(57)【要約】  温度計測を行いながら加温治療を同時に行える本発明の温熱治療器を提供する。  波長帯域の広い光を出射する投光器(22)と、この光が入射されることで第１の反射光と第２の反射光を生じさせる光ファイバ装置(24)と、光ファイバ装置(24)から出射された第１の反射光と第２の反射光の干渉光を受光する受光器(26)と、受光器(26)から出力された信号を解析する解析器(27)とを備えた温熱治療器であって、光ファイバ装置(24)は、前記光を伝搬させる光ファイバ(24a)と、この光ファイバ(24a)が挿通されることで同光ファイバを囲繞するチューブ(24b)と、このチューブ(24b)内に充填した樹脂(24c)とを有し、光ファイバ(24a)の先端側には樹脂(24c)で形成した樹脂層(24c')を設け、光ファイバ(24a)から出射された前記光を樹脂層(24c')の先端側で反射させて第２の反射光とを生じさせる温熱治療器とする。
2019026347.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長帯域の広い光を出射する投光器と、
前記光が入射されることで第１の反射光と第２の反射光を生じさせる光ファイバ装置と、
前記光ファイバ装置から出射された前記第１の反射光と前記第２の反射光の干渉光を受光する受光器と、
前記受光器から出力された信号を解析する解析器と
を備えた温熱治療器であって、
前記光ファイバ装置は、
前記光を伝搬させる光ファイバと、
この光ファイバが挿通されることで前記光ファイバを囲繞するチューブと、
このチューブ内に充填した樹脂と、
を有し、
前記光ファイバの先端側には前記樹脂で形成した樹脂層を設け、前記光ファイバから出射された光を前記樹脂層の先端側で反射させて前記第２の反射光とを生じさせている温熱治療器。
【請求項２】
前記樹脂は、前記光ファイバの長手方向における前記樹脂層の長さが、温度によって変動する樹脂である請求項１に記載の温熱治療器。
【請求項３】
前記樹脂層の先端端面を球面状として、前記第２の反射光を前記光ファイバのコアに向けて集光する請求項１または請求項２に記載の温熱治療器。
【請求項４】
前記光ファイバの先端側には、前記光ファイバのコアと同一材料であって、前記光ファイバのコアよりも太径の円柱状とした太径コア体を設け、
この太径コア体の先端側に前記樹脂層を設けた請求項１または請求項２に記載の温熱治療器。
【請求項５】
太径コア体の先端には、前記第２の反射光を前記光ファイバのコアに向けて集光する湾曲面を形成している請求項４に記載の温熱治療器。
【請求項６】
前記光ファイバの先端から前記樹脂層の先端まで前記樹脂層の長さを60μｍ以下としている請求項１〜５のいずれか１項に記載の温熱治療器。
【請求項７】
前記波長帯域の広い光にレーザ光を合波して、このレーザ光で患部を加温する請求項１〜６のいずれか１項に記載の温熱治療器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度を計測しながら温熱治療を実施可能とした温熱治療器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガンの治療方法の一つとして温熱療法が知られている。温熱療法では、ガン細胞が正常細胞と比較して、４０〜４５℃の温度範囲において生存率が低いという現象を利用しており、対象患部を加温することで治療を行っている。【０００３】
患部を所定の温度とする加温手段としては、一般的には、熱風、温水、赤外線などの熱伝導による外部加温手段が用いられている。しかし、外部加温手段による加温では、体内のガン細胞を局所的に加温することが困難な場合が多い。そこで、最近では、マイクロ波や電磁波を電極針を通じて照射して加温する方法や、超音波を照射して加温する方法などの内部加温手段が検討されている。【０００４】
外部加温手段を用いた温熱療法の場合でも、内部加温手段を用いた温熱療法の場合でも、目的の患部を加温すると同時に、患部の加温状態を確認するための温度計測を行うことは、非常に難しい。温度計測が必要な場合には、加温手段による患部の加熱を一旦停止して温度センサ等で温度を計測しなければならなかった。そのため、加温の停止による温度計測部位での温度低下の影響が生じやすく、比較的長い時間にわたって安定的に一定温度を維持することが重要な温熱療法に最適な状況となっていなかった。特に、内部加温手段を用いた温熱療法では、マイクロ波や電磁波あるいは超音波等を利用して加温を行っていることにより、加温中の温度計測において温度センサが電磁的あるいは振動的な干渉を受けることで正常動作しないこともあり、温度計測をより困難としていた。【０００５】
