レーザー光
２９…近赤外線レーザー光 ３１…光源選択ボタン
３３…赤外線カメラ ４１…先端照灯装置 ４３…放射部
４５…湾曲した凹面 ４７…平凸レンズ（半球レンズ）
Ｃ…医療用チューブ Ａ…（チューブ側の）アダプター

Claims (14)

1. 光を光源から導入する基端部と導入された光を放射する先端光放射部を有する光ファイバーであって、前記先端光放射部の先端面が湾曲した凹凸面を形成し、前記湾曲した凹凸面を介して前記導入された光が放射状に放射される、光照射用光ファイバー。
2. 湾曲した凹凸面が、部分球面状又は部分楕円球面状湾曲面である請求項１に記載の光照射用光ファイバー。
3. 前記先端光放射部の湾曲した面の形状が、湾曲した凹面である請求項１または２に記載の光照射用光ファイバー。
4. 更に前記湾曲した凹面の近傍に、光反射率５０％以上とする反射率調整手段が設けられ、前記凹面状湾曲面の近傍に放射光が集中する請求項３に記載の光照射用光ファイバー。
5. 反射率調整手段が光ファイバー光放射端部の湾曲した凹面に相対する湾曲した凸面を有する金属材によって構成されている請求項４に記載の光照射用光ファイバー。
6. 湾曲した凹面が部分球面状または部分楕円球面状であり、反射率調整手段が部分球面状に相対するときには球体または部分球体、部分楕円球面状に相対するときには楕円球体または部分楕円球体である請求項４または５に記載の光照射用光ファイバー。
7. 前記先端光放射部の湾曲した凹凸面の形状が、湾曲した凸面である請求項１または２に記載の光照射用光ファイバー。
8. 請求項１から７のいずれか記載の光照射用が単数または複数列束ねられたものと、前記光照射用光ファイバーの基端側に接続されて、光を前記光照射用光ファイバーに導入する光源とを備え、
   前記光照射用光ファイバーの先端光放射部からの放射光を体内の照灯として利用することを特徴とする体内照灯装置。
9. 体内に挿入される医療用チューブに光照射用光ファイバーを並列させ、その先端光放射部を前記医療用チューブの先端に近づけることで、体内に挿入された医療用チューブの先端位置を光溜り状に照灯させる請求項８に記載の体内照灯装置。
10. 請求項３から６のいずれか記載の光照射用光ファイバーを備える請求項９に記載の体内照灯装置。
11. 固定具が光照射用光ファイバーに摺動可能に取り付けられており、前記固定具は医療用チューブのアダプターに着脱自在に内嵌固定されるものである請求項９または１０に記載の体内照灯装置。
12. 光照射用光ファイバーが請求項３に記載の光照射用光ファイバーであり、且つ、
    屈折方向に放射する湾曲した凹面の放射方向先方に平凸レンズが凹―凸対向で設けられている請求項８に記載の体内照灯装置。
13. 光源が赤色光レーザー光と、近赤外線レーザー光とで構成されており、使い分けが可能になっている請求項８から１２のいずれかに記載の体内照灯装置。
14. 光源機器は、蓄電池駆動型になっている請求項８から１３のいずれかに記載の体内照灯装置。

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