JP2005328990A - 生体情報測定装置および内視鏡装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 体腔内に挿入可能なプローブ2と、その先端に設けられた投光部6および受光部7と、受光された被検査部位からの戻り光を検出する光検出器12と、検出信号を第2周波数で変調した変調検出信号S4と、第1周波数と第2周波数の差分周波数を有する参照信号S5との位相シフト量S6に基づいて、被検査部位の生体情報を算出する生体情報算出部23とを備え、プローブ2に複数の光ファイバ4A,4Bが備えられ、投光部6または受光部7が、光ファイバ4A,4Bの端面により構成され、照射する強度変調光または検出する戻り光を導光する光ファイバ4A,4Bを選択する光ファイバ選択手段9,10を備える生体情報測定装置1を提供する。
【選択図】 図1
Description
本発明は、体腔内に挿入可能な細長いプローブと、該プローブの先端に設けられ、第1周波数で強度変調された強度変調光を体腔内の被検査部位に照射する投光部、および被検査部位からの戻り光を投光部とは異なる位置において受光する受光部と、該受光部において受光された被検査部位からの戻り光を検出する光検出器と、該光検出器からの検出信号を第2周波数で変調した変調検出信号と、第1周波数と第2周波数の差分周波数を有する参照信号との位相シフト量に基づいて、被検査部位の生体情報を算出する生体情報算出部とを備え、前記プローブに複数の光ファイバが備えられるとともに、前記投光部または受光部の少なくとも一方が、前記光ファイバの端面により構成され、照射する強度変調光または検出する戻り光を導光する光ファイバを選択する光ファイバ選択手段を備える生体情報測定装置を提供する。
また、上記発明においては、前記受光部が光ファイバの端面により構成され、前記走ファイバ選択手段が、受光部において受光され光ファイバ内を伝播されてきた戻り光を反射する角度を変更して、光検出器に選択的に入射させるスキャンミラーを備えることが好ましい。スキャンミラーによれば、角度を変更するだけで、任意の光ファイバ内を伝播されてきた戻り光を光検出器に入射させることができる。
また、上記発明においては、前記スキャンミラーがガルバノミラーからなることとしてもよく、MEMS(Micro Electro Mechanical System)ミラーアレイからなることとしてもよい。
波長選択手段によれば、受光部により受光された光の内、所定の波長の光のみを選択的に光検出器により検出さ競ることができる。例えば、励起光を照射して、被検査部位から発生する蛍光を観察する場合に、受光部に受光される光が蛍光のみならず励起光の反射光をも含まれていることがあり、そのような場合に、波長選択手段によって蛍光のみを選択的に光検出器に検出させることができる。
また、上記発明においては、前記光検出器がフォトディテクタアレイからなることとしてもよく、荷電結合素子(CCD:Charge
Coupled Device)からなることとしてもよい。
プローブを内視鏡スコープのチャネルに挿入することにより、内視鏡スコープを体腔内に挿入するとプローブも体腔内に挿入され、内視鏡スコープにより観察する被検査部位の近傍において2次元的あるいは3次元的な生体情報測定を行うことが可能となる。
本発明によれば、体腔内に内視鏡スコープを挿入し、照明手段を作動させると、被検査部位に照明光が照射され、対物光学系により形成された被検査部位の像が撮像手段の作動により撮像される。これにより内視鏡画像が取得される。また、内視鏡スコープ内には生体情報測定装置のプローブが配置されているので、被検査部位における生体情報の測定が行われる。すなわち、同一被検査部位の内視鏡画像と生体情報とを同時に取得することが可能となる。
このようにすることで、内視鏡画像を観察することにより、被検査部位のどの位置における生体情報の測定が行われているのかを一目で確認することができる。
このようにすることで、画像合成装置により合成された被検査部位の内視鏡画像と生体情報とを対応づけて確認することが可能となる。
本実施形態に係る生体情報測定装置1は、主として体腔内に挿入して体腔内の被検査部位の観察を行う装置であって、図1に示されるように、体腔内に挿入されるプローブ2と、該プローブ2に接続され、体腔外に配置される装置本体3とを備えている。
第1のスキャンミラー9は、前記2組の光ファイバ4A,4Bの内、一方の光ファイバ4Aの端面に光源8からの光を入射させるようにこれらの光ファイバ4Aの端面全てを走査範囲内に配している。
また、第2のスキャンミラー10は、他方の組の全ての光ファイバ4Bの端面から発せられる戻り光を光検出器12に向かわせるように揺動させられるようになっている。
第1の発振器18は、第1周波数、例えば、200MHzの第1周波数信号S1を発振する。発振された第1周波数信号S1は光源駆動部17に入力され、光源8から第1周波数で変調された強度変調光を出射させるようになっている。また、第1の発振器18からの第1周波数信号S1は、参照信号発生部20に入力されるようになっている。
生体情報は、例えば、生体組織内の酸素濃度やヘモグロビン濃度、水分量や二酸化炭素濃度、吸収係数や散乱係数等である。
本実施形態に係る生体情報測定装置1を用いて生体情報を測定するには、プローブ2を体腔内に挿入し、プローブ2の先端に配置されている投光部6および受光部7を体腔内面Aの患部近傍に密着させる。
この状態において、受光部7に受光された戻り光は、光ファイバ4B内を伝播されて装置本体3内に戻り、第2のスキャンミラー10、固定ミラー15および集光レンズ16を介して光検出器12に入射され、光検出器12により検出信号S3が発せられる。
