JP5298257B1 - 光学測定装置およびプローブ - Google Patents

Abstract

光学測定装置１は、生体組織６で反射または散乱された戻り光の分光測定を行って生体組織６の特性値を取得する光学測定装置であって、基端から供給された光を伝搬して先端から照射する照射ファイバ５と、各々が先端から入射した光を伝搬して基端から出力する複数の受光ファイバ７，８とを有するプローブ３と、プローブ３の先端３３に設けられ、プローブ３の長軸と直交するプローブ３の切断面を含み、該切断面よりも大きな面積の領域を遮光するバルーン４１と、を備えたことを特徴とする。

Description

本発明は、生体組織で反射または散乱された戻り光の分光測定を行って生体組織の特性値を取得する光学測定装置、および、基端から供給された光を伝搬して先端から照射する照射ファイバと、各々が先端から入射した光を伝搬して基端から出力する複数の受光ファイバとを有するプローブに関する。

近年、空間コヒーレンス長の短い低コヒーレント光をプローブ先端から散乱体である生体組織に照射し、その散乱光の強度分布を測定することによって、生体組織の性状を検出するＬＥＢＳ（Ｌｏｗ−Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｂａｃｋｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ）技術を用いた光学測定装置が提案されている（たとえば、特許文献１，２参照）。このような光学測定装置は、消化器等の臓器を観察する内視鏡と組み合わせることによって生体組織等の測定対象物の光学測定を行なう。

このＬＥＢＳ技術を用いた光学測定装置は、所望の複数の角度の散乱光を、複数の受光ファイバで取得した後に測定器でそれぞれ分光測定することによって、生体組織の散乱光の強度分布を取得し、この測定結果をもとに生体組織の性状に関わる特性値を取得する。

国際公開第２００７／１３３６８４号 米国特許出願公開第２００８／００３７０２４号明細書

この特許文献１，２に記載の光学測定装置においては、内視鏡の照明光と同様の白色光を測定用に使用するため、プローブ先端側方からプローブ内部に入り込んだ内視鏡照明光や、プローブ先端周囲の生体組織表層を経由して受光ファイバに到達した内視鏡照明光がノイズとなってしまう。特に、内視鏡照明光に含まれる成分のうち波長の長い赤色光が受光ファイバに到達しやすく、ノイズとして影響を及ぼすことが多いことが知られている。このようなノイズが多いと、生体組織の光学特性を正確に得ることができず、生体組織の性状の検出精度が低下してしまうという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、内視鏡照明光に起因するノイズが少ない測定値を得ることができる光学測定装置およびプローブを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる光学測定装置は、生体組織で反射または散乱された戻り光の分光測定を行って前記生体組織の特性値を取得する光学測定装置であって、基端から供給された光を伝搬して先端から照射する照射ファイバと、各々が先端から入射した光を伝搬して基端から出力する複数の受光ファイバとを有するプローブと、前記プローブの先端に設けられ、前記プローブの長軸と直交する前記プローブの切断面を含み、該切断面よりも大きな面積の領域を遮光する遮光部材と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明にかかる光学測定装置は、前記遮光部材は、前記プローブの径方向に拡張するバルーンであり、前記プローブは、先端が前記バルーン内部に連通し、基端が当該プローブの基端部から延伸する流体供給用チューブを有し、前記流体供給用チューブに流体を供給する流体供給手段をさらに備えたことを特徴とする。

また、本発明にかかる光学測定装置は、前記生体組織を照射する光を発生して前記照射ファイバに供給する光源と、前記複数の受光ファイバがそれぞれ出力した前記生体組織からの戻り光を分光測定する測定手段と、前記バルーンの拡張状態を検出する検出手段と、前記検出手段によって前記バルーンの拡張が検出された場合、前記光源による発光処理と前記測定手段による分光測定処理とを開始可能にさせる制御手段と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明にかかる光学測定装置は、前記遮光部材は、前記プローブの外側面に沿って折りたたみ可能な遮光板であることを特徴とする。

また、本発明にかかる光学測定装置は、前記遮光部材は、前記プローブ先端が前記生体組織に押し付けられた場合、前記プローブの径方向に向かって突出する形状に変形するフードであることを特徴とする。

また、本発明にかかる光学測定装置は、基端から供給された光を伝搬して先端から照射する照射ファイバと、各々が先端から入射した光を伝搬して基端から出力する複数の受光ファイバとを有するプローブを備え、生体組織で反射または散乱された戻り光の分光測定を行って前記生体組織の特性値を取得する光学測定装置であって、前記プローブ先端に接触した前記生体組織を、前記プローブに設けられた引き込み用空間に引き込む引き込み手段をさらに備えることを特徴とする。

また、本発明にかかる光学測定装置は、前記引き込み手段は、吸引圧を前記空間に供給する吸引圧供給手段であることを特徴とする。

また、本発明にかかる光学測定装置は、前記引き込み手段は、前記生体組織の一部を把持して前記生体組織の一部を前記空間に引き込む把持手段であることを特徴とする。

また、本発明にかかるプローブは、基端から供給された光を伝搬して先端から照射する照射ファイバと、各々が先端から入射した光を伝搬して基端から出力する複数の受光ファイバとを有するプローブであって、当該プローブの先端に設けられ、前記プローブの長軸と直交する前記プローブの切断面を含み、該切断面よりも大きな面積の領域を遮光する遮光部材を備えたことを特徴とする。

