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JP2007307007A - Catheter system using photoacoustic effect - Google Patents

Catheter system using photoacoustic effect Download PDF

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Publication number
JP2007307007A
JP2007307007A JP2006137293A JP2006137293A JP2007307007A JP 2007307007 A JP2007307007 A JP 2007307007A JP 2006137293 A JP2006137293 A JP 2006137293A JP 2006137293 A JP2006137293 A JP 2006137293A JP 2007307007 A JP2007307007 A JP 2007307007A
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JP
Japan
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light
sound wave
blood
optical fiber
catheter system
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2006137293A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Atsuo Miyagawa
厚夫 宮川
Matsuyuki Doi
松幸 土井
Seiji Yamamoto
清二 山本
Susumu Terakawa
進 寺川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hamamatsu Foundation for Science and Technology Promotion
Original Assignee
Hamamatsu Foundation for Science and Technology Promotion
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hamamatsu Foundation for Science and Technology Promotion filed Critical Hamamatsu Foundation for Science and Technology Promotion
Priority to JP2006137293A priority Critical patent/JP2007307007A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a catheter system using a photoacoustic effect which quickly and temporally detects a light absorbing substance in blood by evanescent light or normal light with a simpler configuration than heretofore without forcing further burdens on a patient and accurately measures various kinds of characteristics of the blood and vascular walls in the catheter system having an optical fiber utilizing the evanescent light and the normal light. <P>SOLUTION: A control part 8 controls so that a laser beam is output from a light source 13, excitation waves suited to the light absorbing substance to be measures are formed by an excitation filter, and the excitation waves are introduced to a catheter. When the evanescent light is generated or the normal light is emitted from the distal end of the optical fiber and the light absorbing substance in the blood is irradiated, sound waves by the photoacoustic effect based on light absorption are detected by a sound gathering microphone 50; signal components are taken out; they are compared with reference data in the control part 8 and the various kinds of characteristic values of the blood are obtained. The evanescent light is utilized for detecting the light absorbing substance in plasma and on the surface of the vascular walls and the normal light is utilized for detecting the light absorbing substance in the entire blood and inside the vascular walls. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、集中医療、救急医療での血液測定の際に使用される光音響効果を用いたカテーテルシステムに関する。   The present invention relates to a catheter system using a photoacoustic effect used for blood measurement in intensive care and emergency care.

本件出願人は、血中の薬剤や生体物質の濃度変化などを測定するため血液中の発光組成物を選択的,定量的に測定するシステムとして、エバネッセント光を利用する光ファイバを備えたカテーテルシステムを既に提案している(特許文献1)。
通常光は空間を伝播し(空間伝搬光)、血液中にmm単位の深さで浸透するため、赤血球中に存在するヘモグロビンにより広い波長帯域の光が吸収される。このため、血中から直接定量する場合、血中に注入した蛍光物質(医薬品など)を励起して蛍光を検出する際に、ヘモグロビンの光吸収に妨害され、検出はほとんど不可能になる。一方、エバネッセント光(近接場光とも言う)は、エバネッセント光が発生している表面近傍の数百nm付近に存在し、通常光のように空間を伝播することはない。このため、血液中では直径約8μmの赤血球中に存在するヘモグロビンの影響をほとんど受けず、血漿中の蛍光物質を励起できる。
特許文献1では、前記に示したエバネッセント光の特性を利用してカテーテル先端周囲の物質の蛍光強度や蛍光スペクトルを確実に測定できる構造を提供することを目的としている。
The applicant of the present application is a catheter system including an optical fiber using evanescent light as a system for selectively and quantitatively measuring a luminescent composition in blood in order to measure changes in the concentration of drugs and biological substances in blood. Has already been proposed (Patent Document 1).
Since normal light propagates through space (space propagation light) and penetrates into blood at a depth of mm, light in a wide wavelength band is absorbed by hemoglobin present in red blood cells. For this reason, when quantifying directly from blood, when detecting fluorescence by exciting a fluorescent substance (pharmaceuticals or the like) injected into blood, it is obstructed by light absorption of hemoglobin, making detection almost impossible. On the other hand, evanescent light (also referred to as near-field light) is present in the vicinity of several hundreds of nanometers near the surface where evanescent light is generated, and does not propagate through space like normal light. For this reason, in the blood, it is hardly influenced by the hemoglobin which exists in the red blood cell of about 8 micrometers in diameter, The fluorescent substance in plasma can be excited.
Patent Document 1 aims to provide a structure that can reliably measure the fluorescence intensity and the fluorescence spectrum of a substance around the distal end of the catheter using the characteristics of the evanescent light described above.

上記提案はエバネッセント光の発生と、蛍光の検出を1本の光ファイバで行うか、それぞれ別の光ファイバで行うかの構成に大別される。
前者は、エバネッセント光を発生させる構成として光ファイバ先端の一部のクラッド層を除去しコアを露出させることにより、光ファイバに導入された励起光を前記露出したコア部分で全反射させてエバネッセント光を発生させ、該エバネッセント光を血中に存在する蛍光物質に照射することにより発生する蛍光を光ファイバ先端部から光ファイバに入射させ光ファイバ外部に導き外部の測定器で測定するものである。
後者は1本の光ファイバが上記と同じような構造でエバネッセント光を発生させ、蛍光物質で発生する蛍光を他の1本の光ファイバで外部に導き検知するものである。
The above proposals are broadly divided into configurations in which the generation of evanescent light and the detection of fluorescence are performed using one optical fiber or different optical fibers.
In the former, as a configuration for generating evanescent light, a part of the cladding layer at the tip of the optical fiber is removed to expose the core, whereby the pumping light introduced into the optical fiber is totally reflected by the exposed core portion, thereby evanescent light. And the fluorescence generated by irradiating the fluorescent material present in the blood with the evanescent light is incident on the optical fiber from the tip of the optical fiber, guided outside the optical fiber, and measured by an external measuring instrument.
In the latter, one optical fiber generates evanescent light with the same structure as described above, and the fluorescence generated by the fluorescent material is guided to the outside by another one optical fiber and detected.

