JP5852516B2 - Optical measuring device and probe - Google Patents
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Description
本発明は、プローブに関し、更に詳しくは、被検体に向けて光を照射する光照射部を含むプローブに関する。また、本発明は、そのようなプローブを含む光計測装置に関する。 The present invention relates to a probe, and more particularly to a probe including a light irradiation unit that emits light toward a subject. The present invention also relates to an optical measurement device including such a probe.
生体内部の状態を非侵襲で検査できる画像検査法の一種として、超音波検査法が知られている。超音波検査では、超音波の送信及び受信が可能な超音波プローブ（探触子）を用いる。超音波プローブから被検体（生体）に超音波を送信させると、その超音波は生体内部を進んでいき、組織界面で反射する。超音波プローブでその反射音波を受信し、反射超音波が超音波プローブに戻ってくるまでの時間に基づいて距離を計算することで、内部の様子を画像化することができる。 An ultrasonic inspection method is known as a kind of image inspection method capable of non-invasively examining the state inside a living body. In the ultrasonic inspection, an ultrasonic probe (probe) capable of transmitting and receiving ultrasonic waves is used. When ultrasonic waves are transmitted from the ultrasonic probe to the subject (living body), the ultrasonic waves travel inside the living body and are reflected at the tissue interface. By receiving the reflected sound wave with the ultrasonic probe and calculating the distance based on the time until the reflected ultrasonic wave returns to the ultrasonic probe, the internal state can be imaged.
また、光音響効果を利用して生体の内部を画像化する光音響イメージングが知られている。一般に光音響イメージングでは、例えばパルスレーザ光を生体内に照射する。生体内部では、生体組織がパルスレーザ光のエネルギーを吸収し、そのエネルギーによる断熱膨張により超音波（光音響信号）が発生する。この光音響信号を超音波プローブなどで検出し、検出信号に基づいて光音響画像を構成することで、光音響信号に基づく生体内の可視化が可能である。 In addition, photoacoustic imaging is known in which the inside of a living body is imaged using a photoacoustic effect. In general, in photoacoustic imaging, for example, a living body is irradiated with pulsed laser light. Inside the living body, the living tissue absorbs the energy of the pulsed laser light, and ultrasonic waves (photoacoustic signals) are generated by adiabatic expansion due to the energy. By detecting this photoacoustic signal with an ultrasonic probe or the like and constructing a photoacoustic image based on the detection signal, in-vivo visualization based on the photoacoustic signal is possible.
ここで、光音響イメージングにおいて、光源からの光をプローブまで導光し、プローブの光照射部から被検体に光を照射することを考える。光源からプローブまで光を導光する光配線には、例えば光ファイバが用いられる。その場合に、医師などのユーザが、プローブを手で持って操作するとき、光ファイバに過度に力が加わると、光ファイバが損傷を受けることあると考えられる。また、プローブを強く引っ張ることで、光ファイバと装置本体の光出力とを接続するコネクタが抜けてしまうことが考えられる。 Here, in photoacoustic imaging, it is considered that light from a light source is guided to a probe, and light is irradiated to a subject from a light irradiation unit of the probe. For example, an optical fiber is used for the optical wiring that guides light from the light source to the probe. In that case, when a user such as a doctor holds the probe by hand and the force is excessively applied to the optical fiber, the optical fiber may be damaged. Further, it is conceivable that the connector for connecting the optical fiber and the optical output of the apparatus main body is disconnected by pulling the probe strongly.
上記問題に関連して、特許文献１には、レーザ加工装置における光ファイバの安全装置が記載されている。特許文献１では、熱可塑性線を光ファイバに沿って配置し、熱可塑性線の張力により、光ファイバの光入射側にあるシャッタを制御する。熱可塑性線は、光ファイバが損傷すると、光ファイバの損傷部分から漏れ出た光により溶断する。熱可塑性線が溶断したときにシャッタが閉じるようにしておくことで、損傷した光ファイバへの光入射が抑止される。 In relation to the above problem, Patent Document 1 describes an optical fiber safety device in a laser processing apparatus. In Patent Document 1, a thermoplastic wire is disposed along an optical fiber, and a shutter on the light incident side of the optical fiber is controlled by the tension of the thermoplastic wire. When the optical fiber is damaged, the thermoplastic wire is melted by light leaking from the damaged portion of the optical fiber. By making the shutter close when the thermoplastic wire is melted, light incidence on the damaged optical fiber is suppressed.
また、特許文献２には、光コネクタを有する医療機器用光源装置が記載されている。この医療機器用光源装置は、光コネクタに光ファイバがきちんと接続されているか否かを判断するための検出手段を有する。引用文献２では、検出手段で光コネクタに光ファイバが正しく接続されていないことが検出されているとき、光源からの光出射を抑止する。このようにすることで、光コネクタから光が漏れだすことを抑止できる。 Patent Document 2 describes a light source device for medical equipment having an optical connector. This medical device light source device has detection means for determining whether or not the optical fiber is properly connected to the optical connector. In the cited document 2, when the detecting means detects that the optical fiber is not correctly connected to the optical connector, light emission from the light source is suppressed. By doing in this way, it can suppress that light leaks from an optical connector.
