CN112203609A - 检测系统、导管装置以及激光烧灼装置 - Google Patents

检测系统、导管装置以及激光烧灼装置 Download PDF

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Abstract

以检测光纤的状态为目的，检测系统具备：至少一个光源，输出被输入至光纤的基端部侧的、相互波长以及该光纤的弯曲损耗不同的多个测试光；至少一个反射体，在该光纤的前端部侧对光纤中传播的测试光的各个测试光进行反射；多个受光部，在基端部侧对由至少一个反射体反射的光即多个反射光的各个反射光进行受光；和判断部，基于多个受光部各种中的反射光的信息，来比较反射光的信息和参照设定值。

Description

检测系统、导管装置以及激光烧灼装置
技术领域
本发明涉及检测系统、导管装置以及激光烧灼装置。
背景技术
已知将插入有光纤的导管插入患者的体内来进行治疗的技术。这种技术例如在激光烧灼装置中被使用。在激光烧灼装置中，将导管插入患者的体内，从光纤的前端输出烧灼用的激光向患部等的对象部位进行照射，来进行治疗。
以往，公开了检测插入体内的内窥镜等的管状体的弯曲、或者推断弯曲形状的技术(参照专利文献1、2)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：JP特开2001-169998号公报
专利文献2：JP特开2015-181643号公报
发明内容
-发明要解决的课题-
在插入导管的光纤在体内发生弯曲的情况下，可能光纤的传播损耗增加、从光纤的前端输出的烧灼用激光的强度降低，但是，也可能根据弯曲的程度而其强度降低不是问题。另一方面，在光纤在体内折损的情况下，烧灼用激光不会从光纤的前端输出、且折损无法恢复。在光纤在体内折损的情况下，担心产生不完全治疗、对象部位以外的部位的烧灼等。为了防止该情况，谋求适当地检测光纤的弯曲以及折损的技术。但是，检测光纤的状态的技术、例如将弯曲和折损区别来进行检测的技术尚未公开。
再有，在人等生物体的体内插入具有光纤的导管的情况下，还谋求不仅检测光纤的状态，还检测血压、体温等的外压、温度这种的光纤的周围的状态。
本发明是鉴于上述情况而提出的，其目的在于提供一种能够检测光纤的状态、光纤的周围的状态的检测系统、导管装置以及激光烧灼装置。
-解决课题的手段-
为了解决上述的课题并实现目的，本发明的一方式所涉及的检测系统的特征在于，具备：至少一个光源，输出被输入至光纤的基端部侧的、相互波长以及该光纤的弯曲损耗不同的多个测试光；至少一个反射体，在该光纤的前端部侧，对所述光纤中传播的所述测试光的各个测试光进行反射；多个受光部，在所述基端部侧，对由所述至少一个反射体反射的光即多个反射光的各个反射光进行受光；和判断部，基于所述多个受光部各自中的所述反射光的信息，来比较所述反射光的信息与参照设定值。
本发明的一方式所涉及的检测系统的特征在于，所述反射光的信息包含所述受光部中的所述反射光的受光强度，所述参照设定值是所述受光强度的阈值，所述判断部基于所述反射光的受光强度，来判断所述光纤是弯曲还是弯折。
本发明的一方式所涉及的检测系统的特征在于，所述判断部在所述多个反射光之中的第1测试光的反射光即第1反射光的受光强度为第1阈值以下的情况下，判断为所述光纤弯折，在所述第1反射光的受光强度大于所述第1阈值的情况下，判断所述光纤未弯折，在所述第1反射光的受光强度大于所述第1阈值、且所述多个反射光之中所述光纤中的弯曲损耗大于所述第1测试光的第2测试光的反射光即第2反射光的受光强度为第2阈值以下的情况下，判断为所述光纤弯曲为规定的弯曲量以上。
本发明的一方式所涉及的检测系统的特征在于，所述判断部在所述多个反射光之中的第2测试光的反射光即第2反射光的受光强度急剧降低的情况下，在所述多个反射光之中所述光纤中的弯曲损耗小于所述第2测试光的第1测试光的反射光即第1反射光的受光强度为第1阈值以下时，判断为所述光纤弯折，在所述第1反射光的受光强度大于第1阈值时，判断为所述光纤弯曲。
本发明的一方式所涉及的检测系统的特征在于，在所述第2反射光的受光强度急剧降低的情况下，在所述第1反射光的受光强度大于第1阈值时，根据所述第2反射光的降低的状态获得与弯曲量有关的信息。
本发明的一方式所涉及的检测系统的特征在于，所述检测系统具备多个所述反射体，所述多个反射体的至少一个包含光纤布拉格光栅。
本发明的一方式所涉及的检测系统的特征在于，所述检测系统具备多个所述反射体，所述多个反射体的至少一个包含反射膜。
本发明的一方式所涉及的检测系统的特征在于，所述多个受光部的至少一个包含光电二极管。
本发明的一方式所涉及的导管装置的特征在于，具备：所述检测系统；所述光纤，从基端部侧被输入所述多个测试光，并且在前端部侧设置所述至少一个反射体；和导管主体，所述光纤的至少一部分被插入。
