JP2001286456A - 生体光計測装置 - Google Patents
生体光計測装置Info
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- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】光を用いて生体代謝物質を計測する生体光計測
装置において、被験者が違和感を覚えずに、この被験者
へ光を照射したり光を検出することが可能な生体光計測
装置を提供する。 【解決手段】光ファイバに代表される光導波路１０３、
１０６の側面を被検査体１０５へ接触させることで、生
体へ光を照射したり、また、生体内を伝播した光を検出
したりする。少ない光学部品数で生体への光照射もしく
は生体を伝播した光の検出が実現できる。
装置において、被験者が違和感を覚えずに、この被験者
へ光を照射したり光を検出することが可能な生体光計測
装置を提供する。 【解決手段】光ファイバに代表される光導波路１０３、
１０６の側面を被検査体１０５へ接触させることで、生
体へ光を照射したり、また、生体内を伝播した光を検出
したりする。少ない光学部品数で生体への光照射もしく
は生体を伝播した光の検出が実現できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光を用いて生体の
代謝物質濃度またはその濃度変化を計測する生体光計測
装置に関する。
代謝物質濃度またはその濃度変化を計測する生体光計測
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】生体組織透過性が高い近赤外光に代表さ
れる光を用いて、酸化ヘモグロビン、還元ヘモグロビ
ン、ミオグロビンに代表される生体内代謝物質の濃度も
しくはその濃度変化を計測し、その濃度変化を画像化す
る生体光計測装置が、特開平９−９８９７２号公報に記
載されている。
れる光を用いて、酸化ヘモグロビン、還元ヘモグロビ
ン、ミオグロビンに代表される生体内代謝物質の濃度も
しくはその濃度変化を計測し、その濃度変化を画像化す
る生体光計測装置が、特開平９−９８９７２号公報に記
載されている。
【０００３】このような生体光計測装置には、生体へ光
を照射したり光を検出するために、光ファイバに代表さ
れる光導波路を用いて生体へ光を照射したり、光を検出
したりする必要がある。
を照射したり光を検出するために、光ファイバに代表さ
れる光導波路を用いて生体へ光を照射したり、光を検出
したりする必要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この課題を解決するた
めに、特開平１１−４８３０号公報に記載されている提
案においては、光ファイバに代表される光照射もしくは
光検出に使用する光導波路の先端を被検査体の頭皮上に
垂直に接触させている。このため、例えば、仰向けの状
態にある被験者の後頭部の脳機能（例えば、視覚機能）
を計測するのは必ずしも容易ではなかった。
めに、特開平１１−４８３０号公報に記載されている提
案においては、光ファイバに代表される光照射もしくは
光検出に使用する光導波路の先端を被検査体の頭皮上に
垂直に接触させている。このため、例えば、仰向けの状
態にある被験者の後頭部の脳機能（例えば、視覚機能）
を計測するのは必ずしも容易ではなかった。
【０００５】この問題を解決することが可能な提案とし
て、特開平８−１８４５９３号公報が挙げられる。この
提案においては、被験者の頭皮と平行に光ファイバを配
置し、その先端に直角プリズムを配置することで光路を
曲げ、被験者へ光を照射することが可能であるとしてい
る。しかし、この提案に記載された実施例では、光部品
点数が増加する。また、頭の下に硬いプリズムが置いて
ある状態で脳機能を計測することになるため、被験者は
違和感を覚える可能性がある。
て、特開平８−１８４５９３号公報が挙げられる。この
提案においては、被験者の頭皮と平行に光ファイバを配
置し、その先端に直角プリズムを配置することで光路を
曲げ、被験者へ光を照射することが可能であるとしてい
る。しかし、この提案に記載された実施例では、光部品
点数が増加する。また、頭の下に硬いプリズムが置いて
ある状態で脳機能を計測することになるため、被験者は
違和感を覚える可能性がある。
【０００６】そこで、本発明の目的は、被験者の頭皮と
平行に光ファイバを配置し、被験者へ光を照射したり検
出することをより少ない光デバイス数で実現することが
可能な生体光計測装置を提供することにある。
平行に光ファイバを配置し、被験者へ光を照射したり検
出することをより少ない光デバイス数で実現することが
可能な生体光計測装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を解決するため
に、本発明では、被検査体へ略平行に配した光ファイバ
