JPH05103746A - 代謝情報測定装置 - Google Patents
代謝情報測定装置Info
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- JPH05103746A JPH05103746A JP3271002A JP27100291A JPH05103746A JP H05103746 A JPH05103746 A JP H05103746A JP 3271002 A JP3271002 A JP 3271002A JP 27100291 A JP27100291 A JP 27100291A JP H05103746 A JPH05103746 A JP H05103746A
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- Japan
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- light
- probe
- fiber
- tissue
- cuff
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- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】生体組織の代謝情報を正確に測定できる代謝情
報測定装置を提供することにある。 【構成】プローブ4に代謝情報検出部としての先端部5
を設け、この先端部5に検査光の照射面7aと検査光の
受光面8aを有し、この先端部5を生体組織に密着さ
せ、生体組織を透過する光を測定することにより生体の
代謝情報を検出するものにおいて、前記プローブ4に、
前記先端部が密着される近傍の生体組織を圧迫するカフ
9を設け、このカフ9によって生体組織の形状を変形さ
せて虚血状態とし、生体組織に対して組織の代謝情報を
測定する検査光を出射するとともに、組織内を透過した
検査光を受光することによって組織の代謝情報を測定す
る。
報測定装置を提供することにある。 【構成】プローブ4に代謝情報検出部としての先端部5
を設け、この先端部5に検査光の照射面7aと検査光の
受光面8aを有し、この先端部5を生体組織に密着さ
せ、生体組織を透過する光を測定することにより生体の
代謝情報を検出するものにおいて、前記プローブ4に、
前記先端部が密着される近傍の生体組織を圧迫するカフ
9を設け、このカフ9によって生体組織の形状を変形さ
せて虚血状態とし、生体組織に対して組織の代謝情報を
測定する検査光を出射するとともに、組織内を透過した
検査光を受光することによって組織の代謝情報を測定す
る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、光を用いて心臓や脳
等の生体組織や器官内の酸素飽和度すなわち酸素代謝等
の生体情報を測定するのに適した生体組織の代謝情報測
定装置に関する。
等の生体組織や器官内の酸素飽和度すなわち酸素代謝等
の生体情報を測定するのに適した生体組織の代謝情報測
定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】赤色から近赤外領域の光は生体組織に対
しての高い透過性やヘモグロビン、ミオグロビン、チト
クローム酸化酵素などの生体の酸素代謝をつかさどる物
質への吸光性やその酸素結合情報に対応する吸光スペク
トルの変化といった特徴を持っている。
しての高い透過性やヘモグロビン、ミオグロビン、チト
クローム酸化酵素などの生体の酸素代謝をつかさどる物
質への吸光性やその酸素結合情報に対応する吸光スペク
トルの変化といった特徴を持っている。
【0003】このような特徴を利用して、USP422
3680,USP4281645に示されているよう
に、生体内の心臓や脳などの各種器官の酸素代謝を測定
する方法が知られている。これは、700〜1300n
mの近赤外領域の光を生体内の器官や組織に照射し、前
記器官および組織深部より反射してきた反射光、あるい
は透過してきた光を検出して、波長間の光強度を比較演
算することで血液量、ヘモグロビンおよびチトクローム
の酸素化度を測定している。
3680,USP4281645に示されているよう
に、生体内の心臓や脳などの各種器官の酸素代謝を測定
する方法が知られている。これは、700〜1300n
mの近赤外領域の光を生体内の器官や組織に照射し、前
記器官および組織深部より反射してきた反射光、あるい
は透過してきた光を検出して、波長間の光強度を比較演
算することで血液量、ヘモグロビンおよびチトクローム
の酸素化度を測定している。
【0004】ここで、前記チトクロームとは、細胞のミ
トコンドリア内に存在する銅を持つ色素タンパク質(酸
化型Cu2+還元型Cu+ )。通常80%が酸化型である
が、虚血時、早期に還元型となる。このため、各波長の
吸収量からチトクロームの酸化還元状態を測定でき、組
織の酸素代謝の指標として使用される。
トコンドリア内に存在する銅を持つ色素タンパク質(酸
化型Cu2+還元型Cu+ )。通常80%が酸化型である
が、虚血時、早期に還元型となる。このため、各波長の
吸収量からチトクロームの酸化還元状態を測定でき、組
織の酸素代謝の指標として使用される。
【0005】心筋梗塞が起きた場合、最悪の場合は心筋
の壊死に至るが、早期や急性の場合には心筋の活動は停
止しているが、壊死に至らない場合がある。このような
場合にはPTCAやバイパスが有効である。これまで、
PETを用いて心筋が生きているか、死んでいるかの診
断を行い、バイパス術の実施の判断を行っていたが、P
ET装置は、きわめて高価であり、あまり普及していな
い。
の壊死に至るが、早期や急性の場合には心筋の活動は停