本发明的一方式所涉及的激光烧灼装置具备：所述导管装置；和激光源，输出被输入至所述光纤的基端部侧的、烧灼用的激光。
-发明效果-
根据本发明，可实现能够检测光纤的状态、光纤的周围的状态的这种效果。
附图说明
图1是表示实施方式所涉及的激光烧灼装置的概略结构的示意图。
图2是说明光纤的弯曲损耗特性的一例的图。
图3是第1控制例的流程图。
图4是第2控制例的流程图。
图5是第3控制例的流程图。
图6是第4控制例的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图来详细说明本发明的实施方式。另外，并不是通过以下说明的实施方式来限定本发明。此外，在附图的记载中，对于相同或者对应的要素适当赋予同一符号。
图1是表示实施方式所涉及的激光烧灼装置的概略结构的示意图。激光烧灼装置1000具备未图示的激光源、未图示的烧灼激光用光合波分波器、以及导管装置100。
激光源具备光纤激光等的激光源，输出烧灼用的激光AL。烧灼激光用光合波分波器将激光AL与后述的第1测试光、第2测试光合波并输出。烧灼激光用光合波分波器在本实施方式中被设置于后述的光合波分波器3a与光合波分波器3b之间，但是也可以被设置于光合波分波器3b的后级。烧灼激光用光合波分波器可以构成为在空间上对多个光进行合波，此外也可以构成为通过光合路器等进行合波。
导管装置100具备与光纤有关的检测系统10、导管部110。导管部110的至少一部分被插入患者的体内。导管部110具备：包含树脂等具有挠性的材质的导管主体120、至少一部分被插入导管主体120的管腔的光纤130。
光纤130具有基端部131和前端部132。光纤130例如是阶梯折射率型、渐变折射率型的多模光纤、或者芯体同心圆状地设置多个的多芯光纤，但没有特别限定。此外，在导管装置100是插入血管的医疗用导管装置的情况下，优选光纤130是细径的，例如芯体直径为105μm以下、包层直径为125μm以下，但是没有特别限定。
检测系统10具备多个光源以及多个受光部。本实施方式中，检测系统10具备：具有第1光源的功能的激光二极管(LD)1a、具有第2光源的功能的LD1b、具有第1受光部的功能的光电二极管(PD)2a、以及具有第2受光部的功能的PD2b。此外，检测系统10具备光合波分波器3a、3b、3c、带通滤波器4a、4b。再有，检测系统10具备控制部5、显示部6、光纤布拉格光栅(FBG)7。FBG7被设置于光纤130的前端部132侧，作为反射体发挥功能。
LD1a从以实线表示的光纤输出具有规定波长的第1测试光TL1。LD1b从实线表示的光纤输出第2测试光TL2。第2测试光TL2具有光纤130的弯曲损耗比第1测试光TL1的波长处的弯曲损耗大的波长。即，第1测试光TL1与第2测试光TL2相互波长以及光纤130的弯曲损耗不同。在此，优选第2测试光TL2的波长λ2设为第1测试光TL1的波长λ1的整数倍(λ2＝nλ1，n为2以上的整数)。第1测试光LT1的波长λ1以及第2测试光LT2的波长λ2通过作为反射体的FBG7等中的反射波长频带的宽度被限制。具体而言，例如在反射波长频带为630～660nm的情况下，优选第1测试光LT1的波长λ1为630～660nm，第2测试光TL2的波长λ2为1260～1320nm。由此，能够共用FBG7、反射膜等的可能性得以提高。
图2是说明光纤的每一匝的弯曲损耗特性的一例的图。光纤的弯曲损耗例如通过以规定的弯曲半径进行弯曲的情况下的、每一匝的传输损耗的增加量进行定义。在此，所谓一匝，是指以规定的弯曲半径将光纤圆状地卷绕一周的状态。图2中，白圈是弯曲半径6mm(直径12mm)的情况，黑方是弯曲半径8mm(直径16mm)的情况。此外，误差线是根据白圈或者黑方的波长的前后10点的数据点计算标准偏差而得到的。
如图2所示，一般地，波长越长则光纤的弯曲损耗越大。因此，通过使第2测试光TL2的波长比第1测试光TL1的波长长，从而能够使光纤130中的第2测试光TL2的弯曲损耗比第1测试光TL1的弯曲损耗大。
在光纤130中的第2测试光TL2的弯曲损耗比第1测试光TL1的弯曲损耗大的情况下，可以说相比于第1测试光TL1而第2测试光TL2针对光纤130的弯曲是灵敏的。同样，可以说相比于第2测试光TL2而第1测试光TL1针对光纤130的弯曲是不灵敏的。另外，优选第1测试光TL1的波长为1300nm以下，进一步优选为可见光波长区域的波长。
作为第1测试光TL1的波长λ1、以及第2测试光TL2的波长λ2的一例，能够将波长λ1设定于1300nm频带之中，将波长λ2设定于1500nm频带之中。根据图2可知，对于弯曲损耗，1300nm频带比1500nm频带小(另外，频段具有例如100nm的带宽。例如1500nm频带是指1500～1600nm的频段)。
