JPWO2012147585A1

JPWO2012147585A1 - 光学測定装置

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Publication number: JPWO2012147585A1
Application number: JP2012549172A
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Inventors: 健二上村
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Filing date: 2012-04-18
Publication date: 2014-07-28
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Abstract

本発明にかかる光学測定装置１は、照射ファイバ５と、複数の受光ファイバ７〜９と、生体組織６を照射する光を出力発生して照射ファイバ５に供給する光源部２２と、複数の測定器を有し、各受光ファイバ７〜９が出力した生体組織からの戻り光をそれぞれ分光測定する測定部２３と、測定部２３による測定結果を所定の記憶部２７に記憶させる制御部２６とを備え、測定部は２３、電力供給後に所定条件にて戻り光の特性値取得前測定を順次行い、特性値取得前測定において、光源部２２からの供給光量と、生体組織６の光の反射状態または散乱状態とをもとに設定された量の受光強度の増加を検出したときに特性値取得用の分光測定を開始する。

Description

本発明は、生体組織で反射または散乱された戻り光の分光測定を行って前記生体組織の特性値を取得する光学測定装置に関する。

近年、空間コヒーレンス長の短い低コヒーレント光をプローブ先端から散乱体である生体組織に照射し、その散乱光の強度分布を測定することによって、生体組織の性状を検出するＬＥＢＳ（Ｌｏｗ−ＣｏｈｅｒｅｎｃｅＥｎｈａｎｃｅｄＢａｃｋｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ）技術を用いた光学測定装置が提案されている（たとえば、特許文献１〜４参照）。このような光学測定装置は、消化器等の臓器を観察する内視鏡と組み合わせることによって生体組織等の測定対象物の光学測定を行なう。

このＬＥＢＳ技術を用いた光学測定装置は、所望の複数の角度の散乱光を、複数の受光ファイバで取得した後に複数の測定器でそれぞれ分光測定することによって、生体組織の散乱光の強度分布を取得し、この測定結果をもとに生体組織の性状に関わる特性値を取得する。

国際公開ＷＯ２００７／１３３６８４号米国特許出願公開第２００８／００３７０２４号明細書米国特許第７６５２８８１号明細書米国特許出願公開第２００９／０００３７５９号明細書

上述した従来の光学測定装置では、所定の同期トリガー信号を各測定器に与えることによって、各測定器に対して所定のタイミングで測定を開始させていた。このため、同期トリガー信号を生成するためのトリガー形成回路を測定器外部に設けるとともに、この同期トリガー信号を受信して測定器を駆動させるトリガー回路を各測定器に設けなければならず、光学測定装置の装置構成が複雑化するという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、複数の測定器に適切なタイミングで測定を開始させることができるとともに、装置構成の簡易化を実現できる光学測定装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる光学測定装置は、生体組織で反射または散乱された戻り光の分光測定を行って前記生体組織の特性値を取得する光学測定装置において、基端から供給された光を伝導して先端から照射する照射ファイバと、各々が先端から入射した光を伝導して基端から出力する複数の受光ファイバと、前記生体組織を照射する光を出力発生して前記照射ファイバに供給する光源部と、前記複数の受光ファイバと同数設けられ、各受光ファイバが出力した前記生体組織からの戻り光をそれぞれ分光測定する複数の測定器と、前記複数の測定器による各測定結果を所定の記憶部に記憶させる制御部と、を備え、各測定器は、電力供給後に所定条件にて戻り光の特性値取得前測定を順次行い、前記特性値取得前測定において、前記光源部からの供給光量と、前記生体組織の光の反射状態または散乱状態とをもとに設定された量の受光強度の増加を検出したときに特性値取得用の分光測定を開始し、前記制御部は、各測定器が前記特性値取得用の測定を開始した後の測定結果を、前記生体組織の特性値を取得するために要するデータとして前記記憶部に記憶させることを特徴とする。

また、本発明にかかる光学測定装置は、前記光源部は、前記複数の測定器における前記戻り光の受光強度が環境光の強度と区別可能な強度で光を供給することを特徴とする。

また、本発明にかかる光学測定装置は、前記光源部は、照射開始時において供給光量を一時的に増加し、各測定器は、前記特性値取得前測定において、前記光源部の照射開始時における一時的な供給光量の増加に対応した一時的な受光強度の増加を検出したときに前記特性値取得用の分光測定を開始することを特徴とする。

