(57)【要約】【課題】  体腔内を広い範囲にわたって短時間で測定することができ、２次元的あるいは３次元的なイメージングを行うことを可能にする。【解決手段】  体腔内に挿入可能なプローブ２と、その先端に設けられた投光部６および受光部７と、受光された被検査部位からの戻り光を検出する光検出器１２と、検出信号を第２周波数で変調した変調検出信号Ｓ４と、第１周波数と第２周波数の差分周波数を有する参照信号Ｓ５との位相シフト量Ｓ６に基づいて、被検査部位の生体情報を算出する生体情報算出部２３とを備え、プローブ２に複数の光ファイバ４Ａ，４Ｂが備えられ、投光部６または受光部７が、光ファイバ４Ａ，４Ｂの端面により構成され、照射する強度変調光または検出する戻り光を導光する光ファイバ４Ａ，４Ｂを選択する光ファイバ選択手段９，１０を備える生体情報測定装置１を提供する。【選択図】    図１
2005328990.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
体腔内に挿入可能な細長いプローブと、
該プローブの先端に設けられ、第１周波数で強度変調された強度変調光を体腔内の被検査部位に照射する投光部、および被検査部位からの戻り光を投光部とは異なる位置において受光する受光部と、
該受光部において受光された被検査部位からの戻り光を検出する光検出器と、
該光検出器からの検出信号を第２周波数で変調した変調検出信号と、第１周波数と第２周波数の差分周波数を有する参照信号との位相シフト量に基づいて、被検査部位の生体情報を算出する生体情報算出部とを備え、
前記プローブに複数の光ファイバが備えられるとともに、
前記投光部または受光部の少なくとも一方が、前記光ファイバの端面により構成され、
照射する強度変調光または検出する戻り光を導光する光ファイバを選択する光ファイバ選択手段を備える生体情報測定装置。
【請求項２】
前記投光部および受光部が、いずれも共通の光ファイバの端面により構成されている請求項１に記載の生体情報測定装置。
【請求項３】
前記複数の光ファイバが、ファイババンドルからなる請求項１または請求項２に記載の生体情報測定装置。
【請求項４】
前記投光部が光ファイバの端面により構成され、
前記光ファイバ選択手段が、強度変調光を反射する角度を変更して、入射させる光ファイバを選択するスキャンミラーを備える請求項１から請求項３のいずれかに記載の生体情報測定装置。
【請求項５】
前記受光部が光ファイバの端面により構成され、
前記光ファイバ選択手段が、受光部において受光され光ファイバ内を伝播されてきた戻り光を反射する角度を変更して、前記光検出器に選択的に入射させるスキャンミラーを備える請求項１から請求項４のいずれかに記載の生体情報測定装置。
【請求項６】
前記スキャンミラーがガルバノミラーからなる請求項４または請求項５に記載の生体情報測定装置。
【請求項７】
前記スキャンミラーがＭＥＭＳミラーアレイからなる請求項４または請求項５に記載の生体情報測定装置。
【請求項８】
前記受光部と前記光検出器との間に、前記戻り光内の所定の波長の光を選択的に光検出器に検出させる波長選択手段を備える請求項１から請求項７のいずれかに記載の生体情報測定装置。
【請求項９】
前記波長選択手段が、ダイクロイックミラーからなる請求項８に記載の生体情報測定装置。
【請求項１０】
前記波長選択手段が、戻り光内の蛍光または燐光のみを通過させるフィルタからなる請求項８に記載の生体情報測定装置。
【請求項１１】
前記光検出器がフォトディテクタアレイからなる請求項１から請求項１０のいずれかに記載の生体情報測定装置。
【請求項１２】
前記光検出器が荷電結合素子からなる請求項１から請求項１０のいずれかに記載の生体情報測定装置。
【請求項１３】
光源と、
該光源からの光を第１周波数で強度変調する変調部とを備え、
前記光源が、波長の異なる複数の光を出射可能に構成されている請求項１から請求項１２のいずれかに記載の生体情報測定部。
【請求項１４】
前記生体情報が、生体組織成分の濃度である請求項１から請求項１３のいずれかに記載の生体情報測定装置。
【請求項１５】
前記生体組織成分が、酸素、ヘモグロビン、酸素化ヘモグロビン、脱酸素化ヘモグロビン、水分、二酸化炭素のいずれかである請求項１４に記載の生体情報測定装置。
【請求項１６】
