WO2011059016A1 - 生体光計測装置及び発光部交換要否情報表示方法 - Google Patents

生体光計測装置及び発光部交換要否情報表示方法 Download PDF

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WO2011059016A1
WO2011059016A1 PCT/JP2010/070079 JP2010070079W WO2011059016A1 WO 2011059016 A1 WO2011059016 A1 WO 2011059016A1 JP 2010070079 W JP2010070079 W JP 2010070079W WO 2011059016 A1 WO2011059016 A1 WO 2011059016A1
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light emitting
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unit
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弘道 鈴木
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株式会社 日立メディコ
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    • 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
    • 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

Definitions

  • the present invention irradiates a subject with near-infrared light, measures the light passing through the subject or reflected inside the living body, and measures hemoglobin information inside the living body, and light emitting unit replacement necessity information display It is about the method.
  • the biological optical measurement apparatus is an apparatus that can safely measure a subject without attaching a probe mounted with a plurality of optical fibers to the subject and restraining the hemoglobin information inside the subject with a fixed belt or the like. It is.
  • the probe is formed of an irradiation probe that irradiates the subject with near infrared light emitted from a light emitting unit such as a laser, and a light receiving probe that receives light transmitted through the subject.
  • the measurement result of hemoglobin information is displayed as a graph or a grayscale image.
  • the biological light measurement device measures the intensity of light transmitted through the subject, but cannot perform other inspections such as the irradiation intensity of light from the irradiation probe, so the irradiation intensity due to deterioration of the optical fiber cable. Change could not be detected.
  • Patent Document 1 an inspection body insertion hole facing the irradiation probe mounting portion and the light receiving probe mounting portion is provided, and a light detection inspection body or a light intensity inspection body is inserted into the inspection body insertion hole to transmit light from the irradiation probe.
  • the irradiation intensity can be measured.
  • the light emission capability of the light emitting unit deteriorates with time, and the deterioration of the light emission capability of the light emitting unit makes it impossible to measure biological light. It is not disclosed that the light emitting unit replacement necessity information is displayed so that it can be determined.
  • An object of the present invention is to provide a biological light measurement device capable of displaying information on whether or not to replace a light emitting unit so that it can be determined whether or not the light emitting unit itself needs to be replaced from the deterioration state of the light emitting unit.
  • the object of the present invention is to provide a rejection information display method.
  • the present invention measures the deterioration state of the light emitting unit from the light output of the light emitting unit that emits light and the current injected into the light emitting unit, and replaces the light emitting unit from the deteriorated state. Display necessity information.
  • the biological light measurement device of the present invention includes a light emitting unit that emits light, a light source unit that irradiates the subject with the light, and an optical measurement unit that measures the passing light at the measurement point of the subject.
  • a signal processing unit that processes hemoglobin information output from the optical measurement unit and creates an optical measurement image
  • a display unit that displays the optical measurement image, an optical output of the light emitting unit, and a light output that is injected into the light emitting unit
  • a measurement determining unit that measures a deterioration state of the light emitting unit from a current to determine whether or not the light emitting unit needs to be replaced, and the display unit replaces the light emitting unit determined by the measurement determining unit Display necessity information.
  • the light emitting unit replacement necessity information display method of the present invention includes a step of measuring the deterioration state of the light emitting unit from the light output of the light emitting unit that emits light and the current injected into the light emitting unit, and the deterioration state To displaying information on whether or not the light emitting unit needs to be replaced.
  • the light emitting unit replacement necessity information is displayed so that the necessity of replacement of the light emitting unit itself can be determined from the deterioration state of the light emitting capability of the light emitting unit. can do.
  • FIG. 4 is a diagram showing Example 2 of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram showing Example 3 of the present invention. 6 is a flowchart showing an operation in the first to third embodiments of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram showing Example 4 of the present invention.
  • 10 is a flowchart showing the operation in the fourth embodiment of the present invention.
  • the biological light measurement device is a device that irradiates near-infrared light into the subject 22, and detects light reflected from the vicinity of the surface of the subject 22 or passed through the subject 22 (hereinafter simply referred to as passing light). .
  • the biological light measurement device mainly includes a light source unit 10 that irradiates near-infrared light, a light measurement unit 12 that measures passing light and converts it into an electrical signal, a light source unit 10 and A control unit 14 that controls driving of the optical measurement unit 12, a display unit 36, and the like are provided.
  • the light source unit 10 includes a plurality of light emitting units 16 that emit light of a predetermined wavelength, and a plurality of optical modules 18 that include modulators for modulating light generated by the light emitting units 16 at a plurality of different frequencies.
  • the output light of each optical module 18 is irradiated to a predetermined measurement position of the subject 22 via the irradiation optical fiber 20, respectively.
  • the probe holder 23 is attached to the subject 22, and the plurality of irradiation optical fibers 20 and the detection optical fibers 26 are detachably installed at respective installation positions (holes) of the probe holder 23.
  • the light source unit 10 includes a number of optical modules 18 corresponding to the number of light emitting units 16.
  • the wavelength of light depends on the spectral characteristics of the substance of interest in the subject 22, but when measuring oxygen saturation and blood volume from the hemoglobin information of oxygenated hemoglobin and deoxygenated hemoglobin, the wavelength of light in the wavelength range of 600 nm to 1400 nm Select one or more wavelengths from among them.
  • the light emitting unit 16 in the light source unit 10 is configured to emit light of two types of wavelengths, for example, 780 nm and 830 nm, and these two wavelengths of light are combined and irradiated from one irradiation position.
  • the optical measurement unit 12 includes a photoelectric conversion element 28 such as a photodiode that converts passing light guided from a plurality of measurement positions of the subject 22 through the detection optical fiber 26 into an electric quantity corresponding to the amount of light, and a photoelectric
  • the lock-in amplifier 30 that receives an electrical signal from the conversion element 28 and selectively detects a modulation signal corresponding to the light irradiation position, and converts the output signal of the lock-in amplifier 30 into a digital signal based on hemoglobin information It comprises an A / D converter 32 that outputs a signal and a gain adjustment unit 33 that applies a gain value to the digital signal based on the detected amount of transmitted light.
  • the lock-in amplifier 30 selectively detects a light irradiation position and a modulation signal corresponding to these two wavelengths.
  • the gain adjusting unit 33 applies a gain value to the digital signal output from the A / D converter 32 based on the electrical signal based on the amount of the passing light detected by the plurality of photoelectric conversion elements 28.
  • the biological light measurement device processes a digital signal based on hemoglobin information to create a graph of hemoglobin information for each channel, or a two-dimensional image or a three-dimensional image of hemoglobin information obtained by interpolating each digital signal for each channel.
  • a unit 44 and an operation unit 40 for inputting various commands necessary for the operation of the apparatus are provided.
  • Example 1 will be described with reference to FIGS.
  • the measurement determination unit 44 determines the degradation of the light emitting unit 16 obtained from the light output (mW) of the light emitting unit 16 that is a light emitting element that emits light and the current (mA) injected into the light emitting unit 16. Whether or not the light emitting unit 16 needs to be replaced is determined from the state, and the display unit 36 displays the deterioration state of the light emitting unit 16 and information on whether or not to replace it.
  • the light emitting unit 16 emits near infrared light including a semiconductor laser that emits light using stimulated emission or a light emitting diode that emits light using a semiconductor.
  • FIG. FIG. 2 is a measuring device that measures the light output of one irradiation optical fiber 20.
  • Light generated from the light emitting unit 16 is output to the irradiation optical fiber 20 via the optical module 18.
  • the irradiation optical fiber 20 is connected to an optical sensor 41 that receives the light output from the irradiation optical fiber 20 and flows a current corresponding to the amount of received light.
  • An optical sensor 41 is in contact with the tip of the irradiation optical fiber 20.
  • the optical sensor 41 is connected to the optical power meter 42.
