JP5462424B1 - 測定プローブ、生体光学測定装置および生体光学測定システム - Google Patents
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Abstract
誤接続を簡易な構成で防止することができる測定プローブ、生体光学測定装置および生体光学測定システムを提供する。複数の光ファイバを不規則に束ねたファイババンドルを有し、生体組織に対して光学測定を行う生体光学測定装置に着脱自在に接続される測定プローブで３あって、生体光学測定装置２の光源２１１からの光を照明光として出射する照明ファイバおよび生体組織で反射および／または散乱した照明光の戻り光を受光する第１受光ファイバそれぞれの両端面におけるファイババンドル内の位置に関する位置情報と、前記生体組織の検査項目とを対応付けて記録する記録媒体３５を備える。
Description
本発明は、生体組織の光学測定を行う際に用いられる測定プローブ、該測定プローブが接続される生体光学測定装置および生体光学測定システムに関する。
近年、生体組織に照明光を照射し、生体組織から反射または散乱された検出光の測定値に基づいて、生体組織の性状を推定する生体光学測定装置が知られている。生体光学測定装置は、消化器等の臓器を観察する内視鏡と組み合わせて使用される。このような生体光学測定装置として、空間コヒーレンス長の短い低コヒーレントの白色光を測定プローブの照明ファイバ先端から生体組織に照射し、複数の角度の散乱光の強度分布を複数の受光ファイバを用いて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）を用いた生体光学測定装置が提案されている（特許文献１参照）。
また、複数の光ファイバを束ねたファイババンドルで構成された測定プローブを用いて生体組織の性状を検出する生体光学測定装置が提案されている（特許文献２参照）。
しかしながら、光ファイバは、細径のため、各光ファイバの位置関係を同じにして作成するのに多大な労力がかかるという問題点があった。このため、誤接続を簡易な構成で防止することができる測定プローブが望まれていた。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、誤接続を簡易な構成で防止することができる測定プローブ、生体光学測定装置および生体光学測定システム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、本発明にかかる測定プローブは、複数の光ファイバを不規則に束ねたファイババンドルを有し、測定対象物である生体組織に対して光学測定を行う生体光学測定装置に着脱自在に接続される測定プローブであって、前記生体光学測定装置の光源からの光を照明光として出射する照明ファイバおよび前記生体組織で反射および／または散乱した前記照明光の戻り光を受光する受光ファイバそれぞれの両端面における前記ファイババンドル内の位置に関する位置情報と、前記生体組織の検査項目とを対応付けて記録する記録部を備えたことを特徴とする。
また、本発明にかかる測定プローブは、上記発明において、前記記録部は、前記ファイババンドルに貼付され、外部から情報の読取が可能な記録媒体であることを特徴とする。
また、本発明にかかる測定プローブは、上記発明において、前記ファイババンドルは、ライトガイドであることを特徴とする。
また、本発明にかかる生体光学測定装置は、複数の光ファイバを不規則に束ねたファイババンドルを有する測定プローブを接続可能であり、該測定プローブを介して生体組織に照明光を照射し、該生体組織で反射および／または散乱した照明光の戻り光を受光して前記生体組織の光学測定を行う生体光学測定装置において、前記測定プローブを介して前記生体組織へ出射する照明光を発生する光源と、前記光源を所定方向に移動させる光源駆動部と、前記測定プローブを介して前記戻り光を受光するセンサ部と、前記センサ部を所定方向に移動させるセンサ駆動部と、当該生体光学測定装置に接続される前記測定プローブに基づいて、前記光源駆動部および前記センサ駆動部をそれぞれ駆動することにより、前記生体組織へ前記照明光を出射する照明ファイバの両端面における前記ファイババンドル内の位置に前記光源を移動させるとともに、前記戻り光を受光する受光ファイバの両端面における前記ファイババンドル内の位置に前記センサ部を移動させる制御部と、を備えたことを特徴とする。
