(57)【要約】【課題】内層にチューブ本体を有し外層にコイル部材を有する二層構造においてチューブ本体とコイル状部材との密着性を向上させると共に、光学プローブの細径化と耐キンク性向上との両立を図ること。【解決手段】光ファイバーを内包するためのプローブ用チューブ１１０は、チューブ本体としての管状部材１１１と、螺旋状に巻回された平角線から成り、管状部材１１１に外嵌されているコイル状部材１１２と、を有する。コイル状部材１１２は、所定の内径を有する。管状部材１１１は、コイル状部材１１２の内径よりも細径化された状態でコイル状部材１１２に挿通された後に太径化され、これにより、コイル状部材１１２は、管状部材１１１に外嵌される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバーを内包するチューブを有し、
前記チューブは、
チューブ本体としての管状部材と、
螺旋状に巻回された平角線から成り、前記管状部材に外嵌されているコイル状部材と、
を有する、
光学プローブ。
【請求項２】
光ファイバーを内包するための光学プローブ用チューブであって、
チューブ本体としての管状部材と、
螺旋状に巻回された平角線から成り、前記管状部材に外嵌されているコイル状部材と、
を有する光学プローブ用チューブ。
【請求項３】
光ファイバーを内包するための光学プローブ用チューブの製造方法であって、
螺旋状に巻回された平角線から成り、所定の内径を有するコイル状部材を用意する第１の用意ステップと、
前記所定の内径よりも細い第１の外径を有するチューブ本体としての管状部材を用意する第２の用意ステップと、
前記管状部材を前記コイル状部材に挿通する挿通ステップと、
前記コイル状部材に挿通された前記管状部材を太径化させることにより、前記コイル状部材を前記管状部材に外嵌する嵌合ステップと、
を有する、光学プローブ用チューブの製造方法。
【請求項４】
前記第２の用意ステップは、塑性変形により前記管状部材を前記第１の外径まで細径化させ、
前記嵌合ステップは、熱膨張により前記管状部材を前記第１の外径から太径化させる、
請求項３に記載の、光学プローブ用チューブの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、体腔内部の光学特性の測定に用いられる医療用の光学プローブに関する。また、本発明は、光ファイバーを内包するための光学プローブ用チューブ、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
可撓性を有する長尺の光学プローブ（以下、単に「プローブ」という）を、例えば内視鏡のチャンネルに挿通することで体腔（消化器系の場合、食道及び胃等）内に導入し、このプローブにより体腔内部の状態を測定することが、従来知られている。また、この測定の方法として、近赤外分光法及びラマン分光法等が知られている。
【０００３】
近赤外分光法による体腔内部測定では、体腔内の観察対象部位、例えば病変部に対して近赤外光を照射し、病変部からの反射光のスペクトルを解析することで、病変部の生体組織の成分を解析する。
【０００４】
また、近年行われている、ラマン分光法による体腔内部測定では、病変部に対して例えばレーザー光等の励起光を照射し、これにより発生したラマン散乱光を分光器で検出することで、病変部の生体組織の分子構造或いは状態を解析する。
【０００５】
プローブは、光ファイバー等を内包するチューブを有する。このチューブは、体腔の湾曲或いは体腔内に導入された内視鏡の湾曲に追従して湾曲する柔軟性を有する。
【０００６】
また、プローブには耐キンク性も求められる。例えば特許文献１記載のプローブでは、樹脂性のチューブ本体に金属製のコイル状部材を外嵌した二層構造を採用しており、これにより、耐キンク性を実現するための剛性の確保を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−７５５４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１記載のプローブにおいては、コイル状部材として使用される線材は丸線である。よって、コイル状部材とチューブ本体との接触面積が小さいため、コイル状部材とチューブ本体との密着性の向上に一定の限界がある。
【０００９】
また、丸線を細径化すると、プローブを細径化することができるが、プローブの剛性が低下してプローブが曲がりやすくなる。したがって、丸線を細径化し過ぎると、プローブの曲げ半径が光ファイバーの最小曲げ半径よりも小さくなるまでプローブが湾曲することが可能となり、その結果、光ファイバーを座屈及び折損させてしまう虞がある。すなわち、丸線が細い場合、耐キンク性を実現する十分な剛性が得られない虞がある。一方、十分な剛性を得るために丸線を太径化すると、プローブが太径化するという問題がある。
