JPS6225371B2 - - Google Patents
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- JPS6225371B2 JPS6225371B2 JP55117598A JP11759880A JPS6225371B2 JP S6225371 B2 JPS6225371 B2 JP S6225371B2 JP 55117598 A JP55117598 A JP 55117598A JP 11759880 A JP11759880 A JP 11759880A JP S6225371 B2 JPS6225371 B2 JP S6225371B2
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- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は経内視鏡的に生体腔内の被検部位の光
吸収スペクトル（光音響スペクトル；Phote
Acostic Spectrum）を測定するようにした光音
響分光測定用プローブに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides an optical absorption spectrum (photoacoustic spectrum;
The present invention relates to a photoacoustic spectrometer measurement probe adapted to measure an acoustic spectrum (Acoustic Spectrum).
従来、生体組織を採取することなく、生体腔内
の状態を生きたそのままで検査する方法として内
視鏡を用いる方法がある。しかし、この方法は生
体腔内の表面を直接または写真によつて肉眼的に
観察するものであるため、生体腔の内表面の状態
しか観察できない。そのため、内表面以外の、た
とえば粘膜下の病変部までは発見することができ
ない。また、その内表面に病変部が生じていて
も、これが可視的に現われない限り発見不可能で
あつた。 BACKGROUND ART Conventionally, there is a method of using an endoscope to examine the condition inside a living body cavity without collecting living tissue. However, since this method involves visually observing the surface inside the body cavity directly or by photographing, only the state of the inner surface of the body cavity can be observed. Therefore, lesions on areas other than the inner surface, such as submucosal lesions, cannot be discovered. Furthermore, even if a lesion occurs on the inner surface, it cannot be detected unless it becomes visible.
一方、生体腔内の生体組織を採取し、この試料
を用いる検査方法は種々知られているが、これら
の方法は生きたままで生体を検査するものでない
以上、必ずしも信頼することができない。さら
に、生体組織を採取する作業に多大の労力を必要
とするとともに、患者の生体腔を傷付け、かつ患
者に苦痛を与えるという欠点があつた。 On the other hand, various testing methods are known that collect living tissue from a living body cavity and use this sample, but these methods are not necessarily reliable as they do not test living bodies. Further, there are disadvantages in that it requires a great deal of labor to collect the living tissue, damages the patient's living cavity, and causes pain to the patient.
本発明は上記事情に着目してなされたもので、
その目的とするところは試料を採取することな
く、光音響法により生体腔内の生体組織を生きた
そのままで光吸収スペクトルを測定できるととも
に、生体腔の内表面のみならず、その下部の状態
まで検査することができる光音響分光測定用プロ
ーブを提供することにある。 The present invention has been made focusing on the above circumstances,
The purpose of this is to be able to measure the optical absorption spectra of live living tissue within the body cavity using the photoacoustic method without collecting samples, and to measure not only the inner surface of the body cavity but also the condition of the underlying part. An object of the present invention is to provide a probe for photoacoustic spectroscopy that can be inspected.
一般に、物質（生体）に光を照射すると、反
射、散乱および透過する光以外の光エネルギは何
らかの形態でその物質に吸収される。一旦吸収さ
れた光エネルギの一部は発光、螢光およびりん光
などの光エネルギとして放出されるが、それ以外
の光エネルギは物質内の分子の並進、回転あるい
は振動となり、また固体では格子振動などに転化
され、最終的には局所的な熱エネルギとなつて散
逸する。この場合、局所熱エネルギは物質中で局
所的な熱膨張を引き起し、圧力波あるいは音波と
して伝搬する。この圧力波あるいは音波を検出す
ることにより物質（生体）の光吸収スペクトルを
得ることができ、これが光音響分光法である。 Generally, when a substance (living body) is irradiated with light, the light energy other than the reflected, scattered, and transmitted light is absorbed by the substance in some form. Once absorbed, part of the light energy is emitted as light energy such as luminescence, fluorescence, and phosphorescence, but other light energy becomes the translation, rotation, or vibration of molecules within substances, and in solids, lattice vibrations. and finally dissipates as local thermal energy. In this case, local thermal energy causes local thermal expansion in the material and propagates as pressure waves or sound waves. By detecting this pressure wave or sound wave, the optical absorption spectrum of a substance (living body) can be obtained, which is photoacoustic spectroscopy.
