CN102421376A - 血管内壁分析装置以及血管内壁分析方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种血管内壁分析装置等，其具有用于更准确地分析血管内壁的附着物成分的构造。血管内壁分析装置(1)具有照射单元、检测单元、分析单元。照射单元从***至颈动脉(C)内的照射纤维(30)的端面(30b)向测定部位照射在波长1957nm～2713nm的测定波长范围中包含的光成分。检测单元经由颈动脉(C)内的受光纤维(40)的端面(40a)取得来自测定部位的光成分。应检测的光成分分别是，以从由测定波长范围中包含的特定波长构成的波长群选出的大于或等于1个波长分别为中心的前后15nm的检测波长范围中包含的光成分。分析单元利用检测出的光成分的强度信息，对有无与血液不同的物质进行分析。

Description

血管内壁分析装置以及血管内壁分析方法

技术领域

本发明涉及一种适用于血管内的测定部位的构成成分分析的血管内壁分析装置、血管内壁分析方法等。

背景技术

作为诱发脑梗塞的重要原因之一，已知颈动脉斑块。颈动脉斑块是由于血液中胆固醇及中性脂肪等而形成在颈动脉的内壁上的附着物。并且，在该附着物从颈动脉的内壁剥落而将脑内血管的一部分堵塞的情况下，引起脑梗塞等重大疾病。因此，作为早期诊断血管的内壁状态的方法，使用下述方法，即，利用从体外进行的超声波回声进行诊断的方法、将安装有测定探头的探针***血管内而进行诊断的方法等。

在上述斑块中，存在由胆固醇构成的脂质核、由白血球及其遗骸等形成的粥样硬化等多个种类。并且，已知在作为斑块的一种的粥样硬化由于某种压力等而破裂的情况下或从血管内壁剥落的情况下，诱发脑梗塞等重大疾病的概率很高。因此，为了更准确地诊断血管内壁的状态，期望确定斑块的种类，针对该期望，对例如专利文献1、2中记载的斑块确定方法进行了讨论。例如，在专利文献1中公开了下述方法，即，利用***至血管内的测定探头对斑块连续地进行观测，根据由脉搏跳动引起的形状变化求出斑块硬度，根据斑块硬度推测该斑块的构成成分。另外，在专利文献2中公开了下述方法，即，将大于或等于两种的不同性质的光成分向测定部位照射，对来自测定部位的反射·散射光进行受光，制作各个光斑块的影像图，通过将该影像图和利用超声波回声得到的斑块测定结果进行比较，从而推测斑块的构成。

专利文献1：日本特开2004-329550号公报

专利文献2：日本特开2007-185242号公报

非专利文献1：Chenan Xia，et al.，“Mid-infrared supercontinuumgeneration to 4.5μm in ZBLAN fluoride fibers by nanosecond diodepumping”，OPTICS LETTERS，Vol.31，No.17，pp.2553-2555，September1，2006.

发明内容

发明人对上述的现有的斑块确定方法进行了研究，其结果，发现下述课题。

即，在上述专利文献1记载的确定方法中，基于由被检验对象的个体差异较大的脉搏跳动引起的斑块形状变化，对斑块的构成成分进行推测。因此，上述专利文献1记载的确定方法不能说是定量的测定方法，可以认为难以准确地评价斑块的构成成分。另外，在上述专利文献2中，没有对斑块影像图的具体形成方法进行公开，可以认为难以生成与斑块种类对应的影像图。因此，可以认为难以利用上述专利文献2记载的确定方法，准确地确定斑块等血管内壁的附着物的种类。

本发明就是为了解决上述的课题而提出的，其目的在于，提供一种血管内壁分析装置、血管内壁分析方法等，其具有用于更准确地分析血管内壁的附着物的成分的构造。

为了实现上述目的，本发明所涉及的血管内壁分析装置被应用于血管内的测定部位的构成成分分析，具体地说，具有照射单元、检测单元、分析单元。

照射单元向血管内的测定部位至少照射包含在1957nm～2713nm的测定波长范围中的光成分。另外，照射单元包含向血管内***的光出射端和供给应经由光出射端向测定部位照射的光成分的光源。检测单元用于对来自测定部位的光成分进行检测，包含设置在血管内的光入射端和对经由光入射端接收的来自测定部位的光成分进行检测的检测器。分析单元基于由检测单元检测出的光成分的强度信息，对测定部位的构成成分进行分析。

特别地，在本发明所涉及的血管内壁分析装置中，检测单元对以从下述波长群选出的大于或等于1个波长分别为中心的前后15nm的检测波长范围中包含的光成分进行检测，该波长群由波长1972、2055、2057、2141、2167、2172、2182、2212、2257、2259、2270、2274、2282、2289、2294、2309、2311、2324、2334、2345、2348、2360、2371、2375、2385、2388、2402、2416、2443、2468、2469、2488、2504、2510、2544、2565、2607、2628、2630、2656、2668、2678以及2697nm构成。在分析单元中，作为利用检测波长范围中包含的光成分的强度信息进行的测定部位的构成成分分析，而对血管中有无与血液不同的物质进行分析。