  • the optical power meter 42 converts the current output from the optical sensor 41 and calculates the optical output.
  • the optical power meter 42 is connected to the control unit 14, and the calculated light output is transmitted to the measurement determination unit 44 and the storage unit 38 via the control unit 14.
  • FIG. 3 shows a measuring device that measures the light output of a plurality of irradiation optical fibers 20.
  • a holder insertion hole (not shown) is provided in the body of the biological light measurement device.
  • a flat test holder 50 is inserted into the holder insertion hole. The inspection holder 50 is pulled out of the biological optical measurement device main body during inspection, and is pushed into and accommodated in the biological measurement device main body during non-inspection. That is, the inspection holder 50 can slide horizontally between the inspection position and the storage position.
  • the fiber insertion hole 52 of the inspection holder 50 receives the light output from the irradiation optical fiber 20, converts the current output from the optical sensor 41, and the optical sensor 41 that flows current according to the amount of received light, A plurality of optical power meters 42 for calculating (optical output) are provided.
  • the optical sensor 41 and the optical power meter 42 are provided in the eight fiber insertion holes 52, respectively.
  • the optical power meter 42 is connected to the control unit 14, and the calculated light output is transmitted to the measurement determination unit 44 and the storage unit 38 via the control unit 14.
  • a number corresponding to the number of the irradiation optical fiber 20 is written in the vicinity of the fiber insertion hole 52 into which the irradiation optical fiber 20 is inserted.
  • the irradiation optical fiber 20 with the number “5” is inserted into the fiber insertion hole 52 with the number “5”, and the optical sensor 41 and the optical power meter 42 emit light corresponding to the irradiation optical fiber 20 with the number “5”.
  • the light output of the unit 16 is calculated.
  • the calculated light output is transmitted to the measurement determination unit 44 and the storage unit 38 via the control unit 14 together with the number.
  • the control unit 14 transmits the light output output from the optical power meter 42 and the current injected into the light emitting unit 16 necessary for the light output to the measurement determination unit 44 and the storage unit 38.
  • the measurement determination unit 44 measures the deterioration state of the light emitting unit 16 due to light output and current. Then, the measurement determining unit 44 determines whether or not the light emitting unit 16 needs to be replaced based on the deterioration state of the light emitting unit 16.
  • the display unit 36 displays the deterioration state of the light emitting unit 16 output from the measurement determination unit 44 and the necessity information for replacement.
  • the storage unit 38 stores the light output and current together with time information (for example, date and time).
  • FIGS. 4 (a), 4 (b), and 5 show the relationship between the optical output output from the optical power meter 42 and the current required for the optical output.
  • the living body light measurement device used in the present invention can perform three types of light output: High, Middle, and Low.
  • the high light output is a normal light output used in a normal measurement mode, and is used for general adults.
  • the middle and low light outputs are special light outputs used in measurement modes in which light output is suppressed, and are mainly used for infants and people who easily transmit light.
  • High is 2 (mW)
  • Middle is 1 (mW)
  • Low is 0.5 (mW).
  • a graph 60 in FIG. 4 is a graph showing a relationship between the light output of the light emitting unit 16 and the current at the time of shipment of the biological light measurement device, that is, in a normal state.
  • the light output and current at the time of shipment of the biological light measurement device are stored in the storage unit 38 in advance.
  • the measurement determination unit 44 reads out optical output and current data at the time of shipment of the biological light measurement device, creates a graph 60, and causes the display unit 36 to display the graph 60.
  • the high optical output 61, the middle optical output 62, and the low optical output 63 at the time of shipment of the biological optical measurement device are marked on the graph 60.
  • the high optical output 64, middle optical output 65, and low optical output 66 in FIGS. 4 (a) and 4 (b) are obtained when a predetermined time has passed since the shipment of the biological optical measurement device (for example, from the shipment). This is the light output obtained in 3 years).
  • FIG. 4 (a) shows a form in which a warning is issued when the current injected when obtaining the high light output 64, that is, the current corresponding to the high light output 64 exceeds the absolute rated current.
  • the absolute rated current is stored in advance in the storage unit 38.
  • the light emitting unit 16 When the current corresponding to the high light output 64 exceeds the absolute rated current, the light emitting unit 16 may be damaged, and there is a possibility that optical measurement cannot be performed by the biological light measurement device.
  • the current corresponding to the high optical output 64 exceeds the absolute rated current for example, when the absolute rated current is 180 (mA), to obtain 2 (mW), which is the high optical output 64 This is when the required current I is current I> 180 (mA).
  • the measurement determination unit 44 determines to replace the light emitting unit 16 and causes the display unit 36 to display warning information.
  • the examiner or service person gives instructions to have the light emitting unit 16 replaced when viewing the warning information displayed on the display unit 36.
  • the measurement determination unit 44 replaces the light emitting unit 16 even when the light output unit 16 does not reach the high light output 64 when the absolute rated current is injected.
  • the warning information may be displayed on the display unit 36.
  • the measurement determination unit 44 determines whether or not the high optical output 64 reaches 2 (mW). measure. If 2 (mW), which is the high light output 64, is not reached, the measurement determining unit 44 determines to replace the light emitting unit 16, and causes the display unit 36 to display warning information.
  • FIG. 4 (b) shows that when the current corresponding to the high light output 64 approaches the absolute rated current, that is, the current corresponding to the high light output 64 has reached a current value that is a predetermined value smaller than the absolute rated current. It shows the form which pays attention to the case.
  • the measurement determination unit 44 determines that it is recommended to replace the light emitting unit 16, and displays caution information. This is displayed on part 36.
  • the current corresponding to the high optical output 64 reaches a current value smaller than the absolute rated current by a predetermined value, for example, when the absolute rated current is 180 (mA)
  • the high optical output 64 is 2 This is when the current I required to obtain (mW) is 160 (mA) ⁇ current I ⁇ 180 (mA).
  • the predetermined value is 20 (mA).
  • the measurement determination unit 44 determines that the light emitting unit 16 can be used, and the display unit 36 displays that the light emitting unit 16 can be used.
  • the current corresponding to the high optical output 64 is sufficiently smaller than the absolute rated current, for example, when the absolute rated current is 180 (mA), it is necessary to obtain 2 (mW), which is the high optical output 64
  • the current I is current I ⁇ 160 (mA).
  • FIG. 5 shows a form in which a warning is issued when the light output start current becomes larger than a predetermined value.
  • the light output start current is stored in the storage unit 38 in advance.
  • the measurement determination unit 44 determines to replace the light emitting unit 16, and displays warning information on the display unit 36.
  • FIG. 6 shows a display unit 36 that displays the current corresponding to the light output of High, Middle, and Low, the light output start current, the injection current, the absolute rated current, and the determination result corresponding to the number of the light emitting unit (LD) 16. Is a display form.
  • the light output start current is smaller than the predetermined value (50 (mA)), and the current corresponding to the high light output 64 is sufficiently larger than the absolute rated current (180 (mA)). Since it is small (current I ⁇ 160 (mA)), information indicating “sufficient use” is displayed.
  • warning information “Please replace immediately” is displayed.
  • the display unit 36 displays warning information preferentially over attention information.
  • the current corresponding to the high light output 64 is smaller than the absolute rated current (180 (mA)) and smaller than the absolute rated current by a predetermined value (160 (mA)). Because it is large, the warning information “Replacement is recommended” is displayed.
  • the absolute rated current is 180 (mA), but the operating unit 40 can arbitrarily change the absolute rated current and various predetermined values.
  • the measurement determination unit 44 determines to replace the light emitting unit 16 and displays warning information on the display unit 36.
  • the measurement determination unit 44 sets the light emitting unit 16 to the middle. If the light output 65 is low and the light output 66 is low, it can be determined that it can be used. If the light output 65 is middle and the light output 66 is low, information that can use the light emitting unit 16 can be displayed on the display unit 36. Good.