【００１０】
本発明の目的は、内層にチューブ本体を有し外層にコイル状部材を有する二層構造においてチューブ本体とコイル状部材との密着性を向上させると共に、光学プローブの細径化と耐キンク性向上との両立を図ることができる、光学プローブ及び光学プローブ用チューブを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る光学プローブは、
光ファイバーを内包するチューブを有し、
前記チューブは、
チューブ本体としての管状部材と、
螺旋状に巻回された平角線から成り、前記管状部材に外嵌されているコイル状部材と、
を有する。
【００１２】
本発明に係る光学プローブ用チューブは、
光ファイバーを内包するための光学プローブ用チューブであって、
チューブ本体としての管状部材と、
螺旋状に巻回された平角線から成り、前記管状部材に外嵌されているコイル状部材と、
を有する。
【００１３】
本発明に係る光学プローブ用チューブの製造方法は、
光ファイバーを内包するための光学プローブ用チューブの製造方法であって、
螺旋状に巻回された平角線から成り、所定の内径を有するコイル状部材を用意する第１の用意ステップと、
前記所定の内径よりも細い第１の外径を有するチューブ本体としての管状部材を用意する第２の用意ステップと、
前記管状部材を前記コイル状部材に挿通する挿通ステップと、
前記コイル状部材に挿通された前記管状部材を太径化させることにより、前記コイル状部材を前記管状部材に外嵌する嵌合ステップと、
を有する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、内層にチューブ本体を有し外層にコイル状部材を有する二層構造においてチューブ本体とコイル状部材との密着性を向上させると共に、光学プローブの細径化と耐キンク性向上との両立を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】診断システムの構成例を示す図
【図２】図１の診断システムに用いる内視鏡の先端部の斜視図
【図３】本発明の一実施の形態に係るプローブの本体の構成を示す部分断面図
【図４Ａ】本発明の一実施の形態に係るチューブ製造方法において用意されるコイル状部材を示す図
【図４Ｂ】本発明の一実施の形態に係るチューブ製造方法において用意されるチューブ本体を示す図
【図４Ｃ】本発明の一実施の形態に係るチューブ製造方法においてチューブ本体をコイル状部材に挿通する工程を示す図
【図４Ｄ】本発明の一実施の形態に係るチューブ製造方法においてコイル状部材をチューブ本体に外嵌する工程を示す図
【図５】図３に示すプローブの構成の変形例を示す部分断面図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【００１７】
図１は、診断システムの構成例を示す図である。図１の診断システム１は、内視鏡２、内視鏡プロセッサー３、ベースユニット４、入力装置５、モニター６、７、及びプローブ１０を有する。
【００１８】
内視鏡２は、体腔内に導入可能に形成された可撓性を有する長尺の内視鏡本体２１と、内視鏡本体２１の基端部２１ａに設けられた操作部２２と、操作部２２を介して内視鏡本体２１と内視鏡プロセッサー３とを通信可能に接続するケーブル２３と、を有する。
【００１９】
内視鏡本体２１は、体腔内部を進入する際に体腔の湾曲に追従して容易に湾曲可能な可撓性を、その略全長にわたって有する。また、内視鏡本体２１は、操作部２２のノブ２２ａの操作に従って先端部２１ｂ側の一定範囲（操作可能部２１ｃ）を任意の角度で湾曲させることができる機構（図示せず）を有する。
【００２０】
内視鏡本体２１は、その先端部２１ｂの斜視図（図２）に示すように、カメラＣＡ、ライトガイドＬＧ及びチャンネルＣＨを有する。ライトガイドＬＧは、内視鏡プロセッサー３の照明光源３１から発光された光（可視光）を先端部２１ｂまで導光し、その光を先端部２１ｂから出射させる。カメラＣＡは、固体撮像素子を備えた電子カメラであり、ライトガイドＬＧから出射された光により照明された領域を撮像し、その信号（撮像信号）を内視鏡プロセッサー３の画像処理部３２に伝送する。伝送された撮像信号に基づく映像（内視鏡映像）は、モニター６に表示される。チャンネルＣＨは、操作部２２に形成された導入口２２ｂと連通するように内視鏡本体２１に形成された例えば２．６ｍｍ径の内腔である。
【００２１】
