(57)【要約】  本発明にかかる測定プローブは、生体組織に対して光学測定を行う光学測定装置（２）に着脱自在に接続される測定プローブ（３）であって、生体組織に照明光を照射する照明ファイバと、生体組織で反射および／または散乱した照明光の戻り光を受光する受光ファイバと、先端が通過する平面の周縁部に設けられ、対をなす二つの接触検出用電極を一対または複数対有する接触検出手段と、を備え、対をなす二つの接触検出用電極を通過する直線は、先端の重心を通過する。
2015174543.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体組織に対して光学測定を行う光学測定装置に着脱自在に接続される測定プローブであって、
前記生体組織に照明光を照射する照明ファイバと、
前記生体組織で反射および／または散乱した照明光の戻り光を受光する受光ファイバと、
当該測定プローブの先端が通過する平面の周縁部に設けられ、対をなす二つの接触検出用電極を一対または複数対有する接触検出手段と、
を備え、
前記対をなす二つの接触検出用電極を通過する直線は、前記先端の重心を通過することを特徴とする測定プローブ。
【請求項２】
前記対をなす二つの接触検出用電極は、複数対設けられ、
前記対をなす二つの接触検出用電極を通過する直線は、他の対をなす二つの接触検出用電極を通過する直線と前記先端面の中心近傍で交差することを特徴とする請求項１に記載の測定プローブ。
【請求項３】
生体組織に対して光学測定を行う光学測定装置と、該光学測定装置に着脱自在に接続される測定プローブとを備えた光学測定システムであって、
前記測定プローブは、
前記生体組織に照明光を照射する照明ファイバと、
前記生体組織で反射および／または散乱した照明光の戻り光を受光する受光ファイバと、
当該測定プローブの先端が通過する平面の周縁部に設けられ、対をなす二つの接触検出用電極を一対または複数対有する接触検出手段と、
を有し、前記対をなす二つの接触検出用電極を通過する直線は、前記先端の重心を通過し、
前記光学測定装置は、
前記対をなす二つの接触検出用電極間の抵抗値を計測する計測部
を備えたことを特徴とする光学測定システム。
【請求項４】
前記光学測定装置は、
前記計測部が計測した前記抵抗値に基づいて前記生体組織と前記先端との接触状態を判定する判定部と、
前記判定部による判定結果を出力する出力部と、
を備えたことを特徴とする請求項４に記載の光学測定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料に対して照射光を照射し、該照射により試料から発せられる光を受光する測定プローブ、および該測定プローブを備えた光学測定システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、生体組織等の試料に照明光を照射し、試料から反射または散乱された検出光の測定値に基づいて、試料の性状を推定する光学測定システムが知られている。このような光学測定システムは、試料に照明光を出射する光源、および試料からの検出光を検出する検出部を有する光学測定装置と、この光学測定装置に対して着脱可能であり、試料に対する照射光の照射、および試料からの光を受光する測定プローブとを用いて構成される。【０００３】
測定プローブは、一端が光源に接続され、他端から照明光を生体組織に照射する照明ファイバと、一端が検出部に接続され、他端で照明ファイバによる照射によって生体組織から発せられた光を受光する受光ファイバと、からなるファイバユニットを有する。【０００４】
このような光学測定システムでは、空間コヒーレンス長の短い低コヒーレントの白色光を測定プローブの照明ファイバ先端から生体組織に照射し、複数の角度の散乱光の強度分布を複数の受光ファイバを用いて測定することによって、生体組織の性状を検出するＬＥＢＳ（Low-Coherence  Enhanced  Backscattering）が用いられている（特許文献１参照）。【０００５】
ここで、上述したＬＥＢＳでは、測定プローブの先端面を生体組織（接触対象）に接触させた状態で生体組織の性状の検出を行う。このため、測定プローブの先端面を生体組織に確実に接触させる技術が求められていた。【０００６】
測定プローブの先端面が生体組織に接触しているか否かを判定するものとして、先端面に複数の検知センサが設けられている測定プローブが開示されている（例えば、特許文献２を参照）。特許文献２によれば、複数の検出センサが電気的特性をそれぞれ検出し、該検出結果から測定プローブの先端面が生体組織に接触しているか否かを判定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第５０４９４１５号公報