  • the absolute rated current for example, if the absolute rated current is 180 (mA), it is necessary to obtain 1 (mW), which is the middle optical output 65. This is when the current I is I ⁇ 180 (mA).
  • warning information, caution information, and the like are displayed on the display unit 36, but the examiner or service staff may be notified by voice or the like. Furthermore, warning information, caution information, and the like may be automatically communicated to the personal computer or mobile phone of the light emitting unit 16 manufacturer via the control unit 14 and the network of the biological light measurement device.
  • the examiner or the service person can grasp the deterioration state of the light emitting unit 16 and whether or not it is necessary to replace the light emitting unit 16, and can appropriately instruct the replacement of the light emitting unit 16.
  • Example 2 will be described with reference to FIGS.
  • the difference from the first embodiment is that the measurement determination unit 44 is based on the characteristics of a graph created from the light output (mW) of the light emitting unit 16 and the current (mA) injected into the light emitting unit 16. It is a point for judging the state of.
  • the measurement determination unit 44 measures the deterioration state of the light emitting unit 16 from the slopes of the graphs 90 and 92 created from the light output of the light emitting unit 16 and the current injected into the light emitting unit 16. Whether the light emitting unit 16 needs to be replaced is determined based on the deterioration state.
  • the display unit 36 displays the deterioration state of the light emitting unit 16 and the necessity information for replacement.
  • Graph 60 is a graph showing the relationship between the light output and the current at the time of shipment of the biological light measurement device, that is, in a normal state.
  • the graph 90 is a graph based on the light output and current obtained when a certain period of time has elapsed since the shipment of the biological light measurement device (for example, two years after the shipment), and the graph 92 is a biological light measurement.
  • 6 is a graph based on the light output and current obtained when more years have passed since the shipment of the device (for example, six years after the shipment).
  • the light emitting unit 16 has a tendency that the slope of the graph based on the light output and current of the light emitting unit 16 gradually decreases as time passes from the time of shipment. Utilizing this characteristic, the measurement determination unit 44 determines to replace the light emitting unit 16 when the slope of the graph based on the light output and current of the light emitting unit 16 reaches a predetermined value or less, and displays warning information on the display unit. Display on 36.
  • the measurement determination unit 44 obtains a graph 100 from at least two sets of light outputs and currents corresponding to the light outputs, and determines whether or not the light emitting unit 16 needs to be replaced from the obtained graph 100.
  • the display unit 36 displays the deterioration state of the light emitting unit 16 and the necessity information for replacement.
  • the measurement determination unit 44 creates a graph 100 of a straight line passing through two points from the low light output 94, the middle light output 96, and the current corresponding to the light output. When the slope of the graph 100 based on the light output and current reaches a predetermined value or less, the measurement determination unit 44 determines to replace the light emitting unit 16 and causes the display unit 36 to display warning information.
  • the measurement determination unit 44 marks the high light output 98 in the graph 100.
  • the measurement determination unit 44 determines to replace the light emitting unit 16 and causes the display unit 36 to display warning information.
  • the examiner or service person gives instructions to have the light emitting unit 16 replaced when viewing the warning information displayed on the display unit 36.
  • the measurement determination unit 44 creates a straight line graph 100 passing through two points, but may create a straight line graph 100 using three or more points. In addition, the measurement determination unit 44 may create a straight line or curve graph 100 using a least square method or the like.
  • the examiner or the service person can grasp the deterioration state of the light emitting unit 16 and whether or not it is necessary to replace the light emitting unit 16, and can appropriately instruct the replacement of the light emitting unit 16.
  • Example 3 will be described with reference to FIGS.
  • the difference from the first and second embodiments is that the measurement determination unit 44 estimates the usable time of the light emitting unit 16.
  • FIG. 8 shows a form in which the current injected at the time of obtaining a high light output is measured at the time of shipment, time A and time B.
  • Time A is when a certain month has passed since shipment (for example, two years after shipment), and time B is when another month has elapsed since shipment (for example, four years after shipment) ).
  • the measurement determination unit 44 reads the current 110 injected when obtaining the high light output at the time of shipment from the storage unit 38 together with time information, and the high light output 64 at the current time B. Is obtained from the power meter 42. Then, a graph 116 showing the relationship between the currents 110 and 114 and time is created. At this time, the measurement determination unit 44 may create the graph 116 using the current 112 at the time point A and the time information.
  • the measurement determination unit 44 calculates the time when the graph 116 reaches the absolute rated current as the time C. In addition, the measurement determination unit 44 calculates the usable time at time B (time C ⁇ time B).
  • the display unit 36 displays the estimated usable time and the time when the absolute rated current is reached (for example, the date and time). The inspector or service staff sees the estimated usable time displayed on the display unit 36 and the time when the absolute rated current is reached. Can be determined.
  • the current injected when obtaining the high light output which is the light output used in the normal measurement mode, was calculated, but when obtaining the middle, low light output, which is the measurement mode for measuring while suppressing the light output.
  • the current to be injected may be calculated.
  • the inspector or the service person can grasp the deterioration state of the light emitting unit 16, the time when the absolute rated current is reached, and the usable time, and appropriately determine the time for replacing the light emitting unit 16. Can do.
  • step 1 When the biological optical measuring device is shipped, the optical output output from the optical power meter 42 and the current injected into the light emitting unit 16 necessary for the optical output together with the time information (for example, date and time) at the time of shipment are stored.
  • the time information for example, date and time
  • the information of the graph 60 having the characteristic that the light output increases as the current increases from the light output start current is stored in the storage unit 38.
  • the examiner or the service staff determines parameters such as the absolute rated current and the light output start current in the first embodiment, the slope of the graph in the second embodiment, various predetermined values, etc.
  • the examiner or the service staff operates the operation unit 40. Enter parameters in.
  • the parameters are stored in the storage unit 38 via the control unit 14.
  • Step 2 The measurement determination unit 44 determines whether or not the current corresponding to the high light output 64 that is a normal light output used in the normal measurement mode exceeds the absolute rated current. That is, Example 1 is performed. If the current exceeds the absolute rated current, it is determined to be abnormal (deteriorated), and the process proceeds to step 5. If the current does not exceed the absolute rated current, it is determined as normal and the process proceeds to step 3.
  • Step 3 The measurement determination unit 44 creates graphs 90, 92, 100 based on the currently obtained light output and current.
  • the measurement determination unit 44 determines whether the slopes of the graphs 90, 92, and 100 are equal to or less than a predetermined value. That is, Example 2 is performed. If the inclination is less than or equal to the predetermined value, it is determined that there is an abnormality, and the process proceeds to step 5. If the slope is less than or equal to the predetermined value, it is determined as normal and the process proceeds to step 4.
  • Step 4 The measurement determination unit 44 reads the current 110 injected when obtaining the high light output at the time of shipment from the storage unit 38 together with the time information, and powers the current 114 injected when obtaining the current high light output 64. Obtained from meter. Then, a graph 116 showing the relationship between the currents 110 and 114 and time is created. Then, the measurement determination unit 44 calculates the time when the graph 116 reaches the absolute rated current or the usable time, and the display unit 36 displays the time when the calculated absolute rated current is reached or the usable time is reached. That is, Example 3 is performed.
  • Step 5 If it is determined in step 2 or step 3 that there is an abnormality, the measurement determination unit 44 causes the display unit 36 to display warning information or caution information that prompts the light emitting unit 16 to be replaced. When the examiner or the service staff sees the warning information or the caution information displayed on the display unit 36, the examiner or the service person gives an instruction to have the light emitting unit 16 replaced.
  • Example 4 (Gain value comparison)
  • the measurement determining unit 44 measures the deterioration state of the light emitting unit 16 from the gain value set by the gain adjusting unit 33 and determines whether or not the light emitting unit 16 needs to be replaced. .