また、本発明にかかる光学測定装置は、前記光源部は、光を発する光源と、前記光源から発せられた光の光路上に設けられ、前記制御部の制御のもとで開閉自在なシャッタとを有することを特徴とする。

また、本発明にかかる光学測定装置は、各測定器は、前記特性値取得前測定において、所定波長の光に対する前記受光強度の増加を検出したときに前記特性値取得用の分光測定を開始することを特徴とする。

また、本発明にかかる光学測定装置は、前記光源部は、照射光として出力する光の波長を変更可能であり、照射開始から所定期間の間、前記所定波長の光を照射することを特徴とする。

また、本発明にかかる光学測定装置は、前記光源部は、白色光を発する白色光源と、前記白色光に含まれる前記所定波長の光を透過するフィルタと、前記フィルタを移送する移送部とを有し、前記制御部は、前記移送部に、前記特性値取得前測定前に、前記フィルタを光路中に移送させることを特徴とする。

本発明にかかる光学測定装置によれば、各測定器は、電力供給後に所定条件にて、生体組織で反射または散乱された戻り光の特性値取得前測定を行い、この特性値取得前測定において、光源部からの供給光量と測定対象の光の反射状態または散乱状態とをもとに設定された量の受光強度の増加を検出したときに特性値取得用の分光測定を自動的に開始するため、トリガー形成回路およびトリガー回路を設けずとも、複数の測定器に適切なタイミングで測定を開始させることができる。

図１は、本発明の一実施の形態にかかる光学測定装置の概略構成を示す模式図である。図２は、図１に示すプローブの内視鏡への取り付けを示す図である。図３は、図１に示す測定部の構成を示すブロック図である。図４は、図１および図２に示す第１測定部の測定処理の処理手順を示す図である。図５は、図１に示す光源部からの出力光の強度の時間依存を示す図と、図３に示す第１測定部において測定される受光強度の時間依存を示す図である。図６は、生体組織とプローブの先端とが適切に接触していない場合に図３に示す第１測定部において測定される出力光強度の時間依存を示す図である。図７は、図１に示す光源部からの出力光の強度の時間依存における他の例を示す図と、図３に示す第１測定部において測定される受光強度の時間依存における他の例を示す図である。図８は、本発明の一実施の形態にかかる光学測定システムの他の概略構成を示す模式図である。図９は、本発明の一実施の形態にかかる光学測定システムの他の概略構成を示す模式図である。

以下、図面を参照して、この発明にかかる光学測定装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一の部分には同一の符号を付している。また、図面は模式的なものであり、各部材の厚みと幅との関係、各部材の比率などは、現実と異なることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。

（実施の形態）
図１は、本発明の一実施の形態にかかる光学測定装置の概略構成を示す模式図である。図１に示すように、実施の形態にかかる光学測定装置１は、測定対象物である生体組織６に対する光学測定を行って生体組織６の性状を検出する本体装置２と、被検体内に挿入される測定用のプローブ３とを備える。プローブ３は、可撓性を有し、基端３２が本体装置２に着脱自在に接続し、接続する本体装置２によって、基端３２から供給された光を先端３３から生体組織６に対して出射するとともに、先端３３から入射した生体組織６からの戻り光である反射光、散乱光を、基端から本体装置２に出力する。

本体装置２は、電源２１、光源部２２、測定部２３、入力部２４、出力部２５、制御部２６および記憶部２７を備える。

電源２１は、本体装置２の各構成要素に電力を供給する。

光源部２２は、生体組織６に照射する光を出力発生する。光源部２２は、白色光を発する白色ＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）、キセノンランプまたはハロゲンランプ等の低コヒーレント光源である光源２２ａと、一または複数のレンズ（図示しない）と、光源２２ａに供給する電圧量を制御する電圧制御部２２ｂとを用いて実現される。光源部２２は、対象物へ照射する低コヒーレント光を、後述するプローブ３の照射ファイバ５に供給する。

測定部２３は、プローブ３から出力された光であって生体組織６からの戻り光を分光測定する。測定部２３は、複数の分光測定器を用いて実現される。測定部２３は、プローブ３から出力された戻り光のスペクトル成分および強度等を測定して、波長ごとの測定を行なう。測定部２３は、測定結果を制御部２６に出力する。測定部２３は、後述するプローブ３の複数の受光ファイバと同数の分光測定器が設けられる。図１に示す例では、プローブ３の複数の受光ファイバ７〜９に対応して、分光測定器をそれぞれ有する第１測定部２３ａ、第２測定部２３ｂおよび第３測定部２３ｃを有する。

