| 【発明の名称】 |
胆汁モニタ用プローブ |
| 【発明者】 |
【氏名】岡 正朗
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| 【要約】 |
【課題】食道又は胃の中の胆汁の濃度測定において、プローブが生体を傷つけることなく、かつ正確な測定ができるようにすること。
【解決手段】プローブ１のハウジング部は、管２と樹脂８とから構成され、先端部は滑らかな形状とされている。このハウジング部の中に発光素子３と、受光素子４と、これらに接続された導線を有するケーブル５と洗浄用液体供給用の管６が配置されている。ハウジング部の先端近傍には流体通路７（貫通孔）が設けられている。発光素子３の発光面と受光素子４の受光面はこの流体通路７内に露出して対向している。管６の先端部は流体通路７の途中で連通している。プローブ１が被験者の食道又は胃の中に留置されると、発光素子３から照射された光は流体通路を横切って受光素子４に至る。受光素子４は、透過光の強度に応じた電気信号を出力し、この信号は導線を介して外部に導出される。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 長軸状であり、先端を滑らかな形状とされ、その先端近傍において長手方向に交差する方向に貫通孔を備えた可撓性のハウジング部と、前記ハウジング部の内部に設けられ、前記貫通孔を照射光が横切るように対向配置された発光素子および受光素子と、前記ハウジング部の内部に設けられ、前記発光素子および受光素子にそれぞれ接続された複数の導線と、を具備する胆汁モニタ用プローブ。
【請求項２】 ハウジング部は、発光素子および受光素子と、これらの導線とを収容し、対向する一対の孔部が先端近傍に設けられた可撓性の第１の管状部材と、前記一対の孔部を結ぶ貫通孔が形成されるようにして前記第１の管状部材の内部の少なくとも先端部分に充填されると共に前記第１の管状部材の先端を略半円球状に覆う可撓性を有する充填材と、から形成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の胆汁モニタ用プローブ。
【請求項３】 ハウジング部の内部には貫通孔の途中に設けられた開口部に洗浄用液体を前記ハウジング部の基端側から導く洗浄用液体流路が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の胆汁モニタ用プローブ。
【請求項４】 洗浄用液体流路は第２の管状部材から形成され、ハウジング部は、発光素子および受光素子と、これらの導線と、前記第２の管状部材とを収容し、対向する一対の孔部が先端近傍に設けられた可撓性の第１の管状部材と、前記一対の孔部を結ぶ貫通孔が形成されるようにして前記第１の管状部材の内部の少なくとも先端部分に充填されると共に前記第１の管状部材の先端を略半円球状に覆う可撓性を有する充填材と、から形成されたものであることを特徴とする請求項３に記載の胆汁モニタ用プローブ。
【請求項５】 発光素子は複数個であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の胆汁モニタ用プローブ。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は食道又は胃への胆汁の逆流をモニタするためのプローブに関する。
【０００２】
【従来の技術】食道又は胃への胆汁の逆流をモニタすることは、種々の病気の診断にきわめて有用である。このモニタを行うため、従来は主に２つの方法により胆汁濃度を測定していた。
（ｉ）食道又は胃の中に留置した管から食道内液又は胃液を採取し、これを分析する。
（ii）光ファイバを内部に有するプローブを食道又は胃の中に留置して光学的に測定する。
