WO2010116964A1 - 生体光計測装置及び光ファイバの断線判定方法 - Google Patents

生体光計測装置及び光ファイバの断線判定方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2010116964A1
WO2010116964A1 PCT/JP2010/056150 JP2010056150W WO2010116964A1 WO 2010116964 A1 WO2010116964 A1 WO 2010116964A1 JP 2010056150 W JP2010056150 W JP 2010056150W WO 2010116964 A1 WO2010116964 A1 WO 2010116964A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
optical fiber
gain value
gain
unit
disconnection
Prior art date
Application number
PCT/JP2010/056150
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
倫行 藤原
Original Assignee
株式会社 日立メディコ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社 日立メディコ filed Critical 株式会社 日立メディコ
Priority to US13/263,036 priority Critical patent/US8803070B2/en
Priority to EP10761663.3A priority patent/EP2417909B1/en
Priority to CN201080014091.4A priority patent/CN102365049B/zh
Priority to JP2011508348A priority patent/JP5588968B2/ja
Publication of WO2010116964A1 publication Critical patent/WO2010116964A1/ja

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
    • A61B5/1495—Calibrating or testing of in-vivo probes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/05—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves 
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
    • A61B5/1455—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M11/00—Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
    • G01M11/08—Testing mechanical properties
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2560/00—Constructional details of operational features of apparatus; Accessories for medical measuring apparatus
    • A61B2560/02—Operational features
    • A61B2560/0223—Operational features of calibration, e.g. protocols for calibrating sensors
    • A61B2560/0228—Operational features of calibration, e.g. protocols for calibrating sensors using calibration standards
    • A61B2560/0233—Optical standards
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2560/00—Constructional details of operational features of apparatus; Accessories for medical measuring apparatus
    • A61B2560/02—Operational features
    • A61B2560/0266—Operational features for monitoring or limiting apparatus function
    • A61B2560/0276—Determining malfunction
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/22—Arrangements of medical sensors with cables or leads; Connectors or couplings specifically adapted for medical sensors
    • A61B2562/221—Arrangements of sensors with cables or leads, e.g. cable harnesses
    • A61B2562/223—Optical cables therefor
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/22—Arrangements of medical sensors with cables or leads; Connectors or couplings specifically adapted for medical sensors
    • A61B2562/225—Connectors or couplings
    • A61B2562/228—Sensors with optical connectors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
    • G01N21/359—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light using near infrared light
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/102—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type for infrared and ultraviolet radiation