根据具有上述构造的该血管内壁分析装置，从***至血管内的照射单元的光出射端向测定部位照射在波长1957nm～2713nm的测定波长范围中包含的光成分，另一方面，经由***至血管内的检测单元的光入射端，检测来自测定部位的光成分。在这里，以从上述波长群选出的大于或等于1个波长分别为中心的前后15nm的检测波长范围中包含的来自测定部位的光成分，表示出随着测定部位的构成成分的不同而不同的特征。通过利用这种针对构成成分而不同的光学特性，分析单元使用每个上述检测波长范围的光成分，对有无与血液不同的物质进行分析。由此，该血管内壁分析装置可以更准确地对血管中有无斑块等与血液不同的物质进行分析。

另外，在本发明所涉及的血管内壁分析装置中，作为照射单元的光源，也可以使用超连续光源。对于该血管内壁分析装置，通过使用能够以高强度输出宽频带的光而不会引起大量发热的超连续光源，从而可以更高精度地进行血管内壁的构成成分分析。

在这里，本发明所涉及的血管内壁分析装置也可以具有分光器，其配置在从照射单元的光源至检测单元的检测器的光路上。该分光器用于将来自光源的输出光中的至少检测波长范围的光成分分离出。此外，分光器在被配置于光源和光出射端之间的光路上的结构中，构成照射单元的一部分。另外，分光器在被配置于测定部位和光检测器之间的光路上的结构中，构成检测单元的一部分。

作为用于实现本发明的目的的一种方式，例如，检测单元对以从下述波长群选出的大于或等于1个波长分别为中心的前后15nm的检测波长范围中包含的光成分进行检测，该波长群由波长1972、2057、2141、2167、2182、2212、2257、2274、2289、2311、2345、2388、2416、2469、2504、2544、2630nm构成。在此情况下，在分析单元中，作为测定部位的构成成分分析，而对血管中有无血栓及血肿进行分析。

另外，检测单元也可以对以从下述波长群选出的大于或等于1个波长分别为中心的前后15nm的检测波长范围中包含的光成分进行检测，上述波长群由波长2055、2172、2259、2270、2282、2294、2309、2324、2334、2348、2360、2371、2375、2385、2402、2443、2468、2488、2150、2565、2607、2628、2656、2668、2678、2697nm构成。在此情况下，在分析单元中，作为测定部位的构成成分分析，而对血管中有无斑块进行分析。

如上述所示，在血管中除了血液以外的物质中，血栓及血肿、斑块分别使以从上述波长群选出的大于或等于1个波长分别为中心的前后15nm的检测波长范围中包含的光成分，表示出随着测定部位的构成成分的不同而不同的特征。分析单元利用这种针对构成成分而不同的光学特性，通过使用上述检测波长范围的光成分，分析单元可以更准确地对有无血栓及血肿或斑块进行分析。

作为用于实现本发明的目的的其他应对方案，例如，检测单元对以包含从上述波长群选出的波长在内的大于或等于3个波长分别为中心的前后15nm的检测波长范围中包含的光成分进行检测。另一方面，在分析单元中，作为用于确定测定部位的构成成分的频谱形状参数，而对各个检测波长范围中的强度信息在其中心波长处的一次微分值、标准化一次微分值、二次微分值以及标准化二次微分值中的某一个进行计算，并基于所得到的计算结果，进行所述构成成分分析。

具体地说，检测单元对以波长1972nm为中心的前后15nm的检测波长范围中包含的光成分进行检测的情况下，在分析单元中，作为测定部位的构成成分分析，可以对血管中有无血栓进行分析。另外，检测单元对以从由波长2309、2628nm构成的波长群选出的大于或等于1个波长分别为中心的前后15nm的检测波长范围中包含的光成分进行检测的情况下，在分析单元中，作为测定部位的构成成分分析，可以对血管中有无粥样硬化进行分析。另外，检测单元对以从由波长2371、2402nm构成的波长群选出的大于或等于1个波长分别为中心的前后15nm的检测波长范围中包含的光成分进行检测的情况下，在分析单元中，作为测定部位的构成成分分析，可以对血管中有无脂质核进行分析。

本发明所涉及的血管内壁分析装置也可以进一步具有显示单元，其对分析单元的分析结果进行实时显示。在此情况下，例如可以在通过显示单元确认分析结果的同时进行分析，可以提高血管内壁分析装置对于使用者的使用性。

