JPS63275328A - 診断装置 - Google Patents
診断装置Info
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- JPS63275328A JPS63275328A JP62110466A JP11046687A JPS63275328A JP S63275328 A JPS63275328 A JP S63275328A JP 62110466 A JP62110466 A JP 62110466A JP 11046687 A JP11046687 A JP 11046687A JP S63275328 A JPS63275328 A JP S63275328A
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- Pending
Links
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Landscapes
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
- Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、人間あるいは動物の脳組織などの体内器官の
酸素量を測定する診断装置に関し、特に血液中のヘモグ
ロビンの酸素量、細胞内のチトクロムの酸素量を近赤外
光によって検出することで、体内器官の酸素量を測定す
る診断装置に関する。
酸素量を測定する診断装置に関し、特に血液中のヘモグ
ロビンの酸素量、細胞内のチトクロムの酸素量を近赤外
光によって検出することで、体内器官の酸素量を測定す
る診断装置に関する。
一般的に、脳組織等の体内器官の機能を診断する際に、
体内器官内の酸素量が十分なものであって適切に利用さ
れているか否かは、基本的かつ重要なパラメータとなる
0体内器官への十分な酸素の供給は、胎児、新生児の生
育力に欠くことができないものであり、酸素の供給が十
分でない場合には、胎児、新生児の死亡率は高く、また
生存しえたとしても後遺症として体内器官に与える影響
は大きい、また酸素が欠乏することによって体内の全て
の器官が影響を受けるが、特に脳組織への損傷が大きい
。
体内器官内の酸素量が十分なものであって適切に利用さ
れているか否かは、基本的かつ重要なパラメータとなる
0体内器官への十分な酸素の供給は、胎児、新生児の生
育力に欠くことができないものであり、酸素の供給が十
分でない場合には、胎児、新生児の死亡率は高く、また
生存しえたとしても後遺症として体内器官に与える影響
は大きい、また酸素が欠乏することによって体内の全て
の器官が影響を受けるが、特に脳組織への損傷が大きい
。
このような体内器官の酸素量を早期にかつ容易に診断す
るために、1981年8月4日に付与された米国特許第
4,281.645号に開示されているような診断装置
が開発されている。この種の診断装置では、血液中の酸
素運搬媒体であるヘモグロビンと、酸化還元反応を行な
う細胞中のチトクロムa、a3とによる近赤外光の吸収
スペクトルに基づいて、体内器官、特に脳の酸素量の変
化を測定するようになっている。すなわち、波長範囲が
700乃至1300nmの近赤外光は、第4図(a)に
示すように酸素と結合したヘモグロビン(Hb02)と
酸素の取除かれたヘモグロビン(Hb)とで異なる吸収
スペクトルα□、。2゜αHbを示し、また第4図(b
)に示すように酸化されたチトクロムa、a (cy
o2 )と還元されなチトクロムa 、 a3 (C
y )とで異なる吸収スペクトルαcyo2’α を
呈する。この上 y うな近赤外光の性質を利用して、患者の頭部の一方の側
から4種類の異なる波長λ1.λ2.λ3゜λ4(例え
ば775nm、800nm、825nm、850nm)
の近赤外光を時分割で入射させ、頭部を透過した光量を
頭部の他方の側で順次に検出し、これら4種類の検出結
果に所定の演算処理を施すことで、4つの未知数、すな
わち、酸素と結合したヘモグロビン(Hb02)、酸素
の取除かれたヘモグロビン(Hb)、酸化されたチトク
ロムa 、 a 3 (C3’ 02 ) +還元さ
れたチトクロムa、a3 (Cy)のそれぞれの濃度
変化量を算出し、これに基づいて例えば脳の酸素量の変
化を測定するようになっている。
るために、1981年8月4日に付与された米国特許第
4,281.645号に開示されているような診断装置
が開発されている。この種の診断装置では、血液中の酸
素運搬媒体であるヘモグロビンと、酸化還元反応を行な
う細胞中のチトクロムa、a3とによる近赤外光の吸収
スペクトルに基づいて、体内器官、特に脳の酸素量の変
化を測定するようになっている。すなわち、波長範囲が
700乃至1300nmの近赤外光は、第4図(a)に
示すように酸素と結合したヘモグロビン(Hb02)と
酸素の取除かれたヘモグロビン(Hb)とで異なる吸収
スペクトルα□、。2゜αHbを示し、また第4図(b
)に示すように酸化されたチトクロムa、a (cy
o2 )と還元されなチトクロムa 、 a3 (C
y )とで異なる吸収スペクトルαcyo2’α を
呈する。この上 y うな近赤外光の性質を利用して、患者の頭部の一方の側
から4種類の異なる波長λ1.λ2.λ3゜λ4(例え
ば775nm、800nm、825nm、850nm)