【特許文献２】特開２００５−３１２９２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献２が開示する測定プローブは、各検出センサが独立して電気的特性を検出しているため、検出センサ近傍における生体組織との接触状態を検出できても、検出センサ間など先端面の中心部における接触状態を検出できなかった。このため、測定プローブの先端面と生体組織とが、実際に適切に接触しているか否かを判定することができない場合があった。【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、先端面が接触対象と適切に接触しているか否かを判定することができる測定プローブおよび光学測定システム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】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる測定プローブは、生体組織に対して光学測定を行う光学測定装置に着脱自在に接続される測定プローブであって、前記生体組織に照明光を照射する照明ファイバと、前記生体組織で反射および／または散乱した照明光の戻り光を受光する受光ファイバと、当該測定プローブの先端が通過する平面の周縁部に設けられ、対をなす二つの接触検出用電極を一対または複数対有する接触検出手段と、を備え、前記対をなす二つの接触検出用電極を通過する直線は、前記先端の重心を通過することを特徴とする。【００１１】
また、本発明にかかる測定プローブは、上記発明において、前記対をなす二つの接触検出用電極は、複数対設けられ、前記対をなす二つの接触検出用電極を通過する直線は、他の対をなす二つの接触検出用電極を通過する直線と前記先端面の中心近傍で交差することを特徴とする。【００１２】
また、本発明にかかる光学測定システムは、生体組織に対して光学測定を行う光学測定装置と、該光学測定装置に着脱自在に接続される測定プローブとを備えた光学測定システムであって、前記測定プローブは、前記生体組織に照明光を照射する照明ファイバと、前記生体組織で反射および／または散乱した照明光の戻り光を受光する受光ファイバと、当該測定プローブの先端が通過する平面の周縁部に設けられ、対をなす二つの接触検出用電極を一対または複数対有する接触検出手段と、を有し、前記対をなす二つの接触検出用電極を通過する直線は、前記先端の重心を通過し、前記光学測定装置は、前記対をなす二つの接触検出用電極間の抵抗値を計測する計測部を備えたことを特徴とする。【００１３】
また、本発明にかかる光学測定システムは、上記発明において、前記光学測定装置は、前記計測部が計測した前記抵抗値に基づいて前記生体組織と前記先端との接触状態を判定する判定部と、前記判定部による判定結果を出力する出力部と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、測定プローブの先端面が接触対象と適切に接触しているか否か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】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の実施の形態にかかる光学測定システムの構成を模式的に示すブロック図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態にかかる光学測定システムの光学素子を含む測定プローブの先端部を長手方向に沿って切断した断面を模式的に示す図である。
【図３】図３は、図２の矢視Ａ方向の測定プローブを模式的に示す平面図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態にかかる光学測定システムの先端部および計測部の構成を模式的に示す図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態にかかる光学測定システムの測定プローブの先端部と生体組織との接触状態を説明する図であって、先端部の先端面全面と生体組織とが接触している状態を説明する図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態にかかる光学測定システムの測定プローブの先端部と生体組織との接触状態を説明する図であって、先端部の先端面と生体組織とが非接触の状態を説明する図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態にかかる光学測定システムの測定プローブの先端部と生体組織との接触状態を説明する図であって、先端部の先端面の一部と生体組織とが接触している状態を説明する図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態にかかる光学測定システムの測定プローブの先端部と生体組織との接触状態を説明する図であって、先端部の先端面の一部と生体組織とが接触している状態を説明する図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態にかかる光学測定システムを内視鏡システムで使用する際の状況を示す図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態の変形例１にかかる測定プローブを模式的に示す平面図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施の形態の変形例１にかかる光学測定システムの先端部および計測部の構成を模式的に示す図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施の形態の変形例２にかかる光学測定システムの先端部および計測部の構成を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明にかかる測定プローブおよびこの測定プローブを備えた光学測定システムの好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。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。
