TW202043840A - 光學探針 - Google Patents
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Abstract
本發明提供即使在狹窄的地方亦能夠將光一次照射至所期望的範圍之光學探針。光學探針包含：線狀導光體，係引導來自光源裝置之光；面狀射出體，係與前述線狀導光體之前端部連接且射出前述光；反射面，係設置於前述面狀射出體之一部分，且使已射入至前述面狀射出體內之前述光反射；以及射出面，係與前述反射面對向設置，且使在前述反射面處反射之前述光呈面狀地射出。
Description
本發明係關於一種光學探針(optical probe)。
普通的光學探針係使用光纖等線狀導光體引導來自光源裝置之光，並使該來自光源裝置之光從該光纖等線狀導光體之前端部射出。然而，由於從這種光學探針射出之光為點狀，故無法將光一次照射至所期望的整個範圍。因此，已知在前端側具有用以控制照射光之範圍之透鏡(lens)或鏡(mirror)等光學系統之光學探針。專利文獻1中記載有能夠藉由無亮度不均及顏色不均之均勻的照明光來照明被攝體之內視鏡用照明裝置及內視鏡。專利文獻2中記載有具備高透過性合成樹脂製的一體成形之光學元件之光導體。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利第6309654號。
[專利文獻2]日本專利第6336130號。
[發明所欲解決之課題]
此外，在已將光學探針插入至某地方之狀態下，有時要將光照射至所期望的範圍。然而，具有透鏡或鏡等光學系統之習知的光學探針可插入之地方會因該光學系統之大小而受到限制。因此，習知的光學探針中，無法在狹窄的地方將光一次照射至所期望的範圍。
本發明之目的在於提供一種即使在狹窄的地方亦能夠將光一次照射至所期望的整個範圍之光學探針。
[用以解決課題之手段]
用以達成上述目的之主要發明係光學探針，包含：線狀導光體，係引導來自光源裝置之光；面狀射出體，係與前述線狀導光體之前端部連接且射出前述光；反射面，係設置於前述面狀射出體之一部分，且使已射入至前述面狀射出體內之前述光反射；以及射出面，係與前述反射面對向設置，且使在前述反射面處反射之前述光呈面狀地射出。本發明之其他特徵將根據後述之說明書以及圖式之記載而明確。
[發明功效]
根據本發明，即使是狹窄的地方亦能夠將光一次照射至所期望的範圍。
[實施形態]
[照明系統之概要]
圖1係表示本實施形態之照明系統1的整體構成之概略圖。照明系統1包含光源裝置2以及光學探針3。光學探針3係用以照射光之探針。光學探針3包含插入部3a、把持部3b及纜線(cable)部3c等(詳細情況將稍後敘述)。光源裝置2具有產生光之鹵素燈等光源。光源裝置2對光學探針3供給光。
[光學探針]
圖2係說明本實施形態之光學探針3之構成之概略圖。
插入部3a係被插入至照射光之地方之部分。插入部3a具備線狀導光體32及面狀射出體33。
線狀導光體32係用以將來自光源裝置2的光引導至面狀射出體33之構件。線狀導光體32係前端部連接於面狀射出體33。線狀導光體32之基端部係穿過把持部3b以及纜線部3c而延伸出至導光插塞(light guide plug)3d。
線狀導光體32之材質係例如光纖或光纖束(optical fiber bundle)。線狀導光體32被外裝管(未圖示)所被覆。外裝管之材質係例如不鏽鋼等金屬。
面狀射出體33係射出從線狀導光體32射入之光之構件。作為面狀射出體33之材質，例如能夠使用丙烯酸系樹脂等透明材料。面狀射出體33設置於插入部3a之前端部。稍後將敘述面狀射出體33之構成。
把持部3b係使用光學探針3時供使用者把持之部分。於把持部3b之前端部側係連結有插入部3a之基端部。於把持部3b之基端部側係連結有纜線部3c之前端部。
