JP2006239444A - 血管の画像化装置および血管の識別装置並びに散乱流体の流速測定装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】計測光Lを被検体22に照射し、照射された前記計測光Lの、被検体22との相互作用によるスペクトル拡がりに基づいて該被検体22の動脈および/または静脈を画像化する。
【選択図】図1
Description
日本ME学会雑誌BME Vol.8,No.5,1994,pp41〜50
生体に入射する計測光を発する光源手段と、
この計測光を前記生体に対して走査させる走査手段と、
前記計測光の一部を前記生体に入射する前の光路から分岐した後、前記生体から出射した計測光と合成する光学系、前記分岐がなされて2系統の光路を進む該計測光に互いに周波数差を与える周波数シフター、および前記合成がなされた計測光のビート成分を検出する手段を備えてなる光ヘテロダイン検出系と、
この光ヘテロダイン検出系が出力したビート成分検出信号の、中心周波数から所定幅外れた周波数帯域の成分を検出するフィルター手段と、
このフィルター手段が検出した中心ずれビート信号の強度と、所定の閾値との大小関係に基づいて画像信号を生成する画像信号生成手段とからなることを特徴とするものである。
前記ビート成分検出信号の、脈動によるスペクトル拡がりがほぼ一定の位相となる時点を検出する同位相点検出手段と、
この同位相点検出手段が検出した時点における前記中心ずれビート信号をサンプリングして、その中心ずれビート信号を前記画像信号生成手段に入力させる同期検出手段とが設けられるのが望ましい。
前記光源手段として、前記計測光を発する複数の発光部が1次元または2次元的に並設されてなるものが用いられるとともに、
前記光ヘテロダイン検出系として、前記複数の発光部からの計測光の各々のビート成分を並列検出可能なものが用いられて、
これらの光源手段および光ヘテロダイン検出系により、前記走査手段の少なくとも一部が構成されるのが好ましい。
生体に入射する計測光を発する光源手段と、
この計測光を前記生体に対して走査させる走査手段と、
前記計測光の一部を前記生体に入射する前の光路から分岐した後、前記生体から出射した計測光と合成する光学系、前記分岐がなされて2系統の光路を進む該計測光に互いに周波数差を与える周波数シフター、および前記合成がなされた計測光のビート成分を検出する手段を備えてなる光ヘテロダイン検出系と、
この光ヘテロダイン検出系が出力したビート成分検出信号の中心周波数成分の強度を検出する手段と、
前記ビート成分検出信号の中心周波数から所定幅外れた中心ずれ周波数成分の強度を検出する手段と、
前記中心周波数成分の強度と前記中心ずれ周波数成分の強度との比に基づいて画像信号を生成する画像信号生成手段とからなるものである。
前記中心ずれ周波数成分の強度を検出する手段が、周波数が互いに異なる第1および第2の中心ずれ周波数成分を検出するように構成され、
前記画像信号生成手段が、前記中心周波数成分の強度と前記第1の中心ずれ周波数成分の強度との比に基づいて生体の動脈部分を示す画像信号を生成し、前記中心周波数成分の強度と前記第2の中心ずれ周波数成分の強度との比に基づいて生体の静脈部分を示す画像信号を生成するように構成されるのが望ましい。
生体に入射する計測光を発する光源手段と、
この計測光を前記生体に対して走査させる走査手段と、
前記計測光の一部を前記生体に入射する前の光路から分岐した後、前記生体から出射した計測光と合成する光学系、前記分岐がなされて2系統の光路を進む該計測光に互いに周波数差を与える周波数シフター、および前記合成がなされた計測光のビート成分を検出する手段を備えてなる光ヘテロダイン検出系と、
この光ヘテロダイン検出系が出力したビート成分検出信号のスペクトルを求めるスペクトル分析手段と、
この求められたスペクトルの、中心周波数成分に対して所定強度となる2つの周波数成分間のスペクトル幅、例えばスペクトルの半値幅等に基づいて画像信号を生成する画像信号生成手段とからなるものである。
生体に計測光を照射する光照射手段と、
照射された前記計測光の、前記生体との相互作用によるスペクトル拡がりに基づいて該生体の動脈および/または静脈を画像化する画像化手段とからなることを特徴とするものである。
生体に計測光を照射する光照射手段と、
照射された前記計測光の、前記生体との相互作用によるスペクトル拡がりに基づいて該生体の動脈と静脈とを識別する識別手段とからなることを特徴とするものである。