止しているが、壊死に至らない場合がある。このような
場合にはPTCAやバイパスが有効である。これまで、
PETを用いて心筋が生きているか、死んでいるかの診
断を行い、バイパス術の実施の判断を行っていたが、P
ET装置は、きわめて高価であり、あまり普及していな
い。
【0006】心筋組織を測定する場合、実際には、下肢
大動脈からスコープを挿入し、図11に示すように、ス
コープ1の先端部2を心筋組織3に押し当てながら冠状
動脈にあらかじめ配置されたバルーン等で所定期間閉塞
させて心筋の代謝変化を測定することで診断している。
このとき、心筋が死んでいると代謝変化はないことか
ら、心筋が生きているか、死んでいるかを診断できる。
大動脈からスコープを挿入し、図11に示すように、ス
コープ1の先端部2を心筋組織3に押し当てながら冠状
動脈にあらかじめ配置されたバルーン等で所定期間閉塞
させて心筋の代謝変化を測定することで診断している。
このとき、心筋が死んでいると代謝変化はないことか
ら、心筋が生きているか、死んでいるかを診断できる。
【0007】ところで、従来の代謝情報測定装置として
知られている特開昭59−230533号公報は、光源
からの光を投光用ファイバを通じて生体組織に投光し、
生体組織からの反射光を複数の光ファイバ束を用いて受
光部へ伝送し、端面にそれぞれ設けた異なる波長フィル
タで分光した後、各波長別に反射光の強さを測定して対
象となる生体組織の情報を測定している。
知られている特開昭59−230533号公報は、光源
からの光を投光用ファイバを通じて生体組織に投光し、
生体組織からの反射光を複数の光ファイバ束を用いて受
光部へ伝送し、端面にそれぞれ設けた異なる波長フィル
タで分光した後、各波長別に反射光の強さを測定して対
象となる生体組織の情報を測定している。
【0008】また、特公昭61−11614号公報は、
700〜1300nmのスペクトル範囲内にある各種波
長の光を含む近赤外領域を所定のサイクルで交互に断続
的に生体組織に投光し、生体組織からの反射光を受光部
で受光し、各波長別に反射光の強さを測定して対象とな
る生体組織の情報を測定している。
700〜1300nmのスペクトル範囲内にある各種波
長の光を含む近赤外領域を所定のサイクルで交互に断続
的に生体組織に投光し、生体組織からの反射光を受光部
で受光し、各波長別に反射光の強さを測定して対象とな
る生体組織の情報を測定している。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ところで、USP42
23680,USP4281645の両特許において、
出願人は近赤外領域の光を用いて酸素代謝を計測する場
合では、その光の経路は比較的長くなければならないと
強調している。つまり、長い経路にまたがるというよう
にするということは対象とする組織に対し深部の代謝情
報を含むことができるからである。
23680,USP4281645の両特許において、
出願人は近赤外領域の光を用いて酸素代謝を計測する場
合では、その光の経路は比較的長くなければならないと
強調している。つまり、長い経路にまたがるというよう
にするということは対象とする組織に対し深部の代謝情
報を含むことができるからである。
【0010】また、臓器の代謝を一方向から光を照射お
よび検出する(これを反射方式と呼ぶ)場合、前記目的
を達成するためには、光の照射部および検出部はそれぞ
れ数センチ程度離す必要があると述べている。“近赤外
生体計測法を用いた対外循環時の脳酸素代謝の監視”人
口臓器19(1)535-538(1990)では脳内の酸素代謝を測定す
るため照射部と検出部を3〜4cm離している。
よび検出する(これを反射方式と呼ぶ)場合、前記目的
を達成するためには、光の照射部および検出部はそれぞ
れ数センチ程度離す必要があると述べている。“近赤外
生体計測法を用いた対外循環時の脳酸素代謝の監視”人
口臓器19(1)535-538(1990)では脳内の酸素代謝を測定す
るため照射部と検出部を3〜4cm離している。
【0011】また、近年、光ファイバーバンドルを用い
て、胃、大腸はもちろんのこと血管内を画像で観察でき
る内視鏡が医学全般で利用されている。この内視鏡は対
外から見えない臓器を体腔内から直接観察することで疾
患の診断を正確かつ早期に行える特徴を持つ。
て、胃、大腸はもちろんのこと血管内を画像で観察でき
る内視鏡が医学全般で利用されている。この内視鏡は対
外から見えない臓器を体腔内から直接観察することで疾
患の診断を正確かつ早期に行える特徴を持つ。
【0012】さらに、内視鏡にはチャンネルという孔が
設けられており、対外よりチャンネルを通じて体内に生
検鉗子、電気メスなどの処置具が挿入可能で画像による
診断では分からない病変部の診断や治療等に用いられ
る。
設けられており、対外よりチャンネルを通じて体内に生
検鉗子、電気メスなどの処置具が挿入可能で画像による
診断では分からない病変部の診断や治療等に用いられ
る。
【0013】最近ではこのチャンネルを利用して酸素飽
和度を測定するための光ファイバープローブを挿入し
て、病変部の代謝情報を診断したり、または光プローブ
をX線透視下で直接挿入して臓器の酸素代謝を求める検
討が行われている。
和度を測定するための光ファイバープローブを挿入し
て、病変部の代謝情報を診断したり、または光プローブ
をX線透視下で直接挿入して臓器の酸素代謝を求める検
討が行われている。
【0014】前記光プローブについては“光ファイバー
プローブを用いた医用反射光スペクトル分析装置”医用
電子と生体工学Vol.28No3(1990),特開昭59−2305
33に詳しい。
プローブを用いた医用反射光スペクトル分析装置”医用
電子と生体工学Vol.28No3(1990),特開昭59−2305
33に詳しい。
【0015】ところで、前述のような光ファイバープロ
ーブは体腔内に挿入可能なように、そのプローブの挿入
部の外径は細く、そのため、光を照射する照射部と検出
する検出部が極めて近接して配置されており、また光速
に比べ十分に長い時間幅のパルス光を使っているため、
光が比較的長い経路をまたがらず組織表面を通過した光
を検出するようになっている。すなわち、このような方
法は組織の表面に限って代謝情報を測定するものであ
り、組織深部の代謝情報は組織の表皮や表皮表面につい
た体液や血液の影響を強く受け測定できなかった。
ーブは体腔内に挿入可能なように、そのプローブの挿入
部の外径は細く、そのため、光を照射する照射部と検出
する検出部が極めて近接して配置されており、また光速
に比べ十分に長い時間幅のパルス光を使っているため、
光が比較的長い経路をまたがらず組織表面を通過した光
を検出するようになっている。すなわち、このような方
法は組織の表面に限って代謝情報を測定するものであ
り、組織深部の代謝情報は組織の表皮や表皮表面につい
た体液や血液の影響を強く受け測定できなかった。
【0016】また、心臓等の生体組織の代謝情報を正確
に測定するためには被測定部位の血流を遮断する必要が
あるが、従来においては、代謝情報検出部を持ったプロ
ーブとは別にカテーテルを大動脈に挿入し、このカテー
テルによって冠状動脈を閉塞し、一時的に血流を遮断し
て測定していたが、代謝情報検出部を持ったプローブと
カテーテルは別体であり、操作が煩雑であった。
に測定するためには被測定部位の血流を遮断する必要が
あるが、従来においては、代謝情報検出部を持ったプロ
ーブとは別にカテーテルを大動脈に挿入し、このカテー
テルによって冠状動脈を閉塞し、一時的に血流を遮断し
て測定していたが、代謝情報検出部を持ったプローブと
カテーテルは別体であり、操作が煩雑であった。
【0017】この発明は、前記事情に着目してなされた
もので、その目的とするところは、操作が簡単であると
ともに、生体組織の代謝情報を正確に測定できる代謝情
報測定装置を提供することにある。
もので、その目的とするところは、操作が簡単であると
ともに、生体組織の代謝情報を正確に測定できる代謝情
報測定装置を提供することにある。
【0018】
【課題を解決するための手段】この発明は、前記目的を
達成するために、プローブの先端に検査光出射部と検査
光受光部とからなる代謝情報検出部を有し、この代謝情
報検出部を生体組織に密着させ、生体組織を透過する光
を測定することにより生体の代謝情報を検出するものに
おいて、前記プローブに、前記代謝情報検出部が密着さ
れる近傍の生体組織を圧迫または吸引して形状を変形さ
せて血流状態を変化させるカフ等の組織形状変化手段を
設けたことにある。
達成するために、プローブの先端に検査光出射部と検査
光受光部とからなる代謝情報検出部を有し、この代謝情
報検出部を生体組織に密着させ、生体組織を透過する光
を測定することにより生体の代謝情報を検出するものに
おいて、前記プローブに、前記代謝情報検出部が密着さ
れる近傍の生体組織を圧迫または吸引して形状を変形さ
せて血流状態を変化させるカフ等の組織形状変化手段を
設けたことにある。
【0019】
【作用】生体の体腔内に挿入したプローブの先端部に設
けたカフ等の組織形状変化手段を生体組織の被測定部位
に押し当て、生体組織を圧迫または吸引して変形し、血
流状態を変化させた状態で、検査光出射部から検査光を
出射すると、検査光は生体組織を散乱、反射しながら透
過し、この透過した光を検査光受光部によって受光して
代謝情報を測定する。
けたカフ等の組織形状変化手段を生体組織の被測定部位
に押し当て、生体組織を圧迫または吸引して変形し、血
流状態を変化させた状態で、検査光出射部から検査光を
出射すると、検査光は生体組織を散乱、反射しながら透
過し、この透過した光を検査光受光部によって受光して
代謝情報を測定する。
【0020】
【実施例】以下、この発明の各実施例を図面に基づいて
説明する。
説明する。
【0021】図1および図2は第1の実施例であり、図
2は生体組織の代謝情報測定装置の概略的構成を示し、
図1は代謝情報検出用プローブ4の代謝情報検出部とし
ての先端部5を示す。プローブ4の軸心部にはライトガ
イドファイバー6が内装されているとともに、このライ
トガイドファイバー6を挟んで両側に照射用ファイバー
7と受光用ファイバー8が内装されている。
2は生体組織の代謝情報測定装置の概略的構成を示し、
図1は代謝情報検出用プローブ4の代謝情報検出部とし
ての先端部5を示す。プローブ4の軸心部にはライトガ
イドファイバー6が内装されているとともに、このライ
トガイドファイバー6を挟んで両側に照射用ファイバー
7と受光用ファイバー8が内装されている。
【0022】そして、前記先端部5の端面には前記ライ
トガイドファイバー6の端面に対向するカバーガラス6
a、照射用ファイバー7の端面に対向する検査光出射部
としての照射窓7aおよび受光用ファイバー8の端面に
対向する検査光受光部としての受光窓8aが設けられて
いる。
トガイドファイバー6の端面に対向するカバーガラス6
a、照射用ファイバー7の端面に対向する検査光出射部
としての照射窓7aおよび受光用ファイバー8の端面に
対向する検査光受光部としての受光窓8aが設けられて
いる。
【0023】さらに、前記先端部5の先端周囲には組織
形状変化手段としての膨縮自在な中空ドーナツ状のカフ
9が設けられ、これはプローブ4に内装されたカフ用流
体通路10と連通している。
形状変化手段としての膨縮自在な中空ドーナツ状のカフ
9が設けられ、これはプローブ4に内装されたカフ用流
体通路10と連通している。
【0024】また、前記プローブ4の基端部にはユニバ