入力部２４は、プッシュ式のスイッチ等を用いて実現され、スイッチ等が操作されることによって、本体装置２の起動を指示する指示情報や他の各種指示情報を受け付けて制御部２６に入力する。

出力部２５は、光学測定装置１における各種処理に関する情報を出力する。出力部２５は、ディスプレイ、スピーカおよびモータ等を用いて実現され、画像情報、音声情報または振動を出力することによって、光学測定装置１における各種処理に関する情報を出力する。

制御部２６は、本体装置２の各構成要素の処理動作を制御する。制御部２６は、ＣＰＵおよびＲＡＭ等の半導体メモリを用いて実現される。制御部２６は、本体装置２の各構成要素に対する指示情報やデータの転送等を行うことによって、本体装置２の動作を制御する。制御部２６は、複数の測定器を有する測定部２３による各測定結果を後述する記憶部２７に記憶させる。制御部２６は、演算部２６ａを有する。

演算部２６ａは、測定部２３による測定結果をもとに複数種の演算処理を行い、生体組織６の性状に関わる特性値を演算する。演算部２６ａが演算する特性値であって、取得対象とされた特性値の種別は、たとえば、操作者による操作によって入力部２４から入力された指示情報にしたがって設定される。

記憶部２７は、本体装置２に光学測定処理を実行させる光学測定プログラムを記憶するとともに、光学測定処理に関する各種情報を記憶する。記憶部２７は、測定部２３による各測定結果を記憶する。記憶部２７は、演算部２６ａが演算した特性値を記憶する。

プローブ３は、本体装置２の所定の接続部に着脱自在に接続される基端３２と、光源部２２から供給された光が出射するとともに測定対象からの散乱光が入射する先端３３とを有する。プローブ３は、一または複数の光ファイバを用いて実現される。ＬＥＢＳ技術を用いる場合には、散乱角度の異なる少なくとも２つの散乱光をそれぞれ受光するため、複数の受光ファイバが設けられる。具体的には、プローブ３は、基端３２から供給された光源部２２からの光を伝導して先端３３から生体組織６に照射する照射ファイバ５と、各々が先端３３から入射した生体組織６からの散乱光、反射光を伝導して基端３２から出力する３本の受光ファイバ７〜９とを有し、照射ファイバ５および受光ファイバ７〜９の先端には透過性を有するロッド３４が設けられる。生体組織６表面と照射ファイバ５および受光ファイバ７〜９の先端との距離が一定となるように、ロッド３４は、円柱形状をなす。なお、図１に示す例では、３本の受光ファイバ７〜９を有するプローブ３を例に説明したが、散乱角度の異なる少なくとも２種の散乱光を受光できれば足りるため、２本以上の受光ファイバがあれば十分である。また、３本の受光ファイバ７〜９は、いずれも同じ規格のものである場合を例に説明する。

この光学測定装置１は、消化器等の臓器を観察する内視鏡システムに組み合わされて使用される。図２は、プローブ３の内視鏡への取り付けを示す図である。図２において、内視鏡１０の操作部１３の側部より延伸する可撓性のユニバーサルコード１４は、光源装置１８に接続するとともに、内視鏡１０の先端部１６において撮像された被検体画像を処理する信号処理装置１９に接続する。プローブ３は、被検体内に挿入された内視鏡１０の体外部の操作部１３近傍のプローブ用チャネル挿入口１５から挿入される。プローブ３は、挿入部１２内部を通ってプローブ用チャネルと接続する先端部１６の開口部１７から先端３３が突出する。これによって、プローブ３が被検体内部に挿入され、光学測定装置１は、生体組織６に対する光学測定を開始する。

次に、図１に示す測定部２３の構成について詳細に説明する。図３は、図１に示す測定部２３の構成を示すブロック図である。図３に示すように、第１測定部２３ａは、第１測定器２３１ａ、第１条件切替部２３２ａおよび第１判断部２３３ａを有する。