しかしながら、特許文献１は、光ファイバに実際に損傷が生じたときに光を遮断するだけであり、光ファイバの損傷自体を防ぐことはできない。特許文献２も同様に、光ファイバがコネクタから抜けかかったときに光出射を抑止するだけで、光ファイバがコネクタから抜けることを防止することはできない。 However, Patent Document 1 only blocks light when an optical fiber is actually damaged, and cannot prevent damage to the optical fiber itself. Similarly, Patent Document 2 cannot prevent the optical fiber from coming out of the connector only by suppressing the light emission when the optical fiber comes out from the connector.
本発明は、上記に鑑み、光配線の損傷や光コネクタの抜けを予防できる光計測装置及びプローブを提供することを目的とする。 In view of the above, an object of the present invention is to provide an optical measuring device and a probe that can prevent damage to optical wiring and disconnection of an optical connector.
上記目的を達成するために、本発明は、少なくとも光源を含む装置本体と、少なくとも光源からの光を被検体に向けて照射する光照射部を含むプローブと、装置本体とプローブとの間を接続する接続配線とを備え、接続配線が、光源からの光をプローブまで導光する第１の接続配線と、第１の接続配線よりも短い第２の接続配線とを含むことを特徴とする光計測装置を提供する。 To achieve the above object, the present invention connects an apparatus main body including at least a light source, a probe including a light irradiation unit that irradiates at least light from the light source toward a subject, and the apparatus main body and the probe. The connection wiring includes a first connection wiring that guides light from the light source to the probe, and a second connection wiring that is shorter than the first connection wiring. Provide a measuring device.
ここで、各接続配線の長さは、装置本体との接続部分から、プローブに固定された部分までの長さとして定義できる。例えばフリーハンドで操作するプローブで、接続配線が装置本体とのコネクタを有する場合、接続配線の長さは、コネクタ部分からプローブの頭の部分までの長さ（接続配線に張力が加わったときにその張力が作用する両端の点の間の長さ）を、接続配線の長さと定義できる。 Here, the length of each connection wiring can be defined as the length from the connection portion with the apparatus main body to the portion fixed to the probe. For example, if the probe is operated by a freehand and the connection wiring has a connector with the main body, the length of the connection wiring is the length from the connector part to the head of the probe (when tension is applied to the connection wiring) The length between the points on both ends where the tension acts can be defined as the length of the connection wiring.
本発明は、第２の接続配線が、装置本体とプローブとの間で電気信号を伝送する電気信号線を含む構成を採用できる。電気信号線は、装置本体からプローブに電気信号を送信し、或いはプローブから装置本体に電気信号を送信してもよい。第２の接続配線は、複数の電気信号配線を含んでいてもよい。 The present invention can employ a configuration in which the second connection wiring includes an electric signal line for transmitting an electric signal between the apparatus main body and the probe. The electric signal line may transmit an electric signal from the apparatus main body to the probe, or may transmit an electric signal from the probe to the apparatus main body. The second connection wiring may include a plurality of electrical signal wirings.
本発明では、装置本体が、光源を含む光源ユニットと電気信号を処理する信号処理ユニットとを含み、第１の接続配線が光源ユニットとプローブとの間を接続し、第２の接続配線が信号処理ユニットとプローブとの間を接続することとしてもよい。 In the present invention, the apparatus main body includes a light source unit including a light source and a signal processing unit for processing an electric signal, the first connection wiring connects between the light source unit and the probe, and the second connection wiring is a signal. It is good also as connecting between a processing unit and a probe.
第２の接続配線の長さは、第１の接続配線の長さに、第１の接続配線と装置本体との接続部分から第２の接続配線と装置本体との接続部分までの距離を加えた長さよりも長いことが好ましい。 The length of the second connection wiring is obtained by adding the distance from the connection portion between the first connection wiring and the apparatus main body to the connection portion between the second connection wiring and the apparatus main body to the length of the first connection wiring. It is preferable that the length is longer than the length.
装置本体が、第２の接続配線の断線を検出する断線検出手段を更に含んでいてもよい。 The apparatus main body may further include a disconnection detecting means for detecting disconnection of the second connection wiring.
断線検出手段が断線を検出したとき、第１の接続配線への光入射が抑止されることが好ましい。 When the disconnection detecting means detects the disconnection, it is preferable that light incidence on the first connection wiring is suppressed.
第２の接続配線が、装置本体からプローブを経由して装置本体に戻る断線検出用配線を含み、断線検出手段が、断線検出用配線が断線しているか否かを検出する構成としてもよい。 The second connection wiring may include a disconnection detection wiring that returns from the apparatus main body via the probe to the apparatus main body, and the disconnection detection unit may detect whether the disconnection detection wiring is disconnected.
第１の接続配線及び第２の接続配線が、少なくとも一部の区間で共通のシース内に収容されていてもよい。その場合に、第２の接続配線は、シース内で第１の接続配線を取り囲むように配置されていてもよい。 The first connection wiring and the second connection wiring may be accommodated in a common sheath in at least some sections. In that case, the second connection wiring may be arranged so as to surround the first connection wiring in the sheath.
第１の接続配線が第１のコネクタを介して装置本体と着脱可能に接続され、第２の接続配線が第２のコネクタを介して装置本体と着脱可能に接続される構成を採用してもよい。 A configuration in which the first connection wiring is detachably connected to the apparatus main body via the first connector and the second connection wiring is detachably connected to the apparatus main body via the second connector may be adopted. Good.
