生体組織機能状態測定装置及びその方法
【課題】皮膚表面からの感性評価だけでは難しい、皮膚の創傷部の定量的評価を可能にする。
【解決手段】光源２０、プローブ３０及びデータ処理部１００を備えて構成される。光源は、入力光を生成する。プローブは、入力光を生体表面に照射する照射部３２ａと、入力光の、生体内部における散乱光を受光するための受光部３４ａとを有する。データ処理部は、測定対象部位の光強度を、基準部位の光強度で補正することにより、個体差の影響なく生体内部を測定した波長ごとの光の吸収散乱特性を検出する。ここで、プローブは、照射部と受光部の間隔が異なる複数の組を有している。
【解決手段】光源２０、プローブ３０及びデータ処理部１００を備えて構成される。光源は、入力光を生成する。プローブは、入力光を生体表面に照射する照射部３２ａと、入力光の、生体内部における散乱光を受光するための受光部３４ａとを有する。データ処理部は、測定対象部位の光強度を、基準部位の光強度で補正することにより、個体差の影響なく生体内部を測定した波長ごとの光の吸収散乱特性を検出する。ここで、プローブは、照射部と受光部の間隔が異なる複数の組を有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光の吸収散乱特性を用いた生体組織の機能状態測定装置及び機能状態測定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ケロイド、熱傷、皮膚硬化症、強皮症、尋常性乾癬、アトピーなどの皮膚の創傷部が、治癒に向かう過程には、それぞれ疾患別の特徴の他、個体差がある。
【０００３】
特に、ケロイドが発症した創傷部では、皮膚表面が、赤く、固く、盛り上がる。治癒過程において、創傷部が、やや白く、柔らかく、扁平になるが、治療の効果を客観的に評価する方法がない。また、熱傷等については皮膚のどの層まで損傷が及んでいるかによって、その重症度が異なるが、視覚のみでその判断をするのは困難である。皮膚硬化症、強皮症、尋常性乾癬、アトピーなどを評価する上でも、皮膚表面の状態は視覚で判断できるものの、その内部の状態は現段階では測定する方法がない。
【０００４】
従来、治癒状態の評価は、医師による視診、触診などの感性評価により行われている。また、患者に説明する際には、デジタルカメラで撮影した写真などが用いられている。
【０００５】
しかし、感性評価は、客観的あるいは定量的な数値などで示すのが難しい。また、写真の撮影においては、外部からの光の影響などにより、同じ条件で撮影することが難しい。
【０００６】
ここで、皮膚に光を入射させ、皮膚の表面から微小循環系までの領域の内部散乱光を検出し、光学的特性を求めることにより、皮膚の表面状態を測定する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この技術では、皮膚の表面状態を測定するにあたり、血流中の酸素加（酸化型）ヘモグロビン濃度、脱酸素（還元型）ヘモグロビン濃度、及び酸素加ヘモグロビン濃度と脱酸素ヘモグロビン濃度との比率を求めている。
【０００７】
また、皮膚の創傷部の客観的評価を行う技術として、紫外光蛍光分光、可視光蛍光分光あるいは赤外光吸収分光を用いる技術がある（例えば、特許文献２参照）。特許文献２に開示されている技術では、壊死している細胞と、生きている細胞を分光学的に判別される。
【０００８】
更に皮膚中の成分を測定する方法として、メラニン、酸化ヘモグロビン及び還元ヘモグロビンの量を測定する技術がある（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第３３６５２２７号公報
【特許文献２】特表平１０−５０５７６８号公報
【特許文献３】特許第３７２７８０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
この出願に係る発明者らが皮膚等の創傷の光学的研究を行ったところ、治癒過程において、波長特性に特定の変化があることを見出した。
【００１１】
特許文献１に開示の技術は、皮膚の表面状態を測定するものであり、生体内部の状態を測定するものではない。また、ケロイドの場合は、細胞は生きており、血流が止まっている状態ではない。このため、特許文献２に開示の技術では、ケロイドの治癒過程を評価できない。
【００１２】
この発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、この発明の目的は、波長特性の特定の変化を測定することにより、ケロイド、熱傷、皮膚硬化症、強皮症、尋常性乾癬、アトピーなど、皮膚表面からの感性評価だけでは難しい、皮膚の創傷部の客観的評価を可能にする装置及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述した目的を達成するために、この発明の生体組織機能状態測定装置は、光源、プローブ及びデータ処理部を備えて構成される。光源は、入力光を生成する。プローブは、入力光を生体表面に照射する照射部と、入力光の、生体内部における散乱光を受光する、照射部からの距離が異なる複数の受光部とを有する。データ処理部は、測定対象部位で測定された光強度を、基準部位で測定された光強度で補正することにより、個体差の影響なく生体内部を測定した波長ごとの光の吸収散乱特性を検出する。ここで、プローブは、照射部と受光部の間隔が異なる複数の組を有している。
【００１４】
このとき、入力光が、第１〜３の波長帯域の光を含むのが良い。
【００１５】
ここで、第１及び第２の波長帯域の光は、５００〜７００ｎｍの範囲内であって、酸素加ヘモグロビンの双峰性の吸光特性のピーク波長をそれぞれ含んでいる。また、第３の波長帯域の光は、第１及び第２の波長帯域の間の波長帯域である。
【００１６】
あるいは、第１の波長帯域を５４３±５ｎｍとし、第２の波長帯域を５７７±５ｎｍとし、第３の波長帯域を５５９±５ｎｍとしても良い。
【００１７】
また、上述した目的を達成するために、この発明の生体組織機能状態測定方法は、以下の過程を備えている。先ず、入力光を生体表面の測定対象部位と基準部位とにそれぞれ照射して、入力光の、生体内部における散乱光を受光する。基準部位とは、測定対象部位近辺の疾患等に罹患していない部位、または、測定対象部位と対称となる部位にするのが良い。次に、測定対象部位で測定された光強度を、基準部位で測定された光強度で補正することにより、個体差の影響を低減して生体内部を測定した波長ごとの光の吸収散乱特性を検出する。
【発明の効果】
【００１８】