另外，本发明所涉及的血管内壁分析装置，利用具有上述构造的血管内壁分析装置，对血管内的测定部位的构成成分进行分析。具体地说，对于该血管内壁分析装置，在测定前，以位于测定部位的附近的方式将光出射端***血管内，并且在来自测定部位的光成分所到达的血管内的规定位置处，设置光入射端。如果光出射端以及光入射端的设置完毕，则经由光出射端向测定部位至少照射在1957nm～2713nm的测定波长范围中包含的光成分，并对经由光入射端入射的来自测定部位的光成分进行检测。如果检测到期望的光成分，则根据检测出的光成分的强度信息，生成用于确定测定部位的构成成分的分析用数据。

更具体地说，在本发明所涉及的血管内壁分析方法中，对以包含从上述波长群选出的波长在内的大于或等于3个波长分别为中心的前后15nm的检测波长范围中包含的光成分进行检测，作为用于确定测定部位的构成成分的频谱形状参数，而对各个检测波长范围中的强度信息在其中心波长处的一次微分值、标准化一次微分值、二次微分值以及标准化二次微分值中的某一个进行计算。

另外，在本发明所涉及的血管内壁分析方法中，在显示器上实时显示针对测定部位的构成成分各自用不同颜色加以区别的血管的二维断层图像。

发明的效果

根据本发明所涉及的血管内壁分析装置、血管内壁分析方法等，可以更准确地分析血管内壁的附着物的成分。

附图说明

图1是表示本发明所涉及的血管内壁分析装置的一个实施方式结构的图。

图2是用于说明血管内壁的斑块的图。

图3是血液以及血栓的吸收频谱。

图4是血液以及血栓的吸收频谱(图3)的二次微分。

图5是血管壁(内膜)以及斑块(粥样硬化、脂质核、纤维层)的吸收频谱。

图6是血管壁(内膜)以及斑块(粥样硬化、脂质核、纤维层)的吸收频谱(图5)的二次微分。

图7是表示血管内壁分析装置的分析结果的显示例的图。

符号的说明

1…血管内壁分析装置，10…光源，20…分光器，30…照射纤维，40…受光纤维，50…检测部，60…分析部。

具体实施方式

下面，参照图1～图7，详细说明本发明所涉及的血管内壁分析装置、血管内壁分析方法等的各实施方式。此外，在附图的说明中，对于同一部位、同一要素标注相同的标号，省略重复的说明。

(血管内壁分析装置的结构)

图1是表示本发明所涉及的血管内壁分析装置的一个实施方式的结构的图。如图1所示，血管内壁分析装置1具有光源10、分光器20、照射纤维30、受光纤维40、检测部50以及分析部60。另外，光源10和分光器20利用光纤15连接。检测部50和分析部60电连接，相同地，分析部60和分光器20也电连接。在血管内壁分析装置1中，光源10、分光器20、以及照射纤维30构成向测定部位照射测定光的照射单元。并且，受光纤维40以及检测部50构成对来自测定部位的光成分进行检测的检测单元。另外，分析部60作为下述单元起作用，即，基于由检测单元检测出的光强度对测定部位的构成成分进行分析的分析单元、以及对该分析单元的分析结果进行显示的显示单元。

光源10是输出包含波长1957nm～2713nm的波长范围在内的近红外光的光源，例如，使用LD(Laser Diode)光源、上述非专利文献1中记载的SC(超连续：Supercontinuum)光源等。其中，SC光源具有宽频带波长的高输出能力，且光源自身的发热较少，因此特别优选。从光源10射出的光向光纤15的一个端面入射，在光纤15内传输，并向分光器20输入。

分光器20使从光源10输出并在光纤15内传输的光输入，基于分析部60的指示，仅将以特定波长为中心的检测波长范围(例如，以特定波长为中心的前后15nm的波长范围)的光成分向光纤25输出。作为分光器20使用衍射光栅或波长可变滤光器等。另外，在作为分光器20使用衍射光栅的情况下，分光器20通过基于来自分析部60的指示，相对于来自光源10的入射光，变更衍射光栅的斜度，由此取出以特定波长为中心的检测波长范围的光成分，并向照射纤维30输出。此外，分光器20也可以配置在受光纤维40和检测部50之间(图1中的以虚线表示的部分)，以可以将来自测定部位的光分光。

照射纤维30由光纤等构成，在进行血管内壁分析时***颈动脉C内。另外，从分光器20输出的光成分作为测定光L从照射纤维30的一个端面30a输入，从***颈动脉C内的另一个端面30b向测定部位(例如附着有斑块S的颈动脉C的内壁)照射。

受光纤维40由光纤等构成，对通过将测定光L向测定部位照射而反射·散射的光成分中入射至一个端面40a的光成分进行传输。然后，从受光纤维40的另一个端面40b向检测部50输出。作为该受光纤维40而使用的光纤，优选将多根光纤单线捆扎而形成的集束光纤(成像光纤)。在将集束光纤作为受光纤维40使用的情况下，来自测定部位的反射或散射的光成分在构成受光纤维40的每个光纤单线中分别进行传输，因此，可以二维地测定来自测定部位的光成分的特征。

