本發明涉及接受從生物試料內的熒光物質產生的熒光的測定探頭。
背景技術:
近年,伴隨飲食生活的歐美化,生活習慣病患者增加,成為醫學上、社會上深刻的問題。也據說現在日本的糖尿病患者為800萬人,若包括其高危人群則上升到2000萬人。糖尿病的三大并發癥是“視網膜病、腎病、神經障礙”,并且糖尿病也成為動脈硬化病的主要原因,甚至擔憂心臟疾病、腦疾病。
糖尿病是由于飲食習慣、生活習慣的混亂、由肥胖引起的來自脂肪細胞的分泌物的影響、氧化應激導致胰臟的功能降低、控制血糖值的胰島素不足、功效降低而發病的。若患糖尿病,則出現排尿的次數、量增加、口渴等癥狀,但若僅是這些則沒有患病這樣的自覺癥狀,幾乎是通過在醫院等的檢查發覺的。這是“沉默”的糖尿病患者較多的理由。
若在醫院等,是在出現由并發癥引起的異常的癥狀后,則病情已經發展的情況較多,難以完全治愈。尤其是并發癥治療困難的情形較多,與其它的生活習慣病同樣地要重視預防。為了進行預防,早期發現和治療效果判斷是不可或缺的,存在很多將其作為目的的糖尿病的檢查。
若在血中存在異常的量的糖類、脂質的環境下,氧化應激加入,則蛋白質和糖類或者脂質發生反應,生成AGEs(Advanced Glycation Endproducts;晚期糖基化終末產物)。AGEs是由于蛋白質的非酶性糖基化反應(美拉德反應)形成的終末產物,呈黃褐色,是發出熒光的物質,具有與存在于附近的蛋白質結合形成交聯的性質。
認為該AGEs沉積、侵入于血管壁,或者作用于擔任免疫系統的一部分的巨噬細胞使作為蛋白質的一種的細胞因子釋放出,引發炎癥,使動脈硬化發病。
在糖尿病的情況下,伴隨血糖的上升,AGEs也增加,因此能夠通過監視AGEs來把握糖尿病的早期發現或者發展狀況。作為像這樣通過監視AGEs來分辨真正糖尿病的方法,例如報告有專利文獻1所記載的方法。
在該方法中,向前臂的皮膚照射激發光,并測定來自與皮膚膠原蛋白結合的AGEs的熒光光譜,并將測定出的熒光光譜與預先決定的模型比較來監視AGEs。由此,無侵襲地獲取AGEs的數據。
專利文獻1:日本國專利公報“特表2007-510159號公報(2007年4月19日公表)”
在專利文獻1所公開的方法中,使用接受通過向生物體(或者生物試料)的激發光的照射而被激發的來源于AGEs的熒光的測定探頭(光學探頭)。因此,通過使試驗對象的前臂(測定對象部位)與該測定探頭的前端接觸,能夠進行該熒光的受光。
然而,在專利文獻1中,對于用于衛生地使用接受通過向生物體的激發光的照射而被激發的來源于AGEs的熒光的測定探頭的結構,未被考慮。
因此,每當使測定探頭的前端與試驗對象的前臂(測定對象部位)接觸進行測定時,需要利用酒精等對測定探頭的前端進行消毒。因此,存在不能夠容易地確保測定探頭的衛生的問題。
技術實現要素:
本發明是為了解決上述的問題而成的,其目的在于提供一種能夠容易地確保衛生的測定探頭。
為了解決上述的課題,本發明的一方式的測定探頭是接受通過對生物試料照射激發光而產生的熒光的測定探頭,具備:照射部,其照射上述激發光;受光部,其接受上述熒光;支承構件,其被配置于上述照射部或者上述受光部的前端部;以及透光性的保護構件,其被配置于上述照射部或者上述受光部的前端面,在上述支承構件形成有以能夠拆裝的方式收納上述保護構件的開口部。
根據本發明的一方式,起到能夠容易地確保測定探頭的衛生這樣的效果。
附圖說明
圖1是表示本發明的實施方式一所涉及的測定探頭的詳細的構成的圖,(a)是表示指尖放在測定臺上的狀態的圖,(b)是(a)的測定探頭的前端面附近的放大圖。
圖2是表示本發明的實施方式一所涉及的測定裝置的構成的圖。
圖3是表示本發明的實施方式一所涉及的測定探頭的概要構成的圖。
圖4是表示AGEs中的激發光的波長與熒光的波長的關系的圖。
圖5是表示作為本發明的實施方式一的比較例的測定探頭的詳細的構成的圖,(a)是表示指尖放在測定臺上的狀態的圖,(b)是(a)的測定探頭的前端面附近的放大圖。
圖6是表示利用以往的測定探頭測定被檢體的情況的熒光強度的波形(光譜)與利用作為比較例的測定探頭測定被檢體的情況的熒光強度的波形的各波形的圖。
圖7是表示在各種測定條件下測定被檢體(熒光板)的情況的熒光強度的波形的圖。