纜線部3c係用以將光學探針3連接於光源裝置2之構件。纜線部3c係由樹脂等所形成之中空之構件，該纜線部3c之內部插通有從插入部3a延伸出之線狀導光體32。於纜線部3c之基端部設置有導光插塞3d。線狀導光體32之基端部係配置於導光插塞3d。藉由將導光插塞3d連接於光源裝置2，而能夠將來自光源裝置2的光供給至線狀導光體32，從插入部3a之前端部側(面狀射出體33)照射光。
[面狀射出體之詳細]
接下來，參照圖3A以及圖3B對面狀射出體33之詳細構成進行說明。以下，本說明書中，使用由如下般的XYZ方向所構成之正交座標系。將與射出面35平行之面設為XY平面，將XY平面中的面狀射出體33之長度方向設為X方向，將與長度方向垂直之方向設為Y方向。而且，將與射出面35垂直之方向設為Z方向。圖3A係從Z方向上側(反射面34側)觀察本實施形態之面狀射出體33所得之俯視圖。圖3B係從Y方向觀察面狀射出體33所得之側視圖。
面狀射出體33具有連接部33a及圓盤部33b。連接部33a係與線狀導光體32連接之部分。如圖3A所示，連接部33a係從圓盤部33b延伸出之部分。連接部33a內嵌合有線狀導光體32之前端部。從線狀導光體32之前端部所射出之光通過連接部33a而射入至圓盤部33b內。圓盤部33b係圓盤狀之部分。圓盤部33b於Z方向具有預定之厚度。而且，於從Z方向觀察圓盤部33b之情形下為大致圓形。圓盤部33b具有反射面34及射出面35。
反射面34係使射入至面狀射出體33內之光反射之面。射入至面狀射出體33(圓盤部33b)內之光在圓盤部33b內朝多個方向分散，且分別到達反射面34。反射面34係構成為使這些光向射出面35側反射。
具體而言，本實施形態中，反射面34形成為包含複數個階差部341及複數個平面部342之階梯狀(參照圖3B)，該複數個平面部342係設置於各階差部341之間。階差部341與平面部342係交替地連續。複數個階差部341相對於射出面35具有角度。該角度係反射面34之階差部341之任意點處的切面與射出面35之角度。亦即，該切面相對於射出面35不平行，該切面與射出面35之所成之角度大於0度。複數個階差部341之各個較佳為相對於射出面35之該角度為25度以上至65度以下。複數個平面部342相對於射出面35大致平行。亦即，反射面34之平面部342之任意點處的切面與射出面35大致平行。
而且，如圖3A所示，本實施形態中，複數個階差部341以及複數個平面部342設置成同心圓狀。本實施形態中，複數個階差部341以及複數個平面部342設置成以線狀導光體32之前端部附近為中心之同心圓狀。本實施形態中，於九個部位設置有階差部341(參照圖3A)。而且，鄰接之階差部341之寬度(即平面部342之寬度)設置成大致等間隔。於圓盤部33b，最內側之階差部341(341a)設置於線狀導光體32之前端部側，最外側之階差部341(341b)設置於圓盤部33b之前端部側(與連接有連接部33a之側為相反側)。另外，本實施形態之階差部341之配置為一例，並不限於此。
射出面35係在圓盤部33b中設置於與反射面34對向之位置。射出面35使在反射面34處反射之光呈面狀地射出。當在反射面34處反射之光到達射出面35時，透過射出面35而向外部射出。
如前述般，反射面34係以於整個反射面34反射之光朝向射出面35側的方式所構成。因此，在反射面34處反射之光到達射出面35之複數個部位。因此，射出面35能夠呈面狀地射出光。
而且，於圓盤部33b，反射面34與射出面35之寬度(亦即，反射面34與射出面35之Z方向之距離)係越遠離連接部33a(亦即，越遠離線狀導光體32之前端部)而變得越小(參照圖3B)。亦即，圓盤部33b之厚度係越遠離連接部33a而變得越薄。
另外，於面狀射出體33由透明材料所形成之情形下，到達反射面34之光之一部分透過反射面34。為了防止這種光之透過，可在反射面34形成反射膜。反射膜例如係鋁、銀等金屬。反射膜由金屬之蒸鍍所形成。已到達形成有反射膜之反射面34之光不會透過反射面34而是向射出面35側反射。
[光學探針之使用例]