ところで、蛍光の検出について注目した場合、1本の光ファイバで構成されるシステムは、細い光ファイバの中で光の送受信,エバネッセント光の発生,蛍光の検出を1本の光ファイバで行っているため、ファイバ径の細小化および構成が困難であり、さらには蛍光検出の光が光ファイバの中を返送されるため、微弱な光はさらに弱くなり、血液の測定精度に限度があった。
また、2本の光ファイバを用いた場合、それぞれの光ファイバの構成は複雑にはならないが、2本となるため光ファイバのカテーテルの専有する断面積は大きくなり、カテーテルの径は小さくすることはできず、蛍光検出の光が光ファイバの中を返送されるため、微弱な光はさらに弱くなるという上記と共通する問題が存在する。
By the way, when attention is paid to the detection of fluorescence, a system constituted by one optical fiber performs transmission / reception of light, generation of evanescent light, and detection of fluorescence by a single optical fiber in a thin optical fiber. Therefore, it is difficult to reduce the fiber diameter and to construct the fiber. Further, since the fluorescence detection light is returned through the optical fiber, the weak light is further weakened and the blood measurement accuracy is limited.
When two optical fibers are used, the configuration of each optical fiber is not complicated. However, since the number of optical fibers is two, the cross-sectional area occupied by the optical fiber catheter is increased, and the diameter of the catheter is reduced. However, since the fluorescence detection light is returned through the optical fiber, there is a problem in common with the above that weak light is further weakened.

一方、不透明体や散乱物質中の光吸収やスペクトルを測定する手段として光音響法による検出が考えられる。
光音響法を用いるものとして光音響分光分析装置及び光音響分光分析方法が提案されている(特許文献2)。これは、試料に励起光を照射し、試料からの光音響波を検出するものであり、実施例では体表面から光ファイバを挿通して、光ファイバにレーザ光を導入して照射し、試料中の測定対象物質はこの光を吸収して励起される。そして吸収したエネルギーを無放射過程により放出する際、熱膨脹による変位、即ち音響波が発生し、これを圧電センサによって検知するものである。試料は生体の血管を流れる血液で、測定対象物質はグルコースであり、血液中のグルコース濃度を求めるものである。
On the other hand, detection by a photoacoustic method can be considered as a means for measuring light absorption and spectrum in an opaque body and a scattering material.
As a method using the photoacoustic method, a photoacoustic spectroscopic analysis device and a photoacoustic spectroscopic analysis method have been proposed (Patent Document 2). This is to irradiate the sample with excitation light and detect photoacoustic waves from the sample. In the embodiment, the sample is inserted through the optical fiber from the body surface, and laser light is introduced into the optical fiber for irradiation. The substance to be measured is excited by absorbing this light. When the absorbed energy is released by a non-radiative process, a displacement due to thermal expansion, that is, an acoustic wave is generated, which is detected by a piezoelectric sensor. The sample is blood flowing through the blood vessels of the living body, the measurement target substance is glucose, and the glucose concentration in the blood is obtained.

また、ヒトまたはヒト以外の動物の生体またはその一部の画像を作成する方法として光音響画像を形成する光音響画像形成装置が提案されている(特許文献3)。
これは、造影剤を生体に投与し、放射線で暴露して発生した圧力波から音響画像を作成するものである。
さらに細胞の自己蛍光放射を検出するものとして細胞の自己蛍光を使用した癌の検出方法が提案されている(特許文献4)。
これは、細胞の自己蛍光を測定することによる新形成又は化成である細胞を検出することを目的としており、内視鏡を通して挿入された光ファイバにより紫外線に暴露して蛍光を発生させ、そこからトリプトファン放射スペクトルを示す波長を測定するものである。この提案では、測定方法の1つとして光音響法を含む他の技術に適用されることが記述されている。
Also, a photoacoustic image forming apparatus that forms a photoacoustic image has been proposed as a method of creating an image of a living body of a human or a non-human animal or a part thereof (Patent Document 3).
This is to create an acoustic image from a pressure wave generated by administering a contrast agent to a living body and exposing it to radiation.
Furthermore, a cancer detection method using cell autofluorescence has been proposed as a method for detecting cell autofluorescence radiation (Patent Document 4).
The purpose of this is to detect cells that are newly formed or formed by measuring the autofluorescence of the cells. The cells are exposed to ultraviolet rays by an optical fiber inserted through an endoscope, and generate fluorescence. A wavelength indicating a tryptophan emission spectrum is measured. This proposal describes that it is applied to other techniques including the photoacoustic method as one of the measurement methods.

上記特許文献2はレーザ光の励起光を用い、これによって試料から発生する音響波を圧電素子で検出するものであるが、通常光を利用しているため、血液中ではヘモグロビンによる吸収の影響を受けない近赤外部に吸収を持つグルコースなどにしか使用できない。また、特許文献3は、造影剤を放射線で暴露して発生した圧力波から音響画像を発生させるもので、血液中の薬剤や生体物質から生じる光音響効果による音波を検出することはできない。
特許文献4は紫外線に暴露して蛍光を発生させ、そこからトリプトファン放射スペクトルを示す波長を測定する具体例を開示し、光音響法なども適用可能という記述は存在するが、具体的構成の開示はない。
特許文献5は光ファイバのクラッド層を一部剥ぎ取ってエバネッセント光を発生させ、生体組織中の吸収スペクトルを測定するシステムを開示しているが、測定に光音響法は利用していない。また、エバネッセント光と通常光の切り替えも行っていないため、全血と血漿、または、血管壁内部と表面を区別して測定することもできない。
特願2004−348482号 特開平9−133655号公報 特表2002−508760号公報 特表2003−533674号公報 特開2002−214132号公報
The above-mentioned Patent Document 2 uses excitation light of a laser beam and detects an acoustic wave generated from a sample by a piezoelectric element. However, since normal light is used, the influence of absorption by hemoglobin in blood is affected. It can only be used for glucose that has absorption in the near infrared region that is not received. Further, Patent Document 3 generates an acoustic image from a pressure wave generated by exposing a contrast agent with radiation, and cannot detect a sound wave due to a photoacoustic effect generated from a drug or a biological substance in blood.
Patent Document 4 discloses a specific example in which fluorescence is generated by exposure to ultraviolet light, and a wavelength indicating a tryptophan emission spectrum is measured therefrom, and there is a description that a photoacoustic method or the like can be applied, but a specific configuration is disclosed. There is no.
Patent Document 5 discloses a system that peels off a part of a clad layer of an optical fiber to generate evanescent light and measures an absorption spectrum in a living tissue, but does not use a photoacoustic method for the measurement. In addition, since the evanescent light and the normal light are not switched, it is impossible to measure whole blood and plasma, or the inside and the surface of the blood vessel wall separately.
Japanese Patent Application No. 2004-348482 JP-A-9-133655 Special table 2002-508760 gazette Special table 2003-533684 gazette JP 2002-214132 A