プローブ１０の本体（プローブ本体）１１は、内視鏡２のチャンネルＣＨに挿通可能な外径（例えば２．４ｍｍ）を有する。プローブ本体１１は、プローブ基端部１１ａからプローブ先端部１１ｂまで延在する長尺の可撓性線状部材であり、チャンネルＣＨへの挿通により体腔に導入される。プローブ本体１１は、プローブ基端部１１ａに設けられたコネクターを介してベースユニット４に接続されている。プローブ本体１１は、照射用光ファイバー１１４（図３参照）により、ベースユニット４のレーザー４１（例えば半導体レーザー又は固体レーザー等）から発光されたレーザー光を導光し、その光を体腔内の観察対象部位の励起光として出射する。なお、励起光の光源は、レーザー４１でなくても良く、キセノンランプ、ハロゲンランプ又はＬＥＤ（Light Emitting Diode）等であっても良い。
【００２２】
また、プローブ本体１１は、観察対象部位からの反射光を受光用光ファイバー１１５（図３参照）により受光し、その光をベースユニット４の分光器４２へ導光する。分光器４２へ導光された光に含まれるラマン散乱光は、分光器４２によりスペクトル解析を施される。スペクトル解析結果は、コンピューター４３のＣＰＵ（Central Processing Unit）４３ａにより画像処理等を施され、グラフとしてモニター７に表示される。ＣＰＵ４３ａにおいて病状等についての判定を行い、その判定結果をメモリー４３ｂに保存すると共にモニター７に表示するようにしても良い。また、コンピューター４３における各種の解析及び判定の実行及び設定等は、入力装置５（例えばキーボード又はマウス等）を操作することによって行うことができる。なお、反射光を検出する検出器は、分光器４２でなくても良く、パワーメーター（照度センサー）等であっても良い。
【００２３】
図３は、プローブ本体１１の構成を示す部分断面図である。
【００２４】
図３に示すプローブ本体１１は、光学プローブ用チューブである長尺のチューブ１１０を有する。チューブ１１０は、チューブ本体としての管状部材１１１と、管状部材１１１の外周面を覆うように配置されているコイル状部材１１２と、を有する。チューブ１１０の構成及びその製造方法については後述する。プローブ本体１１は、金属枠１１３Ａ、１１３Ｂから成る長さ１０〜１５ｍｍ程度の鏡筒１１３をさらに有する。
【００２５】
照射用光ファイバー１１４及び受光用光ファイバー１１５はいずれも、外径１００〜３００μｍ程度の長尺線状部材であり、プローブ本体１１に収納されている。照射用光ファイバー１１４は、プローブ基端部１１ａのコネクターを介してベースユニット４のレーザー４１と光学的に接続されている。受光用光ファイバー１１５は、プローブ基端部１１ａのコネクターを介してベースユニット４の分光器４２と光学的に接続されている。
【００２６】
照射用光ファイバー１１４の先端部及び受光用光ファイバー１１５の先端部は、例えば金属、石英ガラス又はジルコニア等から成る部材であるフェルール１１６により保持されて、鏡筒１１３に嵌入されている。これにより、照射用光ファイバー１１４の出射端面（つまり励起光の出射面）及び受光用光ファイバー１１５の入射端面（つまり反射光の受光面）が位置決めされている。プローブ先端部１１ｂの近傍且つ出射端面及び入射端面の前方の位置には、例えば石英ガラス又はサファイア等から成るレンズ１１７が配置されている。レンズ１１７は、外部への光の照射、外部からの光の受光、及び光路の気密性を向上させる目的で装備されている。レンズ１１７は、複数枚のレンズ群であっても良い。
【００２７】
なお、レンズ１１７と照射用光ファイバー１１４の出射端面及び受光用光ファイバー１１５の入射端面との間の位置には、光学フィルターを配置しても良い。より具体的には、レンズ１１７と照射用光ファイバー１１４の出射端面との間には、励起光の波長のみを透過させる光学フィルターを配置し、レンズ１１７と受光用光ファイバー１１５の入射端面との間には、励起光の波長のみを透過させない光学フィルターを配置することが、好ましい。
【００２８】
また、照射用光ファイバー１１４及び受光用光ファイバー１１５が１本のファイバーで兼用されていても良い。この場合は、光学フィルターを上記のようにプローブ先端部１１ｂ付近に設けず、プローブ基端部１１ａに光路切り替え部材として設けることが、好ましい。
【００２９】
チューブ１１０の構成は、内層に管状部材１１１を有し外層にコイル状部材１１２を有する二層構造である。
【００３０】
コイル状部材１１２は、内径Ｄｃ［ｍｍ］（図４Ａ）を有するように螺旋状に巻回された平角線から成る。平角線の素材は、ステンレス鋼又はタングステン鋼等の金属である。コストの観点からはＳＵＳ３０４等のステンレス鋼が好ましい。
【００３１】