この発明の生体組織機能状態測定装置及び方法によれば、皮膚表面からの感性評価だけでは難しい、皮膚の創傷部の客観的評価が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】酸素加ヘモグロビンと脱酸素ヘモグロビンの吸光係数を示す図である。
【図２】この発明の一実施形態に係る生体組織機能状態測定装置を概略的に示すブロック図である。
【図３】プローブの構成例について説明する模式図である。
【図４】測定対象部位であるケロイドの病変部と、基準部位である正常部の、各波長における光強度を示す図である。
【図５】測定対象部位の表層部と深層部について、各波長における補正後の光強度比の時期的変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図を参照して、この発明の実施の形態について説明するが、各構成要素の形状、大きさ及び配置関係については、この発明が理解できる程度に概略的に示したものに過ぎない。また、以下、この発明の好適な構成例につき説明するが、各構成要素の材質及び数値的条件などは、単なる好適例にすぎない。従って、この発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、この発明の構成の範囲を逸脱せずにこの発明の効果を達成できる多くの変更又は変形を行うことができる。
【００２１】
先ず、酸素加ヘモグロビンと脱酸素ヘモグロビンの吸光係数について説明する。図１は、酸素加ヘモグロビンと脱酸素ヘモグロビンの吸光係数を示す図である。図１では、横軸に波長（ｎｍ）を取って示し、縦軸に吸光係数（×１０３／ｍｏｌ・ｃｍ）を取って示している。また、図１中、酸素加ヘモグロビンの吸光係数を曲線Ｉで示し、脱酸素ヘモグロビンの吸光係数を曲線ＩＩで示し、及び、メラニンの吸光係数を曲線ＩＩＩで示している。酸素加ヘモグロビンは、５００〜７００ｎｍの範囲内に特徴的な双峰性のピーク（ｉ、ｉｉ）を有する。また、脱酸素ヘモグロビンは、酸素加ヘモグロビンの双峰性のピークの谷に対応する部分（ｉｉｉ）に単峰性のピークを有している。
【００２２】
次に、この発明の生体組織機能状態測定装置及び生体組織機能状態測定方法の実施形態について説明する。図２は、この発明の一実施形態に係る生体組織機能状態測定装置を概略的に示すブロック図である。
【００２３】
生体組織機能状態測定装置１０は、光源２０、プローブ３０、分光器４０及びデータ処理部１００を備えて構成される。生体組織機能状態測定装置１０は、光源２０で生成された入力光を、プローブ３０を介して生体表面に照射し、生体内部で散乱した散乱光の波長ごとの光強度を測定し、生体組織の機能状態の評価を可能にする。
【００２４】
光源２０は、第１〜３の波長帯域の光を含む入力光を生成する。ここで、第１及び第２の波長帯域の光は、５００〜７００ｎｍの範囲内であって、酸素加ヘモグロビンの双峰性の吸光特性のピーク波長（ｉ、ｉｉ）をそれぞれ含んでいる。また、第３の波長帯域の光は、第１及び第２の波長帯域の間の波長帯域である。なお、この第３の波長帯域には、脱酸素ヘモグロビンの単峰性の吸光特性のピーク波長が含まれている。
【００２５】
また、皮膚に含まれるメラニンなどの影響を補正するために、入力光が、酸素加ヘモグロビンの吸光係数と、脱酸素ヘモグロビンの吸光係数がほぼ等しい波長の光を含むのが良い。
【００２６】
光源２０としては、例えば、従来周知のハロゲン光源を用いることができる。
【００２７】
プローブ３０は、生体表面に接触させる接触面３０ａに、互いに離間して設けられた、照射部３２ａと受光部３４ａとを有している。光源２０で生成された入力光は、プローブ３０の照射部３２ａを経て、生体表面に照射される。プローブ３０の受光部３４ａは、照射部３２ａを経て照射された入力光に対し、生体内部で散乱した散乱光を受光する。
【００２８】
受光部３４ａは、生体内部で散乱した散乱光だけでなく、生体表面で反射した反射光も受光することもあり得る。しかし、プローブ３０の接触面３０ａを生体表面に接触させた状態で入力光の照射を行う場合、受光部３４ａは、主に生体内部での散乱光を受光する。
【００２９】
プローブ３０は、複数の光ファイバを束ねて構成することができる。複数の光ファイバの一部が照射用光ファイバ３２として用いられ、残りが受光用光ファイバ３４として用いられる。照射用光ファイバ３２の一端が、照射部３２ａとなる。照射用光ファイバ３２の他端は、光源２０に接続される。同様に、受光用光ファイバ３４の一端が、受光部３４ａとなる。受光用光ファイバ３４の他端は、分光器４０に接続される。なお、光源２０とプローブ３０の間、及び、プローブ３０と分光器の４０は、他の光ファイバを介して接続されても良い。
【００３０】
ここで、ケロイド、熱傷、皮膚硬化症、強皮症、尋常性乾癬、アトピー等では、病変部の治癒は、生体表面だけでなく、生体内部で起こりうる。また、生体内部のどのくらいの深度で治癒が起こるのかは、疾患の種類やその重症度等によって異なる。そこで、生体内部で起こっている変化を、異なる深度で測定するのが好ましい。このため、照射部と受光部との間隔が異なる状態で測定可能なプローブを用いるのが良い。
【００３１】
図３を参照して、プローブの他の構成例について説明する。図３（Ａ）〜（Ｃ）は、プローブの構成例を説明するための模式図である。図３（Ａ）は、プローブを側面から見た図であり、図３（Ｂ）及び図３（Ｃ）は、先端部を接触面側から見た図である。
【００３２】
このプローブ９０は、２に分岐された先端部６０及び７０を有している。各先端部６０及び７０に、それぞれ照射部６２ａ及び７２ａと受光部６４ａ及び７４ａが設けられている。一方の先端部（第１先端部）６０における照射部（第１照射部）６２ａと受光部（第１受光部）６４ａの間隔ｄ１は、他方の先端部（第２先端部）７０における照射部（第２照射部）７２ａと受光部（第２受光部）７４ａの間隔ｄ２よりも狭い。ここでは、第１照射部６２ａと第１受光部６４ａの間隔ｄ１を０．２ｍｍとし、第２照射部７２ａと第２受光部７４ａの間隔ｄ２を２ｍｍとしている。
【００３３】
第１照射部６２ａ及び第２照射部７２ａは、光源２０と光学的に接続されていて、第１受光部６４ａと第２受光部７４ａは、分光器４０と光学的に接続されている。プローブ９０は、第１状態と第２状態を切り換えるスイッチ（図示を省略する。）を備えている。第１状態では、第２照射部７２ａ及び第２受光部７４ａを覆い、第１照射部６２ａから照射された入力光に対する散乱光を第１受光部６４ａにおいて受光する。一方、第２状態では、第１照射部６２ａ及び第１受光部６４ａを覆い、第２照射部７２ａから照射された入力光に対する散乱光を第２受光部７４ａにおいて受光する。