そして、本発明はこの光音響分光法によつて生
体腔内の生体組織の光吸収スペクトルを測定しよ
うとするものである。 The present invention attempts to measure the light absorption spectrum of living tissue within a living cavity by this photoacoustic spectroscopy.
以下、本発明の一実施例を第１図および第２図
にもとづいて説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2.
第１図中１は内視鏡であり、この内視鏡１は挿
入部２の手元側端に操作部３を連結してなり、さ
らに、この内部には挿入部２および操作部３にわ
たつて挿通チヤンネル４が形成されている。挿通
チヤンネル４の先端は挿入部２の先端面に開口
し、また、基端は操作部３の挿入口部５に開口し
ている。また、挿入部２の先端面には観察窓６が
設けられており、操作部３には接眼部７が設けら
れている。そして、挿入部２および操作部３の各
内部にわたつてはイメージガイド８が設けられて
いて、このイメージガイド８を通じて観察窓６か
らの体腔内の視野を接眼部７において観察できる
ようになつている。 Reference numeral 1 in FIG. 1 is an endoscope, and this endoscope 1 has an operating section 3 connected to the proximal end of an insertion section 2. Furthermore, there is a section inside the insertion section 2 and an operating section 3. An insertion channel 4 is formed therethrough. The distal end of the insertion channel 4 opens to the distal end surface of the insertion section 2, and the proximal end opens to the insertion opening section 5 of the operating section 3. Further, an observation window 6 is provided on the distal end surface of the insertion section 2, and an eyepiece section 7 is provided on the operation section 3. An image guide 8 is provided inside each of the insertion section 2 and the operation section 3, and through this image guide 8, the field of view inside the body cavity from the observation window 6 can be observed at the eyepiece section 7. ing.
そして、上記挿通チヤンネル４には次に述べる
光音響分光測定用プローブ９が着脱自在に挿通で
きるようになつている。上記光音響分光測定用プ
ローブ９は上記挿通チヤンネル４に挿通可能な可
撓性の外套管１０の内部に可撓性の内管１１を進
退自在に挿入してそのプローブ本体１２を構成し
てなり、さらに上記外套管１０の手元側基端には
操作部１３の本体１４を取付け固定したものであ
る。この操作部１３の本体１４の後端には指受け
１５が設けられており、また、内管１１の突出す
る後端には操作ノブ１６を設けてある。そして、
操作ノブ１６を押し引きすることにより外套管１
０に対し内管１１を進退させ得るようになつてい
る。 A photoacoustic spectroscopy probe 9, which will be described below, can be inserted into the insertion channel 4 in a detachable manner. The photoacoustic spectroscopy probe 9 has a probe main body 12 formed by inserting a flexible inner tube 11 into a flexible outer tube 10 that can be inserted into the insertion channel 4 so as to be able to move forward and backward. Further, a main body 14 of an operating section 13 is attached and fixed to the base end of the mantle tube 10 on the proximal side. A finger rest 15 is provided at the rear end of the main body 14 of the operating portion 13, and an operation knob 16 is provided at the protruding rear end of the inner tube 11. and,
By pushing and pulling the operation knob 16, the mantle tube 1 is
The inner tube 11 can be moved forward and backward with respect to zero.
