(57)【要約】  生体組織の表面を隠すことなく生体組織内の血流等の動的成分を測定する。生体組織（Ａ）に対して照射するレーザ光Ｐを伝送し射出端（８ａ）から射出する第１の伝送路（８）と、生体組織（Ａ）における動的成分の情報を含む生体組織（Ａ）からの散乱光（Ｒ）を入射端（９ａ）において受光して伝送する第２の伝送路（９）と、射出端（８ａ）から射出されたレーザ光（Ｐ）を屈折させて生体組織（Ａ）に照射するとともに、生体組織（Ａ）からの散乱光（Ｒ）を集光して入射端に受光させる、全体として正のパワーを有する光学素子（１０）とを備える医療用プローブ（２）と、入射端（９ａ）で受光した散乱光（Ｒ）を検出する光検出部と、動的成分の情報に基づいて血管の有無を判定するプロセッサ（６）とを備える血管判定システムを提供する。
2017010465.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体組織に対して照射するレーザ光を伝送し射出端から射出する第１の伝送路と、
前記生体組織における動的成分の情報を含む該生体組織からの散乱光を入射端において受光して伝送する第２の伝送路と、
前記射出端から射出されたレーザ光を屈折させて前記生体組織に照射するとともに、該生体組織からの散乱光を集光して前記入射端に受光させる、全体として正のパワーを有する光学素子とを備える医療用プローブと、
前記入射端で受光した前記散乱光を検出する光検出部と、
前記動的成分の情報に基づいて血管の有無を判定するプロセッサとを備える血管判定システム。
【請求項２】
前記射出端と前記入射端とが隣接して配置されている請求項１に記載の血管判定システム。
【請求項３】
前記第１の伝送路および前記第２の伝送路が、マルチコア光ファイバの別個のコアである請求項１または請求項２に記載の血管判定システム。
【請求項４】
前記射出端から射出されたレーザ光の光束と、前記入射端により受光される前記散乱光の光束とが前記光学素子に向かって互いに離れる方向に、前記レーザ光および前記散乱光の少なくとも一方を偏向する光偏向部を備える請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の血管判定システム。
【請求項５】
前記光偏向部が、前記射出端および前記入射端の少なくとも一方と前記光学素子との間に配置された負のパワーを有するフィールドレンズである請求項４に記載の血管判定システム。
【請求項６】
前記光偏向部が、前記射出端および前記入射端の少なくとも一方と前記光学素子との間に配置されたプリズムである請求項４に記載の血管判定システム。
【請求項７】
前記射出端および前記入射端の少なくとも一方が、先端に向かって他方から離れる方向に傾斜するように、斜めに研磨されている請求項１または請求項２に記載の血管判定システム。
【請求項８】
前記射出端および前記入射端の少なくとも一方が、他方とは反対側に向かうように前記第１の伝送路または前記第２の伝送路が湾曲させられている請求項１または請求項２に記載の血管判定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、血管判定システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、射出光伝播ファイバを通して生体にレーザ光を照射し、生体からの散乱光を散乱光伝播ファイバを通してフォトダイオードで検出し、ドップラシフトによる散乱光の干渉成分の周波数解析によって血流を測定するレーザ血流計が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２７８９８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１のレーザ血流計は、センサヘッドを生体の表面に密着させる方式のものであり、血流の測定中には、生体がセンサヘッドに隠れてしまい、血流の大きな血管が発見されても、操作者が血管の位置を視認することができないという不都合がある。【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、生体組織の表面を隠すことなく生体組織内の血流等の動的成分を測定し、血管の有無を判定することができる血管判定システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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。