  • the irradiation optical fiber 20 and the detection optical fiber 26 are attached not to the subject 22 but to an inspection holder (not shown) having a light detection inspection body of a living body simulation sample (phantom). . This is to suppress variations in the gain value that varies depending on the measurement site of the subject 22.
  • optical fibers without disconnection are used as the irradiation optical fiber 20 and the detection optical fiber 26.
  • the gain adjusting unit 33 applies a gain value to the digital signal output from the A / D converter 32 based on the electrical signal based on the amount of the passing light detected by the plurality of photoelectric conversion elements 28.
  • the gain value is a gain value determined to make the digital signal uniform.
  • the gain value is for improving the S / N ratio and ensuring the reliability of the digital signal.
  • the gain adjustment unit 33 applies a gain value to the digital signal so that the detected light amounts of the plurality of photoelectric conversion elements 28 are uniformized at, for example, 2 (mW).
  • the gain value applied to the digital signal is large (for example, 1 or more), and when the detected light amount is large (for example, 2 (mW) or more), it is applied to the digital signal.
  • the gain value becomes small (for example, 1 or less).
  • the gain value obtained from the gain adjustment unit 33 is stored in the storage unit 38 together with time information. The above is the case with high optical output.
  • FIG. 10 shows a form in which the gain value multiplied by the gain adjusting unit 33 is measured at the time X (current) at the time of shipment.
  • Time X is when a certain period has passed since the shipment (for example, three years after the shipment).
  • FIG. 11 shows the operation of this embodiment, and this embodiment will be described.
  • Step 10 At the time of shipment of the biological light measurement device, the optical output and gain value output from the optical power meter 42 are stored in the storage unit 38 together with time information (for example, date and time) at the time of shipment.
  • time information for example, date and time
  • the examiner or the service staff determines parameters such as a threshold value and a ratio of the gain value described later, the examiner or the service staff inputs the parameters to the operation unit 40.
  • the parameters are stored in the storage unit 38 via the control unit 14.
  • the measurement determination unit 44 reads the gain value stored at the time of shipment and the light output of the light emitting unit 16 from the storage unit 38, and creates the graph 120.
  • the display unit displays the graph 120.
  • Step 12 The gain values obtained by adjusting the light output of the light emitting unit 16 to High, Normal, and Low at the time of shipment are assumed to be Ho, No, and Lo. Further, when the gain values obtained at time X are Hx, Nx, and Lx, and the ratios A H , A N , and A L of the gain values, the following equations are obtained.
  • the measurement determination unit 44 determines whether the three values A H , A N , and A L are equal. If these values are not equal, the same characteristics as the graph 120 obtained in FIG. 10 cannot be maintained. For example, when a graph such as the graph 124 is obtained, the measurement determining unit 44 determines that the light emitting unit 16 is abnormal (deteriorated). If the ratios A H , A N , and A L are not equal, it is determined that there is an abnormality, and the process proceeds to step 14. If the ratios A H , A N , and A L are equal, it is determined as normal and the process proceeds to step 13.
  • the measurement determination unit 44 determines the deterioration state of the light emitting unit 16 based on the gain values Hx, Nx, and Lx obtained at time X. Specifically, when any of the gain values Hx, Nx, and Lx is equal to or greater than a threshold value (for example, 2 or more), the measurement determination unit 44 determines that the light emitting unit 16 is abnormal. If any one of the gain values Hx, Nx, and Lx is greater than or equal to the threshold value, it is determined that there is an abnormality, and the process proceeds to step 14. When any one of the gain values Hx, Nx, and Lx is equal to or less than the threshold value, it is determined that the gain is normal, and the biological light measurement is continued.
  • a threshold value for example, 2 or more
