JPS63264705A - 医療用イメージスコープ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 皇呈上至剋里圀互 本発明は、人体や動物の内部を観察したり、あるいは治
療の目的で使用するのに好適な医療用イメージスコープ
に関する。

従来東狡五 医療技術の最近における進歩に伴い、人体や動物の内部
を直接仔細に観察する目的で画像が鮮明でしかも可及的
に細径の医療用イメージスコープが要求されている。

従来、医療用イメージスコープとしては、多成分ガラス
系光ファイバの多数本からなるマルチプルファイバを画
像伝送路として有するものが用いられてきている。しか
しながら多成分ガラスは、一般に含有不純物が多く、こ
の含有不純物のために線引き性が悪い問題がある。この
ために従来より−Ｎ１１い光ファイバを製造することが
掻めて困難であって、マルチプルファイバの細径化には
自ずから限界がある。

これに対して石英系ガラスは線引き性に優れているため
に、光ファイバの小径母材の必要多数本の束を線引きす
ることにより、多成分ガラスでは到底製造することがで
きない細径のマルチプルファイバを容易に製造すること
ができる。特にマルチプルファイバ中に含ませる光ファ
イバの本数をたとえばｓｏ、ｏｏｏ本以下の少数とする
と、外径１．５ｍｍ以下の、したがって血管、卵管、尿
管などの細い各種の管内を観察するためのイメージスコ
ープを実現させ得るマルチプルファイバを製造すること
が可能となる。

”　を　すべき、　占 しかしながら、マルチプルファイバ中に含ませる光ファ
イバの本数が少数となるにつれて伝送画像の鮮明度が低
下し、医療用イメージスコープとしては使用困難となる
場合が生じる。このために光ファイバの使用本数が少数
であっても鮮明な画像を伝送することの可能な医療用イ
メージスコープの開発が望まれている。

ロ　占　　　　るための 上記の問題点を解決することを目的として、本発明は多
数本の石英ガラス系光ファイバ同士が融着してなる外径
１．５ｆｉ以下のマルチプルファイバを画像伝送路とし
て存するイメージスコープであって、該マルチプルファ
イバ断面の中心より少なくとも半径６０％以内の部分に
存在する光ファイバは規則的なハニカム構造に互いに融
着していることを特徴とする医療用細径イメージスコー
プを提藁するものである。

■ 石英ガラス系光ファイバ同士が融着した構造のマルチプ
ルファイバは、該光ファイバの母材の必要本数を束ねて
線引きすることにより得られる。

かかる方法にて得たマルチプルファイバ中に含まれる個
々の光ファイバの断面形状が不規則であると伝送画像が
一般に見辛くなる。特に外径１．５Ｕ以下の細径のマル
チプルファイバであって、その中に含まれる光ファイバ
の使用本数が少ない場合には通常伝送画像を一層高倍率
で拡大して見るので、この高倍率拡大により個々の光フ
ァイバの不規則断面形状が目立って特に見辛くなる。

これに対して、本発明においては対象とするマルチプル
ファイバが外径１．５寵以下の細径のものでありながら
、該マルチプルファイバの断面の中心より半径少なくと
も６０％以内に存在する光ファイバが規則的なハニカム
構造に互いに融着しているので、光ファイバの使用本数
がたとえばｓｏ、ｏｏｏ以下の少数であって高倍率で拡
大されても極めて見易い鮮明な伝送画像が得られる。

大血糎 以下、図面にもとすき本発明を説明する。第１図は本発
明実施例の断面図、第２図は第１図中において用いられ
ているマルチプルファイバの断面図、第３図は第２図の
部分拡大断面図である。

第１図において、１は画像伝送体としてのマルチプルフ
ァイバ、２はマルチプルファイバｌの先端に取りつけら
れた対物レンズ、３はマルチプルファイバ１の後端に取
りつけられた着脱自在形のアイピース、３１はアイピー
ス３内に設置された接眼レンズ、４は照明用のライトガ
イドである。

