(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内視鏡アセンブリであって、
第１の撮像センサ、第１の光源、前記第１の光源上に配置された第１の偏光フィルタを備える内視鏡と、
第２の撮像センサ、第２の光源、前記第２の撮像センサ上に配置された第２の偏光フィルタ、前記内視鏡の先端から延び前記第２の撮像センサ及び前記第２の光源が前記第１の撮像センサ及び前記第１の光源に対向するように構成された湾曲したリンクを備える撮像装置であって、前記第２の偏光フィルタは、前記第１の偏光フィルタを通過する光を遮り、前記第２の光源は、前記湾曲したリンクの凹部に置かれる、前記撮像装置と、
を備える、内視鏡アセンブリ。
【請求項２】
前記湾曲したリンクは、形状記憶材料を備える、請求項１に記載の内視鏡アセンブリ。
【請求項３】
更にキャップを備え、前記第１の偏光フィルタが前記キャップに配置される、請求項１に記載の内視鏡アセンブリ。
【請求項４】
前記第１の撮像センサ及び前記第１の光源は、前記内視鏡の先端部分に置かれ、前記キャップは、前記内視鏡の前記先端部に実装される、請求項３に記載の内視鏡アセンブリ。
【請求項５】
前記第１の撮像センサ上に配置された第３の偏光フィルタを更に備え、前記第３の偏光フィルタが、前記第２の偏光フィルタを通過する光を遮る、請求項１に記載の内視鏡アセンブリ。
【請求項６】
前記撮像装置は、更にレンズアセンブリを備え、前記第２の偏光フィルタは、前記レンズアセンブリ内に配置される、請求項１に記載の内視鏡アセンブリ。
【請求項７】
更にキャップを備え、前記第１の偏光フィルタ及び第３の偏光フィルタが前記キャップに配置される、請求項５に記載の内視鏡アセンブリ。
【請求項８】
前記第１の撮像センサ及び前記第１の光源は、前記内視鏡の先端部に置かれ、前記キャップは、前記内視鏡の前記先端部に実装される、請求項７に記載の内視鏡アセンブリ。
【請求項９】
前記第１の偏光フィルタは、第１の偏光面を有し、前記第２の偏光フィルタは、第２の偏光面を有し、前記第１の偏光フィルタの前記第１の偏光面は、前記第２の偏光フィルタの前記第２の偏光面から実質的に９０度にある、請求項１に記載の内視鏡アセンブリ。
【請求項１０】
前記第２の光源上に配置された第４の偏光フィルタを更に備え、前記第４の偏光フィルタは、前記第３の偏光フィルタにより遮られる光を送る、請求項５に記載の内視鏡アセンブリ。
【請求項１１】
前記湾曲されたリンクの先端に実装されるキャップを更に備え、前記第２の偏光フィルタが前記キャップに配置される、請求項１０に記載の内視鏡アセンブリ。
【請求項１２】
前記内視鏡は、レンズアセンブリを更に備え、前記第１の偏光フィルタは、前記レンズアセンブリ内に配置される、請求項１に記載の内視鏡アセンブリ。
【請求項１３】
前記第１の光源は、前記第１の撮像センサの視野を照明するように位置され、前記第２の光源は、前記第２の撮像センサの視野を照明するように位置される、請求項１に記載の内視鏡アセンブリ。
【請求項１４】
前記内視鏡は、チャンネルを有し、前記撮像装置の一部は、前記内視鏡の前記チャンネルの内側に回転できるように配置され、前記第２の撮像センサ及び前記第２の光源は、前記内視鏡のチャンネルの端部を越えて延びている、請求項１に記載の内視鏡アセンブリ。
【請求項１５】
係止機構を更に備え、前記係止機構は、前記内視鏡に関して前記撮像装置の方向が固定されるように前記内視鏡に関して前記撮像装置の位置を係止するように構成されている、請求項１４に記載の内視鏡アセンブリ。
【請求項１６】
前記内視鏡はチャンネルを有し、前記撮像装置の一部は、前記内視鏡の前記チャンネルの内側に摺動可能に配置され、前記第２の撮像センサ及び前記第２の光源は、前記内視鏡のチャンネルの端部を越えて延びている、請求項１に記載の内視鏡アセンブリ。
【請求項１７】
大型−小型内視鏡において、
第１の光源及び第１の撮像センサを有する大型内視鏡であって、前記第１の光源及び第１の撮像センサは、前記大型内視鏡の先端に配置され、前記大型内視鏡は、その長さに沿ってチャンネルを更に含む、前記大型内視鏡と、
前記大型内視鏡の前記チャンネル内に挿入され、前記チャンネルを通るように適合された小型内視鏡であって、前記小型内視鏡は、湾曲された先端部を備えた長尺本体、前記湾曲された先端部の凹部に置かれた第２の光源、前記長尺本体の前記先端に置かれた第２の撮像センサを含み、前記第２の撮像センサ及び第２の光源は、前記小型内視鏡の前記先端が前記大型内視鏡の前記チャンネルを出るときに前記第１の撮像センサ及び前記第１の光源に対向する、前記小型内視鏡と、
前記第１の光源上に配置される第１の偏光フィルタと、
前記第２の撮像センサ上に配置される第２の偏光フィルタであって、前記第２の偏光フィルタは、前記第１の偏光フィルタを通過する光を遮るように構成されている、前記第２の偏光フィルタと、
を備える、大型−小型内視鏡。
【請求項１８】
前記大型内視鏡の前記第１の撮像センサ上に配置される第３の偏光フィルタと、前記小型内視鏡の前記第２の光源上に配置される第４の偏光フィルタとを更に備える、請求項１７に記載の大型−小型内視鏡。
【請求項１９】
人体内で協働して使用するように適合された一対の偏光内視鏡において、
第１の撮像センサ、第１の光源、前記第１の光源上に配置された第１の偏光フィルタを備える第１の内視鏡と、
第２の撮像センサ、第２の光源、前記第２の撮像センサ上に配置された第２の偏光フィルタ、前記内視鏡の先端から延び前記第２の撮像センサ及び前記第２の光源が前記第１の撮像センサ及び前記第１の光源に対向するように構成された湾曲したリンクを備える第２の内視鏡であって、
前記第２の偏光フィルタは、前記第１の偏光フィルタを通過する光を遮る、前記第２の内視鏡と、
を備える、一対の偏光内視鏡。
【請求項２０】
前記第１の撮像センサ上に配置される第３の偏光フィルタと、前記第２の光源上に配置される第４の偏光フィルタとを更に備え、前記第３の偏光フィルタは、前記第１の偏光フィルタを通過する光を送り、前記第４の偏光フィルタは、前記第１の偏光フィルタを通過する光を遮る、請求項１９に記載の一対の偏光内視鏡。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
