JP5469291B1 - 光学測定装置および光学測定システム - Google Patents

Abstract

被検体情報と測定データとの対応付けを確実に行うことができる光学測定装置および光学測定システムを提供すること。先端から光を入出力することによって光学的測定を行う測定プローブ（３）を着脱自在に接続する生体光学測定装置（２）であって、測定プローブ（３）に入力された光の強度を演算し、測定データとして出力する演算部（２８ａ）と、少なくとも１被検体分の測定データを記録する記録部（２７）と、記録部（２７）に記録された測定データを消去して、記録部（２７）をリセットする制御を行うリセット制御部（２８ｂ）と、生体光学測定装置（２）と測定プローブ（３）との接続部（２３）に設けられ、生体光学測定装置（２）に対して測定プローブ（３）が装着されたことを検出し、この検出によってリセット制御部（２８ｂ）をオン状態とするスイッチ（２３ａ）と、を備えた。

Description

本発明は、生体組織の光学特性を測定する光学測定装置および光学測定システムに関する。

従来、被検体における生体組織等の試料に照明光を照射し、試料から反射または散乱された検出光の測定値に基づいて、試料の性状を推定する光学測定システムが知られている（例えば、特許文献１，２参照）。このような光学測定システムは、試料に照明光を出射する光源、および試料からの検出光（戻り光）を検出して光の強度を演算する検出部と、光の強度と、測定した被検体の情報とを対応付けて記憶する記憶部と、を有する光学測定装置と、この光学測定装置に対して着脱可能であり、試料に対する照射光の照射、および試料からの光を受光する測定プローブとを備える。なお、測定プローブは、被検体ごとに交換して測定が行われる。

特開２００２−２９１７６４号公報 特開２００６−１５８７１６号公報

しかしながら、上述した技術では、記憶部が測定プローブ交換前に測定した測定データ（光の強度）を記憶している場合に、測定プローブを交換して別の被検体を測定したとき、確実に各被検体情報をそれぞれの測定データに対応付けることは考慮されていなかった。このため、被検体情報と測定データとの対応付けに誤りが生じた場合に、被検体に対する検査結果が異なるものとなってしまうおそれがあった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、被検体情報と測定データとの対応付けを確実に行うことができる光学測定装置および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、本発明にかかる光学測定装置は、先端から光を入出力することによって光学的測定を行う測定プローブを着脱自在に接続する光学測定装置であって、前記測定プローブに入力された光の強度を演算し、測定データとして出力する演算部と、少なくとも１被検体分の前記測定データを記録する記録部と、前記記録部に記録された測定データを消去して、前記記録部をリセットする制御を行うリセット制御部と、当該光学測定装置と前記測定プローブとの接続部に設けられ、該光学測定装置に対して前記測定プローブが装着されたことを検出し、該検出によって前記リセット制御部をオン状態とする検出手段と、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、上記発明において、前記検出手段は、前記接続部の前記測定プローブ装着面に対して進退自在に設けられ、前記測定プローブが装着されると、前記接続部内に押し込まれ、該押し込まれることによって前記リセット制御部をオン状態とするスイッチであることを特徴とする。

また、本発明にかかる光学測定システムは、先端から光を入出力することによって光学的測定を行う測定プローブと、該測定プローブを着脱自在に接続する光学測定装置とを備えた光学測定システムであって、前記光学測定装置は、前記測定プローブに入力された光の強度を演算し、測定データとして出力する演算部と、少なくとも１被検体分の前記測定データを記録する記録部と、前記記録部に記録された測定データを消去して、前記記録部をリセットする制御を行うリセット制御部と、当該光学測定装置と前記測定プローブとの接続部に設けられ、該光学測定装置に対して前記測定プローブが装着されたことを検出し、該検出によって前記リセット制御部をオン状態とする検出手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、被検体情報と測定データとの対応付けを確実に行うことができるという効果を奏する。

図１は、本発明の一実施の形態にかかる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２は、本発明の一実施の形態にかかる光学測定システムを内視鏡システムで使用する際の状況を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明にかかる光学測定装置および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。

図１は、本発明の一実施の形態にかかる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に対して光学測定を行って測定対象物の性状（特性）を検出する光学測定装置２と、光学測定装置２に着脱自在に接続され、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。

まず、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２１と、光源部２２と、接続部２３と、受光部２４と、入力部２５と、出力部２６と、記録部２７と、制御部２８と、を備える。電源２１は、光学測定装置２の各構成要素に電力を供給する。

光源部２２は、白色ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、キセノンランプ、タングステンランプおよび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。光源部２２は、接続部２３を介して測定対象物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測定プローブ３に出力する。