【００１７】
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態にかかる光学測定システムの構成を模式的に示すブロック図である。図１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に着脱自在であり、被検体内に挿入され、生体組織（例えば、図５に示す生体組織２００）と接触した状態で照射光の照射および生体組織からの光（戻り光）を受光する測定プローブ３と、を備える。
【００１８】
まず、光学測定装置２について説明する。光学測定装置２は、電源２１と、光源部２２と、接続部２３と、受光部２４と、入力部２５と、出力部２６と、計測部２７と、記録部２８と、制御部２９と、を備える。電源２１は、光学測定装置２の各構成要素に電力を供給する。
【００１９】
光源部２２は、白色ＬＥＤ（Light  Emitting  Diode）、キセノンランプ、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、たとえば集光レンズやコリメートレンズ等を用いて実現される。光源部２２は、接続部２３を介して測定対象物へ照射する少なくとも一つのスペクトル成分を有するインコヒーレント光を測定プローブ３に出力する。
【００２０】
接続部２３は、測定プローブ３のコネクタ部３１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が発する光を測定プローブ３に出力するとともに、測定プローブ３から出射されて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部２４に出力する。接続部２３は、測定プローブ３の接続の有無に関する情報を制御部２９へ出力する。
【００２１】
受光部２４は、測定プローブ３から出射された照明光であって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して測定する。受光部２４は、複数の分光測定器や受光センサ等を用いて実現される。具体的には、受光部２４は、分光測定器が後述する測定プローブ３の受光ファイバの数に応じて設けられる。受光部２４は、測定プローブ３から入射された散乱光のスペクトル成分および強度分布を測定して、各波長の測定を行う。受光部２４は、測定結果を制御部２９へ出力する。
【００２２】
入力部２５は、プッシュ式のスイッチやタッチパネル等を用いて実現され、光学測定装置２の起動を指示する指示信号または他の各種の動作を指示する指示信号の入力を受け付けて制御部２９へ出力する。
【００２３】
出力部２６は、液晶または有機ＥＬ（Electro  Luminescence）のディスプレイ、ＬＥＤ等の光源、およびスピーカ等を用いて実現され、光学測定装置２における各種処理に関する情報を出力する。また、出力部２６は、制御部２９の制御のもと、例えば、受光部２４が受光した光の強度（後述する演算部２９ａが演算した特性値）などの数値をディスプレイに表示する。
【００２４】
計測部２７は、測定プローブ３に設けられた接触検出用電極（後述する接触検出用電極３５，３６）間の抵抗値を計測する。計測部２７は、計測した抵抗値を制御部２９に出力する。
【００２５】
記録部２８は、揮発性メモリや不揮発性メモリを用いて実現され、光学測定装置２を動作させるための各種プログラム、光学測定処理に使用される各種データや各種パラメータを記録する。また、記録部２８は、計測部２７により計測された抵抗値から、測定プローブ３の先端面が生体組織２００と接触しているか否かを判定するための閾値を記録している。記録部２８は、光学測定装置２の処理中の情報を一時的に記録する。また、記録部２８は、光学測定装置２の測定結果を、測定対象の被検体に対応付けて記録する。なお、記録部２８は、光学測定装置２の外部から装着されるメモリカード等を用いて構成されてもよい。
【００２６】
制御部２９は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）等を用いて構成される。制御部２９は、光学測定装置２の各部の処理動作を制御する。制御部２９は、光学測定装置２の各部に対応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の動作を制御する。制御部２９は、受光部２４による測定結果を記録部２８に記録する。制御部２９は、演算部２９ａおよび判定部２９ｂを有する。
【００２７】
演算部２９ａは、受光部２４による測定結果に基づいて、複数の演算処理を行い、測定対象物の性状に関する特性値を演算する。この特性値の種別は、たとえば入力部２５が受け付けた指示信号にしたがって設定される。
【００２８】
判定部２９ｂは、計測部２７による計測結果に基づいて、測定プローブ３の先端面が生体組織２００と接触しているか否かを判定する。具体的には、判定部２９ｂは、計測部２７から出力される抵抗値に基づいて測定プローブ３の先端面が生体組織２００と接触しているか否かを判定する。
【００２９】
つぎに、測定プローブ３について説明する。測定プローブ３は、複数の光ファイバを内部に配設して実現される。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が異なる角度で入射する複数の受光ファイバとを用いて実現される。測定プローブ３は、光学測定装置２の接続部２３に着脱自在に接続されるコネクタ部３１と、可撓性を有する可撓部３２と、光源部２２から供給された照明光を照射するとともに、測定対象物からの戻り光を受光する先端部３３と、を備える。
【００３０】
測定プローブ３の先端部３３の構成について詳細に説明する。図２は、測定プローブ３の先端部３３を長手方向に沿って切断した断面を模式的に示す図である。図３は、図２の矢視Ａ方向の測定プローブ３を模式的に示す平面図である。先端部３３には、図２に示すように、測定プローブ３の外表面の一部をなす光学素子３４が設けられている。
【００３１】
測定プローブ３は、測定対象物に照明光を照射する照明ファイバ３１１、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が入射する第１受光ファイバ３１２、第２受光ファイバ３１３および第３受光ファイバ３１４からなるファイバユニット３１０と、照明ファイバ３１１、第１受光ファイバ３１２、第２受光ファイバ３１３および第３受光ファイバ３１４それぞれの傷防止や位置を固定するガラス又は樹脂等の被覆部材３１５と、被覆部材３１５を外力から保護するガラス又は真鍮等の保護部３１６と、ＳＵＳ等からなり、保護部３１６、光学素子３４の外周面を覆うプローブ外皮３１７と、を備える。
【００３２】
照明ファイバ３１１は、光源部２２から出力された照明光を伝播し、光学素子３４を介して測定対象物に照明光を照射する。なお、照明ファイバ３１１の数は、検査項目または測定対象物の種類、たとえば血流や部位に応じて適宜変更することができる。照明ファイバ３１１は、例えばステップインデックス型シングルコアファイバを用いて構成される。
【００３３】
第１受光ファイバ３１２、第２受光ファイバ３１３および第３受光ファイバ３１４は、光学素子３４を介してそれぞれの先端から入射した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伝播し、光学測定装置２の受光部２４に出力する。なお、受光ファイバの数は、検査項目または測定対象物の種類、たとえば血流や部位に応じて適宜変更することができる。第１受光ファイバ３１２、第２受光ファイバ３１３および第３受光ファイバ３１４は、例えばステップインデックス型シングルコアファイバを用いて構成される。
【００３４】
測定プローブ３の照明ファイバ３１１、第１受光ファイバ３１２、第２受光ファイバ３１３および第３受光ファイバ３１４は、先端部３３において隣接するファイバとの距離が短くなるように配置され、光学素子３４に当接している。
【００３５】
保護部３１６には、外周側に設けられ、長手方向に沿って切り欠かれた切欠き形状をなす溝部３１６ａ，３１６ｂが形成されている。溝部３１６ａ，３１６ｂは、保護部３１６の中心軸（例えば、先端部３３の中心を通過する軸）に対して互いに反対側となる位置に形成されている。
【００３６】
光学素子３４は、円柱状をなし、所定の屈折率を有する透過性のガラスを用いて構成される。光学素子３４は、照明ファイバ３１１と測定対象物（例えば、生体表層）までの距離を固定し、空間コヒーレント長を一定の状態で光を照射可能に形成されている。また、光学素子３４は、第１受光ファイバ３１２と測定対象物との距離、第２受光ファイバ３１３と測定対象物との距離および第３受光ファイバ３１４と測定対象物との距離をそれぞれ固定し、所定の散乱角度の戻り光を安定して受光可能に形成されている。
【００３７】
光学素子３４には、周縁部に設けられ、長手方向に沿って切り欠かれた切欠き形状をなす溝部３４１，３４２が形成されている。溝部３４１，３４２は、光学素子３４の中心軸に対して互いに反対側となる位置であって、溝部３１６ａ，３１６ｂとそれぞれ連通する位置に形成されている。換言すれば、溝部３４１，３４２は、それぞれの中心を通過する直線が、光学素子３４の中心軸と交差している。溝部３１６ａと溝部３４１とは、互いに連通することによって可撓部３２および先端部３３に沿って延びる溝を形成する。また、溝部３１６ｂと溝部３４２とは、互いに連通することによって可撓部３２および先端部３３に沿って延びる溝を形成する。なお、溝部３４１，３４２は、光学素子３４の中心軸を介して反対側に設けられるものとして説明するが、これに限らず、光学素子３４の長手方向と直交する方向において、該溝部３４１，３４２の中心を通過する直線が、光学素子３４の中央部（接触検出を行う領域）を通過するものであればよい。