また、本発明にかかるプローブは、前記遮光部材は、当該プローブの径方向に拡張するバルーンであり、先端が前記バルーン内部に連通し、基端が当該プローブの基端部から延伸する流体供給用チューブをさらに備えたことを特徴とする。

また、本発明にかかるプローブは、前記遮光部材は、当該プローブの外側面に沿って折りたたみ可能な遮光板であることを特徴とする。

また、本発明にかかるプローブは、前記遮光部材は、当該プローブ先端が前記生体組織に押し付けられると当該プローブの径方向に向かって突出する形状に変形するフードであることを特徴とする。

本発明にかかる光学測定装置においては、プローブの先端に、プローブの長軸と垂直な面におけるプローブの切断形状の面積よりも大きな面積を遮光する遮光部材を設けて、プローブ先端側方で内視鏡照明光を遮光するとともに、生体組織に内視鏡照明光が到達した場合であってもプローブ先端と内視鏡照明光の生体組織への到達位置との間の距離を長くして内視鏡照明光を生体組織内で減衰させることによって、内視鏡照明光に起因するノイズが少ない測定値を得ることを可能にする。

本発明にかかる光学測定装置においては、プローブ先端に接触した生体組織をプローブ先端の空間に引き込むことで、内視鏡照明光が生体組織を通過する距離を長くして内視鏡照明光を生体組織内で減衰させることによって、内視鏡照明光に起因するノイズが少ない測定値を得ることを可能にする。

本発明にかかるプローブにおいては、プローブの先端に、プローブの長軸と垂直な面におけるプローブの切断形状の面積よりも大きな面積を遮光する遮光部材を設けて、プローブ先端側方で内視鏡照明光を遮光するとともに、生体組織に内視鏡照明光が到達した場合であってもプローブ先端と内視鏡照明光の生体組織への到達位置との間の距離を長くして内視鏡照明光を生体組織内で減衰させることによって、内視鏡照明光が受光ファイバに到達することを回避することを可能にする。

図１は、実施の形態１にかかる光学測定装置の概略構成を示す模式図である。 図２は、内視鏡システムの構成と、光学測定装置におけるプローブの取り付け態様とを示す図である。 図３は、図１に示すプローブの内視鏡の挿入部への挿入時の状態を示す模式図である。 図４は、図３に示すプローブの先端部を、当該プローブの長手方向の中心軸に沿って切断した断面図である。 図５は、図１に示すプローブの測定時の状態を示す模式図である。 図６は、図５に示すプローブの先端部を、当該プローブの長手方向の中心軸に沿って切断した断面図である。 図７は、実施の形態２にかかる光学測定装置の概略構成を示す模式図である。 図８は、図７に示す光学測定装置の光学測定処理手順を示すフローチャートである。 図９は、実施の形態３にかかる光学測定装置の概略構成を示す模式図である。 図１０は、図９に示すプローブの先端部の斜視図である。 図１１は、図１０のＡ矢視図である。 図１２は、図９に示すプローブの内視鏡内部への挿入を説明する図である。 図１３は、図９に示すプローブの内視鏡内部からの抜き出しを説明する図である。 図１４は、図９に示す測定時におけるプローブの先端部を、当該プローブの長手方向の中心軸に沿って切断した断面図である。 図１５は、実施の形態４にかかる光学測定装置の概略構成を示す模式図である。 図１６Ａは、図１５に示すプローブの先端部を、当該プローブの長手方向の中心軸に沿って切断した断面図である。 図１６Ｂは、図１５に示すプローブの先端部を、当該プローブの長手方向の中心軸に沿って切断した断面図である。 図１７は、実施の形態５にかかる光学測定装置の概略構成を示す模式図である。 図１８Ａは、図１７に示すプローブの先端部を、当該プローブの長手方向の中心軸に沿って切断した断面図である。 図１８Ｂは、図１７に示すプローブの先端部を、当該プローブの長手方向の中心軸に沿って切断した断面図である。 図１９は、実施の形態６にかかる光学測定装置の概略構成を示す模式図である。 図２０Ａは、図１９に示すプローブの先端部を、当該プローブの長手方向の中心軸に沿って切断した断面図である。 図２０Ｂは、図１９に示すプローブの先端部を、当該プローブの長手方向の中心軸に沿って切断した断面図である。 図２１は、図２０Ｂに示すＡ−Ａ線断面図である。 図２２は、図２０Ｂに示すＡ−Ａ線断面図の他の例である。

以下、図面を参照して、この発明にかかる光学測定装置の好適な実施の形態として、ＬＥＢＳ技術を用いた光学測定装置を例に詳細に説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一の部分には同一の符号を付している。また、図面は模式的なものであり、各部材の厚みと幅との関係、各部材の比率などは、現実と異なることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１にかかる光学測定装置の概略構成を示す模式図である。図１に示すように、実施の形態１にかかる光学測定装置１は、測定対象物である生体組織６に対する光学測定を行って生体組織６の性状を検出する本体装置２と、被検体内に挿入される測定用のプローブ３とを備える。プローブ３は、可撓性を有し、基端３２が本体装置２に着脱自在に接続し、接続する本体装置２によって、基端３２から供給された光を先端３３から生体組織６に対して出射するとともに、先端３３から入射した生体組織６からの戻り光である反射光、散乱光を、基端３２から本体装置２に出力する。

