JP2009153654A - 生体観察装置および生体観察方法 - Google Patents
生体観察装置および生体観察方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009153654A JP2009153654A JP2007333869A JP2007333869A JP2009153654A JP 2009153654 A JP2009153654 A JP 2009153654A JP 2007333869 A JP2007333869 A JP 2007333869A JP 2007333869 A JP2007333869 A JP 2007333869A JP 2009153654 A JP2009153654 A JP 2009153654A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- wavelength
- scattered light
- illumination
- living body
- 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.)
- Withdrawn
Links
Images
Landscapes
- Instruments For Viewing The Inside Of Hollow Bodies (AREA)
- Endoscopes (AREA)
Abstract
【課題】生体組織、特に脂肪組織の存在にかかわらず、生体組織の深部に存在する血管をより鮮明に検出する。
【解決手段】生体組織Bに照射する照明光を発生する光源2と、該光源2から発せられた照明光の波長を、生体組織B内の観察対象Aの分光特性が略単調に変化し、生体組織B内の他の部分の分光特性の変化がそれよりも小さい波長帯域において所定の周波数fmで周期的に変化させる照明波長制御部6と、光源2から出射された照明光の内、生体組織B内を透過してきた散乱光を受光する受光部4と、該受光部4により受光された散乱光から、周波数fmで強度が変化する散乱光を抽出する信号処理部7とを備える生体観察装置1を提供する。
【選択図】 図1
【解決手段】生体組織Bに照射する照明光を発生する光源2と、該光源2から発せられた照明光の波長を、生体組織B内の観察対象Aの分光特性が略単調に変化し、生体組織B内の他の部分の分光特性の変化がそれよりも小さい波長帯域において所定の周波数fmで周期的に変化させる照明波長制御部6と、光源2から出射された照明光の内、生体組織B内を透過してきた散乱光を受光する受光部4と、該受光部4により受光された散乱光から、周波数fmで強度が変化する散乱光を抽出する信号処理部7とを備える生体観察装置1を提供する。
【選択図】 図1
Description
本発明は、生体観察装置および生体観察方法に関するものである。
従来、生体組織に対して赤外光を照射し、生体組織の像を撮影することにより血管走行の状態を検出する撮像システムが知られている(例えば、特許文献1参照。)。
しかしながら、生体組織、特に脂肪組織はその散乱が強いため、観察したい血管等の観察対象の周囲に存在する脂肪組織によって赤外光が散乱され、観察対象の情報を含む散乱光が、脂肪組織によって散乱された強大な散乱光に埋もれてしまい、生体組織の深部に存在する血管走行の状態を検出することが困難であるという問題がある。
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、生体組織、特に脂肪組織の存在にかかわらず、生体組織の深部に存在する血管をより鮮明に検出することができる生体観察装置および生体観察装置を提供することを目的としている。
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、生体組織に照射する照明光を発生する光源と、該光源から発せられた照明光の波長を、生体組織内の観察対象の分光特性が略単調に変化し、生体組織内の他の部分の分光特性の変化がそれよりも小さい波長帯域において所定の周波数で周期的に変化させる照明波長制御部と、前記光源から出射された照明光の内、前記生体組織内を透過してきた散乱光を受光する受光部と、該受光部により受光された散乱光から、前記周波数で強度が変化する散乱光を抽出する信号処理部とを備える生体観察装置を提供する。
本発明は、生体組織に照射する照明光を発生する光源と、該光源から発せられた照明光の波長を、生体組織内の観察対象の分光特性が略単調に変化し、生体組織内の他の部分の分光特性の変化がそれよりも小さい波長帯域において所定の周波数で周期的に変化させる照明波長制御部と、前記光源から出射された照明光の内、前記生体組織内を透過してきた散乱光を受光する受光部と、該受光部により受光された散乱光から、前記周波数で強度が変化する散乱光を抽出する信号処理部とを備える生体観察装置を提供する。
本発明によれば、光源から発せられた照明光の波長が照明波長制御部により所定の周波数で周期的に変化させられた状態で生体組織に照射され、生体組織を透過してきた散乱光が受光部により受光される。照明波長制御部においては、観察対象の分光特性が略単調に変化し、生体組織内の他の部分の分光特性の変化がそれよりも小さい波長帯域において照明光の周波数が変化させられるので、生体組織を透過した光のうち、観察対象を透過した散乱光は、照明光の変調の影響を受けて同一の周波数でその強度が変動する。