また、図7に示されるように、光源8であるレーザダイオードとして、図示しない波長選択手段により複数波長のレーザ光を選択的に出射可能なものを採用するとともに、複数種類の波長をそれぞれ検出可能な複数のフォトダイオード12を設け、固定ミラー15とフォトダイオード12との間に、コリメートレンズ25と、入射される戻り光の波長に応じて戻り光を透過または反射するダイクロイックミラー26を配置することとしてもよい。
Tube)を採用し、その前段に蛍光フィルタ27を配置すればよい。
このようにすることで、蛍光フィルタ27により、所望の蛍光以外の光、例えば、体腔内面Aにおいて反射してきたレーザ光が除去されるので光検出器12″により蛍光のみを効果的に検出することができる。
この場合において、チャネル41内に挿入したプローブ2の先端を内視鏡スコープ40の先端から突出させて、その一部が内視鏡スコープ40の視野内に配置されることが好ましい。このようにすることで、生体情報の測定位置を内視鏡画像によって確認することができる。
2 プローブ
4A,4B 光ファイバ
6 投光部
7 受光部
9 第1のスキャンミラー(光ファイバ選択手段)
10 第2のスキャンミラー(光ファイバ選択手段)
12 光検出器
12′ フォトディテクタアレイ、荷電結合素子
17 光源駆動部(変調部)
23 画像処理部(生体情報算出部)
27 蛍光フィルタ(フィルタ)
29 MEMSミラーアレイ
32 ダイクロイックミラー
33 冷却CCD(撮像手段)
40 内視鏡スコープ
41 チャネル
44 画像合成装置
45 ライトガイド(照明手段)
46 CCD(撮像手段)
47 対物レンズ(対物光学系)
S4 変調検出信号
S5 参照信号
S6 位相シフト量
S10 内視鏡画像
Claims (19)
- 体腔内に挿入可能な細長いプローブと、
該プローブの先端に設けられ、第1周波数で強度変調された強度変調光を体腔内の被検査部位に照射する投光部、および被検査部位からの戻り光を投光部とは異なる位置において受光する受光部と、
該受光部において受光された被検査部位からの戻り光を検出する光検出器と、
該光検出器からの検出信号を第2周波数で変調した変調検出信号と、第1周波数と第2周波数の差分周波数を有する参照信号との位相シフト量に基づいて、被検査部位の生体情報を算出する生体情報算出部とを備え、
前記プローブに複数の光ファイバが備えられるとともに、
前記投光部または受光部の少なくとも一方が、前記光ファイバの端面により構成され、
照射する強度変調光または検出する戻り光を導光する光ファイバを選択する光ファイバ選択手段を備える生体情報測定装置。 - 前記投光部および受光部が、いずれも共通の光ファイバの端面により構成されている請求項1に記載の生体情報測定装置。
- 前記複数の光ファイバが、ファイババンドルからなる請求項1または請求項2に記載の生体情報測定装置。
- 前記投光部が光ファイバの端面により構成され、
前記光ファイバ選択手段が、強度変調光を反射する角度を変更して、入射させる光ファイバを選択するスキャンミラーを備える請求項1から請求項3のいずれかに記載の生体情報測定装置。 - 前記受光部が光ファイバの端面により構成され、
前記光ファイバ選択手段が、受光部において受光され光ファイバ内を伝播されてきた戻り光を反射する角度を変更して、前記光検出器に選択的に入射させるスキャンミラーを備える請求項1から請求項4のいずれかに記載の生体情報測定装置。 - 前記スキャンミラーがガルバノミラーからなる請求項4または請求項5に記載の生体情報測定装置。
- 前記スキャンミラーがMEMSミラーアレイからなる請求項4または請求項5に記載の生体情報測定装置。
- 前記受光部と前記光検出器との間に、前記戻り光内の所定の波長の光を選択的に光検出器に検出させる波長選択手段を備える請求項1から請求項7のいずれかに記載の生体情報測定装置。
- 前記波長選択手段が、ダイクロイックミラーからなる請求項8に記載の生体情報測定装置。
- 前記波長選択手段が、戻り光内の蛍光または燐光のみを通過させるフィルタからなる請求項8に記載の生体情報測定装置。
- 前記光検出器がフォトディテクタアレイからなる請求項1から請求項10のいずれかに記載の生体情報測定装置。
- 前記光検出器が荷電結合素子からなる請求項1から請求項10のいずれかに記載の生体情報測定装置。
- 光源と、
該光源からの光を第1周波数で強度変調する変調部とを備え、
前記光源が、波長の異なる複数の光を出射可能に構成されている請求項1から請求項12のいずれかに記載の生体情報測定部。 - 前記生体情報が、生体組織成分の濃度である請求項1から請求項13のいずれかに記載の生体情報測定装置。
- 前記生体組織成分が、酸素、ヘモグロビン、酸素化ヘモグロビン、脱酸素化ヘモグロビン、水分、二酸化炭素のいずれかである請求項14に記載の生体情報測定装置。
- 前記プローブが、内視鏡スコープのチャネルに挿入可能である請求項1から請求項15のいずれかに記載の生体情報測定装置。
- 体腔内に挿入可能な内視鏡スコープと、被検査部位に照明光を照射する照明手段と、被検査部位の像を形成する対物光学系と、該対物光学系により形成された像を撮像する撮像手段と、前記内視鏡スコープ内に前記プローブを配置した請求項1から請求項16のいずれかに記載の生体情報測定装置とを備える内視鏡装置。
- 前記投光部または受光部の少なくとも一部が、前記対物光学系の視野範囲内に配置されている請求項17に記載の内視鏡装置。
- 前記内視鏡スコープによる内視鏡画像と、前記生体情報算出部により算出された被検査部位の生体情報とを重ね合わせる画像合成装置を備える請求項17または請求項18に記載の内視鏡装置。
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