JP6498028B2 - 内視鏡用光線力学的治療装置 - Google Patents

Description

本願は、内視鏡用光線力学的治療装置に関する。

近年、光線力学的治療法（ｐｈｏｔｏｄｙｎａｍｉｃ ｔｈｅｒａｐｙ：以下、「ＰＤＴ」と略する。）が注目されている。ＰＤＴとは、癌細胞に多く蓄積される光感受性物質における、レーザ光照射による光化学反応を利用した局所的治療法である。典型的には、まず、光感受性物質（例えば、タラポルフィンナトリウム）を生体に投与する。その後、光感受性物質が蓄積された癌細胞に対して、光感受性物質特有の励起波長を有する所定の出力のレーザ光を照射する。レーザ光の照射によって一重項酸素が生じ、癌細胞が破壊される。例えば特許文献１〜３は、ＰＤＴ等に用いるレーザ治療装置を提案している。

特開２００６−８７６４６号公報 特開平７−１００２１８号公報 特開２００１−２６７６８１号公報

例えば、食道、消化器官等に発生した癌をＰＤＴによって治療する場合、内視鏡とともにＰＤＴ用のレーザ光源を用いることが考えられる。本願は、内視鏡用の光線力学的治療装置を提供する。

本開示の内視鏡用光線力学的治療装置は、光源と、一端が光源に接続された光ファイバとを備え、前記光ファイバは、ゲルマニウムが添加されていない石英からなるコアと、前記コアの側面を覆い、フッ素が添加された石英からなるクラッドと、前記クラッドの側面を覆い、ナイロンからなる被覆とを有する。

本開示によれば、耐γ線特性に優れ、内視鏡とともに使用可能な光線力学的治療装置が提供される。

図１は、内視鏡用光線力学的治療装置の一実施形態を示す斜視図である。 図２は、図１に示す内視鏡用光線力学的治療装置の光ファイバの断面構造を示す模式図である。 図３は、図１に示す内視鏡用光線力学的治療装置のプローブの先端部分の構造を示す斜視図である。 図４は、図１に示す内視鏡用光線力学的治療装置とともに用いられる内視鏡システムの構成を示す模式図である。 図５は、図４に示す内視鏡システムの内視鏡における先端部分構造を示す模式図である。

食道、消化器官等に発生した癌をＰＤＴによって治療する場合、口等から光ファイバを患部まで挿入し、光ファイバで導かれたＰＤＴ用レーザ光を癌細胞に照射する。癌を含む患部にレーザ光を照射するためには、食道や消化器官を観察することが必要であるため、内視鏡を用いＰＤＴ用レーザ光を照射することが考えられる。

具体的には、鉗子チャネルを備えた内視鏡を用い、鉗子チャネルにＰＤＴ用レーザ光を導く光ファイバを挿入し、患部をレーザ光で照射することが考えられる。この場合、鉗子チャネルに挿入される光線力学的治療装置の光ファイバは、γ線滅菌が可能であり、かつ、柔軟性および曲げ強度を備えている必要がある。本願は、上述の課題に鑑み、内視鏡用の光線力学的治療装置を提供する。

本開示の一態様の概要は以下の通りである。
［項目１］
光源と、一端が光源に接続された光ファイバとを備え、前記光ファイバは、ゲルマニウムが添加されていない石英からなるコアと、前記コアの側面を覆い、フッ素が添加された石英からなるクラッドと、前記クラッドの側面を覆い、ナイロンからなる被覆とを有する、内視鏡用光線力学的治療装置。
［項目２］
前記光ファイバは、内視鏡の鉗子チャネルに挿入可能なように構成されている、項目１に記載の内視鏡用光線力学的治療装置。
［項目３］
前記光ファイバは、γ線滅菌処理が施されている、項目１または２に記載の内視鏡用光線力学的治療装置。
［項目４］
前記光源は、６６４ｎｍ±２ｎｍの波長を有するレーザ光を生成する、項目１から３のいずれかに記載の内視鏡用光線力学的治療装置。
［項目５］
前記光ファイバの他端に接続され、レンズを有するフェルールを更に備える、項目１から４のいずれかに記載の内視鏡用光線力学的治療装置。

