JPH0611439A - Measuring device for oxygen metabolism of vital organism tissue - Google Patents

Measuring device for oxygen metabolism of vital organism tissue

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Publication number
JPH0611439A
JPH0611439A JP4171069A JP17106992A JPH0611439A JP H0611439 A JPH0611439 A JP H0611439A JP 4171069 A JP4171069 A JP 4171069A JP 17106992 A JP17106992 A JP 17106992A JP H0611439 A JPH0611439 A JP H0611439A
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JP
Japan
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light
optical fiber
oxygen metabolism
fiber bundle
living tissue
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP4171069A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mamoru Kaneko
守 金子
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
Application filed by Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
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Publication of JPH0611439A publication Critical patent/JPH0611439A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a measuring device for the oxygen metabolism of a vital organism with which measurement with high S/N is accomplished using a diameter as thin as allowing insertion through a body cavity. CONSTITUTION:An oxygen metabolism measuring device comprises a light source 2 which generates beams of light having different wavelengths one by one, a probe 8 which is to be inserted through a body cavity and irradiates a vital organism tissue 23 with beams from the light source 2, an optical element 14 which takes out only the beams of light as a reflection of the light from the light source 2 at the vital organism tissue 23, and a reflected light sensor 4a which measures the reflected light taken out by the element 14. The arrangement is further equipped with a diffused light sensor 4b to measure the beams of light diffused at the dep place in the tissue 23 and a computer 5 which controls the light source 2 and, in synchronization therewith, calculates the oxygen metabolism from signals given by the sensors 4a, 4b. The oxygen metabolism information calculated by the computer 5 is transmitted to and displayed on a display device 7.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は光を用いて生体組織や器
官内の酸素飽和度すなわち酸素代謝に関わる生体情報を
測定するのに適した、特に心臓や脳の組織の酸素代謝を
測定するのに適した生体組織の酸素代謝測定装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is suitable for measuring oxygen saturation in living tissues and organs, that is, biological information relating to oxygen metabolism, using light, and particularly measuring oxygen metabolism in tissues of heart and brain. The present invention relates to a biological tissue oxygen metabolism measuring apparatus suitable for

【0002】[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生体内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状態に対応する吸光スペク
トルの変化といった特徴をもっている。このような特徴
を利用して、USP4223680,USP42816
45では、生体内の心臓や脳など各種器官の酸素代謝を
測定する方法が示されている。
2. Description of the Related Art Light in the red to near-infrared region has high permeability to living tissues and its light-absorbing property to oxygen-binding substances such as hemoglobin, myoglobin, and cytochrome oxidase that control oxygen metabolism in the living body. It has the characteristic of corresponding change in absorption spectrum. Utilizing such characteristics, USP4223680, USP42816
45, a method for measuring oxygen metabolism of various organs such as heart and brain in the living body is shown.

【0003】また、近年、光イメージファイバーバンド
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
ような内視鏡は体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
をもつ。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、体外よりその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でき、内視鏡観察
だけでは分からない病変部の診断や治療等に用いられ
る。
[0003] In recent years, an endoscope that uses an optical image fiber bundle to observe not only the stomach and the large intestine but also blood vessels has been used in general medicine. Such an endoscope has a feature that a disease can be diagnosed accurately and early by directly observing an organ that cannot be seen from outside the body from the inside of the body cavity. Further, the endoscope is provided with a hole called a channel, and a treatment tool such as biopsy forceps or an electric scalpel can be inserted into the body from the outside of the body through the channel, and the diagnosis of a lesion part which cannot be understood only by observing the endoscope can be performed. It is used for treatment.

【0004】最近では、胃潰瘍や癌などを診断するた
め、内視鏡チャンネルより光ファイバープローブを挿入
して、体腔内組織の病変部の酸素代謝状態を測定してい
る。さらに、光ファイバープローブをX線透視下で心臓
の心室内に直接挿入し、心筋の酸素代謝を求める検討も
行われている。先の検討については”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
と生体光学 Vol.28 No.3(1990)、特開昭59−2305
33号に、後の検討については特願平3−194459
号に詳しい。
Recently, in order to diagnose gastric ulcer, cancer and the like, an optical fiber probe is inserted through an endoscope channel to measure the oxygen metabolism state of a lesion site in a body cavity. Furthermore, studies have also been conducted to determine the oxygen metabolism of the myocardium by directly inserting an optical fiber probe into the ventricle of the heart under fluoroscopy. Regarding the previous examination, "Medical reflection spectrum analyzer using optical fiber probe", Medical Electronics and Bio-Optics Vol.28 No.3 (1990), JP-A-59-2305
No. 33, Japanese Patent Application No. 3-194459 for later consideration.
Detailed in the issue.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述のよう
に、光ファイバープローブを内視鏡のチャンネルや体腔
内に挿入する場合、容易に挿入できるように、そのプロ
ーブの挿入部外径が細くなっている。特願平3−194
459号では下肢大動脈から心臓の左心室内に光ファイ
バープローブを挿入しており、この場合、プローブの外
径は3mm前後が要求される。このように、挿入部の外
径が細くなれば、プローブを構成する光ファイバーバン
ドルの数も制限され、その結果、被測定部に照射する光
量および検出する光量が減少し、代謝信号のS/Nが低
下したり、最悪の場合は代謝測定ができなくなることが
ある。
By the way, as described above, when inserting the optical fiber probe into the channel or body cavity of the endoscope, the outer diameter of the insertion portion of the probe is reduced so that the probe can be easily inserted. There is. Japanese Patent Application No. 3-194
In No. 459, an optical fiber probe is inserted from the aorta of the lower limb into the left ventricle of the heart, and in this case, the outer diameter of the probe is required to be around 3 mm. As described above, if the outer diameter of the insertion portion is reduced, the number of optical fiber bundles that configure the probe is also limited, and as a result, the amount of light that irradiates the measured portion and the amount of light that is detected are reduced, and the S / N ratio of the metabolic signal is reduced. May decrease, or in the worst case, metabolic measurement may not be possible.

【0006】また、特公平2−57678号では一本の
光ファイバーで送受光する方法が示されているが、生体
内の酸素飽和度を測定するものではなく、さらに、上記
方法では光ファイバーの一端の側に光源、光検出器を光
ファイバーのNA内で配置しなければならないので、極
めて細径なファイバーに導光する場合には光源、光検出
器の配置が不可能となる。
In Japanese Patent Publication No. 2-57678, a method of transmitting and receiving light with a single optical fiber is shown, but it does not measure oxygen saturation in the living body. Since the light source and the photodetector must be arranged on the side within the NA of the optical fiber, it is impossible to arrange the light source and the photodetector when the light is guided to an extremely thin fiber.

【0007】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、体腔内に挿入可能な細径な太さで、S/Nの高
い生体組織の代謝測定を実現する生体組織の酸素代謝測
定装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has a small diameter that can be inserted into a body cavity and is capable of measuring the metabolism of living tissue with a high S / N ratio. The purpose is to provide a device.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】 本発明の生体組織の酸
素代謝測定装置は、複数の波長の光を順次、発生する光
源と、体腔内に挿入される挿入部を有し、前記光源から
の光により生体組織の代謝を測定するプローブとを備
え、前記挿入部内を挿通し、前記光源からの光を基端面
より入射し先端面より前記生体組織に照射するととも
に、前記生体組織からの第1の戻り光を前記先端面より
入射し前記基端面に伝送する前記第1の光伝達手段と、
前記挿入部内を挿通し、前記生体組織からの第2の戻り
光を伝送する前記第2の光伝達手段と、前記光源からの
光の光路と前記第1の戻り光の光路とを分離する光学素
子と、前記光学素子により光路が分離された前記第1の
戻り光を検出する第1の光検出手段と、前記第2の戻り
光を検出する第2の光検出手段と、前記第1および第2
の光検出手段の出力を処理し演算する演算手段と、前記
演算手段の演算結果を表示する表示手段とを備えてい
る。
Means for Solving the Problems An apparatus for measuring oxygen metabolism of living tissue according to the present invention has a light source that sequentially generates light of a plurality of wavelengths and an insertion section that is inserted into a body cavity. A probe for measuring metabolism of living tissue by light, inserted through the inside of the insertion part, irradiating the living tissue with light from the light source from the proximal end surface and irradiating the living tissue from the front end surface; The first light transmitting means for transmitting the return light of the above from the front end surface and transmitting to the base end surface,
An optical device that is inserted through the insertion portion and that transmits the second return light from the biological tissue, and an optical device that separates the optical path of the light from the light source and the optical path of the first return light. An element, a first light detecting means for detecting the first returning light whose optical path is separated by the optical element, a second light detecting means for detecting the second returning light, and the first and the second Second
Computation means for processing and computing the output of the photodetection means and display means for displaying the computation result of the computation means.

【0009】[0009]

【作 用】 前記第1の光伝達手段により前記光源から
の光を基端面より入射し先端面より前記生体組織に照射
するとともに、前記生体組織からの第1の戻り光を前記
先端面より入射し前記基端面に伝送し、前記光学手段に
より前記光源からの光の光路と前記第1の戻り光の光路
とを分離し、前記第1の光検出手段により前記第1の戻
り光を検出し、第2の光検出手段により前記第2の戻り
光を検出し、前記演算手段により前記第1および第2の
光検出手段の出力を処理し演算し、前記表示手段により
前記演算手段の演算結果を表示する。
[Operation] The light from the light source is made incident from the proximal end surface and is irradiated to the biological tissue from the distal end surface by the first light transmitting means, and the first return light from the biological tissue is incident from the distal end surface. The optical path of the light from the light source and the optical path of the first return light are separated by the optical means, and the first return light is detected by the first light detecting means. A second light detection means detects the second return light, the calculation means processes and outputs the outputs of the first and second light detection means, and the display means calculates the calculation result of the calculation means. Is displayed.

【0010】[0010]

【実施例】以下、図を参照して本発明の実施例について
説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0011】図1ないし図3は第1実施例に係わり、図
1は生体組織の酸素代謝を測定する酸素代謝測定装置の
構成を示す構成図、図2は酸素代謝測定装置の外観を示
す斜視図、図3は挿入部の心臓への挿入状態を示す説明
図である。
1 to 3 relate to the first embodiment, FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an oxygen metabolism measuring apparatus for measuring oxygen metabolism of living tissue, and FIG. 2 is a perspective view showing the appearance of the oxygen metabolism measuring apparatus. 3 and 4 are explanatory views showing the insertion state of the insertion portion into the heart.

