(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明ファイバと受光ファイバとを有する測定プローブが着脱自在に接続され、測定対象物に対して光学測定を行う光学測定装置であって、
前記照明ファイバを介して前記測定対象物へ照明光を出射する光源部と、
前記受光ファイバを介して伝播してくる光を受光する受光部と、
反射指標部材で反射した前記照明光の拡散光を、前記受光ファイバを介して前記受光部が受光して得られる複数の測定値、および、外部から入射される外部光を均一な光として透過させる拡散指標部材を透過した外部光の拡散光を、前記受光ファイバを介して前記受光部が受光して得られる複数の測定値に基づいて、前記照明光および前記外部光それぞれの測定履歴の特性値を演算する演算部と、
を備えたことを特徴とする光学測定装置。
【請求項２】
前記測定プローブおよび前記光源部それぞれの予測される光学的な性能による異常および構成上の不具合による異常と、該異常が発生した場合に推定される前記照明光および前記外部光それぞれの測定履歴の特性値と、を対応付けた異常情報を記録する異常情報記録部と、
前記演算部が演算した前記測定履歴の特性値と前記異常情報とに基づいて、前記測定プローブまたは前記光源部に異常が生じているか否かを判定する判定部と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の光学測定装置。
【請求項３】
前記判定部が前記測定プローブまたは前記光源部に異常が生じていると判定した場合、警告を出力する出力部をさらに備えたことを特徴とする請求項２に記載の光学測定装置。
【請求項４】
前記受光ファイバを複数備え、
前記判定部は、前記受光ファイバごとに異常が生じているか否かを判定することを特徴とする請求項３に記載の光学測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体組織の光学特性を測定する光学測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、測定対象物に測定プローブから光を照射し、測定対象物で反射した光の測定結果に基づいて、測定対象物の特性値を測定する光学測定装置が知られている。光学測定装置は、測定結果の測定精度を保証するため、測定対象物の測定を開始する前に、キャリブレーション処理を行う必要がある。このようなキャリブレーション処理を行う技術として、測定値が既知の校正用部材を収容した調整治具に測定プローブの先端部を挿入した状態で測定を行い、この測定結果に基づいて、光学測定装置のキャリブレーション処理を行う技術が知られている（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２０１２−１３９４４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述した光学測定装置は、使用に伴う測定プローブの透過率や光源の光量の低下等に起因する光学的な性能の劣化による異常または測定プローブの破損や先端部の汚れによる構成上の不具合による異常を回避することができない。このため、従来技術では、キャリブレーション処理を行った際の測定結果に基づいて、ユーザが異常の種別を推定していたが、測定結果のみでは、測定プローブや光源の光学的な性能による異常なのか、測定プローブの破損や測定プローブの先端部の汚れによる構成上の不具合による異常なのかを正確に判別することができなかった。【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、光学的な性能による異常と構成上の不具合による異常とを正確に判別することができる光学測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る光学測定装置は、照明ファイバと受光ファイバとを有する測定プローブが着脱自在に接続され、測定対象物に対して光学測定を行う光学測定装置であって、前記照明ファイバを介して前記測定対象物へ照明光を出射する光源部と、前記受光ファイバを介して伝播してくる光を受光する受光部と、前記受光ファイバを介して前記受光部が受光した前記照明光の照射対象となる反射指標部材で反射した前記照明光による拡散光における複数の測定値、および、外部から入射される外部光を均一な光として透過させる拡散指標部材と前記受光ファイバとを介して前記受光部が受光した前記外部光による拡散光における複数の測定値に基づいて、前記照明光および前記外部光それぞれの測定履歴の特性値を演算する演算部と、を備えたことを特徴とする。【０００７】
また、本発明に係る光学測定装置は、上記発明において、予測される前記測定プローブおよび前記光源部それぞれの光学的な性能による異常および構成上の不具合による異常と、該異常が発生した場合に推定される前記照明光および前記外部光それぞれの測定履歴の特性値と、を対応付けた異常情報を記録する異常情報記録部と、前記演算部が演算した前記測定履歴の推定値と前記異常情報記録部が記録する前記異常情報とに基づいて、前記測定プローブまたは前記光源部に異常が生じているか否かを判定する判定部と、をさらに備えたことを特徴とする。【０００８】
また、本発明に係る光学測定装置は、上記発明において、前記判定部が前記測定プローブまたは前記光源部に異常が生じていると判定した場合、警告を出力する出力部をさらに備えたことを特徴とする。【０００９】