本発明は、上記諸問題に鑑みなしたもので、その目的は光吸収を利用する光ファイバを備えたカテーテルシステムにおいて、患者にさらなる負担を強いることなく血液中および血管壁内の各種光吸収物質量を、迅速、かつ経時的に従来の構成に比較し簡単な構成で高感度に検出し、全血液または血漿中、および、血管壁内部または血管壁表面の各種特性をそれぞれ分離して精度よく測定することができる光音響効果を用いたカテーテルシステムを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and its purpose is to provide various light-absorbing substances in the blood and in the blood vessel wall in a catheter system including an optical fiber that utilizes light absorption without imposing a further burden on the patient. The volume is detected quickly and with high sensitivity with a simple configuration compared to the conventional configuration, and various characteristics of the whole blood or plasma and the inside of the blood vessel wall or on the surface of the blood vessel wall are separated and accurately detected. An object of the present invention is to provide a catheter system using a photoacoustic effect that can be measured.

前記目的を達成するために本発明の請求項1は、光ファイバ先端を血管中に留置してエバネッセント光を発生させ、該エバネッセント光を吸収した光吸収物質からの音波信号を検出することにより血漿および血管壁表面の状態を測定するカテーテルシステムであって、生体の外部表面に配置され、前記光吸収強度に基づき光音響効果で発生する音波を検出し電気信号に変換する音波検出素子と、前記音波検出素子で検出した電気信号を処理し、音波信号対応の電圧または電流信号を出力する処理回路と、前記処理回路の電圧または電流信号を基準波と比較することにより、血液および血管壁の各種特性の状態を示す信号を出力する制御手段とを備えたことを特徴とする。
本発明の請求項2は、請求項1記載の発明において前記光ファイバ先端部は、円柱形状先端のクラッド層を除去し、コアを露出させてエバネッセント光を発生させることを特徴とする。
本発明の請求項3は、光ファイバ先端を血管中に留置して通常光を放射させ、該通常光の生体物質による吸収を検出することにより全血液および血管壁内部の状態を測定するカテーテルシステムであって、生体の外部表面に配置され、前記光吸収強度強度に基づき光音響効果で発生する音波を検出し電気信号に変換する音波検出素子と、前記音波検出素子で検出した電気信号を処理し、音波信号対応の電圧または電流信号を出力する処理回路と、前記処理回路の電圧または電流信号を基準波と比較することにより、血液および血管壁の各種特性の状態を示す信号を出力する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
本発明の請求項4は、請求項3記載の発明において前記光ファイバの先端部は、先端端面もしくは側面部、または、先端端面と側面部より通常光を放射させることを特徴とする。
本発明の請求項5は、請求項2または4記載の発明において前記光ファイバ先端部は、エバネッセント光もしくは通常光を単独で、または、エバネッセント光と通常光を切り替えられる機構を備えたことを特徴とする。
本発明の請求項6は、請求項1、2、3、4または5記載の発明において前記処理回路は、前記音波検出素子からの電気信号の位相に参照信号を引き込むことにより得られる信号成分を時間平均化して直流電圧を出力するロックインアンプを有することを特徴とする。
本発明の請求項7は、請求項1、2、3、4、5または6記載の発明において前記音波検出素子は、マイクロフォンであり、該マイクロフォンは、血管中の前記光ファイバの先端部からのエバネッセント光または通常光で測定するターゲットに対面させられ、かつ該測定ターゲットが近い生体の外表面に密着させられることを特徴とする。
In order to achieve the above object, claim 1 of the present invention is characterized in that the tip of an optical fiber is placed in a blood vessel to generate evanescent light, and plasma is detected by detecting a sound wave signal from a light absorbing material that has absorbed the evanescent light. And a catheter system for measuring a state of a blood vessel wall surface, the sound wave detecting element disposed on an external surface of a living body, detecting a sound wave generated by a photoacoustic effect based on the light absorption intensity, and converting the sound wave into an electric signal; A processing circuit that processes an electrical signal detected by a sound wave detection element and outputs a voltage or current signal corresponding to the sound wave signal, and compares the voltage or current signal of the processing circuit with a reference wave, thereby various blood and blood vessel walls And a control means for outputting a signal indicating the characteristic state.
A second aspect of the present invention is characterized in that, in the first aspect of the present invention, the tip end portion of the optical fiber removes the clad layer at the tip end of the cylindrical shape and exposes the core to generate evanescent light.
According to a third aspect of the present invention, a catheter system that measures the state of whole blood and the inside of a blood vessel wall by placing the optical fiber tip in a blood vessel to emit normal light and detecting the absorption of the normal light by a biological material. A sound wave detecting element disposed on an external surface of a living body for detecting a sound wave generated by a photoacoustic effect based on the light absorption intensity intensity and converting the sound wave into an electric signal, and processing the electric signal detected by the sound wave detecting element A processing circuit that outputs a voltage or current signal corresponding to the sound wave signal, and a control that outputs a signal indicating the state of various characteristics of blood and blood vessel walls by comparing the voltage or current signal of the processing circuit with a reference wave Means.
According to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to the third aspect, the distal end portion of the optical fiber emits normal light from the distal end surface or the side surface portion, or the distal end surface and the side surface portion.
According to a fifth aspect of the present invention, in the invention according to the second or fourth aspect, the tip end portion of the optical fiber is provided with a mechanism capable of switching evanescent light or normal light alone or switching between evanescent light and normal light. And
According to a sixth aspect of the present invention, in the invention according to the first, second, third, fourth, or fifth aspect, the processing circuit obtains a signal component obtained by drawing a reference signal into a phase of an electric signal from the sound wave detecting element. It has a lock-in amplifier that outputs a DC voltage by averaging over time.
According to a seventh aspect of the present invention, in the invention according to the first, second, third, fourth, fifth or sixth aspect, the sound wave detecting element is a microphone, and the microphone is provided from a tip portion of the optical fiber in a blood vessel. It is made to face the target measured with evanescent light or normal light, and this measurement target is closely_contact | adhered to the outer surface of the biological body near.