【００３８】
また、光学素子３４の溝部３４１，３４２は、該光学素子３４の先端面側の開口にそれぞれ設けられ、光学素子３４の先端面の一部をなし、対をなす接触検出用電極３５，３６を有する。接触検出用電極３５，３６は、溝に沿って配設される信号線３５ａ，３６ａ、およびコネクタ部３１を介して計測部２７と電気的に接続している。本実施の形態では、接触検出用電極３５，３６の外表面の中心を通過する直線が、光学素子３４（先端部３３）の先端面の中心を通過するものとして説明する。なお、溝部３４１と接触検出用電極３５との間、および溝部３４２と接触検出用電極３６との間は、水密性を有する。また、光学素子３４は、少なくとも生体組織と接触する先端面における接触検出用電極３５，３６以外の部分が、絶縁性、生体適合性、撥水性および光透過性を有することが好ましい。接触検出用電極３５，３６および信号線３５ａ，３６ａにより接触検出手段を構成する。
【００３９】
図４は、本発明の実施の形態にかかる光学測定システムの先端部および計測部の構成を模式的に示す図である。接触検出用電極３５，３６は、計測部２７を経由する信号線（信号線３５ａ，３６ａを含む）を介して接続されている。該信号線には、計測部２７側に定電圧源２７ａと電流計２７ｂとが設けられている。本実施の形態では、定電圧源２７ａが交流であるものとして説明する。接触検出用電極３５，３６が生体組織と接触することにより、生体組織（粘膜または粘液）を抵抗とする閉回路が形成される。計測部２７では、ある一定の電圧を加えることで、接触検出用電極３５，３６と生体組織との接触状態に応じて変化する電流Ｉ（電流値）をもとに、抵抗値を計測して制御部２９に出力する。なお、計測部２７は、計測した電流値を制御部２９に出力し、演算部２９ａが抵抗値を演算するものであってもよい。また、定電圧源２７ａが印加する電圧は、人体に影響のないレベルの定電流が流れるように設定されている。
【００４０】
図５は、本発明の実施の形態にかかる光学測定システムの測定プローブの先端部と生体組織との接触状態を説明する図であって、先端部３３の先端面全面と生体組織とが接触している状態を説明する図である。図５（ａ）は、先端部３３と生体組織２００とを示す側面図であって、図５（ｂ）は、図５（ａ）における先端面を模式的に示す図である。なお、図５（ｂ）においてハッチング処理が施されている部分が、生体組織２００との接触部分を示している。図５（ｂ）に示すように、図５では、先端面の全面が生体組織２００と接触している。
【００４１】
図６は、本発明の実施の形態にかかる光学測定システムの測定プローブの先端部と生体組織との接触状態を説明する図であって、先端部３３の先端面と生体組織とが非接触の状態を説明する図である。図６（ａ）は、先端部３３と生体組織２００とを示す側面図であって、図６（ｂ）は、図６（ａ）における先端面を模式的に示す図である。なお、図６（ｂ）では、先端面と生体組織２００とが接触していないため、図５に示すようなハッチング処理は施されていない。
【００４２】
図７は、本発明の実施の形態にかかる光学測定システムの測定プローブの先端部と生体組織との接触状態を説明する図であって、先端部３３の先端面の一部と生体組織とが接触している状態を説明する図である。図７（ａ）は、先端部３３と生体組織２００とを示す側面図であって、図７（ｂ）は、図７（ａ）における先端面を模式的に示す図である。図７（ｂ）に示すように、図７では、先端面の一部が生体組織２００と接触し、一方の接触検出用電極（接触検出用電極３６）が生体組織２００と接触している。
【００４３】
図８は、本発明の実施の形態にかかる光学測定システムの測定プローブの先端部と生体組織との接触状態を説明する図であって、先端部３３の先端面の一部と生体組織とが接触している状態を説明する図である。図８（ａ）は、先端部３３と生体組織２００とを示す側面図であって、図８（ｂ）は、図８（ａ）における先端面を模式的に示す図である。図８（ｂ）に示すように、図８では、先端面の一部が生体組織２００と接触し、かつ二つの接触検出用電極３５，３６が生体組織２００と接触している。
【００４４】
ここで、図６，７に示すように少なくとも一方の接触検出用電極が生体組織（または粘液）と接触しない場合は、抵抗値が計測不可、または極端に大きい値となる。また、図８に示すように二つの接触検出用電極３５，３６が生体組織（または粘液）と接触しかつ、先端面の中央部が生体組織２００と接触していない場合は、電流の流れる経路が最短経路ではなく、生体組織２００を迂回した経路となって経路長が長くなるため、先端部３３の先端面全面と生体組織とが接触している場合の経路と比して抵抗値が大きくなる。
【００４５】
これに対し、先端部３３の先端面全面と生体組織とが接触している場合は（図５参照）、接触検出用電極３５，３６間で電流が流れる経路の経路長が最少となるため、接触状態が安定しない場合（図６〜８参照）と比して抵抗値が小さくなる。
【００４６】