  • Step 14 When there is at least one light emitting unit 16 determined to be abnormal, a warning / caution screen is displayed on the display unit 36. On the warning / caution screen, a comment “Please contact the service personnel and the manufacturer of the light emitting unit 16”, the name of the service personnel, the telephone number person in charge of the manufacturer of the light emitting unit 16, and the like are displayed. When the examiner or service person sees the warning / caution screen 80, he or she gives an instruction to have the light emitting unit 16 replaced.
  • the present embodiment it is possible to determine whether or not the light emitting unit 16 needs to be replaced based on only the gain value obtained from the biological light measurement device without using the power meter 42 or the like. Therefore, regardless of the service personnel, the examiner can grasp the deterioration state of the light emitting unit 16 and the necessity of replacement.
  • FIG. 12 shows an optional form in which a timer 130 and an ammeter 132 are attached to the light emitting unit 16.
  • the following modes can be applied to Examples 1 to 4 described above.
  • the driving time of the light emitting unit 16 can be accurately grasped by the timer 130. It becomes possible to measure the date and time from the time of shipment. Further, the drive time obtained from the timer 130 and the light output history of each light emitting unit 16 can be stored in the storage unit 38.
  • a function of measuring current for example, an ammeter 132, may be provided between the light emitting unit 16 and the optical module 18 inside the light source unit 10.
  • the injection current of the light emitting unit 16 can be directly measured by the ammeter 132 without using the power meter 42 or the like. Therefore, the current can be measured without considering the loss of the irradiation optical fiber 20 and the like.
  • the examiner or the service staff can grasp the deterioration state of the light emitting unit and the necessity of replacement, and can appropriately instruct the replacement of the light emitting unit.

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Abstract

　本発明の生体光計測装置は、光を発光する発光部を有し、該光を被検体に照射する光源部と、前記被検体の測定点における通過光を計測する光計測部と、前記光計測部から出力されるヘモグロビン情報を処理し、光計測画像を作成する信号処理部と、前記光計測画像を表示する表示部とを備えた生体光計測装置であって、前記発光部の光出力と前記発光部に注入される電流とから前記発光部の劣化状態を計測し、前記発光部の交換要否を判定する計測判定部を備え、前記表示部は、前記計測判定部にて判定された前記発光部の前記交換要否の情報を表示する。

Description

生体光計測装置及び発光部交換要否情報表示方法
　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生体内部で反射した光を計測し生体内部のヘモグロビン情報を計測する生体光計測装置及び発光部交換要否情報表示方法に関するものである。
　生体光計測装置は、複数の光ファイバを搭載したプローブを被検体に装着し、被検体内部のヘモグロビン情報を、被検体を固定ベルトなどで拘束せずに、且つ安全に被検体を計測できる装置である。プローブはレーザなどの発光部から発光される近赤外光を被検体へ照射する照射プローブと、被検体を透過した光を受光する受光プローブから形成される。また、ヘモグロビン情報の計測結果はグラフ又は濃淡画像で表示される。
　生体光計測装置は、被検体を透過した光の強度を計測するものであるが、例えば照射プローブからの光の照射強度など他の検査を行うことができないため、光ファイバケーブルの劣化による照射強度の変化を検出することができなかった。
　そこで、特許文献１では、照射プローブ装着部及び受光プローブ装着部に臨む検査体挿入穴が設けられ、光検出検査体又は光強度検査体を検査体挿入穴に挿入して照射プローブからの光の照射強度の計測を行うことをできるようにしている。
特開2007-209680号公報
　しかしながら、発光部の発光能力は経時的に劣化し、発光部の発光能力の劣化は生体光計測を不能にするが、特許文献1には発光部の発光能力劣化により発光部の交換要否を判定し得るように発光部交換要否情報を表示することについては開示されていない。
　本発明の目的は、発光部の発光能力の劣化状態から発光部自身の交換要否を判定し得るように発光部交換要否情報を表示することが可能な生体光計測装置及び発光部交換要否情報表示方法を提供することにある。
　上記目的を達成するために、本発明は、光を発光する発光部の光出力と前記発光部に注入される電流とから発光部の劣化状態を計測し、前記劣化状態から前記発光部の交換要否の情報を表示する。
　本発明の具体的な構成を次項に示す。
　(1)本発明の生体光計測装置は、光を発光する発光部を有し、該光を被検体に照射する光源部と、前記被検体の測定点における通過光を計測する光計測部と、前記光計測部から出力されるヘモグロビン情報を処理し、光計測画像を作成する信号処理部と、前記光計測画像を表示する表示部と、前記発光部の光出力と前記発光部に注入される電流とから前記発光部の劣化状態を計測し、前記発光部の交換要否を判定する計測判定部を備え、前記表示部は、前記計測判定部にて判定された前記発光部の前記交換要否の情報を表示する。
　(2)本発明の発光部交換要否情報表示方法は、光を発光する発光部の光出力と前記発光部に注入される電流とから発光部の劣化状態を計測するステップと、前記劣化状態から前記発光部の交換要否の情報を表示するステップとを含む。
　本発明の生体光計測装置及び発光部交換要否情報表示方法によれば、発光部の発光能力の劣化状態から発光部自身の交換要否を判定し得るように発光部交換要否情報を表示することができる。
本発明の全体構成を示す図。 本発明の発光部16の光出力を計測する計測装置を示す図。 本発明の発光部16の光出力を計測する計測装置を示す図。 本発明の発光部16の劣化状態の判定を示す図。 本発明の発光部16の劣化状態の判定を示す図。 本発明の発光部16の劣化状態の表示の形態を示す図。 本発明の実施例2を示す図。 本発明の実施例3を示す図。 本発明の実施例1～3における動作示すフローチャート。 本発明の実施例4を示す図。 本発明の実施例4における動作示すフローチャート。 本発明の発光部16にタイマー130や電流計132を取付けた形態を示す図。
　生体光計測装置は、近赤外光を被検体22内に照射し、被検体22の表面近傍から反射或いは被検体22内を通過した光(以下、単に通過光という)を検出する装置である。この生体光計測装置は、図1に示すように、主に、近赤外光を照射する光源部10と、通過光を計測し、電気信号に変換する光計測部12と、光源部10及び光計測部12の駆動を制御する制御部14と、表示部36等を備えている。
　光源部10は、所定波長の光を発光する複数の発光部16と、発光部16が発生する光を複数の異なる周波数で変調するための変調器を備えた複数の光モジュール18とを備え、各光モジュール18の出力光はそれぞれ照射用光ファイバ20を介して被検体22の所定の計測位置に照射される。
　プローブホルダ23は、被検体22に取り付けられており、複数の照射用光ファイバ20と検出用光ファイバ26はプローブホルダ23の各設置位置(穴部)に着脱可能に設置されている。
　光源部10は、発光部16の数に対応した数の光モジュール18を備える。光の波長は被検体22内の注目物質の分光特性によるが、酸素化ヘモグロビンと脱酸素化ヘモグロビンのヘモグロビン情報から酸素飽和度や血液量を計測する場合には600nm～1400nmの波長範囲の光の中から1あるいは複数の波長を選択して用いる。光源部10内の発光部16は、2種類の波長、例えば780nm及び830nmの光を発光するように構成され、これら2波長の光は合成され1つの照射位置から照射される。