本出願は、参照によってその開示内容全体が本明細書に組み込まれる２００６年２月９日に出願された米国仮特許出願第６０／７７２，４４２号の利益を主張する。
【０００２】
本出願は、参照によってその開示内容全体が本明細書に組み込まれる２００７年２月６日に出願された米国特許出願第１１／６７２，０２０号の利益を主張する。
【０００３】
本出願は、参照によってその開示内容全体が本明細書に組み込まれる２００７年１月２３日に出願された米国特許出願第１１／６２６，１８９号の利益を主張する。
【０００４】
本出願は、参照によってその開示内容全体が本明細書に組み込まれる２００６年１２月１２日に出願された米国特許出願第１１／６０９，８３８号の利益を主張する。
【０００５】
本出願は、参照によってその開示内容全体が本明細書に組み込まれる２００５年８月２９日に出願された米国特許出願第１１／２１５，６６０号の一部継続出願である。
【０００６】
本出願は、参照によってその開示内容全体が本明細書に組み込まれる２００５年１月５日に出願された米国特許出願第１１／０３０，５５９号の一部継続出願である。
【発明の技術分野】
【０００７】
本出願は、偏光フィルタを有する内視鏡アセンブリに関する。
【発明の背景】
【０００８】
従来の内視鏡は、可撓性チューブと、当該可撓性チューブの先端に実装されたカメラおよび光源とを備える医療装置である。内視鏡は、体腔および組織を検査して診断するために身体開口部を通じて内部の体腔内に挿入することができる。内視鏡のチューブは１つ以上の長手方向チャンネルを有しており、このチャンネルを通じて器具が体腔に達することができ、それにより、疑わしい組織の試料を採取しあるいはポリープ切除などの他の外科処置を行うことができる。
【０００９】
多くのタイプの内視鏡が存在し、これらの内視鏡は、それらが使用される臓器または領域に関連付けて名付けられる。例えば、胃鏡は、食道、胃および十二指腸の検査および治療のために使用され、結腸鏡は結腸用であり、気管支鏡は気管支用であり、腹腔鏡は腹腔用であり、Ｓ状結腸鏡は直腸およびＳ字結腸用であり、関節鏡は関節用であり、膀胱鏡は膀胱用であり、血管内視鏡は血管の検査のためのものである。
【００１０】
各内視鏡は、基端にある接眼レンズまたはビデオカメラに画像を送信するため、可撓性チューブの先端に実装された単一の前方視カメラを有している。カメラは、医療専門家が体腔内へと内視鏡を推し進めて異常部位を探すのを助けるために使用される。カメラは、内視鏡の先端からの２次元的視野を医療専門家に対して与える。異なる角度からあるいは異なる部分で画像を取得するためには、内視鏡を再配置しあるいは内視鏡を前後に移動させなければならない。内視鏡の再配置および移動は、処置を長引かせるとともに、更なる不快、複雑さ、および、危険を患者にもたらす。また、下部胃腸管に類似する環境において、屈曲部、組織ひだ、および、臓器の異常な形状は、内視鏡のカメラが臓器のすべての領域を観察するのを妨げる場合がある。見えない領域により、潜在的な悪性（癌性）ポリープが見逃されてしまう場合がある。
【００１１】
この問題は、補助カメラおよび補助光源を設けることによって克服することができる。補助カメラおよび光源は、主カメラおよび光源と対向するように方向付けることができ、したがって、内視鏡の主カメラによって観察できない領域の画像をもたらすことができる。カメラおよび光源のこの配置は、領域または異常部位の前方視野および後方視野の両方をもたらすことができる。ポリープの基部の周囲にワイヤループを配置することによりポリープが切除されるポリープ切除の場合、このようなカメラ配置では、ワイヤループのより良い配置により、隣接する健常組織に対する損傷を最小限に抑えることができる。
【００１２】
主カメラおよび光源は補助カメラおよび光源と対向しているため、主光源が補助カメラと干渉し、補助光源が主カメラと干渉する。光干渉は、光源からの光がカメラのレンズ上に直接に投影される結果である。これは、眩輝、カメラ焦点ボケ、あるいは、更には光の過剰飽和を引き起こす場合があり、それにより、画質が低下してしまう。
【００１３】
また、スペースの制約のため、補助カメラおよび補助光源は、一般に、主カメラおよび主光源よりも小さく、そのため、異なる技術を使用する。異なるタイプのカメラは、しばしば、異なるレベルの照明を必要とする。例えば、主カメラは、一般に、より高いレベルの照明を要するとともに、より強力な光源を必要とする。その結果、補助カメラは、しばしば、強力な主光源によって引き起こされるかなりの眩輝に晒される。
【００１４】
したがって、主カメラおよび主光源と補助カメラおよび補助光源との間の光干渉を減少させあるいは防止する必要性がある。
【発明の概要】
【００１５】
この発明の目的は、内視鏡における撮像装置および光源の使用に伴う光干渉の問題を扱うことである。本発明の１つの態様によれば、解決策は、１つ以上のライナを含む１つ以上の偏光フィルタまたは円形偏光フィルタの使用にある。
【００１６】
本発明の１つの態様において、内視鏡アセンブリは、撮像装置と、光源と、光源の前方に配置される偏光フィルタとを含む。好ましくは、光源は、撮像装置の視野を照明するように位置される。好ましい実施形態において、内視鏡アセンブリは、撮像装置の前方に配置される第２の偏光フィルタを更に含む。好ましくは、第１および第２の偏光フィルタの偏光面が位置合わせされる。偏光フィルタは、キャップ上または撮像装置のレンズアセンブリ内に配置されてもよい。
【００１７】
本発明の他の態様において、内視鏡アセンブリは、撮像装置と、光源と、撮像装置の前方に配置される偏光フィルタとを含む。
【００１８】
本発明の更なる他の態様において、内視鏡アセンブリは、撮像装置と、光源と、撮像装置および光源の両方の前方に配置される偏光フィルタとを含む。
【００１９】