また、本発明にかかる生体光学測定装置は、上記発明において、前記測定プローブは、前記照明ファイバおよび前記受光ファイバそれぞれの両端面における前記ファイババンドル内の位置に関する位置情報と、前記生体組織の検査項目とを対応付けて記録する記録部を備え、前記生体光学測定装置は、前記記録部から前記位置情報を読み取る読取部を備え、前記制御部は、前記読取部が読み取った前記位置情報に基づいて、前記光源駆動部および前記センサ駆動部をそれぞれ駆動することを特徴とする。
また、本発明にかかる生体光学測定システムは、複数の光ファイバを不規則に束ねたファイババンドルを有する測定プローブと、前記測定プローブを接続可能であり、生体組織に照明光を照射し、該生体組織で反射および／または散乱した照明光の戻り光を受光して前記生体組織の光学測定を行う生体光学測定装置と、を備えた生体光学測定システムにおいて、前記測定プローブを介して前記生体組織へ出射する照明光を発生する光源と、前記光源を所定方向に移動させる光源駆動部と、前記測定プローブを介して前記戻り光を受光するセンサ部と、前記センサ部を所定方向に移動させるセンサ駆動部と、前記光源からの光を照明光として出射する照明ファイバおよび前記戻り光を受光する受光ファイバそれぞれの両端面における前記ファイババンドル内の位置に関する位置情報と、前記生体組織の検査項目とを対応付けて記録する記録部と、前記記録部から前記位置情報を読み取る読取部と、前記読取部が読み出した前記位置情報に基づいて、前記光源駆動部および前記センサ部をそれぞれ駆動することにより、前記光源駆動部および前記センサ駆動部をそれぞれ駆動することにより、前記生体組織へ前記照明光を出射する照明ファイバの両端面における前記ファイババンドル内の位置に前記光源を移動させるとともに、前記戻り光を受光する受光ファイバの両端面における前記ファイババンドル内の位置に前記センサ部を移動させる制御部と、を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、生体光学測定装置の光源からの光を出射する照明ファイバおよび生体組織で反射および／または散乱した戻り光を受光する受光ファイバそれぞれの両端面におけるファイババンドル内の位置に関する位置情報と、生体組織の検査項目とを対応付けて記録する記録部を備えるので、誤接続を簡易な構成で防止することができるという効果を奏する。
以下、図面を参照して、本発明にかかる測定プローブ、生体光学測定装置および生体光学測定システムの好適な実施の形態を詳細に説明する。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説明する。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、各部材の比率等は、現実と異なることに留意する必要がある。また、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る。なお、以下においては、鉛直上向きを正方向とするＺ軸を含む３次元の直交座標系として説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１にかかる生体光学測定システムの構成を模式的に示すブロック図である。図１に示す生体光学測定システム１は、散乱体である生体組織等の測定対象物Ｓ１に対して光学測定を行って測定対象物Ｓ１の性状（特性）を検出する生体光学測定装置２と、被検体内に挿入される測定用の測定プローブ３と、を備える。ここで、測定対象物Ｓ１とは、生体組織、血流、胃や膵臓等の臓器および粘膜等である。
図１は、本発明の実施の形態１にかかる生体光学測定システムの構成を模式的に示すブロック図である。図１に示す生体光学測定システム１は、散乱体である生体組織等の測定対象物Ｓ１に対して光学測定を行って測定対象物Ｓ１の性状（特性）を検出する生体光学測定装置２と、被検体内に挿入される測定用の測定プローブ３と、を備える。ここで、測定対象物Ｓ１とは、生体組織、血流、胃や膵臓等の臓器および粘膜等である。
まず、生体光学測定装置２について説明する。生体光学測定装置２は、電源２０と、光源部２１と、受光部２２と、入力部２３と、出力部２４と、記録部２５と、読取部２６と、制御部２７と、を備える。電源２０は、生体光学測定装置２の各構成に電力を供給する。
光源部２１は、生体光学測定装置２に接続される測定プローブ３に照明光を供給する。光源部２１は、光源２１１と、光源駆動部２１２と、を有する。