　光計測部12は、被検体22の複数の計測位置から検出用光ファイバ26を介して誘導された通過光をそれぞれ光量に対応する電気量に変換するフォトダイオード等の光電変換素子28と、光電変換素子28からの電気信号を入力し、光照射位置に対応した変調信号を選択的に検出するロックインアンプ30と、ロックインアンプ30の出力信号をヘモグロビン情報に基づくデジタル信号に変換し、デジタル信号を出力するA/D変換器32と、検出された通過光の光量に基づいて、デジタル信号にゲイン値をかけるゲイン調整部33からなる。ロックインアンプ30は、光照射位置とこれら2波長に対応した変調信号を選択的に検出する。ゲイン調整部33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から出力されるデジタル信号にゲイン値をかける。
　また、生体光計測装置は、ヘモグロビン情報に基づくデジタル信号を処理してチャンネル毎にヘモグロビン情報のグラフを作成したり、それぞれのデジタル信号をチャンネル毎に補間したヘモグロビン情報の2次元画像若しくは3次元画像の濃淡画像等の光計測画像を作成する信号処理部34と、信号処理部34から出力される光計測画像や、頭表画像、脳表画像、計測点などを表示する表示部36と、信号処理部34の処理に必要なデータや処理結果等を記憶するための記憶部38と、発光部16の劣化状態を計測し、劣化状態に基づいて発光部16の交換要否を判定する計測判定部44と、装置の動作に必要な種々の指令を入力するための操作部40を備えている。
　(電流比較)
　ここで、実施例1について図1～図6を用いて説明する。実施例1では、計測判定部44は、光を発光する発光素子である発光部16の光出力(mW)と、発光部16に注入される電流(mA)とから求められる発光部16の劣化状態から発光部16の交換要否を判定し、表示部36は発光部16の劣化状態及び交換要否情報を表示する。発光部16は、誘導放出を用いて光を放射する半導体レーザ、又は半導体を用いて光を放射する発光ダイオードを含む近赤外光を発光するものである。
　図2、図3は、発光部16の光出力を計測する計測装置を示すものである。図2は、1つの照射用光ファイバ20の光出力を計測する計測装置である。発光部16から発生する光は、光モジュール18を介して、照射用光ファイバ20に出力される。照射用光ファイバ20には、照射用光ファイバ20から出力された光を受光し、受光量に応じた電流を流す光センサ41が接続されている。照射光ファイバ20の先端部に光センサ41が当接されている。光センサ41は、光パワーメータ42に接続されている。光パワーメータ42は、光センサ41から出力される電流を変換し、光出力を演算するものである。光パワーメータ42は、制御部14に接続されており、演算された光出力は、制御部14を介して、計測判定部44と記憶部38に伝達される。
　図3は、複数の照射用光ファイバ20の光出力を計測する計測装置である。生体光計測装置の本体には、ホルダ挿入穴(図示しない。)が設けられている。ホルダ挿入穴には、平板状の検査ホルダ50が挿入されている。検査ホルダ50は、検査時には生体光計測装置本体から引き出され、非検査時には生体計測装置本体内に押し込まれ収容される。即ち、検査ホルダ50は、検査位置と収容位置との間で水平にスライド可能である。
　検査ホルダ50のファイバ挿入穴52には、照射用光ファイバ20から出力された光を受光し、受光量に応じた電流を流す光センサ41と、光センサ41から出力される電流を変換し、光出力)を演算する光パワーメータ42が複数備えられている。図3では、8つのファイバ挿入穴52に光センサ41と光パワーメータ42をそれぞれ備えている。光パワーメータ42は、制御部14に接続されており、演算された光出力は、制御部14を介して、計測判定部44と記憶部38に伝達される。
　検査ホルダ50の上面には、照射用光ファイバ20を挿入するファイバ挿入穴52の近傍に照射用光ファイバ20の番号に対応する番号が記載されている。例えば、番号「5」の照射用光ファイバ20が番号「5」のファイバ挿入穴52に挿入され、光センサ41と光パワーメータ42によって、番号「5」の照射用光ファイバ20に対応する発光部16の光出力が演算される。演算された光出力は、当該番号とともに、制御部14を介して、計測判定部44と記憶部38に伝達される。
　制御部14は、光パワーメータ42から出力される光出力とその光出力に必要な発光部16に注入する電流を計測判定部44と記憶部38に伝達する。計測判定部44は、光出力と電流による発光部16の劣化状態を計測する。そして、計測判定部44は、発光部16の劣化状態に基づいて発光部16の交換要否を判定する。表示部36は、計測判定部44から出力される発光部16の劣化状態と交換要否情報を表示する。記憶部38は、時間情報(例えば、年月日と時刻)とともに当該光出力と電流を記憶する。
　発光部16の劣化状態の計測、交換要否の判定については、図4～6を用いて説明する。図4(a)(b)、図5は、光パワーメータ42から出力される光出力とその光出力に必要な電流の関係を示すものである。
　本発明で用いられる生体光計測装置は、High、Middle、Lowの3種の光出力を行なうことができる。Highの光出力は、通常の計測モードで用いる通常の光出力であり、一般の成人に用いる。Middle、Lowの光出力は、光出力を抑えて計測する計測モードで用いる特殊な光出力であり、主に乳幼児や光が透過しやすい人に用いる。本発明では、例えば、Highを2(mW)、Middleを1(mW)、Lowを0.5(mW)とする。
　図4におけるグラフ60は、生体光計測装置の出荷時、すなわち正常時、初期における発光部16の光出力と電流の関係を示すグラフである。生体光計測装置の出荷時における光出力と電流は、記憶部38に予め記憶されている。計測判定部44は、生体光計測装置の出荷時における光出力と電流のデータを読み出してグラフ60を作成し、表示部36にグラフ60を表示させる。生体光計測装置の出荷時のHighの光出力61、Middleの光出力62、Lowの光出力63は、グラフ60上にマークされる。
　グラフ60において、注入される電流が所定値よりも小さいとき、ここでは電流が0から所定の光出力開始電流まで発光部16から光が発光されないため、光出力が0となる。光出力開始電流以上の電流が注入されると、光出力が得られる。そして、電流を大きくすればするほど光出力は大きくなる。
　図4(a)(b)のHighの光出力64、Middleの光出力65、Lowの光出力66は、生体光計測装置の出荷時から所定の年月が経過したとき(例えば、出荷時から3年後)に得られる光出力である。
　図4(a)は、Highの光出力64を得るときに注入する電流、すなわちHighの光出力64に対応する電流が絶対定格電流を超えてしまう場合、警告を行なう形態を示すものある。なお、絶対定格電流は、記憶部38に予め記憶されている。
　Highの光出力64に対応する電流が絶対定格電流を超えてしまう場合、発光部16が破損する可能性があり、生体光計測装置で光計測を行なうことができなくなる恐れが生じる。Highの光出力64に対応する電流が絶対定格電流を超えてしまうときとは、例えば、絶対定格電流を180(mA)とした場合、Highの光出力64である2(mW)を得るために必要な電流Iが、電流I＞180(mA)であるときである。
　Highの光出力64に対応する電流が絶対定格電流を超えてしまう場合、計測判定部44は、発光部16を交換するように判定し、警告情報を表示部36に表示させる。検者若しくはサービス員は、表示部36に表示された警告情報を見たら、発光部16を交換してもらう指示を行う。
　なお、上記では、Highの光出力64を得ようとすると電流が絶対定格電流を超えてしまうことを確認するため、絶対定格電流を超えて電流を注入する必要があり、発光部16が破損してしまう可能性がある。そこで、絶対定格電流を超えて電流を注入しないように、発光部16に絶対定格電流を注入した時にHighの光出力64に到達しない場合においても、計測判定部44は、発光部16を交換するように判定し、警告情報を表示部36に表示させてもよい。
　例えば、絶対定格電流を180(mA)とした場合、電流I＝180(mA)を注入したときに、計測判定部44は、Highの光出力64である2(mW)に到達するかどうかを計測する。Highの光出力64である2(mW)に到達しない場合、計測判定部44は、発光部16を交換するように判定し、警告情報を表示部36に表示させる。
　図4(b)は、Highの光出力64に対応する電流が絶対定格電流に近づいた場合、すなわち、Highの光出力64に対応する電流が絶対定格電流より所定値分小さい電流値に到達した場合に注意を行なう形態を示すものある。
　Highの光出力64に対応する電流が、絶対定格電流より所定値分小さい電流値に到達した場合、計測判定部44は、発光部16を交換するように勧めることを判定し、注意情報を表示部36に表示させる。Highの光出力64に対応する電流が、絶対定格電流より所定値分小さい電流値に到達したときとは、例えば、絶対定格電流を180(mA)とした場合、Highの光出力64である2(mW)を得るために必要な電流Iが、160(mA)<電流I<180(mA)であるときである。このとき、所定値は20(mA)である。
　Highの光出力64に対応する電流が絶対定格電流より十分小さい場合、すなわち、Highの光出力64に対応する電流が絶対定格電流より所定値分小さい電流値に到達しない場合、計測判定部44は、発光部16を使用できると判定し、発光部16を使用できることを表示部36に表示させる。Highの光出力64に対応する電流が絶対定格電流より十分小さいときとは、例えば、絶対定格電流を180(mA)とした場合、Highの光出力64である2(mW)を得るために必要な電流Iが、電流I<160(mA)であるときである。
　図5は、光出力開始電流が所定値よりも大きくなる場合、警告を行なう形態を示すものである。なお、光出力開始電流は、予め記憶部38に記憶されている。
　光出力開始電流が所定値よりも大きくなると、Highの光出力64に対応する電流が絶対定格電流を超えてしまう可能性がある。光出力開始電流が所定値よりも大きくなるときとは、例えば、光出力開始電流I>50(mA)であるときである。光出力開始電流Iが所定値よりも大きい場合、計測判定部44は、発光部16を交換するように判定し、警告情報を表示部36に表示させる。