このような電磁的あるいは振動的な干渉を受ける環境下での温度の計測方法として、光ファイバとレーザ光を利用した温度の計測方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。光ファイバとレーザ光を利用した温度計測では、干渉光を生じさせてその強度変化を検出することで温度変化を検出することとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表平０９−５０８４６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
既存の光ファイバとレーザ光を利用した温度計測では、干渉光の強度変化が比較的小さいという問題があった。そのため、温度変化の分解能を大きくすることが困難であり、実用に耐えなかった。【０００８】
本発明者らは、このような現状に鑑み、干渉光の強度変化を大きくすべく研究開発を行う中で、温度計測を行いながら加温治療を同時に行える本発明の温熱治療器を発明するに至った。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の温熱治療器は、波長帯域の広い光を出射する投光器と、この光が入射されることで第１の反射光と第２の反射光を生じさせる光ファイバ装置と、光ファイバ装置から出射された第１の反射光と第２の反射光の干渉光を受光する受光器と、受光器から出力された信号を解析する解析器とを備えた温熱治療器であって、光ファイバ装置は、前記光を伝搬させる光ファイバと、この光ファイバが挿通されることで同光ファイバを囲繞するチューブと、このチューブ内に充填した樹脂とを有している温熱治療器としている。【００１０】
特に、本発明の温熱治療器では、光ファイバの先端側には樹脂で形成した樹脂層を設け、光ファイバから出射された前記光を樹脂層の先端側で反射させて第２の反射光を生じさせている。【００１１】
さらに、本発明の温熱治療器では、以下の点にも特徴を有するものである。
（１）樹脂は、光ファイバの長手方向における樹脂層の長さが、温度によって変動する樹脂であること。
（２）樹脂層の先端端面を球面状として、第２の反射光を光ファイバのコアに向けて集光させていること。
（３）光ファイバの先端側に、光ファイバのコアと同一材料であって、光ファイバのコアよりも太径の円柱状とした太径コア体を設け、この太径コア体の先端側に樹脂層を設けていること。
（４）太径コア体の先端には、第２の反射光を光ファイバのコアに向けて集光する湾曲面を形成していること。
（５）光ファイバの先端から樹脂層の先端までの樹脂層の長さを60μｍ以下としていること。
（６）波長帯域の広い光にレーザ光を合波して、このレーザ光で患部を加温可すること。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、干渉光を生じさせる第１の反射光と第２の反射光のうち、第２の反射光を、光ファイバの先端側に設けた樹脂層の先端側で反射させることで生じさせるているので、第２の反射光は、第１の反射光よりも温度変化の影響を受けた光とすることができる。したがって、温度変化に起因した干渉光の強度変化を大きくすることができるので、温度計測の精度を向上させることができる。さらに、樹脂層の先端側で反射せずに透過した光で患部の加温が可能であり、患部の加温と温度計測を同時に行える温熱治療器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態の温熱治療器の概略構成図である。
【図２】第１実施形態の温熱治療器の光ファイバ装置の模式図である。
【図３】第１実施形態の温熱治療器の光ファイバ装置で計測した光スペクトルのグラフである。
【図４】第１実施形態の温熱治療器の温度計測性能を試験したグラフである。
【図５】第１実施形態の温熱治療器の加温性能を試験したグラフである。