作为另一例，也能够将波长λ1设定于1000nm频带之中，将波长λ2设定于1500nm频带之中。该情况下，尽管在后面叙述，但是处于对第1测试光TL1的反射光进行受光的PD2a的前级的带通滤波器4a变得不需要。
返回至图1，光合波分波器3a将第1测试光TL1和第2测试光TL2以规定的比、例如1∶1的比进行合波，经由以实线表示的光纤而输出至烧灼激光用光合波分波器。烧灼激光用光合波分波器将被输入的第1测试光TL1以及第2测试光TL2与激光AL进行合波，经由以实线表示的光纤而输出至光合波分波器3b。光合波分波器3b将被输入的第1测试光TL1与第2测试光TL2与激光AL经由以实线表示的光纤而输出至光纤130。由此，第1测试光TL1、第2测试光TL2以及激光AL被输入至光纤130的基端部131侧，在光纤130中传播。
FBG7被设置在光纤130的前端部132侧，例如与光纤130的前端部132熔接。FBG7将光纤130中传播的第1测试光TL1和第2测试光TL2反射，激光AL透射。由此，激光AL从光纤130的前端部132侧(导管部110的前端侧)被输出。
第1测试光TL1被反射的光即第1反射光RL1和第2测试光TL2被反射的光即第2反射光RL2在光纤130中在与第1测试光TL1、第2测试光TL2相反的方向传播，从基端部131被输出至光合波分波器3b。光合波分波器3b将被输入的第1反射光RL1和第2反射光RL2输出至光合波分波器3c。
光合波分波器3c对第1反射光RL1和第2反射光RL2进行分波，经由以实线表示的光纤而将第1反射光RL1输出至带通滤波器4a。此外，光合波分波器3c经由以实线表示的光纤将第2反射光RL2输出至带通滤波器4b。带通滤波器4a被设计成：使第1反射光RL1的波长的光选择性地透射，第2反射光RL2的波长的光几乎不透射。由此，由光合波分波器3c无法分波的第2反射光RL2的分量被带通滤波器4a截止。基于同样的理由，带通滤波器4b被设计成：使第2反射光RL2的波长的光选择性地透射，第1反射光RL1的波长的光几乎不透射。
此外，带通滤波器4a、4b可以构成为将激光AL的波长的光也截止。在激光AL的功率较高的情况下，有可能在FBG7的端部，激光AL由于大气而被菲涅尔反射的光到达PD2a、2b。为了将其除去，可以使用带通滤波器4a、4b。
PD2a对透射了带通滤波器4a的第1反射光RL1进行受光，输出与其受光强度相应的电流信号。PD2b对透射了带通滤波器4b的第2反射光RL2进行受光，输出与其受光强度相应的电流信号。
也可能根据结构而不需要带通滤波器4a、4b。例如在光合波分波器3b是WDM耦合器的情况下，由于能够消光比高且效率良好地进行分波，因此在原理上不需要带通滤波器4a、4b。
或者考虑PD2a、2b之中的PD2a是包含Si的光电二极管、PD2b是包含InGaAs的光电二极管的情况。一般地，由于Si在1100nm频带以上的波长，灵敏度极差，因此例如在将第1测试光TL1的波长λ1设为800nm频带之中、将第2测试光的TL2的波长λ2设为1500nm频带之中的情况下，对于将800nm频带的第1反射光RL1受光的包含Si的光电二极管即PD2a，不需要带通滤波器4a。
另外，优选光合波分波器3a、3b、3c包含50：50的TAP耦合器、非对称TAP耦合器、WDM耦合器、或者将这些适当组合而得到的结构。
控制部5具有判断部的功能。控制部5具备运算部和存储部。运算部是进行控制部5所执行的控制、或用于实现控制部的功能的各种运算处理的部件，例如包含CPU(CentralProcessing Unit)、FPGA(field-programmable gate array)、或者CPU与FPGA的双方。存储部保存运算部为了进行运算处理而使用的各种程序、数据等、例如具备包含ROM(Read OnlyMemory)的部分。此外，存储部具备被用于运算部进行运算处理时的工作空间、存储运算部的运算处理的结果等、例如包含RAM(Random Access Memory)的部分。
此外，控制部5具备：输入部，接收来自PD2a、2b的电流信号、来自激光源的表示激光源的动作状态的动作状态信号的输入。具体而言，通过PD2a、2b以及带通滤波器4a、4b，控制部5能够作为反射光的信息而获取第1反射光RL1、第2反射光RL2的受光强度以及反射波长的至少一方。即，控制部5监视基于FBG7的反射光的波长的偏移。由此，除了折损、弯曲量以外，通过从由FBG7等的反射体反射的反射光获取信息，还能够监视导管部110被插入的部分的温度(体温)、压力(血压)等。
此外，控制部5具备：输出部，其基于各种运算处理的结果，输出对LD1a、1b的驱动电流、将激光源的激光AL的输出停止的激光输出停止信号、对显示部6的指示信号。
