JP5407896B2 - 診断補助装置及び光プローブ - Google Patents

Description

本発明は、被検体に低コヒーレンス光等の光を照射し、被検体において散乱した光から被検体の生体組織等の診断についての情報を得る診断補助装置及び光プローブに関する。

近年、生体組織を診断する際に、生体組織の光学的情報を得ることのできる各種装置、例えば、光コヒーレンス断層画像生成装置等が提案されている。かかる装置は、医療の現場において、内視鏡等を用いた目視検査と同時に実施される診断補助装置として活用されつつある。特に、光を被検体内に伝搬させる光プローブの先端にバルーンを設け、管腔内にてバルーンを拡げることで対象部位の診断を容易とする診断補助装置が注目されている（例えば特許文献１参照）。

図９は、特許文献１に係る診断補助装置の光プローブ９の概略構成図である。光プローブ９は、透明シート９４に覆われ回転可能なカテーテルスキャナ９０に支持された内部コア９２と、内部コア９２の先端に設けられた集光光学系９６と、バルーン１０を有する。
図示しない光源から出射した低コヒーレンス光は内部コア９２を伝搬し、集光光学系９６によって被検体の管腔２５に集光照射され、集光スポット９８を形成する。カテーテルスキャナ９０の回転に従って、集光スポット９８は管腔２５を回転走査する。管腔２５において反射又は散乱した光は集光光学系９６、内部コア９２を通して図示しない断層画像処理手段によって解析され、光コヒーレンス断層画像が生成される。

特表２００９−５２３５８１号公報

特許文献１に記載の光プローブにおいては、集光光学系９６は、出射光をレンズやプリズムを用いて対象部位に照射していることから複雑な機構となってしまう。

また、バルーンを用いる目的は、管腔２５内に集光点を位置決めすることであり、出射光の焦点位置は固定となっている。一方、診断の必要な対象部位の管腔２５の径は、その管腔２５毎に異なる。従って、対象部位毎に管腔２５の内面に焦点位置を設定することができないことから、有効な情報を得ることが難しい。

本発明は、出射光を対象部位毎に管腔２５の内面に確実に焦点位置を設定できることで、有効な生体情報を得ることができる診断補助装置及び光プローブを提供することを目的とする。

前述の目的は、下記に記載する発明により達成される。

１．低コヒーレンス光を伝送する光ファイバと、
膨張材が充填されるように区画された充填部を一部に有し、前記低コヒーレンス光を被検体に向けて出射する前記光ファイバの光出射部が、当該充填部以外の箇所で内面に結合されたバルーンと、
を有することを特徴とする光プローブ。

２．蛍光励起光を伝達する光ファイバと、
膨張材が充填されるように区画された充填部を一部に有し、前記蛍光励起光を被検体に向けて出射する前記光ファイバの光出射部が、当該充填部以外の箇所で内面に結合されたバルーンと、
を有することを特徴とする光プローブ。

３．請求項１に記載の光プローブを有し、
前記光プローブが出射し被検体において反射又は散乱した低コヒーレンス光が有する情報に基づいて被検体の生体情報を生成することを特徴とする診断補助装置。

４．前記低コヒーレンス光が有する情報は、光コヒーレンストモグラフィーの情報であることを特徴とする前記３に記載の診断補助装置。

５．請求項２に記載の光プローブを有し、
前記光プローブが出射した前記励起光により励起された蛍光が有する情報に基づいて被検体の生体情報を生成することを特徴とする診断補助装置。

６．前記バルーンに前記膨張材を案内する案内手段と、
前記案内手段を通して前記バルーンを膨張収縮させる膨張収縮手段と、
を有することを特徴とする請求項３から５の何れか一項に記載の診断補助装置。