【0012】図2に示すように、酸素代謝測定装置1
は、光ファイバー束を内蔵した伸長なスコープ2と、後
述する光源3、反射光検出器4a,散乱光検出器4bお
よびコンピュータ5を内蔵した本体装置6と、酸素代謝
を表示する表示装置7より構成される。前記スコープ2
は、体腔内、例えば、心臓・胃・大腸・脳等に挿入可能
で光を送受できるように、光ファイバー束が内蔵された
伸長かつ細径なフレキシブルチューブよりなるプローブ
8と、スコープ2を保持する操作保持部9と、本体装置
6と接続する延長ケーブル10とより構成され、前記プ
ローブ8は、硬性の先端部11と、この先端部11に連
設して設けられた可動部12とからなり、この可動部1
2は、前記操作部保持部9に設けられたアングル操作部
13に連動して、このアングル操作部13を操作するこ
とにより可動するようになっている。
As shown in FIG. 2, the oxygen metabolism measuring device 1
Is composed of an elongated scope 2 having a built-in optical fiber bundle, a main body 6 having a light source 3, a reflected light detector 4a, a scattered light detector 4b and a computer 5 which will be described later, and a display device 7 for displaying oxygen metabolism. To be done. The scope 2
Holds a scope 8 and a probe 8 composed of an elongated and thin flexible tube with a built-in optical fiber bundle so that light can be transmitted and received in a body cavity, for example, in the heart, stomach, large intestine, brain, etc. The probe 8 is composed of an operation holding portion 9 and an extension cable 10 connected to the main body device 6, and the probe 8 includes a rigid tip portion 11 and a movable portion 12 provided continuously to the tip portion 11. , This movable part 1
The reference numeral 2 is designed to be movable by operating the angle operation section 13 in conjunction with the angle operation section 13 provided on the operation section holding section 9.

【0013】図1に示すように、前記本体装置6は、そ
れぞれ波長の異なる光を順次発生する光源2と、前記光
源2より発生した光が生体組織23に照射され反射して
きた光だけを取り出すビームスプリッター等からなる光
学素子14と、前記光学素子14により取り出された生
体組織23から反射してきた光を測定する反射光検出器
4aと、前記生体組織23深部に至り散乱してきた光を
測定する散乱光検出器4bと、前記光源2を制御し、且
つそれと同期して前記反射光検出器4aと散乱光検出器
4bより得られた信号から酸素代謝を計算するコンピュ
ーター5と、前記反射光検出器4aおよび散乱光検出器
4bのアナログ信号をディジタル信号に変換し、前記コ
ンピュータ5に入力するA/D変換器15a,15bと
より構成され、前記コンピューター5により計算された
酸素代謝を前記表示装置7に伝送することにより、該表
示装置7に酸素代謝を表示するようになっている。
As shown in FIG. 1, the main body device 6 takes out only a light source 2 which sequentially emits light having different wavelengths, and a light which is emitted from the light source 2 and is reflected by a living tissue 23. An optical element 14 including a beam splitter, a reflected light detector 4a for measuring light reflected from the living tissue 23 taken out by the optical element 14, and a light scattered to the deep portion of the living tissue 23 are measured. A scattered light detector 4b, a computer 5 for controlling the light source 2 and calculating oxygen metabolism from signals obtained from the reflected light detector 4a and the scattered light detector 4b in synchronization therewith, and the reflected light detection The analog signal of the detector 4a and the scattered light detector 4b is converted into a digital signal, and the A / D converters 15a and 15b for inputting to the computer 5 are provided. By transmitting the calculated oxygen metabolism by computer 5 on the display device 7, and displays the oxygen metabolism in the display device 7.

【0014】前記光源2は、異なる波長λ1 ,λ2 ,λ
3 ,λ4 ,の光を発生するレーザダイオード16a,1
6b,16c,16dと、前記レーザダイオード16
a,16b,16c,16dの光を順次照射するため、
前記レーザダイオード16a,16b,16c,16d
を順次駆動する駆動装置17と、前記レーザダイオード
16a,16b,16c,16dのそれぞれの光を順
次、前記プローブ8内に挿通された光ファイバー束18
に導光するため、前記レーザダイオード16a,16
b,16cからの光を反射させるミラー19及び3つの
孔20を有する回転円盤21a,21b,21cと、前
記レーザダイオード16dからの光を反射させるミラー
22とからなり、前記回転円盤21a,21b,21c
は、前記駆動装置17のタイミングと同期して、それぞ
れのミラー19の位置が一定の位相差をもって回転する
ように構成されている。
The light source 2 has different wavelengths λ 1, λ 2, λ
Laser diodes 16a, 1 for generating light of 3, λ4
6b, 16c, 16d and the laser diode 16
Since the light of a, 16b, 16c, 16d is sequentially irradiated,
The laser diodes 16a, 16b, 16c, 16d
And a drive device 17 for sequentially driving the laser diode 16a, 16b, 16c, 16d, and an optical fiber bundle 18 inserted in the probe 8 in order.
To guide light to the laser diodes 16a, 16
The rotating disks 21a, 21b and 21c having the mirror 19 and the three holes 20 for reflecting the light from the lasers 16b and 16c, and the mirror 22 for reflecting the light from the laser diode 16d are provided. 21c
Are configured so that the positions of the respective mirrors 19 rotate with a constant phase difference in synchronization with the timing of the driving device 17.

【0015】また、前記プローブ8は、前記光源2から
の光を生体組織23に導くとともに、前記生体組織23
表面より反射してきた光を前記反射光検出器4aに導く
ための前記光ファイバー束18と、生体組織23深部に
至り散乱してきた光を前記散乱光検出器4bに導く散乱
光用光ファイバー束24と、前記光ファイバー束17お
よび散乱光用光ファイバー束24を覆うフレシキブルチ
ューブ25とから構成される。
The probe 8 guides the light from the light source 2 to the living tissue 23, and at the same time, the living tissue 23
The optical fiber bundle 18 for guiding the light reflected from the surface to the reflected light detector 4a, and the scattered light optical fiber bundle 24 for guiding the light reaching the deep part of the biological tissue 23 and scattered to the scattered light detector 4b, The flexible tube 25 covers the optical fiber bundle 17 and the scattered light optical fiber bundle 24.

【0016】このように構成された第1実施例の酸素代
謝測定装置1の作用について説明する。
The operation of the oxygen metabolism measuring apparatus 1 of the first embodiment thus constructed will be described.

【0017】例えば、図3に示すように、心筋の代謝を
測定する際には、プローブ8を大腿動脈により挿入し、
X線透視下で大動脈を経て左心室に入れ、先端部11を
生体組織23である心壁に押し当てる。このとき図3の
ように先端部11が心壁に密着するようにアングル操作
部3を操作し、その部位の心筋26の酸素代謝を測定す
る。さらに、スコープ2およびアングル操作部13を操
作して測定位置を変化させ、それぞれの酸素代謝を測定
することで、その心壁の酸素代謝分布を求める。
For example, as shown in FIG. 3, when measuring the metabolism of the myocardium, the probe 8 is inserted through the femoral artery,
Under fluoroscopy, the aorta is inserted into the left ventricle, and the tip 11 is pressed against the heart wall, which is the living tissue 23. At this time, as shown in FIG. 3, the angle operation part 3 is operated so that the tip part 11 closely contacts the heart wall, and the oxygen metabolism of the myocardium 26 at that part is measured. Furthermore, the measurement position is changed by operating the scope 2 and the angle operation unit 13, and the oxygen metabolism of each is measured to obtain the oxygen metabolism distribution of the heart wall.

【0018】まず、光源2により4つの異なる波長のパ
ルス光を順次発生させる。例えば、これら波長は、酸素
代謝情報を含むチトクローム、ヘモグロビン、ミオグロ
ビンに吸収のある650nm〜950nmの近赤外光で
ある。これら光はそれぞれ光学素子20を通過し、光フ
ァイバー束18に導光される。スコープ2のプローブ8
は体腔内に挿入され、前記プローブ3の先端部11は、
被測定部の生体組織23に接触しており、前記光ファイ
バー束18に導光された光は、生体組織23に照射され
る。
First, the light source 2 sequentially generates pulsed lights of four different wavelengths. For example, these wavelengths are near infrared light of 650 nm to 950 nm which is absorbed by cytochrome, hemoglobin, and myoglobin containing oxygen metabolism information. Each of these lights passes through the optical element 20 and is guided to the optical fiber bundle 18. Scope 2 probe 8
Is inserted into the body cavity, and the tip portion 11 of the probe 3 is
The light that is in contact with the living tissue 23 of the measured portion and is guided to the optical fiber bundle 18 is applied to the living tissue 23.

【0019】生体組織23に照射された光のうち一部
は、該生体組織23表面で反射し、再び、光ファイバー
束18を伝搬する。この反射光をビームスプリッタ等か
らなる光学素子20で垂直方向に反射し、反射光検出器
4aで検出する。また、生体組織23に照射された光の
一部は、該生体組織23の深部を散乱しながら散乱光用
光ファイバー束24の一端に到達し、該散乱光用光ファ
イバー束24を経て、散乱光検出器4bで受光される。
A part of the light applied to the living tissue 23 is reflected on the surface of the living tissue 23 and propagates through the optical fiber bundle 18 again. This reflected light is reflected in the vertical direction by the optical element 20 such as a beam splitter and detected by the reflected light detector 4a. Further, a part of the light applied to the living tissue 23 reaches one end of the scattered light optical fiber bundle 24 while scattering the deep portion of the living tissue 23, passes through the scattered light optical fiber bundle 24, and detects scattered light. The light is received by the device 4b.

【0020】さらに、反射光検出器4aおよび散乱光検
出器4bは、A/D変換器15a、15bに接続されて
おり、反射光検出器4aおよび散乱光検出器4bにより
検出された光は、ディジタルな電気信号変換され、コン
ピュータ7に入力される。コンピュータ7では各波長に
おいて、反射光検出器4aの信号に対する散乱光検出器
4bの信号の比の指数を取り減衰率(O.D.)を計算
する。さらに、各波長における減衰率をもとに連立方程
式を解き、チトクロームやヘモグロビン、ミオグロビン
の酸素代謝を求める。
Further, the reflected light detector 4a and the scattered light detector 4b are connected to A / D converters 15a and 15b, and the light detected by the reflected light detector 4a and the scattered light detector 4b is The digital electric signal is converted and input to the computer 7. The computer 7 calculates the attenuation factor (OD) by taking the index of the ratio of the signal of the scattered light detector 4b to the signal of the reflected light detector 4a at each wavelength. Furthermore, the simultaneous equations are solved based on the attenuation rate at each wavelength to obtain the oxygen metabolism of cytochrome, hemoglobin, and myoglobin.

【0021】このようにして得られた酸素代謝を表示装
置8で表示し、リアルタイムで組織の代謝を知ることが
出来る。
The oxygen metabolism thus obtained is displayed on the display device 8 so that the metabolism of the tissue can be known in real time.

【0022】したがって、第1実施例の酸素代謝測定装
置1によれば、被測定部に光を照射するための光ファイ
バー束と、被測定部に照射された反射光の光量を測定す
る光ファイバー束を共用することができるので、プロー
ブを構成するファイバーの数を減少することが可能とな
る。このことから、細径なプローブの実現、つまり、心
臓や脳などの多くの体腔内臓器に応用が可能となる。
Therefore, according to the oxygen metabolism measuring apparatus 1 of the first embodiment, the optical fiber bundle for irradiating the measured portion with light and the optical fiber bundle for measuring the light quantity of the reflected light irradiated on the measured portion are provided. Since they can be shared, the number of fibers constituting the probe can be reduced. From this, it becomes possible to realize a probe with a small diameter, that is, to apply it to many internal organs such as the heart and brain.

【0023】尚、第1実施例は心筋でけでなく、胃に挿
入された内視鏡のチャンネルを利用し、内視鏡下で観察
しながら胃内壁の代謝を測定したり、脳血管よりプロー
ブ3を挿入し、脳実質の代謝を測定したり、胆管、膵管
から前記同様にプローブ3を挿入して、膵臓、胆嚢、肝
臓等の代謝を測定しても良い。
The first embodiment uses not only the myocardium but also the channel of the endoscope inserted in the stomach to measure the metabolism of the inner wall of the stomach while observing under the endoscope, and The metabolism of the brain parenchyma may be measured by inserting the probe 3, or the metabolism of the pancreas, gallbladder, liver, etc. may be measured by inserting the probe 3 from the bile duct and pancreatic duct in the same manner as described above.

【0024】次に第2実施例について説明する。Next, a second embodiment will be described.

【0025】図4及び図5は第2実施例に係わり、図4
は酸素代謝測定装置の要部の構成を示す構成図、図5は
光ファイバー束の変形例の構成を示す構成図である。
FIGS. 4 and 5 relate to the second embodiment, and FIG.
Is a configuration diagram showing a configuration of a main part of the oxygen metabolism measuring device, and FIG. 5 is a configuration diagram showing a configuration of a modified example of the optical fiber bundle.

【0026】第2実施例は、光ファイバー束の一端を反
射防止膜を通した例であり、第2実施例の酸素代謝測定
装置は、第1実施例とほとんど同じであるので、異なる
構成のみ説明する。
The second embodiment is an example in which one end of an optical fiber bundle is passed through an antireflection film. Since the oxygen metabolism measuring apparatus of the second embodiment is almost the same as that of the first embodiment, only the different structure will be described. To do.

【0027】図4に示すように、レーザダイオード16
a,16b,16c,16dより発生したそれぞれの光
は、光ファイバー束30a〜30dに導光され、一本の
光ファイバー束30にまとめられる。そして、第1実施
例と同様に、図1における駆動装置17によりレーザダ
イオード16a,16b,16c,16dを順次駆動
し、前記光ファイバー束30の端面31より波長の異な
る光を順次出射する。これら光のビームは一度レンズ3
2で拡げられ、ビームスプリッタ33を透過し、レンズ
34で再び絞られ光ファイバー束35に導光される。こ
の導光の際、前記光ファイバー束35の端面には反射防
止膜36が塗布されており、フレネル反射が少なく、か
つ、高い効率で光ファイバー束35に導光され、生体組
織23に照射される。そして、照射された光の一部は生
体組織23表面で反射および散乱され、生体組織23表
面での反射および散乱光は、再び光ファイバー束35を
伝搬し、再び34で広げられ、ビームスプリッター33
によりおおよそ垂直方向に反射され、レンズ37により
集光し、反射光検出器4aで受光される。
As shown in FIG. 4, the laser diode 16
The respective lights generated from a, 16b, 16c, and 16d are guided to the optical fiber bundles 30a to 30d and collected into one optical fiber bundle 30. Then, similarly to the first embodiment, the laser diodes 16a, 16b, 16c, 16d are sequentially driven by the driving device 17 in FIG. 1, and the light having different wavelengths are sequentially emitted from the end face 31 of the optical fiber bundle 30. These beams of light are once used by the lens 3
The beam is expanded by 2, passes through the beam splitter 33, is focused again by the lens 34, and is guided to the optical fiber bundle 35. At the time of this light guiding, the end face of the optical fiber bundle 35 is coated with the antireflection film 36, and the Fresnel reflection is small, and the light is guided to the optical fiber bundle 35 with high efficiency and irradiated to the living tissue 23. Then, a part of the irradiated light is reflected and scattered on the surface of the living tissue 23, and the reflected and scattered light on the surface of the living tissue 23 propagates again through the optical fiber bundle 35 and is spread again by 34, and the beam splitter 33.
Is reflected in a substantially vertical direction by the lens 37, condensed by the lens 37, and received by the reflected light detector 4a.

【0028】このように光ファイバー束35の一端に反
射防止膜36を塗布することにより、光ファイバー束3
0の端面31より出射した光のうち光ファイバー束35
の端面で反射するフレネル反射光強度は4〜5パーセン
トから0.4パーセント程度に減少する。その結果、反
射光検出器4aには生体組織23に照射された光強度の
割合が増し、つまり、ノイズとなるフレネル反射が減る
ので、より精度の高い酸素代謝の測定が可能となる。
尚、反射防止膜36は、光ファイバー束35の生体組織
23側の端面にも施すことでより効果が上る。
By thus applying the antireflection film 36 to one end of the optical fiber bundle 35, the optical fiber bundle 3
0 of the light emitted from the end face 31 of the optical fiber bundle 35
The intensity of the Fresnel reflection light reflected by the end face of the is reduced from 4 to 5% to about 0.4%. As a result, the ratio of the light intensity applied to the living tissue 23 increases in the reflected light detector 4a, that is, the Fresnel reflection that causes noise is reduced, so that more accurate oxygen metabolism measurement can be performed.
Further, the antireflection film 36 is applied to the end face of the optical fiber bundle 35 on the side of the living tissue 23 to further improve the effect.

【0029】また、生体組織23表面の粘液からの反射
光を遮断することにより、生体組織23表面の粘液等に
よるフレネル反射を遮断することが出来る。すなわち、
図5に示すように、光ファイバー束35を伝搬した光は
偏光板38を通過し、直線偏光とされる。偏光板38の
直後には前記直線偏光に対し結晶軸が45°となるよう
に1/4波長板39が配置されており、前記直線偏光は
前記1/4波長板39を通過した際、円偏光となる。こ
のように円偏光した光が生体組織23の粘液等で反射す
ると、回転方向が逆転する。その光が、再び1/4波長
板39を通過する際、円偏光は直線偏光となり、その偏
光方向は前記偏光板38の偏光方向と90°となり、光
は吸収される。このように、光ファイバー束35の生体
側の端面に偏光板38と1/4波長板39を配置するこ
とで、生体組織23表面の粘液等によるフレネル反射を
遮断することが出来き、より正確な酸素代謝の測定が可
能となる。特に、粘液による反射はプローブ8と生体組
織23の接触の具合により変化する可能性があり、酸素
代謝を演算する場合、誤差の要因となるが、この反射を
効果的に遮断できるので、誤差の少ない酸素代謝の提供
ができる。この方式を第1実施例に適用することによ
り、第1実施例においても、生体組織23表面の粘液等
によるフレネル反射を遮断することが出来き、より正確
な酸素代謝の測定が可能となることはいうまでもない。
By blocking the reflected light from the mucus on the surface of the living tissue 23, Fresnel reflection due to the mucus on the surface of the living tissue 23 can be blocked. That is,
As shown in FIG. 5, the light propagating through the optical fiber bundle 35 passes through the polarizing plate 38 and is converted into linearly polarized light. Immediately after the polarizing plate 38, a quarter-wave plate 39 is arranged so that the crystal axis is 45 ° with respect to the linearly polarized light, and the linearly polarized light passes through the quarter-wave plate 39 and is circular. It becomes polarized light. When the circularly polarized light is reflected by the mucus or the like of the living tissue 23, the rotation direction is reversed. When the light again passes through the quarter-wave plate 39, the circularly polarized light becomes a linearly polarized light, the polarization direction thereof becomes 90 ° with the polarization direction of the polarizing plate 38, and the light is absorbed. As described above, by disposing the polarizing plate 38 and the quarter-wave plate 39 on the end surface of the optical fiber bundle 35 on the living body side, it is possible to block Fresnel reflection due to mucus or the like on the surface of the living tissue 23, and it is more accurate. Oxygen metabolism can be measured. In particular, the reflection caused by mucus may change depending on the contact between the probe 8 and the living tissue 23, which causes an error when calculating oxygen metabolism, but since this reflection can be effectively blocked, the error Can provide less oxygen metabolism. By applying this method to the first embodiment, also in the first embodiment, it is possible to block Fresnel reflection due to mucus or the like on the surface of the living tissue 23, and it becomes possible to measure oxygen metabolism more accurately. Needless to say.

【0030】次に第3実施例について説明する。Next, a third embodiment will be described.

【0031】図6は第3実施例に係る酸素代謝測定装置
の要部の構成を示す構成図である。
FIG. 6 is a block diagram showing the structure of the main part of the oxygen metabolism measuring apparatus according to the third embodiment.

【0032】第3実施例の酸素代謝測定装置は、第2実
施例とほとんど同じであるので、異なる構成のみ説明す
る。
Since the oxygen metabolism measuring apparatus of the third embodiment is almost the same as that of the second embodiment, only the different structure will be explained.