本体装置２は、電源２１、光源部２２、接続部２３、測定部２４、入力部２５、出力部２６、制御部２７および記憶部２８を備える。

電源２１は、本体装置２の各構成要素に電力を供給する。

光源部２２は、生体組織６に照射する光を出力発生する。光源部２２は、白色光を発する白色ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）、キセノンランプ、ハロゲンランプまたはＬＥＤ等の低コヒーレント光源である光源と、一または複数のレンズ（図示しない）とを用いて実現される。光源部２２は、対象物へ照射する低コヒーレント光を、後述するプローブ３の照射ファイバ５に供給する。

接続部２３は、プローブ３の基端３２を本体装置２に着脱自在に接続する。接続部２３は、光源部２２が発する光をプローブ３に供給するとともに、プローブ３から出力された戻り光を測定部２４に出力する。

測定部２４は、プローブ３から出力された光であって生体組織６からの戻り光を分光測定する。測定部２４は、複数の分光測定器を用いて実現される。測定部２４は、プローブ３から出力された戻り光のスペクトル成分および強度等を測定して、波長ごとの測定を行なう。測定部２４は、測定結果を制御部２７に出力する。

入力部２５は、プッシュ式のスイッチ等を用いて実現され、スイッチ等が操作されることによって、本体装置２の起動を指示する指示情報や他の各種指示情報を受け付けて制御部２７に入力する。

出力部２６は、光学測定装置１における各種処理に関する情報を出力する。出力部２６は、ディスプレイ、スピーカおよびモータ等を用いて実現され、画像情報、音声情報または振動を出力することによって、光学測定装置１における各種処理に関する情報を出力する。

制御部２７は、本体装置２の各構成要素の処理動作を制御する。制御部２７は、ＣＰＵおよびＲＡＭ等の半導体メモリを用いて実現される。制御部２７は、本体装置２の各構成要素に対する指示情報やデータの転送等を行うことによって、本体装置２の動作を制御する。制御部２７は、測定部２４による測定結果を後述する記憶部２８に記憶させる。制御部２７は、演算部２７ａを有する。

演算部２７ａは、測定部２４による測定結果をもとに複数種の演算処理を行い、生体組織６の性状に関わる特性値を演算する。演算部２７ａが演算する特性値であって、取得対象とされた特性値の種別は、たとえば、操作者による操作によって入力部２５から入力された指示情報にしたがって設定される。

記憶部２８は、本体装置２に光学測定処理を実行させる光学測定プログラムを記憶するとともに、光学測定処理に関する各種情報を記憶する。記憶部２８は、測定部２４による各測定結果を記憶する。また、記憶部２８は、演算部２７ａが演算した特性値を記憶する。

プローブ３は、本体装置２の接続部２３に着脱自在に接続される基端３２と、生体組織に直接接触する先端３３とを有する。先端３３は、光源部２２から供給された光が出射するとともに測定対象からの散乱光が入射する。ＬＥＢＳ技術を用いる場合には、散乱角度の異なる少なくとも２つの散乱光をそれぞれ受光するための複数の受光ファイバがプローブ３に設けられる。

具体的には、プローブ３は、基端３２から供給された光源部２２からの光を伝導して先端３３から生体組織６に照射する照射ファイバ５と、各々が先端３３から入射した生体組織６からの散乱光、反射光を伝導して基端３２から出力する２本の受光ファイバ７，８とを有する。照射ファイバ５および受光ファイバ７，８の先端には、透過性を有するロッド３４が光学部材として設けられる。生体組織６表面と照射ファイバ５および受光ファイバ７，８の先端との距離が一定となるように、ロッド３４は、円柱形状をなす。なお、図１では、２本の受光ファイバ７，８を有するプローブ３を例に説明したが、散乱角度の異なる少なくとも２種以上の散乱光を受光できればよいため、受光ファイバが３本以上であってもよい。また、プローブ３は、測定ごとに未使用のものに取り替えられる。また、プローブ３の先端部部分が取り外し可能となっており、この先端部分が測定ごとに未使用のものに取り替えられる構造であってもよい。なお、この構造は後述の他の実施の形態にも適用可能である。

プローブ３の先端３３の外側には、遮光材料で形成されたバルーン４１が設けられる。バルーン４１は、内部に流体供給用の空間が形成され、該空間に流体が供給されることによってプローブ３の径方向に拡張する。バルーン４１は、拡張可能なように柔軟な材料で形成される。

プローブ３は、内部に、バルーン４１拡張用の流体を送達する流体供給用チューブ４２を有する。流体供給用チューブ４２は、先端がバルーン４１に連通し、基端がプローブ３の基端３２側から延伸する。流体供給用チューブ４２の基端には、リザバー４３内に保持された流体４４を送出するポンプ４５が接続される。リザバー４３内の流体４４は、ポンプ４５の駆動によって、流体供給用チューブ４２を経由して、バルーン４１内部の空間に供給される。流体４４は、たとえば、生理食塩水などである。

図１に示す光学測定装置１は、消化器等の臓器を観察する内視鏡システムに組み合わされることが多い。図２は、内視鏡システムの構成と、光学測定装置１におけるプローブ３の取り付け態様とを示す図である。図２において、操作部１３の側部より延伸する可撓性のユニバーサルコード１４は、光源装置１８に接続するとともに、内視鏡１０の先端部１６において撮像された被写体画像を処理する信号処理装置１９に接続する。信号処理装置１９は、ディスプレイ２０と接続する。ディスプレイ２０は、信号処理装置１９が処理した被写体画像を含む検査に関する各種情報を表示する。

プローブ３は、被検体内に挿入された内視鏡１０の体外部の操作部１３近傍のプローブ用チャネル挿入口１５から矢印のように挿入される。そして、プローブ３の先端３３は、挿入部１２内部を通ってプローブ用チャネルと接続する先端部１６の開口部１７から矢印のように突出する。これによって、プローブ３は被検体内部に挿入され、光学測定を開始することができる。

本体装置２の所定面には、演算部２７ａが演算した特性値等を表示出力する表示画面２６ａや、入力部２５の一部を構成するスイッチ等が構成される。なお、図２に示すように、光学測定装置１の本体装置２と信号処理装置１９とを接続して、光学測定装置１において処理された各種情報を信号処理装置１９に出力して、ディスプレイ２０に表示される構成としてもよい。

ここで、図３〜図６を参照して、プローブ３の内視鏡１０の挿入部１２挿入時の状態について説明する。図３は、プローブ３の内視鏡１０の挿入部１２挿入時の状態を示す模式図である。図４は、図３に示すプローブ３の先端部を、当該プローブ３の長手方向の中心軸に沿って切断した断面図である。図５は、プローブ３の測定時の状態を示す模式図である。図６は、図５に示すプローブ３の先端部を、当該プローブ３の長手方向の中心軸に沿って切断した断面図である。

図３および図４に示すように、まず、内視鏡１０からプローブ３の先端３３を円滑に突出させるため、プローブ３の先端３３を内視鏡１０の挿入部１２の先端部１６の開口部１７から突出させて生体組織６に押し当てるまでは、バルーン４１を収縮状態に保持する。すなわち、ポンプ４５は送出稼動させず、流体４４を流体供給用チューブ４２内には供給させない状態でプローブ３の先端３３が生体組織６に押し当たるまで挿入部１２内部にプローブ３を押し入れる。

ここで、図４に示すように、プローブ３側面は、遮光性の被覆材３５によって覆われており、ロッド３４の先端面が外部に露出した構成を有する。バルーン４１が拡張していない場合には、内視鏡１０の挿入部１２先端の照明用窓１６ａ（図３参照）から照射された内視鏡照明光Ｌ１０が、プローブ３の先端３３の側方からプローブ３内部に入り込んだり、生体組織６の表層を経由してプローブ３内部に入り込んだりし、受光ファイバ７，８に到達してしまう場合がある。

そこで、プローブ３の先端３３を生体組織６に押し当ててから、ポンプ４５を稼動させて流体供給用チューブ４２に流体４４を供給する。この結果、図５および図６の矢印Ｙ１１に示すように、流体供給用チューブ４２を経由してバルーン４１の内部空間に流体４４が供給され、矢印Ｙ１２のようにバルーン４１がプローブ３の径方向に拡張する。このバルーン４１は、遮光材料によって形成されているため、拡張することによって、プローブ３の長軸と直交するプローブ３の切断面を含み、該切断面よりも大きな面積の領域を遮光することとなる。

このようにバルーン４１を拡張させた場合、図６に示すように、内視鏡１０の挿入部１２先端の照明用窓１６ａから照射された内視鏡照明光Ｌ１１は、プローブ３の先端３３に到達する前に、拡張したバルーン４１で遮光される。また、内視鏡照明光Ｌ１２のように、バルーン４１によって遮光されずに生体組織６に到達するものもあるものの、バルーン４１の拡張分、プローブ３の先端３３と内視鏡照明光Ｌ１２の生体組織６への到達位置との間の距離が長くなるため、生体組織６に到達した内視鏡照明光Ｌ１２は、プローブ３に到達する前に、生体組織６内で減衰し、受光ファイバ７，８に到達することもない。

したがって、バルーン４１が拡張している場合には、内視鏡照明光の受光ファイバ７，８への到達を回避することができるため、内視鏡照明光に起因するノイズが少ない測定値を得ることができる。このため、バルーン４１を拡張させた後に光学測定装置１の光学測定を開始することが望ましい。あるいは、バルーン４１を拡張させた後に測定された測定データを生体組織６の性状解析用に採用することが望ましい。なお、生体組織６に到達する前に照射ファイバ５から射出してロッド３４先端面で反射しただけの不要光が受光ファイバ７，８に到達しないように、ロッド３４の先端面は、プローブ３の長手方向に対して斜めに切り欠かれている。また、挿入部１２からのプローブ３の抜き出し時には、バルーン４１を収縮させて、抜き出し処理を行えばよい。

このように、実施の形態１においては、プローブ３先端のバルーン４１を拡張させることによって内視鏡照明光の受光ファイバ７，８への到達を回避することができるため、バルーン４１拡張時においては、内視鏡照明光に起因するノイズが少ない測定値を得ることができ、生体組織の性状の検出精度を確保することが可能になる。

また、実施の形態１においては、バルーン４１を収縮させた状態で、内視鏡１０の挿入部１２内へのプローブ３の挿入および挿入部１２からのプローブ３の抜き出しを行なうことによって、内視鏡１０の挿入部１２内壁に傷を付けることなく、プローブ３の挿入部１２への挿入処理および挿入部１２からの抜き出し処理を円滑に行うことができる。