上記構成によれば、エバネッセント光または通常光を吸収する血液中や血管壁中の薬剤や生体物質の濃度を、患者にさらなる負担を強いることなく経時的に迅速で精度よく検出することができる。
エバネッセント光は、エバネッセント光が発生している表面近傍の数百nm付近に存在し、通常光のように空間を伝播することはない。このため、血液中では直径約8μmの赤血球中に存在するヘモグロビンの影響をほとんど受けず、血漿中の光吸収物質を測定できる。また、カテーテルを血管壁に接触させることで、血管壁表面に存在する光吸収物質を測定できる。
一方、通常光は空間を伝播し、血液中に数mm単位で浸透するため、赤血球中に存在するヘモグロビンにより広い波長帯域の光が吸収される。したがって、血中酸素分圧などのヘモグロビンが関与している項目も測定できる。また、カテーテルを血管壁に接触させることで、血管壁内部に浸透して内部に存在する光吸収物質を測定できる。
光音響効果を用いて光吸収を検出するため、カテーテル手元側における入射光と射出光の分離が不要になる。蛍光検出では、励起光より蛍光の波長が長いため、フィルタなどを利用することで比較的容易に入射光と射出光を分離することができる。また、通常光による光吸収では、照射側と受光側に別々の光ファイバを用いることで、容易に入射光と射出光の分離ができる。しかし、エバネッセント光による光吸収測定では、1本の光ファイバで同じ波長の入射光と射出光を分離する必要があり、装置が複雑になりやすいが、光音響法では入射光と射出光の分離は不必要になる。
さらに処理回路にロックインアンプを用い、集音信号をディジタル信号に変換して高速・高精度のディジタル処理を行い、血液および血管壁の各種特性を一層精度良く測定することができる。
また、光ファイバ先端のクラッド層が除去されコア層が露出した状態で血中に留置されるため、光ファイバ先端部分からエバネッセント光を効率的に発生させて光吸収物質が吸収する励起光の強度を増大させ、よりレベルの大きい音波を受信できるため、血液の測定精度が向上する。
According to the above configuration, the concentration of the drug or biological substance in the blood or blood vessel wall that absorbs evanescent light or normal light can be detected quickly and accurately over time without imposing a further burden on the patient.
The evanescent light is present in the vicinity of several hundreds of nanometers near the surface where the evanescent light is generated, and does not propagate through space like normal light. For this reason, the light-absorbing substance in plasma can be measured with little influence of hemoglobin present in red blood cells having a diameter of about 8 μm in blood. Moreover, the light-absorbing substance existing on the blood vessel wall surface can be measured by bringing the catheter into contact with the blood vessel wall.
On the other hand, since normal light propagates through space and penetrates into blood in units of several millimeters, light in a wide wavelength band is absorbed by hemoglobin present in red blood cells. Therefore, items involving hemoglobin such as blood oxygen partial pressure can also be measured. Further, by bringing the catheter into contact with the blood vessel wall, it is possible to measure the light-absorbing substance that penetrates into the blood vessel wall and exists inside.
Since light absorption is detected using the photoacoustic effect, it is not necessary to separate incident light and emitted light on the catheter proximal side. In fluorescence detection, since the wavelength of fluorescence is longer than that of excitation light, it is possible to separate incident light and emitted light relatively easily by using a filter or the like. Further, in light absorption by normal light, incident light and outgoing light can be easily separated by using separate optical fibers for the irradiation side and the light receiving side. However, in light absorption measurement using evanescent light, it is necessary to separate incident light and emitted light having the same wavelength with a single optical fiber, and the apparatus is likely to be complicated. However, in the photoacoustic method, the incident light and emitted light are separated. Is unnecessary.
Furthermore, a lock-in amplifier is used in the processing circuit, and the collected sound signal is converted into a digital signal to perform high-speed and high-precision digital processing, and various characteristics of blood and blood vessel walls can be measured with higher accuracy.
Moreover, since the cladding layer at the tip of the optical fiber is removed and the core layer is exposed, it is left in the blood, so that the intensity of the excitation light absorbed by the light-absorbing substance by efficiently generating evanescent light from the tip of the optical fiber Since the sound wave having a higher level can be received, blood measurement accuracy is improved.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳しく説明する。
図1は、本発明による光音響効果を用いたカテーテルシステムの構成例を示す図である。この例は本発明によるカテーテルシステムに適用される光学系および回路系の構成図である。
制御部8は操作卓12からの指示に基づき光源制御部11に対し光源起動の制御信号を送る。光源制御部11はレーザダイオード,LEDなどの光源13を起動させる。光源13の励起光は集光レンズ14,励起フィルタ15を通過し、集光レンズ2により光コネクタ1の光ファイバ端に導かれる。光ファイバ端から入射した励起光はエバネッセントカテーテル3の先端に伝達される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a catheter system using a photoacoustic effect according to the present invention. This example is a configuration diagram of an optical system and a circuit system applied to the catheter system according to the present invention.
The control unit 8 sends a light source activation control signal to the light source control unit 11 based on an instruction from the console 12. The light source controller 11 activates a light source 13 such as a laser diode or LED. The excitation light from the light source 13 passes through the condenser lens 14 and the excitation filter 15 and is guided to the optical fiber end of the optical connector 1 by the condenser lens 2. Excitation light incident from the end of the optical fiber is transmitted to the tip of the evanescent catheter 3.

図2は、本発明によるカテーテルシステムに用いるカテーテル先端の構造を示す図で、(a),(b),(c)および(d)に実施例を示している。
いずれもカテーテル21の先端部付近において光ファイバの全周または一部分に渡り保護層22およびクラッド層23が除去された構造になっている。また、光ファイバの先端部に可動または固定の反射鏡27a〜27dを配置することにより、エバネッセント光での測定時に高強度の通常光が光ファイバ外部へ漏れ出ることを防止している。
FIG. 2 is a view showing the structure of the distal end of the catheter used in the catheter system according to the present invention, and (a), (b), (c) and (d) show examples.
In either case, the protective layer 22 and the cladding layer 23 are removed from the entire circumference or part of the optical fiber near the distal end of the catheter 21. In addition, by disposing movable or fixed reflecting mirrors 27a to 27d at the tip of the optical fiber, high-intensity normal light is prevented from leaking out of the optical fiber during measurement with evanescent light.