の側面を直接被検査体へ接触させ、この光ファイバから
生体へ光を照射したり、生体内を伝播した光を検出する
よう構成した。
に、本発明では、被検査体へ略平行に配した光ファイバ
の側面を直接被検査体へ接触させ、この光ファイバから
生体へ光を照射したり、生体内を伝播した光を検出する
よう構成した。
【０００８】また、本発明によれば、被検査体へプロー
ブを介して光照射せしめ、被検査体内を伝播した光を検
出することにより、生体内の代謝物質濃度もしくはその
濃度変化を計測する生体光計測装置において、上記プロ
ーブは、上記被検査体への光照射に使用する第一の光導
波路もしくは上記被検査体内を伝播した光の検出に使用
する第二の光導波路の側面が、上記被検査体へ接触し得
るよう構成した。
ブを介して光照射せしめ、被検査体内を伝播した光を検
出することにより、生体内の代謝物質濃度もしくはその
濃度変化を計測する生体光計測装置において、上記プロ
ーブは、上記被検査体への光照射に使用する第一の光導
波路もしくは上記被検査体内を伝播した光の検出に使用
する第二の光導波路の側面が、上記被検査体へ接触し得
るよう構成した。
【０００９】また、本発明によれば、被検査体へプロー
ブを介して光照射せしめ、被検査体内を伝播した光を検
出することにより、生体内の代謝物質濃度もしくはその
濃度変化を計測する生体光計測装置において、上記プロ
ーブは、被検査体への光照射に使用する第一の光導波路
および被検査体内を伝播した光の検出に使用する第二の
光導波路の各々の側面が、被検査体へ接触し得るよう構
成した。
ブを介して光照射せしめ、被検査体内を伝播した光を検
出することにより、生体内の代謝物質濃度もしくはその
濃度変化を計測する生体光計測装置において、上記プロ
ーブは、被検査体への光照射に使用する第一の光導波路
および被検査体内を伝播した光の検出に使用する第二の
光導波路の各々の側面が、被検査体へ接触し得るよう構
成した。
【００１０】また、本発明は、上記構成において、上記
プローブは、その内部を貫通して、上記第一の光導波路
もしくは上記第二の光導波路、又は上記第一の光導波路
および上記第二の光導波路をそれぞれ１つ以上挿入する
ことが可能な穴部を具備する構成とした。
プローブは、その内部を貫通して、上記第一の光導波路
もしくは上記第二の光導波路、又は上記第一の光導波路
および上記第二の光導波路をそれぞれ１つ以上挿入する
ことが可能な穴部を具備する構成とした。
【００１１】さらに、本発明は、被検査体へプローブを
介して光照射せしめ、被検査体内を伝播した光を検出す
ることにより、生体内の代謝物質濃度もしくはその濃度
変化を計測する生体光計測装置において、上記プローブ
は、被検査体への光照射に使用する第一の光導波路と被
検査体内を伝播した光の検出に使用する第二の光導波路
とを各々固定する固定具と、該固定具の各々に接続さ
れ、該プローブを貫通してプローブ底面へと導く中空管
とを具備してなり、かつ、上記第一の光導波路と上記第
二の光導波路とが、各々の該中空管の側面を介して被検
査体へ接続されるよう構成したことを特徴とする生体光
計測装置を提供する。
介して光照射せしめ、被検査体内を伝播した光を検出す
ることにより、生体内の代謝物質濃度もしくはその濃度
変化を計測する生体光計測装置において、上記プローブ
は、被検査体への光照射に使用する第一の光導波路と被
検査体内を伝播した光の検出に使用する第二の光導波路
とを各々固定する固定具と、該固定具の各々に接続さ
れ、該プローブを貫通してプローブ底面へと導く中空管
とを具備してなり、かつ、上記第一の光導波路と上記第
二の光導波路とが、各々の該中空管の側面を介して被検
査体へ接続されるよう構成したことを特徴とする生体光
計測装置を提供する。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の光計測装置につ
いて、図面を参照しながら詳細に説明する。
いて、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１３】図１に、本発明に基づく典型的な一実施例
を示す。１０１は生体光計測装置の光源である。ここで
いう光源とは、レーザに限定されるものではなく、発光
ダイオード、スーパールミネッセントダイオード、ラン
プなど光を発する素子一般を示す。この光源から発せら
れた光は、１０２に示したアダプタを介して、光導波路
１０３へ接続される。ここでいう光導波路は、光ファイ
バ、スラブ型光導波路などその形状は問わない。但し、
以下の実施例においては、光導波路の中で最も利用可能
性が高い、光ファイバを例にとって説明する。光ファイ
バは、コアと、このコアより光屈折率が高いクラッドと
から構成され、コア周囲にクラッドが存在する。
を示す。１０１は生体光計測装置の光源である。ここで
いう光源とは、レーザに限定されるものではなく、発光