プローブは、被検体からの音響波を検出する音響波検出部を更に含んでいてもよい。 The probe may further include an acoustic wave detection unit that detects an acoustic wave from the subject.
第１の接続配線と装置本体との接続部分と、第２の接続配線と装置本体との接続部分とが同一平面内に設けられていない場合は、プローブから装置本体に至る第２の接続配線の経路の途中で、第２の接続配線の接続部分が第１の接続配線の接続部分と同じ平面に存在すると仮定した場合の第２の接続配線の接続部分部の位置を仮想接続位置として、その仮想接続位置からプローブまでの第２の接続配線の長さが、第１の接続配線の長さよりも短くすればよい。 If the connection portion between the first connection wiring and the device main body and the connection portion between the second connection wiring and the device main body are not provided in the same plane, the second connection wiring from the probe to the device main body Assuming that the connection portion of the second connection wiring is on the same plane as the connection portion of the first connection wiring in the middle of the path, the position of the connection portion of the second connection wiring is assumed as the virtual connection position. The length of the second connection wiring from the virtual connection position to the probe may be shorter than the length of the first connection wiring.
本発明は、また、被検体に対して光照射を行う光照射部と、光源を含む装置本体と接続するための接続配線とを備え、接続配線が、光源からの光を導光する第１の接続配線と、第１の接続配線よりも短い第２の接続配線とを含むことを特徴とするプローブを提供する。 The present invention also includes a light irradiating unit that irradiates a subject with light, and a connection wiring for connecting to a device main body including a light source. The connection wiring guides light from the light source. And a second connection wiring shorter than the first connection wiring.
本発明では、光照射部を含むプローブと光源を含む装置本体との間を接続する接続配線が、光源からの光を光照射部まで導光するための第１の接続配線と、その第１の接続配線よりも短い第２の接続配線とを含む。第２の接続配線は第１の接続配線よりも短いため、プローブが本体装置を引っ張るような状態になったときでも、張力の大部分が第２の接続配線にかかることになる。その結果、第１の接続配線に大きな張力がかかることを防止でき、第１の接続配線の損傷を防止できる。また、装置本体と第１の接続配線とを接続するコネクタ部分にも大きな張力がかからず、第１の接続配線がコネクタから抜ける事態を防止することができる。 In the present invention, the connection wiring for connecting the probe including the light irradiation unit and the apparatus main body including the light source includes the first connection wiring for guiding the light from the light source to the light irradiation unit, and the first connection wiring. And a second connection wiring shorter than the connection wiring. Since the second connection wiring is shorter than the first connection wiring, even when the probe pulls the main device, most of the tension is applied to the second connection wiring. As a result, it is possible to prevent a large tension from being applied to the first connection wiring, and it is possible to prevent damage to the first connection wiring. Further, a large tension is not applied to the connector portion connecting the apparatus main body and the first connection wiring, and the situation where the first connection wiring is disconnected from the connector can be prevented.
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態のプローブを含む光計測装置を示す。光計測装置１０は、光音響計測装置であり、光照射部を含むプローブ２０と、光源を含む装置本体３０とを有する。装置本体３０は、ユーザからの操作を受け付ける操作パネル（キーボード）３５と、各種画像などを表示するモニタ３６とに接続される。これらは装置本体３０の一部であってもよい。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows an optical measuring device including a probe according to a first embodiment of the present invention. The optical measurement device 10 is a photoacoustic measurement device, and includes a probe 20 including a light irradiation unit and an apparatus main body 30 including a light source. The apparatus body 30 is connected to an operation panel (keyboard) 35 that receives operations from the user and a monitor 36 that displays various images. These may be a part of the apparatus main body 30.
プローブ２０は、接続配線（プローブケーブル）により装置本体３０に接続される。プローブケーブルは、装置本体３０内の光源からの光をプローブ２０まで導光する第１の接続配線（光ケーブル）２３と、プローブ２０と装置本体３０との間で電気信号の伝送が可能な第２の接続配線（電気ケーブル）２４とを含む。光ケーブル２３は、１以上の光ファイバを含む。電気ケーブル２４は、１以上の電気信号線を含む。光ケーブル２３は、装置本体３０に設けられた光コネクタ３３を介して装置本体３０と着脱可能に接続される。電気ケーブル２４は、装置本体３０に設けられた電気コネクタ３４を介して装置本体３０と着脱可能に接続される。 The probe 20 is connected to the apparatus main body 30 by connection wiring (probe cable). The probe cable has a first connection wiring (optical cable) 23 that guides light from a light source in the apparatus main body 30 to the probe 20 and a second that can transmit an electric signal between the probe 20 and the apparatus main body 30. Connection wiring (electric cable) 24. The optical cable 23 includes one or more optical fibers. The electric cable 24 includes one or more electric signal lines. The optical cable 23 is detachably connected to the apparatus main body 30 via an optical connector 33 provided on the apparatus main body 30. The electric cable 24 is detachably connected to the apparatus main body 30 via an electric connector 34 provided on the apparatus main body 30.