【0033】光ファイバー束30の端面31より出射し
た光は、NALDの角度で広がっていく。通常、光源2に
はレーザ光を用いているので前記光のNA(NALD)は
光ファイバー束35のNA(NAFB)より充分小さい。
前記NALDで出射した光はレンズ32で当該平行ビーム
となり、ビームスプリッタ33を透過し、レンズ33で
再び当該NALDで光ファイバー束35に入射される。こ
の際、前記光の一部は光ファイバー束35内を伝搬して
いくが、一部は光ファイバー束の端面でフレネル反射が
おこり、NALDの広がりで戻る。この戻り光の一部はビ
ームスプリッタ33により反射光検出器4a側に反射さ
れるが、その光路上にNALDの範囲で、例えば、黒塗り
の円板など光不透過部材40を配置することで光源から
の鏡面反射を遮断することができる。ところで、前記光
ファイバー束35内を伝搬し、生体組織23に照射され
た光は、生体組織23表面で散乱され、再び光ファイバ
ー束35を戻る。この時の光は散乱によりそのNAは大
きく広げられ、光ファイバー束35のNAつまりNAFB
の広がり角を持って反射光検出器4aに至る。つまり、
生体組織23に散乱され、NAFB角度で広がった光は反
射光検出器4aで受光されるが、鏡面反射を含む光源か
らの直接来るNALDで広がった光すなわちフレネル反射
は、光不透過部材40で遮断できるので、より正確な生
体組織23へ照射した光強度を求めることが出来る。
The light emitted from the end face 31 of the optical fiber bundle 30 spreads at the angle of NALD. Usually, since laser light is used for the light source 2, the NA (NALD) of the light is sufficiently smaller than the NA (NAFB) of the optical fiber bundle 35.
The light emitted from the NALD becomes the parallel beam by the lens 32, passes through the beam splitter 33, and is incident on the optical fiber bundle 35 by the NALD again by the lens 33. At this time, a part of the light propagates in the optical fiber bundle 35, but a part of the light undergoes Fresnel reflection at the end face of the optical fiber bundle and returns with the spread of NALD. A part of this return light is reflected by the beam splitter 33 toward the reflected light detector 4a side. By arranging the light opaque member 40 such as a black disk in the NALD range on the optical path thereof. It is possible to block specular reflection from the light source. By the way, the light propagated in the optical fiber bundle 35 and applied to the living tissue 23 is scattered on the surface of the living tissue 23 and returns to the optical fiber bundle 35 again. The NA at this time is greatly expanded due to scattering, and the NA of the optical fiber bundle 35, that is, NAFB
To the reflected light detector 4a with a spread angle of. That is,
The light scattered by the living tissue 23 and spread at the NAFB angle is received by the reflected light detector 4a, but the light spread by the NALD coming directly from the light source including the specular reflection, that is, the Fresnel reflection is reflected by the light opaque member 40. Since the light can be blocked, it is possible to more accurately obtain the light intensity applied to the living tissue 23.

【0034】尚、この例によれば、光ファイバー束35
の生体組織23側の端面のみならず、生体組織23とそ
の表面にある粘液との境界などのフレネル反射光も遮断
できるので、より正確な測定が可能となる。特に、粘液
による反射はプローブ8と生体組織23の接触の具合に
より変化する可能性があり、酸素代謝を演算する場合、
誤差の要因となるが、この反射を効果的に遮断できるの
で、誤差の少ない酸素代謝の提供ができる。
According to this example, the optical fiber bundle 35
Not only the end surface of the living tissue 23 side but also the Fresnel reflected light such as the boundary between the living tissue 23 and the mucus on the surface can be blocked, so that more accurate measurement can be performed. In particular, the reflection caused by mucus may change depending on how the probe 8 and the biological tissue 23 are in contact with each other. When calculating oxygen metabolism,
Although it causes an error, this reflection can be effectively blocked, so that oxygen metabolism with less error can be provided.

【0035】次に第4実施例について説明する。Next, a fourth embodiment will be described.

【0036】図7は第4実施例に係る酸素代謝測定装置
の要部の構成を示す構成図である。
FIG. 7 is a block diagram showing the structure of the main part of the oxygen metabolism measuring apparatus according to the fourth embodiment.

【0037】第4実施例の酸素代謝測定装置は、図7に
示すように、第2実施例において反射防止膜36を取り
除き、ビームスプリッタ33を偏光ビームスプリッタ4
1に変え、さらに、光ファイバー束として偏波保持ファ
イバー42を用いた実施例であり、その他の構成は第2
実施例と同じである。
In the oxygen metabolism measuring apparatus of the fourth embodiment, as shown in FIG. 7, the antireflection film 36 is removed in the second embodiment and the beam splitter 33 is replaced by the polarization beam splitter 4.
1, and further, the polarization maintaining fiber 42 is used as the optical fiber bundle, and other configurations are the second.
Same as the embodiment.

【0038】偏光ビームスプリッタ41は、入射光のS
偏光成分を90°反射し、P偏光成分を通過させること
が出来る。つまり、光ファイバー束の端面31より出射
した光は偏光ビームスプリッタ41を通過する際、P偏
光のみの光となる。そして、このP偏光の光が偏波保持
ファイバー42を伝搬し、生体組織23に照射される。
生体組織23に照射されたP偏光は散乱によってP,S
偏光が混在した状態になり、偏波保持ファイバーを通過
し、偏光ビームスプリッタ41ではS偏光成分のみが反
射される。これにより、反射光検出器4aには光ファイ
バー束35端面および生体組織23の粘液などから反射
して来るP偏光の光が入射せず、生体組織23により散
乱したS偏光の光のみを受光することが出来る。この方
法によれば、第2実施例の効果に加え、生体組織23か
らの散乱光の減衰が少なく受光できるのでよりS/Nの
良い測定が可能となる。
The polarization beam splitter 41 receives the S of incident light.
The polarization component can be reflected by 90 ° and the P polarization component can be transmitted. That is, the light emitted from the end face 31 of the optical fiber bundle becomes only P-polarized light when passing through the polarization beam splitter 41. Then, the P-polarized light propagates through the polarization maintaining fiber 42 and is applied to the living tissue 23.
The P-polarized light applied to the biological tissue 23 is scattered by P, S
The polarized light is mixed, passes through the polarization maintaining fiber, and only the S-polarized component is reflected by the polarization beam splitter 41. Thereby, the P-polarized light reflected from the end face of the optical fiber bundle 35 and the mucus of the living tissue 23 does not enter the reflected light detector 4a, and only the S-polarized light scattered by the living tissue 23 is received. Can be done. According to this method, in addition to the effect of the second embodiment, since the scattered light from the living tissue 23 can be received with little attenuation, a better S / N can be measured.

【0039】次に第5実施例について説明する。Next, a fifth embodiment will be described.

【0040】図8は第5実施例に係る酸素代謝測定装置
の要部の構成を示す構成図である。
FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the main part of the oxygen metabolism measuring apparatus according to the fifth embodiment.

【0041】第5実施例の酸素代謝測定装置は、図8に
示すように、第2実施例において反射防止膜36を取り
除き、光ファイバー束30の端面31前方に偏光板43
を設け、さらに、反射光検出器4aの前段に偏光板44
を設けた実施例であり、その他の構成は第2実施例と同
じである。
In the oxygen metabolism measuring apparatus of the fifth embodiment, as shown in FIG. 8, the antireflection film 36 is removed in the second embodiment, and the polarizing plate 43 is provided in front of the end face 31 of the optical fiber bundle 30.
And a polarizing plate 44 in front of the reflected light detector 4a.
Is the same as that of the second embodiment.

【0042】まず、光ファイバー束30の端面31より
出射した光は偏光板43によりビームスプリッタ20と
の入射面と平行となるように偏光される。この偏光され
た光は前述のように生体組織23で散乱し、色々な偏光
が混在した状態となる。さらに、偏光板43と垂直な偏
光成分を通過させる偏光板44を反射光検出器4aの直
前に配置することで、光ファイバー束35端の反射光な
どを遮断することが出来る。尚、偏光板43の偏光面は
前記入射面と平行でなくても、前記偏光板43と前記偏
光板44とが垂直となれば良い。効果については、第4
実施例と同様なので省略する。
First, the light emitted from the end face 31 of the optical fiber bundle 30 is polarized by the polarizing plate 43 so as to be parallel to the incident face with the beam splitter 20. This polarized light is scattered by the living tissue 23 as described above, and various polarized lights are mixed. Furthermore, by arranging a polarizing plate 44, which transmits a polarized light component perpendicular to the polarizing plate 43, immediately before the reflected light detector 4a, it is possible to block the reflected light at the end of the optical fiber bundle 35. The polarization plane of the polarizing plate 43 does not have to be parallel to the incident plane, but the polarizing plate 43 and the polarizing plate 44 may be vertical. About the effect, No. 4
Since it is the same as the embodiment, its explanation is omitted.

【0043】次に第6実施例について説明する。Next, a sixth embodiment will be described.

【0044】図9は第6実施例に係る酸素代謝測定装置
の要部の構成を示す構成図である。
FIG. 9 is a block diagram showing the structure of the main part of the oxygen metabolism measuring apparatus according to the sixth embodiment.

【0045】第6実施例の酸素代謝測定装置は、図9に
示すように、第2実施例において反射防止膜36を取り
除き、光ファイバー束の端面31より出射した光をレン
ズ45を介してモニターする第3の光検出器46を付加
した実施例であり、その他の構成は第2実施例と同じで
ある。
As shown in FIG. 9, the oxygen metabolism measuring apparatus of the sixth embodiment removes the antireflection film 36 in the second embodiment and monitors the light emitted from the end face 31 of the optical fiber bundle through the lens 45. This is an embodiment in which a third photodetector 46 is added, and other configurations are the same as those in the second embodiment.

【0046】光ファイバー束30の端面31より出射し
た光は、ビームスプリッタ33により2方向に分けられ
る。一方は光ファイバー束35に入射され、もう一方は
レンズ45を通過し、第3の光検出器46で受光され
る。本実施例では光ファイバー束30の端面31より出
射した光を直接光検出器46で受光出来るので、光源2
の発光状態を常時モニターし、装置の異常を迅速に知る
ことが出来る。
The light emitted from the end face 31 of the optical fiber bundle 30 is split into two directions by the beam splitter 33. One enters the optical fiber bundle 35, the other passes through the lens 45, and is received by the third photodetector 46. In this embodiment, since the light emitted from the end face 31 of the optical fiber bundle 30 can be directly received by the photodetector 46, the light source 2
It is possible to quickly know the abnormality of the device by constantly monitoring the light emission state of.