显示部6是根据来自控制部5的指示信号进行用于向激光烧灼装置1000的操作者报告各种信息的文字、符号等的显示的部分，例如包含液晶显示器。
(第1控制例)
接下来，说明控制部5执行的控制的例子。图3是第1控制例的流程图。该控制流程在控制部5向LD1a、1b提供驱动电流、第1测试光TL1以及第2测试光TL2被输出的状态下执行。
首先，在步骤S101中，控制部5基于来自PD2a、2b的电流信号，检测第1反射光RL1的受光强度(以下、适当记载为强度)和第2反射光RL2的受光强度。接着，在步骤S102中，控制部5判定第1反射光RL1的强度是否为第1阈值以下。另外，作为参照设定值的第1阈值是能够判断出光纤130弯折的程度的小的值。在第1反射光RL1的强度为第1阈值以下的情况下(步骤S102：是)，控制进入步骤S103。此时，控制部5判断为光纤130弯折。
在步骤S103中，控制部5基于来自激光源的动作状态信号，判定是否从激光源输出了激光AL。在激光AL被输出的情况下(步骤S103：是)，控制进入步骤S104。在步骤S104中，控制部5对激光源输出激光输出停止信号。由此，激光AL的输出停止。在激光AL未被输出的情况下(步骤S103：否)、以及步骤S104结束后，控制进入步骤S105。
在步骤S105中，控制部5向显示部6输出指示信号，使其显示用于对光纤130的折损进行报告的文字、符号等。之后，控制结束。
另一方面，在第1反射光RL1的强度大于第1阈值的情况下(步骤S102：否)，控制进入步骤S106。此时，控制部5判断出光纤130未弯折。
在步骤S106中，控制部5判定第2反射光RL2的强度是否为规定的弯曲阈值以下。在第2反射光RL2的强度为规定的弯曲阈值以下的情况下(步骤S106：是)，控制进入步骤S107。在此，弯曲阈值是导管部110被插入到没有设想到的错误的部分的情况下的参照设定值。另外，参照设定值通过排列等而作为表格或者函数被存储于控制部5的存储部。由此，控制部5能够根据被输入的值来算出光纤130的弯曲量，通过与弯曲量所涉及的参照设定值的比较而能够判断出弯曲量的大小。在此，控制部5判断为光纤130以被设想的弯曲量以上的异常状态的弯曲量出现弯折。在此，所谓弯曲量，是表示光纤130的弯曲的程度的量。弯曲量能够表示为例如由于光纤130弯曲而产生的传输损耗(弯曲损耗)的增加量，是能够表示为光纤130的全长中产生的弯曲损耗的总和的量。本实施方式中，弯曲阈值是相当于例如受到1dB的弯曲损耗的情况下的光强度的值。
在步骤S107中，控制部5向显示部6输出指示信号，使其显示用于对光纤130的弯曲量为异常状态这一情况进行报告的文字、符号等。之后，控制返回至步骤S101。
另一方面，在第2反射光RL2的强度大于规定的弯曲阈值的情况下(步骤S106：否)，控制进入步骤S108。在步骤S108中，控制部5判定第2反射光RL2的强度是否为第2阈值以下。在第2反射光RL2的强度为第2阈值以下的情况下(步骤S108：是)，控制进入步骤S109。此时，控制部5判断为光纤130以规定的弯曲量以上的弯曲量出现弯曲。在此，弯曲量的定义与上述的定义相同。
在步骤S109中，控制部5向显示部6输出指示信号，使其显示用于对光纤130的弯曲量较大这一情况进行报告的文字、符号等。之后，控制返回至步骤S101。另一方面，在第2反射光RL2的强度大于第2阈值的情况下(步骤S108：否)，控制返回至步骤S101。
在第1控制例中，针对光纤130的弯曲，相比于第2测试光TL2不灵敏的第1测试光TL1的受光强度为第1阈值以下的情况下，判断出光纤130弯折。另一方面，在第1测试光TL1的受光强度大于第1阈值的情况下，判断为光纤130未弯折。由此，获得能够区别地检测光纤130的折损和弯曲的这种效果。作为用于进行判断的参照设定值的第1阈值，根据事先实验等的结果，被设定为能够判断出光纤130弯折的程度的小的值，被存储于控制部5的存储部。
此外，在第1控制例中，在判断为光纤130弯折、且激光AL被输出的情况下，停止激光AL的输出。由此，获得可防止从光纤130的折损部位无意地输出激光AL的这种效果。此外，可获得如下效果：在判断为光纤130弯折的情况下，能够将光纤130的折损报告给激光烧灼装置1000的操作者。
此外，若假定将导管部110插入人体、生物体的体内的情况，则气道、食道、或者血管急剧弯曲的部位几乎相同。因此，在导管部110中通常被假定的通过路径的光纤130的弯曲损耗大致能够导出。基于这一点，在产生了通常假定的通过路径中的光纤130的弯曲损耗以上的弯曲损耗的情况下，有可能导管部110被插入了本来未设想被插入的错误的部分。因此，在第1控制例中，在第1反射光RL1的受光强度大于第1阈值、且第2反射光RL2的强度为弯曲阈值以下的情况下，能够检测是否导管部110被插入错误的方向从而光纤130急剧地弯曲成被假定的弯曲量以上、或者是否在插入的部分的任意的位置被挂住从而产生急剧的弯曲。因此，获得如下效果：在判断出以异常状态的弯曲量发生了弯曲的情况下，能够将其报告给操作者，能够提高使用导管部110时的安全性另外，作为用于进行判断的参照设定值的弯曲阈值，根据事先实验等的结果，被设定为光纤130的弯曲量相当于应该向操作者报告异常状态的程度的情况的值，被存储于控制部5的存储部。