(a)は光ファイバ内に励起光29が入射すると、エバネッセント光25が剥き出しとなったコア24の周囲の表面に発生する。血漿中または血管壁表面の光吸収物質にエバネッセント光25が照射されると、音波30が発生し周囲に放射される。光ファイバの先端部に反射鏡27aにより、吸収されなかった光は入射側へ戻り、エバネッセント光25以外が光ファイバ外部へ漏れ出ることはない。反射鏡27aを反射鏡開閉用ワイヤ46aにより倒すと、光ファイバ端面の射出窓45より通常光49が血液中に射出し、血液中または血管壁内部の光吸収物質に吸収され、音波30が発生し周囲に放射される。
(b)はカテーテル先端の光ファイバを先端部屈曲用ワイヤ46bや圧電アクチュエータなどで引っ張ったり、押したりして直線状から湾曲状へ変形することにより、直線状でエバネッセント光25だけが発生している状態から、湾曲部からエバネッセント光25以外に通常光49を発生させる。
(c)はコアだけにした光ファイバに伸縮性透明プラスチック膜47等を被覆し、コア24と伸縮性透明プラスチック膜47の間に透明な液体48を流し込み変形させる。それぞれの屈折率はコア24≦透明液体48≦伸縮性透明プラスチック膜47の関係が必要である。直線状の時は、エバネッセント光25しか発生していないが、伸縮性透明プラスチック膜47が膨らむにしたがって湾曲した部分より通常光49が照射されるようになる。
これらのカテーテル構造は光ファイバが1本であるため、通常の2本の光ファイバを用いている酸素飽和度などを測定するカテーテルに比較して、同一サイズ以下の細径にすることが可能である。
(d)は、それぞれ、エバネッセント光25用と通常光49用の2本の光ファイバを設けた構造で、エバネッセント光25用と通常光49用の光ファイバへ入射光を切り替えて測定する。(a),(b)および(c)は可動部がない簡単な構造である。可動部がないため、通常の2本の光ファイバを用いている酸素飽和度などを測定するカテーテルと同一サイズにすることが可能である。
(A) is generated on the surface around the core 24 where the evanescent light 25 is exposed when the excitation light 29 enters the optical fiber. When the evanescent light 25 is irradiated to the light absorbing material in the plasma or the blood vessel wall surface, a sound wave 30 is generated and emitted to the surroundings. The light that has not been absorbed by the reflecting mirror 27a at the tip of the optical fiber returns to the incident side, and nothing other than the evanescent light 25 leaks out of the optical fiber. When the reflecting mirror 27a is tilted by the reflecting mirror opening / closing wire 46a, the normal light 49 is emitted into the blood from the exit window 45 on the end face of the optical fiber, and is absorbed by the light absorbing substance in the blood or inside the blood vessel wall to generate the sound wave 30. Radiated to the surroundings.
In (b), the optical fiber at the distal end of the catheter is deformed from a linear shape to a curved shape by pulling or pushing the optical fiber at the distal end bending wire 46b or a piezoelectric actuator, so that only the evanescent light 25 is generated linearly. The normal light 49 is generated in addition to the evanescent light 25 from the curved portion.
In (c), an optical fiber having only a core is covered with a stretchable transparent plastic film 47 and the like, and a transparent liquid 48 is poured between the core 24 and the stretchable transparent plastic film 47 to be deformed. Each refractive index needs to have a relationship of core 24 ≦ transparent liquid 48 ≦ stretchable transparent plastic film 47. In the case of a straight line, only the evanescent light 25 is generated, but the normal light 49 is irradiated from a curved portion as the stretchable transparent plastic film 47 expands.
Since these catheter structures have a single optical fiber, they can be made smaller in diameter than the same size compared with catheters that measure oxygen saturation, etc., using ordinary two optical fibers. is there.
(D) is a structure in which two optical fibers for the evanescent light 25 and the normal light 49 are provided, and the incident light is switched to the optical fibers for the evanescent light 25 and the normal light 49 for measurement. (A), (b) and (c) have a simple structure with no moving parts. Since there is no moving part, it is possible to make it the same size as the catheter which measures the oxygen saturation etc. which use two normal optical fibers.

エバネッセント光25または通常光49を吸収した光吸収物質は、光音響効果でその吸収強度対応の音波30が発生し、周囲に放射された該音波30は、測定ターゲットの生体表面に設置されている集音マイクロフォン50に検知される。
集音マイクロフォン50で検知された音波は電気信号50aに変換され、ロックインアンプ51に入力する。ロックアンプ51では参照波が信号成分の周波数に引き込まれ、時間平均化されて信号成分の直流電圧が出力される。
制御部8は、制御プログラムに基づきCPUなどの演算素子によって光源制御や測定動作を行うとともにロックインアンプ51から出力された直流電圧を予め記憶されている参照データと比較することにより血液中および血管壁中の光吸収物質の存在量を算出する。
The light absorbing material that has absorbed the evanescent light 25 or the normal light 49 generates a sound wave 30 corresponding to the absorption intensity by the photoacoustic effect, and the sound wave 30 radiated to the surroundings is placed on the living body surface of the measurement target. It is detected by the sound collecting microphone 50.
The sound wave detected by the sound collecting microphone 50 is converted into an electric signal 50 a and input to the lock-in amplifier 51. In the lock amplifier 51, the reference wave is drawn into the frequency of the signal component and is time-averaged to output a DC voltage of the signal component.
The control unit 8 performs light source control and measurement operation by an arithmetic element such as a CPU based on a control program, and compares the DC voltage output from the lock-in amplifier 51 with reference data stored in advance in blood and blood vessels. Calculate the amount of light-absorbing substance in the wall.

モニタ9には測定動作のためのメニュー画面が表示されるとともに測定した光吸収強度および光吸収物質の存在量が表示される。メニュー画面では光源の出力,波長領域などのスペックが表示され、操作卓12により光源の発光波長や出力を調整することができる。また、出力すべき演算内容についても調整することが可能である。
記録計10は時間とともに血中のリボフラビンなどの光吸収物質による光吸収強度の変化が刻まれる。
The monitor 9 displays a menu screen for the measurement operation, and displays the measured light absorption intensity and the amount of the light absorbing substance. On the menu screen, specifications such as the output of the light source and the wavelength region are displayed, and the light emission wavelength and output of the light source can be adjusted by the console 12. It is also possible to adjust the calculation contents to be output.
The recorder 10 is engraved with a change in light absorption intensity by a light absorbing substance such as riboflavin in blood over time.