ダイオード、スーパールミネッセントダイオード、ラン
プなど光を発する素子一般を示す。この光源から発せら
れた光は、１０２に示したアダプタを介して、光導波路
１０３へ接続される。ここでいう光導波路は、光ファイ
バ、スラブ型光導波路などその形状は問わない。但し、
以下の実施例においては、光導波路の中で最も利用可能
性が高い、光ファイバを例にとって説明する。光ファイ
バは、コアと、このコアより光屈折率が高いクラッドと
から構成され、コア周囲にクラッドが存在する。
【００１４】この光ファイバのもう一端は、１０４に示
したプローブを介して、１０５に示した被検査体と接触
している。この被検査体は、頭、腕、胸など生体上の任
意の場所を示す。更に、肺、気管、胃、子宮など、内視
鏡的に生体外から光を導くことが可能な器官であっても
構わない。本実施例では、一実施例として、被検査体の
部位は頭とする。
したプローブを介して、１０５に示した被検査体と接触
している。この被検査体は、頭、腕、胸など生体上の任
意の場所を示す。更に、肺、気管、胃、子宮など、内視
鏡的に生体外から光を導くことが可能な器官であっても
構わない。本実施例では、一実施例として、被検査体の
部位は頭とする。
【００１５】図１に示した通り、光導波路１０３の側面
の一部は、被検査体と接触している。また、光導波路１
０６は、光導波路１０３から照射した光を検出するため
に配置した検出用の光ファイバであり、光導波路１０３
と同様に、その側面の一部が被検査体と接触している。
この光導波路１０６は、アダプタ１０７を介して、検出
器１０８へ接続されている。ここで、生体組織は、その
細胞組織が光を散乱するため、光導波路１０３の先端か
ら照射された光の一部は、光導波路１０６の先端へ到達
する。
の一部は、被検査体と接触している。また、光導波路１
０６は、光導波路１０３から照射した光を検出するため
に配置した検出用の光ファイバであり、光導波路１０３
と同様に、その側面の一部が被検査体と接触している。
この光導波路１０６は、アダプタ１０７を介して、検出
器１０８へ接続されている。ここで、生体組織は、その
細胞組織が光を散乱するため、光導波路１０３の先端か
ら照射された光の一部は、光導波路１０６の先端へ到達
する。
【００１６】また、実際の生体は、生体組織以外に、酸
化ヘモグロビン、還元ヘモグロビンから構成される血液
も含む。例えば、これらのヘモグロビンは、波長７００
ナノメートルから９００ナノメートル付近に吸収を有す
るため、この波長帯の光源を使用すると、例えば、脳の
活動に伴う生体内の血液量変化（吸収係数の変化）を計
測することが可能になる。尚、本実施例を含めて、本発
明において使用する光導波路は、石英に代表されるガラ
ス製であっても、アクリル樹脂、フッ素製樹脂に代表さ
れる有機高分子製であっても構わない。また、これらガ
ラス材料と高分子材料を用いた複合材料であっても何等
問題は無い。
化ヘモグロビン、還元ヘモグロビンから構成される血液
も含む。例えば、これらのヘモグロビンは、波長７００
ナノメートルから９００ナノメートル付近に吸収を有す
るため、この波長帯の光源を使用すると、例えば、脳の
活動に伴う生体内の血液量変化（吸収係数の変化）を計
測することが可能になる。尚、本実施例を含めて、本発
明において使用する光導波路は、石英に代表されるガラ
ス製であっても、アクリル樹脂、フッ素製樹脂に代表さ
れる有機高分子製であっても構わない。また、これらガ
ラス材料と高分子材料を用いた複合材料であっても何等
問題は無い。
【００１７】図１に示した実施例を用いて、実際に生体
内の吸収係数を検出ことができることを図２以下の実施
例を用いて示す。２０１は生体組織の光散乱特性を模擬
したファントム（生体模擬試料）である。このファント
ム２０１のサイズは、２００ｍｍ×２００ｍｍ×２０ｍ
ｍであり、その中心部に直径１０ｍｍの円柱状の穴をあ
けた。また、この上部に、照射用光ファイバ２０２と検
出用光ファイバ２０３を配置した。これらの配置間隔は
３０ｍｍである。更に、各光ファイバは、ジャケットを
用いてシールドされているが、その先端約５ｍｍのみ
は、ジャケットが無くクラッドを剥き出しにして、ファ
ントム表面に接触させている。この状況は、頭皮などの
生体上に光ファイバの側面を接触させた状況を模擬して
いる。
内の吸収係数を検出ことができることを図２以下の実施
例を用いて示す。２０１は生体組織の光散乱特性を模擬
したファントム（生体模擬試料）である。このファント
ム２０１のサイズは、２００ｍｍ×２００ｍｍ×２０ｍ
ｍであり、その中心部に直径１０ｍｍの円柱状の穴をあ
けた。また、この上部に、照射用光ファイバ２０２と検
出用光ファイバ２０３を配置した。これらの配置間隔は
３０ｍｍである。更に、各光ファイバは、ジャケットを
用いてシールドされているが、その先端約５ｍｍのみ
