(57)【要約】【課題】被検者の身体に悪影響を与えることなく、被検者の体内におけるカテーテルの先端部の位置を適切に確認することができるカテーテル装置およびカテーテル位置確認方法を提供する。【解決手段】カテーテル装置１０は、体内に挿入されるべきカテーテル１１と、可視赤色光および赤外光の少なくとも一方の光を放射する光源部２０と、光源部２０から放射される光を、カテーテル１１の先端部近傍に導光するファイバ１３と、カテーテル１１が挿入される被検者の身体特性を示す固有身体特性データに応じて、ファイバ１３からの出力光の照度および波長の少なくとも一方を調整可能な調整機構と、を備える。【選択図】      図１
2018175023.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
体内に挿入されるべきカテーテルと、
可視赤色光および赤外光の少なくとも一方の光を放射する光源部と、
前記光源部から放射される光を、前記カテーテルの先端部近傍に導光するファイバと、
前記カテーテルが挿入される被検者の身体特性を示す固有身体特性データに応じて、前記ファイバからの出力光の照度および波長の少なくとも一方を調整可能な制御部と、を備えることを特徴とするカテーテル装置。
【請求項２】
前記固有身体特性データは、体脂肪率、体重、年齢およびＢＭＩ値の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１に記載のカテーテル装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記光源部への投入電力値を調整することで前記出力光の照度を調整することを特徴とする請求項１または２に記載のカテーテル装置。
【請求項４】
前記光源部は、ピーク波長の異なる光をそれぞれ放射する複数の光源素子と、前記複数の光源素子にそれぞれ接続された複数のファイバと、を備え、
前記制御部は、前記光源部を制御することで前記出力光の波長を調整することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のカテーテル装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記複数の光源素子へ選択的に電力を供給することを特徴とする請求項４に記載のカテーテル装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記複数のファイバの他端と前記カテーテルの先端部近傍に光を導光する前記ファイバとの接続を切り替えることを特徴とする請求項４に記載のカテーテル装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記複数のファイバのうち、少なくとも１つのファイバから出力される光を減光するフィルタを含むことを特徴とする請求項４に記載のカテーテル装置。
【請求項８】
前記複数の光源素子は、６００ｎｍ以上７００ｎｍ未満の範囲にピーク波長を有する光を放射する第１光源素子と、７００ｎｍ以上の範囲にピーク波長を有する光を放射する第２光源素子と、を少なくとも含むことを特徴とする請求項４から７のいずれか１項に記載のカテーテル装置。
【請求項９】
前記制御部は、
前記固有身体特性データと前記出力光に関するデータとの関係を示す情報を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された情報と、前記固有身体特性データとに基づいて、前記出力光に関するデータを決定する決定部と、を備えることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のカテーテル装置。
【請求項１０】
前記記憶部は、前記固有身体特性データと前記出力光に関するデータとの関係を示すテーブルを記憶することを特徴とする請求項９に記載のカテーテル装置。
【請求項１１】
光源部から放射された可視赤色光および赤外光の少なくとも一方の光をファイバに供給し、当該ファイバによって、前記光を、体内に挿入されるべきカテーテルの先端部近傍まで導光して体内に照射するに際し、
前記カテーテルが挿入される被検者の身体特性を示す固有身体特性データに応じて、前記ファイバからの出力光の照度および波長の少なくとも一方を調整することを特徴とするカテーテル位置確認方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、体内に挿入されたカテーテルの先端部の位置を確認するためのカテーテル装置およびカテーテル位置確認方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