散乱流体に計測光を照射する光照射手段と、
照射された前記計測光の、前記散乱流体との相互作用によるスペクトル拡がりに基づいて該散乱流体の流速を分析する分析手段とからなることを特徴とするものである。
図1は、本発明の第1実施形態による血管の画像化装置を示す概略構成図である。この実施形態の装置は、波長λの計測光Lを発するレーザー11と、光ヘテロダイン光学系12と、この光ヘテロダイン光学系12から出射した計測光Lを受光する光検出器13と、この光検出器13に接続されて後述する帯域の信号のみを通過させるバンドパスフィルター14と、このバンドパスフィルター14に接続されたレベル測定器15とを有している。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。図2は、本発明の第2実施形態による血管の画像化装置の概略構成を示すものである。なおこの図2において、図1中の要素と同等の要素には同番号を付し、それらについての説明は特に必要の無い限り省略する(以下、同様)。
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。図3は、本発明の第3実施形態による血管の画像化装置の概略構成を示すものである。この第3の実施形態の装置は、図2に示した装置と比較すると、脈波信号検出部50に代えて、ハーフミラー33で合成された計測光Lを受光する光検出器63と、この光検出器63に接続されて後述する帯域の信号のみを通過させるバンドパスフィルター64と、このバンドパスフィルター64に接続されたレベル測定器65とが設けられている点が基本的に異なるものである。
図7は、本発明の第4実施形態による血管の画像化装置を示す概略構成図である。この実施形態の装置は、波長λの計測光Lを発するレーザー111と、光ヘテロダイン光学系112と、この光ヘテロダイン光学系112から出射した計測光Lを受光する光検出器113、114および115と、これらの光検出器113、114および115に各々接続されて、それぞれが後述する帯域の信号のみを通過させるバンドパスフィルター116、117および118と、これらのバンドパスフィルター116、117および118に各々接続されたレベル測定器119、120および121とを有している。
次に、本発明の第5の実施形態について説明する。図9は、本発明の第5実施形態による血管の画像化装置の概略構成を示すものである。
次に、本発明の第6の実施形態について説明する。図13は、本発明の第6実施形態による散乱流体の流速測定装置の概略構成を示すものである。
12 光ヘテロダイン光学系
13 光検出器
14 バンドパスフィルター
15 レベル測定器
20 パーソナルコンピュータ
21 画像モニター
22 被検体
23 X−Yステージ
24 ステージドライバー
30、33 ハーフミラー
31、32、35 ミラー
34 周波数シフター
50 脈波信号検出部
51 同期検出部
63 光検出器
64 バンドパスフィルター
65 レベル測定器
111 レーザー
112 光ヘテロダイン光学系
113、114、115 光検出器
116、117、118 バンドパスフィルター
119、120、121 レベル測定器
122 パーソナルコンピュータ
123 画像モニター
124 被検体
125 X−Yステージ
126 ステージドライバー
130、133、135 ハーフミラー
131、132、136 ミラー
134 周波数シフター
150 周波数分析器
200 散乱流体
201 レーザー
202 周波数分析手段
203 信号分析手段
210、212 集光レンズ
211 コリメーターレンズ
213 光検出器
220、221 ハーフミラー
Claims (26)
- 生体に入射する計測光を発する光源手段と、
この計測光を前記生体に対して走査させる走査手段と、
前記計測光の一部を前記生体に入射する前の光路から分岐した後、前記生体から出射した計測光と合成する光学系、前記分岐がなされて2系統の光路を進む該計測光に互いに周波数差を与える周波数シフター、および前記合成がなされた計測光のビート成分を検出する手段を備えてなる光ヘテロダイン検出系と、
この光ヘテロダイン検出系が出力したビート成分検出信号の、中心周波数から所定幅外れた周波数帯域の成分を検出するフィルター手段と、