測定プローブ３と生体組織２００との接触状態による抵抗値の変化をもとに、判定部２９ｂは、この抵抗値と、記録部２８に予め記録されている閾値とを比較して測定プローブ３の先端面が生体組織２００と接触しているか否かを判定する。判定部２９ｂは、例えば、取得した抵抗値が閾値より小さいか否かを判断し、抵抗値が閾値より小さい場合に先端部３３の先端面全面と生体組織とが接触している、すなわち、先端面全面と生体組織とが適切に接触していると判定する。一方、判定部２９ｂは、取得した抵抗値が閾値以上の場合に先端部３３の先端面と生体組織とが適切に接触していないと判定する。このように、判定部２９ｂの判定により、測定プローブ３の先端面が生体組織２００と接触しているか否か、または測定プローブ３の先端面のうち、全面が生体組織２００と接触しているか否かを判定することができる。
【００４７】
制御部２９は、判定部２９ｂにより判定結果が出力されると、該判定結果を出力部２６に出力させる制御を行う。具体的には、出力部２６は、制御部２９の制御のもと、判定部２９ｂによって先端部３３の先端面全面と生体組織とが接触している（図５参照）と判定された場合、測定プローブ３と生体組織２００とが適切に接触している旨の情報（文字情報や画像情報）や、ＬＥＤの点灯（例えば青色に点灯）、音声を出力する。一方、出力部２６は、判定部２９ｂによって先端部３３の先端面全面と生体組織とが接触していない（図６〜８参照）と判定された場合、測定プローブ３と生体組織２００とが適切に接触していない旨の情報（文字情報や画像情報）や、ＬＥＤの点灯（例えば黄色に点灯）、音声を出力する。これにより、使用者は、測定プローブ３と生体組織２００とが適切に接触した状態で、受光部２４による測定結果を取得して、測定対象物の性状に関する特性値を得ることができる。
【００４８】
以上のように構成された光学測定システム１は、図９に示すように、内視鏡システム１００の内視鏡装置１１０（内視鏡スコープ）に設けられた処置具チャンネル１１１を介して測定プローブ３が被検体内に挿入され、照明ファイバ３１１が測定対象物に照明光を照射し、第１受光ファイバ３１２、第２受光ファイバ３１３および第３受光ファイバ３１４がそれぞれ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異なる散乱角度で受光して光学測定装置２の受光部２４に伝播する。その後、演算部２９ａは、受光部２４の測定結果に基づいて、測定対象物の性状の特性値を演算する。また、判定部２９ｂによる判定結果を、内視鏡システム１００が備えるモニタに表示してもよい。
【００４９】
以上説明した本実施の形態によれば、測定プローブ３の先端部３３の先端面に接触検出用電極３５，３６を設けて、計測部２７が該接触検出用電極３５，３６間の抵抗値を計測し、判定部２９ｂが、該計測結果に基づいて測定プローブ３の先端面が生体表層と接触しているか否かを判定するようにしたので、測定プローブの先端面が接触対象（生体表層）と適切に接触しているか否かを判定することができる。
【００５０】
また、本実施の形態によれば、判定部２９ｂが、抵抗値に基づいて測定プローブ３の先端面と生体表層との接触態様を判定するようにしたので、先端面と生体表層とが接触している場合であっても、一部（例えば中央部）が非接触の状態を抵抗値から判断できるため、適切な接触状態であることを判定することが可能であり、高精度かつ安定した特性値の取得を実現することができる。
【００５１】
なお、上述した実施の形態では、判定部２９ｂが、予め記録されている閾値に基づいて測定プローブ３の先端面と生体表層との接触態様を判定するものとして説明したが、閾値は一つに限らず、二つ以上の値を設定するものであってもよい。例えば、図６，７に示すように少なくとも一方の接触検出用電極が生体組織（または粘液）と接触しない場合に出力される抵抗値に応じた値と、図８に示すように二つの接触検出用電極３５，３６が生体組織（または粘液）と接触しかつ、先端面の中央部が生体組織２００と接触していない場合に出力される抵抗値に応じた値と、を閾値としてさらに設定するものであってもよい。
【００５２】
また、上述した実施の形態では、判定部２９ｂによる判定結果に応じて出力部２６が情報を出力するものとして説明したが、実際に判定部２９ｂが判定処理を行ったタイミングで測定された特性値に該判定結果を対応付けて記録するものであってもよい。
【００５３】
また、上述した実施の形態では、計測部２７が光学測定装置２に設けられているものとして説明したが、計測部２７を先端部３３やコネクタ部３１に設けて測定プローブ３から抵抗値を出力するものであってもよい。
【００５４】
また、上述した実施の形態では、接触検出用電極３５，３６の外表面の中心を通過する直線が、光学素子３４（先端部３３）の先端面の中心を通過するものとして説明したが、光学素子３４（先端部３３）の先端面が円以外の形状、例えば楕円や角形をなすものである場合は、接触検出用電極３５，３６の外表面の中心を通過する直線が先端面の重心を通過する位置に接触検出用電極３５，３６を設ければよい。また、先端部３３の先端に、例えば一部を遮光する円環状のマスクが設けられる場合は、該マスクの表面を先端とし、該先端を通過する平面の周縁部に接触検出用電極３５，３６を設ければよい。
【００５５】
（実施の形態の変形例１）