光源２１１は、白色ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、キセノンランプ、タングステンランプ、ハロゲンランプのようなインコヒーレント光源と、必要に応じて一または複数のレンズ、たとえば集光レンズやコリメートレンズ等を用いて実現される。光源２１１は、測定対象物Ｓ１へ照射する少なくとも一つのスペクトル成分を有するインコヒーレント光を後述する測定プローブ３の照明ファイバへ供給する。光源２１１は、生体光学測定装置２内で水平方向および／または鉛直方向に移動可能に設けられる。
光源駆動部２１２は、ステッピングモータやＤＣモータ等を用いて構成され、制御部２７の制御のもと、光源２１１を所定の方向、たとえば水平方向（ｘ軸）および／または鉛直方向（ｚ軸）に移動させることにより、後述する測定プローブ３の照明ファイバの位置に光源２１１の照明光（光束）の位置を一致させる。
受光部２２は、測定プローブ３から出射された照明光であって測定対象物で反射および／または散乱した照明光の戻り光を受光して測定する。受光部２２は、第１センサ部２２１と、第２センサ部２２２と、第３センサ部２２３と、第１駆動部２２４と、第２駆動部２２５と、第３駆動部２２６と、を有する。
第１センサ部２２１は、後述する測定プローブ３の受光ファイバから出射された照明光の戻り光のスペクトル成分および強度分布を測定して、各波長の測定を行う。第１センサ部２２１は、測定結果を制御部２７へ出力する。第１センサ部２２１は、生体光学測定装置２内で水平方向および／または鉛直方向に移動可能に設けられる。なお、第２センサ部２２２および第３センサ部２２３は、第１センサ部２２１と同様の構成を有するため、説明を省略する。
第１駆動部２２４は、ステッピングモータやＤＣモータ等を用いて構成され、制御部２７の制御のもと、第１センサ部２２１を所定の方向、たとえば水平方向および／または鉛直方向に移動させることにより、後述する測定プローブ３の受光ファイバの位置に第１センサ部２２１の位置を一致させる。
第２駆動部２２５は、第１駆動部２２４と同様の構成を有し、制御部２７の制御のもと、第２センサ部２２２を水平方向および／または鉛直方向に移動させることにより、後述する測定プローブ３の受光ファイバの位置に第１センサ部２２１の位置を一致させる。
第３駆動部２２６は、第１駆動部２２４と同様の構成を有し、制御部２７の制御のもと、第３センサ部２２３を水平方向および／または鉛直方向に移動させることにより、後述する測定プローブ３の受光ファイバの位置に第１センサ部２２１の位置を一致させる。
入力部２３は、プッシュ式のスイッチ、キーボードおよびタッチパネル等を用いて実現され、生体光学測定システム１の起動を指示する起動信号または他の各種の操作を指示する指示信号の入力を受け付けて制御部２７へ出力する。
出力部２４は、液晶または有機ＥＬ（Electro Luminescence）の表示ディスプレイおよびスピーカ等を用いて実現され、生体光学測定システム１における各種処理に関する情報を出力する。
記録部２５は、揮発性メモリや不揮発メモリを用いて実現され、生体光学測定装置２を動作させるための各種プログラム、光学測定処理に使用される各種データや各種パラメータを記録する。記録部２５は、生体光学測定装置２の処理中の情報を一時的に記録する。また、記録部２５は、生体光学測定装置２の測定結果を記録する。なお、記録部２５は、生体光学測定装置２の外部から装着されるメモリカード等を用いて構成されてもよい。
読取部２６は、後述する測定プローブ３の基端部に貼付された記録媒体から情報を読み取る。読取部２６は、たとえばバーコードリーダ、ＲＦＩＤリーダまたはＩＣチップリーダ等を用いて構成され、読み取った情報を制御部２７に出力する。
制御部２７は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等を用いて構成される。制御部２７は、生体光学測定装置２の各部の処理動作を制御する。制御部２７は、生体光学測定装置２の各構成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、生体光学測定装置２の動作を制御する。制御部２７は、受光部２２による測定結果を記録部２５に記録する。制御部２７は、演算部２７１と、駆動制御部２７２と、を有する。
演算部２７１は、受光部２２による測定結果に基づいて、複数の演算処理を行い、測定対象物の性状に関わる特性値を演算する。この特性値の種別は、たとえば入力部２３が受け付けた指示信号にしたがって設定される。