　図6は、発光部(LD)16の番号に対応させて、High、Middle、Lowの光出力に対応する電流、光出力開始電流、注入電流、絶対定格電流、判定結果を表示した表示部36の表示形態である。
　例えば、発光部16の番号「1」では、光出力開始電流が所定値(50(mA))よりも小さく、Highの光出力64に対応する電流が絶対定格電流(180(mA))より十分小さい(電流I<160(mA))ため、「十分使用可」との情報が表示される。
　発光部16の番号「3」では、光出力開始電流が所定値(50(mA))よりも大きいため「早急に交換願います」との警告情報が表示される。表示部36は、注意情報よりも警告情報を優先的に表示する。
　また、発光部16の番号「8」では、Highの光出力64に対応する電流が絶対定格電流(180(mA))より小さく絶対定格電流より所定値分小さい電流値(160(mA))より大きいため、「交換をお勧めします」との注意情報が表示される。
　なお、上記では、絶対定格電流を180(mA)としたが、操作部40は、絶対定格電流や各種所定値を任意に変えることができる。
　上記では、Highの光出力64に対応する電流が絶対定格電流を超えてしまう場合、計測判定部44は、発光部16を交換するように判定し、警告情報を表示部36に表示させた。本実施例では、Highの光出力64よりも光出力が小さいMiddleの光出力65、Lowの光出力66に対応する電流が絶対定格電流より小さい場合、計測判定部44は、発光部16をMiddleの光出力65、Lowの光出力66であれば使用できると判定し、Middleの光出力65、Lowの光出力66であれば、発光部16を使用できる情報を表示部36に表示させてもよい。Middleの光出力65に対応する電流が絶対定格電流より小さいときとは、例えば、絶対定格電流を180(mA)とした場合、Middleの光出力65である1(mW)を得るために必要な電流Iが、電流I<180(mA)であるときである。
　また、上記では、警告情報、注意情報等を表示部36に表示させたが、音声等で検者若しくはサービス員に連絡してもよい。さらに、警告情報、注意情報等が生体光計測装置の制御部14及びネットワークを通じて、発光部16の製造元のパーソナルコンピュータや携帯電話等に自動的に連絡が入るようにしてもよい。
　以上、本実施例では、検者若しくはサービス員は発光部16の劣化状態、交換要否を把握することができ、適宜、発光部16の交換の指示を行うことができる。
　(グラフ比較)
　ここで、実施例2について図1～図7を用いて説明する。実施例1と異なる点は、計測判定部44は、発光部16の光出力(mW)と、発光部16に注入される電流(mA)とから作成されるグラフの特徴に基づいて発光部16の状態を判定する点である。
　図7(a)において、計測判定部44は、発光部16の光出力と発光部16に注入される電流とから作成されるグラフ90,92の傾きから発光部16の劣化状態を計測し、劣化状態に基づいて発光部16の交換要否を判定する。表示部36は発光部16の劣化状態及び交換要否情報を表示する。
　グラフ60は、生体光計測装置の出荷時、すなわち正常時における光出力と電流との関係を示すグラフである。グラフ90は、生体光計測装置の出荷時から、ある年月が経過したとき(例えば、出荷時から2年後)に得られる光出力と電流に基づくグラフであり、グラフ92は、生体光計測装置の出荷時から、さらに年月が経過したとき(例えば、出荷時から6年後)に得られる光出力と電流に基づくグラフである。
　発光部16は、出荷時から年月が経つにつれて、発光部16の光出力と電流に基づくグラフの傾きが徐々に小さくなる傾向がある。この特性を活用して、計測判定部44は、発光部16の光出力と電流に基づくグラフの傾きが所定値以下に達したら、発光部16を交換するように判定し、警告情報を表示部36に表示させる。
　図7(b)において、計測判定部44は、少なくとも2組の光出力と当該光出力に対応する電流からグラフ100を求め、求められたグラフ100から発光部16の交換要否を判定する。表示部36は発光部16の劣化状態及び交換要否情報を表示する。
　計測判定部44は、Lowの光出力94、Middleの光出力96と、当該光出力に対応する電流から2点を通る直線のグラフ100を作成する。計測判定部44は、光出力と電流に基づくグラフ100の傾きが所定値以下に達したら、発光部16を交換するように判定し、警告情報を表示部36に表示させる。
　また、計測判定部44は、グラフ100におけるHighの光出力98をマークする。直線100におけるHighの光出力98に対応する電流が絶対定格電流を超えていたとき、計測判定部44は、発光部16を交換するように判定し、警告情報を表示部36に表示させる。検者若しくはサービス員は、表示部36に表示された警告情報を見たら、発光部16を交換してもらう指示を行う。
　なお、上記では、計測判定部44は、2点を通る直線のグラフ100を作成したが、3以上の点を用いて直線のグラフ100を作成してもよい。また、計測判定部44は、最小2乗法等を用いて直線や曲線のグラフ100を作成してもよい。
　以上、本実施例では、検者若しくはサービス員は発光部16の劣化状態、交換要否を把握することができ、適宜、発光部16の交換の指示を行うことができる。
　(寿命推定)
　ここで、実施例3について図1～図8を用いて説明する。実施例1、2と異なる点は、計測判定部44は、発光部16の使用可能時間を推定する点である。
　図8は、Highの光出力を得るときに注入する電流を、出荷時、時期A、時期Bにて計測した形態を示すものである。時期Aは、出荷時からある年月が経過したとき(例えば、出荷時から2年後)であり、時期Bは、時期Aからさらに年月が経過したとき(例えば、出荷時から4年後)である。
　現在の地点を時期Bとすると、計測判定部44は、出荷時におけるHighの光出力を得るときに注入した電流110を時間情報とともに記憶部38から読み出し、現在の時期BにおけるHighの光出力64を得るときに注入している電流114をパワーメータ42から得る。そして、電流110,114と時間の関係を示すグラフ116を作成する。この時、計測判定部44は、時点Aの電流112と時間情報を用いて、グラフ116を作成してもよい。
　そして、計測判定部44は、グラフ116が絶対定格電流に達する時期を時期Cとして算出する。また、計測判定部44は、時期Bにおける使用可能時間(時期C－時期B)を算出する。表示部36は、推定された使用可能時間と絶対定格電流に達する時期(例えば、年月日と時刻)を表示する。検者若しくはサービス員は、表示部36に表示された推定された使用可能時間と絶対定格電流に達する時期を見て、時期Bからどのくらい使用したら、発光部16を交換してもらう指示を出すかを決定することができる。
　上記では、通常の計測モードで用いる光出力であるHighの光出力を得るときに注入する電流を算出したが、光出力を抑えて計測する計測モードであるMiddle、Lowの光出力を得るときに注入する電流を算出してもよい。
　以上、本実施例では、検者若しくはサービス員は発光部16の劣化状態、絶対定格電流に達する時期及び使用可能時間を把握することができ、適宜、発光部16を交換の時期を決定することができる。
　ここで、本発明の実施例1～3における動作について図9を用いて説明する。
　(ステップ1)
　生体光計測装置の出荷時に、光パワーメータ42から出力される光出力とその光出力に必要な発光部16に注入する電流を出荷時の時間情報(例えば、年月日と時刻)とともに記憶部38に記憶する。図4における、光出力開始電流から電流を大きくすればするほど光出力は大きくなる特性を持つグラフ60の情報が記憶部38に記憶されることとなる。
　また、検者若しくはサービス員が、実施例1における絶対定格電流や光出力開始電流、実施例2におけるグラフの傾き、各種所定値等のパラメータを決定したとき、検者若しくはサービス員は操作部40にパラメータを入力する。パラメータは、制御部14を介して記憶部38に記憶される。
　(ステップ2)
　計測判定部44は、通常の計測モードで用いる通常の光出力であるHighの光出力64に対応する電流が絶対定格電流を超えるかどうか判定する。つまり、実施例1を行なう。当該電流が絶対定格電流を超える場合、異常(劣化している。)と判定し、ステップ5に進む。当該電流が絶対定格電流を超えない場合、正常と判定し、ステップ3に進む。
　(ステップ3)
　計測判定部44は、現在得られる光出力と電流に基づくグラフ90,92,100を作成する。計測判定部44は、グラフ90,92,100の傾きが所定値以下かどうか判定する。つまり、実施例2を行なう。当該傾きが所定値以下の場合、異常と判定し、ステップ5に進む。当該傾きが所定値以下の場合、正常と判定し、ステップ4に進む。
　(ステップ4)
　計測判定部44は、出荷時におけるHighの光出力を得るときに注入した電流110を時間情報とともに記憶部38から読み出し、現在におけるHighの光出力64を得るときに注入している電流114をパワーメータ42から得る。そして、電流110,114と時間の関係を示すグラフ116を作成する。そして、計測判定部44は、グラフ116が絶対定格電流に達する時期又は使用可能時間を算出し、表示部36は、算出された絶対定格電流に達する時期又は使用可能時間に達する時期を表示する。つまり、実施例3を行なう。
　(ステップ5)
　ステップ2又はステップ3で異常と判定された場合、計測判定部44は、発光部16を交換するように促す警告情報又は注意情報を表示部36に表示させる。検者若しくはサービス員は、表示部36に表示された警告情報又は注意情報を見たら、発光部16を交換してもらう指示を行う。
　(ゲイン値比較)
　ここで、実施例4について図1～図11を用いて説明する。実施例1～3と異なる点は、計測判定部44は、ゲイン調整部33で設定されるゲイン値から発光部16の劣化状態を計測し、発光部16の交換要否を判定する点である。
　本実施例では、照射用光ファイバ20と検出用光ファイバ26は、被検体22ではなく、生体模擬試料(ファントム)の光検出検査体を有した検査ホルダ(図示しない。)に取り付けられている。これは、被検体22の計測部位によって変化するゲイン値のバラツキを抑えるためである。なお、本実施例では、断線がない光ファイバを照射用光ファイバ20と検出用光ファイバ26として用いている。