以下、図面を参照しながら、本開示の内視鏡用の光線力学的治療装置の一例を詳細に説明する。なお、図面は、各部の大きさおよび形状を模式的に示しており、各部の現実の大きさおよび形状は、図面と必ずしも一致しない。

図１は、本開示の内視鏡用の光線力学的治療装置の一例を示す。図１に示す内視鏡用の光線力学的治療装置５０は、光ファイバ２と、フェルール１００と、光源２０とを備える。光ファイバ２およびフェルール１００は合わせてプローブ１０と呼ばれる。

光源２０は、ＰＤＴによる治療に適した波長のレーザ光を生成する。例えば、光源２０は、６６４ｎｍ±２ｎｍの波長を有するレーザ光を生成する。

光ファイバ２は、光源２０に接続される一端を有する。

図２は、光ファイバ２の断面を模式的に示している。光ファイバ２は、コア３とクラッド４と被覆５とを含む。コア３は、例えば、長手方向に垂直な断面において円形状を有する繊維である。コア３は、例えば、ゲルマニウム等添加物が添加されていないことが好ましい。コア３は好ましくは純石英からなる。ここで、純石英とは、意図的に添加する元素を含んでいない石英を意味する。コア３が添加物を含まない石英から形成されることにより、石英を構成するＳｉとＯとの共有結合性が強く、γ線が照射された場合にも、Ｓｉ−Ｏ結合の切断による特性の変化や、添加物の脱離による特性の変化等が生じにくい。よって、コア３のγ線耐性が高く、γ線滅菌処理を行っても、光ファイバ２の光伝送特性の低下が生じにくい。クラッド４は、コア３の側面を覆って位置しており、クラッド４はコア３よりも小さい屈折率を有している。クラッド４は、例えば、フッ素が添加された石英からなる。

被覆５はクラッド４の側面に位置し、側面を覆っている。被覆５は、ナイロンによって形成され、コア３およびクラッド４からなる心線を保護する。ナイロンは、耐放射線特性に優れ、γ線が照射されても、高分子鎖が切断されることによる機械的強度の低下が生じにくい。また、適当な曲げ強度を有しているため、光ファイバ２が食道や消化器官に挿入される場合でも、器官の形状や操作者の意図に応じて光ファイバを小さな半径で曲げることが可能である。さらに、一般にナイロンは生体適合性を備えているため、生体に対する影響も抑制することができる。被覆５には、ナイロン６、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６６などポリアミドとして総称される種々のナイロンから、用途に応じた機械的強度等を備える材料を用いることができる。

なお、特開平１１−３４３１４４号公報は、γ線滅菌が可能なＵＶ光伝送用光ファイバを開示している。この光ファイバには、γ線照射によるＵＶ伝送特性の低下を抑制するためにコアおよびクラッドに水素が添加されており、水素の脱離を抑制するために、クラッドを金属でコーティングしている。しかし、この光ファイバは金属のコーティングによって柔軟性や屈曲性に欠ける。また、透過する光の波長がＰＤＴ用レーザ光の波長よりも短い。このため、この公報に開示された光ファイバを内視鏡用の光線力学的治療装置に用いることはできない。

光ファイバ２における光の伝搬は、シングルモードであってもよいしマルチモードであってもよい。また、マルチモードである場合、ステップインデックスであってもよいし、グレーデッドインデックスであってもよい。光ファイバ２のコア３の直径に特に制限はなく、例えば、４００μｍ程度である。