【００３４】
この結果、第１状態では、照射部と受光部の間隔が狭い状態での測定となるので、生体内部の比較的浅い部分での散乱光を受光する。一方、第２状態では、照射部と受光部の間隔が広い状態での測定となるので、比較的深い部分での散乱光を受光する。このように、１つの部位について、第１状態と第２状態の両者で測定を行うことで、深さ方向の分布を取得することができる。
【００３５】
ここでは、プローブ９０が第１先端部６０及び第２先端部７０の２つの先端部を有する構成について説明したが、これに限定されず、３つ以上の先端部を有していても良い。また、１つの先端部に、それぞれ間隔が異なる照射部と受光部の複数の組を備えていても良い。なお、測定時間を短時間とするためには、１つのプローブで深さ方向の分布を取得できるのが好ましいが、間隔が異なる照射部と受光部を有する先端部を複数用意しておき、先端部を交換して、測定する構成にしても良い。
【００３６】
また、生体内部における散乱光を測定するためには、照射部から生体表面に入力される入力光が、生体表面に斜めに入射するのが良い。このためには、照射用光ファイバ３２、６２、７２を接触面３０ａ、６０ａ及び７０ａに対して斜めに設ければよい。
【００３７】
分光器４０は、プローブ３０が受光した光を分光して、波長ごとの光強度を示すデータを生成し、データ処理部１００に送る。分光器４０として、例えば、マルチチャンネル分光器（ＵＳＢ−４０００：Ｏｃｅａｎ Ｏｐｔｉｃｓ社製）を用いることができる。
【００３８】
データ処理部１００は、例えば、中央処理装置（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１１０、記憶手段としてのＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１２０及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１２２を備えて構成される。ＣＰＵ１１０は、ＲＯＭ１２０に格納されたプログラムを読み出して実行することにより、後述する各機能手段を実現する。また、各機能手段の処理結果は、随時ＲＡＭ１２２に格納される。
【００３９】
また、データ処理部１００は、分光器４０の出力を受け取るＩ／Ｆ１２４、キーボードやマウスなどの入力手段１２６、ディスプレイやプリンタなどの出力手段１２８、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）などの補助記憶手段１３０を備えている。このデータ処理部１００は、任意好適な従来周知のパーソナルコンピュータを用いて構成することができる。
【００４０】
この実施形態では、データ処理部１００には、分光器４０の出力として、生体組織機能状態を評価する対象である測定対象部位と、生体組織機能状態の評価を行う際の基準となる基準部位の２ヶ所の測定結果が送られる。測定対象部位は、例えば、ケロイド、熱傷、皮膚硬化症、強皮症、尋常性乾癬、アトピー等の病変部である。基準部位は、病変部ではない、いわゆる正常部であり、病変部の近辺の部位、あるいは、病変部の対称となる部位を選択するのが良い。病変部の対称となる部位とは、例えば、病変部が左腕にある場合、右腕の病変部に対応する部位である。
【００４１】
また、異なる深度についての測定が可能なプローブを用いる場合、各部位について、異なる深度で測定されたデータが送られる。
【００４２】
データ取得手段１１２は、同じ深度で測定された、測定対象部位と基準部位のデータを、分光器４０から受け取り、ＲＡＭ１２２あるいは補助記憶手段１３０（以下、補助記憶手段等）に格納する。
【００４３】
補正手段１１４は、測定対象部位で測定されたデータを、基準部位で測定されたデータを用いて補正する。測定データは、メラニンなどによる吸光の影響を受けている。そこで、酸素加ヘモグロビンの吸光係数と、脱酸素ヘモグロビンの吸光係数が等しい波長の光強度を用いて、補正を行う。酸素加ヘモグロビンの吸光係数と、脱酸素ヘモグロビンの吸光係数は、８００ｎｍ付近の波長において、ほぼ等しくなるので、例えば、８００ｎｍ付近の波長（図１中、ｉｖで示す。）を用いる。この補正により、個体差の影響を抑えることができる。
【００４４】
具体的には、例えば、測定対象部位の各波長における光強度を、基準部位のそれぞれ同じ波長の光強度で除算し、波長８０５ｎｍにおける光強度比を１に規格化する。測定対象部位に疾患等がない状態であれば、全ての波長に対して、その値はほぼ一定となり、その値は約１となることが想定される。これに対し、測定対象部位が病変部である場合、その値は一定とはならず、正常部である基準部位とは異なる傾向を示す。後述する実施例によれば、特に、５００ｎｍ〜７００ｎｍにおいて、基準部位とは異なる傾向が示されている。
【００４５】
そこで、この生体機能状態測定装置１０では、この５００ｎｍ〜７００ｎｍの波長を用いて、機能状態の判定を行うことができる。
【００４６】
データ表示手段１１６は、出力手段１２８を介して、データの表示を行う。この生体機能状態測定装置１０の補助記憶手段等には、治癒の進行に応じて、時期を変えて複数回測定したデータが格納されている。データ表示手段１１６は、新たに取得したデータを過去に測定したデータと、重ねあわせて表示することができる。このように表示すると、光強度の時期的変化から治癒の進行状態を客観的に把握することができる。特にケロイドの場合、ケロイド表層から薬を投与するため、 ケロイド表層は正常に近い状態になっていても、その深部では活動性のあるケロイド細胞が残っている場合がある。この場合、生体表面から感性評価を行っても、生体内部での様子は分からない。これに対し、この生体機能状態測定装置は、生体内部での治癒の進行を客観的に出力することができる。
【００４７】
また、同じ部位について深さの異なるデータを１つの画面に表示することで、表層部と深層部との治癒の進行状態の違いを客観的に表示する構成にしても良い。
【実施例１】
【００４８】
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明する。
【００４９】
日本医科大学武蔵小杉病院形成外科を受診した複数のケロイド疾患患者に対して、インフォームドコンセントを行い、患者の同意を得たのち、図２を参照して説明した生体機能状態測定装置を用いて、ケロイド及び正常皮膚のそれぞれについて、表層部と深層部の測定を行った。ここでは、プローブとして図３を参照して説明した２つの先端部を有するものを用いた。
【００５０】
測定したデータの代表例として、同一患者の同一部位について、治療の経過ごとの診断結果と、分光学的に測定した結果を説明する。