ーサルコード11が接続され、このユニバーサルコード
11には前記ライトガイドファイバー6と照射用ファイ
バー7が延長して内装され、その端部にはライトガイド
用コネクタ12と照射用コネクタ13が設けられてい
る。
ーサルコード11が接続され、このユニバーサルコード
11には前記ライトガイドファイバー6と照射用ファイ
バー7が延長して内装され、その端部にはライトガイド
用コネクタ12と照射用コネクタ13が設けられてい
る。
【0025】そして、ライトガイド用コネクタ12には
照明用光源14が対向しており、照射用コネクタ13に
はレーザダイオード15が対向して設けられている。こ
のレーザダイオード15は、例えば波長は酸素代謝情報
を含むチトクローム、ヘモグロビンに吸収のある700
nm〜950nmの近赤外光を発光する。
照明用光源14が対向しており、照射用コネクタ13に
はレーザダイオード15が対向して設けられている。こ
のレーザダイオード15は、例えば波長は酸素代謝情報
を含むチトクローム、ヘモグロビンに吸収のある700
nm〜950nmの近赤外光を発光する。
【0026】さらに、前記プローブ4の基端部には前記
受光用ファイバー8と光学的に接続する受光素子16が
設けられ、これは生体組織の深部を通過した反射光を検
出してそれぞれの波長の検出光を演算回路17によって
演算する。
受光用ファイバー8と光学的に接続する受光素子16が
設けられ、これは生体組織の深部を通過した反射光を検
出してそれぞれの波長の検出光を演算回路17によって
演算する。
【0027】このように構成された代謝情報測定装置に
よれば、生体組織の代謝情報を測定する際には、カフ9
を収縮した状態で、プローブ4を生体腔内に挿入し、プ
ローブ4の先端部5を生体組織の被測定部位に対向させ
る。
よれば、生体組織の代謝情報を測定する際には、カフ9
を収縮した状態で、プローブ4を生体腔内に挿入し、プ
ローブ4の先端部5を生体組織の被測定部位に対向させ
る。
【0028】次に、カフ用流体通路10を介してカフ9
に流体を供給すると、カフ9が膨張して中空ドーナツ状
となる。そこで、プローブ4をさらに前進させてカフ9
を生体組織の被測定部位に押し当てると、被測定部位の
局部、つまり冠状動脈が圧迫されて血流が遮断もしくは
遮断に近い状態の血流となる。
に流体を供給すると、カフ9が膨張して中空ドーナツ状
となる。そこで、プローブ4をさらに前進させてカフ9
を生体組織の被測定部位に押し当てると、被測定部位の
局部、つまり冠状動脈が圧迫されて血流が遮断もしくは
遮断に近い状態の血流となる。
【0029】この状態で、レーザダイオード15からパ
ルス光を発光すると、照射用ファイバー7によって導光
され、照射窓7aから被測定部位に向かって照射する。
照射窓7aから照射された光は生体組織内を拡散しなが
ら進行し、生体組織の深部を通過した反射光は受光窓8
aから受光される。
ルス光を発光すると、照射用ファイバー7によって導光
され、照射窓7aから被測定部位に向かって照射する。
照射窓7aから照射された光は生体組織内を拡散しなが
ら進行し、生体組織の深部を通過した反射光は受光窓8
aから受光される。
【0030】前記パルス光は、例えばこの波長は酸素代
謝情報を含むチトクローム、ヘモグロビンに吸収のある
700nm〜950nmの近赤外光であり、生体組織の
深部を通過した反射光を有効に捕らえることができ、こ
の反射光は受光素子16によって検出してそれぞれの波
長の検出光を演算することにより、ヘモグロビン、ミオ
グロビン、チトクロームの酸素飽和度が求められる。
謝情報を含むチトクローム、ヘモグロビンに吸収のある
700nm〜950nmの近赤外光であり、生体組織の
深部を通過した反射光を有効に捕らえることができ、こ
の反射光は受光素子16によって検出してそれぞれの波
長の検出光を演算することにより、ヘモグロビン、ミオ
グロビン、チトクロームの酸素飽和度が求められる。
【0031】図3は第2の実施例を示すもので、20は
胸腔鏡であり、照明光学系21と観察光学系22を備え
ているとともに、挿入部23の先端面に開口する挿通用
チャンネル24が設けられている。
胸腔鏡であり、照明光学系21と観察光学系22を備え
ているとともに、挿入部23の先端面に開口する挿通用
チャンネル24が設けられている。
【0032】前記挿通用チャンネル24には第1の実施
例と同様の代謝情報検出用プローブ4およびカフ25を
有したロッド26が挿通されている。このカフ25は膨
縮自在で、挿通用チャンネル24に挿通する際には収縮
し、挿通用チャンネル24から突出した後、膨張させる
ことにより、カフ25を生体組織の被測定部位に押し当
てることができる。したがって、胸腔鏡20による観察
下で、被測定部位を圧迫して血流を遮断もしくは遮断に
近い状態の血流にし、代謝情報検出用プローブ4によっ
て代謝情報を測定できる。
例と同様の代謝情報検出用プローブ4およびカフ25を
有したロッド26が挿通されている。このカフ25は膨
縮自在で、挿通用チャンネル24に挿通する際には収縮
し、挿通用チャンネル24から突出した後、膨張させる
ことにより、カフ25を生体組織の被測定部位に押し当
てることができる。したがって、胸腔鏡20による観察
下で、被測定部位を圧迫して血流を遮断もしくは遮断に
近い状態の血流にし、代謝情報検出用プローブ4によっ
て代謝情報を測定できる。
【0033】図4は第3の実施例を示すもので、第2の
実施例と同様に、胸腔鏡20と代謝情報検出用プローブ
4とを組み合わせたものである。胸腔鏡20の挿通用チ
ャンネル24にはガイド部材27が挿通され、このガイ
ド部材27には代謝情報検出用プローブ4が挿通されて
いる。
実施例と同様に、胸腔鏡20と代謝情報検出用プローブ