【0047】次に第7実施例について説明する。Next, a seventh embodiment will be described.

【0048】図10ないし図12は第7実施例に係わ
り、図10は酸素代謝測定装置の構成を示す構成図、図
11は酸素代謝測定装置の作用を説明する説明図、図1
2は図10の比較回路および表示装置の一例の構成を示
す構成図である。
10 to 12 relate to the seventh embodiment, FIG. 10 is a configuration diagram showing the configuration of an oxygen metabolism measuring device, FIG. 11 is an explanatory diagram explaining the operation of the oxygen metabolism measuring device, and FIG.
2 is a configuration diagram showing an example of the configuration of the comparison circuit and the display device of FIG.

【0049】図10に示すように、第7実施例の酸素代
謝測定装置48は、第1実施例と同様に異なる波長の光
を発生するレーザダイオード16a,16b,16c,
16dと、前記レーザダイオード16a,16b,16
c,16dを駆動する駆動装置17と、基端側が5本の
光ファイバー束50a、50b、50c、50eに分か
れ、光ファイバー束50a、50b、50c、50eの
入射端面は、前記レーザダイオード16a,16b,1
6c,16dおよび反射光検出器4aに対向しており、
この光ファイバー束50a、50b、50c、50eが
およそフレシキブルチューブ19内で1本の光ファイバ
ー束50fにそれぞれがランダムにまとめられた第1の
光ファイバー束50と、生体組織23内と通過した光を
検出する散乱光用光ファイバー束24と、前記散乱光用
光ファイバー束24で検出された光を測定する散乱光検
出器4bと、前記反射光検出器4aおよび散乱光検出器
4bの出力信号を増幅する反射光増幅装置51および散
乱光増幅器52と、前記反射光増幅装置51および散乱
光増幅器52の出力をタイミング回路53により同期し
て保持する第1及び第2のサンプルホールド54及び5
5と、前記第1のサンプルホールド54の出力を演算す
る演算回路56と、前記演算回路56の演算結果を操作
者に分かりやすくするため、処理する処理回路47と、
前記処理結果を表示する第1の表示装置7と、前記サン
プルホールド55の出力がある任意の範囲にあるかを比
較するため、任意の2つの値に設定し、その値と前記出
力を比較する回路からなる比較回路58と、その比較結
果より異常を知らせるため、発光ダイオードあるいはス
ピーカ等、視覚および聴覚を刺激する装置よりなる第2
の表示装置59とから構成される。尚、前記タイミング
回路53では、前記レーザダイオード16a,16b,
16c,16dの出射のタイミング、前記サンプルホー
ルド54、55のタイミング、演算回路56の演算のタ
イミングをそれぞれ同期させながら制御している。
As shown in FIG. 10, the oxygen metabolism measuring device 48 of the seventh embodiment has laser diodes 16a, 16b, 16c, which emit light of different wavelengths as in the first embodiment.
16d and the laser diodes 16a, 16b, 16
c, 16d, and a drive device 17 for driving the optical fiber bundles 50a, 50b, 50c, 50e on the base end side. 1
6c, 16d and the reflected light detector 4a,
The optical fiber bundles 50a, 50b, 50c, and 50e detect the light that has passed through the first optical fiber bundle 50 and the living tissue 23, which are randomly bundled into one optical fiber bundle 50f in the flexible tube 19. Optical fiber bundle 24 for scattered light, scattered light detector 4b for measuring light detected by the optical fiber bundle 24 for scattered light, and reflected light for amplifying output signals of the reflected light detector 4a and the scattered light detector 4b. Amplifying device 51 and scattered light amplifier 52, and first and second sample and hold 54 and 5 for holding the outputs of the reflected light amplifying device 51 and scattered light amplifier 52 in synchronization by a timing circuit 53.
5, an arithmetic circuit 56 for arithmetically operating the output of the first sample-and-hold 54, and a processing circuit 47 for processing the arithmetic result of the arithmetic circuit 56 to make it easy for the operator to understand.
In order to compare whether the output of the sample hold 55 is within an arbitrary range, the first display device 7 that displays the processing result is set to two arbitrary values, and the values are compared with the output. A second circuit comprising a comparison circuit 58 including a circuit and a device for stimulating visual and auditory sense such as a light emitting diode or a speaker for notifying an abnormality from the comparison result.
Display device 59. In the timing circuit 53, the laser diodes 16a, 16b,
The output timings of 16c and 16d, the timings of the sample and hold 54 and 55, and the operation timing of the arithmetic circuit 56 are controlled in synchronization with each other.

【0050】第1実施例と同様に、複数の波長の異なる
光を順次、生体組織23に照射し、生体組織23表面で
の反射光及び生体組織23内部を散乱しながら反射して
きた光を受光する。この受光までの作用は第1実施例と
同様であるので説明は省略する。また、反射光検出器4
aおよび散乱光検出器4bで検出された信号は、第1お
よび第2のサンプルホールド54および55に入力され
る。第1のサンプルホールドに入力された信号は、第1
実施例と同じ作用を経て代謝情報としてが表示される。
この一連の作用は省略する。
As in the first embodiment, the living tissue 23 is sequentially irradiated with light having different wavelengths, and the light reflected by the surface of the living tissue 23 and the light reflected while being scattered inside the living tissue 23 are received. To do. The operation up to this light reception is the same as that of the first embodiment, and therefore the description thereof is omitted. In addition, the reflected light detector 4
The signals detected by a and the scattered light detector 4b are input to the first and second sample and hold 54 and 55. The signal input to the first sample hold is the first
After the same operation as in the embodiment, is displayed as metabolic information.
This series of operations will be omitted.

【0051】第2のサンプルホールド55に入力された
光強度信号は、タイミング回路53によりレーザダイオ
ードの照射のタイミング、つまり、受光のタイミングと
同期して保持される。この光出力を比較回路58で任意
に設定した2つの値と比較する。さらに、光出力が2つ
の範囲外にある場合は、第2の表示回路59で操作者に
光や音を出し知らせる。
The light intensity signal input to the second sample hold 55 is held by the timing circuit 53 in synchronization with the irradiation timing of the laser diode, that is, the light reception timing. This light output is compared with two values arbitrarily set by the comparison circuit 58. Further, when the light output is out of the two ranges, the second display circuit 59 notifies the operator of light or sound.

【0052】図11に比較回路58の詳細な動作を示
す。図11(a),(b)はプローブ先端11と生体組
織23の接触状態を示す。正常に接触している状態a−
0、b−0に対し、照射側に隙間がa−1,a−2,a
−3と広がった状態と、検出側に隙間がb−1,b−
2,b−3と広がった状態を示す。
FIG. 11 shows the detailed operation of the comparison circuit 58. 11A and 11B show a contact state between the probe tip 11 and the living tissue 23. State of normal contact a-
0, b-0, there are gaps a-1, a-2, a on the irradiation side.
-3 widened and gaps on the detection side b-1, b-
2 and b-3 show a spread state.

【0053】反射光検出器4aの信号を図11(c)に
示す。光源の光の発光と同期して、反射光検出器4aで
はパルス幅0.2 μsの波長λ1 〜λ4 の光がおよそ250
μsの間隔で順次受光される。尚、散乱光検出器4bで
も図11(c)とおおよそ同様な信号が検出される。
The signal of the reflected light detector 4a is shown in FIG. 11 (c). In synchronization with the emission of light from the light source, the reflected light detector 4a emits light of wavelengths λ1 to λ4 with a pulse width of 0.2 μs for about 250
Light is sequentially received at intervals of μs. Note that the scattered light detector 4b also detects a signal approximately similar to that in FIG.

【0054】そして、このように反射光検出器4a及び
散乱光検出器4bで検出された信号は、第2のサンプル
ホールド55により、図11(d)に示すように、前記
波長の一つλ1 の光に同期させて、1msの間隔で次々
と保持する。尚、λ2 〜λ4の別の波長の光やすべての
波長の光を保持し、用いても良い。
Then, the signals detected by the reflected light detector 4a and the scattered light detector 4b in this way are, by the second sample hold 55, one of the wavelengths λ1 as shown in FIG. 11 (d). The light is held in succession at intervals of 1 ms in synchronization with the above light. It should be noted that light having another wavelength of λ2 to λ4 or light having all wavelengths may be held and used.

【0055】次に、前記a−0〜a−3、b−0〜b−
3の接触状態と、それに対する反射光検出器4aおよび
散乱光検出器4bのサンプルホールド出力を図11
(e)に示す。上から接触状態、反射光検出器4aの出
力、散乱光検出器4bの出力を示す。検出側がb−0で
接触しており、照射側の隙間がa−0〜a−3と広がっ
ていくと、反射光検出器4aに受光される光強度は、わ
ずかな隙間の場合では照射光の反射光が直接受光される
ので隙間a−1でピークとなるように上昇し、さらに広
がると、急激に減小していく。(尚、第1実施例のよう
に1本のファイバー束で送受する場合では、隙間の増加
とともに反射光は一次的に減小する。)それに対し、散
乱光検出器4bに受光される光強度は、隙間の増加とと
もに生体組織23に入り込む光も減少するため、急激に
減少する。また、照射側がa−0で接触しており、検出
側の隙間が広がっていくと、反射光検出器4aでは生体
組織23と接触しているので一定しているが、散乱光検
出器4bでは隙間の増加とともに減少する。
Next, the a-0 to a-3, b-0 to b-
11 shows the contact state of No. 3 and the sample and hold outputs of the reflected light detector 4a and the scattered light detector 4b corresponding thereto.
It shows in (e). The contact state, the output of the reflected light detector 4a, and the output of the scattered light detector 4b are shown from the top. When the detection side is in contact with b-0 and the gap on the irradiation side expands to a-0 to a-3, the light intensity received by the reflected light detector 4a is the irradiation light in the case of a slight gap. Since the reflected light is directly received, it rises so as to reach a peak in the gap a-1, and when it further spreads, it sharply decreases. (Note that in the case of transmitting and receiving with one fiber bundle as in the first embodiment, the reflected light temporarily decreases as the gap increases.) On the other hand, the light intensity received by the scattered light detector 4b The light that enters the living tissue 23 also decreases with an increase in the gap, so that the light rapidly decreases. Further, when the irradiation side is in contact with a-0 and the gap on the detection side is widened, it is constant because it is in contact with the biological tissue 23 in the reflected light detector 4a, but is constant in the scattered light detector 4b. It decreases as the gap increases.