第１測定器２３１ａは、受光ファイバ７が出力した生体組織からの戻り光を分光測定する分光測定器である。

第１条件切替部２３２ａは、第１測定器２３１ａの測定条件を切り替える。第１条件切替部２３２ａは、第１測定器２３１ａの測定条件を、生体組織の特性値を取得するために行われる特性値取得用の分光測定の測定条件と、この特性値取得用の分光測定の前に行われる特性値取得前測定の測定条件とのいずれかに切り替える。特性値取得用の分光測定の測定条件は、特性値取得のために設定された戻り光測定範囲の全範囲の波長を対象に分光測定を行うものである。特性値取得前測定の測定条件は、白色光に含まれる所定波長の光のみを対象に強度測定を行うものである。たとえば、特性値取得前測定では、５００ｎｍ未満の波長に対して強度測定を行なう。光学測定装置１においては、白色光源を使用するため、特性値取得前測定では、白色光に含まれる５００ｎｍ未満の波長、すなわち４００〜５００ｎｍの青色光波長帯に属するいずれかの波長に対して強度測定を行なう。

第１条件切替部２３２ａは、測定部２３に対する電力供給後には、まず特性値取得前測定が行われるように、第１測定器２３１ａの測定条件を特性値取得前測定の測定条件に設定し、第１測定器２３１ａに順次特性値取得前測定を行わせる。この特性値取得前測定の測定結果は、第１判断部２３３ａに順次出力される。また、第１条件切替部２３２ａは、第１判断部２３３ａから測定条件の切り替えを指示された場合に、第１測定器２３１ａの測定条件を、特性値取得前測定の測定条件から特性値取得用の分光測定の測定条件に切り替える。

第１判断部２３３ａは、特性値取得前測定の受光強度の測定結果において、光源部２２からの供給光量と、生体組織の光の反射状態または散乱状態とをもとに設定された量の受光強度の増加を検出したときに、第１条件切替部２３２ａに対し、第１測定器２３１ａの測定条件を、特性値取得前測定の測定条件から特性値取得用測定の測定条件に切り替えさせる。具体的には、第１判断部２３３ａは、特性値取得前測定において測定される受光強度が、所定の閾値以上となったときに、第１条件切替部２３２ａに対し、第１測定器２３１ａの測定条件を、特性値取得前測定の測定条件から特性値取得用測定の測定条件に切り替えさせる。この所定の閾値は、光源部２２からの供給光量と、生体組織の光の反射状態または散乱状態とをもとに設定された量の受光強度の増加分を、環境光の受光強度に加算したものである。

次に、第１測定部２３ａの測定処理について説明する。図４は、図１および図２に示す第１測定部２３ａの測定処理の処理手順を示す図である。

図４に示すように、電源２１から、第１測定部２３ａに対する電力の供給が開始される（ステップＳ１）と、第１条件切替部２３２ａは、まず、第１測定器２３１ａの測定条件を特性値取得前測定の測定条件に切り替え（ステップＳ２）、第１測定器２３１ａは、所定波長の光のみを対象に強度測定を行う特性値取得前測定処理を実行する（ステップＳ３）。この特性値取得前測定処理において測定される受光強度は、第１判断部２３３ａに出力される。

第１判断部２３３ａは、特性値取得前測定処理において測定される受光強度が所定の閾値以上となったか否かを判断する（ステップＳ４）。第１判断部２３３ａが、特性値取得前測定処理において測定される受光強度が所定の閾値以上となっていないと判断した場合（ステップＳ４：Ｎｏ）、ステップＳ３に戻り、特性値取得前測定処理が継続される。

これに対し、第１判断部２３３ａが、特性値取得前測定処理において測定される受光強度が所定の閾値以上となったと判断した場合（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、第１条件切替部２３２ａに対し、第１測定器２３１ａの測定条件を、特性値取得前測定の測定条件から特性値取得用測定の測定条件に切り替えさせる（ステップＳ５）とともに、制御部２６に、第１測定器２３１ａの測定条件が特性値取得用測定の測定条件に切り替えた旨を通知する（ステップＳ６）。続いて、第１測定器２３１ａは、特性値取得のために設定された戻り光測定範囲の全範囲の波長を対象に分光測定を行う特性値取得用測定処理を実行する（ステップＳ７）。この特性値取得用測定処理の測定結果は、制御部２６に出力される。制御部２６は、第１測定器２３１ａが特性値取得用測定処理を開始した後の測定結果を、生体組織の特性値を取得するために要するデータとして記憶部２７に記憶させる。また、演算部２６ａは、この特性値取得用測定処理の測定結果をもとに、生体組織の特性値を演算し、演算した特性値を記憶部２７に記憶させる。

