生物体光学测量装置及测量探头的制作方法
【专利摘要】一种测量探头（3），其以装卸自如的方式与用于对生物体组织进行光学测量的生物体光学测量装置相连接，该测量探头（3）包括第1照明光纤（35）、第2照明光纤（36）和第1受光光纤（37）、第2受光光纤（38）以及第3受光光纤（39），其中，任意受光光纤的到各条照明光纤的距离相等。
【专利说明】生物体光学测量装置及测量探头
【技术领域】
[0001]本发明涉及测量散射光的光学特性的生物体光学测量装置及测量用的测量探头。【背景技术】
[0002]近年来，公知有一种生物体光学测量装置，其向生物体组织照射照明光，并根据从生物体组织反射或散射的检测光的测量值来推断生物体组织的性状。这样的生物体光学测量装置与对消化器官等脏器进行观察的内窥镜组合进行使用。例如，提出了一种采用了LEBS (Low-Coherence Enhanced Backscattering:低相干增强背散射)技术的生物体光学测量装置，该LEBS技术是通过从测量探头的照明光纤顶端向生物体组织照射空间相干长度较短的低相干的白色光，并使用多条受光光纤测量多个角度的散射光的强度分布，从而检测生物体组织的性状(参照专利文献I)。
[0003]现有技术文献[0004] 专利文献
[0005]专利文献1:国际公开第2007/133684号
【发明内容】
[0006] 发明要解决的问题
[0007]可是，上述生物体光学测量装置多是经由设置于内窥镜装置的处理器具通道导入到被检体的体腔内，要求测量探头细径化。因此，需要进行测量探头内的各条光纤的细径化。但是，在使照明光纤的直径较细的情况下，难以对生物体组织照射足够强度的光。
[0008]本发明是鉴于上述情况而做成的，其目的在于提供一种即使进行细径化也能够照射足够强度的光的测量探头及生物体光学测量装置。
[0009] 用于解决问题的方案
[0010]为了解决上述问题，并达到目的，本发明的测量探头以装卸自如的方式与用于对生物体组织进行光学测量的生物体光学测量装置相连接，该测量探头包括两条以上的照明光纤和三条以上的受光光纤，其特征在于，任意上述受光光纤的到各条照明光纤的距离相等。
[0011]另外，在上述发明中，本发明的测量探头的特征在于，上述照明光纤的数量为两条，上述受光光纤配置在连结两条上述照明光纤的直线的中垂线上。
[0012]另外，本发明的生物体光学测量装置的特征在于，该生物体光学测量装置包括上述测量探头。
[0013]发明的效果
[0014]根据本发明，测量探头的任意受光光纤的到各条照明光纤的距离全部相等。其结果，起到即使进行细径化也能够照射足够强度的光这样的效果。
【专利附图】
【附图说明】[0015]图1是示意性表示本发明的实施方式I的生物体光学测量装置的结构的框图。
[0016]图2是将图1所示的测量探头的顶端部沿着长度方向进行剖切得到的剖视图。
[0017]图3是表示图2所示的测量探头的顶端面的图。
[0018]图4是表示本发明的实施方式I的变形例的生物体光学测量装置的测量探头的顶端面的图。
[0019]图5是表示本发明的实施方式2的生物体光学测量装置的测量探头的顶端面的图。
[0020]图6是将本发明的实施方式3的生物体光学测量装置的测量探头的顶端部沿着长度方向进行剖切得到的剖视图。[0021]图7是表示本发明的实施方式3的生物体光学测量装置的测量探头的顶端面的图。
[0022]图8是表示本发明的实施方式4的生物体光学测量装置的测量探头的顶端面的图。
【具体实施方式】
[0023]以下，参照附图，详细说明本发明的生物体光学测量装置及测量探头的优选实施方式。另外，本发明并不被该实施方式所限定。另外，在附图记载中，对相同的部分标注相同的附图标记来进行说明。另外，需要注意，附图是示意性的，各个构件的厚度与宽度之间的关系、各个构件的比例等与实际不同。而且，即使在附图彼此之间，也包括彼此的尺寸关系、比例不同的部分。