4とを組み合わせたものである。胸腔鏡20の挿通用チ
ャンネル24にはガイド部材27が挿通され、このガイ
ド部材27には代謝情報検出用プローブ4が挿通されて
いる。
【0034】さらに、前記ガイド部材27には手元操作
部(図示しない)によって回動操作される複数本のカフ
拡張アーム28が枢支され、これらカフ拡張アーム28
の自由端部には可撓性を有する円環状のカフ29が設け
られている。
部(図示しない)によって回動操作される複数本のカフ
拡張アーム28が枢支され、これらカフ拡張アーム28
の自由端部には可撓性を有する円環状のカフ29が設け
られている。
【0035】したがって、前記ガイド部材27の手元操
作部によってカフ拡張アーム28をその枢支部を支点と
して矢印a方向に回動させると、カフ拡張アーム28が
ガイド部材27に設けられた溝部27aに収納されてカ
フ29が折り畳まれる。
作部によってカフ拡張アーム28をその枢支部を支点と
して矢印a方向に回動させると、カフ拡張アーム28が
ガイド部材27に設けられた溝部27aに収納されてカ
フ29が折り畳まれる。
【0036】また、前記ガイド部材27の手元操作部に
よってカフ拡張アーム28をその枢支部を支点として矢
印b方向に回動させると、カフ拡張アーム28が起立し
てカフ29が拡張される。
よってカフ拡張アーム28をその枢支部を支点として矢
印b方向に回動させると、カフ拡張アーム28が起立し
てカフ29が拡張される。
【0037】したがって、前記のようにカフ29を拡張
した状態で、カフ29を生体組織の被測定部位に押し当
てることができ、胸腔鏡20による観察下で、被測定部
位を圧迫して血流を遮断もしくは遮断に近い状態の血流
にし、代謝情報検出用プローブ4によって代謝情報を測
定できる。
した状態で、カフ29を生体組織の被測定部位に押し当
てることができ、胸腔鏡20による観察下で、被測定部
位を圧迫して血流を遮断もしくは遮断に近い状態の血流
にし、代謝情報検出用プローブ4によって代謝情報を測
定できる。
【0038】図5は心臓30に狭窄部31ができた場合
であり、狭窄部31ができると、側副血行路32が形成
されるので、測定したい部分への血液供給を遮断する必
要がある。このような場合、第3の実施例に示すよう
に、拡張したカフ29によって被測定部位を押し付ける
ことにより、圧迫して血流を遮断することができる。3
3はカフ29によって押される部分である。
であり、狭窄部31ができると、側副血行路32が形成
されるので、測定したい部分への血液供給を遮断する必
要がある。このような場合、第3の実施例に示すよう
に、拡張したカフ29によって被測定部位を押し付ける
ことにより、圧迫して血流を遮断することができる。3
3はカフ29によって押される部分である。
【0039】図6および図7は第4の実施例を示す。図
6は代謝情報測定装置の全体構成を示すもので、40は
代謝情報検出用プローブである。このプローブ40は軟
性または硬性の挿入部41と操作部42とからなり、操
作部42には吸引スイッチ類43が設けられている。
6は代謝情報測定装置の全体構成を示すもので、40は
代謝情報検出用プローブである。このプローブ40は軟
性または硬性の挿入部41と操作部42とからなり、操
作部42には吸引スイッチ類43が設けられている。
【0040】また、44は光源装置で、45は吸引装置
である。光源装置44について説明すると、酸素代謝情
報を含むチトクローム、ヘモグロビンに吸収のある70
0nm〜950nmの近赤外光を発光する4つのレーザ
ダイオード46a〜46dが設けられ、これらは送光回
路46に接続されている。
である。光源装置44について説明すると、酸素代謝情
報を含むチトクローム、ヘモグロビンに吸収のある70
0nm〜950nmの近赤外光を発光する4つのレーザ
ダイオード46a〜46dが設けられ、これらは送光回
路46に接続されている。
【0041】さらに、生体組織に照射される光強度を測
定する参照光検出器としてのフォトダイオード47およ
び生体組織深部に至り反射してきた光を測定する検出器
としての受光素子48が設けられ、フォトダイオード4
7と受光素子48は受光回路49に接続されている。そ
して、前記送光回路46と受光回路49は制御回路50
によって制御される。
定する参照光検出器としてのフォトダイオード47およ
び生体組織深部に至り反射してきた光を測定する検出器
としての受光素子48が設けられ、フォトダイオード4
7と受光素子48は受光回路49に接続されている。そ
して、前記送光回路46と受光回路49は制御回路50
によって制御される。
【0042】前記4つのレーザダイオード46a〜46
dは前記操作部42に接続されるユニバーサルコード5
1に内装された光ファイバー52を介して前記挿入部4
1に内装された照射用ファイバー53に接続されてい
る。また、前記受光素子48は同じくユニバーサルコー
ド51に内装された光ファイバー54を介して前記挿入
部41に内装された受光用ファイバー55に接続されて
いる。
dは前記操作部42に接続されるユニバーサルコード5
1に内装された光ファイバー52を介して前記挿入部4
1に内装された照射用ファイバー53に接続されてい
る。また、前記受光素子48は同じくユニバーサルコー
ド51に内装された光ファイバー54を介して前記挿入
部41に内装された受光用ファイバー55に接続されて
いる。
【0043】さらに、前記吸引装置45は吸引チューブ
56を介して操作部42に接続され、この吸引チューブ
56は挿入部41の吸引通路57と連通している。吸引
装置45は例えば吸引ポンプからなり、前記制御回路5
0によって吸引力の強弱が調整可能である。次に、前述
のように構成された代謝情報測定装置の作用について説
明する。
56を介して操作部42に接続され、この吸引チューブ