また、本発明に係る光学測定装置は、上記発明において、前記受光ファイバを複数備え、前記判定部は、前記受光ファイバごとに異常が生じているか否かを判定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る光学測定装置によれば、光学的な性能による異常と構成上の不具合による異常とを正確に判別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】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１に係る光学測定システムの概略構成を示す斜視図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態１に係る光学測定システムの機能構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態１に係る光学測定システムに用いる校正モジュールの概略構成を示す斜視図である。
【図４】図４は、図３のＩＶ−ＩＶ断面図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態１に係る光学測定システムの判定部が判定する判定方法の概要を説明する模式図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態１に係る光学測定システムの判定部が演算部によって演算された照明光の測定履歴の特性値が下降傾向であるか否かを判定する際の判定方法の概要を説明する模式図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態１に係る光学測定システムの閾値算出部が算出する閾値の算出方法の概要を説明する模式図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態１に係る異常情報記録部が記録する異常情報に関する異常情報テーブルの一例を示す図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態１に係る光学測定システムが実行する劣化異常判定処理の概要を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態２に係る光学測定システムの機能構成を示すブロック図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施の形態２に係る異常情報記録部が記録する異常情報に関する異常情報テーブルの一例を示す図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施の形態２に係る異常情報記録部が記録する異常情報に関する異常情報テーブルの別の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、「実施の形態」という）について説明する。また、図面の記載において、同一の部分には同一の符号を付して説明する。また、図面は、模式的なものであり、各部材の厚みと幅との関係、各部材の比率等は、現実と異なることに留意する必要がある。また、図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれる。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る光学測定システムの概略構成を示す斜視図である。図２は、本発明の実施の形態１に係る光学測定システムの機能構成を示すブロック図である。
【００１４】
図１および図２に示す光学測定システム１は、散乱体である生体組織等の測定対象物に対して光学測定を行って測定対象物の性状（特性）を検出する光学測定装置２と、光学測定装置２に対して着脱自在であり、被検体内に導入される測定プローブ３と、を備える。
【００１５】
まず、光学測定装置２の構成について説明する。
光学測定装置２は、商用電源コネクタ２０と、電源部２１と、光源部２２と、接続部２３と、第１受光部２４と、入力部２５と、表示部２６と、記録部２７と、Ｉ／Ｆ部２８と、制御部２９と、を備える。
【００１６】
電源部２１は、商用電源コネクタ２０を介して入力される電力を所定の電圧に変換し、この変換した電力を光学測定装置２の各部に供給する。
【００１７】
光源部２２は、接続部２３を介して測定プローブ３へ照明光を出射する。光源部２２は、白色ＬＥＤ（Light  Emitting  Diode）、タングステンランプおよびハロゲンランプのようなインコヒーレント光源と、必要に応じて一または複数のレンズとを用いて実現される。このようなレンズとしては、たとえば集光レンズやコリメートレンズ等をあげることができる。
【００１８】
接続部２３は、測定プローブ３を光学測定装置２に着脱自在に接続する。接続部２３は、光源部２２から出射された照明光を測定プローブ３へ出射するとともに、測定プローブ３を介して入射される照明光の戻り光を第１受光部２４へ出射する。接続部２３は、たとえばＳＭＡ（Sub-Miniature  Type  A）コネクタおよび光ファイバを用いて実現される。
【００１９】
第１受光部２４は、接続部２３および測定プローブ３を介して伝播してくる光を受光して測定する。具体的には、第１受光部２４は、接続部２３を介して測定プローブ３から入射される照明光の戻り光を受光して光電変換を行うことによって測定対象物の測定結果を生成して制御部２９へ出力する。第１受光部２４は、ＣＣＤ（Charge  Coupled  Device）やＣＭＯＳ（Complementary  Metal  Oxide  Semiconductor）等の撮像素子を用いて実現される。なお、第１受光部２４に、測定プローブ３から入射される照明光の戻り光を受光し、受光した照明光の戻り光のスペクトル成分を分光可能な分光器を設けてもよい。
【００２０】
入力部２５は、光学測定装置２の各種情報の入力、例えば測定対象物の開始を指示する開始信号の入力を受け付ける。入力部２５は、タッチパネルやプッシュ式の釦等を用いて構成される。
【００２１】