駆動制御部２７２は、生体光学測定装置２に接続される測定プローブ３に基づいて、光源駆動部２１２、第１駆動部２２４、第２駆動部２２５および第３駆動部２２６をそれぞれ駆動することにより、後述する測定プローブ３を構成するファイババンドルにおいて生体組織へ照明光を出射する照明ファイバのファイババンドル内の位置に光源２１１を移動させるとともに、生体組織からの照明光の戻り光を異なる散乱角度で受光する複数の受光ファイバそれぞれのファイババンドル内の位置に第１センサ部２２１、第２センサ部２２２および第３センサ部２２３を移動させる。具体的には、駆動制御部２７２は、読取部２６が生体光学測定装置２に接続された測定プローブ３に貼付された記録媒体から読み出した情報に基づいて、光源駆動部２１２および第１駆動部２２４、第２駆動部２２５および第３駆動部２２６をそれぞれ駆動する。たとえば、駆動制御部２７２は、読取部２６が生体光学測定装置２に接続された測定プローブ３に貼付された記録媒体から読み出した情報に基づいて、光源駆動部２１２を駆動することによって、光源２１１が発する照明光の位置を測定プローブ３のファイババンドル内における照明ファイバの位置に一致させるように光源２１１を移動させる。また、駆動制御部２７２は、第１駆動部２２４、第２駆動部２２５および第３駆動部２２６をそれぞれ駆動することにより、測定プローブ３の各受光ファイバの位置に第１センサ部２２１、第２センサ部２２２および第３センサ部２２３を移動させる。
つぎに、測定プローブ３について説明する。測定プローブ３は、複数の光ファイバからなるファイババンドル３００を有する。具体的には、測定プローブ３は、複数の光ファイバが不規則に束ねられたライトガイド（イメージファイバを除く）を用いて構成される。ここで、ライトガイドとは、ファイババンドル３００の基端側の端面とファイババンドル３００の先端側の端面との光ファイバの配列位置（空間配列）が異なるものである。測定プローブ３は、生体光学測定装置２に接続される基端部３１と、可撓性を有する可撓部３２と、光源部２１から供給された照明光を出射するとともに、測定対象物Ｓ１からの照明光の戻り光を受光する先端部３３と、先端部３３に着脱自在に設けられた光学部材３４と、基端部３１に貼付された記録媒体３５と、を有する。
ここで、測定プローブ３の内部の構成について詳細に説明する。図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。図３は、図１のＢ−Ｂ線断面図である。
図２および図３に示すように、測定プローブ３は、測定対象物Ｓ１に照明光を照射する照明ファイバ３３１と、測定対象物Ｓ１からの戻り光が異なる角度で入射する第１受光ファイバ３３２（第１受光チャンネル）、第２受光ファイバ３３３（第２受光チャンネル）および第３受光ファイバ３３４（第３受光チャンネル）と、他の複数の光ファイバ３３５とを不規則に束ねたファイババンドル３００で構成される。図２および図３に示すように、測定プローブ３は、先端部３３の端面と基端部３１の端面とで照明ファイバ３３１、第１受光ファイバ３３２、第２受光ファイバ３３３、第３受光ファイバ３３４および他の複数の光ファイバ３３５それぞれの位置が異なる。また、先端部３３の端面と基端部３１の端面とで照明ファイバ３３１、第１受光ファイバ３３２、第２受光ファイバ３３３、第３受光ファイバ３３４および他の複数の光ファイバ３３５は、側面が遮光と傷防止のため被覆部材３６で覆われている。
照明ファイバ３３１は、光源部２１から供給された照明光を伝播し、光学部材３４を介して測定対象物Ｓ１に照明光を照射する。なお、照明ファイバ３３１の数は、検査項目および測定対象物Ｓ１の種類、たとえば血流や、胃や膵臓等の部位に応じて適宜変更することができる。
第１受光ファイバ３３２、第２受光ファイバ３３３および第３受光ファイバ３３４は、光学部材３４を介してそれぞれの先端から入射した測定対象物Ｓ１からの照明光の戻り光を伝播し、基端部３１から受光部２２に出力する。なお、受光ファイバの数は、検査項目および測定対象物Ｓ１の種類、たとえば血流や部位に応じて適宜変更することができる。
光学部材３４は、ガラス等を用いて構成される。光学部材３４は、照明ファイバ３３１と測定対象物Ｓ１までの距離を固定し、空間コヒーレント長を確実に一定化させた状態で光を照射可能に形成されている。光学部材３４は、第１受光ファイバ３３２と測定対象物Ｓ１との距離、第２受光ファイバ３３３と測定対象物Ｓ１との距離および第３受光ファイバ３３４と測定対象物Ｓ１との距離をそれぞれ固定し、所定の散乱角度の戻り光を安定して受光可能に形成されている。また、光学部材３４の底面で測定対象物Ｓ１の表面を平坦化させているため、測定対象物Ｓ１の表面の凹凸形状の影響を受けずに測定対象物Ｓ１の測定を行うことができる。
記録媒体３５は、生体光学測定装置２の光源２１１からの光を出射する照明ファイバ３３１および測定対象物Ｓ１で反射および／または散乱した照明光の戻り光を異なる散乱角度で受光する第１受光ファイバ３３２、第２受光ファイバ３３３および第３受光ファイバ３３４それぞれの両端面におけるファイババンドル３００内の位置に関する位置情報と、測定対象物Ｓ１の検査項目とを対応付けて記録する。本実施の形態１では、図４に示すように、記録媒体３５がバーコードを用いて構成される。記録媒体３５に記録される位置情報は、測定プローブ３が工場から出荷される際に作業者によって記録される。なお、記録媒体３５は、ＲＦＩＤ、ＱＲコード（登録商標）、ＩＣチップ等を用いてもよい。
以上のように構成された生体光学測定システム１は、内視鏡システムの内視鏡装置（内視鏡スコープ）に設けられた処置具チャンネルを介して測定プローブ３が被検体内に挿入され、照明ファイバ３３１が測定対象物Ｓ１に照明光を照射し、第１受光ファイバ３３２、第２受光ファイバ３３３および第３受光ファイバ３３４がそれぞれ測定対象物Ｓ１からの戻り光を受光して生体光学測定装置２の受光部２２に伝播する。その後、演算部２７１は、受光部２２の測定結果に基づいて、測定対象物Ｓ１の性状を測定する。
つぎに、生体光学測定装置２に接続される測定プローブ３の照明ファイバ３３１および第１受光ファイバ３３２、第２受光ファイバ３３３および第３受光ファイバ３３４それぞれに対して光源部２１および受光部２２の位置を合わせる際の位置合わせ処理（キャリブレーション処理）について説明する。図５は、生体光学測定システム１が実行する位置合わせ処理の概要を説明するフローチャートである。
図５に示すように、制御部２７は、測定プローブ３が生体光学測定装置２に接続されたか否かを判断する（ステップＳ１０１）。測定プローブ３が生体光学測定装置２に接続されたと制御部２７が判断した場合（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０２へ移行する。これに対して、測定プローブ３が生体光学測定装置２に接続されていないと制御部２７が判断した場合（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、生体光学測定システム１は、この判断を続ける。
続いて、駆動制御部２７２は、読取部２６が測定プローブ３の基端部３１に貼付された記録媒体３５から読み取った位置情報に基づいて、光源駆動部２１２を駆動することにより、光源２１１が発する照明光の位置を照明ファイバ３３１の位置に一致するように移動させる（ステップＳ１０２）。
その後、駆動制御部２７２は、読取部２６が測定プローブ３の基端部３１に貼付された記録媒体３５から読み取った位置情報に基づいて、受光部２２の位置を受光ファイバの位置に移動させる（ステップＳ１０３）。具体的には、駆動制御部２７２は、読取部２６が記録媒体３５から読み取った位置情報に基づいて、第１駆動部２２４を駆動することにより、第１センサ部２２１の位置を第１受光ファイバ３３２の位置に一致するように移動させる。また、駆動制御部２７２は、第２センサ部２２２および第３センサ部２２３それぞれの位置を第２受光ファイバ３３３および第３受光ファイバ３３４の位置に一致するように移動させる。ステップＳ１０３の後、生体光学測定システム１は、本処理を終了する。
以上説明した本発明の実施の形態１によれば、測定プローブ３が生体光学測定装置２の光源２１１からの光を出射する照明ファイバ３３１および測定対象物Ｓ１で反射および／または散乱した照明光の戻り光を受光する第１受光ファイバ３３２、第２受光ファイバ３３３および第３受光ファイバ３３４それぞれの両端面におけるファイババンドル３００内の位置に関する位置情報と、測定対象物Ｓ１の検査項目とを対応付けて記録する記録媒体３５を備えるので、誤接続を簡易な構成で防止することができる。
また、本実施の形態１によれば、測定プローブ３をファイババンドルで構成しても、所定の特性を得るために光ファイバの空間的レイアウト（配列）を容易に制限することができるので、製造コストを大幅に低下させることができる。
また、本実施の形態１によれば、測定プローブ３が汎用品のライトガイドで構成されるので、製造コストを大幅に低下させることができる。
なお、本実施の形態１では、測定プローブ３の基端部３１に記録媒体３５が貼付されていたが、たとえば測定プローブ３を収容する箱等に記録媒体３５を貼付してもよい。さらに、基端部３１（コネクタ部）内に記録媒体３５を設けてもよい。
また、本実施の形態１では、測定プローブ３の基端部３１に記録媒体３５が貼付されていたが、たとえば記録媒体３５に測定プローブ３の識別情報（機器ＩＤ）のみを記録したテープまたは記録媒体を貼付し、ネットワークに接続されたサーバを介して測定プローブ３の識別情報に対応する位置情報を取得するようにしてもよい。
また、本実施の形態１では、記録媒体３５に記録された生体組織の検査項目と入力部２３から指示された検査項目とが一致しない場合、制御部２７は、測定プローブ３がユーザによって指定された検査項目に対応することができない旨の警告を出力部２４に出力させてもよい。
（実施の形態２）
つぎに、本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態２は、上述した実施の形態１と測定プローブと光源部および受光部との位置合わせが異なる。このため、以下においては、本実施の形態２にかかる生体光学測定システムの構成を説明後、本実施の形態２にかかる生体光学測定システムの処理を説明する。なお、上述した実施の形態１と同一の構成には同一の符号を付して説明する。
つぎに、本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態２は、上述した実施の形態１と測定プローブと光源部および受光部との位置合わせが異なる。このため、以下においては、本実施の形態２にかかる生体光学測定システムの構成を説明後、本実施の形態２にかかる生体光学測定システムの処理を説明する。なお、上述した実施の形態１と同一の構成には同一の符号を付して説明する。
図６は、本実施の形態２にかかる生体光学測定システムの構成を模式的に示すブロック図である。図６に示す生体光学測定システム１００は、測定対象物Ｓ１に対して光学測定を行って測定対象物の性状を検出する生体光学測定装置４と、測定プローブ３と、を備える。
生体光学測定装置４は、電源２０と、光源部２１と、受光部２２と、入力部２３と、出力部２４と、記録部２５と、制御部２７と、ハーフミラー４１と、ファイバ選択部４２と、撮像部４３と、を備える。
ハーフミラー４１は、光源部２１が出射する照明光を測定プローブ３に透過するとともに、ファイバ選択部４２に向けて反射する。また、ハーフミラー４１は、光源部２１が出射するコリメート光を測定プローブ３に透過するとともに、ファイバ選択部４２に向けて反射する。この場合、光源２１１は、集光レンズからコリメートレンズに交換または自動で集光レンズが光源２１１の光束から外れた位置に移動している。
ファイバ選択部４２は、生体光学測定装置４に対して着脱自在であり、測定プローブ３のファイババンドルで構成された複数の光ファイバのいずれかを選択可能なマスクプレートを用いて構成される。具体的には、図７に示すように、ファイバ選択部４２は、測定プローブ３のファイババンドルから照明ファイバ３３１を選択する場合、ユーザが照明ファイバ３３１の位置を示す場所のみ照明光が透過可能な窓（フィルタ）Ｆ１が設けられたマスクプレートＰ１を生体光学測定装置４に装着する。これにより、マスクプレートＰ１を透過した照明光は、撮像部４３で受光される。また、図８または図９に示すように、ファイバ選択部４２は、第１受光ファイバ３３２、第２受光ファイバ３３３および第３受光ファイバ３３４の位置合わせを行う場合、マスクプレートＰ２またはマスクプレートＰ３を装着することによって行う。本実施の形態２では、マスクプレートＰ１〜Ｐ３が記録部として機能する。なお、図９では、一つのマスクプレートＰ３に光が透過可能な複数の窓が設けられていたが、照明ファイバと受光ファイバとで異なればよい。
撮像部４３は、ファイバ選択部４２を透過した光を受光して電気信号に変換するＣＣＤ（Charge Coupled Device）またはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）の撮像素子と、撮像素子から出力されるアナログ信号に対してノイズ低減処理やゲインアップ処理等のアナログ処理を施してＡ／Ｄ変換を行って制御部２７に測定プローブ３のファイババンドルにおける照明ファイバ３３１、第１受光ファイバ３３２、第２受光ファイバ３３３および第３受光ファイバ３３４の位置情報を出力する信号処理部と、を有する。