此外，在第1控制例中，在第1测试光TL1的受光强度大于第1阈值、且第2反射光RL2的强度大于弯曲阈值并且为第2阈值以下的情况下，能够判断为光纤130以规定的弯曲量以上的弯曲量发生弯曲，可获得能够将其报告给操作者的这种效果。作为用于进行判断的参照设定值的第2阈值，根据事先实验等的结果，被设定为光纤130的弯曲量相当于应该向操作者报告的程度的情况的值，被存储于控制部5的存储部。
(第2控制例)
图4是第2控制例的流程图。该控制流程在控制部5向LD1a、1b提供驱动电流、第1测试光TL1以及第2测试光TL2被输出的状态下执行。
首先，在步骤S201中，控制部5与第1控制例的步骤S101同样地，检测第1反射光RL1的强度和第2反射光RL2的强度。接着，在步骤S202中，控制部5与第1控制例的步骤S102同样，判定第1反射光RL1的强度是否为第1阈值以下。在第1反射光RL1的强度为第1阈值以下的情况下(步骤S202：是)，控制进入步骤S203。此时，控制部5判断为光纤130弯折。
接着，在步骤S203中，控制部5判定第2反射光RL2的强度是否为第3阈值以下。在第2反射光RL2的强度为第3阈值以下的情况下(步骤S203：是)，控制进入步骤S204。此时，控制部5维持光纤130弯折的这种判断。
在步骤S204中，控制部5与第1控制例的步骤S103同样，判定激光AL是否被输出。在激光AL被输出的情况下(步骤S204：是)，控制进入步骤S205。在步骤S205中，控制部5与第1控制例的步骤S104同样，对激光源输出激光输出停止信号。在激光AL未被输出的情况下(步骤S204：否)、或者步骤S205结束后，控制进入步骤S206。
在步骤S206中，控制部5与第1控制例的步骤S105同样，使显示部6显示用于对光纤130的折损进行报告的文字、符号等。之后，控制结束。
另一方面，在第2反射光RL2的强度大于第3阈值的情况下(步骤S203：否)，控制进入步骤S207。此时，控制部5取消光纤130弯折的这种判断，而判断在检测系统10、导管装置100、或者激光烧灼装置1000中产生了系统异常。
在步骤S207中，控制部5判定激光AL是否被输出。在激光AL被输出的情况下(步骤S207：是)，控制进入步骤S208。在步骤S208中，控制部5对激光源输出激光输出停止信号。在激光AL未被输出的情况下(步骤S207：否)、或者步骤S208结束后，控制进入步骤S209。
在步骤S209中，控制部5对显示部6输出指示信号，使其显示用于对系统异常的发生进行报告的文字、符号等。之后，控制结束。
另一方面，在第1反射光RL1的强度大于第1阈值的情况下(步骤S202：否)，控制进入步骤S210。此时，控制部5判断为光纤130未弯折。
接着，在步骤S210中，控制部5与第1控制例的步骤S108同样，判定第2反射光RL2的强度是否为第2阈值以下。在第2反射光RL2的强度为第2阈值以下的情况下(步骤S210：是)，控制进入步骤S211。此时，控制部5判断为光纤130以规定的弯曲量以上的弯曲量发生弯曲。
在步骤S211中，控制部5向显示部6输出指示信号，使其显示用于对光纤130的弯曲量较大的这一情况进行报告的文字、符号等。之后，控制返回至步骤S201。另一方面，在第2反射光RL2的强度大于第2阈值的情况下(步骤S210：否)，控制返回至步骤S201。
在第2控制例中，可得到与第1控制例同样的各种效果。再有，在第2控制例中，在第1反射光RL1的受光强度为第1阈值以下的情况下，判断为光纤130弯折。但是，在第2反射光RL2的受光强度大于第3阈值的情况下，取消光纤130弯折的这种判断，判断为在检测系统10、导管装置100、或者激光烧灼装置1000中发生系统异常。尽管对光纤130的弯曲不灵敏的第1反射光RL1的受光强度为第1阈值以下，但是对光纤130的弯曲灵敏的第2反射光RL2的受光强度大于第3阈值的这种状态并不相当于在光纤130产生了弯曲或者折损，认为发生了某些的系统异常的状况。因此，在第2控制例中，能够判断发生了系统异常，并向操作者报告。作为用于进行判断的参照设定值的第3阈值被设定为例如与第2阈值相同的值，被存储于控制部5的存储部。
(第3控制例)
图5是第3控制例的流程图。该控制流程在控制部5向LD1a、1b提供驱动电流、第1测试光TL1以及第2测试光TL2被输出的状态下执行。