図１０は、本発明の実施の形態の変形例１にかかる測定プローブを模式的に示す平面図である。図１１は、本実施の形態の変形例１にかかる光学測定システムの先端部および計測部の構成を模式的に示す図である。上述した実施の形態では、対をなす二つの接触検出用電極を一対有するものとして説明したが、本変形例１にかかる測定プローブ３ａは、二対の接触検出用電極（四つの接触検出用電極）を有する。また、光学測定装置２は、計測部２７に代えて計測部２７１を有する。
【００５６】
測定プローブ３ａは、上述した先端部３３に代えて先端部３３ａを備える。先端部３３ａには、図１０に示すように、測定プローブ３ａの外表面の一部をなす光学素子３４ａが設けられている。光学素子３４ａには、上述した溝部３４１，３４２の他、外周側に設けられ、長手方向に沿って切り欠かれた切欠き形状をなす溝部３４３，３４４が形成されている。なお、本変形例１では、溝部３４３，３４４は、光学素子３４ａの中心軸に対して互いに反対側となる位置に形成され、保護部３１６に形成される溝部と連通しているものとして説明する。また、本変形例１では、光学素子３４ａの長手方向と直交する方向において、溝部３４１，３４２の中心を通過する直線と、溝部３４３，３４４の中心を通過する直線とが直交するものとして説明するが、これに限るものではなく、各直線が光学素子３４ａの中央部（接触検出を行う領域）を通過するものであればよい。
【００５７】
また、光学素子３４ａの溝部３４１〜３４４には、該光学素子３４ａの先端面側の開口に接触検出用電極３５〜３８がそれぞれ設けられる。接触検出用電極３７，３８は、接触検出用電極３５，３６のように、溝に沿って配設される信号線、およびコネクタ部３１を介して計測部２７１と電気的に接続している。本変形例１では、接触検出用電極３５，３６の外表面の中心を通過する直線と、接触検出用電極３７，３８の外表面の中心を通過する直線とが、光学素子３４ａの先端面の中心で交差している。
【００５８】
接触検出用電極３５，３６および３７，３８は、計測部２７１を経由する信号線を介してそれぞれ接続されている（図１１参照）。該信号線には、計測部２７１側に定電圧源２７ａ，２７ｃと電流計２７ｂ，２７ｄとが設けられている。接触検出用電極３５，３６が生体組織と接触することにより、生体組織（粘膜または粘液）を抵抗とする閉回路が形成され、接触検出用電極３７，３８が生体組織と接触することにより、生体組織を抵抗とする閉回路が形成される。計測部２７１では、ある一定の電圧を加えることで、接触検出用電極３５，３６と生体組織との接触状態に応じて変化する電流Ｉ１、および接触検出用電極３７，３８と生体組織との接触状態に応じて変化する電流Ｉ２をもとに、それぞれの抵抗値を計測して制御部２９に出力する。なお、計測部２７１は、計測した電流値を制御部２９に出力し、演算部２９ａが抵抗値を演算するものであってもよい。また、定電圧源２７ａ，２７ｃが印加する電圧は、人体に影響のないレベルの定電流が流れるように設定されている。
【００５９】
判定部２９ｂは、電流Ｉ１に基づき計測された抵抗値（例えばＲ１）と、電流Ｉ２に基づき計測された抵抗値（例えばＲ２）とをもとに、測定プローブ３ａの先端面が生体組織２００と接触しているか否かを判定する。判定部２９ｂは、抵抗値Ｒ１，Ｒ２と、記録部２８に予め記録されている閾値と、を比較して測定プローブ３ａの先端面が生体組織２００と接触しているか否かを判定する。本変形例１によれば、二つの方向における抵抗値を取得して判定処理を行うため、上述した実施の形態と比して、先端面と生体組織２００との接触状態を一段と高精度に判定することができる。なお、回路の切り替えは、使用者からの入力により切り替えるものであってもよいし、所定時間間隔で切り替えるものであってもよい。
【００６０】
本変形例１では、二対の接触検出用電極（四つの接触検出用電極）を有するものとして説明したが、三対以上の接触検出用電極を有するものであってもよい。この場合、各一対の接触検出用電極（溝部）は、二つの接触検出用電極の中心を通過する直線が、光学素子の中心軸と交差していることが好ましい。
【００６１】
（実施の形態の変形例２）
図１２は、本実施の形態の変形例２にかかる光学測定システムの先端部および計測部の構成を模式的に示す図である。上述した変形例１では、四つの接触検出用電極のうち二つの接触検出用電極を用いて閉回路を二つ形成する、例えば二つの定電圧源と二つの電流計とが設けられているものとして説明したが、本変形例２にかかる計測部２７２は、一つの定電圧源および電流計を用いて二対の接触検出用電極を接続した回路を有する。
【００６２】
接触検出用電極３５，３６および３７，３８は、計測部２７２を経由する信号線を介して接続され、スイッチＳ１，Ｓ２によって回路が切替可能である（図１２参照）。計測部２７２では、スイッチＳ１，Ｓ２を切り替えることで、接触検出用電極３５，３６と生体組織との接触状態を検出する回路、および接触検出用電極３７，３８と生体組織との接触を検出する回路に切り替えて、計測した電流値Ｉに基づく抵抗値を計測して制御部２９に出力する。なお、計測部２７２は、計測した電流値を制御部２９に出力し、演算部２９ａが抵抗値を演算するものであってもよい。
【００６３】
判定部２９ｂは、電流Ｉに基づき計測された抵抗値や、回路を切り替えることによって得られた電流Ｉ１，Ｉ２（変形例１を参照）に基づき計測された抵抗値をもとに、測定プローブ３ａの先端面が生体組織２００と接触しているか否かを判定する。本変形例２によれば、二つの方向における抵抗値を取得して判定処理を行うため、上述した実施の形態と比して、先端面と生体組織２００との接触状態を一段と高精度に判定することができる。