図3は、本発明によるカテーテルシステムの信号処理部の実施の形態を示すブロック図、図4は、図3の各回路部の出力信号波形の一例を示す波形図である。
光源制御部11において発振器31はsin波(その他、方形波など)を出力し、該sin波によって光源駆動回路32が駆動され、LED,レーザダイオードなどの光源33から例えば、図4(A)に示すような所定波形で所定周波数の励起波が出力される。励起波は光ファイバを伝搬し、光ファイバ先端部からエバネッセント光が発生、または、通常光が射出され、血管37中に照射される。エバネッセント光の場合、光ファイバ先端部表面近くのエバネッセント光発生部位34aに存在する光吸収物質に吸収された光は光音響効果によって吸収光強度対応の音波に変換され、皮膚36の表面に向けて放射され、音波はマイクロフォン35により検出されアンプ40によって増幅される。通常光の場合、通常光照射部位34bに存在する光吸収物質に吸収された光は光音響効果によって吸収光強度対応の音波に変換され、皮膚36の表面に向けて放射され、音波はマイクロフォン35により検出されアンプ40によって増幅される。
FIG. 3 is a block diagram showing an embodiment of a signal processing unit of the catheter system according to the present invention, and FIG. 4 is a waveform diagram showing an example of an output signal waveform of each circuit unit of FIG.
In the light source control unit 11, the oscillator 31 outputs a sine wave (in addition, a square wave or the like), and the light source driving circuit 32 is driven by the sine wave. From the light source 33 such as an LED or a laser diode, for example, as shown in FIG. An excitation wave having a predetermined frequency as shown is output. The excitation wave propagates through the optical fiber, and evanescent light is generated from the optical fiber tip or normal light is emitted and irradiated into the blood vessel 37. In the case of evanescent light, the light absorbed by the light absorbing material present in the evanescent light generation site 34a near the surface of the optical fiber tip is converted into a sound wave corresponding to the absorbed light intensity by the photoacoustic effect, and directed toward the surface of the skin 36. The emitted sound wave is detected by the microphone 35 and amplified by the amplifier 40. In the case of normal light, the light absorbed by the light-absorbing substance present in the normal light irradiation site 34b is converted into a sound wave corresponding to the absorbed light intensity by the photoacoustic effect, and is emitted toward the surface of the skin 36. Is amplified by the amplifier 40.

マイクロフォン35で検出される信号光は図4(B)に示すように広帯域の信号であり、吸光信号の他、呼吸ノイズ,脈拍ノイズ,血流ノイズ,外来ノイズなどが重畳された信号である。この重畳信号はバンドパスフィルタ41によって図4(C)に示すように吸光蛍光信号付近が抽出される。
一方、発振器31から出力されたsin 波は波形整形回路38によって波形整形され、90°位相シフト回路39により90°位相シフトさせられる。
この90°位相シフトさせられた信号と上記図4(C)の信号を乗算器42で乗算することにより図4(D)に示すような乗算信号を得ることができる。
The signal light detected by the microphone 35 is a broadband signal as shown in FIG. 4B, and is a signal on which respiratory noise, pulse noise, blood flow noise, external noise, and the like are superimposed in addition to the light absorption signal. The superposed signal is extracted by the bandpass filter 41 in the vicinity of the absorption fluorescence signal as shown in FIG.
On the other hand, the sine wave output from the oscillator 31 is shaped by the waveform shaping circuit 38 and shifted by 90 ° by the 90 ° phase shift circuit 39.
By multiplying this 90 ° phase shifted signal and the signal of FIG. 4C by the multiplier 42, a multiplication signal as shown in FIG. 4D can be obtained.

ローパスフィルタ43は図4(D)の高周波成分をカットすることにより図4(E)に示すような信号光強度の直流成分を得ることができる。この直流成分は表示器44(図1のモニタ9に対応)に表示され、制御部8によって予め求めて記憶してある基準データと比較することにより血液や血管の各種特性の状態を得ることができる。
上記波形整形回路38,90°位相シフト回路39,アンプ40,バンドパスフィルタ41,乗算器42及びローパスフィルタ43を含む回路部分は、図1のロックインアンプ51で機能する回路に相当する部分である。また、各回路出力波形はアナログ信号形で表示されているが、予めディジタル信号に変換されていてディジタル信号で処理されるものである。
The low-pass filter 43 can obtain a direct current component of the signal light intensity as shown in FIG. 4E by cutting the high frequency component of FIG. This direct current component is displayed on the display 44 (corresponding to the monitor 9 in FIG. 1), and the state of various characteristics of blood and blood vessels can be obtained by comparing with the reference data obtained and stored in advance by the control unit 8. it can.
The circuit portion including the waveform shaping circuit 38, the 90 ° phase shift circuit 39, the amplifier 40, the band pass filter 41, the multiplier 42 and the low pass filter 43 is a portion corresponding to the circuit functioning in the lock-in amplifier 51 of FIG. is there. Each circuit output waveform is displayed in an analog signal form, but is converted into a digital signal in advance and processed with the digital signal.

図1において励起光を作る光学系は、測定する光吸収物質に適した励起波長を選択するために、発光波長の異なる半導体レーザやLEDを複数設けたり、励起フィルタを手動や自動で交換する機構を付属させることができる。また、光源が半導体レーザの場合は単色光であるため光源側に励起フィルタなどのバンドパスフィルタは不要である。さらに、エバネッセントカテーテルに注射用細管やバルーン膨脹用パイプ等を付属させることが可能である。   The optical system for generating excitation light in FIG. 1 has a mechanism in which a plurality of semiconductor lasers and LEDs having different emission wavelengths are provided or an excitation filter is exchanged manually or automatically in order to select an excitation wavelength suitable for the light absorbing material to be measured. Can be attached. Further, when the light source is a semiconductor laser, since it is monochromatic light, a band-pass filter such as an excitation filter is unnecessary on the light source side. Furthermore, it is possible to attach an injection capillary, a balloon expansion pipe, or the like to the evanescent catheter.