このフィルター手段が検出した中心ずれビート信号の強度と、所定の閾値との大小関係に基づいて画像信号を生成する画像信号生成手段とからなる血管の画像化装置。 - 前記画像信号生成手段が、前記閾値よりも強度が大である中心ずれビート信号から、生体の動脈部分を示す画像信号を生成するように構成されていることを特徴とする請求項1記載の血管の画像化装置。
- 前記画像信号生成手段が、前記閾値よりも強度が小である中心ずれビート信号から、生体の静脈部分を示す画像信号を生成するように構成されていることを特徴とする請求項1または2記載の血管の画像化装置。
- 前記ビート成分検出信号の、脈動によるスペクトル拡がりがほぼ一定の位相となる時点を検出する同位相点検出手段と、
この同位相点検出手段が検出した時点における前記中心ずれビート信号をサンプリングして、その中心ずれビート信号を前記画像信号生成手段に入力させる同期検出手段とを有することを特徴とする請求項1から3いずれか1項記載の血管の画像化装置。 - 前記同位相点検出手段が、生体の脈波を検出する手段からなることを特徴とする請求項4記載の血管の画像化装置。
- 前記同位相点検出手段が、前記ビート成分検出信号の中心周波数成分が所定のピーク値を取った時点を検出する手段からなることを特徴とする請求項4記載の血管の画像化装置。
- 前記光源手段として、前記計測光を発する複数の発光部が1次元または2次元的に並設されてなるものが用いられるとともに、
前記光ヘテロダイン検出系として、前記複数の発光部からの計測光の各々のビート成分を並列検出可能なものが用いられて、
これらの光源手段および光ヘテロダイン検出系が、前記走査手段の少なくとも一部を構成していることを特徴とする請求項1から6いずれか1項記載の血管の画像化装置。 - 生体に入射する計測光を発する光源手段と、
この計測光を前記生体に対して走査させる走査手段と、
前記計測光の一部を前記生体に入射する前の光路から分岐した後、前記生体から出射した計測光と合成する光学系、前記分岐がなされて2系統の光路を進む該計測光に互いに周波数差を与える周波数シフター、および前記合成がなされた計測光のビート成分を検出する手段を備えてなる光ヘテロダイン検出系と、
この光ヘテロダイン検出系が出力したビート成分検出信号の中心周波数成分の強度を検出する手段と、
前記ビート成分検出信号の中心周波数から所定幅外れた中心ずれ周波数成分の強度を検出する手段と、
前記中心周波数成分の強度と前記中心ずれ周波数成分の強度との比に基づいて画像信号を生成する画像信号生成手段とからなる血管の画像化装置。 - 前記中心ずれ周波数成分の強度を検出する手段が、周波数が互いに異なる第1および第2の中心ずれ周波数成分を検出するように構成され、
前記画像信号生成手段が、前記中心周波数成分の強度と前記第1の中心ずれ周波数成分の強度との比に基づいて生体の動脈部分を示す画像信号を生成し、前記中心周波数成分の強度と前記第2の中心ずれ周波数成分の強度との比に基づいて生体の静脈部分を示す画像信号を生成するように構成されていることを特徴とする請求項8記載の血管の画像化装置。 - 生体に入射する計測光を発する光源手段と、
この計測光を前記生体に対して走査させる走査手段と、
前記計測光の一部を前記生体に入射する前の光路から分岐した後、前記生体から出射した計測光と合成する光学系、前記分岐がなされて2系統の光路を進む該計測光に互いに周波数差を与える周波数シフター、および前記合成がなされた計測光のビート成分を検出する手段を備えてなる光ヘテロダイン検出系と、
この光ヘテロダイン検出系が出力したビート成分検出信号のスペクトルを求めるスペクトル分析手段と、
この求められたスペクトルの、中心周波数成分に対して所定強度となる2つの周波数成分間のスペクトル幅に基づいて画像信号を生成する画像信号生成手段とからなる血管の画像化装置。 - 前記画像信号生成手段が、前記スペクトル幅として、前記スペクトル分析手段によって求められたスペクトルの半値幅を用いるものであることを特徴とする請求項10記載の血管の画像化装置。
- 生体に計測光を照射する光照射手段と、
照射された前記計測光の、前記生体との相互作用によるスペクトル拡がりに基づいて該生体の動脈および/または静脈を画像化する画像化手段とからなる血管の画像化装置。 - 前記画像化手段が、前記生体で散乱した前記計測光の周波数成分を検出し、その周波数成分検出信号のスペクトルの半値幅を検出し、この半値幅に基づいて前記動脈および/または静脈を画像化するものであることを特徴とする請求項12記載の血管の画像化装置。
- 前記画像化手段が、前記生体で散乱した前記計測光の周波数成分を検出し、その周波数成分検出信号の中心周波数から所定幅外れた中心ずれ周波数成分の強度を検出し、この強度に基づいて前記動脈および/または静脈を画像化するものであることを特徴とする請求項12記載の血管の画像化装置。
- 前記画像化手段が、前記生体で散乱した前記計測光の周波数成分を検出し、その周波数成分検出信号の中心周波数成分の強度と、この中心周波数から所定幅外れた周波数成分の強度との比を検出し、この比に基づいて前記動脈および/または静脈を画像化するものであることを特徴とする請求項12記載の血管の画像化装置。
- 前記画像化手段が、前記生体で散乱した前記計測光の周波数成分を光ヘテロダイン検出信号に基づいて検出するものであることを特徴とする請求項12から15いずれか1項記載の血管の画像化装置。
- 生体に計測光を照射する光照射手段と、
照射された前記計測光の、前記生体との相互作用によるスペクトル拡がりに基づいて該生体の動脈と静脈とを識別する識別手段とからなる血管の識別装置。 - 前記識別手段が、前記生体で散乱した前記計測光の周波数成分を検出し、その周波数成分検出信号のスペクトルの半値幅を検出し、この半値幅に基づいて前記動脈と静脈とを識別するものであることを特徴とする請求項17記載の血管の識別装置。
- 前記識別手段が、前記生体で散乱した前記計測光の周波数成分を検出し、その周波数成分検出信号の中心周波数から所定幅外れた中心ずれ周波数成分の強度を検出し、この強度に基づいて前記動脈と静脈とを識別するものであることを特徴とする請求項17記載の血管の識別装置。
- 前記識別手段が、前記生体で散乱した前記計測光の周波数成分を検出し、その周波数成分検出信号の中心周波数成分の強度と、この中心周波数から所定幅外れた周波数成分の強度との比を検出し、この比に基づいて前記動脈と静脈とを識別するものであることを特徴とする請求項17記載の血管の識別装置。
- 前記識別手段が、前記生体で散乱した前記計測光の周波数成分を光ヘテロダイン検出信号に基づいて検出するものであることを特徴とする請求項17から20いずれか1項記載の血管の識別装置。
- 散乱流体に計測光を照射する光照射手段と、
照射された前記計測光の、前記散乱流体との相互作用によるスペクトル拡がりに基づいて該散乱流体の流速を分析する分析手段とからなる散乱流体の流速測定装置。 - 前記分析手段が、前記流体で散乱した前記計測光の周波数成分を検出し、その周波数成分検出信号のスペクトルの半値幅を検出し、この半値幅に基づいて前記流速を分析するものであることを特徴とする請求項22記載の散乱流体の流速測定装置。
- 前記分析手段が、前記流体で散乱した前記計測光の周波数成分を検出し、その周波数成分検出信号の中心周波数から所定幅外れた中心ずれ周波数成分の強度を検出し、この強度に基づいて前記流速を分析するものであることを特徴とする請求項22記載の散乱流体の流速測定装置。
- 前記分析手段が、前記流体で散乱した前記計測光の周波数成分を検出し、その周波数成分検出信号の中心周波数成分の強度と、この中心周波数から所定幅外れた周波数成分の強度との比を検出し、この比に基づいて前記流速を分析するものであることを特徴とする請求項22記載の散乱流体の流速測定装置。
- 前記分析手段が、前記流体で散乱した前記計測光の周波数成分を光ヘテロダイン検出信号に基づいて検出するものであることを特徴とする請求項22から25いずれか1項記載の散乱流体の流速測定装置。
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JP2018503499A (ja) * | 2015-02-03 | 2018-02-08 | ヴァンダービルト ユニヴァーシティ | 静脈漏出および静脈の中の設置を検出する静脈内アクセス・デバイス |
WO2018193526A1 (ja) * | 2017-04-18 | 2018-10-25 | オリンパス株式会社 | 血管認識装置および観察システム |
-
2006
- 2006-05-01 JP JP2006127640A patent/JP2006239444A/ja active Pending
Cited By (3)
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