の近赤外光を時分割で入射させ、頭部を透過した光量を
頭部の他方の側で順次に検出し、これら4種類の検出結
果に所定の演算処理を施すことで、4つの未知数、すな
わち、酸素と結合したヘモグロビン(Hb02)、酸素
の取除かれたヘモグロビン(Hb)、酸化されたチトク
ロムa 、 a 3 (C3’ 02 ) +還元さ
れたチトクロムa、a3 (Cy)のそれぞれの濃度
変化量を算出し、これに基づいて例えば脳の酸素量の変
化を測定するようになっている。
第5図はこのような診断装置の概略構成図である。第5
図において従来の診断装置は、4種類の異なる波長λ1
.λ2.λ3.λ4の近赤外光をそれぞれ出力するレー
ザダイオードなどの光源LDl乃至LD4と、光源LD
I乃至LD4の出力タイミングを制御する光源制御装置
55と、光源LDI乃至LD4から出力される近赤外光
を頭部60にそれぞれ照射させるための光ファイバ50
−1乃至50−4と、光ファイバ50−1乃至50−4
の端部を互いに束にして保持する照射側取付具51と、
照射用取付具51の取付けられる側とは反対側の頭部6
0の所定位置に取付けられる検出側取付具52と、検出
側取付具52に保持され頭部60を透過した近赤外光を
案内する光ファイバ53と、光ファイバ53によって案
内された近赤外光の光子数を計数し近赤外光の透過量を
測定する透過光検出装置54と、診断装置全体を制御し
、さらに近赤外光の透過量に基づき脳組織の酸素の変化
量を測定するコンピュータシステム5°6とからなって
いる。
図において従来の診断装置は、4種類の異なる波長λ1
.λ2.λ3.λ4の近赤外光をそれぞれ出力するレー
ザダイオードなどの光源LDl乃至LD4と、光源LD
I乃至LD4の出力タイミングを制御する光源制御装置
55と、光源LDI乃至LD4から出力される近赤外光
を頭部60にそれぞれ照射させるための光ファイバ50
−1乃至50−4と、光ファイバ50−1乃至50−4
の端部を互いに束にして保持する照射側取付具51と、
照射用取付具51の取付けられる側とは反対側の頭部6
0の所定位置に取付けられる検出側取付具52と、検出
側取付具52に保持され頭部60を透過した近赤外光を
案内する光ファイバ53と、光ファイバ53によって案
内された近赤外光の光子数を計数し近赤外光の透過量を
測定する透過光検出装置54と、診断装置全体を制御し
、さらに近赤外光の透過量に基づき脳組織の酸素の変化
量を測定するコンピュータシステム5°6とからなって
いる。
コンピュータシステム56は、プロセッサ62と、メモ
リ63と、ディスプレイ、プリンタなどの出力装置64
と、キーボードなどの入力装置65とを備えており、こ
れらはシステムバス66によって互いに接続されている
。またコンピュータシステム56のシステムバス66に
は、外部I10として、光源制御装置55と、透過光検
出装置54とが接続されている。
リ63と、ディスプレイ、プリンタなどの出力装置64
と、キーボードなどの入力装置65とを備えており、こ
れらはシステムバス66によって互いに接続されている
。またコンピュータシステム56のシステムバス66に
は、外部I10として、光源制御装置55と、透過光検
出装置54とが接続されている。
光源制御装置55は、コンピュータシステム56からの
指示により、第6図(a)乃至(d)に示すような駆動
信号ACTI乃至ACT4で光源LDl乃至LD4を駆
動している。第6図(a)乃至(d)において1測定期
間M、(k=1.2.・・・・・・)は、N回のサイク
ルCY1乃至CYNからなっている。サイクルCYI乃
至CYNのうちの任意のサイクルCYnのフェーズφn
1では、いずれの光源LDI乃至LDJも駆動されず、
頭eI560には光源LDI乃至LD4からの近赤外光
は照射されない、またフェーズφn2では、光源LDI
が駆動され、光源LDIから例えば775nmの近赤外
光が出力される。同様にフェーズφn3では光源LD2
が駆動されて光源LD2から例えば800 n snの
近赤外光が出力され、フェーズφn4では光源LD3が
駆動されて光源LDBから例えば825nmの近赤外光
が出力され、フェーズφn5では光源LD4が駆動され
て光源LD4カ)ら例えば850nmの近赤外光が出力
される。このように光源制御装置55は、光源LDI乃
至LD4を時分割で順次に駆動するようになっている。
指示により、第6図(a)乃至(d)に示すような駆動
信号ACTI乃至ACT4で光源LDl乃至LD4を駆
動している。第6図(a)乃至(d)において1測定期
間M、(k=1.2.・・・・・・)は、N回のサイク
ルCY1乃至CYNからなっている。サイクルCYI乃
至CYNのうちの任意のサイクルCYnのフェーズφn
1では、いずれの光源LDI乃至LDJも駆動されず、
頭eI560には光源LDI乃至LD4からの近赤外光
は照射されない、またフェーズφn2では、光源LDI
が駆動され、光源LDIから例えば775nmの近赤外
光が出力される。同様にフェーズφn3では光源LD2
が駆動されて光源LD2から例えば800 n snの
近赤外光が出力され、フェーズφn4では光源LD3が
駆動されて光源LDBから例えば825nmの近赤外光
が出力され、フェーズφn5では光源LD4が駆動され
て光源LD4カ)ら例えば850nmの近赤外光が出力
される。このように光源制御装置55は、光源LDI乃
至LD4を時分割で順次に駆動するようになっている。
また透過光検出装置54は、光ファイバ53からの近赤