本発明の更なる他の態様において、内視鏡アセンブリは、撮像装置と、撮像装置の前方に配置される第１の偏光フィルタと、光源と、光源の前方に配置される第２の偏光フィルタとを含む。第１の偏光フィルタの偏光面は、第２の偏光フィルタの偏光面から略９０°の角度を成している。好ましくは、光源は、光源からの光が撮像装置上に投影されるように撮像装置と対向する。
【００２０】
好ましい実施形態において、内視鏡アセンブリは、第２の撮像装置と、第２の撮像装置の前方に配置される第３の偏光フィルタと、第２の光源と、第２の光源の前方に配置される第４の偏光フィルタとを更に含む。第３の偏光フィルタの偏光面は、第４の偏光フィルタの偏光面から略９０°の角度を成す。
【００２１】
他の好ましい実施形態では、第１の光源が第１の撮像装置と対向し、第２の光源が第２の撮像装置と対向する。
【００２２】
更に好ましい実施形態において、第２の光源は、第１の撮像装置の視野を照明するように位置され、第１の光源は、第２の撮像装置の視野を照明するように位置される。
【００２３】
好ましくは、第１の撮像装置および第２の光源が挿入チューブ上に装着され、第２の撮像装置および第１の光源が撮像アセンブリ上に装着される。挿入チューブはチャンネルを有していてもよく、撮像アセンブリの一部は、第２の撮像装置および第１の光源が挿入チューブの端部を超えて延びている状態で、挿入チューブのチャンネル内に回転可能に配置されてもよい。
【００２４】
好ましい実施形態において、内視鏡アセンブリは、挿入チューブおよび撮像アセンブリの回転を係止する係止機構を含んでいる。
【００２５】
本発明の更なる他の態様において、内視鏡アセンブリは、チャンネルを有する挿入チューブと、撮像アセンブリと、係止機構とを含む。撮像アセンブリの一部は挿入チューブのチャンネル内に回転可能に配置され、また、係止機構は、挿入チューブおよび撮像アセンブリの回転を係止する。
【００２６】
本発明の更なる態様によると、大型−小型内視鏡は、一端に近接して位置される第１の光源を有するとともに、一端に近接して位置される第１の撮像装置を有し、その長さに沿ってチャンネルを更に含む大型内視鏡と、大型内視鏡のチャンネル内に挿通するようになっており、長尺本体と、一端に近接して位置される第２の光源と、一端に近接して位置される第２の撮像装置とを含む小型内視鏡と、内視鏡のうちの一方の光源からの光を偏向するように位置される第１の偏光器と、他方の内視鏡の撮像装置によって受けられる光を偏向するように位置される第２の偏光器とを含む。好ましくは、第１の偏光器は、大型内視鏡の光源からの光を偏向するように位置され、第２の偏光器は、小型内視鏡の撮像装置によって受けられる光を偏向するように位置される。また、第１の偏光器は、小型内視鏡の光源からの光を偏向するように位置されてもよく、第２の偏光器は、大型内視鏡の撮像装置によって受けられる光を偏向するように位置されてもよい。更に、第１の偏光器は、大型内視鏡の光源からの光を偏向するように位置されてもよく、第２の偏光器は、小型内視鏡の撮像装置によって受けられる光を偏向するように位置されてもよい。好ましくは、大型−小型内視鏡は、大型内視鏡の光源からの光を偏向するように位置される第３の偏光器と、小型内視鏡の撮像装置によって受けられる光を偏向するように位置される第４の偏光器とを更に含んでいてもよい。
【００２７】
本発明の更なる態様において、内視鏡は、一端に近接して位置される第１の撮像装置を有する長尺本体と、撮像装置によって受けられる光を偏向するように位置される第１の偏光器とを含む。
【００２８】
本発明の更なる態様において、内視鏡および独立に位置決め可能な偏光源は、前記内視鏡を含むとともに、人体内で使用するようになっている独立に位置決め可能な光源を更に含む。光源は、長尺本体と、一端に近接する第１の光源と、光源から放出される光を偏向するように位置される偏光器とを含んでいてもよい。
【００２９】
本発明の更なる態様は、人体内で協働して使用するようになっている一対の偏光内視鏡に関する。各内視鏡は、長尺本体と、一端に近接して位置される撮像装置と、一端に近接して位置される光源とを備える。偏光器は、一方の内視鏡の光源からの光を偏向するように位置され、第２の偏光器は、他方の内視鏡の撮像装置によって受けられる光を偏向するように位置される。一対の内視鏡は、他方の内視鏡の光源からの光を偏向するように位置される第３の偏光器と、一方の内視鏡の撮像装置によって受けられる光を偏向するように位置される第４の偏光器とを更に含んでいてもよい。
【発明の実施形態の詳細な説明】
【００３０】
図１は本発明の第１の例示的な内視鏡１０を示している。この内視鏡１０は、生体組織、臓器、体腔または内腔の撮像が必要とされる様々な医療処置で使用できる。処置のタイプとしては、例えば、肛門鏡検査、関節鏡検査、気管支鏡検査、結腸内視術、膀胱鏡検査、食道胃十二指腸内視鏡検査、腹腔鏡検査、および、Ｓ状結腸鏡検査が挙げられる。
【００３１】
図１の内視鏡１０は、挿入チューブ１２と、撮像アセンブリ１４と、挿入チューブ１２の内側に収容される部分とを含んでいる。図２に示されるように、挿入チューブ１２は２つの長手方向チャンネル１６を有している。しかしながら、一般に、挿入チューブ１２は任意の数の長手方向チャンネルを有していてもよい。器具が体腔に到達することができ、それにより、疑わしい組織の試料を採取しあるいはポリープ切除などの他の外科処置を行うなど、任意の所望の処置を行うことができる。器具は、例えば、薬剤注入用の伸縮自在な針、液圧作動ハサミ、クランプ、把持器具、電気凝固システム、超音波振動子、電気センサ、加熱素子、レーザ機構、および、他の焼灼手段であってもよい。いくつかの実施形態では、チャンネルのうちの１つを使用して、洗浄のために水などの洗浄液を供給することができる。ＣＯ２または空気などの気体を臓器へと供給するために他のあるいは同じチャンネルが使用されてもよい。また、チャンネル１６は、流体を引き出しあるいは液状担持体中の薬剤などの流体を体内に注入するために使用されてもよい。特定の機能を果たすために様々な生検装置、薬剤送達装置、および、他の診断および治療装置がチャンネル１６を介して挿入されてもよい。
【００３２】