本實施形態之光學探針3能夠對例如生物體部位使用。生物體部位係例如眼球與眼瞼之內側之間般的狹窄地方或因病變等而狹窄的地方。本實施形態之光學探針3之面狀射出體33因構成為圓盤狀，故即使對這種地方亦能夠插入。而且，由於面狀射出體33具有大致圓形之射出面35，故從射出面35所射出之光具有一定之廣度而照射。亦即，光學探針3能夠以一次之照射將光照射至所期望的範圍。
進而有如下技術：對生物體之患部，將選擇性地作用於特定波長之光之藥劑投予至體內，為了在生物體內誘發藥劑之化學反應而對患部直接照射光。這種情形下，即使患部位於狹窄的地方等，亦能夠藉由使用本實施形態之光學探針3將光照射至所期望的範圍。而且，根據本實施形態之光學探針3，因能夠將光一次照射至預定之範圍，故即使在患部為大範圍之情形下，與習知之光學探針相比亦能夠減少照射之次數。
另外，這種情形下從面狀射出體33所射出之光較佳為用以誘發藥劑之化學反應之光。從面狀射出體33所射出之光只要是不會對生物體之安全性有顯著影響之波長即可，例如，在投予至生物體內之藥劑係包含由紫外光所誘發之感光物質(光敏感劑)之藥劑的情形下，從面狀射出體33所射出之光較佳為使用紫外光。而且，例如，在投予至生物體之藥劑係包含由藍光(blue light)所誘發之感光物質(光敏感劑)之藥劑的情形下，從面狀射出體33所射出之光較佳為使用藍光。藉由對被投予包含感光物質之藥劑之生物體部位照射光，能夠選擇性地僅處置該生物體部位。感光物質係被光所激發之化合物即可，例如能夠列舉核黃素(Riboflavin)、黃素單核苷酸(FMN(Flavin mononucleotide))、黃素腺嘌呤二核苷酸(FAD(Flavin adenine dinucleotide))及這些的鹽或水合物等。
作為生物體部位，例如能夠列舉眼球的鞏膜，較佳為能夠列舉後部鞏膜。在眼科領域，只要能夠提高鞏膜的剛性，則有能夠抑制眼軸之延長、治療、緩和或預防重度近視或葡萄腫(staphyloma)等症狀之可能性存在(日本專利第5487470號)。該情形下，將光學探針3的面狀射出體33插入至眼瞼之內側與鞏膜之間。此時，保持著射出面35與鞏膜接觸的狀態，沿著眼球之外周(表面)插入至所期望的位置(例如，赤道部、後極部(或者亦稱為「後部」)等)。
於如此地使面狀射出體33配置於鞏膜之所期望的位置之後，進行光的照射。本實施形態之光學探針3中，從射出面35呈面狀地射出光。這樣，根據本實施形態之光學探針3，能夠一次對鞏膜之預定範圍(亦即與射出面35相當之範圍)照射光。
例如，在對眼球的鞏膜進行處置之情形下，將光學探針3沿著眼球之外周插入至赤道部，一邊投予包含作為感光物質之一的核黃素之藥劑一邊從面狀射出體33射出紫外光。利用核黃素與紫外光來誘發化學反應，藉此能夠在照射範圍內提高鞏膜之強度。該情形下之「誘發化學反應」可列舉例如藉著由核黃素與紫外光所產生之活性氧(例如，單線態氧(singlet oxygen)、超氧化物(superoxide)、羥基自由基(hydroxyl radical )等)，將鞏膜之膠原蛋白纖維予以交聯等。能夠藉由將膠原蛋白纖維予以交聯而提高鞏膜之剛性。
而且，在對生物體部位使用光學探針3之情形下，可在使用後清洗、滅菌並再利用，但從防止感染之觀點考慮較佳為拋棄式。
另外，圖3B中示出射出面35為平面的態樣，但不限於此，可根據用途適當設計。在本使用例之情形下，射出面35可設為能夠沿著鞏膜之表面的曲面。
以上，對本實施形態之照明系統1、光學探針3及其使用例進行了說明。本實施形態之光學探針3之用途不限於對鞏膜之光照射，亦能夠對例如生物體內之其他器官使用。進而，不限於生物體部位之光照射。亦能夠對例如電子機器之內部或建築物之龜裂等使用。另外，插入部3a之大小不作特別限定，但在插入至生物體部位並使用之情形下較佳為較小，例如，面狀射出體之圓盤部之直徑更佳為20mm以下，再較佳為10mm以下。而且，面狀射出體之長度方向之長度更佳為30mm以下，再較佳為20mm以下。而且，面狀射出體之最大厚度更佳為10mm以下，再較佳為5mm以下。