図２は、光音響計測装置の機能ブロック図である。プローブ２０は、光照射部２１と音響波検出部２２とを含み、装置本体３０は、光源ユニット３１と信号処理ユニット３２とを含む。光源ユニット３１は、例えばパルスレーザなどのレーザ光源を含む。光源ユニット３１から出射した光は、光コネクタ３３に接続された光ケーブル２３を通り、光照射部２１へと導光される。光照射部２１は、導光された光を被検体方向に照射する。光照射部２１は、例えば導光板や拡散板などを含む。 FIG. 2 is a functional block diagram of the photoacoustic measurement apparatus. The probe 20 includes a light irradiation unit 21 and an acoustic wave detection unit 22, and the apparatus main body 30 includes a light source unit 31 and a signal processing unit 32. The light source unit 31 includes a laser light source such as a pulse laser. The light emitted from the light source unit 31 is guided to the light irradiation unit 21 through the optical cable 23 connected to the optical connector 33. The light irradiation unit 21 irradiates the guided light in the direction of the subject. The light irradiation unit 21 includes, for example, a light guide plate or a diffusion plate.
音響波検出部２２は、電気ケーブル２４及び電気コネクタ３４を介して信号処理ユニット３２と接続される。音響波検出部２２は、光照射部２１からの光照射後に、被検体内の光吸収体が照射された光を吸収することで生じた音響波（光音響波）を検出する。信号処理ユニット３２は、音響波検出部２２が検出した光音響波の検出信号を受信し、受信した検出信号に対して各種信号処理を行う。また、信号処理ユニット３２は、光源ユニット３１の制御なども行う。 The acoustic wave detection unit 22 is connected to the signal processing unit 32 via the electric cable 24 and the electric connector 34. The acoustic wave detection unit 22 detects an acoustic wave (photoacoustic wave) generated by absorbing the light irradiated by the light absorber in the subject after the light irradiation from the light irradiation unit 21. The signal processing unit 32 receives the photoacoustic wave detection signal detected by the acoustic wave detection unit 22 and performs various signal processing on the received detection signal. The signal processing unit 32 also controls the light source unit 31 and the like.
信号処理ユニット３２は、キーボード３５などから各種設定などの情報を入力する。また、モニタ３６に信号処理結果などを出力する。信号処理ユニット３２は、例えば光音響波の検出信号に基づいて光音響画像を生成し、生成した光音響画像をモニタ３６に表示させる。なお、図２では、１つの装置内に光源ユニット３１と信号処理ユニット３２とを配置することとしているが、これらユニットをそれぞれ別体の装置として構成することも可能である。 The signal processing unit 32 inputs information such as various settings from the keyboard 35 or the like. In addition, a signal processing result or the like is output to the monitor 36. The signal processing unit 32 generates a photoacoustic image based on, for example, a photoacoustic wave detection signal, and causes the monitor 36 to display the generated photoacoustic image. In FIG. 2, the light source unit 31 and the signal processing unit 32 are arranged in one apparatus, but these units can be configured as separate apparatuses.
ここで、電気ケーブル２４は、光ケーブル２３よりも長さが短い。例えばプローブケーブルの長さが１ｍ〜１．５ｍ程度であるとき、電気ケーブル２４は光ケーブル２３よりも１５ｃｍ程度短く形成される。光ケーブル２３の長さは、例えば電気ケーブル２４の長さに、光コネクタ２３と電気コネクタ２４との間の距離を加えた長さよりも長くする。コネクタ間の距離は、例えば両コネクタの中心を結ぶ距離として定義できる。プローブケーブルを構成する２つのケーブルのうち、電気ケーブル２４の長さが光ケーブル２３よりも短いことから、プローブ２０をプローブケーブルの長さ以上に引っ張ったとき、そのときプローブケーブルに生じる張力は、主に電気ケーブル２４に加わる。 Here, the electric cable 24 is shorter than the optical cable 23. For example, when the length of the probe cable is about 1 m to 1.5 m, the electric cable 24 is formed to be shorter than the optical cable 23 by about 15 cm. For example, the length of the optical cable 23 is longer than the length of the electrical cable 24 plus the distance between the optical connector 23 and the electrical connector 24. The distance between the connectors can be defined as a distance connecting the centers of the two connectors, for example. Of the two cables constituting the probe cable, the length of the electric cable 24 is shorter than that of the optical cable 23. Therefore, when the probe 20 is pulled beyond the length of the probe cable, the tension generated in the probe cable at that time is To the electrical cable 24.
比較例として、電気ケーブル２４の長さが光ケーブル２３と同じか、それよりも長い場合を考える。その場合、プローブ２０を限界以上に引っ張ると、プローブケーブルが装置本体３０を引っ張ることになり、プローブケーブルに張力が生じる。光ケーブル２３と電気ケーブル２４の長さが等しいとき、張力は１：１の割合で各ケーブルに加わることになると考えられる。光ケーブル２３が電気ケーブル２４よりも短い場合は、張力のほとんどは光ケーブル２３に加わると考えられる。 As a comparative example, consider the case where the length of the electric cable 24 is the same as or longer than that of the optical cable 23. In that case, when the probe 20 is pulled beyond the limit, the probe cable pulls the apparatus main body 30, and tension is generated in the probe cable. When the lengths of the optical cable 23 and the electric cable 24 are equal, it is considered that the tension is applied to each cable at a ratio of 1: 1. When the optical cable 23 is shorter than the electric cable 24, most of the tension is considered to be applied to the optical cable 23.