【０００３】連続測定を行う場合には（ii）の方が優れている。本発明は（ii）に関するものである。従来のこの種の測定に用いられるプローブは、ダイジェスティブ ディジーズ アンド サイエンス誌 (Digestive Disease and Sciences) Vol. 38,No.7 (July 1993) p.1297-1300 、ジ アメリカン ジャーナル オブ サージェリー誌 (THE AMRERICAN JOURNAL OF SURGERY)VOLUME 169 JANUARY 1995 p.98-99 に示すように構成されていた。すなわち可撓性を有する管の中には複数本の光ファイバが設けられている。管の先端部には支持部材が設けられ、この支持部材には略半球状の反射部材が取り付けられている。反射部材の底面は光を反射する反射面となっており、光照射用の光ファイバから照射された光はこの反射面で反射されて受光用の光ファイバの先端面で受光されるようになっている。
【０００４】光照射用および受光用それぞれの光ファイバの基端側には信号処理装置が接続されている。信号処理装置は、光照射用の光ファイバに、胆汁に対し特に吸光度が大きい波長の光を供給し、受光用の光ファイバから得られる光を電気信号に変換し、この信号に基づいて胆汁濃度を検出する。
【０００５】このプローブが被験者の胃の中に留置されているならば、胃の中の液体は光ファイバの先端面と反射面の間に存在する。前記波長は胆汁に対し特に吸光度が大きいので、その受光した光の強度は胆汁濃度に応じて変化し、これに基づいて胃の中の胆汁濃度を連続測定することができる。プローブが食道内に留置されていても同様である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のプローブは、管の先端に設けられた反射部材の周縁部により生体が傷つけられていた。また、異物が反射部材と管との間に残留したときは、測定が不可能になるので一旦体内からプローブを取り出してこれを除かなければならなかった。また、光ファイバによって光を導いていたので、光量の損失が大きく、高濃度の胆汁測定の場合にはノイズが大きくなり測定精度に問題があった。
【０００７】本発明はこのような従来の欠点に鑑みなされたもので、その目的は、生体を傷つけることく正確に測定をすることができるようにすることであり、また、測定光路に異物が残留した場合でもプローブを体内から取り出すことなく、容易に異物を取り除くことができるようにすることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１に係るプローブは、長軸状であり、先端を滑らかな形状とされ、その先端近傍において長手方向に交差する方向に貫通孔を備えた可撓性のハウジング部と、前記ハウジング部の内部に設けられ、前記貫通孔を照射光が横切るように対向配置された発光素子および受光素子と、前記ハウジング部の内部に設けられ、前記発光素子および受光素子にそれぞれ接続された複数の導線と、を具備する構成となっている。
【０００９】このプローブが被験者の胃の中に留置されると、プローブの貫通孔は胃の中の液体で満たされる。発光素子から照射された光はこの貫通孔を横切って受光素子に至る。受光素子は、透過光の強度に応じた電気信号を出力する。この信号は導線を介してプローブから導出される。プローブが食道内に留置された場合でも同様である。
【００１０】請求項２に係るプローブは、請求項１に係るプローブにおいて、そのハウジング部は、発光素子および受光素子と、これらの導線とを収容し、対向する一対の孔部が先端近傍に設けられた可撓性の第１の管状部材と、前記一対の孔部を結ぶ貫通孔が形成されるようにして前記第１の管状部材の内部の少なくとも先端部分に充填されると共に前記第１の管状部材の先端を略半円球状に覆う可撓性を有する充填材と、から形成されたものであることを特徴とする。
【００１１】このプローブの内部に配置される発光素子、受光素子、導線はすべて充填材により固定されると共に、この充填材により貫通孔が形成される。
【００１２】請求項３に係るプローブは、請求項１に係るプローブにおいて、ハウジング部の内部には貫通孔の途中に設けられた開口部に洗浄用液体を前記ハウジング部の基端側から導く洗浄用液体流路が設けられていることを特徴とする。
【００１３】ハウジング部の基端側から洗浄用液体流路に洗浄用液体を供給するならば、洗浄用液体は貫通孔の途中で噴出する。これにより貫通孔は洗浄される。
【００１４】請求項４に係るプローブは、請求項３に係るプローブにおいて、洗浄用液体流路は第２の管状部材から形成され、ハウジング部は、発光素子および受光素子と、これらの導線と、前記第２の管状部材とを収容し、対向する一対の孔部が先端近傍に設けられた可撓性の第１の管状部材と、前記一対の孔部を結ぶ貫通孔が形成されるようにして前記第１の管状部材の内部の少なくとも先端部分に充填されると共に前記第１の管状部材の先端を略半円球状に覆う可撓性を有する充填材と、から形成されたものであることを特徴とする。
【００１５】このプローブの内部に配置される発光素子、受光素子、導線および第１の管状部材はすべて充填材により固定されると共に、この充填材により貫通孔が形成される。
【００１６】請求項５に係るプローブは、請求項１乃至４のいずれかに記載のプローブにおいて、発光素子が複数個であることを特徴とする。
【００１７】このプローブでは、複数波長の光が貫通孔内の測定対象に照射され、それらの透過光の強度に応じた電気信号が導出される。
【００１８】
【発明の実施の形態】本実施の形態のプローブを図１および図２に示す。図１は本プローブの先端部の外観を示し、図２はその縦断面を示す。これらの図を参照して、本プローブ１の構成を説明する。
【００１９】可撓性を有する管２の先端近傍には１対の孔部２ａ、２ｂが対向して設けられている。この管２は外径4mm 、材質はＰＶＣである。管２の内部であって、孔部２ａ、２ｂの近傍には、発光素子３と受光素子４が対向配置されている。発光素子３は波長470nm （青色）の光を発生するＬＥＤであり、管２の先端側に設けられている。受光素子４はフォトダイオードである。発光素子３の発光面と、受光素子４の受光面との間は約1mm となっている。
【００２０】管２の内部には更に、ケーブル５が設けられており、ケーブル５は４本の導線を備え、そのうち２本づつが発光素子３と受光素子４にそれぞれ接続されている。管２の内部には更に、先端部を樹脂９（図２参照）で閉塞された可撓性の管６が設けられている。この管６の外径は約1.2mm 、材質はポリエチレンである。
【００２１】管２の先端内部は、孔部２ａ、２ｂを両端とする流体通路７が形成されるようにしてエポキシレジンの樹脂８によって充填されている。流体通路７の直径は約3.4mm である。発光素子３および受光素子４は、樹脂８により管２に固定されており、ケーブル５および管６もその先端部分は樹脂８により管２に固定されている。発光素子３の発光面、受光素子４の受光面はそれぞれ流体通路７内に現われ、相互に対向している。管２の先端は更に樹脂８によって略半円球状に形成されている。管２と樹脂８によりハウジング部が構成される。
【００２２】図２に示すように、管６には孔部６ａが設けられており、流体通路７はその中ほどでこの孔部６ａを介して管６の内部と連通している。孔部６ａの直径は0.7mm である。管２の基端側は、ケーブル５および管６が導出されている。
【００２３】このプローブ１を使用して胃の中の胆汁の濃度をモニタするシステムは、図３に示すような構成となる。本システムは、プローブ１、信号処理装置１０および洗浄用液体供給装置２０から構成される。
【００２４】信号処理装置１０は、ケーブル５の導線を介してプローブ１の発光素子３に電力を供給して駆動する光源駆動部１１、ケーブル５の導線を介して受光素子４から与えられる信号を増幅する増幅部１２、増幅部１２の出力から胆汁の濃度を求める変換処理部１３、この変換処理部１３の出力を表示する表示部１４、同じくその出力を記録する記録部１５とから構成されている。
【００２５】洗浄用液体供給装置２０は操作者の操作によりプローブ１の管６に洗浄用液体を供給する装置である。ここで洗浄用液体は水である。
【００２６】次にプローブ１の作用を、システムの動作と共に説明する。まず操作者は、プローブ１を被験者の胃の中に入れて留置する。このときプローブ１の先端部は滑らかな形状であり、先端近傍に長手方向に直交する方向に流体通路７の貫通孔が設けられているだけの形状であるので、体内の移動の際に体内を傷つけることはない。