Definitions

  • the present invention irradiates a subject with near-infrared light, measures the light passing through the subject or reflected inside the subject, and measuring the blood circulation, hemodynamics, and hemoglobin change, and an optical fiber It is related with the disconnection determination method.
  • a biological light measurement device is a device that can measure blood circulation, hemodynamics, and changes in the amount of hemoglobin inside a subject with low restraint and no harm to the subject.
  • biological light measurement devices have been realized to image measurement data using a multi-channel device, and are expected to be applied clinically.
  • the living body light measurement device of Patent Document 1 includes an irradiation position and a detection position corresponding to a measurement position where the light amount detected from the light measurement unit is insufficient, and an irradiation position corresponding to the measurement position where the light amount reaches an allowable value. And displaying on the display unit by a display method different from the detection position. (For example, Patent Document 1).
  • the failure site is determined based on whether or not the amount of light detected from the optical measurement unit is insufficient with the probe attached to the subject. In the determination of the failure site due to the lack of light quantity in the state where the probe is attached to the subject, it is considered that it cannot be determined whether the cause of the failure is due to the disconnection of the optical fiber.
  • An object of the present invention is to provide a biological light measuring device and an optical fiber break determination method capable of accurately grasping the disconnection state of an optical fiber.
  • a light source unit including an irradiation optical fiber that irradiates near infrared light, an optical measurement unit including a detection optical fiber that measures passing light at a plurality of measurement points of a subject, Detected by the optical measurement unit in a biological optical measurement device comprising a signal processing unit that processes and images measurement data output from the optical measurement unit, and a display unit that displays measurement data of the signal processing unit
  • a gain adjustment unit that sets a gain value in the measured data based on the amount of the passing light, and a disconnection gain that is set by the gain adjustment unit when a disconnected irradiation optical fiber or detection optical fiber is used.
  • a gain storage unit that stores a value
  • a gain comparison unit that compares a gain value set by the gain adjustment unit with a disconnection gain value stored in the gain storage unit, and a comparison result of the gain comparison unit
  • a said irradiation optical fiber or the determining disconnection judging whether the detection optical fiber is broken portion wherein the display unit displays a tomographic line state. Therefore, the operator can determine which optical fiber is disconnected.
  • a step of setting a gain value based on the amount of passing light in measurement data detected by optical measurement, and a disconnection gain value set when using a disconnected irradiation optical fiber or detection optical fiber The step of storing, the step of comparing the gain value and the disconnection gain value, and the comparison result of the gain value and the disconnection gain value indicate whether or not the irradiation optical fiber or the detection optical fiber is disconnected.
  • An optical fiber breakage determination method including a determination step.
  • the block diagram which shows the biological light measuring device of this invention.
  • the perspective view which shows the test
  • Sectional drawing which shows the test
  • 2 is a flowchart showing the operation of the first embodiment of the present invention.
  • 7 is a flowchart showing the operation of Embodiment 2 of the present invention.
  • 6 is a graph for explaining Example 3 of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a biological light measuring device of the present invention.
  • a probe holder 4 is attached to the head of a subject 2.
  • Near-infrared light generated by the light source unit 10 is irradiated onto the subject 2 via a plurality of irradiation optical fibers 6a.
  • the tip of each irradiation optical fiber 6 a is attached to the probe holder 4 via the irradiation probe 6.
  • the light source unit 10 includes a semiconductor laser 16 that emits light of a predetermined wavelength, and a plurality of optical modules 18 that modulate light from the semiconductor laser 16.
  • Each optical module 18 has a modulator (not shown) that modulates light from the semiconductor laser 16 at different frequencies.
  • the wavelength of light depends on the spectral characteristics of the substance of interest in the living body, but when measuring oxygen saturation and blood volume from the concentration of Hb and HbO2, one or more wavelengths are selected from the wavelength range of 600 nm to 1400 nm. To be used.
  • the light irradiated to the subject 2 from the irradiation optical fiber 6a and passed through the subject 2 is sent to the optical measurement unit 12 via the plurality of detection optical fibers 8a.
  • the tip of each detection optical fiber 8a is attached to the probe holder 4 via the detection probe 8.
  • the probe holder 4 holds a plurality of irradiation probes 6 and a plurality of detection probes 8.
  • the irradiation probes 6 and the detection probes 8 are alternately arranged in a matrix.
  • the optical measuring unit 12 selectively selects a plurality of photoelectric conversion elements 28 such as photodiodes that generate an electric signal according to the detected amount of passing light, and a corresponding modulation signal from the electric signal from the photoelectric conversion element 28.
  • the lock-in amplifier module 30 to detect, the A / D converter 32 that converts the output signal of the lock-in amplifier module 30 into digital measurement data, and a gain value to the measurement data based on the amount of detected passing light A gain adjusting unit 40.
  • the lock-in amplifier module 30 selectively detects modulation signals corresponding to these two wavelengths. As a result, a hemoglobin amount change signal that is twice the number of channels is obtained for the measurement position located between the irradiation position of the light from the irradiation optical fiber 6a and the detection position of the passing light by the detection optical fiber 8a. It is done.
  • the gain adjusting unit 40 applies a gain value to the measurement data output from the A / D converter 32 based on the electrical signal based on the light amount of the passing light detected by the plurality of photoelectric conversion elements 28.
  • the control unit 14 is configured by a computer, for example.
  • the signal processing unit 34 processes the hemoglobin amount change signal, and plots a graph showing, for each channel, oxygenated hemoglobin concentration change, deoxygenated hemoglobin concentration change, total hemoglobin concentration change, etc., on the two-dimensional image of the subject 2 Create measurement data for
  • the storage unit 38 records measurement data necessary for processing by the signal processing unit 34 and analysis results of the measurement data.
  • Various commands necessary for the operation of the control unit 14 are input to the operation unit 39.
  • the signal processing unit 34 is connected to a display unit 36 that displays measurement data created by the signal processing unit 34 and analysis results of the measurement data.
  • the display unit 36 displays the measurement data created by the signal processing unit 34.
  • a storage unit 44 that stores the disconnection gain value set by the gain adjustment unit 40 when the disconnected irradiation optical fiber 6a or the detection optical fiber 8a is used, and the irradiation optical fiber 6a used in the main measurement.
  • the gain comparison unit 42 for comparing the gain value set by the gain adjustment unit 40 with the measurement data obtained using the detection optical fiber 8a and the disconnection gain value stored in the storage unit 44, and the comparison result of the gain comparison unit Accordingly, a disconnection determination unit 46 that determines whether the irradiation optical fiber 6a or the detection optical fiber 8a is disconnected is provided. Then, the disconnection state determined by the disconnection determination unit 46 is displayed on the display unit 36.
  • Each component such as the light source unit 10 and the optical measurement unit 12 is controlled by the control unit 14.
  • FIG. 2 is a perspective view showing an inspection device of a biological light measurement device.
  • the biological light measurement device is provided with an inspection device for inspecting the irradiation optical fiber 6a and the detection optical fiber 8a.
  • a holder insertion hole 50 is provided on the wall surface of the body of the biological optical measurement device. In the holder insertion hole 50, the base end portion of the flat inspection holder 52 is inserted.
  • the inspection holder 52 is pulled out of the main body as shown in FIG. 2 at the time of inspection, and is pushed into the main body and accommodated at the time of non-inspection. That is, the inspection holder 52 can be slid horizontally between the inspection position and the storage position.
  • a plurality of irradiation probe mounting portions (mounting holes) 54 and a plurality of detection probe mounting portions (mounting holes) 56 are provided on the upper portion of the inspection holder 52.
  • the irradiation probe mounting portion 54 is indicated by a solid line
  • the detection probe mounting portion 56 is indicated by a broken line.
  • the irradiation probe mounting part 54 and the detection probe mounting part 56 are arranged in a matrix at a predetermined interval (for example, 30 mm).
  • Each irradiation probe mounting portion 54 is mounted (inserted) with an irradiation probe 6 for irradiating light.
  • Each detection probe mounting portion 56 is mounted (inserted) with a detection probe 8 for receiving the passed light.
  • an inspection body insertion hole 58 as an inspection body mounting portion facing the irradiation probe mounting portion 54 and the detection probe mounting portion 56 is provided.
  • the irradiation probe mounting portion 54 and the detection probe mounting portion 56 communicate with the inspection object insertion hole 58.
  • the inspection object insertion hole 58 is opened at the front surface of the inspection holder 52.
  • the inspection object insertion hole 58 a plurality of types of inspection objects that output different information for performing inspections regarding light irradiation and light receiving states by receiving light from the irradiation probe 6 mounted on the irradiation probe mounting portion 54. Is selectively inserted.
  • the light detection inspection body 60 or the light intensity inspection body 60 is inserted into the inspection body insertion hole 58 as the inspection body.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing the inspection apparatus of the biological light measurement apparatus, and shows a state where the light detection inspection body 60 is inserted into the inspection body insertion hole 58 of FIG.
  • the light detection inspection body 60 attenuates the light from the irradiation probe 6 to pass through, and causes the detection probe 8 to receive the passing light (information for performing inspection). That is, the light detection inspection body 60 is composed of a flat light scatterer and functions as a living body simulation sample (phantom). By measuring the light passing through the light detection inspection body 60 and received by the detection probe 8, the operation of the entire apparatus can be inspected.
  • the irradiation probe 6 is mounted (inserted) on each irradiation probe mounting portion 54, and the detection probe 8 is mounted (inserted) on each detection probe mounting portion 56 in a state where the inspection device of the biological light measurement device is used. Executed when.
  • the storage unit 44 The disconnection gain value set by the gain adjustment unit 40 is stored in advance using the disconnected irradiation optical fiber 6a or detection optical fiber 8a. Further, when measuring the light irradiated from the irradiation probe 6 (irradiation optical fiber 6a) passing through the light detection inspection body 60 and received by the detection probe 8 (detection optical fiber 8a), the gain comparison unit 42 Compares the gain value set by the gain adjustment unit 40 with the disconnection gain value stored in the storage unit 44. The disconnection determination unit 46 determines whether or not the irradiation optical fiber 6a or the detection optical fiber 8a is disconnected based on the comparison result of the gain comparison unit.
  • the gain value of the gain adjustment unit 40 that is set when the light emitted from the irradiation probe 6 passes through the light detection inspection body 60 and is received by the detection probe 8 is determined to make the detected light amount uniform.
  • Gain The gain value is for improving the S / N ratio and ensuring the reliability of the measured value.
  • the gain adjusting unit 40 applies a gain value to the measurement data so that the detected light amounts of the plurality of photoelectric conversion elements 28 are uniformized at 2 mW.
  • the gain value applied to the measurement data becomes large (for example, 1 or more), and when the detected light quantity is large (for example, 2 mW or more), the gain value applied to the measurement data becomes small ( For example, 1 or less).
  • the storage unit 44 stores the disconnection gain value set by the gain adjustment unit 40 using the disconnected irradiation optical fiber 6a or detection optical fiber 8a.
  • the disconnection gain value is a gain value set by the gain adjusting unit 40 in a state where the irradiation optical fiber 6a or the detection optical fiber 8a is disconnected.
  • the control unit 14 determines that 20% of the light A disconnection gain value is obtained in advance using the irradiation optical fiber 6a or the detection optical fiber 8a in which the fiber is disconnected.
  • the number of optical fibers is counted using a microscope (installed type), a portable light, and a microscope (not shown).