【００５１】
【表１】
【００５２】
表１は、従来の方法で診断した結果を示している。なお、ケロイドの診断は、隆起、硬さ、色の3指標に基づいて医師の主観に基づく感性評価により、治癒の度合いを測っている。この診断結果では、ケロイド部分が隆起しているか、していないかを判定し、隆起がなくなれば治癒したと判断している。硬さは、「とても硬い」、「硬い」、「柔らかい」の3段階で評価し、正常部の皮膚と同程度の柔らかさに戻ったときに治癒したと判断している。色は、赤、濃いピンク、薄いピンク、茶、白の5段階で評価している。赤から段々色が薄くなっていく傾向にあるが、治癒しても本来の肌の色には戻らないことが多い。
【００５３】
図４及び図５は、生体機能状態測定装置を用いて行った、分光学的な測定結果を示す図である。図４（Ａ）及び（Ｂ）は、測定対象部位であるケロイドの病変部と、基準部位である正常部の、各波長における光強度を示している。ここでは、生体内部のうち、生体表面に近い表層部と、深い位置である深層部について測定を行った。図４（Ａ）は、表層部のデータであり、図４（Ｂ）は深層部のデータである。また、図４（Ａ）及び（Ｂ）は、横軸に波長を取って示し、縦軸に、光強度を任意単位（ａ．ｕ．）で取って示している。図４（Ａ）及び（Ｂ）では、測定対象部位であるケロイドの病変部のデータを曲線Ｉで示し、基準部位である正常部のデータを曲線ＩＩで示している。
【００５４】
皮膚疾患の場合、メラニンの量や血流量等の個人差によって、病変部のみの評価が難しい。そこで、測定対象部位のデータを、基準部位のデータを用いて補正し、病変部である測定対象部位のみを客観的に評価することが望まれる。
【００５５】
この実施例では、測定対象部位の光強度を基準部位の光強度で割り、ヘモグロビンやメラニン等の影響が少ない８０５ｎｍの波長における光強度比が１になるように数値を補正した。
【００５６】
補正後のデータを図５に示す。
【００５７】
図５（Ａ）及び（Ｂ）は、測定対象部位について、表層部と深層部について、各波長における補正後の光強度比の時期的変化を示している。ここでは、生体内部のうち、生体表面に近い表層部と、深い位置である深層部について測定を行った。図５（Ａ）は、表層部のデータであり、図５（Ｂ）は深層部のデータである。また、図５（Ａ）及び（Ｂ）は、横軸に波長を取って示し、縦軸に、光強度比を波長８０５ｎｍの光強度比を１に規格化して示している。図５（Ａ）及び（Ｂ）では、表１の診察日に対応して、初回測定日を曲線Ｉで示し、２５日目を曲線ＩＩで示し、６０日目を曲線ＩＩＩで示し、９１日目を曲線ＩＶで示している。
【００５８】
皮膚疾患の場合、メラニンの量や血流量等の個人差によって、病変部のみの評価が難しい。そこで、測定対象部位である病変部のデータを、基準部位のデータを用いて補正し、病変部のみを客観的に評価することが望まれる。
【００５９】
実施例１のケロイドに関しては、生体表面より生体深層部に変化が大きく起こっているため、その治療の効果が顕著にデータに表れていると考えられる。
【００６０】
今回の数値は、基準部位の光強度をもとに補正を行っているため、基準部位と同じ光強度を持つほど、１に近づく。
【００６１】
治療開始日には、５３０−５８０ｎｍ付近に特徴的な双峰性の光強度を有していた病変部の光強度が、治療と共に同じ波長付近で光強度が弱まり、治癒が進むと正常部に近づくという特徴的な推移が見られた。
【００６２】
これらの推移は、今回測定を行った５６例の多くで見られた特徴的な推移である。
【００６３】
このため、ケロイド、熱傷、皮膚硬化症、強皮症、尋常性乾癬、アトピーなどのような生体表面及び生体深層部で変化がみられる疾患においては、全てこの波長付近で変化がみられると推測される。
【実施例２】
【００６４】
５３０−５８０ｎｍｍ付近の特徴的な双峰性をさらに詳細に分析を行った。今回試験を行った５６例のうち、８９％でこの付近で特徴的な双峰性が得られた。残りの１１％については、蛍光灯の波長が入る等、測定にノイズが入ったもの、それ以外のものについては、治癒が起こった部位とは異なる深度のデータを測定してしまったことから、５３０−５８０ｎｍ付近の特徴的な双峰性を感知することができなかったと考えられる。
【００６５】
このため、この双峰性を正確に測定するために、５３０−５８０ｎｍの何処に特徴が有るのか、分析を行った結果、双峰性の第１の波長は５４３±５ｎｍ、第２の波長特性が５５９±５ｎｍ、第３の波長特性が５７７±５ｎｍにピークがあることが分かった。
【符号の説明】
【００６６】
１０ 生体組織機能状態測定装置
２０ 光源
３０、９０ プローブ
３０ａ、６０ａ、７０ａ 接触面
３２、６２、７２ 照射用光ファイバ
３２ａ、６２ａ、７２ａ 照射部
３４、６４、７４ 受光用光ファイバ
３４ａ、６４ａ、７４ａ 受光部
４０ 分光器
６０、７０ 先端部
１００ データ処理部
１１０ ＣＰＵ
１１２ データ取得手段
１１４ 補正手段
１１６ データ表示手段
１２０ ＲＯＭ
１２２ ＲＡＭ
１２４ Ｉ／Ｆ
１２６ 入力手段
１２８ 出力手段
１３０ 補助記憶手段
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光の吸収散乱特性を用いた生体組織の機能状態測定装置及び機能状態測定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ケロイド、熱傷、皮膚硬化症、強皮症、尋常性乾癬、アトピーなどの皮膚の創傷部が、治癒に向かう過程には、それぞれ疾患別の特徴の他、個体差がある。
【０００３】
特に、ケロイドが発症した創傷部では、皮膚表面が、赤く、固く、盛り上がる。治癒過程において、創傷部が、やや白く、柔らかく、扁平になるが、治療の効果を客観的に評価する方法がない。また、熱傷等については皮膚のどの層まで損傷が及んでいるかによって、その重症度が異なるが、視覚のみでその判断をするのは困難である。皮膚硬化症、強皮症、尋常性乾癬、アトピーなどを評価する上でも、皮膚表面の状態は視覚で判断できるものの、その内部の状態は現段階では測定する方法がない。
【０００４】
従来、治癒状態の評価は、医師による視診、触診などの感性評価により行われている。また、患者に説明する際には、デジタルカメラで撮影した写真などが用いられている。
【０００５】
しかし、感性評価は、客観的あるいは定量的な数値などで示すのが難しい。また、写真の撮影においては、外部からの光の影響などにより、同じ条件で撮影することが難しい。
【０００６】
