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技術 内視鏡装置及び生体内部器官観察方法

出願人 株式会社レクザム
発明者 小出珠貴池田優二
出願日 2016年11月7日 (4年0ヶ月経過) 出願番号 2016-217657
公開日 2018年5月17日 (2年6ヶ月経過) 公開番号 2018-075108
状態 特許登録済
技術分野 内視鏡 孔内観察装置
主要キーワード カプセルユニット InGaAs素子 湾曲付与 ブラックシリコン 取り付けアダプタ チューナブルレーザー 上用ワイヤ 湾曲形
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重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2018年5月17日)のものです。
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図面 (12)

課題

本発明は、生体内器官内部情報を得ることができる内視鏡装置及び生体内部器官観察方法を提供することを目的とする。

解決手段

本発明の内視鏡装置は、光照射手段10、分光手段21、分光検出手段22、及び、分光情報変換手段を含み、光照射手段10により、生体内部器官に赤外光を含む照射光照射され、分光手段21により、前記照射光が照射された前記生体内部器官から出射する出射光の赤外光が、分光され、分光検出手段22により、分光された赤外光の波長毎の強度を含む分光情報が検出され、前記分光情報変換手段により、前記分光情報から波長情報及び光強度情報が抽出され、前記波長情報が前記生体内部器官の表面から内部に向かう奥行情報に変換され、前記光強度情報が前記奥行方向に沿った前記生体内部器官の密度又は組成情報に変換される。

概要

背景

従来から、低侵襲的な検査方法として内視鏡を用いた検査が行われている。例えば、特許文献1には、経口的及び経的に胃空腸吻合術を施すことを可能とする内視鏡システムが開示されている。

概要

本発明は、生体内器官内部情報を得ることができる内視鏡装置及び生体内部器官観察方法を提供することを目的とする。 本発明の内視鏡装置は、光照射手段10、分光手段21、分光検出手段22、及び、分光情報変換手段を含み、光照射手段10により、生体内部器官に赤外光を含む照射光照射され、分光手段21により、前記照射光が照射された前記生体内部器官から出射する出射光の赤外光が、分光され、分光検出手段22により、分光された赤外光の波長毎の強度を含む分光情報が検出され、前記分光情報変換手段により、前記分光情報から波長情報及び光強度情報が抽出され、前記波長情報が前記生体内部器官の表面から内部に向かう奥行情報に変換され、前記光強度情報が前記奥行方向に沿った前記生体内部器官の密度又は組成情報に変換される。

目的

本発明は、生体内部器官の内部情報を得ることができる内視鏡装置及び生体内部器官観察方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

光照射手段、分光手段、分光検出手段、及び、分光情報変換手段を含み、前記光照射手段により、生体内器官赤外光を含む照射光照射され、前記分光手段により、前記照射光が照射された前記生体内部器官から出射する出射光の赤外光が、分光され、前記分光検出手段により、分光された赤外光の波長毎の強度を含む分光情報が検出され、前記分光情報変換手段により、前記分光情報から波長情報及び光強度情報が抽出され、前記波長情報が前記生体内部器官の表面から内部に向かう奥行情報に変換され、前記光強度情報が前記奥行方向に沿った前記生体内部器官の密度又は組成情報に変換される、内視鏡装置

請求項2

撮像手段を含み、前記撮像手段により、前記照射光が照射された前記生体内部器官から出射する出射光により前記生体内部器官が撮像される請求項1記載の内視鏡装置。

請求項3

光分離手段を含み、前記光分離手段により、前記照射光を照射された前記生体内部器官から出射する出射光が、前記生体内部器官の空間の位置に応じて分離される、請求項1又は2記載の内視鏡装置。

請求項4

前記光照射手段が、コヒーレントアンチストークスラマン分光CARS)用光照射手段を含み、前記CARS用光照射手段により、連続光及びレーザー光混合光が前記生体内部器官に照射され、前記分光手段により、前記混合光に含まれる赤外光が分光され、前記撮像手段により、前記混合光のうちポンプ光によって発生するルミネッセンス散乱光が撮像される、請求項2又は3記載の内視鏡装置。

請求項5

前記光照射手段が、赤外線連続光照射手段(SC照射手段)を含み、前記分光手段により、前記SC照射手段により照射される赤外光の一部が分光され、前記撮像手段により、前記SC照射手段により照射された赤外光の分光されていない波長の光が撮像される、請求項2又は3に記載の内視鏡装置。

請求項6

前記光照射手段が、赤外チューナブルレーザーを含み、前記赤外チューナブルレーザーが、前記分光手段を兼ねている、請求項2又は3記載の内視鏡装置。

請求項7

焦点位置調節手段を含み、前記焦点位置調節手段により、前記光照射手段により照射される照射光の前記生体内部器官における焦点位置が調節される、請求項1から6のいずれか一項に記載の内視鏡装置。

請求項8

本体部及びスコープ部を含み、前記本体部は、光源装置及びモニターを含み、前記スコープ部は、操作部、接続部及び挿入部を含み、前記光照射手段は、前記光源装置を含み、前記光源装置から照射された光を前記スコープ部の前記接続部を介して前記挿入部先端から前記生体内部器官に光を照射し、前記撮像手段で撮像された画像が前記モニターに表示され、前記分光検出手段により検出された分光情報が前記モニターに表示される、請求項2から7のいずれか一項に記載の内視鏡装置。

請求項9

前記生体内部器官の密度又は組成情報が、体液の密度又は組成情報を含む請求項1から8のいずれか一項に記載の内視鏡装置。

請求項10

請求項1記載の内視鏡装置を用いた生体内部器官観察方法であって、前記光照射手段により、生体内部器官に赤外光を含む照射光を照射する工程と、前記照射光が照射された前記生体内部器官から出射する出射光の赤外光を分光する分光工程と、前記分光された赤外光の波長毎の強度を含む分光情報を検出する分光検出工程と、前記分光情報から波長情報及び光強度情報を抽出し、前記波長情報を前記生体内部器官の表面から内部に向かう奥行情報に変換し、前記光強度情報を前記奥行方向に沿った前記生体内部器官の密度又は組成情報に変換する前記分光情報変換工程、を含む生体内部器官観察方法。

請求項11

前記照射光が照射された前記生体内部器官から出射する出射光により前記生体内部器官を撮像する撮像工程を含む請求項9記載の生体内部器官観察方法。

技術分野

0001

本発明は、内視鏡装置及び生体内器官観察方法に関する。

背景技術

0002

従来から、低侵襲的な検査方法として内視鏡を用いた検査が行われている。例えば、特許文献1には、経口的及び経的に胃空腸吻合術を施すことを可能とする内視鏡システムが開示されている。

先行技術

0003

特開2003−284722号公報

発明が解決しようとする課題

0004

しかしながら、従来の内視鏡システム又は内視鏡装置では、例えば、胃の粘膜内部のような生体内部器官の内部情報が得られるものはなかった。

0005

そこで、本発明は、生体内部器官の内部情報を得ることができる内視鏡装置及び生体内部器官観察方法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

