JP2852774B2 - 生体組織の診断装置およびこの診断装置を備えた治療装置 - Google Patents
生体組織の診断装置およびこの診断装置を備えた治療装置Info
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- JP2852774B2 JP2852774B2 JP1303562A JP30356289A JP2852774B2 JP 2852774 B2 JP2852774 B2 JP 2852774B2 JP 1303562 A JP1303562 A JP 1303562A JP 30356289 A JP30356289 A JP 30356289A JP 2852774 B2 JP2852774 B2 JP 2852774B2
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- A61B18/18—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves
- A61B18/20—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves using laser
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- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、生体組織の特に癌組織に対してレーザ光を
照射させるときにその癌患部の位置診断などの診断装置
とこの診断装置からの情報に基づいてレーザ光を照射さ
せて治療を行う治療位置に関する。
照射させるときにその癌患部の位置診断などの診断装置
とこの診断装置からの情報に基づいてレーザ光を照射さ
せて治療を行う治療位置に関する。
近年、癌組織の治療に当たり、レーザ光による温熱療
法および光科学療法が行われるようになってきた。
法および光科学療法が行われるようになってきた。
この種の治療を有効に行うためには、対象の癌組織の
広がりや深さを確実に知ることが重要である。
広がりや深さを確実に知ることが重要である。
レーザ光を癌組織に照射すると、癌組織特有の蛍光発
光を示すことが、ならびにか感光剤（ヘマトポルフィリ
ン誘導体、フェオフォーバイドＡなど）を癌組織中に取
り込ませたとき特有の蛍光発光を示すことがそれぞれ知
られている。したがって、その蛍光発光を示す部分を癌
組織として検出し、癌治療に利用できる。
光を示すことが、ならびにか感光剤（ヘマトポルフィリ
ン誘導体、フェオフォーバイドＡなど）を癌組織中に取
り込ませたとき特有の蛍光発光を示すことがそれぞれ知
られている。したがって、その蛍光発光を示す部分を癌
組織として検出し、癌治療に利用できる。
従来、この事実を利用した癌組織の検出のためには、
アルゴン・ダイレーザ光の連続波をたとえば200MW程度
の高出力をもって対象癌組織に照射し、この照射系とは
別の検出系により癌組織からの反射波を分光して癌組織
診断を行っていた。
アルゴン・ダイレーザ光の連続波をたとえば200MW程度
の高出力をもって対象癌組織に照射し、この照射系とは
別の検出系により癌組織からの反射波を分光して癌組織
診断を行っていた。
しかし、レーザ光を患部に照射する場合、癌組織と正
常組織との境界を知りために、正常組織にもレーザ光を
照射する必要があることから、高出力のレーザ光を照射
することは正常組織を傷付ける危険性が高い。
常組織との境界を知りために、正常組織にもレーザ光を
照射する必要があることから、高出力のレーザ光を照射
することは正常組織を傷付ける危険性が高い。
また、基本的に癌組織の診断が可能であるとしても、
癌組織の境界周辺などにおいては微量の蛍光発光を示す
のみである。
癌組織の境界周辺などにおいては微量の蛍光発光を示す
のみである。
しかるに、レーザ光発生器からのレーザ光中には、発
光ランプなどからのノイズ光が混入し、このノイズ光が
混入した状態で癌組織に照射される。その結果、第３図
のように、癌組織による蛍光発光成分（670nm）が殆ど
検出できないことが多く、検出原理的には優れるもの
の、現実的には利用できないものであった。一方、癌組
織による蛍光発光成分（670nm）を検出するために、反
射光を増幅することが考えられるが、かかる増幅を行っ
ても、ノイズ光の影響を避けることができないことを本
発明者は知見している。
光ランプなどからのノイズ光が混入し、このノイズ光が
混入した状態で癌組織に照射される。その結果、第３図
のように、癌組織による蛍光発光成分（670nm）が殆ど
検出できないことが多く、検出原理的には優れるもの
の、現実的には利用できないものであった。一方、癌組
織による蛍光発光成分（670nm）を検出するために、反
射光を増幅することが考えられるが、かかる増幅を行っ
ても、ノイズ光の影響を避けることができないことを本
発明者は知見している。
したがって、本発明の課題は、癌組織による蛍光発光
成分（670nm）を明確にかつ確実に検出することにあ