前記プローブが、内視鏡スコープのチャネルに挿入可能である請求項１から請求項１５のいずれかに記載の生体情報測定装置。
【請求項１７】
体腔内に挿入可能な内視鏡スコープと、被検査部位に照明光を照射する照明手段と、被検査部位の像を形成する対物光学系と、該対物光学系により形成された像を撮像する撮像手段と、前記内視鏡スコープ内に前記プローブを配置した請求項１から請求項１６のいずれかに記載の生体情報測定装置とを備える内視鏡装置。
【請求項１８】
前記投光部または受光部の少なくとも一部が、前記対物光学系の視野範囲内に配置されている請求項１７に記載の内視鏡装置。
【請求項１９】
前記内視鏡スコープによる内視鏡画像と、前記生体情報算出部により算出された被検査部位の生体情報とを重ね合わせる画像合成装置を備える請求項１７または請求項１８に記載の内視鏡装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、生体内における酸素濃度や、ヘモグロビン濃度等の生体組織成分濃度をはじめとする生体情報を測定する生体情報測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に開示されているように、複数の光源と検出器とを先端に備える体腔内検査用プローブが知られている。このプローブは、バルーンの膨張によって体腔内表面に密着させられる面に配置された２つの光源と、これらの光源の中央に配置された検出器とを備えている。
【特許文献１】米国特許第６１３４４６０号明細書（図１４Ａ等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、このような体腔検査用プローブは、体腔内に挿入するためにその大きさが制限されており、また、体腔内表面に密着させられる面の大きさに限りがあるため、多数の光源や検出器を設置することが困難である。このため、得られる測定結果は一点に止まり、体腔内を広い範囲にわたって、あるいは、体腔内表面から深さ方向の所定領域にわたって測定を行うには、時間をかけて行うことが必要であるという不都合があった。
【０００４】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、体腔内を広い範囲にわたって短時間で測定することができ、２次元的あるいは３次元的なイメージングを行うことを可能にする生体情報測定装置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】
【０００５】
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。
本発明は、体腔内に挿入可能な細長いプローブと、該プローブの先端に設けられ、第１周波数で強度変調された強度変調光を体腔内の被検査部位に照射する投光部、および被検査部位からの戻り光を投光部とは異なる位置において受光する受光部と、該受光部において受光された被検査部位からの戻り光を検出する光検出器と、該光検出器からの検出信号を第２周波数で変調した変調検出信号と、第１周波数と第２周波数の差分周波数を有する参照信号との位相シフト量に基づいて、被検査部位の生体情報を算出する生体情報算出部とを備え、前記プローブに複数の光ファイバが備えられるとともに、前記投光部または受光部の少なくとも一方が、前記光ファイバの端面により構成され、照射する強度変調光または検出する戻り光を導光する光ファイバを選択する光ファイバ選択手段を備える生体情報測定装置を提供する。
【０００６】
本発明によれば、第１周波数で変調された強度変調光が、プローブの先端に配置されている投光部から被検査部位に向けて出射される。出射された強度変調光は、被検査部位内を透過した後に、プローブ先端の投光部とは異なる位置に配置されている受光部に戻り光として入射され、光検出器において検出される。検出された検出信号は、第２周波数で変調されることにより変調検出信号として、第１周波数と第２周波数との差分周波数を有する参照信号との位相シフト量が求められ、該位相シフト量に基づいて生体情報算出部の作動により、被検査部位の生体情報が算出される。
【０００７】