本発明の一態様は、生体組織に対して照射するレーザ光を伝送し射出端から射出する第１の伝送路と、前記生体組織における動的成分の情報を含む該生体組織からの散乱光を入射端において受光して伝送する第２の伝送路と、前記射出端から射出されたレーザ光を屈折させて前記生体組織に照射するとともに、該生体組織からの散乱光を集光して前記入射端に受光させる、全体として正のパワーを有する光学素子とを備える医療用プローブと、前記入射端で受光した前記散乱光を検出する光検出部と、前記動的成分の情報に基づいて血管の有無を判定するプロセッサとを備える血管判定システムである。【０００７】
本態様によれば、第１の伝送路の射出端から射出されたレーザ光が正のパワーを有する光学素子により屈折されることにより、射出端から射出された状態よりも小さな拡散角度の光束となって生体組織に照射される。生体組織に入射されたレーザ光は生体組織表面および内部において散乱され、散乱光となって正のパワーを有する光学素子により集光され、第２の伝送路の入射端により受光される。受光された散乱光は、生体組織における動的成分の情報を含んでいるので、ドップラシフトによる散乱光の干渉成分の周波数解析によって生体内における変動を測定することが可能となる。【０００８】
この場合において、正のパワーを有する光学素子によりレーザ光の拡散角度を低減しているので、光学素子を生体組織から離間させても、光密度の高いレーザ光を生体組織に照射することができ、入射端により受光される散乱光の強度を向上してＳＮ比を向上し、生体組織における動的成分を精度よく測定することができる。したがって、医療用プローブ自体によって生体組織の表面を覆わずに済むので、操作者が生体組織の表面を視認しながら、その位置における血流等の動的成分を測定することができる。【０００９】
上記態様においては、前記射出端と前記入射端とが隣接して配置されていることが好ましい。
第１の伝送路および第２の伝送路は十分に小径に構成し得るので、射出端と入射端とを隣接させることにより、両者を十分に近接させることができる。例えば、第１の伝送路および第２の伝送路が光ファイバである場合には、クラッドを含む光ファイバの直径まで、射出端と入射端とを近接させることができる。【００１０】
これにより、入射端と射出端とを近接させればさせるほど、光学素子より生体組織側において、射出端から射出されたレーザ光の光束と、入射端に入射される散乱光の光束との主光線の角度を浅くすることができる。これにより、光束径が低減された光束どうしが重なり合う領域、すなわち、血流等の動的成分を測定可能な医療用プローブと生体組織との距離範囲を大きく確保することができ、使い勝手を向上することができる。【００１１】
また、前記第１の伝送路および前記第２の伝送路が、マルチコア光ファイバの別個のコアであってもよい。
マルチコア光ファイバは、クラッドを共通化してコアどうしが近接しているので、別個の光ファイバを用いる場合と比較して、射出端と入射端とをより近接させることができ、光学素子よりも生体組織側において、レーザ光の光束と散乱光の光束とが重なり合う領域をより大きく確保することができる。【００１２】
また、上記態様においては、前記射出端から射出されたレーザ光の光束と、前記入射端により受光される前記散乱光の光束とが前記光学素子に向かって互いに離れる方向に、前記レーザ光および前記散乱光の少なくとも一方を偏向する光偏向部を備えていてもよい。
光学素子のパワーが大きい場合、射出端に光学素子を近接して配置でき、射出端から射出されたレーザ光の広がりが比較的小さい状態に屈折されるので、生体組織に照射されるレーザ光の光束径を抑え、光密度を高めてＳＮ比を改善できる反面、光学素子の瞳位置も光学素子に近接するため、光学素子から離れた位置に生体組織が配置されたときのレーザ光の光束と散乱光の光束との重なりは小さくなる。【００１３】
一方、光学素子のパワーが小さい場合、射出端から光学素子を離す必要があり、光学素子の瞳位置も光学素子から離れた位置に配置されるため、生体組織の位置におけるレーザ光の光束と散乱光の光束との重なりを大きく確保できる反面、射出端から射出されたレーザ光が大きく広がった位置で屈折するので、生体組織に照射されるレーザ光の光束径が大きくなり、ＳＮ比が低下する。【００１４】