ライトガイド４の先端部分の一定長は、マルチプルファ
イバ１と併設されてマルチプルファイバの全長を保護す
る可撓性の有機高分子、たとえばナイロン、ポリエチレ
ン、ポリプロピレンなどの保護管５中に収められており
、残余後部は分岐してやはり可撓性有機高分子保護管６
中に収められている。保護管５内には、ライトガイド４
のほか送水・送気管、鉗子、バルーン、先端首振り装置
、レーザファイバ、電気的コアギユレータ、あるいはそ
の他の装置が必要に応じてマルチプルファイバ１と併設
される。

第２図および第３図において、１はマルチプルファイバ
、７はマルチプルファイバ１を構成する石英ガラス系光
ファイバである。多数本の光ファイバ７は、それぞれコ
ア７１とその上に設けられた第１クラツド７１７２およ
び第２クラッド層７３とからなり、隣接する第２クラッ
ド層同士の融着により互いに接合している。第２クラッ
ド層７３は、必ずしも必要ではな（、第１クラッド層同
士の融着により接合してもよい、８はマルチプルファイ
バの外部に設けられたスキン層、９は保護層である。Ｄ
、は光ファイバ７の径、Ｄｃはコア７１の径、Ｔ、は第
１クラッド層７２の厚み、Ｔ２は第２クラッド層７３の
厚みをそれぞれ示す。

本発明においては、上記の各光ファイバ７は、該光ファ
イバ断面におけるコア７１の占積率が少なくとも２０％
であることが望ましい、コア占積率が２０％未満である
と、コアの光伝送量が乏しくて明るい画像の伝送が困難
である。なおコア占積率が過大であると、可視性を犠牲
にする場合以外はクラッド層が薄くなり過ぎて伝送画像
に滲み現象が生じて鮮明な画像が得難い問題がある。し
たがって、コア占積率は、７０％以下、特に２５〜６０
％とすることが望ましい。

本発明において、Ｄｔ　、Ｔ＋　、Ｔｇの各値はそれぞ
れ３〜１０μ悶、０．１〜３μ霧、０．０１〜１．５μ
ｍ程度とすることが好ましく、特にはそれぞれ３．５〜
５．５μｍ、０．２〜１．５μｍ、０．０３〜１．０μ
ｍ程度とすることが好ましい。

スキン層８の厚さは少なくとも３μ鴎程度とすることが
好ましく、特には５〜１００μ厳とすることが好ましい
、また、保護層９の厚さは少なくとも５μｍ程度とする
ことが好ましく、特には５〜１５０μ宵とすることが好
ましい。

マルチプルファイバ１は、たとえば第１クランド層７２
用石英ガラスを内付けした第２クラッド層用バイブとコ
ア７１の構成用ロンドとを用いてロンド・イン・チュー
ブ法により石英ガラス系光ファイバ母材を得、つづいて
該光ファイバ母材の多数本、たとえば１００〜５０，０
００本、好ましくは５００〜１０．０００本、特には１
　、０００〜５，０００本を石英系ガラス製の、好まし
くは高純度の合成石英ガラス製のスキンパイプ（第２図
のスキンＭ８の形成材料）中に整列状態にて充填し、つ
いでスキンパイプごと線引きして製造することができる
。

ところで本発明においては、マルチプルファイバ１の断
面の中心より少なくとも半径６０％以内に、好ましくは
半径８０％以内に存在する光ファイバは互いに規則的な
ハニカム構造に相互融着していることを必須とする。た
とえば高純度の合成石英ガラス製のスキンパイプを用い
たとき、光ファイバ母材のコア部分およびクラッド層部
分の各ガラス材の線引き温度が同程度であったり、ある
いはクラッド層部分のガラス材の線引き温度がコア部分
のガラス材のそれより低い場合には、線引き時に発生し
易いランダムな力とクラッド層部分のガラス材の易流動
性により各光ファイバはその断面形状が不規則となり易
い。