したがって、信号処理部において、受光された散乱光から、前記照明波長制御部による変調の周波数で強度が変化する散乱光が抽出することにより、観察対象を透過してきた散乱光のみを抽出することができ、生体組織内における観察対象の存在を把握することが可能となる。すなわち、観察対象の周囲の組織において散乱した強度の高い散乱光の中に、観察対象を通過した微小な散乱光が埋もれている場合であっても、これを容易に抽出して、可視化することが可能となる。
上記発明においては、光源からの照明光を生体組織に対して走査させる走査部と、該走査部による照明光の照射位置と、前記信号処理部により抽出された散乱光の強度の振幅とを対応づけて記憶する記憶部とを備えていてもよい。
このようにすることで、生体組織内部の観察対象の分布を把握することが可能となる。
このようにすることで、生体組織内部の観察対象の分布を把握することが可能となる。
また、上記発明においては、前記観察対象が血管であり、前記照明波長制御部が、血液に含まれる物質による吸収強度が略単調に変化する波長帯域において所定の周波数で周期的に変化させることとしてもよい。
このようにすることで、生体組織の深部に存在する血管を明確に把握することができる。
このようにすることで、生体組織の深部に存在する血管を明確に把握することができる。
また、上記発明においては、前記記憶部に対応づけて記憶された照明光の照射位置と、散乱光の強度の振幅とに基づいて、散乱光の強度振幅の分布画像を生成する画像生成部と、該画像生成部により生成された分布画像を表示する表示部とを備えていてもよい。
このようにすることで、生体組織内の観察対象の分布を分布画像として表示部に表示し、可視化することができる。
このようにすることで、生体組織内の観察対象の分布を分布画像として表示部に表示し、可視化することができる。
また、上記発明においては、前記光源が、波長可変レーザ光源であってもよい。
また、上記発明においては、前記光源が、波長の異なるレーザ光を出射する複数のレーザダイオードであり、前記照明波長制御部が、前記レーザダイオードを補間的に動作させてもよい。
また、上記発明においては、前記光源が、波長の異なるレーザ光を出射する複数のレーザダイオードであり、前記照明波長制御部が、前記レーザダイオードを補間的に動作させてもよい。
また、上記発明においては、前記光源が所定の波長帯域にわたる照明光を出射する広帯域光源であり、前記照明波長制御部が、光源から出射された照明光から出射された照明光から任意の波長の照明光を選択可能な波長選択素子であってもよい。
また、上記発明においては、前記受光部がフォトダイオードであってもよい。
また、上記発明においては、前記受光部がCCDカメラであってもよい。
また、上記発明においては、前記受光部がフォトダイオードであってもよい。
また、上記発明においては、前記受光部がCCDカメラであってもよい。
また、本発明は、生体組織に照射する所定の波長帯域にわたる照明光を発生する広帯域光源と、該広帯域光源から出射された照明光の内、前記生体組織内を透過してきた散乱光から任意の波長の照明光を選択可能な波長選択素子と、該波長選択素子により選択された波長の散乱光を受光する受光部と、前記波長選択素子により選択する散乱光の波長を、生体組織内の観察対象の分光特性が略単調に変化し、生体組織内の他の部分の分光特性の変化がそれよりも小さい波長帯域において所定の周波数で周期的に変化させる受光波長制御部と、前記受光部により受光された散乱光から、前記周波数で強度が変化する散乱光を抽出する信号処理部とを備える生体観察装置を提供する。
本発明によれば、広帯域光源から発せられた所定の波長帯域を有する広帯域の照明光を生体組織に照射すると、生体組織内を透過する間に、照明光は散乱されて散乱光となるが、観察対象の分光特性に応じて波長毎に散乱光の強度が変化する。したがって、生体組織内を透過してきた散乱光から波長選択素子により選択する散乱光の波長を受光波長制御部の作動によって生体組織内の観察対象の分光特性が略単調に変化し、生体組織内の他の部分の分光特性の変化がそれよりも小さい波長帯域において所定の周波数で周期的に変化させることにより、生体組織を透過した散乱光内に、観察対象を透過した散乱光が存在する場合には、同一の周波数で強度が変動する散乱光を受光部により受光することができる。これにより、生体組織内における観察対象の存在を把握することが可能となる。
上記発明においては、光源からの照明光を生体組織に対して走査させる走査部と、該走査部による照明光の照射位置と、前記信号処理部により抽出された散乱光の強度の振幅とを対応づけて記憶する記憶部とを備えていてもよい。
また、上記発明においては、前記観察対象が血管であり、前記受光波長制御部が、血液に含まれる物質による吸収強度が略単調に変化する波長帯域において所定の周波数で周期的に変化させてもよい。
また、上記発明においては、前記観察対象が血管であり、前記受光波長制御部が、血液に含まれる物質による吸収強度が略単調に変化する波長帯域において所定の周波数で周期的に変化させてもよい。
また、上記発明においては、前記記憶部に対応づけて記憶された照明光の照射位置と、散乱光の強度の振幅とに基づいて、散乱光の強度振幅の分布画像を生成する画像生成部と、該画像生成部により生成された分布画像を表示する表示部とを備えていてもよい。
また、上記発明においては、前記受光部がフォトダイオードであってもよい。
また、上記発明においては、前記受光部がCCDカメラであってもよい。