0006

前記目的を達成するために、本発明の内視鏡装置は、
光照射手段、分光手段、分光検出手段、及び、分光情報変換手段を含み、
前記光照射手段により、生体内部器官に赤外光を含む照射光照射され、
前記分光手段により、前記照射光が照射された前記生体内部器官から出射する出射光の赤外光が、分光され、
前記分光検出手段により、分光された赤外光の波長毎の強度を含む分光情報が検出され、
前記分光情報変換手段により、前記分光情報から波長情報及び光強度情報が抽出され、前記波長情報が前記生体内部器官の表面から内部に向かう奥行情報に変換され、前記光強度情報が前記奥行方向に沿った前記生体内部器官の密度又は組成情報に変換される。

0007

本発明の生体内部器官観察方法は、
本発明の内視鏡装置を用いた生体内部器官観察方法であって、
前記光照射手段により、生体内部器官に赤外光を含む照射光を照射する工程と、
前記照射光が照射された前記生体内部器官から出射する出射光の赤外光を分光する分光工程と、
前記分光された赤外光の波長毎の強度を含む分光情報を検出する分光検出工程と、
前記分光情報から波長情報及び光強度情報を抽出し、前記波長情報を前記生体内部器官の表面から内部に向かう奥行情報に変換し、前記光強度情報を前記奥行方向に沿った前記生体内部器官の密度又は組成情報に変換する前記分光情報変換工程を含む。

発明の効果

0008

本発明によれば、生体内部器官の粘膜等の内部情報を得ることができる。

図面の簡単な説明

0009

図1は、本発明の内視鏡装置の構成の一例を示す図である。
図2は、本発明の内視鏡装置の構成の別の一例を示す図である。
図3は、本発明の内視鏡装置の構成のさらに別の一例を示す図である。
図4は、本発明の内視鏡装置の構成のさらに別の一例を示す図である。
図5は、本発明の内視鏡装置の構成のさらに別の一例を示す図である。
図6は、本発明の内視鏡装置の構成のさらに別の一例を示す図である。
図7は、本発明の内視鏡装置の構成のさらに別の一例を示す図である。
図8は、本発明の内視鏡装置の構成のさらに別の一例を示す図である。
図9は、図8の内視鏡装置の先端部を胃に挿入した状態を示す模式図である。
図10は、波長選択フィルターの機能の一例を示すグラフである。
図11は、波長を変化させた三次元分光分析概念を示す模式図である。

実施例

0010

つぎに、本発明について、例を挙げて説明する。ただし、本発明は、以下の説明により、なんら限定されない。

0011

本発明の内視鏡装置は、例えば、撮像手段を含み、前記撮像手段により、前記照射光が照射された前記生体内部器官から出射する出射光により前記生体内部器官が撮像されてもよい。

0012

本発明の内視鏡装置は、例えば、光分離手段を含み、前記光分離手段により、前記照射光を照射された前記生体内部器官から出射する出射光が、前記生体内部器官の空間の位置に応じて分離されてもよい。

0013

本発明の内視鏡装置は、例えば、前記光照射手段が、コヒーレントアンチストークスラマン分光CARS)用光照射手段を含み、前記CARS用光照射手段により、連続光及びレーザー光混合光が前記生体内部器官に照射され、前記分光手段により、前記混合光に含まれる赤外光が分光され、前記撮像手段により、前記混合光のうちポンプ光によって発生するルミネッセンス散乱光が撮像されてもよい。

0014

本発明の内視鏡装置は、例えば、前記光照射手段が、赤外線連続光照射手段(SC照射手段)を含み、前記分光手段により、前記SC照射手段により照射される赤外光の一部が分光され、前記撮像手段により、前記SC照射手段により照射された赤外光の分光されていない波長の光が撮像されてもよい。

0015

本発明の内視鏡装置は、例えば、前記光照射手段が、赤外チューナブルレーザーを含み、前記赤外チューナブルレーザーが、前記分光手段を兼ねていてもよい。

0016

本発明の内視鏡装置は、例えば、焦点位置調節手段を含み、前記焦点位置調節手段により、前記光照射手段により照射される照射光の前記生体内部器官における焦点位置(深度)が調節されてもよい。

0017

本発明の内視鏡装置は、例えば、本体部及びスコープ部を含み、前記本体部は、光源装置及びモニターを含み、前記スコープ部は、操作部、接続部及び挿入部を含み、前記光照射手段は、前記光源装置を含み、前記光源装置から照射された光を前記スコープ部の前記接続部を介して前記挿入部先端から前記生体内部器官に光を照射し、前記撮像手段で撮像された画像が前記モニターに表示され、前記分光検出手段により検出された分光情報が前記モニターに表示されてもよい。

0018

本発明の生体内部器官観察方法は、例えば、前記照射光が照射された前記生体内部器官から出射する出射光により前記生体内部器官を撮像する撮像工程を含んでいてもよい。

0019

本発明において、前記生体内部器官の表面から内部に向かう「奥行」は、例えば、組織内部でもよいが、組織の重なり合ったひだの奥等でもよい。具体的には、例えば、後述する胃のひだの奥等であってもよい。本発明において、前記生体内部器官の密度又は組成情報は、体液の密度又は組成情報を含む。前記体液としては、例えば、血液、リンパ液分泌液胃液膵液胆汁消化液唾液、その他細胞や組織からの分泌液)等がある。

0020

本発明において、前記生体内部器官に照射される光は、例えば、単色光でも、また、例えば、複数の波長の光を含む混合光であっても良く、例えば、連続光、単色光又はそれらの混合光であってもよい。前記単色光は、例えば、レーザー光であってもよい。前記レーザー光は、例えば、パルスレーザー光でもよいし、CW(連続発振)レーザー光でもよい。また、前記複数の波長の光を含む混合光は、例えば、連続光であってもよく、複数の単色光の混合光であってもよい。前記連続光は、例えば、白色光、又はスーパーコンティニューム(以下「SC」ということがある。)光であってもよい。

0021

本発明の内視鏡装置は、例えば、さらに、コヒーレントアンチストークスラマン分光(CARS)用光照射手段を含み、前記CARS用光照射手段により、連続光及びレーザー光の混合光が生体内部器官に照射され、前記回折格子により、前記混合光が照射された生体内部器官からの出射光に含まれるラマン散乱光が分光されてもよい。これにより、例えば、さらに感度が高い分析をすることができる。

0022

本発明の内視鏡装置は、例えば、前記CARS用光照射手段が、波長選択フィルターを含み、前記波長選択フィルターにより、前記混合光が分光され、必要な波長の光のみが選択的に生体内部器官に照射されてもよい。また、例えば、前記波長選択フィルターが、回折格子及び波長選択マスクを含み、前記回折格子により、前記混合光が分光され、必要な波長の光のみが前記波長選択マスクを通過し、生体内部器官に照射されてもよい。

0023

本発明の内視鏡装置は、例えば、前記分光手段が、さらに、狭帯域フィルターを含み、前記分光された出射光が前記狭帯域フィルターを通過してもよい。

0024

本発明の内視鏡装置は、例えば、さらに、円偏光手段を含み、前記円偏光手段により、前記生体内部器官に入射する光が、円偏光されてもよい。この場合、例えば、本発明の内視鏡装置が、さらに、円偏光分析手段を含み、前記円偏光分析手段により、前記生体内部器官の少なくとも一部における、左右の円偏光に対する吸光度の違い(二色性)が検出されてもよい。