根據以上可知，實施形態之光學探針3具備：線狀導光體32，係引導來自光源裝置2之光；面狀射出體33，係連接於線狀導光體32之前端部且射出光；反射面34，係設置於面狀射出體33之一部分，且使射入至面狀射出體33內之光反射；及射出面35，係與反射面34對向設置，且使在反射面34處反射之光呈面狀地射出。
藉由具有這種構成，實施形態之光學探針3能夠使由線狀導光體32所引導之光從射出面35呈面狀地射出。因此，光學探針3之前端側不需要用以將照射光之範圍予以控制之透鏡或鏡等光學系統。因此，能夠在例如眼瞼之內側與眼球之間般狹窄的地方使用。而且，由於從射出面35所射出之光為面狀，故能夠以一次之照射將光照射至所期望的範圍。因此，與習知之光學探針相比，能夠以一次之照射遍及大範圍地照射光。亦即，根據本實施形態之光學探針3，即使在狹窄的地方，亦能夠將光一次照射至所期望的整個範圍。
進而，實施形態之光學探針3中之面狀射出體33係越遠離線狀導光體32之前端部，射出面35與反射面34之寬度越小。在寬度較大或大約為固定的構成中，由於越遠離線狀導光體32之前端部光越損失且變弱，因此難以使射出之光的強度均勻。藉此，能夠高效率地從射出面35射出光，且提高射出之光的強度上之均勻性。
進而，實施形態之光學探針3中之反射面34包含：複數個階差部341，係相對於射出面35具有角度；以及複數個平面部342，係設置於各階差部341之間；階差部341與平面部342形成為交替地連續之階梯狀。將階差部341之角度與寬度、平面部342之寬度針對它們的每個位置適當設計，藉此能夠調整從射出面35射出之光的方向與強度分布。藉此，能夠更高效率地從射出面35射出光，且進一步提高射出之光的強度上之均勻性。
進而，實施形態之光學探針3中，複數個階差部341之各個係相對於射出面35之角度為25度以上至65度以下。因此，從線狀導光體32射入至面狀射出體33並到達階差部341之光能夠在階差部341處反射且有效率地從射出面35射出。若角度過小，則在階差部341處反射之光會在出斜面再反射並回到面狀射出體33內，若角度過大，則不會在階差部341反射而是直接透過去。藉此，能夠更高效率地從射出面35射出光，且進一步提高射出之光的強度上之均勻性。
進而，實施形態之光學探針3中，複數個階差部341係設置成同心圓狀。因此，俯視時階差部341大致正對於從線狀導光體32射入至面狀射出體33之光，且在階差部341反射之光容易從更接近垂直的方向射入至射出面35。藉此，能夠更高效率地從射出面35射出光，且進一步提高射出之光的強度上之均勻性。
進而，本實施形態之光學探針3中，面狀射出體33係大致圓盤狀。根據這種構成，更容易將光學探針3插入至狹窄的地方。而且，在將具有這種構成之光學探針3用於生物體部位之情形下，不易損傷生物體部位。
本實施形態之光學探針3中，反射面34可形成有反射膜。藉此，從線狀導光體32射入至面狀射出體33之光在反射面34處的反射率增加。因此，從射出面35射出之光的強度進一步增加。藉此，能夠更高效率地射出光。
進而，實施形態之光學探針3中，線狀導光體32係光纖或光纖束。藉此，在將來自光源裝置2的光於線狀導光體32內引導時，能夠抑制光之損失。
進而，實施形態之光學探針3中，照射部位係生物體部位。亦即，能夠將光學探針3插入至生物體內之微細的部位或狹窄的部位，且將光照射至所期望的範圍。
進而，實施形態之光學探針3中，光係用以處置被投予感光物質之生物體部位之紫外光。藉此，能夠選擇性地僅處置生物體部位中之存在一定量以上的感光物質且進行紫外光之照射之範圍。
進而，實施形態之光學探針3中，生物體部位係眼球，射出面35具有預定之面積以能夠沿著鞏膜配置。因此，在沿著鞏膜固定並配置之狀態下，能夠一次地遍及鞏膜中之與射出面35對向之範圍照射光。藉此，能夠將眼球中之遍及所期望的範圍誘發化學反應所需之時間予以縮短。
以下，對關於本實施形態之幾個變形例進行說明。
[變形例1]