【図６】光ファイバ装置の変容例の模式図である。
【図７】第２実施形態の温熱治療器の概略構成図である。
【図８】第２実施形態の温熱治療器の光ファイバ装置の模式図である。
【図９】第２実施形態の温熱治療器の光ファイバ装置で計測した光スペクトルのグラフである。
【図１０】第２実施形態の温熱治療器の温度計測性能を試験したグラフである。
【図１１】第２実施形態の温熱治療器の加温性能を試験したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の温熱治療器は、波長帯域の広い光を出射する投光器と、この光が入射されることで第１の反射光と第２の反射光を生じさせる光ファイバ装置と、光ファイバ装置から出射された第１の反射光と第２の反射光の干渉光を受光する受光器と、受光器から出力された信号を解析する解析器とを備えた温熱治療器である。
【００１５】
特に、光ファイバ装置は、波長帯域の広い光を伝搬させる光ファイバと、この光ファイバが挿通されることで同光ファイバを囲繞するチューブと、このチューブ内に充填した樹脂とで構成している。そして、光ファイバの先端側には樹脂で形成した樹脂層を設けて、光ファイバから出射された光を樹脂層の先端側で反射させて第２の反射光を生じさせている。
【００１６】
以下において、図面を用いながら詳説する。
【００１７】
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態の温熱治療器の概略構成図である。本実施形態の温熱治療器では、患部を加温するために用いるレーザ光を出射する第１投光器11と、温度計測に用いる波長帯域の広い光を出射する第２投光器12を備えている。
【００１８】
第１投光器11から出射したレーザ光と第２投光器12から出射した波長帯域の広い光は、それぞれ適宜の光ファイバを介して波長多重分離装置15に入射させている。波長多重分離装置15では、第１投光器11から出射したレーザ光と第２投光器12から出射した光とを合波して合波光として出射している。
【００１９】
波長多重分離装置15から出射した合波光は、適宜の光ファイバを介してファイバ型光サーキュレータ13に入射させている。ファイバ型光サーキュレータ13は、波長多重分離装置15から入射された合波光を光ファイバ装置14に出射している。
【００２０】
光ファイバ装置14では、後述するように、第１の反射光と第２の反射光とを生じさせるとともに、この第１の反射光と第２の反射光をファイバ型光サーキュレータ13に入射させている。
【００２１】
光ファイバ装置14からファイバ型光サーキュレータ13に入射された第１の反射光と第２の反射光は、適宜の光ファイバを介してファイバ型光サーキュレータ13から波長多重分離装置15に入射させている。
【００２２】
波長多重分離装置15では、ファイバ型光サーキュレータ13から入射された光に対して、第２投光器12から入力された波長帯域医の広い光の波長成分のみを波長分離して、この波長分離した光、すなわち、光ファイバ装置14から出射された第１の反射光と第２の反射光とによって生じる干渉光を受光器16に入射させている。
【００２３】
受光器16は、光スペクトラムアナライザの機能を有しており、入射された第１の反射光と第２の反射光とによって生じる干渉光に基づいて、各波長成分の光強度に比例した電気信号を生成して、解析器17に入力している。
【００２４】
解析器17は、本実施形態ではパーソナルコンピュータで構成し、受光器16に入力された第１の反射光と第２の反射光とによって生じる干渉光の波長毎の光強度の出力信号を検出し、波長シフト量を検出することで温度変化を計測することとしている。本実施形態では、解析器17はパーソナルコンピュータで構成しているが、専用の処理を実行する装置を構築してもよい。
【００２５】
光ファイバ装置14は、図２に示すように、シングルモードのレーザ光を伝搬させる光ファイバ14aと、この光ファイバ14aが挿通されることで同光ファイバ14aを囲繞するチューブ14bと、このチューブ14b内に充填した樹脂14cとで構成している。
【００２６】
特に、光ファイバ14aの先端側には樹脂14cで形成した樹脂層14c'を設けている。この樹脂層14c'は、光ファイバ14aのコアと接しており、樹脂層14c'と光ファイバ14aのコアとの境界面により、樹脂層14c'に入射される光の一部が反射して第１の反射光L1を生じさせている。