检测部50对向受光纤维40的一个端面40a输入，在受光纤维40中传输，并从受光纤维的另一个端面40b输出的光成分进行检测。检测部50可以使用例如光电二极管等受光元件，将来自测定部位的光成分变换为电流，并将该变换电流向分析部60发送。此外，也可以构成为，将检测部50设置在与受光纤维40的一个端面40a相当的部位上，利用检测部50，直接对来自测定部位的光成分进行检测，而不经由受光纤维40。

分析部60根据由检测部50检测出的光成分的强度数据，对测定部位的构成成分进行分析，并将其结果显示在显示器等上。具体地说，分析部60由PC(Personal Computer)或WS(Work Station)等构成，至少具有显示器等显示单元、运算单元、输入输出单元、记录单元等。作为分析部60进行分析的一个例子，具体地说，分析部60基于来自检测部50的受光元件的电流的大小，针对每个波长计算由检测部50检测出的光强度。然后，分析部60根据每个波长的计算结果，求出包含在检测波长范围中的光成分的强度频谱，利用波长将该强度频谱进行二次微分，根据由测定部位的斑块等的构成成分引起的峰值的大小，对测定部位的斑块等的构成成分进行分析。此外，作为频谱形状参数，除了利用上述的各检测波长范围的强度频谱的二次微分值而得到之外，例如也可以利用一次微分值、标准化一次微分值、或者标准化二次微分值而得到。然后，通过由PC或WS将分析结果显示在显示器等上，从而向被检验对象等用户通知该结果。另外，具有分析部60功能的PC或WS，同时具有对血管内壁分析装置1的整体进行控制的功能。即，具有下述功能：选择应由分光器20分光的光成分的波长(检测波长范围的中心波长)，并对分光器20进行指示。

在这里，各检测波长范围中的强度频谱的二次微分是用于确定测定部位的构成成分的频谱形状参数之一，可以通过以下的方法进行计算。即，将在作为检测波长而分别以x-b、x、x+a这3个波长为中心的各检测波长范围中检测出的强度数据(强度频谱)，设为f(x-b)、f(x)、f(x+a)，将利用以下的公式(1)计算的值g(x)，作为波长x处的二次微分的近似值而采用。

〔公式1〕

$g\left(x\right)=\frac{\mathrm{bf}(x+a)+\mathrm{af}(x-b)-(a+b)f\left(x\right)}{\mathrm{ab}(a+b)/2}\·\·\·\left(1\right)$

此时，相对于实际的二次微分值f”(x)的误差成为以下的公式(2)。

〔公式2〕

$g\left(x\right)-f^{\′\′}\left(x\right)=\frac{1}{3}{f}^{\′\′\′}\left(x\right)(a-b)+\frac{1}{12}{f}^{\left(4\right)}\left(x\right)(a^2-\mathrm{ab}+b^2)\·\·\·\left(2\right)$

其中，假设与a、b相关的大于或等于3次的项可以忽略。

对于上述公式右边的三次微分值f”’(x)以及四次微分值f⁽⁴⁾(x)，在通常的测定中，符号和绝对值均未知，期望值为0。因此，上述公式(2)的期望值为0，g(x)成为对于二次微分值偏差最小的推定量。另外，在作为频谱形状参数，优选计算在检测波长范围中检测出的各强度频谱的一次微分的情况下，相同地，将利用以下的公式(3)计算的值h(x)，作为一次微分的近似值而采用。

〔公式3〕

$h\left(x\right)=\frac{b^{2}f(x+a)-a^{2}f(x-b)-(b^2-a^2)f\left(x\right)}{\mathrm{ab}(a+b)}\·\·\·\left(3\right)$

此时，相对于实际的一次微分值f’(x)的误差成为以下的公式(4)。

〔公式4〕

$h\left(x\right)-f^{\′}\left(x\right)=\frac{1}{6}{f}^{\′\′\′}\left(x\right)\mathrm{ab}\·\·\·\left(4\right)$

其中，假设与a、b相关的大于或等于3次的项可以忽略。

与关于二次微分的讨论相同地，h(x)成为对于一次微分值偏差最小的推定量。

此外，在上述的例子中，使用以3个波长为中心波长的各检测波长范围中的强度数据，计算频谱形状参数。另外，在上述的例子中，作为频谱形状参数，示出了强度频谱的二次微分值以及一次微分值，但也可以通过对计算式进行修正而定义其他频谱形状参数。例如，也可以利用3个波长处的强度的平均值将一次微分或二次微分标准化。另外，通过增加所使用的波长数量，可以改善测定精度。在此情况下，优选使用Savitzky-Golay法等公知的数值微分方法。另一方面，如上述的例子所示，对于仅使用3个波长对二次微分以及一次微分的近似值进行计算的方法，测定以及运算所需的时间较少，适合实时显示计算结果。特别地，在将计算结果作为模拟色彩的实时图像而显示时，如上述g(x)及h(x)等所示，通过将根据3个波长计算的频谱形状参数向模拟色彩的三原色的一个成分分配，从而可以对反映测定对象物组成的信息进行实时图像显示。其结果，可以缩短诊断所需的时间，减轻患者身体上的负担。这一点在如活体内的血管壁观察那样的介入性比较高的诊断手术方法中特别重要。

该血管内壁分析装置1的测定对象是附着在颈动脉C的内壁上的斑块、血栓、血肿等。作为附着在颈动脉C的内壁上的斑块的代表，可以举出以下4种：由胆固醇构成的脂质核、由白血球及其遗骸等形成的粥样硬化、胆固醇质石灰化后形成的石灰、以及以骨胶原为主要成分且覆盖由上述3种成分构成的斑块表面的纤维层。另外，由血管内的血块等构成的血栓、血肿也可能导致脑疾病。图2是示意地表示在颈动脉C的内壁上附着有斑块S以及血栓T的情况的例子的图。已知在颈动脉C的内壁上附着有斑块S或血栓T的情况下，如图2所示，颈动脉C中血液可流动的区域的血管直径变窄，因此成为引起颈动脉C的狭窄或闭塞、以及引起脑梗塞或脑缺血等的原因。已知在上述代表性的斑块的种类中，粥样硬化引起脑梗塞的可能性特别高。另一方面，已知由于例如石灰或脂质核从颈动脉C的内壁剥离的频度低，所以由这些成分构成的斑块将脑内血管等闭塞的风险低。因此，可以认为为了更准确地计算脑梗塞等疾病的发生风险，需要确定附着在颈动脉C的内壁上的斑块的构成成分。

对于是否已经在颈动脉C的内壁上附着有斑块，例如可以通过从颈部外进行的超声波回声诊断、血管内超声波检查(IVUS：intravascular ultrasound)等诊断方法进行测定。但是，在超声波回声诊断或血管内超声波检查中，难以确定血管内的斑块的形状以外的信息，即，斑块的构成成分。另外，由于是颈动脉C的内壁上的附着物，由血管内的血块等构成的血栓·血肿也有可能引起脑疾病，所以成为血管内壁分析装置1的测定对象，但在从颈部外进行的超声波回声诊断及血管内超声波检查中，也难以对它们进行检测。

与此相对，使用以下的测定例，说明通过使用本实施方式所涉及的血管内壁分析装置1，可以对颈动脉C内形成的斑块、血栓、血肿进行检测，并且确定它们的成分。

(血管内壁分析装置1的测定例)

(测定例1)

对升温至摄氏38度的血液以及血栓(厚度100μm)分别照射作为测定光L的波长1900nm～2700nm的测定波长范围的近红外光，测定透射频谱(％T)。在图3中示出其结果。

在图4的区域(A)及区域(B)中示出利用波长对通过该测定得到的血液及血栓的透射频谱(％T)进行二次微分的结果。在图4中，区域(A)是利用波长对血液的透射频谱进行二次微分得到的结果，区域(B)是利用波长对血栓的透射频谱进行二次微分得到的结果。如上述所示，在透射频谱及利用其波长得到的二次微分值中，确认到在血液和血栓之间存在由各成分引起的特征峰值。具体地说，确认到在波长1972、2057、2141、2167、2182、2212、2257、2274、2289、2311、2345、2388、2416、2469、2504、2544、2630nm处，示出仅血液、仅血栓、或者血液及血栓这两者共通的特征峰值。因此，确认到可以基于以上述波长为中心的前后15nm的检测波长范围中的强度频谱的波长、高度、高度比、峰值半高宽等，对血液和血栓进行区分。特别地，认为可以利用血栓所特有的波长1972nm处的峰值的有无、波长2289nm及2311nm处的峰值的高度比而对两者进行区分。

(测定例2)

向升温至摄氏38度的斑块的构成成分中的粥样硬化、脂质核以及纤维层这3种(厚度100μm)和血管壁(内膜)(厚度20μm)，分别照射作为测定光L的波长1900nm～2700nm的测定波长范围的近红外光，测定透射频谱(％T)。在图5中示出其结果。

在图6中示出利用波长对通过上述测定得到的斑块(3种)以及血管壁(内膜)各自的透射频谱(％T)进行二次微分得到的结果。如上述所示，确认到在透射频谱及利用其波长得到的二次微分值中，在斑块的各成分和血管壁(内膜)之间存在彼此不同的特征峰值。具体地说，确认到在波长2055、2172、2259、2270、2282、2294、2309、2324、2334、2348、2360、2371、2375、2385、2402、2443、2468、2488、2510、2565、2607、2628、2656、2668、2678、2697nm处，示出特征峰值。因此，确认到可以基于以上述波长分别为中心的前后15nm的检测波长范围中的频谱的波长、高度、高度比、峰值的半高宽等，对血管壁(内膜)和斑块、以及斑块的构成成分之间进行区分。特别地，认为可以利用粥样硬化所特有的波长2309以及2628nm处的峰值的有无、脂质核所特有的波长2371以及2402nm处的峰值的有无等，而对两者进行区分。

(测定例3)

制作将添加有抗凝剂的血液和血栓混合的样本。向该样本照射从作为本实施方式的血管内壁分析装置1的光源10而使用的SC光源输出的测定光。通过将来自样本的散射·反射光向与15倍的卡赛格伦放大镜连接的近红外线照相机(相当于分光器及检测器)入射，从而利用超频谱测定求出波长1000～2500nm的测定波长范围中的光强度。该超频谱测定是针对每个像素进行频谱测定的测定方法。在确认如上述所示得到的测定结果中在波长1972nm处的峰值的有无后，确认到在每个测定区域(像素)中峰值的有无是不同的。由于波长1972nm处的峰值为血栓特有的峰值，所以确认到可以根据该测定而对血液和血栓进行识别。

(测定例4)

使用与测定例3相同的测定***，将斑块切片作为样本而进行超频谱测定。然后，在确认所得到的测定结果中波长2309、2628nm以及2371、2402nm处的峰值的有无后，确认到在每个测定区域(像素)中峰值的有无是不同的。由于波长2309nm以及2628nm处的峰值和波长2371nm以及2402nm处的峰值分别是斑块的代表成分即粥样硬化以及脂质核所特有的峰值，所以确认到可以通过该测定，而对斑块的构成成分进行识别。

根据以上的测定例，确认到在将近红外区域的测定光向测定部位照射，并对其反射·散射光的频谱进行测定的情况下，可以对血液和血栓之间以及血管壁(内膜)和斑块(粥样硬化、脂质核、纤维层)之间分别进行识别。因此，确认到通过将本实施方式所涉及的血管内壁分析装置1的照射纤维30以及受光纤维40***颈动脉C内，从照射纤维30的端面30b向测定部位照射测定光L，利用检测部50对来自测定部位的光中从颈动脉C内的受光纤维40的端面40a入射的光进行检测，由此可以对颈动脉C的内壁的附着物的构成成分进行评价。

(血管内壁分析装置的使用例)

如上述所示，根据本实施方式所涉及的血管内壁分析装置1，从***至颈动脉C内的照射纤维30的端面30b向测定部位照射波长1957nm～2713nm的波长范围中包含的测定光，并且，使来自测定部位的光向***至颈动脉C中的受光纤维40的端面40a入射，并进行检测。在这里，以从由波长1972、2055、2057、2141、2167、2172、2182、2212、2257、2259、2270、2274、2282、2289、2294、2309、2311、2324、2334、2345、2348、2360、2371、2375、2385、2388、2402、2416、2443、2468、2469、2488、2504、2510、2544、2565、2607、2628、2630、2656、2668、2678、2697nm构成的波长群选出的大于或等于1种波长分别为中心的前后15nm的检测波长范围中包含的光成分，表示出随着测定部位的构成成分的不同而不同的特征。因此，通过使用上述波长范围的光对与血液不同的物质的有无进行分析，从而可以更准确地对在血管中有无斑块等与血液不同的物质进行分析。

特别地，由波长1972、2057、2141、2167、2182、2212、2257、2274、2289、2311、2345、2388、2416、2469、2504、2544、2630nm构成的波长群的波长的光成分，适用于进行血栓和血液的区分。另外，由2055、2172、2259、2270、2282、2294、2309、2324、2334、2348、2360、2371、2375、2385、2402、2443、2468、2488、2510、2565、2607、2628、2656、2668、2678、2697nm构成的波长群的波长的光成分，适用于对斑块的构成成分进行分析。

更详细地说，以波长1972nm为中心的前后15nm的检测波长范围中包含的光成分，在对血管中有无血栓进行分析方面优选。另外，以从由波长2309、2628nm构成的波长群选出的大于或等于1个波长分别为中心的前后15nm的检测波长范围中包含的光成分，在对血管中有无粥样硬化进行分析方面优选。另外，以从由波长2371、2402nm构成的波长群选出的大于或等于1个波长分别为中心的前后15nm的检测波长范围中包含的光成分，在对血管中有无脂质核进行分析方面优选。

通过将血管内壁分析装置1的分析结果显示在设置于分析部60上的显示器上，由此向被检验对象等用户进行通知。在如本实施方式所示，作为使来自测定部位的反射光成分或散射光成分传输的受光纤维40而使用集束光纤(成像光纤)的情况下，可以得到斑块等的特征频谱各自的二维图像。另外，也可以通过在分析部60中将所得到的二维图像重叠，从而例如分颜色显示病变部。由此，可以更容易理解地向用户通知。例如如图7所示，可以基于血管内壁分析装置1对斑块的构成成分的分析结果，一并显示斑块的分布(通过分颜色而区分显示病变部)和危险度(使用颜色的浓度，表现疾病诱发性)。在如上述所示实时显示分析结果的情况下，可以在通过参照例如显示器而确认分析结果的同时进行分析，可以提高该血管内壁分析装置1对于使用者的方便性。

另外，血管内壁分析装置1所使用的包含在波长1957nm～2713nm的波长范围中的测定光，即近红外波长区域的光，具有难以由于血液中的血球等而引起光散射的特征。因此，本实施方式所涉及的血管内壁分析装置1不必如当前使用的可见光的血管内窥镜那样，在测定部位的上游侧的血管内使气球膨胀而切断血流，并利用生理盐水置换血液，可以在血液在血管中流动的状态下得到测定部位的像。因此，根据血管内壁分析装置1，可以高效地进行测定部位的分析，并且，可以减轻由于气球的膨胀和置换为生理盐水等的处理而对患者造成的负担。

另外，作为血管内壁分析装置1的光源10，在非专利文献1中公开了超连续(SC)光源，其可以以高强度输出宽频带的光而不会引起大量发热，在使用这种光源的情况下，可以更高精度地进行血管内壁的分析。

以上，针对本实施方式所涉及的血管内壁分析装置1进行了说明，但本发明所涉及的血管内壁分析装置并不限定于上述实施方式，可以进行各种变更。例如，在上述实施方式中，对血管内壁分析装置的测定对象为颈动脉的内壁的情况进行了说明，但成为测定对象的血管并不限定于颈动脉。

另外，在上述实施方式中，对受光纤维40为集束光纤的情况进行了说明，但受光纤维40也可以是例如1根光纤。另外，在上述实施方式中，对向颈动脉C***的照射纤维30以及受光纤维40由彼此不同的光纤构成的情况进行了说明，但也可以使用1根光纤实现颈动脉C内的照射纤维30以及受光纤维40的功能。在此情况下，使从分光器20射出的光向颈动脉C内的光纤(测定用光纤)入射的光纤、以及将利用测定用光纤进行受光并在测定用光纤中传输的反射·散射光向检测器50传输的光纤，与测定用光纤的一个端面侧光学连接。并且，测定用光纤的另一个端面成为向测定部位照射测定光，并且使来自测定部位的反射·散射光入射的端面。

另外，在上述测定例中，说明了通过对特定波长范围的频谱进行测定，利用波长对其结果进行二次微分，而对由斑块的特定成分引起的峰值进行检测，从而调查斑块的构成成分的方法，但并不是必须求出利用波长进行的二次微分，也可以采用下述方式，即，基于通过向测定部位照射测定光而得到的散射·反射光的强度，调查构成成分。另外，也可以取代对近红外光的散射·反射频谱进行测定的方式，而采用下述方式，即，向测定部位照射特定的1种或多种波长的近红外光，求出在测定部位处透射或被反射的光的峰值强度，基于其结果，测定构成测定部位的斑块的成分比率。

Claims (16)

1.一种血管内壁分析装置，其具有：

照射单元，其向血管内的测定部位至少照射包含在1957nm～2713nm的测定波长范围中的光成分，该照射单元包含向所述血管内***的光出射端和供给应经由所述光出射端向所述测定部位照射的光成分的光源；

检测单元，其包含设置在所述血管内的光入射端和对经由所述光入射端接收的来自所述测定部位的光成分进行检测的检测器；以及

分析单元，其基于由所述检测单元检测出的光成分的强度信息，对所述测定部位的构成成分进行分析，

所述检测单元对以从下述波长群选出的大于或等于1个波长分别为中心的前后15nm的检测波长范围中包含的光成分进行检测，该波长群由波长1972、2055、2057、2141、2167、2172、2182、2212、2257、2259、2270、2274、2282、2289、2294、2309、2311、2324、2334、2345、2348、2360、2371、2375、2385、2388、2402、2416、2443、2468、2469、2488、2504、2510、2544、2565、2607、2628、2630、2656、2668、2678以及2697nm构成，