口から食物を摂れなくなった患者に対して栄養物などの液状物を体内に供給するためのカテーテルの使用に際し、その先端部が体内において誤った位置に挿入された場合、栄養物が肺などの誤った位置に供給されてしまうといった懸念がある。そこで、カテーテルの先端部の位置を確認したいとの要望がある。特許文献１には、体内に挿入されるべきカテーテルと、可視赤色光を放射するレーザーダイオードを有する光源部と、光源部から放射される可視赤色光をカテーテルの先端部近傍に導光するファイバと、を備えるカテーテル装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−８７０９１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、カテーテルが挿入される患者は、ＢＭＩ値や体脂肪率等に代表される身体特性が個々に異なっている。本発明者は、上記のようなカテーテル装置において、カテーテルが挿入される患者の身体特性によっては、カテーテルの先端位置を視認しづらくなることを見出した。具体的には、光源部に使用する光源素子の照度が同じであっても、皮下脂肪の薄い人（例えば、乳幼児、痩せ型の人）に比べ、皮下脂肪の厚い人（中高老年、肥満体形の人）では、カテーテルの先端位置を視認しづらいことを見出した。
すべての患者に対して一律に視認用の高照度の光源素子を使用すれば、上記問題は解消するようにも思われるが、特に患者が乳幼児の場合、成人に比べ免疫力等の体の防御機能が十分に備わっていないため、人体への悪影響が無いとは言い切れない。
【０００５】
そこで、本発明は、被検者の身体に悪影響を与えることなく、被検者の体内におけるカテーテルの先端部の位置を適切に確認することができるカテーテル装置およびカテーテル位置確認方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係るカテーテル装置の一態様は、体内に挿入されるべきカテーテルと、可視赤色光および赤外光の少なくとも一方の光を放射する光源部と、前記光源部から放射される光を、前記カテーテルの先端部近傍に導光するファイバと、前記カテーテルが挿入される被検者の身体特性を示す固有身体特性データに応じて、前記ファイバからの出力光の照度および波長の少なくとも一方を調整可能な制御部と、を備える。
例えば、被検者の体内の光透過性が低いほど高照度の光を照射することができ、被検者の体内におけるカテーテルの先端部の位置を適切に確認することができる。また、被検者の体内の光透過性が比較的高い場合には、低照度の光を照射することができるので、高照度の光が照射されることによる身体への悪影響を抑制することができる。さらに、生体の光散乱特性は光の波長に依存し、長波長であるほど光の散乱は小さくなるとの知見に基づき、被検者の体内の光散乱性が高いほど長波長の光を照射することができる。
このように、ファイバからの出力光の照度および波長の少なくとも一方を被検者の身体特性に応じて可変とするので、カテーテルを被検者の体内に挿入した際に、被検者の年齢や体型によらずに当該カテーテルの先端部近傍で発光する光を体外から確認することができる。つまり、カテーテルの先端位置を体外から適切に確認することができる。また、被検者毎に体内において照射される光を調整することができるので、被検者の身体に与える悪影響を適切に抑制することができる。
【０００７】
また、上記のカテーテル装置において、前記固有身体特性データは、体脂肪率、体重、年齢およびＢＭＩ値の少なくとも１つを含んでもよい。
生体組織は光に対して吸収と散乱の２つの光学特性を有するが、吸収よりも散乱による光のパワーの減衰の方が著しい。固有身体特性データとして、被検者の体内に含まれる主な光散乱物質である体脂肪を評価するデータを用いることで、体脂肪における光の散乱による光のパワーの減衰を考慮して、適切にファイバからの出力光を調整することができる。
【０００８】
さらに、上記のカテーテル装置において、前記制御部は、前記光源部への投入電力値を調整することで前記出力光の照度を調整してもよい。この場合、容易に光源部から放射される光の照度を調整することができ、ファイバからの出力光の照度を適切に調整することができる。
さらに、上記のカテーテル装置において、前記光源部は、ピーク波長の異なる光をそれぞれ放射する複数の光源素子と、前記複数の光源素子にそれぞれ接続された複数のファイバと、を備え、前記制御部は、前記光源部を制御することで前記出力光の波長を調整してもよい。この場合、光源部から放射される光の波長を調整することができ、ファイバからの出力光の波長を適切に調整することができる。
【０００９】
また、上記のカテーテル装置において、前記制御部は、前記複数の光源素子へ選択的に電力を供給してもよい。この場合、容易に光源部から放射される光の波長を調整することができ、ファイバからの出力光の波長を適切に調整することができる。
また、上記のカテーテル装置において、前記制御部は、前記複数のファイバの他端と前記カテーテルの先端部近傍に光を導光する前記ファイバとの接続を切り替えてもよい。この場合、容易にカテーテルの先端部近傍に光を導光するファイバに供給する光の波長を調整することができ、ファイバからの出力光の波長を適切に調整することができる。
さらに、上記のカテーテル装置において、前記制御部は、前記複数のファイバのうち、少なくとも１つのファイバから出力される光を減光するフィルタを含んでもよい。この場合、容易に光源部から放射される光の波長を調整することができ、ファイバからの出力光の波長を適切に調整することができる。
【００１０】
さらにまた、上記のカテーテル装置において、前記複数の光源素子は、６００ｎｍ以上７００ｎｍ未満の範囲にピーク波長を有する光を放射する第１光源素子と、７００ｎｍ以上の範囲にピーク波長を有する光を放射する第２光源素子と、を少なくとも含んでもよい。
このように、ピーク波長の異なる光をそれぞれ放射する複数の光源素子を備えることで、被検者の身体特性に応じて、ファイバからの出力光を適切に調整することができる。また、６００ｎｍ以上７００ｎｍ未満の範囲にピーク波長を有する光は、体内の透過性に優れると共に、肉眼で視認し易い光である。したがって、第１光源素子から放射された光を用いた場合、オペレータは、体外において肉眼でカテーテルの先端位置を容易かつ適切に確認することができる。
【００１１】
さらに、上記のカテーテル装置において、前記制御部は、前記固有身体特性データと前記出力光に関するデータとの関係を示す情報を記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された情報と、前記固有身体特性データとに基づいて、前記出力光に関するデータを決定する決定部と、を備えてもよい。これにより、被検者の身体特性に応じて適切にファイバからの出力光を決定することができる。
また、上記のカテーテル装置において、前記記憶部は、前記固有身体特性データと前記出力光に関するデータとの関係を示すテーブルを記憶してもよい。このように、テーブルを記憶しておくことで、より容易にファイバからの出力光を決定することができる。
【００１２】
さらに、本発明に係るカテーテル位置確認方法の一態様は、光源部から放射された可視赤色光および赤外光の少なくとも一方の光をファイバに供給し、当該ファイバによって、前記光を、体内に挿入されるべきカテーテルの先端部近傍まで導光して体内に照射するに際し、前記カテーテルが挿入される被検者の身体特性を示す固有身体特性データに応じて、前記ファイバからの出力光の照度および波長の少なくとも一方を調整する。
これにより、被検者の身体に悪影響を与えることなく、被検者の体内におけるカテーテルの先端部の位置を適切に確認することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のカテーテル装置によれば、被検者毎に固有の身体特性に応じてファイバからの出力光の照度および波長の少なくとも一方を調整可能とするので、被検者の身体に悪影響を与えることなく、被検者の体内におけるカテーテルの先端部の位置を適切に確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態におけるカテーテル装置の構成例を示す図である。
【図２】カテーテル装置の断面構造を示す図である。
【図３】カテーテルの断面構造を示す図である。
【図４】光の波長と吸収係数との関係を示す図である。
【図５】体脂肪率と出力光の照度との関係を示すテーブルの一例である。
【図６】ＢＭＩ値と出力光の照度との関係を示すテーブルの一例である。
【図７】光の波長と散乱係数との関係を示す図である。
【図８】体脂肪率と出力光の波長との関係を示すテーブルの一例である。
【図９】ＢＭＩ値と出力光の波長との関係を示すテーブルの一例である。
【図１０】波長調整機構の一例を示す図である。
【図１１】波長調整機構の一例を示す図である。
【図１２】波長調整機構の一例を示す図である。
【図１３】照度調整機構および波長調整機構の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第一の実施形態）
図１は、本実施形態におけるカテーテル装置１０の構成例を示す図である。
カテーテル装置１０は、例えば、経管栄養法に用いられる滅菌済みのディスポーザブルカテーテルであり、鼻咽頭または食道経由で胃に栄養剤や食物等の液状物を投与したり、胃から液状物を排出したりするために用いられる。
カテーテル装置１０は、患者（被検者）の体内に挿入されるべきカテーテル１１を備える。カテーテル１１は、例えば、図２に長手方向（図１における左右方向）に直交する方向の断面図を示すように、カテーテル本体１２と、ファイバ１３とを含んで構成されている。また、カテーテル装置１０は、カテーテル本体１２の基端部に接続されたコネクタ１５を備えている。
【００１６】
カテーテル本体１２は可撓性を有する管であり、例えばポリ塩化ビニル（polyvinyl chloride：ＰＶＣ）により構成されている。カテーテル本体１２の内部には、図３に示すように、長手方向に直交する断面において隔壁１２ａによって仕切られ、長手方向に延在する２つのルーメン１２ｂおよび１２ｃが形成されている。一方のルーメン１２ｂは、液状物を体内に供給したり体外から排出したりするためのルーメンであり、他方のルーメン１２ｃにはファイバ１３が挿入可能となっている。