【００２７】
樹脂層14c'に入射された光は、光の回折により広がり角をもって樹脂層14c'内を進行する。説明の便宜上、広がり角をもって樹脂層14c'内を進行する入射光を「回折光」と呼ぶことにする。
【００２８】
回折光の一部は、樹脂層14c'の先端側で反射することで第２の反射光L2となり、残りの回折光は樹脂層14c'の先端側を透過している。
【００２９】
本実施形態では、光ファイバ14aは、コア径が8.2μｍで、クラッド径が125μｍである光ファイバを用い、チューブ14bは、テフロン（登録商標）製のチューブを用いている。
【００３０】
樹脂14cは、光ファイバ14aの長手方向における樹脂層14c'の長さが、温度によって変動する樹脂であり、本実施形態では、フッ素樹脂を用いている。フッ素樹脂以外にもフッ素化アクリル樹脂等を用いることができる。また、本実施形態では、樹脂層14c'の長さ、すなわち光ファイバ14aの先端から樹脂層14c'の先端までの長さは、約350μｍであった。この樹脂層14c'の長さのことを、説明の便宜上、「センサ長」と呼ぶこととする。
【００３１】
第２の反射光L2は、樹脂層14c'内を往復する際に、樹脂層14c'の長さが温度によって変化することで、光路長が変動することとなっている。したがって、温度による光路長の変動を受けにくい第１の反射光L1と、温度による光路長の変動を受ける第２の反射光L2とで、温度の影響を受けた干渉光を生じさせることができる。
【００３２】
特に、第２の反射光L2を生じさせる樹脂層14c'の先端端面は、図２に示すように球面状として凹ミラーの効果を生じさせ、第２の反射光L2を光ファイバ14aのコアに向けて集光させている。
【００３３】
このように、第２の反射光L2を生じさせる樹脂層14c'の先端端面を外側に向けて凸状とした球面状とすることで、光ファイバ14aのコアに集光される第２の反射光L2を格段に増大させることができる。
【００３４】
樹脂層14c'の先端端面を球面状とする際には、チューブ14b内に充填した樹脂14cを硬化させる際の条件を調整することで、樹脂14cの表面張力を利用して球面状としている。なお、第２の反射光L2を生じさせる樹脂層14c'の先端端面は、球面状となっている場合に限定するものではなく、回折光の樹脂層14c'の先端端面での反射光が光ファイバ14aのコアに向かうように角度を調整した傾斜面であってもよい。本発明では、このような傾斜面で構成される場合も球面状の反射面に含むものとする。
【００３５】
光ファイバ装置14の先端側をお湯に漬けて、樹脂層14c'部分の温度を36℃とした場合の、光スペクトルを図３に示す。第１の反射光L1と第２の反射光L2の干渉による光強度の凹凸が明瞭に見られ、その凹凸の大きさである消光比は約3dBと十分な測定精度が得られる信号となっていた。ここで、光強度の凹凸において、凸部分の最高部を「ピーク」、凹部分の最低部を「ディップ」と呼んでいる。樹脂層14c'の先端端面を球面状とするのではなく、光ファイバ14aのコアの延伸方向と直交する平面とした場合には、消光比が1 dB程度以下となり、ノイズの影響が大きくなり、十分な測定精度が得られないことが明らかとなった。
【００３６】
また、光ファイバ装置14の先端側を水に漬けて、水を加温することで周囲温度を変化させながらスペクトルの波長シフト量を測定した結果を図４に示す。図４に示すように、温度の上昇に伴い大きな波長シフトが得られている。これは、樹脂層14c'の熱膨張に伴う光路長の増大だけでなく、樹脂層14c'の屈折率変化によっても第２の反射光L2の位相が大きく変化し、干渉条件が変化することによって干渉波長の変化が現れているためであると考えられる。従って、干渉波長の変化から逆に周囲温度を見積もることができ、温度センサとして利用できることがわかる。温度分解能は、約0.06℃と良好な値が得られた。ちなみに、スペクトルの波長シフト量は、所定のピークあるいはディップのシフト量として測定している。
【００３７】
また、光ファイバ装置14の先端側を水に漬けて、第１投光器11から入射光強度24.3 mWのレーザ光を出射した際の水温の上昇をサーモカメラで測定し、その温度上昇値の時間応答を四角マークでプロットしたものを図５に示す。
【００３８】
光ファイバ装置14の先端側を水に漬けた状態で第１投光器11からレーザ光を射出させると、射出されたレーザ光により光ファイバ装置14の先端近傍の水を発熱させて、時間とともに暖めることができることが確認できた。しかも、約10℃の温度上昇値で飽和する特性を得た。
【００３９】
人体の体温を36℃とした場合、45℃に加温するには９℃の温度上昇幅があればよく、本発明の光ファイバ装置14を備えた温熱治療器が、十分な実用性を有していることが確認できた。
【００４０】
なお、図４に示したように、スペクトルの波長シフト量から温度を特定しているが、スペクトルの波長シフト量としては、実際には、所定のピークまたはディップのシフト量を計測している。ここで、図３に示すように、隣り合ったピークまたはディップは所定の波長間隔で並んでいるため、シフト量がこの波長間隔に近い値となった場合に、ピークまたはディップを誤検出することで、計測エラーを生じさせるおそれがある。
【００４１】
干渉の性質上、隣り合う二つのピークの間隔、及び隣り合う二つのディップの間隔はセンサ長に依存しているので、計測エラーを生じさせないためには、センサ長は60μｍ以下とすることが望ましい。
【００４２】
上述した実施形態において、チューブ14bはテフロン（登録商標）製としているが、例えばＸ線耐性の大きな４フッ化エチレンとポリエチレンの共重合体を用いたり、あるいはガラス製としてもよい。
【００４３】
また、図２に示したように、上述した実施形態では、第２の反射光L2を生じさせる樹脂層14c'の先端端面をチューブ14bの先端から飛び出させた構造としているが、図６に示すように、樹脂層14c'の先端端面よりもチューブ14bの先端の方を飛び出させてもよい。樹脂層14c'の先端端面よりもチューブ14bの先端を飛び出させることで、樹脂層14c'に予測不能な衝撃が作用する事を防止でき、保護することができる。なお、この場合においてチューブ14bをガラス製とした場合には、チューブ14bの外側面に保護層を設けて二重構造としてもよく、保護層にはテフロン（登録商標）や、４フッ化エチレンとポリエチレンの共重合体等を適宜用いることができる。
【００４４】
＜第２実施形態＞
図７は、第２実施形態の温熱治療器の概略構成図である。本実施形態の温熱治療器でも、患部を加温するために用いるレーザ光を出射する第１投光器21と、温度計測に用いる波長帯域の広い光を出射する第２投光器22を備えている。
【００４５】
第１投光器21から出射したレーザ光と第２投光器22から出射した光は、それぞれ適宜の光ファイバを介して波長多重分離装置25に入射させている。波長多重分離装置25では、第１投光器21から出射したレーザ光と第２投光器22から出射した光とを合波して合波光として出射している。
【００４６】
波長多重分離装置25から出射した合波光は、適宜の光ファイバを介してファイバ型光サーキュレータ23に入射させている。ファイバ型光サーキュレータ23は、波長多重分離装置25から入射された合波光を光ファイバ装置24に出射している。
【００４７】
光ファイバ装置24では、後述するように、第１の反射光と第２の反射光とを生じさせるとともに、この第１の反射光と第２の反射光をファイバ型光サーキュレータ23に入射させている。
【００４８】
光ファイバ装置24からファイバ型光サーキュレータ23に入射された第１の反射光と第２の反射光は、適宜の光ファイバを介してファイバ型光サーキュレータ23から波長多重分離装置25に入射させている。
【００４９】
波長多重分離装置25では、ファイバ型光サーキュレータ23から入射された光に対して、第２投光器22から入力された波長帯域の広い光の波長成分のみを波長分離して、この波長分離した光、すなわち、光ファイバ装置24から出射された第１の反射光と第２の反射光とによって生じる干渉光を受光器26に入射させている。
【００５０】
受光器26は、光スペクトラムアナライザの機能を有しており、入射された第１の反射光と第２の反射光とによって生じる干渉光に基づいて、各波長成分の光強度に比例した電気信号を生成して、解析器27に入力している。
【００５１】