上記の不規則化を防止して本発明の上記要求を満たす構
造のマルチプルファイバを得る方法例につき次に説明す
る。一般的には、光ファイバ７の最外層を形成する層の
ガラス材として内層のガラス材と比較して最も高い範囲
の線引き温度（コア７１の構成ガラスは該最外層ガラス
材の線引き温度と同等乃至多少高くてもよいが）を有す
るものを用い、該ガラスの線引き温度またはそれよりや
や高い目の温度で光ファイバ母材束を線引きするとよい
、このようにすると、線引き時において内部層のガラス
材が大きな流動性を有するも、最外層を形成するガラス
材が線引きに必要な最小限の流動性しか示さないので過
流動（これが光ファイバ７の不規則断面の原因となる）
を防止する作用をなす、たとえば第３図に示す３ｊ１構
造の光ファイバ７につき説明すると、コア７１および第
１クラツドＪ！７２の各構成ガラスとしてそれぞれ純石
英ガラスの屈折率を高める作用をなすドーパントたとえ
ばＧｅ、ＡＩ、Ｐなどを含むドープド石英ガラスおよび
純石英ガラスの屈折率を低める作用をなすドーパントた
とえばＢ、Ｆなどを含むドープド石英ガラスを用いた場
合において、第３クラッド層７３の構成ガラスとしてそ
れらドープド石英ガラスより高線引き温度を有する石英
ガラスたとえば純石英ガラスを用いるとよい、かくする
と該高線引き温度を有する石英ガラスの層が線引き時の
上記した過流動を防止する作用をなす、なお光ファイバ
７としてドープド石英ガラスのコアとその上に形成され
たドープド石英ガラスのクラッド層とからなる２Ｎ構造
のものを用いる場合には予め光ファイバ７の束を予備コ
ラプスして一体化し、ついで線引きするとよい。

本発明においては、マルチプルファイバ１の少なくとも
中心より半径６０％以内、好ましくは半径８０％以内の
部分は規則的なハニカム構造を呈していることを構成要
件としているが、上記半径以内の部分に多少のハニカム
構造が崩れた部分や暗点などの欠陥部分が存在していて
もよく、また上記ハニカム構造についても幾何学的６角
形の集合のみを意味するのではなく、多少変形した６角
形の集合であっても差し支えない。

本発明においては、マルチプルファイバ１を構成する個
々の光ファイバ７としてそのコアがドーパントとしてＧ
ｏを含む石英ガラスからなることが好ましいが、Ｇｏの
量が過少であると鮮明な画像の伝送が困難となり、而し
てマルチプルファイバ１の細径化にも自ずから限界が生
じる。一方、Ｇｏの量が過大であると、マルチプルファ
イバ１そのもの製造時にＧｅの気化による発泡現象があ
ってこの発泡現象が上記した規則的なハニカム構造の形
成を阻害する場合が多（なる、したがってコア中のＧｅ
量が、Ｇｅ０１として１０〜５０重量％、特に１５〜３
５重量％であることが好ましい、その場合、該コア上に
は前記した通り、ただ１１１のクラッド層を有するのみ
であってもよく２層以上のクラッド層を有していてもよ
い。

上記したマルチプルファイバを用いた本発明の医療用イ
メージスコープは、血管特に冠動脈、卵管、尿管、胆管
などの体内の各種管の内視鏡、胃鏡、子宮鏡、膀胱鏡、
歯科鏡、胎児鏡、耳鼻鏡、眼科鏡、脳鏡、関節鏡あるい
はその他の器官の内視鏡として、特に上記したような細
い管内を観察するための管内視鏡として有用である０本
発明において用いるマルチプルファイバはその外径が１
．５ｍｍ以下の細径であるが、本発明のイメージスコー
プを・管内視鏡として用いる場合、マルチプルファイバ
の外径は０．５鶴以下、特に０．１〜０．４ｆｉ程度が
好ましく、また第１図のイメージスコープにおける保護
管５の外径は、３鶴以下、特に２．５ｍｍ以下とし、さ
らに保護管５の先端５〜１５ｃｍ程度の部分は外径１．
８ｍｍ以下程度とすることが好ましい。