ここで、皮膚に光を入射させ、皮膚の表面から微小循環系までの領域の内部散乱光を検出し、光学的特性を求めることにより、皮膚の表面状態を測定する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この技術では、皮膚の表面状態を測定するにあたり、血流中の酸素加（酸化型）ヘモグロビン濃度、脱酸素（還元型）ヘモグロビン濃度、及び酸素加ヘモグロビン濃度と脱酸素ヘモグロビン濃度との比率を求めている。
【０００７】
また、皮膚の創傷部の客観的評価を行う技術として、紫外光蛍光分光、可視光蛍光分光あるいは赤外光吸収分光を用いる技術がある（例えば、特許文献２参照）。特許文献２に開示されている技術では、壊死している細胞と、生きている細胞を分光学的に判別される。
【０００８】
更に皮膚中の成分を測定する方法として、メラニン、酸化ヘモグロビン及び還元ヘモグロビンの量を測定する技術がある（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第３３６５２２７号公報
【特許文献２】特表平１０−５０５７６８号公報
【特許文献３】特許第３７２７８０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
この出願に係る発明者らが皮膚等の創傷の光学的研究を行ったところ、治癒過程において、波長特性に特定の変化があることを見出した。
【００１１】
特許文献１に開示の技術は、皮膚の表面状態を測定するものであり、生体内部の状態を測定するものではない。また、ケロイドの場合は、細胞は生きており、血流が止まっている状態ではない。このため、特許文献２に開示の技術では、ケロイドの治癒過程を評価できない。
【００１２】
この発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、この発明の目的は、波長特性の特定の変化を測定することにより、ケロイド、熱傷、皮膚硬化症、強皮症、尋常性乾癬、アトピーなど、皮膚表面からの感性評価だけでは難しい、皮膚の創傷部の客観的評価を可能にする装置及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述した目的を達成するために、この発明の生体組織機能状態測定装置は、光源、プローブ及びデータ処理部を備えて構成される。光源は、入力光を生成する。プローブは、入力光を生体表面に照射する照射部と、入力光の、生体内部における散乱光を受光する、照射部からの距離が異なる複数の受光部とを有する。データ処理部は、測定対象部位で測定された光強度を、基準部位で測定された光強度で補正することにより、個体差の影響なく生体内部を測定した波長ごとの光の吸収散乱特性を検出する。ここで、プローブは、照射部と受光部の間隔が異なる複数の組を有している。
【００１４】
このとき、入力光が、第１〜３の波長帯域の光を含むのが良い。
【００１５】
ここで、第１及び第２の波長帯域の光は、５００〜７００ｎｍの範囲内であって、酸素加ヘモグロビンの双峰性の吸光特性のピーク波長をそれぞれ含んでいる。また、第３の波長帯域の光は、第１及び第２の波長帯域の間の波長帯域である。
【００１６】
あるいは、第１の波長帯域を５４３±５ｎｍとし、第２の波長帯域を５７７±５ｎｍとし、第３の波長帯域を５５９±５ｎｍとしても良い。
【００１７】
また、上述した目的を達成するために、この発明の生体組織機能状態測定方法は、以下の過程を備えている。先ず、入力光を生体表面の測定対象部位と基準部位とにそれぞれ照射して、入力光の、生体内部における散乱光を受光する。基準部位とは、測定対象部位近辺の疾患等に罹患していない部位、または、測定対象部位と対称となる部位にするのが良い。次に、測定対象部位で測定された光強度を、基準部位で測定された光強度で補正することにより、個体差の影響を低減して生体内部を測定した波長ごとの光の吸収散乱特性を検出する。
【発明の効果】
【００１８】
この発明の生体組織機能状態測定装置及び方法によれば、皮膚表面からの感性評価だけでは難しい、皮膚の創傷部の客観的評価が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】酸素加ヘモグロビンと脱酸素ヘモグロビンの吸光係数を示す図である。
【図２】この発明の一実施形態に係る生体組織機能状態測定装置を概略的に示すブロック図である。
【図３】プローブの構成例について説明する模式図である。
【図４】測定対象部位であるケロイドの病変部と、基準部位である正常部の、各波長における光強度を示す図である。
【図５】測定対象部位の表層部と深層部について、各波長における補正後の光強度比の時期的変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図を参照して、この発明の実施の形態について説明するが、各構成要素の形状、大きさ及び配置関係については、この発明が理解できる程度に概略的に示したものに過ぎない。また、以下、この発明の好適な構成例につき説明するが、各構成要素の材質及び数値的条件などは、単なる好適例にすぎない。従って、この発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、この発明の構成の範囲を逸脱せずにこの発明の効果を達成できる多くの変更又は変形を行うことができる。
【００２１】
先ず、酸素加ヘモグロビンと脱酸素ヘモグロビンの吸光係数について説明する。図１は、酸素加ヘモグロビンと脱酸素ヘモグロビンの吸光係数を示す図である。図１では、横軸に波長（ｎｍ）を取って示し、縦軸に吸光係数（×１０３／ｍｏｌ・ｃｍ）を取って示している。また、図１中、酸素加ヘモグロビンの吸光係数を曲線Ｉで示し、脱酸素ヘモグロビンの吸光係数を曲線ＩＩで示し、及び、メラニンの吸光係数を曲線ＩＩＩで示している。酸素加ヘモグロビンは、５００〜７００ｎｍの範囲内に特徴的な双峰性のピーク（ｉ、ｉｉ）を有する。また、脱酸素ヘモグロビンは、酸素加ヘモグロビンの双峰性のピークの谷に対応する部分（ｉｉｉ）に単峰性のピークを有している。
【００２２】
次に、この発明の生体組織機能状態測定装置及び生体組織機能状態測定方法の実施形態について説明する。図２は、この発明の一実施形態に係る生体組織機能状態測定装置を概略的に示すブロック図である。
【００２３】
生体組織機能状態測定装置１０は、光源２０、プローブ３０、分光器４０及びデータ処理部１００を備えて構成される。生体組織機能状態測定装置１０は、光源２０で生成された入力光を、プローブ３０を介して生体表面に照射し、生体内部で散乱した散乱光の波長ごとの光強度を測定し、生体組織の機能状態の評価を可能にする。
【００２４】
