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内視鏡の構造と仕組み

内視鏡のタイプ

内視鏡は大きく分けると、口、鼻、肛門、尿道など自然の開口部から挿入するタイプと、体表に小さな穴を開けて挿入するタイプの2種類があります。前者は主に内科医が、後者は主に外科医が使用します。オリンパスが世界で初めて実用化した胃カメラとそれに続く消化器内視鏡は、前者に相当し、内科の分野で使われてきました。

内視鏡システムの構成

胃や大腸などの検査に使う消化器内視鏡は、現在、先端部に撮像 素子(主にCCD)を搭載したビデオスコープが主流です。ビデオスコープシステムは、(1)口や鼻、肛門から挿入し、体内を観察するスコープ部分、(2)スコープに光や空気、水を供給したり、画像を表示する本体部分及び周辺機器――から構成されます。

ビデオスコープシステム

スコープの構成

スコープは、操作部、挿入部、接続部の3つの部分からなります。

操作部

操作部のアングルノブはワイヤで内視鏡先端部とつながっています。アングルノブを回すことにより、スコープ先端の湾曲部が上下、左右に曲がり体内への挿入を容易にするほか、体腔内を360度観察できます。

また、吸引ボタンと送気・送水ボタンがついています。ボタンを操作することで、空気や水を送り込んだり、吸引します。操作部の根元には、鉗子チャンネルがあり、ここから処置具を出し入れします。

操作部

挿入部

挿入部の先端部は、主に(1)対物レンズと撮像素子、(2)光源装置からの光で体内を照らす照明レンズ、(3)処置具の出し入れと吸引口を兼ねた鉗子口、(4)水や空気を送り出すノズル、の4つから構成されます。

対物レンズは標準仕様が超広角レンズです。病変をより詳細に観察するため、拡大ズーム機能がついたものもあります。最新の機種は高精細のハイビジョンに対応しています。

照明レンズは、ファイバーバンドル(光ファイバー)で導かれた光 源装置の光で体腔内を明るく照らし出します。鉗子口から処置具を出し入れし、組織を採取したり、病変を切り取ったりします。ノズルは、レンズ部分に水をかけ、洗浄するほか、空気を送り込み体腔内を膨らませる機能があります。

先端部

接続部

接続部は、ユニバーサルコードを通じて、ビデオプロセッサー、光源装置とつながります。空気や水の供給もここを通じて行います。

本体と周辺機器の構成

本体と周辺機器は、(1)ビデオプロセッサー、光源装置、テレビモニタの本体部分、(2)画像記録装置などの周辺機器からなります。

ビデオプロセッサーは、スコープ先端部の撮像素子が捉えた電気信号を映像信号に変換し、液晶モニタに映し出します。最新の機種はハイビジョンのほか、色彩強調、狭帯域光観察など様々な画像処理に対応しています。

光源装置は、キセノンランプで自然光に近い光を発生させ、スコープ内のグラスファイバーバンドルを通じて、スコープの先端部に光を送ります。ビデオプロセッサーと連動し、自動調光(明るさを自動的に調整する)機能がついています。オリンパスの場合は、NBI(狭帯域光観察)をはじめ、光デジタル法による画像強調観察ができるのが特徴です。光源装置は、水や空気を送るポンプも内蔵しています。

画像記録装置では、高精細な内視鏡画像(動画/静止画)の記録・管理・編集にいたる一連のプロセスを円滑に行います。

本体と周辺機器の構成

画像強調観察とNBI


オリンパスが1950年に開発した胃カメラは、早期胃がんの診断学を大きく発展させました。その後の研究の積み重ねにより、消化器内の粘膜表面の微妙な色の変化により、早期の病変が発見できることが分かってきました。

そうした中、病変の疑いのある粘膜に色素を散布し、早期の病変を発見する「色素法」が1970年代以降急速に普及しました。

オリンパスは、この原理を発展させ、光学的な手法により病変部を浮かび上がらせる技術を開発しました。それが、NBIに代表される「光デジタル法による画像強調観察技術」です。

NBI(Narrow Band Imaging:狭帯域光観察)
がんなどの腫瘍は、細胞を増殖させるため、毛細血管を使ってエネルギーを集めます。血管がない場合は、自分で作ります。この現象は、「血管新生」と言われます。
一方、狭い帯域の青い光は、血管中のヘモグロビンに強く吸収される性質があります。
NBIは専用の光学フィルタにより、光のスペクトラムを狭帯域化します。ヘモグロビンに強く吸収される波長で粘膜表面の毛細血管を浮かび上がらせることで、病変部を見つけ出します。
通常光の内視鏡の「色素法」に似ていますが、NBIは光学的な手法であるため、粘膜の状態の影響を受けにくく、色素散布の手間も要りません。

NBI

NBI



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