挿入チューブ１２は、操向可能であり、あるいは、図１に示されるように操向可能な先端領域１８を有することが好ましい。先端領域１８の長さは、挿入チューブ１２の長さの任意の適切な一部分、例えば１／２，１／３，１／４，１／６，１／１０または１／２０であってもよい。挿入チューブ１２は、挿入チューブ１２の操作のための制御ケーブル（図示せず）を有していてもよい。好ましくは、制御ケーブルは、挿入チューブ１２内に対称に位置されるとともに、挿入チューブ１２の長さに沿って延びている。制御ケーブルは、挿入チューブ１２の先端３６または先端３６近傍に固定されてもよい。各制御ケーブルは、可撓性の被覆中空チューブ内に収容されたワイヤを含むボーデンケーブルであってもよい。ボーデンケーブルのワイヤはハンドル２２の制御装置２０に対して取り付けられる。制御装置２０を使用することにより、ワイヤを引っ張って、挿入チューブ１２の先端領域１８を所定の方向に曲げることができる。ボーデンケーブルは、挿入チューブ１２の先端領域１８を異なる方向に連接させるために使用することができる。
【００３３】
図１に示されるように、内視鏡１０は、挿入チューブ１２の基端２４に対して接続される制御ハンドル２２を含んでいてもよい。好ましくは、制御ハンドル２２は、挿入チューブ１２のチャンネル１６へのアクセスを制御するための１つ以上のポートおよび／またはバルブ（図示せず）を有している。ポートおよび／またはバルブは、送気または送水バルブ、吸引バルブ、計測ポート、および、吸引／計測ポートであってもよい。図１に示されるように、制御ハンドル２２は、挿入チューブ１２上の撮像装置、撮像アセンブリ１４またはこれらの両方を用いて画像を撮るためのボタン２６を更に含んでいてもよい。
【００３４】
制御ハンドル２２の基端２８は、空気チャンネル、水チャンネル、および、吸引チャンネルとポンプおよび関連する付属品との間を流体連通させる補助的な出口３４（図１）を含んでいてもよい。内視鏡１０の先端にある照明部品および撮像部品への電気線用に同じ出口３０または異なる出口を使用することができる。
【００３５】
図２に示されるように、内視鏡１０は、いずれも挿入チューブ１２の先端３６に配置される主撮像装置３２および主光源３４と、主撮像装置３２および主光源３４を覆うために挿入チューブ１２の先端３６上に装着されるようになっている偏光器キャップ３８とを含んでいる。図２は、挿入チューブ１２の先端３６から取り外された偏光器キャップ３８を示しており、また、図５は、挿入チューブ１２の先端３６上に装着された偏光器キャップ３８を示している。
【００３６】
挿入チューブ１２の先端３６にある主撮像装置３２は、例えば、レンズ、シングルチップセンサ、マルチプルチップセンサ、または、光ファイバ実装装置を含んでもよい。プロセッサおよび／またはモニタと電気的に通じる主撮像装置３２は、静止画像または記録されたビデオ画像あるいは生のビデオ画像を供給してもよい。光源３４は、発光ダイオード（ＬＥＤ）または外部光源からの光の光ファイバ供給であってもよい。光源３４は、均一な照明を与えるため主撮像装置３２から等距離にあることが好ましい。各光源３４の強度は、最適な撮像を達成するために調整することができる。主撮像装置３２および光源３４のための回路は、プリント回路基板（ＰＣＢ）に組み込まれてもよい。図２に示されるように、挿入チューブ１２は、主撮像装置３２および光源３４のレンズを洗浄するために水などの液体を供給するためのチャンネル４０を有している。
【００３７】
図２および図３に示されるように、偏光器キャップ３８は、円筒側壁４２と、端壁４４と、端壁４４上に装着された偏光フィルタ４６，４８とを含んでいる。円筒側壁４２および端壁４４は、医療グレードプラスチックなどの適切な生体適合性材料の射出成形によって作られる一体部品を形成してもよい。端壁４４は、主撮像装置３２のための偏光フィルタ４６を収容する開口５０を有することが好ましい。開口５０は、偏光フィルタ４６を保持するのに適した任意の形態を成していてもよい。例えば、開口５０は、偏光フィルタ４６を受けるための凹状リップを有していてもよい。偏光フィルタ４６は、接着によりあるいは機械的な留め金による嵌合により凹状リップ内に配置されてそこに固定され得る。
【００３８】
端壁４４は、各光源３４のための偏光フィルタ４８を収容するための開口５２を有することが好ましい。開口５２は、偏光フィルタ４８を保持するのに適した任意の形態を成していてもよい。そのような適切な形態の１つの例は前述した凹状リップである。端壁４４は、キャップ３８がチャンネル１６を遮らないように各器具チャンネル１６のための開口５４を有することが好ましい。
【００３９】
端壁４４は、撮像装置３２および光源３４のレンズを洗浄するために液体を供給するチャンネル４０のための開口５６を更に含んでいてもよい。好ましくは、キャップ３８は、偏光フィルタ４６，４８の外面を洗浄するためにチャンネル４０からの液体がキャップ３８を乗り超えて達することができるようにする１つ以上の機構を有している。例えば、キャップ３８の端壁４４は、偏光フィルタ４６，４８の外面を洗浄するためにチャンネル４０からの液体がキャップ３８を乗り超えて達することができるように十分に薄くてもよい。あるいは、キャップ３８は、チャンネル４０からの液体が偏光フィルタ４６，４８に達することができるようにする可変厚形体部および／または傾斜形体部を有していてもよい。また、キャップ３８は、チャンネル４０からの液体が偏光フィルタ４６，４８に達することができるようにする傾斜台、プレートまたはチャンネルを有していてもよい。開口５０，５２，５４，５６の位置、形態、および、サイズは、主撮像装置３２、光源３４、チャンネル１６、および、洗浄液チャンネル４０のそれぞれの位置、形態、および、サイズに対応することが好ましい。
【００４０】
図３に示されるように、キャップ３８は、キャップ３８の内周にわたって位置されるリング５８を有することが好ましい。リング５８は、挿入チューブ１２の先端領域に対してキャップ３８を固定するのに役立つ。好ましい実施形態において、リング５８は、シリコンなどの圧縮性材料から形成される。あるいは、リング５８は、圧縮ゴム、高分子および／または発泡体などの他の圧縮性材料から形成することができる。リング５８は、接着、機械的なオーバーモールディング、または、プラスチックスナップ機構などの任意の適切な手段によってキャップ３８の内周に取り付けられてもよい。