見体■ 以下、具体例および比較例により本発明を一層詳細に説
明する。

具体例Ｉ Ｇｏドープド石英ガラス（Ｇ　ｅ　０１の含有量：２０
重量％）のコアの上にＢ％Ｆドープド石英ガラスの第１
クラッド層、さらにその上に純石英ガラスの第２クラッ
ド層を有する３層構造の光ファイバ母材３，０００本を
純石英ガラス製のスキンパイプ内に最密充填し、ついで
スキンパイプごと２．１００℃で線引きして外径０．３
ｍｍ、画素数３．０００のマルチプルファイバを得、つ
いで線引きの直後に紫外線硬化性のエポキシアクリレー
ト塗料を塗布、紫外線硬化してプライマリ一層を施した
。得られたマルチプルファイバは、その断面の中心から
約９０％の部分は光ファイバが規則正しいハニカム構造
に融着していた。

具体例２ Ｇｏドープド石英ガラス＜ｃ　ｅ　ｏｓの含有Ｉ：３５
重量％）のコアの上にＢ、Ｆドープド石英ガラスの第１
クラッド層、さらにその上に純石英ガラスの第２クラッ
ド層を有する３層構造の光ファイバ母材１５００本を純
石英ガラス製のスキンパイプ内に最密充填し、ついでス
キンパイプごと２．１００℃で線引きして外径０．２ｍ
ｍ、画素数１５００のマルチプルファイバを得、線引き
の直後に紫外線硬化性のエポキシアクリレート塗料を塗
布、紫外線硬化してプライマリ一層を施した。

得られたマルチプルファイバは、その断面の中心から約
８５％の部分は光ファイバが規則正しいハニカム構造に
融着していた。

比較例１ 実施例１とは純石英ガラスの第２クラッド層を有しない
２層構造の光ファイバ母材を用いた点においてのみ異な
る製造を行い、外径０．３鶴、画素数３，０００のマル
チプルファイバを得た。

得られたマルチプルファイバ中の個々の光ファイバは全
く不規則な断面形状を有していた。

得られた各マルチプルファイバを用いて第１図に示す構
造の医療用イメージスコープ（対物レンズ視野角＝６０
度、接眼レンズ倍率：４０倍・保護層５の外径：０．７
Ｄ）を組み立てて画像鮮明度試験を行った結果、具体例
１および具体例２のマルチプルファイバは、画像が良好
であったのに対して、比較例１のそれは、画像にギラツ
キがあって見辛かった。

■ 本発明の医療用イメージスコープは、画像伝送路として
機能するマルチプルファイバ中に含まれる光ファイバの
本数の割には伝送画像が鮮明であり、しかも該マルチプ
ルファイバの外径が１．　０鶴以下の細径であるので、
人体や動物の体内、特に上記した管内視鏡などとして頗
る有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の断面図、第２図は第１図中にお
いて用いられているマルチプルファイバの断面図、第３
図は第２図の部分拡大断面図である。 第１図において、１は画像伝送体としてのマルチプルフ
ァイバ、２は対物レンズ、３はアイピース、４は照明用
のライトガイド、５および６は可撓性有機高分子製の保
護管である。 第２図および第３図において、１はマルチプルファイバ
、７はマルチプルファイバｌを構成する光ファイバ、７
１は光ファイバ７のコア、７２は第１クラッド層、７３
は第２クラツド眉、８はマルチプルファイバのスキン層
、９は保護７１、ＤＣはコア径、Ｄ、は光ファイバ径、
ＴＩは第１クラッド層厚、Ｔ８は第２クラフト層厚をそ
れぞれ示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、多数本の石英ガラス系光ファイバ同士が融着してな
   る外径１．５ｍｍ以下のマルチプルファイバを画像伝送
   路として有するイメージスコープであって、該マルチプ
   ルファイバ断面の中心より少なくとも半径６０％以内の
   部分に存在する光ファイバは規則的なハニカム構造に互
   いに融着していることを特徴とする医療用イメージスコ
   ープ。 ２、１００〜５０，０００本の石英ガラス系光ファイバ
   同士が融着してなる特許請求の範囲第１項に記載の医療
   用イメージスコープ。 ３、石英ガラス系光ファイバが、ドーパントとしてのＧ
   ｅＯ＿２の含有量が１０〜５０重量％である石英ガラス
   からなるコアを有するものである特許請求の範囲第１項
   乃至第２項のいずれかに記載の医療用イメージスコープ
   。