【００６４】
なお、変形例２において、スイッチを切り替えることにより、接触検出用電極３５〜３８のいずれか二つの接触検出用電極を選択することができるようにしてもよい。例えば、接触検出用電極３５と接触検出用電極３７とを選択し、該接触検出用電極３５，３７と生体組織との接触を検出する回路を形成するものであってもよい。
【００６５】
なお、上述した実施の形態および変形例では、交流の定電圧源を用いるものを説明したが、直流の定電圧源を用いるものであってもよいし、定電流源および電圧計に代えて電圧値を計測するものであってもよい。また、電流計および電圧計を設けて、それぞれが実際に計測した電流値および電圧値をもとに抵抗値を計測するものであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
以上のように、本発明にかかる測定プローブおよび光学測定システムは、先端面が接触対象と適切に接触しているか否かを判定するのに有用である。
【符号の説明】
【００６７】
１  光学測定システム
２  光学測定装置
３，３ａ  測定プローブ
２１  電源
２２  光源部
２３  接続部
２４  受光部
２５  入力部
２６  出力部
２７，２７１，２７２  計測部
２８  記録部
２９  制御部
２９ａ  演算部
２９ｂ  判定部
３１  コネクタ部
３２  可撓部
３３，３３ａ  先端部
３４，３４ａ  光学素子
３５〜３８  接触検出用電極
１００  内視鏡システム
１１０  内視鏡装置
１１１  処置具チャンネル
３１０  ファイバユニット
３１１  照明ファイバ
３１２  第１受光ファイバ
３１３  第２受光ファイバ
３１４  第３受光ファイバ
３１５  被覆部材
３１６  保護部
３１７  プローブ外皮
【図１】
2015174543.tif 000003
【図２】
2015174543.tif 000004
【図３】
2015174543.tif 000005
【図４】
2015174543.tif 000006
【図５】
2015174543.tif 000007
【図６】
2015174543.tif 000008
【図７】
2015174543.tif 000009
【図８】
2015174543.tif 000010
【図９】
2015174543.tif 000011
【図１０】
2015174543.tif 000012
【図１１】
2015174543.tif 000013
【図１２】
2015174543.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成27年12月1日(2015.12.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体組織に対して光学測定を行う光学測定装置に着脱自在に接続される測定プローブであって、
前記生体組織に照明光を照射する照明ファイバと、
前記生体組織で反射および／または散乱した照明光の戻り光を受光する受光ファイバと、
当該測定プローブの先端を通過する平面の周縁部に設けられ、対をなす二つの接触検出用電極を有し、前記対をなす二つの接触検出用電極がともに前記生体組織と接触することにより該対をなす二つの接触検出用電極の間に介在する前記生体組織を抵抗とする閉回路を形成する接触検出手段と、
を備え、
前記対をなす二つの接触検出用電極を通過する直線は、前記先端の重心を通過することを特徴とする測定プローブ。
【請求項２】
前記対をなす二つの接触検出用電極は、複数対設けられ、
前記対をなす二つの接触検出用電極を通過する直線は、他の対をなす二つの接触検出用電極を通過する直線と前記先端面の中心近傍で交差することを特徴とする請求項１に記載の測定プローブ。
【請求項３】
生体組織に対して光学測定を行う光学測定装置と、該光学測定装置に着脱自在に接続される測定プローブとを備えた光学測定システムであって、
前記測定プローブは、
前記生体組織に照明光を照射する照明ファイバと、
前記生体組織で反射および／または散乱した照明光の戻り光を受光する受光ファイバと、
当該測定プローブの先端を通過する平面の周縁部に設けられ、対をなす二つの接触検出用電極を有し、前記二つの接触検出用電極がともに前記生体組織と接触することにより該二つの接触検出用電極の間に介在する前記生体組織を抵抗とする閉回路を形成する接触検出手段と、
を有し、前記対をなす二つの接触検出用電極を通過する直線は、前記先端の重心を通過し、
前記光学測定装置は、
前記対をなす二つの接触検出用電極間の抵抗値を計測する計測部
を備えたことを特徴とする光学測定システム。
【請求項４】
前記光学測定装置は、
前記計測部が計測した前記抵抗値に基づいて前記生体組織と前記先端との接触状態を判定する判定部と、
前記判定部による判定結果を出力する出力部と、
を備えたことを特徴とする請求項３に記載の光学測定システム。
【国際調査報告】
2015174543.tif 000015
2015174543.tif 000016