0025

本発明の内視鏡装置は、例えば、さらに、直線偏光手段を含み、前記直線偏光手段により、前記連続光を照射された前記生体内部器官から出射する出射光が、直線偏光されてもよい。この場合、例えば、本発明の内視鏡装置が、さらに、直線偏光分析手段を含み、前記直線偏光分析手段により前記直線偏光が分析されることで、前記生体内部器官の少なくとも一部における、左右の円偏光に対する屈折率の違い(旋光性)が検出されてもよい。

0026

前記円偏光手段及び前記直線偏光手段は、特に限定されないが、例えば、円偏光板直線偏光板、1/2波長板等を適宜含んでいてもよい。

0027

本発明において、前記分光手段による分光は特に制限されず、例えば、前記出射光がラマン散乱光であれば、ラマン分光である。

0028

また、本発明において、「検査」「観察」及び「分析」は、特に断らない限り、定量分析(測定)でもよいし、又は、定性分析もしくは定性的な検査又は観察でもよい。

0029

以下、本発明の具体的な実施形態について説明する。以下の実施形態1は、前記CARS用光照射手段により、連続光及びレーザー光の混合光が生体内部器官に照射される例である。実施形態2は、実施形態1と同様の内視鏡装置において、さらに、撮像手段を含む例である。実施形態3は、赤外線連続光照射手段(SC照射手段)を用いる例である。実施形態4は、前記光照射手段が、赤外チューナブルレーザーを含む例である。実施形態5は、胃カメラとして用いる内視鏡装置の例である。ただし、以下の実施形態は例示であり、本発明は、これにより、なんら限定されない。

0030

[実施形態1]
図1に、本発明の内視鏡装置の構成の一例を示す。同図は、前記CARS用光照射手段により、連続光及びレーザー光の混合光が生体内部器官に照射される内視鏡装置の例である。図示のとおり、この内視鏡装置は、レーザーユニット(光照射手段)10と、挿入部200と、ファイバー300とを主要構成要素とする。ファイバー300は、その両端に、それぞれ光入射部301及び光出射部302を有する。挿入部200は、その内部に、ファイバー300の光出射部302と、赤外分光ユニット20と、ビームスプリッタ51と、対物レンズ42とを含む。なお、本発明において、ビームスプリッタは、特に限定されないが、例えば、偏光分離能を有するビームスプリッタでもよいし、偏光分離能が必要ない場合は、偏光分離能を有しないハーフミラー等でもよい。赤外分光ユニット20は、凹面回折格子(分光手段)21と、検出器(分光検出手段)22とを含む。凹面回折格子21は、例えば、いわゆる回折格子又はプリズムパワーを有するコリメータ及び再結像光学系の組み合わせでもよい。また、例えば、波長フィルターを用い、前記出射光から特定の光の波長のみを取り出すようにしてもよい。ファイバー300の光入射部301には、レンズカップリングレンズ)41を介して、レーザーユニット100からの出射(射出)光を入射することができる。また、レーザーユニット100は、光照射手段(光源)10A及び10Bと、光路長調整ユニット101と、リレーレンズ102とにより構成される。光路長調整ユニット101は、例えば、光を反射可能なミラー等から構成されており、光源10Aから照射された連続光(ストークス光)を反射する。そして、光路長調整ユニット101が、図中の矢印に示すとおり、光源10Bからの前記連続光の照射方向に沿って前後に移動することで、前記連続光の光路長を調整できる。これによって、光路長調整ユニット101は、例えば、後述する、連続光と超短パルスレーザー(ポンプ光及びプローブ光)の生体内部器官への入射タイミングを合わせる役割を果たす。また、図1の内視鏡装置は、さらに、分光情報変換手段(図示せず)を含む。

0031

光源10Aは、例えば、スーパーコンティニューム光(SC)を発する光源である。光源10Bは、レーザー光(単色パルス光)を照射する。光源10Aの中にはフェムト秒又はピコ秒レーザーが搭載されており、光源10Aから照射されるスーパーコンティニューム光の励起光の役割を果たす。また、前記レーザー光は、例えば、可視光又は赤外線の超短パルスレーザーである。

0032

図1の内視鏡装置は、例えば、以下のようにして使用することができる。まず、光源10A及び10Bから光を照射させる。光源10Aから照射されたスーパーコンティニューム光は、光路長調整ユニット101により光路長が調整される。光源10Bから照射されたレーザー光は、リレーレンズ102により反射される。これにより、前記スーパーコンティニューム光(連続光)及び前記レーザー光の光路が重なって混合光となる。前記混合光は、レーザーユニット100から出射(射出)され、レンズ(カップリングレンズ)41を介してファイバー300の光入射部301に入射される。光入射部301に入射された前記混合光は、さらに、ファイバー300を通過し、光出射部302から出射される。光出射部302から出射された前記混合光は、ビームスプリッタ51を透過し、さらに、対物レンズ42を通って被検体(生体内部器官、例えば胃壁等)に照射される。前記照射光(混合光)は、被検体により反射又は散乱され、対物レンズ42を通過し、さらにビームスプリッタ51により反射され、凹面回折格子(分光手段)21により分散される。このようにして、前記照射光が照射された前記生体内部器官から出射する出射光の赤外光が、分光される(分光工程)。そして、検出器(分光検出手段)22により、分光された赤外光の波長毎の強度を含む分光情報が検出される(分光検出工程)。さらに、分光情報変換手段(図示せず)により、前記分光情報から波長情報及び光強度情報が抽出され、前記波長情報が前記生体内部器官の表面から内部に向かう奥行情報に変換され、前記光強度情報が前記奥行方向に沿った前記生体内部器官の密度又は組成の情報に変換される(分光情報変換工程)。なお、対物レンズ42は、前記照射光の光軸に沿った方向に移動させることにより、焦点(フォーカス)を調整することができる。これにより、例えば、前記生体内部器官の奥行方向のスキャン及び撮影が可能である。この対物レンズ42を平行移動させる手段は、「焦点位置調節手段」に該当する。

0033

図1の装置によれば、前記のとおり、光源10Aによるスーパーコンティニューム光(SC)と光源10Bによるレーザー光(単色パルス光)との混合光を生体内部器官に照射し、生体内部器官内で生成されたアンチストークスラマン散乱光を凹面回折格子21により分光する。一般に、アンチストークスラマン光は通常のラマン散乱光にくらべて非常に強度が高く、かつポンプ光によって発生するルミネッセンス光の影響を受けないので、これによりさらに感度が高い分析をすることができる。

0034

また、図2に、図1の内視鏡装置の変形例を示す。この内視鏡装置は、光出射部302とビームスプリッタ51との間にコリメータ61が配置され、ビームスプリッタ51と凹面回折格子(分光手段)21との間にマイクロレンズアレイ62が配置され、さらに、対物レンズ42に代えて、光分離手段であるマイクロレンズアレイ(対物レンズアレイ)63を有すること以外は、図1の内視鏡装置と同じである。なお、マイクロレンズアレイ62及び63は、その側面図(図2右下の点線で囲った部分)に示すとおり、紙面に垂直な方向に、複数のマイクロレンズ直列に並んで構成されている。

0035

図2の内視鏡装置は、例えば、以下のようにして使用することができる。まず、光出射部302から前記混合光が出射されるまでは、図1と同様である。光出射部302から出射された前記混合光は、コリメータ61により平行光に反感され、ビームスプリッタ51を透過し、さらに、マイクロレンズアレイ63を通って被検体(生体内部器官)に照射される。前記照射光(混合光)は、被検体により反射又は散乱され、その反射光(出射光)が、マイクロレンズアレイ(光分離手段)63により、前記生体内部器官の空間の位置に応じて分離される。マイクロレンズアレイ63により分離された前記反射光(出射光)は、ビームスプリッタ51により反射され、マイクロレンズアレイ62により集光された後に、凹面回折格子(分光手段)21により分散される。このようにして、前記照射光が照射された前記生体内部器官から出射する出射光の赤外光が、分光される(分光工程)。そして、検出器(分光検出手段)22により、分光された赤外光の波長毎の強度を含む分光情報が検出される(分光検出工程)。さらに、分光情報変換手段(図示せず)により、前記分光情報から波長情報及び光強度情報が抽出され、前記波長情報が前記生体内部器官の表面から内部に向かう奥行情報に変換され、前記光強度情報が前記奥行方向に沿った前記生体内部器官の密度又は組成の情報に変換される(分光情報変換工程)。なお、前記分光情報変換手段は、例えば、前記赤外光のスペクトル解析手段を含んでいてもよい。また、マイクロレンズアレイ63は、前記照射光の光軸に沿った方向に移動させることにより、焦点(フォーカス)を調整することができる。これにより、例えば、前記生体内部器官の奥行方向のスキャン及び撮影が可能である。このマイクロレンズアレイ63を平行移動させる手段は、「焦点位置調節手段」に該当する。

0036

図2の内視鏡装置によれば、マイクロレンズアレイ(光分離手段)63により、生体内部器官からの出射光が前記生体内部器官の空間の位置に応じて分離されることで、前記出射光の空間分布情報も得ることができる。

0037

なお、図1及び2の内視鏡装置は、例えば、レーザーユニット(光照射手段)10が、波長選択フィルター(バンドパスフィルター、図示せず)を含み、混合光が、前記波長選択フィルターにより分光され、必要な波長の光のみが、選択的にレンズ41に入射され、生体内部器官に照射されてもよい。具体的には、例えば、前記混合光に含まれる光のうち、ストークス光(生体内部器官に照射される連続光のうち、プローブとなる生体内部器官中の分子励起に関わる光)及びポンプ光(光源10Bから出射されるレーザー光)のみが前記波長選択フィルターを通過(透過)し、選択的に生体内部器官に照射される。

0038

図10のグラフに、前記波長選択フィルターの機能を模式的に示す。同図において、横軸は波長であり、縦軸透過率である。図示のとおり、ポンプ光の波長λpと、ストークス光の波長帯λsの光のみが前記波長選択フィルターを通過し、他の波長の光はカットされる。ただし、図10は例示であり、本発明をなんら限定しない。例えば、図10におけるポンプ光の波長λp及びストークス光の波長帯λsは、一例であって、本発明はこれに限定されない。また、例えば、図10ではストークス光の波長帯が1つであるが、ストークス光の波長帯が複数の場合は、前記複数の波長帯のストークス光が全て前記波長選択フィルターを透過してもよい。ストークス光の波長帯が複数であると、例えば、複数の疾患に対応する分析が可能であり、それらの早期診断等に対応できる。

0039

必要な波長以外の光を前記波長選択フィルターで遮断(カット)し、生体内部器官に入射させないようにすることで、例えば、生体内部器官に入射する光エネルギー量を抑え、生体内部器官分析の安全性を高めることができる。また、例えば、必要な波長以外の光がなくなることで、眼内で発生する散乱光及びルミネッセンス光が減少することでバックグラウンド光が減少し、ラマン光が検出しやすくなり、ラマン光の波長に対応した分析(例えば、特定タンパク質等の分子の分析)の精度が向上する。

0040

また、例えば、光源10Aとして、連続光に代えてストークス光のみを出射する単色レーザー光源を用い、前記波長選択フィルターを用いなくても、前記波長選択フィルターの使用と同様の効果を得ることができる。しかしながら、連続光を用いた方が、温度変化によるレーザー出力波長の温度ドリフトなどの不安定性に強くなる(ロバストになる)ため好ましい。

0041

ストークス光の波長帯が複数の場合は、例えば、前記波長選択フィルターを複数用い、それぞれを切り替えることで、それぞれの波長選択フィルターに対応したストークス光の波長帯を通過させるようにしてもよい。また、例えば、前記波長選択フィルターを複数用いることに加え、又はそれに代えて、前記波長選択フィルターが波長可変フィルターであってもよい。前記波長可変フィルター(チューナブルフィルター)は、例えば、ファブリペローエタロン等であってもよい。

0042

また、例えば、複数の波長帯のストークス光を通過させるために、前記波長選択フィルターが回折格子及び波長選択マスクを含んでいてもよい。

0043

なお、図1及び2の装置において、ストークス光(生体内部器官1に照射される連続光のうち、プローブとなる生体内部器官中の分子の励起に関わる光)の波長は、特に限定されないが、例えば、1000〜1550nmである。生体内部器官中の水の吸収帯等を考慮する場合は、分析対象部位まで光を届きやすくする観点から、波長が1400nmを超えないことが好ましい。また、ポンプ光(光源10Cから出射されるレーザー光)の波長も特に限定されないが、例えば、700nm以上である。光源10Cの出力も特に限定されないが、例えば、光源10Cからの光の放出持続時間が10秒の場合、15.6mW以下である。

0044

また、分光手段21及び分光検出手段22は、図1及び2では、内視鏡装置の挿入部200内に配置されている。しかし、本発明の内視鏡装置において、分光手段及び分光検出手段の配置位置は、挿入部内に限定されず、他の任意の位置でもよい。以下の各実施形態においても同様である。

0045

本実施形態の内視鏡装置は、例えば、CARSによる、分光学的プローブを用いた、被検体(生体内部器官)内のプローブ物質(例えば分子など)の検知に用いることができる。

0046

本実施形態の内視鏡装置によれば、CARSによる分子分光イメージングによって、病原に関わる微小分子を定量的に測定可能である。

0047

本実施形態の内視鏡装置によれば、図1及び2に示したとおり、二種類の光源(10A及び10B)からの出射光(照射光)を一つのファイバーにまとめて入射できるので、内視鏡の管径コンパクトにすることができる。

0048

本実施形態の内視鏡装置によれば、例えば、分光手段(凹面回折格子)21により波長ごとに分光した異なる波長の光を、同時に分光検出手段(検出器)22に照射して検出する。これにより、分析の時間同時性が確保できる。本実施形態の内視鏡装置は、このように、異なる波長の光を同時に分析できることで、例えば、複数の波長の情報をプローブとした分析に有用である。図1及び2では、異なる波長の赤外光を分光手段により分光する例を示したが、これに限定されず、例えば、異なる波長の可視光を分光してもよい。また、例えば、分析の視野分析対象となる生体内部器官の空間の範囲)を広げるために、スキャン機構(図示せず)によりスキャンを行いながら前記生体内部器官を分析してもよい。

0049

本実施形態の内視鏡装置によれば、例えば、生体内部器官内において、前記生体内部器官への光軸に対し垂直な面を、前記生体内部器官の空間の位置に応じて分析することができる。また、前記生体内部器官からの出射光を波長ごとに分光することにより、例えば、前記面方向の分析において、さらに波長を変化させた分析(三次元分光分析)を行うことができる。詳しくは後述する。

0050

[実施形態2]
図3に、本発明の内視鏡装置の構成のさらに別の一例を示す。同図の内視鏡装置は、挿入部200が、さらに、可視イメージング部30を含み、ビームスプリッタ451と凹面回折格子21との間にビームスプリッタ52が配置されていること以外は、図1の内視鏡装置と同じである。可視イメージング部30は、レンズ31と、撮像素子(撮像手段)32とを含む。撮像素子(撮像手段)32は、レンズ(撮像光学系)31を通じて入射した被写体の像を検出する。撮像素子(撮像手段)32は、特に限定されないが、例えば、一般的なカメラ、冷却CCD(Charge Coupled Device)カメラ、又はCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)カメラ、又は赤外線に感度を有するカメラであってもよい。また、撮像素子(撮像手段)32の撮像面(画像形成面)は、例えば、カメラレンズ、又は赤外線カメラ(例えば、波長1.2μm以下の場合はブラックシリコン素子、波長0.7〜1.8μmの場合はInGaAs素子やHgCdTe素子、波長1〜5μmの場合はInSb素子又はHgCdTe)の撮像面であってもよい。

0051

図3の内視鏡装置は、図1と同様に使用できるとともに、前記生体内部器官の撮像が可能である。具体的には、ビームスプリッタ51により反射された前記生体内部器官からの反射光(出射光)の一部が、ビームスプリッタ52により反射され、レンズ31を透過して撮像素子(撮像手段)32に入射し、前記出射光により前記生体内部器官が撮像される(撮像工程)。その画像を、例えば、スペクトル解析手段(図示せず)に供し、各視野の分光スペクトル解析する。これにより、生体内部器官の状態の微細な変化も検出可能である。なお、前記スペクトル解析手段は、例えば、前記分光情報変換手段又はその一部であってもよい。

0052

また、図4に、図3の内視鏡装置の変形例を示す。図4の内視鏡装置は、光出射部302とビームスプリッタ51との間にコリメータ61が配置され、ビームスプリッタ51と凹面回折格子(分光手段)21との間にマイクロレンズアレイ62が配置され、さらに、対物レンズ42に代えて、光分離手段であるマイクロレンズアレイ(対物レンズアレイ)63を有すること以外は、図3の内視鏡装置と同じである。また、図4の内視鏡装置は、挿入部200が、さらに、可視イメージング部30を含むこと以外は、図2の内視鏡装置と同じである。可視イメージング部30は、レンズ31と、撮像素子(撮像手段)32とを含む。

0053

図4の内視鏡装置は、図3の内視鏡装置と同様に使用できるとともに、前記生体内部器官の撮像が可能である。具体的には、ビームスプリッタ51により反射された前記生体内部器官からの反射光(出射光)の一部である、前記混合光のポンプ光からのルミネッセンス散乱光が、ビームスプリッタ52により反射され、レンズ31を透過して撮像素子(撮像手段)32に入射し、前記出射光により前記生体内部器官が撮像される。

0054

また、可視イメージング部30(レンズ31及び撮像手段32)は、図3及び4では、内視鏡装置の挿入部200内に配置されている。しかし、本発明の内視鏡装置において、撮像手段の配置位置は、挿入部内に限定されず、他の任意の位置でもよい。以下の各実施形態においても同様である。

0055

本実施形態の内視鏡装置は、実施形態1の内視鏡装置と同様に使用でき、同様の利点があるとともに、撮像素子(撮像手段)32を有することで、可視イメージングが可能である。すなわち、一つの出射光により、赤外分光による生体内部器官の奥行情報と画像情報と、画像情報が同時に得られる。内視鏡装置によって赤外光による測定と可視イメージングとの両方を同時に行なう場合、例えば、可視光及び赤外光の光源をそれぞれ別々に用意し、別々のファイバーにより導入する方法がある。この場合、内視鏡の管径が太くなる等の問題がある。しかし、CARSを用いれば、実施形態1でも述べたとおり、二種類の光源からの出射光(照射光)を一つのファイバーにまとめて入射できるので、内視鏡の管径をコンパクトにすることができる。また、ポンプ光からのルミネッセンス散乱光を可視光イメージに用いることで、レーザーユニット10と別の光源を準備することなく可視イメージの同時撮影が可能であり、内視鏡装置のコンパクト化が可能である。

0056

[実施形態3]
図5に、本発明の内視鏡装置の構成のさらに別の一例を示す。この装置は、光照射手段(レーザーユニット)10が、スーパーコンティニューム(SC)光源である赤外線連続光源(赤外線連続光照射手段、SC照射手段)10Cからなること以外は、図3の内視鏡装置と同じである。この装置は、図3の装置と同様にして使用することができる。撮像素子(撮像手段)32においては、赤外線連続光源10Cにより照射された赤外光の分光されていない波長の光が撮像される。また、対物レンズ42による前記生体内部器官の奥行方向のスキャンにより、前記生体内部器官の奥行方向の情報を、波長情報として、検出器22により検出可能である。

0057

また、図6に、図5の内視鏡装置の変形例を示す。図6の内視鏡装置は、光出射部302とビームスプリッタ51との間にコリメータ61が配置され、ビームスプリッタ51と凹面回折格子(分光手段)21との間にマイクロレンズアレイ62が配置され、さらに、対物レンズ42に代えて、光分離手段であるマイクロレンズアレイ(対物レンズアレイ)63を有すること以外は、図3の内視鏡装置と同じである。また、図6の内視鏡装置は、光照射手段(レーザーユニット)10が、赤外線連続光源10Cからなること以外は、図4の内視鏡装置と同じである。この内視鏡装置は、図4の装置と同様にして使用することができる。撮像素子(撮像手段)32においては、赤外線連続光源10Cにより照射された赤外光の分光されていない波長の光が撮像される。また、マイクロレンズアレイ63による前記生体内部器官の奥行方向のスキャンにより、前記生体内部器官の奥行方向の情報を、波長情報として、検出器22により検出可能である。

0058

本実施形態によれば、例えば、連続光又はSC光を用いた赤外線による被検体の断層写真撮影が可能である。また、SC光などの赤外線の連続光を用いることで、粘膜内部の断層写真を波長ごとの強度分布として得ることができる。本実施形態によれば、SC光に含まれる、分光に用いていない波長帯の光を撮像用の光として用いることで、観察系の光源とすることができる。このため、別途観察用の可視光を別のファイバーを用いて導入する場合と比べて、内視鏡の管径のコンパクト化が実現できる。

0059

また、実施形態1及び2と同様に、例えば、生体内部器官内において、前記生体内部器官への光の入射方向に対し垂直な面を、前記生体内部器官の空間の位置に応じて分析することができる。また、前記生体内部器官からの出射光を波長ごとに分光することにより、例えば、前記面方向の分析において、さらに波長を変化させた分析(三次元分光分析)を行うことができる。詳しくは後述する。

0060

また、内視鏡装置が撮像素子(撮像手段)32を有することで、実施形態2と同様に可視イメージングが可能である。ただし、これに限定されず、例えば、図5及び6の装置は、それぞれ、可視イメージング部30(レンズ31及び撮像手段32)を含んでいなくてもよい。