また、上記発明においては、前記受光部がフォトダイオードであってもよい。
また、上記発明においては、前記受光部がCCDカメラであってもよい。
また、本発明は、生体組織に照射する照明光の波長を、生体組織内の観察対象の分光特性が略単調に変化する波長帯域において所定の周波数で周期的に変化させて、照明光を生体組織に照射し、生体組織内を透過してきた散乱光を受光し、受光された散乱光から、前記周波数で強度が変化する散乱光を抽出する生体観察方法を提供する。
また、本発明は、所定の波長帯域にわたる照明光を生体組織に照射し、前記生体組織内を透過してきた散乱光から、生体組織内の観察対象の分光特性が略単調に変化し、生体組織内の他の部分の分光特性の変化がそれよりも小さい波長帯域において、波長を所定の周波数で周期的に変化させて散乱光を選択し、選択された散乱光を受光し、受光された散乱光から、前記周波数で強度が変化する散乱光を抽出する生体観察方法を提供する。
本発明によれば、生体組織、特に脂肪組織の存在にかかわらず、生体組織の深部に存在する観察対象をより鮮明に検出することができるという効果を奏する。
以下、本発明の第1の実施形態に係る生体観察装置1について、図1〜図4を参照して説明する。
本実施形態に係る生体観察装置1は、図1に示されるように、血管(観察対象)Aを含む脂肪組織(生体組織)Bの表面に照射するレーザ光(照明光)を発生する波長可変光源2と、脂肪組織Bへのレーザ光の照射位置を変化させる走査部3と、脂肪組織Bを透過してきた散乱光を検出する受光素子4と、基準周波数fmを発振する周波数発振器5と、該周波数発振器5により発信された基準周波数fmに応じて、波長可変光源2から発生させるレーザ光の波長を周期的に変化させる波長制御部6と、受光素子4により受光された散乱光の内、基準周波数fmと同一の周波数で強度が変動する散乱光を抽出する同期検波装置(信号処理部)7と、該同期検波装置7により抽出された散乱光の強度の振幅の分布画像を生成するコンピュータ(画像生成部)8と、該コンピュータ8により生成された分布画像を表示するモニタ(表示部)9とを備えている。
本実施形態に係る生体観察装置1は、図1に示されるように、血管(観察対象)Aを含む脂肪組織(生体組織)Bの表面に照射するレーザ光(照明光)を発生する波長可変光源2と、脂肪組織Bへのレーザ光の照射位置を変化させる走査部3と、脂肪組織Bを透過してきた散乱光を検出する受光素子4と、基準周波数fmを発振する周波数発振器5と、該周波数発振器5により発信された基準周波数fmに応じて、波長可変光源2から発生させるレーザ光の波長を周期的に変化させる波長制御部6と、受光素子4により受光された散乱光の内、基準周波数fmと同一の周波数で強度が変動する散乱光を抽出する同期検波装置(信号処理部)7と、該同期検波装置7により抽出された散乱光の強度の振幅の分布画像を生成するコンピュータ(画像生成部)8と、該コンピュータ8により生成された分布画像を表示するモニタ(表示部)9とを備えている。
波長可変光源2は、例えば、図1に示す例では、外部共振器型波長可変半導体レーザ光源である。この波長可変光源2は、所定の波長の光を発し誘導放出を行う半導体利得媒質2aと該半導体利得媒質2aから発せられた照明光を集光するレンズ2bと、該レンズ2bにより集光された光を回折させ、該回折された光を再びレンズ2bに導く回折格子2cと、該回折格子2cにより反射されレンズ2bおよび半導体利得媒質2aを透過した光の一部を透過させるハーフミラー2dと、該ハーフミラー2dを透過した光を光ファイバ10の一端10aに入射させるカップリングレンズ2eとを備えている。
波長制御部6は、周波数発振器5から入力された基準周波数fmで回折格子2cの角度を変化させるようになっている。これにより、光ファイバ10に入射させるレーザ光の波長を基準周波数fmで連続的かつ周期的に変化させることができるようになっている。具体的には、波長制御部6は、レーザ光の波長を、950nm〜1040nmの範囲内で周期的に変化させるようになっている。この波長範囲は、血液中のヘモグロビンの吸収強度がほぼ単調に変化する一方、周囲の脂肪組織Bの吸収強度がほとんど変化しない波長帯域である。
走査部3は、脂肪組織Bの表面に対して矢印Cの方向に相対的に移動させられるスライダにより構成され、光ファイバ10の他端10bを固定している。光ファイバ10の他端10bから出射されたレーザ光はコリメートレンズ11によって略平行光とされた状態で脂肪組織Bの表面に照射されるようになっている。
また、脂肪組織B内部を透過して脂肪組織Bの表面から再度出射された散乱光は、同じく走査部3に固定されている集光レンズ12により集光されて光ファイバ13の一端13aに入射され、光ファイバ13の他端13bに配置された受光素子4により受光されるようになっている。受光素子4は、例えばフォトダイオードである。
同期検波装置7は、入力された電圧信号から、参照信号として入力された周波数発振器5からの基準周波数fmで変動する電圧成分を抽出するロックインアンプである。
コンピュータ8は、走査部3に対して走査位置を指令するとともに、同期検波装置7から出力される電圧成分の振幅値と、走査部3の走査位置とを対応づけて記憶する記憶部8aを備えている。図中、符号14は増幅器、符号15はA/D変換器である。
コンピュータ8は、走査部3に対して走査位置を指令するとともに、同期検波装置7から出力される電圧成分の振幅値と、走査部3の走査位置とを対応づけて記憶する記憶部8aを備えている。図中、符号14は増幅器、符号15はA/D変換器である。
ここで、本実施形態に係る生体観察装置1による生体観察方法の原理について説明する。
脂肪組織Bが、可視化することを望まない散乱媒質であり、可視化することが望まれる観察対象である血管Aを含む場合に、脂肪組織Bの表面から照明光を脂肪組織B内部に入射させると、図2に示されるように、その一部は、脂肪組織Bのみを透過する第1の光路L1を経由して再度脂肪組織Bの表面から外部に放出される。他の一部は、脂肪組織Bおよび血管Aを透過し、再度脂肪組織Bを透過する第2の光路L2を経由して脂肪組織Bの表面から外部に出射される。
脂肪組織Bが、可視化することを望まない散乱媒質であり、可視化することが望まれる観察対象である血管Aを含む場合に、脂肪組織Bの表面から照明光を脂肪組織B内部に入射させると、図2に示されるように、その一部は、脂肪組織Bのみを透過する第1の光路L1を経由して再度脂肪組織Bの表面から外部に放出される。他の一部は、脂肪組織Bおよび血管Aを透過し、再度脂肪組織Bを透過する第2の光路L2を経由して脂肪組織Bの表面から外部に出射される。
この場合に、図3に示されるように、血管Aと脂肪組織Bとではその吸収強度の波長特性が大きく異なる。すなわち、血管Aにおいては、該血管A内を流れる血液に含まれるヘモグロビンや水分によって、強く吸収される波長帯域が存在する。一方、同一の波長帯域において、脂肪組織Bの吸収強度の波長特性には大きな変化がみられない。
したがって、図3に示されるように、血管Aの吸収強度の波長特性がほぼ単調に変化する波長帯域において、照射するレーザ光の波長を一定の周波数fmで周期的に変化させると、血管Aを透過した散乱光はその波長成分の強度I2が同一の周波数fmで変動することになる。一方、血管Aを透過しなかった散乱光については、照射するレーザ光の波長が変動しても強度I1が変動しない。
すなわち、第1の光路L1を経由した散乱光は強度変化がなく、図4(a)に示されるように、時間的に一定した強度I1の散乱光となり、第2の光路L2を経由した散乱光は、図4(b)に示されるように、時間的に周期的に変動する強度I2=I2AC+I2DCを有する散乱光となる。ここで、I2ACは交流成分、I2DCは直流成分である。そして、受光素子4には、これらの散乱光が合成された状態で受光され、血管Aが脂肪組織Bの深部になるほど、第1の光路L1を経由した散乱光の強度I1が大きくなる。
この場合に、単に受光素子4により受光された散乱光の強度情報のみをそのまま画像化したのでは、脂肪組織Bによる大きな強度の散乱光がバックグラウンドノイズとなって血管Aを透過した散乱光が埋もれてしまうことになる。
本実施形態においては、この受光素子4により得られた散乱光の強度信号から、レーザ光の基準周波数fmと同一の周波数fmで変動している散乱光の交流成分I2ACを同期検波装置7によって抽出することにより、散乱光の強度信号から直流成分I1,I2DCを除去し、第2の光路L2を透過した散乱光の内の交流成分I2ACのみを取り出すことができる。
本実施形態においては、この受光素子4により得られた散乱光の強度信号から、レーザ光の基準周波数fmと同一の周波数fmで変動している散乱光の交流成分I2ACを同期検波装置7によって抽出することにより、散乱光の強度信号から直流成分I1,I2DCを除去し、第2の光路L2を透過した散乱光の内の交流成分I2ACのみを取り出すことができる。
このように構成された本実施形態に係る生体観察装置1の作用について以下に説明する。
本実施形態に係る生体観察装置1による生体観察方法を用いて脂肪組織B内の血管Aの走行状態を観察するには、周波数発振器5からの所定の周波数fmの交流信号を波長制御部6に入力し、波長可変光源2から950nm〜1040nmの範囲内で所定の周波数fmで周期的に波長が変化するレーザ光を出射させる。
本実施形態に係る生体観察装置1による生体観察方法を用いて脂肪組織B内の血管Aの走行状態を観察するには、周波数発振器5からの所定の周波数fmの交流信号を波長制御部6に入力し、波長可変光源2から950nm〜1040nmの範囲内で所定の周波数fmで周期的に波長が変化するレーザ光を出射させる。
また、コンピュータ8は走査部3に対してレーザ光の走査位置の指令信号を出力する。これにより、走査部3は、脂肪組織Bの表面に沿って指令信号に応じた走査位置に移動させられる。走査部3を構成するスライダにはレーザ光を出射する光ファイバ10の他端10bが固定されているので、波長可変光源2から出射されたレーザ光は、光ファイバ10を介してコリメートレンズ11により略平行光とされ、走査位置に対応した位置の脂肪組織Bの表面に照射される。
脂肪組織Bの表面に照射されたレーザ光は、第1の光路L1および第2の光路L2を経由した後に、散乱光として脂肪組織Bの表面から出射され、集光レンズ12によって集光されて光ファイバ13を介して受光素子4により受光される。受光素子4からは受光した散乱光の強度に応じた電圧信号が出力され、増幅器14により増幅された後に同期検波装置7に入力される。
同期検波装置7においては、周波数発振器5から入力された所定の周波数fmの交流信号を参照信号として、増幅器14から入力された散乱光の強度信号の同期検波が行われる。その結果、散乱光の強度信号に含まれる交流成分I2ACのみが抽出されてA/D変換され、コンピュータ8に入力される。コンピュータ8においては、その振幅値が検出され、走査部3に対して出力した走査位置情報と検出された振幅値とが対応づけられて記憶部8aに記憶される。