56は挿入部41の吸引通路57と連通している。吸引
装置45は例えば吸引ポンプからなり、前記制御回路5
0によって吸引力の強弱が調整可能である。次に、前述
のように構成された代謝情報測定装置の作用について説
明する。
【0044】まず、プローブ40の挿入部41を体腔内
に挿入し、図7(a)に示すように、挿入部41の先端
面を生体組織58の被測定部位に接触させる。次に、吸
引スイッチ43をオンすると、吸引装置45が作動し、
その吸引力によって吸引通路57が負圧の状態となり、
図7(b)に示すように、生体組織58の一部が吸引通
路57に引き込まれる。
に挿入し、図7(a)に示すように、挿入部41の先端
面を生体組織58の被測定部位に接触させる。次に、吸
引スイッチ43をオンすると、吸引装置45が作動し、
その吸引力によって吸引通路57が負圧の状態となり、
図7(b)に示すように、生体組織58の一部が吸引通
路57に引き込まれる。
【0045】したがって、挿入部41の先端は生体組織
58に確実に固定された状態となり、吸引力を強くする
と、図7(b)に示すように生体組織58を深く引き込
み(虚血大)、吸引力を弱くすると、図7(c)に示す
ように生体組織58を浅く引き込む(虚血小)。
58に確実に固定された状態となり、吸引力を強くする
と、図7(b)に示すように生体組織58を深く引き込
み(虚血大)、吸引力を弱くすると、図7(c)に示す
ように生体組織58を浅く引き込む(虚血小)。
【0046】このような状態で、4つのレーザダイオー
ド46a〜46dから4つの異なる波長のパルス光を順
次発生させると、照射用ファイバー53に導光され、照
射用ファイバー53に導光された光は生体組織58に照
射される。ここで、照射用ファイバー53は参照光ファ
イバーを介してフォトダイオード47とも接続されてい
るため、生体組織58に照射された直後の反射光つまり
照射光強度を測定することができる。
ド46a〜46dから4つの異なる波長のパルス光を順
次発生させると、照射用ファイバー53に導光され、照
射用ファイバー53に導光された光は生体組織58に照
射される。ここで、照射用ファイバー53は参照光ファ
イバーを介してフォトダイオード47とも接続されてい
るため、生体組織58に照射された直後の反射光つまり
照射光強度を測定することができる。
【0047】生体組織58に照射された光は組織による
光散乱のため、生体組織58内を拡散しながら進行す
る。そして、この光の一部、つまり反射光は前記受光用
ファイバー55に入射し、受光用ファイバー55を介し
て受光素子48に導光される。
光散乱のため、生体組織58内を拡散しながら進行す
る。そして、この光の一部、つまり反射光は前記受光用
ファイバー55に入射し、受光用ファイバー55を介し
て受光素子48に導光される。
【0048】したがって、生体組織58を通過した反射
光を有効に捕らえることができ、それぞれ異なる波長の
光を順次検出し、それぞれの波長の参照光波長と検出光
を相互に演算することにより、ヘモグロビン、ミオグロ
ビン、チトクロームの酸素飽和度を求める。
光を有効に捕らえることができ、それぞれ異なる波長の
光を順次検出し、それぞれの波長の参照光波長と検出光
を相互に演算することにより、ヘモグロビン、ミオグロ
ビン、チトクロームの酸素飽和度を求める。
【0049】この場合、吸引装置45の吸引力を周期的
に強弱し、その変化に応じて受光素子48が受光する光
の変化を検出することにより、光の変化がある場合には
心筋が『生』、光の変化がない場合には心筋が『死』と
判断できる。
に強弱し、その変化に応じて受光素子48が受光する光
の変化を検出することにより、光の変化がある場合には
心筋が『生』、光の変化がない場合には心筋が『死』と
判断できる。
【0050】図8は第5の実施例を示すもので、プロー
ブ40の先端部41の構造が第4の実施例と異なる。先
端部41における先端面には生体組織58に対して押付
ける鈍角の凸部60が形成され、この凸部60の傾斜面
には照射用ファイバー53の出射面53aと受光用ファ
イバー55の入射面55aが設けられている。さらに、
前記凸部60の周囲にはリング状の吸引口61が設けら
れ、この吸引口61は挿入部41の吸引通路62と連通
している。
ブ40の先端部41の構造が第4の実施例と異なる。先
端部41における先端面には生体組織58に対して押付
ける鈍角の凸部60が形成され、この凸部60の傾斜面
には照射用ファイバー53の出射面53aと受光用ファ
イバー55の入射面55aが設けられている。さらに、
前記凸部60の周囲にはリング状の吸引口61が設けら
れ、この吸引口61は挿入部41の吸引通路62と連通
している。
【0051】したがって、挿入部41を体腔内に挿入
し、図8(a)に示すように、挿入部41の先端面を生
体組織58の被測定部位に接触させる。次に、吸引通路
62から吸引して吸引口61を負圧状態とすることによ
り、図8(b)に示すように、生体組織58の一部が吸
引口61に引き込まれて虚血状態となる。
し、図8(a)に示すように、挿入部41の先端面を生
体組織58の被測定部位に接触させる。次に、吸引通路
62から吸引して吸引口61を負圧状態とすることによ
り、図8(b)に示すように、生体組織58の一部が吸
引口61に引き込まれて虚血状態となる。
【0052】したがって、挿入部41の先端面を生体組
織58の被測定部位に接触させた非虚血状態と、吸引口
61を負圧状態にして虚血状態を繰り返しながら第4の
実施例と同様に照射用ファイバー53の出射面53aか
ら照射し、反射光を受光用ファイバー55の入射面55
aから受光することにより、生体組織58の代謝状態を
測定できる。
織58の被測定部位に接触させた非虚血状態と、吸引口