７．前記膨張材は少なくとも気体又は液体からなることを特徴とする請求項６に記載の診断補助装置。

８．前記光プローブは着脱可能に構成されていることを特徴とする請求項３から７の何れか一項に記載の診断補助装置。

対象部位毎に、管腔２５の内面に確実に出射光の焦点位置を設定できることで、有効な生体情報を得ることができる診断補助装置及び光プローブを提供できる。

実施形態に係る光コヒーレンス断層画像生成装置１の模式図である。 実施形態に係る光プローブ８の先端の概略構成の断面図である。 実施形態に係る光ファイバ２２の光出射部２３とバルーン２４の結合状態を示す模式図である。 実施形態に係る診断補助として光プローブ８を使用する際に光プローブ８が膨張収縮する様子を説明する模式図である。図４（ａ）は、管腔２５内に光プローブ８を挿入した状態、図４（ｂ）は、バルーン２４を管腔２５内に膨張させた状態を示す。 実施形態に係る光プローブ８の先端の概略構成を示す図である。図５（ａ）は、概略上面図、図５（ｂ）はＡＡ’を断面とする概略断面図である。 実施形態に係る光プローブ８が挿通される内視鏡６１を示す図である。 実施形態に係る光コヒーレンス断層画像生成装置１の動作方法を示すフロー図である。 実施形態に係る蛍光分析装置２の模式図である。 特許文献１に係る診断補助装置の光プローブ９の概略構成図である。

［第１の実施形態］
以下に本発明の実施形態を図面により説明するが、本発明は以下に説明する実施形態に限られるものではない。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。

被検体の生体情報を生成する診断補助装置には、光コヒーレンストモグラフィー装置、すなわち光コヒーレンス断層画像生成（ＯＣＴ： ｏｐｔｉｃａｌ ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置や、蛍光分析装置等がある。

光コヒーレンス断層画像生成装置とは、被検体の管腔における対象部位Ｓｂの生体組織からの光を用いて、生体組織の屈折率分布、分光情報、偏光情報（複屈折率分布）等を計測し、断層画像化できるものである。

蛍光分析装置は、同じく被検体の管腔における対象部位Ｓｂの生体組織が所定の波長の光によって励起されることで発生する蛍光を分析する装置である。

本実施形態では、特に光コヒーレンス断層画像生成装置を例にとり説明するが、これらの装置は生体組織からの光が有する生体情報を解析するものであり、本実施形態に係る診断補助装置に、同様に採用することが可能である。

図１は、光コヒーレンス断層画像生成装置１の模式図である。図１に示す光コヒーレンス断層画像生成装置１は、対象部位の断層画像をいわゆるＴＤ（Ｔｉｍｅ Ｄｏｍａｉｎ）方式により取得するものである。

以下、光ファイバはシングルモードの光ファイバである。光コヒーレンス断層画像生成装置１は、光源ユニット１１０、分割手段Ｃ１、参照光学系１２０、サーキュレータＣＲ１、サーキュレータＣＲ２、光プローブ８、断層画像処理手段１４０、モニター１６０、及び第１光ファイバＦＢ１〜第６光ファイバＦＢ６を備えている。

光源ユニット１１０は、低コヒーレンス光Ｌａを出射する光源１１１及び光学系１１２からなる。

光源ユニット１１０は、低コヒーレンス光Ｌａを出射する例えばＳＬＤ（Ｓｕｐｅｒ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｄｉｏｄｅ）やＡＳＥ（Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）、超短パルスレーザ光を非線形媒質に照射させて広帯域光を得るスーパーコンティニューム等の光源１１１と、この光源１１１から出射された光を第１光ファイバＦＢ１内に入射させるための光学系１１２とを有している。

これらの光源は波長がブロードであるので低コヒーレンス光源と称される。ＳＬＤの場合、その波長が例えば９４０ｎｍで、その可干渉距離が例えば１７μｍ程度であるような短い距離範囲のみで干渉性を示す低コヒーレンス光（以下、測定光とも称す）の特徴を備えている。つまり、この光を例えば２つに分岐した後、再び混合した場合には分岐した点から混合した点までの２つの光路長の差が１７μｍ程度の短い距離範囲内の場合には干渉した光として検出され、それより光路長が大きい場合には干渉しない特性を示す。