外光の光重を調節するフィルタ57と、レンズ70.7
1と、フィルタ57からの光をパルス電流に変換して出
力する光電子増倍管58と、光電子増倍管58からのパ
ルス電流を増幅する増幅器59と、増幅器59からのパ
ルス電流のうちで所定の波高閾値以下のパルス電流を取
除く波高弁別器60と、チャンネルごとの光子数頻度を
検出するマルチチャンネルフォトンカウンタ61と、マ
ルチチャンネルフォトンカウンタ61の検出期間を制御
する例えば検出制御器67と、光電子増倍管58を収容
しているクーラ69の温度を調節する温度コントローラ
68とを備えている。
外光の光重を調節するフィルタ57と、レンズ70.7
1と、フィルタ57からの光をパルス電流に変換して出
力する光電子増倍管58と、光電子増倍管58からのパ
ルス電流を増幅する増幅器59と、増幅器59からのパ
ルス電流のうちで所定の波高閾値以下のパルス電流を取
除く波高弁別器60と、チャンネルごとの光子数頻度を
検出するマルチチャンネルフォトンカウンタ61と、マ
ルチチャンネルフォトンカウンタ61の検出期間を制御
する例えば検出制御器67と、光電子増倍管58を収容
しているクーラ69の温度を調節する温度コントローラ
68とを備えている。
この上うな構成の診断装置では、使用に際して、照射側
取付具51と検出側取付具52とを頭部60の所定位置
にテープなどによりしっかりと取付ける6次いで光源制
御装置55により光源LDl乃至LD4を第6図(a)
乃至(d)のようにそれぞれ駆動すると、光源LDI乃
至LD4からは4種類の異なる波長の近赤外光が時分割
で順次に出力され、光ファイバ50−1乃至50−4を
介して頭部60に入射する0頭部60の骨や柔らかな組
織は、近赤外光に対して透過性であるので、近赤外光は
主に血液中のヘモグロビン、細胞内のチトクロムa、a
3に一部が吸収されて光ファイバ53に出力され、光フ
ァイバ53から透過光検出装置54に加わる。なお、光
源LDl乃至LD4のいずれもが駆動されないフェーズ
φn1では透過光検出装置54には光源LDI乃至LD
4からの透過光は入射せず、このときには透過光検出装
置54においてダーク光の検出が行なわれる。
取付具51と検出側取付具52とを頭部60の所定位置
にテープなどによりしっかりと取付ける6次いで光源制
御装置55により光源LDl乃至LD4を第6図(a)
乃至(d)のようにそれぞれ駆動すると、光源LDI乃
至LD4からは4種類の異なる波長の近赤外光が時分割
で順次に出力され、光ファイバ50−1乃至50−4を
介して頭部60に入射する0頭部60の骨や柔らかな組
織は、近赤外光に対して透過性であるので、近赤外光は
主に血液中のヘモグロビン、細胞内のチトクロムa、a
3に一部が吸収されて光ファイバ53に出力され、光フ
ァイバ53から透過光検出装置54に加わる。なお、光
源LDl乃至LD4のいずれもが駆動されないフェーズ
φn1では透過光検出装置54には光源LDI乃至LD
4からの透過光は入射せず、このときには透過光検出装
置54においてダーク光の検出が行なわれる。
透過光検出装置54の光電子増倍管58は、高感度、高
応答速度で動作するフォトンカウンティング用のもので
ある。光電子増倍管58の出力パルス電流は増幅器5つ
を介して波高弁別器60に入力する。波高弁別器60で
は、所定の波高閾値以下のノイズ成分を取除き信号パル
スだけをマルチチャンネルフォトンカウンタ61に入力
させるようになっている。マルチチャンネルフォトンカ
ウンタ61は、検出制御器67からの第6図(e)に示
すような制御信号C’f” Lにより、第6図(a)乃
至(d)に示すような光源LDI乃至LD11の駆動信
号ACTI乃至A CT 4に同期した期間′I゛。
応答速度で動作するフォトンカウンティング用のもので
ある。光電子増倍管58の出力パルス電流は増幅器5つ
を介して波高弁別器60に入力する。波高弁別器60で
は、所定の波高閾値以下のノイズ成分を取除き信号パル
スだけをマルチチャンネルフォトンカウンタ61に入力
させるようになっている。マルチチャンネルフォトンカ
ウンタ61は、検出制御器67からの第6図(e)に示
すような制御信号C’f” Lにより、第6図(a)乃
至(d)に示すような光源LDI乃至LD11の駆動信
号ACTI乃至A CT 4に同期した期間′I゛。
たけ光子数の検出を行ない、光ファイバ53から入射し
た光に対して各波長ごとの検出フォトン数を計数する。
た光に対して各波長ごとの検出フォトン数を計数する。
これにより近赤外光の各波長ごとの透過量データが求め
られる。
られる。
すなわち、第6図(a)乃至(e)に示すように、光源
制御装置55の1つのサイクルCYn中、フェーズφn
1では、光源LDI乃至LD4のいずれもが駆動されな
いので、透過光検出装置54ではダーク光データdが1
1数される。またフェーズφn2乃至φn5では光源L
DI乃至LD4が時分割で順次に駆動されるので、透過
光検出装置54では、4つの異なった波長λ1.λ2.
λ3゜λ4の近赤外光の透過量データ1 .1え、。
制御装置55の1つのサイクルCYn中、フェーズφn
1では、光源LDI乃至LD4のいずれもが駆動されな
いので、透過光検出装置54ではダーク光データdが1
1数される。またフェーズφn2乃至φn5では光源L
DI乃至LD4が時分割で順次に駆動されるので、透過
光検出装置54では、4つの異なった波長λ1.λ2.
λ3゜λ4の近赤外光の透過量データ1 .1え、。
λ1
1 .1 が順次に計数される。
λ3 λ4
このように、1つのサイクルCYn中に順次計数される
ダーク光データdおよび透過量データtλ1.t
、tλ3.tよ4は、N回のサイλ2 クルCY1乃至CYNにわたって計数が続けられる。す
なわちN回のサイクルをもって、1測定期間Mk (k
=1.2.・・・・・・)とされる、具体的には、例え
ば1つのサイクルCYnが200μ秒でありNが100
00回であるとすると、1測定期間M は2秒となる。
ダーク光データdおよび透過量データtλ1.t
、tλ3.tよ4は、N回のサイλ2 クルCY1乃至CYNにわたって計数が続けられる。す
なわちN回のサイクルをもって、1測定期間Mk (k
=1.2.・・・・・・)とされる、具体的には、例え
ば1つのサイクルCYnが200μ秒でありNが100
00回であるとすると、1測定期間M は2秒となる。
1測定期間M、が終了したに
時点で、ダーク光データの計数結果
計数結果T 、’I’ 、T 、1’λ1
λ2 λ3 λ4 (=Σ゛ tλJ / CY n )がコンピュータシ
ステn=1 ム56に転送され、メモリ63に記憶される。
λ2 λ3 λ4 (=Σ゛ tλJ / CY n )がコンピュータシ
ステn=1 ム56に転送され、メモリ63に記憶される。
プロセッサ62は、1測定期間Mhにおいてメモリ63
に記憶された透過量データ、ダーク光データ(’I’
、’I’ 、T 、T 、D)λ1
λ2 λ3 λ4 1と、測定開始時M。における透過量データ、゛ダーク
光データ(T 、’I’;X2.T□3゜λ1 T、D) とから、ダーク減算を行ない、λ4
MO しかる後に透過量の変化率Δ′F 、Δ”A2’λ1 Δ′F 、ΔTA4を算出する。ずなわち透過λ3 星の変化率Δ′F 、Δ′■゛、Δ′I゛λ1
λ2 λ3 ”ΔTλ4は、 ΔT 、=j o’l [(’I’ λJ ’ )
M k/λj (’r 、−D) ](J=1乃至4)λJ
MO ・・・・・・(1) として算出される。なお、Δ’I”;Xjの算出におい
て対数をとっているのは、光学密度としての変化を表わ
すためである。
に記憶された透過量データ、ダーク光データ(’I’
、’I’ 、T 、T 、D)λ1
λ2 λ3 λ4 1と、測定開始時M。における透過量データ、゛ダーク
光データ(T 、’I’;X2.T□3゜λ1 T、D) とから、ダーク減算を行ない、λ4
MO しかる後に透過量の変化率Δ′F 、Δ”A2’λ1 Δ′F 、ΔTA4を算出する。ずなわち透過λ3 星の変化率Δ′F 、Δ′■゛、Δ′I゛λ1
λ2 λ3 ”ΔTλ4は、 ΔT 、=j o’l [(’I’ λJ ’ )
M k/λj (’r 、−D) ](J=1乃至4)λJ
MO ・・・・・・(1) として算出される。なお、Δ’I”;Xjの算出におい
て対数をとっているのは、光学密度としての変化を表わ
すためである。
このようにして算出された透過量の変化率ΔT 、Δ
T 、ΔT 、ΔTλ4がら、λ1 λ2
λ3 酸素と結合したヘモグロビン(HbO2)、酸素の取除
かれたヘモグロビン(Hb)、酸化されたチトクロムa
、a3 (Cy02 )+還元されたチトクロムa
、 a3 (Cy )の濃度変化ΔX1lb02’Δ
X1lb、ΔX6.。2.ΔXC1をそれぞれ検出する
ことができる。すなわち各成分の濃度変化ΔX11.。
T 、ΔT 、ΔTλ4がら、λ1 λ2
λ3 酸素と結合したヘモグロビン(HbO2)、酸素の取除
かれたヘモグロビン(Hb)、酸化されたチトクロムa
、a3 (Cy02 )+還元されたチトクロムa
、 a3 (Cy )の濃度変化ΔX1lb02’Δ
X1lb、ΔX6.。2.ΔXC1をそれぞれ検出する
ことができる。すなわち各成分の濃度変化ΔX11.。
2゜ΔX1lb’ΔXcy02・Cy
ΔX は、
・・・・・・(2)
として検出される。ここでα6.は、各波長λjJ
(λ1.λ2.λ3.λ4)における各成分1(HbO
2,Hb、C3102,Cy)の吸収係数であり、第4
図(a) 、 (b)が′ら予め定まっている。
2,Hb、C3102,Cy)の吸収係数であり、第4
図(a) 、 (b)が′ら予め定まっている。
また1は、近赤外光が進行する方向の頭部6oの長さで
ある。
ある。
このようにしてコンピュータシステム56において検出
された各成分の濃度変化ΔX□bo2゜ΔX1lb’
Xcy02.ΔXc、は、換言すれば、脳内の酸素量の
変化であるので、これらを出力装置64に出力させるこ
とで、脳内の酸素量の変化を知り診断することができる
。
された各成分の濃度変化ΔX□bo2゜ΔX1lb’
Xcy02.ΔXc、は、換言すれば、脳内の酸素量の
変化であるので、これらを出力装置64に出力させるこ
とで、脳内の酸素量の変化を知り診断することができる
。
ところで、上述のような従来の診断装置の照射側取付具
51および検出側取付具52は、近赤外光を頭部60に
垂直に入射させ透過光を光ファイバ53に垂直に入射さ
せて照射効率、検出効率を最大にするために、第5図に
示すように、光ファイバ50−1乃至50−4.光ファ
イバ53を頭部60の表皮に対して垂直となるように保
持していた。
51および検出側取付具52は、近赤外光を頭部60に
垂直に入射させ透過光を光ファイバ53に垂直に入射さ
せて照射効率、検出効率を最大にするために、第5図に
示すように、光ファイバ50−1乃至50−4.光ファ
イバ53を頭部60の表皮に対して垂直となるように保
持していた。
しかしながら、実際に、照射側取付具51.検出側取付
具52を頭部60に取付けるには、一般に曲げ半径の大
きな可視性の光ファイバ50−1乃至50−4.光ファ
イバ53(ガラスファイバ)を第5図に示すように所定
量向げねばならず、これらの取付具51.52を頭部6
0にしっかりと取付けるのは容易ではない、また診断中
、頭部60が動くことによりこれらの取付具51.52
の取付は位置が変動し易く、正確な測定を行なうことが
できないという問題があった。また光源LDl乃至LD
4から出力される近赤外光の損失を少なくしかつ頭部6
0を透過した近赤外光の損失を少なくするよう、光ファ
イバ5o−1乃至5゜−4,光ファイバ53の長さを雉
がくするには限度があった。
具52を頭部60に取付けるには、一般に曲げ半径の大
きな可視性の光ファイバ50−1乃至50−4.光ファ
イバ53(ガラスファイバ)を第5図に示すように所定
量向げねばならず、これらの取付具51.52を頭部6
0にしっかりと取付けるのは容易ではない、また診断中
、頭部60が動くことによりこれらの取付具51.52
の取付は位置が変動し易く、正確な測定を行なうことが
できないという問題があった。また光源LDl乃至LD
4から出力される近赤外光の損失を少なくしかつ頭部6
0を透過した近赤外光の損失を少なくするよう、光ファ
イバ5o−1乃至5゜−4,光ファイバ53の長さを雉
がくするには限度があった。
さらに、光ファイバ50−1乃至50−4.光ファイバ
53を頭部60の表皮に対して常に垂直な状態に維持さ
せるために、照射側取付具51゜検出側取付具52は、
光ファイバ5o−1乃至50−4.光ファイバ53をそ
れぞれ所定の長さhだけ保持する必要があった。このた
めにこれらの取付具51.52は大きなものとなり、こ
れらの取付具51.52を遮光用テープで頭部6oに取
付けるのが容易でないという問題があった。
53を頭部60の表皮に対して常に垂直な状態に維持さ
せるために、照射側取付具51゜検出側取付具52は、
光ファイバ5o−1乃至50−4.光ファイバ53をそ
れぞれ所定の長さhだけ保持する必要があった。このた
めにこれらの取付具51.52は大きなものとなり、こ
れらの取付具51.52を遮光用テープで頭部6oに取
付けるのが容易でないという問題があった。
また、これらの取付具51.52は、診断装置を使用し
ないときの照射面、受光面の破損、汚れを防止するため
、あるいは診断装置自体を検査するため、第7図に示す
ように互いに対向させた形で組立てられて収納、保管あ
るいは使用されるのが望ましい、しかしながら、従来の
取付具51゜52は、頭部60の表皮に垂直となるよう
に光ファイバ50−1乃至50−4.光ファイバ53を
保持しているので、互いに対向させた形で組立てて収納
、保管あるいは使用するには適していない。
ないときの照射面、受光面の破損、汚れを防止するため
、あるいは診断装置自体を検査するため、第7図に示す
ように互いに対向させた形で組立てられて収納、保管あ
るいは使用されるのが望ましい、しかしながら、従来の
取付具51゜52は、頭部60の表皮に垂直となるよう
に光ファイバ50−1乃至50−4.光ファイバ53を
保持しているので、互いに対向させた形で組立てて収納
、保管あるいは使用するには適していない。
本発明は、体内器官への取付けが容易であり測定精度を
向上させることができてさらに互いに対向させた形で組
立てるのに適した小型の構造の取付具を備えた診断装置
を提供することを目的としている。
向上させることができてさらに互いに対向させた形で組
立てるのに適した小型の構造の取付具を備えた診断装置
を提供することを目的としている。
本発明は、照射側光ファイバからの光を体内器官に入射
させるための照射側取付具と、体内器官を透過した光を
検出側光ファイバに案内するための検出側取付具を備え
、前記照射側取付具および前記検出側取付具は、光の入
射経路を所定の角度曲げるための光学部材を内部にそれ
ぞれ備えていることを特徴とする診断装置によって、上
記従来技術の問題点を改善しようとするものである。
させるための照射側取付具と、体内器官を透過した光を
検出側光ファイバに案内するための検出側取付具を備え
、前記照射側取付具および前記検出側取付具は、光の入
射経路を所定の角度曲げるための光学部材を内部にそれ
ぞれ備えていることを特徴とする診断装置によって、上
記従来技術の問題点を改善しようとするものである。
本発明では、照射側取付具と検出側取付具とにそれぞれ
、光の入射経路を所定の角度曲げるための光学部材を設
けている。これによって、照射側光ファイバからの光は
、照射側取付具の光学部材によって所定の角度曲げられ
て照射側取付具から出力される。同様に検出側取付具に
入射した光は、検出側取付具の光学部材によって所定の
角度曲げられて検出側光ファイバに出力される。このよ
うに照射側取付具、検出側取付具の内部にそれぞれ光学
部材を設けているので、照射側光ファイバと検出側光フ
ァイバとを無理のない状態で維持することができる。
、光の入射経路を所定の角度曲げるための光学部材を設
けている。これによって、照射側光ファイバからの光は
、照射側取付具の光学部材によって所定の角度曲げられ
て照射側取付具から出力される。同様に検出側取付具に
入射した光は、検出側取付具の光学部材によって所定の
角度曲げられて検出側光ファイバに出力される。このよ
うに照射側取付具、検出側取付具の内部にそれぞれ光学
部材を設けているので、照射側光ファイバと検出側光フ
ァイバとを無理のない状態で維持することができる。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第1図(a) 、 (b)はそれぞれ本発明に係る診断
装置の照射側取付具、検出側取付具の実施例の断面図で
ある。第1図(a) 、 (b)に示す照射側取付具1
.検出側取付具2は内部に、断面がほぼ1/4円形の形
状をしているプリズム5.6をそれぞれ備えている。プ
リズム5,6はそれぞれ、本体3.4の内面3a、4a
に取付けられており、本体3,4の内面3a、4aは、
表面反射処理が施されている。プリズム5の照射面5a
およびプリズム6の受光面6aは、患者の例えば頭部の
表皮に当てがわれるようになっている。またプリズム5