光源２０は、第１〜３の波長帯域の光を含む入力光を生成する。ここで、第１及び第２の波長帯域の光は、５００〜７００ｎｍの範囲内であって、酸素加ヘモグロビンの双峰性の吸光特性のピーク波長（ｉ、ｉｉ）をそれぞれ含んでいる。また、第３の波長帯域の光は、第１及び第２の波長帯域の間の波長帯域である。なお、この第３の波長帯域には、脱酸素ヘモグロビンの単峰性の吸光特性のピーク波長が含まれている。
【００２５】
また、皮膚に含まれるメラニンなどの影響を補正するために、入力光が、酸素加ヘモグロビンの吸光係数と、脱酸素ヘモグロビンの吸光係数がほぼ等しい波長の光を含むのが良い。
【００２６】
光源２０としては、例えば、従来周知のハロゲン光源を用いることができる。
【００２７】
プローブ３０は、生体表面に接触させる接触面３０ａに、互いに離間して設けられた、照射部３２ａと受光部３４ａとを有している。光源２０で生成された入力光は、プローブ３０の照射部３２ａを経て、生体表面に照射される。プローブ３０の受光部３４ａは、照射部３２ａを経て照射された入力光に対し、生体内部で散乱した散乱光を受光する。
【００２８】
受光部３４ａは、生体内部で散乱した散乱光だけでなく、生体表面で反射した反射光も受光することもあり得る。しかし、プローブ３０の接触面３０ａを生体表面に接触させた状態で入力光の照射を行う場合、受光部３４ａは、主に生体内部での散乱光を受光する。
【００２９】
プローブ３０は、複数の光ファイバを束ねて構成することができる。複数の光ファイバの一部が照射用光ファイバ３２として用いられ、残りが受光用光ファイバ３４として用いられる。照射用光ファイバ３２の一端が、照射部３２ａとなる。照射用光ファイバ３２の他端は、光源２０に接続される。同様に、受光用光ファイバ３４の一端が、受光部３４ａとなる。受光用光ファイバ３４の他端は、分光器４０に接続される。なお、光源２０とプローブ３０の間、及び、プローブ３０と分光器の４０は、他の光ファイバを介して接続されても良い。
【００３０】
ここで、ケロイド、熱傷、皮膚硬化症、強皮症、尋常性乾癬、アトピー等では、病変部の治癒は、生体表面だけでなく、生体内部で起こりうる。また、生体内部のどのくらいの深度で治癒が起こるのかは、疾患の種類やその重症度等によって異なる。そこで、生体内部で起こっている変化を、異なる深度で測定するのが好ましい。このため、照射部と受光部との間隔が異なる状態で測定可能なプローブを用いるのが良い。
【００３１】
図３を参照して、プローブの他の構成例について説明する。図３（Ａ）〜（Ｃ）は、プローブの構成例を説明するための模式図である。図３（Ａ）は、プローブを側面から見た図であり、図３（Ｂ）及び図３（Ｃ）は、先端部を接触面側から見た図である。
【００３２】
このプローブ９０は、２に分岐された先端部６０及び７０を有している。各先端部６０及び７０に、それぞれ照射部６２ａ及び７２ａと受光部６４ａ及び７４ａが設けられている。一方の先端部（第１先端部）６０における照射部（第１照射部）６２ａと受光部（第１受光部）６４ａの間隔ｄ１は、他方の先端部（第２先端部）７０における照射部（第２照射部）７２ａと受光部（第２受光部）７４ａの間隔ｄ２よりも狭い。ここでは、第１照射部６２ａと第１受光部６４ａの間隔ｄ１を０．２ｍｍとし、第２照射部７２ａと第２受光部７４ａの間隔ｄ２を２ｍｍとしている。
【００３３】
第１照射部６２ａ及び第２照射部７２ａは、光源２０と光学的に接続されていて、第１受光部６４ａと第２受光部７４ａは、分光器４０と光学的に接続されている。プローブ９０は、第１状態と第２状態を切り換えるスイッチ（図示を省略する。）を備えている。第１状態では、第２照射部７２ａ及び第２受光部７４ａを覆い、第１照射部６２ａから照射された入力光に対する散乱光を第１受光部６４ａにおいて受光する。一方、第２状態では、第１照射部６２ａ及び第１受光部６４ａを覆い、第２照射部７２ａから照射された入力光に対する散乱光を第２受光部７４ａにおいて受光する。
【００３４】
この結果、第１状態では、照射部と受光部の間隔が狭い状態での測定となるので、生体内部の比較的浅い部分での散乱光を受光する。一方、第２状態では、照射部と受光部の間隔が広い状態での測定となるので、比較的深い部分での散乱光を受光する。このように、１つの部位について、第１状態と第２状態の両者で測定を行うことで、深さ方向の分布を取得することができる。
【００３５】
ここでは、プローブ９０が第１先端部６０及び第２先端部７０の２つの先端部を有する構成について説明したが、これに限定されず、３つ以上の先端部を有していても良い。また、１つの先端部に、それぞれ間隔が異なる照射部と受光部の複数の組を備えていても良い。なお、測定時間を短時間とするためには、１つのプローブで深さ方向の分布を取得できるのが好ましいが、間隔が異なる照射部と受光部を有する先端部を複数用意しておき、先端部を交換して、測定する構成にしても良い。
【００３６】
また、生体内部における散乱光を測定するためには、照射部から生体表面に入力される入力光が、生体表面に斜めに入射するのが良い。このためには、照射用光ファイバ３２、６２、７２を接触面３０ａ、６０ａ及び７０ａに対して斜めに設ければよい。
【００３７】
分光器４０は、プローブ３０が受光した光を分光して、波長ごとの光強度を示すデータを生成し、データ処理部１００に送る。分光器４０として、例えば、マルチチャンネル分光器（ＵＳＢ−４０００：Ｏｃｅａｎ Ｏｐｔｉｃｓ社製）を用いることができる。
【００３８】
データ処理部１００は、例えば、中央処理装置（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１１０、記憶手段としてのＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１２０及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１２２を備えて構成される。ＣＰＵ１１０は、ＲＯＭ１２０に格納されたプログラムを読み出して実行することにより、後述する各機能手段を実現する。また、各機能手段の処理結果は、随時ＲＡＭ１２２に格納される。
【００３９】
また、データ処理部１００は、分光器４０の出力を受け取るＩ／Ｆ１２４、キーボードやマウスなどの入力手段１２６、ディスプレイやプリンタなどの出力手段１２８、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）などの補助記憶手段１３０を備えている。このデータ処理部１００は、任意好適な従来周知のパーソナルコンピュータを用いて構成することができる。
【００４０】
この実施形態では、データ処理部１００には、分光器４０の出力として、生体組織機能状態を評価する対象である測定対象部位と、生体組織機能状態の評価を行う際の基準となる基準部位の２ヶ所の測定結果が送られる。測定対象部位は、例えば、ケロイド、熱傷、皮膚硬化症、強皮症、尋常性乾癬、アトピー等の病変部である。基準部位は、病変部ではない、いわゆる正常部であり、病変部の近辺の部位、あるいは、病変部の対称となる部位を選択するのが良い。病変部の対称となる部位とは、例えば、病変部が左腕にある場合、右腕の病変部に対応する部位である。
【００４１】
また、異なる深度についての測定が可能なプローブを用いる場合、各部位について、異なる深度で測定されたデータが送られる。
【００４２】
データ取得手段１１２は、同じ深度で測定された、測定対象部位と基準部位のデータを、分光器４０から受け取り、ＲＡＭ１２２あるいは補助記憶手段１３０（以下、補助記憶手段等）に格納する。
【００４３】
補正手段１１４は、測定対象部位で測定されたデータを、基準部位で測定されたデータを用いて補正する。測定データは、メラニンなどによる吸光の影響を受けている。そこで、酸素加ヘモグロビンの吸光係数と、脱酸素ヘモグロビンの吸光係数が等しい波長の光強度を用いて、補正を行う。酸素加ヘモグロビンの吸光係数と、脱酸素ヘモグロビンの吸光係数は、８００ｎｍ付近の波長において、ほぼ等しくなるので、例えば、８００ｎｍ付近の波長（図１中、ｉｖで示す。）を用いる。この補正により、個体差の影響を抑えることができる。
【００４４】
具体的には、例えば、測定対象部位の各波長における光強度を、基準部位のそれぞれ同じ波長の光強度で除算し、波長８０５ｎｍにおける光強度比を１に規格化する。測定対象部位に疾患等がない状態であれば、全ての波長に対して、その値はほぼ一定となり、その値は約１となることが想定される。これに対し、測定対象部位が病変部である場合、その値は一定とはならず、正常部である基準部位とは異なる傾向を示す。後述する実施例によれば、特に、５００ｎｍ〜７００ｎｍにおいて、基準部位とは異なる傾向が示されている。
【００４５】
そこで、この生体機能状態測定装置１０では、この５００ｎｍ〜７００ｎｍの波長を用いて、機能状態の判定を行うことができる。
【００４６】
データ表示手段１１６は、出力手段１２８を介して、データの表示を行う。この生体機能状態測定装置１０の補助記憶手段等には、治癒の進行に応じて、時期を変えて複数回測定したデータが格納されている。データ表示手段１１６は、新たに取得したデータを過去に測定したデータと、重ねあわせて表示することができる。このように表示すると、光強度の時期的変化から治癒の進行状態を客観的に把握することができる。特にケロイドの場合、ケロイド表層から薬を投与するため、 ケロイド表層は正常に近い状態になっていても、その深部では活動性のあるケロイド細胞が残っている場合がある。この場合、生体表面から感性評価を行っても、生体内部での様子は分からない。これに対し、この生体機能状態測定装置は、生体内部での治癒の進行を客観的に出力することができる。
【００４７】
また、同じ部位について深さの異なるデータを１つの画面に表示することで、表層部と深層部との治癒の進行状態の違いを客観的に表示する構成にしても良い。
【実施例１】
【００４８】
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明する。
【００４９】
日本医科大学武蔵小杉病院形成外科を受診した複数のケロイド疾患患者に対して、インフォームドコンセントを行い、患者の同意を得たのち、図２を参照して説明した生体機能状態測定装置を用いて、ケロイド及び正常皮膚のそれぞれについて、表層部と深層部の測定を行った。ここでは、プローブとして図３を参照して説明した２つの先端部を有するものを用いた。
【００５０】
測定したデータの代表例として、同一患者の同一部位について、治療の経過ごとの診断結果と、分光学的に測定した結果を説明する。
【００５１】
【表１】
【００５２】
表１は、従来の方法で診断した結果を示している。なお、ケロイドの診断は、隆起、硬さ、色の3指標に基づいて医師の主観に基づく感性評価により、治癒の度合いを測っている。この診断結果では、ケロイド部分が隆起しているか、していないかを判定し、隆起がなくなれば治癒したと判断している。硬さは、「とても硬い」、「硬い」、「柔らかい」の3段階で評価し、正常部の皮膚と同程度の柔らかさに戻ったときに治癒したと判断している。色は、赤、濃いピンク、薄いピンク、茶、白の5段階で評価している。赤から段々色が薄くなっていく傾向にあるが、治癒しても本来の肌の色には戻らないことが多い。
【００５３】
図４及び図５は、生体機能状態測定装置を用いて行った、分光学的な測定結果を示す図である。図４（Ａ）及び（Ｂ）は、測定対象部位であるケロイドの病変部と、基準部位である正常部の、各波長における光強度を示している。ここでは、生体内部のうち、生体表面に近い表層部と、深い位置である深層部について測定を行った。図４（Ａ）は、表層部のデータであり、図４（Ｂ）は深層部のデータである。また、図４（Ａ）及び（Ｂ）は、横軸に波長を取って示し、縦軸に、光強度を任意単位（ａ．ｕ．）で取って示している。図４（Ａ）及び（Ｂ）では、測定対象部位であるケロイドの病変部のデータを曲線Ｉで示し、基準部位である正常部のデータを曲線ＩＩで示している。
【００５４】
皮膚疾患の場合、メラニンの量や血流量等の個人差によって、病変部のみの評価が難しい。そこで、測定対象部位のデータを、基準部位のデータを用いて補正し、病変部である測定対象部位のみを客観的に評価することが望まれる。
【００５５】
この実施例では、測定対象部位の光強度を基準部位の光強度で割り、ヘモグロビンやメラニン等の影響が少ない８０５ｎｍの波長における光強度比が１になるように数値を補正した。
【００５６】
補正後のデータを図５に示す。
【００５７】
図５（Ａ）及び（Ｂ）は、測定対象部位について、表層部と深層部について、各波長における補正後の光強度比の時期的変化を示している。ここでは、生体内部のうち、生体表面に近い表層部と、深い位置である深層部について測定を行った。図５（Ａ）は、表層部のデータであり、図５（Ｂ）は深層部のデータである。また、図５（Ａ）及び（Ｂ）は、横軸に波長を取って示し、縦軸に、光強度比を波長８０５ｎｍの光強度比を１に規格化して示している。図５（Ａ）及び（Ｂ）では、表１の診察日に対応して、初回測定日を曲線Ｉで示し、２５日目を曲線ＩＩで示し、６０日目を曲線ＩＩＩで示し、９１日目を曲線ＩＶで示している。
【００５８】
皮膚疾患の場合、メラニンの量や血流量等の個人差によって、病変部のみの評価が難しい。そこで、測定対象部位である病変部のデータを、基準部位のデータを用いて補正し、病変部のみを客観的に評価することが望まれる。
【００５９】
実施例１のケロイドに関しては、生体表面より生体深層部に変化が大きく起こっているため、その治療の効果が顕著にデータに表れていると考えられる。
【００６０】
今回の数値は、基準部位の光強度をもとに補正を行っているため、基準部位と同じ光強度を持つほど、１に近づく。
【００６１】
治療開始日には、５３０−５８０ｎｍ付近に特徴的な双峰性の光強度を有していた病変部の光強度が、治療と共に同じ波長付近で光強度が弱まり、治癒が進むと正常部に近づくという特徴的な推移が見られた。
【００６２】
これらの推移は、今回測定を行った５６例の多くで見られた特徴的な推移である。
【００６３】
このため、ケロイド、熱傷、皮膚硬化症、強皮症、尋常性乾癬、アトピーなどのような生体表面及び生体深層部で変化がみられる疾患においては、全てこの波長付近で変化がみられると推測される。
【実施例２】
【００６４】
５３０−５８０ｎｍｍ付近の特徴的な双峰性をさらに詳細に分析を行った。今回試験を行った５６例のうち、８９％でこの付近で特徴的な双峰性が得られた。残りの１１％については、蛍光灯の波長が入る等、測定にノイズが入ったもの、それ以外のものについては、治癒が起こった部位とは異なる深度のデータを測定してしまったことから、５３０−５８０ｎｍ付近の特徴的な双峰性を感知することができなかったと考えられる。
【００６５】
このため、この双峰性を正確に測定するために、５３０−５８０ｎｍの何処に特徴が有るのか、分析を行った結果、双峰性の第１の波長は５４３±５ｎｍ、第２の波長特性が５５９±５ｎｍ、第３の波長特性が５７７±５ｎｍにピークがあることが分かった。
【符号の説明】
【００６６】
１０ 生体組織機能状態測定装置
２０ 光源
３０、９０ プローブ
３０ａ、６０ａ、７０ａ 接触面
３２、６２、７２ 照射用光ファイバ
３２ａ、６２ａ、７２ａ 照射部
３４、６４、７４ 受光用光ファイバ
３４ａ、６４ａ、７４ａ 受光部
４０ 分光器
６０、７０ 先端部
１００ データ処理部
１１０ ＣＰＵ
１１２ データ取得手段
１１４ 補正手段
１１６ データ表示手段
１２０ ＲＯＭ
１２２ ＲＡＭ
１２４ Ｉ／Ｆ
１２６ 入力手段
１２８ 出力手段
１３０ 補助記憶手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力光を生成する光源、
前記入力光を生体表面に照射する照射部と、前記入力光の、生体内部における散乱光を受光する受光部とを有するプローブ、及び
測定対象部位で測定された光強度を、基準部位で測定された光強度で補正することにより、個体差の影響を低減して生体内部を測定した波長ごとの光の吸収散乱特性を検出するデータ処理部
を備え、
前記プローブは、前記照射部と前記受光部の間隔が異なる複数の組を有する
ことを特徴とする生体組織機能状態測定装置。
【請求項２】
前記入力光が、
５００〜７００ｎｍの範囲内であって、酸素加ヘモグロビンの双峰性の吸光特性のピーク波長をそれぞれ含む第１及び第２の波長帯域の光と、
前記第１及び第２の波長帯域の間の波長帯域である第３の波長帯域の光と
を含むことを特徴とする請求項１に記載の生体組織機能状態測定装置。
【請求項３】
前記入力光が、第１〜３の波長帯域の光を含み、
前記第１の波長帯域が５４３±５ｎｍであり、前記第２の波長帯域が５７７±５ｎｍであり、前記第３の波長帯域が５５９±５ｎｍである
ことを特徴とする請求項１に記載の生体組織機能状態測定装置。
【請求項４】
入力光を生体表面の測定対象部位と基準部位とに照射して、前記入力光の、生体内部における散乱光をそれぞれ受光する過程と、
前記測定対象部位で測定された光強度を、前記基準部位で測定された光強度で補正することにより、個体差の影響を低減して生体内部を測定した波長ごとの光の吸収散乱特性を検出する過程と
を備えることを特徴とする生体組織機能状態測定方法。
【請求項１】
入力光を生成する光源、
前記入力光を生体表面に照射する照射部と、前記入力光の、生体内部における散乱光を受光する受光部とを有するプローブ、及び
測定対象部位で測定された光強度を、基準部位で測定された光強度で補正することにより、個体差の影響を低減して生体内部を測定した波長ごとの光の吸収散乱特性を検出するデータ処理部
を備え、
前記プローブは、前記照射部と前記受光部の間隔が異なる複数の組を有する
ことを特徴とする生体組織機能状態測定装置。
【請求項２】
前記入力光が、
５００〜７００ｎｍの範囲内であって、酸素加ヘモグロビンの双峰性の吸光特性のピーク波長をそれぞれ含む第１及び第２の波長帯域の光と、
前記第１及び第２の波長帯域の間の波長帯域である第３の波長帯域の光と
を含むことを特徴とする請求項１に記載の生体組織機能状態測定装置。
【請求項３】
前記入力光が、第１〜３の波長帯域の光を含み、
前記第１の波長帯域が５４３±５ｎｍであり、前記第２の波長帯域が５７７±５ｎｍであり、前記第３の波長帯域が５５９±５ｎｍである
ことを特徴とする請求項１に記載の生体組織機能状態測定装置。
【請求項４】
入力光を生体表面の測定対象部位と基準部位とに照射して、前記入力光の、生体内部における散乱光をそれぞれ受光する過程と、
前記測定対象部位で測定された光強度を、前記基準部位で測定された光強度で補正することにより、個体差の影響を低減して生体内部を測定した波長ごとの光の吸収散乱特性を検出する過程と
を備えることを特徴とする生体組織機能状態測定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−５０３７６（Ｐ２０１３−５０３７６Ａ）
【公開日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８８３８２（Ｐ２０１１−１８８３８２）
【出願日】平成２３年８月３１日（２０１１．８．３１）
【出願人】（０００１５２８７１）株式会社日本システム研究所 (5)
【出願人】（５００５５７０４８）学校法人日本医科大学 (20)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月３１日（２０１１．８．３１）
【出願人】（０００１５２８７１）株式会社日本システム研究所 (5)
【出願人】（５００５５７０４８）学校法人日本医科大学 (20)
【Ｆターム（参考）】
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