【００２７】次に操作者は信号処理装置１０の動作を開始させる。このとき、プローブ１の流体通路７は胃の中の液体で満たされている。発光素子３から照射された光は流体通路７内の液体を透過して受光素子４に至る。この光の波長は、470nm であるから、ビリルビンに対し吸光度が大きい波長である。胆汁色素の主成分はビリルビンである。したがって、その透過光の強度は胆汁の濃度に応じて変化する。
【００２８】受光素子４は、受光した光の強度に応じた電気信号を出力する。この信号はケーブル５の導線を介して増幅部１２に至り、ここで増幅され、変換処理部１３に至る。変換処理部１３では、与えられた信号から吸光度を求め、予め記憶している「吸光度−胆汁濃度対照テーブル」を参照して胆汁濃度を求め、これを表示部１４と記録部１５とに出力する。表示部１４はこれを表示し、記録部１５はこれを記録する。
【００２９】この測定中、プローブ１の流体通路７に異物が入ると、検出される光が極端に弱くなるので、表示部１４はこれに応じた表示を行う。操作者はこの表示を見て洗浄用液体供給装置２０を操作し、管６に洗浄用液体を送り込む。この洗浄用液体は管６の孔部６ａを経て流体通路７に噴出する。これにより流体通路７内の異物は流体通路７の外へ排出されるので、プローブ１を被験者の体内から取り出すことなく、測定を続行することができる。なお、上記のような異常が生じたときにその異常を検出し、これを音と光で操作者に報知する手段を設けても良い。また、この洗浄は異常発生時に装置が自動的に行うようにしても良い。この場合、洗浄用液体供給装置２０は、検出光の強度に基づいて異常事態を検出する手段と、この検出に応じて洗浄用液体の供給を行う手段とを備えるものとなる。
【００３０】測定終了後、プローブ１を被験者の体内から取り出す際にも、本プローブ１は上記のように滑らかな形状であるので、被験者の体内を傷つけることはない。以上はプローブ１を胃の中に留置した場合の説明であるが、プローブ１を食道内に留置した場合も同様である。
【００３１】次に第２の実施の形態を説明する。図４に示すように、この実施の形態のプローブ３０は、２つの発光素子３１ａ，３１ｂとこれらの照射光を受光する１つの受光素子３２を備え、これら発光素子３１ａ，３１ｂに接続される４本の導線と受光素子３２に接続される２本の導線を有するケーブル３３を備えている。発光素子３１ａは波長470nm （青色）の光を発生するLED であり、発光素子３１ｂは波長565nm （緑色）の光を発生するLED である。他の構成、すなわち、発光素子と受光素子とは管の中に樹脂で固定され、この樹脂によって発光素子と受光素子との間に流体通路が形成されていること、この流体通路に洗浄用液体を導くための管を設けること、は第１の実施の形態と同様であり、同じ要素には同じ番号を付している。
【００３２】このプローブ３０を用いて胆汁濃度をモニタするシステムは、図５に示すような構成となる。すなわち、このシステムはプローブ３０の中の管６に洗浄用液体を供給する洗浄用液体供給装置２０と、プローブ３０の中の発光素子３１ａ，３１ｂに電力を供給すると共に、受光素子３２の出力信号を処理する信号処理装置４０とを備えている。
【００３３】信号処理装置４０は、ケーブル３３の導線を介してプローブ３０の２つの発光素子３１ａ，３１ｂに電力を供給して駆動する光源駆動部４１と、ケーブル３３の導線を介して受光素子３２から与えられる信号を増幅すると共に光源駆動部４１の駆動のタイミングに応じて２つの波長の信号にそれぞれ分けるアナログ信号処理部４２と、アナログ信号処理部４２の出力から胆汁の濃度を求める変換処理部４３と、この変換処理部４３の出力を表示する表示部４４と、同じくその出力を記録する記録部４５とから構成されている。
【００３４】次にプローブ３０の作用を、このシステムの動作と共に説明する。まず操作者は、プローブ３０を被験者の胃の中に入れて留置する。第１の実施の形態におけるプローブ１と同様に、このプローブ３０も滑らかな形状であるので、このプローブ３０を体内に挿入、配置する際の移動時に体内を傷つけることがない。