61を負圧状態にして虚血状態を繰り返しながら第4の
実施例と同様に照射用ファイバー53の出射面53aか
ら照射し、反射光を受光用ファイバー55の入射面55
aから受光することにより、生体組織58の代謝状態を
測定できる。
【0053】図9は生体組織58を挟持して生体組織5
8の代謝状態を測定する代謝情報検出用プローブ63で
ある。64はシースであり、このシース64には照射用
ファイバー65と受光用ファイバー66が内装されてお
り、シース64は照射用ファイバー65および受光用フ
ァイバー66に対して軸方向にスライド自在である。
8の代謝状態を測定する代謝情報検出用プローブ63で
ある。64はシースであり、このシース64には照射用
ファイバー65と受光用ファイバー66が内装されてお
り、シース64は照射用ファイバー65および受光用フ
ァイバー66に対して軸方向にスライド自在である。
【0054】前記照射用ファイバー65および受光用フ
ァイバー66の先端部はシース64の先端開口より突出
しており、その突出部には出射面65aと入射面66a
が互いに対向するようにL字状に折曲されている。
ァイバー66の先端部はシース64の先端開口より突出
しており、その突出部には出射面65aと入射面66a
が互いに対向するようにL字状に折曲されている。
【0055】さらに、前記照射用ファイバー65および
受光用ファイバー66の突出部における基部間には突出
部を離間する方向に付勢する2枚の板ばね67が介在さ
れ、シース64を前進させると照射用ファイバー65お
よび受光用ファイバー66の突出部がシース64内に相
対的に引き込まれた状態となり、出射面65aと入射面
66aが接近し、逆にシース64を後退させると突出部
がシース64から突出し、板ばね67の復元力によって
出射面65aと入射面66aが離反するようになってい
る。
受光用ファイバー66の突出部における基部間には突出
部を離間する方向に付勢する2枚の板ばね67が介在さ
れ、シース64を前進させると照射用ファイバー65お
よび受光用ファイバー66の突出部がシース64内に相
対的に引き込まれた状態となり、出射面65aと入射面
66aが接近し、逆にシース64を後退させると突出部
がシース64から突出し、板ばね67の復元力によって
出射面65aと入射面66aが離反するようになってい
る。
【0056】したがって、プローブ63を体腔内に挿入
したのち、シース64を後退させると板ばね67の復元
力によって出射面65aと入射面66aとが離反し、こ
の状態で生体組織58の被測定部位に接近させる。次
に、シース64を前進させると照射用ファイバー65お
よび受光用ファイバー66の突出部がシース64内に相
対的に引き込まれた状態となり、出射面65aと入射面
66aが接近して生体組織58を挟持する。
したのち、シース64を後退させると板ばね67の復元
力によって出射面65aと入射面66aとが離反し、こ
の状態で生体組織58の被測定部位に接近させる。次
に、シース64を前進させると照射用ファイバー65お
よび受光用ファイバー66の突出部がシース64内に相
対的に引き込まれた状態となり、出射面65aと入射面
66aが接近して生体組織58を挟持する。
【0057】生体組織58を挟持して虚血状態とし、照
射用ファイバー65の出射面65aから照射し、反射光
を受光用ファイバー66の入射面66aから受光するこ
とにより、生体組織58の代謝状態を測定できる。
射用ファイバー65の出射面65aから照射し、反射光
を受光用ファイバー66の入射面66aから受光するこ
とにより、生体組織58の代謝状態を測定できる。
【0058】図10も生体組織58を挟持して生体組織
58の代謝状態を測定する代謝情報検出用プローブ68
である。69は挿入部であり、この挿入部69にはその
先端面に出射面と入射面を有する照射用ファイバー70
と受光用ファイバー71が内装されている。
58の代謝状態を測定する代謝情報検出用プローブ68
である。69は挿入部であり、この挿入部69にはその
先端面に出射面と入射面を有する照射用ファイバー70
と受光用ファイバー71が内装されている。
【0059】前記挿入部69には照射用ファイバー70
と受光用ファイバー71を挟んでその両側に軸方向にス
ライド自在なロッド72が設けられ、これらロッド72
の先端部には枢支ピン73によって挟持用爪74が回動
自在に連結されている。
と受光用ファイバー71を挟んでその両側に軸方向にス
ライド自在なロッド72が設けられ、これらロッド72
の先端部には枢支ピン73によって挟持用爪74が回動
自在に連結されている。
【0060】前記枢支ピン73の軸部には挟持用爪74
を拡開方向に付勢する捩じりばね(図示しない)が設け
られ、また、挿入部69の先端部には挟持用爪74に対
応して切欠部75が設けられている。
を拡開方向に付勢する捩じりばね(図示しない)が設け
られ、また、挿入部69の先端部には挟持用爪74に対
応して切欠部75が設けられている。
【0061】したがって、図10(a)に示すように、
プローブ68の挿入部69を体腔内に挿入したのち、ロ
ッド72を前進させると、挟持用爪74が挿入部69の
先端から突出するとともに捩じりばねの復元力によって
拡開する。この状態で生体組織58の被測定部位に接近
させる。
プローブ68の挿入部69を体腔内に挿入したのち、ロ
ッド72を前進させると、挟持用爪74が挿入部69の
先端から突出するとともに捩じりばねの復元力によって
拡開する。この状態で生体組織58の被測定部位に接近
させる。
【0062】次に、ロッド72を僅かに後退させると、
挟持用爪74が閉じて生体組織58を生体組織58を挟
持する。ロッド72をさらに後退させると、図10
(b)に示すように、挟持用爪74がさらに閉じながら