走査部3により脂肪組織Bの表面に対してレーザ光を走査させながら、脂肪組織Bの表面から出力される散乱光を受光することにより、各走査位置とその位置における散乱光内の交流成分の振幅値とが逐次対応づけられていく。そして、レーザ光を脂肪組織Bの表面に沿って2次元的に走査させることにより、散乱光内の交流成分I2ACの振幅値の2次元的な分布画像を得ることができ、得られた分布画像がモニタ9に表示されることにより可視化される。
散乱光内の交流成分I2ACの振幅値は、上記原理説明において説明したように、血管Aが存在する領域においては大きく、血管Aの存在しない領域においては小さくなるので、分布画像としては、脂肪組織B内に血管Aが存在する領域に大きな振幅値を有する画像が得られることになる。また、血管Aが脂肪組織Bの深部に配されている場合には、浅部に配されている場合と比較して振幅値が小さくなる。
このように、本実施形態に係る生体観察装置1によれば、血管Aが存在する領域のみにおいて発生する散乱光の強度の変動を抽出するので、血管Aの周囲に配されている脂肪組織Bによる大きな強度の散乱光に血管Aを透過した散乱光が埋もれてしまっても、これを効率よく抽出して鮮明な分布画像を得ることができる。したがって、脂肪組織Bの深部に存在する血管Aの走行状態についても鮮明に可視化することができ、血管Aを傷つけることなく脂肪組織Bの切開手術を行うことができるという利点がある。
なお、本実施形態においては、外部共振器型波長可変半導体レーザ光源からなる波長可変光源2を用いて、周波数発振器5からの基準周波数fmでレーザ光の波長を連続的かつ周期的に変化させることとしたが、これに代えて、図5に示されるように、異なる波長λ1,λ2をそれぞれ発振する2つのレーザダイオード16,17と、2つのレーザダイオード16,17から発せられるレーザ光を同一光路に合流させるカプラ18とを有する波長可変光源2を採用してもよい。波長可変光源2は、周波数発振器5からの基準周波数fmによって、波長制御部6が2つのレーザダイオード16,17のオンオフを交互に切り替えるようになっている。レーザダイオード16,17の数は3以上でもよい。
また、図6に示されるように、広帯域の照明光を出射する広帯域光源19と、該広帯域光源19の中から切り出す波長を選択する波長可変フィルタ20とにより波長可変光源2を構成してもよい。この場合にも、波長可変フィルタ20により選択する照明光の波長を周波数発振器5からの基準周波数fmによって変化させることとすればよい。広帯域光源19としては、超短パルス光源やスーパーコンティニューム光源(例えば、LEDあるいはスーパールミネッセントダイオード)を採用することができる。また、波長可変フィルタ20としては、回折格子型フィルタ、ファブリ・ペロ型フィルタ、ファイバ・ブラッグ・グレーティング等を採用することができる。
また、本実施形態においては、レーザ光を一点に照射し、他の一点から出力される散乱光を受光する動作を繰り返して、振幅値の分布画像を取得することとしたが、これに代えて、ライン状のレーザ光を脂肪組織Bの表面に照射し、そのレーザ光をラインに直交する方向に移動させつつ、照射位置から若干離れた位置からライン状に出射される散乱光を受光することにしてもよい。これによりさらに迅速に、分布画像を取得することができる。
また、本実施形態においては、レーザ光を一点に照射し、他の一点から出力される散乱光をフォトダイオードからなる受光素子4により受光する動作を繰り返して、振幅値の分布画像を取得することとしたが、これに代えて、図7に示されるように、CCDカメラ21からなる受光素子を採用してもよい。このようにすることで、より広い範囲の散乱光を一度に撮影することができ、CCDカメラ21の各画素値を示す電圧信号について同期検波を行うことにより、第1の実施形態よりも迅速に血管Aの分布画像を取得することができるという利点がある。
次に、本発明の第2の実施形態に係る生体観察装置30および生体観察方法について、図8を参照して以下に説明する。
本実施形態の説明において、上述した第1の実施形態に係る生体観察装置1と構成を共通とする箇所には同一符号を付して説明を省略する。
本実施形態の説明において、上述した第1の実施形態に係る生体観察装置1と構成を共通とする箇所には同一符号を付して説明を省略する。
本実施形態に係る生体観察装置30は、脂肪組織Bに照射するレーザ光の波長を変化させる代わりに、脂肪組織Bの表面に対しては広い波長帯域を有する広帯域の照明光を照射する広帯域光源31と、脂肪組織Bの表面から出射される散乱光の中から所望の波長の散乱光を選択可能な波長選択素子32とを備えている。
広帯域光源31は、例えば、LEDである。
波長選択素子32は、例えば、誘電体多層膜型波長可変バンドパスフィルタである。
波長選択素子32には、波長制御部6が接続されている。波長制御部6は、周波数発信器5からの基準周波数fmで、波長選択素子32により透過可能な光の中心波長を周期的に変化させるようになっている。中心波長の変更範囲は、第1の実施形態と同様に、950nm〜1040nmの範囲内である。
波長選択素子32は、例えば、誘電体多層膜型波長可変バンドパスフィルタである。
波長選択素子32には、波長制御部6が接続されている。波長制御部6は、周波数発信器5からの基準周波数fmで、波長選択素子32により透過可能な光の中心波長を周期的に変化させるようになっている。中心波長の変更範囲は、第1の実施形態と同様に、950nm〜1040nmの範囲内である。
このように構成された本実施形態に係る生体観察装置30によれば、広帯域光源31から出射された広帯域の照明光が光ファイバ10を介してコリメートレンズ11により略平行光とされて、脂肪組織Bの表面に照射される。照射された照明光は脂肪組織B内に入射され、第1の光路L1および第2の光路L2を介して散乱光となり、再度脂肪組織Bの表面から出射される。散乱光は、その一部が波長選択素子32を透過した後に集光レンズ12により集光されてCCDカメラ21により撮影される。
この場合において、波長選択素子32を通過させられる散乱光の中心波長は、周波数発信器5からの基準周波数fmに基づいて波長制御部6により周期的に変化させられているが、脂肪組織Bの吸収強度の波長特性はその波長範囲において変化しないので、脂肪組織Bのみを通過する第1の光路L1を経由した散乱光については、強度変動がほとんどない。一方、その波長範囲においては、ヘモグロビンの吸収強度の波長特性が単調に変化しているので、血管Aを透過する第2の光路L2を経由した散乱光については、波長選択素子32を透過させる波長毎にその強度が変動する。
したがって、第1の実施形態と同様に、CCDカメラ21により撮影された散乱光の各画素の輝度値信号を同期検波装置7によって、周波数発信器5からの基準周波数fmとの間で同期検波を行うことにより、各画素毎に散乱光の交流成分のみが抽出され、コンピュータ8に入力される。コンピュータ8においては、各画素毎に散乱光の交流成分の振幅値が取得され、該振幅値が画素毎に記憶されることにより、その分布画像が生成される。
このように本実施形態に係る生体観察装置30においても、血管Aが存在する領域のみにおいて発生する散乱光の強度の変動を抽出するので、血管Aの周囲に配されている脂肪組織Bによる大きな強度の散乱光に血管Aを透過した散乱光が埋もれてしまっても、これを効率よく抽出して鮮明な分布画像を得ることができる。したがって、脂肪組織Bの深部に存在する血管Aの走行状態についても鮮明に可視化することができ、血管Aを傷つけることなく脂肪組織Bの切開手術を行うことができるという利点がある。
なお、上記各実施形態においては、観察対象として血管Aを例示し、散乱媒質からなる生体組織として脂肪組織Bを例示したが、これに限定されるものではなく、他の任意の生体組織内の観察対象を観察する場合に適用することにしてもよい。
A 血管(観察対象)
B 脂肪組織(生体組織)
fm 周波数
1,30 生体観察装置
2 波長可変光源(光源)
3 走査部
4 受光素子(受光部)
6 波長制御部(照明波長制御部、受光波長制御部)
7 同期検波装置(信号処理部)
8 コンピュータ(画像生成部)
8a 記憶部
9 モニタ(表示部)
16,17 レーザダイオード
19,31 広帯域光源
20 波長可変フィルタ(波長選択素子)
21 CCDカメラ(受光部)
32 波長選択素子
B 脂肪組織(生体組織)
fm 周波数
1,30 生体観察装置
2 波長可変光源(光源)
3 走査部
4 受光素子(受光部)
6 波長制御部(照明波長制御部、受光波長制御部)
7 同期検波装置(信号処理部)
8 コンピュータ(画像生成部)
8a 記憶部
9 モニタ(表示部)
16,17 レーザダイオード
19,31 広帯域光源
20 波長可変フィルタ(波長選択素子)
21 CCDカメラ(受光部)
32 波長選択素子
Claims (17)
- 生体組織に照射する照明光を発生する光源と、
該光源から発せられた照明光の波長を、生体組織内の観察対象の分光特性が略単調に変化し、生体組織内の他の部分の分光特性の変化がそれよりも小さい波長帯域において所定の周波数で周期的に変化させる照明波長制御部と、
前記光源から出射された照明光の内、前記生体組織内を透過してきた散乱光を受光する受光部と、
該受光部により受光された散乱光から、前記周波数で強度が変化する散乱光を抽出する信号処理部とを備える生体観察装置。 - 光源からの照明光を生体組織に対して走査させる走査部と、
該走査部による照明光の照射位置と、前記信号処理部により抽出された散乱光の強度の振幅とを対応づけて記憶する記憶部とを備える請求項1に記載の生体観察装置。 - 前記観察対象が血管であり、
前記照明波長制御部が、血液に含まれる物質による吸収強度が略単調に変化する波長帯域において所定の周波数で周期的に変化させる請求項1に記載の生体観察装置。 - 前記記憶部に対応づけて記憶された照明光の照射位置と、散乱光の強度の振幅とに基づいて、散乱光の強度振幅の分布画像を生成する画像生成部と、
該画像生成部により生成された分布画像を表示する表示部とを備える請求項1に記載の生体観察装置。 - 前記光源が、波長可変レーザ光源である請求項1に記載の生体観察装置。
- 前記光源が、波長の異なるレーザ光を出射する複数のレーザダイオードであり、
前記照明波長制御部が、前記レーザダイオードを補間的に動作させる請求項1に記載の生体観察装置。 - 前記光源が所定の波長帯域にわたる照明光を出射する広帯域光源であり、
前記照明波長制御部が、光源から出射された照明光から出射された照明光から任意の波長の照明光を選択可能な波長選択素子を備える請求項1に記載の生体観察装置。 - 前記受光部がフォトダイオードである請求項1に記載の生体観察装置。
- 前記受光部がCCDカメラである請求項1に記載の生体観察装置。