本態様によれば、射出端および入射端と光学素子との間のレーザ光の光束と散乱光の光束とが、光学素子に向かって離れる方向に、レーザ光および散乱光の少なくとも一方が光偏向部により偏向され、各光束が光学素子を通過する位置が軸外方向に移動するので、光学素子のパワーを大きくして、生体組織に照射されるレーザ光の光束径を抑えつつ、光学素子の瞳位置を生体組織側にずらして、光学素子から離れた位置に生体組織が配置されたときのレーザ光の光束と散乱光の光束との重なりを大きく確保することができる。これにより、検出感度を向上することができる。【００１５】
また、上記態様においては、前記光偏向部が、前記射出端および前記入射端の少なくとも一方と前記光学素子との間に配置された負のパワーを有するフィールドレンズであってもよい。
このようにすることで、フィールドレンズによって簡易に光束を偏向し、生体組織に照射されるレーザ光の光束径を抑えつつ、光学素子から離れた位置に生体組織が配置されたときのレーザ光の光束と散乱光の光束との重なりを大きく確保し、測定感度を向上することができる。【００１６】
また、上記態様においては、前記光偏向部が、前記射出端および前記入射端の少なくとも一方と前記光学素子との間に配置されたプリズムであってもよい。
このようにすることで、プリズムによって簡易に光束を偏向し、生体組織に照射されるレーザ光の光束径を抑えつつ、光学素子から離れた位置に生体組織が配置されたときのレーザ光の光束と散乱光の光束との重なりを大きく確保し、測定感度を向上することができる。【００１７】
また、上記態様においては、前記射出端および前記入射端の少なくとも一方が、先端に向かって他方から離れる方向に傾斜するように、斜めに研磨されていてもよい。
このようにすることで、射出端から射出されるレーザ光の光束および入射端に入射される散乱光の光束が、光学素子に向かって互いに離れる方向に向かうように、射出端から射出時にレーザ光を偏向し、あるいは、入射端への入射時に散乱光を偏向させることができる。これにより、光学素子から離れた位置に配置された生体組織に対しても測定感度を向上することができる。【００１８】
また、上記態様においては、前記射出端および前記入射端の少なくとも一方が、他方とは反対側に向かうように前記第１の伝送路または前記第２の伝送路が湾曲させられていてもよい。
このようにすることで、射出端からのレーザ光の射出方向自体あるいは入射端への散乱光の入射方向自体によって、射出端から射出されるレーザ光の光束および入射端に入射される散乱光の光束を、光学素子に向かって互いに離れる方向に指向させることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、生体組織の表面を隠すことなく生体組織内の血流等の動的成分を測定し、血管の有無を判定することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る医療用プローブを備える測定システムを示す模式的な全体構成図である。
【図２】図１の医療用プローブの先端部および、第１のレーザ光と散乱光との光束の位置関係を示す図である。
【図３】図１の医療用プローブに備えられる照明用光ファイバと検出用光ファイバの配置を示す正面図である。
【図４】図３の変形例に備えられるマルチコア光ファイバを示す正面図である。
【図５】図１の医療用プローブにおける光束の重複範囲と光ファイバの中心間距離との関係を説明する図である。
【図６】図１の医療用プローブの変形例であって、負のパワーを有するフィールドレンズを備えた医療用プローブの先端部および、第１のレーザ光と散乱光との光束の位置関係を示す図である。
【図７】図６の医療用プローブにおける光束の重複範囲と光ファイバの中心間距離との関係を説明する図である。
【図８】図１の医療用プローブの変形例であって、プリズムを備えた光ファイバの先端部を示す縦断面図である。
【図９】図８のプリズムの方向を異ならせた光ファイバの先端部を示す縦断面図である。
【図１０】図１の医療用プローブの変形例であって、光ファイバの射出端および入射端を斜めに研磨した光ファイバの先端部を示す縦断面図である。