【００３５】次に操作者は、信号処理装置４０の動作を開始させる。このとき、プローブ３０の流体通路７は胃の中の液体で満たされている。光源駆動部４１は発光素子３１ａ，３１ｂを交互に駆動して点滅させる。発光素子３１ａ，３１ｂから照射された光は流体通路７内の液体を透過して受光素子３２に至る。発光素子３１ａから照射された光の波長は470nm であり、ビリルビンに対し吸光度が大きい波長である。発光素子３１ｂから照射された光の波長は565nm であり、ビリベルジンに対し吸光度が大きい波長である。したがって、それぞれの透過光の強度はビリルビン、ビリベルジンの濃度に応じて変化する。
【００３６】受光素子３２は、受光した光の強度に応じた電気信号を出力する。この信号はケーブル３３の導線を介してアナログ信号処理部４２で増幅されると共に２つの波長470nm 、565nm の信号にそれぞれ分けられ、変換処理部４３に至る。変換処理部４３では、２つの波長470nm 、565nm の信号値からそれぞれの波長の光の吸光度を求め、これらの差を取り、予め記憶している「２つの波長の吸光度の差−胆汁濃度対照テーブル」を参照して胆汁濃度を求める。ここで、２つの波長の吸光度の差を取るのは次の理由による。
【００３７】胆汁色素の主成分はビリルビンであるが、酸化生成物であるビリベルジンも少量ではあるが一定の割合で含まれている。したがって２つの波長470nm 、565nmの吸光度はいずれも胆汁濃度を反映し、これら吸光度の差も胆汁濃度を反映している。ここで２つの波長の吸光度には、それぞれ胃液など胆汁以外のものによる成分も含まれている。しかしこれらの吸光度の差は、胃液などの成分が除去されたものとなり、精度良く胆汁濃度に対応する。
【００３８】変換処理部４３で求められた胆汁濃度は、表示部４４により表示され、記録部４５により記録される。
【００３９】この測定中、流体通路７内に異物が入ったとき、操作者はプローブ３０を胃の中に留置した状態で洗浄用液体供給装置２０を操作し、流体通路７内を洗浄することができる。これは第１の実施の形態と同じである。またプローブ３０を食道内に留置した場合も同様である。
【００４０】以上２つの実施の形態において、変換処理部１３および変換処理部４３では、予め記憶した対照テーブルを用いて胆汁濃度を求めるようにした。しかし、これらの手段を、例えばランバート・ベールの法則に基づいた式など、所定の式を使って、与えられた信号を、計算によって胆汁濃度に変換する手段としても良い。
【００４１】
【発明の効果】本発明によれば、プローブの先端部を滑らかな形状としたので、このプローブが体内を移動する際に体内を傷つけることがない。また、プローブに発光素子、受光素子を設け、これらが対向した間に測定対象が直接存在するようにしたので、光量の損失が少なくなる。このため、高濃度の胆汁測定の場合であってもノイズが小さくなり、精度良く測定することができる。
【００４２】また本発明によれば、洗浄用液体を測定通路に噴出させることができるようにしたので、測定通路に異物が入っても外部からの操作で除去することができ、連続して胆汁濃度をモニタすることが容易となる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】５９８１５９７９１
【氏名又は名称】岡 正朗
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| 【出願日】 |
平成１０年１１月１９日（１９９８．１１．１９） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７４１４７
【弁理士】
【氏名又は名称】本田 崇
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| 【公開番号】 |
特開２０００−１５２９１５（Ｐ２０００−１５２９１５Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年６月６日（２０００．６．６） |
| 【出願番号】 |
特願平１０−３２８９８２ |
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