は、ジャケットが無くクラッドを剥き出しにして、ファ
ントム表面に接触させている。この状況は、頭皮などの
生体上に光ファイバの側面を接触させた状況を模擬して
いる。
【００１８】次に、生体内部の吸収係数の増加を模擬す
る方法を説明する。まず、吸収係数の増加を模擬する前
は、ファントム２０１の中心に、光散乱体Ａ２０４を挿
入した。一方、吸収係数の増加後を模擬するためには、
同じファントムの中心に、光散乱体Ｂ２０５を挿入し
た。この光散乱体Ｂは三層構造であり、中心層の吸収係
数が大きい。光散乱体Ａを挿入した状態と光散乱体Ｂを
挿入した状態を比較すると、光散乱体Ｂを挿入した状態
では、ファントム内部の吸収係数が局所的に増加してい
る。この血液量の増加状況は、例えば、脳が活動する事
による血液量の局所的な増加を模擬している。
る方法を説明する。まず、吸収係数の増加を模擬する前
は、ファントム２０１の中心に、光散乱体Ａ２０４を挿
入した。一方、吸収係数の増加後を模擬するためには、
同じファントムの中心に、光散乱体Ｂ２０５を挿入し
た。この光散乱体Ｂは三層構造であり、中心層の吸収係
数が大きい。光散乱体Ａを挿入した状態と光散乱体Ｂを
挿入した状態を比較すると、光散乱体Ｂを挿入した状態
では、ファントム内部の吸収係数が局所的に増加してい
る。この血液量の増加状況は、例えば、脳が活動する事
による血液量の局所的な増加を模擬している。
【００１９】次に、図３を用いて、このファントム内部
での吸収係数の増加を光計測した実験結果を示す。図３
は、この実験結果を示すグラフである。グラフ中の
（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ光散乱体Ａおよび光散
乱体Ｂを挿入した期間（時刻）を示している。ファント
ム内部の吸収係数が増加すると、ファントムへ照射され
た光は吸収され、この結果検出される光強度は減少す
る。
での吸収係数の増加を光計測した実験結果を示す。図３
は、この実験結果を示すグラフである。グラフ中の
（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ光散乱体Ａおよび光散
乱体Ｂを挿入した期間（時刻）を示している。ファント
ム内部の吸収係数が増加すると、ファントムへ照射され
た光は吸収され、この結果検出される光強度は減少す
る。
【００２０】図３によれば、光散乱体Ｂを挿入した状態
では、透過光強度（検出光強度に相当する）が光散乱体
Ａを挿入した時と比較して小さい。この実験結果から、
図１に示した生体光計測装置用光ファイバは、生体内の
吸収係数の変化を検出することが可能であることが明ら
かになった。
では、透過光強度（検出光強度に相当する）が光散乱体
Ａを挿入した時と比較して小さい。この実験結果から、
図１に示した生体光計測装置用光ファイバは、生体内の
吸収係数の変化を検出することが可能であることが明ら
かになった。
【００２１】更に、図４（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、
図１に示した光ファイバの構造の変形例を示す。光ファ
イバ４０１の先端の一部を切除し、切除した部分を被検
査体４０２の皮膚上へ接触させることで、生体へ光を照
射したり、生体内を伝播した光を検出する例を示してい
る。図４（ａ）に示すように、生体と光ファイバの光波
結合係数を増加させるために、光ファイバ４０１の先端
に、金、銀、銅に代表される金属４０３を塗布もしくは
蒸着しても構わない。また、図４（ｂ）に示すように、
クラッド層４０５を全て除去し、コア層４０６を被検査
体へ接触させる光ファイバ４０４であっても構わない。
図１に示した光ファイバの構造の変形例を示す。光ファ
イバ４０１の先端の一部を切除し、切除した部分を被検
査体４０２の皮膚上へ接触させることで、生体へ光を照
射したり、生体内を伝播した光を検出する例を示してい
る。図４（ａ）に示すように、生体と光ファイバの光波
結合係数を増加させるために、光ファイバ４０１の先端
に、金、銀、銅に代表される金属４０３を塗布もしくは
蒸着しても構わない。また、図４（ｂ）に示すように、
クラッド層４０５を全て除去し、コア層４０６を被検査
体へ接触させる光ファイバ４０４であっても構わない。
【００２２】次に、上記した光ファイバを生体へ接触さ
せる際に使用するプローブの構造の一実施例を、図５に
示す。図５（ａ）において、５０１はプローブ本体であ
り、その本体には、光ファイバを挿入するための穴部５
０３が開けられている。更に、プローブ本体には、ゴム
バンド、紐などの可とう性に富む固定具５０２が装着し
てある。この固定具は、本実施例では２本示している。
この実施例では、これら２本を結ぶことで、プローブ本
体５０１の下部を被検査体へ接続する。
せる際に使用するプローブの構造の一実施例を、図５に
示す。図５（ａ）において、５０１はプローブ本体であ