表示部２６は、制御部２９の制御のもと、光学測定装置２の各種情報を表示する。具体的には、表示部２６は、光学測定システム１に関する異常情報を表示する表示モニタ２６ａと、ユーザに対して掃除を指示する掃除ランプ２６ｂと、ユーザに対してサービスマンの連絡を指示する連絡ランプ２６ｃと、を有する。また、表示部２６は、測定対象物の測定結果または光学測定装置２に関する操作情報を出力する。表示部２６は、液晶または有機ＥＬ（Electro  Luminescence）等の表示パネル、点滅可能な表示ランプおよび音声を出力するスピーカ等を用いて実現される。なお、本実施の形態１では、表示部２６が出力部として機能する。
【００２２】
記録部２７は、光学測定装置２を動作させるための各種プログラムおよび光学測定装置２に使用される各種データ等を記録する。また、記録部２７は、キャリブレーション処理時における過去の測定結果を記録する履歴情報記録部２７１と、予測される測定プローブ３および光源部２２それぞれの光学的な性能による異常および構成上の不具合による異常と、この異常が発生した場合に推定される照明光および外部光それぞれの測定履歴の特性値と、表示部２６が表示する内容と、を対応付けた異常情報を記録する異常情報記録部２７２と、を有する。ここで、光学的な性能による異常とは、測定プローブ３の透過率の低下による劣化または光源部２２の光量低下による劣化に起因する異常である。また、構成上の不具合による異常とは、測定プローブ３の破損、測定プローブ３の先端部に付着した汚れ、第１受光部２４の故障および後述する校正モジュールの汚れ等に起因する異常である。記録部２７は、揮発性メモリおよび不揮発性メモリ等を用いて実現される。なお、異常情報記録部２７２が記録する異常情報の詳細は後述する。
【００２３】
I／Ｆ部２８は、外部から入力される信号を制御部２９へ出力する。具体的には、Ｉ／Ｆ部２８は、内視鏡装置から入力される信号、例えば内視鏡装置が出射する照明光の照射タイミングを示す信号や内視鏡装置の操作部から入力される指示信号等を制御部２９へ出力する。また、Ｉ／Ｆ部２８は、光学測定装置２が測定した測定結果を内視鏡装置へ出力する。
【００２４】
制御部２９は、光学測定装置２の各部の処理動作を統括的に制御する。制御部２９は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）等を用いて構成され、光学測定装置２の各部に対する指示情報やデータの転送等を行うことによって、光学測定装置２を制御する。また、制御部２９は、演算部２９１と、判定部２９２と、閾値算出部２９３と、表示制御部２９４と、を有する。
【００２５】
演算部２９１は、第１受光部２４から入力された照明光の戻り光の測定データに基づいて、測定対象物の性状に関する特性を演算する。また、演算部２９１は、履歴情報記録部２７１が記録する、受光ファイバを介して第１受光部２４が受光した照明光の照射対象となる反射指標部材で反射した照明光に基づく拡散光、および外部から入射される光を均一な光として透過させる拡散指標部材と受光ファイバとを介して第１受光部２４が受光した外部から入射される光に基づく拡散光それぞれの複数の測定値に基づいて、照明光および外部光それぞれの測定履歴の特性値を演算する。
【００２６】
判定部２９２は、演算部２９１の演算結果と異常情報記録部２７２が記録する異常情報とに基づいて、測定プローブ３、光源部２２および第１受光部２４のいずれかに異常が生じているか否かを判定する。
【００２７】
閾値算出部２９３は、判定部２９２が履歴情報記録部２７１によって記録された照明光に基づく拡散光の測定値および外部から入射される外部光に基づく拡散光の測定値それぞれの測定履歴の特性（傾向）を判定する際に用いる閾値を算出する。
【００２８】
表示制御部２９４は、表示部２６の表示態様を制御する。具体的には、判定部２９２の判定結果に基づいて、表示モニタ２６ａに光学測定システム１の異常に関する情報を表示させる。さらに、表示制御部２９４は、判定部２９２の判定結果に基づいて、掃除ランプ２６ｂまたは連絡ランプ２６ｃを点灯する。
【００２９】
次に、測定プローブ３の構成について説明する。
測定プローブ３は、少なくとも２本の光ファイバを用いて構成される。具体的には、測定プローブ３は、測定対象物に照明光を出射する照明ファイバ３１（照明チャンネル）と、測定対象物で反射および／または散乱した照明光の戻り光を受光する第１受光ファイバ３２（第１受光Ｃｈ）と、を用いて構成される。また、測定プローブ３は、接続部２３に着脱自在に接続される基端部３３と、可撓性を有する可撓部３４と、接続部２３を介して光源部２２から供給された照明光を出射するとともに、測定対象物からの照明光の戻り光を受光する先端部３５と、を備える。また、先端部３５には、測定対象物と先端部３５との距離を一定に維持するロットレンズ３５ａが設けられている。
【００３０】
上述のように構成された光学測定システム１は、キャリブレーション処理を行った後に、測定対象物の測定を行う。このキャリブレーション処理においては、後述する校正モジュールが用いられる。
【００３１】
図３は、光学測定システム１に用いる校正モジュールの概略構成を示す斜視図である。図４は、図３のＩＶ−ＩＶ断面図である。
【００３２】
図３および図４に示す校正モジュール４は、内部に空洞を有するベース部４１と、反射指標校正部４２と、発光指標校正部４３と、を有する。反射指標校正部４２および発光指標校正部４３は、ベース部４１に固定されて設けられている。
【００３３】
まず、反射指標校正部４２の構成について説明する。
反射指標校正部４２は、反射指標本体部４２１と、反射指標部材４２２と、反射蓋部４２３と、を有する。
【００３４】
反射指標本体部４２１は、円柱状をなし、内部に反射指標部材４２２が収容されている。反射指標本体部４２１は、上面に反射蓋部４２３が着脱自在に取り付けられる。
【００３５】
反射指標部材４２２は、白色板または表面が照明光に対して高い反射率を有する部材である。反射指標部材４２２は、光学測定システム１のキャリブレーション処理を行う場合に、測定プローブ３の先端から照射される照明光の照射対象となる。