圖4係說明本變形例之光學探針4之前端部附近之圖。本變形例中，對於面狀射出體33設置有反射構造體36。反射構造體36係用以使透過了反射面34之光反射並再次射入至面狀射出體33之構成。反射構造體36係覆蓋面狀射出體33之容器狀的構造體，與射出面35相當之部分係開口。反射構造體36之內表面中之至少與反射面34相向之內表面36a被實施反射處理。反射處理係指用以增加光之反射率之處理。作為反射處理，例如藉由使金屬蒸鍍而實施。能夠使用與實施形態所述之反射膜相同之材料作為金屬。圖4之例中，透過反射面34之光係在內表面36a處反射。在內表面36a處反射之光係透過反射面34並再次射入至面狀射出體33。
作為反射構造體36之材質，只要不是生物體內之使用受到限制之材質則並無特別限制，可以是金屬或樹脂等。
另外，亦可並非如上述般對反射構造體36實施反射處理，而將反射構造體36之材質自身作為具有所期望的反射率之材質來選擇。該情形下，例如能夠使用鋁、SUS(不鏽鋼)等作為反射構造體36之材質。
[變形例2]
圖5A以及5B係說明本變形例之光學探針5之前端部附近之圖。本變形例中，面狀射出體33係於供線狀導光體32之前端部連接之位置至反射面34為止的光路上，設置有折射率與其他區域不同之區域331。區域331係為了將從線狀導光體32射入至面狀射出體33之光向多個方向進一步分散而設置。
本變形例中，區域331係設置於供線狀導光體32之前端部連接之位置附近(參照圖5A)。而且，如圖5B所示，區域331係於Z方向延伸之筒狀的區域(空腔)。區域331之反射面34側之端係開放。區域331之XY剖面之形狀係成為圓的一部分向圓盤部33b側突出之形狀。藉由設為這種突出之形狀，能夠使已射入之光向多個方面進一步分散。
另外，區域331之形狀不限於上述所示般之筒狀的區域。而且，本變形例中係示出將區域331之內部設為空腔之態樣，但不限於此。例如作為折射率不同的區域，可嵌埋具有與其他區域不同之折射率之材料。
[變形例3]
圖6A以及6B係說明本變形例之光學探針6之前端部附近之圖。圖6A係從Y方向觀察光學探針6所得之側視圖。圖6B係從Z方向下側(射出面35側)觀察光學探針6所得之俯視圖。本變形例中之面狀射出體33具有從射出面35向Z方向下側突出之突出部37。突出部37具有複數個空孔371。複數個空孔371之各個係與外部連通之凹狀之孔。另外，複數個空孔371之各個亦可不是凹狀之孔，而是貫通且對著射出面35開放。
本變形例中，突出部37具有七個空孔371。七個空孔371之各個係剖面形狀為圓之筒狀的空孔371。另外，空孔371的數量以及形狀不限於此。空孔371能夠在內部將大氣予以保持。所能夠保持之大氣之量係能夠藉由分別改變空孔371之直徑、空孔371之數量、空孔371之深度(Z軸方向之長度)而增減。
突出部37係與面狀射出體33一體成形。或者，可在將突出部37作為分開之構件成形後，將突出部37接合於面狀射出體33之射出面35。而且，可對複數個空孔371之各個側面實施反射處理。藉由實施這種反射處理，能夠有效地照射從射出面35所射出之光。
另外，在使用光學探針6進行如上述般之藥劑投予以及光之照射之情形下，為了誘發藥劑與生物體之患部之化學反應，較佳為供給氧。例如，在針對上述眼球之使用例中，當將本變形例之光學探針6插入至眼瞼之內側與眼球之間時，突出部37與鞏膜接觸。此時，複數個空孔371之開口被鞏膜堵住，因此於各空孔371形成有封閉空間。在這種封閉空間之中係保持有大氣。亦即，藉由設置突出部37，能夠在將大氣保持於複數個空孔371的狀態下將光學探針6插入至生物體部位。當在該狀態下照射光時，藉由保持於空孔371內之大氣中的氧進一步誘發化學反應。
根據以上可知，變形例1之光學探針4中，覆蓋反射面34之反射構造體36中之與反射面34相向之面係被實施用以使透過反射面34之光朝向面狀射出體33內反射之反射處理。能夠在從線狀導光體32射入至面狀射出體33之後，使透過反射面34並向面狀射出體33之外部射出之光再次射入至面狀射出體33。然後，面狀射出體33能夠使再次射入至面狀射出體33之光從射出面35射出。因此，從射出面35射出之光的強度進一步增加。藉此，能夠更高效率地射出光。