接続部２３は、測定プローブ３のコネクタ部３１を光学測定装置２に着脱自在に接続する。接続部２３は、光源部２２が発する光を測定プローブ３に出力するとともに、測定プローブ３から出射され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部２４に出力する。

また、接続部２３には、接続部２３の測定プローブ３の装着面から突出して、この装着面に対して進退自在に設けられるスイッチ２３ａを有する。スイッチ２３ａは、接続部２３に測定プローブ３が装着された場合に押下されて接続部２３内に押し込まれる。スイッチ２３ａが押下されることによって、接続部２３に測定プローブ３が装着されたことを検出する信号が出力され、該信号により後述するリセット制御部２８ｂがオン状態となる。

受光部２４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２４は、複数の分光測定器や受光センサ等を用いて実現される。具体的には、受光部２４は、分光測定器が後述する測定プローブ３の受光ファイバの数に応じて設けられる。受光部２４は、測定プローブ３から入射された散乱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。受光部２４は、測定結果を制御部２８へ出力する。

入力部２５は、光学測定装置２の起動を指示する指示信号または他の各種の動作を指示する指示信号の入力を受け付けて制御部２８へ出力する。入力部２５は、例えばプッシュ式のスイッチやタッチパネル等を用いて実現される。

出力部２６は、光学測定装置２における各種処理に関する情報を出力する。また、出力部２６は、制御部２８の制御のもと、受光部２４が受光した光の強度（後述する演算部２８ａが演算した特性値）などの数値をディスプレイに表示する。出力部２６は、例えば液晶または有機ＥＬ（Electro Luminescence）のディスプレイおよびスピーカ等を用いて実現される。なお、これらの数値を印刷して、その印刷物を出力する構成を有するものであってもよい。

記録部２７は、揮発性メモリや不揮発性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２７は、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２７は、光学測定装置２で得られた測定結果を、測定対象の被検体にかかる被検体情報（例えば、検体ＩＤや検査項目情報、検査日時など）に対応付けて記録する。なお、記録部２７は、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。

制御部２８は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等を用いて構成される。制御部２８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２８は、生体光学測定装置２の各部に対応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２８は、光源部２２の動作制御や、受光部２４による測定結果を記録部２７に記録する。制御部２８は、演算部２８ａと、リセット制御部２８ｂとを有する。

演算部２８ａは、受光部２４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す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２５が受け付けた指示信号にしたがって設定される。

リセット制御部２８ｂは、スイッチ２３ａの押下により出力された信号の入力に応じて、記録部２７内の情報を消去してリセットする制御を行う。また、リセット制御部２８ｂは、上述したスイッチ２３ａが押下され、スイッチ２３ａからの信号によってオン状態となった場合に、記録部２７に記憶されている、少なくとも測定結果のリセットを行う。また、測定結果のリセットに合わせて、測定結果に対応する被検体情報をリセットしてもよい。

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、複数の光ファイバを内部に配設して実現される。具体的には、測定プローブ３は、測定対象物に照明光を出射する照明ファイバと、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が異なる角度で入射する複数の受光ファイバとを用いて実現される。測定プローブ３は、生体光学測定装置２の接続部２３に着脱自在に接続されるコネクタ部３１と、可撓性を有する可撓部３２と、先端に光学素子が設けられ、光源部２２から供給された照明光を照射するとともに、測定対象物からの戻り光を受光する先端部３３と、を備える。

測定プローブ３は、測定対象物に照明光を照射する照明ファイバと、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が入射する受光ファイバと、を備える。また、照明ファイバおよび受光ファイバは、傷防止や位置を固定するため、ガラス又は樹脂等によって被覆されている。また、被覆部材は、外力から保護するために、ガラス又は真鍮等によって外周が覆われており、さらにその外周はＳＵＳ等のプローブ外皮によって覆われた構造となっている。

照明ファイバは、例えばステップインデックス型シングルコアファイバを用いて構成される。照明ファイバは、光源部２２から出力された照明光を伝播し、光学素子を介して測定対象物に照明光を照射する。なお、照明ファイバの数は、検査項目または測定対象物の種類、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。

受光ファイバは、例えばステップインデックス型シングルコアファイバを用いて構成される。受光ファイバは、光学素子を介して先端から入射した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伝播し、生体光学測定装置２の受光部２４に出力する。なお、受光ファイバの数は、検査項目または測定対象物の種類、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。

光学素子は、円柱状をなし、所定の屈折率を有する透過性のガラスを用いて構成される。光学素子は、照明ファイバと測定対象物との間の距離を固定し、空間コヒーレント長を一定の状態で光を照射可能に形成されている。また、光学素子は、受光ファイバと測定対象物との間の距離を固定し、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。