一方、上記内管１１の先端には支持体１７が取
付け固定されている。そして、この支持体１７に
はプローブ本体１２の長手軸方向に沿つてその先
端面１８の前方に突き出す一対の穿刺針１９，２
０が設けられている。この各穿刺針１９，２０は
それぞれ中空パイプによつて形成され、上記支持
体１７を貫通する状態で取り付けられており、さ
らに各穿刺針１９，２０の先端は第２図で示すよ
うに互いに向い合う内側に傾斜する端面２１，２
２に切欠されて針先２３，２４を形成している。
すなわち、端面２１，２２はプローブ本体１２の
長手中心軸に対して対称的に対向するように設け
られている。そして、一方の穿刺針１９の端面２
１にはパルス光を出射する光出射端２５が形成さ
れ、他方の穿刺針２０の端面２２には圧力波ある
いは音波を検出する受信素子２６がそれぞれ設け
られている。さらに、光出射端２５側の穿刺針１
９内にはたとえば光学繊維束からなる光伝送体２
７の先端部が挿入されていて、上記光出射端２５
にパルス光を送り込むようになつている。上記光
伝送体２７はプローブ本体１２の内管１１および
その内管１１の外端部に接続したケーブル２８内
を通じて外部の光源装置２９に接続されるように
なつている。 On the other hand, a support body 17 is attached and fixed to the tip of the inner tube 11. This support body 17 has a pair of puncture needles 19 and 2 that protrude forward from its tip surface 18 along the longitudinal axis direction of the probe body 12.
0 is set. Each of the puncture needles 19 and 20 is formed of a hollow pipe and is attached so as to pass through the support 17, and the tips of the puncture needles 19 and 20 are oriented toward each other as shown in FIG. Matching inwardly inclined end surfaces 21, 2
2 are notched to form needle tips 23 and 24.
That is, the end surfaces 21 and 22 are provided so as to be symmetrically opposed to the longitudinal central axis of the probe body 12. Then, the end surface 2 of one puncture needle 19
1 is formed with a light emitting end 25 that emits pulsed light, and the end face 22 of the other puncture needle 20 is provided with a receiving element 26 that detects pressure waves or sound waves. Furthermore, the puncture needle 1 on the light emitting end 25 side
Inside 9 is a light transmitting body 2 made of, for example, an optical fiber bundle.
7 is inserted, and the light emitting end 25
It is designed to send pulsed light to the The optical transmission body 27 is connected to an external light source device 29 through the inner tube 11 of the probe body 12 and a cable 28 connected to the outer end of the inner tube 11.
上記光源装置２９は第１図で示すように光源部
３０とチヨツパ３１とからなり、上記光源部３０
は発振光の波長を可変できる色素レーザまたはキ
セノンランプなどが用いられている。なお、キセ
ノンランプなどを使用する場合にはこれに分光器
を組み込み出射する光の波長を選択できるように
なつている。また、上記チヨツパ３１は光源部３
０からの単色光を数十Hz程度のパルス光にするも
のであり、このパルス光を上記光伝送体２７に送
り込むようになつている。 As shown in FIG. 1, the light source device 29 includes a light source section 30 and a chopper 31.
A dye laser or a xenon lamp, etc., which can vary the wavelength of the oscillated light, is used. Note that when using a xenon lamp or the like, a spectrometer is built into it so that the wavelength of the emitted light can be selected. Further, the chipper 31 is connected to the light source section 3.
It converts monochromatic light from 0 to pulsed light of approximately several tens of Hz, and this pulsed light is sent to the optical transmission body 27.
また、上記受信素子２６はたとえばマイクロホ
ン、ピエヅ圧電素子や圧力トランスジユーサなど
によつて構成されていて、パルス光を照射した被
検部位からの圧力波あるいは音波を電気信号に変
換するようになつている。そして、この受信素子
２６にはその電気信号を伝送するための信号線３
２が接続されている。この信号線３２は内管１１
およびケーブル２８内を通じて外部の増幅器３３
に接続されるようになつている。上記増幅器３３
は前述したチヨツパ３１と同期をとつて作動する
ロツクインアンプなどからなり、これによつて上
記電気信号についてチヨツパ３１と同期する信号
のみを増幅して取り出すようになつている。 Further, the receiving element 26 is composed of, for example, a microphone, a piezoelectric element, a pressure transducer, etc., and converts pressure waves or sound waves from the examined part irradiated with pulsed light into electrical signals. ing. This receiving element 26 is connected to a signal line 3 for transmitting the electrical signal.
2 are connected. This signal line 32 is connected to the inner tube 11
and an external amplifier 33 through cable 28.
It is becoming connected to. The amplifier 33
consists of a lock-in amplifier that operates in synchronization with the chopper 31 described above, thereby amplifying and extracting only the electrical signals that are synchronized with the chopper 31.
また、この増幅器３３にはその増幅信号を記録
して表示できる記録計３４が接続されている。 Further, a recorder 34 is connected to this amplifier 33 and can record and display the amplified signal.
次に、上記光音響分光測定用プローブ９の使用
方法とその動作を説明する。 Next, a method of using the photoacoustic spectroscopy probe 9 and its operation will be explained.
まず、検査しようとする生体腔３５内に内視鏡
１の挿入部２を導入し、生体腔３５内を観察して
被検部位３６を予定する。つぎに、内視鏡１の挿
通チヤンネル４を通じてプローブ本体１２の先端
部を上記生体腔３５内に突き出す。そして、第２
図で示すように外套管１０の先端縁を被検部位３
６に押し当てるとともに、手元側の操作部１３に
おける操作ノブ１６を操作して内管１１を前進さ
せることにより、一対の穿刺針１９，２０を外套
管１０の先端開口から突き出し、被検部位３６に
突き刺す。しかして、両方の穿刺針１９，２０の
先端部を粘膜下の病変部３７にまで到達させるこ
とができる。 First, the insertion section 2 of the endoscope 1 is introduced into the biological cavity 35 to be examined, and the interior of the biological cavity 35 is observed to plan for the region to be examined 36 . Next, the distal end of the probe body 12 is pushed into the body cavity 35 through the insertion channel 4 of the endoscope 1. And the second
As shown in the figure, insert the distal edge of the mantle tube 10 into the test area 3.
6 and move the inner tube 11 forward by operating the operation knob 16 on the operating section 13 on the proximal side, the pair of puncture needles 19 and 20 protrude from the distal opening of the outer tube 10 and stab into. Thus, the tips of both puncture needles 19 and 20 can reach the submucosal lesion 37.
そこで、外部の光源装置２９を作動させるとと
もに、光伝送体２７を通じて光出射端２５にパル
ス光を導びき、上記病変部３７にそのパルス光を
出射させる。このようにして被検部位３６内に直
接パルス光が照射されると、前述したようにその
生体組織の光吸収係数に応じてその波長における
光エネルギが吸収されて温度上昇を生じ、この温
度上昇によつて圧力波あるいは音波を発生させ
る。この圧力波あるいは音波は同じく被検部位３
６内に埋没する受信素子２６によつて受信し、電
気信号に変換するのである。一方、この受信素子
２６で検出された電気信号は信号線３２を通じて
外部の増幅器３３に導びき上記チヨツパ３１と同
期する信号成分のみを増幅して取り出す。したが
つて、検出信号のＳ／Ｎを向上することができ
る。また、この増幅して取り出された信号は記録
計３４によつてその強さ等が記録される。 Therefore, the external light source device 29 is activated, pulsed light is guided to the light emitting end 25 through the light transmission body 27, and the pulsed light is emitted to the lesion 37. When the pulsed light is directly irradiated into the test region 36 in this way, the light energy at that wavelength is absorbed according to the light absorption coefficient of the living tissue, causing a temperature rise, as described above. generates pressure waves or sound waves. This pressure wave or sound wave also
The received signal is received by a receiving element 26 embedded in the receiving element 6 and converted into an electrical signal. On the other hand, the electrical signal detected by this receiving element 26 is led to an external amplifier 33 through a signal line 32, and only the signal component synchronized with the chopper 31 is amplified and extracted. Therefore, the S/N of the detection signal can be improved. Further, the strength of the amplified and extracted signal is recorded by a recorder 34.
このようにして特定の波長の光についての被検
部位３６の光吸収係数を測定することができる。
また、別の波長の光を順次選択して上記同様にし
て被検部位３６の各波長の光吸収係数をそれぞれ
測定する。 In this way, the light absorption coefficient of the test site 36 for light of a specific wavelength can be measured.
Further, light of different wavelengths is sequentially selected and the light absorption coefficient of each wavelength of the test region 36 is measured in the same manner as described above.
そして、各波長の光について光吸収係数の測定
データに現われる特徴をみてその被検部位３６の
状態、たとえば病変部３７の有無などを診断する
ことができる。 Then, by looking at the characteristics appearing in the measurement data of the light absorption coefficient for each wavelength of light, the condition of the test site 36, for example, the presence or absence of a lesion 37, can be diagnosed.
また、被検部位３６における特定物質の量を測
定（定量）する場合には、その物質に特徴的に作
用する波長の光で励起し、その圧力波あるいは音
波を検出し、その信号の大小によつて判断する。 In addition, when measuring (quantifying) the amount of a specific substance in the test area 36, the substance is excited with light of a wavelength that acts characteristically, the pressure wave or sound wave is detected, and the magnitude of the signal is determined. Then judge.
なお、上記実施例においてレーザ装置を光源部
３０に使用する場合には、そのレーザ光の収束性
がよく、かつ入射効率がよいので、この場合は光
伝送体２７を細くし、また細い１本の光学繊維束
を用いて構成することができる。この場合は光伝
送体２７を細くできるので、これに伴つてプロー
ブ本体１２を細径化することができる。 In addition, when a laser device is used in the light source section 30 in the above embodiment, the laser beam has good convergence and incidence efficiency, so in this case, the optical transmission body 27 is made thin, and a single thin beam is used. It can be constructed using optical fiber bundles of In this case, since the optical transmission body 27 can be made thinner, the diameter of the probe body 12 can be made thinner accordingly.
以上説明したように本発明によれば生体腔内の
生体組織を採取することなく、生体腔内の被検部
位を生きたそのままで、光音響分光測定法により
被検部位の光吸収スペクトルを測定することがで
きる。このため、肉眼的にしか観察できない内視
鏡による検査とは異なり、被検部位の表面のみな
らずその内部まで検査できる。特に発見できにく
い粘膜下の、たとえば早期ガンや腫瘍などの病変
部まで容易に発見できる。しかも、肉眼的には現
われない疾患も発見できる。さらに、光吸収係数
を測定するものであるため、定量的に客観化され
たデータによつて診断でき、その信頼性を向上す
ることができる。 As explained above, according to the present invention, the light absorption spectrum of the test site is measured by photoacoustic spectroscopy while the test site is still alive in the biocavity without collecting biological tissue within the biocavity. can do. For this reason, unlike an examination using an endoscope, which can only be observed with the naked eye, it is possible to examine not only the surface of the test site but also the inside thereof. In particular, lesions under the mucosa, such as early stage cancers and tumors, which are difficult to detect, can be easily detected. What's more, it can also detect diseases that are not visible to the naked eye. Furthermore, since the method measures the light absorption coefficient, diagnosis can be made using quantitatively objective data, and its reliability can be improved.
また、本発明によれば生体腔内の生体組織を採
取する労力が不要であり、また、患者を傷付けて
苦痛を与えることがない。 Furthermore, according to the present invention, there is no need for labor to collect living tissue within a living cavity, and there is no need to injure or cause pain to the patient.
しかも、Ｘ線による検査の場合とは異なり、生
体に悪影響を与えず、検査手段としてはすぐれた
ものである。 Moreover, unlike the case of X-ray examination, it does not have any adverse effect on the living body and is an excellent means of examination.