分割手段Ｃ１は、光源ユニット１１０から出射されて第１光ファイバＦＢ１を伝搬する低コヒーレンス光Ｌａを、対象部位Ｓｂに照射する測定光Ｌ１と参照光Ｌ２とに分割する。

分割手段Ｃ１は、例えば１×２の光ファイバカプラから構成されており、光源ユニット１１０から第１光ファイバＦＢ１を介して導波した低コヒーレンス光Ｌａを測定光Ｌ１と参照光Ｌ２とに分割する。分割手段Ｃ１は、第２光ファイバＦＢ２、第３光ファイバＦＢ３にそれぞれ光学的に結合されており、参照光Ｌ２は第２光ファイバＦＢ２を導波し、測定光Ｌ１は第３光ファイバＦＢ３を導波する。

参照光学系１２０は、第２光ファイバＦＢ２から出射した参照光Ｌ２をリレーするリレー光学系１１と、矢印Ａ方向に移動可能とされたミラー１２と、このミラー１２を移動させるミラー移動手段１４とから構成される。

参照光学系１２０には、第２光ファイバＦＢ２を伝搬する参照光Ｌ２がサーキュレータＣＲ１を経た後に入射し、入射した参照光Ｌ２の光路長を調整する。

光プローブ８は、第３光ファイバＦＢ３を経て入射した測定光Ｌ１を対象部位Ｓｂに照射する（詳細は後述する）。光プローブ８は、コネクタ１５を通して第３光ファイバＦＢ３と着脱可能に構成されている。

合波手段Ｃ２は、例えば１×２の光ファイバカプラから構成されている。合波手段Ｃ２は、対象部位Ｓｂにおいて反射又は散乱（以後、反射又は散乱を反射で代表させる）し、サーキュレータＣＲ２を経て第４光ファイバＦＢ４を伝搬した反射光Ｌ３と、参照光学系１２０とサーキュレータＣＲ１を経て第５光ファイバＦＢ５を伝搬した参照光Ｌ４とを合波する機能を有する。

合波手段Ｃ２に入射した反射光Ｌ３と参照光Ｌ４とは、干渉光Ｌ５となり、第６光ファイバＦＢ６を伝搬して干渉光Ｌ５の光強度を検出する検出器１３０に入射し、光電変換されて断層画像処理手段１４０に入力される。

断層画像処理手段１４０は、合波手段Ｃ２から第６光ファイバＦＢ６を伝搬して来た干渉光Ｌ５の光強度を、例えばヘテロダイン検波により検出する。具体的には、分割手段Ｃ１によって分割されて参照光Ｌ２となった光と、測定光Ｌ１となった光との差周波数により生じる干渉光Ｌ５のビート信号を検出する。

すなわち、参照光学系１２０により光路長が変更されて行くにつれて、対象部位Ｓｂの測定位置（深さ）が変わって行き、断層画像処理手段１４０は各測定位置における複数のビート信号を検出するようになっている。

上記断層画像処理手段１４０は例えばパーソナルコンピュータ等のコンピュータシステムを有し、ＣＲＴや液晶表示装置等からなるモニター１６０に接続されている。

そして、断層画像処理手段１４０により検出されたビート信号と、ミラー移動手段１４における測定位置の情報とに基づいて、画像取得手段２７０により光断層画像が生成される。生成されたその光断層画像は、モニター１６０において表示される。

次に、上記構成を有する光コヒーレンス断層画像生成装置１の作用について説明する。断層画像を取得する際には、まずミラー１２を矢印Ａ方向に移動させることにより、測定可能領域内に対象部位Ｓｂが位置するように光路長の調整が行われる。

その後、光源ユニット１１０から低コヒーレンス光Ｌａが出射され、この低コヒーレンス光Ｌａは分割手段Ｃ１により測定光Ｌ１と参照光Ｌ２とに分割される。測定光Ｌ１は光プローブ８から対象部位Ｓｂの管腔内に向けて照射される。

そして、対象部位Ｓｂからの反射光Ｌ３がミラー１２において反射した参照光Ｌ２と合波され、反射光Ｌ３と参照光Ｌ２との干渉光Ｌ５が断層画像処理手段１４０によって検出される。この検出された干渉光Ｌ５が断層画像処理手段１４０において適当な波形補償、ノイズ除去を施し、対象部位Ｓｂの屈折率分布、分光情報、偏光情報（複屈折率分布）等が計測でき、画像化できる。