る。
成分（670nm）を明確にかつ確実に検出することにあ
る。
上記課題を解決した第１の発明は、レーザ光発生器か
らのレーザ光を受けて、ノイズを除去して、特定の周波
数成分のみを分光する第１分光器と、 この第１分光器からの特性周波数成分のレーザ光を、
２波長部分反射ミラーを通して対象生体組織に対して導
くレーザ光導光系と、 対象生体組織において反射した反射光を前記レーザ光
導光系を通し、かつ前記２波長部分反射ミラーにより分
岐させた反射光を受けてこれを分光する第２分光器と、 この第２分光器からの反射光のスペクトルを測定する
スペクトル測定器と、 を備えたことを特徴とする生体組織の診断装置であ
る。
らのレーザ光を受けて、ノイズを除去して、特定の周波
数成分のみを分光する第１分光器と、 この第１分光器からの特性周波数成分のレーザ光を、
２波長部分反射ミラーを通して対象生体組織に対して導
くレーザ光導光系と、 対象生体組織において反射した反射光を前記レーザ光
導光系を通し、かつ前記２波長部分反射ミラーにより分
岐させた反射光を受けてこれを分光する第２分光器と、 この第２分光器からの反射光のスペクトルを測定する
スペクトル測定器と、 を備えたことを特徴とする生体組織の診断装置であ
る。
第２の発明は、レーザ光発生器からのレーザ光を第１
の２波長部分反射ミラーを通して対象生体組織に対して
照射するレーザ光照射手段と、 前記第１の２波長部分反射ミラーを透過したレーザ光
を受けて、ノイズ光を除去して、特定の周波数成分のみ
を分光する第１分光器と、 この第１分光器からの特定周波数成分のレーザ光を、
第２の２波長部分反射ミラーを通して対象生体組織に対
して導くレーザ光導光系と、 対象生体組織において反射した反射光を前記レーザ光
導光系を通し、かつ前記２波長部分反射ミラーにより分
岐させた反射光を受けてこれを分光する第２分光器と、 この第２分光器からの反射光のスペクトルを測定する
スペクトル測定器と、 を備えたことを特徴とするを備えたことを特徴とする
生体組織の診断治療装置である。
の２波長部分反射ミラーを通して対象生体組織に対して
照射するレーザ光照射手段と、 前記第１の２波長部分反射ミラーを透過したレーザ光
を受けて、ノイズ光を除去して、特定の周波数成分のみ
を分光する第１分光器と、 この第１分光器からの特定周波数成分のレーザ光を、
第２の２波長部分反射ミラーを通して対象生体組織に対
して導くレーザ光導光系と、 対象生体組織において反射した反射光を前記レーザ光
導光系を通し、かつ前記２波長部分反射ミラーにより分
岐させた反射光を受けてこれを分光する第２分光器と、 この第２分光器からの反射光のスペクトルを測定する
スペクトル測定器と、 を備えたことを特徴とするを備えたことを特徴とする
生体組織の診断治療装置である。
本発明では、ノイズ光の影響が最も大きいことに鑑
み、特定の周波数成分のみを第１分光器により分光し
て、対象組織にレーザ光を照射するようにしてある。そ
の結果、反射光中にノイズ光に混入することなく、癌組
織による蛍光発光成分（670nm）のみを明瞭に検出でき
る。
み、特定の周波数成分のみを第１分光器により分光し
て、対象組織にレーザ光を照射するようにしてある。そ
の結果、反射光中にノイズ光に混入することなく、癌組
織による蛍光発光成分（670nm）のみを明瞭に検出でき
る。
以下本発明を図面を参照しながらさらに詳説する。
２はレーザ発振ロッドで、たとえばNd:YAGロッドとさ
れる。このロッド２に対して、Krランプなどの光源４か
ら光が照射され、バックのミラー６によりレーザ光が前
方に出射される。出射されたレーザ光は、その途中の光
スイッチ、たとえばＱスイッチ８によりパルス光とさ
れ、部分透過ミラー10およびレンズ12を通った後、第２
高調波素子14により第２高調波成分の除去が行われる。
れる。このロッド２に対して、Krランプなどの光源４か
ら光が照射され、バックのミラー６によりレーザ光が前
方に出射される。出射されたレーザ光は、その途中の光
スイッチ、たとえばＱスイッチ８によりパルス光とさ
れ、部分透過ミラー10およびレンズ12を通った後、第２
高調波素子14により第２高調波成分の除去が行われる。
次いで、第１ダイクロリックパーシャルミラー（第１
の２波長部分反射ミラー）16により、レーザ光は診断照
射系と治療照射系とに分岐される。
の２波長部分反射ミラー）16により、レーザ光は診断照
射系と治療照射系とに分岐される。
診断照射系に至ったレーザ光は、光ファイバーとの接
続部材18を経て光ファイバー20に伝達され、レンズ22か
ら第１分光器24に入射される。第１分光器24（レーザ分
光モノクロメータ）では、波長スキャニング用パルスモ
ータ24Aにより、特定の周波数成分たとえば光化学治療
に有効な532nm成分が分光され、第２ダイクロリックパ
ーシャルミラー（第２の２波長部分反射ミラー）26を経
てレンズ28を通り、接続部材30から光ファイバー32内に
入射される。
続部材18を経て光ファイバー20に伝達され、レンズ22か
ら第１分光器24に入射される。第１分光器24（レーザ分
光モノクロメータ）では、波長スキャニング用パルスモ
ータ24Aにより、特定の周波数成分たとえば光化学治療
に有効な532nm成分が分光され、第２ダイクロリックパ
ーシャルミラー（第２の２波長部分反射ミラー）26を経
てレンズ28を通り、接続部材30から光ファイバー32内に
入射される。
光ファイバー32内に入射されたレーザ光は、光ファイ
バー32の先端からたとえば第２図例の出射部材から対象
癌組織Ｃに照射される。出射部材は、光ファイバー32の
先端に設けられた集光用ボールレンズ34と、その先端側
に設けられたレーザ光が透過可能なセラミックス製の先
細円錐状プローブ36と、プローブ36と光ファイバー32と
を連結する連結ホルダー38とからなる。プローブ36の外
周面には、レーザ光の散乱用に曇り加工などが施され
る。
バー32の先端からたとえば第２図例の出射部材から対象
癌組織Ｃに照射される。出射部材は、光ファイバー32の
先端に設けられた集光用ボールレンズ34と、その先端側
に設けられたレーザ光が透過可能なセラミックス製の先
細円錐状プローブ36と、プローブ36と光ファイバー32と
を連結する連結ホルダー38とからなる。プローブ36の外
周面には、レーザ光の散乱用に曇り加工などが施され
る。
癌組織Ｃに対する照射レーザ光の反射波は、照射経路
を逆に伝播し第２ダイクロリックパーシャルミラー26に
より分岐される。この分岐光を第２分光器40により分光
して、分光光をホトマルなどの光検出器42により検出
し、表示器44に反射波の蛍光スペクトルを表示させる。
この場合、表示器44と連関して、パルスドライバー46に
より第２分光器40のスキャニング用パルスモータを駆動
させる。
を逆に伝播し第２ダイクロリックパーシャルミラー26に
より分岐される。この分岐光を第２分光器40により分光
して、分光光をホトマルなどの光検出器42により検出
し、表示器44に反射波の蛍光スペクトルを表示させる。
この場合、表示器44と連関して、パルスドライバー46に
より第２分光器40のスキャニング用パルスモータを駆動
させる。
かくして、癌組織Ｃに対する照射レーザ光の反射波中
には、癌組織による蛍光発光成分（670nm）が含まれる
ので、これを表示器44に蛍光スペクトルとして表示させ
るとともに、蛍光発光強度を表示させることにより、癌
組織Ｃであるか否か、癌組織Ｃ中に取り込まれた感光剤
の濃度を検出できる。
には、癌組織による蛍光発光成分（670nm）が含まれる
ので、これを表示器44に蛍光スペクトルとして表示させ
るとともに、蛍光発光強度を表示させることにより、癌
組織Ｃであるか否か、癌組織Ｃ中に取り込まれた感光剤
の濃度を検出できる。
かくして癌組織の診断を行うことができるが、この診
断と同時に治療をも行うことができる。すなわち、Nd:Y
AGレーザ光を用いる場合において、第１分光器24での光
軸角度を変更設定し532nm成分のみを分光させ、これを
癌組織中に感光剤の取り込み状態の下で照射することに
より、光化学療法を行うことができる。また、1062nm成
分を分光して照射することにより、温熱療法を行うこと
ができる。さらに、532nm成分および1060nm成分を混合
させて照射することにより、光化学療法および温熱療法
を同時に行うことができる。一台のレーザ光照射装置に
より診断と治療を行うことができることは有用性を高め
る。
断と同時に治療をも行うことができる。すなわち、Nd:Y
AGレーザ光を用いる場合において、第１分光器24での光
軸角度を変更設定し532nm成分のみを分光させ、これを
癌組織中に感光剤の取り込み状態の下で照射することに
より、光化学療法を行うことができる。また、1062nm成
分を分光して照射することにより、温熱療法を行うこと
ができる。さらに、532nm成分および1060nm成分を混合
させて照射することにより、光化学療法および温熱療法
を同時に行うことができる。一台のレーザ光照射装置に
より診断と治療を行うことができることは有用性を高め
る。
診断用レーザ光照射系と治療用レーザ光照射系とを、
第１ダイクロリックパーシャルミラー（第１の２波長部
分反射ミラー）16により分岐させ、治療照射系への分岐
光を接続部材48を介して光ファイバー50に入射させ、そ
の先端から直接またはその前方に配設した前記のプロー
ブ36と同様のプローブ52を介して対象癌組織Ｃにレーザ
光の照射を行うことで治療を診断系とは別に行うことも
できる。
第１ダイクロリックパーシャルミラー（第１の２波長部
分反射ミラー）16により分岐させ、治療照射系への分岐
光を接続部材48を介して光ファイバー50に入射させ、そ
の先端から直接またはその前方に配設した前記のプロー
ブ36と同様のプローブ52を介して対象癌組織Ｃにレーザ
光の照射を行うことで治療を診断系とは別に行うことも
できる。
対象組織に対する照射レーザ光は、連続波でもよい
が、パルス波である方が好ましい。パルス波であると、
平均パワーが低くとも、尖頭パワーが高いので、充分な
蛍光発光が認められる。ちなみに、前述のように、従
来、数百ミリワットレベルでしか蛍光発光が認められな
かったのに対して、パルス光であると、数ミリワットで
蛍光発光が認められ、診断中における組織の熱ダメージ
が防止される。
が、パルス波である方が好ましい。パルス波であると、
平均パワーが低くとも、尖頭パワーが高いので、充分な
蛍光発光が認められる。ちなみに、前述のように、従
来、数百ミリワットレベルでしか蛍光発光が認められな
かったのに対して、パルス光であると、数ミリワットで
蛍光発光が認められ、診断中における組織の熱ダメージ
が防止される。
さらに、本発明者の実験によれば、感光剤としてフェ
オフォーバイドＡを用いて蛍光発光を測定したところ、
第４図のように、感光剤濃度としてピコモル/lレベルの
測定が可能となった。
オフォーバイドＡを用いて蛍光発光を測定したところ、
第４図のように、感光剤濃度としてピコモル/lレベルの
測定が可能となった。
以上の通り、本発明によれば、患部特に癌組織の診断
を明確かつ確実に行うことができる。
を明確かつ確実に行うことができる。
第１図は本発明装置の全体の概要図、第２図はレーザ光
の照射部材例の縦断面図、第３図は従来例による分光ス
ペクトル図、第４図は感光剤濃度と蛍光発光強度との実
験結果グラフである。 ２……レーザ発振ロッド、４……光源、８……Ｑスイッ
チ、16……第１ダイクロリックパーシャルミラー（２波
長部分反射ミラー）、24……第１分光器、26……第２ダ
イクロリックパーシャルミラー（２波長部分反射ミラ
ー）、32……光ファイバー、40……第２分光器、42……
光検出器、44……表示器、36、52……プローブ。
の照射部材例の縦断面図、第３図は従来例による分光ス
ペクトル図、第４図は感光剤濃度と蛍光発光強度との実
験結果グラフである。 ２……レーザ発振ロッド、４……光源、８……Ｑスイッ
チ、16……第１ダイクロリックパーシャルミラー（２波
長部分反射ミラー）、24……第１分光器、26……第２ダ
イクロリックパーシャルミラー（２波長部分反射ミラ
ー）、32……光ファイバー、40……第２分光器、42……
光検出器、44……表示器、36、52……プローブ。
Claims (2)
- 【請求項１】レーザ光発生器からのレーザ光を受けて、
ノイズ光を除去して、特定の周波数成分のみを分光する
第１分光器と、 この第１分光器からの特定周波数成分のレーザ光を、２
波長部分反射ミラーを通して対象生体組織に対して導く
レーザ光導光系と、 対象生体組織において反射した反射光を前記レーザ光導
光系を通し、かつ前記２波長部分反射ミラーにより分岐
させた反射光を受けてこれを分光する第２分光器と、 この第２分光器からの反射光のスペクトルを測定するス
ペクトル測定器と、 を備えたことを特徴とする生体組織の診断装置。 - 【請求項２】レーザ光発生器からのレーザ光を第１の２
波長部分反射ミラーを通して対象生体組織に対して照射
するレーザ光照射手段と、 前記第１の２波長部分反射ミラーを透過したレーザ光を
受けて、ノイズ光を除去して、特定の周波数成分のみを
分光する第１分光器と、 この第１分光器からの特定周波数成分のレーザ光を、第
２の２波長部分反射ミラーを通して対象生体組織に対し
て導くレーザ光導光系と、 対象生体組織において反射した反射光を前記レーザ光導
光系を通し、かつ前記２波長部分反射ミラーにより分岐
させた反射光を受けてこれを分光する第２分光器と、 この第２分光器からの反射光のスペクトルを測定するス
ペクトル測定器と、 を備えたことを特徴とするを備えたことを特徴とする生
体組織の診断治療装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1303562A JP2852774B2 (ja) | 1989-11-22 | 1989-11-22 | 生体組織の診断装置およびこの診断装置を備えた治療装置 |
| US07/616,274 US5174297A (en) | 1989-11-22 | 1990-11-20 | Diagnostic apparatus for living tissues and medical treatment apparatus with diagnostic apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1303562A JP2852774B2 (ja) | 1989-11-22 | 1989-11-22 | 生体組織の診断装置およびこの診断装置を備えた治療装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03162825A JPH03162825A (ja) | 1991-07-12 |
| JP2852774B2 true JP2852774B2 (ja) | 1999-02-03 |
Family
ID=17922508
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1303562A Expired - Lifetime JP2852774B2 (ja) | 1989-11-22 | 1989-11-22 | 生体組織の診断装置およびこの診断装置を備えた治療装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5174297A (ja) |
| JP (1) | JP2852774B2 (ja) |
Families Citing this family (47)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5688261A (en) * | 1990-11-07 | 1997-11-18 | Premier Laser Systems, Inc. | Transparent laser surgical probe |
| US5348018A (en) * | 1991-11-25 | 1994-09-20 | Alfano Robert R | Method for determining if tissue is malignant as opposed to non-malignant using time-resolved fluorescence spectroscopy |
| US5647361A (en) * | 1992-09-28 | 1997-07-15 | Fonar Corporation | Magnetic resonance imaging method and apparatus for guiding invasive therapy |
| US6165139A (en) * | 1993-03-01 | 2000-12-26 | Fonar Corporation | Remotely steerable guide wire with external control wires |
| US5421339A (en) * | 1993-05-12 | 1995-06-06 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Diagnosis of dysplasia using laser induced fluoroescence |
| US5441531A (en) * | 1993-10-18 | 1995-08-15 | Dusa Pharmaceuticals Inc. | Illuminator and methods for photodynamic therapy |
| US5571083A (en) * | 1994-02-18 | 1996-11-05 | Lemelson; Jerome H. | Method and system for cell transplantation |
| US5697373A (en) * | 1995-03-14 | 1997-12-16 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Optical method and apparatus for the diagnosis of cervical precancers using raman and fluorescence spectroscopies |
| US5991653A (en) * | 1995-03-14 | 1999-11-23 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Near-infrared raman spectroscopy for in vitro and in vivo detection of cervical precancers |
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| US5612540A (en) * | 1995-03-31 | 1997-03-18 | Board Of Regents, The University Of Texas Systems | Optical method for the detection of cervical neoplasias using fluorescence spectroscopy |
| US6296608B1 (en) * | 1996-07-08 | 2001-10-02 | Boston Scientific Corporation | Diagnosing and performing interventional procedures on tissue in vivo |
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| US20010003800A1 (en) * | 1996-11-21 | 2001-06-14 | Steven J. Frank | Interventional photonic energy emitter system |
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