JP2009183459A - 血管用分光分析装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プローブを回転させることなく一度に血管内壁を全周にわたって分光分析する。
【解決手段】近赤外光を発生する光源２と、血管Ａ内に挿入される挿入部３と、該挿入部３に長手方向に沿って配置され光を導光する導光部材７と、挿入部３の先端に配置され、導光部材７により導光されその先端から出射された近赤外光を全周にわたり半径方向外方の血管Ａ内壁に向けて偏向する一方、血管Ａ内壁から戻る戻り光を偏向して導光部材７の先端７ａに入射させる偏向部材８と、該偏向部材８により偏向され導光部材７を導光されてきた戻り光を分光分析する分光分析部とを備え、挿入部３の半径方向の中央部に、長手方向に貫通しガイドワイヤ６を挿通可能な貫通孔５が設けられている血管用分光分析装置を提供する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、血管用分光分析装置に関するものである。

従来、内視鏡の側面にラマン分光用の平面鏡を配置したプローブの平面鏡側の側面を血管の内壁に押し当てて、近赤外光を内壁に照射し、分光分析を行う血管診断用分光プローブが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００６−３１７３１９号公報

しかしながら、特許文献１に開示されている血管診断用分光プローブは、平面鏡により周方向の一方向に偏向した近赤外光を分光分析するため、周方向の一部の血管内壁のみしか観察することができないという不都合がある。血管内のプラークや病変等を調べるためには、血管内壁を全周にわたって観察する必要があり、この場合には、プローブを物理的に周方向に回転させて分光分析を行わなければならず、観察に時間と労力を要するという不都合がある。このため、治療に時間がかかり、患者にかかる負担が大きいという問題がある。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、プローブを回転させることなく一度に血管内壁を全周にわたって分光分析することができる血管用分光分析装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、近赤外光を発生する光源と、血管内に挿入される挿入部と、該挿入部に長手方向に沿って配置され光を導光する導光部材と、前記挿入部の先端に配置され、前記導光部材により導光されその先端から出射された近赤外光を全周にわたり半径方向外方の血管内壁に向けて偏向する一方、血管内壁から戻る戻り光を偏向して導光部材の先端に入射させる偏向部材と、該偏向部材により偏向され導光部材を導光されてきた戻り光を分光分析する分光分析部とを備え、前記挿入部の半径方向の中央部に、長手方向に貫通しガイドワイヤを挿通可能な貫通孔が設けられている血管用分光分析装置を提供する。

本発明によれば、挿入部を挿入しようとする血管に沿って、予めガイドワイヤを挿入しておき、該ガイドワイヤを挿入部の半径方向の中央部に設けられた貫通孔に挿通させて挿入部を血管内に挿入することにより、挿入部がガイドワイヤによってその挿入を案内され、その先端が所望の部位まで容易に導入される。この後にガイドワイヤを貫通孔から抜き去ることにより、所望の部位に先端を配置した状態に挿入部を配置することができる。

この状態で、光源から発せられた近赤外光が、挿入部内の導光部材を介して挿入部の先端まで導光され、導光部材の先端から出射された後、偏向部材によって半径方向外方に偏向される。偏向部材が半径方向外方の血管内壁に向かって全周にわたり近赤外光を偏向し、かつ、血管内壁から戻る戻り光を導光部材の先端に入射させるように偏向するので、プローブを回転させることなく一度に全周にわたる血管内壁からの戻り光を分光分析部に導光して分光分析を行うことができる。

上記発明においては、前記偏向部材が、周方向に沿って全周に配置された略円錐面状の偏向面を有し、中央に前記ガイドワイヤを層通可能な貫通孔を有するリング状に形成されていてもよい。
このようにすることで、簡易な構成で周方向の全周の広い範囲の血管内壁に近赤外光を照射し、その戻り光を検出して分光分析を一度に行うことができる。
また、上記発明においては、前記偏向部材が、周方向に間隔をあけて複数備えられていてもよい。

また、上記発明においては、前記導光部材の先端と前記偏向部材との間に、前記近赤外光および戻り光を集光する集光部材が設けられていてもよい。
また、上記発明においては、前記偏向面が、前記近赤外光および戻り光を偏向する際に集光させる凹面状に形成されていてもよい。
このようにすることで、近赤外光の照射範囲を限定し、より精密に血管内壁の状態を観察することができる。

本発明によれば、プローブを回転させることなく一度に血管内壁を全周にわたって分光分析することができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る血管用分光分析装置１について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る血管用分光分析装置１は、図１に示されるように、近赤外光を発生する光源２と、該光源２に接続された挿入部３と、該挿入部３に接続された分光分析部４とを備えている。

挿入部３は、図２に示されるように、血管Ａ内に挿入することができる細長い形状を有している。挿入部３にはその半径方向の中央部に、全長にわたって貫通する貫通孔５が設けられている。この貫通孔５は、血管Ａ内に予め挿入配置されるガイドワイヤ６の外形寸法より若干大きな内径寸法を有し、ガイドワイヤ６を自由に挿通させることができるようになっている。

挿入部３内には、図２に示されるように、そのほぼ全長にわたり長手方向に沿って配置された光ファイバ（導光部材）７が備えられている。光ファイバ７は、貫通孔５の周囲に周方向の全周にわたって複数本配置されている。一部の光ファイバ７は、その基端側が前記光源２に接続されている。残りの光ファイバ７は、その基端側が前記分光分析部４に接続されている。全ての光ファイバ７は、その先端７ａが前記挿入部３の先端近傍に配置されている。２種類の光ファイバ７は、均等に分布した状態で配置されている。

挿入部３の光ファイバ７の先端７ａよりも先端側には、光ファイバ７によって導光されてきて先端７ａから出射された近赤外光を半径方向外方に向けて反射するミラー（偏向部材）８が備えられている。ミラー８は中央にガイドワイヤ６を貫通させる貫通孔８ａを有するとともに周方向の全周にわたる円環状に形成され、挿入部３の先端方向に向かって漸次広がる略円錐面状の反射面（偏向面）８ｂを有している。これにより、光ファイバ７によって導光されてきた近赤外光を反射して周方向の全周にわたって放射状に出射させることができるようになっている。

前記分光分析部４は、一部の光ファイバ７の基端側に接続されたセンサ９と該センサ９により検出された戻り光を分光して波長特性を測定する分光分析器１０とを備えている。これにより、血管Ａ内壁に含有される成分を定量的に分析することができるようになっている。

このように構成された本実施形態に係る血管用分光分析装置１の作用について説明する。
本実施形態に係る血管用分光分析装置１を用いて血管Ａ内の分光分析を行うには、まず、Ｘ線観察下において、観察すべき血管Ａ内にガイドワイヤ６を挿入していき、血管Ａ内の観察部位まで到達させておく。

この状態で、ガイドワイヤ６の基端側から血管Ａ内に、ガイドワイヤ６を貫通孔５に挿通させた挿入部３を挿入する。ガイドワイヤ６が、血管Ａ内を観察部位まで挿入配置されているので、挿入部３の挿入がガイドワイヤ６によって案内され、スムーズに挿入部３の先端を観察部位の近傍に配置することができる。

挿入部３の先端に配置されているミラー８が血管Ａ内壁の観察部位に半径方向に対向する位置まで挿入部３が挿入された時点で、ガイドワイヤ６を基端側に抜き出すことにより挿入部３から取り外す。そして、光源２を作動させることにより、近赤外光を出射させる。光源２から発せられた近赤外光は、光ファイバ７内を導光されて先端から出射され、ミラー８によって反射される。

ミラー８は円錐面状の反射面８ｂを有しているので、近赤外光は９０°偏向されて半径方向外方に向けて出射される。ミラー８は全周にわたって円環状に配置されているので、光ファイバ７によって導光された近赤外光は、ミラー８によって反射されて半径方向外方に配置されている血管Ａ内壁全周に照射される。

そして、血管Ａ内壁に照射された近赤外光は、その一部が血管Ａ内壁の組織内で散乱されることにより、組織内の成分に依存する情報が重畳された戻り光として半径方向内方に戻り、ミラー８によって反射されて、光ファイバ７の先端７ａに入射される。この場合においても、血管Ａ内壁の全周に照射された近赤外光の一部が全周から半径方向内方に戻る。光ファイバ７内に入射された戻り光は、光ファイバ７内を基端側に向けて導光され、基端側に接続されているセンサ９により検出され、分光分析器１０によって分光分析される。

このように、本実施形態に係る血管用分光分析装置１によれば、ミラー８が全周に設けられているので、挿入部３自体を周方向に回転させなくても、一度に血管Ａ内壁全周の観察を行うことができる。したがって、血管Ａ内壁に存在するプラークや病変等を短時間で調べることができる。その結果、治療時間を短縮して患者にかかる負担を低減することができるという利点がある。

また、本実施形態に係る血管用分光分析装置１によれば、ガイドワイヤ６を挿通させる貫通孔５を備えているので、挿入部３の先端を湾曲駆動する機構を設けなくても、挿入部３の先端を所望の観察部位に容易に導くことができる。したがって、挿入部３の外径を細くした細い血管用分光分析装置１を提供することができる。

なお、本実施形態においては、ミラー８が円錐面状の反射面８ｂを有するものを例示したが、これに代えて、図３に示されるように、凹面状の反射面８ｂを有するものを採用してもよい。このようにすることで、光ファイバ７の先端７ａから出射された拡散する近赤外光が反射面８ｂにおいて反射される際に集光され、より狭い範囲の血管Ａ内壁に照射される。

また、血管Ａ内壁から戻る戻り光も反射面８ｂにおいて反射される際に集光され、効率的に光ファイバ７内に入射させられる。
これにより、比較的狭い範囲に観察部位を限定して精密な分光分析を行うことができるという利点がある。

また、反射面８ｂを凹面により構成することに代えて、図４に示されるように、光ファイバ７の先端７ａと円錐面状の反射面８ｂとの間に、光ファイバ７の先端から出射される近赤外光を集光して略平行光にするコリメートレンズ１１あるいは収束光にする集光レンズ（図示略）を配置することにしてもよい。これによっても、比較的狭い範囲に観察部位を限定して精密な分光分析を行うことができるという利点がある。

この場合のコリメートレンズ１１あるいは集光レンズとしては、図５（ａ）に示されるように、円環状のもの、あるいは、図５（ｂ）に示されるように、各光ファイバ７束に対応する位置に複数配置される円形のものを採用してもよい。

また、本実施形態においては、均等に分布させた複数の光ファイバ７の一部を使用して照射する近赤外光を導光し、他の光ファイバ７を使用して血管Ａ内壁から戻る戻り光を導光する例を示したが、図６に示されるように、ビームスプリッタ１２により光路を分岐させることにしてもよい。このようにすることで、全ての光ファイバ７を照射用の近赤外光および戻り光の導光のために共有することができるという利点がある。

また、ミラー８として、周方向の全周にわたって連続する円環状のものを例示したが、図７に示されるように、周方向に間隔をあけて複数配置されるミラー８′を採用してもよい。

また、図８に示されるように、光ファイバ７の先端７ａとミラー８との間に、光ファイバ７の先端７ａから出射される光の一部のみを通過させるスリット１３ａを有する円環状の遮蔽板１３を配置し、該遮蔽板１３を周方向に回転させることにしてもよい。
これにより、スリット１３ａに対向する位置の光ファイバ７から出射された近赤外光および戻り光のみの通過が許容されるので、センサ９により検出されている戻り光が発生している血管Ａ内壁の周方向位置を特定することができる。

また、遮蔽板１３の位置は、光源２と光ファイバ７の基端との間に配置することが好ましい。このようにすることで、近赤外光の照射範囲を制限することができると同時に、戻り光を全周にわたる光ファイバ７によって導光することができ、挿入部３の先端に遮蔽板１３を配置する場合と比較して検出感度を向上することができるという利点がある。

本発明の一実施形態に係る血管用分光分析装置を示す全体構成図である。 図１の血管用分光分析装置の挿入部の先端部の拡大縦断面図である。 図１の血管用分光分析装置の挿入部の先端に配置されるミラーの第１の変形例を示す拡大縦断面図である。 図１の血管用分光分析装置の挿入部の先端にコリメートレンズを配置した変形例を示す拡大縦断面図である。 図４のコリメートレンズの形態を示す正面図であり、（ａ）全ての光ファイバに共通の一体的なコリメートレンズ、（ｂ）各光ファイバ束に個別のコリメートレンズを示す図である。 図１の血管用分光分析装置の変形例を示す全体構成図である。 図１の血管用分光分析装置の挿入部の先端に配置されるミラーの第２の変形例を示す正面図である。 図１の血管用分光分析装置に備えられた光ファイバの先端とミラーとの間に配置されたスリット付きの回転式遮蔽板を示す正面図である。

符号の説明

Ａ 血管
１ 血管用分光分析装置
２ 光源
３ 挿入部
４ 分光分析部
５，８ａ 貫通孔
６ ガイドワイヤ
７ 光ファイバ（導光部材）
７ａ 先端
８，８′ ミラー（偏向部材）
８ｂ 反射面（偏向面）
１１ コリメートレンズ（集光部材）

Claims (5)

1. 近赤外光を発生する光源と、
   血管内に挿入される挿入部と、
   該挿入部に長手方向に沿って配置され光を導光する導光部材と、
   前記挿入部の先端に配置され、前記導光部材により導光されその先端から出射された近赤外光を全周にわたり半径方向外方の血管内壁に向けて偏向する一方、血管内壁から戻る戻り光を偏向して導光部材の先端に入射させる偏向部材と、
   該偏向部材により偏向され導光部材を導光されてきた戻り光を分光分析する分光分析部とを備え、
   前記挿入部の半径方向の中央部に、長手方向に貫通しガイドワイヤを挿通可能な貫通孔が設けられている血管用分光分析装置。
2. 前記偏向部材が、周方向に沿って全周に配置された略円錐面状の偏向面を有し、中央に前記ガイドワイヤを層通可能な貫通孔を有するリング状に形成されている請求項１に記載の血管用分光分析装置。
3. 前記偏向部材が、周方向に間隔をあけて複数備えられている請求項１または請求項２に記載の血管用分光分析装置。
4. 前記導光部材の先端と前記偏向部材との間に、前記近赤外光および戻り光を集光する集光部材が設けられている請求項１から請求項３のいずれかに記載の血管用分光分析装置。
5. 前記偏向面が、前記近赤外光および戻り光を偏向する際に集光させる凹面状に形成されている請求項２に記載の血管用分光分析装置。

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