[0024](实施方式I)
[0025]图1是示意性表示本发明的实施方式I的生物体光学测量装置的结构的框图。如图1所示，生物体光学测量装置I包括:主体部2，其用于对作为散射体的生物体组织等测量对象物进行光学测量并检测测量对象物的性状；以及测量用的测量探头3，其向被检体内插入。
[0026]主体部2包括电源21、光源部22、连接部23、受光部24、输入部25、输出部26、记录部27以及控制部28。电源21向主体部2的各个构成要素供给电力。
[0027]光源部22使用白色LED (Light Emitting Diode:发光二极管)、氙气灯、钨丝灯或卤素灯等非相干光源并根据需要使用一个或多个透镜来实现。光源部22经由连接部23将向测量对象物照射的具有至少一种光谱成分的非相干光供给到测量探头3。
[0028]连接部23将测量探头3的基端以装卸自如的方式连接于主体部2。连接部23将光源部22发出的光供给到测量探头3，并且将从测量探头3输出的散射光输出到受光部24。连接部23将关于是否连接有测量探头3的信息输出到控制部28。
[0029]受光部24接收从测量探头3射出的光、即由测量对象物反射的反射光和/或由测量对象物散射的散射光并进行测量。受光部24使用多个分光测量器来实现。具体地说，受光部24的分光测量器根据后述的测量探头3的受光光纤的数量来设置。受光部24对从测量探头3入射的散射光的光谱成分和强度分布进行测量，进行各波长的测量。受光部24将测量结果向控制部28输出。
[0030]输入部25使用按压式的开关、触摸面板等来实现，接收用于指示生物体光学测量装置I的起动的起动信号或用于指示其他各种操作的操作信号的输入并向控制部28输出。
[0031]输出部26使用液晶或有机EL (Electro Luminescence:电发光)的显示器和扬声器等来实现，并输出与生物体光学测量装置I中的各种处理相关的信息。
[0032]记录部27使用易失性存储器、非易失性存储器来实现，并记录用于使生物体光学测量装置I进行动作的各种程序、在光学测量处理中使用的各种数据、各种参数。记录部27暂时记录生物体光学测量装置I的处理中的信息。另外，记录部27记录生物体光学测量装置I的测量结果。另外，记录部27也可以使用自生物体光学测量装置I的外部安装的存储卡等来构成。
[0033]控制部28使用CPU (Central Processing Unit:中央处理器)等来构成。控制部28控制生物体光学测量装置I的各部的处理动作。控制部28通过进行对生物体光学测量装置I的各个结构的指示信息、数据的传送等来控制生物体光学测量装置I的动作。控制部28将受光部24的测量结果记录于记录部27。控制部28具有运算部28a。
[0034]运算部28a根据受光部24的测量结果进行多个运算处理，运算出关于测量对象物的性状的特性值。该特性值的类别根据例如输入部25所接收的指示信号来设定。
[0035]测量探头3使用多条光纤来实现。具体地说，测量探头3使用向测量对象物射出照明光的照明光纤和多条供在测量对象物反射的反射光和/或散射光以不同的角度入射的受光光纤来实现。测量探头3包括以装卸自如的方式连接于主体部2的连接部23的基端部31、具有挠性的挠性部32以及供从光源部22供给的光射出并且供在测量对象物反射的反射光和/或散射光入射的顶端部33。
[0036]像以上那样构成的生物体光学测量装置I经由设置于内窥镜系统的内窥镜装置的处理器具通道插入到被检体内，向测量对象物照射照明光，并利用受光部24接收在该测量对象物反射的反射光和/或散射光。之后，运算部28a根据从受光部24输出的受光结果，对测量对象物的性状进行测量。