以上のように構成された光学測定システム１は、図２に示すように、内視鏡システム１００の内視鏡装置１１０（内視鏡スコープ）に設けられた処置具チャンネル１１１を介して測定プローブ３が被検体内に挿入され、照明ファイバが測定対象物に照明光を照射し、受光ファイバが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異なる散乱角度で受光して光学測定装置２の受光部２４に伝播する。その後、演算部２８ａは、受光部２４の測定結果に基づいて、測定対象物の性状の特性値を演算する。

ここで、測定プローブ３が交換された際、すなわち、光学測定装置２に対して新たな測定プローブ３が装着された場合には、スイッチ２３ａが押下される。スイッチ２３ａが押下されることによってオン状態となったリセット制御部２８ｂは、記録部２７が記録している光の強度データなどの測定結果を消去する。

これにより、新たな測定プローブ３を装着して測定を行った際に、以前測定した異なる被検体に応じた測定結果は消去されているため、今回測定した測定結果が異なる被検体と対応付けて記録されることがない。

なお、リセット制御部２８ｂによって記録部２７内のデータを消去する際、光学測定装置２の各部の処理動作にかかる設定データなどは消去せずに、記録部２７に記録されたままとすることが好ましい。また、測定プローブ３にかかる設定データがある場合は、これを消去せずに残してもよいし、設定データも消去して、装着された測定プローブ３から新たに設定データを取得するものであってもよい。

以上説明した本発明の一実施の形態によれば、測定プローブ３と接続する接続部２３においてスイッチ２３ａを設け、接続部２３に対して測定プローブ３が装着されてスイッチ２３ａが押下された際、スイッチ２３ａがリセット制御部２８ｂをオン状態とし、オン状態となったリセット制御部２８ｂが、記録部２７が記録している光の強度データなどの測定結果を消去してリセットするようにしたので、被検体情報と測定データとの対応付けを確実に行うことができる。

また、本実施の形態によれば、測定プローブ３が光学測定装置２に対して着脱自在であるので、測定プローブ３をディスポーザブルにすることが可能であり、医療施設で測定プローブ３を滅菌する必要がなくなるうえ、耐久性が比較的乏しくても構わないため測定プローブ３のコストを削減することができる。

なお、上述した本実施の形態では、スイッチ２３ａの押下によって測定プローブ３が装着された旨の信号が出力されるものとして説明したが、スイッチ２３ａを設けずに、測定プローブ３が装着された場合に、この測定プローブ３の固有情報（例えば識別番号）などを取得し、この情報がリセット制御部２８ｂに入力された場合に、記録部２７の測定結果が消去されるものであってもよい。

以上のように、本発明にかかる光学測定装置および光学測定システムは、被検体情報と測定データとの対応付けを確実に行うのに有用である。

１ 光学測定システム
２ 光学測定装置
３ 測定プローブ
２１ 電源
２２ 光源部
２３ 接続部
２３ａ スイッチ
２４ 受光部
２５ 入力部
２６ 出力部
２７ 記録部
２８ 制御部
２８ａ 演算部
２８ｂ リセット制御部
３１ コネクタ部
３２ 可撓部
３３ 先端部
１００ 内視鏡システム
１１０ 内視鏡装置
１１１ 処置具チャンネル

Claims (3)

1. 先端から光を入出力することによって光学的測定を行う測定プローブを着脱自在に接続する光学測定装置であって、
   前記測定プローブに入力された光の強度を演算し、測定データとして出力する演算部と、
   少なくとも１被検体分の前記測定データを記録する記録部と、
   前記記録部に記録された測定データを消去して、前記記録部をリセットする制御を行うリセット制御部と、
   当該光学測定装置と前記測定プローブとの接続部に設けられ、該光学測定装置に対して前記測定プローブが装着されたことを検出し、該検出によって前記リセット制御部をオン状態とする検出手段と、
   を備えたことを特徴とする光学測定装置。
2. 前記検出手段は、前記接続部の前記測定プローブ装着面に対して進退自在に設けられ、前記測定プローブが装着されると、前記接続部内に押し込まれ、該押し込まれることによって前記リセット制御部をオン状態とするスイッチ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。
3. 先端から光を入出力することによって光学的測定を行う測定プローブと、該測定プローブを着脱自在に接続する光学測定装置とを備えた光学測定システムであって、
   前記光学測定装置は、
   前記測定プローブに入力された光の強度を演算し、測定データとして出力する演算部と、
   少なくとも１被検体分の前記測定データを記録する記録部と、
   前記記録部に記録された測定データを消去して、前記記録部をリセットする制御を行うリセット制御部と、
   当該光学測定装置と前記測定プローブとの接続部に設けられ、該光学測定装置に対して前記測定プローブが装着されたことを検出し、該検出によって前記リセット制御部をオン状態とする検出手段と、
   を有することを特徴とする光学測定システム。

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