【００３６】
反射蓋部４２３は、略筒状をなし、測定プローブ３を挿入可能な挿入部４２３ａを有する。反射蓋部４２３は、弾性体、例えばゴムやシリコンゴム等を用いて形成されてもよい。
【００３７】
次に、発光指標校正部４３の構成について説明する。
発光指標校正部４３は、発光指標本体部４３１と、拡散指標部材４３２と、発光蓋部４３３と、拡散光源部４３４と、コネクタ部４３５と、光ファイバ４３６と、スリーブ４３７と、を有する。
【００３８】
発光指標本体部４３１は、略筒状をなす。発光指標本体部４３１は、内部に拡散指標部材４３２が収容されている。
【００３９】
拡散指標部材４３２は、光ファイバ４３６を介して拡散光源部４３４から出射された光の輝度ムラを緩和させて均一な光（一様な光）を透過させる。
【００４０】
発光蓋部４３３は、略筒状をなし、測定プローブ３を挿入可能な挿入部４３３ａを有する。発光蓋部４３３は、弾性体、例えばゴムやシリコンゴム等を用いて形成されてもよい。
【００４１】
拡散光源部４３４は、光ファイバ４３６を介して拡散指標部材４３２へ照明光を出射する。拡散光源部４３４は、白色ＬＥＤ等を用いて構成される。
【００４２】
コネクタ部４３５は、内部で光ファイバ４３６を保持する。コネクタ部４３５は、一方が発光指標本体部４３１に当接してネジ止めされ、他方がスリーブ４３７によって拡散光源部４３４からの光を導く光ファイバ４３６を保持している。
【００４３】
このように構成された校正モジュール４は、測定プローブ３が反射指標校正部４２の挿入部４２３ａまたは発光指標校正部４３の挿入部４３３ａそれぞれに挿入された状態でキャリブレーション処理が実行される。
【００４４】
具体的には、測定プローブ３が反射指標校正部４２の挿入部４２３ａに挿入された場合、制御部２９は、光源部２２に照明光を出射させることによって、測定プローブ３を介して反射指標部材４２２へ照明光を照射する。その後、演算部２９１は、測定プローブ３を介して第１受光部２４が受光した反射指標部材４２２で反射した照明光に基づく拡散光の測定値（以下、単に「照明光の測定値」という）を演算し、この演算結果に基づいて光学測定システム１のキャリブレーション処理を実行する。
【００４５】
続いて、測定プローブ３が発光指標校正部４３の挿入部４３３ａに挿入された場合、演算部２９１は、拡散指標部材４３２および測定プローブ３を介して第１受光部２４が受光した拡散光源部４３４から入射される拡散光の測定値（以下、単に「外部光の測定値」という）を演算し、この演算結果に基づいて光学測定システム１のキャリブレーション処理を実行する。照明光の測定値および外部光の測定値の各々は、キャリブレーション処理が実行されるごとに、履歴情報記録部２７１に順次記録される。
【００４６】
次に、光学測定システム１が実行する異常判定処理について説明する。図５は、判定部２９２が判定する判定方法の概要を説明する模式図である。図５において、横軸が回数を示し、縦軸が第１受光部２４によって受光された光の測定値を示す。また、図５において、直線Ｌ１が演算部２９１によって演算された照明光の測定履歴の特性値を示し、直線Ｌ２が演算部２９１によって演算された外部光（照明光）の測定履歴の特性値を示す。
【００４７】
図５に示すように、判定部２９２は、演算部２９１が演算した照明光の測定値における測定履歴の特性値として下降傾向が見られ（直線Ｌ１を参照）、かつ、外部光の測定値における測定履歴の特性値として増減傾向が見られない場合（直線Ｌ２を参照）、測定プローブ３が正常であると判定するとともに、かつ、光源部２２の光量が低下（光源部２２の劣化）、即ち、光源部２２が異常であると判定する。ここで、測定履歴の特性値とは、照明光における複数の測定値または外部光における複数の測定値に基づいて近似された直線の傾きである。
【００４８】
ここで、判定部２９２が演算部２９１によって演算された測定履歴の特性値が下降傾向であるか否かを判定する判定方法について説明する。図６は、判定部２９２が演算部２９１によって演算された照明光の測定履歴の特性値が下降傾向であるか否かを判定する際の判定方法の概要を説明する模式図である。図６において、横軸が回数を示し、縦軸が第１受光部２４によって受光された光の測定値を示す。また、図６において、直線Ｌ３が判定部２９２によって照明光の測定値の下降傾向を判定する際に用いる閾値を示す。なお、図６において、照明光の測定履歴の特性値における下降傾向の判定方法について説明するが、外部光の測定履歴の特性値における下降傾向または上昇傾向を判定する際にも同様の処理を用いることができるため、説明を省略する。
【００４９】
図６に示すように、まず、閾値算出部２９３は、偶然の要素を排除するため、照明光の測定値の下降傾向を判定する際に用いる平均値Ｃavを、履歴情報記録部２７１が記録する最初の１０回分の測定結果（Ｃ1〜Ｃ10）の平均値によって算出する。
【００５０】
また、閾値算出部２９３は、光源部２２の経年劣化を加味して閾値を算出する。図７は、閾値算出部２９３が算出する閾値の算出方法の概要を説明する模式図である。図７において、横軸が時間を示し、縦軸が第１受光部２４によって受光された光の測定値を示す。また、図７において、直線Ｌ３が平均値Ｃavを示し、直線Ｌ４が平均値に光源部２２の経年劣化を加味した閾値Ｃlifeを示す。
【００５１】
図７に示すように、閾値算出部２９３は、平均値Ｃavに対して、光源部２２の経年劣化を加味した閾値Ｃlifeを算出する。具体的には、閾値算出部２９３は、光源部２２の減衰（劣化）を１０００時間あたり５％とし、経過時間をｔとした場合、以下の式によって閾値Ｃlifeを算出する。
Ｃlife＝（０.９５／１０００）×ｔ×Ｃav      ・・・（１）