挿入部69に引き込まれる。したがって、生体組織58
は虚血状態となるとともに、照射用ファイバー70の出
射面と受光用ファイバー71の入射面に密着する。この
状態で、照射用ファイバー70から照射し、反射光を受
光用ファイバー71から受光することにより、生体組織
58の代謝状態を測定できる。
挟持用爪74が閉じて生体組織58を生体組織58を挟
持する。ロッド72をさらに後退させると、図10
(b)に示すように、挟持用爪74がさらに閉じながら
挿入部69に引き込まれる。したがって、生体組織58
は虚血状態となるとともに、照射用ファイバー70の出
射面と受光用ファイバー71の入射面に密着する。この
状態で、照射用ファイバー70から照射し、反射光を受
光用ファイバー71から受光することにより、生体組織
58の代謝状態を測定できる。
【0063】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、プローブに、代謝情報検出部が密着される近傍の生
体組織の形状を変形させて血流状態を変化させる組織形
状変化手段を設けたから、生体組織の被測定部位を保持
することができ、代謝情報を正確に測定できるという効
果がある。
ば、プローブに、代謝情報検出部が密着される近傍の生
体組織の形状を変形させて血流状態を変化させる組織形
状変化手段を設けたから、生体組織の被測定部位を保持
することができ、代謝情報を正確に測定できるという効
果がある。
【図1】この発明の第1の実施例に係わるプローブの先
端部の一部断面した斜視図。
端部の一部断面した斜視図。
【図2】同実施例の代謝情報測定装置の全体の概略的構
成図。
成図。
【図3】この発明の第2の実施例のプローブの斜視図。
【図4】この発明の第3の実施例のプローブの斜視図。
【図5】同実施例の使用方法を説明するための心臓の斜
視図。
視図。
【図6】この発明の第4の実施例に係わる代謝情報測定
装置の全体の概略的構成図。
装置の全体の概略的構成図。
【図7】(a)〜(c)は同実施例の使用状態を示す挿
入部の縦断側面図。
入部の縦断側面図。
【図8】(a)(b)はこの発明の第5の実施例に係わ
るプローブの使用状態の縦断側面図。
るプローブの使用状態の縦断側面図。
【図9】挟持機能を持ったプローブの使用状態の縦断側
面図。
面図。
【図10】(a)(b)は挟持機能を持ったプローブの
使用状態の縦断側面図。
使用状態の縦断側面図。
【図11】心筋の一般的な測定状態を示す斜視図。
4…プローブ、5…先端部、7…照射用ファイバー、8
…受光用ファイバー、7a…照射面、8a…受光面、9
…カフ。
…受光用ファイバー、7a…照射面、8a…受光面、9
…カフ。
フロントページの続き (72)発明者 倉本 聖治 東京都渋谷区幡ケ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 大曲 泰彦 東京都渋谷区幡ケ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 田代 芳夫 東京都渋谷区幡ケ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 中村 一成 東京都渋谷区幡ケ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 梅山 広一 東京都渋谷区幡ケ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 大明 義直 東京都渋谷区幡ケ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 山口 征治 東京都渋谷区幡ケ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内
Claims (1)
- 【請求項1】 プローブの先端に検査光出射部と検査光
受光部とからなる代謝情報検出部を有し、この代謝情報
検出部を生体組織に密着させ、生体組織を透過する光を
測定することにより生体の代謝情報を検出する代謝情報
測定装置において、前記プローブに、前記代謝情報検出
部が密着される近傍の生体組織の形状を変形させて血流
状態を変化させる組織形状変化手段を設けたことを特徴
とする代謝情報測定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3271002A JPH05103746A (ja) | 1991-10-18 | 1991-10-18 | 代謝情報測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3271002A JPH05103746A (ja) | 1991-10-18 | 1991-10-18 | 代謝情報測定装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05103746A true JPH05103746A (ja) | 1993-04-27 |
Family
ID=17494043
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3271002A Withdrawn JPH05103746A (ja) | 1991-10-18 | 1991-10-18 | 代謝情報測定装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05103746A (ja) |
Cited By (31)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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