この場合において、光ファイバ選択手段の作動により、照射する強度変調光または検出する戻り光を導光する光ファイバが選択される。例えば、投光部を固定し、検出する戻り光を導光する光ファイバを順次選択することにより、投光部と受光部との距離を変化させることができる。また、受光部を固定して、照射する強度変調光を導光する光ファイバを順次選択することによっても同様に、投光部と受光部との距離を変化させることができる。距離が変化すると、強度変調光の被検査部位内への進達深さが変化するので、被検査部位の深さ方向における生体情報の分布を測定することができる。
【０００８】
一方、光ファイバ選択手段の作動により、投光部と受光部とを同じ距離を保ったまま順次変更していくことにより、強度変調光の被検査部位内への進達深さは変化しないので、被検査部位の一定深さにおける生体情報の１次元的あるいは２次元的な分布を測定することができる。これらの場合に、光ファイバ選択手段の作動による投光部または受光部の変更だけで済むので、短時間のうちに広範囲にわたる生体情報の測定を行うことが可能となる。
【０００９】
上記発明においては、前記投光部および受光部が、いずれも共通の光ファイバの端面により構成されていることが好ましい。共通の光ファイバを利用して強度変調光を照射し、または、被検査部位からの戻り光を受光することにより、光ファイバの本数を減らして、体腔内に挿入されるプローブを細くコンパクトに構成することができる。
【００１０】
上記発明においては、前記複数の光ファイバが、ファイババンドルからなることが好ましい。ファイババンドルによれば、ファイバコアの密度を高くすることができるので、さらに細くコンパクトに構成できる。
【００１１】
また、上記発明においては、前記投光部が光ファイバの端面により構成され、前記光ファイバ選択手段が、強度変調光を反射する角度を変更して、入射させる光ファイバを選択するスキャンミラーを備えることが好ましい。スキャンミラーによれば、角度を変更するだけで、強度変調光を任意の光ファイバに入射させることができる。
また、上記発明においては、前記受光部が光ファイバの端面により構成され、前記走ファイバ選択手段が、受光部において受光され光ファイバ内を伝播されてきた戻り光を反射する角度を変更して、光検出器に選択的に入射させるスキャンミラーを備えることが好ましい。スキャンミラーによれば、角度を変更するだけで、任意の光ファイバ内を伝播されてきた戻り光を光検出器に入射させることができる。
また、上記発明においては、前記スキャンミラーがガルバノミラーからなることとしてもよく、ＭＥＭＳ(Micro Electro Mechanical System)ミラーアレイからなることとしてもよい。
【００１２】
また、上記発明においては、前記受光部と前記光検出器との間に、前記戻り光内の所定の波長の光を選択的に光検出器に検出させる波長選択手段を備えることとしてもよい。
波長選択手段によれば、受光部により受光された光の内、所定の波長の光のみを選択的に光検出器により検出さ競ることができる。例えば、励起光を照射して、被検査部位から発生する蛍光を観察する場合に、受光部に受光される光が蛍光のみならず励起光の反射光をも含まれていることがあり、そのような場合に、波長選択手段によって蛍光のみを選択的に光検出器に検出させることができる。
【００１３】
上記発明においては、前記波長選択手段が、ダイクロイックミラーからなることとしてもよく、また、波長選択手段が、戻り光内の蛍光または燐光のみを通過させるフィルタからなることとしてもよい。
また、上記発明においては、前記光検出器がフォトディテクタアレイからなることとしてもよく、荷電結合素子（ＣＣＤ：Charge
Coupled Device）からなることとしてもよい。
【００１４】
また、上記発明においては、光源と、該光源からの光を第１周波数で強度変調する変調部とを備え、前記光源が、波長の異なる複数の光を出射可能に構成されていることとしてもよい。複数の波長の光を用いることにより、散乱係数や吸収係数の絶対値を求めることが可能となり、これに基づいて生体組織成分の濃度測定が可能となる。
【００１５】
上記発明においては、前記生体情報としては生体組織成分の濃度があり、また、生体組織成分としては、酸素、ヘモグロビン、酸素化ヘモグロビン、脱酸素化ヘモグロビン、水分、二酸化炭素のいずれかを挙げることができる。
【００１６】
また、上記発明においては、前記プローブが、内視鏡スコープのチャネルに挿入可能であることとしてもよい。