  • a microscope installation type
  • a portable light illuminate one end surface of the optical fiber with the portable light and magnify the other end surface of the optical fiber with a microscope (approximately 200 times) and disconnect from the captured image.
  • the end face of an optical fiber is imaged through the microscope, and the number of disconnected optical fibers is measured from the captured image.
  • the binarization process is performed on the luminance (color information) independently for each pixel.
  • the binarization process is a process of converting the luminance of each pixel into two values of black and white according to a certain reference value. An optical fiber in which black is broken and an optical fiber in which white is not broken.
  • the control unit 14 calculates the ratio of the number of black pixels to the total number of pixels of the captured image.
  • the ratio of the number of black pixels to the total number of pixels in the captured image is calculated as 10%, 10% of the irradiation optical fiber 6a or the detection optical fiber 8a is disconnected.
  • the ratio of the number of black pixels to the total number of pixels in the captured image is calculated to be 20%, 20% of the irradiation optical fiber 6a or the detection optical fiber 8a is disconnected.
  • the control unit 14 calculates the gain value set by the gain adjustment unit 40 using the irradiation optical fiber 6a or the detection optical fiber 8a in which 20% of the optical fibers are disconnected. Then, the control unit 14 stores the gain value in the gain storage unit 44 as a disconnection gain value.
  • the gain comparison unit 42 stores the gain value set by the gain adjustment unit 40 in the measurement data obtained using the irradiation optical fiber 6a and the detection optical fiber 8a used in the main measurement, and the storage unit 44. Compare with disconnection gain value. Specifically, the disconnection determination unit 46 determines whether the gain value of the optical fiber used in this measurement is higher or lower than the disconnection gain value.
  • the disconnection determination unit 46 When the gain value applied to the measurement data obtained by using the irradiation optical fiber 6a and the detection optical fiber 8a used in the main measurement is higher than the disconnection gain value, the disconnection determination unit 46 is used for the irradiation optical fiber 6a used in the main measurement or The detection optical fiber 8a is determined to be disconnected (defective). When the gain value applied to the measurement data obtained by using the irradiation optical fiber 6a and the detection optical fiber 8a used in the main measurement is lower than the disconnection gain value, the disconnection determination unit 46 uses the irradiation optical fiber 6a used in the main measurement or It is determined that the detection optical fiber 8a is not disconnected (normal).
  • the display unit 36 displays the disconnection information together with the position information of the irradiation optical fiber 6a or the detection optical fiber 8a as shown in FIG.
  • FIG. 4 is a screen on which disconnection information of the irradiation optical fiber 6a or the detection optical fiber 8a is displayed together with position information.
  • the irradiation optical fiber 6a is an optical fiber shown at positions 1, 3, 6, 8, 9, 11, 14, and 16.
  • the detection optical fiber 8a is an optical fiber indicated at positions 2, 4, 5, 7, 10, 12, 13, and 15.
  • the control unit 14 displays the number of the irradiation optical fiber 6a or the detection optical fiber 8a on which the mark 70 is displayed at four positions on the display unit 36, so that the operator can determine which optical fiber is disconnected. Judgment can be made.
  • the display unit 36 Since the disconnected irradiation optical fiber 6a or the detection optical fiber 8a needs to be replaced, the display unit 36 gives a warning together with the position information of the disconnected irradiation optical fiber 6a or the detection optical fiber 8a. Display information. Further, the display unit 36 can also display a replacement method of the disconnected irradiation optical fiber 6a or detection optical fiber 8a, a contact information of a maintenance company, and the like.
  • step 1 An irradiation probe 6 and a detection probe 8 used in this measurement are inserted into an inspection holder 52 that is composed of a flat light scatterer and has a light detection inspection body 60 of a living body simulation sample (phantom).
  • Step 2 The gain comparison unit 42 acquires the gain value set by the gain adjustment unit 40 in the measurement data obtained using the irradiation optical fiber 6a and the detection optical fiber 8a used in the main measurement, and stores them in the gain storage unit 44 in advance. Compare with the obtained disconnection gain value.
  • Step 3 When the gain value applied to the measurement data obtained using the irradiation optical fiber 6a and the detection optical fiber 8a used in the main measurement is higher than the disconnection gain value obtained in advance, the disconnection determination unit 46 is used for the irradiation used in the main measurement.
  • the optical fiber 6a or the detection optical fiber 8a is determined to be disconnected (defective).
  • Step 4 The display unit 36 displays warning information as well as position information on the disconnected irradiation optical fiber 6a or detection optical fiber 8a. Specifically, the display unit 36 displays the number of the irradiation optical fiber 6a or the detection optical fiber 8a in which the marks 70 are displayed at the four surrounding locations. As described above, according to the present invention, the operator can accurately grasp the disconnection state of the irradiation optical fiber 6a or the detection optical fiber 8a. The operator can replace the disconnected irradiation optical fiber 6a or detection optical fiber 8a as appropriate.
  • Example 2 will be described with reference to FIG.
  • the difference from the first embodiment is that not only the disconnection state of the optical fiber but also the optical fiber that is likely to be disconnected can be grasped.
  • the control unit 14 uses the gain adjustment unit 40. Calculate the disconnection gain value set in.
  • control unit 14 uses the irradiation optical fiber 6a or the detection optical fiber 8a that is likely to be disconnected, that is, the irradiation optical fiber 6a or the detection optical fiber 8a in which 10% of the optical fibers are disconnected. Calculate the attention gain value set by.
  • the gain storage unit 44 stores the disconnection gain value and the attention gain value.
  • step 1 An irradiation probe 6 and a detection probe 8 used in this measurement are inserted into an inspection holder 52 that is composed of a flat light scatterer and has a light detection inspection body 60 of a living body simulation sample (phantom).
  • Step 2 The gain comparison unit 42 acquires the gain value set by the gain adjustment unit 40 in the measurement data obtained using the irradiation optical fiber 6a and the detection optical fiber 8a used in the main measurement, and stores them in the gain storage unit 44 in advance. Compare the disconnection gain value and the attention gain value.
  • Step 3 When the gain value applied to the measurement data obtained using the irradiation optical fiber 6a and the detection optical fiber 8a used in the main measurement is higher than the pre-stored disconnection gain value, the disconnection determination unit 46 is used for the irradiation used in the main measurement.
  • the optical fiber 6a or the detection optical fiber 8a is determined to be disconnected (defective).
  • Step 4 When the gain value applied to the measurement data obtained by using the irradiation optical fiber 6a and the detection optical fiber 8a used in the main measurement is higher than the pre-stored attention gain value, the disconnection determination unit 46 is used for the irradiation used in the main measurement. It is determined that the optical fiber 6a or the detection optical fiber 8a is likely to break.
  • Step 5 The display unit 36 displays warning information as well as position information on the disconnected irradiation optical fiber 6a or detection optical fiber 8a.
  • the display unit 36 displays caution information together with position information on the irradiation optical fiber 6a or the detection optical fiber 8a that is likely to be disconnected. Specifically, the display unit 36 displays the number of the irradiation optical fiber 6a or the detection optical fiber 8a in which the marks 70 are displayed at the four surrounding locations.
  • Example 2 the caution display and the warning display are performed in two stages using the caution gain value and the disconnection gain value. However, the warning display and the caution display may be performed in three or more stages.
  • the operator since the operator is warned and alerted in a plurality of stages, before the disconnection of the irradiation optical fiber 6a or the detection optical fiber 8a occurs, the irradiation optical fiber 6a or It is possible to grasp the detection optical fiber 8a. The operator can appropriately replace the disconnected optical fiber 6a or the detection optical fiber 8a that is likely to be disconnected.
  • Example 3 will be described.
  • the difference from the first and second embodiments is that the history of the disconnection state of the optical fiber makes it possible to grasp the optical fiber that is likely to be disconnected.
  • FIG. 7 is a graph showing a time transition of gain values of a certain irradiation optical fiber 6a and detection optical fiber 8a. Case 1 corresponds to deterioration with time of the optical fiber, and case 2 corresponds to excessive load on the optical fiber.
  • the irradiation optical fiber 6a or the detection optical fiber 8a that is not disconnected is prepared. This is a so-called product delivery state.
  • the control unit 14 sets the gain value set by the gain adjustment unit 40 to the measurement data obtained using the irradiation optical fiber 6a and the detection optical fiber 8a used in the main measurement after 300 days, 600 days from the delivery date. Get.
  • the storage unit 44 stores gain values acquired over time. In this manner, the storage unit 44 stores gain values acquired over time for the channels of the irradiation optical fiber 6a and the detection optical fiber 8a.
  • the irradiation optical fiber 6a and the detection optical fiber 8a are inspected once every 300 days. It can be seen that the acquired gain value gradually increases. This is because the irradiation optical fiber 6a and the detection optical fiber 8a deteriorate over time.
  • the disconnection determination unit 46 calculates a day exceeding the attention gain value and the disconnection gain value from the transition of the gain value stored in the storage unit 44. Specifically, the disconnection determination unit 46 calculates the day when the gain value stored in the storage unit 44 exceeds the attention gain value and the disconnection gain value before reaching the attention gain value.
  • the disconnection determination unit 46 calculates a date exceeding the attention gain value and the disconnection gain value based on the relationship between the delivery date of the product and the initial gain value, and the gain value acquired 300 days after the delivery date.
  • the disconnection determination unit 46 predicts that the gain value will not exceed the attention gain value and the disconnection gain value in the next inspection (after 600 days) based on the gain value obtained and the slope after 300 days from the delivery date. To do. Therefore, here, warning display and caution display are not performed on the display unit 36.
  • the disconnection determination unit 46 determines that the gain value does not exceed the attention gain value and the disconnection gain value in the next inspection (after 900 days) based on the gain value and the slope obtained after 600 days from the delivery date. Predict. Therefore, here, warning display and caution display are not performed on the display unit 36. Then, the disconnection determination unit 46 predicts that the gain value exceeds the attention gain value in the next inspection (after 1200 days) based on the gain value acquired at 900 days after the delivery date and the inclination thereof. The disconnection determination unit 46 then displays a caution on the display unit 36.
  • the disconnection determination unit 46 predicts that the gain value exceeds the disconnection gain value in the next inspection (after 1500 days) based on the gain value acquired after 1200 days from the delivery date and the inclination thereof.
  • the disconnection determination unit 46 displays a warning on the display unit 36.
  • the history of the disconnection state of the optical fiber allows the operator to cope with the deterioration with time of the optical fiber, so that it is possible to grasp the optical fiber that is likely to be disconnected.
  • the gain value set by the gain adjusting unit 40 is acquired in the measurement data obtained using the irradiation optical fiber 6a and the detection optical fiber 8a used in the main measurement.
  • the storage unit 44 stores gain values acquired over time. It can be seen that the gain value acquired over time increases rapidly from 300 days to 600 days after the delivery date. This is presumably because an excessive load was applied to the irradiation optical fiber 6a or the detection optical fiber 8a.
  • the disconnection determination unit 46 If the slope based on the gain value after 300 days from the delivery date and the gain value after 600 days is equal to or greater than a predetermined value, the disconnection determination unit 46 is given an excessive load on the irradiation optical fiber 6a or the detection optical fiber 8a, It is determined that the optical fibers of the book are disconnected together. The disconnection determination unit 46 displays a caution on the display unit 36 when an excessive load is applied to the corresponding irradiation optical fiber 6a or detection optical fiber 8a.
  • the history of the disconnection state of the optical fiber allows the operator to cope with an excessive load on the optical fiber, it is possible to accurately grasp the optical fiber that is likely to be disconnected. .

