JPH0433460B2 - - Google Patents

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JPH0433460B2
JPH0433460B2 JP58181563A JP18156383A JPH0433460B2 JP H0433460 B2 JPH0433460 B2 JP H0433460B2 JP 58181563 A JP58181563 A JP 58181563A JP 18156383 A JP18156383 A JP 18156383A JP H0433460 B2 JPH0433460 B2 JP H0433460B2
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JP
Japan
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light
optical
light beam
light source
means includes
Prior art date
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JP58181563A
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Japanese (ja)
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JPS6072542A (en
Inventor
Mamoru Tamura
Michinosuke Takada
Yasutaka Tokuhara
Osamu Ando
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.)
Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
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Publication date
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Publication of JPS6072542A publication Critical patent/JPS6072542A/en
Publication of JPH0433460B2 publication Critical patent/JPH0433460B2/ja
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  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 この発明は、物体ことに主体の断層像を得るた
めのコンピユータ断層撮影装置(以下CT装置と
称す)に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (a) Field of Industrial Application The present invention relates to a computerized tomography apparatus (hereinafter referred to as a CT apparatus) for obtaining a tomographic image of an object, particularly a subject.

(ロ) 従来技術 従来のCT装置としては、X線CT装置、エミツ
シヨンCT装置(ポジトロンCT装置、シングルフ
オトンCT装置)、NMR・CT装置および超音波
CT装置が知られている。
(b) Conventional technology Conventional CT devices include X-ray CT devices, emission CT devices (positron CT devices, single photon CT devices), NMR/CT devices, and ultrasound
CT devices are known.

これらのCT装置のうち生体の代謝機能を観測
できるものはエミツシヨンCT装置および
NMR・CT装置である。
Among these CT devices, those that can observe the metabolic functions of living organisms are emission CT devices and
It is an NMR/CT device.

しかしエミツシヨンCT装置は放射線を観測す
るものであつて生体内にラジオアイソトープ
(RI)を注入するために被曝を避けられない欠点
があり、またNMR・CT装置は電磁波を観測す
るものであつて強い磁界を発生する設備や磁気シ
ールド設備を必要とするために装置自体や付帯設
備が大型になる欠点がある。
However, emission CT devices are for observing radiation and have the disadvantage of injecting radioisotopes (RI) into living bodies, making it impossible to avoid exposure to radiation, while NMR/CT devices are for observing electromagnetic waves, which are very strong. The disadvantage is that the device itself and its ancillary equipment are large because it requires equipment that generates a magnetic field and magnetic shielding equipment.

一方、最近、光を利用して生体の細胞組織を分
光学的に研究することが提案されている。[「心筋
組織の酸素特性」田村その他“心臓”Vol.14No.
2′82]、[「ミオグロビンの生理的意義」田村その
他“生物物理”Vol.16No.1′76]、[「Opitical
Measurement of Intracellular oxygen
Concentration of Rat Heart in Vitro」
Tamura et al“ARCHIVES
OFBIOCHEMISTRY AND BIOPHYSICS”
Vol.191 No.1 November、′78]。
On the other hand, recently, it has been proposed to use light to spectroscopically study living cell tissues. [“Oxygen characteristics of myocardial tissue” by Tamura et al. “Heart” Vol.14 No.
2′82], [“Physiological significance of myoglobin” Tamura et al. “Biophysics” Vol.16 No.1′76], [“Optical
Measurement of intracellular oxygen
Concentration of Rat Heart in Vitro”
Tamura et al“ARCHIVES
“OBIOCHEMISTRY AND BIOPHYSICS”
Vol.191 No.1 November, '78].

(ハ) 発明の目的 この発明は、光とCT装置とを組合せた装置を
提供するものであつて、すなわち光を利用して物
体ことに生体の細胞機能を分光学的にかつ2次元
的に解析しうる装置を提供するものである。
(c) Purpose of the invention The present invention provides a device that combines light and a CT device, that is, it uses light to analyze the cellular functions of living organisms spectroscopically and two-dimensionally. The purpose is to provide a device that can perform analysis.

この発明の装置においてはたとえば生体におけ
るヘモグロビン、ミオグロビンなどの酸素分子と
結合しうるタンパク質の酸素との結合状態を量的
に2次元分布で観測でき、また呼吸鎖の構成成分
であるチトクローム類などの酸化、還元状態は酸
素濃度およびエネルギー状態の関数であり、これ
らの酸化、還元状態からミトコンドリアの酸素濃
度を2次元分布で観測でき、これによりたとえば
酸素欠乏状態のミオグロビンを観測することで血
行障害等の器質性障害、その程度およびその正確
な部位の発見に役立ち得るものである。
With the device of this invention, it is possible to quantitatively observe in a two-dimensional distribution the binding state of oxygen molecules of proteins that can bind to oxygen molecules, such as hemoglobin and myoglobin in living organisms, and also to observe the binding state of oxygen molecules such as hemoglobin and myoglobin in a living body. Oxidation and reduction states are functions of oxygen concentration and energy state, and from these oxidation and reduction states, it is possible to observe mitochondrial oxygen concentration in a two-dimensional distribution, and by observing myoglobin in an oxygen-deficient state, for example, it is possible to detect blood circulation disorders, etc. This can be useful in discovering organic disorders, their extent and their exact location.

(ニ) 発明の構成 この発明のCT装置は、測定対象に対して吸収
のある波長の光ビームを被測定物体に透過させ、
その光ビームの強度のデータから被測定物体内部
における測定対象の2次元分布像を得ることを特
徴とするものであつて、光線CT装置と称しうる
ものである。
(d) Structure of the invention The CT apparatus of the present invention transmits a light beam having a wavelength that is absorbed by the object to be measured,
This device is characterized by obtaining a two-dimensional distribution image of the object to be measured inside the object from the intensity data of the light beam, and can be called a light beam CT device.

すなわち、この発明の光線CT装置は、可視光
および/または近赤外光の光ビームを被測定物体
に放射するための光源手段、被測定物体を透過し
た前記光ビームを受光してその光強度に応じた信
号を出力する光検出手段、被測定物体に対して異
なる位置で前記光ビームを透過させるためのビー
ム走査手段、そのビーム走査手段に係る光ビーム
位置信号と前記光検出手段の出力信号とに基いて
被測定物体内部における測定対象の2次元分布を
算出するデータ処理手段およびそのデータ手段で
得た2次元分布を映像して表示する映像表示手段
を具備して構成される。
That is, the optical CT apparatus of the present invention includes a light source means for emitting a visible light and/or near-infrared light beam to an object to be measured, and receives the light beam transmitted through the object to be measured and calculates its light intensity. a light detection means for outputting a signal corresponding to the object to be measured; a beam scanning means for transmitting the light beam at different positions relative to the object to be measured; a light beam position signal related to the beam scanning means and an output signal of the light detection means; The apparatus is configured to include a data processing means for calculating a two-dimensional distribution of the object to be measured inside the object to be measured based on the above data, and an image display means for displaying an image of the two-dimensional distribution obtained by the data means.

上記光源手段による光ビームの波長は、被測定
物体が生体である場合には500nm〜1500nmであ
るのが好ましいが、これは500nmより短い波長
では生体内での散乱が大きくなり、1500nmより
長い波長では生体内の水分による吸収が大きくな
つて光ビームの透過率が著しく小さくなるからで
ある。
The wavelength of the light beam from the light source means is preferably 500nm to 1500nm when the object to be measured is a living body, but this is because wavelengths shorter than 500nm cause greater scattering within the living body, and wavelengths longer than 1500nm This is because the absorption by water in the living body increases and the transmittance of the light beam becomes extremely low.

上記光検出手段が受光する光ビームは、測定対
象にたいして吸収度が選択的に大きい波長の単色
光ビームであるか、又はその吸収度が選択的に大
きい波長の単色光ビームおよび測定対象に対する
吸収度がその単色光ビームと異なりかつ他の吸収
物質に対する吸収度が実質的に同程度の波長の単
色光ビームの異なる2波長のもしくは3以上の波
長の光ビームであるのが好ましい。異なる2波長
もしくは3以上波長の光ビームを使用するのは、
反射、散乱や被検体の厚みの変化の影響を避ける
ことが主目的である。異なる2波長の具体例とし
ては、測定対象が水分である場合には、約1450n
mの波長の光ビーム、もしくは約1450nmの波長
の光ビームおよび約1200nmの波長の光ビームを
挙げることができる。また測定対象がヘモグロビ
ンである場合には、約650nmの波長の光ビーム、
もしくは約650nmの波長の光ビームおよび約
750nmの波長の光ビームを挙げることができる。
約650nmと約750nmの2波長の光ビームを用い
るとヘモグロビンのみを測定対象とできこれはヘ
モグロビンを指標として生体内の酸素濃度の観測
が可能であることを意味し、また同時に酸素の代
謝の観測も可能であることを意味している。ヘモ
グロビンは1000nm付近にも吸収ピークをもち、
この波長を使つた測定も可能である。さらに測定
対象がチトクロームである場合には、約850nm
の波長の光ビーム、もしくは約850nmの波長の
光ビームおよび約900nmの波長の光ビームを挙
げることができる。約850nmと約900nmの2波
長の光ビームを用いると酸化されたチトクローム
のみを測定対象とでき、これはチトクロームを指
標とした生体内の酸素の濃度の観測および酸素の
代謝の観測が可能であることを意味している。
The light beam received by the light detection means is either a monochromatic light beam with a wavelength that has a selectively high absorbance with respect to the measurement target, or a monochromatic light beam with a wavelength that has a selectively high absorbance with a selectively high absorbance with respect to the measurement target. Preferably, the monochromatic light beam is a light beam having two or more wavelengths different from that of the monochromatic light beam and having substantially the same absorbance with respect to other absorbing substances. Using light beams with two or more different wavelengths is
The main purpose is to avoid the effects of reflection, scattering, and changes in the thickness of the object. A specific example of two different wavelengths is approximately 1450n when the measurement target is moisture.
Mention may be made of a light beam with a wavelength of m, or a light beam with a wavelength of about 1450 nm and a light beam with a wavelength of about 1200 nm. In addition, when the measurement target is hemoglobin, a light beam with a wavelength of approximately 650 nm,
or a light beam of wavelength of approximately 650 nm and approximately
Mention may be made of a light beam with a wavelength of 750 nm.
By using a light beam with two wavelengths of approximately 650 nm and approximately 750 nm, only hemoglobin can be measured. This means that it is possible to observe the oxygen concentration in the living body using hemoglobin as an indicator, and at the same time, it is possible to observe the oxygen metabolism. This means that it is also possible. Hemoglobin has an absorption peak around 1000 nm,
Measurements using this wavelength are also possible. Furthermore, if the measurement target is cytochrome, approximately 850 nm
or a light beam with a wavelength of about 850 nm and a light beam with a wavelength of about 900 nm. By using a light beam with two wavelengths of approximately 850 nm and approximately 900 nm, only oxidized cytochromes can be measured, which makes it possible to observe the concentration of oxygen in living organisms and the metabolism of oxygen using cytochromes as an indicator. It means that.

光ビームの波長を選ぶためには、半導体レーザ
のような単色光源を光源手段に用いるか、タング
ステンランプやハロゲンランプのような白色光源
を光源手段に用いると共に光源手段もしくは光検
出手段にフイルタまたはグレーテイングのような
分光器を設けるとよい。光検出手段としては、た
とえばフオトダイオードやフオトトランジスタや
PbSセルを用いることができる。
In order to select the wavelength of the light beam, a monochromatic light source such as a semiconductor laser is used as the light source means, or a white light source such as a tungsten lamp or a halogen lamp is used as the light source means, and a filter or gray is used as the light source means or light detection means. It is recommended to install a spectrometer such as Teing. Examples of photodetection means include photodiodes, phototransistors, and
PbS cells can be used.

上記ビーム走査手段は、公知のX線CT装置に
おいて提案されているX線走査手段を利用するこ
とができる。たとえば特開昭50−156387号におけ
る並進/回転方式、特開昭50−28894号における
回転方式、特開昭52−106698号における検出器全
周設備/ビーム源回転方式、特開昭51−126088号
におけるビーム源および検出器全周設備方式を利
用できる。特に、この発明における光源手段およ
び光検出手段は、X線源およびX線検出器により
も小型かつ安価であるから、両者を被測定物体の
全周に配置して、電気的に高速走査することを容
易に行いうる。
As the beam scanning means, an X-ray scanning means proposed in a known X-ray CT apparatus can be used. For example, the translation/rotation method in JP-A-50-156387, the rotation method in JP-A-50-28894, the detector all-round equipment/beam source rotation method in JP-A-52-106698, and the JP-A-51-126088. The beam source and detector all-around system can be used. In particular, the light source means and the light detection means in this invention are smaller and cheaper than the X-ray source and X-ray detector, so they can be arranged around the entire circumference of the object to be measured and electrically scanned at high speed. can be easily performed.

上記データ処理手段は、公知のCT装置におい
て提案されているデータ処理手段を利用すること
ができる。たとえば特開昭50−28385号における
データ処理手段を利用できる。
The data processing means proposed in known CT apparatuses can be used as the data processing means. For example, the data processing means disclosed in Japanese Patent Application Laid-open No. 50-28385 can be used.

上記映像表示手段は、CRT上に画像を表示す
る公知の映像表示手段を利用することができる。
The video display means may be a known video display means that displays images on a CRT.

(ホ) 実施例 第1図に示す1は、この発明の光源CT装置の
一実施例である。
(E) Embodiment 1 shown in FIG. 1 is an embodiment of the light source CT apparatus of the present invention.

光源手段2は、第2図に示すように、タングス
テンランプ3と干渉フイルタ5,6とからなり、
干渉フイルタ5,6の切換回転によつて約650n
mの波長のビームおよび約750nmの波長の光ビ
ームを交互に放射する。
The light source means 2 consists of a tungsten lamp 3 and interference filters 5 and 6, as shown in FIG.
Approximately 650n by switching rotation of interference filters 5 and 6
A beam with a wavelength of m and a beam of light with a wavelength of about 750 nm are emitted alternately.

光検出手段8は、フオトダイオード9と約
600nm以下の波長の光をカツトする光学フイル
タ10とからなる。光学フイルタ10を用いるの
は測定室内の照明の影響を防ぐためである。すな
わち測定室内の照明をたとえば低圧ナトリウムラ
ンプのような光源により行うと、その照明光は光
学フイルタ10でカツトされるから測定に影響を
与えない。
The photodetecting means 8 is approximately connected to the photodiode 9.
It consists of an optical filter 10 that cuts out light with a wavelength of 600 nm or less. The reason for using the optical filter 10 is to prevent the influence of illumination within the measurement chamber. That is, when the measurement chamber is illuminated by a light source such as a low-pressure sodium lamp, the illumination light is filtered out by the optical filter 10 and does not affect the measurement.

光源手段2と光検出手段8は、対向して配置さ
れており、中間に被測定物体0を置くことで透過
光を検出しうる。
The light source means 2 and the light detection means 8 are arranged to face each other, and by placing the object to be measured 0 between them, transmitted light can be detected.

ビーム走査手段11は、公知の並進/回転方式
のものである。並進モータ12が回転してベルト
13a,13bが回動すれば、光源手段2および
光検出8が並進し、光ビームが同じ角度を保ちつ
つ被測定物体0を走査する。また、回転モータ1
4が回転してガントリ15が回転すれば、被測定
物体0が対する光ビームの角度が変わる。並進走
査に関する位置信号は位置センサ16から出力さ
れ、角度に関する位置信号は位置センサ17から
出力される。
The beam scanning means 11 is of a known translation/rotation type. When the translation motor 12 rotates and the belts 13a and 13b rotate, the light source means 2 and the light detector 8 are translated, and the light beam scans the object 0 to be measured while maintaining the same angle. In addition, the rotating motor 1
4 rotates and the gantry 15 rotates, the angle of the light beam relative to the object to be measured 0 changes. A position signal related to translational scanning is output from the position sensor 16, and a position signal related to angle is output from the position sensor 17.

18はコンピユータシステムで、オペレータと
の対話、装置全体の電気機械的制御およびデータ
処理を行う。すなわち並進走査でプロフアイルを
得ることを角度を変えて繰返し、多数のプロフア
イルを得て、これらから光吸収物質の2次元分布
を算出する。
A computer system 18 performs interaction with the operator, electromechanical control of the entire device, and data processing. That is, obtaining a profile by translational scanning is repeated at different angles to obtain a large number of profiles, from which a two-dimensional distribution of light-absorbing substances is calculated.

約650nmの波長の光ビームはヘモグロビンに
よつて吸収されるので、約650nmの波長に対応
する光検出手段8の出力信号から、ヘモグロビン
の2次元分布を得ることが可能である。また約
750nmの波長の光ビームは、酸素化されたヘモ
グロビンに対しては約650nmの波長の光ビーム
を同程度の吸収を受け、脱酸素化されたヘモグロ
ビンに対しては約650nmの波長の光ビームより
も大きな吸収を受けるから、両波長に対する光検
出手段8の出力信号の差から、酸素濃度の2次元
分布が観測可能である。両波長と光検出手段8の
出力信号の対応は、干渉フイルタ5,6の切換の
同期信号によつて判別される。さらにデータ採取
のタイミングを生体の心拍または世九検出器の信
号と同期させれば、心拍や呼吸と同期した代謝の
状態を観測することができる。
Since a light beam with a wavelength of about 650 nm is absorbed by hemoglobin, it is possible to obtain a two-dimensional distribution of hemoglobin from the output signal of the photodetection means 8 corresponding to a wavelength of about 650 nm. Also about
A light beam with a wavelength of 750 nm will absorb to the same extent a light beam with a wavelength of about 650 nm for oxygenated hemoglobin, and a light beam with a wavelength of about 650 nm will absorb less for deoxygenated hemoglobin. Since both wavelengths undergo large absorption, the two-dimensional distribution of oxygen concentration can be observed from the difference in the output signals of the photodetecting means 8 for both wavelengths. The correspondence between the two wavelengths and the output signal of the photodetecting means 8 is determined by a synchronizing signal for switching the interference filters 5 and 6. Furthermore, by synchronizing the timing of data collection with the heartbeat of the living body or the signal from the Seiko detector, it is possible to observe the state of metabolism in synchronization with heartbeat and respiration.

コンピユータシステム18で得られた光呼吸物
質すなわち測定対象の2次元分布は、CRTデイ
スプレイ19にて映像表示される。
The two-dimensional distribution of the photorespiratory substance, that is, the measurement target obtained by the computer system 18 is displayed as an image on the CRT display 19.

第3図は光源手段2の他の構成例を示すもの
で、2つの波長の光ビームは、セクターミラー7
の回転によつて交互に被測定物体0に放射され
る。イはレーザーダイオード20,21を用いる
場合、ロは色素レーザ装置を用いる場合である。
後者において22a,23aはYAGレーザ装置、
22a,23bは色素であり、色素22a,23
bを選ぶことによつて波長を比較的自由に選択で
きる。
FIG. 3 shows another example of the configuration of the light source means 2, in which the light beams of two wavelengths are transmitted by the sector mirror 7.
is alternately radiated to the object to be measured 0 by the rotation of the . A is a case where the laser diodes 20 and 21 are used, and B is a case where a dye laser device is used.
In the latter, 22a and 23a are YAG laser devices,
22a and 23b are pigments, and pigments 22a and 23
By choosing b, the wavelength can be selected relatively freely.

第4図はこの発明の光線CT装置の他の実施例
の要部を示すものであり、光ビームは光フアイバ
によつて導くことができる性質を利用した独自の
ビーム走査手段を有している。
FIG. 4 shows the main part of another embodiment of the optical CT device of the present invention, which has a unique beam scanning means that takes advantage of the property that the optical beam can be guided by an optical fiber. .

すなわち、被測定物体0が置かれる空間の周囲
に小レンズ24a,24b…24q,24r…を
配設する。それらから光フアイバ25a,25b
…25q,25r…を導出し、各光フアイバ25
a,25b…25q,25r…を光フアイバ27
a,27a′,27b,27b′,…,27q,27
q′,27r,27r′,…に分ける。2つに分けた
光フアイバのうち、一方の光フアイバ27a,2
7b…27q,27r…の端部は固定板28に円
周状に並べて固定し、他方の光フアイバ27a′,
27b′…27q′,27r′…の端部も固定板29に
円周状に並べて固定する。固定板28には、透孔
31が開けられた回転遮光板30を対向させ、そ
の回転遮光板30の後に光源手段2を置く。また
固定板29には、透孔33が開けられた回転遮光
板32を対向させ、その回転遮光板32の後に光
検出手段8を置く。
That is, small lenses 24a, 24b...24q, 24r... are arranged around the space where the object to be measured 0 is placed. From them, optical fibers 25a, 25b
...25q, 25r... are derived, and each optical fiber 25
a, 25b...25q, 25r... to the optical fiber 27
a, 27a', 27b, 27b', ..., 27q, 27
Divide into q', 27r, 27r',... One of the two optical fibers 27a, 2
The ends of the optical fibers 7b...27q, 27r... are fixed to the fixing plate 28 in a circumferential manner, and the other optical fibers 27a',
The ends of 27b'...27q', 27r'... are also fixed to the fixing plate 29 in a circumferential arrangement. A rotating light shielding plate 30 having a through hole 31 is placed opposite to the fixed plate 28, and the light source means 2 is placed behind the rotating light shielding plate 30. Further, a rotating light-shielding plate 32 having a through hole 33 is placed opposite to the fixed plate 29, and the light detection means 8 is placed behind the rotating light-shielding plate 32.

光源手段2から出た光ビームは、透孔31に位
置が対応している1本の光フアイバ27bに入
り、それに結合されている光フアイバ25bを通
り、小レンズ24bからフアンビームとして放射
される。フアンビームの照射域内にある光フアイ
バには光が入射するが、透孔33に位置が対応し
ている1本の光フアイバ27q′に入射した光だけ
が光検出器8に受光される。
The light beam emitted from the light source means 2 enters one optical fiber 27b whose position corresponds to the through hole 31, passes through the optical fiber 25b coupled thereto, and is emitted as a fan beam from the small lens 24b. . Light enters the optical fibers within the irradiation area of the fan beam, but only the light that enters one optical fiber 27q' whose position corresponds to the through hole 33 is received by the photodetector 8.

そこで回転遮光板30を或る位置で固定してお
いて回転遮光板32を回転すれば、1つの位置で
フアンビームに対応する複数個のデータが得られ
るから、回転遮光板30の位置を変えて同じこと
を繰返せば、2次元分布を算出するのに充分なデ
ータを得ることができる。
Therefore, if the rotating light shielding plate 30 is fixed at a certain position and the rotating light shielding plate 32 is rotated, multiple pieces of data corresponding to the fan beam can be obtained at one position, so the position of the rotating light shielding plate 30 can be changed. By repeating the same process, you can obtain enough data to calculate a two-dimensional distribution.

第5図は人の掌の血液循環状態を光線の吸収に
より観測した状況を示すものである。掌の厚さは
約25mmであり、光源手段2と光検出手段8の間に
静置し、上腕部をバンドBで締めたり緩めたりし
て血液循環状態を変えた。第6図はその観測結果
であつて、イは光源手段2が50Wのタングステン
ランプおよび光フイルタ〔透過波長1060nm、半
値幅20nm〕の場合、ロは光源手段が3mWのレ
ーザダイオード〔波長780nm〕の場合である。
光検出手段8はいずれもシリコン・フオトダイオ
ードであり、その出力信号を増幅した電圧をデー
タとして示した。第6図における白い矢印の時刻
にバンドBを締め、黒い矢印の時刻にバンドBを
緩めているが、バンドBを締めると掌が鬱血する
ために酵素欠乏状態となり光の吸収が増加してい
る。
FIG. 5 shows the state of blood circulation in the palm of a person observed by light absorption. The palm was about 25 mm thick, and was placed between the light source means 2 and the light detection means 8, and the blood circulation state was changed by tightening or loosening the upper arm with band B. Figure 6 shows the observation results, where (a) the light source means 2 is a 50W tungsten lamp and an optical filter [transmission wavelength 1060nm, half width 20nm], and (b) the case where the light source means 2 is a 3mW laser diode [wavelength 780nm]. This is the case.
The photodetection means 8 are all silicon photodiodes, and the voltage obtained by amplifying the output signal is shown as data. In Figure 6, band B is tightened at the time indicated by the white arrow, and band B is loosened at the time indicated by the black arrow. However, when band B is tightened, the palm becomes congested, resulting in an enzyme deficiency state and an increase in light absorption. .

なお、測定対象としてたとえばミオグロビンを
選んでもよい。また特定の波長の光に吸収のある
物質(薬液や気体など)を被測定物体内に注入し
ていわゆる造影法やトレーサ法を適用してもよ
い。
Note that, for example, myoglobin may be selected as the measurement target. Alternatively, a so-called contrast method or tracer method may be applied by injecting a substance (such as a chemical solution or gas) that absorbs light at a specific wavelength into the object to be measured.

(ヘ) 発明の効果 この発明の光線CT装置によれば、次のような
効果が得られる。
(f) Effects of the invention According to the light beam CT apparatus of this invention, the following effects can be obtained.

被測定物体内の光吸収物質濃度の2次元分布
を無侵襲で得ることができる。
A two-dimensional distribution of the concentration of a light-absorbing substance within an object to be measured can be obtained non-invasively.

光吸収物質濃度の2次元分布の時間変化に基
いて、生体の代謝の機能を観測でき、医学的診
断に利用できる。
Based on temporal changes in the two-dimensional distribution of the concentration of light-absorbing substances, the metabolic functions of living organisms can be observed and used for medical diagnosis.

放射線による被曝が無いので安全性が高く、
取り扱いや保守が容易である。
It is highly safe as there is no radiation exposure.
Easy to handle and maintain.

光源および検出器はX線源およびX線検出器
等に比べて安価で小型であるから、装置自体の
コストが安価になり、また小型化できる。また
X線防護施設や磁気シールド施設が不要であ
り、付帯設備のコストが安い。
Since the light source and detector are cheaper and smaller than the X-ray source, X-ray detector, etc., the cost of the apparatus itself can be reduced and the size can be reduced. Furthermore, there is no need for X-ray protection facilities or magnetic shielding facilities, and the cost of incidental equipment is low.

光ビームの波長の選択は容易であるから、所
望の測定対象に適した波長で観測できる。
Since the wavelength of the light beam can be easily selected, observation can be performed at a wavelength suitable for the desired measurement target.

2波長または3以上の波長の使用によつて、
反射、散乱、測定対象の厚みおよび測定対象以
外の光吸収物質による吸収の影響を除去でき
る。
By using two or more wavelengths,
The effects of reflection, scattering, thickness of the measurement target, and absorption by light-absorbing substances other than the measurement target can be removed.

生体や物体に特定の波長の光に吸収のある物
質を注入していわゆる造影法やトレーサ法とし
て使用すれば、自然状態では観測できないもの
でも観測が可能となる。
If a substance that absorbs light at a specific wavelength is injected into a living body or object and used as a contrast method or tracer method, it becomes possible to observe things that cannot be observed in their natural state.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はこの発明の光線CT装置の一実施例の
構成説明図、第2図は第1図に示す装置における
光源手段と光検出手段の構成説明図、第3図は光
源手段の例を示す第2図相当図、第4図はこの発
明の光線CT装置の他の実施例の要部構成説明図、
第5図は光線により血液循環状態を観測する実験
の説明図、第6図は第5図に示す実験結果のグラ
フである。 1……光線CT装置、2……光源手段、3……
タングステンランプ、5,6……干渉フイルタ、
7……セクターミラー、8……光検出手段、9…
…フオトダイオード、10……光学フイルタ、1
1……ビーム走査装置、12……並進モータ、1
4……回転モータ、16,17……位置センサ、
18……データ処理装置、19……CRTデイス
プレイ。
FIG. 1 is an explanatory diagram of the configuration of an embodiment of the light beam CT apparatus of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram of the configuration of the light source means and light detection means in the apparatus shown in FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is a diagram corresponding to FIG. 2, and FIG.
FIG. 5 is an explanatory diagram of an experiment in which the state of blood circulation is observed using light beams, and FIG. 6 is a graph of the experimental results shown in FIG. 1...Light beam CT device, 2...Light source means, 3...
Tungsten lamp, 5, 6...interference filter,
7... Sector mirror, 8... Light detection means, 9...
...Photodiode, 10...Optical filter, 1
1... Beam scanning device, 12... Translation motor, 1
4... Rotating motor, 16, 17... Position sensor,
18...Data processing device, 19...CRT display.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 可視光および/または近赤外光の光ビームを
被測定物体に放射するための光源手段、被測定物
体を透過した前記光ビームを受光してその光強度
に応じた信号を出力する光検出手段、被測定物体
に対して異なる位置で前記光ビームを透過させる
ためのビーム走査手段、そのビーム走査手段に係
る光ビーム位置信号と前記光検出手段の出力信号
とに基いて被測定物体内部における測定対象の2
次元分布を算出するデータ処理手段およびそのデ
ータ処理手段で得た2次元分布を映像にして表示
する映像表示手段を具備してなる光線CT装置。 2 光源手段もしくは光検出手段のいずれかが分
光手段を具備してなる請求の範囲第1項記載の光
線CT装置。 3 光源手段が、異なる2つのまたは3つ以上の
波長の光ビームを放射可能である請求の範囲第1
項または第2項記載の光線CT装置。 4 光検出手段が、異なる2つのまたは3つ以上
の波長の光ビームに対応する出力信号を弁別可能
に出力しうる請求の範囲第3項記載の光線CT装
置。 5 データ処理手段が、異なる2つのまたは3つ
以上の波長の光ビームに対応する光検出手段の各
波長に対応する出力信号の間で演算を行ない、そ
の演算結果と光ビーム位置信号に基いて測定対象
の2次元分布を算出する請求の範囲第4項記載の
光線CT装置。 6 光源手段がタングステンランプを含んでなる
請求の範囲第1項〜第5項のいずれかに記載の光
線CT装置。 7 光源手段がハロゲンプランを含んでなる請求
の範囲第1項〜第5項のいずれかに記載の光線
CT装置。 8 光源手段がキセノンランプを含んでなる請求
の範囲第1項〜第5項のいずれかに記載の光線
CT装置。 9 光源手段がレーザ装置を含んでなる請求の範
囲第1項〜第5項のいずれかに記載の光線CT装
置。 10 レーザ装置が色素レーザ装置からなる請求
の範囲第9項記載の光線CT装置。 11 レーザ装置が半導体レーザ装置からなる請
求の範囲第9項記載の光線CT装置。 12 光検出手段が光電子増倍管を含んでなる請
求の範囲第1項〜第11項のいずれかに記載の光
線CT装置。 13 光検出手段がフオトダイオードを含んでな
る請求の範囲第1項〜第11項のいずれかに記載
の光線CT装置。 14 光検出手段がフオトトランジスタを含んで
なる請求の範囲第1項〜第11項のいずれかに記
載の光線CT装置。 15 光検出手段が光導電セルを含んでなる請求
の範囲第1項〜第11項のいずれかに記載の光線
CT装置。
[Scope of Claims] 1. A light source means for emitting a light beam of visible light and/or near-infrared light to an object to be measured; A light detection means for outputting a signal, a beam scanning means for transmitting the light beam at different positions relative to the object to be measured, and a light beam position signal related to the beam scanning means and an output signal of the light detection means. 2 of the measurement target inside the measured object
A light beam CT apparatus comprising a data processing means for calculating a dimensional distribution and an image display means for displaying the two-dimensional distribution obtained by the data processing means as an image. 2. The optical CT apparatus according to claim 1, wherein either the light source means or the light detection means is equipped with a spectroscopic means. 3. Claim 1, wherein the light source means is capable of emitting light beams of two or more different wavelengths.
3. The optical CT device according to item 1 or 2. 4. The optical CT apparatus according to claim 3, wherein the photodetector is capable of outputting output signals corresponding to light beams of two or more different wavelengths in a distinguishable manner. 5 The data processing means performs calculations between the output signals corresponding to each wavelength of the photodetection means corresponding to the light beams of two or more different wavelengths, and based on the calculation results and the light beam position signal. 5. The light beam CT apparatus according to claim 4, which calculates a two-dimensional distribution of a measurement target. 6. The optical CT apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the light source means includes a tungsten lamp. 7. The light beam according to any one of claims 1 to 5, wherein the light source means includes a halogen plan.
CT device. 8. The light beam according to any one of claims 1 to 5, wherein the light source means includes a xenon lamp.
CT device. 9. The optical CT device according to any one of claims 1 to 5, wherein the light source means includes a laser device. 10. The optical CT device according to claim 9, wherein the laser device is a dye laser device. 11. The optical CT device according to claim 9, wherein the laser device is a semiconductor laser device. 12. The optical CT device according to any one of claims 1 to 11, wherein the photodetecting means includes a photomultiplier tube. 13. The optical CT device according to any one of claims 1 to 11, wherein the photodetecting means includes a photodiode. 14. The optical CT device according to any one of claims 1 to 11, wherein the photodetecting means includes a phototransistor. 15. The light beam according to any one of claims 1 to 11, wherein the photodetection means comprises a photoconductive cell.
CT device.
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