變形例2之光學探針5中，面狀射出體33係於從供線狀導光體32之前端部連接之位置至反射面34為止的光路上設置有折射率與其他區域不同之區域331。從線狀導光體32射入至面狀射出體33之光係藉由沿區域331引導而向多個方向進一步分散。藉由光被進一步分散，變得容易在整個反射面34反射。藉此，從射出面35射出之光的強度的均勻性提高。
進而，變形例之光學探針中，光係用以誘發被照射之生物體部位中之化學反應之光。根據實施形態之光學探針，能夠在生物體內之所期望的部位，將光一次照射至所期望的範圍，因此能夠遍及該所期望的範圍同時誘發化學反應。藉此，能夠縮短遍及該所期望的範圍之化學反應所需之時間。而且，根據變形例1之光學探針4，能夠更高效率地從射出面35射出光，因此能夠進一步縮短化學反應所需之時間。進而，根據變形例2之光學探針5，從射出面35射出之光的強度的均勻性進一步提高，因此能夠遍及該所期望的範圍更均勻地誘發化學反應。
變形例4之光學探針6具有從射出面35突出之突出部37，突出部37具有與外部連通之複數個空孔371。能夠使該空孔371中含有大氣。藉此，該空孔371所含的大氣進一步誘發該化學反應。
[實施例]
[光學模擬]
為了調查如變形例3中說明之折射率不同的區域331般在光路上設置有折射率不同之區域時對射出之光的強度上的均勻性所造成之影響，進行了光學模擬。模擬軟體係使用Zemax公司製造的Zemax OpticStudio。各實施例之條件如下。
[實施例1]
圖7A、7B以及8A係說明實施例1之面狀射出體73之構成之圖。圖8A係說明入光面732附近之形狀之圖。實施例1中設置有折射率不同之區域731a。實施例1中之區域731a係設置於入光面732且在Z方向延伸之凹部。該凹部具有半徑為0.3mm之半圓狀之剖面(圖8A)。如這些圖所示，在面狀射出體73設置有與YZ平面平行之平面狀的入光面732。本模擬中，在與入光面732垂直的方向(亦即X方向)使光射入至面狀射出體73。
[實施例2]
實施例2中，折射率不同之區域731b之形狀與實施例1不同。實施例2中之區域731b係設置於入光面732附近且在Z方向延伸之筒狀的區域。該筒狀的區域之剖面形狀係將半徑為0.3mm以及0.1mm之兩個圓以彼此之一部分重疊的方式組合而成之外形(圖8B)。
[比較例1]
比較例1係於未設置折射率不同之區域731a這一點上與實施例1以及實施例2不同(圖8C)。
[共通條件]
以下係實施例1、2以及比較例1共通之條件。
[光源]
於面狀射出體73之入光面732連接有半徑為1mm之光纖。於光纖引導之光的強度設為1W，並射入至面狀射出體73。
[面狀射出體]
面狀射出體73之折射率設定為1.49。入光面732與射出面75以外之面的反射率設定為95%。面狀射出體73之外部且射出面75以下之區域係折射率設定為1.35。
[受光器]
設置了用以測定從射出面75所射出之光的強度分布之受光器8。受光器8設為8mm見方，且設置於距射出面75為1mm下部的位置(圖7B)。
[模擬結果]
將光學模擬的結果示於圖9。圖9之上段、中段以及下段分別表示針對實施例1、實施例2以及比較例1之結果。各結果中，左圖表示藉由受光器8檢測出之XY平面上之強度分布。中央之圖以及右圖表示與圖7A所示之B-B´以及A-A´對應之該強度分布。
藉由受光器8檢測出之受光效率在實施例1中為88%，實施例2中為84%，比較例1中為89%。
另一方面，若比較各實施例之強度分布，則可知設置有折射率不同的區域之實施例1以及實施例2比起不設置折射率不同的區域之比較例1，光的強度上之均勻性較高。該結果表示，藉由設置折射率不同的區域，從射出面75呈面狀地射出之光的強度上之均勻性提高。
[鞏膜強化作用]
於眼科領域，若能夠藉由膠原蛋白纖維之交聯來提高鞏膜之剛性，則有能夠抑制眼軸之延長、治療、緩和或預防重度近視、病理性近視等症狀的可能性存在。實際上，為了使感光物質與從光學探針所照射之紫外線所引起之化學反應對生物體組織造成的影響明確，而實施了以下之試驗。
[試驗方法及測定方法]
本試驗依據學術文獻「J Cataract Refact Surg.，2004，30(3)，689-695」所記載之方法實施。亦即：
順序1) 使用長10mm、寬5mm之兔鞏膜組織片，將該兔鞏膜組織片浸漬於0.2%核黃素-5’-磷酸液中15分鐘。
順序2) 使用光學探針以及光源裝置(松下(Panasonic)公司製造的ANUJ3500)對該鞏膜組織片照射紫外光30分鐘(波長：365nm，強度：3mW/cm2
)。本試驗中使用了以下的光學探針：面狀射出體之圓盤部之直徑為6mm，面狀射出體之長度方向之長度為10mm，面狀射出體之最大厚度為2mm。而且，於供線狀導光體之前端部連接之位置之附近，設置有空腔之區域作為折射率不同之區域。該區域設為於面狀射出體之厚度方向延伸且貫通面狀射出體之筒狀。而且，該區域係將與射出面平行之面的剖面形狀設為圓之一部分向圓盤部側突出之形狀。
順序3) 將該鞏膜組織片以2mm之治具(jig)間距離固定在EZ Test(小型桌上試驗機，島津製作所製造，型號：EZ-S)。於施加0.1N之預負載(preload)1分鐘後，以1mm/min之速度拉伸，將位移量為0.8mm時之張力(N)作為鞏膜強度之指標而採用。
將進行了上述順序1)至順序3)之樣品作為實施例3，將僅進行了上述順序3)之樣品作為比較例2，將實施例3與比較例2分別各進行三例，並算出各例之張力之平均值及標準誤差。
[試驗結果]
將試驗結果示於圖10。與比較例2相比，實施例3因張力增加，故表示鞏膜強度提高。該結果表示，藉由感光物質與紫外線之照射而引起鞏膜之膠原蛋白纖維之交聯。而且表示，藉由使用具有如上述般之面狀射出體之構成的光學探針，能夠以一次之光照射提高大範圍的鞏膜強度。
[膠原蛋白交聯率]
眼科領域中，若能夠藉由鞏膜之膠原蛋白纖維之交聯來提高鞏膜之剛性，則有能夠抑制眼軸之延長、治療、緩和或預防重度近視、病理性近視等症狀的可能性存在。為了明確藉由感光物質與紫外線之照射引起了何種程度的膠原蛋白纖維之交聯，而實施了以下之試驗。而且，亦評估了大氣之存在對該化學反應所造成之影響。
[試驗方法及測定方法]
順序1) 使用重量5mg之膠原蛋白纖維片材(collagen fiber sheet piece)(日皮(Nippi)股份有限公司，商品代碼892201)，並將該膠原蛋白纖維片材浸漬於0.25%核黃素-5’-磷酸液中3分鐘。
順序2) 使用紫外光照射燈(OPTOCODE公司製造LED365-SPT/L)對該膠原蛋白纖維片材照射紫外光30分鐘(波長：365nm，強度：3mW/cm2
)。此時，將直接照射了紫外光之片材設為實施例4，將在片材放置覆蓋玻璃(0.12mm至0.17mm厚)且以不與大氣接觸之狀態照射了紫外光之片材設為實施例5。
順序3) 將該膠原蛋白纖維片材在40℃下浸漬於1mL之0.1%苦基磺酸(Picrylsulfonic acid)水溶液中2小時。然後，取出50μL溶液並以注射用水稀釋20倍。利用吸光板讀取器(SPECTRAmaxPLUS384，Molecular Devices公司製造)測定該稀釋液在345nm之吸光度。
對作為實施例之實施例4以及5進行上述順序1)至順序3)，另一方面，將僅進行了上述順序3)之片材作為對照組。實施例4以及5之膠原蛋白交聯率(%)根據下述之式算出。
膠原蛋白交聯率(%)＝100×([對照組之吸光度]-[實施例之吸光度])/([對照組之吸光度])
另外，對實施例4以及5分別各進行兩例，算出各組之膠原蛋白交聯率之平均值。
[試驗結果]
將試驗結果示於圖11。於實施例4以及5均確認了膠原蛋白纖維之交聯的進行。
進一步確認了，比起以不與大氣接觸之狀態照射了紫外光之實施例5，以與大氣接觸之狀態照射了紫外光之實施例4之膠原蛋白纖維之交聯反應進行得更多。
該結果提示，在對鞏膜進行膠原蛋白纖維之交聯之處置的情形下，更佳為以與大氣接觸之狀態照射紫外光。因此，認為在對不與大氣接觸之眼球之後極部附近進行處置時，藉由供給大氣而能夠更有效地進行膠原蛋白纖維之交聯。
1:照明系統
2:光源裝置
3,4,5,6:光學探針
3a:插入部
3b:把持部
3c:纜線部
3d:導光插塞
8:受光器
32:線狀導光體
33,73:面狀射出體
33a:連接部
33b:圓盤部
34,74:反射面
35,75:射出面
36:反射構造體
36a:內表面
37:突出部
331,731a,731b:區域
341:階差部
341a:最內側之階差部
341b:最外側之階差部
342:平面部
371:空孔
732:入光面
[圖1]係表示實施形態之照明系統的整體構成之概略圖。
[圖2]係說明實施形態之光學探針之概略圖。
[圖3A]係說明實施形態之光學探針之圖。
[圖3B]係說明實施形態之光學探針之圖。
[圖4]係說明變形例1之光學探針之圖。
[圖5A]係說明變形例2之光學探針之圖。
[圖5B]係說明變形例2之光學探針之圖。
[圖6A]係說明變形例3之光學探針之圖。
[圖6B]係說明變形例3之光學探針之圖。
[圖7A]係說明光學模擬中使用之面狀射出體之圖。
[圖7B]係說明光學模擬中使用之面狀射出體之圖。
[圖8A]係說明光學模擬中使用之面狀射出體之圖。
[圖8B]係說明光學模擬中使用之面狀射出體之圖。
[圖8C]係說明光學模擬中使用之面狀射出體之圖。
[圖9]係說明光學模擬的結果之圖。
[圖10]係說明關於鞏膜強化作用之試驗的結果之圖。
[圖11]係說明關於膠原蛋白(collagen)交聯率之試驗的結果之圖。
3:光學探針
32:線狀導光體
33:面狀射出體
33a:連接部
33b:圓盤部
34:反射面
35:射出面
341:階差部
341a:最內側之階差部
341b:最外側之階差部
342:平面部
Claims (15)
- 一種光學探針，係包含： 線狀導光體，係引導來自光源裝置之光； 面狀射出體，係與前述線狀導光體之前端部連接且射出前述光； 反射面，係設置於前述面狀射出體之一部分，且使已射入至前述面狀射出體內之前述光反射；以及 射出面，係與前述反射面對向設置，且使在前述反射面處反射之前述光呈面狀地射出。
- 如請求項1所記載之光學探針，其中前述面狀射出體越遠離前述線狀導光體的前述前端部，前述射出面與前述反射面之寬度越小。
- 如請求項1或2所記載之光學探針，其中前述反射面係包含： 複數個階差部，係相對於前述射出面具有角度；以及 複數個平面部，係設置於各前述階差部之間； 前述階差部與前述平面部係形成為交替地連續之階梯狀。
- 如請求項3所記載之光學探針，其中前述複數個階差部之各個相對於前述射出面之角度為25度以上至65度以下。
- 如請求項3或4所記載之光學探針，其中前述複數個階差部以及前述複數個平面部係設置成同心圓狀。
- 如請求項1至5中任一項所記載之光學探針，其中前述面狀射出體係大致圓盤狀。
- 如請求項1至6中任一項所記載之光學探針，其中前述反射面係形成有反射膜。
- 如請求項1至7中任一項所記載之光學探針，其中覆蓋前述反射面之反射構造體中之與前述反射面相向之面係被實施：反射處理，係用以使透過前述反射面之光朝向前述面狀射出體內反射。
- 如請求項1至8中任一項所記載之光學探針，其中前述線狀導光體係光纖或光纖束。
- 如請求項1至9中任一項所記載之光學探針，其中前述面狀射出體係於從連接有前述線狀導光體的前述前端部之位置至前述反射面為止的光路上設置有折射率與其他區域不同之區域。
- 如請求項1至10中任一項所記載之光學探針，其中具有從前述射出面突出之突出部； 前述突出部係具有與外部連通之複數個空孔。
- 如請求項1至11中任一項所記載之光學探針，其中照射部位係生物體部位。
- 如請求項12所記載之光學探針，其中前述光係用以誘發前述生物體部位中的化學反應之光。
- 如請求項12或13所記載之光學探針，其中前述光係用以處置被投予感光物質之前述生物體部位之紫外光。
- 如請求項12至14中任一項所記載之光學探針，其中前述生物體部位係眼球； 前述射出面係具有預定之面積以能夠沿著眼球的鞏膜配置。
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