- 生体組織に照射する所定の波長帯域にわたる照明光を発生する広帯域光源と、
該広帯域光源から出射された照明光の内、前記生体組織内を透過してきた散乱光から任意の波長の照明光を選択可能な波長選択素子と、
該波長選択素子により選択された波長の散乱光を受光する受光部と、
前記波長選択素子により選択する散乱光の波長を、生体組織内の観察対象の分光特性が略単調に変化し、生体組織内の他の部分の分光特性の変化がそれよりも小さい波長帯域において所定の周波数で周期的に変化させる受光波長制御部と、
前記受光部により受光された散乱光から、前記周波数で強度が変化する散乱光を抽出する信号処理部とを備える生体観察装置。 - 光源からの照明光を生体組織に対して走査させる走査部と、
該走査部による照明光の照射位置と、前記信号処理部により抽出された散乱光の強度の振幅とを対応づけて記憶する記憶部とを備える請求項10に記載の生体観察装置。 - 前記観察対象が血管であり、
前記受光波長制御部が、血液に含まれる物質による吸収強度が略単調に変化する波長帯域において所定の周波数で周期的に変化させる請求項10に記載の生体観察装置。 - 前記記憶部に対応づけて記憶された照明光の照射位置と、散乱光の強度の振幅とに基づいて、散乱光の強度振幅の分布画像を生成する画像生成部と、
該画像生成部により生成された分布画像を表示する表示部とを備える請求項10に記載の生体観察装置。 - 前記受光部がフォトダイオードである請求項10に記載の生体観察装置。
- 前記受光部がCCDカメラである請求項10に記載の生体観察装置。
- 生体組織に照射する照明光の波長を、生体組織内の観察対象の分光特性が略単調に変化し、生体組織内の他の部分の分光特性の変化がそれよりも小さい波長帯域において所定の周波数で周期的に変化させて、照明光を生体組織に照射し、
生体組織内を透過してきた散乱光を受光し、
受光された散乱光から、前記周波数で強度が変化する散乱光を抽出する生体観察方法。 - 所定の波長帯域にわたる照明光を生体組織に照射し、
前記生体組織内を透過してきた散乱光から、生体組織内の観察対象の分光特性が略単調に変化し、生体組織内の他の部分の分光特性の変化がそれよりも小さい波長帯域において、波長を所定の周波数で周期的に変化させて散乱光を選択し、
選択された散乱光を受光し、
受光された散乱光から、前記周波数で強度が変化する散乱光を抽出する生体観察方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007333869A JP2009153654A (ja) | 2007-12-26 | 2007-12-26 | 生体観察装置および生体観察方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007333869A JP2009153654A (ja) | 2007-12-26 | 2007-12-26 | 生体観察装置および生体観察方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009153654A true JP2009153654A (ja) | 2009-07-16 |
Family
ID=40958322
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007333869A Withdrawn JP2009153654A (ja) | 2007-12-26 | 2007-12-26 | 生体観察装置および生体観察方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009153654A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011081141A1 (ja) * | 2009-12-28 | 2011-07-07 | オリンパス株式会社 | 光散乱性を有する対象の内部観察装置、生体内部観察装置および内部観察用内視鏡、並びに内部観察方法 |
JP2012187241A (ja) * | 2011-03-10 | 2012-10-04 | Hoya Corp | 光源装置、及び電子内視鏡システム |
JP2012200282A (ja) * | 2011-03-23 | 2012-10-22 | Olympus Corp | 内部観察装置及び内部観察方法 |
US9055866B2 (en) | 2008-06-27 | 2015-06-16 | Olympus Corporation | Internal observation device for object having light scattering properties, internal body observation device, endoscope for internal observation and internal observation method |
WO2015126154A1 (ko) * | 2014-02-21 | 2015-08-27 | 이동화 | 생체신호 감지장치 |
JP2017000836A (ja) * | 2016-09-27 | 2017-01-05 | Hoya株式会社 | 電子内視鏡装置 |
CN111272681A (zh) * | 2013-07-17 | 2020-06-12 | 松下知识产权经营株式会社 | 分光装置 |