り、その本体には、光ファイバを挿入するための穴部５
０３が開けられている。更に、プローブ本体には、ゴム
バンド、紐などの可とう性に富む固定具５０２が装着し
てある。この固定具は、本実施例では２本示している。
この実施例では、これら２本を結ぶことで、プローブ本
体５０１の下部を被検査体へ接続する。
【００２３】更に、プローブ本体５０１の構造を説明す
る。このプローブ本体は、黒色など光を通しにくい色
（光を吸収する色）で着色されている。プローブ本体５
０１の側面に開けた穴部５０３は、図５（ｂ）（図５
（ａ）のＡ−Ａ断面図）に示すように、プローブの下部
へ向けて、緩やかなカーブを描きながら貫通している。
この方法を用いることで、光ファイバが被検査体の皮膚
へ接触する領域（場所）は、光ファイバの先端の計測領
域に限定される。この結果、光ファイバの先端以外で、
生体へ光が照射されたり、生体内を伝播した光を検出す
ることが無くなるので、光を照射したり光を検出したり
する場所の位置精度は高くなる。また、この穴は緩やか
な曲線構造であるため、直線である場合と比較して、光
ファイバはプローブから抜けがたく、装着の信頼性が向
上する。
る。このプローブ本体は、黒色など光を通しにくい色
（光を吸収する色）で着色されている。プローブ本体５
０１の側面に開けた穴部５０３は、図５（ｂ）（図５
（ａ）のＡ−Ａ断面図）に示すように、プローブの下部
へ向けて、緩やかなカーブを描きながら貫通している。
この方法を用いることで、光ファイバが被検査体の皮膚
へ接触する領域（場所）は、光ファイバの先端の計測領
域に限定される。この結果、光ファイバの先端以外で、
生体へ光が照射されたり、生体内を伝播した光を検出す
ることが無くなるので、光を照射したり光を検出したり
する場所の位置精度は高くなる。また、この穴は緩やか
な曲線構造であるため、直線である場合と比較して、光
ファイバはプローブから抜けがたく、装着の信頼性が向
上する。
【００２４】更に、プローブ内部に光ファイバを固定す
ることを目的として、ネジを用いて、プローブの側面か
ら光ファイバを固定することも必要となる。そこで、図
５の例では、プローブ５０１の側面から光ファイバを固
定するために、一例として、ネジ穴等の固定部５０４を
設けたプローブの構造を示している。この図５に示した
プローブの構造は、プローブ５０１の側面から光ファイ
バが出ていく構造である。このため、寝ている状態で後
頭部に存在する視覚野に代表される脳機能を計測するこ
とも可能になる。
ることを目的として、ネジを用いて、プローブの側面か
ら光ファイバを固定することも必要となる。そこで、図
５の例では、プローブ５０１の側面から光ファイバを固
定するために、一例として、ネジ穴等の固定部５０４を
設けたプローブの構造を示している。この図５に示した
プローブの構造は、プローブ５０１の側面から光ファイ
バが出ていく構造である。このため、寝ている状態で後
頭部に存在する視覚野に代表される脳機能を計測するこ
とも可能になる。
【００２５】次に、図５に示した実施例に加えて、照射
用光ファイバと検出用光ファイバを一つのホルダーへ挿
入することが可能なプローブの構造を、図６に示す。図
６（ａ）中の６０１は、プローブのホルダーである。本
図では、照射用光ファイバ６０２と検出用光ファイバ６
０３をそれぞれ２本ずつ挿入することが可能なホルダー
の構造の一実施例を示す。ホルダー６０１の側面には、
照射用光ファイバ６０２と検出用光ファイバ６０３を挿
入することが可能な穴部が４箇所に開けられている。さ
らに、これら照射用光ファイバ位置と検出用光ファイバ
位置は、ある間隔で配置されている。
用光ファイバと検出用光ファイバを一つのホルダーへ挿
入することが可能なプローブの構造を、図６に示す。図
６（ａ）中の６０１は、プローブのホルダーである。本
図では、照射用光ファイバ６０２と検出用光ファイバ６
０３をそれぞれ２本ずつ挿入することが可能なホルダー
の構造の一実施例を示す。ホルダー６０１の側面には、
照射用光ファイバ６０２と検出用光ファイバ６０３を挿
入することが可能な穴部が４箇所に開けられている。さ
らに、これら照射用光ファイバ位置と検出用光ファイバ
位置は、ある間隔で配置されている。
【００２６】次に、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＢ−Ｂ
断面で切り離した状態を示し、このホルダーの内部構造
を示す。ホルダー６０１の下部へ光ファイバを導くこと
を目的として、図５に示した構造と同様に、穴部がホル
ダーの側面を起点として、ホルダーの底面へ緩やかな形
状を特徴として貫通している。図では、手前側に開けた
２つの穴に関する構造を示しているが、奥側に開けた２
つの穴に関しても、同様な構造をしている。
断面で切り離した状態を示し、このホルダーの内部構造
を示す。ホルダー６０１の下部へ光ファイバを導くこと