光ケーブル２３に張力が加わると、光ケーブル２３に無理な力が加わることで、光ケーブル２３内の光ファイバなどに損傷が生じる可能性がある。また、光ケーブル２３により光コネクタ３３が引っ張られることで、装置本体３０と光ケーブル２３との接続が不完全になる可能性がある。その状態で光源ユニット３１から光を出射すると、出射した光が光ケーブル２３の損傷した箇所や光コネクタ３３から漏れだすおそれがある。例えば光音響ではピークパワーが高いパルスレーザ光が用いられることが多く、そのような光が意図しない箇所に照射されると、機器の誤作動やノイズ発生の原因となることがある。 When tension is applied to the optical cable 23, an excessive force is applied to the optical cable 23, which may cause damage to the optical fiber or the like in the optical cable 23. Further, when the optical connector 33 is pulled by the optical cable 23, the connection between the apparatus main body 30 and the optical cable 23 may be incomplete. If light is emitted from the light source unit 31 in this state, the emitted light may leak from the damaged portion of the optical cable 23 or the optical connector 33. For example, pulse laser light having a high peak power is often used in photoacoustics, and if such light is irradiated to an unintended location, it may cause malfunction of the device or generation of noise.
本実施形態では、電気ケーブル２４の長さを光ケーブル２３よりも短くしているため、プローブケーブルに張力が加わったときでも、その張力の多くは電気ケーブル２４に加わり、光ケーブル２３の損傷を防止することができる。仮に電気ケーブル２４に損傷が生じたとしても、電気ケーブル２４が伝送するのは電気信号であるため、光の場合とは異なり、電気信号が外部空間の放射されることはない。また、電気コネクタ３４から電気ケーブル２４が抜けた、或いは抜けかけた状態で電気信号の伝送を行ったとしても、電気信号がコネクタ部分から外部に放射されることはない。本実施形態では、光ケーブル２３の損傷や光コネクタからの抜けを防止できるため、光が外部に漏れだす可能性を低減することができる。
In the present embodiment, since the length of the electric cable 24 is shorter than that of the optical cable 23, even when a tension is applied to the probe cable, much of the tension is applied to the electric cable 24 to prevent the optical cable 23 from being damaged. be able to. Even if the electric cable 24 is damaged, since the electric cable 24 transmits an electric signal, unlike the case of light, the electric signal is not radiated in the external space. Even if the electrical signal is transmitted with the electrical cable 24 disconnected or disconnected from the electrical connector 34, the electrical signal is not radiated from the connector portion to the outside. In the present embodiment, damage to the optical cable 23 and disconnection from the optical connector can be prevented, so that the possibility of light leaking to the outside can be reduced.
特に、被検体に対して可視光外の光（例えば波長７５０ｎｍ〜８００ｎｍの近赤外光）を照射することを考えると、近赤外光は視認性が悪く、光源から光が出射している状態で光ケーブルに破損などが生じ、光が光ケーブルなどから漏れだしたとしても、使用者は、光が漏れ出ていることに気付かないことがある。本実施形態では、光ケーブルの破損や光コネクタからの抜けなどの可能性を低減することができるため、近赤外光など、目に見えない光に対して特に有用である。 In particular, considering that the subject is irradiated with light outside visible light (for example, near infrared light having a wavelength of 750 nm to 800 nm), the near infrared light has poor visibility, and light is emitted from the light source. Even if the optical cable is damaged in the state and light leaks from the optical cable or the like, the user may not notice that the light is leaking. In this embodiment, the possibility of breakage of the optical cable or disconnection from the optical connector can be reduced, so that it is particularly useful for invisible light such as near infrared light.
図３は、本発明の第２実施形態のプローブを示す。第１実施形態では、光ケーブル２３と電気ケーブル２４とが分離していた。本実施形態では、少なくとも一部の区間において、光ケーブル２３と電気ケーブル２４とが１本のケーブルとして形成される。言い換えれば、光ケーブル２３と電気ケーブル２４とが、少なくとも一部の区間において共通のシース内に収容される。 FIG. 3 shows a probe according to a second embodiment of the present invention. In the first embodiment, the optical cable 23 and the electric cable 24 are separated. In the present embodiment, the optical cable 23 and the electric cable 24 are formed as one cable in at least a part of the section. In other words, the optical cable 23 and the electric cable 24 are accommodated in a common sheath in at least some sections.
光ケーブル２３と電気ケーブル２４とは、プローブ２０ａ側では１本のプローブケーブルとして構成され、装置本体３０と接続される端部付近で分離される。光ケーブル２３は、電気ケーブル２４の中に収容され、外側から見ると１本のプローブケーブルに見える。光ケーブル２３内の光ファイバは、光ケーブル２３のシース内をたるませて配線されており、光ケーブル２３のシースの長さに比して、シース内の光ファイバの長さが長くなっている。 The optical cable 23 and the electric cable 24 are configured as one probe cable on the probe 20a side, and are separated in the vicinity of the end connected to the apparatus main body 30. The optical cable 23 is accommodated in the electric cable 24 and can be seen as one probe cable when viewed from the outside. The optical fiber in the optical cable 23 is wired while being slackened in the sheath of the optical cable 23, and the length of the optical fiber in the sheath is longer than the length of the sheath of the optical cable 23.
