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視認性を向上させた内視鏡システム

 

[写真]レーザー光源を搭載した次世代内視鏡システム 独自の“光”でがんをもっと見つけやすく

難易度の高い新光源にチャレンジ

[写真]R&D統括本部 メディカルシステム開発センター 小澤 聡/1996年入社。写真プリント用機器などの開発に従事したのち、2009年から内視鏡システムの開発に携わる。

R&D統括本部 メディカルシステム開発センター
小澤 聡
1996年入社。写真プリント用機器などの開発に従事したのち、2009年から内視鏡システムの開発に携わる。

胃や大腸の内部における病変の有無や状態を直接観察し、必要に応じて処置を行うことができる内視鏡システム。富士フイルムは、2種類のレーザー光を観察目的に応じて自在にコントロール、独自の画像処理技術と組み合わせることで病変部の視認性を向上したレーザー光源を用いた内視鏡(以下、レーザー内視鏡と称す)を開発し、がんなどの早期発見・治療に貢献しています。

開発を担当した研究者がイノベーションにかける思いを語ります。

新しいシステムを作り上げる

内視鏡システムは、長い管状のスコープを体内に挿入し、スコープの先端部から出射する照明光で対象物を照らして観察を行います。照明光源には従来はキセノンランプなどを用いるのが一般的でしたが、早期がんの特徴とされる粘膜表層の微細血管の変化などを捉えるには限界があり、医療現場からは新たな光源を用いた内視鏡システムを求める声が高まることを個人的に感じていました。
そこで私が下した決断は、観察対象に適した狭い波長の光を追加していけるシステム、まずは粘膜表層の微細血管などの観察性能に飛躍的な向上が期待できる短波長の半導体レーザーを新たな光源として使用した新しい内視鏡システムを開発することでした。


[写真]

この決断にはリスクも伴いました。レーザー光の使用により、早期がんなどを発見しやすくなる可能性がある一方、従来光源の画像とは見え方や色味などが変化し、これまで観察できていたものが逆に観察しづらくなる恐れもあるからです。また、医療機関にとっては、スコープはもちろん、光源装置やプロセッサーなどシステム一式を刷新する必要性も出てきます。自動車でいえば“エネルギー源をガソリンから電気に切り替える”ぐらいの大胆な技術転換を実行した上で、高い病変視認性を発揮しなければ、医療機関に受け入れられるシステムにはならないのではと私としては思いました。


それでも、私には自信がありました。研究者として駆け出しのころ、写真プリントに使われる「ピクトログラフィー」というプリンターの開発などを通じてレーザーを扱った経験があり、その特性を理解していたからです。富士フイルムが写真分野などで培ってきたレーザー技術を土台に開発を進めていけば、必ずや実現できる。そして、どんな使い手でも簡単にがんを発見できるシステムを作り上げ、内視鏡の世界にイノベーションを起こしたいと思いました。

レーザーの“二刀流”に活路を見いだす

新たな光源としてレーザーを用いるためにはハードルがありました。それは先ほども述べたように、波長が短い光で観察対象を照らしても、必要に応じて従来光源と同じ見え方を表現できるかということ。さらには、直進性が強いレーザー光を、より広い範囲を照らす光に変化させることも課題となりました。

議論を重ねる中から解決策として導き出されたのが、白色光用レーザーとBLI用レーザーという異なる波長の2種類のレーザーを用いて光源を構成するというもの。白色光用レーザー光を蛍光体に照射することで、従来のキセノンランプと同等の色味や広がりのある光を表現するとともに、より短波長のBLI用レーザーからは粘膜表層を観察しやすい光を照射、その組み合わせで観察目的に応じた画像を提供する仕組みを編み出しました。いわば レーザーの“二刀流”というわけです。

[写真]

レーザー照明の概念図(実際の構成とは異なります)


[写真]

もっとも“二刀流”は、最適な波長を持つレーザーを選び出し、なおかつ2種類のレーザーの照射量を精密に制御するという新たなハードルを私たちに突き付けました。ここでも助けとなったのは、富士フイルムが写真分野などで培ってきたレーザーや画像に関わる技術力。特に画像技術センターが持つシミュレーション技術は、レーザーの波長と得られる画像の関係を予測・評価するのに大いに役立ちましたね。照射量の制御に関しても、写真プリント機器や医療用X線撮影装置などに用いられるレーザー技術が実現を後押ししました。

関連情報

胃がんの早期発見に役立つ経鼻内視鏡に、白色光とBLI光のふたつのレーザーを採用。

写真技術を応用し、医療分野に取り組む技術者たちの熱い想い。

富士フイルムの“イノベーション”のストーリーを社員とお客さまのインタビューを通じてご紹介します。



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