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
  • Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)

Abstract

　光ファイバの断線状態を正確に把握することができる生体光計測装置を提供するために、近赤外光を照射する照射用光ファイバ6ａを含む光源部10と、被検体2の複数の測定点における通過光を計測する検出用光ファイバ8ａを含む光計測部12と、光計測部12から出力される計測データを処理して画像化する信号処理部34と、信号処理部34の計測データを表示する表示部36とを備えた生体光計測装置において、光計測部12で検出された計測データに通過光の光量に基づいてゲイン値を設定するゲイン調整部40と、断線された照射用光ファイバ6ａ若しくは検出用光ファイバ8ａを用いた際にゲイン調整部40で設定される断線ゲイン値を記憶するゲイン記憶部44と、ゲイン調整部40で設定されたゲイン値とゲイン記憶部44に記憶された断線ゲイン値とを比較するゲイン比較部42と、ゲイン比較部42の比較結果により、照射用光ファイバ6ａ若しくは検出用光ファイバ8ａが断線しているか否かを判定する断線判定部46とを備え、表示部36は該断線状態を表示する。

Description

生体光計測装置及び光ファイバの断線判定方法
　本発明は近赤外光を被検体に照射し、被検体内部を通過或いは被検体内部で反射した光を計測し、血液循環、血行動態及びヘモグロビン量変化を計測する生体光計測装置及び光ファイバの断線判定方法に関するものである。
　生体光計測装置は、被検体内部の血液循環、血行動態及びヘモグロビン量変化を、被検体に対し低拘束で且つ害を与えずに計測できる装置である。近年、生体光計測装置は、多チャンネル装置による測定データの画像化が実現され、臨床への応用が期待されている。
　特許文献1の生体光計測装置は、光計測部から検出される光量が不足している計測位置に対応する照射位置及び検出位置を、光量が許容値に達している計測位置に対応する照射位置及び検出位置とは異なる表示方法で表示部に表示することを開示している。(例えば特許文献1)。
特開2008-86407号公報
　特許文献1の生体光計測装置では、被検体にプローブを装着した状態で光計測部から検出される光量が不足しているか否かで故障部位を判定している。被検体にプローブを装着した状態における光量の不足による故障部位の判定では、故障原因が光ファイバの断線によるものかどうか判別できないものと思料する。　
　本発明は、光ファイバの断線状態を正確に把握することができる生体光計測装置及び光ファイバの断線判定方法を提供することを目的とする。
　本発明の目的を達成するため、近赤外光を照射する照射用光ファイバを含む光源部と、被検体の複数の測定点における通過光を計測する検出用光ファイバを含む光計測部と、前記光計測部から出力される計測データを処理して画像化する信号処理部と、前記信号処理部の計測データを表示する表示部とを備えた生体光計測装置において、前記光計測部で検出された計測データに前記通過光の光量に基づいてゲイン値を設定するゲイン調整部と、断線された照射用光ファイバ若しくは検出用光ファイバを用いた際に前記ゲイン調整部で設定される断線ゲイン値を記憶するゲイン記憶部と、前記ゲイン調整部で設定されたゲイン値と前記ゲイン記憶部に記憶された断線ゲイン値とを比較するゲイン比較部と、前記ゲイン比較部の比較結果により、前記照射用光ファイバ若しくは前記検出用光ファイバが断線しているか否かを判定する断線判定部とを備え、前記表示部は該断線状態を表示する。よって、操作者はどの光ファイバが断線しているかを判断することができる。
　また、光計測で検出された計測データに通過光の光量に基づいてゲイン値を設定するステップと、断線された照射用光ファイバ若しくは検出用光ファイバを用いた際に設定される断線ゲイン値を記憶するステップと、前記ゲイン値と前記断線ゲイン値とを比較するステップと、前記ゲイン値と前記断線ゲイン値の比較結果により、照射用光ファイバ若しくは検出用光ファイバが断線しているか否かを判定するステップとを含む光ファイバの断線判定方法である。
　本発明によれば、光ファイバの断線状態を正確に把握することができる。
本発明の生体光計測装置を示すブロック図。 本発明の生体光計測装置の検査装置を示す斜視図。 本発明の生体光計測装置の検査装置を示す断面図。 本発明の断線している光ファイバを位置情報とともに断線情報を表示する図。 本発明の実施例1の動作を示すフローチャート。 本発明の実施例2の動作を示すフローチャート。 本発明の実施例3を説明するためのグラフ。
　以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。
　図1は本発明の生体光計測装置を示すブロック図である。図1において、被検体2の頭部にプローブホルダ4が装着される。光源部10で発生された近赤外光は、複数本の照射用光ファイバ6aを介して被検体2に照射される。各照射用光ファイバ6aの先端部は、照射プローブ6を介してプローブホルダ4に装着されている。
　光源部10は、所定の波長の光を放射する半導体レーザ16と、半導体レーザ16からの光を変調する複数の光モジュール18とを有している。各光モジュール18は、半導体レーザ16からの光をそれぞれ異なる周波数で変調する変調器(図示しない。)を有している。光の波長は、生体内の注目物質の分光特性によるが、Hb及びHbO2の濃度から酸素飽和度や血液量を計測する場合、600nm～1400nmの波長範囲の中から1つ又は複数の波長が選択されて用いられる。
　照射用光ファイバ6aから被検体2に照射され被検体2を通過した光は、複数の検出用光ファイバ8aを介して光計測部12に送られる。各検出用光ファイバ8aの先端部は、検出プローブ8を介してプローブホルダ4に装着されている。プローブホルダ4には、複数の照射プローブ6と複数の検出プローブ8とが保持されている。照射プローブ6及び検出プローブ8は、マトリクス状に交互に配置されている。
　光計測部12は、検出された通過光の光量に応じた電気信号を発生するフォトダイオード等の複数の光電変換素子28と、光電変換素子28からの電気信号から対応する変調信号を選択的に検出するロックインアンプモジュール30と、ロックインアンプモジュール30の出力信号をデジタルの計測データに変換するA/D変換器32と、検出された通過光の光量に基づいて計測データにゲイン値をかけるゲイン調整部40とを有している。
　例えば、酸素化ヘモグロビン及び脱酸素化ヘモグロビンの2種類を測定対象とした場合、780nm及び830nmの2種類の波長の光が発生され、これらの光が合成され1つの照射用光ファイバ6aから被検体2に照射される。そして、ロックインアンプモジュール30では、これらの2波長に対応した変調信号が選択的に検出される。これにより、照射用光ファイバ6aからの光の照射位置と検出用光ファイバ8aによる通過光の検出位置との間に位置する計測位置に対して、チャンネル数の2倍のヘモグロビン量変化信号が得られる。
　ゲイン調整部40は、複数の光電変換素子28によって検出された通過光の光量に基づいた電気信号に基づいて、A/D変換器32から出力される計測データにゲイン値をかける。
　制御部14は、例えばコンピュータにより構成されている。信号処理部34は、ヘモグロビン量変化信号を処理し、酸素化ヘモグロビン濃度変化、脱酸素化ヘモグロビン濃度変化及び全ヘモグロビン濃度変化等をチャンネル毎に示すグラフを被検体2の2次元画像上にプロットするための計測データを作成する。また記憶部38には、信号処理部34の処理に必要な計測データや計測データの分析結果が記録される。操作部39には、制御部14の動作に必要な種々の指令が入力される。信号処理部34には、信号処理部34で作成された計測データや計測データの分析結果を表示する表示部36が接続されている。表示部36は、信号処理部34で作成された計測データを表示する。
　そして、断線している照射用光ファイバ6a若しくは検出用光ファイバ8aを用いた際にゲイン調整部40で設定される断線ゲイン値を記憶する記憶部44と、本計測で用いる照射用光ファイバ6a及び検出用光ファイバ8aを用いて得られる計測データにゲイン調整部40で設定されたゲイン値と記憶部44に記憶された断線ゲイン値と比較するゲイン比較部42と、ゲイン比較部の比較結果により、照射用光ファイバ6a若しくは検出用光ファイバ8aが断線しているか否かを判定する断線判定部46とを備えている。そして、断線判定部46で判定された断線状態は表示部36に表示される。光源部10及び光計測部12等の各構成要素は、制御部14により制御される。
　図2は生体光計測装置の検査装置を示す斜視図である。生体光計測装置には、照射用光ファイバ6a及び検出用光ファイバ8aを検査する検査装置が設けられている。生体光計測装置の本体の壁面には、ホルダ挿入穴50が設けられている。ホルダ挿入穴50には、平板状の検査ホルダ52の基端部が挿入されている。検査ホルダ52は、検査時には図2のように本体から引き出され、非検査時には本体内に押し込まれ収容される。即ち、検査ホルダ52は、検査位置と収容位置との間で水平にスライド変位可能である。