このように、閾値算出部２９３は、偶然の要素を排除するとともに、光源部２２の経年劣化を加味した閾値Ｃlifeを算出する。なお、判定部２９２は、閾値算出部２９３が算出した平均値Ｃavを閾値として用いてもよい。
【００５２】
判定部２９２は、図６に示すように、測定値Ｃn（ｎ＝自然数）から順に遡って、測定値Ｃn-10までに対してＣlife−Ｃn＞０であるか否かを判定し、Ｃlife−Ｃn＞０である場合、照明光の測定値が下降傾向であると判定する。即ち、判定部２９２は、照明光の測定値が多少の幅を持って上下に増減した場合であっても、演算部２９１によって演算された照明光の測定値における測定履歴の特性値が下降傾向で、１０回の間で１回も閾値Ｃlifeを超えなければ、光源部２２の照明光の光量に異常が生じていると判定する。なお、上述した閾値Ｃlifeを算出するための回数や減衰の割合および判定に用いる回数は、適宜変更することができる。
【００５３】
次に、判定部２９２が判定する劣化異常パターンについて説明する。図８は、異常情報記録部２７２が記録する異常情報に関する異常情報テーブルの一例を示す図である。
【００５４】
図８に示す異常情報テーブルＴ１には、演算部２９１による測定履歴の特性値（外部光の測定値および照明光の測定値）と、予測される異常内容と、ユーザへ報知するべき事柄とが対応付けて記録されている。具体的には、異常情報テーブルＴ１の「１」には、外部光の測定値における測定履歴の特性値（傾向）が「正常」、かつ、照明光の測定値における測定履歴の特性値が「正常」である場合、予測される異常内容が「異常なし」、ユーザへ報知すべき事柄が「なし」と記載されている。即ち、判定部２９２は、演算部２９１が演算した外部光の測定値における測定履歴の特性値および照明光の測定値における測定履歴の特性値それぞれが正常である場合、光学測定システム１が正常であると判定する。
【００５５】
異常情報テーブルＴ１の「２」には、外部光の測定値における測定履歴の特性値が「正常」、かつ、照明光の測定値における測定履歴の特性値が「上昇傾向」である場合、予測される異常内容が「照明光用の反射指標上の高反射率の不純物の存在」、ユーザへ報知すべき事柄が「指標を掃除してください」と記載されている。即ち、判定部２９２は、演算部２９１が演算した外部光の測定値における測定履歴の特性値が正常で、照明光の反射光の測定値における測定履歴の特性値が上昇傾向である場合、反射指標部材４２２に異常が生じていると判定する。さらに、表示制御部２９４は、表示部２６の掃除ランプ２６ｂを点灯させるとともに、表示モニタ２６ａに異常の内容を示す情報を表示させる。なお、異常情報テーブルＴ１の「２」には、測定プローブ３の先端部３５に高反射率の不純物が付着しても照明光の特性値が同様に上昇傾向を示すので、ユーザへ報知すべき事柄に「測定プローブの先端部を掃除してください」も記載されている。
【００５６】
異常情報テーブルＴ１の「３」には、外部光の測定値における測定履歴の特性値が「正常」、かつ、照明光の測定値における測定履歴の特性値が「下降傾向」である場合、予測される異常内容が「照明光量の低下、照明ファイバの劣化または折損、照明光による反射指標上のゴミ」、ユーザへ報知すべき事柄が「指標を掃除してください」と記載されている。即ち、判定部２９２は、演算部２９１が演算した外部光の測定値における測定履歴の特性値が正常で、照明光の測定値における測定履歴の特性値が下降傾向である場合、光源部２２の異常、照明ファイバ３１の異常および反射指標部材４２２の異常のいずれか１つ以上が発生していると判定する。この場合において、表示制御部２９４は、表示部２６の掃除ランプ２６ｂを点灯させるとともに、表示モニタ２６ａに異常の内容を示す情報を表示させる。なお、異常情報テーブルＴ１の「３」には、指標の掃除を行っても改善しない場合、光源部２２のメンテナンスが必要になるので、ユーザへ報知すべき事柄に「サービスマンに連絡してください」が記載されている。
【００５７】
異常情報テーブルＴ１の「４」には、外部光の測定値における測定履歴の特性値が「上昇傾向」、かつ、照明光の測定値における測定履歴の特性値が「正常」である場合、予測される異常内容が「外部光用光源の異常出力」、ユーザへ報知すべき事柄が「サービスマンに連絡してください」と記載されている。即ち、判定部２９２は、演算部２９１が演算した外部光の測定値における測定履歴の特性値が上昇傾向で、照明光の測定値における測定履歴の特性値が正常である場合、拡散光源部４３４に異常が生じていると判定する。この場合において、表示制御部２９４は、表示部２６の連絡ランプ２６ｃを点灯させるとともに、表示モニタ２６ａに異常の内容を示す情報を表示させる。
【００５８】
異常情報テーブルＴ１の「５」には、外部光の測定値における測定履歴の特性値が「下降傾向」、かつ、照明光の測定値における測定履歴の特性値が「正常」である場合、予測される異常内容が「外部光用光源の故障、外部光用の拡散指標の汚損」、ユーザへ報知すべき事柄が「指標を掃除してください」と記載されている。即ち、判定部２９２は、演算部２９１が演算した外部光の測定値における測定履歴の特性値が下降傾向で、照明光の測定値における測定履歴の特性値が正常である場合、拡散光源部４３４または拡散指標部材４３２に異常が生じていると判定する。この場合において、表示制御部２９４は、表示部２６の掃除ランプ２６ｂを点灯させるとともに、表示モニタ２６ａに異常の内容を示す情報を表示させる。なお、異常情報テーブルＴ１の「５」には、指標の掃除を行っても改善しない場合、光源部２２のメンテナンスが必要になるので、ユーザへ報知すべき事柄に「サービスマンに連絡してください」が記載されている。
【００５９】