解析器27は、本実施形態ではパーソナルコンピュータで構成し、受光器26に入力された第１の反射光と第２の反射光とによって生じる干渉光の波長毎の光強度の出力信号を検出し、波長シフト量を検出することで温度変化を計測することとしている。本実施形態では、解析器27はパーソナルコンピュータで構成しているが、専用の処理を実行する装置を構築してもよい。
【００５２】
光ファイバ装置24は、図８に示すように、シングルモードのレーザ光を伝搬させる光ファイバ24aと、この光ファイバ24aが挿通されることで同光ファイバ24aを囲繞するチューブ24bと、このチューブ24b内に充填した樹脂24cと、光ファイバ24aの先端側に装着した太径コア体24dとで構成している。
【００５３】
太径コア体24dは、光ファイバ24aのコアと同一材料であって、光ファイバ24aのコアよりも太径の円柱状としている。太径コア体24dは、光ファイバ24aのコアと同一材料としていることで、光ファイバ24aのコアと太径コア体24dとの境界面で反射光が生じることはない。
【００５４】
太径コア体24dの先端は、中央部分は、光ファイバ24aのコアの延伸方向と直交する平坦面として、その周囲に湾曲面24eを形成している。この湾曲面24eは、円柱状とした太径コア体24dの先端を熱溶融させることで容易に形成できる。湾曲面24eの内側の平坦面を、説明の便宜上「中央平面」と呼ぶことにする。
【００５５】
さらに、太径コア体24dの先端側には、樹脂24cで形成した樹脂層24c'を設けている。
【００５６】
本実施形態では、光ファイバ24aは、コア径が8.2μｍで、クラッド径が125μｍである光ファイバを用い、太径コア体24dは、直径125μｍで長さ約1mmの円柱状とし、チューブ24bは、テフロン（登録商標）製のチューブを用いている。
【００５７】
樹脂24cは、光ファイバ24aの長手方向における樹脂層24c'の長さが、温度によって変動する樹脂であり、本実施形態では、フッ素樹脂を用いている。フッ素樹脂以外にもフッ素化アクリル樹脂等を用いることができる。また、本実施形態では、樹脂層24c'の長さは、約200μｍとしている。
【００５８】
光ファイバ24aから太径コア体24dに入射された光の一部は、入射方向に沿って直進し、残りの光は光の回折により広がり角をもって進行する。説明の便宜上、直進する入射光を「直進光」、広がり角をもって進行する入射光を「回折光」と呼ぶことにする。
【００５９】
さらに、本実施形態の場合、広がり角の大きさによって回折光には３種類があり、第１の回折光は、広がり角が小さいために、太径コア体24d内を進んだ際に、太径コア体24dの先端の中央平面に達する回折光である。第２の回折光は、第１の回折光よりも広がり角が大きく、太径コア体24d内を進んだ際に、太径コア体24dの先端の湾曲面24eに達する回折光である。第３の回折光は、第２の回折光よりもさらに広がり角が大きく、太径コア体24d内を進んだ際に、太径コア体24dの側面に達する回折光である。
【００６０】
第２の回折光と第３の回折光は、その進行先において反射が生じても、その反射光が光ファイバ24aのコアに向けて進む光となることは期待できないので、以下における回折光は、第１の回折光のみを想定して説明する。
【００６１】
直進光は、太径コア体24d内を直進して、太径コア体24dの先端の中央平面における太径コア体24dと樹脂層24c'との境界面で一部が反射して第１の反射光L1'を生じさせている。
【００６２】
回折光も、太径コア体24d内を直進して、太径コア体24dの先端の中央平面における太径コア体24dと樹脂層24c'との境界面で一部が反射するが、この反射光は、第２の回折光及び第３の回折光の場合と同様に、光ファイバ24aのコアに向けて進む光となることは期待できないので、本実施形態において計測に寄与しない光となっている。
【００６３】
太径コア体24dと樹脂層24c'との境界面で反射せずに透過した回折光は、樹脂層24c'内に入射され、さらに樹脂層24c'内を広がり角を維持したまま直進して、樹脂層24c'の先端端面に達し、この先端端面で一部が反射することで第２の反射光L2'を生じさせている。
【００６４】
樹脂層24c'の先端端面は、太径コア体24dの中央平面と平行な平面としており、第２の反射光L2'は、広がり角を維持したまま樹脂層24c'を直進し、太径コア体24dの湾曲面24eに達した場合に、湾曲面24eのレンズ効果によって光ファイバ24aのコアに向けて進む光となる。