このカテーテル本体１２の先端部（術者側から見た遠位端）は閉塞されており、当該先端部には、その周壁において内外に貫通し、カテーテル本体１２内部のルーメン１２ｂに連通する側孔１２ｄが形成されている。体内に供給する液状物は、例えばコネクタ１５に形成されたコック（不図示）を介してカテーテル本体１２内のルーメン１２ｂに注入される。
【００１７】
ファイバ１３は、可撓性を有する長尺状の棒材からなるプラスチック製の光ファイバであり、コアとクラッドとの二重構造を有する。ファイバ１３は、その先端部１３ａに、体内に光を照射する出光部を有する。また、ファイバ１３は、カテーテル本体１２の長手方向の長さ以上の長さを有し、その長手方向に光の透過性を有する。
ファイバ１３は、例えばカテーテル本体１２の基端部近傍の側面から当該カテーテル本体１２内のルーメン１２ｃに挿入され、その先端部１３ａはカテーテル本体１２の先端部と同一位置に配置される。なお、ファイバ１３の先端部１３ａは、カテーテル本体１２の先端部より基端部側に配置されていてもよいし、図１に示すようにカテーテル本体１２の先端部から突出して配置されていてもよい。また、ファイバ１３の先端部１３ａとは反対側の基端部には、ファイバコネクタ１７が接続されている。
【００１８】
ファイバコネクタ１７は、カテーテル本体１２と共に体内に挿入される上記ファイバ１３の基端部と、体内に挿入されずに光源側に接続されるファイバ１８の先端部とを連結可能である。
ファイバ１８は、上記のファイバ１３と同様に、可撓性を有する長尺状の棒材からなるプラスチック製、もしくはガラス製のファイバであり、コアとクラッドとの二重構造を有する。ファイバ１３は、その長手方向に光の透過性を有する。ファイバ１８の基端部は、ファイバコネクタ１９を介して光源部２０に接続されている。
【００１９】
光源部２０は、光源素子として、例えばレーザダイオード（ＬＤ）を使用した発光装置であり、制御部２１によって発光が制御される。本実施形態では、光源部２０は、可視赤色光もしくは赤外光を放射する。光源部２０は、可視赤色光として、波長６００ｎｍ以上６８０ｎｍ未満、より好ましくは波長６００ｎｍ以上６５０ｎｍ未満にピークを有する光を放射することが好ましい。また、光源部２０は、赤外光として、近赤外光、より好ましくは波長７８０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下にピークを有する光を放射することが好ましい。
【００２０】
本発明者は、カテーテルが挿入される患者の身体特性によっては、カテーテルの先端位置を視認しづらくなることを見出した。例えば、光源部に使用する光源素子の照度が同じであっても、皮下脂肪の薄い人に比べ、皮下脂肪の厚い人では、カテーテルの先端位置を視認しづらいことを見出した。
図４は、光の波長と人体における光の吸収係数との関係を示す図である。図４において、横軸は波長［ｎｍ］、縦軸は吸収係数［ａ．ｕ．］である。生体内の主な光吸収物質は水とヘモグロビンであり、このような光吸収物質は年齢とともに変化する。そのため、生体における光の吸収率も年齢とともに変化する。図４に示すように、中年（４４歳）と青年（２４歳）とを比較すると、青年（２４歳）の生体は光が吸収され易く、光透過性が低いことがわかる。一方、生体内の主な光散乱物質は脂肪である。つまり、皮下脂肪の多い人ほど生体内における光の散乱が大きく、光透過性は低いといえる。
このように、患者の身体特性によって光透過性はそれぞれ異なり、カテーテルの先端位置の視認性が異なる。
【００２１】
そこで、本実施形態におけるカテーテル装置１０は、可視赤色光もしくは赤外光を放射可能な光源部２０と、光源部２０から放射される光をカテーテル本体１２の先端部近傍に導光するファイバ１３と、患者の身体特性を示す固有身体特性データに応じてファイバ１３からの出力光の照度を調整可能な制御部２１と、を備えるものとする。ここで、固有身体特性データは、患者の体脂肪率、ＢＭＩ値、年齢、体重の少なくとも１つを含むことができる。
本実施形態では、制御部２１は、光源部２０が放射する光の照度を調整することでファイバ１３からの出力光の照度を調整する。具体的には、制御部２１は、光源素子であるＬＤに供給する電力値（投入電力値）を調整することで、ファイバ１３からの出力光の照度を調整する。
【００２２】
また、制御部２１は、患者の固有身体特性データに応じて、出力光の照度を、２段階以上に切替可能であってもよい。制御部２１は、予め準備された患者の固有身体特性データと出力光に関するデータ（レーザー出力）との関係を示す情報を記憶する記憶部２１ａと、固有身体特性データと記憶部２１ａに記憶された情報とに基づいて出力光に関するデータを決定する決定部２１ｂと、を備えることができる。そして、制御部２１は、決定した出力光に関するデータに基づいて、出力光を調整することができる。ここで、記憶部２１ａが記憶する上記情報は、例えば、固有身体特性データと出力光に関するデータとの関係を示すテーブルであってよい。
上記テーブルの一例を図５および図６に示す。図５は、固有身体特性データである体脂肪率と出力光の照度との関係を示すテーブルの一例である。また、図６は、固有身体特性データであるＢＭＩ値と出力光の照度との関係を示すテーブルの一例である。なお、ここでは３段階でレーザー出力を切替える場合について説明するが、２段階以上に切替可能であればよい。また、本実施形態では、出力光の波長λは固定であるものとする。
【００２３】
例えば、患者の体脂肪率に応じて出力光の照度を調整する場合、制御部２１は、図５に示すようなテーブルを参照して、取得した患者の体脂肪率をもとに出力光に関するデータとして光源素子への投入電力値を決定し、光源素子への投入電力を調整する。同様に、患者のＢＭＩ値に応じて出力光の照度を調整する場合には、制御部２１は、図６に示すようなテーブルを参照して、取得した患者のＢＭＩ値をもとに光源素子への投入電力値を決定し、光源素子への投入電力を調整する。
【００２４】
上述したように、体脂肪は光散乱物質である。そのため、体脂肪率やＢＭＩ値が高いほど、体内において照射された光は体外に透過しにくい。そこで、患者の体脂肪率やＢＭＩ値が高いほどレーザー出力が高く、患者の体脂肪率やＢＭＩ値が低いほどレーザー出力が低くなるようにテーブルを設定するものとする。ここで、図５および図６に示すレーザー出力は、ファイバ１３の先端部１３ａに形成された出光部からの光出力を指し、Ｐ１＜Ｐ２＜Ｐ３の関係を有する。例えば、Ｐ１＝３ｍＷ〜５ｍＷ、Ｐ２＝５ｍＷ〜７ｍＷ、Ｐ３＝１０ｍＷ〜１５ｍＷとすることができる。
なお、図５に示すレーザー出力Ｐ１〜Ｐ３と、図６に示すレーザー出力Ｐ１〜Ｐ３とは、それぞれ同じ値であってもよいし異なっていてもよい。また、光源素子の照度の調整幅（最大値と最小値の差）は、１０ｍＷ以下であることが好ましい。これは、一般に、内視鏡の製品にはクラス２のレーザー（１０ｍＷ）が用いられるためである。
【００２５】
以下、本実施形態のカテーテル装置１０におけるカテーテル本体１２の先端位置を確認するカテーテル位置確認方法について説明する。
まず制御部２１は、カテーテル１１を挿入する患者の固有身体特性データを取得する。次に、制御部２１は、カテーテル１１の体内への挿入過程において、また、液状物の注入開始時や吸引開始時等の処置開始時において、光源部２０を構成するＬＤを発光させる。光源部２０から放射された光はファイバ１８を経由してファイバ１３に供給され、カテーテル本体１２の先端位置近傍まで導光される。
このとき、制御部２１は、患者の固有身体特性データをもとにファイバ１３からの出力光に関するデータを決定し、決定したデータに従って出力光の照度を調整する。出力光の照度を調整する方法としては、例えば、光源部２０を制御し、光源部２０から放射される光の照度を調整する方法を用いることができる。
【００２６】
カテーテル装置１０は、体内にカテーテル本体１２を挿入した状態で、ファイバ１３の先端部１３ａに形成された出光部から上記出力光を体内に照射する。このとき、体内に照射された光は患者の体を透過し、体外から確認することが可能となる。この光が可視光である場合には、オペレータは、当該光を直接肉眼で視認することができる。また、上記の光が赤外光である場合には、オペレータは、当該光をＩＲビューワーや赤外線を捉えることのできる受光素子等を用いて確認することができる。そして、オペレータは、その光が透過している位置がカテーテル１１の先端位置、即ちカテーテル本体１２の先端位置であると容易に判断することができる。
【００２７】
また、このときファイバ１３からの出力光（体内に照射される光）は、患者の固有身体特性データに応じた照度を有する光であり、患者の年齢や体型によらずに適切に体内を透過する光である。したがって、オペレータは、患者の年齢や体型によらずに確実にカテーテル１１の先端位置、即ちカテーテル本体１２の先端位置を判断することができる。
なお、光源部２０からの光は連続光であってもパルス光であってもよい。また、制御部２１は、オペレータが図示しない点灯スイッチ等を操作したことを受けてＬＤを発光させるようにしてもよい。
【００２８】
以上のように、本実施形態におけるカテーテル装置１０は、患者の体内に挿入したカテーテル本体１２の先端位置をオペレータが体外から適切に確認可能な機構を有する。すなわち、カテーテル装置１０は、体内に挿入され、液状物を体内に供給または体外に排出するためのルーメン１２ｂを有するカテーテル本体１２と、カテーテル本体１２の先端位置まで光源部２０からの光を導光するファイバ１３とを備える。光源部２０は、可視赤色光もしくは赤外光を放射可能であり、カテーテル装置１０は、カテーテル１１を挿入する患者毎の固有身体特性データに応じて、ファイバ１３からの出力光の照度を調整可能な制御部２１を有する。
【００２９】
カテーテルの先端位置視認のためには、人体に含有される水とヘモグロビンとを透過し易く、かつ直接肉眼で視認し易い６５０ｎｍ〜７００ｎｍの範囲にピーク波長を有する可視赤色光を用いることが好ましいと考えられていた。しかしながら、人体には水やヘモグロビンの他に脂肪が含有されており、人体においては、吸収よりも散乱による光のパワーの減衰の方が著しい。
本発明者は、実験の結果、高ＢＭＩ値かつ皮下脂肪の厚い中年男性に対して、１０ｍＷの可視赤色光を照射した場合、カテーテル１１の先端位置が視認しにくく、中ＢＭＩ値かつ皮下脂肪が普通の中年男性に対して、同様に１０ｍＷの可視赤色光を照射した場合には、カテーテル１１の先端位置が視認できることを確認した。
【００３０】
そこで、本実施形態におけるカテーテル装置１０は、上記知見に基づき、体脂肪率やＢＭＩ値が高い患者に対しては、上記減衰を見越して光出力を増やすようにした。これにより、体脂肪率やＢＭＩ値が高い患者についても、適切にカテーテル１１の先端位置を体外から確認することができる。
ところで、幅広い年齢層やあらゆる体型の患者に対して確実にカテーテル先端位置を確認するためには、一律に視認用の高照度の光源素子を使用することも考えられる。しかしながら、特に患者が乳幼児である場合には、成人に比べ免疫力等の体の防御機能が十分に備わっていないため、光照射による人体への悪影響が無いとは言い切れない。また、光源素子は一般に高照度のものほど高価であるため、乳幼児や体脂肪率の低い人に対して必要以上に高照度の光源素子を用いることはオーバースペックであり、不経済であるといえる。
これに対して、本実施形態におけるカテーテル装置１０は、体脂肪率やＢＭＩ値が低い乳幼児や痩せ型の人に対して必要以上に高照度の光を照射することがない。そのため、高照度の光が照射されることによる患者の身体への悪影響を適切に抑制することができる。
【００３１】
さらに、光源部２０を構成する光源素子として、ＬＤを用いることができる。ＬＤは、半導体積層構造において共振器構造を有する導波層内に光を閉じ込めて発振させるため、発光面の幅は一般に数μｍ〜数百μｍである。このように、発光面積の比較的小さいＬＤを光源部２０として用いることで、直径の細いファイバを用いた導光が可能となる。
具体的には、ファイバ１３の直径（クラッドの外径）は１２５μｍ以上１．５ｍｍ以下とすることができる。また、ＬＤを使用することにより、任意の波長範囲の光をピンポイントで取り出すことが可能であり、光のロスが少ない。したがって、コストの削減とエネルギー効率の向上とを実現することができる。また、カテーテル装置１０の小型化を図ることもできる。
【００３２】
以上のように、本実施形態におけるカテーテル装置１０は、患者の身体特性に応じてファイバ１３からの出力光の照度を調整可能とするので、幅広い年齢層（乳幼児〜高齢者）や幅広い体型（痩せ型〜肥満型）の患者に対して、身体に悪影響を与えることなく、体内に  おけるカテーテルの先端部の位置を適切に確認することができる。
【００３３】
（第二の実施形態）
次に、本発明の第二の実施形態について説明する。
上述した第一の実施形態では、患者の身体特性に応じてファイバ１３からの出力光の照度を調整する場合について説明した。この第二の実施形態では、患者の身体特性に応じてファイバ１３からの出力光の波長を調整する場合について説明する。
図７は、光の波長と人体における光の散乱係数との関係を示す図である。図７において、横軸は波長［ｎｍ］、縦軸は散乱係数［ａ．ｕ．］である。上述したように、生体内の主な光散乱物質は脂肪であり、例えば、皮下脂肪の多い人ほど生体内における光の散乱が大きく、光透過性が低いといえる。また、図７に示すように、光散乱特性は光の波長に依存し、短波長であるほど光の散乱は大きい。つまり、短波長であるほど生体における光透過性は低い。
上述したように、生体組織は光に対して吸収と散乱の２つの光学特性を有するが、吸収よりも散乱による光のパワーの減衰の方が著しい。そして、生体については、体脂肪の散乱による光のパワーの減衰の方が著しく、短波長ではその減衰が特に顕著であるといえる。
【００３４】
そこで、本実施形態におけるカテーテル装置１０は、可視赤色光もしくは赤外光を放射可能な光源部２０と、光源部２０から放射される光をカテーテル本体１２の先端部近傍に導光するファイバ１３と、患者の身体特性を示す固有身体特性データに応じてファイバ１３からの出力光の波長を調整可能な制御部２１と、を備えるものとする。ここで、固有身体特性データは、生体内の光散乱物質に関連するデータであり、患者の体脂肪率、ＢＭＩ値、年齢、体重の少なくとも１つを含むことができる。
本実施形態では、制御部２１は、光源部２０が放射する光の波長を調整することでファイバ１３からの出力光の波長を調整する。具体的には、制御部２１は、光源部２０が備えるピーク波長の異なる光をそれぞれ放射する複数の光源素子（ＬＤ）へ選択的に電力を供給することで、ファイバ１３からの出力光の波長を調整する。
【００３５】
また、制御部２１は、患者の固有身体特性データに応じて、出力光の波長を、２段階以上に切替可能であってもよい。記憶部２１ａは、予め準備された患者の固有身体特性データと出力光に関するデータ（波長）との関係を示す情報を記憶し、決定部２１ｂは、固有身体特性データと記憶部２１ａに記憶された情報とに基づいて出力光に関するデータを決定する。ここで、記憶部２１ａが記憶する上記情報は、例えば、固有身体特性データと出力光に関するデータとの関係を示すテーブルであってよい。
上記テーブルの一例を図８および図９に示す。図８は、固有身体特性データである体脂肪率と出力光の波長との関係を示すテーブルの一例である。また、図９は、固有身体特性データであるＢＭＩ値と出力光の波長との関係を示すテーブルの一例である。なお、ここでは３段階で波長を切替える場合について説明するが、２段階以上に切替可能であればよい。また、本実施形態では、レーザー出力Ｐは固定であるものとする。
【００３６】
例えば、患者の体脂肪率に応じて出力光の波長を調整する場合、制御部２１は、図８や図９に示すようなテーブルを参照し、取得した患者の体脂肪率やＢＭＩ値をもとに、出力光に関するデータとして光源素子から放射する光の波長を決定する。そして、制御部２１は、決定したデータをもとに、光源部２０を構成する複数の光源素子へ選択的に電力を供給する。
図１０は、出力光の波長を調整する波長調整機構について説明する図である。図１０に示すように、光源部２０は、ピーク波長の異なる光をそれぞれ放射する複数の光源素子３１ａ〜３３ａと、これら複数の光源素子３１ａ〜３３ａにそれぞれ接続されたファイバ３１ｂ〜３３ｂと、を備えることができる。そして、制御部２１は、光源部２０を構成する複数の光源素子３１ａ〜３３ａに対し、選択的に電力を供給する構成とすることができる。これにより、電力が供給された光源素子から放射された光は、ファイバコネクタ１９を介してファイバ１８に供給され、ファイバ１３からの出力光として出射される。
【００３７】
図７に示すように、生体組織が光を散乱する強さは、波長が長くなるにつれて徐々に弱くなる。そこで、患者の体脂肪率やＢＭＩ値が高いほど長波長の光源素子が選択され、患者の体脂肪率やＢＭＩ値が低いほど短波長の光源素子が選択されるようにテーブルを設定するものとする。図８および図９に示す波長は、複数の光源素子からそれぞれ放射する光のピーク波長が含まれる波長域を指し、λ１＜λ２＜λ３の関係を有する。例えば、λ１＝６００ｎｍ〜６８０ｎｍ、λ２＝６３０ｎｍ〜８００ｎｍ、λ３＝６５０ｎｍ〜１０００ｎｍとすることができる。なお、図８に示す波長λ１〜λ３と、図９に示す波長λ１〜λ３とは、それぞれ同じ値であってもよいし異なっていてもよい。
【００３８】
なお、本実施形態では、図１０に示すように、光源部２０が３種類の光源素子３１ａ〜３３ａを備える場合について説明したが、光源部２０が４種類以上の光源素子を備え、４種類以上の光源素子へ選択的に電力を供給するようにしてもよい。ここで、複数の光源素子は、生体に含有される水やヘモグロビンを透過しやすい６００ｎｍ以上７００ｎｍ未満の範囲にピーク波長を有する光を放射する第１光源素子と、７００ｎｍ以上の範囲にピーク波長を有する光を放射する第２光源素子と、を少なくとも含むことが好ましい。なお、第２光源素子は、７００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の範囲にピーク波長を有する光を放射することが好ましい。これは、波長１０００ｎｍを超える光は、生体を透過しにくくなるためである。
【００３９】
以上のように、本実施形態におけるカテーテル装置１０は、人体においては、吸収よりも散乱による光のパワーの減衰の方が著しく、短波長ではその減衰が特に顕著であるとの知見に基づき、体脂肪率やＢＭＩ値が高い患者に対しては、上記減衰を見越して長波長の光を用いるようにした。これにより、体脂肪率やＢＭＩ値が高い患者についても、適切にカテーテル１１の先端位置を体外から確認することができる。
また、本実施形態におけるカテーテル装置１０は、体脂肪率やＢＭＩ値が低い乳幼児や痩せ型の人に対して必要以上に長波長の光を照射することがない。そのため、長波長の光が照射されることによる患者の身体への悪影響を適切に抑制することができる。
【００４０】
（変形例）
なお、上記各実施形態においては、光源部２０を構成する光源素子としてレーザーダイオード（ＬＤ）を用いる場合について説明したが、発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いることもできる。但し、ＬＥＤは、ＬＤと比較してスペクトル幅が広いため、フィルタを用いて所望のピーク波長を有する波長を選択することが好ましい。
【００４１】
また、上記各実施形態においては、図５および図６、ならびに図８および図９に示すように、固有身体特性データ毎にテーブルを分けて出力光の照度や波長を決定する場合について説明したが、複数の固有身体特性データを総合的に考慮して出力光の照度や波長を決定してもよい。例えば、体重（ＢＭＩ値）は標準以下であっても体脂肪率の高い、いわゆる隠れ肥満の患者などに対しては、体重（ＢＭＩ値）と体脂肪率の両方を考慮して出力光の照度や波長を決定することが好ましい。さらに、上記実施形態においては、ファイバ１３からの出力光の照度および波長のいずれか一方を調整可能な場合について説明したが、出力光の照度と波長の両方を調整可能であってもよい。
【００４２】