このようにして取得された断層画像は、モニター１６０に表示される。

なお、光コヒーレンス断層画像生成装置１の方式としていわゆるＴＤ方式を用いて説明したが、ＴＤ方式以外にも、単一ディテクタの代わりに分光計を用いるいわゆるＳＤ（Ｓｐｅｃｔｒａｌ Ｄｏｍａｉｎ）方式、光源をＳＬＤではなく、波長掃引レーザを用いるいわゆるＳＳ（Ｓｗｅｐｔ Ｓｏｕｒｃｅ）方式の何れかを用いても良い。

（光プローブ８の構成例１）
次に本実施形態における光プローブ８の構成例１について詳細に説明する。図２は、光プローブ８の先端の概略構成の断面図である。光プローブ８は被覆２１内部に複数の光ファイバ２２を有する。光ファイバ２２は、クラッドに被覆された測定光が伝搬するコアである。被覆２１の材料としては人体に影響を与えないテフロン（登録商標）が好ましく用いられる。

クラッドは保護被覆を有していてもよい。図２では、４本の光ファイバ２２を例示する。被覆２１の先端にはバルーン２４が取り付けられている。バルーンは、膨張材を充填することで膨張し、膨張材を開放することで収縮する機能を有する。バルーンの材質としては、例えば、低コヒーレンス光Ｌａの波長に対して透明なシリコン樹脂を好ましく採用できる。シリコン樹脂は膨張収縮自在であり、丈夫な材質として知られている。バルーンは、例えば２重構造をしている。

膨張材には、空気等の気体や水等の液体を採用する。バルーン２４へは、図示しない案内手段により膨張材を案内する。また、光コヒーレンス断層画像生成装置１は、案内手段へ膨張材を送り込み、また、案内手段から膨張材を吸引する図示しない膨張収縮手段を有する。案内手段の例としては、チューブ等である。光プローブ８内部又は外に備えられた図示しないチューブと接続されている。

膨張収縮手段の例としては、膨張材が気体の場合は気体ポンプ等であり、膨張材が液体の場合は液体ポンプ等である。シリンジ等であってもよい。チューブの先は、該ポンプやシリンジが付けられており、シリンジから気体もしくは液体をバルーン内に注入しバルーンを膨らませる。

図３は、光ファイバ２２の光出射部２３とバルーン２４の結合状態を示す模式図である。光ファイバ２２の光出射部２３はバルーン２４の内面に結合されている。光ファイバ２２の光出射部２３から出射する低コヒーレンス光Ｌａが、バルーン２４の外面から垂直に出射するように、光ファイバ２２の光出射部２３はバルーン２４の内面に対して光軸が垂直になるように接着されている。具体的には、光出射部２３はバルーン２４の内面に直接接触されており、光出射部２３とバルーン２４に両方に接着剤が接着するように、接着剤２６が肉盛り接着されている。シングルモードファイバは材質的にはシリコン系であり、バルーンと同質であることから、接着材にはシリコン系接着剤を採用することが望ましい。

図４は、診断補助として光プローブ８を使用する際に光プローブ８が膨張収縮する様子を説明する模式図である。説明の簡単化のため、例として光ファイバ２２が２本の場合である。図４（ａ）は、管腔２５内に光プローブ８を挿入した状態、図４（ｂ）は、バルーン２４を管腔２５内に膨張させた状態を示す。

診断補助として光プローブ８を使用する際には、使用者は、図４（ａ）に示すように、光プローブ８を管腔２５内に挿入する。次に使用者が図示しない空気ポンプなどの膨張収縮手段を用いて膨張材を、案内手段を用いてバルーン２４に充填し、管腔２５内に膨張させる。案内手段は、被覆２１であってもよい。例えば、図４（ｂ）に示すように、被覆内に矢印Ｂに示すように空気等の気体が送り出され、その空気圧によってバルーン２４が膨張する。バルーン２４は、管腔２５に外面が接触するまで膨張される。この状態で、光源ユニット１１０から低コヒーレンス光Ｌａが伝搬される。低コヒーレンス光Ｌａは光出射部２３から出射され、バルーン２４を透過して管腔２５を照射する。

管腔２５を照射する光のスポット径は、光ファイバ２２のコア径と開口数、そしてバルーン２４の厚みに依存する。一般的なシングルモードの光ファイバ２２を採用した場合、光ファイバ２２のコア径は約９．２μｍである。

開口数ＮＡは、ＮＡ＝ｎ×ｓｉｎ（θ）で表される。ここで、ｎは光が進行する媒質の屈折率であり、θは光ファイバ２２から出射される光の最大角である。シリコン樹脂の一般的な屈折率は１．４程度である。一般的なシングルモードの光ファイバ２２の開口数ＮＡは約２．０程度である。この数値を上記の式に適用すると、０．２＝１．４×ｓｉｎ（θ）となり、θは、約８°となる。典型的なシリコン系のバルーン２４の厚みは０．９ｍｍ程度である。膨張させた場合には、厚さが約０．６ｍｍに薄くなる。従って、膨張させた場合に、バルーン２４の外面におけるスポット径は、ｔａｎ（８°）×０．６ｍｍ×２＋９．２μｍ＝１８７μｍとなり、バルーン２４の厚みが支配的となる。

かかるスポット径に集光された測定光Ｌ１は、管腔２５の生体組織の屈折率等の情報を収集し、光ファイバ２２に戻る。

（光プローブ８の構成例２）
次に本実施形態における光プローブ８の構成例２について詳細に説明する。図５は、光プローブ８の先端の概略構成を示す図である。図５（ａ）は、概略上面図、図５（ｂ）はＡＡ’を断面とする概略断面図である。

光プローブ８の構成例１との相違は、主にバルーンの構成にある。構成例１のバルーン２４は、バルーン２４全体に膨張材を充填可能となっている。一方、構成例２のバルーン２４は、図５に示すように、膨張材を充填可能な充填部５１をバルーン２４の一部に有する。そして、光ファイバ２２の光出射部２３は、充填部５１以外の箇所でバルーン２４の内面に結合されている。

充填部５１は、図５（ｂ）に示す断面図では区切られているが、図５（ａ）に示すように各充填部５１は結合されている。充填部５１へは、被覆２１の外側に設けられた案内手段であるチューブ５２が気体や液体等の膨張材を案内する。使用者が図示しない空気ポンプなどの膨張収縮手段を用いて、チューブ５２を介して膨張材をバルーン２４に充填すると、充填部は膨張する。バルーン２４が膨張すると、バルーン２４を構成する材料は引き延ばされる。従って、光ファイバ２２とバルーン２４との結合部に力が加わる。一方、充填部５１以外の箇所でバルーン２４の内面に結合されていると、バルーン２４が膨張しても、光ファイバ２２とバルーン２４との結合部には、力は加わり難い。従って、光プローブ８の構成例２は、膨張した際にも構成が安定しているというメリットを有する。

光プローブ８内部から、バルーン２４の内面に光ファイバ２２を導く上で、被覆２１の角部Ｒを丸めておくことによりファイバが引っかかることも無い構造となっている。

バルーン２４を膨らませることによる光ファイバ２２の伸びに関しては、光プローブ８に光ファイバ２２を導入する手前で撓ましておくことが好ましい。また、光プローブ８内で光ファイバ２２を撓ましておいてもよい。このように、光ファイバ２２を撓ましておくことで、バルーン２４の膨張によるファイバの伸びを補うようになっている。

かかる光コヒーレンス断層画像生成装置１は、被検体の対象部位Ｓｂの光プローブ８を位置決めして用いることが望ましい。そのためには、被検体の対象部位Ｓｂを観察する必要がある。そこで、光プローブ８を内視鏡に併設し、内視鏡を用いて対象部位Ｓｂを特定してから、診断補助の動作を実施することが望ましい。