【００６５】
このように、第２の反射光L2'は、太径コア体24dと樹脂層24c'との境界面を透過して、樹脂層24c'の先端端面で反射した光であり、特に、太径コア体24dの湾曲面24eによる集光作用によってより多くの第２の反射光L2'を利用可能となっている。
【００６６】
なお、、第２の反射光L2'には、第１の反射光L1'とはならずに、太径コア体24dと樹脂層24c'との境界面を透過した直進光であって、樹脂層24c'の先端端面で反射した光も含まれている。
【００６７】
このように、本実施形態の光ファイバ装置24では、湾曲面24eを有する太径コア体24dを設けていることにより、光ファイバ24aのコアに戻ってくる反射光の量を格段に増大させることができる。
【００６８】
なお、太径コア体24dに形成する湾曲面24eは、湾曲面状のみに限定するものではなく、太径コア体24dの前端端面に達した第２の反射光L2'を光ファイバ24aのコアに向かうように角度を調整した傾斜面であってもよく、本発明では、このような傾斜面で構成される場合も湾曲面24eに含むものとする。
【００６９】
本実施形態の光ファイバ装置24の先端側をお湯に漬けて、樹脂層24c'部分の温度を30℃とした場合の、光スペクトルを図９に示す。第１の反射光L1'と第２の反射光L2'の干渉による光強度の凹凸が明瞭に見られ、その凹凸の大きさである消光比は4dBと十分な測定精度が得られる信号となっていた。ちなみに、湾曲面24eを形成していない太径コア体24dを用いた場合には、消光比が1 dB程度以下となり、ノイズの影響が大きくなり、十分な測定精度が得られなことが明らかとなった。
【００７０】
また、光ファイバ装置24の先端側を水に漬けて、水を加温することで周囲温度を変化させながらスペクトルの波長シフト量を測定した結果を図１０に示す。図１０に示すように、温度の上昇に伴い大きな波長シフトが得られている。これは、樹脂層24c'の熱膨張に伴う光路長の増大だけでなく、樹脂層24c'の屈折率変化によって第２の反射光L2'の位相が大きく変化し、干渉条件が変化することによって干渉波長の変化が現れているためであると考えられる。従って、干渉波長の変化から逆に周囲温度を見積もることができ、温度センサとして利用できることがわかる。温度分解能は、約0.06℃と良好な値が得られた。
【００７１】
また、光ファイバ装置24の先端側を水に漬けて、第１投光器21から1.48μｍ波長のレーザ光を出射した際の水温の上昇をサーモカメラで測定した結果を図１１に示す。
【００７２】
光ファイバ装置24の先端側を水に漬けた状態で第１投光器21からレーザ光を射出させると、射出されたレーザ光により光ファイバ装置24の先端近傍の水を発熱させて、時間と共に暖めることができることが確認できた。
【００７３】
人体の体温を36℃とした場合、45℃に加温するには９℃の温度上昇幅があればよく、本発明の光ファイバ装置24を備えた温熱治療器が、十分な実用性を有していることが確認できた。
【００７４】
上述した実施形態において、チューブ24bはテフロン（登録商標）製としているが、例えばＸ線耐性の大きな４フッ化エチレンとポリエチレンの共重合体を用いたり、あるいはガラス製としてもよく、適宜の素材を用いることができる。
【００７５】
また、図８に示したように、上述した実施形態では、チューブ24bの先端を第２の反射光L2'を生じさせる樹脂層24c'の先端端面に一致させているが、チューブ24bの先端を樹脂層24c'の先端端面から飛び出させてもよい。
【符号の説明】
【００７６】
11,21      第１投光器
12,22      第２投光器
13,23      ファイバ型光サーキュレータ
14,24      光ファイバ装置
15,25      波長多重分離装置
16,26      受光器
17,27      解析器
14a,24a    光ファイバ
14b,24b    チューブ
14c,24c    樹脂
14c',24c'  樹脂層
24d        太径コア体
24e        湾曲面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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