を目的として、図５に示した構造と同様に、穴部がホル
ダーの側面を起点として、ホルダーの底面へ緩やかな形
状を特徴として貫通している。図では、手前側に開けた
２つの穴に関する構造を示しているが、奥側に開けた２
つの穴に関しても、同様な構造をしている。
【００２７】図６（ｃ）は、このホルダーを底面から見
たときの、被検査体と接触する面における穴の配置位置
を示している。ホルダーの側面に開けた４つの穴に対応
して、底面にも４つの穴が存在する。これらの穴の配置
間隔は、一例として、大人の頭部にて脳活動に伴う血液
量の変化を計測する場合、３０ｍｍ間隔で配置する。
たときの、被検査体と接触する面における穴の配置位置
を示している。ホルダーの側面に開けた４つの穴に対応
して、底面にも４つの穴が存在する。これらの穴の配置
間隔は、一例として、大人の頭部にて脳活動に伴う血液
量の変化を計測する場合、３０ｍｍ間隔で配置する。
【００２８】この結果、この図に示したプローブの構造
では、照射用光ファイバと検出用光ファイバが、各々３
０ｍｍ間隔で配置される。特開平９−９８９７２号公報
に記載された方法で光を照射し検出すると、このプロー
ブが配置された領域内部における血液量の変化を画像化
することが可能になる。
では、照射用光ファイバと検出用光ファイバが、各々３
０ｍｍ間隔で配置される。特開平９−９８９７２号公報
に記載された方法で光を照射し検出すると、このプロー
ブが配置された領域内部における血液量の変化を画像化
することが可能になる。
【００２９】これら図１、図５、図６に示した実施例で
は、計測に使用する光ファイバに代表される光導波路を
プローブへ挿入し、かつこれらを被検査体へ接触するこ
とが可能な構造を有するプローブの構造を示した。
は、計測に使用する光ファイバに代表される光導波路を
プローブへ挿入し、かつこれらを被検査体へ接触するこ
とが可能な構造を有するプローブの構造を示した。
【００３０】更に、これら実施例の変形例として、光照
射もしくは光検出に使用する光ファイバに代表される光
導波路を被検査体へ接触させることなく光照射や光検出
を実施することが可能なプローブの実施例を、図７に示
す。図７（a）中に示した７０１は、生体光計測装置用
プローブであり、このプローブ上に、このプローブ７０
１は、光照射用アダプタ７０２、光検出用アダプタ７０
３を具備している。
射もしくは光検出に使用する光ファイバに代表される光
導波路を被検査体へ接触させることなく光照射や光検出
を実施することが可能なプローブの実施例を、図７に示
す。図７（a）中に示した７０１は、生体光計測装置用
プローブであり、このプローブ上に、このプローブ７０
１は、光照射用アダプタ７０２、光検出用アダプタ７０
３を具備している。
【００３１】次に、これらアダプタの具体的な構造の例
を図７（ｂ）に示す。このアダプタは、光ファイバに代
表される光導波路７０５を固定することが可能なアダプ
タ７０４である。更に、アダプタ７０４上には、ネジ等
に代表される固定具７０６も具備している。（ｂ）図面
に向かって右に示す図は、アダプタ７０４の縦方向（Ｄ
−Ｄ）の一部断面図である。その図の左側は、光導波路
７０５を挿入する方向に相当し、一方、その図の右側
は、プローブ本体へと接続している。この構造は、光フ
ァイバの挿入位置を固定するために、右側にアルファベ
ットのエル字「Ｌ」の形状をした突起７０７を有するこ
とが特徴である。この突起７０７を有するために、図面
左側から挿入した光ファイバは奥の一定位置で固定する
ことが可能になる。
を図７（ｂ）に示す。このアダプタは、光ファイバに代
表される光導波路７０５を固定することが可能なアダプ
タ７０４である。更に、アダプタ７０４上には、ネジ等
に代表される固定具７０６も具備している。（ｂ）図面
に向かって右に示す図は、アダプタ７０４の縦方向（Ｄ
−Ｄ）の一部断面図である。その図の左側は、光導波路
７０５を挿入する方向に相当し、一方、その図の右側
は、プローブ本体へと接続している。この構造は、光フ
ァイバの挿入位置を固定するために、右側にアルファベ
ットのエル字「Ｌ」の形状をした突起７０７を有するこ
とが特徴である。この突起７０７を有するために、図面
左側から挿入した光ファイバは奥の一定位置で固定する
ことが可能になる。
【００３２】図７（ｃ）は、図７（ａ）のＣ−Ｃ断面で
切り離した状態を示す図で、このプローブ７０１内を貫
通している中空管７０８を示す。この中空管７０８の内
壁面は、金、銀、銅に代表される光を反射する物質でコ
ーティングされている。このコーティング手段として
は、蒸着、ペースト状の金属の塗布などが挙げられる。
切り離した状態を示す図で、このプローブ７０１内を貫
通している中空管７０８を示す。この中空管７０８の内
壁面は、金、銀、銅に代表される光を反射する物質でコ
ーティングされている。このコーティング手段として
は、蒸着、ペースト状の金属の塗布などが挙げられる。
【００３３】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、光ファ
イバに代表される光導波路の側面を用いて、被験者の頭
皮等のような被検査体に略平行に配置することにより、
被験者が違和感を覚えずに、より少ない光学部品数で、
被験者へ光を照射したり検出することを可能ならしめる
生体光計測装置が実現できる。
イバに代表される光導波路の側面を用いて、被験者の頭
皮等のような被検査体に略平行に配置することにより、
被験者が違和感を覚えずに、より少ない光学部品数で、
被験者へ光を照射したり検出することを可能ならしめる
生体光計測装置が実現できる。
【図１】本発明で提供する生体光計測装置および光導波
路の構成図。
路の構成図。
【図２】本発明による生体光計測装置および光導波路に
おいて、その動作原理を確認するために用いた光学系を
説明する図。
おいて、その動作原理を確認するために用いた光学系を
説明する図。
【図３】図２に示した光学系を用いて得られた実験結果
を示す図。
を示す図。
【図４】本発明による光導波路の構造の一実施例を示す
図。
図。
【図５】本発明による生体光計測装置およびその光導波
路で使用するホルダーの一例を示す構造図。
路で使用するホルダーの一例を示す構造図。
【図６】本発明による生体光計測装置およびその光導波
路で使用するホルダーの他の例を示す構造図。
路で使用するホルダーの他の例を示す構造図。
【図７】本発明による生体光計測装置およびその光導波
路で使用するホルダーのさらに他の例を示す構造図。
路で使用するホルダーのさらに他の例を示す構造図。
１０１:生体光計測装置用光源、１０２：光照射用アダ
プタ、１０３：照射用光導波路、１０４：プローブ、１
０５：被検査体、１０６：検出用光導波路、１０７：検
出用アダプタ、２０１：生体組織の光散乱特性を模擬し
たファントム（生体模擬試料）、２０２：照射用光ファ
イバ、２０３：検出用光ファイバ、２０４：光散乱体
Ａ、２０５：光散乱体Ｂ、４０１：生体光計測装置用光
ファイバ、４０２：被検査体、４０３：金、銀、銅に代
表される光を反射する材料、４０４：光ファイバ、５０
１：プローブ本体、５０２：可とう性に富む固定具、５
０３：穴、５０４：ネジ穴等の固定部、６０１：プロー
ブのホルダー、６０２：照射用光ファイバ、６０３：検
出用光ファイバ、７０１：生体光計測装置用プローブ、
７０２：光照射用アダプタ、７０３：光検出用アダプ
タ、７０４：アダプタ、７０５：光ファイバに代表され
る光導波路、７０６：ネジに代表される固定具、７０
７：「Ｌ」形状突起、７０８：中空管。
プタ、１０３：照射用光導波路、１０４：プローブ、１
０５：被検査体、１０６：検出用光導波路、１０７：検
出用アダプタ、２０１：生体組織の光散乱特性を模擬し
たファントム（生体模擬試料）、２０２：照射用光ファ
イバ、２０３：検出用光ファイバ、２０４：光散乱体
Ａ、２０５：光散乱体Ｂ、４０１：生体光計測装置用光
ファイバ、４０２：被検査体、４０３：金、銀、銅に代
表される光を反射する材料、４０４：光ファイバ、５０
１：プローブ本体、５０２：可とう性に富む固定具、５
０３：穴、５０４：ネジ穴等の固定部、６０１：プロー
ブのホルダー、６０２：照射用光ファイバ、６０３：検
出用光ファイバ、７０１：生体光計測装置用プローブ、
７０２：光照射用アダプタ、７０３：光検出用アダプ
タ、７０４：アダプタ、７０５：光ファイバに代表され
る光導波路、７０６：ネジに代表される固定具、７０
７：「Ｌ」形状突起、７０８：中空管。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G059 AA01 BB12 CC16 CC18 EE02 GG01 GG02 GG10 HH01 HH06 JJ17 KK01 4C038 KK01 KL05 KL07 KM00 KY01 KY04 KY11
Claims (8)
- 【請求項１】被検査体へプローブを介して光照射せし
め、該被検査体内を伝播した光を検出することにより、
生体内の代謝物質濃度もしくはその濃度変化を計測する
生体光計測装置において、該プローブを、該被検査体へ
の光照射に使用する第一の光導波路もしくは該被検査体
内を伝播した光の検出に使用する第二の光導波路の側面
が、該被検査体へ接触し得るよう構成したことを特徴と
する生体光計測装置。 - 【請求項２】上記プローブは、その内部を貫通して、上
記第一の光導波路もしくは上記第二の光導波路をプロー
ブ底面へ導く穴部を有してなり、かつ、上記第一の光導
波路もしくは第二の光導波路の側面が、該プローブ底面
において上記被検査体へ接触し得るよう構成したことを
特徴とする請求項１記載の生体光計測装置。 - 【請求項３】上記プローブは、上記第一の光導波路もし
くは上記第二の光導波路を上記プローブに固定するため
の固定部と、上記被検査体へ固定するための可とう性を
有する固定具とを具備してなることを特徴とする請求項
２記載の生体光計測装置。 - 【請求項４】上記プローブは、上記第一の光導波路もし
くは上記第二の光導波路をそれぞれ１つ以上挿入するこ
とが可能な上記穴部を具備してなることを特徴とする請
求項１記載の生体光計測装置。 - 【請求項５】上記第一の光導波路および上記第二の光導
波路は、ガラス性もしくは高分子製もしくはフッ素樹脂
製、又はこれらの材料を複数種類用いた複合材料である
ことを特徴とする請求項１記載の生体光計測装置。 - 【請求項６】上記第一の光導波路と上記第二の光導波路
とは、上記被検査体と接触する面において３０ｍｍ間隔
で配置構成されてなることを特徴とする請求項１記載の
生体光計測装置。 - 【請求項７】被検査体へプローブを介して光照射せし
め、該被検査体内を伝播した光を検出することにより、
生体内の代謝物質濃度もしくはその濃度変化を計測する
生体光計測装置において、該プローブを、該被検査体へ
の光照射に使用する第一の光導波路および該被検査体内
を伝播した光の検出に使用する第二の光導波路の各々の
側面が、該被検査体へ接触し得るよう構成したことを特
徴とする生体光計測装置。 - 【請求項８】被検査体へプローブを介して光照射せし
め、該被検査体内を伝播した光を検出することにより、
生体内の代謝物質濃度もしくはその濃度変化を計測する
生体光計測装置において、該プローブは、該被検査体へ
の光照射に使用する第一の光導波路と該被検査体内を伝
播した光の検出に使用する第二の光導波路とを各々固定
する固定具と、該固定具の各々に接続され、該プローブ
内部を貫通してプローブ底面へと導く中空管とを具備し
てなり、かつ、該第一の光導波路と該第二の光導波路と
が、各々の該中空管の側面を介して該被検査体へ接続さ
れるよう構成したことを特徴とする生体光計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000106711A JP2001286456A (ja) | 2000-04-04 | 2000-04-04 | 生体光計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000106711A JP2001286456A (ja) | 2000-04-04 | 2000-04-04 | 生体光計測装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001286456A true JP2001286456A (ja) | 2001-10-16 |
Family
ID=18619837
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000106711A Pending JP2001286456A (ja) | 2000-04-04 | 2000-04-04 | 生体光計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001286456A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004344668A (ja) * | 2003-05-21 | 2004-12-09 | Asulab Sa | 有機組織の表面を照射する装置を含む生理学的数値を測定するための携帯式計測器 |
| US10617392B2 (en) | 2013-02-04 | 2020-04-14 | Hitachi, Ltd. | Ultrasound imaging device and ultrasound imaging method |
-
2000
- 2000-04-04 JP JP2000106711A patent/JP2001286456A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004344668A (ja) * | 2003-05-21 | 2004-12-09 | Asulab Sa | 有機組織の表面を照射する装置を含む生理学的数値を測定するための携帯式計測器 |
| JP4580684B2 (ja) * | 2003-05-21 | 2010-11-17 | アスラブ・エス アー | 有機組織の表面を照射する装置を含む生理学的数値を測定するための携帯式計測器 |
| US10617392B2 (en) | 2013-02-04 | 2020-04-14 | Hitachi, Ltd. | Ultrasound imaging device and ultrasound imaging method |
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