異常情報テーブルＴ１の「６」には、外部光の測定値における測定履歴の特性値が「上昇傾向」、かつ、照明光の測定値における測定履歴の特性値が「上昇傾向」である場合、予測される異常内容が「両指標上の高反射率の不純物の存在、第１受光部の異常」、ユーザへ報知すべき事柄が「指標を掃除してください」と記載されている。即ち、判定部２９２は、演算部２９１が演算した外部光の測定値における測定履歴の特性値が上昇傾向で、照明光の測定値における測定履歴の特性値が上昇傾向である場合、反射指標部材４２２の異常、拡散指標部材４３２の異常および第１受光部２４の異常のいずれか１つが発生していると判定する。この場合において、表示制御部２９４は、表示部２６の連絡ランプ２６ｃを点灯させるとともに、表示モニタ２６ａに異常の内容を示す情報を表示させる。なお、異常情報テーブルＴ１の「６」には、指標の掃除を行っても外部光の測定値および照明光の測定値それぞれの特性値が変わらない場合、ユーザへ報知すべき事柄に「サービスマンに連絡してください」が記載されている。
【００６０】
異常情報テーブルＴ１の「７」には、外部光の測定値における測定履歴の特性値が「上昇傾向」、かつ、照明光の測定値における測定履歴の特性値が「下降傾向」である場合、予測される異常内容が「照明光量の低下、外部光源の異常出力、第１受光部の異常、光学測定装置の暴走」、ユーザへ報知すべき事柄が「サービスマンに連絡してください」と記載されている。即ち、判定部２９２は、演算部２９１が演算した外部光の測定値における測定履歴の特性値が上昇傾向で、照明光の測定値における測定履歴の特性値が下降傾向である場合、光源部２２の異常、拡散光源部４３４の異常、第１受光部２４の異常および光学測定装置２の異常のいずれか１つ以上が発生していると判定する。この場合において、表示制御部２９４は、表示部２６の掃除ランプ２６ｂを点灯させるとともに、表示モニタ２６ａに異常の内容を示す情報を表示させる。
【００６１】
異常情報テーブルＴ１の「８」には、外部光の測定値における測定履歴の特性値が「下降傾向」、かつ、照明光の測定値における測定履歴の特性値が「上昇傾向」である場合、予測される異常内容が「外部光用光源の故障、外部光用の拡散指標の汚損、照明光用の反射指標上の高反射率の不純物の付着、光学測定装置の暴走」、ユーザへ報知すべき事柄が「サービスマンに連絡してください。」と記載されている。即ち、判定部２９２は、演算部２９１が演算した外部光の測定値における測定履歴の特性値が下降傾向で、照明光の測定値における測定履歴の特性値が上昇傾向である場合、拡散光源部４３４が故障、拡散指標部材４３２の異常、反射指標部材４２２の異常および光学測定装置２の異常のいずれか１つ以上が発生していると判定する。この場合において、表示制御部２９４は、表示部２６の連絡ランプ２６ｃを点灯させるとともに、表示モニタ２６ａに異常または故障のいずれかの内容を示す情報を表示させる。
【００６２】
異常情報テーブルＴ１の「９」には、外部光の測定値における測定履歴の特性値が「下降傾向」、かつ、照明光の測定値における測定履歴の特性値が「下降傾向」である場合、予測される異常内容が「両指標上のゴミ、外部光源、照明光源の故障」、ユーザへ報知すべき事柄が「指標を掃除してください」と記載されている。判定部２９２は、演算部２９１が演算した外部光の測定値における測定履歴の特性値が下降傾向で、照明光の測定値における測定履歴の特性値が下降傾向である場合、拡散光源部４３４が故障、拡散指標部材４３２の異常、反射指標部材４２２の異常および光源部２２の異常のいずれか１つが発生していると判定する。この場合において、表示制御部２９４は、表示部２６の掃除ランプ２６ｂを点灯させるとともに、表示モニタ２６ａに故障の内容を示す情報を表示させる。なお、異常情報テーブルＴ１の「９」には、指標の掃除を行っても外部光の測定値および照明光の測定値それぞれの測定履歴の特性値が変わらない場合、ユーザへ報知すべき事柄に「サービスマンに連絡してください」と記載されている。
【００６３】
このように、判定部２９２は、異常情報記録部２７２が記録する異常情報テーブルＴ１と演算部２９１が演算した測定履歴の特性値とに基づいて、光学測定システム１の劣化、異常または故障のいずれかの箇所を推定する。
【００６４】
次に、光学測定システム１が実行する劣化異常判定処理について説明する。図９は、光学測定システム１が実行する劣化異常判定処理の概要を示すフローチャートである。
【００６５】
図９に示すように、まず、制御部２９は、測定プローブ３の先端部３５が反射指標校正部４２の挿入部４２３ａに挿入された状態で光源部２２に照明光を出射させ、第１受光部２４に照明光の拡散光を受光させて測定させる（ステップＳ１０１）。
【００６６】
続いて、制御部２９は、測定プローブ３の先端部３５が発光指標校正部４３の挿入部４３３ａに挿入された状態で、第１受光部２４に外部光の拡散光を受光させて測定させる（ステップＳ１０２）。
【００６７】
その後、演算部２９１は、照明光および外部光それぞれの測定値における測定履歴の特性値を演算する（ステップＳ１０３）。
【００６８】
続いて、判定部２９２は、異常情報記録部２７２が記録する異常情報と演算部２９１が演算した測定履歴の特性値とに基づいて、光学測定システム１の劣化または異常を判定する（ステップＳ１０４）。
【００６９】
その後、判定部２９２によって光学測定システム１に劣化または異常があると判定された場合（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）、表示制御部２９４は、表示部２６に異常の内容を示す情報を表示させて警告する（ステップＳ１０６）。これにより、ユーザは、光学測定システム１の異常箇所、例えば測定プローブ３の劣化または異常であるのか、光源部２２の劣化または異常であるのかを把握することができる。ステップＳ１０６の後、光学測定システム１は、本処理を終了する。
【００７０】
ステップＳ１０５において、判定部２９２によって光学測定システム１に劣化または異常があると判定されていない場合（ステップＳ１０５：Ｎｏ）、光学測定システム１は、本処理を終了する。
【００７１】