また、本実施形態では、装置本体３０（図１）は、電気ケーブル２４の断線を検出する断線検出手段を有する。装置本体３０は、断線検出手段が断線を検出すると、光ケーブル２３への光入射を抑止する。光入射の抑止は、例えば、光源ユニット３１への電源供給を停止することや、光源ユニットへの発光指令をマスクすることで実現できる。あるいは、光コネクタ３３よりも光源ユニット３１側の光路にシャッタを設け、そのシャッタを閉じるように制御してもよい。 Moreover, in this embodiment, the apparatus main body 30 (FIG. 1) has a disconnection detection means for detecting disconnection of the electric cable 24. The apparatus main body 30 suppresses light incident on the optical cable 23 when the disconnection detecting means detects the disconnection. Suppression of light incidence can be realized by, for example, stopping power supply to the light source unit 31 or masking a light emission command to the light source unit. Alternatively, a shutter may be provided in the optical path closer to the light source unit 31 than the optical connector 33, and the shutter may be closed.
図４に、プローブケーブルの断面を示す。図４では、電気ケーブル２４の最も外側のシース２５の中に、それぞれが複数の信号配線を有する５つの電気信号線（電気ケーブル）２７と、光ケーブル２３とが収められている。光ケーブル２３は、シース２５の中心付近に配置されており、５つの電気信号線２７は、光ケーブル２３を取り囲むように配置されている。このような配置とすることで、光ケーブル２３を損傷から保護できる。 FIG. 4 shows a cross section of the probe cable. In FIG. 4, five electric signal lines (electric cables) 27 each having a plurality of signal wirings and an optical cable 23 are housed in the outermost sheath 25 of the electric cable 24. The optical cable 23 is arranged near the center of the sheath 25, and the five electric signal lines 27 are arranged so as to surround the optical cable 23. With such an arrangement, the optical cable 23 can be protected from damage.
電気ケーブル２４は、断線検出用の配線（断線検出用配線）２６を含んでいる。断線検出用配線２６は、シース２５内を、装置本体３０からプローブ２０を往復するように配線される。つまり、装置本体３０からプローブ２０を経由して装置本体３０に戻るように配線される。断線検出用配線２６は、電気信号線２７よりも強度が弱く、プローブケーブルに張力が加わったときに、電気信号線２７よりも先に断線しやすくなっている。断線検出手段は、断線検出用配線２６の断線を検出する。 The electric cable 24 includes a disconnection detection wiring (disconnection detection wiring) 26. The disconnection detection wiring 26 is wired in the sheath 25 so as to reciprocate the probe 20 from the apparatus main body 30. That is, the wiring is performed so that the apparatus main body 30 returns to the apparatus main body 30 via the probe 20. The disconnection detection wiring 26 is weaker than the electrical signal line 27 and is easily disconnected before the electrical signal line 27 when a tension is applied to the probe cable. The disconnection detection means detects disconnection of the disconnection detection wiring 26.
図５に、断線検出の回路を示す。信号処理ユニット３２は、断線検出手段としての電圧検出手段３７を含んでいる。断線検出用配線２６は、一端が＋５Ｖの電源に接続され、他端が抵抗Ｒを介して接地されている。抵抗Ｒには、例えば１０ｋΩ程度の抵抗が用いられる。電圧検出手段３７は、断線検出用配線２６と抵抗Ｒとの接続点であるノードＮの電圧をモニタする。 FIG. 5 shows a circuit for detecting disconnection. The signal processing unit 32 includes voltage detection means 37 as disconnection detection means. One end of the disconnection detection wiring 26 is connected to a + 5V power source, and the other end is grounded via a resistor R. As the resistor R, for example, a resistor of about 10 kΩ is used. The voltage detection unit 37 monitors the voltage at the node N, which is a connection point between the disconnection detection wiring 26 and the resistor R.
断線検出用配線２６に断線が生じていない場合、＋５Ｖの電源から抵抗Ｒに向けて電流が流れ、ノードＮの電圧はほぼ＋５Ｖとなる。一方、断線検出用配線２６が、信号処理ユニット３２からプローブ２０に至る経路の途中、又は、プローブ２０から信号処理ユニット３２に戻る経路の途中で断線すると、抵抗Ｒには電流が流れず、ノードＮの電圧は接地電圧（０Ｖ）となる。従って、電圧検出手段３７が検出するノードＮの電圧が、所定の電圧以上であるか否かに応じて、断線が生じているか否かを判断できる。 When the disconnection detection wiring 26 is not disconnected, a current flows from the + 5V power source toward the resistor R, and the voltage at the node N is approximately + 5V. On the other hand, if the disconnection detection wiring 26 is disconnected in the middle of the path from the signal processing unit 32 to the probe 20 or in the path of returning from the probe 20 to the signal processing unit 32, no current flows through the resistor R, and the node The voltage N is the ground voltage (0V). Therefore, whether or not a disconnection has occurred can be determined depending on whether or not the voltage at the node N detected by the voltage detection means 37 is equal to or higher than a predetermined voltage.
本実施形態では、光ケーブル２３を電気ケーブル２４の内部に収容している。この場合、見掛け上プローブケーブルが１本となり、ケーブル同士が絡まるなどの事態を防止できる。また、本実施形態では、光ケーブル内で光ファイバをたるませて配線しており、ケーブルの見た目の全長が光ケーブル２３と電気ケーブル２４とで同じであっても、光ファイバの長さを電気ケーブル２４よりも長くできる。 In the present embodiment, the optical cable 23 is accommodated in the electric cable 24. In this case, it seems that there is only one probe cable, and it is possible to prevent such a situation that the cables are tangled. In the present embodiment, the optical fiber is slackened and wired in the optical cable, and even if the optical cable 23 and the electric cable 24 have the same apparent total length, the length of the optical fiber is set to the electric cable 24. Can be longer.