在所述分析单元中，作为利用所述检测波长范围中包含的光成分的强度信息进行的所述测定部位的构成成分分析，而对所述血管中有无与血液不同的物质进行分析。

2.根据权利要求1所述的血管内壁分析装置，其中，

所述照射单元的光源包含超连续光源。

3.根据权利要求1或2所述的血管内壁分析装置，其中，

还具有分光器，其配置在从所述照射单元的光源至所述检测单元的检测器为止的光路上，用于将来自所述光源的输出光中的至少所述检测波长范围的光成分分离出。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的血管内壁分析装置，其中，

所述检测单元对以从下述波长群选出的大于或等于1个波长分别为中心的前后15nm的检测波长范围中包含的光成分进行检测，该波长群由波长1972、2057、2141、2167、2182、2212、2257、2274、2289、2311、2345、2388、2416、2469、2504、2544、2630nm构成，

在所述分析单元中，作为所述测定部位的构成成分分析，而对血管中有无血栓及血肿进行分析。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的血管内壁分析装置，其中，

所述检测单元对以从下述波长群选出的大于或等于1个波长分别为中心的前后15nm的检测波长范围中包含的光成分进行检测，该波长群由波长2055、2172、2259、2270、2282、2294、2309、2324、2334、2348、2360、2371、2375、2385、2402、2443、2468、2488、2150、2565、2607、2628、2656、2668、2678、2697nm构成，

在所述分析单元中，作为所述测定部位的构成成分分析，而对所述血管中有无斑块进行分析。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的血管内壁分析装置，其中，

所述检测单元对以包含从所述波长群选出的波长在内的大于或等于3个波长分别为中心的前后15nm的检测波长范围中包含的光成分进行检测，

在所述分析单元中，作为用于确定所述测定部位的构成成分的频谱形状参数，而对各个所述检测波长范围中的强度信息在其中心波长处的一次微分值、标准化一次微分值、二次微分值以及标准化二次微分值中的某一个进行计算，并基于所得到的计算结果，进行所述构成成分分析。

7.根据权利要求6所述的血管内壁分析装置，其中，

在所述分析单元中，作为用于确定所述测定部位的构成成分的频谱形状参数，而对各个所述检测波长范围中的强度信息在其中心波长处的二次微分值进行计算，并基于所得到的计算结果，进行所述构成成分分析。

8.根据权利要求4所述的血管内壁分析装置，其中，

所述检测单元对以波长1972nm为中心的前后15nm的检测波长范围中包含的光成分进行检测，

在所述分析单元中，作为所述测定部位的构成成分分析，而对所述血管中有无血栓进行分析。

9.根据权利要求5所述的血管内壁分析装置，其中，

所述检测单元对以从由波长2309、2628nm构成的波长群选出的大于或等于1个波长分别为中心的前后15nm的检测波长范围中包含的光成分进行检测，

在所述分析单元中，作为所述测定部位的构成成分分析，而对所述血管中有无粥样硬化进行分析。

10.根据权利要求5所述的血管内壁分析装置，其中，

所述检测单元对以从由波长2371、2402nm构成的波长群选出的大于或等于1个波长分别为中心的前后15nm的检测波长范围中包含的光成分进行检测，

在所述分析单元中，作为所述测定部位的构成成分分析，而对所述血管中有无脂质核进行分析。

11.根据权利要求1～10中任一项所述的血管内壁分析装置，其中，

还具有显示单元，其对所述分析单元的分析结果进行实时显示。

12.一种权利要求1～11中任一项所述的血管内壁分析装置的应用，该血管内壁分析装置应用于血管内的测定部位的构成成分分析。

13.一种超连续光源的应用，该超连续光源应用于对血管内的测定部位的构成成分进行分析的权利要求1～11中任一项所述的血管内壁分析装置的光源。

14.一种血管内壁分析方法，在该方法中，利用权利要求1～11中任一项所述的血管内壁分析装置，对血管内的测定部位的构成成分进行分析，

在该血管内壁分析方法中，

以位于所述测定部位的附近的方式，将光出射端***血管内，

在来自所述测定部位的光成分所到达的所述血管内的规定位置处，设置光入射端，

经由所述光出射端，向所述测定部位至少照射在1957nm～2713nm的测定波长范围中包含的光成分，

对经由所述光入射端入射的来自所述测定部位的光成分进行检测，

根据所述检测而得到的光成分的强度信息，生成用于确定所述测定部位的构成成分的分析用数据。

15.根据权利要求14所述的血管内壁分析方法，其中，

对以包含从所述波长群选出的波长在内的大于或等于3个波长分别为中心的前后15nm的检测波长范围中包含的光成分进行检测，

作为用于确定所述测定部位的构成成分的频谱形状参数，而对各个所述检测波长范围中的强度信息在其中心波长处的一次微分值、标准化一次微分值、二次微分值以及标准化二次微分值中的某一个进行计算。

16.根据权利要求14或15所述的血管内壁分析方法，其中，

在显示器上实时显示针对所述测定部位的构成成分各自用不同颜色加以区别的所述血管的二维断层图像。

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