【図１１】図１の医療用プローブの変形例であって、光ファイバを湾曲させて射出端および入射端を斜めに配置した光ファイバの先端部を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の一実施形態に係る医療用プローブ２について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る医療用プローブ２は、図１に示される測定システム（血管判定システム）１に備えられている。
この測定システム１は、本実施形態に係る医療用プローブ２と、該医療用プローブ２に供給する第１のレーザ光Ｐを発生する測定用光源３および第２のレーザ光Ｑを発生する表示用光源４と、医療用プローブ２により受光された散乱光Ｒを検出する光検出器（光検出部）５と、該光検出器５により検出された散乱光Ｒの強度情報を処理して血管Ｂの有無を判定するプロセッサ６とを備えている。
【００２２】
第１のレーザ光Ｐは、生体組織Ａ内部への進達度の高い近赤外または赤外の波長を有するレーザ光である。
第２のレーザ光Ｑは、可視の波長帯域を有するレーザ光である。生体組織Ａは赤色であるため、視認性を向上するため、第２のレーザ光Ｑとしては緑色あるいは青色の波長帯域を有するレーザ光であることが好ましい。
【００２３】
光検出器５は、例えば、フォトダイオードであり、散乱光Ｒの光量に応じた強度の信号を出力するようになっている。
プロセッサ６は、光検出器５から出力された信号を高速フーリエ変換処理して周波数特性を求め、該周波数特性を解析することによって、太い血管Ｂの有無を判定し、太い血管Ｂが存在すると判定された場合には、表示用光源４を作動させて第２のレーザ光Ｑを医療用プローブ２に供給するようになっている。図中、符号７は、第１のレーザ光Ｐを伝播する照明用光ファイバ８に、表示用光源４からの第２のレーザ光Ｑを入射させる光カプラである。
【００２４】
本実施形態に係る医療用プローブ２は、図２に示されるように、測定用光源３に接続され第１のレーザ光Ｐを伝播する照明用光ファイバ（第１の伝送路）８と、光検出器５に接続され生体組織Ａからの散乱光Ｒを伝播する検出用光ファイバ（第２の伝送路）９と、照明用光ファイバ８の射出端８ａおよび検出用光ファイバ９の入射端９ａに対して間隔をあけて配置された正のパワーを有する集光レンズ（光学素子）１０とを備えている。
【００２５】
照明用光ファイバ８は、その長手軸に直交する射出端８ａを備えている。測定用光源３または表示用光源４から伝送されてきた第１のレーザ光Ｐまたは第２のレーザ光Ｑは、射出端８ａから所定の開口数の拡散角度をなして射出されるようになっている。
【００２６】
また、検出用光ファイバ９は、その長手軸に直交する入射端９ａを備えている。生体組織Ａからの散乱光Ｒのうち、集光レンズ１０によって集光された散乱光Ｒが、所定の開口数の収斂角度をなして入射端９ａに入射され、検出用光ファイバ９によって光検出器５まで伝播されるようになっている。
【００２７】
照明用光ファイバ８と検出用光ファイバ９とは、図２および図３に示されるように、少なくとも射出端８ａおよび入射端９ａの近傍の領域においてその側面を密着させることにより、射出端８ａと入射端９ａとを同一平面内に隣接させて配置している。これにより、射出端８ａから射出されるレーザ光Ｐ，Ｑと入射端９ａに入射する散乱光Ｒとは、射出端８ａおよび入射端９ａが配置された平面と集光レンズ１０との間において、光ファイバ８，９の直径ｄ程度の間隔をあけて近接した略平行な中心軸に沿う光束となる。
【００２８】
本実施形態においては、集光レンズ１０は、照明用光ファイバ８の射出端８ａおよび検出用光ファイバ９の入射端９ａが配置された平面から集光レンズ１０の焦点距離だけ離れた位置に配置されている。これにより、照明用光ファイバ８の射出端８ａから射出されたレーザ光Ｐ，Ｑは集光レンズ１０によって屈折されることにより略平行光束となって生体組織Ａに照射されるようになっている。
一方、生体組織Ａからの散乱光Ｒは、所定の中心軸に沿って略平行光束をなして集光レンズ１０に入射するもののみが、検出用光ファイバ９の入射端９ａに入射されるようになっている。
【００２９】
このように構成された本実施形態に係る医療用プローブ２の作用について以下に説明する。
本実施形態に係る医療用プローブ２を用いて生体組織Ａの内部に存在する血管Ｂの測定を行うには、図１に示されるように、医療用プローブ２を患者の体内に挿入し、先端部を測定したい生体組織Ａの表面に対して、間隔をあけて対向させて配置する。
このとき、別途体内に挿入した内視鏡（図示略）によって、医療用プローブ２が対向している領域近傍の生体組織Ａの表面を撮影し、モニタ（図示略）に表示しておく。
【００３０】
この状態で、測定用光源３を作動させて第１のレーザ光Ｐを発生させる。測定用光源３において発生した第１のレーザ光Ｐは、該測定用光源３に接続する照明用光ファイバ８内を医療用プローブ２の先端部近傍まで伝播される。照明用光ファイバ８により伝播されてきた第１のレーザ光Ｐは照明用光ファイバ８の射出端８ａから射出され、正のパワーを有する集光レンズ１０によって屈折されて略平行光となった状態で生体組織Ａに照射される。
【００３１】
生体組織Ａに照射された第１のレーザ光Ｐは、生体組織Ａの表面および内部において散乱し、集光レンズ１０によって集光された散乱光Ｒが検出用光ファイバ９の入射端９ａに入射され、検出用光ファイバ９によって伝播されて光検出器５により検出される。光検出器５からは、検出された散乱光Ｒの強度に応じた信号が出力される。出力された信号はプロセッサ６において高速フーリエ変換されることにより、周波数特性が求められる。
【００３２】
生体組織Ａ内に大きな血管Ｂが存在する場合には、散乱光Ｒには血管Ｂ内における血流の動的成分の情報が含まれているので、ドップラシフトにより、散乱光Ｒに含まれる平均周波数が高くなるように周波数特性が変化する。プロセッサ６においては、この平均周波数が所定の閾値より高い場合に、大きな血管Ｂが存在すると判定して、表示用光源４から第２のレーザ光Ｑを射出させる。
【００３３】
表示用光源４から射出された第２のレーザ光Ｑは、光カプラ７によって照明用光ファイバ８に入射され、射出端８ａから生体組織Ａに向けて照射される。第２のレーザ光Ｑは操作者により視認可能な可視のレーザ光であるため、操作者はモニタ表示されている生体組織Ａの表面における色の変化によって内部の血管Ｂの存在を認識することができる。
【００３４】
この場合において、本実施形態に係る医療用プローブ２によれば、照明用光ファイバ８の射出端８ａから所定の開口数で拡散する第１のレーザ光Ｐを正のパワーを有する集光レンズ１０によって略平行光に屈折するので、医療用プローブ２から生体組織Ａまでの間隔が大きく開いても、第１のレーザ光Ｐの光密度を低下させることなく、生体組織Ａに照射することができ、大きな強度の散乱光Ｒを発生させることができる。
【００３５】
第１のレーザ光Ｐが生体組織Ａに照射されることにより、生体組織Ａにおいて散乱する散乱光Ｒ、特に生体組織Ａの内部まで進達して散乱する散乱光Ｒは、第１のレーザ光Ｐの照射領域近傍において最も強度が高くなる。検出用光ファイバ９の入射端９ａは、照明用光ファイバ８の射出端８ａに可能な限り近接させて配置されているので、生体組織Ａからの散乱光Ｒのうち、第１のレーザ光Ｐの光束とほぼ同等の経路を辿って戻る散乱光Ｒが入射端９ａに入射する。
【００３６】
すなわち、本実施形態に係る医療用プローブ２によれば、入射端９ａと射出端８ａとを近接させることで、集光レンズ１０より生体組織Ａ側において、射出端８ａから射出された第１のレーザ光Ｐの光束の主光線と、入射端９ａに入射される散乱光Ｒの光束の主光線との角度を浅くすることができる。これにより、第１のレーザ光Ｐの生体組織Ａにおける照射領域と、入射端９ａに入射させることができる強度の高い散乱光Ｒの発生領域とを光軸方向の各位置において、広い範囲にわたって重複させることができる。
【００３７】
その結果、生体組織Ａと医療用プローブ２との間隔を変えても、比較的大きな強度の散乱光Ｒを検出し続けることができ、ＳＮ比を向上して高精度の測定を行うことができるという利点がある。生体組織Ａに対する医療用プローブ２の距離を厳密に設定せずに済むので、使い勝手を向上することができる。
【００３８】
なお、本実施形態においては、２本の光ファイバ８，９を側面を密着させて隣接させることで、照明用光ファイバ８の射出端８ａと検出用光ファイバ９の入射端９ａとを最大限に近接させることとしたが、これに代えて、図４に示されるように、共通のクラッド内に複数のコア１１，１２を有するマルチコア光ファイバ１３の隣接するコア１１，１２によって第１の伝送路および第２の伝送路を構成してもよい。これにより、独立の光ファイバ８，９を隣接させる場合と比較して射出端８ａと入射端９ａとをさらに近接させることができ、第１のレーザ光Ｐの光束の主光線と散乱光Ｒの光束の主光線との角度をさらに浅くすることができる。
【００３９】
また、本実施形態においては、正のパワーを有する光学素子として単一の集光レンズ１０を採用した例を示したが、これに代えて、複数のレンズを備えて、全体として正のパワーを有することとなるレンズ群を採用してもよい。
【００４０】
また、図５に示されるように、第１の伝送路の射出端８ａと第２の伝送路の入射端９ａとの中心間距離Ｙは、以下の条件式を満たすことが好ましい。
Ｙ＜（ＮＡｉ＋ＮＡｄ）×Ｆｐ２／（Ｘｎ−Ｆｐ）          （１）
ここで、
Ｆｐは集光レンズ１０の焦点距離、
ＮＡｉは照明用光ファイバ８の開口数（ＮＡ）、
ＮＡｄは検出用光ファイバ９の開口数（ＮＡ）、
Ｘｎは血管検出に必要なプローブ先端から物体までの最大距離
である。
【００４１】
条件式（１）は以下の条件式から求められる。
まず、集光レンズ１０の位置で第１のレーザ光Ｐの光束と散乱光Ｒの光束とが重なる条件は、
０．５（Ｄｉｆ＋Ｄｄｆ）＜Ｙ＜（ＮＡｉ＋ＮＡｄ）・Ｆｐ        （２）
である。
ここで、
Ｄｉｆは照明用光ファイバ８の直径、
Ｄｄｆは検出用光ファイバ９の直径
である。
【００４２】
また、両光束が重ならなくなる位置Ｘと光ファイバ８，９の中心間距離Ｙとの関係は、
Ｙ＝（Ｄｉ＋Ｄｄ）・Ｆｐ／（２Ｘ）＝（ＮＡｉ＋ＮＡｄ）・Ｆｐ２／Ｘ        （３）
である。
ここで、
Ｘは集光レンズ１０の生体組織Ａ側の瞳位置から両光束が重ならなくなる位置までの距離、
Ｄｉは第１のレーザ光Ｐの光束径、
Ｄｄは散乱光Ｒの光束径
である。
【００４３】
両光束が重なる領域の長さをＸｗとすると、
Ｘｗ＝Ｘ＋Ｆｐ              （４）
である。
ここで、Ｘｗは集光レンズ１０から両光束が重ならなくなる位置までの距離である。
【００４４】
条件式（３）、（４）から、
Ｙ＝（ＮＡｉ＋ＮＡｄ）×Ｆｐ２／（Ｘｗ−Ｆｐ）
となり、長さＸｗを最大距離Ｘｎに置き換えることで条件式（１）が導かれる。
【００４５】
また、本実施形態においては、射出端８ａから射出された第１のレーザ光Ｐを集光レンズ１０によって略平行光に屈折させることとしたが、これに代えて、射出端８ａから射出された第１のレーザ光Ｐの拡散角度より小さい拡散角度で拡散する光、あるいは、平行光に近い収斂光に屈折させることにしてもよい。
また、照明用光ファイバ８と検出用光ファイバ９とは同じ光ファイバによって構成してもよいが、散乱光Ｒをより広い範囲から検出するために、検出用光ファイバ９としては照明用光ファイバ８より大きな開口数を有する光ファイバを採用してもよい。
【００４６】
また、本実施形態に係る医療用プローブ２では、射出端８ａから射出された第１のレーザ光Ｐを直接、集光レンズ１０によって屈折させ、集光レンズ１０によって集光された散乱光Ｒを直接、入射端９ａに入射させることとしたが、これに代えて、図６に示されるように、射出端８ａおよび入射端９ａと集光レンズ１０との間に、負のパワーを有するフィールドレンズ（光偏向部）１４を配置してもよい。
【００４７】
このようにすることで、射出端８ａから射出される第１のレーザ光Ｐの光束の主光線と集光レンズ１０により屈折されてフィールドレンズ１４に入射される散乱光Ｒの光束の主光線とが、フィールドレンズ１４から集光レンズ１０に向かって広がるように角度をなして配置される。その結果、集光レンズ１０の瞳位置は集光レンズ１０の焦点位置よりも生体組織Ａ側に移動する。
【００４８】
すなわち、集光レンズ１０から、より離れた位置で両光束が交差するように配置されるので、集光レンズ１０の正のパワーを大きくして光束径を小さくして生体組織Ａに照射される第１のレーザ光Ｐの光束径を抑えることにより光密度を高めてＳＮ比を改善する場合にも、集光レンズ１０の瞳位置が集光レンズ１０に近接して第１のレーザ光Ｐの光束と散乱光Ｒの光束との重なる範囲が狭くなることを防止することができる。これにより、散乱光Ｒの検出感度を向上しかつ使い勝手を向上することができるという利点がある。
【００４９】
射出端８ａおよび入射端９ａと集光レンズ１０との間に負のパワーを有するフィールドレンズ１４を配置した場合には、図７に示されるように、条件式（２）は以下の通りとなる。
０．５（Ｄｉｆ＋Ｄｄｆ）＜Ｙ＜（ＮＡｉ＋ＮＡｄ−α）・Ｆｐ        （２）′
である。
ここで、
αは照明用光ファイバ８から射出される第１のレーザ光Ｐの主光線と、検出用光ファイバ９に入射する散乱光Ｒの主光線との角度であり、
α＝｜Ｙ／Ｆｆ｜
である。
ここで、Ｆｆは、フィールドレンズ１４の焦点距離である。
【００５０】
両光束が重なる領域の長さＸｗは、
Ｘｗ＝Ｘ１＋Ｘ２＋Ｆｐ
である。
ここで、
Ｘ１は集光レンズ１０の生体組織Ａ側の焦点から瞳位置までの距離であり、
Ｘ１＝｜α・Ｆｐ２／Ｙ｜＝｜Ｆｐ２／Ｆｆ｜
Ｘ２は集光レンズ１０の生体組織Ａ側の瞳位置から両光束が重ならなくなる位置までの距離である。図中、βは集光レンズ１０を透過した第１のレーザ光Ｐの主光線と、検出用光ファイバ９に入射する散乱光Ｒの主光線との角度である。
したがって、負のパワーを有するフィールドレンズ１４によって光束が重なる領域の長さをＸ１だけ広げることができる。
【００５１】
フィールドレンズ１４は、第１のレーザ光Ｐおよび散乱光Ｒの両方を通過させる位置に配置したが、これに限定されるものではなく、第１のレーザ光Ｐまたは散乱光Ｒの少なくとも一方を通過させる位置に配置してもよい。
【００５２】
また、負のパワーを有するフィールドレンズ１４に代えて、図８および図９に示されるようなプリズム１５を採用してもよい。プリズム１５の斜面１５ａを光ファイバ８，９からの射出方向に対して傾斜して配置することにより、該斜面１５ａを透過する際の光の屈折により第１のレーザ光Ｐおよび散乱光Ｒを、両光束の主光線が集光レンズ１０に向かって広がるように偏向することができ、負のパワーを有するフィールドレンズ１４と同等の効果を達成することができる。
【００５３】
また、フィールドレンズ１４やプリズム１５を配置することに代えて、図１０に示されるように、光ファイバ８，９の射出端８ａおよび入射端９ａを光ファイバ８，９の長手軸に対して斜めに研磨することにしてもよい。これにより、図８のプリズム１５の斜面１５ａと同様に、光ファイバ８，９の射出端８ａおよび入射端９ａを形成することができる。
【００５４】
また、図１１に示されるように、光ファイバ８，９の先端を湾曲させて、射出端８ａおよび入射端９ａを光ファイバ８，９の長手軸に対して斜めに相反する方向に向けることにしてもよい。
これらの方法によっても、フィールドレンズ１４やプリズム１５を配置した場合と同等の効果を達成することができる。
プリズム１５の配置、射出端８ａまたは入射端９ａの研磨あるいは光ファイバ８，９の先端の湾曲は、第１のレーザ光Ｐおよび散乱光Ｒの少なくとも一方を通過させる位置に行ってもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１  測定システム（血管判定システム）
２  医療用プローブ
５  光検出器（光検出部）
６  プロセッサ
８  照明用光ファイバ（第１の伝送路）
８ａ  射出端
９  検出用光ファイバ（第２の伝送路）
９ａ  入射端
１０  集光レンズ（光学素子）
１１，１２  コア
１３  マルチコア光ファイバ
１４  フィールドレンズ（光偏向部）
１５  プリズム（光偏向部）
Ａ  生体組織
Ｐ  第１のレーザ光（レーザ光）
Ｒ  散乱光
【図１】
2017010465.tif 000003
【図２】
2017010465.tif 000004
【図３】
2017010465.tif 000005
【図４】
2017010465.tif 000006
【図５】
2017010465.tif 000007
【図６】
2017010465.tif 000008
【図７】
2017010465.tif 000009
【図８】
2017010465.tif 000010
【図９】
2017010465.tif 000011
【図１０】
2017010465.tif 000012
【図１１】
2017010465.tif 000013
【国際調査報告】
2017010465.tif 000014
2017010465.tif 000015
2017010465.tif 000016
2017010465.tif 000017