-
2007
- 2007-12-26 JP JP2007333869A patent/JP2009153654A/ja not_active Withdrawn
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9055866B2 (en) | 2008-06-27 | 2015-06-16 | Olympus Corporation | Internal observation device for object having light scattering properties, internal body observation device, endoscope for internal observation and internal observation method |
WO2011081141A1 (ja) * | 2009-12-28 | 2011-07-07 | オリンパス株式会社 | 光散乱性を有する対象の内部観察装置、生体内部観察装置および内部観察用内視鏡、並びに内部観察方法 |
JP5658171B2 (ja) * | 2009-12-28 | 2015-01-21 | オリンパス株式会社 | 内部観察装置 |
JP2015077415A (ja) * | 2009-12-28 | 2015-04-23 | オリンパス株式会社 | 走査型の内部観察装置及びそれを用いて観察画像を得る方法 |
JP2012187241A (ja) * | 2011-03-10 | 2012-10-04 | Hoya Corp | 光源装置、及び電子内視鏡システム |
JP2012200282A (ja) * | 2011-03-23 | 2012-10-22 | Olympus Corp | 内部観察装置及び内部観察方法 |
CN111272681A (zh) * | 2013-07-17 | 2020-06-12 | 松下知识产权经营株式会社 | 分光装置 |
WO2015126154A1 (ko) * | 2014-02-21 | 2015-08-27 | 이동화 | 생체신호 감지장치 |
JP2017000836A (ja) * | 2016-09-27 | 2017-01-05 | Hoya株式会社 | 電子内視鏡装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2009153654A (ja) | 生体観察装置および生体観察方法 | |
JP5519152B2 (ja) | 光学顕微鏡法を用いて解剖学的サンプルに関わる情報を取得するための装置 | |
US10194803B2 (en) | Control apparatus, measurement apparatus, control method, and storage medium | |
JPWO2007034802A1 (ja) | 弾性粘性測定装置 | |
JP2010169686A (ja) | スペクトル・時間励起成形によるコヒーレント・ラマン顕微鏡法における選択的検出およびイメージングのためのシステムおよび方法 | |
JP2007101250A (ja) | 光断層画像化方法 | |
JPWO2015008435A1 (ja) | 分光装置 | |
JP2007268047A (ja) | 電子内視鏡装置およびプログラム | |
JP6082321B2 (ja) | 手術用顕微鏡システム | |
JP4963482B2 (ja) | 成分濃度測定装置及び成分濃度測定方法 | |
US20120127557A1 (en) | Apparatus and method for irradiating a medium | |
EP3287080B1 (en) | Photoacoustic wave detecting device, and photoacoustic imaging device | |
US20140121505A1 (en) | Photoacoustic imaging system and apparatus, and probe unit used therewith | |
JP2015024125A (ja) | 被検体情報取得装置、被検体情報取得装置の制御方法 | |
KR101620458B1 (ko) | 광음향 촬영 장치 및 이를 이용한 산소포화도 측정방법 | |
CN110140020A (zh) | 混合式拉曼光谱与光学相干性断层扫描成像 | |
JP2017176811A5 (ja) | ||
JP2014136102A (ja) | ドプラ計測装置およびドプラ計測方法 | |
JP2009213563A (ja) | 成分濃度測定装置 | |
JP2007267761A (ja) | 光干渉断層計 | |
JP5186791B2 (ja) | 孔体内検査装置 | |
JP2016053482A (ja) | 光音響波測定装置および光音響波測定方法 | |
JP2005328990A (ja) | 生体情報測定装置および内視鏡装置 | |
JP2005083954A (ja) | 断層映像装置 | |
WO2018135005A1 (ja) | 信号処理装置、光音響波撮影装置および信号処理方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20110301 |