首先，在步骤S301中，控制部5检测第1反射光RL1的强度与第2反射光RL2的强度。接着，在步骤S302中，控制部5判定第2反射光RL2的强度是否为第2阈值以下。在第2反射光RL2的强度为第2阈值以下的情况下(步骤S302：是)，控制进入步骤S303。此时，控制部5判断为光纤130以规定的弯曲量以上的弯曲量发生弯曲。
接着，在步骤S303中，控制部5判定第1反射光RL1的强度是否为第1阈值以下。在第1反射光RL1的强度为第1阈值以下的情况下(步骤S303：是)，控制进入步骤S304。此时，控制部5取消光纤130以规定的弯曲量以上的弯曲量发生弯曲的这种判断，判断为光纤130弯折。
在步骤S304中，控制部5判定激光AL是否被输出。在激光AL被输出的情况下(步骤S304：是)，控制进入步骤S305。在步骤S305中，控制部5对激光源输出激光输出停止信号。在激光AL未被输出的情况下(步骤S304：否)、或者步骤S305结束后，控制进入步骤S306。
在步骤S306中，控制部5使显示部6显示用于对光纤130的折损进行报告的文字、符号等。之后，控制结束。
另外，在第1反射光RL1的强度大于第1阈值的情况下(步骤S303：否)，控制返回至步骤S301。此时，控制部5维持光纤130以规定的弯曲量以上的弯曲量发生弯曲的这种判断。
另一方面，在第2反射光RL2的强度大于第2阈值的情况下(步骤S302：否)，控制进入步骤S307。在步骤S307中，控制部5判定第1反射光RL1的强度是否为第1阈值以下。在第1反射光RL1的强度为第1阈值以下的情况下(步骤S307：是)，控制进入步骤S308。此时，控制部5判断为在检测系统10、导管装置100、或者激光烧灼装置1000中发生系统异常。
在步骤S308中，控制部5判定激光AL是否被输出。在激光AL被输出的情况下(步骤S308：是)，控制进入步骤S309。在步骤S309中，控制部5对激光源输出激光输出停止信号。在激光AL未被输出的情况下(步骤S308：否)、或者步骤S309结束后，控制进入步骤S310。
在步骤S310中，控制部5对显示部6输出指示信号，使其显示用于对发生系统异常进行报告的文字、符号等。之后，控制结束。
另一方面，在第1反射光RL1的强度大于第1阈值的情况下(步骤S307：否)，控制返回至步骤S301。此时，控制部5判断为光纤130未弯折。
在第3控制例中，获得与第1控制例同样的各种效果。进而，在第3控制例中，在第2反射光RL2的受光强度大于第2阈值、且第1反射光RL1的受光强度为第1阈值以下的情况下，判断为在检测系统10、导管装置100、或者激光烧灼装置1000中发生系统异常。与第2控制例的情况同样，尽管第1反射光RL1的受光强度为第1阈值以下，但是第2反射光RL2的受光强度大于第2阈值的这种状态认为发生了某些的系统异常的状况。因此，在第3控制例中，能够判断为发生了系统异常，并向操作者报告。
(第4控制例)
图6是第4控制例的流程图。该控制流程在控制部5向LD1a、1b提供驱动电流、第1测试光TL1以及第2测试光TL2被输出的状态下执行。
首先，在步骤S401中，控制部5检测第1反射光RL1的强度和第2反射光RL2的强度。接着，在步骤S402中，控制部5判断第2反射光RL2的强度是否急剧降低。在第2反射光RL2的强度未急剧地降低的情况下(步骤S402：否)，控制返回至步骤S401。在判定为第2反射光RL2的强度急剧降低的情况下(步骤S402：是)，控制进入步骤S403。
急剧的降低的判定例如按以下方式进行。即，控制部5以规定的时间周期反复进行步骤S401中的第1反射光RL1的强度和第2反射光RL2的强度的检测，在每一时间周期的第2反射光RL2的强度的降低为规定量以上的情况下，判定为第2反射光RL2的强度急剧降低。另外，判定为第2反射光RL2的强度急剧降低的基准并不限定于此。例如，也可以在导管装置100具备检测导管部110向体内的插入长度的机构的情况下，在在每单位插入长度的第2反射光RL2的强度的降低为规定量以上的情况下，判定为第2反射光RL2的强度急剧降低。
接着，在步骤S403中，控制部5判定第1反射光RL1的强度是否为第1阈值以下。在第1反射光RL1的强度为第1阈值以下的情况下(步骤S403：是)，控制进入步骤S404。此时，控制部5判断为光纤130发生弯折。
在步骤S404中，控制部5判定激光AL是否被输出。在激光AL被输出的情况下(步骤S404：是)，控制进入步骤S405。在步骤S405中，控制部5对激光源输出激光输出停止信号。在激光AL未被输出的情况下(步骤S404：否)、或者步骤S405结束后，控制进入步骤S406。
在步骤S406中，控制部5使显示部6显示用于对光纤130的折损进行报告的文字、符号等。之后，控制结束。