その後、第１判断部２３３ａは、制御部２６から入力された指示情報などをもとに測定終了が指示されたか否かを判断する（ステップＳ８）。第１判断部２３３ａが、測定終了が指示されていないと判断した場合（ステップＳ８：Ｎｏ）、ステップＳ７に戻り、特性値取得用測定処理が継続される。これに対し、第１判断部２３３ａが、測定終了が指示されたと判断した場合（ステップＳ８：Ｙｅｓ）、第１測定部２３ａにおける測定処理は終了する。

次に、図４のステップＳ４において第１判断部２３３ａが判断する所定の閾値について説明する。図５（１）は、光源部２２からの出力光の強度の時間依存を示す図である。図５（２）は、第１測定器２３１ａにおいて測定される受光強度の時間依存を示す図である。

光源部２２においては、電源２１からの電力供給が開始された時間Ｔ０から所定時間経過後の時間Ｔａにおいて、光の照射が開始されるように設定されている。このとき、光源部２２からは、たとえば図５（１）に示すように、時間Ｔａにおいて、特性値取得用測定における出力光の強度として設定された強度Ａｔの光が出力される。この強度Ａｔで光源部２２から出力された光は、照射ファイバ５を経由して生体組織に照射される。その後、生体組織で反射、散乱した光が、各受光ファイバ７〜９に入射し、受光ファイバ７に入射した光のうち所定波長の光の強度が第１測定器２３１ａによって測定される。

光源部２２は、第１測定器２３１ａが測定する生体組織からの戻り光に対する受光強度が、内視鏡１０からの照射光や外光などの環境光の強度Ｓｅと区別可能となるような強度で光を出力している。具体的には、光源部２２は、特性値取得用測定において出力する光の強度Ａｔと同じ強度で光を出力している。生体組織とプローブ３の先端３３とが適切に接触している場合には、光源部２２から強度Ａｔで出力された光に対する生体組織からの戻り光のうち所定波長の光の受光強度は、図５（１）に示すように、環境光の強度Ｓｅから、光源部２２からの供給光量と、生体組織の光の反射状態または散乱状態とに対応する量まで増加した強度Ｓｒであって、環境光の強度Ｓｅと十分な差を有する強度Ｓｒまで増加する。

このため、第１測定器２３１ａが測定する受光強度が、この強度Ｓｒと第１測定器２３１ａの測定処理速度や測定精度等とをもとに設定された閾値Ｓｔ以上となった場合には、光源部２２から特性値取得用測定に対応させた光の供給が開始しているといえる。したがって、第１判断部２３３ａは、特性値取得前測定の受光強度の測定結果において、閾値Ｓｔ以上の受光強度を検出した時間Ｔｂに、第１条件切替部２３２ａに対し、第１測定器２３１ａの測定条件を、特性値取得前測定の測定条件から特性値取得用測定の測定条件に切り替えさせる。この結果、時間Ｔｂから、第１測定器２３１ａは、特性値取得用測定を開始する。

また、第２測定器２３１ｂは、受光ファイバ８が出力した生体組織からの戻り光を分光測定する分光測定器である。この第２測定部２３ｂは、図３に示すように、第１測定器２３１ａと同じ機能を有する第２測定器２３１ｂ、第２条件切替部２３２ｂおよび第２判断部２３３ｂを有し、図４に示す各処理手順と同様の処理手順を実行する。第２条件切替部２３２ｂは、第１条件切替部２３２ａと同様の機能を有し、第２判断部２３３ｂから測定条件の切り替えを指示された場合に、第２測定器２３１ｂの測定条件を、所定波長の光の強度測定を行う特性値取得前測定の測定条件から、戻り光測定範囲の全範囲の波長を測定対象とする特性値取得用の分光測定の測定条件に切り替える。第２判断部２３３ｂは、第１判断部２３３ａと同様に、特性値取得前測定の受光強度の測定結果において、閾値Ｓｔを超える受光強度を検出したときに、第２条件切替部２３２ｂに対し、第２測定器２３１ｂの測定条件を、特性値取得前測定の測定条件から特性値取得用測定の測定条件に切り替えさせる。受光ファイバ８は、受光ファイバ７と同じ規格のものである。このため、第２測定部２３ｂにおいては、第２測定器２３１ｂは、第１測定器２３１ａが特性値取得用測定を開始するタイミングとほぼ同じタイミングで、特性値取得用測定を開始する。

また、第３測定器２３１ｃは、受光ファイバ９が出力した生体組織からの戻り光を分光測定する分光測定器である。この第３測定部２３ｃは、第１測定器２３１ａと同じ機能を有する第３測定器２３１ｃ、第３条件切替部２３２ｃおよび第３判断部２３３ｃを有し、図４に示す各処理手順と同様の処理手順を実行する。第３条件切替部２３２ｃは、第１条件切替部２３２ａと同様の機能を有し、第３判断部２３３ｃから測定条件の切り替えを指示された場合に、第３測定器２３１ｃの測定条件を、所定波長の光の強度測定を行う特性値取得前測定の測定条件から、戻り光測定範囲の全範囲の波長を測定対象とする特性値取得用の分光測定の測定条件に切り替える。第３判断部２３３ｃは、第１判断部２３３ａと同様に、特性値取得前測定の受光強度の測定結果において、閾値Ｓｔを超える受光強度を検出したときに、第３条件切替部２３２ｃに対し、第３測定器２３１ｃの測定条件を、特性値取得前測定の測定条件から特性値取得用測定の測定条件に切り替えさせる。受光ファイバ９は、受光ファイバ７と同じ規格のものである。このため、第３測定部２３ｃにおいては、第３測定器２３１ｃは、第１測定器２３１ａが特性値取得用測定を開始するタイミングとほぼ同じタイミングで、特性値取得用測定を開始する。

このように、実施の形態にかかる光学測定装置１の測定部２３における第１測定部２３ａ、第２測定部２３ｂおよび第３測定部２３ｃは、電力供給後に所定条件にて反射光の特性値取得前測定を行い、この特性値取得前測定において、光源部２２からの供給光量と測定対象の光の反射状態または散乱状態とをもとに設定された量の受光強度の増加を検出したときに特性値取得用の分光測定を自動的に開始する。このため、光学測定装置１によれば、測定器外部のトリガー形成回路および測定内部のトリガー回路を設けずとも、複数の第１測定部２３ａ、第２測定部２３ｂおよび第３測定部２３ｃに適切なタイミングでほぼ同時に測定を開始させることができるため、装置構成の簡易化を実現できる。

また、光学測定装置１においては、測定部２３の第１測定部２３ａ、第２測定部２３ｂおよび第３測定部２３ｃは、特性値取得前測定における受光強度が所定の閾値以上となったか否かをもとに、測定条件の切り替えを判断している。この閾値は、光源部２２からの供給光量と、生体組織の光の反射状態または散乱状態とをもとに設定された量の受光強度の増加分を、環境光の受光強度に加算することによって設定されたものである。このため、測定部２３の第１測定部２３ａ、第２測定部２３ｂおよび第３測定部２３ｃは、特性値取得前測定における受光強度の増加の有無をもとに測定条件の切り替えを判断している。したがって、光学測定装置１においては、内視鏡照明光や外光などの環境光がもともと存在する状態であっても、測定条件の切り替えを適切に行なうことができる。

また、光学測定装置１においては、特性値取得前測定として、測定可能範囲内の全範囲の波長に対してではなく、青色光波長帯に属する所定の波長に対してのみ強度測定をおこなっているため、特性値取得用測定を開始するまでの処理も簡易なもので足りる。また、生体組織は、良好な状態であれば、臓器の種別によらずほぼ一定の反射、散乱特性を示すため、特性値取得用測定の測定結果と比較される閾値を臓器ごとに分けて設定する必要もない。

また、生体組織とプローブ３の先端３３とが適切に接触していない場合には、図６に示すように、時間Ｔｃから生体組織に対する光の照射が開始しているにも関わらず、戻り光の受光強度は、環境光の強度Ｓｅからほとんど増加しないままである。言い換えると、生体組織とプローブ３の先端３３とが適切に接触しているからこそ、戻り光の受光強度が閾値以上まで増加することができる。したがって、光学測定装置１においては、内視鏡等の他の装置を用いて生体組織とプローブ３の先端３３との接触状態を確認しなくとも、特性値取得前測定において所定の閾値以上に増加したことを検出するだけで、生体組織とプローブ３の先端３３とが適切に接触していることを検出できる。また、光学測定装置１によれば、生体組織とプローブ３の先端３３とが適切に接触した状態で測定した測定結果のみを記憶するとともに、生体組織とプローブ３の先端３３とが適切に接触した状態で測定した測定結果のみをもとに特性値を演算するため、測定結果および生体組織の特性値の信頼性も十分に確保することができる。