さらに、上記第一の実施形態においては、制御部２１が、光源部２０を構成する光源素子への投入電力値を調整することで出力光の照度を調整する場合について説明したが、照度調整機構は上記に限定されるものではない。例えば、照度調整機構は、光源部２０を構成する照度の異なる複数の光源素子へ選択的に電力を供給することで、ファイバ１３からの出力光の照度を切り替える構成であってもよい。
【００４３】
また、上記第二の実施形態においては、図１０に示すように、制御部２１が複数の光源素子３１ａ〜３３ａのいずれかのみに電力を供給することで、光源部２０から放射される光の波長を切り替える場合について説明した。しかしながら、波長調整機構は上記に限定されるものではない。波長調整機構は、例えば図１１に示すように、複数の光源素子３１ａ〜３３ａにそれぞれ一端が接続された複数のファイバ３１ｂ〜３３ｂの他端と、ファイバ１８（ファイバコネクタ１９）との接続を、光スイッチ３４により切り替える構成であってもよい。ここで、光スイッチ３４は、複数のファイバ３１ｂ〜３３ｂの他端とファイバ１３との接続を切り替える切替部に対応している。この場合、光スイッチ３４は、例えば制御部２１が出力する波長制御信号Ｓに基づいて、ファイバの接続を切り替える構成であってよい。
【００４４】
また、波長調整機構は、例えば図１２に示すように、複数の光源素子３１ａ〜３３ａにそれぞれ接続された複数のファイバ３１ｂ〜３３ｂのうち、少なくとも１つのファイバからの出力光を減光するフィルタ部３５を含む構成であってもよい。フィルタ部３５は、複数のファイバ３１ｂ〜３３ｂとファイバ１８（ファイバコネクタ１９）との間に配置されたフィルタホルダ３５ａを備え、フィルタホルダ３５ａによって、例えば波長λ１の光のみを透過する第一のフィルタ３５ｂと、波長λ２の光のみを透過する第二のフィルタ３５ｃとを切り替えて保持することができるように構成されている。ここで、フィルタ部３５は、例えば制御部２１が出力する波長制御信号Ｓに基づいて、フィルタ３５ｂ、３５ｃを切り替える構成とすることができる
【００４５】
また、照度調整機構や波長調整機構は、図１３に示すように、ファイバ１３に供給する光の照度や波長を調整可能なフィルタ部２２を含んで構成されていてもよい。ここで、フィルタ部２２は、ファイバ１３に供給する光の照度を減光可能なフィルタ、またはファイバ１３に供給する光の波長を制限可能なフィルタを備えることができる。フィルタ部２２は、例えば制御部２１が出力するフィルタ切替信号を受けて、ファイバ１３からの出力光の照度または波長が、患者の固有身体特性データに応じた照度または波長となるようにフィルタ特性を変更したり、フィルタを切替えたりすることができる。なお、フィルタ部２２の配置位置は、図１３に示す位置に限定されない。フィルタ部２２は、フィルタ１３が導光する光の照度または波長を調整可能な位置に配置されていればよい。
【００４６】
さらに、波長調整機構の場合、上記のフィルタに替えて、所望の波長範囲の光を取り出し可能な分光器やファイバブラッググレーティング（ＦＢＧ）を用いることもできる。ここで、ＦＧＢは、温度変化や歪に応じて入射光に対する反射光（透過光）の波長が変化する光ファイバ型デバイスである。例えば、制御部２１は、ＦＧＢの加える歪や温度を調整することで、ファイバ１３からの出力光の波長を調整するようにしてもよいし、反射光（透過光）の波長が異なる複数のＦＢＧを切り替えることで、ファイバ１３からの出力光の波長を調整するようにしてもよい。ＦＢＧを用いた場合、上記のフィルタを用いる場合と比較して、光のパワーを減衰させることなく所望の波長の光を取り出すことができる。
【００４７】
また、上記実施形態においては、カテーテル本体１２が図３に示す構成を有する場合について説明したが、カテーテル本体１２の構成は、図３に示す構成に限定されない。カテーテル本体１２の構成は、液状物を供給可能で、且つファイバ１３を導入可能であればよい。
例えば、カテーテル本体１２のルーメン１２ｂに液状物を供給または排出するための管を挿入し、その管を、液状物を供給または排出するためのルーメンとして使用するようにしてもよい。また、カテーテル本体１２に３つ以上のルーメンを設けてもよい。つまり、液状物を供給する供給管と液状物を排出する排出管とを別々に設ける場合や、ファイバ１３を複数設ける場合には、管の数やファイバ１３の数に対応したルーメンを形成してもよい。
【符号の説明】
【００４８】
１０…カテーテル装置、１１…カテーテル、１２…カテーテル本体、１２ａ…隔壁、１２ｂ，１２ｃ…ルーメン、１３…ファイバ、１３ａ…ファイバの先端部、１５…コネクタ、１７…ファイバコネクタ、１８…ファイバ、１９…ファイバコネクタ、２０…光源部、２１…制御部
【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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【図１２】
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【図１３】
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