圖8是表示本發明的實施方式二所涉及的測定探頭的詳細的構成的圖,(a)是測定探頭的前端面附近的放大圖,(b)是測定探頭的配件機構的分解組裝圖。
圖9是表示本發明的實施方式三所涉及的測定探頭的詳細的構成的圖,(a)是表示利用蓋固定石英板之前的狀態的圖,(b)是表示利用蓋固定石英板之后的狀態的圖。
圖10是表示本發明的實施方式四所涉及的測定探頭的詳細的構成的圖,(a)是表示第一例的圖,(b)是表示第二例的圖。
具體實施方式
〔實施方式一〕
基于圖1~圖7對本發明的實施方式一進行說明,如以下所示。
(測定裝置1)
圖2是表示本實施方式的測定裝置1的構成的圖。測定裝置1具備控制裝置100以及測定構件配置部110。在圖1中例示了將試驗對象的指尖90(生物試料)作為測定對象部位,測定來源于存在于指尖的血管內的AGEs的熒光的構成。
然而,作為檢測來源AGEs的熒光的對象的測定對象部位是生物體的一部分(試驗對象的身體部位的一部分)即可,也可以不必限定于指尖90。例如,測定對象部位也可以是試驗對象的臂或者手腕等。
并且,檢測來源AGEs的熒光的對象也可以是從生物體的一部分采取,生物體活動停止的生物體組織。因此、測定裝置1的測定對象能夠包括成為生物體組織診斷(活體組織檢查)的評價對象的各種生物試料。
(測定構件配置部110)
測定構件配置部110具備測定探頭10、光源101、以及檢測器102(檢測部)。即,測定構件配置部110具備用于測定來源于AGEs的熒光的構件。
在測定構件配置部110設置有指尖插入部120。指尖插入部120具有插入孔122。插入孔122是形成用于試驗對象將指尖90插入至測定裝置1的內部的空間的開口部。
測定構件配置部110具有測定臺121。測定臺121是試驗對象用于承載指尖90的構件。測定臺121被配置在與指尖插入部120連通的部分。
為了取出來自下述的測定探頭10的激發光,在測定臺121設置有直徑5~10mm的孔。在該孔插入具備下述的石英板15(保護構件)以及套筒16(支承構件,第一支承構件)的測定探頭10。
應予說明,在測定對象部位為試驗對象的臂或者手腕等的情況下,也未必需要設置指尖插入部120。
(測定探頭10的概要構成)
圖3是表示測定探頭10的概要構成的圖。測定探頭10作為對測定對象部位照射激發光的照射部、以及接受通過激發光照射至測定對象部位而產生的熒光的受光部發揮功能。即,測定探頭10是照射部與受光部的組合。
如圖3所示那樣,測定探頭10具備入射/出射同軸系光纖。具體地說,測定探頭10具備將來自光源101的激發光引導至測定對象部位的入射用光纖11(照射部)、以及將在測定對象部位中產生的熒光引導至檢測器102的出射用光纖12(受光部)。
在測定探頭10中,入射用光纖11和出射用光纖12成為一體的一側的端部(下述的圖1的前端面14I)被插入至被設置于測定臺121的孔。
另外,在另一方的端部,入射用光纖11和出射用光纖12分離,入射用光纖11與光源101連接,出射用光纖12與檢測器102連接。
由此,能夠對測定對象部位照射激發光,另外,能夠將從該測定對象部位發出的熒光引導至檢測器102。通過像這樣檢測熒光,測定裝置1能夠非侵入地測定存在于血管的AGEs的量。
應予說明,在測定探頭10中,入射用光纖11和出射用光纖12未必需要作為同軸光纖來設置,也可以作為各自的光纖來設置。因此,也可以在測定探頭10的前端面14I僅設置照射部或者受光部的一方。
(光源101)
光源101是生成向測定對象部位照射的激發光的光源。該激發光是用于檢測來源AGEs的熒光的光,為了激發AGEs而具有適當的波長范圍。
作為光源101而使用的光源的種類,能夠使用鹵素或者氙氣光源等管球型的光源、發光二極管(日亞化學工業株式會社生產,DOWA電子科技公司生產等)、或者激光二極管等。
圖4是表示AGEs中的、激發光的波長與熒光的波長的關系的表。僅當前已知的,AGEs也有20左右種。這些AGEs中,若照射激發光則產生熒光的有幾種。以下,參照圖4,對光源101生成的激發光的波長范圍進行說明。