（実施の形態２）
次に、実施の形態２について説明する。図７は、実施の形態２にかかる光学測定装置の概略構成を示す模式図である。

図７に示すように、実施の形態２にかかる光学測定装置２０１は、図１に示す光学測定装置１に比して、流体供給用チューブ４２内の圧力を検出するセンサ２４６をさらに備えた構成を有する。また、光学測定装置２０１は、図１に示す本体装置２に代えて、制御部２２７を有する本体装置２０２を有する。

制御部２２７は、図１に示す制御部２７に比して、さらに判断部２２７ｂを備える。判断部２２７ｂは、センサ２４６が検出した流体供給用チューブ４２内の圧力をもとに、バルーン４１の拡張状態を検出し、バルーン４１の拡張が検出された場合、光源部２２による発光処理と、測定部２４による分光測定処理とを開始可能にさせる。

次に、図８を参照して、図７に示す光学測定装置２０１の光学測定処理の処理手順について説明する。図８は、図７に示す光学測定装置２０１の光学測定処理手順を示すフローチャートである。

図８に示すように、光学測定装置２０１の電源がオンとなった（ステップＳ１）後、制御部２２７は、入力部２５から測定開始を指示する指示情報をもとに測定開始の指示があったか否かを判断する（ステップＳ２）。制御部２２７が測定開始の指示があったと判断した場合（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、判断部２２７ｂは、センサ２４６が検出した流体供給用チューブ４２内の圧力をもとに、バルーン４１が拡張しているか否か判断する（ステップＳ３）。判断部２２７ｂは、バルーン４１が拡張していると判断した場合（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、光源部２２に発光処理を開始させるとともに、測定部２４に分光測定処理を開始させて、生体組織６に対する光学測定処理を実行する（ステップＳ４）。

これに対し、判断部２２７ｂは、バルーン４１が拡張していないと判断した場合（ステップＳ３：Ｎｏ）、出力部２６に、バルーン４１が未拡張であるため測定が開始できない旨を報知するエラー報知処理を行わせる（ステップＳ５）。判断部２２７ｂは、このエラー報知処理として、出力部２６に対して、測定が開始できない旨を音声出力させるほか、表示出力させてもよく、音声出力および表示出力の双方を行わせてもよい。

制御部２２７が測定開始の指示がないと判断した場合（ステップＳ２：Ｎｏ）、ステップＳ４の測定処理が行われた場合、ステップＳ５のエラー報知処理が行われた場合、制御部２２７は、入力部２５から測定終了を指示する指示情報をもとに測定終了が指示されたか否かを判断する（ステップＳ６）。制御部２２７は、測定終了が指示されたと判断した場合（ステップＳ６：Ｙｅｓ）、光源部２２による発光処理および測定部２４による分光測定処理を終了させて（ステップＳ７）、生体組織６に対する測定処理を終了する。一方、制御部２２７は、測定終了が指示されていないと判断した場合（ステップＳ６：Ｎｏ）、ステップＳ２に戻り、入力部２５からの測定開始を指示する指示情報をもとに測定開始の指示があったか否かを判断する（ステップＳ２）。

このように、実施の形態２にかかる光学測定装置２０１は、測定開始が指示された場合であっても、バルーン４１が拡張している場合にのみ光源部２２による発光処理と測定部２４による分光測定処理とを開始させるため、内視鏡照明光に起因するノイズが少ない測定値のみを確実に得ることができる。

なお、実施の形態２にかかる光学測定装置２０１においては、制御部２２７がポンプ４５の駆動処理も制御できるようにしてもよい。この場合、判断部２２７ｂは、測定開始指示後にバルーン４１が未拡張であると判断した場合に、ポンプ４５を送出駆動させて流体４４をバルーン４１内部に供給し、自動的にバルーン４１を拡張させてもよい。また、判断部２２７ｂは、センサ２４６が検出した流体供給用チューブ４２内の圧力のほかに、ポンプ４５の駆動状態をもとに、バルーン４１の拡張状態を検出してもよい。

また、光学測定装置２０１においては、判断部２２７ｂは、バルーン４１の拡張後に所定の設定時間以上、測定開始指示がないと判断した場合には、ポンプ４５を吸引駆動させてバルーン４１内部から流体４４を抜き出し、自動的にバルーン４１を収縮させて、内視鏡観察を含む他の処理の円滑化を図ってもよい。

（実施の形態３）
次に、実施の形態３について説明する。図９は、実施の形態３にかかる光学測定装置の概略構成を示す模式図である。図９に示すように、実施の形態３にかかる光学測定装置３０１は、図１に示す光学測定装置１と比して、リザバー４３およびポンプ４５を削除した構成を有するとともに、図１に示すプローブ３に代えて、プローブ３に比して流体供給用チューブ４２を削除した構成を有するプローブ３０３を備える。プローブ３０３の基端３３２は、接続部２３を介して本体装置２に接続される。

プローブ３０３の先端３３３の外側には、遮光性の樹脂材料で形成された遮光板３４１が設けられる。遮光板３４１は、たとえばゴム製である。図１０は、プローブ３０３の先端部３３３の斜視図である。図１１は、図１０のＡ矢視図である。図１０および図１１に示すように、遮光板３４１は、円筒の側面に、先端側から複数の切れ目が設けられた形状を有する。遮光板３４１の各切片は、図１０の矢印に示すように、プローブ３０３の外側面に沿って、プローブ３０３の先端側および基端側に折りたたみ可能である。遮光板３４１の各切片は、外力が加えられていない場合には、図１０に示すように、プローブ３０３の径方向外側に広がるように癖付けされている。

図１２の矢印Ｙ３１に示すようにプローブ３０３の挿入部１２内部のチャネル１６ｂへの挿入時には、遮光板３４１を、矢印Ｙ３２のようにプローブ３０３の基端側に折りたたんだ状態とすることによって、チャネル１６ｂ内壁に傷をつけずに挿入部１２内部にプローブ３０３を挿入することができる。また、図１３の矢印Ｙ３３に示すように挿入部１２内部からプローブ３０３を抜き出す場合には、遮光板３４１の各切片は、開口部１７周囲のチャネル１６ｂ内壁に引っ掛かり、矢印Ｙ３４のようにプローブ３０３の先端側に折りたたまれた状態となるため、挿入部１２内部からプローブ３０３を円滑に抜き出すことができる。

そして、生体測定のためにプローブ３０３の先端３３３を内視鏡１０の挿入部１２先端から突出すると、図１４に示すように、遮光板３４１の各切片がプローブ３０３の径方向に自然に広がり、プローブ３０３の長軸と直交するプローブ３０３の切断面を含み、該切断面よりも大きな面積の領域を遮光することとなる。

この場合、図１４に示すように、内視鏡照明光Ｌ３１は、プローブ３０３の先端３３３に到達する前に、広がった遮光板３４１の各切片で遮光される。また、遮光板３４１の各切片によって遮光されずに生体組織６に到達した内視鏡照明光Ｌ３２があった場合でも、内視鏡照明光Ｌ３２の生体組織６における到達位置とプローブ３０３の先端３３３との間の距離は、遮光板３４１の各切片の広がり分、長くなるため、内視鏡照明光Ｌ３２は、プローブ３０３に到達する前に生体組織６内で減衰する。

したがって、実施の形態３においては、遮光板３４１によって内視鏡照明光の受光ファイバ７，８への到達を回避することができるため、実施の形態１と同様に、内視鏡照明光に起因するノイズが少ない測定値を得ることができ、生体組織６の性状の検出精度を確保することが可能になる。

（実施の形態４）
次に、実施の形態４について説明する。図１５は、実施の形態４にかかる光学測定装置の概略構成を示す模式図である。図１５に示すように、実施の形態４にかかる光学測定装置４０１は、図９に示す光学測定装置３０１と比して、プローブ３０３に代えて、遮光板３４１を削除した構成を有するプローブ４０３を有するとともに、プローブ４０３の先端４３３に遮光材料で形成されたフード４４１を備える。プローブ４０３の基端４３２は、プローブ３０３と同様に、接続部２３を介して本体装置２に接続される。

図１６Ａおよび図１６Ｂは、図１５に示すプローブ４０３の先端部を、当該プローブ４０３の長手方向の中心軸に沿って切断した断面図である。

図１６Ａに示すように、フード４４１は、先端が開口された円筒形状を有する。フード４４１は、柔軟な樹脂材料などによって形成されており、図１６Ｂに示すように、プローブ４０３の先端４３３が矢印Ｙ４１のように生体組織６に押し付けられた場合、矢印Ｙ４２のようにプローブ４０３の径方向外側に向かって突出する形状に変形し、プローブ４０３の長軸と直交するプローブ４０３の切断面を含み、該切断面よりも大きな面積の領域を遮光する。

この場合、変形したフード４４１側面によって遮光されずに到達した内視鏡照明光Ｌ４２があった場合でも、内視鏡照明光Ｌ４２の生体組織６における到達位置とプローブ４０３の先端４３３との間の距離は、フード４４１側面の変形分、長くなるため、内視鏡照明光Ｌ４２は、プローブ４０３の先端４３３に到達する前に生体組織６内で減衰する。また、図１６Ｂに示すように、プローブ４０３外面近くの内視鏡照明光Ｌ４１は、プローブ４０３の先端４３３に到達する前に、変形したフード４４１側面によって遮光される。

したがって、実施の形態４においては、フード４４１によって内視鏡照明光の受光ファイバ７，８への到達を回避することができるため、実施の形態１と同様に、内視鏡照明光に起因するノイズが少ない測定値を得ることができ、生体組織６の性状の検出精度を確保することが可能になる。

（実施の形態５）
次に、実施の形態５について説明する。図１７は、実施の形態５にかかる光学測定装置の概略構成を示す模式図である。図１８Ａおよび図１８Ｂは、図１７に示すプローブの先端部を、当該プローブの長手方向の中心軸に沿って切断した断面図である。

図１７に示すように、実施の形態５にかかる光学測定装置５０１は、図１に示すプローブ３に代えて、プローブ５０３を備える。プローブ５０３の基端５３２は、プローブ３と同様に、接続部２３を介して本体装置２に接続される。