つぎに本発明の実施の形態で用いられる光吸収物質の例について説明する。
多くの生体内物質や医薬品は特定の波長域に光吸収を持っているので、ターゲットとなる可能性がある物質は数多い。例として以下のものが挙げられる。
生体内物質 ;ビリルビン、ビタミンB類、ヘモグロビンなど
医薬品 ;プロポフォール、リボフラビン、インドシアニングリーンなど
上記医薬品は多くの場合、静脈注射により生体内に注入する。また筋肉注射や経口投与(飲み薬)などでも血中濃度変化を測定することが可能な種類もある。
Next, an example of the light absorbing material used in the embodiment of the present invention will be described.
Many in vivo substances and pharmaceuticals have light absorption in a specific wavelength range, so there are many substances that can be targeted. Examples include the following:
In vivo substances: bilirubin, vitamin Bs, hemoglobin, etc. Drugs: propofol, riboflavin, indocyanine green, etc. In many cases, the above drugs are injected into the living body by intravenous injection. There are also types that can measure changes in blood concentration by intramuscular injection or oral administration (drinking drugs).

光ファイバに入射させる光、すなわちエバネッセント光を発生させる光は、対象とする光吸収物質(ビタミンB2,インドシアニングリーンなど)の励起光が用いられる。具体的にはビタミンB2では、450nm付近のものが、インドシアニングリーンでは780nm付近の光が用いられる。なお、上記「付近」とは吸収波長帯の光を指す意味である。 また、通常光を照射する光は、赤血球中のヘモグロビンでは540nmや575nm付近の光が用いられ、インドシアニングリーンでは780nm付近の光が用いられる。   As the light that enters the optical fiber, that is, the light that generates evanescent light, excitation light of a target light-absorbing substance (vitamin B2, indocyanine green, etc.) is used. More specifically, vitamin B2 uses light around 450 nm, and indocyanine green uses light around 780 nm. The term “near” means the light in the absorption wavelength band. In addition, as light for normal light irradiation, light of 540 nm or 575 nm is used for hemoglobin in red blood cells, and light of 780 nm is used for indocyanine green.

図5は、本発明によるカテーテルシステムの具体的な構成例を示す図である。
カテーテルは光ファイバを挿入する部分,サンプリングポート55および液体または薬剤投与ポート54を持っている。光ファイバの端部にはコネクタ56が接続されており、信号処理装置である測定装置57に接続される。ロックインアンプはこの測定装置57内に組み込み込まれているが、測定装置57とは別体として設置することも可能である。
測定ターゲットの表面の皮膚53の上に集音マイクロフォン50が密着させられている。電気信号線(コード)50aはコネクタ52によりロックインアンプ51に接続されており、測定された信号は測定装置57に入力する。集音マイクロフォン50の電気信号線50aはカテーテルのコードと一体化することが可能である。
FIG. 5 is a diagram showing a specific configuration example of the catheter system according to the present invention.
The catheter has a portion for inserting an optical fiber, a sampling port 55 and a liquid or drug administration port 54. A connector 56 is connected to the end of the optical fiber and is connected to a measuring device 57 that is a signal processing device. The lock-in amplifier is incorporated in the measuring device 57, but can be installed separately from the measuring device 57.
A sound collecting microphone 50 is brought into close contact with the skin 53 on the surface of the measurement target. The electric signal line (cord) 50 a is connected to the lock-in amplifier 51 by the connector 52, and the measured signal is input to the measuring device 57. The electric signal line 50a of the sound collection microphone 50 can be integrated with the cord of the catheter.

図5では、集音マイクロフォン50は1個しか図示していないが、検出部を取り囲むように複数個設置して検出感度を向上させ、ノイズを低減することが可能である。複数個の集音マイクロフォンを設置した場合、全ての集音マイクロフォンと検出部の距離(音響的距離)を同一にすることは難しい。距離が異なる場合、単純に信号を加算したのでは音波の位相により信号が増強できるとは限らない。
検出した音波の位相を合わせるため、一例として、通常光照射でヘモグロビンの415nm付近の強い光吸収帯で光音響効果による音波を発生させる。この音波を、個々の集音マイクロフォンで測定し、それぞれの集音マイクロフォンで集音マイクロフォン毎の位相差を測定し、加算時にこれと逆の位相差を持たせることで、正確に信号加算を行い、検出感度の向上とノイズの低減を行う。
In FIG. 5, only one sound collecting microphone 50 is illustrated, but a plurality of sound collecting microphones 50 can be installed so as to surround the detection unit to improve detection sensitivity and reduce noise. When a plurality of sound collecting microphones are installed, it is difficult to make the distances (acoustic distances) between all the sound collecting microphones and the detection unit the same. If the distances are different, simply adding the signals does not necessarily enhance the signal depending on the phase of the sound wave.
In order to adjust the phase of the detected sound wave, as an example, a sound wave due to the photoacoustic effect is generated in a strong light absorption band near 415 nm of hemoglobin by normal light irradiation. This sound wave is measured with individual sound collecting microphones, the phase difference of each sound collecting microphone is measured with each sound collecting microphone, and the phase difference opposite to this is given at the time of addition to accurately add signals. , Improve detection sensitivity and reduce noise.

臨床検査や薬剤モニタするため生体組織中に光ファイバを導入し、検出器に光音響効果を利用した集音マイクロフォンを用いて血中濃度変化などを測定するカテーテルシステムである。   This is a catheter system in which an optical fiber is introduced into a living tissue for clinical examination and drug monitoring, and a blood concentration change is measured using a sound collecting microphone utilizing a photoacoustic effect as a detector.

