JP2013540257A - 特に生体組織から得られるスペクトルを記録する測定装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、分光測定を実施するために組織片に取付けできるように形成されている測定ヘッド構造を含む移動分光計と、測定ヘッド構造が挿入可能である内部収納スペースが形成されたソケットエレメントと、を備える測定装置に関し、この内部収納スペースが区切られている底部の中に、不透明材料で作られる較正媒体が配置され、測定ヘッド構造をソケットエレメントに挿入した後、光を通さない状態で較正媒体が周辺から隔絶されるように、ソケットエレメントと測定ヘッド構造とが形成されているものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、体液の存在、濃度、又は成分組成、並びに必要に応じて一時的にのみ血管に粘着している物質の存在、濃度、又は成分組成を検出するために、スペクトルに関して、特に生体組織から得られる指標となる測定信号を発生させる測定装置に関する。

検査する生物の該当する組織範囲に移動分光計が取り付けられ、この移動分光計によって、組織から発生する反射光のスペクトルがそれぞれ記録されることにより、一時的に血管に粘着している物質の分析が行われる移動分光計が知られている。記録されたスペクトルに基づき、検査された組織範囲に存在する様々な物質を検知することができる。この分光計は、標準的な分光計として構成することができ、この分光計の場合、入射する光の分解が光学的手段によって行われ、これを波長に割り当てることによって、分解された光の強度が測定される。可動部品を回避するため、分光計は、波長に従って分解された光がＣＣＤアレイに向けられ、光の強度に関して、このＣＣＤアレイにより分析されるように形成することができる。

本発明は、特に高い信頼性をもって分光測定を実施できる解決方法を提供するという課題に基づいている。

本発明に基づき、この課題は、
‐ 分光測定を実施するために組織片に取付け可能であるように形成されている測定ヘッド構造を含む移動分光計と、
‐ この測定ヘッド構造が挿入可能な内部収納スペースを形成するソケットエレメントと、
を備える測定装置によって解決され、
‐ この内部収納スペースの区切られた底部の中には、不透明材料から作られる較正媒体が配置され、
‐ この測定ヘッド構造をソケットエレメントに挿入した後、光を通さない状態で較正媒体が周辺から隔絶されるように、ソケットエレメントと測定ヘッド構造とが形成されている。

これにより、分光計を使用する直前にキャリブレーション測定を実施することが有利な方法で可能となり、このキャリブレーション測定によって、装置が重要なスペクトル域で確実に作動することが高い割合で保証される。

好ましいのは、較正媒体がソケットエレメント内に取り外し可能に取り付けられていることである。この較正媒体は、その成分組成並びに散乱特性が、ほぼ皮膚の性質と一致するように形成されている。較正媒体はインサートプレートとして実施することができ、好ましくは、このプレートが約６ｍｍの厚さを有するように形成されている。複数のこの種の較正プレートはセットにして用意されることができる。好ましくは、較正プレートが放射体の体積を形成し、放射体の体積の分散特性がヒトの皮膚特性と一致しているように、較正プレートが形成されている。これらのインサートプレートは、それぞれ特定の物質を添加することができるため、特殊な試験のために、この物質について不透明な試料を用いて分光計を較正することができる。

分光計の測定ヘッド構造は、好ましくは、これが第１の光導波路、第２の光導波路を介して各光源装置に接続され、第３の光導波路を介して分光計に接続されているように形成され、これらの光導波路は、測定ヘッド構造が提供する接触面につながれており、光導波路の出口位置は、第３の光導波路の出口位置から第１及び第２の光導波路の出口位置までの２つの距離が異なるように互いに調整されている。

好ましいのは、光導波路が主として後ろから垂直に接触面につながるように、測定ヘッド構造が形成されていることである。

第３の光導波路の出口位置から第１の光導波路の出口位置までの距離は、第３の光導波路の出口位置から第２の光導波路の出口位置までの距離よりも長いことが好ましい。

第３の光導波路の出口位置から第１の光導波路の出口位置までの距離は、第１の光導波路の出口位置と第２の光導波路の出口位置との間の距離に相当することが好ましい。

測定ヘッド構造は、光導波路の出口位置が三角形の頂点をなすように形成することができ、その際、第３の光導波路の出口位置に向かう辺と辺との間で決定される内角は、７９°〜９４°の範囲にあり、好ましくは８９°である。

ヒトの生体組織での測定に特に有利な測定ヘッド構造の形態は、第３の光導波路の出口位置から第１の光導波路の出口位置までの距離が３．６ｍｍであるのが適切である。第３の光導波路の出口位置から第２の光導波路の出口位置までの距離は、この場合、好ましくは２．３ｍｍである。

光源装置は、本発明の特別な視点に基づき、この装置が光導波路のそれぞれ１つに割り当てられている２つの独立したＬＥＤ光源を含むように形成されている。光導波路は、好ましくは、鉄を含まないマルチフィラメントとして実施されている。

本発明のその他の詳細及び特徴は、図を用いた以下の説明に示されている。

図１は、本発明に基づく移動測定装置の構造を示す図である。

図１は生体組織の分光分析のための測定装置を示している。この測定装置は、測定ヘッド１を含む。測定ヘッド１は、第１の光導波路Ｌ１と第２の光導波路Ｌ２を含み、これらはベース装置２の部分で光源装置Ｑ１、Ｑ２に接続されている。さらにこの測定ヘッド１は、第３の光導波路Ｌ３を介して、同様にベース装置内に設けられている分光計７に接続されている。これらの光導波路Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は、測定ヘッド構造１が提供する接触面Ａにつながれており、光導波路Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の出口位置は、第３の光導波路Ｌ３の出口位置から第１と第２の光導波路Ｌ１、Ｌ２の出口位置までの距離ａ、ｂが顕著に、好ましくは少なくとも０．４ｍｍ異なるように互いに調整されている。

光導波路Ｌ１、Ｌ1、Ｌ３は、これらが主として後ろから垂直に接触面Ａにつながるように、測定ヘッド構造１内に取り付けられている。接触面Ａ又は光導波路Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の出口窓には、シーリング又は薄い窓構造を取り付けることができるため、光導波路は光学的にアクセス可能であり、さらに機械的に保護されている。

第３の光導波路Ｌ３の出口位置から第１の光導波路Ｌ１の出口位置までの距離は、第３の光導波路Ｌ３の出口位置から第２の光導波路Ｌ２の出口位置までの距離よりも長い。ここでは、第３の光導波路Ｌ３の出口位置から第１の光導波路Ｌ１の出口位置までの距離は、第１の光導波路Ｌ１の出口位置と第２の光導波路Ｌ２の出口位置との間の距離にほぼ相当する。

光導波路Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の出口位置はここでは三角形の頂点をなしており、その際、第３の光導波路Ｌ３の出口位置に向かう辺と辺との間で決定される内角αは、７９°〜９４°の範囲にあり、好ましくは８９°である。

第３の光導波路Ｌ３の出口位置から第１の光導波路Ｌ１の出口位置までの距離は、具体的な実施例においては３．６ｍｍであるのが好ましい。従って、第３の光導波路Ｌ３の出口位置から第２の光導波路Ｌ２の出口位置までの距離は２．３ｍｍであるのが好ましい。

光源装置は、光導波路Ｌ１、Ｌ２のそれぞれ１つに割り当てられている２つの独立したＬＥＤ光源Ｑ１、Ｑ２を含む。光導波路Ｌ１、Ｌ２は、鉄を含まないマルチフィラメントとして実施され、ここでは詳しく図示されていないが張力軽減装置付きで被覆の中に組み込まれている。分光計はＣＣＤアレイ７を含み、このＣＣＤアレイにより第３の光導波路Ｌ３を介して検知される光を波長に割り当てることによって、その光の明度のスペクトル分布を検知することができる。

接触面は、好ましくは、ほぼ円形の面又はわずかに楕円形の面として形成されている。光導波路Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の出口位置は、これらの出口位置によって決定される三角形の中心点が接触面の中心点とほぼ一致しているように決定されているのが好ましい。

測定ヘッド構造１は、分光測定を実施するために組織片に取付けできるように形成されている。この測定装置は、内部収納スペース４が形成されたソケットエレメント３を含み、この内部収納スペースの中に測定ヘッド構造１が挿入可能である。内部収納スペース４の区切られている底部には、不透明材料から作られる較正媒体５が配置されている。この較正媒体５は放射体の体積を形成している。

測定ヘッド構造１をソケットエレメント３に挿入した後、光を通さない状態で較正媒体５が周辺から隔絶されるように、ソケットエレメント３と測定ヘッド構造１とが形成されている。このために、さらにシーリング装置６が設けられている。

ここに示されている実施例の場合、較正媒体５はソケットエレメント３内に、取り外し可能に取り付けられている。

この較正媒体５は、その成分組成並びに散乱特性が、ほぼ皮膚の性質と一致するように形成されている。較正媒体５はインサートプレートとして実施され、約６ｍｍの厚さを有している。

試験又は較正測定を実施するため、接触面Ａが較正媒体５の上面をシールするように、測定ヘッド構造は、ソケットエレエント３の中に押し込まれる。

測定ヘッド１をソケットエレメント３の中に挿入した後に行われる測定が、該当するインタフェースを介して、較正測定、キャリブレーション測定又は参照測定として分類されることにより、分光計もしくは接続されている信号処理装置の較正又はキャリブレーションは、好ましくは測定装置に保存されている信号処理プロシージャを用いてほぼ自動的に実施することができる。

Claims (9)

1. 分光測定を実施するために組織片に取付けできるように形成されている測定ヘッド構造（１）を含む移動分光計と、
   前記測定ヘッド構造（１）が挿入可能である内部収納スペース（４）を形成するソケットエレメント（３）と、を備える測定装置であり、
   前記内部収納スペース（４）の区切られている底部の中には較正媒体（５）が配置され、
   前記測定ヘッド構造（１）が前記ソケットエレメント（３）に挿入された後、光を通さない状態で前記較正媒体（５）が外部周辺から隔絶されるように、前記ソケットエレメント（３）と前記測定ヘッド構造（１）とが形成されていることを特徴とする、測定装置。
2. 前記較正媒体が不透明材料で作られていることを特徴とする、請求項１に記載の測定装置。
3. 前記較正媒体が前記ソケットエレメント内に、取り外し可能に取り付けられていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の測定装置。
4. 前記較正媒体は、その成分組成並びに散乱特性が、ほぼ皮膚の性質と一致するように形成されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の測定装置。
5. 前記較正媒体はインサートプレートとして実施され、約６ｍｍの厚さを有していることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の測定装置。
6. 前記測定装置が、光源装置と、分光計と、測定ヘッド構造とを含み、前記測定ヘッド構造は、第１の光導波路及び第２の光導波路を介して前記光源装置に接続され、第３の光導波路を介して前記分光計に接続され、前記第１、第２、第３の光導波路は、前記測定ヘッド構造が提供する接触面につながれており、前記光導波路の前記出口位置は、前記第３の光導波路の前記出口位置から前記第１と、前記第３の光導波路の前記出口位置から第２の光導波路の前記出口位置までの距離が異なるように互いに調整されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の測定装置。
7. 前記光導波路が主として後ろから垂直に前記接触面につながれていることを特徴とする、請求項６に記載の測定装置。
8. 前記第３の光導波路の前記出口位置から前記第１の光導波路の前記出口位置までの距離は、前記第３の光導波路の前記出口位置から前記第２の光導波路の前記出口位置までの距離よりも長いことを特徴とする、請求項６又は７に記載の測定装置。
9. 前記光導波路Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は被覆されており、取り外し可能な方法で前記光導波路Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３をベース装置（２）に光学的に接続するコネクタ装置が設けられていることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の測定装置。

Images