このように構成された生体光学測定システム１００が実行する測定プローブ３の照明ファイバ３３１および第１受光ファイバ３３２、第２受光ファイバ３３３および第３受光ファイバ３３４それぞれに対して光源部２１および受光部２２の位置を合わせる際の位置合わせ処理について説明する。図１０は、生体光学測定システム１００が実行する位置合わせ処理の概要を説明するフローチャートである。
図１０に示すように、制御部２７は、測定プローブ３が生体光学測定装置４に接続されたか否かを判断する（ステップＳ２０１）。測定プローブ３が生体光学測定装置４に接続されたと制御部２７が判断した場合（ステップＳ２０１：Ｙｅｓ）、ステップＳ２０２へ移行する。これに対して、測定プローブ３が生体光学測定装置４に接続されていないと制御部２７が判断した場合（ステップＳ２０１：Ｎｏ）、生体光学測定システム１００は、この判断を続ける。
続いて、駆動制御部２７２は、撮像部４３から出力される測定プローブ３のファイババンドルにおける照明ファイバ３３１の位置情報に基づいて、光源駆動部２１２を駆動することにより、光源２１１が出射する照明光の位置を照明ファイバ３３１の位置に一致するように移動させる（ステップＳ２０２）。具体的には、駆動制御部２７２は、撮像部４３から出力される電気信号に基づいて、光源駆動部２１２を駆動し、光源２１１が出射する照明光でファイバ選択部４２を走査することによって、電気信号を検出した位置（照明光を透過した位置）を照明ファイバ３３１の位置と光源部２１の照明光の位置とが一致するように移動する。
その後、制御部２７は、マスクプレートが交換されたか否かを判断する（ステップＳ２０３）。マスクプレートが交換されたと制御部２７が判断した場合（ステップＳ２０３：Ｙｅｓ）、ステップＳ２０４へ移行する。これに対して、マスクプレートが交換されていないと制御部２７が判断した場合（ステップＳ２０３：Ｎｏ）、生体光学測定システム１００は、この判断を続ける。この際、制御部２７は、受信ファイバ用のマスクプレートに交換する旨の警告を出力部２４に出力させてもよい。
続いて、駆動制御部２７２は、撮像部４３から出力された測定プローブ３のファイババンドル３００における第１受光ファイバ３３２、第２受光ファイバ３３３および第３受光ファイバ３３４の位置情報に基づいて、第１駆動部２２４、第２駆動部２２５および第３駆動部２２６をそれぞれ駆動することにより、第１センサ部２２１の位置、第２センサ部２２２の位置および第３センサ部２２３の位置にそれぞれ第１受光ファイバ３３２の位置、第２受光ファイバ３３３の位置および第３受光ファイバ３３４の位置を一致させるように水平方向および鉛直方向に移動させる（ステップＳ２０４）。その後、生体光学測定システム１００は、本処理を終了する。
以上説明した本発明の実施の形態２によれば、測定プローブ３が生体光学測定装置４の光源２１１からの光を出射する照明ファイバ３３１および測定対象物Ｓ１で反射および／または散乱した照明光の戻り光を受光する第１受光ファイバ３３２、第２受光ファイバ３３３および第３受光ファイバ３３４それぞれの両端面におけるファイババンドル３００内の位置に関する位置情報と、測定対象物Ｓ１の検査項目とを対応付けたマスクプレートＰ１〜Ｐ３を備えるので、誤接続を簡易な構成で防止することができる。
１，１００ 生体光学測定システム
２，４ 生体光学測定装置
３ 測定プローブ
２０ 電源
２１ 光源部
２２ 受光部
２３ 入力部
２４ 出力部
２５ 記録部
２６ 読取部
２７ 制御部
３１ 基端部
３２ 可撓部
３３ 先端部
３４ 光学部材
３５ 記録媒体
３６ 被覆部材
４１ ハーフミラー
４２ ファイバ選択部
４３ 撮像部
２１１ 光源
２１２ 光源駆動部
２２１ 第１センサ部
２２２ 第２センサ部
２２３ 第３センサ部
２２４ 第１駆動部
２２５ 第２駆動部
２２６ 第３駆動部
２７１ 演算部
２７２ 駆動制御部
３３１ 照明ファイバ
３３２ 第１受光ファイバ
３３３ 第２受光ファイバ
３３４ 第３受光ファイバ
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３ マスクプレート
Ｓ１ 測定対象物
２，４ 生体光学測定装置
３ 測定プローブ
２０ 電源
２１ 光源部
２２ 受光部
２３ 入力部
２４ 出力部
２５ 記録部
２６ 読取部
２７ 制御部
３１ 基端部
３２ 可撓部
３３ 先端部
３４ 光学部材
３５ 記録媒体
３６ 被覆部材
４１ ハーフミラー
４２ ファイバ選択部
４３ 撮像部
２１１ 光源
２１２ 光源駆動部
２２１ 第１センサ部
２２２ 第２センサ部
２２３ 第３センサ部
２２４ 第１駆動部
２２５ 第２駆動部
２２６ 第３駆動部
２７１ 演算部
２７２ 駆動制御部
３３１ 照明ファイバ
３３２ 第１受光ファイバ
３３３ 第２受光ファイバ
３３４ 第３受光ファイバ
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３ マスクプレート
Ｓ１ 測定対象物
Claims (8)
- 複数の光ファイバを不規則に束ねたファイババンドルを有し、測定対象物である生体組織に対して光学測定を行う生体光学測定装置に着脱自在に接続される測定プローブであって、
前記生体光学測定装置の光源からの光を照明光として出射する照明ファイバおよび前記生体組織で反射および／または散乱した前記照明光の戻り光を受光する受光ファイバそれぞれの、前記ファイババンドルの前記生体光学測定装置に装着される側の端面における位置に関する位置情報を記録する記録部を備えたことを特徴とする測定プローブ。 - 前記記録部は、前記ファイババンドルに貼付され、外部から情報の読取が可能な記録媒体であることを特徴とする請求項１に記載の測定プローブ。
- 前記ファイババンドルは、ライトガイドであることを特徴とする請求項１に記載の測定プローブ。
- 前記記録部は、 前記位置情報と前記生体組織の検査項目とを対応付けて記録することを特徴とする請求項１に記載の測定プローブ。
- 複数の光ファイバを不規則に束ねたファイババンドルを有する測定プローブを接続可能であり、該測定プローブを介して生体組織に照明光を照射し、該生体組織で反射および／または散乱した照明光の戻り光を受光して前記生体組織の光学測定を行う生体光学測定装置において、
前記測定プローブを介して前記生体組織へ出射する照明光を発生する光源と、
前記光源を所定方向に移動させる光源駆動部と、
前記測定プローブを介して前記戻り光を受光するセンサ部と、
前記センサ部を所定方向に移動させるセンサ駆動部と、
当該生体光学測定装置に接続される前記測定プローブに基づいて、前記光源駆動部および前記センサ駆動部をそれぞれ駆動することにより、前記生体組織へ前記照明光を出射する照明ファイバの、前記ファイババンドルの前記生体光学測定装置に装着される側の端面における位置に前記光源からの光の集光点を移動させるとともに、前記戻り光を受光する受光ファイバの、前記ファイババンドルの前記生体光学測定装置側に装着される側の端面における位置に前記センサ部を移動させる制御部と、
を備えたことを特徴とする生体光学測定装置。 - 前記測定プローブは、
前記照明ファイバおよび前記受光ファイバそれぞれの、前記ファイババンドルの前記生体光学測定装置に装着される側の端面における位置に関する位置情報を記録する記録部を備え、
前記生体光学測定装置は、
前記記録部から前記位置情報を読み取る読取部を備え、
前記制御部は、前記読取部が読み取った前記位置情報に基づいて、前記光源駆動部および前記センサ駆動部をそれぞれ駆動することを特徴とする請求項５に記載の生体光学測定装置。 - 複数の光ファイバを不規則に束ねたファイババンドルを有する測定プローブと、前記測定プローブを接続可能であり、生体組織に照明光を照射し、該生体組織で反射および／または散乱した照明光の戻り光を受光して前記生体組織の光学測定を行う生体光学測定装置と、を備えた生体光学測定システムにおいて、
前記測定プローブを介して前記生体組織へ出射する照明光を発生する光源と、
前記光源を所定方向に移動させる光源駆動部と、
前記測定プローブを介して前記戻り光を受光するセンサ部と、
前記センサ部を所定方向に移動させるセンサ駆動部と、
前記光源からの光を照明光として出射する照明ファイバおよび前記戻り光を受光する受光ファイバそれぞれの、前記ファイババンドルの前記生体光学測定装置に装着される側の端面における位置に関する位置情報を記録する記録部と、
前記記録部から前記位置情報を読み取る読取部と、
前記読取部が読み出した前記位置情報に基づいて、前記光源駆動部および前記センサ部をそれぞれ駆動することにより、前記照明ファイバの、前記ファイババンドルの前記生体光学測定装置に装着される側の端面における位置に前記光源からの光の集光点を移動させるとともに、前記受光ファイバの、前記ファイババンドルの前記生体光学測定装置に装着される側の端面における位置に前記センサ部を移動させる制御部と、
を備えたことを特徴とする生体光学測定システム。 - 前記記録部は、 前記位置情報と前記生体組織の検査項目とを対応付けて記録することを特徴とする請求項７に記載の生体光学測定システム。
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