以上説明した本発明の実施の形態１によれば、判定部２９２が演算部２９１によって演算された外部光の測定値および照明光の測定値それぞれの測定履歴の特性値と異常情報記録部２７２が記録する異常情報とに基づいて、光学測定システム１の異常を判定するので、測定プローブ３または光源部２２に異常が生じていることを確実に判別することができる。
【００７２】
なお、本発明の実施の形態１では、表示制御部２９４が判定部２９２の判定結果に基づいて、表示部２６に警告を行っていたが、サービスマンが演算部２９１による演算結果を確認することができればよく、演算部２９１の演算結果を記録部２７に記録するだけでもよい。これにより、サービスマンは、記録部２７が記録する演算部２９１の演算結果に基づいて、光学測定システム１の異常箇所を正確に把握することができる。
【００７３】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態２に係る光学測定システムは、上述した実施の形態１に係る光学測定システム１と構成が異なる。具体的には、測定プローブは、複数の受光ファイバを有する。このため、以下においては、本実施の形態２に係る光学測定システムの構成を説明する。なお、上述した実施の形態１に係る光学測定システム１の構成と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【００７４】
図１０は、本発明の実施の形態２に係る光学測定システム１００の機能構成を示すブロック図である。
【００７５】
図１０に示す光学測定システム１００は、散乱体である生体組織等の測定対象物に対して光学測定を行って測定対象物の性状（特性）を検出する光学測定装置１０１と、光学測定装置１０１に対して着脱自在であり、被検体内に導入される測定プローブ２００と、を備える。
【００７６】
まず、光学測定装置１０１の構成について説明する。光学測定装置１０１は、商用電源コネクタ２０と、電源部２１と、光源部２２と、接続部２３と、第１受光部２４と、入力部２５と、表示部２６と、Ｉ／Ｆ部２８と、制御部２９と、第２受光部１０２と、記録部１０３と、を備える。
【００７７】
第２受光部１０２は、接続部２３を介して測定プローブ２００から入射される照明光の戻り光を受光して光電変換を行うことによって測定対象物の測定結果を生成して制御部２９へ出力する。第２受光部１０２は、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子を用いて実現される。なお、第１受光部２４に、測定プローブ２００から入射される照明光の戻り光を受光し、受光した照明光の戻り光のスペクトル成分を分光可能な分光器を設けてもよい。
【００７８】
記録部１０３は、光学測定装置１０１を動作させるための各種プログラムおよび光学測定装置１０１に使用される各種データ等を記録する。また、記録部１０３は、過去のキャリブレーション処理における測定結果を記録する履歴情報記録部２７１と、予測される測定プローブ２００および光源部２２それぞれの光学的な性能による異常および構成上の不具合による異常と、この異常が発生した場合に推定される照明光および外部光それぞれの測定履歴の特性値と、表示部２６が表示する内容と、を対応付けた異常情報を記録する異常情報記録部１０３ａと、を有する。記録部１０３は、揮発性メモリおよび不揮発性メモリ等を用いて実現される。なお、記録部１０３は、光学測定装置１０１の外部から装着されるメモリカード等を用いて構成してもよい。
【００７９】
次に、測定プローブ２００の構成について説明する。測定プローブ２００は、少なくとも３本の光ファイバを用いて構成される。具体的には、測定プローブ２００は、照明ファイバ３１と、第１受光ファイバ３２と、第２受光ファイバ３６と、を用いて構成される。また、測定プローブ２００は、基端部３３と、可撓部３４と、先端部３５と、を備える。
【００８０】
このように構成された光学測定システム１００において、判定部２９２が判定する劣化異常パターンについて説明する。図１１は、異常情報記録部１０３ａが記録する異常情報に関する異常情報テーブルの一例を示す図である。図１２は、異常情報記録部１０３ａが記録する異常情報に関する異常情報テーブルの別の一例を示す図である。
【００８１】
図１１および図１２に示す異常情報テーブルＴ１０および異常情報テーブルＴ２０には、第１受光ファイバ３２および第２受光ファイバ３６それぞれの演算部２９１による測定値における測定履歴の特性値（外部光の測定値および照明光の測定値それぞれの測定履歴の特性値）と、予測される異常内容と、ユーザへ報知すべき事柄とが対応付けて記録されている。具体的には、異常情報テーブルＴ１０は、実施の形態１で上述した第１受光ファイバ３２の９通りのパターンに対して、第２受光ファイバ３６の測定結果が同じだけ存在するため、全部で８１通りのパターンが存在する。このため、以下においては、図１１および図１２に示す代表的な２例について説明する。
【００８２】
図１１に示す異常情報テーブルＴ１０は、第１受光ファイバ３２における外部光の測定値および照明光の測定値それぞれの測定履歴の特性値が正常である場合において、第２受光ファイバ３６における外部光の測定値および照明光の測定値それぞれの測定履歴の特性値が変化するときの例を示す。
【００８３】
具体的には、異常情報テーブルＴ１０には、演算部２９１による第１受光ファイバ３２および第２受光ファイバ３６それぞれの測定値における測定履歴の特性値と、予測される異常内容と、ユーザへ報知すべき事柄とが対応付けて記録されている。例えば、異常情報テーブルＴ１０に示すように、第１受光ファイバ３２と第２受光ファイバ３６の測定値における測定履歴の特性値が異なる時点で、第２受光ファイバ３６にだけ影響を与える不純物の存在が考えられる。このため、拡散光源部４３４の光量および光源部２２の光量については、第１受光ファイバ３２の傾向が正常のため、拡散光源部４３４および光源部２２が正常であると考えられるうえ、光学測定装置１０１も正常と考えられる。即ち、判定部２９２は、第２受光ファイバ３６または第２受光部１０２に異常が生じていると判定する。この場合において、表示制御部２９４は、表示部２６の掃除ランプ２６ｂを点灯させるとともに、表示モニタ２６ａに異常の内容を示す情報を表示させる。なお、異常情報テーブルＴ１０の「６」〜「９」には、指標の掃除を行っても改善しない場合、ユーザへ報知すべき事柄に「サービスマンを呼んでください」が記載されている。