図１には特に示していないが、光ファイバ２の一端には光源２０と着脱可能な光コネクタが接続されており、光コネクタを介して光ファイバ２の一端が光源２０に接続される。

光ファイバ２の他端には、図３に示すように、フェルール１００が接続されている。フェルール１００は貫通孔１００ｃを有しており、光ファイバ２の他端から出射する光が貫通孔１００ｃから外部へ出射するように、光ファイバ２がフェルール１００に固定されている。フェルール１００、は、貫通孔１００ｃに配置された、レンズ１０２を含む。レンズ１０２は光ファイバ２の他端から出射する光の集光状態を所望の形状に整える。これにより光ファイバ２から出力されるレーザ光が、所望の集光状態で患部に照射される。

図４は、本実施形態の内視鏡用光線力学的治療装置とともに用いられる、内視鏡システム５００の構成を概略的に示す。内視鏡システム５００は、内視鏡５０５と、内視鏡５０５に接続された処理装置５５０と、処理装置５５０に接続されたディスプレイ５６０とを備えている。内視鏡５０５は、挿入部５１０と、操作部５２０と、ケーブル５３０とを含む。

挿入部５１０は、操作部５２０に接続されており、体腔内に挿入される。挿入部５１０は、挿入口５１７ａを有し、挿入部５１０内に設けられた鉗子チャネル５１７を有する。挿入部５１０は、柔軟性を有する材料によって構成される長尺状（または管状）の部材である。挿入部５１０の先端部５１０ａは、術者の操作によって湾曲可能に構成される。

操作部５２０は、内視鏡５０５を操作するための各種のスイッチ、ボタン等を含む。操作部５２０は、例えば、電源スイッチ、照明のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるボタン、先端部５１０ａの向きを変えるアングルノブ、先端部５１０ａから空気または水を噴出させるためのボタン、撮影の開始／停止を指示するためのレリーズボタン等を含む。

ケーブル５３０は、操作部５２０に接続されている一端と、処理装置５５０に着脱可能な他端とを含む。ケーブル５３０は、光ファイバおよび電気信号線を含む。給水・給気用の管を更に含んでいてもよい。光ファイバは、操作部５２０を介して挿入部５１０まで伸びている。

処理装置５５０は照明光源３４０を含む。照明光源３４０は体内を観察するための照明光を生成する。生成した照明光は、処理装置５５０に接続されたケーブル５３０の光ファイバによって内視鏡５０５の挿入部５１０へ導かれる。

処理装置５５０は、更に、ＣＰＵなどの信号処理装置、画像処理回路、メモリ、および入出力インタフェースを含む。後述するように内視鏡５０５の挿入部５１０の先端に設けられ撮像素子から送られる画像信号は、ケーブル５３０の電気信号線によって処理装置５５０に入力され、画像処理回路によって処理される。処理された画像信号はディスプレイ５６０に送られる。また、画像信号は、メモリに記憶されたり、入出力インタフェースを介して外部の記憶装置に蓄積されたりしてもよい。信号処理装置は、内視鏡システム５００全体の動作を制御する。処理装置５５０は、ビデオプロセッサ、照明装置等、機能別にまとめられた複数の装置によって構成されていてもよい。

図５は、内視鏡５０５の挿入部５１０における先端部５１０ａの模式的な斜視図である。先端部５１０ａは端面５１０ｅを有しており、端面５１０ｅに、照明レンズ５１１、撮像素子５１２、鉗子用開口５１０ｃ、およびノズル開口５１０ｂが設けられている。

照明光源３４０で生成した照明光はケーブル５３０の光ファイバによって先端部５１０ａまで導かれ、照明レンズ５１１によって適切な照射角度で外部を照射する。これにより、生体内の対象部位が照明光によって照射される。対象部位は撮像素子５１２によって撮影される。ノズル開口５１０ｂから、必要に応じて空気や液体が噴出される。鉗子用開口５１０ｃは、挿入部５１０に設けられた鉗子チャネル５１７に接続している。本実施形態では、鉗子チャネル５１７に内視鏡用光線力学的治療装置５０のプローブ１０が挿入され、鉗子用開口５１０ｃから光ファイバ２に導かれたＰＤＴによる治療に適した波長のレーザ光が出射する。