【0056】そこで、生体組織23に照射し、反射して
きた光の生体組織23の違いによる範囲V1 、V2 を設
定し、さらに、生体組織23を通過してきた光の生体組
織23の違いおよび酸素代謝の変動による範囲V3 、V
4 を設定し、この範囲をはずれた時を検出することで接
触の不良を知る。その他の作用は第1実施例と同じであ
る。
Therefore, the ranges V1 and V2 are set according to the difference in the living tissue 23 of the light reflected by the living tissue 23, and the difference in the living tissue 23 of the light passing through the living tissue 23 and the oxygen metabolism. Range V3, V
Set 4 and detect contact failure by detecting when it is out of this range. Other functions are the same as those in the first embodiment.

【0057】通常、生体組織23内を散乱して受光され
た光強度は、生体組織23の酸素飽和度および血液量の
変動に起因する範囲で変化するが、その範囲はある決ま
った範囲を越えることはない。しかしながら、生体組織
23とプローブ8(光ファイバー束50)の先端部11
に隙間が生じると、検出光の強度が前記範囲を越えて検
出される。すなわち、前記光強度が前記範囲を越えたこ
とを検出することで、正確な酸素代謝測定を提供するこ
とや、それにより誤診を防ぐことが可能となる。その他
の効果は第1実施例と同じである。
Normally, the light intensity scattered and received in the living tissue 23 changes within a range due to changes in oxygen saturation and blood volume of the living tissue 23, but the range exceeds a certain fixed range. There is no such thing. However, the biological tissue 23 and the tip portion 11 of the probe 8 (optical fiber bundle 50)
When a gap is generated in the area, the intensity of the detection light exceeds the range and is detected. That is, by detecting that the light intensity exceeds the range, it becomes possible to provide an accurate measurement of oxygen metabolism and thereby prevent misdiagnosis. Other effects are the same as those of the first embodiment.

【0058】尚、図12に比較回路58と表示装置59
を実現する回路の一例を示す。反射光検出器4aに対応
するサンプルホールド55の出力(リファレンス出力)
は、それぞれコンパレータ60aのプラス側、60bの
マイナス側の入力端に接続される。また、前記コンパレ
ータ60a,60bのもう一方の入力端にはプルアップ
された抵抗61a,61bと接地された可変抵抗62
a,62bが接続され、可変抵抗62a,62bの値を
可変することで、それぞれV1 、V2 の電圧が設定され
る。ここで、V1 、V2 は正常に接触している時の反射
光検出器4aの出力の最大値および最小値である。ま
た、散乱光検出器4bに対応するサンプルホールド55
の出力(ディテクター出力)は、それぞれコンパレータ
60cのプラス側、60dマイナス側の入力端に接続さ
れる。また、前記コンパレータ60c,60dのもう一
方の入力端には前述と同様、プルアップされた抵抗61
c,61dと接地された可変抵抗62c,62dが接続
され、それぞれV3 、V4 が設定される。ここで、V3
、V4 は正常に接触し、酸素代謝の変動範囲内での散
乱光検出器4bの出力の最大値および最小値である。
Incidentally, FIG. 12 shows a comparison circuit 58 and a display device 59.
An example of a circuit that realizes is shown. Output of the sample hold 55 corresponding to the reflected light detector 4a (reference output)
Are connected to the positive side input terminals of the comparator 60a and the negative side input terminals of the comparator 60b, respectively. Further, the other input terminals of the comparators 60a and 60b have pull-up resistors 61a and 61b and a variable resistor 62 grounded.
a and 62b are connected, and the voltages of V1 and V2 are set by changing the values of the variable resistors 62a and 62b. Here, V1 and V2 are the maximum and minimum values of the output of the reflected light detector 4a when the contact is made normally. In addition, the sample hold 55 corresponding to the scattered light detector 4b
Output (detector output) is connected to the plus side and minus side of 60d of the comparator 60c. Further, the other input terminals of the comparators 60c and 60d are connected to the pull-up resistor 61 as described above.
c and 61d are connected to the variable resistors 62c and 62d which are grounded, and V3 and V4 are set, respectively. Where V3
, V4 is the maximum value and the minimum value of the output of the scattered light detector 4b within the fluctuation range of oxygen metabolism in the normal contact.

【0059】すなわち、リファレンス出力がV1 以上ま
たはL2 以下、ディテクター出力がL3 以上またはL4
以下の場合、コンパレータ60aまたは60b、60c
または60dのいずれかが電圧を出力する。そして、論
理回路63でORを取り、前記コンパレータ60a〜6
0dのすくなくとも一つがONの時、電圧を出力し、直
接発光ダイオード64を駆動する。発光ダイオード64
は、赤、黄色など視覚に分かりやすい色を使うとより効
果的である。また、発光ダイオード64の代わりにスピ
ーカを使い、聴覚を刺激しても良い。
That is, the reference output is V1 or more or L2 or less, and the detector output is L3 or more or L4.
In the following cases, the comparator 60a or 60b, 60c
Alternatively, either 60d outputs a voltage. Then, the logical circuit 63 takes the OR to obtain the comparators 60a to 6a.
When at least one of 0d is ON, it outputs a voltage and directly drives the light emitting diode 64. Light emitting diode 64
Is more effective when you use visually recognizable colors such as red and yellow. A speaker may be used instead of the light emitting diode 64 to stimulate the hearing.

【0060】[0060]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
本発明の生体組織の酸素代謝測定装置は、体腔内、例え
ば、心臓や脳など体腔内臓器に挿入可能な細径な太さ
で、S/Nの高い生体組織の代謝測定が実現でき、病態
の早期発見や診断につなげることができるという効果が
ある。
As described above, according to the present invention,
INDUSTRIAL APPLICABILITY The biological tissue oxygen metabolism measuring device of the present invention can realize the metabolic measurement of a biological tissue having a high S / N with a small diameter that can be inserted into a body cavity, for example, an organ in the body cavity such as the heart or the brain. The effect is that it can be connected to early detection and diagnosis of.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 第1実施例に係る生体組織の酸素代謝を測定
する酸素代謝測定装置の構成を示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of an oxygen metabolism measuring device for measuring oxygen metabolism of living tissue according to a first embodiment.

【図2】 第1実施例に係る酸素代謝測定装置の外観を
示す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing an external appearance of the oxygen metabolism measuring device according to the first embodiment.

【図3】 第1実施例に係る挿入部の心臓への挿入状態
を示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an insertion state of the insertion portion according to the first embodiment into the heart.

【図4】 第2実施例に係る酸素代謝測定装置の要部の
構成を示す構成図である。
FIG. 4 is a configuration diagram showing a configuration of a main part of an oxygen metabolism measuring device according to a second embodiment.

【図5】 第2実施例に係る光ファイバー束の変形例の
構成を示す構成図である。
FIG. 5 is a configuration diagram showing a configuration of a modified example of the optical fiber bundle according to the second embodiment.

【図6】 第3実施例に係る酸素代謝測定装置の要部の
構成を示す構成図である。
FIG. 6 is a configuration diagram showing a configuration of a main part of an oxygen metabolism measuring device according to a third embodiment.

【図7】 第4実施例に係る酸素代謝測定装置の要部の
構成を示す構成図である。
FIG. 7 is a configuration diagram showing a configuration of a main part of an oxygen metabolism measuring device according to a fourth embodiment.

【図8】 第5実施例に係る酸素代謝測定装置の要部の
構成を示す構成図である。
FIG. 8 is a configuration diagram showing a configuration of a main part of an oxygen metabolism measuring device according to a fifth embodiment.

【図9】 第6実施例に係る酸素代謝測定装置の要部の
構成を示す構成図である。
FIG. 9 is a configuration diagram showing a configuration of a main part of an oxygen metabolism measuring device according to a sixth embodiment.

【図10】第7実施例に係る酸素代謝測定装置の構成を
示す構成図である。
FIG. 10 is a configuration diagram showing a configuration of an oxygen metabolism measuring device according to a seventh embodiment.

【図11】第7実施例に係る酸素代謝測定装置の作用を
説明する説明図である。
FIG. 11 is an explanatory view explaining the action of the oxygen metabolism measuring device according to the seventh embodiment.

【図12】第7実施例に係る図10の比較回路および表
示装置の一例の構成を示す構成図である。
FIG. 12 is a configuration diagram showing an example of a configuration of a comparison circuit and a display device of FIG. 10 according to a seventh embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 … 酸素代謝測定装置 2 … 光源 4a… 反射光検出器 4b… 散乱光検出器 5 … コンピュータ 7 … 表示装置 8 … プローブ 18 … 光ファイバー束 24 … 散乱光用光ファイバー束 1 ... Oxygen metabolism measuring device 2 ... Light source 4a ... Reflected light detector 4b ... Scattered light detector 5 ... Computer 7 ... Display device 8 ... Probe 18 ... Optical fiber bundle 24 ... Optical fiber bundle for scattered light

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成4年7月20日[Submission date] July 20, 1992

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0012[Correction target item name] 0012

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0012】図2に示すように、酸素代謝測定装置1
は、光ファイバー束を内蔵した伸長なスコープ3と、後
述する光源2、反射光検出器4a,散乱光検出器4bお
よびコンピュータ5を内蔵した本体装置6と、酸素代謝
を表示する表示装置7より構成される。前記スコープ3
は、体腔内、例えば、心臓・胃・大腸・脳等に挿入可能
で光を送受できるように、光ファイバー束が内蔵された
伸長かつ細径なフレキシブルチューブよりなるプローブ
8と、スコープ3を保持する操作保持部9と、本体装置
6と接続する延長ケーブル10とより構成され、前記プ
ローブ8は、硬性の先端部11と、この先端部11に連
設して設けられた可動部12とからなり、この可動部1
2は、前記操作保持部9に設けられたアングル操作部1
3に連動して、このアングル操作部13を操作すること
により可動するようになっている。
As shown in FIG. 2, the oxygen metabolism measuring device 1
Is composed of an elongated scope 3 having a built-in optical fiber bundle, a main body 6 having a light source 2 , a reflected light detector 4a, a scattered light detector 4b and a computer 5 which will be described later, and a display device 7 for displaying oxygen metabolism. To be done. The scope 3
Holds a scope 8 and a probe 8 composed of an elongated and thin flexible tube with a built-in optical fiber bundle so that light can be transmitted and received in a body cavity, for example, the heart, stomach, large intestine, brain, etc. The probe 8 is composed of an operation holding portion 9 and an extension cable 10 connected to the main body device 6, and the probe 8 includes a rigid tip portion 11 and a movable portion 12 provided continuously to the tip portion 11. , This movable part 1
2 is an angle operation unit 1 provided in the operation holding unit 9.
It is adapted to be movable by operating the angle operation unit 13 in conjunction with the position 3.