図６は、実施形態の光プローブ８が挿通される内視鏡６１を示す図である。以下、光コヒーレンス断層画像生成装置１に併設する内視鏡６１について説明する。実施形態における光プローブ８は図６に示すように内視鏡６１の鉗子挿通口６２から鉗子挿通用チャンネルを経てその先端開口から光プローブ８の先端側を突出させることができる。

この内視鏡６１は体腔内に挿入し易いように細長の挿入部６３を有し、この挿入部６３の後端には太幅の操作部６４が設けてある。この挿入部６３の後端付近には鉗子挿通口６２が設けてあり、この鉗子挿通口６２はその内部で鉗子挿通用チャンネルと連通している。

挿入部６３内には図示しないライトガイドが挿通され、このライトガイドの入射端を光源装置に接続し、照明光を伝送して挿入部６３の先端部に設けた照明窓から出射し、患部等を照明する。また、照明窓に隣接して観察窓が設けられ、この観察窓には対物光学系が取り付けられ、照明された患部等を光学系に観察できるようにしている。

そして、内視鏡６１の先端部の観察光学系の観察の下で、患部等の注目する部分の管腔２５側に光プローブ８により、低コヒーレンス光Ｌａを照射し、その対象部位Ｓｂの内部の断層画像データを得て、モニター１６０の表示面に光断層画像を表示できるようにしている。

（光コヒーレンス断層画像生成装置１の動作方法）
次いで、かかる技術的構成を有する光コヒーレンス断層画像生成装置１の動作方法について説明する。図７は、光コヒーレンス断層画像生成装置１の動作方法を示すフロー図である。

最初に、ステップＳ１にて、使用者は光プローブ８を被検体の体内に挿入する。例えば、食道に適用する場合、使用者は光プローブ８を口腔から挿入する。

次いでステップＳ２にて、内視鏡６１を用いて口腔から食道を観察しつつ、食道内の対象部位Ｓｂを特定する。そして、対象部位Ｓｂに光プローブ８のバルーン２４を接近させる。

次いでステップＳ３にて、使用者はポンプやシリンジ等を使ってバルーン２４を膨張させる。食道の径は大凡２５ｍｍ程度であるので、バルーン２４を２５ｍｍ以上に膨張させる。バルーン２４の状態を内視鏡６１で観察しつつ膨張させる。

次いで、ステップＳ４にて、管腔２５に低コヒーレンス光Ｌａを照射する。低コヒーレンス光Ｌａを照射された管腔２５においては、管腔２５の生体組織の屈折率の情報が位相変調等の情報として収集された反射光Ｌ３として、光ファイバ２２に戻る。

次いで、ステップＳ５にて、反射光Ｌ３は光ファイバ２２から第３光ファイバＦＢ３に伝搬し、サーキュレータＣＲ２等を介して、断層画像処理手段１４０によって検出される。

次いで、ステップＳ６にて、反射光Ｌ３を解析する。検出された干渉光Ｌ５が断層画像処理手段１４０において適切な波形補償、ノイズ除去を施され、対象部位Ｓｂの屈折率分布、分光情報、偏光情報（複屈折率分布）等が計測され、画像化される。

以上のような動作方法により、光コヒーレンス断層画像生成装置１を動作させることができる。

［第２の実施形態］
以上は、診断補助装置、光プローブ、及び診断補助装置の作動方法として、光コヒーレンス断層画像生成装置１を例に実施形態を説明したが、診断補助装置としては、光コヒーレンス断層画像生成装置１以外にも適用できる。以下、診断補助装置に蛍光分析装置に適用した実施形態を説明する。

図８は、蛍光分析装置２の模式図である。蛍光分析装置２は、光源ユニット１１０、サーキュレータＣＲ３、上記した光プローブ８、分光装置８０、スペクトル解析装置２５０、モニター１６０、第７光ファイバＦＢ７、及び第８光ファイバＦＢ８を備えている。

光源ユニット１１０は、上記で説明した通り光源１１１及び光学系１１２からなる。蛍光分析の場合、光源１１１は低コヒーレンス光である必要はなく、対象部位Ｓｂに蛍光を励起させるに必要な波長、例えば紫外域の波長を有する光源を採用する。紫外域のＬＥＤやキセノン光源を好ましく用いることができる。

分光装置８０は、例えば回折格子８１、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）８２を有する。

スペクトル解析装置２５０は、ＣＣＤ８２の出力から蛍光のスペクトル分析を行う。

光源ユニット１１０を出射した蛍光励起光Ｌ６は、第７光ファイバＦＢ７を伝搬し、サーキュレータＣＲ３を経、コネクタ１５を通じて光プローブ８に入射する。

光プローブ８は、蛍光励起光Ｌ６を対象部位Ｓｂに照射する。光プローブ８は、コネクタ１５を通して第７光ファイバＦＢ７と着脱可能に構成されている。

蛍光励起光Ｌ６を照射された管腔２５の対象部位Ｓｂの生体組織は、蛍光を励起され、励起された蛍光Ｌ７は第７光ファイバＦＢ７に戻る。蛍光Ｌ７は、第７光ファイバＦＢ７に伝搬し、サーキュレータＣＲ３を介して、第８光ファイバＦＢ８に入射し、分光装置８０によって検出される。

蛍光分光で使用するマルチファイバのコア径は１０５μｍであるので上記の光コヒーレンス断層画像生成装置１と同様にバルーンの厚さを考慮すると蛍光分光のスポット径が０．３５ｍｍとなる。

分光装置８０においては、第８光ファイバＦＢ８から出射した蛍光Ｌ７は回折格子８１を照射し、蛍光Ｌ７を構成する波長に応じた回折角に分離され分光される。分光された蛍光Ｌ７はＣＣＤ８２に入射し、ＣＣＤ８２上の位置と波長との対応に関する情報としての電気信号がＣＣＤ８２から出力される。

ＣＣＤ８２からの出力はスペクトル解析装置２５０に入射し、スペクトル解析装置２５０は蛍光を構成する波長の分布を解析すると供に画像信号を形成する。画像信号はモニター１６０に入力され、モニター１６０が蛍光分析の結果を画像として表示する。

以上のように、本発明によれば、低コヒーレンス光Ｌａや蛍光励起光Ｌ６を伝送する光ファイバ２２と、低コヒーレンス光Ｌａや蛍光励起光Ｌ６を被検体に向けて出射する光ファイバの光出射部２３が内面に結合されたバルーン２４と、を有することで、出射光を対象部位Ｓｂ毎に管腔２５の内面に確実に焦点位置を設定でき、有効な生体情報を得ることができる光プローブ８を提供することができる。

また、本発明によれば、バルーン２４は、膨張剤を充填可能な充填部５１を一部に有し、光出射部２３は、充填部５１以外の箇所でバルーン２４の内面に結合されていることで、バルーン２４を膨張させる際にも対象部位Ｓｂ毎に管腔２５の内面に確実に出射光の焦点位置を設定でき、有効な生体情報を得ることができる光プローブ８を提供することができる。

また、本発明によれば、光プローブ８を有し、光プローブ８が出射し被検体において反射又は散乱した低コヒーレンス光Ｌａが有する情報や、光プローブ８が出射した励起光により被検体において励起された蛍光に基づいて被検体の生体情報を生成することで、対象部位Ｓｂ毎に管腔２５の内面に確実に出射光の焦点位置を設定でき、有効な生体情報を得ることができる診断補助装置を提供することができる。

また、本発明によれば、バルーン２４に膨張材を案内する案内手段と、案内手段を通してバルーン２４を膨張収縮させる膨張収縮手段と、を有することで、バルーン２４を膨張させて管腔２５を広げることができ、対象部位Ｓｂ毎に管腔２５の内面に確実に出射光の焦点位置を設定でき、有効な生体情報を得ることができる診断補助装置を提供することができる。

また、本発明によれば、膨張材は少なくとも気体又は液体からなることで、バルーン２４を対象部位Ｓｂ毎に管腔２５の内面に沿って膨張させることができ、対象部位Ｓｂ毎に管腔２５の内面に確実に出射光の焦点位置を設定でき、有効な生体情報を得ることができる診断補助装置を提供することができる。

また、本発明によれば、光プローブ８は着脱可能に構成されていることで、光プローブ８が破損等した際にも光プローブ８のみを交換することができる。

また、本発明によれば、光コヒーレンストモグラフィーの情報、又は蛍光の情報等の生体情報を得ることができる。

また、本発明によれば、被検体の生体情報を生成する診断補助装置の作動方法であって、光ファイバ２２の光出射部２３が内面に結合されたバルーン２４を膨張させる工程と、光ファイバ２２に低コヒーレンス光Ｌａや蛍光励起光Ｌ６を伝送させ、光出射部２３から低コヒーレンス光Ｌａや蛍光励起光Ｌ６を被検体に向けて出射する工程と、被検体において反射又は散乱した低コヒーレンス光Ｌａや励起された蛍光を検出する工程と、検出した低コヒーレンス光Ｌａや蛍光が有する情報に基づいて生体情報を生成する工程と、を有することで、対象部位Ｓｂ毎に管腔２５の内面に確実に出射光の焦点位置を設定でき、有効な生体情報を得ることができる診断補助装置の作動方法を提供することができる。

１ 光コヒーレンス断層画像生成装置
２ 蛍光分析装置
８ 光プローブ
１１ リレー光学系
１２ ミラー
１４ ミラー移動手段
１５ コネクタ
２１ 被覆
２２ 光ファイバ
２３ 光出射部
２４ バルーン
２５ 管腔
２６ 接着剤
５１ 充填部
５２ チューブ
６１ 内視鏡
６２ 鉗子挿通口
６３ 挿入部
６４ 操作部
８０ 分光装置
８１ 回折格子
１１０ 光源ユニット
１１１ 光源
１１２ 光学系
１２０ 参照光学系
１４０ 断層画像処理手段
１６０ モニター
２５０ スペクトル解析装置
２７０ 画像取得手段
Ｃ１ 分割手段
Ｃ２ 合波手段
ＣＲ１ サーキュレータ
ＣＲ２ サーキュレータ
ＣＲ３ サーキュレータ
ＦＢ１ 第１光ファイバ
ＦＢ２ 第２光ファイバ
ＦＢ３ 第３光ファイバ
ＦＢ４ 第４光ファイバ
ＦＢ５ 第５光ファイバ
ＦＢ６ 第６光ファイバ
ＦＢ７ 第７光ファイバ
ＦＢ８ 第８光ファイバ
Ｌａ 低コヒーレンス光
Ｓｂ 対象部位

Claims (8)

1. 低コヒーレンス光を伝送する光ファイバと、
   膨張材が充填されるように区画された充填部を一部に有し、前記低コヒーレンス光を被検体に向けて出射する前記光ファイバの光出射部が、当該充填部以外の箇所で内面に結合されたバルーンと、
   を有することを特徴とする光プローブ。
2. 蛍光励起光を伝達する光ファイバと、
   膨張材が充填されるように区画された充填部を一部に有し、前記蛍光励起光を被検体に向けて出射する前記光ファイバの光出射部が、当該充填部以外の箇所で内面に結合されたバルーンと、
   を有することを特徴とする光プローブ。
3. 請求項１に記載の光プローブを有し、
   前記光プローブが出射し被検体において反射又は散乱した低コヒーレンス光が有する情報に基づいて被検体の生体情報を生成することを特徴とする診断補助装置。
4. 前記低コヒーレンス光が有する情報は、光コヒーレンストモグラフィーの情報であることを特徴とする請求項３に記載の診断補助装置。
5. 請求項２に記載の光プローブを有し、
   前記光プローブが出射した前記励起光により励起された蛍光が有する情報に基づいて被検体の生体情報を生成することを特徴とする診断補助装置。
6. 前記バルーンに前記膨張材を案内する案内手段と、
   前記案内手段を通して前記バルーンを膨張収縮させる膨張収縮手段と、
   を有することを特徴とする請求項３から５の何れか一項に記載の診断補助装置。
7. 前記膨張材は少なくとも気体又は液体からなることを特徴とする請求項６に記載の診断補助装置。
8. 前記光プローブは着脱可能に構成されていることを特徴とする請求項３から７の何れか一項に記載の診断補助装置。

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