另一方面，在第1反射光RL1的强度大于第1阈值的情况下(步骤S403：否)，控制返回至步骤S401。此时，控制部5判断为光纤130发生弯曲。
在第4控制例中，获得能够将光纤130的折损与弯曲区别进行检测的这种效果。再有，在第4控制例中，还获得防止从光纤130的折损位置无意地输出激光AL的这种效果。此外，在判断为光纤130弯折的情况下，可获得能够将光纤130的折损向激光烧灼装置1000的操作者进行报告的这种效果。
另外，对于第3控制例、第4控制例，也可以与第1控制例同样地追加如下控制：在第1反射光RL1的受光强度大于第1阈值、且第2反射光RL2的强度为第2阈值以下的情况下，判断为光纤130以规定的弯曲量以上的弯曲量发生弯曲，并将其报告给操作者。
另外，对于第2、第3、第4控制例，也可以与第1控制例同样地追加如下控制：在第1反射光RL1的受光强度大于第1阈值、且第2反射光RL2的强度为弯曲阈值以下的情况下，判断光纤130以异常状态的弯曲量发生弯曲，并将其报告给操作者。
此外，在第4控制例中，示出了在第2反射光RL2的强度急剧降低、另一方面第1反射光RL1的强度大于第1阈值的情况下，光纤130以较小的弯曲半径进行弯曲。在具备本检测系统10的导管装置100是插入血液的导管装置的情况下，该状况表示导管部110的前端部悬挂在血管急剧弯曲的部分。根据第2反射光RL2的降低的状态，得到与弯曲量有关的信息。由此，也能够根据与弯曲量有关的信息获得与导管部110的前端部所在的血管的形状有关的信息、即与光纤插入的对象的形状有关的信息。
在上述实施方式中，检测系统具备两个光源和两个受光部，但是检测系统也可以具备三个以上的光源和三个以上的受光部。该情况下，各光源分别输出相互波长以及光纤的弯曲损耗不同的测试光。反射体使光纤中传播的测试光分别在该光纤的前端部侧反射。各受光部在基端部侧对被反射体反射的光即多个反射光分别进行受光。判断部基于受光部各自的反射光的受光强度，判断光纤是弯曲还是弯折。此外，对于光源，可以使用输出宽频段的光的宽频段光源。在使用宽频段光源的情况下，光源可以是一个。该情况下，宽频段的光中包含的多个波长分量相当于多个测试光。该情况下，使用适合于宽频段光源的使用的反射体、带通滤波器。
例如，对于具备三个光源和三个受光部、使用三个测试光(第1测试光、第2测试光、第3测试光、波长分别设为λ1、λ2、λ3)的情况。关于波长，λ1＜λ2＜λ3成立，λ1设为400nm频带之中，λ2设为1300nm频带之后，λ3设为1500nm频带之中。该情况下，能够以第1测试光检测光纤的折损，以第2测试光检测例如弯曲直径为12mm以下的弯曲，以第3测试光检测例如弯曲直径为16mm以下的弯曲。这样，通过使用相互波长以及弯曲损耗不同的多个测试光，能够更为详细地推断弯曲半径。
此外，在上述实施方式中，反射体包含一个FBG，但是也可以包含一个反射膜。此外，检测系统也可以构成为：具备多个反射体，各反射体对多个测试光的各个测试光进行反射，形成多个反射光。在具备多个反射体的情况下，可以例如某个反射体是反射膜，其他的反射体是FBG。这种的反射膜能够设置在光纤130的前端部132、或FBG的端面。
在此，期望反射体的反射率高于与大气的菲涅尔反射。例如，优选是以与大气的菲涅尔反射的10倍即40％以上反射测试光的结构。反射体的反射频段没有特别限制，但是在作为光源使用宽频段光源的情况下，需要能够将至少两个波长分量分离来进行反射。例如，在反射体为多个FBG的情况下，作为一例列举其反射带宽相对于中心反射波长为±10nm的带宽等，例如为对1300nm频带的一部分和1500nm频带的一部分进行反射的结构，但并不特别地限定于此。
此外，也可以形成仅使激光AL的波长透射、使其他波长反射的带通滤波器的这种部件，从而构成反射多个测试光的反射体。
此外，在上述实施方式中，第1受光部以及第2受光部均包含PD，但是也可以第1受光部以及第2受光部的一方包含PD。
此外，在上述实施方式中，为了检测导管部110被插入错误的部分的异常状态，利用第2反射光的强度来进行异常状态的检测，但是也可以利用第1反射光的强度来进行异常状态的检测。
在上述实施方式中，使存储部存储有参照设定值，但是用通过其他方法来保存参照设定值。具体而言，能够在控制部5的内部的电路中保存基于AD变换器的变换后的值。此外，在控制部5的内部的电路中，将相当于判断折损的阈值的电压等施加于模拟电路，由此能够将判断弯折的情况下的参照设定值(第1阈值)保存在电路内。此外，也可以将判断弯曲的情况下的参照设定值(弯曲阈值、第2阈值、第3阈值)作为表格或者函数式而存储在存储部中。