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0015[Name of item to be corrected] 0015

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0015】また、前記プローブ8は、前記光源2から
の光を生体組織23に導くとともに、前記生体組織23
表面より反射してきた光を前記反射光検出器4aに導く
ための前記光ファイバー束18と、生体組織23深部に
至り散乱してきた光を前記散乱光検出器4bに導く散乱
光用光ファイバー束24と、前記光ファイバー束18
よび散乱光用光ファイバー束24を覆うフレシキブルチ
ューブ25とから構成される。
The probe 8 guides the light from the light source 2 to the living tissue 23, and at the same time, the living tissue 23
The optical fiber bundle 18 for guiding the light reflected from the surface to the reflected light detector 4a, and the scattered light optical fiber bundle 24 for guiding the light reaching the deep part of the biological tissue 23 and scattered to the scattered light detector 4b, The flexible tube 25 covers the optical fiber bundle 18 and the scattered light optical fiber bundle 24.

【手続補正3】[Procedure 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0017[Correction target item name] 0017

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0017】例えば、図3に示すように、心筋の代謝を
測定する際には、プローブ8を大腿動脈により挿入し、
X線透視下で大動脈を経て左心室に入れ、先端部11を
生体組織23である心壁に押し当てる。このとき図3の
ように先端部11が心壁に密着するようにアングル操作
部13を操作し、その部位の心筋26の酸素代謝を測定
する。さらに、スコープ2およびアングル操作部13を
操作して測定位置を変化させ、それぞれの酸素代謝を測
定することで、その心壁の酸素代謝分布を求める。
For example, as shown in FIG. 3, when measuring the metabolism of the myocardium, the probe 8 is inserted through the femoral artery,
Under fluoroscopy, the aorta is inserted into the left ventricle, and the tip 11 is pressed against the heart wall, which is the living tissue 23. At this time, as shown in FIG. 3, an angle operation is performed so that the tip portion 11 closely contacts the heart wall.
The part 13 is operated to measure the oxygen metabolism of the myocardium 26 at that part. Furthermore, the measurement position is changed by operating the scope 2 and the angle operation unit 13, and the oxygen metabolism of each is measured to obtain the oxygen metabolism distribution of the heart wall.

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0018[Correction target item name] 0018

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0018】まず、光源2により4つの異なる波長のパ
ルス光を順次発生させる。例えば、これら波長は、酸素
代謝情報を含むチトクローム、ヘモグロビン、ミオグロ
ビンに吸収のある650nm〜950nmの近赤外光で
ある。これら光はそれぞれ光学素子14を通過し、光フ
ァイバー束18に導光される。スコープ3のプローブ8
は体腔内に挿入され、前記プローブ8の先端部11は、
被測定部の生体組織28に接触しており、前記光ファイ
バー束18に導光された光は、生体組織23に照射され
る。
First, the light source 2 sequentially generates pulsed lights of four different wavelengths. For example, these wavelengths are near infrared light of 650 nm to 950 nm which is absorbed by cytochrome, hemoglobin, and myoglobin containing oxygen metabolism information. Each of these lights passes through the optical element 14 and is guided to the optical fiber bundle 18. Scope 3 probe 8
Is inserted into the body cavity, and the tip 11 of the probe 8 is
The light that is in contact with the living tissue 28 of the measured portion and is guided to the optical fiber bundle 18 is applied to the living tissue 23.

【手続補正5】[Procedure Amendment 5]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0019[Correction target item name] 0019

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0019】生体組織23に照射された光のうち一部
は、該生体組織23表面で反射し、再び、光ファイバー
束18を伝搬する。この反射光をビームスプリッタ等か
らなる光学素子14で垂直方向に反射し、反射光検出器
4aで検出する。また、生体組織23に照射された光の
一部は、該生体組織23の深部を散乱しながら散乱光用
光ファイバー束24の一端に到達し、該散乱光用光ファ
イバー束24を経て、散乱光検出器4bで受光される。
A part of the light applied to the living tissue 23 is reflected on the surface of the living tissue 23 and propagates through the optical fiber bundle 18 again. This reflected light is reflected in the vertical direction by the optical element 14 such as a beam splitter and detected by the reflected light detector 4a. Further, a part of the light applied to the living tissue 23 reaches one end of the scattered light optical fiber bundle 24 while scattering the deep portion of the living tissue 23, passes through the scattered light optical fiber bundle 24, and detects scattered light. The light is received by the device 4b.

【手続補正6】[Procedure correction 6]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0020[Correction target item name] 0020

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0020】さらに、反射光検出器4aおよび散乱光検
出器4bは、A/D変換器15a、15bに接続されて
おり、反射光検出器4aおよび散乱光検出器4bにより
検出された光は、ディジタルな電気信号変換され、コン
ピュータ5に入力される。コンピュータ5では各波長に
おいて、反射光検出器4aの信号に対する散乱光検出器
4bの信号の比の指数を取り減衰率(O.D.)を計算
する。さらに、各波長における減衰率をもとに連立方程
式を解き、チトクロームやヘモグロビン、ミオグロビン
の酸素代謝を求める。
Further, the reflected light detector 4a and the scattered light detector 4b are connected to A / D converters 15a and 15b, and the light detected by the reflected light detector 4a and the scattered light detector 4b is the digitally electrical signal conversion, con
It is input to the computer 5 . The computer 5 calculates the attenuation rate (OD) by taking the index of the ratio of the signal of the scattered light detector 4b to the signal of the reflected light detector 4a at each wavelength. Furthermore, the simultaneous equations are solved based on the attenuation rate at each wavelength to obtain the oxygen metabolism of cytochrome, hemoglobin, and myoglobin.

【手続補正7】[Procedure Amendment 7]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0021[Correction target item name] 0021

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0021】このようにして得られた酸素代謝を表示装
置7で表示し、リアルタイムで組織の代謝を知ることが
出来る。
The oxygen metabolism thus obtained is displayed on the display device.
Displayed in location 7, it is possible to know the metabolism of the organization in real time.

【手続補正8】[Procedure Amendment 8]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0023[Name of item to be corrected] 0023

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0023】尚、第1実施例は心筋だけでなく、胃に挿
入された内視鏡のチャンネルを利用し、内視鏡下で観察
しながら胃内壁の代謝を測定したり、脳血管よりプロー
ブ8を挿入し、脳実質の代謝を測定したり、胆管、膵管
から前記同様にプローブ8を挿入して、膵臓、胆嚢、肝
臓等の代謝を測定しても良い。
[0023] The first embodiment not only the heart muscle, using a channel of an endoscope inserted into the stomach, or to measure the metabolism of gastric inner walls while observing endoscopically, probe from cerebrovascular
Insert the blanking 8, or by measuring the metabolism of the brain parenchyma, bile ducts, from said pancreatic duct likewise by inserting the probe 8, pancreas, gallbladder, may be measured hepatic metabolism and the like.

【手続補正9】[Procedure Amendment 9]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0033[Correction target item name] 0033

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0033】光ファイバー束30の端面31より出射し
た光は、NALDの角度で広がっていく。通常、光源2に
はレーザ光を用いているので前記光のNA(NALD)は
光ファイバー束35のNA(NAFB)より充分小さい。
前記NALDで出射した光はレンズ32で当該平行ビーム
となり、ビームスプリッタ33を透過し、レンズ34
再び当該NALDで光ファイバー束35に入射される。こ
の際、前記光の一部は光ファイバー束35内を伝搬して
いくが、一部は光ファイバー束の端面でフレネル反射が
おこり、NALDの広がりで戻る。この戻り光の一部はビ
ームスプリッタ33により反射光検出器4a側に反射さ
れるが、その光路上にNALDの範囲で、例えば、黒塗り
の円板など光不透過部材40を配置することで光源から
の鏡面反射を遮断することができる。ところで、前記光
ファイバー束35内を伝搬し、生体組織23に照射され
た光は、生体組織23表面で散乱され、再び光ファイバ
ー束35を戻る。この時の光は散乱によりそのNAは大
きく広げられ、光ファイバー束35のNAつまりNAFB
の広がり角を持って反射光検出器4aに至る。つまり、
生体組織23に散乱され、NAFB角度で広がった光は反
射光検出器4aで受光されるが、鏡面反射を含む光源か
らの直接来るNALDで広がった光すなわちフレネル反射
は、光不透過部材40で遮断できるので、より正確な生
体組織23へ照射した光強度を求めることが出来る。
The light emitted from the end face 31 of the optical fiber bundle 30 spreads at the angle of NALD. Usually, since laser light is used for the light source 2, the NA (NALD) of the light is sufficiently smaller than the NA (NAFB) of the optical fiber bundle 35.
The light emitted from the NALD becomes the parallel beam by the lens 32, passes through the beam splitter 33, and is incident on the optical fiber bundle 35 by the lens 34 again by the NALD. At this time, a part of the light propagates in the optical fiber bundle 35, but a part of the light undergoes Fresnel reflection at the end face of the optical fiber bundle and returns with the spread of NALD. A part of this return light is reflected by the beam splitter 33 toward the reflected light detector 4a side. By arranging the light opaque member 40 such as a black disk in the NALD range on the optical path thereof. It is possible to block specular reflection from the light source. By the way, the light propagated in the optical fiber bundle 35 and applied to the living tissue 23 is scattered on the surface of the living tissue 23 and returns to the optical fiber bundle 35 again. The NA at this time is greatly expanded due to scattering, and the NA of the optical fiber bundle 35, that is, NAFB
To the reflected light detector 4a with a spread angle of. That is,
The light scattered by the living tissue 23 and spread at the NAFB angle is received by the reflected light detector 4a, but the light spread by the NALD coming directly from the light source including the specular reflection, that is, the Fresnel reflection is reflected by the light opaque member 40. Since the light can be blocked, it is possible to more accurately obtain the light intensity applied to the living tissue 23.

【手続補正10】[Procedure Amendment 10]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0042[Correction target item name] 0042

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0042】まず、光ファイバー束30の端面31より
出射した光は偏光板43によりビームスプリッタ20と
の入射面と平行となるように偏光される。この偏光され
た光は前述のように生体組織23で散乱し、色々な偏光
が混在した状態となる。さらに、偏光板43と垂直な偏
光成分を通過させる偏光板44を反射光検出器4aの直
前に配置することで、偏波保持ファイバー42端の反射
光などを遮断することが出来る。尚、偏光板43の偏光
面は前記入射面と平行でなくても、前記偏光板43と前
記偏光板44とが垂直となれば良い。効果については、
第4実施例と同様なので省略する。
First, the light emitted from the end face 31 of the optical fiber bundle 30 is polarized by the polarizing plate 43 so as to be parallel to the incident face with the beam splitter 20. This polarized light is scattered by the living tissue 23 as described above, and various polarized lights are mixed. Further, by arranging a polarizing plate 44, which transmits a polarized light component perpendicular to the polarizing plate 43, in front of the reflected light detector 4a, it is possible to block reflected light at the end of the polarization maintaining fiber 42 . The polarization plane of the polarizing plate 43 does not have to be parallel to the incident plane, but the polarizing plate 43 and the polarizing plate 44 may be vertical. For the effect,
Since it is similar to the fourth embodiment, the description thereof will be omitted.

【手続補正11】[Procedure Amendment 11]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0045[Name of item to be corrected] 0045

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0045】第6実施例の酸素代謝測定装置は、図9に
示すように、光ファイバー束の端面31より出射した光
をレンズ45を介してモニターする第3の光検出器46
を付加した実施例であり、その他の構成は第2実施例と
同じである。
The oxygen metabolism measuring apparatus of the sixth embodiment is shown in FIG.
As shown, a third photodetector 46 that monitors the light emitted from the end face 31 of the optical fiber bundle through the lens 45.
Is added, and other configurations are the same as those in the second embodiment.

【手続補正12】[Procedure Amendment 12]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0049[Correction target item name] 0049

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0049】図10に示すように、第7実施例の酸素代
謝測定装置48は、第1実施例と同様に異なる波長の光
を発生するレーザダイオード16a,16b,16c,
16dと、前記レーザダイオード16a,16b,16
c,16dを駆動する駆動装置17と、基端側が5本の
光ファイバー束50a、50b、50c、50d、50
に分かれ、光ファイバー束50a、50b、50c、
50d、50eの入射端面は、前記レーザダイオード1
6a,16b,16c,16dおよび反射光検出器4a
に対向しており、この光ファイバー束50a、50b、
50c、50d、50eがおよそフレシキブルチューブ
25内で1本の光ファイバー束50fにそれぞれがラン
ダムにまとめられた第1の光ファイバー束50と、生体
組織23内と通過した光を検出する散乱光用光ファイバ
ー束24と、前記散乱光用光ファイバー束24で検出さ
れた光を測定する散乱光検出器4bと、前記反射光検出
器4aおよび散乱光検出器4bの出力信号を増幅する反
射光増幅装置51および散乱光増幅器52と、前記反射
光増幅装置51および散乱光増幅器52の出力をタイミ
ング回路53により同期して保持する第1及び第2のサ
ンプルホールド54及び55と、前記第1のサンプルホ
ールド54の出力を演算する演算回路56と、前記演算
回路56の演算結果を操作者に分かりやすくするため、
処理する処理回路47と、前記処理結果を表示する第1
の表示装置7と、前記サンプルホールド55の出力があ
る任意の範囲にあるかを比較するため、任意の2つの値
に設定し、その値と前記出力を比較する回路からなる比
較回路58と、その比較結果より異常を知らせるため、
発光ダイオードあるいはスピーカ等、視覚および聴覚を
刺激する装置よりなる第2の表示装置59とから構成さ
れる。尚、前記タイミング回路53では、前記レーザダ
イオード16a,16b,16c,16dの出射のタイ
ミング、前記サンプルホールド54、55のタイミン
グ、演算回路56の演算のタイミングをそれぞれ同期さ
せながら制御している。
As shown in FIG. 10, the oxygen metabolism measuring device 48 of the seventh embodiment has laser diodes 16a, 16b, 16c, which emit light of different wavelengths as in the first embodiment.
16d and the laser diodes 16a, 16b, 16
drive device 17 for driving c, 16d and optical fiber bundles 50a, 50b, 50c, 50d, 50 having five proximal ends.
divided into e, optical fiber bundles 50a, 50b, 50c,
The incident end faces of 50d and 50e are the laser diode 1
6a, 16b, 16c, 16d and reflected light detector 4a
Facing each other, and the optical fiber bundles 50a, 50b,
50c, 50d, 50e are flexible tubes
First optical fiber bundle 50, each of which is randomly grouped in one optical fiber bundle 50f in 25 , scattered light optical fiber bundle 24 for detecting light that has passed through the living tissue 23, and the scattered light optical fiber bundle A scattered light detector 4b for measuring the light detected by 24, a reflected light amplifier 51 and a scattered light amplifier 52 for amplifying the output signals of the reflected light detector 4a and the scattered light detector 4b, and the reflected light amplification First and second sample and hold 54 and 55 for holding the outputs of the device 51 and the scattered light amplifier 52 in synchronization with each other by a timing circuit 53; an arithmetic circuit 56 for computing the output of the first sample and hold 54; In order to make the calculation result of the calculation circuit 56 easy for the operator to understand,
A processing circuit 47 for processing and a first for displaying the processing result
Display device 7 and a comparison circuit 58 including a circuit for setting any two values and comparing the output with the output in order to compare whether the output of the sample hold 55 is in an arbitrary range. In order to notify the abnormality from the comparison result,
The second display device 59 includes a device for stimulating visual and auditory senses such as a light emitting diode or a speaker. The timing circuit 53 controls the emission timings of the laser diodes 16a, 16b, 16c and 16d, the sample and hold timings 54 and 55, and the arithmetic operation timing of the arithmetic circuit 56 in synchronization with each other.

【手続補正13】[Procedure Amendment 13]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0059[Correction target item name] 0059

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0059】すなわち、リファレンス出力がV1 以上ま
たはV2 以下、ディテクター出力がV3 以上またはV4
以下の場合、コンパレータ60aまたは60b、60c
または60dのいずれかが電圧を出力する。そして、論
理回路63でORを取り、前記コンパレータ60a〜6
0dのすくなくとも一つがONの時、電圧を出力し、直
接発光ダイオード64を駆動する。発光ダイオード64
は、赤、黄色など視覚に分かりやすい色を使うとより効
果的である。また、発光ダイオード64の代わりにスピ
ーカを使い、聴覚を刺激しても良い。
That is, the reference output is V1 or more or V2 or less, and the detector output is V3 or more or V4.
In the following cases, the comparator 60a or 60b, 60c
Alternatively, either 60d outputs a voltage. Then, the logical circuit 63 takes the OR to obtain the comparators 60a to 6a.
When at least one of 0d is ON, it outputs a voltage and directly drives the light emitting diode 64. Light emitting diode 64
Is more effective when you use visually recognizable colors such as red and yellow. A speaker may be used instead of the light emitting diode 64 to stimulate the hearing.

【手続補正14】[Procedure Amendment 14]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】図1[Name of item to be corrected] Figure 1

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図1】 [Figure 1]

【手続補正15】[Procedure Amendment 15]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】図2[Name of item to be corrected] Figure 2

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図2】 [Fig. 2]

【手続補正16】[Procedure Amendment 16]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】図6[Name of item to be corrected] Figure 6

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図6】 [Figure 6]

【手続補正17】[Procedure Amendment 17]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】図9[Correction target item name] Figure 9

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図9】 [Figure 9]

【手続補正18】[Procedure 18]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】図10[Name of item to be corrected] Fig. 10

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図10】 [Figure 10]

【手続補正19】[Procedure Amendment 19]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】図11[Name of item to be corrected] Figure 11

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図11】 FIG. 11

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数の波長の光を順次、発生する光源
と、 体腔内に挿入される挿入部を有し、前記光源からの光に
より生体組織の代謝を測定するプローブとを備え、 前記挿入部内を挿通し、前記光源からの光を基端面より
入射し先端面より前記生体組織に照射するとともに、前
記生体組織からの第1の戻り光を前記先端面より入射し
前記基端面に伝送する前記第1の光伝達手段と、 前記挿入部内を挿通し、前記生体組織からの第2の戻り
光を伝送する前記第2の光伝達手段と、 前記光源からの光の光路と前記第1の戻り光の光路とを
分離する光学素子と、 前記光学素子により光路が分離された前記第1の戻り光
を検出する第1の光検出手段と、 前記第2の戻り光を検出する第2の光検出手段と、 前記第1および第2の光検出手段の出力を処理し演算す
る演算手段と、 前記演算手段の演算結果を表示する表示手段とを備えた
ことを特徴とする生体組織の酸素代謝測定装置。
1. A light source that sequentially emits light of a plurality of wavelengths, a probe that has an insertion portion that is inserted into a body cavity, and that measures the metabolism of living tissue by the light from the light source. The light from the light source is incident on the living body tissue from the proximal end surface to irradiate the biological tissue through the distal end surface, and the first return light from the living tissue is incident on the distal end surface and transmitted to the proximal end surface. The first light transmission means, the second light transmission means for inserting the second return light from the living tissue through the insertion portion, the light path of the light from the light source, and the first light transmission means. An optical element that separates the optical path of the return light, a first light detection unit that detects the first return light whose optical path is separated by the optical element, and a second light detection unit that detects the second return light. The output of the first and second light detecting means Management and calculation means for calculating, biological tissue oxygen metabolism measuring apparatus, characterized by comprising display means for displaying the calculation result of the calculating means.
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