[0037]接着，详细说明图1所示的测量探头3。图2是将测量探头3沿着长度方向进行剖切得到的剖视图。图3是表示图2所示的测量探头3的顶端面34的图。
[0038]如图2和图3所示，测量探头3包括第I照明光纤35、第2照明光纤36、第I受光光纤37、第2受光光纤38、第3受光光纤39以及光学构件40。第I照明光纤35、第2照明光纤36、第I受光光纤37、第2受光光纤38以及第3受光光纤39的侧面为了遮光并防止损伤而被覆盖层41覆盖。
[0039]第I照明光纤35和第2照明光纤36将从光源部22供给的照明光传输到顶端，并从顶端向测量对象物SI照射光。
[0040]第I受光光纤37、第2受光光纤38以及第3受光光纤39分别从基端输出从各自的顶端入射的来自测量对象物Si的反射光和/或散射光。
[0041]光学构件40使第I照明光纤35与测量对象物SI之间的距离和第2照明光纤36与测量对象物Si之间的距离固定，能够以使空间相干长度可靠地恒定化的状态照射光。而且，光学构件40分别使第I受光光纤37与测量对象物SI之间的距离、第2受光光纤38与测量对象物SI之间的距离以及第3受光光纤39与测量对象物SI之间的距离固定，能够稳定地接收预定的散射角度的光。另外，由于利用光学构件40的底面使测量对象物SI的表面平坦化，因此能够在不受测量对象物SI的表面的凹凸形状的影响的状态下进行测量。[0042]如图3所示，在测量探头3中，任意一条受光光纤的到各条照明光纤的距离全部相等。具体地说，第I受光光纤37、第2受光光纤38以及第3受光光纤39分别配置在连结第I照明光纤35的中心与第2照明光纤36的中心的直线的中垂线上。例如，在以第I受光光纤37为基准进行观察时，距第I照明光纤35和第2照明光纤36的距离为距离&1。另外，在以第2受光光纤38为基准进行观察时，距第I照明光纤35和第2照明光纤36的距离为距离Iv而且，在以第3受光光纤39为基准进行观察时，距第I照明光纤35和第2照明光纤36的距离为距离C1。
[0043]这样，在测量探头3中，在任意受光光纤的到各条照明光纤的距离全部相等的位置配置有第I照明光纤35和第2照明光纤36。由此，第I受光光纤37、第2受光光纤38以及第3受光光纤39所分别接收的散射光的散射角度被唯一地确定，因此能够以两倍的光量接收与使用单一的照明光纤时相同的角度成分。其结果，能够照射足够强度的光，并且能够进行测量探头的细径化。
[0044]根据以上所说明的本发明的实施方式I，测量探头3在以任意一条受光光纤为基准观察时的距各条照明光纤的距离全部相等的位置配置了第I照明光纤35和第2照明光纤36。其结果，能够照射足够强度的光，并且能够进行测量探头3的细径化。
[0045]而且，根据本发明的实施方式1，测量探头3在任意受光光纤的到各条照明光纤的距离全部相等的位置配置了第I照明光纤35和第2照明光纤36。因此，各条受光光纤所接收的光不会相干扰，能够以维持着相同特性的两倍的光量来进行受光，能够提高SN比。
[0046]另外，在本实施方式I中，受光光纤为三条，但是如图4所示，即使受光光纤为两条，也能够进行应用。在该情况下，测量探头4在任意受光光纤的到各条照明光纤的距离(epdP全部相等的位置配置有第I照明光纤35和第2照明光纤36即可。此时，也可以在连结第I照明光纤35的中心与第2照明光纤36的中心的直线的中垂线上配置另一条受光光纤。而且，如果受光光纤位于连结第I照明光纤35的中心与第2照明光纤36的中心的直线的中垂线上，则能够适当地改变受光光纤的数量。其结果，能够照射足够强度的光，并且能够进行测量探头4的细径化。