更に、本実施形態では、断線検出手段を用いて電気ケーブル２４の断線を検出する。電気ケーブル２４に断線が生じるような張力が加わったとき、光ケーブル２３には電気ケーブル２４よりも張力が加わりにくいものの、光ケーブル２３が損傷している可能性は存在する。そのような場合に、光ケーブル２３への光入射を抑止することで、安全性を更に高めることができる。 Furthermore, in this embodiment, the disconnection of the electric cable 24 is detected using a disconnection detection means. When tension is applied to the electric cable 24 to cause a disconnection, the optical cable 23 is less likely to be tensioned than the electric cable 24, but there is a possibility that the optical cable 23 is damaged. In such a case, the safety can be further improved by suppressing the light incident on the optical cable 23.
引き続き、本発明の第３実施形態を説明する。図１では、光ケーブル２３と装置本体３０との接続部分（光コネクタ３３）と電気ケーブル２４と装置本体３０との接続部分（電気コネクタ３４）とが装置本体３０の同じ側面に配置されていた。これに対し、本実施形態では、光コネクタ３３と電気コネクタ３４とが同一平面内に設けられない。言い換えれば、プローブ２０から光コネクタ３３までの距離と、プローブ２０から電気コネクタ３４までの距離とが互いに異なる。 Next, a third embodiment of the present invention will be described. In FIG. 1, the connection part (optical connector 33) between the optical cable 23 and the apparatus main body 30 and the connection part (electric connector 34) between the electric cable 24 and the apparatus main body 30 are arranged on the same side surface of the apparatus main body 30. On the other hand, in this embodiment, the optical connector 33 and the electrical connector 34 are not provided in the same plane. In other words, the distance from the probe 20 to the optical connector 33 and the distance from the probe 20 to the electrical connector 34 are different from each other.
図６は、本発明の第３実施形態におけるプローブ２０と各ユニットとの接続を示す。例えば、装置本体３０を構成する光源ユニット３１と信号処理ユニット３２とは、別の筐体の装置として構成されている。図６の例では、プローブ２０から光源ユニット３１までの距離が、プローブ２０から信号処理ユニット３２までの距離のよりも短い。この場合、電気ケーブル２４の全長は、光ケーブル２３の全長よりも長くなる。しかし、この場合でも、プローブ２０を引っ張ったときに電気ケーブル２４に初めに張力がかかるようにしておくことで、光ケーブル２３の保護が可能である。 FIG. 6 shows the connection between the probe 20 and each unit in the third embodiment of the present invention. For example, the light source unit 31 and the signal processing unit 32 that constitute the apparatus main body 30 are configured as devices of different housings. In the example of FIG. 6, the distance from the probe 20 to the light source unit 31 is shorter than the distance from the probe 20 to the signal processing unit 32. In this case, the total length of the electric cable 24 is longer than the total length of the optical cable 23. However, even in this case, the optical cable 23 can be protected by first applying tension to the electric cable 24 when the probe 20 is pulled.
本実施形態では、プローブ２０から信号処理ユニット３２に至る電気ケーブル２４の経路の途中で、電気コネクタ３４が光コネクタ３３と同じ平面に存在すると仮定した場合の電気コネクタ３４の位置を仮想接続位置３８として導入する。そして、この仮想接続位置３８からプローブまでの電気ケーブル２４の長さを、光ケーブル２３の長さよりも短くする。電気ケーブル２４の長さをこのように設定することで、プローブ２０の位置によってはプローブ２０を引っ張ったときに電気ケーブル２４に初めに張力がかかるようにすることができ、光ケーブル２３の損傷や光コネクタ３３からの抜けを防止できる効果が期待できる。 In the present embodiment, the position of the electrical connector 34 on the assumption that the electrical connector 34 exists on the same plane as the optical connector 33 in the middle of the path of the electrical cable 24 from the probe 20 to the signal processing unit 32 is the virtual connection position 38. Introduce as. Then, the length of the electric cable 24 from the virtual connection position 38 to the probe is made shorter than the length of the optical cable 23. By setting the length of the electric cable 24 in this way, depending on the position of the probe 20, the electric cable 24 can be initially tensioned when the probe 20 is pulled. An effect of preventing disconnection from the connector 33 can be expected.
なお、上記各実施形態では、光計測装置として光音響計測装置を説明したが、本発明は特に光音響計測装置に限定されるべきものではない。また、上記各実施形態では、第２の接続配線を電気ケーブルとしたが、第２の接続配線は光以外を伝送するものであればよく、電気ケーブルには限定されない。本発明は、少なくとも１つの光接続配線と、少なくとも１つの光以外の接続配線とを持つ装置やプローブに適用することができる。第２実施形態では、断線が検出されたときに光ファイバへの光入射を抑止する例を説明したが、完全に光を抑止する必要まではなく、例えば光出力の強度を安全性の問題がないレベルにまで低下させることとしてもよい。 In each of the above embodiments, the photoacoustic measurement device has been described as the optical measurement device. However, the present invention is not particularly limited to the photoacoustic measurement device. In each of the above embodiments, the second connection wiring is an electric cable. However, the second connection wiring is not limited to an electric cable as long as it transmits light other than light. The present invention can be applied to an apparatus or a probe having at least one optical connection wiring and at least one connection wiring other than light. In the second embodiment, the example in which the light incidence to the optical fiber is suppressed when the disconnection is detected is described. However, it is not necessary to completely suppress the light, for example, the intensity of the light output has a safety problem. It is good also as reducing to the level which is not.