プローブを内視鏡スコープのチャネルに挿入することにより、内視鏡スコープを体腔内に挿入するとプローブも体腔内に挿入され、内視鏡スコープにより観察する被検査部位の近傍において２次元的あるいは３次元的な生体情報測定を行うことが可能となる。
【００１７】
本発明は、体腔内に挿入可能な内視鏡スコープと、被検査部位に照明光を照射する照明手段と、被検査部位の像を形成する対物光学系と、該対物光学系により形成された像を撮像する撮像手段と、前記内視鏡スコープ内に前記プローブを配置した上記発明に係る生体情報測定装置とを備える内視鏡装置を提供する。
本発明によれば、体腔内に内視鏡スコープを挿入し、照明手段を作動させると、被検査部位に照明光が照射され、対物光学系により形成された被検査部位の像が撮像手段の作動により撮像される。これにより内視鏡画像が取得される。また、内視鏡スコープ内には生体情報測定装置のプローブが配置されているので、被検査部位における生体情報の測定が行われる。すなわち、同一被検査部位の内視鏡画像と生体情報とを同時に取得することが可能となる。
【００１８】
上記発明においては、前記投光部または受光部の少なくとも一部が、前記対物光学系の視野範囲内に配置されていることが好ましい。
このようにすることで、内視鏡画像を観察することにより、被検査部位のどの位置における生体情報の測定が行われているのかを一目で確認することができる。
【００１９】
また、上記発明においては、前記内視鏡スコープによる内視鏡画像と、前記生体情報算出部により算出された被検査部位の生体情報とを重ね合わせる画像合成装置を備えることとしてもよい。
このようにすることで、画像合成装置により合成された被検査部位の内視鏡画像と生体情報とを対応づけて確認することが可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、体腔内に挿入される部位を大型化させることなく、コンパクトな構成で比較的広範囲にわたる被検査部位の表面に沿う方向および被検査部位の深さ方向の生体情報の分布を簡易かつ効率的に測定することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の第１の実施形態に係る生体情報測定装置について、図１〜図５を参照して、以下に説明する。
本実施形態に係る生体情報測定装置１は、主として体腔内に挿入して体腔内の被検査部位の観察を行う装置であって、図１に示されるように、体腔内に挿入されるプローブ２と、該プローブ２に接続され、体腔外に配置される装置本体３とを備えている。
【００２２】
プローブ２は、内部に複数の光ファイバ４Ａ，４Ｂからなる光ファイバ束５を備えている。体腔内に配されるプローブ２の一端には、前記光ファイバ４Ａ，４Ｂの先端面が露出して配置されている。光ファイバ束５は２組の光ファイバ４Ａ，４Ｂに分けられ、一方の組の光ファイバ４Ａの先端面が投光部６を、他方の組の光ファイバ４Ｂの先端面が受光部７を構成するようになっている。
【００２３】
前記装置本体３には、光源８と、光源８から発せられた光を２次元的に走査して、一端に投光部６を有する光ファイバ４Ａの他端に入射させる第１のスキャンミラー９と、受光部７により受光され光ファイバ４Ｂを通して伝播されてきた戻り光を２次元的に走査する第２のスキャンミラー１０と、これらスキャンミラー９，１０を駆動するスキャナ駆動装置１１と、第２のスキャンミラー１０により走査された戻り光を検出する光検出器１２と、信号処理部１３とを備えている。図中、符号１４は、光源８から発せられた光を集光する集光レンズ、符号１５は、第２のスキャンミラー１０により走査された光を偏向する固定ミラー、符号１６は固定ミラー１５により偏向された戻り光を光検出器１２に集光する集光レンズをそれぞれ示している。また、符号２４はモニタである。
【００２４】
光源８は、例えば、レーザダイオード（ＬＤ）からなり、光源駆動部１７（光変調部）により指示された周波数のレーザ光を出射するようになっている。また、光検出器１２は、例えば、フォトダイオード（ＰＤ）である。
第１のスキャンミラー９は、前記２組の光ファイバ４Ａ，４Ｂの内、一方の光ファイバ４Ａの端面に光源８からの光を入射させるようにこれらの光ファイバ４Ａの端面全てを走査範囲内に配している。
また、第２のスキャンミラー１０は、他方の組の全ての光ファイバ４Ｂの端面から発せられる戻り光を光検出器１２に向かわせるように揺動させられるようになっている。
【００２５】
前記信号処理部１３は、第１の発振器１８と、第２の発振器１９と、参照信号発生部２０と、変調検出信号発生部２１と、位相シフト量演算部２２と、画像処理部２３とを備えている。
第１の発振器１８は、第１周波数、例えば、２００MHｚの第１周波数信号Ｓ１を発振する。発振された第１周波数信号Ｓ１は光源駆動部１７に入力され、光源８から第１周波数で変調された強度変調光を出射させるようになっている。また、第１の発振器１８からの第１周波数信号Ｓ１は、参照信号発生部２０に入力されるようになっている。
【００２６】
第２の発振器１９は、第２の周波数、例えば、２００．０５MHｚの第２周波数信号Ｓ２を発振する。発振された第２周波数信号Ｓ２は、変調検出信号発生部２１に入力される。変調検出信号発生部２１は、第２の発振器１９により発せられた第２の周波数で、光検出器１２により検出された検出信号Ｓ３に変調をかけ、変調検出信号Ｓ４を生成するようになっている。また、第２の発振器１９からの第２周波数信号Ｓ２も、参照信号発生部２０に入力されるようになっている。
【００２７】
参照信号発生部２０は、第１の発振器１８から入力された第１周波数信号Ｓ１と、第２の発振器１９から入力された第２周波数信号Ｓ２との差分周波数の参照信号Ｓ５を発生するようになっている。位相シフト量測定部２２は、光検出器１２により検出され、第２の周波数で変調をかけられた変調検出信号Ｓ４と、前記参照信号発生部２０から入力された参照信号Ｓ５との位相シフト量Ｓ６を算出するようになっている。前記画像処理部２３は、位相シフト量Ｓ６に基づいて生体情報を計算するようになっている。
生体情報は、例えば、生体組織内の酸素濃度やヘモグロビン濃度、水分量や二酸化炭素濃度、吸収係数や散乱係数等である。
【００２８】
また、前記スキャナ駆動装置１１は、前記第１、第２のスキャンミラー９，１０の角度を変化させるとともに、その角度によって決定される投光部６および受光部７の位置情報Ｓ７を画像処理部２３に出力するようになっている。そして、画像処理部２３は、上記において計算された生体情報と、スキャナ駆動装置１１から入力された投光部６および受光部７の位置情報Ｓ７に基づいて画像信号Ｓ８を生成するようになっている。
【００２９】
スキャナ駆動装置１１による第１、第２のスキャンミラー９，１０の駆動パターンは、例えば、図２に示される方法が挙げられる。すなわち、第１のスキャンミラー９は、（ａ）に示されるように、その角度を一定周期で階段状に一次元的に変化させられるようになっている。一方、第２のスキャンミラー１０の角度は、第１のスキャンミラー９の動作に同期して、（ｂ）に示されるように、一方向に階段状に変化させながら、これに直交する方向に鋸歯状に変化させられるようになっている。すなわち、第２のスキャンミラー１０は２次元的に変化させられるようになっている。
【００３０】
このように第１、第２のスキャンミラー９，１０を駆動することで、図３に示されるように、投光部６と受光部７とが変化させられるようになっている。すなわち、第１のスキャンミラー９の角度を１次元的に変化させることにより、投光部６の位置は、矢印Ｘ１で示されるように、Ｘ方向に変化させられるようになっている。一方、第２のスキャンミラー１０の角度を変化させることにより、第１周期においては、受光部７の位置は、光が発せられている投光部６に対してＹ方向に並ぶ列の光ファイバ４Ｂの端面が、矢印Ｙ１で示されるように、Ｙ方向に順次受光部７として選択されていくようになっている。そして、第２周期においては、Ｘ方向に一列移動させられた状態で、Ｙ方向に順次受光部７として選択されていくようになっている。
【００３１】
このように構成された本実施形態に係る生体情報測定装置１の作用について以下に説明する。
本実施形態に係る生体情報測定装置１を用いて生体情報を測定するには、プローブ２を体腔内に挿入し、プローブ２の先端に配置されている投光部６および受光部７を体腔内面Ａの患部近傍に密着させる。
【００３２】
そして、スキャナ駆動装置１１を作動させて、第１、第２のスキャンミラー９，１０を所定の角度の設定した状態で、光源８を作動させる。光源８には、第１の発振器１８から発せられた第１の周波数信号Ｓ１に従う駆動指令信号Ｓ９が光源駆動部１７から入力されるので、光源８からは第１周波数で変調された強度変調光が発せられる。