また、生体組織は、もともと、赤色波長帯に属する波長を有する赤色光の反射率が高い。内視鏡からの照射光、あるいは、外光などがある場合には、環境光に起因する反射光の赤色光強度が高くなり、測定部２３の各測定器の受光強度測定レンジを広く設定した結果、生体組織からの戻り光のうち赤色光の受光強度の増加幅が受光強度測定レンジに対して小さくなり、戻り光の赤色光の受光強度の増加を判別しにくくなる場合がある。光学測定装置１においては、測定部２３は、生体組織からの反射率が低い青色波長帯に属する青色光の受光強度の増加の有無をもとに測定条件の切り替えを判断している。もともと存在する環境光に起因する青色光強度も低いため、光学測定装置１の各測定器の受光強度測定レンジをいたずらに広くする必要がなく、光学測定装置１は、生体組織からの戻り光に含まれる青色光の受光強度の増加を十分に判別することができる。

なお、光学測定装置１においては、順次行われる特性値取得前測定において、生体組織からの戻り光の所定量以上の受光強度増加を確認できればよいため、測定部２３は、各測定器によって測定された受光強度に対して微分演算処理を行い、演算値の急峻な立ち上がりの有無をもとに所定量以上の受光強度の増加の有無を判断してもよい。

また、図１に示す光源部２２は、電圧制御部２２ｂが光源２２ａへの供給電圧値を変更することによって、光源２２ａの発光量を変更できる。すなわち、光源部２２は、供給光量を変更できる。そこで、図７（１）に示すように、光源部２２は、照射開始時Ｔｄにおいて供給光量を、強度Ａｐ（＞Ａｔ）まで一時的に増加し、第１測定部２３ａ，第２測定部２３ｂおよび第３測定部２３ｃは、特性値取得前測定において、光源部２２の照射開始時における一時的な供給光量の増加に対応した一時的な受光強度増加、すなわち受光強度のピークを検出した時間Ｔｅを基準に特性値取得用の分光測定を開始する。この場合、測定部２３が受光強度に対して微分演算処理を行う場合には演算値の急峻な立ち上がりを検出しやすくなる。

また、図１に示す電圧制御部２２ｂを設けた光源部２２に代えて、図８に示す光学測定装置１Ａの本体装置２Ａのように、光源２２ａと、光源２２ａから発せられた光の光路上に設けられたシャッタ２２ｃと、シャッタ２２ｃの開閉を切り替えるシャッタ切替部２２ｄとを有する光源部２２Ａを設けてもよい。シャッタ２２ｃは、制御部２６の制御のもとシャッタ切替部２２ｄが開閉を切り替えることによって開閉自在である。この場合、光源２２ａが強度Ａｔの光を出力可能である電圧が光源部２２Ａに供給されると、制御部２６は、特性値取得前測定が開始されるまでは、シャッタ切替部２２ｄにシャッタ２２ｃを閉じさせておき、特性値取得前測定が開始されるときに、シャッタ切替部２２ｄにシャッタ２２ｃを開けさせればよい。

また、実施の形態においては、照射開始から特性値取得前測定が行なわれる所定期間の間、測定部２３における受光強度変化判断対象である青色光波長帯に属する所定の波長のみが光源部から出力されるようにして、測定効率を高めてもよい。具体的には、図９に示す光学測定装置１Ｂの本体装置２Ｂのように、白色光を発する光源２２ａと、白色光に含まれるとともに青色光波長帯に属する所定の波長のみを透過する可動式のフィルタ２２ｅと、フィルタ２２ｅを移送するフィルタ移送部２２ｆとを有する光源部２２Ｂを設ける。制御部２６は、特性値取得前測定が行なわれる前に、フィルタ移送部２２ｆに、フィルタ２２ｅを光源２２ａからの白色光の光路上に移送させる。また、制御部２６は、特性値取得用測定が行なわれる前に、フィルタ移送部２２ｆに、フィルタ２２ｅを光源２２ａからの白色光の光路から退避させる。

また、白色光源である光源２２ａに加えて、青色波長帯の光を発する青色光源を設け、特性取得前測定においては、白色光に青色光を重畳させて、測定部２３側における青色光の受光強度を嵩上げしてもよい。

また、特性値取得前測定において、測定部２３が青色光波長帯に属する所定の波長の受光強度を測定する場合を例に説明したが、もちろんこれに限らず、測定部２３の測定感度等に応じて、適宜、受光強度測定の対象となる波長を白色光に含まれる波長の中から選択すればよい。

また、測定部２３は、特性値取得前測定において、測定可能範囲の全範囲の波長に対して受光強度測定を行ない、この範囲の受光強度を積分した値と、予め設定された所定の閾値とを比較することによって、測定条件の切り替えを判断してもよい。測定部２３は、可視光帯域に対応する全範囲の波長を測定可能である場合には、可視光帯域の全範囲の波長の受光強度を測定して、積分処理を行い、積分地と所定の閾値とを比較して、特性値取得用測定の開始を判断すればよい。

１，１Ａ，１Ｂ光学測定装置
２，２Ａ，２Ｂ本体装置
３プローブ
５照射ファイバ
６生体組織
７〜９受光ファイバ
１０内視鏡
１２挿入部
１３操作部
１４ユニバーサルコード
１５プローブ用チャネル挿入口
１６先端部
１７開口部
１８光源装置
１９信号処理装置
２１電源
２２，２２Ａ，２２Ｂ光源部
２２ａ光源
２２ｂ電圧制御部
２２ｃシャッタ
２２ｄシャッタ切替部
２２ｅフィルタ
２２ｆフィルタ移送部
２３測定部
２３ａ第１測定部
２３ｂ第２測定部
２３ｃ第３測定部
２４入力部
２５出力部
２６制御部
２６ａ演算部
２７記憶部
３２基端
３３先端
３４ロッド
２３１ａ第１測定器
２３１ｂ第２測定器
２３１ｃ第３測定器
２３２ａ第１条件切替部
２３２ｂ第２条件切替部
２３２ｃ第３条件切替部
２３３ａ第１判断部
２３３ｂ第２判断部
２３３ｃ第３判断部

Claims

生体組織で反射または散乱された戻り光の分光測定を行って前記生体組織の特性値を取得する光学測定装置において、
基端から供給された光を伝導して先端から照射する照射ファイバと、
各々が先端から入射した光を伝導して基端から出力する複数の受光ファイバと、
前記生体組織を照射する光を出力発生して前記照射ファイバに供給する光源部と、
前記複数の受光ファイバと同数設けられ、各受光ファイバが出力した前記生体組織からの戻り光をそれぞれ分光測定する複数の測定器と、
前記複数の測定器による各測定結果を所定の記憶部に記憶させる制御部と、
を備え、
各測定器は、電力供給後に所定条件にて戻り光の特性値取得前測定を順次行い、前記特性値取得前測定において、前記光源部からの供給光量と、前記生体組織の光の反射状態または散乱状態とをもとに設定された量の受光強度の増加を検出したときに特性値取得用の分光測定を開始し、
前記制御部は、各測定器が前記特性値取得用の測定を開始した後の測定結果を、前記生体組織の特性値を取得するために要するデータとして前記記憶部に記憶させることを特徴とする光学測定装置。
前記光源部は、前記複数の測定器における前記戻り光の受光強度が環境光の強度と区別可能な強度で光を供給することを特徴とする請求項１に記載の光学測定装置。
前記光源部は、照射開始時において供給光量を一時的に増加し、
各測定器は、前記特性値取得前測定において、前記光源部の照射開始時における一時的な供給光量の増加に対応した一時的な受光強度の増加を検出したときに前記特性値取得用の分光測定を開始することを特徴とする請求項１に記載の光学測定装置。
前記光源部は、光を発する光源と、前記光源から発せられた光の光路上に設けられ、前記制御部の制御のもとで開閉自在なシャッタとを有することを特徴とする請求項１に記載の光学測定装置。
各測定器は、前記特性値取得前測定において、所定波長の光に対する前記受光強度の増加を検出したときに前記特性値取得用の分光測定を開始することを特徴とする請求項１に記載の光学測定装置。
前記光源部は、照射光として出力する光の波長を変更可能であり、照射開始から所定期間の間、前記所定波長の光を照射することを特徴とする請求項５に記載の光学測定装置。
前記光源部は、白色光を発する白色光源と、前記白色光に含まれる前記所定波長の光を透過するフィルタと、前記フィルタを移送する移送部とを有し、
前記制御部は、前記移送部に、前記特性値取得前測定前に、前記フィルタを光路中に移送させることを特徴とする請求項６に記載の光学測定装置。