被検体に対して照射する光は単一の波長の光には限られず、被検体に対して複数の波長の光を照射してもよい。複数の波長の光を照射する場合、その波長の組合せは、計測対象の吸収物質のそれぞれの波長に対する吸収係数が異なるように選択されれば、どのような組み合わせでもよい。そのような波長選択により、例えば動脈と静脈を区別するなどの機能的な計測が可能となる。例えば動脈と静脈を区別して画像化する場合には、酸素化ヘモグロビン及び脱酸素化ヘモグロビンの等吸収点（約７９８ｎｍ）近傍の波長を有する光（７９３〜８０２ｎｍ）と、脱酸素化ヘモグロビンのピーク波長（約７５７ｎｍ）近傍の波長を有する光（７４８〜７７０ｎｍ）とを選択することが好ましい。 The light with which the subject is irradiated is not limited to light with a single wavelength, and the subject may be irradiated with light with a plurality of wavelengths. When irradiating light of a plurality of wavelengths, the combination of the wavelengths may be any combination as long as the absorption coefficient for each wavelength of the absorption material to be measured is different. Such wavelength selection enables functional measurement such as distinguishing between arteries and veins. For example, when distinguishing between arteries and veins and imaging, light (793 to 802 nm) having a wavelength near the isosbestic point (about 798 nm) of oxygenated hemoglobin and deoxygenated hemoglobin, and the peak wavelength of deoxygenated hemoglobin It is preferable to select light having a wavelength in the vicinity of (about 757 nm) (748 to 770 nm).
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明の光計測装置及びプローブは、上記実施形態にのみ限定されるものではなく、上記実施形態の構成から種々の修正及び変更を施したものも、本発明の範囲に含まれる。 As mentioned above, although this invention was demonstrated based on the suitable embodiment, the optical measuring device and probe of this invention are not limited only to the said embodiment, Various correction and change from the structure of the said embodiment. Those subjected to are also included in the scope of the present invention.
１０：光計測装置
２０：プローブ
２１：光照射部
２２：音響波検出部
２３：光ケーブル
２４：電気ケーブル
２５：シース
２６：断線検出用配線
２７：電気信号線
３０：装置本体
３１：光源ユニット
３２：信号処理ユニット
３３：光コネクタ
３４：電気コネクタ
３５：キーボード
３６：モニタ
３７：電圧検出手段
３８：仮想接続位置
10: Optical measurement device 20: Probe 21: Light irradiation unit 22: Acoustic wave detection unit 23: Optical cable 24: Electric cable 25: Sheath 26: Wire for disconnection detection 27: Electric signal line 30: Device main body 31: Light source unit 32: Signal processing unit 33: optical connector 34: electrical connector 35: keyboard 36: monitor 37: voltage detection means 38: virtual connection position
Claims (13)
少なくとも前記光源からの光を被検体に向けて照射する光照射部を含むプローブと、
前記装置本体と前記プローブとの間を接続する接続配線とを備え、
前記接続配線が、前記光源からの光を前記プローブまで導光する第１の接続配線と、前記第１の接続配線よりも短い前記第２の接続配線とを含むことを特徴とする光計測装置。 An apparatus body including at least a light source;
A probe including a light irradiation unit that irradiates at least light from the light source toward the subject;
A connection wiring for connecting between the apparatus main body and the probe;
The optical measurement apparatus, wherein the connection wiring includes a first connection wiring that guides light from the light source to the probe, and the second connection wiring shorter than the first connection wiring. .
前記プローブから前記装置本体に至る前記第２の接続配線の経路の途中で、前記第２の接続配線の接続部分が前記第１の接続配線の接続部分と同じ平面に存在すると仮定した場合の第２の接続配線の接続部分部の位置を仮想接続位置としたとき、該仮想接続位置から前記プローブまでの前記第２の接続配線の長さが、前記第１の接続配線の長さよりも短いことを特徴とする請求項１から１１何れかに記載の光計測装置。 The connection portion between the first connection wiring and the device main body, and the connection portion between the second connection wiring and the device main body are not provided in the same plane,
A first case where it is assumed that a connection portion of the second connection wiring exists on the same plane as a connection portion of the first connection wiring in the middle of the path of the second connection wiring from the probe to the apparatus main body. When the position of the connection portion of the second connection wiring is the virtual connection position, the length of the second connection wiring from the virtual connection position to the probe is shorter than the length of the first connection wiring. The optical measurement device according to claim 1, wherein:
光源を含む装置本体と接続するための接続配線とを備え、
前記接続配線が、前記光源からの光を導光する第１の接続配線と、前記第１の接続配線よりも短い前記第２の接続配線とを含むことを特徴とするプローブ。 A light irradiator that irradiates the subject with light; and
A connection wiring for connecting to the main body including the light source,
The probe, wherein the connection wiring includes a first connection wiring that guides light from the light source and the second connection wiring shorter than the first connection wiring.
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