　ゲイン調整部33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から出力されるデジタル信号にゲイン値をかける。
　ゲイン値は、デジタル信号を均一化するために定められたゲイン値である。ゲイン値は、S/N比を良くし、デジタル信号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33は、複数の光電変換素子28の検出光量が、例えば2(mW)で均一化するように、デジタル信号にゲイン値をかける。検出光量が小さい(例えば、2(mW)以下)場合、デジタル信号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、2(mW)以上)場合、デジタル信号にかけるゲイン値が小さくなる(例えば、1以下)。ゲイン調整部33から得られたゲイン値は、記憶部38に時間情報とともに記憶される。上記は、Highの光出力における場合である。
　図10は、ゲイン調整部33にて掛けられるゲイン値を、出荷時、時期X(現在)にて計測した形態を示すものである。時期Xは、出荷時からある年月が経過したとき(例えば、出荷時から3年後)である。図11は、本実施例の動作を示すものであり、本実施例を説明する。
　(ステップ10)
　生体光計測装置の出荷時に、光パワーメータ42から出力される光出力とゲイン値を出荷時の時間情報(例えば、年月日と時刻)とともに記憶部38に記憶する。また、検者若しくはサービス員が、後述するゲイン値の閾値、比率等のパラメータを決定したとき、検者若しくはサービス員は操作部40にパラメータを入力する。パラメータは、制御部14を介して記憶部38に記憶される。
　(ステップ11)
　計測判定部44は、記憶部38から出荷時に記憶されたゲイン値と発光部16の光出力を読み出して、グラフ120を作成する。表示部は、グラフ120を表示する。
　(ステップ12)
　出荷時における、発光部16の光出力をHigh、Normal、Lowに調整して得られた各ゲイン値をHo、No、Loとする。また、時期Xに得られた各ゲイン値をHx、Nx、Lxとしたときの各ゲイン値の比率AH、AN、ALとすると下記式が得られる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 　計測判定部44は、比率AH、AN、ALの3つの値が等しいかどうか判定する。もし、これらの値が等しくなければ、図10で得られるグラフ120と同じような特性が保てなくなる。例えばグラフ124のようなグラフが得られる場合、発光部16が異常(劣化している。)であると、計測判定部44は判定する。当該比率AH、AN、ALが等しくない場合、異常と判定し、ステップ14に進む。当該比率AH、AN、ALが等しい場合、正常と判定し、ステップ13に進む。
　(ステップ13)
　計測判定部44は、時期Xに得られた各ゲイン値Hx、Nx、Lxに基づいて、発光部16の劣化状態を判定する。具体的には、各ゲイン値がHx、Nx、Lxのいずれかが閾値以上(例えば、2以上)になった場合、計測判定部44は、発光部16が異常であると判定する。当該各ゲイン値がHx、Nx、Lxのいずれかが閾値以上である場合、異常と判定し、ステップ14に進む。当該各ゲイン値がHx、Nx、Lxのいずれかが閾値以下の場合、正常と判定し、生体光計測を続行させる。
　(ステップ14)
　異常であると判定された発光部16が少なくとも1つある場合、警告・注意画面が表示部36に表示される。警告・注意画面には、「サービス員、発光部16の製造元に問い合わせてください。」というコメントやサービス員、発光部16の製造元の電話番担当者名等が表示される。検者若しくはサービス員は警告・注意画面80を見たら、発光部16を交換してもらう指示を行う。
　本実施例によれば、パワーメータ42などを使用せずに、生体光計測装置から得られるゲイン値のみで発光部16の交換要否の判定することが可能となる。そのため、サービス員に拠らず、検者は、発光部16の劣化状態、交換要否を把握することができる。
　なお、図12は、発光部16にタイマー130や電流計132を取付けたオプション形態を示すものである。下記の形態を上記実施例1～4に適用することが可能である。
　発光部16が光を発光したときタイマー130が動作すれば、タイマー130によって発光部16の駆動時間を正確に把握することができる。出荷時からの年月日、時刻を計測することが可能となる。また、タイマー130から得られる駆動時間および各発光部16の光出力の履歴を記憶部38に記憶させておくことができる。
　また、光源部10の内部にある発光部16と光モジュール18の間に電流を測定する機能、例えば電流計132を設けることもできる。パワーメータ42などを使用せずに、電流計132によって、発光部16の注入電流を直接計測することができる。そのため、照射用光ファイバ20の損失などを考慮せずに電流を計測することができる。
　発光部16に注入する電流を上げているにもかかわらず、照射光ファイバ20の先端部で満足する光出力が得られない場合、照射用光ファイバ20の断線状態を確認する必要がある。
　以上のとおり説明した実施例によれば、検者若しくはサービス員は発光部の劣化状態、交換要否を把握することができ、適宜、発光部の交換の指示を行うことができる。
　10　光源部、12　光計測部、14　制御部、16　発光部(発光ダイオード)、18　光モジュール、20　照射用光ファイバ、22　被検体、23　プローブホルダ、26　検出用光ファイバ、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、33　ゲイン調整部、34　信号処理部、36　表示部、38　記憶部、40　入出力部、44　計測判定部

Claims (15)

  1. 　光を発光する発光部を有し、該光を被検体に照射する光源部と、前記被検体の測定点における通過光を計測する光計測部と、前記光計測部から出力されるヘモグロビン情報を処理し、光計測画像を作成する信号処理部と、前記光計測画像を表示する表示部とを備えた生体光計測装置であって、
    　前記発光部の光出力と前記発光部に注入される電流とから前記発光部の劣化状態を計測し、前記発光部の交換要否を判定する計測判定部を備え、
    　前記表示部は、前記計測判定部にて判定された前記発光部の前記交換要否の情報を表示することを特徴とする生体光計測装置。
  2. 　前記計測判定部は、前記発光部に注入される電流が、絶対定格電流を超えてしまう場合、前記発光部の交換要を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。
  3. 　前記計測判定部は、前記発光部に絶対定格電流を注入した時に所定の光出力に到達しない場合、前記発光部の交換要を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。
  4. 　前記計測判定部は、前記発光部に注入される電流が、絶対定格電流より所定値分小さい電流値に到達した場合、前記発光部の交換要を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。
  5. 　前記計測判定部は、前記発光部に注入される電流が、絶対定格電流より所定値分小さい電流値に到達しない場合、前記発光部の交換否を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. 　前記計測判定部は、前記発光部の光出力が開始される光出力開始電流が所定値よりも大きい場合、前記発光部の交換要を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。
  7. 　前記計測判定部は、前記光出力よりも小さい光出力に対応する電流が、絶対定格電流より小さい場合、前記発光部を該小さい光出力であれば前記発光部の交換否を判定す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。
  8. 　前記計測判定部は、前記発光部の光出力と電流に基づくグラフの傾きが所定値以下に達したら、前記発光部の交換要を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。
  9. 　前記計測判定部は、前記グラフにおける所定の光出力をマークし、所定の光出力に対応する電流が絶対定格電流を超えていたとき、前記発光部の交換要を判定することを特徴とする請求項8記載の生体光計測装置。
  10. 　前記発光部の光出力に対応する電流と時間に基づくグラフから、絶対定格電流に達する時期と使用可能時間を算出する使用可能時間算出部を備え、前記計測判定部は、前記絶対定格電流に達する時期と前記使用可能時間に基づき前記発光部の交換要否を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。
  11. 　前記光計測部に計測された通過光の光量に基づいて、ヘモグロビン情報に基づくデジタル信号にゲイン値を乗じるゲイン調整部で設定される前記ゲイン値から前記発光部の劣化状態を計測する発光部状態計測部を備え、前記計測判定部は、前記発光部の劣化状態からその交換要否を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。
  12. 　前記発光部状態計測部は、出荷時におけるゲイン値と現在のゲイン値との比率によって、前記発光部の劣化状態を計測することを特徴とする請求項11記載の生体光計測装置。
  13. 　前記発光部が発生する光を複数の異なる周波数で変調するための変調器を備えた光モジュールと前記発光部との間に電流を測定する電流計を備えることを特徴とする請求項1記載の生体光計測装置。
  14. 　前記発光部は、半導体レーザ又は発光ダイオードを含む近赤外光を発光するもの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。
  15. 　光を発光する発光部の光出力と前記発光部に注入される電流とから発光部の劣化状態を計測するステップと、前記劣化状態から前記発光部の交換要否を判定するステップと、前記発光部の交換要否の情報を表示するステップとを含む発光部交換要否情報表示方法。
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