在上述实施方式中，作为反射体而使用FBG7，但是也能够由反射膜构成反射体。在由反射膜构成反射体的情况下，实现了基于实施方式的检测系统1不依赖于外部的环境的这种效果。此外，在折射率不同的物质、即气体中或血液等的液体中也能够不用调整而使用。此外，在由反射膜以外来构成反射体的情况下，通过利用菲涅尔反射，能够由检测系统1进行是空气中还是液体中的判断，因此能够用作为流体检测器。
此外，作为光纤130，使用芯体被设为同心圆状的光纤，将由光纤130的剖面中央的芯体构成的单模(SM)部分中传播的光利用于弯曲量的检测，由此能够减少模式依赖性，因此能够提高弯曲量的检测的精度。另一方面，能够将从由直径大于SM部分的芯体构成的多模(MM)部分出射的光用作为烧灼光。在这样构成的光纤130中，在重视灵敏度的情况下，将折损的检测中使用的光设定为基本模式(高斯模式)成为主导，将弯曲量的检测中使用的光设定为例如包层模式等的高阶模式成为主导。由于相对于基本模式，高阶模式对于弯曲较灵敏，因此能够提高灵敏度。相反，在重视精度的情况下，优选将折损的检测中使用的光设定为高阶模式成为主导，将弯曲量的检测中使用的光设定为基本模式成为主导。由此，基本模式可以不考虑弯曲损耗的模式依赖性，因此能够提高精度。
此外，并不是通过上述实施方式来限定本发明。将上述的各实施方式的结构要素适当组合而构成的结构也包含在本发明中。此外，进一步效果、变形例对于本领域技术人员而言能够容易导出。由此，本发明的更为宽泛的方式并不限定于上述实施方式，能够进行各种变更。
产业上的可利用性
本发明所涉及的检测系统、导管装置以及激光烧灼装置在将导管插入患者的体内、从光纤的前端输出烧灼用的激光朝向患部等的对象部位进行照射来进行治疗中是有用的。
符号说明
1a、1b LD
2a、2b PD
3a、3b、3c 光合波分波器
4a、4b 带通滤波器
5 控制部
6 显示部
10 检测系统
100 导管装置
110 导管部
120 导管主体
130 光纤
131 基端部
132 前端部
1000 激光烧灼装置
AL 激光
RL1 第1反射光
RL2 第2反射光
TL1 第1测试光
TL2 第2测试光。

Claims (10)

1.一种检测系统，其特征在于，具备：
至少一个光源，输出被输入至光纤的基端部侧的、相互波长以及该光纤的弯曲损耗不同的多个测试光；
至少一个反射体，在该光纤的前端部侧，对所述光纤中传播的所述测试光的各个测试光进行反射；
多个受光部，在所述基端部侧，对由所述至少一个反射体反射的光即多个反射光的各个反射光进行受光；和
判断部，基于所述多个受光部各自中的所述反射光的信息，来比较所述反射光的信息与参照设定值。
2.根据权利要求1所述的检测系统，其特征在于，
所述反射光的信息包含所述受光部中的所述反射光的受光强度，所述参照设定值是所述受光强度的阈值，
所述判断部基于所述反射光的受光强度，来判断所述光纤是弯曲还是弯折。
3.根据权利要求2所述的检测系统，其特征在于，
所述判断部在所述多个反射光之中的第1测试光的反射光即第1反射光的受光强度为第1阈值以下的情况下，判断为所述光纤弯折，在所述第1反射光的受光强度大于所述第1阈值的情况下，判断为所述光纤未弯折，在所述第1反射光的受光强度大于所述第1阈值、且所述多个反射光之中所述光纤中的弯曲损耗大于所述第1测试光的第2测试光的反射光即第2反射光的受光强度为第2阈值以下的情况下，判断为所述光纤弯曲为规定的弯曲量以上。
4.根据权利要求2所述的检测系统，其特征在于，
所述判断部在所述多个反射光之中的第2测试光的反射光即第2反射光的受光强度急剧降低的情况下，在所述多个反射光之中所述光纤中的弯曲损耗小于所述第2测试光的第1测试光的反射光即第1反射光的受光强度为第1阈值以下时，判断为所述光纤弯折，在所述第1反射光的受光强度大于第1阈值时，判断为所述光纤弯曲。
5.根据权利要求4所述的检测系统，其特征在于，
在所述第2反射光的受光强度急剧降低的情况下，在所述第1反射光的受光强度大于第1阈值时，根据所述第2反射光的降低的状态获得与弯曲量有关的信息。
6.根据权利要求1～5的任意一项所述的检测系统，其特征在于，
所述检测系统具备多个所述反射体，所述多个反射体的至少一个包含光纤布拉格光栅。
7.根据权利要求1～5的任意一项所述的检测系统，其特征在于，
所述检测系统具备多个所述反射体，所述多个反射体的至少一个包含反射膜。
8.根据权利要求1～7的任意一项所述的检测系统，其特征在于，
所述多个受光部的至少一个包含光电二极管。
9.一种导管装置，具备：
权利要求1～8的任意一项所述的检测系统；
所述光纤，从基端部侧被输入所述多个测试光，并且在前端部侧设置所述至少一个反射体；和
导管主体，被插入所述光纤的至少一部分。
10.一种激光烧灼装置，具备：
权利要求9所述的导管装置；和
激光源，输出被输入至所述光纤的基端部侧的烧灼用的激光。
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