JP2006149938A - エバネッセントカテーテルシステム - Google Patents
エバネッセントカテーテルシステム Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006149938A JP2006149938A JP2004348482A JP2004348482A JP2006149938A JP 2006149938 A JP2006149938 A JP 2006149938A JP 2004348482 A JP2004348482 A JP 2004348482A JP 2004348482 A JP2004348482 A JP 2004348482A JP 2006149938 A JP2006149938 A JP 2006149938A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fluorescence
- optical fiber
- evanescent
- core
- light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
- G01N21/645—Specially adapted constructive features of fluorimeters
- G01N21/648—Specially adapted constructive features of fluorimeters using evanescent coupling or surface plasmon coupling for the excitation of fluorescence
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B10/00—Other methods or instruments for diagnosis, e.g. instruments for taking a cell sample, for biopsy, for vaccination diagnosis; Sex determination; Ovulation-period determination; Throat striking implements
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/0059—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
- A61B5/0071—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence by measuring fluorescence emission
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/0059—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
- A61B5/0082—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence adapted for particular medical purposes
- A61B5/0084—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence adapted for particular medical purposes for introduction into the body, e.g. by catheters
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/27—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands using photo-electric detection ; circuits for computing concentration
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Pathology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Surgery (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Public Health (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Immunology (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
- Endoscopes (AREA)
Abstract
【解決手段】 カテーテル21の先端部のコア24の上側半円部分は保護層22とクラッド23は除かれコア24が露出している。下側半円部分に対向して光学フィルタ26とフォトダイオード28が配置されている。励起光29が入射すると、コア24の上側半円部分にエバネッセント光25が発生し蛍光物質により蛍光30が発生する。干渉フィルタ26で励起光が除去され蛍光30のみがフォトダイオード28に達し、その出力強度は外部に導かれ測定装置で蛍光物質の存在量を測定することができる。
【選択図】 図4
Description
一方、血中から直接定量する場合、血中に注入した蛍光物質(医薬品など)から蛍光を検出する際に赤血球中に存在するヘモグロビンにより広い波長帯域の光が吸収されるため、ヘモグロビンの光吸収の影響を受けないようにすることは、多くの医薬品では困難である。上記ヘモグロビンの光吸収の影響を受けないで定量できる医薬品はごく少数しか存在しない。
また、特許文献2(光検出装置)には、光ファイバ(ガイド)を利用し、液体標本(血液など)を光ガイドに接触させ、エバネッセント界内で発光物質を励起し、光電検出器により測定する光検出装置が開示されている。
したがって、生体内で定量することができない構成であり、血中のヘモグロビンの影響を除外するためには必要に応じて予め赤血球を分離しなければならない。
生体内でヘモグロビンの影響をなくして定量するためには、光ファイバの先端部の照明系と受光系の構成が重要であるが、特許文献1,2には光ファイバの先端部に関し、特別な構造の詳細な開示はない。
特許文献3(全反射を用いた吸収スペクトル測定用光ファイバセンサおよびそのシステム)は、特許文献3の図1に示すように光ファイバのクラッド部の一部を除去するとともに、光ファイバの先端に全反射によるエバネッセント光を用いたセンサ部を備え、このセンサ部を生体内に挿入し、センサ部を生体組織に直接接触させ、全反射を繰り返して伝搬してきた光波によりセンサ部でエバネッセント光を発生させ、エバネッセント光がセンサ部に接触した生体組織の化学成分によって吸収されスペクトルを変化させ全反射幕で反射して再度、化学成分によって吸収させ反射光を、光ファイバを逆光させるものである。
引用文献3の光ファイバ先端部のクラッド部付近の構成は、クラッド部の外側に発生するエバネッセント光の強度を入射する光の強度に応じたものにするものであり、エバネッセント光が生体組織の化学成分で吸収されて変化するスペクトル変化を捉えることはできる。しかし、光ファイバ外部のエバネッセント光が生じている領域で発生した蛍光を光ファイバで補足し、入射側へ戻すことはできない。
この構造の光ファイバプローブは、突出部の円錐状のコア部にも遮光膜を設けて集光させることにより、コア検出端部の表面に発生されるエバネッセント場を強くして検出感度を高めるものである。
しかしながら、エバネッセント場にある試料による散乱光を、特許文献4の図11に示すように表面積が非常に小さい先端部の開口部に入射させるものであるので、広い面積の散乱光を集める点では不利となりトータルとしての受光パワーの増加は小さいと考えられる。また、生体組織中で直に蛍光物質からの蛍光の強度を検出するものではない。
この構成も特許文献4と類似する形状で、上述した通り、散乱光を集める点では不利となりトータルとしての受光パワーの増加は小さいと考えられる。
本発明の請求項2は、励起光を送出するための第1の光ファイバと、蛍光を受光するための第2の光ファイバよりなり、前記第1の光ファイバのクラッド層を除去し、コア層を露出した光ファイバを血中に留置してエバネッセント光を発生させ、該エバネッセント光で励起された蛍光物質からの蛍光を前記第2の光ファイバで受光して蛍光強度に基づき血中の物質の存在量を測定するエバネッセントカテーテルシステムであって前記第1の光ファイバの円柱形状先端の前記コアを覆うクラッド層の略半分を除去することにより前記コアの上側円柱形状面にエバネッセント光を発生させ、前記クラッドの略半分を除去したコアに対向する前記第2の光ファイバ中に反射鏡を配置し、該反射鏡で前記蛍光物質からの蛍光を反射することにより第2の光ファイバの出力端に前記蛍光を導くことを特徴とする。
本発明の請求項3は、クラッド層を除去し、コア層を露出した光ファイバを血中に留置してエバネッセント光を発生させ、該エバネッセント光で励起された蛍光物質からの蛍光を検出して蛍光強度に基づき血中の物質の存在量を測定するエバネッセントカテーテルシステムであって、前記光ファイバの円柱形状先端の所定範囲のコア全周囲のクラッド層を除去し、クラッド層を除去したコア部分の先端上部より根元に向かって傾斜面を形成し、該傾斜面に反射鏡を配置することにより前記除去したコアの円柱形状上面にエバネッセント光を発生させ、前記反射鏡で前記蛍光物質からの蛍光を反射することにより光ファイバの出力端に前記蛍光を導くことを特徴とする。
本発明の請求項4は、クラッド層を除去し、コア層を露出した光ファイバを血中に留置してエバネッセント光を発生させ、該エバネッセント光で励起された蛍光物質からの蛍光を検出して蛍光強度に基づき血中の物質の存在量を測定するエバネッセントカテーテルシステムであって、前記光ファイバの円柱形状先端の前記コアを覆うクラッドの略半分を除去し、前記クラッドを除去して露出したコアの円柱形状上面にエバネッセント光を発生させ、前記クラッドを除去したコアの円柱形状面の下側円柱形状面に、光軸に対し所定の傾斜角になるように多数の反射鏡を配列することにより、前記多数の反射鏡を配列することにより、前記多数の反射鏡で前記蛍光物質からの蛍光を反射することにより光ファイバの出力端に前記蛍光を導くことを特徴とする。
本発明の請求項5は、クラッド層を除去し、コア層を露出した光ファイバを血中に留置してエバネッセント光を発生させ、該エバネッセント光で励起された蛍光物質からの蛍光を検出して蛍光強度に基づき血中の物質の存在量を測定するエバネッセントカテーテルシステムであって、前記光ファイバの円柱形状先端の前記クラッド層を除去したコア部分を、光軸に対し所定の角度になるような円錐形状に形成することにより、前記円錐形状のコア部分の表面にエバネッセント光を発生させ、前記蛍光物質からの蛍光を前記円錐形状のコア部分で反射させ光ファイバの出力端に前記蛍光を導くことを特徴とする。
本発明の請求項6は、光ファイバの先端を血中に留置してエバネッセント光を発生させ、該エバネッセント光で励起された蛍光物質からの蛍光を検出して蛍光強度に基づき血中の物質の存在量を測定するエバネッセントカテーテルシステムであって、前記光ファイバの円柱形状先端の前記クラッド層の保護層を削除するとともに該クラッド層内のコアを螺旋状に形成し、前記螺旋状のコアより漏れる励起光がクラッド層の円柱形状表面に達することにより該クラッド層の円柱形状表面にエバネッセント光を発生させ、前記蛍光物質からの蛍光を前記螺旋状のコア部分で反射させ光ファイバの出力端に前記蛍光を導くことを特徴とする。
図1は、本発明によるエバネッセントカテーテルシステムの構成例を示す図である。
この例は第3,第4,第5および第6の実施の形態(図6,図7,図8および図9)のカテーテル構造に適用される光学系および回路系の構成図である。
制御部8は操作卓12からの指示に基づき光源制御部11に対し光源起動の制御信号を送る。光源制御部11は半導体レーザやキセノンランプ等の光源13を起動させる。光源13の励起光は集光レンズ14,励起フィルタ15を通過し反射鏡16,ダイクロイックミラー3で反射され集光レンズ2により光コネクタ1の光ファイバ端に導かれる。光ファイバ端から入射した励起光はエバネッセントカテーテルの先端に伝達される。
エバネッセントカテーテルの先端部からの蛍光は同じ光ファイバ端から出力され、集光レンズ2,ダイクロイックミラー3を通過し、さらにダイクロイックミラー3の背後にある蛍光を通過させる蛍光フィルタ(バンドパスフィルタ)4,集光レンズ5を介してフォトマルチプライヤやフォトダイオード等の光検出器6に入射する。
なお、図示しないが、測定する蛍光物質に適した励起波長と蛍光波長を選択するために、発光波長の異なる半導体レーザやLEDを複数設けたり、励起フィルタや蛍光フィルタを手動や自動で交換する機構を付属させることも可能である。
制御部8は、制御プログラムに基づきCPUなどの演算素子によって光源制御や測定動作を行うとともに受信した増幅器7aの出力をA/D変換して所定の式に基づき蛍光強度を演算する。そして蛍光強度に基づき血中の蛍光物質の存在量を算出する。
モニタ9には測定動作のためのメニュー画面が表示されるとともに測定した蛍光強度および蛍光物質の存在量が表示される。メニュー画面では光源の出力,波長領域などのスペックが表示され、操作卓12により光源の発光波長や出力,蛍光フィルタの選択などを調整することができる。また、出力すべき演算内容についても調整することが可能である。
記録計10は時間とともに血中のリボフラビンなどの蛍光物質による蛍光強度の変化が刻まれる。
また、半導体レーザは単色光であるため光源側に励起フィルタなどのバンドパスフィルタは不要となる。
なお、図示しないが、エバネッセントカテーテルには注射用細管やバルーン膨脹用パイプ等を付属させることも可能である。
生体内物質 ;ビリルビン,ビタミンB類など
医薬品 ;プロポフォール,リボフラビン,インドシアニングリーンなど
上記医薬品は多くの場合、静脈注射により生体内に注入する。また筋肉注射や経口投与(飲み薬)などでも血中濃度変化を測定することが可能な種類もある。
また、光ファイバから出力させる光は、蛍光発光波長であり、リボフラビンによる蛍光では525nmをピーク波長とする波長帯,インドシアニングリーンによる発光では830nmをピークとする波長帯となる。
蛍光強度は
Iem=2.30359 ×Iex×ε×C×φ ・・・(1)
で表される。
ただし、Iem:単位体積(cm3)当たりの蛍光光子数
Iex:単位面積(cm2)当たりの励起光光子数
ε: 蛍光分子のモル吸光係数
フルオレッセイン:90,000M -1cm-1
C: 蛍光分子のモル濃度 1μM
φ: 蛍光分子の量子収率 フルオレッセイン:0.9
ここに例に挙げたフルオレッセインはモル吸光係数も量子収率も高く、牛体内の蛍光分子では1/100以下のものも多い。また、濃度も1μMより遙かに薄いことが多い。したがって、理想的な最高の強度の計算となる。
前記光ファイバに入射させる励起光強度Fi を10mWとする(正確には光子数で示さなければならないが、励起光と蛍光の波長は近いので、近似的にエネルギーの単位で表示。以下も同様)。
したがって、単位面積当たりの励起光強度Fexは
Fex=Fi /(π×r2)=10/(3.14159×0.01252)=20371.8 mWcm-2・・・(2)で表される。
コアと血液の屈折率により異なるが、この強度の光がエバネッセント光となっているとする。
V=2 ×π×r ×L ×t
=2 ×3.14159 ×0.0125×10×0.00001 =0.00000785398cm3・・・(3)
したがって(1)式に(2)(3)式を代入すると、
発生する蛍光強度はFem
Fem=0.0298415 mWとなる。
よって入射させた励起光強度の約1/335が蛍光となる。
光コネクタ17の端部には2つの光ファイバ端部17a,17bがあり、光ファイバ端部17aには蛍光出力を受信する出力光学系が図1と同様に接続されている。一方、光ファイバ端部17bには集光レンズ18,反射鏡16,19,励起フィルタ15および集光レンズ14が配置され、半導体レーザなどの光源13からの励起光を光ファイバ端部17bに導く。
この実施形態における光源側の反射鏡16,19はエバネッセントカテーテルの光コネクタ17の入射側と射出側の間隔が小さいため用いているが、光源13に小型の半導体レーザ等を用いれば、省略することが可能である。また、半導体レーザは単色光であるため、光源側に励起フィルタ用のバンドパスフィルタ等は不要となる。
戻ってきた励起光の処理は図3に示すように受光光学系にダイクロイックミラーまたはノッチフィルタ81を挿入して励起光を励起光吸収コ−ン82に向けて送出する。検出器6に励起光が戻らないようにして蛍光の相対的レベルを上げている。
上記の1枚のフィルタでは実質は10-3〜10-4程度の減衰率である。このため、後述の図4の構造の実施の形態では測定が難しくなるため、ロックインアンプなどの信号処理を行うことが必要である。また、後述の図5以下の構造の実施の形態では2枚以上のフィルタを用いて励起光を防止する必要がある。実際の測定では暗黒化で行うことは難しいため、蛍光帯域だけを透過するバンドパスフィルタの使用では外部光の妨害を十分に除去するのは困難であり、ロックインアンプなどを利用した信号処理が必要になる。
図4は、本発明によるエバネッセントカテーテルシステムのカテーテル先端部の第1の実施の形態を示す図で、(a)は正面断面図,(b)は側面断面図,(c)は斜視図をそれぞれ示している。
カテーテル21の先端部付近において光ファイバの半円に渡り保護層22およびクラッド23が除去された構造である。また、光ファイバの先端部に反射鏡を配置することにより、エバネッセント光の強度を高め、励起光の血液中への漏出を減少できる。除去した部分の下半分のコア24aに対向して円弧状に光学フィルタ26が配置されている。さらにその背面にはフォトダイオード28が同じように円弧状に配置されている。フォトダイオード28は図示しない電線に接続され、電線はカテーテル21の他端に到達するように内装されている。
光学フィルタ26は光の干渉作用を利用して任意の波長を数nmから数10nmのバンド幅で取り出すことができる干渉フィルタなどが利用できる。例えば、蛍光物質としてリボフラビンを用いれば525nmを中心に数nmから数10nm幅の波長域を通過させ、他の波長はカットされる。
この実施の形態は、測定項目毎に専用のカテーテルが必要であり、光学フィルタ26の1枚では励起光を完全にカットできないので、受光素子で受光した後、信号処理回路にロックインアンプなどを挿入することが必要である。
このカテーテルの先端部の構造は図1の信号処理装置では受光光学系は必要ではなく光源の励起光を送り出す光学系のみの構成であり、図示しない電線が検出器用増幅器7に入力する構成となる。
光ファイバ内に励起光29が入射すると、エバネッセント光25が剥き出しとなったコア24の上半分の表面に発生する。蛍光物質で発生する蛍光30は光学フィルタ26で励起光29が除かれてフォトダイオード28に入射する。
この実施の形態は光ファイバが1本であるため、カテーテルの外形が細くでき、通常のカテーテルと同一サイズ以下にすることができる。酸素飽和度を測定するカテーテルは、通常2本の光ファイバを用いているが、1本の光ファイバとしてカテーテルの外形サイズを小さくすることができる。また、蛍光を受ける効率が高い。
この実施の形態は図2の信号処理装置を用いるものである。
励起光用の光ファイバの先端付近において半円に渡り保護層32およびクラッド33が除去された構造である。また、光ファイバの先端部に反射鏡を配置することにより、エバネッセント光の強度を高め、励起光の血液中への漏出を減少できる。蛍光受光のための他方の光ファイバの対応する部分には軸はずし放物面鏡36や平面鏡などの反射鏡が形成されている。
酸素飽和度を測定するカテーテルは通常2本の光ファイバを用いており、同じサイズでありながら、励起光と蛍光を異なる光ファイバを通しているため励起光と蛍光の分離は容易である。また、蛍光を受ける効率も比較的高く、製作も容易である。
カテーテル41の先端部付近においてクラッド43が除去され、コア44の先端部は円柱先端部の一端から斜め方向に切り取られた形状44aになっている。切り取られた面には軸はずし放物面鏡や平面鏡などの反射鏡47が形成されている。
励起光48が入射すると、エバネッセント光45はクラッド43が削除されたコア形状44aの上側表面に発生する。エバネッセト光45で励起され蛍光物質から発せられる蛍光49は反射鏡47により反射され光ファイバを戻る。
カテーテル51の先端部付近において上側半円に渡りクラッド53が除去された構造である。このクラッド53を除去したコア部分54aの下側半分の面はフレネル面と類似の形状の反射鏡57が多数形成されている。
励起光58が入射すると、エバネッセント光55はクラッド53が削除されたコア形状54aの上側表面に発生する。エバネッセト光55で励起され蛍光物質から発せられる蛍光59は多数の反射鏡57により反射され光ファイバを戻る。
また、これらカテーテルはその外形を細くでき製作が容易であり、特に第3の構造は簡単に製作できる。しかしながら反射鏡の影響でエバネッセント光以外の光が強く漏出する。検出面積は第2の実施の形態と略同じ程度であり、蛍光を受ける効率は低いので、信号処理装置で励起光と蛍光信号の十分な分離が必要となる。
カテーテル61の先端部付近において保護層62およびクラッド63が除去され、コア64は円錐形状になっている。
励起光68が入射すると、円錐形状のコア64aの表面全体にエバネッセント光65が発生する。エバネッセント光65により蛍光物質で発せられ蛍光69は光ファイバを戻る。
この実施の形態はカテーテルの外形を細くでき製作が容易である。なお、光ファイバのテーパの影響でエバネッセント光以外が強く漏出する。検出面積は狭く、蛍光を受ける効率は低いので、信号処理装置で励起光と蛍光信号の十分な分離が必要となる。
カテーテル71の先端部付近において保護層72のみが除去され円柱形のクラッド73aが露出している。この露出したクラッド73の先端部73aの内部はコア74が螺旋状74aに形成されている。また、光ファイバの終端部に反射鏡77を形成することにより、エバネッセント光の強度を高め、励起光の血液中への漏出を減少できる。
励起光79がクラッド73aに突き抜ける。これによりクラッド73aの表面にエバネッセント光75が発生する。また、反射鏡77で反射した励起光は同様に励起光79の進行方向に対し波形状74aの立ち下がり面でクラッド73aに突き抜け、クラッド73aの表面でエバネッセント光75を発生させる。エバネッセント光75により蛍光物質で発せられた蛍光80は、逆の経路で光ファイバに捉えられ、入射端へ戻る。
この実施の形態は上記と同様、カテーテルの外形を細くでき、検出面積を他の実施の形態に比較し広くすることができる。光ファイバの蛇行の影響でエバネッセント光以外の光が強く漏出する。また蛇行光ファイバの製作は他の実施の形態に比べ難しくなる。戻る励起光も多くなるため、信号処理装置で励起光と蛍光信号の十分な分離が必要となる。
カテーテルは光ファイバを挿入する部分,サンプリングポートおよび液体または薬剤投与ポートを持っている。光ファイバの端部にはコネクタが接続されており、信号処理装置である測定装置に接続される。
図11はエバネッセントカテーテルを生体組織中に留置した状態を示す図である。上腕部根元からカテーテルを挿入し、心臓の所定の静脈部分に先端部が達している。本発明によれば、生体組織中にもかかわらず、血中ヘモグロビンの影響を軽減した蛍光物質の存在量の測定を可能にするものであり、励起光に対し測定可能な蛍光出力を得るカテーテルの先端部の構造を提供できるものである。
2,5,14,18 集光レンズ
3 ダイクロイックミラー
4 蛍光フィルタ
6 検出器(フォトダイオードなど)
7 検出器用増幅器・検出器制御部
8 制御部
9 モニタ
10 記録計(X−Yプロッタ)
11 光源制御部
12 操作卓
13 光源(半導体レーザ,LED,キセノンランプなど)
15 励起フィルタ
16,19 反射鏡
21,31,41,51,61,71 カテーテル
22,32,72 保護層
23,33,43,53,63,73 クラッド
24,34,44,54,64,74 コア
25,35,45,55,65,75 エバネッセント光
26 光学フィルタ
27,37,47,57,77 反射鏡
28 フォトダイオード
29,38,48,58,68,79 励起光
30,39,49,59,69,80 蛍光
Claims (6)
- クラッド層を除去し、コア層を露出した光ファイバを血中に留置してエバネッセント光を発生させ、該エバネッセント光で励起された蛍光物質からの蛍光を検出して蛍光強度に基づき血中の物質の存在量を測定するエバネッセントカテーテルシステムであって、
前記光ファイバの円柱形状先端の前記コアを覆うクラッドの略半分を除去することにより前記コアの上側円柱形状面にエバネッセント光を発生させ、
前記クラッド層を除去して露出したコアの下側円柱形状面に、所定波長領域の蛍光を通過させる光学フィルタを配置し、該光学フィルタの背面に受光素子を配置し、該受光素子で前記蛍光物質からの蛍光を検出することを特徴とするエバネッセントカテーテルシステム。 - 励起光を送出するための第1の光ファイバと、蛍光を受光するための第2の光ファイバよりなり、前記第1の光ファイバのクラッド層を除去し、コア層を露出した光ファイバを血中に留置してエバネッセント光を発生させ、該エバネッセント光で励起された蛍光物質からの蛍光を前記第2の光ファイバで受光して蛍光強度に基づき血中の物質の存在量を測定するエバネッセントカテーテルシステムであって、
前記第1の光ファイバの円柱形状先端の前記コアを覆うクラッド層の略半分を除去することにより前記コアの上側円柱形状面にエバネッセント光を発生させ、
前記クラッドの略半分を除去したコアに対向する前記第2の光ファイバ中に反射鏡を配置し、該反射鏡で前記蛍光物質からの蛍光を反射することにより第2の光ファイバの出力端に前記蛍光を導くことを特徴とするエバネッセントカテーテルシステム。 - クラッド層を除去し、コア層を露出した光ファイバを血中に留置してエバネッセント光を発生させ、該エバネッセント光で励起された蛍光物質からの蛍光を検出して蛍光強度に基づき血中の物質の存在量を測定するエバネッセントカテーテルシステムであって、
前記光ファイバの円柱形状先端のコア全周囲のクラッド層を除去し、クラッド層を除去したコア部分の先端上部より根元に向かって傾斜面を形成し、該傾斜面に反射鏡を配置することにより前記除去したコアの円柱形状上面にエバネッセント光を発生させ、
前記反射鏡で前記蛍光物質からの蛍光を反射することにより光ファイバの出力端に前記蛍光を導くことを特徴とするエバネッセントカテーテルシステム。 - クラッド層を除去し、コア層を露出した光ファイバを血中に留置してエバネッセント光を発生させ、該エバネッセント光で励起された蛍光物質からの蛍光を検出して蛍光強度に基づき血中の物質の存在量を測定するエバネッセントカテーテルシステムであって、
前記光ファイバの円柱形状先端の前記コアを覆うクラッドの略半分を除去し、前記クラッドを除去して露出したコアの円柱形状上面にエバネッセント光を発生させ、前記クラッドを除去したコアの円柱形状面の下側円柱形状面に、光軸に対し所定の傾斜角になるように多数の反射鏡を配列することにより、
前記多数の反射鏡で前記蛍光物質からの蛍光を反射することにより光ファイバの出力端に前記蛍光を導くことを特徴とするエバネッセントカテーテルシステム。 - クラッド層を除去し、コア層を露出した光ファイバを血中に留置してエバネッセント光を発生させ、該エバネッセント光で励起された蛍光物質からの蛍光を検出して蛍光強度に基づき血中の物質の存在量を測定するエバネッセントカテーテルシステムであって、
前記光ファイバの円柱形状先端の前記クラッド層を除去したコア部分を、光軸に対し所定の角度になるような円錐形状に形成することにより、
前記円錐形状のコア部分の表面にエバネッセント光を発生させ、
前記蛍光物質からの蛍光を前記円錐形状のコア部分で反射させ光ファイバの出力端に前記蛍光を導くことを特徴とするエバネッセントカテーテルシステム。 - 光ファイバの先端を血中に留置してエバネッセント光を発生させ、該エバネッセント光で励起された蛍光物質からの蛍光を検出して蛍光強度に基づき血中の物質の存在量を測定するエバネッセントカテーテルシステムであって、
前記光ファイバの円柱形状先端の前記クラッド層の保護層を削除するとともに該クラッド層内のコアを螺旋状に形成し、
前記螺旋状のコアより漏れる励起光がクラッド層の円柱形状表面に達することにより該クラッド層の円柱形状表面にエバネッセント光を発生させ、
前記蛍光物質からの蛍光を前記螺旋状のコア部分で反射させ光ファイバの出力端に前記蛍光を導くことを特徴とするエバネッセントカテーテルシステム。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004348482A JP4423421B2 (ja) | 2004-12-01 | 2004-12-01 | エバネッセントカテーテルシステム |
KR1020077015105A KR101224330B1 (ko) | 2004-12-01 | 2005-12-01 | 에버네센트 카테터 시스템 |
EP05811430.7A EP1818013B1 (en) | 2004-12-01 | 2005-12-01 | Evanescent catheter system |
PCT/JP2005/022069 WO2006059672A1 (ja) | 2004-12-01 | 2005-12-01 | エバネッセントカテーテルシステム |
US11/720,398 US8208982B2 (en) | 2004-12-01 | 2005-12-01 | Evanescent catheter system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004348482A JP4423421B2 (ja) | 2004-12-01 | 2004-12-01 | エバネッセントカテーテルシステム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006149938A true JP2006149938A (ja) | 2006-06-15 |
JP4423421B2 JP4423421B2 (ja) | 2010-03-03 |
Family
ID=36565105
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004348482A Active JP4423421B2 (ja) | 2004-12-01 | 2004-12-01 | エバネッセントカテーテルシステム |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8208982B2 (ja) |
EP (1) | EP1818013B1 (ja) |
JP (1) | JP4423421B2 (ja) |
KR (1) | KR101224330B1 (ja) |
WO (1) | WO2006059672A1 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011512881A (ja) * | 2008-01-25 | 2011-04-28 | フレゼニウス メディカル ケア ホールディングス インコーポレーテッド | 早期の腹膜炎検出及び体液の生体上検査のための装置並びに方法 |
US8728023B2 (en) | 2006-07-27 | 2014-05-20 | Fresenius Medical Care Holdings, Inc. | Apparatus and methods for early stage peritonitis detection including self-cleaning effluent chamber |
US8777891B2 (en) | 2006-07-27 | 2014-07-15 | Fresenius Medical Care Holdings, Inc. | Apparatus and methods for early stage peritonitis detection and for in vivo testing of bodily fluid |
US8801652B2 (en) | 2006-07-27 | 2014-08-12 | Fresenius Medical Care Holding, Inc. | Early stage peritonitis detection apparatus and methods |
JP2022014421A (ja) * | 2020-07-06 | 2022-01-19 | 冨士色素株式会社 | 内視鏡用波長変換部材、及びこれを用いた内視鏡 |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8396539B2 (en) * | 2007-02-16 | 2013-03-12 | Medtronic, Inc. | Implantable medical device having optical fiber for sensing electrical activity |
US8463083B2 (en) | 2009-01-30 | 2013-06-11 | Claudio Oliveira Egalon | Side illuminated multi point multi parameter optical fiber sensor |
JP5569711B2 (ja) | 2009-03-01 | 2014-08-13 | 国立大学法人浜松医科大学 | 手術支援システム |
CN104519782A (zh) * | 2012-08-23 | 2015-04-15 | 思佰益药业股份有限公司 | 具备准直器的光动力学诊断装置 |
DE102013211837A1 (de) * | 2013-06-21 | 2014-12-24 | Gilupi Gmbh | Katheter mit Detektionsvorrichtung zum Echtzeitnachweis eines Probenmaterials |
EP3685734B1 (en) | 2014-05-22 | 2022-03-09 | Invuity, Inc. | Medical device featuring cladded waveguide |
JP6833371B2 (ja) * | 2016-07-12 | 2021-02-24 | 浜松ホトニクス株式会社 | 光出力モニタ装置、光出力モニタ方法、保護キャップおよびアダプタ |
KR101850252B1 (ko) * | 2017-09-21 | 2018-06-01 | 김민정 | 광학밀도 분석계 |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5218419A (en) * | 1990-03-19 | 1993-06-08 | Eli Lilly And Company | Fiberoptic interferometric sensor |
JPH03278164A (ja) | 1990-03-28 | 1991-12-09 | Toshiba Corp | イオン伝導体ニューラルネットワーク装置 |
GB2246487B (en) * | 1990-06-18 | 1994-08-03 | York Ltd | An optical fibre communication network |
US5399866A (en) * | 1993-03-24 | 1995-03-21 | General Electric Company | Optical system for detection of signal in fluorescent immunoassay |
US5349954A (en) * | 1993-07-23 | 1994-09-27 | General Electric Company | Tumor tissue characterization apparatus and method |
ATE391289T1 (de) | 1994-05-31 | 2008-04-15 | Kanagawa Kagaku Gijutsu Akad | Optische faser und deren herstellung |
US5833603A (en) * | 1996-03-13 | 1998-11-10 | Lipomatrix, Inc. | Implantable biosensing transponder |
JP3268201B2 (ja) | 1996-06-14 | 2002-03-25 | 財団法人神奈川科学技術アカデミー | 光ファイバプローブ |
DE59703919D1 (de) | 1996-08-16 | 2001-08-02 | Zeptosens Ag Witterswil | Optische detektionsvorrichtung |
JP2002214132A (ja) * | 2001-01-16 | 2002-07-31 | Japan Science & Technology Corp | 全反射を用いた吸収スペクトル測定用光ファイバーセンサ及びそのシステム |
WO2003005890A2 (en) * | 2001-07-09 | 2003-01-23 | Arizona Board Of Regents A Body Corporate Acting On Behalf Of Arizona State University | Affinity biosensor for monitoring of biological process |
JP4772235B2 (ja) | 2001-09-13 | 2011-09-14 | オリンパス株式会社 | 内視鏡装置 |
US7473548B2 (en) * | 2003-04-25 | 2009-01-06 | Medtronic, Inc. | Optical detector for enzyme activation |
-
2004
- 2004-12-01 JP JP2004348482A patent/JP4423421B2/ja active Active
-
2005
- 2005-12-01 WO PCT/JP2005/022069 patent/WO2006059672A1/ja active Application Filing
- 2005-12-01 EP EP05811430.7A patent/EP1818013B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2005-12-01 US US11/720,398 patent/US8208982B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2005-12-01 KR KR1020077015105A patent/KR101224330B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8728023B2 (en) | 2006-07-27 | 2014-05-20 | Fresenius Medical Care Holdings, Inc. | Apparatus and methods for early stage peritonitis detection including self-cleaning effluent chamber |
US8777891B2 (en) | 2006-07-27 | 2014-07-15 | Fresenius Medical Care Holdings, Inc. | Apparatus and methods for early stage peritonitis detection and for in vivo testing of bodily fluid |
US8801652B2 (en) | 2006-07-27 | 2014-08-12 | Fresenius Medical Care Holding, Inc. | Early stage peritonitis detection apparatus and methods |
JP2011512881A (ja) * | 2008-01-25 | 2011-04-28 | フレゼニウス メディカル ケア ホールディングス インコーポレーテッド | 早期の腹膜炎検出及び体液の生体上検査のための装置並びに方法 |
JP2022014421A (ja) * | 2020-07-06 | 2022-01-19 | 冨士色素株式会社 | 内視鏡用波長変換部材、及びこれを用いた内視鏡 |
JP7377496B2 (ja) | 2020-07-06 | 2023-11-10 | 冨士色素株式会社 | 内視鏡用波長変換部材、及びこれを用いた内視鏡 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR101224330B1 (ko) | 2013-01-18 |
WO2006059672A1 (ja) | 2006-06-08 |
EP1818013A4 (en) | 2009-08-05 |
EP1818013A1 (en) | 2007-08-15 |
EP1818013B1 (en) | 2013-04-24 |
US20080275325A1 (en) | 2008-11-06 |
US8208982B2 (en) | 2012-06-26 |
JP4423421B2 (ja) | 2010-03-03 |
KR20070102676A (ko) | 2007-10-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8208982B2 (en) | Evanescent catheter system | |
JP3679800B2 (ja) | グルコース蛍光検査方法 | |
US7277740B2 (en) | Analysis system for reagent-free determination of the concentration of an analyte in living tissue | |
US20060135861A1 (en) | Apparatus and method for blood analysis | |
JP2007536974A (ja) | 光ファイバプローブ | |
JP7253885B2 (ja) | 分光器用集光光学系、及びそれを含むラマン分光システム | |
US20190064072A1 (en) | Collection optics system for spectrometer and raman spectral system | |
US8369915B2 (en) | Integrated miniaturized fiber optic probe | |
JP3815838B2 (ja) | 粒子測定装置 | |
US7486978B2 (en) | Catheter head | |
US10478106B2 (en) | Probe, system, and method for non-invasive measurement of blood analytes | |
JP2009192259A (ja) | センシング装置 | |
JP4360661B2 (ja) | 生体光計測装置 | |
WO2011027067A1 (fr) | Système de spectroscopie de fluorescence par corrélation temporelle pour l'analyse de particules dans un milieu | |
JP4663267B2 (ja) | レーザー光を用いた血液中のヒドロキシルラジカル量の測定装置 | |
JP2006091008A (ja) | 光学成分計 | |
JP2005192612A (ja) | グルコース濃度測定装置 | |
JPH09276275A (ja) | 光ファイバ形生体肝機能センサーと検査装置 | |
JP2009128252A (ja) | 端面検査方法および端面検査装置 | |
JP2832338B2 (ja) | 光散乱物体の光学特性測定法および装置 | |
FR3107636A1 (fr) | Dispositif de génération de plasma à base de fibres optiques composites | |
PL245055B1 (pl) | Sposób pomiaru zawartości składnika roztworu lub płynu fizjologicznego, zwłaszcza krwi, oraz urządzenie do różnicowego pomiaru zawartości składnika roztworu lub płynu fizjologicznego | |
JP2005224525A (ja) | グルコース濃度測定装置 | |
JP2003302338A (ja) | 特定の成分の濃度をインサイチュで測定するための装置 | |
JP2005192611A (ja) | グルコース濃度測定装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070323 |
|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20070323 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070425 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20091110 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |