[发明专利]散射光测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种测量与测量对象的内部构造有关的信息来作为光的散射和吸收量的散射光测量装置。

背景技术

以往，已知从生物体组织等比较弱的散射介质散射返回到后方的散射返回光根据其照明光的空间相干度(空间相干性)而被检测为干涉增强光(参照非专利文献1)。利用了该现象的分光信息测量技术被称为LEBS(Low-Enhanc ed Backscattering Spectroscopy：低相干增强反向散射光谱)，还认真地研究了相对于散射介质内的散射平均自由程(散射系数的倒数)ls*的干涉图案的特性(参照非专利文献2)。该散射平均自由程ls*与散射介质的内部构造变化具有相关性，该散射平均自由程ls*用于检测如能在早期的癌中观察到那样的微小的组织构造变化。另外，还已知能够利用散射返回光的干涉图案来辨别大肠癌(参照非专利文献3)。

在上述LEBS中，已知一种应用于通过被插入到内窥镜的细径探头在体内进行非侵入测量的技术(参照专利文献1)。在该技术中，为了获取干涉图案，在形成干涉图案的面内的多个不同位置(相当于不同散射角度的位置)处配置检测光纤，并且利用对应的检测器来检测信号。

另外，LEBS的特征在于对散射体表层进行限定性的后方散射光的检测，以空间相干长度来控制散射体表层的检测深度。图13是表示作为以往的细径探头的散射光测量探头的主要部分的示意图。图13所示的散射光测量探头200具备：照明光纤201，其向测量对象物(散射体表层300)射出照明光；多个检测光纤202a～202c，在测量对象物上反射和/或散射的照明光的返回光以不同的角度入射到这些检测光纤202a～202c；以及光学元件210，其设置在照明光纤201和检测光纤202a～202c的前端。

光学元件210呈圆柱状，利用具有规定的折射率的透过性的玻璃来构成。在测量时，光学元件210的前端接触散射体表层300，由此将从照明光纤201和检测光纤202a～202c到测量对象物的距离固定。

此时，散射体300的检测深度D100由空间相干长度Lsc限定。当将光学元件210的圆柱中心轴方向的距离设为R、将光学元件210的折射率设为n、将照明光纤201的直径设为ρ、将从照明光纤201(光源)射出的光的波长设为λ时，空间相干长度Lsc满足以下式(1)的关系。

Lsc＝λR/πρn···(1)

在散射光测量探头200中，以使空间相干长度Lsc成为与散射平均自由程ls*相比足够小的值的方式设定R、ρ。

专利文献1：美国专利申请公开第2009/0009759号说明书

非专利文献1：Young L.Kim，et.al，“Low-coherence enhanced backs cattering：review of principles and applications for colon cancer screening”J ournal of Biomedical Optics，11(4)，0411252006年

非专利文献2：V，Turzhitsky，et.al，“Characterization of Light transpo rt in Scattering Media at Subdiffusion Length Scales with Low-Coherence Enhanced Backscattering”IEEE journal of selected topics in quantum electro nics，Vol.16，No.3，619(2010)

非专利文献3：Hemant K.Roy，et.al，“Association between Rectal Opt ical Signatures and Colonic Neoplasia：Potential Applications for Screening”Cancer Research，69(10)，4476(2009)

发明内容

发明要解决的问题

另外，在LEBS中，如式(1)所示，空间相干长度Lsc需要控制距离R和直径ρ这两个参数。然而，在对散射体表层进行深度限定性的散射光的检测时，在如LEBS那样不需要散射角度信息的情况下，需求更加简单的装置结构。即，对于LEBS存在以下问题：在简单的散射体表层的散射光检测中装置结构是复杂的。