　検査ホルダ52の上部には、複数の照射プローブ装着部(装着穴)54と、複数の検出プローブ装着部(装着穴)56とが設けられている。図2では、照射プローブ装着部54を実線で示し、検出プローブ装着部56を破線で示している。照射プローブ装着部54及び検出プローブ装着部56は、所定の間隔(例えば30mm)をおいてマトリクス状に配列されている。
　各照射プローブ装着部54には、光を照射するための照射プローブ6が装着(挿入)される。各検出プローブ装着部56には、通過した光を受光するための検出プローブ8が装着(挿入)される。
　検査ホルダ52内には、照射プローブ装着部54及び検出プローブ装着部56に臨む検査体装着部としての検査体挿入穴58が設けられている。照射プローブ装着部54及び検出プローブ装着部56は、検査体挿入穴58に連通している。また、検査体挿入穴58は、検査ホルダ52の前面で開口している。
　検査体挿入穴58には、照射プローブ装着部54に装着された照射プローブ6からの光を受光することにより光の照射・受光状態に関する検査を行うための異なる情報を出力する複数種類の検査体が選択的に挿入される。この例では、検査体として光検出検査体60又は光強度検査体60が検査体挿入穴58に挿入される。
　図3は生体光計測装置の検査装置を示す断面図であり、図2の検査体挿入穴58に光検出検査体60を挿入した状態を示している。光検出検査体60は、照射プローブ6からの光を減衰させて通過させ、通過光(検査を行うための情報)を検出プローブ8に受光させる。即ち、光検出検査体60は、平板状の光散乱体から構成され、生体模擬試料(ファントム)として機能する。光検出検査体60を通過し検出プローブ8で受光された光を計測することにより、装置全体の動作の検査を行うことができる。
　実施例1は、生体光計測装置の検査装置を使用した状態、各照射プローブ装着部54に照射プローブ6が装着(挿入)され、各検出プローブ装着部56に検出プローブ8が装着(挿入)されたときに実行される。
　すなわち、照射プローブ6(照射用光ファイバ6a)から照射した光が光検出検査体60を通過し検出プローブ8(検出用光ファイバ8a)で受光された光を計測する際に、記憶部44は断線している照射用光ファイバ6a若しくは検出用光ファイバ8aを用いてゲイン調整部40で設定される断線ゲイン値を予め記憶する。また、照射プローブ6(照射用光ファイバ6a)から照射した光が光検出検査体60を通過し検出プローブ8(検出用光ファイバ8a)で受光された光を計測する際に、ゲイン比較部42は、ゲイン調整部40で設定されたゲイン値と記憶部44に記憶された断線ゲイン値と比較する。そして、断線判定部46は、ゲイン比較部の比較結果により、照射用光ファイバ6a若しくは検出用光ファイバ8aが断線しているか否かを判定する。
　照射プローブ6から照射した光が光検出検査体60を通過し検出プローブ8で受光された光を計測する際に設定されるゲイン調整部40のゲイン値は、検出光量を均一化するために定められたゲインである。ゲイン値は、S/N比を良くし、計測値の信頼性を確保するためのものである。
　具体的には、ゲイン調整部40は、複数の光電変換素子28の検出光量が2mWで均一化するように、計測データにゲイン値をかける。検出光量が小さい(例えば、2mW以下)場合、計測データにかけるゲイン値が大きくなり(例えば、1以上)、検出光量が大きい(例えば、2mW以上)場合、計測データにかけるゲイン値が小さくなる(例えば、1以下)。
　記憶部44は、断線している照射用光ファイバ6a若しくは検出用光ファイバ8aを用いてゲイン調整部40で設定される断線ゲイン値を記憶する。断線ゲイン値とは、照射用光ファイバ6a若しくは検出用光ファイバ8aを断線させた状態でゲイン調整部40が設定するゲイン値である。
　例えば、照射用光ファイバ6a若しくは検出用光ファイバ8aの正常な光ファイバが80％以下、すなわち20％の光ファイバが断線している状態を不良とする場合、制御部14は、20％の光ファイバが断線している照射用光ファイバ6a若しくは検出用光ファイバ8aを用いて断線ゲイン値を予め求める。
　具体的には、断線している(不良)光ファイバの数を確認するために、図示はしないが、顕微鏡(設置型)及び携帯ライト、マイクロスコープを利用して、光ファイバの数を計数する。顕微鏡(設置型)及び携帯ライトを用いる場合、携帯ライトにより光ファイバの一端面に検査光を照射するとともに、光ファイバの他端面を顕微鏡で拡大撮影(約200倍)し、その撮影画像から断線している光ファイバの数を計測する。マイクロスコープを用いる場合、マイクロスコープを通して光ファイバの端面を撮像し、その撮影画像から断線している光ファイバの数を計測する。
　光ファイバの端面の撮影画像においては、画素単位で独立して輝度(色情報)について2値化処理を行なう。2値化処理とは、各画素の輝度を一定の基準値により、黒色と白色の2つの値に変換する処理のことである。黒色が断線している光ファイバ、白色が断線していない光ファイバである。
　撮影画像全体の画素数を100％とし、制御部14は撮影画像全体の画素数に占める黒色画素数の割合を算出する。撮影画像全体の画素数に占める黒色画素数の割合が10％と算出された場合、照射用光ファイバ6a若しくは検出用光ファイバ8aの10％の光ファイバが断線していることになる。また、撮影画像全体の画素数に占める黒色画素数の割合が20％と算出された場合、照射用光ファイバ6a若しくは検出用光ファイバ8aの20％の光ファイバが断線していることになる。
　そして、上記のように、操作者は、撮影画像に基づいて、20％の光ファイバが断線している照射用光ファイバ6a若しくは検出用光ファイバ8aを準備する。そして、20％の光ファイバが断線している照射用光ファイバ6a若しくは検出用光ファイバ8aを用いて、制御部14はゲイン調整部40で設定されるゲイン値を算出する。そして、制御部14はそのゲイン値を断線ゲイン値としてゲイン記憶部44に記憶させる。
　そして、ゲイン比較部42は、本計測で用いる照射用光ファイバ6a及び検出用光ファイバ8aを用いて得られる計測データにゲイン調整部40で設定されたゲイン値と、記憶部44に記憶された断線ゲイン値と比較する。具体的には、断線判定部46は、本計測で用いる光ファイバのゲイン値が断線ゲイン値より高いか低いかを判定する。
　断線判定部46は、本計測で用いる照射用光ファイバ6a及び検出用光ファイバ8aを用いて得られる計測データにかけられるゲイン値が断線ゲイン値より高い場合、本計測で用いる照射用光ファイバ6a若しくは検出用光ファイバ8aは、断線している(不良)と判定する。断線判定部46は、本計測で用いる照射用光ファイバ6a及び検出用光ファイバ8aを用いて得られる計測データにかけられるゲイン値が断線ゲイン値より低い場合、本計測で用いる照射用光ファイバ6a若しくは検出用光ファイバ8aは、断線していない(正常)と判定する。
表示部36は、断線している照射用光ファイバ6a若しくは検出用光ファイバ8aを位置情報とともに断線情報を図4のように表示する。図4は、照射用光ファイバ6a若しくは検出用光ファイバ8aの断線情報を位置情報とともに表示された画面である。
　照射用光ファイバ6aは、1，3，6，8，9，11，14，16の位置に示される光ファイバである。検出用光ファイバ8aは、2，4，5，7，10，12，13，15の位置に示される光ファイバである。断線判定部46によって、本計測で用いる照射用光ファイバ6a及び検出用光ファイバ8aを用いて得られる計測データにかけられるゲイン値が断線ゲイン値より高い場合、表示部36は、ゲイン値が高い箇所にマーク70を表示する。
　照射用光ファイバ6a若しくは検出用光ファイバ8aが断線していれば、断線している光ファイバ周囲4箇所のゲイン値が高くなる。ここでは、周囲4箇所にマーク70が表示された検出用光ファイバ8aの“7”が断線していることになる。制御部14は、周囲4箇所にマーク70が表示された照射用光ファイバ6a若しくは検出用光ファイバ8aのナンバーを表示部36に表示することにより、操作者はどの光ファイバが断線しているかを判断することができる。
　なお、断線している照射用光ファイバ6a若しくは検出用光ファイバ8aは交換を必要とするため、表示部36は、断線している照射用光ファイバ6a若しくは検出用光ファイバ8aの位置情報とともに警告情報を表示する。また、表示部36は、断線している照射用光ファイバ6a若しくは検出用光ファイバ8aの交換方法やメンテナンス会社の連絡先等を表示することもできる。
　実施例1の動作について図5を用いて説明する。　
　(ステップ1)
　平板状の光散乱体から構成され、生体模擬試料(ファントム)の光検出検査体60を有した検査ホルダ52に、本計測で用いる照射プローブ6と検出プローブ8を挿入する。
　(ステップ2)
