專利名稱：內窺鏡及內窺鏡用光源裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及用肉眼觀察患者體腔內的纖維鏡等內窺鏡以及與該內窺鏡連接的內窺鏡用光源裝置。
背景技術：
作為醫療用的內窺鏡，公知借助導像裝置(image-guided)用肉眼觀察患者體腔內的纖維鏡。由于纖維鏡不需要如電子內窺鏡那樣拍攝體腔內的CCD等攝像裝置，因而也 無需發送通過拍攝得到的信號的信號電纜、接收該信號并生成內窺鏡圖像的處理器裝置等
坐寸ο因此在使用了纖維鏡的內窺鏡觀察過程中，除了纖維鏡之外，只要具有向光導向設備(light guide)提供照明光的光源裝置，就可觀察體腔內。此外，作為光源裝置，通過使用不需要電纜等的、可直接安裝于纖維鏡自身的電池式的便攜型光源單元，從而能夠容易搬運。由此，也可在醫院以外的自己住宅等進行內窺鏡診斷。在將這種便攜型光源單元安裝于纖維鏡進行內窺鏡觀察的情況下，為了進行長時間的觀察，需要能夠長時間照射具有充足光量的照射光。例如，如日本特開2009-146893號公報所示，將以一定頻率以上的頻率發出脈沖狀照明光的照明方法也應用于纖維鏡的照明中。近年來，作為體腔內的照明光，除了從氙燈發出的氙光等寬帶光之外，如日本特開2007-324239號公報所示，逐漸使用向熒光體等波長變換構件照射特定波長的激發光進行激發發光的白色光。這樣，在使用波長變換構件激發發光出白色光的情況下，通過激發光的脈沖發光，從而也能夠實現白色光的脈沖發光。由此，能夠謀求節省電力化，另外因為即便用脈沖照明人類眼睛也能識別為連續照明，所以能夠進行充分亮的照明。然而，由于波長變換構件的熒光變換效率具有溫度特性(在激發光的光量中被波長變換構件變換成熒光的比例隨著溫度而變化的特性)，因而激發光量與熒光光量的比例會發生變化，白色光的色調會發生改變。另外，作為激發光光源，在如發光二極管那樣使用了響應速度慢的半導體光源的情況下，難以使脈沖寬度小且亮。此外，近年來，為了謀求診斷能力及治療的進一步提高，除了進行基于白色光的普通光觀察之外，也進行通過窄帶光強調顯示表層血管等的NBI (Narrow Band Imaging)、觀察從體腔內發出的突光的 AFI (Auto Fluorescence Imaging)、PDD (Photo DynamicDiagnosis)等特殊光觀察、向腫瘤患部照射治療光以滅絕腫瘤的F1DT(Photo DynamicTherapy)等光學治療。因此，要求一種能夠實施這些多種類的觀察或治療的纖維鏡。

發明內容
本發明的主要目的在于提供一種在纖維鏡等內窺鏡中不改變色調就能照明得充分亮的內窺鏡及內窺鏡用光源裝置。另外，本發明的其他目的在于提供一種，不僅進行普通光觀察還能進行特殊光觀察或光學治療的內窺鏡及內窺鏡用光源裝置。
本發明的內窺鏡，其特征在于，具備激光器光源部，至少具有第I及第2激光器光源，所述第I激光器光源產生第I激光，所述第2激光器光源產生中心波長與所述第I激光不同的第2激光；波長變換部，配置成入射所述第I及第2激光，并將所述第I激光變換成白色光，向該白色光射出混合了第2激光的照明光；和光導向設備，傳送所述照明光并向體腔內放射。優選，所述第I激光的中心波長為445nm。優選，所述第2激光是用于使體腔內的血管強調顯示的窄帶光。優選，所述第2激光是用于從體腔內激發熒光的激發光。優選，所述第2激光的中心波長為405nm。優選，所述第2激光是用于使體腔內的腫瘤患部光學性滅絕的治療光。優選，所述第2激光的中心波長為635nm。優選，所述第2激光是中心波長為405nm的藍色窄帶光。優選，所述第2激光是中心波長為473nm的藍色窄帶光。優選，所述第I及第2激光器光源周期性發出脈沖狀的激光。優選，所述第I及第2激光器光源能以GHz為單位進行調制。優選，內窺鏡具備接收來自體腔內的反射光并導出到目鏡部的導像裝置。 優選，所述內窺鏡具備內窺鏡本體，具有所述光導向設備；和光源單元，以與所述內窺鏡本體自由裝卸的方式設置，該光源單元具有所述激光器光源部、所述波長變換部及向所述激光器光源部供電的電池部。本發明的一種內窺鏡用光源裝置，連接于或者安裝于向體腔內射出經由光導向設備導出的光的內窺鏡，其特征在于，所述內窺鏡用光源裝置具備激光器光源部，至少具有第I及第2激光器光源，所述第I激光器光源產生第I激光，所述第2激光器光源產生中心波長與所述第I激光不同的第2激光；和波長變換部，配置成入射所述第I及第2激光，并將所述第I激光變換成白色光，向該白色光射出混合了第2激光的照明光，來自所述波長變換部的照明光入射到所述光導向設備。根據本發明，利用半導體激光器(Laser Diode)等激光器光源的發光點比發光二極管(Light Emitting Diode)小很多的特性，將來自多個激光器光源的激光聚光到一個熒光體，并混合從該熒光體發出的白色光及激光后入射到光導向設備。因而，由于能夠與白色光一起，經由光導向設備照射窄帶光、激發光、治療光等激光，因而除了普通光觀察之外，也能夠進行NBI、AFI、PDD等特殊光觀察或PDT等光學治療。另外，由于激光器光源能夠以GHz為單位進行調制，因而能夠根據熒光體的波長變換效率的溫度特性等各種條件進行激光調制，從而能夠不改變色調進行照明。


圖I是第I實施方式的支氣管鏡的外觀圖。圖2是光源單元的示意圖。圖3是用于說明脈沖狀藍色激光的說明圖。圖4是表示白色光的分光強度的曲線圖。圖5是表示中心波長為405nm的藍色激光和白色光的分光強度的曲線圖。圖6是表示中心波長為405nm的藍色激光、中心波長為635nm的治療光、白色光的分光強度的曲線圖。圖7是用于說明脈沖數、脈沖寬度、脈沖高度的說明圖。
圖8是在圖2的光源單元中增加了半導體激光器(473nm)的光源單元的示意圖。圖9是表示中心波長為405nm的藍色激光、中心波長為473nm的藍色激光、白色光的分光強度的曲線圖。圖10是第2實施方式的支氣管鏡的外觀圖。圖11是第3實施方式的支氣管鏡的外觀圖。
具體實施例方式圖I所示的第I實施方式的支氣管鏡10是纖維鏡，并具備內窺鏡本體11，其向體腔內同時混合照射多種光，用肉眼觀察來自體腔內的反射光；和光源單元12，其與該內窺鏡本體11自由裝卸，向內窺鏡本體11提供光和電力。內窺鏡本體11具備向體腔內插入的可撓性插入部20、用于觀察體腔內的目鏡部21、設置于插入部20與目鏡部21之間進行各種操作的操作部22。插入部20由前端部23、彎曲部24和可撓部25構成。彎曲部24由相互連結的多個彎曲部分(灣曲駒)構成，通過操作操作部20的角度鈕(angle knob，省略圖示)，使其沿著上下左右方向彎曲動作，并使前端部23朝向體腔內的希望方向。插入部20及操作部22設有導出來自光源單元12的光的光導向設備30 (LightGuide(LG))、和導出來自體腔內的反射光的導像裝置31(Image Guide (IG) )0此外，在附圖中，為了便于觀看，用細線表示。光導向設備30由捆綁了多個光學纖維的纖維束(fiberbundle)構成。該光導向設備30的入射側被作為一個纖維束，中間被分為2個纖維束30a、30b。被分開的一個纖維束30a的射出部朝向前端部23a的玻璃保護片33a，另一個纖維束30b朝向前端部23a的玻璃保護片33b。從光導向設備30射出的光，經由玻璃保護片33a、33b向體腔內照射。另外，在光導向設備30中的分叉點，優選在其跟前使光學纖維變形(混、抒)O導像裝置31由纖維束構成，從前端部23a的觀察窗35接收來自體腔內的反射光，并將接收到的光導出到目鏡部21。由此，在目鏡部21中可觀察體腔內。此外，在觀察窗35與導像裝置31之間配置有成像透鏡(省略圖示)。另外，在前端部23內，也可在玻璃保護片33a、33b與纖維束30a、30b之間配置照明透鏡系統。如圖2所示，光源單元12具備激光器光源部39、波長變換部40、電池部41、模式切換按鈕42。激光器光源部39、波長變換部40以及電池部41被收納在外殼53內，模式切換按鈕42被裝配在外殼53的外面。激光器光源部39具有發出中心波長互不相同的激光的半導體激光器(激光二極管，Laser Diode)45 47。波長變換波40具備入射來自各激光器45 47的激光的熒光體48、設置在各激光器45 47與熒光體48之間的第I聚光透鏡50、配置在熒光體48與光導向設備30之間的第2聚光透鏡51。另外,在外殼53中與光導向設備30對置的部分形成了開口 53a。在該開口 53a，作為保護機構(省略圖示)裝配有避免塵土等異物進入到光源單元12內的透明蓋或可開閉的快門。半導體激光器(405nm) 45發出中心波長為405nm的藍色激光(405nm)。半導體激 光器(445nm)46發出中心波長為445nm的藍色激光(445nm)。半導體激光器(653nm)47發出中心波長為635nm的治療光。熒光體48包括吸收來自半導體激光器45 47的激光器中的藍色激光(445nm)的一部分而激發發光為綠色 黃色的多種熒光體物質(例如，YAG系熒光體、或者BAM(BaMgAlltlO17)等熒光體)而構成。因而，通過藍色激光(445nm)的激發發光，使得熒光體48發出包括藍色激光(445nm)和綠色 紅色成分的光在內的白色光(參照圖4)。另外，優選熒光體48具有大致長方體形狀。這種情況下，熒光體48通過粘結劑將熒光體物質凝固形成為大致長方體形狀，另外，也可以將在無機玻璃等樹脂中混合了熒光體物質后的物質形成為大致長方體形狀。另一方面，藍色激光(445nm)以外的藍色激光(405nm)或治療光不被熒光體48吸收而直接透過去(其中，有時藍色激光(405nm)會激發熒光體)。半導體激光器45 47的各發光點例如如ΙμπιΧΙ μ m那樣小，因而能夠使來自這3個半導體激光器45 47的光通過第I聚光透鏡50而聚光在一個熒光體48上。另外，通 過使熒光體48微小化，由于來自熒光體48的光也能夠有效地聚光在光導向設備30上，因而能夠謀求光導向設備30的細直徑化。另外，在將來自熒光體48的光經由第I聚光透鏡50入射到光導向設備30之際，由于大多數光都入射到光導向設備30，因而能夠抑制透鏡轉動引起的發熱。因而，即便長時間進行內窺鏡診斷，也能夠避免光源單元12及其附近的發熱問題。與此相對,專利文獻I這樣的發光二極管(Light Emitting Diode)的發光點例如如ImmX Imm那樣大,所以難以如上述半導體激光器那樣將來助多個發光二極管的光聚光到一個熒光體上。假設要將來自多個發光二極管的光聚光到一個熒光體上，則熒光體不得不變大。這樣，當熒光體變大時，由于光向光導向設備30入射的入射效率也變差，因而易于引起發熱問題。另外，在半導體激光器(445nm)46中，如圖3所示，周期性地發出脈沖狀的藍色激光(445nm)。因而，這種脈沖狀的藍色激光(445nm)被周期性地照射到熒光體48，故從熒光體48也周期性發出脈沖狀的白色光。由此，在體腔內周期性照射脈沖狀的白色光。然后，通過縮短該脈沖狀的白色光的發光周期，從而不會感覺到是脈沖發光，與普通的連續照明同樣地能夠被人類識別。此外，由于半導體激光器較之發光二極管，其峰值亮度非常高，因而能夠更有效地進行向光導向設備的聚光，另外也能夠明亮地被察覺。進而，在脈沖發光的情況下，由于較之普通的連續照明能夠實現節省電力化，因而能夠使得電池60更耐用。此外，為了防止偏差，優選藍色激光(445nm)的閃爍周期盡量快。另外，除了藍色激光(445nm)之外，藍色激光(405nm)或治療光^35nm)也周期性照射為脈沖狀。半導體激光器45 47根據由模式切換按鈕42設定的模式來切換點亮和熄滅。在被設定為普通光觀察模式的情況下，由于只有半導體激光器(445nm)46點亮，因而從熒光體48只發出白色光。因而，具有圖4所示的分光強度的白色光被照射到體腔內。在被設定為特殊光觀察模式的情況下，由于半導體激光器(405nm)45和半導體激光器(445nm) 46這2個激光器點亮，因而除了由藍色激光(445nm)激發發光的白色光之外，從熒光體48還發出直接透過熒光體48的藍色激光(405nm)。因而，具有圖5所示的分光強度的白色光和藍色激光(405nm)被同時混合照射到體腔內。通過向體腔內照射窄帶光的藍色激光(405nm)，得到了表層血管等被強調顯示的效果(NBI)。另外，由于藍色激光(405nm)也是激發體腔內的熒光的激發光，因而通過藍色激光(405nm)的照射能夠觀察從體腔內發出的自身熒光(AFI)，另外在下藥時能夠觀察從體腔內發出的藥劑熒光(PDD)。此外，在PDD中，藥劑熒光的波長因給患者下的藥劑而不同。例如，作為藥劑，在給患者“光敏素(Photofrin) ”、“他拉泊芬鈉(Laserphyrin) ”及“維速達爾(Vi sudyne) ”藥劑時，從生物體組織發出中心波長為660nm的藥劑熒光。另外，作為藥劑，在給患者“ 5-ALA (氨基乙酰丙酸，7 ^ ^ 7 7' ^ ) 5-aminolevulinic acid”藥劑時,從生物體組織發出具有波長為635nm、670nm這2個峰值的藥劑熒光。此外，在本發明中，除了 PDD之外，作為熒光藥劑，也可使用ICG(Indocyanine Green)進行近紅外突光觀察。在近紅外突光觀察過程中，為了激發具有峰值波長845nm的近紅外域的熒光，需要能夠發出中心波長為SOOnm左右的激發光的光源(LD、LED等)。在被設定為治療模式的情況下，由于半導體激光器(405nm)45、半導體激光器(445nm)46、半導體激光器^35nm)47點亮，因而除了白色光之外，從熒光體48還發出直接透過熒光體48的藍色激光(405nm)及治療光。因而，具有圖6所示的分光強度的白色光、 藍色激光(405nm)、治療光被同時混合照射到體腔內。此外，在治療模式下，也可照射藍色激光(405nm)。在體腔內，當向蓄積了光敏物質(light-sensitive substance)的腫瘤患部照射治療光時，發出具有殺死細胞作用的活性氧。因而，腫瘤患部因持續照射一定時間以上的治療光而被滅絕(PDT)。在本實施方式中，由于作為F1DT的藥劑而使用了 “光敏素”或“5-ALA(氨基乙酰丙酸)”藥劑，因而使用中心波長為635nm的治療光。此外，作為PDT的藥齊U，在使用“他拉泊芬鈉”的情況下而使用中心波長為664nm的治療光，在使用“維速達爾”的情況下而使用中心波長為689nm的治療光。電池部41具備電池(例如干電池或鋰電池等)60和調制部61。電池60向半導體激光器45 47或內窺鏡本體11提供電力。調制部61通過控制電池60向半導體激光器(445nm)46的供電，從而如圖7所示那樣調整藍色激光(445nm)的脈沖數、脈沖寬度、脈沖高度(亮度)(關于該脈沖調制，參照日本特開2009-56248號公報)。此外，在本實施方式中，雖然只進行藍色激光(445nm)的脈沖調制，但是也可進行藍色激光(405nm)或治療光的脈沖調制。