【００８４】
また、図１２に示す異常情報テーブルＴ２０は、第１受光ファイバ３２の照明光の測定値における測定履歴の特性値が下降傾向を示しているときの例を示す。
【００８５】
具体的には、異常情報テーブルＴ２０には、演算部２９１による第１受光ファイバ３２および第２受光ファイバ３６それぞれの測定値における測定履歴の特性値と、予測される異常内容と、ユーザへ報知すべき事柄とが対応付けて記録されている。例えば、異常情報テーブルＴ２０の「３」に示すように、第１、第２の受光ファイバともに、外部光における測定値が正常で、照明光の測定値が下降傾向にある場合、判定部は、照明光量の低下または折損、照明ファイバの劣化または照明光による拡散指標上のゴミなどの異常が生じていると判定する。この場合において、表示制御部２９４は、表示部２６の掃除ランプ２６ｂを点灯させるとともに、表示モニタ２６ａに異常の内容を示す情報を表示させる。なお、判定部２９２は、第２受光ファイバ３６の測定値の特性値が下降傾向または上昇傾向の場合、第２受光ファイバ３６に異常が生じていると判定する。このとき、表示制御部２９４は、表示部２６の連絡ランプ２６ｃを点灯させるとともに、表示モニタ２６ａに異常の内容を示す情報を表示させる。
【００８６】
このように異常情報記録部１０３ａには、上述したパターンが８１通り記録されている。判定部２９２は、演算部２９１が演算する第１受光ファイバ３２および第２受光ファイバ３６それぞれの測定値における測定履歴の特性値と異常情報記録部１０３ａが記録する異常情報とに基づいて、光学測定システム１００の劣化または異常を判定する。これにより、受光ファイバ毎に劣化または異常を判定することができる。
【００８７】
以上説明した本発明の実施の形態２によれば、判定部２９２が演算部２９１によって演算された外部光の測定値および照明光の測定値それぞれの測定履歴の特性値と異常情報記録部１０３ａが記録する異常情報とに基づいて、第１受光ファイバ３２および第２受光ファイバ３６の異常を個別に判定することができる。
【００８８】
なお、上述した実施の形態２では、測定プローブ２００が第１受光ファイバ３２および第２受光ファイバ３６を備えていたが、受光ファイバの数は適宜変更することができ、例えば３本以上あってもよい。もちろん、照明ファイバ３１の数も適宜変更することができる。
【００８９】
このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態を含みうるものであり、特許請求の範囲によって特定される技術的思想の範囲内で種々の設計変更等を行うことが可能である。
【符号の説明】
【００９０】
１，１００  光学測定システム
２，１０１  光学測定装置
３, ２００  測定プローブ
４  校正モジュール
２０  商用電源コネクタ
２１  電源部
２２  光源部
２３  接続部
２４  第１受光部
２５  入力部
２６  表示部
２６ａ  表示モニタ
２６ｂ  掃除ランプ
２６ｃ  連絡ランプ
２７，１０３  記録部
２８  Ｉ／Ｆ部
２９  制御部
３１  照明ファイバ
３２  第１受光ファイバ
３３  基端部
３４  可撓部
３５  先端部
３５ａ  ロットレンズ
３６  第２受光ファイバ
４１  ベース部
４２  反射指標校正部
４３  発光指標校正部
１０２  第２受光部
１０３ａ，２７２  異常情報記録部
２７１  履歴情報記録部
２９１  演算部
２９２  判定部
２９３  閾値算出部
２９４  表示制御部
４２１  反射指標本体部
４２２  反射指標部材
４２３  反射蓋部
４２３ａ，４３３ａ  挿入部
４３１  発光指標本体部
４３２  拡散指標部材
４３３  発光蓋部
４３４  拡散光源部
４３５  コネクタ部
４３６  光ファイバ
４３７  スリーブ
Ｔ１，Ｔ１０，Ｔ２０  異常情報テーブル
【要約】
光学的な性能による異常と構成上の不具合による異常とを正確に判別することができる光学測定装置を提供する。光学測定装置２は、照明ファイバ３１を介して測定対象物へ照明光を出射する光源部２２と、第１受光ファイバ３２を介して測定対象物で反射した照明光の戻り光を受光する第１受光部２４と、第１受光ファイバ３２を介して第１受光部２４が受光した照明光の照射対象となる反射指標部材で反射した照明光に基づく拡散光、および、外部から入射される光を均一な光として透過させる拡散指標部材と第１受光ファイバ３２とを介して第１受光部２４が受光した外部から入射される光に基づく拡散光それぞれの複数の測定値に基づいて、測定履歴の特性を演算する演算部２９１と、を備える。【図１】
0005861021.tif 000002
【図２】
0005861021.tif 000003
【図３】
0005861021.tif 000004
【図４】
0005861021.tif 000005
【図５】
0005861021.tif 000006
【図６】
0005861021.tif 000007
【図７】
0005861021.tif 000008
【図８】
0005861021.tif 000009
【図９】
0005861021.tif 000010
【図１０】
0005861021.tif 000011
【図１１】
0005861021.tif 000012
【図１２】
0005861021.tif 000013