　ゲイン比較部42は、本計測で用いる照射用光ファイバ6a及び検出用光ファイバ8aを用いて得られる計測データにゲイン調整部40で設定されたゲイン値を取得し、予めゲイン記憶部44に記憶された断線ゲイン値と比較する。
　(ステップ3)
　断線判定部46は、本計測で用いる照射用光ファイバ6a及び検出用光ファイバ8aを用いて得られる計測データにかけられるゲイン値が予め得られた断線ゲイン値より高い場合、本計測で用いる照射用光ファイバ6a若しくは検出用光ファイバ8aは、断線している(不良)判定する。
　(ステップ4)
　表示部36は、断線している照射用光ファイバ6a若しくは検出用光ファイバ8aを位置情報とともに警告情報を表示する。具体的には、表示部36は、周囲4箇所にマーク70が表示された照射用光ファイバ6a若しくは検出用光ファイバ8aのナンバーを表示する。
以上、本発明によれば、操作者は、照射用光ファイバ6a若しくは検出用光ファイバ8aの断線状態を正確に把握することができる。操作者は、断線した照射用光ファイバ6a若しくは検出用光ファイバ8aを適宜交換することができる。
　ここで、図6を用いて実施例2を説明する。実施例1と異なる点は、光ファイバの断線状態だけでなく、断線しそうな光ファイバも把握することができる点である。
　まず、実施例1と同様に、光ファイバの端面の撮影画像に基づいて、20％の光ファイバが断線された照射用光ファイバ6a若しくは検出用光ファイバ8aと10％の光ファイバが断線された照射用光ファイバ6a若しくは検出用光ファイバ8aを準備する。そして、断線された照射用光ファイバ6a若しくは検出用光ファイバ8a、すなわち20％の光ファイバが断線された照射用光ファイバ6a若しくは検出用光ファイバ8aを用いて、制御部14はゲイン調整部40で設定される断線ゲイン値を算出する。また、断線しそうな照射用光ファイバ6a若しくは検出用光ファイバ8a、すなわち10％の光ファイバが断線された照射用光ファイバ6a若しくは検出用光ファイバ8aを用いて、制御部14はゲイン調整部40で設定される注意ゲイン値を算出する。ゲイン記憶部44は、断線ゲイン値と注意ゲイン値を記憶する。　
　そして、実施例2の動作について図6を用いて説明する。
　(ステップ1)
　平板状の光散乱体から構成され、生体模擬試料(ファントム)の光検出検査体60を有した検査ホルダ52に、本計測で用いる照射プローブ6と検出プローブ8を挿入する。
　(ステップ2)
　ゲイン比較部42は、本計測で用いる照射用光ファイバ6a及び検出用光ファイバ8aを用いて得られる計測データにゲイン調整部40で設定されたゲイン値を取得し、予めゲイン記憶部44に記憶された断線ゲイン値と注意ゲイン値と比較する。
　(ステップ3)
　断線判定部46は、本計測で用いる照射用光ファイバ6a及び検出用光ファイバ8aを用いて得られる計測データにかけられるゲイン値が予め記憶された断線ゲイン値より高い場合、本計測で用いる照射用光ファイバ6a若しくは検出用光ファイバ8aは、断線している(不良)判定する。
　(ステップ4)
　断線判定部46は、本計測で用いる照射用光ファイバ6a及び検出用光ファイバ8aを用いて得られる計測データにかけられるゲイン値が予め記憶された注意ゲイン値より高い場合、本計測で用いる照射用光ファイバ6a若しくは検出用光ファイバ8aは、断線しそうである判定する。
　(ステップ5)
　表示部36は、断線している照射用光ファイバ6a若しくは検出用光ファイバ8aを位置情報とともに警告情報を表示する。表示部36は、断線しそうな照射用光ファイバ6a若しくは検出用光ファイバ8aを位置情報とともに注意情報を表示する。具体的には、表示部36は、周囲4箇所にマーク70が表示された照射用光ファイバ6a若しくは検出用光ファイバ8aのナンバーを表示する。
　なお、実施例2では、注意ゲイン値と断線ゲイン値を用いて2段階で注意表示と警告表示を行なったが、3段階以上に分けて警告表示、注意表示を行なってもよい。
　以上、本発明によれば、操作者は、複数段階で警告、注意喚起されるため、照射用光ファイバ6a若しくは検出用光ファイバ8aの断線が起こる前に、断線しそうな照射用光ファイバ6a若しくは検出用光ファイバ8aを把握することができる。操作者は、断線した、断線しそうな照射用光ファイバ6a若しくは検出用光ファイバ8aを適宜交換することができる。
　ここで、実施例3を説明する。実施例1、2と異なる点は、光ファイバの断線状態を履歴化することにより、断線しそうな光ファイバも把握することができる点である。
　図7は、ある照射用光ファイバ6aと検出用光ファイバ8aのゲイン値の時間推移を示したグラフである。ケース1は光ファイバの経時劣化に対応するものであり、ケース2は光ファイバへの過剰負荷に対応するものである。
　光ファイバの端面の撮影画像に基づいて、断線していない照射用光ファイバ6a若しくは検出用光ファイバ8aを準備する。いわゆる製品の納入時の状態である。
　(ケース1)
　納入日から300日後、600日後・・・に、本計測で用いる照射用光ファイバ6a及び検出用光ファイバ8aを用いて得られる計測データにゲイン調整部40で設定されたゲイン値を制御部14は取得する。そして、記憶部44は、経時的に取得されたゲイン値を記憶する。このように、記憶部44は、照射用光ファイバ6a及び検出用光ファイバ8aのチャンネル分、経時的に取得されたゲイン値を記憶する。
　ここでは、300日に1回、照射用光ファイバ6a及び検出用光ファイバ8aを検査するものとする。取得されたゲイン値は、徐々に高くなっていることが分かる。これは、照射用光ファイバ6a及び検出用光ファイバ8aが経時劣化していくためである。
　断線判定部46は、記憶部44に記憶されたゲイン値の推移から注意ゲイン値と断線ゲイン値を超える日を算出する。具体的には、断線判定部46は、記憶部44に記憶されたゲイン値が注意ゲイン値に達する前に注意ゲイン値と断線ゲイン値を超える日を算出する。
　まず、断線判定部46は、製品の納入日と初期ゲイン値、納入日から300日後とその時取得されたゲイン値の関係により、注意ゲイン値と断線ゲイン値を超える日を算出する。断線判定部46は、納入日から300日後時点の取得されたゲイン値とその傾きに基づいて、次回(600日後)の検査では、ゲイン値が注意ゲイン値と断線ゲイン値を超えないことを予測する。よって、ここでは、表示部36に警告表示、注意表示を行なわない。
　そして、断線判定部46は、納入日から600日後時点の取得されたゲイン値とその傾きに基づいて、次回(900日後)の検査では、ゲイン値が注意ゲイン値と断線ゲイン値を超えないことを予測する。よって、ここでは、表示部36に警告表示、注意表示を行なわない。
そして、断線判定部46は、納入日から900日後時点の取得されたゲイン値とその傾きに基づいて、次回(1200日後)の検査で、ゲイン値が注意ゲイン値を超えることを予測する。そして、断線判定部46は、表示部36に注意表示を行なう。
　そして、断線判定部46は、納入日から1200日後時点の取得されたゲイン値とその傾きに基づいて、次回(1500日後)の検査で、ゲイン値が断線ゲイン値を超えることを予測する。そして、断線判定部46は、表示部36に警告表示を行なう。
　以上、本発明によれば、光ファイバの断線状態を履歴化することにより、操作者は光ファイバの経時劣化に対応することができるため、断線しそうな光ファイバも把握することができる。
　(ケース2)
　納入日から300日後、600日後・・・に、本計測で用いる照射用光ファイバ6a及び検出用光ファイバ8aを用いて得られる計測データにゲイン調整部40で設定されたゲイン値を取得する。そして、記憶部44は、経時的に取得されたゲイン値を記憶する。経時的に取得されたゲイン値は、納入日から300日後から600日後に亘り、急激に高くなっていることが分かる。これは、照射用光ファイバ6a若しくは検出用光ファイバ8aに過剰負荷が与えられたためと考えられる。
　断線判定部46は、納入日から300日後のゲイン値と600日後のゲイン値に基づく傾きが所定値以上であれば、照射用光ファイバ6a若しくは検出用光ファイバ8aに過剰負荷が与えられ、複数本の光ファイバがまとめて断線したと判定する。断線判定部46は、該当する照射用光ファイバ6a若しくは検出用光ファイバ8aに過剰負荷が与えられたと表示部36に注意表示を行なう。
　以上、本発明によれば、光ファイバの断線状態を履歴化することにより、操作者は光ファイバへの過剰負荷に対応することができるため、断線しそうな光ファイバも正確に把握することができる。
　2・・・被検体、4　プローブ、6　照射プローブ、6a　照射用光ファイバ8a、8　検出プローブ、8a　検出用光ファイバ、10　光源部、12　光計測部、14　制御部、16　半導体レーザ、18　光モジュール、28　光電変換素子、30　ロックインアンプモジュール、32　A/D変換器、34　信号処理部、36　表示部、38　記憶部、39　操作部、40　ゲイン調整部、42　ゲイン比較部、44　ゲイン記憶部、46　断線判定部