由于半導體激光器(445nm) 46具有幾GHz的響應速度，因而能夠極其細致地微調脈沖數、脈沖寬度、脈沖高度等脈沖特性。另一方面，由于發光二極管只具有幾MHz的響應速度，因而難以如半導體激光器那樣微調脈沖特性。因而，調制部61在向熒光體48照射藍色激光(445nm)時，通過在考慮熒光體48的波長變換效率的溫度特性的基礎上微調藍色激光(445nm)的脈沖特性，從而能夠將白色光的色調保持為一定。熒光體48的波長變換效率的溫度特性，是指因針對藍色激光(445nm)的波長變換效率的變化，藍色激光(445nm)和激發光的光量比發生變化，色調發生改變。作為脈沖特性的微調方法，例如考慮預先確定與波長變換效率的溫度特性相對應的脈沖數、脈沖寬度、脈沖高度(亮度)的組合，并根據溫度特性來變更組合的方法。例如，在內窺鏡診斷開始時刻，以50 IkHz以上的脈沖寬度進行點亮，然后進一步以50k 幾十MHz (例如，優選50k 20MHz，但是并不限定于此)的脈沖寬度進行點亮，由此，能夠使作為觀察者的醫生感覺到足夠亮。另外，也可通過上述脈沖調制抑制白色光的斑點。在抑制該斑點時，除了脈沖調制之外，也可進行高頻疊加。另外，也可根據從熒光體48發出的白色光的光量或通過了熒光體48的藍色激光的透過光量進行藍色激光的功率控制(APC(Aut0 PowerControl))。此外，在第I實施方式中，在激光器光源部39中設置了半導體激光器(405nm)45、半導體激光器(445nm)46、半導體激光器^35nm) 47這3個激光器，但除此之外，也可如圖8所示那樣設置發出中心波長為473nm的藍色激光(473nm)的半導體激光器70。在普通光觀察模式下，如圖4所示，白色光的綠色成分和紅色成分具有充足的光量，關于藍色成分，藍色激光(445nm)的波長域以外的部分其光量不足。為了消除該藍色成分中的光量不足，在普通光觀察模式下也使半導體激光器(405nm)45和半導體激光器(473nm)70點亮。由此，如圖9所示那樣，能夠充分地補足藍色成分的光量不足部分。另外，在第I實施方式中，為了安全起見，優選只在光源單元12安裝在內窺鏡本體11時和光源單元12從內窺鏡本體11卸下時，使光源單元12內的半導體激光器點亮。另外，在卸下光源單元12時，為了防止靜電破壞，優選半導體激光器的陰極與陽極相連。另外，優選通過將光源單元12內的第2聚光透鏡51作為防水樣式的密封密閉窗，能夠洗凈光源單元12。另外，為了抑制發熱，優選光源單元12從電池外面側放熱。如圖10所示，第2實施方式的支氣管鏡100具備安裝了產生白色光的光源部101的內窺鏡本體102、相對于內窺鏡本體102可自由裝卸的、向光源部101等提供電力的電池部104。光源部101由第I實施方式的激光器光源部39和波長變換部40構成。另外，電池部104與第I實施方式的光源單元12內的電池部41大致相同。此外，模式切換按鈕42與第I實施方式不同，被設置在內窺鏡本體12內。除此之外的結構與第I實施方式相同。另夕卜，通過將光源部101設置在內窺鏡本體102內部，從而能夠確保半導體激光器的安全。此夕卜，由于可自由裝卸電池部104，因而易于洗凈內窺鏡本體11。如圖11所示，第3實施方式的內窺鏡系統120具備支氣管鏡124，其安裝了產生白色光的光源部121和使冷卻水循環以冷卻光源部121的冷卻部122 ;電源裝置127，其經由電源電纜126向光源部121等供電；和供水裝置130，其經由送水管128提供冷卻水。關于支氣管鏡124,在其內部設置光源部121、冷卻部122、電源電纜的插口 126a和送水管的插口 128a，在其外部設置模式切換按鈕42，除此之外與第I實施方式的內窺鏡本體11相同。另外，光源部121與第2實施方式的光源部101相同。此外，向光源部等的供電以不使用電源電纜等有線的非接觸供電方式進行。在第3實施方式中，通過從外部的電源裝置(例如，將商用電源變換成期望的電壓、電流的電源裝置等)127向電源部供電，而不是如第I及第2實施方式那樣安裝在內窺鏡本身的電池部，由此能夠謀求支氣管鏡124的輕量化。進而，通過使用能夠提供比電池60還高的電力的電源裝置127，從而能夠將激光的光量提升至期望大小。因此，伴隨著激光光 量的增加，能夠增大白色光的光量。這樣，隨著光量的增大，發熱量也增大，但是該發熱能夠被圍繞光源部121設置的冷卻部122釋放。
權利要求
1.一種內窺鏡，其特征在于，具備 激光器光源部，至少具有第I及第2激光器光源，所述第I激光器光源產生第I激光，所述第2激光器光源產生中心波長與所述第I激光不同的第2激光； 波長變換部，配置成入射所述第I及第2激光，并將所述第I激光變換成白色光，向該白色光射出混合了第2激光的照明光；和 光導向設備，傳送所述照明光并向體腔內放射。
2.根據權利要求I所述的內窺鏡，其特征在于， 所述第I激光的中心波長為445nm。
3.根據權利要求I所述的內窺鏡，其特征在于， 所述第2激光是用于使所述體腔內的血管強調顯示的窄帶光。
4.根據權利要求I所述的內窺鏡，其特征在于， 所述第2激光是用于從體腔內激發熒光的激發光。
5.根據權利要求3所述的內窺鏡，其特征在于， 所述第2激光的中心波長為405nm。
6.根據權利要求I所述的內窺鏡，其特征在于， 所述第2激光是用于使體腔內的腫瘤患部滅絕的治療光。
7.根據權利要求6所述的內窺鏡，其特征在于， 所述第2激光的中心波長為635nm。
8.根據權利要求I所述的內窺鏡，其特征在于， 所述第2激光是中心波長為405nm的藍色窄帶光。
9.根據權利要求8所述的內窺鏡，其特征在于， 所述第2激光是中心波長為473nm的藍色窄帶光。
10.根據權利要求I所述的內窺鏡，其特征在于， 所述第I及第2激光器光源周期性地發出脈沖狀的激光。
11.根據權利要求I所述的內窺鏡，其特征在于， 所述第I及第2激光器光源能以GHz為單位進行調制。
12.根據權利要求I所述的內窺鏡，其特征在于， 所述內窺鏡具備導出來自所述體腔內的反射光的導像裝置。
13.根據權利要求I所述的內窺鏡，其特征在于， 所述內窺鏡具備 內窺鏡本體，具有所述光導向設備；和 光源單元，以與所述內窺鏡本體自由裝卸的方式設置，該光源單元具有所述激光器光源部、所述波長變換部及向所述激光器光源部提供電力的電池部。
14.一種內窺鏡用光源裝置，連接于或者安裝于向體腔內射出經由光導向設備導出的光的內窺鏡，該內窺鏡用光源裝置的特征在于， 具備 激光器光源部，至少具有第I及第2激光器光源，所述第I激光器光源產生第I激光，所述第2激光器光源產生中心波長與所述第I激光不同的第2激光；和 波長變換部，配置成入射所述第I及第2激光，并將所述第I激光變換成白色光，向該白色光射出混合了第2激光的照明光， 來自所述波長變換部的照明光入射到所述光導向設備。
全文摘要
本發明提供一種內窺鏡及內窺鏡用光源裝置。支氣管鏡具備與內窺鏡本體可自由裝卸的光源單元。在光源單元內的激光器光源部中，從3個半導體激光器發出中心波長為405nm、445nm、635nm的激光。這3種激光通過第1聚光透鏡而入射到熒光體。中心波長為445nm的藍色激光被熒光體波長變換成白色光。該白色光與中心波長為405nm的藍色激光或中心波長為635nm的治療光一起通過第2聚光透鏡而入射到光導向設備。
文檔編號A61B1/07GK102697449SQ201110362078
公開日2012年10月3日 申請日期2011年11月15日 優先權日2010年11月15日
發明者水由明 申請人:富士膠片株式會社