本発明による光音響効果を用いたカテーテルシステムの実施の形態を示す図である。It is a figure which shows embodiment of the catheter system using the photoacoustic effect by this invention. 本発明によるカテーテルシステムに用いるカテーテル先端の実施例の構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of the Example of the catheter front-end | tip used for the catheter system by this invention. 本発明によるカテーテルシステムの信号処理部の実施の形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows embodiment of the signal processing part of the catheter system by this invention. 図3の各回路部の出力信号波形の一例を示す波形図である。FIG. 4 is a waveform diagram illustrating an example of an output signal waveform of each circuit unit in FIG. 3. 本発明によるカテーテルシステムの具体的な構成例を示す図である。It is a figure which shows the specific structural example of the catheter system by this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 光コネクタ
2 集光レンズ
3 エバネッセントカテーテル
8 制御部
9 モニタ
10 記録計(X−Yプロッタ)
11 光源制御部
12 操作卓
13,33 光源(半導体レーザ,LED,キセノンランプなど)
15 励起フィルタ
21 カテーテル
22 保護層
23 クラッド層
24 コア
25 エバネッセント光
30 音波
31 発振器
32 光源駆動回路
34a エバネッセント光発生部位
34b 通常光照射部位
35,50 集音マイクロフォン
36,53 皮膚
37 血管
38 波形整形回路
39 90°位相シフト回路
40 アンプ
41 バンドパスフィルタ
42 乗算器
43 ローパスフィルタ
44 表示器
45 射出窓
46a 反射鏡開閉用ワイヤ
46b 先端部屈曲用ワイヤ
47 伸縮性透明プラスチック膜
48 透明液体
49 通常光
51 ロックインアンプ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical connector 2 Condensing lens 3 Evanescent catheter 8 Control part 9 Monitor 10 Recorder (XY plotter)
11 Light source control unit 12 Console 13, 33 Light source (semiconductor laser, LED, xenon lamp, etc.)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 15 Excitation filter 21 Catheter 22 Protective layer 23 Clad layer 24 Core 25 Evanescent light 30 Sound wave 31 Oscillator 32 Light source drive circuit 34a Evanescent light generation part 34b Normal light irradiation part 35, 50 Sound collection microphone 36, 53 Skin 37 Blood vessel 38 Waveform shaping circuit 39 90 ° Phase Shift Circuit 40 Amplifier 41 Band Pass Filter 42 Multiplier 43 Low Pass Filter 44 Display 45 Exit Window 46a Reflector Mirror Opening Wire 46b Tip Bending Wire 47 Stretch Transparent Plastic Film 48 Transparent Liquid 49 Normal Light 51 Lock In-amp

Claims (7)

光ファイバ先端を血管中に留置してエバネッセント光を発生させ、該エバネッセント光の生体物質による吸収を検出することにより血漿および血管壁表面の状態を測定するカテーテルシステムであって、
生体の外部表面に配置され、前記光吸収強度に基づき光音響効果で発生する音波を検出し電気信号に変換する音波検出素子と、
前記音波検出素子で検出した電気信号を処理し、音波信号対応の電圧または電流信号を出力する処理回路と、
前記処理回路の電圧または電流信号を基準波と比較することにより、血液の各種特性の状態を示す信号を出力する制御手段と、
を備えたことを特徴とする光音響効果を用いたカテーテルシステム。
A catheter system for measuring the state of plasma and the surface of a blood vessel wall by generating an evanescent light by placing an optical fiber tip in a blood vessel and detecting absorption of the evanescent light by a biological material,
A sound wave detecting element that is disposed on the external surface of the living body, detects a sound wave generated by the photoacoustic effect based on the light absorption intensity, and converts the sound wave into an electrical signal;
A processing circuit that processes an electrical signal detected by the sound wave detection element and outputs a voltage or current signal corresponding to the sound wave signal;
Control means for outputting a signal indicating the state of various characteristics of blood by comparing the voltage or current signal of the processing circuit with a reference wave;
A catheter system using a photoacoustic effect.
前記光ファイバの先端部は、円柱形状先端のクラッド層を除去し、コアを露出させてエバネッセント光を発生させることを特徴とする請求項1記載の光音響効果を用いたカテーテルシステム。   2. The catheter system using the photoacoustic effect according to claim 1, wherein the distal end portion of the optical fiber removes the cylindrical cladding layer at the distal end and exposes the core to generate evanescent light. 光ファイバ先端を血管中に留置して通常光を放射させ、該通常光の生体物質による吸収を検出することにより全血液および血管壁内部の状態を測定するカテーテルシステムであって、
生体の外部表面に配置され、前記光吸収強度に基づき光音響効果で発生する音波を検出し電気信号に変換する音波検出素子と、
前記音波検出素子で検出した電気信号を処理し、音波信号対応の電圧または電流信号を出力する処理回路と、
前記処理回路の電圧または電流信号を基準波と比較することにより、血液の各種特性の状態を示す信号を出力する制御手段と、
を備えたことを特徴とする光音響効果を用いたカテーテルシステム。
A catheter system for measuring the state of whole blood and the inside of a blood vessel wall by placing the optical fiber tip in a blood vessel to emit normal light and detecting absorption of the normal light by a biological material,
A sound wave detecting element that is disposed on the external surface of the living body, detects a sound wave generated by the photoacoustic effect based on the light absorption intensity, and converts the sound wave into an electrical signal;
A processing circuit that processes an electrical signal detected by the sound wave detection element and outputs a voltage or current signal corresponding to the sound wave signal;
Control means for outputting a signal indicating the state of various characteristics of blood by comparing the voltage or current signal of the processing circuit with a reference wave;
A catheter system using a photoacoustic effect.
前記光ファイバの先端部は、先端端面もしくは側面部、または、先端端面と側面部より通常光を放射させることを特徴とする請求項3記載の光音響効果を用いたカテーテルシステム。   The catheter system using the photoacoustic effect according to claim 3, wherein the distal end portion of the optical fiber radiates normal light from the distal end surface or the side surface portion, or the distal end surface and the side surface portion. 前記光ファイバ先端部は、エバネッセント光もしくは通常光を単独で、または、エバネッセント光と通常光を切り替えられる機構とした請求項2または4記載の光電効果を用いたカテーテルシステム。   The catheter system using the photoelectric effect according to claim 2 or 4, wherein the tip portion of the optical fiber is a mechanism capable of switching evanescent light or normal light alone or switching between evanescent light and normal light. 前記処理回路は、前記音波検出素子からの電気信号の位相に参照信号を引き込むことにより得られる信号成分を時間平均化して直流電圧を出力するロックインアンプを有することを特徴とする請求項1、2、3、4または5記載の光音響効果を用いたカテーテルシステム。   The processing circuit includes a lock-in amplifier that time-averages a signal component obtained by drawing a reference signal into a phase of an electric signal from the sound wave detection element and outputs a DC voltage. A catheter system using the photoacoustic effect according to 2, 3, 4 or 5. 前記音波検出素子は、マイクロフォンであり、
該マイクロフォンは、血管中の前記光ファイバの先端部からのエバネッセント光または通常光で測定するターゲットに対面させられ、かつ該測定ターゲットが近い生体の外表面に密着させられることを特徴とする請求項1、2、3、4、5または6記載の光音響効果を用いたカテーテルシステム。
The sound wave detection element is a microphone,
The microphone is made to face a target to be measured with evanescent light or normal light from a tip portion of the optical fiber in a blood vessel, and the measurement target is brought into close contact with a near outer surface of a living body. A catheter system using the photoacoustic effect described in 1, 2, 3, 4, 5 or 6.
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