Claims (13)

  1. 　近赤外光を照射する照射用光ファイバを含む光源部と、被検体の複数の測定点における通過光を計測する検出用光ファイバを含む光計測部と、前記光計測部から出力される計測データを処理して画像化する信号処理部と、前記計測データを表示する表示部とを備えた生体光計測装置において、
    　前記光計測部で検出された計測データに前記通過光の光量に基づいてゲイン値を設定するゲイン調整部と、断線された照射用光ファイバ若しくは検出用光ファイバを用いた際に前記ゲイン調整部で設定される断線ゲイン値を記憶するゲイン記憶部と、前記ゲイン調整部で設定されたゲイン値と前記ゲイン記憶部に記憶された断線ゲイン値とを比較するゲイン比較部と、前記ゲイン比較部の比較結果により、前記照射用光ファイバ若しくは前記検出用光ファイバが断線しているか否かを判定する断線判定部とを備え、前記表示部は該断線状態を表示することを特徴とする生体光計測装置。
  2. 　前記照射用光ファイバ及び前記検出用光ファイバを検査する生体模擬試料を含む検査装置を備え、ゲイン比較部は、前記検査装置に前記照射用光ファイバ及び前記検出用光ファイバを挿入した際に得られた前記ゲイン値と前記断線ゲイン値と比較することを特徴とする請求項1記載の生体光計測装置。
  3. 　前記ゲイン調整部の前記ゲイン値と前記断線ゲイン値は、前記光量を均一化するために定められたゲインであることを特徴とする請求項1記載の生体光計測装置。
  4. 　前記ゲイン記憶部は、所定割合の光ファイバが断線している前記照射用光ファイバ若しくは前記検出用光ファイバを用いて断線ゲイン値を記憶することを特徴とする請求項1記載の生体光計測装置。
  5. 　前記断線判定部は、前記ゲイン値が前記断線ゲイン値より高いか低いか否かを判定し、前記ゲイン値が前記断線ゲイン値より高い場合、前記照射用光ファイバ若しくは前記検出用光ファイバは断線していると判定することを特徴とする請求項1記載の生体光計測装置。
  6. 　前記ゲイン値が前記断線ゲイン値より高い場合、前記表示部は、該断線している照射用光ファイバ若しくは検出用光ファイバの位置情報とともに警告情報を表示することを特徴とする請求項1記載の生体光計測装置。
  7. 　前記ゲイン値が前記断線ゲイン値より高い場合、前記表示部は、前記ゲイン値が高い箇所にマークを表示することを特徴とする請求項1記載の生体光計測装置。
  8. 　前記表示部は、周囲4箇所に前記マークが表示された前記照射用光ファイバ若しくは前記検出用光ファイバのナンバーを表示することを特徴とする請求項7記載の生体光計測装置。
  9. 　前記ゲイン記憶部は、断線しそうな照射用光ファイバ若しくは検出用光ファイバを用いた際に前記ゲイン調整部で設定される注意ゲイン値をさらに記憶し、前記断線判定部は、前記ゲイン値が前記注意ゲイン値より高いか低いか否かを判定し、前記ゲイン値が前記注意ゲイン値より高い場合、前記照射用光ファイバ若しくは前記検出用光ファイバは断線しそうであると判定することを特徴とする請求項1記載の生体光計測装置。
  10. 　前記ゲイン記憶部は経時的に取得された前記ゲイン値を記憶し、前記断線判定部は経時的に取得された前記ゲイン値の推移から前記断線ゲイン値を超える日を算出することを特徴とする請求項1記載の生体光計測装置。
  11. 　前記ゲイン記憶部は経時的に取得された前記ゲイン値を記憶し、前記断線判定部は経時的に取得された前記ゲイン値の推移から前記注意ゲイン値を超える日を算出することを特徴とする請求項9記載の生体光計測装置。
  12. 　前記断線判定部は、経時的に取得された前記ゲイン値の傾きが所定値以上であれば、前記表示部に注意表示を行なうことを特徴とする請求項1記載の生体光計測装置。
  13. 　光計測で検出された計測データに通過光の光量に基づいてゲイン値を設定するステップと、断線された照射用光ファイバ若しくは検出用光ファイバを用いた際に設定される断線ゲイン値を記憶するステップと、前記ゲイン値と前記断線ゲイン値とを比較するステップと、前記ゲイン値と前記断線ゲイン値の比較結果により、照射用光ファイバ若しくは検出用光ファイバが断線しているか否かを判定するステップとを含む光ファイバの断線判定方法。
PCT/JP2010/056150 2009-04-08 2010-04-05 生体光計測装置及び光ファイバの断線判定方法 WO2010116964A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/263,036 US8803070B2 (en) 2009-04-08 2010-04-05 Biological optical measurement instrument and method for determining damage of optical fibers
EP10761663.3A EP2417909B1 (en) 2009-04-08 2010-04-05 Biophotometer and method for determining disconnection of optical fiber
CN201080014091.4A CN102365049B (zh) 2009-04-08 2010-04-05 生物体光计测装置和光纤的断线判定方法
JP2011508348A JP5588968B2 (ja) 2009-04-08 2010-04-05 生体光計測装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009-093488 2009-04-08
JP2009093488 2009-04-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2010116964A1 true WO2010116964A1 (ja) 2010-10-14