CLF(Collagen-Linked Fluorescence)是指來自與膠原蛋白結合的AGEs的熒光。CLF作為總AGEs生產以及付隨于AGEs的膠原蛋白交聯的一般的尺度使用。
人戊糖素以及橘皮苷是AGEs的代表例。人戊糖素具有戊糖、等摩爾的賴氨酸、以及精氨酸交聯的構造,在酸水解后成為穩定的熒光性物質。該人戊糖素尤其在糖尿病的發病、末期的腎病中被報告增加。
另外,橘皮苷將AGE化牛血清白蛋白(Bovine Serum Albumin;BSA)酸水解后,作為主要的熒光性物質單離,具有將2個分子的賴氨酸交聯而成的構造。應予說明,作為未在圖4中示出的AGEs,能夠例示氨基葡萄糖等。
如根據圖4所理解的那樣,作為光源101發出的激發光的波長,365nm或者其附近的波長最佳。但是,根據AGEs的種類,優選的激發光的波長范圍不同。
因此,優選光源101是發出UVA的區域即315nm~400nm的波長范圍的激發光的光源。并且,更加優選光源101是發出也包括可見光的波長區域的315nm~600nm的波長范圍的激發光的光源。
(檢測器102)
檢測器102接受通過向測定對象部位照射激發光而產生的熒光,并測定該熒光的波長、以及各波長的熒光強度。即,檢測器102檢測哪個波長的熒光被以哪種程度的強度檢測。
作為檢測器102,能夠使用CCD檢測器(ILX511B;SONY公司生產)、光電檢測器(SiPIN光電二極管;Hamamatsu Photonics株式會社生產)、CMOS圖像傳感器等半導體檢測器、光電子倍增管(PMT)、或者通道倍增檢測器等。
如根據圖4所理解的那樣,熒光具有比激發光長的波長。因此,檢測器102能夠檢測350nm~500nm的范圍的光即可。但是,根據AGEs的種類,熒光的波長不同。
因此,優選檢測器102能夠檢測320nm~900nm的范圍的光。應予說明,檢測器102也可以具備分光器。
(控制裝置100)
控制裝置100統一控制測定裝置1的動作。具體地說,控制裝置100進行從光源101發出的激發光的亮度調整、該激發光的照射或者非照射的切換控制、數據的存儲、數據的顯示、以及數據的分析等處理。控制裝置100例如可以通過PC(Personal Computer:個人計算機)來實現。
另外,控制裝置100將基于從檢測器102輸入的檢測結果(按照各波長的熒光強度)的熒光光譜顯示于監視器(未圖示)。
并且,控制裝置100也可以根據從檢測器102輸入的檢測結果來計算蓄積于測定對象部位的血管壁的AGEs等熒光物質的蓄積量(熒光物質量)。
控制裝置100也可以通過將計算出的熒光物質量轉換為明白試驗對象的健康狀態的指標(例如5個階段的健康狀態等級等)并顯示于監視器,來提供對于試驗對象來說容易理解的信息。
(測定探頭10的詳細的構成)
接下來,參照圖1的(a)以及(b),對測定探頭10的詳細的構成進行說明。圖1的(a)是表示指尖90放在測定臺121的狀態的圖。另外,圖1的(b)是圖1的(a)的測定探頭10的前端面14I的附近的放大圖。
如上所述那樣,測定探頭10具備石英板15以及套筒16。石英板15的上表面(最接近測定對象部位的面)被以在指尖90的測定時與指尖90接觸的方式設置。另外,石英板15的下表面(與上表面相反側的面)與前端面14I接觸。
因此,石英板15發揮保護前端面14I不與指尖90的接觸的作為保護構件的作用。另外,石英板15具有比空氣高的折射率。因此,石英板15的折射率與前端面14I的折射率的差比較小。
套筒16被以周向包圍前端面14I的方式設置于測定探頭10的前端部。套筒16例如也可以利用透明的丙烯酸材料來制作。
并且,套筒16的前端比前端面14I突出。因此,前端面14I被配置在與套筒16的前端相比更加遠離指尖90的位置。應予說明,套筒16的前端的突出量的尺寸(從套筒16的前端至前端面14I的距離)是1mm左右(0.5mm~2mm)。
像這樣,在套筒16形成有以能夠拆裝的方式收納石英板15的開口部。因此,套筒16擔任在開口部的周向支承石英板15的作為支承構件的作用。
通過設置石英板15,能夠防止指尖90與前端面14I直接接觸。因此,能夠清潔地保持前端面14I。
應予說明,為了進行基于測定探頭10的測定,保護構件需要具有使從前端面14I照射至指尖90的激發光、以及從指尖90發出的熒光透過的特性。因此,石英板15由具有光透過性(透光性)的構件制作。
在本實施方式的測定探頭10中,石英板15的厚度是1mm左右(0.5mm~2mm)。然而,對于石英板15的厚度并沒有特別限定,可以根據測定探頭10的光學的式樣適當地決定。應予說明,在本實施方式的測定探頭10中,石英板15被形成為具有大致長方形的剖面的板狀。
石英具有不吸收紫外光的性質。另外,如上述那樣,在測定裝置1中,作為激發光使用紫外光的波長區域為標準情形。因此,由于石英使激發光最佳地透過,因此可以說作為保護構件的材料最佳。
然而,若允許某種程度的熒光的強度的降低,則也可以由玻璃材料或者光透過性樹脂材料來制作保護構件。但是,在作為保護構件的材料使用樹脂系材料的情況下,需要選擇不對測定對象部位(人體的肌表面)帶來負面影響的材料。
如上所述那樣,石英板15被以在套筒16的開口部能夠拆裝的方式設置。因此,能夠每當試驗對象輪換時,將石英板15從前端面14I取下并進行更換。
因此,能夠按照試驗對象每個人來進行使用新的石英板15的測定,因此,能夠抑制前端面14I的污染、以及起因于該污染的感染的風險。因此,能夠通過測定探頭10容易地確保衛生。
(作為比較例的測定探頭10c的構成)
接著,參照圖5的(a)以及(b)對作為本實施方式的測定探頭10的比較例的測定探頭10c的構成進行說明。
圖5的(a)是與圖1的(a)相同的圖,是表示指尖90放在測定臺121上的狀態的圖。另外,圖5的(b)是與圖1的(b)相同的圖,是圖5的(a)的測定探頭10c的前端面14cI的附近的放大圖。
測定探頭10c是通過從實施方式一的測定探頭10去除石英板15而實現的構成。
在測定探頭10c中也與實施方式一的測定探頭10相同,套筒16的前端比前端面14cI突出。因此,在使套筒16與指尖90接觸時,在前端面14cI與指尖90之間規定空隙95c。
通過存在空隙95c,前端面14cI與指尖90在空間上分離。因此,與實施方式一的測定探頭10相同,能夠清潔保持前端面14cI。
(在作為比較例的測定探頭10c中可能產生的問題)
接著,參照圖6,對在作為比較例的測定探頭10c中可能產生的問題進行說明。該問題是通過本申請的發明者們的研究新發現的問題。
圖6是表示利用以往的測定探頭測定被檢體(熒光板)的情況的熒光強度的波形(光譜)與利用測定探頭10c測定被檢體的情況的熒光強度的波形的各波形的曲線圖。
在圖6的曲線圖中,橫軸表示波長,縱軸表示熒光強度。橫軸的單位是nm,縱軸的單位是任意單位(a.u.)。
如上述那樣,在利用測定探頭10c測定被檢體的情況下,通過存在空隙95c,前端面14cI與被檢體在空間上分離。另一方面,在利用以往的測定探頭測定被檢體的情況下,測定探頭的前端面與測定對象部位直接接觸。
換句話說,基于以往的測定探頭的測定與不存在空隙的情況的測定相當。在圖6中,該測定結果作為“無空隙”的曲線圖示出。另一方面,基于測定探頭10c的測定與存在空隙的情況的測定相當。在圖6中,該測定結果作為“有空隙”的曲線圖示出。
在“無空隙”的曲線圖所示出的測定結果(基于以往的測定探頭的測定結果)中,在波長510nm附近確認到熒光強度的峰值波長。另外,得到失真較少的熒光強度的波形。
另一方面,在“有空隙”的曲線圖所示出的測定結果(基于測定探頭10c的測定結果)中,在波長490nm附近確認到熒光強度的峰值波長。另外,得到失真較大的熒光強度的波形。
即,在存在空隙的情況的測定中,與不存在空隙的情況的測定相比,(i)熒光強度的峰值波長偏移,并且,(ii)產生熒光強度的波形產生失真這樣的問題很明確。
該問題是因為在測定探頭10c中,空隙95c存在于,(i)從前端面14cI向被檢體的內部(實際向生物體的內部)的激發光的光路上、以及(ii)被在前端面14cI受光的來自被檢體的內部的熒光的光路上而產生。即,由于空隙95c的折射率與前端面14cI的折射率有意地不同,從而起因于該折射率的差而產生基于光的散射或者折射的雜散光。
因此,在基于測定探頭10c的測定中,由于產生起因于上述的該折射率的差異的雜散光,而產生不能夠最佳地測定熒光強度的波形這樣的問題。
應予說明,如上述那樣,一般而言,激發光為短波長。因此,認為激發光的傳播速度相對較慢也是測定精度降低的一主要原因。
(測定探頭10的效果)
接著,參照圖7,對本實施方式的測定探頭10的效果進行說明。圖7是表示在各種測定條件下測定被檢體(熒光板)的情況的熒光強度的波形的曲線圖。
在圖7的曲線圖中,橫軸表示波長,縱軸表示熒光強度。橫軸的單位是nm,縱軸的單位是計數數(counts)。
在圖7中,作為“參照”示出的曲線圖表示利用以往的測定探頭測定被檢體的情況的熒光強度的波形。
另外,作為“有石英板”示出的曲線圖表示利用測定探頭10測定被檢體的情況的熒光強度的波形。應予說明,在圖7的測定中,石英板15的厚度為0.5mm。
應予說明,對于作為“有凝膠狀物質”示出的曲線圖、以及作為“有石英板以及凝膠狀物質”示出的曲線圖,在下述的實施方式三中進行說明。
在圖7所示出的各曲線圖的測定中使用了測定裝置1。作為光源101,使用NCSU033B(T)(日亞化學工業株式會社生產),作為檢測器102使用SEC-2000(ALS株式會社生產)。另外,激發光的光強度為253mW/cm2。另外,作為被檢體的熒光板由熒光強度隨時間降低較少的標準試料來制作。
如圖7的“參照”的曲線圖所示的那樣,在利用以往的測定探頭測定被檢體的情況下,與圖6相同,得到在波長510nm附近具有峰值、失真較少的熒光強度的波形。
并且,如在圖7的“有石英板”的曲線圖所示出的那樣,在利用測定探頭10測定被檢體的情況下,與“參照”的曲線圖相同,也在波長510nm附近確認到熒光強度的峰值波長。另外,得到失真較少的熒光強度的波形。
即,根據測定探頭10,在將衛生的使用作為目的,將作為測定對象部位的指尖90與前端面14I分離的構成中,也與以往的測定探頭相同,能夠最佳地測定熒光強度的波形。
這是因為如上述那樣,被設置于測定探頭10的前端面14I的石英板15具有比空氣高的折射率。由于石英板15的折射率與前端面14I的折射率的差比較小,因此,通過該構成抑制在前端面14I與被檢體之間的光路產生的雜散光。
因此,根據本實施方式的測定探頭10,起到(i)能夠容易地確保衛生,并且(ii)能夠抑制在前端面14I與被檢體之間的光路產生的雜散光這樣的效果。
應予說明,圖7的“有石英板”的曲線圖是作為為了盡量不在被檢體與石英板15的上表面(最接近測定對象部位的面)之間夾有空氣層而盡量考慮被檢體的表面狀態、測定位置、以及被檢體與石英板15的上表面的接觸狀態的測定結果而得到的曲線圖。
因此,可以說圖7的“有石英板”的曲線圖表示由空氣層的存在引起的雜散光的影響被特別最佳地抑制的情況下的測定結果。通過像這樣設置石英板15,能夠最佳地測定熒光強度的波形。
另外,在圖7的“有石英板”的曲線圖中,與“參照”的曲線圖相比,得到較大的熒光強度。認為這是因為在上述的測定條件下,具有比空氣高的折射率的石英板15發揮作為聚集光的光學構件的功能。
即,通過存在石英板15,與不存在石英板15的情況相比,能夠從更廣的角度范圍聚集朝向前端面14I的熒光,因此,測定到更大的熒光強度。
然而,在使石英板15的厚度增大到某種程度以上的情況下,通過實驗確認了被測定到的熒光強度降低。例如,在使石英板15的厚度為2.0mm的情況下,確認了與“參照”的曲線圖相比,熒光強度降低至40%左右。
因此,認為優選石英板15的厚度限于某種程度的值以下(例如2.0mm以下)。該厚度的上限值可以根據測定探頭10的光學的式樣基于測定強度的實驗數據來適當地決定。
〔實施方式二〕
基于圖8對本發明的其它的實施方式進行說明,如以下所示。應予說明,為便于說明,對于具有與在上述實施方式中說明的構件相同的功能的構件,標注相同的附圖標記并省略其說明。
(測定探頭20的詳細的構成)
接下來,參照圖8的(a)以及(b)對本實施方式的測定探頭20的詳細的構成進行說明。圖8的(a)是測定探頭20的前端面24I附近的放大圖。另外,圖8的(b)是測定探頭20的配件機構的分解組裝圖。
測定探頭20具備石英板25(保護構件)、套筒26(支承構件,第一支承構件)、以及蓋27(支承構件,第二支承構件)。
石英板25以與前端面24I接觸的方式被設置。石英板25與實施方式一的石英板15相同,擔任保護前端面24I不與測定對象部位的接觸的作為保護構件的作用。在本實施方式中,石英板25是直徑5mm、厚度1mm的大致圓盤狀。
另外,套筒26以周向包圍前端面24I的一部分的方式被設置于測定探頭20的前端部。在套筒26形成有以能夠拆裝的方式收納石英板25的開口部。
并且,蓋27以覆蓋前端面24I的周向的整體、以及套筒26的上表面(最接近測定對象部位的面)的方式被設置于測定探頭20的前端部。蓋27的前端比前端面24I突出。
蓋27以能夠相對于套筒26移動的方式被配置,擔任固定石英板25與套筒26的相對位置關系的作用。套筒26以及蓋27例如可以由透明的丙烯酸材料來制作。
在測定探頭20中,套筒26以及蓋27作為在開口部的周向支承石英板25的支承構件發揮功能。在測定探頭20中,通過設置蓋27作為附加的支承構件,與實施方式一的測定探頭10相比,能夠更加穩定地固定石英板25。
因此,即使使測定探頭20朝向相反的方向,也能夠防止石英板25的位置產生偏移。因此,能夠減少根據測定對象部位的朝向,熒光強度的測定精度降低的可能性。即,在使前端面24I朝向任意的方向的情況下也能夠最佳地進行測定。
并且,通過存在蓋27,能夠減少在石英板25與前端面24I的邊界夾有局部的空氣層(空隙)的可能性。由此,能夠抑制雜散光的產生。
另外,為了進一步抑制雜散光的產生,優選以不在石英板25與測定對象部位的邊界夾有局部的空氣層的方式使石英板25與測定對象部位的表面接觸。
因此,以(i)石英板25的上表面與蓋27的上表面成為同一面的方式,或者(ii)以石英板25的上表面比蓋27的上表面進一步突出的方式設計測定探頭20的構造。
另外,在石英板25的外邊緣部設置有傾斜構造(錐形狀)。同樣,在蓋27以能夠與石英板25的端部卡合的方式在內邊緣部也設置有錐形狀。
換句話說,在石英板25的外邊緣部以及蓋27的內邊緣部形成有根據相互對應的角度傾斜的傾斜面。更加具體地說,在石英板25的外邊緣部以及蓋27的內邊緣部分別形成有傾斜面,以在該傾斜面,石英板25與蓋27接觸(緊貼)的方式固定該傾斜面的角度。
由此,石英板25與蓋27更加可靠地卡合,因此,能夠進一步穩定地固定石英板25。
應予說明,在不設置蓋27的情況下,在套筒26的內邊緣部設置用于與石英板25的端部卡合的傾斜面即可。
并且,如圖8的(b)所示的那樣,也可以通過從下側按順序組裝套筒26、石英板25、以及蓋27來構成能夠針對測定探頭20的前端部進行拆裝的配件機構28。
應予說明,在不設置蓋27的情況下,也可以通過組裝套筒26和石英板25來構成該配件機構。
配件機構28另外也與實施方式一的石英板15相同,能夠每當試驗對象輪換時,從測定探頭20的前端部取下并進行更換。因此,能夠按照試驗對象每個人進行使用了新的配件機構28的測定,因此能夠容易地確保衛生。
尤其是,通過更換配件機構28,蓋27也被同時更換,因此,能夠確保存在與測定對象部位接觸的可能性的蓋27的上表面的衛生。
另外,更換配件機構28的作業與更換石英板15的作業相比更加容易。因此,存在用戶使用測定探頭20的便利性提高這樣的優點。因此,也可以僅將配件機構28作為測定探頭20的更換部件提供給用戶。
〔實施方式三〕
基于圖9對本發明的其它的實施方式進行說明,如以下所示。應予說明,為便于說明,對于具有與在上述實施方式中說明的構件相同的功能的構件,標注相同的附圖標記并省略其說明。
(測定探頭30的詳細的構成)
接下來,參照圖9的(a)以及(b)對本實施方式的測定探頭30的詳細的構成進行說明。本實施方式的測定探頭30是通過在實施方式二的測定探頭20中進一步附加凝膠狀物質35(粘性材料,填充材料)來實現的構成。
圖9的(a)是測定探頭30的前端面24I附近的放大圖,是表示通過蓋27固定石英板25之前的狀態的圖。另外,圖9的(b)是表示通過蓋27固定石英板25之后的狀態的圖。
如圖9的(a)所示的那樣,凝膠狀物質35配置在石英板25上。在圖9的(a)中例示出在石英板25的外邊緣部附近周向配置2個粒狀的凝膠狀物質35的構成。
并且,如圖9的(b)所示的那樣,為了固定石英板25,通過按下蓋27來利用蓋27按壓凝膠狀物質35。由此,凝膠狀物質35在石英板25的上表面全體延展。基于測定探頭30的測定在圖9的(b)所示的狀態下進行。
(凝膠狀物質35)
凝膠狀物質35是為了在測定探頭30中進一步抑制雜散光的產生而設置的、具有粘性的構件。作為凝膠狀物質35,例如列舉將水作為主要成分的具有較低的粘性的材料。凝膠狀物質35的粘度的值在70,000cP(厘泊)以上450,000cP以下,優選在70,000cP以上150,000cP以下。另外,優選該值是100,000cP左右。
另外,凝膠狀物質35的折射率與空氣的折射率相比,更接近石英板25的折射率。以下,對凝膠狀物質35的功能進行說明。
石英板25剛性較高,在作為測定對象部位測定皮膚這樣的具有曲面的部位的情況下,容易在與測定對象部位之間產生空氣層(空隙)。
例如,在將指尖90作為測定對象部位的情況下,認為存在在第一關節部分與石英板25之間產生空氣層的可能性。另外,在指尖90有傷的情況下,也認為存在在該傷的部分與石英板25之間產生空氣層的可能性。因此,如上述那樣,存在由于夾有局部的空氣層而產生雜散光的可能性。
在本實施方式的測定探頭30中,具有粘性的凝膠狀物質35流入至測定對象部位與石英板25之間的空氣層。因此,該空氣層被凝膠狀物質35填充,從而能夠防止產生局部的空氣層。
在本實施方式中,作為凝膠狀物質35,使用Hitachi Aloka Medical,Ltd生產的回波凍膠。應予說明,作為凝膠狀物質35,也可以使用TAKIRON CO.,LTD.生產的聲納凝膠(sonar gel)等凝膠板。
另外,作為凝膠狀物質35,也可以使用硅油、硅橡膠等。換句話說,凝膠狀物質35由(i)與空氣的折射率相比具有更接近石英板25的折射率的折射率,(ii)在測定對象部位的表面與石英板25的表面之間產生空氣層的情況下,能夠填充至該空氣層的填充材料(具有能夠填充至該空氣層的程度的粘性的材料)構成即可。若滿足該條件,則凝膠狀物質35的粘度的值未必需要在上述范圍內。但是,若考慮對測定對象部位(人體的肌膚的表面)的凝膠狀物質35的接觸,則可以說優選將不帶來給肌膚的負面影響的回波凍膠作為凝膠狀物質35使用。
在本實施方式中,例示通過由蓋27按壓凝膠狀物質35來使凝膠狀物質35而在石英板25的上表面延展的構成。由此,凝膠狀物質35被以覆蓋石英板25的上表面的方式配置。
應予說明,利用凝膠狀物質35覆蓋石英板25的上表面的方法也可以是其它的方法。例如,也可以將凝膠狀物質35預先涂覆在石英板25的上表面。
另外,也可以為通過將凝膠狀物質35涂覆于測定對象部位,而在石英板25的上表面與測定對象部位接觸時,凝膠狀物質35覆蓋石英板25的上表面。
應予說明,優選石英板25的上表面以具有某種程度以上的寬度的面積的方式形成,以便能夠被凝膠狀物質35覆蓋。另外,優選石英板25的上表面作為平坦的面來形成,以便能夠被凝膠狀物質35覆蓋。
以下,對將回波凍膠作為凝膠狀物質35使用的情況進行說明。回波凍膠一般在使用超聲波的診斷中為了提高超聲波的傳播性而被涂覆于試驗對象的皮膚。
空氣的固有聲阻抗與水相比小至約3600分之1程度,因此,即使在存在微量的空氣層的情況下,與其它的物質的固有聲阻抗的差別也導致超聲波的傳播性(聲音的透過率)惡化。
回波凍膠將水分作為主要成分(70~80%左右),包括15%左右的甘油等、1%以下左右的尼泊金甲酯等。因此,通過將具有接近生物體的固有聲阻抗的作為凍膠狀的物質的回波凍膠涂覆于試驗對象的皮膚,超聲波探頭與試驗對象的體內之間的超聲波的傳播性提高。
對此,在本實施方式中,為了抑制起因于光的折射率的差的雜散光,使用回波凍膠。
在此,若例示回波凍膠所包括的各物質的絕對折射率的具體的值,則為:
因此,回波凍膠與石英板25的折射率之差和空氣與石英板25的折射率的差相比變小。因此,在使用測定探頭30進行測定的情況下,通過在測定對象部位涂覆回波凍膠,抑制雜散光的產生。因此,帶來測定探頭30的測定精度的提高。
如上述那樣,回波凍膠本來是將超聲波診斷中的超聲波的傳播性的確保作為目的來利用的物質。因此,回波凍膠的本來的用途(換句話說,目的以及作用效果)與上述的凝膠狀物質35不同。
然而,本申請的發明者們發現,為了抑制在測定探頭30中可能產生的雜散光,作為覆蓋石英板25的上表面的凝膠狀物質35能夠利用回波凍膠。
應予說明,凝膠狀物質35也可以形成為膠囊狀。另外,也可以以能夠從蓋27的側面將凝膠狀物質35注入至石英板25的上表面的方式來構成測定探頭30。
(測定探頭30的效果)
接著,再次參照圖7對本實施方式的測定探頭30的效果進行說明。
在圖7中,作為“有凝膠狀物質”示出的曲線圖示出在以往的測定探頭的前端面(與測定對象部位的接觸面)涂覆回波凍膠,并利用以往的測定探頭測定被檢體的情況的熒光強度的波形。
另外,作為“有石英板以及凝膠狀物質”示出的曲線圖示出利用測定探頭30測定被檢體的情況的熒光強度的波形。應予說明,在圖7的測定中,石英板25的厚度為0.5mm。
如圖7的“有凝膠狀物質”的曲線圖所示出的那樣,在測定探頭的前端面涂覆回波凍膠的情況下,能夠得到與“參照”的曲線圖幾乎相同的波形。因此,可以說即使通過在測定探頭的前端面涂覆回波凍膠,也不產生熒光強度減少等的測定上的負面影響。
因此,即使通過本實施方式的測定探頭30,也起到(i)能夠容易地確保衛生,并且(ii)能夠抑制起因于在前端面24I與被檢體之間的光路產生的空氣層的雜散光這樣的效果。
另外,通過使用凝膠狀物質35,無需為了減小石英板25與測定對象部位之間的空氣層的體積而使石英板25的形狀為特殊的形狀。因此,例如無需使石英板25的上表面為透鏡狀的曲面形狀。由此,能夠抑制石英板25的設計以及制造成本。
應予說明,在圖7的“有石英板以及凝膠狀物質”的曲線圖中,與有“凝膠狀物質”的曲線圖相比,得到更大的熒光強度。認為這是因為如上述那樣,石英板25發揮作為聚集光的光學構件的功能。
〔實施方式四〕
應予說明,通過在測定探頭進一步附加凝膠狀物質35來實現的構成未必僅限定于實施方式三的測定探頭30的構成。
例如,也可以通過圖10的(a)以及(b)的各圖所示的構成來實現測定探頭。
圖10的(a)是表示作為本實施方式的測定探頭的第一例的測定探頭30a詳細的構成的圖。另外,圖10的(b)是表示作為本實施方式的測定探頭的第二例的測定探頭30b的詳細的構成的圖。
應予說明,測定探頭30a也可以被理解為實施方式三的測定探頭30的第一變形例。另外,測定探頭30b也可以被理解為實施方式三的測定探頭30的第二變形例。
測定探頭30a是通過在測定探頭30中,(i)將石英板25置換為實施方式一的測定探頭10的石英板15,并且(ii)將蓋27置換為蓋37來實現的構成。
在石英板15中,由于在外邊緣部未設置錐形狀,因此,蓋37另外也被制作成在內邊緣部未設置錐的形狀。
另外,測定探頭30b是通過在測定探頭30a中,(i)將套筒26置換為實施方式一的套筒16,并且(ii)去除蓋37來實現的構成。
換句話說,測定探頭30b是通過在實施方式一的測定探頭10附加凝膠狀物質35來實現的構成。
在測定探頭30a以及30b中,也能夠通過設置石英板15和凝膠狀物質35來最佳地抑制雜散光。
〔變形例〕
應予說明,在上述的實施方式三以及四中,由于利用蓋(27或者37)固定石英板(25或者15),因此,不易在石英板與測定探頭的前端面的接觸部分形成成為引起雜散光的原因的空氣層。
然而,為了更加可靠地抑制該空氣層的形成,也可以利用凝膠狀物質35覆蓋石英板與測定探頭的前端面接觸的界面。
〔備注事項〕
本發明并不局限于上述的各實施方式,在能夠在要求保護的范圍所示出的范圍進行各種的變更,對于適當組合在不同的實施方式中分別公開的技術手段而得到的實施方式,也包括在本發明的技術范圍內。并且,通過組合在各實施方式中分別公開的技術手段,能夠形成新的技術特征。
產業上的可利用性
本發明能夠利用于接受從生物試料內的熒光物質產生的熒光的測定探頭。
附圖標記說明
1…測定裝置;10,20,30,30a,30b…測定探頭;11…入射用光纖(受光部);12…出射用光纖(照射部);14I…前端面;15,25…石英板(保護構件);16,26…套筒(支承構件,第一支承構件);27,37…蓋(支承構件,第二支承構件);28…配件機構;35…凝膠狀物質(填充材料);90…指尖(生物試料);101…光源;102…檢測器(檢測部)。