オリンパスメディカルシステムズ株式会社
第1開発本部　内視鏡開発部長　木村 英伸氏

機械工学科を卒業後、工業用内視鏡の開発を希望してオリンパスメディカルシステム社へ入社。工業用内視鏡のファイバースコープ開発などに携わり、2年目から医療用内視鏡の開発を手がける。以後、主に海外向けの内視鏡ビデオスコープシステムの開発に従事。

3つのコンセプトを掲げました。 （1）使いやすさの向上 （2）高精細な観察画像の実現 （3）信頼性の向上 です。これらを実現するには、これまでにない発想と地道な検証が必要となりました。

内視鏡検査について、「苦しい」「痛い」といったイメージを持っている方が多くいらっしゃるかもしれません。しかし、内視鏡は昔に比べると体内への挿入部は径が細くしなやかになり、機構的にもさまざまな工夫がなされていますので、それほど苦痛は感じないという患者様が増えています。

ただ、まったく苦痛がないとは限りません。例えば、大腸の内視鏡検査や処置においては、先生が肛門から大腸スコープの先端部を挿入し、手元で操作部を操作しながら腸内を進めていきます。大腸には90度以上に曲がった部分もあります。そうした箇所で湾曲部が腸壁を押すと、患者様は鈍い痛みを感じることがあります。

手技に長けた先生はこうした難しい部位も上手に切り抜けて進まれますが、今回はより多くの先生がもっと簡単に使えるようにできないかと考え、大腸スコープの湾曲部手前に受動湾曲部を搭載しました。湾曲部が腸壁に当たって力がかかると、この受動湾曲部が自動的にしなります。そうすることで、腸壁を押す力は内視鏡先端部が先に進む力へと変換されるよう工夫しました。

「高伝達蛇管（じゃかん）」と名付けたシャフトです。腸内を大腸スコープがしなやかに進むようにするためには、シャフトは柔軟にしたいと考えました。しかし、そうなると、先生がシャフトを押し込んだりねじったりする力が腸に負けてしまい大腸スコープが進んで行かない、という問題が生じます。

シャフトの断面を見ると大きく3層に分かれています。それぞれが異なる素材で構成されているので、シャフト自体の曲げ・ねじりによってそれぞれの構成物がこすれあい、シャフトに加えた力にロスが発生し、スコープへの力の伝達にもロスが生まれます。あるとき、社内のエンジニアが、「構成物同士の干渉を無くしてスムーズに動くようにすると大腸スコープの先端に力が伝わり易くなるのではないか」と言いました。このアイデアを具体化するため、製造部門と共に製造プロセスを1から見直し、客観的な比較データを得るために、模型を自作し、繰り返し実験を行いました。試行錯誤の結果、しなやかなのに力がしっかりと伝わるシャフトとこれを作る製造プロセスの実現にこぎつけることができたのです。

具体的に言うと、NBI（Narrow Band Imaging：狭帯域光観察）と呼ばれる観察手法の改善となります。NBIは、オリンパスが独自に開発して2006年に実用化した観察手法です。内視鏡で病変を観察するとき、普通は光の三原色である赤、緑、青（RGB）を合わせた白色光で観察します。これに対して、NBIでは赤を除いた青と緑の光で観察します。がんか否かを判別する手がかりとして、粘膜表面の毛細血管の形状や集まり方を見ることが重要です。NBIでは血液中のヘモグロビンが青色光を吸収して粘膜表面の毛細血管を浮かび上がらせることで、がんなどの微細病変部を見やすくします。

この技術を使った内視鏡を発売して以来、「早期がんの診断に有用」とのご意見をいただくことができました。ただ「もう少し明るくなれば使いやすいのだが」というご要望も頂戴しました。NBIでは光の波長を2つの狭い帯域に絞っているために、光量が減って白色光での観察に比べて暗くなるのですが、現場でご使用になる先生が使いにくいとお感じになるのであれば、メーカーとしては改善する責務があると考えました。

2つの手法で取り組みました。1つは、光源自体の改良です。内視鏡の観察光は、ビデオスコープシステムの光源装置にキセノンランプを内蔵し、グラスファイバーを通してその光を内視鏡の先端に導きます。今回、病変の観察が白色光からNBIに切り替わると、システムがその変化を検出して、光源装置内のランプを明るくするように改善しました。また、システムのレンズやミラーなどの機械的な精度を上げることで、ランプの光を内視鏡のグラスファイバーに漏れなく集めるようにしています。

もう1つは、フィルター構成の抜本的な見直しです。通常光による観察では、光源の中にRGB（赤緑青）の回転フィルターがあり、そのフィルターを通った赤、緑、青の光が順に照射されます。一方、NBIによる観察では、光はまずNBIフィルターを通り、そこで緑と青に絞り込まれた光が回転フィルターを通過します。しかし、そもそも赤色光がないのですから、R（赤色）のフィルターがかかるときは何も照射されないことになります。

今回、赤色のフィルターがかかるタイミングに青色のフィルターを入れ込み、露光回数を増やすために、今回、EVIS LUCERA ELITE専用の回転フィルターを設けました。専用フィルターでは、NBIに切り替えた際に赤色のフィルターの代わりに、青色のフィルターをかける仕組みになっております。従来は回転フィルターが一周する間に2回しか光を照射していなかったのが3回照射できるようになり、従来以上の明るさを実現できたのです。