[0047](实施方式2)
[0048]接着，说明本发明的实施方式2。本实施方式2的生物体光学测量装置的测量探头的结构与上述实施方式I不同。因此，以下，仅说明本实施方式2的生物体光学测量装置的测量探头的结构。另外，对相同的结构标注相同的附图标记来进行说明。
[0049]图5是表示本实施方式2的生物体光学测量装置I的测量探头5的顶端面50的图。
[0050]如图5所示，测量探头5包括第I照明光纤35、第2照明光纤36、第3照明光纤51、第I受光光纤37以及第2受光光纤38。第3照明光纤51具有与第I照明光纤35相同的结构。
[0051]测量探头5的任意受光光纤的到各条照明光纤的距离大致全部相等。具体地说，第I受光光纤37、第2受光光纤38分别配置在连结第I照明光纤35的中心、第2照明光纤36的中心以及第3照明光纤51的线的中垂线上。例如，在以第I受光光纤37为基准进行观察时，距第I照明光纤35和第2照明光纤36的距离为距离an，距第3照明光纤51的距离为a12。另外，在以第2受光光纤38为基准进行观察时，距第I照明光纤35和第2照明光纤36的距离为距离bn，距第3照明光纤51的距离为b12。
[0052]这样，测量探头5在任意受光光纤的到各条照明光纤的距离大致相等的位置配置了第I照明光纤35、第2照明光纤36以及第3照明光纤51。由此，第I受光光纤37和第2受光光纤38所分别接收的散射光的散射角度被唯一地确定，因此能够以三倍的光量接收与使用单一的照明光纤时相同的角度成分。其结果，能够照射足够强度的光，并且能够进行测量探头5的细径化。
[0053]根据以上说明的本发明的实施方式2，测量探头5在任意受光光纤的到各条照明光纤的距离大致相等的位置配置了第I照明光纤35、第2照明光纤36以及第3照明光纤51。其结果，能够照射足够强度的光，并且能够进行测量探头5的细径化。
[0054]另外，在本实施方式2中，照明光纤为三条，但是如果照明光纤的排列与受光光纤的排列正交，则能够适当地改变照明光纤的数量。具体地说，照明光纤配置在直线上即可。
[0055](实施方式3)
[0056]接着，说明本发明的实施方式3。本实施方式3的生物体光学测量装置的测量探头的结构与上述实施方式不同。因此，以下，仅说明本实施方式3的生物体光学测量装置的测量探头的结构。另外，对相同的结构标注相同的附图标记来进行说明。
[0057]图6是将本实施方式3的生物体光学测量装置I的测量探头6的顶端部沿着长度方向进行剖切得到的剖断视图。图7是表示本实施方式3的生物体光学测量装置I的测量探头6的顶端面60的图。
[0058]如图6和图7所 示，测量探头6包括第I照明光纤35、第2照明光纤36、第I受光光纤37、第2受光光纤38、第3受光光纤39以及光学构件40。第I照明光纤35、第2照明光纤36、第I受光光纤37、第2受光光纤38以及第3受光光纤39侧面为了遮光并防止损伤而被覆盖层41覆盖。第I照明光纤35、第2照明光纤36、第I受光光纤37、第2受光光纤38以及第3受光光纤39的顶端部分相互平行地排列。第I照明光纤35、第2照明光纤36、第I受光光纤37、第2受光光纤38以及第3受光光纤39在一条直线上交替配置。
[0059]另外，测量探头6在以一组受光光纤为基准进行观察时，距各条照明光纤的距离的总和相等。具体地说，在以第2受光光纤38为基准进行观察时，距第I照明光纤35的距离为距离a21，距第2照明光纤36的距离为距离b21。而且，在以第3受光光纤39为基准进行观察时，距第I照明光纤35的距离为距离b22，距第2照明光纤36的距离为距离a22。这样，在以一组受光光纤为基准进行观察时，距各条照明光纤的距离的总和相等。而且，在以第I受光光纤37为基准进行观察时，距第I照明光纤35的距离为距离c21，以及距第2照明光纤36的距离为距离c22。