そして、本発明は特に生体腔内の被検部位に一
対の穿刺針を穿刺することによりその被検部位を
保持しながら検査するため、安定した検査を行な
うことができる。しかも、被検部位にパルス光を
照射する光出射端と、被検部位で生じる圧力波あ
るいは音波を検出する受信素子を上記穿刺針に設
けたから、これを被検部位内に埋没させて空気層
等を介することなく直接出射および受信するた
め、そのパルス光と、圧力波あるいは音波を極力
減衰させることがない。したがつて、精度のよい
検査を行なうことができる。 In particular, in the present invention, a pair of puncture needles are inserted into a test site within a living body cavity, and the test site is held while the test site is held, so that a stable test can be performed. Furthermore, since the puncture needle is equipped with a light emitting end that irradiates pulsed light onto the test site and a receiving element that detects pressure waves or sound waves generated at the test site, it can be buried within the test site to create an air gap. Since the pulsed light, pressure waves, or sound waves are directly emitted and received without going through any other means, the pulsed light, pressure waves, or sound waves are not attenuated as much as possible. Therefore, highly accurate inspection can be performed.
図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図
はその使用状態における全体の斜視図、第２図は
内視鏡の挿通チヤンネルに挿通したプローブ本体
の先端部の断面図である。
１……内視鏡、４……挿通チヤンネル、９……
光音響分光測定用プローブ、１０……外套管、１
１……内管、１９，２０……穿刺針、２５……光
出射端、２６……受信素子、２７……光伝送体、
３６……被検部位。
The drawings show one embodiment of the present invention; FIG. 1 is a perspective view of the entire device in use, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the tip of a probe body inserted into an insertion channel of an endoscope. 1... Endoscope, 4... Insertion channel, 9...
Probe for photoacoustic spectroscopy, 10... Mantle tube, 1
1... Inner tube, 19, 20... Puncture needle, 25... Light emitting end, 26... Receiving element, 27... Optical transmission body,
36...Tested part.
Claims (1)
ブ本体と、このプローブ本体の先端部に設けられ
体腔内の被検部位に穿刺する少なくとも一対の穿
刺針と、この穿刺針の一方に設けられ穿刺した被
検部位内にパルス光を出射する光出射端と、他方
の穿刺針に設けられ上記被検部位内において生じ
る圧力波あるいは音波を検出する受信素子とを具
備したことを特徴とする光音響分光測定用プロー
ブ。1. A probe body that can be inserted into the insertion channel of an endoscope, at least a pair of puncture needles that are provided at the tip of the probe body and that puncture the test site in the body cavity, and a Photoacoustic spectroscopy characterized by comprising a light emitting end that emits pulsed light into the test site, and a receiving element that is provided on the other puncture needle and detects pressure waves or sound waves generated within the test site. Measurement probe.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55117598A JPS5740632A (en) | 1980-08-26 | 1980-08-26 | Probe for photo-acoustic spectroscopic inspection |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55117598A JPS5740632A (en) | 1980-08-26 | 1980-08-26 | Probe for photo-acoustic spectroscopic inspection |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5740632A JPS5740632A (en) | 1982-03-06 |
| JPS6225371B2 true JPS6225371B2 (en) | 1987-06-02 |
Family
ID=14715761
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55117598A Granted JPS5740632A (en) | 1980-08-26 | 1980-08-26 | Probe for photo-acoustic spectroscopic inspection |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5740632A (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0754855Y2 (en) * | 1989-06-16 | 1995-12-18 | アロカ株式会社 | Photoacoustic sensor |
| JP5743957B2 (en) * | 2011-06-07 | 2015-07-01 | 富士フイルム株式会社 | Photoacoustic image generation apparatus and method |
| JP5819387B2 (en) * | 2013-01-09 | 2015-11-24 | 富士フイルム株式会社 | Photoacoustic image generating apparatus and insert |
| WO2016006188A1 (en) * | 2014-07-08 | 2016-01-14 | 富士フイルム株式会社 | Photoacoustic image generation device and insert |
-
1980
- 1980-08-26 JP JP55117598A patent/JPS5740632A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5740632A (en) | 1982-03-06 |
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