の面5bにはこれと垂直に光ファイバ50−1乃至50
−4が連結され、プリズム6の面6bには、これと垂直
に光ファイバ53が連結されている。
装置の照射側取付具、検出側取付具の実施例の断面図で
ある。第1図(a) 、 (b)に示す照射側取付具1
.検出側取付具2は内部に、断面がほぼ1/4円形の形
状をしているプリズム5.6をそれぞれ備えている。プ
リズム5,6はそれぞれ、本体3.4の内面3a、4a
に取付けられており、本体3,4の内面3a、4aは、
表面反射処理が施されている。プリズム5の照射面5a
およびプリズム6の受光面6aは、患者の例えば頭部の
表皮に当てがわれるようになっている。またプリズム5
の面5bにはこれと垂直に光ファイバ50−1乃至50
−4が連結され、プリズム6の面6bには、これと垂直
に光ファイバ53が連結されている。
このような構成の照射側取付具1.検出側取付具2を備
えた診断装置において、例えば患者の頭部の脳組織の酸
素量を測定しようとするときには、照射側取付具1のプ
リズム5の照射面5aを頭部の所定位置に取付け、検出
側取付具2のプリズム6の受光面6aを照射側取付具1
の取付けられた側とは反対側の頭部の所定位置に取付け
る。この状態では光ファイバ50−1乃至50−4.光
ファイバ53は光源LDI乃至LD4.透過光検出装置
54からほぼ真直ぐに延ばされ、無理のない自然な状態
になっている。従って、第1図(a)。
えた診断装置において、例えば患者の頭部の脳組織の酸
素量を測定しようとするときには、照射側取付具1のプ
リズム5の照射面5aを頭部の所定位置に取付け、検出
側取付具2のプリズム6の受光面6aを照射側取付具1
の取付けられた側とは反対側の頭部の所定位置に取付け
る。この状態では光ファイバ50−1乃至50−4.光
ファイバ53は光源LDI乃至LD4.透過光検出装置
54からほぼ真直ぐに延ばされ、無理のない自然な状態
になっている。従って、第1図(a)。
(b)に示すような照射側取付具1.検出側取付具2で
はこれらを頭部等に取付ける際、光ファイバ50−1乃
至50−4.光ファイバ53を極端に曲げる必要はない
ので、頭部等にしっかりと取付けることが可能で、頭部
が動いたような場合にもこれらの取付位置が変動しない
ようにすることができる。さらに、光ファイバ50−1
乃至50−4、光ファイバ53は、光源LDI乃至LD
4゜透過光検出波W54から自然な状態で延ばされるの
で、これらの長さを短かくし近赤外光の伝送損失を少な
くすることができる。
はこれらを頭部等に取付ける際、光ファイバ50−1乃
至50−4.光ファイバ53を極端に曲げる必要はない
ので、頭部等にしっかりと取付けることが可能で、頭部
が動いたような場合にもこれらの取付位置が変動しない
ようにすることができる。さらに、光ファイバ50−1
乃至50−4、光ファイバ53は、光源LDI乃至LD
4゜透過光検出波W54から自然な状態で延ばされるの
で、これらの長さを短かくし近赤外光の伝送損失を少な
くすることができる。
また照射側取付具1.検出側取付具2は、従来の照射側
取付具51.検出側取付具52と比べて、光ファイ)<
50−1乃至50−4.光ファイバ53を長稈しっか
りと保持する必要がないので、保持部分の長さh′を短
かくすることができて、全体の大きさを小さくすること
ができる。
取付具51.検出側取付具52と比べて、光ファイ)<
50−1乃至50−4.光ファイバ53を長稈しっか
りと保持する必要がないので、保持部分の長さh′を短
かくすることができて、全体の大きさを小さくすること
ができる。
第1図(a) 、 (b)に示す照射側取付具1.検出
側取付具2を頭部等に取付けて、光源LDI乃至LD4
を駆動すると、光源LDI乃至LDJからの近赤外光は
、照射側取付具1のプリズム5の面5bに垂直に入射し
、照射側取付具1の本体3の内面3aで反射されて、プ
リズム5の照射面5aから垂直に出力され、頭部等に入
射する0頭部等を透過した近赤外光は、検出側取付具2
のプリズム6、の受光面6aに垂直に入射し、検出側取
付具2の本体4の内面4aで反射されて面6bから光フ
ァイバ53に垂直に出力される。これにより、正確な測
定を行なうことができる。
側取付具2を頭部等に取付けて、光源LDI乃至LD4
を駆動すると、光源LDI乃至LDJからの近赤外光は
、照射側取付具1のプリズム5の面5bに垂直に入射し
、照射側取付具1の本体3の内面3aで反射されて、プ
リズム5の照射面5aから垂直に出力され、頭部等に入
射する0頭部等を透過した近赤外光は、検出側取付具2
のプリズム6、の受光面6aに垂直に入射し、検出側取
付具2の本体4の内面4aで反射されて面6bから光フ
ァイバ53に垂直に出力される。これにより、正確な測
定を行なうことができる。
第2図(a) 、 (b)はそれぞれ照射側取付具、検
出側取付具の変形例を示す図である。
出側取付具の変形例を示す図である。
第2図(a) 、 (b)に示す照射側取付具11.検
出側取付具12は内部に直角プリズム15.16をそれ
ぞれ備え、直角プリズム15.16はそれぞれ、本体1
3.14の表面反射処理された内面13a、14aに取
付けられている。第1図(a)。
出側取付具12は内部に直角プリズム15.16をそれ
ぞれ備え、直角プリズム15.16はそれぞれ、本体1
3.14の表面反射処理された内面13a、14aに取
付けられている。第1図(a)。
(b)に示す照射側取付具1.検出側取付具2と同様に
直角プリズム15.16の照射面1うa、受光面16a
は患者の頭部等に取付けられる一方、直角プリズム15
.16の面15b、16bには、光ファイバ50−1乃
至50−4.光ファイバ53が垂直に連結されている。
直角プリズム15.16の照射面1うa、受光面16a
は患者の頭部等に取付けられる一方、直角プリズム15
.16の面15b、16bには、光ファイバ50−1乃
至50−4.光ファイバ53が垂直に連結されている。
このような構成の照射側取付具11.検出側取付具12
では、照射側取付具1.検出側取付具2と全く同様に、
頭部等への取付けを容易にかつしっかりと行なう゛こと
ができて、取付具11.12の大きさを小さくすること
ができる。
では、照射側取付具1.検出側取付具2と全く同様に、
頭部等への取付けを容易にかつしっかりと行なう゛こと
ができて、取付具11.12の大きさを小さくすること
ができる。
第3図は収納、保管あるいは診断装置自体の検査に適し
た椹造の照射側取付具および検出側取付具の断面図であ
る。
た椹造の照射側取付具および検出側取付具の断面図であ
る。
第3図に示す照射側取付具21および検出側取付具22
は互いに当接する側の周縁にフランジ25.26を有し
ており、フランジ25.26には止め具27が嵌合する
ようになっている。
は互いに当接する側の周縁にフランジ25.26を有し
ており、フランジ25.26には止め具27が嵌合する
ようになっている。
診断装置を使用しないときには、照射側取付具21、検
出側取付具22を互いに密接させて止め具27によって
互いに係合させることにより、フ。
出側取付具22を互いに密接させて止め具27によって
互いに係合させることにより、フ。
リズム5.6の照射面5a、受光面6aの破損、汚れを
有効に防止することができる。
有効に防止することができる。
また診断装置自体を検査するときには、照射側取付具2
1からの近赤外光を検出側取付具22に直接入射させる
ことにより、診断装置の光学系の検査を行なうことがで
きる。この際に光ファイバ50−1乃至50−4.光フ
ァイバ53は、頭部に固定し易い状態に維持されるので
、光ファイバ50−1乃至50−4.光ファイバ53が
折れたり、あるいは曲げにより塑性変形したりするよう
なことはなく、自然の状態のままで収納、保管あるいは
使用することができる。
1からの近赤外光を検出側取付具22に直接入射させる
ことにより、診断装置の光学系の検査を行なうことがで
きる。この際に光ファイバ50−1乃至50−4.光フ
ァイバ53は、頭部に固定し易い状態に維持されるので
、光ファイバ50−1乃至50−4.光ファイバ53が
折れたり、あるいは曲げにより塑性変形したりするよう
なことはなく、自然の状態のままで収納、保管あるいは
使用することができる。
なお第3図では、止め具27を用いたが、照射側取付具
21.検出側取付具220体に互いを係合させる手段を
設けても良い。
21.検出側取付具220体に互いを係合させる手段を
設けても良い。
また上述の実施例では、1/4円形の断面をもつプリズ
ム5,6.ff角プリズム15.16を用いているが、
他の周知の形状のプリズムを用いても良い、さらには光
の入射経路を直角に曲げるプリズムに限らず、光の入射
経路を所定の角度曲げる光学部材を用いても良い、この
ときには、光ファイバ50−1乃至50−4.光ファイ
バ53は光学部材の所定の面に垂直に取付けられなくと
も良い。
ム5,6.ff角プリズム15.16を用いているが、
他の周知の形状のプリズムを用いても良い、さらには光
の入射経路を直角に曲げるプリズムに限らず、光の入射
経路を所定の角度曲げる光学部材を用いても良い、この
ときには、光ファイバ50−1乃至50−4.光ファイ
バ53は光学部材の所定の面に垂直に取付けられなくと
も良い。
以上に説明したように、本発明によれば、照射側取付具
と検出側取付具とに、光の入射経路を所定の角度曲げる
ための光学部材を設け、照射側光ファイバと検出側光フ
ァイバとを頭部に固定し易い状態で維持するようにして
いるので、照射側取付具と検出側取付具とを小型にする
ことができてこれらを体内器官へ容易にかつしっかりと
取付けることができる。
と検出側取付具とに、光の入射経路を所定の角度曲げる
ための光学部材を設け、照射側光ファイバと検出側光フ
ァイバとを頭部に固定し易い状態で維持するようにして
いるので、照射側取付具と検出側取付具とを小型にする
ことができてこれらを体内器官へ容易にかつしっかりと
取付けることができる。
さらには収納、保管時あるいは診断装置自体の検査時に
これらの取付具を対向させた形で組立てるときにも照射
側光ファイバ、検出側光ファイバは自然な状態にあるの
で、これらが折れたり、あるいは塑性変形したりするこ
とを防止することができる。
これらの取付具を対向させた形で組立てるときにも照射
側光ファイバ、検出側光ファイバは自然な状態にあるの
で、これらが折れたり、あるいは塑性変形したりするこ
とを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a) 、 (b)はそれぞれ本発明に係る診断
装置の照射側取付具、検出側取付具の断面図、第2図(
a) 、 (b)はそれぞれ照射υ1取付具、検出側取
付具の変形例の断面図、第3図は第1図(a)。 (b)に示す照射側取付具、検出側取付具を組立てた状
態を示す図、第4図(a) 、 (b)はそれぞれヘモ
グロビン、チトクロムの吸収スペクトルを示す図、第5
図は従来の診断装置の構成図、第6図(a)乃至((1
)はそれぞれ駆動信号A C’r1乃至A CT4のタ
イムチャー1・、第6図(8)は制御信号C′rLのタ
イムチャー1・、第7図は従来の照射側取付具、検出側
取付具を組立てた状態を示す図である。 1.11.21・・・照射側取付具、 2.12.22・・・検出側取付具、 3.4,13.14・・・本体、 5.6,15.16・・・プリズム、 25.26・・・フランジ、27・・・止め具、50−
1乃至50−4.53・・・光フアイバ第1図 第2図 第3図 50−1乃至50−4 第4図 λ1 人3 第7図 手 続 ネn1 二NE −ミニfj (自発)昭
和62年9月0311 C・t゛
装置の照射側取付具、検出側取付具の断面図、第2図(
a) 、 (b)はそれぞれ照射υ1取付具、検出側取
付具の変形例の断面図、第3図は第1図(a)。 (b)に示す照射側取付具、検出側取付具を組立てた状
態を示す図、第4図(a) 、 (b)はそれぞれヘモ
グロビン、チトクロムの吸収スペクトルを示す図、第5
図は従来の診断装置の構成図、第6図(a)乃至((1
)はそれぞれ駆動信号A C’r1乃至A CT4のタ
イムチャー1・、第6図(8)は制御信号C′rLのタ
イムチャー1・、第7図は従来の照射側取付具、検出側
取付具を組立てた状態を示す図である。 1.11.21・・・照射側取付具、 2.12.22・・・検出側取付具、 3.4,13.14・・・本体、 5.6,15.16・・・プリズム、 25.26・・・フランジ、27・・・止め具、50−
1乃至50−4.53・・・光フアイバ第1図 第2図 第3図 50−1乃至50−4 第4図 λ1 人3 第7図 手 続 ネn1 二NE −ミニfj (自発)昭
和62年9月0311 C・t゛
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1)照射側光ファイバからの光を体内器官に入射させる
ための照射側取付具と、体内器官を透過した光を検出側
光ファイバに案内するための検出側取付具とを備え、前
記照射側取付具および前記検出側取付具は、光の入射経
路を所定の角度曲げるための光学部材を内部にそれぞれ
備えていることを特徴とする診断装置。 2)前記照射側取付具は、前記照射側光ファイバからの
光が照射側取付具の前記光学部材の所定の面に所定の角
度で入射するよう前記照射側光ファイバを保持している
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の診断装
置。 3)前記検出側取付具は、これに設けられた前記光学部
材の所定の面からの透過光が前記検出側光ファイバに入
射するよう前記検出側光ファイバを保持していることを
特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の診断装置。 4)前記照射側取付具および前記検出側取付具は、互い
に対向した形で組立てられ、このときに前記照射側取付
具および前記検出側取付具は頭部に固定し易い状態に維
持されることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載
の診断装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62110466A JPS63275328A (ja) | 1987-05-08 | 1987-05-08 | 診断装置 |
US07/189,257 US5103829A (en) | 1987-05-08 | 1988-05-02 | Examination apparatus for measuring oxygenation in body organs |
EP88304133A EP0290275B1 (en) | 1987-05-08 | 1988-05-06 | Examination apparatus for measuring oxygenation |
DE88304133T DE3882274T2 (de) | 1987-05-08 | 1988-05-06 | Untersuchungsgerät zur Messung der Sauerstoffsättigung. |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62110466A JPS63275328A (ja) | 1987-05-08 | 1987-05-08 | 診断装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63275328A true JPS63275328A (ja) | 1988-11-14 |
Family
ID=14536420
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62110466A Pending JPS63275328A (ja) | 1987-05-08 | 1987-05-08 | 診断装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63275328A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022254883A1 (ja) * | 2021-06-02 | 2022-12-08 | 浜松ホトニクス株式会社 | プローブユニット |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS566403B1 (ja) * | 1969-01-14 | 1981-02-10 | ||
JPS6314143B2 (ja) * | 1983-11-11 | 1988-03-29 | Sekisui Chemical Co Ltd |
-
1987
- 1987-05-08 JP JP62110466A patent/JPS63275328A/ja active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS566403B1 (ja) * | 1969-01-14 | 1981-02-10 | ||
JPS6314143B2 (ja) * | 1983-11-11 | 1988-03-29 | Sekisui Chemical Co Ltd |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022254883A1 (ja) * | 2021-06-02 | 2022-12-08 | 浜松ホトニクス株式会社 | プローブユニット |
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