0061

[実施形態4]
図7に、本発明の内視鏡装置の構成のさらに別の一例を示す。この装置は、光照射手段(レーザーユニット)10が、赤外チューナブルレーザー10Dからなることと、挿入部200が赤外分光ユニット20を有していないこと以外は、図3の内視鏡装置と同様である。赤外チューナブルレーザー10Dは、赤外線を、経時的に波長を変えて射出(出射)することが可能であり、分光手段を兼ねている。また、赤外チューナブルレーザー10Dから出射される赤外光の波長を変化させることで、前記生体内部器官の奥行方向のスキャンを行うこともできる。前記生体内部器官の奥行方向の情報は、波長情報として、検出器22により検出可能である。

0062

本実施形態によれば、チューナブルレーザーを用いることで、最短波長光を用いて直接的に画像の情報が得られる。また、実施形態1〜3では、複数の波長を含む光を分光して同時に検出するのに対し、本実施形態は、赤外チューナブルレーザーにより、赤外線を、経時的に波長を変えて射出(出射)することで、継時的に分光情報を得ることが可能である。本実施形態は、赤外チューナブルレーザー10Dが分光手段を兼ねることで、内視鏡装置の構造をシンプルかつコンパクトにできる。特に、分光手段21及び分光検出手段22を省略できるので、例えば、内視鏡の挿入部(先端部)をさらにコンパクト化することができる。

0063

[実施形態5]
図8に、本発明の内視鏡装置の構成のさらに別の一例を示す。同図の内視鏡装置は、例えば、胃カメラとして用いることができる。

0064

本発明の内視鏡装置は、前述のとおり、光照射手段、分光手段、分光検出手段、及び、分光情報変換手段を含み、前記光照射手段により、生体内部器官に赤外光を含む照射光が照射され、前記分光手段により、前記照射光が照射された前記生体内部器官から出射する出射光の赤外光が、分光され、前記分光検出手段により、分光された赤外光の波長毎の強度を含む分光情報が検出され、前記分光情報変換手段により、前記分光情報から波長情報及び光強度情報が抽出され、前記波長情報が前記生体内部器官の表面から内部に向かう奥行情報に変換され、前記光強度情報が前記奥行方向に沿った前記生体内部器官の密度もしくは組成情報に変換される。これ以外は、本発明の内視鏡装置の構成は、特に限定されず、例えば、一般的な内視鏡装置と同様の構成を適宜用いることができる。図8は、その一例である。

0065

図8に示すとおり、内視鏡装置(胃カメラ)500は、超音波内視鏡400と、内視鏡用穿刺針401(以下、単に「穿刺針401」と称する。)とを有する。超音波内視鏡400は、挿入部200と、操作部409と、ユニバーサルコード412と、光源装置413と、光学的観察部414と、超音波観察部415と、モニター416とを有する。挿入部200は、先端から体内に挿入されるように構成されている。操作部409は、挿入部200の基端に取り付けられている。ユニバーサルコード412は、操作部409の側部に第一端が接続されている。ユニバーサルコード412の第二端には、分岐ケーブル412aを介して光源装置413が接続され、分岐ケーブル412bを介して光学的観察部414が接続され、分岐ケーブル412cを介して超音波観察部415に接続されている。

0066

挿入部200は、先端硬質部201、能動湾曲部204、及び可撓管部205が先端側からこの順に並べて設けられている。また、可撓管部205は、その一部が体内に挿入されるとともに、挿入部200と操作部409とを接続する部材である。したがって、可撓管部205は、挿入部200の一部であるとともに、「接続部」であるということができる。また、挿入部200(接続部を含む)及び操作部409を合わせたものが「スコープ部」に該当する。また、可撓管部205は、その内部に、ファイバー(図示せず)が通っており、前記ファイバーを介して、生体内部器官に光照射することができる。

0067

また、内視鏡装置(胃カメラ)500は、分光手段、分光検出手段、及び、分光情報変換手段(図示せず)を有する。分光手段及び分光検出手段(図示せず)は、例えば、挿入部200内に、実施形態1〜3(図1〜6)と同様に設けられている。また、内視鏡装置500は、さらに、撮像手段(図示せず)を有していてもよい。前記撮像手段は、例えば、挿入部200内に、実施形態2及び3(図3〜6)と同様に設けられていてもよい。しかしながら、前述のとおり、分光手段、分光検出手段、及び撮像手段の配置位置は、挿入部200内に限定されず、他の任意の位置でもよい。

0068

先端硬質部201は、例えば、光学撮像機構(撮像手段)202と、超音波走査機構203と、起上台とを有する。光学撮像機構202は、光学的観察を行うための機構である。超音波走査機構203は、超音波観察を行うための機構である。前記起上台は、チャンネル407に挿通された穿刺針401の向きを調整するための機構である。光学撮像機構202は、特に限定されないが、例えば、撮像光学系と、イメージセンサ(撮像素子)と、前記イメージセンサの動作を制御するCPU等(図示せず)により構成されていてもよい。撮像光学系は、先端硬質部201の斜め前方に視野が向けられている。前記イメージセンサは、例えば、撮像光学系を通じて入射した被写体の像を検出する。前記イメージセンサ(撮像素子)は、特に限定されないが、例えば、一般的なカメラ、冷却CCD(Charge Coupled Device)カメラ、又はCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)カメラ、又は赤外線に感度を有するカメラであってもよい。

0069

超音波走査機構(プローブ)203は、超音波を出射し、受信する図示しない超音波振動子を有する。超音波走査機構203は、超音波振動子が発した超音波が観察対象に当たって反射した反射波を超音波振動子によって受信し、超音波振動子が受信した超音波に基づいた信号を超音波観察部415へ出力する。超音波走査機構203は、例えば、生検対象となる組織の超音波画像を取得し、また、例えば、生検手技過程で穿刺針401の針管の超音波画像を取得するために使用される。

0070

能動湾曲部204は、筒状をなす複数の関節が挿入部200の中心線方向に並べて連結されて構成される筒状部材である。能動湾曲部204は、能動湾曲部204の先端204a(図2参照)に固定され操作部409まで延びる図示しないアングルワイヤを操作部409において牽引操作することによって、所定の方向へ湾曲する。本実施形態の能動湾曲部204は、超音波操作機構203の超音波の走査方向に沿って2方向に湾曲可能である。本実施形態において、能動湾曲部204の基端の位置は、特に限定されないが、例えば、挿入部200の先端から9〜10センチメートルの位置にあってもよい。なお、能動湾曲部の湾曲方向は2方向に限定されず、例えば、4方向であってもよい。

0071

前記起上台及び能動湾曲部204は、いずれも、穿刺針1を操作部409による能動的な湾曲操作に応じて湾曲形状に変形させる湾曲付与手段である。

0072

可撓管部205は、管腔組織内や体腔内において先端硬質部201を所望の位置に案内できるように柔軟に形成された筒状部材である。能動湾曲部204と可撓管部205とのそれぞれの内部には、チャンネル407と、送気送水吸引などを行うための図示しない管路とが設けられている。可撓管部205のうち、能動湾曲部204の基端から所定の長さの範囲を、本発明では「倣い湾曲領域」と定義するが、詳細については後述する。

0073

また、操作部409は、超音波内視鏡400を使用する術者が手に持つことができるように形成されている。操作部409は、湾曲操作機構410と、複数のスイッチ411とを有する。湾曲操作機構410は、アングルワイヤを牽引して能動湾曲部204を湾曲動作させたり、起上用ワイヤを牽引して前記起上台を動作させたりする機構である。複数のスイッチ411は、管路を通じて送気、送水、あるいは吸引をするためのスイッチである。

0074

図8の内視鏡装置において、穿刺針401の操作部は、図示のとおり、操作本体419と、針スライダ(針管操作部)423と、取り付けアダプタ418とを有する。取り付けアダプタ418は、操作本体419に連結されている。針スライダ423は、操作本体419の基端側に設けられている。

0075

操作本体419は、針管及びシース部が挿通可能な管腔を有する。操作本体419の先端側には、取り付けアダプタ418が取り付けられている。操作本体419の基端側は、管状に形成された針スライダ423に挿入されている。操作本体419と取り付けアダプタ418、及び操作本体419と針スライダ423は、外周面に形成された図示しない溝あるいは凸部等が互いに係合することにより、軸線まわり相対回転が抑制されつつ軸線方向に摺動可能である。また、針スライダ423は、ストッパ461により移動が規制される。具体的には、針スライダ423はストッパ461と接触する位置まで操作本体419に対して前進できる。操作本体419に対するストッパ461の固定位置を調節することで、針管のシース部からの最大突出長を調節することができる。

0076

取り付けアダプタ418は、超音波内視鏡400のチャンネル407の先端からの前記シース部の突出量を調整するために設けられている。取り付けアダプタ418は、取り付けアダプタ418の長手軸に沿って、操作本体419に対して移動可能に連結されている。取り付けアダプタ418の先端部は、超音波内視鏡400の基端口金407bに着脱可能である。

0077

光源装置413は、例えば、光学撮像機構202によって撮像するための照明光を発するための装置である。光源装置413は、例えば、実施形態1〜4(図1〜7)のいずれかにおける光照射手段10と同様の光照射手段(光源)を含む。光源装置413から照射された光を、可撓管部205を介して挿入部200の先端から前記生体内部器官に光を照射することができる。

0078

光学的観察部414は、光学撮像機構202のイメージセンサによって撮像された映像をモニター416に映し出すように構成されている。また、前記分光検出手段により検出された分光情報が前記モニターに表示される。

0079

超音波観察部415は、超音波走査機構203から出力された信号を受信し、この信号に基づいて画像を生成してモニター416に映し出すように構成されている。

0080

図9に、内視鏡400の先端部(挿入部)200を胃に挿入した状態を示す。同図では、超音波走査機構203を十二指腸球部Dbの後壁に接触させるため、能動湾曲部204は大きな湾曲角度で湾曲されている。能動湾曲部204の基端から基端側の挿入部200のうち、倣い湾曲領域R1の少なくとも一部、例えば能動湾曲部204の基端から25センチメートルの位置を含む近傍の領域は、胃Stの大弯Gcに接触するように湾曲されている。このように、倣い湾曲領域R1とは、内視鏡の先端部を十二指腸球部Dbに位置させたときに、大弯Gcの湾曲形状に倣って大弯Gcに沿うように配置されることが可能な挿入部の一定長さの領域を意味する。挿入部200のうち、倣い湾曲領域R1の基端よりも基端側の領域は、概ね直線状に噴門Coまで延びている。倣い湾曲領域R1は、大弯Gcから外力を受けて受動的に湾曲される部分である。倣い湾曲領域R1は、大弯Gcから外力を受けても、内視鏡400の先端部を十二指腸球部Dbまで進めた状態では能動湾曲部204よりも曲率半径は大きい状態である。

0081

挿入部200が図9に示すような形状であるとき、倣い湾曲領域R1の基端よりも基端側の領域は通常略直線状であり、胃壁から力を受けにくいため、挿入部200の先端に設けられた超音波走査機構203の位置を安定させることには寄与しない。したがって、倣い湾曲領域R1が大弯Gc部分の胃壁からの力を受け易いか否かが、手技中における超音波走査機構203の位置の安定性を大きく左右する。

0082

穿刺位置の決定後、術者又は介助者は、内視鏡400のチャンネル407に初期状態の穿刺針401の先端を挿入する。取り付けアダプタ418を基端口金407bに固定すると、穿刺針401が内視鏡400に装着される。穿刺針401が内視鏡400に装着された状態におけるシース部7のチャンネル407先端からの突出量は、操作本体419を操作して所望の長さに設定できる。例えば、光学撮像機構202でシース部407から突出する針管の先端を好適に観察できる程度の、例えば10ミリメートル程度に設定してもよい。

0083

図9の状態から、例えば、単に、胃壁表面、胃の粘膜表面、胃壁内部、胃の粘膜内部等を内視鏡400により観察してもよい。また、例えば、穿刺針401により胃壁に穿孔し、生検対象の組織を採取して生検を行ってもよい。生検対象の組織が胃、十二指腸等の消化管である場合は、穿孔を行わず、前記消化管の組織を直接採取してもよい。本発明の内視鏡装置において、生体内部器官の組織を採取するための採取手段としては、特に限定されず、例えば、一般的な内視鏡装置と同様の手段を適宜採用できる。前記組織の採取手段は、具体的には、例えば、前記組織を切り取るための手段(例えば鉗子等)でもよいし、前記組織を吸引する(吸い取る)ための手段でもよい。また、本発明の内視鏡装置は、生検用の組織採取以外の任意の目的で、例えば、疾患の治療等を目的として、生体内部器官の組織を処置するための手段を有していてもよい。前記手段は、特に限定されないが、例えば、前記組織を切除する手段(例えば鉗子等)、前記組織を吸引する(吸い取る)ための手段、又は前記組織を焼くための手段が挙げられる。また、本発明において、前記生体内部器官の組織としては、消化器等の各器官の組織があげられ、特に限定されないが、例えば、胃壁組織腸壁組織、胆のうの組織、肝臓の組織、すい臓の組織、これら器官のがん組織等が挙げられる。

0084

胃壁にはひだがあり、このひだは、胃が拡張すれば伸び、空腹時には収縮する。スキルス胃がんは、このひだの奥に発生する。すなわち、スキルス胃がんは、胃壁にがん細胞が広がっていくのではなく、胃の粘膜の下にがん細胞が広がっていく。このため、スキルス胃がんは、通常は、ひだを広げて検査する等の特殊な検査方法を用いない限り、発見がきわめて困難である。さらに、スキルス胃がんは、通常の初期症状のような隆起出血もなく、静かに進行していくため、いっそう発見が困難である。このため、スキルス胃がんが発見されたときには、すでに治療が不可能又はきわめて困難な状態となってしまっている場合がある。しかしながら、本発明によれば、例えば、胃壁のひだを透過可能な赤外光を用いて検査を行うことにより、胃壁のひだの奥のスキルス胃がんも容易に発見できる。このため、本発明は、スキルス胃がんの早期発見及び早期治療に有用である。

0085

[本発明の用途]
本発明の内視鏡装置及び生体内部器官分析方法は、例えば、以下の用途に用いることができる。ただし、これらは例示であって、本発明をなんら限定しない。

0086

本発明によれば、例えば、生体内部器官内において、前記生体内部器官への光の入射方向に対し垂直な面を、前記生体内部器官の空間の位置に応じて分析することができる。分析対象とする前記面は、特に限定されないが、例えば、胃壁や腸壁であってもよい。

0087

また、本発明によれば、前記生体内部器官からの出射光を波長ごとに分光することにより、例えば、前記面方向の分析において、さらに波長を変化させた分析(三次元分光分析)を行うことができる。図11に、本発明における三次元分光分析の概念を模式的に示す。図11は、前記平面方向(X方向及びY方向とする)に加え、さらに、波長の変化(Z方向とする)に応じた分析を行うことを示している。異なる波長帯で三次元分光分析を行うことによって、例えば、生体内部器官の断層写真の撮像により、赤外線波長の違いによる深度の違いの分析を行うことができる。また、例えば、可視光又は赤外線の特定の波長の吸収を利用して、疾患の検査に用いることができる。

0088

また、本発明によれば、例えば、前記生体内部器官への光の入射方向に対し垂直な面方向に加え、前記光の入射方向に平行な方向(前記生体内部器官の奥行き方向)も含めて三次元的に分析することも可能である。また、これに加え、さらに波長を変化させた分析(四次元分光分析)を行うことができる。また、例えば、前記波長を変化させた四次元分光分析に加え、さらに、測定時刻を変化させた(測定方向に時間を加えた)五次元分光分析も可能である。

0089

また、本発明によれば、例えば、前記生体内部器官内の空間の特定位置において、前記特定位置からの出射光の波長と、前記出射光の偏光方位角(Δθ)との関係を二次元的にプロットすることで、前記特定位置における生体内部器官の状態を分析できる。前記生体内部器官の状態としては、例えば、疾患の進行度合い等が挙げられる。

0090

また、本発明の用途は、前記の説明に限定されず、生体内部器官分析における任意の用途に広く使用可能である。本発明によれば、例えば、非侵襲的に、かつ簡便に生体内部器官の分析を行うことができる。例えば、本発明によれば、前述のとおり、胃壁のひだを透過可能な赤外光を用いて検査を行うことにより、スキルス胃がんの早期発見及び早期治療に有用である。また、同様の理由により、本発明は、スキルス胃がんに限定されず、通常は発見が困難な生体内部器官の内部(例えば、粘膜の奥行方向)における疾患を、非侵襲で早期発見できるというメリットがある。これは、従来の内視鏡では実現できなかった優れた効果である。前記疾患としては、特に限定されないが、例えば、スキルス胃がん等のがん、悪性腫瘍等が挙げられる。また、本発明において、前記生体内部器官の観察は、特に限定されないが、例えば、細胞の状態又はその変化の観察、及び、前記生体内部器官内の物質又はその変化の分子レベルでの観察が挙げられる。

0091

また、本発明では、例えば、前述のとおり、生体内部器官に照射する光を、複数の波長の光を含む混合光(例えば、白色光、SC光等の連続光、又は複数の単色光の混合光)とすることができる。現在広く用いられている波長掃引OCT(SS-OCT:Swept Source Optical Coherence Tomography)では、複数の波長の光を時間的に分けて入射するため、測定(分析)時間が長くなり、患者への負担も大となる。これに対し、本発明においては、例えば、前記複数の波長の光を含む混合光を一度だけ生体内部器官に照射するのみで生体内部器官の分析が可能である。これにより、SS-OCTと比較して分析時間を大幅に短縮可能であり、患者への負担を軽減できる。ただし、この説明は例示であり、本発明をなんら限定しない。

0092

以上、実施形態1〜5により、本発明の内視鏡装置及び生体内部器官分析方法の例について説明し、さらに、本発明の用途の例について説明した。ただし、本発明は、これらに限定されず、任意の変更が可能である。例えば、分光法としては、CARS等のラマン分光法を中心に説明したが、本発明に用いることのできる分光法はこれに限定されず、例えば、フーリエ分光、時間領域分光(time domain)等の、一般的に用いられる任意の分光法を使用可能である。前記時間領域分光は、例えば、パルス光を用いた時間領域分光でもよい。

0093

また、分光手段、分光検出手段及び撮像手段は、実施形態1〜5では、内視鏡の挿入部(先端部)内に配置する例を説明したが、前述のとおり、その他の任意の位置に配置してもよい。具体的には、例えば、分光手段、分光検出手段及び撮像手段の少なくとも一つを、広帯域ファイバー、ファイバーバンドル等を通して内視鏡の挿入部(先端部)と接続することにより、内視鏡の挿入部(先端部)の外部に設置してもよい。

0094

また、本発明の内視鏡装置は、例えば、分光手段、分光検出手段及び撮像手段をカプセル内に設置することで、服用可能なカプセルユニットとしてもよい。例えば、このカプセルユニットを服用し、得られた撮影画像、装置の駆動信号(例えば赤外線分光データ等)を、電波、赤外線等を用いて受信することで、無線方式による検査を実現できる。

0095

また、本発明の内視鏡装置は、例えば、測定視野を広げる等の目的で、複数の内視鏡を用いて同時に測定してもよい

0096

また、本発明の内視鏡装置において、例えば、前記直線偏光手段又は前記円偏光手段を用いる場合、例えば、スペクトル解析手段によって異なる方向の直線偏光又は円偏光の分光スペクトルを比較してもよい。これにより、例えば、生体内部器官の少なくとも一部における、左右の円偏光に対する屈折率の違い(旋光性)が検出されてもよい。これにより、例えば、前記生体内部器官中の光学異性体の検出を行うことができる。前記光学異性体としては、例えば、アミノ酸又はアミノ酸残基のL体とD体が挙げられる。
さらに、検診対象者染色剤投与し、染色条件下で、本発明の内視鏡装置を用いて診断してもよい。

0097

以上、説明したとおり、本発明によれば、生体内部器官の状態の微細な変化も検出可能で、疾患の早期発見及び迅速診断等に有用な内視鏡装置及び生体内部器官分析方法を提供することができる。これにより、本発明によれば、器官の一部を採取しなくても、がん等の疾患を早期に、かつ迅速に診断可能になる場合があり、この場合は、PET等のような大掛かりかつ高価な診断装置を使用する必要がなくなり、低コストでの診断が可能となる。

0098

10レーザーユニット(光照射手段)
10A、10B、10C、10D光源
20赤外分光ユニット
21凹面回折格子(分光手段)
22検出器(分光検出手段)
41レンズ
42対物レンズ
51、52ビームスプリッタ
61コリメータ(コリメータレンズ
62マイクロレンズアレイ
63 マイクロレンズアレイ(対物レンズアレイ、光分離手段)
101光路長調整ユニット
102リレーレンズ
200 挿入部
201 先端硬質部
202光学撮像機構
203超音波走査機構
204 能動湾曲部
205可撓管部(接続部)
300ファイバー
301光入射部
302光出射部
400超音波内視鏡
401内視鏡用穿刺針
407チャンネル
407b基端口金
409 操作部
412ユニバーサルコード
412a、412b、412c分岐ケーブル
413光源装置
414光学的観察部
415超音波観察部
416モニター
418取り付けアダプタ
419 内視鏡用穿刺針401の操作本体
423 針スライダ(針管操作部)
461ストッパ
500内視鏡装置
R1 倣い湾曲領域
St胃
Gc胃の大弯
Db 十二指腸球部

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