[0060]如此，测量探头6在以一组受光光纤为基准进行观察时，在距各条照明光纤的距离的总和相等的位置配置了第I照明光纤35和第2照明光纤36。由此，第I受光光纤37、第2受光光纤38以及第3受光光纤39所分别接收的散射光的散射角度被唯一地确定，因此能够利用两倍的光量接收与使用单一的照明光纤时相同的角度成分。其结果，能够照射足够强度的光，并且能够进行测量探头的细径化。
[0061]根据以上说明的本发明的实施方式3，测量探头6在以两条照明光纤中的任意一条受光光纤为基准进行观察时，在距各条照明光纤的距离的总和相等的位置配置了第I照明光纤35和第2照明光纤36。其结果，能够照射足够强度的光，并且能够进行测量探头6的细径化。
[0062]而且，根据本发明的实施方式3，能够二维配置各条光纤，因此能够简单地制造测量探头6。
[0063](实施方式4)
[0064]接着，说明本发明的实施方式4。本实施方式4的生物体光学测量装置的测量探头的结构与上述实施方式不同。因此，以下，仅说明本实施方式4的生物体光学测量装置的测量探头的结构。另外，对相同的结构标注相同的附图标记来进行说明。
[0065]图8是表示本实施方式4的生物体光学测量装置I的测量探头7的顶端面70的图。
[0066]如图8所示，测量探头7包括四条第I照明光纤35和八条第I受光光纤37。测量探头7在以测量探头7的中心为基准进行观察时，距各条第I照明光纤35的距离相等。具体地说，各条第I照明光纤35分别配置在相对于测量探头7的重心Gl进行了圆形旋转的位置。而且，第I受光光纤37也分别配置在相对于测量探头7的重心Gl进行了圆形旋转的位置。
[0067]这样，测量探头7的第I照明光纤35和第I受光光纤37配置在相对于测量探头7的重心Gl进行了圆形旋转的位置。由此，各条第I受光光纤37所接收的散射光的散射角度被唯一地确定，因此能够以四倍的光量接收与使用单一的照明光纤时相同的角度成分。其结果，能够照射足够强度的光，并且能够进行测量探头的细径化。 [0068]根据以上说明的本发明的实施方式4，测量探头7的第I照明光纤35和第I受光光纤37配置在相对于测量探头7的重心进行了圆形旋转的位置。其结果，能够照射足够强度的光，并且能够进行测量探头的细径化。
[0069]附图标记说明
[0070]I生物体光学测量装置；2主体部；3、4、5、6、7测量探头；21电源；22光源部；23连接部；24受光部；25输入部；26输出部；27记录部；28a运算部；28控制部；31基端部；32挠性部；33顶端部；34顶端面；35第I照明光纤；36第2照明光纤；37第I受光光纤；38第2受光光纤；39第3受光光纤；40光学构件；41覆盖层；51第3照明光纤。
【权利要求】
1.一种测量探头，其以装卸自如的方式与用于对生物体组织进行光学测量的生物体光学测量装置相连接，该测量探头包括两条以上的照明光纤和三条以上的受光光纤，其特征在于， 任意上述受光光纤的到各条照明光纤的距离相等。
2.根据权利要求1所述的测量探头，其特征在于， 上述照明光纤的数量为两条， 上述受光光纤配置在连结两条上述照明光纤的直线的中垂线上。
3.—种生物体光学测量装置，其特征在于， 该生物体光学测量装置包括权利要求1所述的测量探头。
【文档编号】A61B1/00GK103841875SQ201280044172
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2012年12月19日 优先权日:2012年2月10日
【发明者】上村健二 申请人:奥林巴斯医疗株式会社