プローブ５０３の側面は、図１７および図１８Ａに示すように、ロッド３４の先端面よりも先端側に突出した遮光性の被覆材５３５によって覆われており、プローブ５０３の先端５３３内部には引き込み用の空間Ｓ５が設けられる。プローブ５０３は、内部に、先端が空間Ｓ５に連通し、基端がプローブ５０３の基端５３２側から延伸したチューブ５４２を備える。チューブ５４２の基端には、吸引ポンプ５４５が接続される。

光学測定装置５０１においては、図１８Ａのようにプローブ５０３の先端５３３を生体組織６に押し当てて、プローブ５０３の先端５３３の開口を生体組織６によって密閉する。その後、吸引ポンプ５４５を駆動させて、図１８Ｂの矢印Ｙ５１のようにチューブ５４２内の空気を吸引する。

この結果、チューブ５４２内部が負圧の状態となり、プローブ５０３の先端５３３に接触した生体組織６の一部が、チューブ５４２に連通する空間Ｓ５内に引き込まれ生体組織６がロッド３４の先端に密着する。すなわち、チューブ５４２および吸引ポンプ５４５は、吸引圧を空間Ｓ５に供給して、プローブ５０３の先端５３３に接触した生体組織６の一部を空間Ｓ５に引き込む機能を有する。

この場合、空間Ｓ５内に生体組織６が引き込まれているため、生体組織６に到達した内視鏡照明光Ｌ５１は、空間Ｓ５内に引き込まれた生体組織６を経由することとなる。すなわち、空間Ｓ５内に生体組織６が引き込まれていない場合と比較して、内視鏡照明光Ｌ５１が生体組織６を通過する距離が長くなるため、内視鏡照明光Ｌ５１は、プローブ５０３の受光ファイバ７，８に到達する前に生体組織６内でほぼ減衰する。

このように、実施の形態５においては、プローブ５０３の先端５３３の空間Ｓ５内に生体組織６を引き込み、内視鏡照明光が生体組織６を通過する距離を長くすることによって、内視鏡照明光の受光ファイバ７，８への到達を回避して、内視鏡照明光に起因するノイズが少ない測定値を得られるようにしている。

（実施の形態６）
次に、実施の形態６について説明する。図１９は、実施の形態６にかかる光学測定装置の概略構成を示す模式図である。図２０Ａおよび図２０Ｂは、図１９に示すプローブの先端部を、当該プローブの長手方向の中心軸に沿って切断した断面図である。

図１９に示すように、実施の形態６にかかる光学測定装置６０１は、図１に示すプローブ３に代えて、プローブ６０３を備える。プローブ６０３の基端６３２は、プローブ３と同様に、接続部２３を介して本体装置２に接続される。

図２０Ａに示すように、プローブ６０３は、照射ファイバ５、受光ファイバ７，８およびロッド３４を覆う被覆材３５の外部が、被覆材６３５で覆われた構成を有する。被覆材６３５と被覆材３５との間は、基端から先端に向かって隙間が設けられており、この隙間には、スライド自在にワイヤ６４３が挿通されている。ワイヤ６４３の先端には、ヒンジ６４２を介して把持用爪６４１が接続される。把持用爪６４１は、外力が加えられていない場合には、プローブ６０３の径方向外側に広がるように構成される。

ワイヤ６４３の基端は、図１９のように、プローブ６０３の基端６３２側から延伸し、ワイヤ６４３は、矢印のように、プローブ６０３に対して押し引きが可能である。なお、把持用爪６４１がプローブ６０３に収納された状態で、内視鏡１０の挿入部１２内部へのプローブ６０３の挿入および挿入部１２からのプローブ６０３の抜き出しが行われる。

光学測定装置６０１においては、図２０Ａのようにプローブ６０３の先端６３３を生体組織６に近接させてから、ワイヤ６４３を矢印Ｙ６１のように、プローブ６０３の先端６３３方向に押し入れる。この結果、把持用爪６４１がプローブ６０３の先端６３３から突出し、矢印Ｙ６２のようにプローブ６０３の径方向外側に広がる。なお、被覆材６３５の先端面６３５ａは、把持用爪６４１がプローブ６０３の径方向外側に広がりやすいように、内側から外側に向かって切り欠かれている。

そして、把持用爪６４１を生体組織６に接触するまで突出させた後、ワイヤ６４３をプローブ６０３の基端６３２方向に引き出して、図２０Ｂの矢印Ｙ６３のように基端６３２側に後退させる。この結果、把持用爪６４１が、矢印Ｙ６４のように、径方向内側に閉じながら、被覆材６３５内部に引き入れられる。これにともない、把持用爪６４１に接触した生体組織６の一部が、把持用爪６４１によって把持され、把持用爪６４１間の空間に引き込まれ生体組織６がロッド３４の先端に密着する。

この場合、把持用爪６４１間の空間に生体組織６が引き込まれているため、生体組織６に到達した内視鏡照明光Ｌ６１は、把持用爪６４１間の空間内に引き込まれた生体組織６を経由することとなる。すなわち、把持用爪６４１間の空間に生体組織６が引き込まれていない場合と比較して、内視鏡照明光Ｌ６１が生体組織６を通過する距離が長くなるため、内視鏡照明光Ｌ６１は、プローブ６０３の受光ファイバ７，８に到達する前に生体組織６内でほぼ減衰する。

このように、実施の形態６においても、実施の形態５と同様に、内視鏡照明光が生体組織６を通過する距離を長くすることによって、内視鏡照明光の受光ファイバ７，８への到達を回避して、内視鏡照明光に起因するノイズが少ない測定値を得られるようにしている。