【００３３】
強度変調光は集光レンズ１４によって集光されて、第１のスキャンミラー９により光ファイバ束５の中から選択された所定の光ファイバ４Ａの端面に集光される。これにより、強度変調光が集光された光ファイバ４Ａの他端、すなわち、体腔内面Ａに密着されている端面が投光部６となり、体腔内面Ａから生体内部に向けて強度変調光が照射されることになる。
【００３４】
このとき、第２のスキャンミラー１０は、前記投光部６にＹ方向に隣接する端面を有する光ファイバ４Ｂにより伝播されてきた戻り光を光検出器１２に入射させる角度に設定されている。したがって、図３に示されるように、投光部６にＹ方向に隣接する光ファイバ４Ｂの端面が受光部７となる。
この状態において、受光部７に受光された戻り光は、光ファイバ４Ｂ内を伝播されて装置本体３内に戻り、第２のスキャンミラー１０、固定ミラー１５および集光レンズ１６を介して光検出器１２に入射され、光検出器１２により検出信号Ｓ３が発せられる。
【００３５】
検出信号Ｓ３は、信号処理部１３に入力されると、変調検出信号発生部２１に入力され、第２の発振器１９から出力された第２の周波数信号Ｓ２によって変調されて変調検出信号Ｓ４となり、位相シフト量演算部２２に入力される。位相シフト量演算部２２においては、入力された変調検出信号Ｓ４と参照信号発生部２０により発生された、第１および第２の周波数の差分周波数の参照信号Ｓ５とに基づいて位相シフト量Ｓ６が算出され画像処理部２３に入力される。画像処理部２３においては、位相シフト量Ｓ６に基づいて生体組織内の酸素濃度やヘモグロビン濃度、水分量や二酸化炭素濃度、吸収係数や散乱係数等の生体情報が算出される。
【００３６】
また、画像処理部２３には、スキャナ駆動装置１１により設定される投光部６および受光部７の位置情報Ｓ７が入力されているので、算出された生体情報が、体腔内面Ａのどの位置に対応する生体情報であるのかが把握できる。したがって、モニタ２４には、投光部６および受光部７の位置情報Ｓ７と生体情報との関係を示す画像が表示されることになる。
【００３７】
そして、スキャナ駆動装置１１の作動により、第２のスキャンミラー１０が受光部７をＹ方向に順次移動させるように角度を変化させられる。これにより、投光部６の位置が固定されたままで、受光部７の位置がＹ方向に順次変更され、その都度生体情報の測定が行われていくことになる。
【００３８】
また、第２のスキャンミラー１０による受光部７の１列分の移動が終了した時点で、第１のスキャンミラー９および第２のスキャンミラー１０が投光部６および受光部７の位置をＸ方向に１列ずらすように角度を変更させられる。第２のスキャンミラー１０はさらに、第１のスキャンミラー９によって新たに設定された投光部６に隣接する光ファイバ４Ｂの端面に受光部７を設定するように角度変更させられる。その後、上記と同様にして第２のスキャンミラー１０の角度を変更することにより、受光部７の位置をＹ方向に順次移動させていくことができる。以下同様にして、Ｘ方向の所定位置まで上記動作を繰り返すことにより、Ｘ方向の所定範囲にわたる生体情報の測定が行われることになる。
【００３９】
この場合において、本実施形態によれば、Ｘ方向の各列ごとに、固定された投光部６から強度変調光が発せられ、生体内からの戻り光を受光する受光部７が、Ｙ方向に順次移動させられるため、投光部６と受光部７との距離が変化させられる。生体内に入射される強度変調光は、生体内において拡散または透過させられることにより体腔内面Ａに戻るが、一般には、図４に示されるように、投光部６と受光部７との距離によって決定される深さ位置Ｚまで進達することが知られている。すなわち、投光部６と受光部７との距離が近い場合には、比較的浅い位置、距離が離れていくにしたがって、深い位置まで光が進達することになる。したがって、本実施形態によれば、Ｘ方向の各列ごとに、生体の深さ方向に沿う生体情報の分布を測定することができる。本実施形態に係る生体情報測定装置１によれば、画像処理部２３により得られる画像は、図５に示されるように、Ｘ方向と深さ方向とに沿う２次元的な生体情報の分布を示すことになる。
【００４０】
このように、本実施形態に係る生体情報測定装置１によれば、第１および第２のスキャンミラー６，１０の角度を変更するだけで、体腔内の生体情報を広い範囲にわたって短時間で測定することができ、生体情報の２次元的なイメージングを行うことができる。
【００４１】
なお、本実施形態においては、プローブ２内に複数の光ファイバ４Ａ，４Ｂからなる光ファイバ束５を配置したが、これに代えて、複数の光ファイバコアを有するファイババンドルにより光ファイバ束５を構成してもよい。このようにすることで、光ファイバコアの密度を高めることができ、より解像度を高めることができる。
【００４２】
また、本実施形態においては、光検出器１２としてフォトダイオードを用いたが、これに代えて、図６に示されるように、２次元てきな画像を撮像可能なフォトダイオードアレイまたはＣＣＤ１２′を採用することにしてもよい。このようにすることで、第２のスキャンミラー１０を不要とすることができる。
また、図７に示されるように、光源８であるレーザダイオードとして、図示しない波長選択手段により複数波長のレーザ光を選択的に出射可能なものを採用するとともに、複数種類の波長をそれぞれ検出可能な複数のフォトダイオード１２を設け、固定ミラー１５とフォトダイオード１２との間に、コリメートレンズ２５と、入射される戻り光の波長に応じて戻り光を透過または反射するダイクロイックミラー２６を配置することとしてもよい。
【００４３】
また、図６および図７中の投光部６は、例えば、図８に示されるように、プローブ２の先端に配置される投光部６をＸ方向のみならずＹ方向にも広がるように配置することとしてもよい。この場合に、図８（ａ）に示されるように、投光部６となる光ファイバ４ＡをＸ、Ｙ方向に対して斜めに配置し、第１のスキャンミラー９の作動により、（ｂ）に示されるように、矢印Ｐの方向に順次移動させるようになっている。そして、このとき、第２のスキャンミラー１０による受光部７の選択は、各投光部６を含むＸ方向およびＹ方向に沿って配列される光ファイバ４Ｂを矢印Ｑ，Ｒに示されるように、順次行われる。このように構成することで、生体情報のＸ方向の分布のみならず、Ｙ方向の分布をも得ることができるので、図９に示されるようにＸ，Ｙ方向および深さ方向の生体情報の分布を得ることができる。この場合に、生体情報の濃度については、画像上の色を濃度に応じて変更することにより表示できる。
【００４４】
また、上記実施形態に係る生体情報観察装置１において、生体からの戻り光として蛍光を観察する場合には、図１０に示されるように、光検出器１２″として光電子増倍管(ＰＭＴ：Photomultiplier
Tube)を採用し、その前段に蛍光フィルタ２７を配置すればよい。
このようにすることで、蛍光フィルタ２７により、所望の蛍光以外の光、例えば、体腔内面Ａにおいて反射してきたレーザ光が除去されるので光検出器１２″により蛍光のみを効果的に検出することができる。
【００４５】
また、上記実施形態に係る生体情報観察装置１においては、プローブ２内の光ファイバ束５を２組に分けて、一方を投光用、他方を受光用としたが、全ての光ファイバ（光ファイバコア）４を投光用および受光用として共用してもよい。例えば、図１１に示す例では、発せられた光をファイババンドル５′の所望の光ファイバコア４′に入射させて投光部６を任意に選択し、任意の受光部７により受光された光を光検出器１２に向かうファイババンドル２８の光ファイバコア２８′に入射させるＭＥＭＳミラーアレイ２９を採用している。ＭＥＭＳミラーアレイ２９によれば、全ての光ファイバコア４′（光ファイバ）を投光用および受光用に選択して利用できるとともに、一度に複数の投光部６を構成して、測定時間を短縮することができるという利点がある。図中、符号３０は、光源からの光を導くファイババンドル、符号３１は、それぞれ集光レンズである。
【００４６】
また、図１２に示されるように、プローブ２内の光ファイバ束５の端面に対向してダイクロイックミラー３２を配置し、スキャンミラー９によって走査したレーザ光をダイクロイックミラー３２によって反射して光ファイバ束５に入射させ、光ファイバ束５からの戻り光である蛍光は、ダイクロイックミラー３２を透過させて冷却ＣＣＤ３３に入射させることにしてもよい。このようにすることで、光ファイバ束５を構成する全ての光ファイバコアを投光用および受光用に選択して共用することができるとともに、蛍光観察を行うことができる。また、ダイクロイックミラー３２に代えてハーフミラーを用いると、散乱光観察を行うことができる。
【００４７】
また、上記実施形態においては、体腔内にプローブ２を直接挿入する場合について説明したが、これに代えて、図１４に示されるように、体腔内面Ａの観察を行う内視鏡スコープ４０のチャネル４１内にプローブ２を挿入することにしてもよい。この場合に、内視鏡スコープ４０は、内視鏡光源装置４２から発せられた照明光によって得た画像を内視鏡画像処理装置４３において画像処理して内視鏡画像信号Ｓ１０を出力する。
【００４８】
そこで、画像合成装置４４を設けておき、本実施形態に係る生体情報測定装置１の装置本体３から出力される画像信号Ｓ８と内視鏡画像信号Ｓ１０とを重ね合わせてモニタ２４に出力することにしてもよい。このようにすることで、体腔内面Ａの内視鏡画像と、その近傍の生体内部の生体情報とを一目で対応づけて確認することができる。
この場合において、チャネル４１内に挿入したプローブ２の先端を内視鏡スコープ４０の先端から突出させて、その一部が内視鏡スコープ４０の視野内に配置されることが好ましい。このようにすることで、生体情報の測定位置を内視鏡画像によって確認することができる。
【００４９】
また、内視鏡スコープ４０のチャネル４１内に挿入することに代えて、図１４に示されるように、内視鏡スコープ４０の内部に光ファイバ束５を固定してもよい。図中符号４５は内視鏡光源装置４２から照明光を伝播するライトガイド、符号４６は、内視鏡画像を撮像するＣＣＤ、符号４７は対物レンズである。この場合においても、内視鏡スコープ４０の視野内にプローブ２の先端位置の一部が配置されるので、生体情報の測定位置を内視鏡画像によって確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る生体情報測定装置を示す全体構成図である。
【図２】図１の生体情報測定装置のスキャンミラーの動作パターン例を示すタイムチャートである。
【図３】図２のタイムチャートによる投光部と受光部の動作パターンを説明する図である。
【図４】図２のタイムチャートにより測定した場合の投光部から受光部までの生体内における光の経路を模式的に示す図である。
【図５】図３の動作パターンにより測定した生体情報の分布を示す図である。
【図６】図１の生体情報測定装置の第１の変形例を示す全体構成図である。
【図７】図１の生体情報測定装置の第２の変形例を示す全体構成図である。
【図８】投光部と受光部の他の動作パターンを説明する図である。
【図９】図８の動作パターンにより測定した生体情報の分布を示す図である。
【図１０】図１の生体情報測定装置の第３の変形例を示す全体構成図である。
【図１１】図１の生体情報測定装置の第４の変形例を示す図である。
【図１２】図１の生体情報測定装置の第５の変形例を示す全体構成図である。
【図１３】図１の生体情報測定装置のプローブを内視鏡スコープのチャネルに挿入した場合の適用例を示す全体構成図である。
【図１４】内視鏡スコープ内部にプローブを固定した場合の内視鏡スコープ先端部の模式的な縦断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１  生体情報測定装置
２  プローブ
４Ａ，４Ｂ  光ファイバ
６  投光部
７  受光部
９  第１のスキャンミラー（光ファイバ選択手段）
１０  第２のスキャンミラー（光ファイバ選択手段）
１２  光検出器
１２′  フォトディテクタアレイ、荷電結合素子
１７  光源駆動部（変調部）
２３  画像処理部（生体情報算出部）
２７  蛍光フィルタ（フィルタ）
２９  ＭＥＭＳミラーアレイ
３２  ダイクロイックミラー
３３  冷却ＣＣＤ（撮像手段）
４０  内視鏡スコープ
４１  チャネル
４４  画像合成装置
４５  ライトガイド（照明手段）
４６  ＣＣＤ（撮像手段）
４７  対物レンズ（対物光学系）
Ｓ４  変調検出信号
Ｓ５  参照信号
Ｓ６  位相シフト量
Ｓ１０  内視鏡画像
【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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【図１４】
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