以下、図１から図５を参照しながら、本実施形態の内視鏡用光線力学的治療装置５０の使用方法および光線力学的治療法を説明する。

まず、内視鏡用光線力学的治療装置５０の光源２０が、仕様に従った強度のレーザ光を出射することを予め確認する。また、所定の基準に従い、プローブ１０にγ線による滅菌処理を施す。プローブ１０の光ファイバ２は、γ性耐性の高いナイロン製の被覆５で覆われているため、被覆５の劣化による機械的強度等が低下することなく、プローブ１０を滅菌処理することができる。治療より所定の時間前に、光感受性物質を患者に投与する。

所定時間後、患者に内視鏡を挿入し、食道、消化器官等、癌が発生している患部を内視鏡５０５によって確認する。続いて、鉗子チャネル５１７に内視鏡用光線力学的治療装置５０のプローブ１０を挿入し、内視鏡５０５の先端部５１０ａの端面５１０ｅが患部に対向するように、操作部５２０のアングルノブを操作する。上述したように、プローブ１０の光ファイバ２はナイロン製の被覆５で覆われていることにより、適切な柔軟性を備えている。このため、小さい半径で曲げられた内視鏡５０５の先端部５１０ａ内の鉗子チャネル５１７にも、スムーズにプローブ１０を挿入することが可能である。また、操作部５２０のアングルノブを操作することによって、プローブ１０が挿入された挿入部５１０の端面５１０ｅを患部に向けることができる。よって、端面５１０ｅの鉗子用開口５１０ｃからＰＤＴ治療用のレーザ光を患部に向けて照射することが可能である。

その後、内視鏡用光線力学的治療装置５０において、レーザ光を発生させ、レーザ光を所定の時間、患部に照射する。これにより、患部の癌細胞に蓄積された光感受性物質が励起され、生成した一重項酸素が癌細胞を破壊する。

このように、本実施形態の内視鏡用光線力学的治療装置によれば、プローブの光ファイバがナイロン製の被覆を備えているため、γ線滅菌処置を施すことが可能であり、かつ柔軟性および十分な曲げ強度を備えた内視鏡用光線力学的治療装置が実現する。

本開示の内視鏡用光線力学的治療装置は、例えば、食道や消化器官に発生した癌に対する光線力学的治療に用いることが可能である。

２ 光ファイバ
３ コア
４ クラッド
５ 被覆
１０ プローブ
２０ 光源
５０ 内視鏡用光線力学的治療装置
１００ フェルール
１００ｃ 貫通孔
１０２ レンズ
３４０ 照明光源
５００ 内視鏡システム
５０５ 内視鏡
５１０ 挿入部
５１０ａ 先端部
５１０ｂ ノズル開口
５１０ｃ 鉗子用開口
５１０ｅ 端面
５１１ 照明レンズ
５１２ 撮像素子
５１７ 鉗子チャネル
５１７ａ 挿入口
５２０ 操作部
５３０ ケーブル
５５０ 処理装置
５６０ ディスプレイ

Claims (5)

1. 光源と、
   一端が光源に接続された、γ線滅菌処理可能な光ファイバと、
   を備え、
   前記光ファイバは、ゲルマニウムが添加されていない石英からなるコアと、前記コアの側面を覆い、フッ素が添加された石英からなるクラッドと、前記クラッドの側面を覆い、ナイロンからなる被覆とを有する、内視鏡用光線力学的治療装置。
2. 前記光ファイバは、内視鏡の鉗子チャネルに挿入可能なように構成されている、請求項１に記載の内視鏡用光線力学的治療装置。
3. 前記光ファイバは、γ線滅菌処理が施されている、請求項１または２に記載の内視鏡用光線力学的治療装置。
4. 前記光源は、６６４ｎｍ±２ｎｍの波長を有するレーザ光を生成する、請求項１から３のいずれかに記載の内視鏡用光線力学的治療装置。
5. 前記光ファイバの他端に接続され、レンズを有するフェルールを更に備える請求項１から４のいずれかに記載の内視鏡用光線力学的治療装置。

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