このように、本実施の形態では、コイル状部材１１２として平角線コイルを使用する。これにより、コイル状部材１１２の全長にわたって内径Ｄｃを一定とすることができる。そのため、コイル状部材１１２を管状部材１１１に外嵌するとき、コイル状部材１１２を管状部材１１１に密着させることができる。すなわち、丸線コイルを使用する場合に比べて、チューブ１１０の内層と外層との密着性を向上させることができる。内層と外層とがいわゆる締まり嵌めの状態で密着して一体となるため、内層と外層との相対位置の変化が生じにくくなり、ひいては擦れによる内層の破損が生じにくくなるため、高い耐久性を実現することができる。
【００３２】
また、平角線コイルを使用することにより、隣接する平角線１１２ａ、１１２ｂの側面が互いに接触する。この面接触により、チューブ１１０の曲がりに抵抗してチューブ１１０の直線状態を維持しようとする力を生じさせることができる。したがって、チューブ１１０及びプローブ１０の剛性ひいてはプローブ１０の耐キンク性を向上させることができる。平角線を使用すれば、たとえその厚さが薄くても、上記の面接触を生じさせることができるため、平角線を薄くすることでプローブ１０の細径を保つことができる。すなわち、プローブ１０の細径化と耐キンク性向上との両立を図ることができる。
【００３３】
管状部材１１１は、チューブ本体を成すものであり、プローブ１０の可撓性を実現するための柔軟性を有する。管状部材１１１の素材は、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）若しくはＰＦＡ（パーフルオロアルコキシアルカン）等のフッ素系樹脂又はナイロン等の熱可塑性樹脂である。耐熱性の観点からはＰＴＦＥが好ましい。
【００３４】
チューブ１１０においてコイル状部材１１２に対して内層に管状部材１１１を配置するために、本実施の形態では、コイル状部材１１２の内径Ｄｃよりも細い外径Ｄｔ１［ｍｍ］（例えば、（Ｄｃ−０．２）≦Ｄｔ１≦（Ｄｃ−０．０５））の管状部材１１１を用意する。
【００３５】
外径Ｄｔ１の管状部材１１１は、例えば、コイル状部材１１２の内径Ｄｃと同等以上の外径Ｄｔ２［ｍｍ］（例えば、Ｄｃ≦Ｄｔ２≦（Ｄｃ＋０．３））の管状部材１１１をその長手方向に延伸させ、管状部材１１１の塑性変形によって外径Ｄｔ２から外径Ｄｔ１まで細径化させることにより、作製することができる（図４Ｂ）。
【００３６】
なお、用意される管状部材１１１は、収縮方向の内部応力がかけられている状態で予め外径Ｄｔ１に形成されたものであっても良い。
【００３７】
細径化後の管状部材１１１は、コイル状部材１１２に挿通することができる（図４Ｃ）。
【００３８】
コイル状部材１１２に挿通された管状部材１１１を加熱すると、管状部材１１１の熱膨張によって外径Ｄｔ１から外径Ｄｔ３（例えば、Ｄｃ≦Ｄｔ３≦（Ｄｃ＋０．５））まで太径化させることができる（図４Ｄ）。これにより、コイル状部材１１２を管状部材１１１に外嵌することができる。なお、加熱温度は、管状部材１１１の素材にもよるが６０〜１００℃の範囲が好ましい。
【００３９】
このような製造方法により、内層の管状部材１１１と外層のコイル状部材１１２とがいわゆる締まり嵌めの状態で密着して一体となったチューブ１１０を得ることができる。また、管状部材１１１が熱可塑性を有する材料であるため、その特性を活かした工程（つまり、熱膨張による嵌合）によって、内層の管状部材１１１と外層のコイル状部材１１２とを一体化させることができる。
【００４０】
以上、本発明の実施の形態について説明した。今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００４１】
例えば、図５に示すように、コイル状部材１１２の平角線の外周側両端部に面取り１１２ｃが形成されていても良い。この面取りのサイズを調整することにより、チューブ１１０及びプローブ１０の剛性を調整することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１  診断システム
２  内視鏡
３  内視鏡プロセッサー
４  ベースユニット
５  入力装置
６、７  モニター
１０  プローブ
１１  プローブ本体
１１ａ  プローブ基端部
１１ｂ  プローブ先端部
１１０  チューブ
１１１  管状部材
１１２  コイル状部材
１１２ａ、１１２ｂ  平角線
１１３  鏡筒
１１３Ａ、１１３Ｂ  金属枠
１１４  照射用光ファイバー
１１５  受光用光ファイバー
１１６  フェルール
１１７  レンズ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
2013118892.tif 000008
【図４Ｄ】
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【図５】
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