なお、図２１は、図２０Ｂに示すＡ−Ａ線断面図である。また、図２２は、図２０Ｂに示すＡ−Ａ線断面図の他の例である。把持用爪６４１は、図２１に示すように、生体組織６を把持する部分の断面が半円状であって、把持用爪６４１の側面から生体組織６が露出しないように生体組織６を把持できる構成としてもよい。また、内視鏡照明光の生体組織６における通過距離を十分確保できる場合には、図２２の把持用爪６４１Ａのように、生体組織６を把持する部分の断面が、半円をさらに切り欠いた円弧形状であってもよい。

１ 光学測定装置
２，２０２ 本体装置
３，３０３，４０３，５０３，６０３ プローブ
５ 照射ファイバ
６ 生体組織
７，８ 受光ファイバ
１０ 内視鏡
１２ 挿入部
１３ 操作部
１４ ユニバーサルコード
１５ プローブ用チャネル挿入口
１６ 先端部
１７ 開口部
１８ 光源装置
１９ 信号処理装置
２０ ディスプレイ
２１ 電源
２２ 光源部
２３ 接続部
２４ 測定部
２５ 入力部
２６ 出力部
２７，２２７ 制御部
２７ａ 演算部
２８ 記憶部
３４ ロッド
３５，５３５，６３５ 被覆材
４１ バルーン
４２ 流体供給用チューブ
４３ リザバー
４４ 流体
４５ ポンプ
２２７ｂ 判断部
２４６ センサ
３４１ 遮光板
４４１ フード
５４２ チューブ
５４５ 吸引ポンプ
６４１，６４１Ａ 把持用爪
６４２ ヒンジ
６４３ ワイヤ

Claims (9)

1. 照明光を照射する内視鏡と共に用いられ、生体組織で反射または散乱された戻り光の分光測定を行って前記生体組織の特性値を取得する光学測定装置であって、
   基端から供給された光を伝搬して先端から照射する照射ファイバと、各々が先端から入射した光を伝搬して基端から出力する複数の受光ファイバとを有し、前記内視鏡により照明光が照射された前記生体組織上の領域に先端を接触させて用いられるプローブを備え、
   前記照射ファイバが照射する光の波長帯域は、前記内視鏡の照明光の波長帯域と重なり、
   前記プローブは、
   前記プローブの径方向に拡張可能であり、拡張時に前記プローブの先端面を含む面において、前記先端面の周囲に遮光領域を形成する位置に設けられ、前記プローブの先端周囲の前記生体組織の表層を経由して前記複数の受光ファイバそれぞれに到達する前記内視鏡の照明光を遮光するための遮光部材を有することを特徴とする光学測定装置。
2. 前記遮光部材は、前記プローブの径方向に拡張するバルーンであり、
   前記プローブは、先端が前記バルーン内部に連通し、基端が当該プローブの基端部から延伸する流体供給用チューブを有し、
   前記流体供給用チューブに流体を供給する流体供給手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の光学測定装置。
3. 前記生体組織を照射する光を発生して前記照射ファイバに供給する光源と、
   前記複数の受光ファイバがそれぞれ出力した前記生体組織からの戻り光を分光測定する測定手段と、
   前記バルーンの拡張状態を検出する検出手段と、
   前記検出手段によって前記バルーンの拡張が検出された場合、前記光源による発光処理と前記測定手段による分光測定処理とを開始可能にさせる制御手段と、
   を備えたことを特徴とする請求項２に記載の光学測定装置。
4. 前記遮光部材は、前記プローブの外側面に沿って折りたたみ可能な遮光板であることを特徴とする請求項１に記載の光学測定装置。
5. 前記遮光部材は、前記プローブ先端が前記生体組織に押し付けられた場合、前記プローブの径方向に向かって突出する形状に変形するフードであることを特徴とする請求項１に記載の光学測定装置。
6. 照明光を照射する内視鏡と共に用いられ、基端から供給された光を伝搬して先端から照射する照射ファイバと、各々が先端から入射した光を伝搬して基端から出力する複数の受光ファイバとを有し、前記内視鏡により照明光が照明された生体組織上の領域に先端を接触させて用いられるプローブであって、
   前記照射ファイバが照射する光の波長帯域は、前記内視鏡の照明光の波長帯域と重なり、
   当該プローブの径方向に拡張可能であり、拡張時に当該プローブの先端面を含む面において、前記先端面の周囲に遮光領域を形成する位置に設けられ、前記プローブの先端周囲の前記生体組織の表層を経由して前記複数の受光ファイバそれぞれに到達する前記内視鏡の照明光を遮光するための遮光部材を有することを特徴とするプローブ。
7. 前記遮光部材は、当該プローブの径方向に拡張するバルーンであり、
   先端が前記バルーン内部に連通し、基端が当該プローブの基端部から延伸する流体供給用チューブをさらに備えたことを特徴とする請求項６に記載のプローブ。
8. 前記遮光部材は、当該プローブの外側面に沿って折りたたみ可能な遮光板であることを特徴とする請求項６に記載のプローブ。
9. 前記遮光部材は、当該プローブ先端が前記生体組織に押し付けられた場合、当該プローブの径方向に向かって突出する形状に変形するフードであることを特徴とする請求項６に記載のプローブ。

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