【００４１】
リング５８の内径は、リング５８が挿入チューブ１２の外面に対して圧縮力を加えることができるように挿入チューブ１２の外径よりも僅かに小さいことが好ましい。この圧縮力は、医療処置中にキャップ３８が同じ位置および方向を保つようにするために必要な摩擦力、更には、キャップ３８を難なく挿入チューブ１２上に対して滑動させることができるようにするために必要な摩擦力を形成するのに十分であることが好ましい。
【００４２】
あるいは、キャップ３８は、挿入チューブ１２に対して取り付けるための任意の他のタイプの構造を有していてもよい。例えば、キャップ３８は、挿入チューブ１２に対してスナップ式に留まる留め金を有していてもよい。いくつかの実施形態において、取り付けは、技術的に周知であるように、経内視鏡的粘膜切除のための吸引キャップが内視鏡に対して取り付けられる方法に類似していてもよい。
【００４３】
この明細書中で使用される用語「偏光フィルタ」および「偏光器」とは、光の１つ以上の成分を遮る一方で１つ以上の他の成分が通過するのを許容する任意の装置のことである。場合によっては、偏光フィルタは、しばしば偏光面または透過面と称される１つの特定の配向面内で伝搬する光波を除いてすべての平面内を伝わる光波がフィルタを通過するのを妨げる材料から形成されてもよい。偏光フィルタは、透過面と平行に方向付けられないフィルタを光が通過するのを妨げるために光吸収、反射、散乱または複屈折を使用する様々な技術を用いて構成されてもよい。
【００４４】
１つの偏光フィルタが他の偏光フィルタの前方に配置され且つ非コヒーレント性の白色光が２つの偏光フィルタに通されると、２つの偏光フィルタを通過する光の量は、２つのフィルタの相対的な配向角に比例する。これは、２つのフィルタの偏光面が同じ配向角にあると、透過面内の光波の大部分が両方のフィルタを通過するからである。フィルタのうちの一方が回転されると、第１のフィルタによって偏向される光は、その後、第２のフィルタによって弱められあるいは遮られる。最大量の減光または吸光は、２つのフィルタの偏光面が相互に９０°に方向付けられるときに生じる。９０°に方向付けられるときに９９％以上の吸光透過率を与える偏光フィルタを見出すのが一般的である。
【００４５】
図４および図５に示されるように、撮像アセンブリ１４は、管状体６０と、管状体６０の基端６１に接続されるハンドル６２と、補助撮像装置６４と、補助撮像装置６４と管状体６０の先端６８との間の物理的および／または電気的な接続を行うリンク６６と、補助光源７０（図５）とを含んでいてもよい。
【００４６】
図５に示されるように、撮像アセンブリ１４は、内視鏡１０の先端に補助撮像装置を設けるために使用される。このため、撮像アセンブリ１４は、その補助撮像装置６４が挿入チューブ１２の先端３６を超えて配置される状態で、内視鏡の挿入チューブ１２の一方のチャンネル１６内に配置される。これは、最初に撮像アセンブリ１４の先端を内視鏡のハンドル１８から挿入チューブのチャンネル１６内に挿入した後、図５に示されるように補助撮像装置６４および撮像アセンブリ１４のリンク６６が挿入チューブ１２の先端３６の外側に位置されるまで撮像アセンブリ１４をアセンブリ１４内へと更に押し込むことにより達成できる。
【００４７】
図５に示されるように、補助撮像装置６４は、１つ以上のレンズ７４を有するレンズバレル７２と、撮像センサと、プリント回路基板（ＰＣＢ）とを含んでいてもよい。撮像センサは、感光半導体素子に入射する光を電気信号に変換する電子装置であってもよい。撮像センサは、カラー画像または白黒画像のいずれかを検出してもよい。撮像センサからの信号は、デジタル化できるとともに、撮像センサに入ってくる画像を再生するために使用できる。２つの一般的に使用されるタイプの撮像センサは、日本の大阪にあるサンヨーが製造するＶＣＣ−５７７４などの電荷結合素子（ＣＣＤ）、および、カリフォルニア州サニーベールのＯｍｎｉＶｉｓｉｏｎが製造するＯＶＴ  ６９１０などのＣｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  （ＣＭＯＳ）カメラチップである。
【００４８】
内視鏡１０は、補助撮像装置６４の前方に配置される偏光フィルタ７６を含むことが好ましい。偏光フィルタ７６はレンズバレル７２内に配置されてもよい。あるいは、偏光フィルタ７６は、撮像センサ自体上に直接に配置されてもよく、あるいは、撮像センサに最も近い端部または更にはレンズ７４間などのレンズバレル７２内の様々な他の場所に組み込まれてもよい。また、偏光フィルタ７６は、単に補助撮像装置の前方に配置されてもよい。
【００４９】
撮像アセンブリ１４が挿入チューブ１２内に適切に設置されると、図３に示されるように撮像アセンブリ１４の補助撮像装置６４が主撮像装置３２に向けて後方に面することが好ましい。補助撮像装置６４は、当該補助撮像装置６４および主撮像装置３２が隣接するあるいは重なり合う視野領域を有するように方向付けられてもよい。あるいは、補助撮像装置６４は、当該補助撮像装置６４および主撮像装置３２が同じ領域の異なる視野を同時に与えるように方向付けられてもよい。好ましくは、補助撮像装置６４が領域の後方視野をもたらし、一方、主撮像装置３２が領域の前方視野をもたらす。しかしながら、補助撮像装置６４は、主撮像装置３２の軸と略平行視野を含む他の視野をもたらすために他の方向に向けられることができる。
【００５０】
図２および図３に示されるように、リンク６６は、補助撮像装置６４を管状体６０の先端６８に対して接続する。リンク６６は、変形後にその元の形状に戻る傾向が実質的にある可撓性の形状記憶材料から少なくとも一部が形成される可撓性のリンクであることが好ましい。形状記憶材料は、周知であり、形状記憶合金および形状記憶ポリマーを含んでいる。適切な可撓性の形状記憶材料は、ニチノールなどの形状記憶合金である。可撓性リンク６６は、撮像アセンブリ１４の先端を挿入チューブ１２のアセンブリ１４の基端に挿入した後に挿入チューブ１２の先端３６に向けて押し込むことができるように真っ直ぐにされる。補助撮像装置６４および可撓性リンク６６が挿入チューブ１２の先端３６から十分に押し出されると、図３に示されるように可撓性リンク６６はその自然な曲げ形状を取り戻す。可撓性リンク６６の自然な形状は、可撓性リンク６６が力および応力に何ら晒されないときの可撓性リンク６６の形状である。可撓性リンク６６がその自然な曲げ形状を取り戻すと、補助撮像装置６４は、図５に示されるように挿入チューブ１２の先端３６に向けて略後方に面する。
【００５１】
図示の実施形態において、撮像アセンブリ１４の光源７０（および、他の構成要素）は、可撓性リンク６６上、特に、可撓性リンク６６の湾曲した凹部上に配置されている。光源７０は、補助撮像装置６４のための照明を与えるとともに、図５に示されるように補助撮像装置６４と略同じ方向に面していてもよい。
【００５２】
内視鏡１０は、補助光源７０の前方に配置される他の偏光フィルタ７８を含んでいる。偏光フィルタ７８は、接着または溶着などの任意の適切な手段によって補助光源７０に対して取り付けられてもよい。
【００５３】
管状体６０から撮像装置６４への滑らかな形状移行を可能にするため、可撓性リンク６６は、可撓性チューブ、熱収縮チューブ、ウレタン、ゴムまたはシリコンによって封入されあるいは包まれてもよい。この封入体は、光源７０からの光が封入体を通じて投射し得るように半透明であってもよく、あるいは、封入体は、光源７０の周囲に窓部分を含んでいてもよい。
【００５４】
主撮像装置３２およびその光源３４は補助撮像装置６４およびその光源７０と対向しているため、撮像装置３２，６４の光源３４，４５が相対する撮像装置６４，３２と干渉する場合がある。すなわち、主光源３４が補助撮像装置６４へと直接に照らす場合があるとともに、補助光源７０が主撮像装置３２へと直接に照らす場合があり、それにより、両方の画像が低下する。
【００５５】
干渉を減らすため、主撮像装置３２のための偏光フィルタ４６の偏光面は、補助光源７０のための偏光フィルタ７８の偏光面から略９０°の角度に設定されてもよい。この配置を用いて、補助光源７０から放出され且つ偏光フィルタ７８を通過する光は、偏光フィルタ４６によってフィルタ除去されてもよく、また、主撮像装置３２に達しなくてもよい。これに加えあるいはこれに代えて、補助撮像装置６４のための偏光フィルタ７６の偏光面は、主光源３４のための偏光フィルタ４８の偏光面から略９０°の角度に設定されてもよい。この配置を用いて、主光源３４から放出され且つ偏光フィルタ４８を通過する光は、偏光フィルタ７６によってフィルタ除去されてもよく、また、補助撮像装置６４に達しなくてもよい。
【００５６】
また、照明を与えるため、主撮像装置３２のための偏光フィルタ４６の偏光面は、主光源３４のための偏光フィルタ４８の偏光面とほぼ位置合わせされてもよく、それにより、主光源３４から放出され且つ偏光フィルタ４８を通過する光は、偏光フィルタ４６を通過してもよく、また、主撮像装置３２によって受けられてもよい。これに加えあるいはこれに代えて、補助撮像装置６４のための偏光フィルタ７６の偏光面は、補助光源７０のための偏光フィルタ７８の偏光面とほぼ位置合わせされてもよく、それにより、補助光源７０から放出され且つ偏光フィルタ７８を通過する光は、偏光フィルタ７６を通過してもよく、また、補助撮像装置６４によって受けられてもよい。
【００５７】
前述したような偏光フィルタの偏光面の望ましい相対配向は、任意の適切な方法によって得られてもよい。例えば、主撮像装置３２および主光源３４のための偏光フィルタ４６，４８の偏光面は、偏光器キャップ３８内に位置合わせされて固定されてもよく、また、補助撮像装置６４および補助光源７０のための偏光フィルタ７６，６８の偏光面は、撮像アセンブリ１４内に位置合わせされて固定されてもよい。このとき、撮像アセンブリ１４における偏光フィルタ７６，７８の偏光面が偏光器キャップ３８における偏光フィルタ４６，４８の偏光面から略９０°の角度を成すまで、撮像アセンブリ１４がそのハンドル６２を用いて挿入チューブ１２のチャンネル１６内で回転されてもよい。
【００５８】
偏光フィルタの偏光面の方向は、偏光フィルタを通過する既知の偏光を伴う光を観察することにより取り付け中に決定されて設定されてもよい。あるいは、偏光フィルタは、それらの偏光面の方向が容易に決定され得るように、対称形状または他の位置決め機能を有していてもよい。
【００５９】
補助撮像装置６４およびその光源７０は導電体を介して制御ボックス（図示せず）に対して接続されてもよく、導電体は、撮像装置６４および光源７０から、リンク６６、管状体６０およびハンドル６２を通じて、制御ボックスへと延びている。導電体は、電力および制御コマンドを補助撮像装置６４およびその光源７０に対して伝えてもよく、また、画像信号を補助撮像装置６４から制御ボックスへと伝えてもよい。
【００６０】
制御ボックスは、画像・信号処理装置と、画像・信号処理装置が内部に配置されるハウジングとを少なくとも含んでいるが、制御ボックスを任意の適切な態様で構成することができる。ハウジングは、制御パネルとコネクタとを含んでいてもよい。制御パネルは、制御ボックスの機能を制御するためのボタンおよびノブを含んでいる。
【００６１】
画像・信号処理装置は、１つ以上の集積回路およびメモリ装置を関連する別個の構成要素と共に含んでいてもよい。この装置により、撮像装置３２，６４からの画像信号を処理して、画質を高めることができ、静止画像を画像信号から抽出できるとともに、表示装置との適合性のためにビデオフォーマットの変換を行うことができる。
【００６２】
制御ボックスは、補助撮像装置６４からのビデオ画像信号を処理してそれをテレビや液晶ディスプレイモニタなどのモニタといった表示装置へと送信することが好ましい。静止画像はビデオ画像信号から取得することができる。ビデオ画像または静止画像は表示装置上に表示されてもよい。また、表示装置は、患者情報、参照番号、日付、および／または、時間などの情報を表示するために使用されるテキストデータを含んでいてもよい。
【００６３】
主撮像装置３２からの画像信号も、補助撮像装置６４からの画像信号が処理される方法と同じ方法で制御ボックスにより処理されてもよい。主および補助撮像装置３２，６４からの画像は、２つの別個のモニタ上であるいは分割スクリーンを用いて同じモニタ上で表示されてもよい。
【００６４】
制御ボックスは、輝度、露光時間およびモード設定などの撮像装置３２，６４およびそれらの光源３４，７０のパラメータを調整するために使用されてもよい。調整は、パラメータを制御する特定のレジスタに対してデジタルコマンドを書き込むことによって行うことができる。これらのレジスタは、それらの固有のアドレスによってアドレス指定されることができ、また、様々なパラメータを変更するために、これらのレジスタからデジタルコマンドを読み取ることができるとともに、これらのレジスタに対してデジタルコマンドを書き込むことができる。制御ボックスは、これらのレジスタに対してデータコマンドを送信することによってレジスタ値を変更できる。
【００６５】
また、制御ボックスは、患者記録データベースへのインタフェースとして使用されてもよい。今日、多数の医療設備は電子的な医療記録を利用する。処置中、関連するビデオ・画像データを患者電子医療記録（ＥＭＲ）ファイル内に記録する必要がある場合がある。信号処理回路は、画像・ビデオデータを、特にｊｐｅｇ、ｔｉｆ、または、ｂｍｐフォーマットの画像など、患者ＥＭＲファイル内にファイルするのに適したフォーマットに変換することができる。処理された信号は、ケーブルまたは専用の無線リンクを介して、医療専門家のコンピュータまたは医療設備サーバに送信することができる。この送信を可能にするために制御パネル上のスイッチを使用することができる。あるいは、データは、患者に固有の識別情報と共に、制御ボックスそれ自体に設けられた電子メモリ内に記憶することができる。信号処理回路は、医療専門家によって使用される電子医療記録システムに適合するようにビデオ・画像データを変換するために利用することがきる。処理は、データの圧縮を含んでいてもよい。データをコンピュータに送信するためにケーブルまたは無線リンクが使用されてもよい。
【００６６】
内視鏡検査中、技術者は、最初に、内視鏡の挿入チューブ１２上に偏光キャップ３８を取り付けてもよい。その後、医師は、身体の開口部を通じて体腔内に内視鏡を挿入してもよい。内視鏡が挿入されると、医師は、特定の組織の後方視野画像を取得するために撮像アセンブリ１４を使用することを決定してもよい。医師は、撮像アセンブリ１４の可撓性リンク６６を真っ直ぐにし、撮像アセンブリ１４の真っ直ぐになった先端を内視鏡の挿入チューブ１２のチャンネル１６内にハンドル２２から挿入してもよい。その後、撮像アセンブリ１４を挿入チューブ１２の先端３６に向けて推し進めることができる。補助撮像装置６４および可撓性リンク６６が挿入チューブ１２の先端３６から押し出されると、図２に示されるように可撓性リンク６６がその自然な曲げ形状を取り戻す。このとき、主撮像装置３２が前方視野画像を取得し、また、補助撮像装置６４が同じ領域の後方視野画像を同時に取得する。医師は、その後、撮像アセンブリ１４における偏光フィルタ７６，７８の偏光面が偏光キャップ３８における偏光フィルタ４６，４８の偏光面から略９０°を成すように撮像アセンブリ１４を回転させてもよい。正しい方向が定められると、医師は、挿入チューブ１２に対する撮像アセンブリ１４の方向を係止しあるいは固定する。その後、医師は処置を続けることができる。
【００６７】
前述した実施形態は、本発明の多くの選択的な実施形態のうちの単なる１つの実施形態である。１つの他の代替的な実施形態において、偏光フィルタは、撮像アセンブリ１４の補助撮像装置６４および主光源３４上にのみこれらの間の光干渉を減少させるために配置される。この実施形態では、主撮像装置３２によって見られ得る任意の明るいスポットを補助撮像装置６４が緩和できるように低強度補助光源７０が使用されてもよい。このような配置によれば、偏光フィルタによって引き起こされる光損失を伴うことなく、主撮像装置３２による光の取り込みを最大にすることができる。同様に、他の代わりに実施形態では、偏光フィルタは、主撮像装置３２および補助撮像装置６４上にのみ配置される。これらの２つの実施形態は、内視鏡で使用される撮像センサのタイプ、具体的には、それらの光感度、焦点ボケに対する抵抗、ダイナミックレンジに応じて、並びに、内視鏡で使用される光源のタイプおよびそれらの照度および／または波長スペクトルに応じて有益である。
【００６８】
他の代替的な実施形態では、主撮像装置３２および主光源３４が偏光フィルタを共有してもよい。例えば、挿入チューブの先端に装着される偏光器キャップは、ほぼキャップの端壁のサイズを有する大型偏光フィルタを有していてもよい。この大型偏光フィルタは、挿入チューブ１２のチャンネル１６のための開口を有していてもよい。あるいは、フィルタは、主撮像装置３２および主光源３４の前方にあるキャップの端壁の領域のみを占めていてもよい。この実施形態により、主撮像装置３２および主光源３４の前方の偏光面の方向を正確に方向付けることができる。
【００６９】
一般に、偏光フィルタは、撮像装置の前方に装着されるキャップ内に配置されてもよく、撮像装置のレンズアセンブリ内に配置されてもよく、あるいは、撮像装置の前面に取り付けられてもよい。リング・クランプ配置、留め金による嵌合またはプラスチック摩擦嵌合配置、あるいは、更には永久結合などの様々な取り付け技術が使用されてもよい。あるいは、偏光フィルタは、内視鏡の長さに沿って延びる光ファイバ束の光路に沿って配置されてもよく、または、外部光源ボックス内に配置されてもよい。
【００７０】
更に他の代替的な実施形態では、図２および図３に示されるキャップ３８に類似する１つ以上の偏光フィルタを有するキャップが、補助撮像装置６４上に配置されてもよい。
【００７１】
更なる他の代替的な実施形態では、図６に示されるように、腹腔鏡検査中または関節鏡検査中などの処置中に内視鏡アセンブリと見なされてもよい複数の内視鏡８０，８２が使用される場合、内視鏡８０，８２によって引き起こされる光干渉を減少させるために１つ以上の内視鏡８０，８２上に偏光器キャップ８４，８６が配置されてもよい。図６では、内視鏡８０，８２が腹腔８８内に挿入されている。好ましくは、内視鏡８０，８２のうちの少なくとも１つは、手術器具９０が腹腔８８にアクセスできるようにするチャンネルを有している。図示の実施形態では、内視鏡８０，８２のうちの１つ以上が光源を有していてもよい。場合によっては、すべての内視鏡８０，８２のそれぞれが１つの光源を有している。同様に、内視鏡８０，８２のうちの１つ以上が撮像装置を有していてもよい。場合によっては、すべての内視鏡８０，８２のそれぞれが１つの撮像装置を有する。１つの特定のケースでは、内視鏡のうちの１つのみが１つの光源を有する一方で、他の内視鏡のそれぞれが１つの撮像装置のみを有する。図示の実施形態では、同じキャップ８４，８６の偏光フィルタが同じ偏光面を有していてもよく、また、異なるキャップ８４，８６の偏光フィルタが異なる偏光面を有していてもよい。あるいは、キャップが同じ偏光面を有していてもよいが、医師は、１つ以上の内視鏡を適切な方向に回転させることができる。２つの内視鏡８０，８２のみが使用される場合、２つのキャップ８４，８６は、互いから９０°に方向付けられるそれらの偏光面を有していてもよい。３つの内視鏡のみが使用される場合、３つのキャップは、各内視鏡で光干渉を大幅にキャンセルするために相互に１２０°に方向付けられる偏光面を有していてもよい。
【００７２】
更なる他の実施形態において、内視鏡は、偏光フィルタ間の方向を容易に調整できるように、偏光キャップおよび撮像アセンブリの両方に方向付け構成を有していてもよい。１つのそのような実施形態は、偏光キャップに対して取り外し不能に固定された小型マグネットと、撮像アセンブリに対して固定された金属要素とを含んでいる。マグネットは、ネオジム鉄ボロン型永久磁石などの希土類磁石であってもよい。マグネットおよび金属要素の方向は、偏光フィルタが適切に位置合わせされるときにマグネットによって形成される磁場が最も強く金属要素を引き付けるように設定される。このようにすると、金属要素は、マグネットに近接しているときには、マグネットにより正しい位置へと必然的に引き寄せられる。また、マグネットおよび金属要素が接触すると、方向の変化に抵抗し且つ偏光フィルタ間で適切な方向を維持する結合が形成される。医師が撮像アセンブリを力強く推し進める場合など、かなりの力が加えられるときにのみ、磁気結合が壊され、それにより、医師は撮像アセンブリを再び位置合わせしあるいは除去することができる。あるいは、マグネットが撮像アセンブリ内に配置されてもよく、また、金属要素がキャップ上に位置されてもよい。更に、撮像アセンブリおよびキャップの両方でマグネットが使用されてもよい。
【００７３】
更なる他の実施形態において、方向付け機構は、撮像アセンブリに対して付設されて撮像アセンブリから僅かに離れて突出するピン、ロッド、または、形体などの機構と、撮像アセンブリ上の対応する機構と結合する偏光キャップ上のカップおよびチューブなどの機構とを含んでいる。機構は、２つの機構が係合される際にその係合を解除するためにかなりの力が必要とされるようにゴムなどの圧縮性材料から形成されてもよい。このようにすると、医師は、最初に、挿入チューブの先端を超えて撮像アセンブリを滑動させた後、補助撮像装置のガイド下で撮像アセンブリを回転させて、偏光フィルタ間の正しい相対的方向を得る。偏光フィルタ間で正しい相対的方向が得られると、医師は、２つの機構が相互に係合して係止するように撮像アセンブリを引っ込めてもよい。その後に機構の係合を解除するため、医師は、撮像アセンブリを力強く推し進めてもよい。
【００７４】
更なる他の実施形態において、撮像アセンブリの先端は、挿入チューブのチャンネル内での撮像アセンブリの位置を固定できるメカニズムを含んでいる。そのようなメカニムズは、膨張可能なバルーン、ガイドワイヤを介して作動されるスプリング、機械的な係合構造、または、ゴムまたは発泡体を組み込む大径圧縮領域などの摩擦方法の使用を含んでいてもよい。
【００７５】
本出願において、用語「挿入チューブ」、「撮像アセンブリ」および「内視鏡」は、置き換え可能であり、同じあるいは類似する意味を有していてもよく、また、同じあるいは類似する機構および機能を有していてもよい。識別および説明を容易にするための用途では、異なる用語が使用される。また、そのような説明は、用途の幅を限定するために使用されるべきではない。「挿入チューブ」、「撮像アセンブリ」または「内視鏡」は、内視鏡検査の幅広い分野において想定し得るタイプの器具を単に示しているにすぎず、また、本発明は、多くの形態の内視鏡および医療撮像装置に対して適用されてもよい。
【００７６】
また、他の内視鏡のチャンネルを通じて挿入される１つの内視鏡（例えば、好ましい実施形態で説明したように、撮像カテーテルが主内視鏡を通じて挿入される場合など）の形態は、大型−小型内視鏡形態と称することができる。この場合、大径内視鏡が大型内視鏡と称され、小径内視鏡が小型内視鏡と称される。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の１つの実施形態に係る撮像アセンブリを有する内視鏡の斜視図を示している。
【図２】偏光器キャップを有する図１の内視鏡の挿入チューブ先端の斜視図を示している。
【図３】図２の偏光器キャップの斜視背面図を示している。
【図４】図１に示される撮像アセンブリの斜視図を示している。
【図５】撮像アセンブリのレンズバレルの断面図を伴う図１の撮像アセンブリおよび内視鏡の先端の斜視図を示している。
【図６】複数の内視鏡を伴う腹腔の断面図を示している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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