Family

ID=42936248

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2010/056150 WO2010116964A1 (ja) 2009-04-08 2010-04-05 生体光計測装置及び光ファイバの断線判定方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8803070B2 (ja)
EP (1) EP2417909B1 (ja)
JP (1) JP5588968B2 (ja)
CN (1) CN102365049B (ja)
WO (1) WO2010116964A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102695459A (zh) * 2009-11-16 2012-09-26 株式会社日立医疗器械 生物体光计测装置以及发光部更换与否信息显示方法
JP2020522323A (ja) * 2017-06-07 2020-07-30 オミクロン−レーザーエイジ レーザープロダクト ゲーエムベーハー 医療装置の光源を較正する方法及び装置

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103610467B (zh) * 2013-11-05 2016-08-03 李鲁亚 并行近红外光电传感装置及动物器官组织检测系统与方法
JP6443851B2 (ja) * 2014-08-04 2018-12-26 キヤノン株式会社 被検体情報取得装置、被検体情報取得方法およびプログラム
AU2019307498A1 (en) 2018-07-16 2021-02-04 Bbi Medical Innovations, Llc Perfusion and oxygenation measurement
CN111466923A (zh) * 2020-05-14 2020-07-31 中科搏锐（北京）科技有限公司 一种多通道组织血氧同步无创监测装置及其方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002323444A (ja) * 2001-04-26 2002-11-08 Hitachi Medical Corp 生体光計測装置
JP2008086407A (ja) 2006-09-29 2008-04-17 Hitachi Medical Corp 生体光計測装置
JP2009022353A (ja) * 2007-07-17 2009-02-05 Hitachi Ltd 生体光計測装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5923416A (en) 1997-03-20 1999-07-13 Hartford Hospital Automated method and apparatus for evaluating the performance characteristics of endoscopes
JP4006826B2 (ja) 1998-04-28 2007-11-14 株式会社日立製作所 生体光計測装置
JP4360661B2 (ja) 1999-11-18 2009-11-11 株式会社日立メディコ 生体光計測装置
US6885801B1 (en) 2001-12-06 2005-04-26 Clear Image Technology Llc Enhancement of fiber based images
WO2004088881A1 (ja) * 2003-03-28 2004-10-14 Fujitsu Limited 光伝送路障害検出システム
US7536102B1 (en) * 2004-03-25 2009-05-19 At&T Corp Method and apparatus for fiber optic fault locating and mapping
WO2006087915A1 (ja) * 2005-02-16 2006-08-24 Hitachi Medical Corporation 生体光計測装置
JP4785130B2 (ja) 2006-02-13 2011-10-05 株式会社日立メディコ 生体光計測装置の検査装置
US7869016B2 (en) 2007-05-17 2011-01-11 Ams Research Corporation Fiber damage detection and protection device
US7809279B2 (en) 2007-07-27 2010-10-05 Tyco Electronics Subsea Communications Llc System and method using differential loop gain for fault identification in line monitoring equipment
US20110013905A1 (en) * 2009-07-17 2011-01-20 Avago Technologies Fiber Ip (Singapore) Pte. Ltd. Active optical cable apparatus and method for detecting optical fiber breakage

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002323444A (ja) * 2001-04-26 2002-11-08 Hitachi Medical Corp 生体光計測装置
JP2008086407A (ja) 2006-09-29 2008-04-17 Hitachi Medical Corp 生体光計測装置
JP2009022353A (ja) * 2007-07-17 2009-02-05 Hitachi Ltd 生体光計測装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2417909A4 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102695459A (zh) * 2009-11-16 2012-09-26 株式会社日立医疗器械 生物体光计测装置以及发光部更换与否信息显示方法
JP2020522323A (ja) * 2017-06-07 2020-07-30 オミクロン−レーザーエイジ レーザープロダクト ゲーエムベーハー 医療装置の光源を較正する方法及び装置
JP7197079B2 (ja) 2017-06-07 2022-12-27 オミクロン－レーザーエイジ レーザープロダクト ゲーエムベーハー 医療装置の光源を較正する方法及び装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP2417909B1 (en) 2016-05-04
EP2417909A4 (en) 2014-01-08
JP5588968B2 (ja) 2014-09-10
US20120033201A1 (en) 2012-02-09
US8803070B2 (en) 2014-08-12
JPWO2010116964A1 (ja) 2012-10-18
CN102365049A (zh) 2012-02-29
CN102365049B (zh) 2014-10-29
EP2417909A1 (en) 2012-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5588968B2 (ja) 生体光計測装置
US8749773B2 (en) Method and apparatus for testing light-emitting device
JP6131250B2 (ja) 光ルミネセンス画像化を使用する発光半導体デバイスの検査の方法および装置
US10393669B2 (en) Colour measurement of gemstones
KR101284268B1 (ko) 비전시스템의 이미지 품질 향상을 위한 컬러조명 제어방법
US20070100245A1 (en) Laser blood flow imaging apparatus
JP6032837B2 (ja) 分析装置
JP2009502270A (ja) 少なくとも１つの組織表面部、特に皮膚組織における酸素分圧分布を決定するための方法及び測定システム
JPH07163571A (ja) 種々異なる波長の光による組織検査装置
WO2020195136A1 (ja) 検査装置及び検査方法
JP4136832B2 (ja) 半導体レーザーダイオードチップの検査方法および検査装置
TWI588499B (zh) 發光裝置之測試方法及設備
JP2020094955A (ja) 欠陥検出装置、及び欠陥検出方法
EP2502567A1 (en) Organism light measuring device and method for displaying information relating to necessity/unnecessity of replacement of light-emitting part
JP5565998B2 (ja) 光ファイバ素線計数装置
US8106946B2 (en) Circuitry testing method and circuitry testing device
JP4785130B2 (ja) 生体光計測装置の検査装置
KR101493991B1 (ko) 비전검사용 센서모듈
KR100593883B1 (ko) 발광소자의 발광 특성 검사 장치
EP1918752A1 (en) Method and apparatus for measuring optical power of a light beam produced in a microscope
JPH1194845A (ja) 試料注入状態検査装置
JP2008293854A (ja) 画像検査機における照明装置の検査方法
US20080231287A1 (en) Evaluation board and failure location detection method
JPWO2020195136A1 (ja) 検査装置及び検査方法

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201080014091.4

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 10761663

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2011508348

Country of ref document: JP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13263036

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2010761663

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE