CN100443042C - 淋巴结检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明的哨位淋巴结检测装置(1)具备：向已注入发荧光的荧光色素的肿瘤附近包括哨位淋巴结(21)的活体观察部(20)照射激励光(10)的激励光源单元(2)；透过荧光像(11)的光学滤波器(3)；与激励光源单元(2)一体地设置、对透过光学滤波器(3)后的荧光像(11)进行摄像的摄像装置(4)；对所拍摄的观察图像进行调整的调整装置(5)；和显示调整后的观察图像的图像显示装置(6)。调整装置(5)对观察图像的亮度和对比度中的至少一者进行调整，由此，实现装置结构简单而且易于操作，可以得到良好图像的淋巴结检测装置。

Description

淋巴结检测装置

技术领域

本发明涉及通过从荧光色素发出的荧光像对哨位(sentinel)淋巴结等淋巴结进行检测的淋巴结检测装置。

背景技术

所谓哨位淋巴结，就是癌细胞通过淋巴流从肿瘤最初到达的癌细胞的转移可能性最高的淋巴结。因此，如果可以正确地鉴定哨位淋巴结，在那里没有发现癌细胞的转移，则可以认为没有向其它内脏器官进行转移。由此，就可以期待患者在肉体上、精神上的负担大幅度减轻，并因切除手术的省略带来治疗费的降低等。

作为检测哨位淋巴结的方法，人们主要知道色素法和RI(放射性同位素)法。在色素法中，例如向肿瘤附近注入磺化靛蓝等的蓝色色素，用目视追踪已染成了蓝色的淋巴管，将最初到达的淋巴结作为哨位淋巴结进行检测。此外，在RI法中，例如，向肿瘤附近注入作为示踪剂的放射性同位素，通过伽马探针从皮肤上探索被设想为包括放射性同位素最初到达并进行累积的淋巴结的活体观察部位，将已感知到伽马射线的活体观察部位作为哨位淋巴结进行检测。

此外，人们还提出了使用荧光色素的哨位淋巴结的鉴定方法。在公开于专利文献1的哨位淋巴结检测装置中，预先向肿瘤附近注入荧光色素，作为激励光向其周围被设想为包括含有哨位淋巴结的活体观察部位照射规定波长的光。然后，采用将从该活体观察部位发出的近红外波段的荧光像转换成可视化像的方法，进行哨位淋巴结的鉴定。

专利文献1：日本专利特开2001-299676号公报

发明内容

但是，在上述现有的色素法中，存在着需要用来用目视追踪已染成蓝色的淋巴管的丰富的经验和一旦看不见哨位淋巴结的位置就必须反复染色等问题。

此外，在上述现有的RI法中，虽然不需要用目视追踪淋巴管的经验或反复染色，但是，由于要使用放射线核物质，故存在着周围被暴露于放射线的危险性并存在着放射性同位素价格昂贵的问题。

此外，在使用上述现有的荧光色素的哨位淋巴结检测装置中，虽然没有被暴露的危险性，但是却存在着因装置结构复杂而难于进行医疗现场中的操作或不论哪一者都不能得到良好的图像等的问题。

本发明为解决以上的那些问题而完成，目的在于提供装置结构简单而且易于操作的可以得到良好图像的淋巴结检测装置。

为实现这样的目的，本发明的淋巴结检测装置的特征在于，具备：对活体观察部照射激励光的激励光源，该活体观察部包括向已预先注入发出规定波长的荧光的荧光色素的肿瘤附近的淋巴结；透过从上述活体观察部发出的荧光像的光学滤波器；对透过上述光学滤波器的上述荧光像进行摄像的摄像机构；对从上述摄像机构输出的观察图像的亮度和对比度中的至少一者进行调整的调整机构；显示将通过上述调整机构调整后的上述观察图像作为用来检测淋巴结的图像的图像显示机构。

在上述淋巴结检测装置中，通过做成具备对从摄像装置输出的观察图像的亮度和对比度中的至少一者进行调整的调整机构的结构，实现良好的图像的显示。由此，实现可以容易地检测淋巴结的检测装置。这样的检测装置特别是对于上述哨位淋巴结的检测是有用的。

这里，优选摄像装置是与激励光源一体地设置。这样一来，就可以通过一体地设置激励光源和摄像装置的结构的办法实现装置结构简单纯且易于操作的装置。此外，在这样的结构中，还可以使装置小型化和廉价化。

此外，优选光学滤波器在透过荧光像的同时还以规定的光强度透过来自照射有激励光的活体观察部的反射像。由此，可以得到荧光像和反射像重叠的观察图像。活体观察部上的淋巴结的位置的把握变得容易。

此外，优选图像显示机构可装设在观察者的头部。由此，在观察时不再需要用手保持淋巴结检测装置，可以增大观察以外的作业的自由度。

再者，还可以具备记录用调整装置调整后的观察图像的图像记录装置。由此，可以记录观察时的观察图像。

此外，淋巴结检测装置也可以具备将来自激励光源的激励光导向活体观察部的光引导装置和将来自活体观察部的荧光像导向摄像装置的图像引导装置的结构。在该情况下，淋巴结检测装置可以结构为内窥镜装置。由此，可以减小切开活体的部位。此外，还使得可以靠近淋巴结进行摄像，可以精度良好地对淋巴结进行检测。

若采用本发明，则可以实现装置结构简单而且易于操作的、显示良好的图像的淋巴结检测装置。

附图说明

图1是哨位淋巴结检测装置的第一实施方式的结构图。

图2是表示在图1所示的检测装置中使用的激励光源单元和摄像装置的结构的斜视图。

图3是表示图像显示装置的一例的斜视图。

图4是表示将活体观察部位的(a)荧光图像、(b)通常图像和(c)重叠起来的观察图像的示意图。

图5是表示在图1所示的检测装置中使用的调整装置的结构例的框图。

图6是表示对于由调整装置进行的观察图像的亮度和对比度的调整的曲线图。

图7是表示由调整装置进行的观察图像的亮度和对比度的调整的一例的照片。

图8是作为淋巴结检测装置的第二实施方式的内窥镜装置的结构图。

符号说明

1：哨位淋巴结检测装置；2：激励光源单元；2a：激励光源；2b：支撑板；2c：开口部；3：光学滤波器；4：摄像装置；5：调整装置；5a：调整指示部；5b：亮度调整部；5c：对比度调整部；6：图像显示装置；6a：显示部；7：图像记录装置；10：激励光；11：荧光像；15：调整后的观察图像；20：活体观察部位；21：哨位淋巴结。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的淋巴结检测装置的优选实施方式。其中，在附图的说明中，对于同一要素赋予同一符号，省略重复的说明。此外，附图的尺寸比例与要说明的尺寸比例未必一致。

图1是作为本发明的淋巴结检测装置的哨位淋巴结检测装置的第一实施方式的结构图。此外，图2是表示在图1所示的检测装置中使用的激励光源单元和摄像装置的结构的斜视图。以下，参照图1和图2说明本实施方式的哨位淋巴结检测装置的结构。

本哨位淋巴结检测装置1是采用对于包括人体等活体上的哨位淋巴结21的活体观察部20，在活体观察部20照射规定波长的激励光10，观察由从该活体观察部20发出的荧光所产生的像(荧光像11)的方法，对哨位淋巴结进行检测的装置。在使用本检测装置1的哨位淋巴结的检测中，要预先向活体观察部20内的肿瘤附近注入荧光色素。然后，观察来自积累在哨位淋巴结上荧光色素的荧光检测淋巴结。作为荧光色素，只要考虑到检测装置1的具体结构等适宜选择的荧光色素即可，作为这样的荧光色素的例子，可以举出靛青绿(indocyanine green)。

图1所示的检测装置1具备激励光源单元2、光学滤波器3、摄像装置4、调整装置5和图像显示装置6。激励光源单元2具有多个激励光源2a和在一个面上设置有激励光源2a的支撑板2b。多个激励光源2a由分别将同一波长的光作为激励光射出的光源结构，用于对包括哨位淋巴结21的活体观察部20照射激励光10。此外，如图2所示，激励光源2a以作为本检测装置1的光轴的激励光源单元2的中心轴Ax为对称轴二维排列。

作为激励光源2a，优选使用半导体激光器(LD)或发光二极管(LED)。此外，从激励光源2a供给的激励光10的波长，可根据在观察中所使用的荧光色素的光吸收特性等，通过可激励荧光色素的波长进行选择。例如，作为荧光色素使用上述靛青绿的情况下，就可以适宜选择使用其光吸收波段处于近红外波段，该波段内的波长(例如波长730nm)。

在支撑板2b上，在包括其中心轴Ax的中央位置上设置有开口部2c。该开口部2c用于使来自从激励光源单元2的前方入射的活体观察部分20的荧光像11向后方通过。上述多个激励光源2a二维地排列为包围该开口部2c。其中，在这样的结构中，为了防止因开口部2c的影响使得向活体观察部20照射的激励光10的强度分布在中央处变弱，优选朝向中心轴Ax倾斜地设置开口部2c附近的激励光源2a的光轴。

此外，在支撑板2b的开口部2c内，设置有透过来自作为观察对象的活体观察部20的光中、从活体观察部20发出的荧光像11的波段的光的光学滤波器3。作为光学滤波器3，优选具有切断包括激励光10在活体观察部20被反射后的反射光的荧光像11以外的波长的光的透过特性的光学滤波器。

在激励光源单元2的后方侧设置有摄像装置4。在本实施方式中，该摄像装置4在光轴Ax已经一致的状态下与激励光源单元2设置成一体。由此，被从激励光源2a照射的激励光10所激励的活体观察部20中的荧光色素所发出的荧光像11透过支撑板2b的开口部2c和光学滤波器3到达摄像装置4。摄像装置4对入射的荧光像11进行摄像，将得到的观察图像作为图像数据输出。

作为摄像装置4，例如，可以使用可取得二维图像的CCD摄像机。特别是在该摄像装置4中，优选使用对荧光像11的波段(由于通常以800nm前后的荧光图像作为对象，故是近红外波段)是光可以以高的灵敏度进行摄像的摄像装置。此外，对于多个激励光源2a和摄像装置4来说，可根据需要分别连接激励光源用电源和摄像装置用电源。但是，在图1中，对于电源等则省略图示。此外，这些装置也可以使用由电池进行驱动的装置。

对从摄像装置4输出的观察图像设置有调整装置5。该调整装置5是通过自动或手动调整从摄像装置4输出的观察图像的图像数据的调整装置。本实施方式的调整装置5具有亮度调整部5b和对比度调整部5c，对来自摄像装置4的观察图像分别进行亮度和对比度的调整。调整部5b、5c的观察图像的调整条件由调整指示部5a发出指示。调整指示部5a自动地或根据来自观察者的输入设定观察图像的调整条件。但是，在调整条件固定的情况下，也可以不设置这样的调整指示部5a。此外，就从摄像装置4向调整装置5的图像数据的传送来说，可以使用由有线或无线进行传送的传送方法。

在调整装置5上连接有图像显示装置6和图像记录装置7。图像显示装置6在其显示部分6a上，将用调整装置5调整后的观察图像15作为用来检测哨位淋巴结21的图像进行显示。作为该图像显示装置6，例如可以使用已安装到CRT监视器或作为摄像装置4的CCD摄像机上的液晶显示器等。此外，图像记录装置7是用来记录用调整装置5调整后的观察图像的数据的记录机构。作为该图像记录装置7，例如可以使用将观察图像记录到作为记录媒体的录像带上的视频录像机等。

对使用图1所示的哨位淋巴结检测装置1的哨位淋巴结的检测方法进行说明。首先，向肿瘤附近注入本身为荧光色素的靛青绿。在经过了规定时间后，靛青绿通过淋巴流到达哨位淋巴结21。其次，当通过激励光源单元2对于包括该哨位淋巴结21的活体观察部20照射规定波长(例如波长730nm)的激励光10时，由于靛青绿而从该活体观察部20发出近红外波段的荧光像11。这里，通过光学滤波器3，在使该荧光像11透过的同时，还可以切断来自照射了激励光10的活体观察部20的反射光。

其次，通过作为摄像装置4的CCD摄像机对透过了光学滤波器3的荧光像11进行摄像，从CCD摄像机向调整装置5输出观察图像的数据。调整装置5对于来自摄像装置4的观察图像进行亮度和对比度的调整。由此，可以产生用于检测哨位淋巴结的调整后的观察图像15。然后，采用在图像显示装置6的显示部6a上显示该图像15的办法，可以实现哨位淋巴结21的容易地检测。此外，图像15还可以根据需要在图像记录装置7中记录到记录介质。

对上述实施方式的哨位淋巴结检测装置1的效果进行说明。

在图1所示的检测装置1中，其结构为一体地设置有具有对活体观察部20照射激励光10的激励光源2a的激励光源单元2，和对荧光像11进行摄像的摄像装置4。由此，不需要激励光源单元2与摄像装置4之间的光轴对准等设置调整作业。此外，在这样的结构中，即便在移动检测装置1时也不需要分别移动激励光源单元2和摄像装置4。因此，可以用简单的装置结构实现容易操作的检测装置1。

此外，不是保持原状不变地在图像显示装置6上显示用摄像装置4所取得的观察图像，而是通过调整装置5对观察图像的亮度和对比度进行调整，使调整后的观察图像15变成为用于检测哨位淋巴结的图像。由此，可以实现对于活体观察部20的良好的图像的显示。若采用以上的结构，实现可以容易地检测哨位淋巴结21的检测装置1。此外，在这样的结构中，可以使装置小型化而且廉价化。另外，就调整装置5的配置来说，优选设置在摄像装置4的附近或内部。

此外，在图1和图2所示的激励光源单元2中，采用二维地将多个激励光源2a排列起来的办法，可以在规定范围内对活体观察部20均匀地照射激励光10。就激励光源2a来说，优选具有用来调整其光强度的功能。此外，就光学滤波器3来说，优选设置在摄像装置4的透镜的前部或内部。

至于调整装置5、图像显示装置6和图像记录装置7，可以与激励光源单元2和摄像装置4分开设置或者与它们一体地设置。此外，对于图像显示装置6来说，如图3所示的图像显示装置60那样，优选使用可装设在观察者的头部的装置(例如，风镜型和眼镜型)。由此，在观察时没有必要移动图像显示装置6等或用手进行保持，可以增大观察以外的作业的自由度。在该情况下，也可以做成为这样的结构：对于图像显示装置6以外的激励光源和摄像装置、调整装置等，也可以与图像显示装置一起装设成一体。

此外，在本实施方式中，对于来自调整装置5的调整后的观察图像设置有图像记录装置7。由此，可以记录观察时的观察图像。但是，至于这样图像记录装置7，也可以做成为如果不要则不设置的结构。

此外，对于在来自活体观察部20的光中选择性地透过荧光像11的光学滤波器3来说，也可以使以规定的光强度透过来自照射了激励光10后的活体观察部20的反射像。由此，如图4中模式性地表示那样，可以得到与荧光像对应的图4(a)所示的荧光图像和与反射像对应的图4(b)所示的通常图像重叠起来的图4(c)所示的观察图像。由此，活体观察部20中的哨位淋巴结21的位置的把握变得容易。

这样，在使用以规定强度透过来自活体观察部20的激励光的反射像(通常像)的光学滤波器的情况下，优选以荧光像的荧光强度以下的光强度透过反射像，特别是为了明确地识别荧光像11，优选以荧光强度的10％以下或10％左右的强度透过反射像。

与具体例一起，对调整装置5的结构和观察图像的亮度与对比度的调整进行说明。图5的框图表示用于图1所示的检测装置的调整装置的结构例。

在本结构例中，调整装置5除去对于图1相关的上述调整指示部5a、亮度调整部5b和对比度调整部5c之外，还具有信号分离电路5d和信号合成电路5e。通常，从取得二维图像的摄像装置4将由视频信号和同步信号结构的合成视频信号作为图像数据输出。从摄像装置4向调整装置5输入的观察图像的合成视频信号在信号分离电路5d中被分离成同步信号和视频信号，其中的视频信号被输入到亮度调整部5b和对比度调整部5c。调整部5b、5c用调整指示部5a所指示的调整条件对视频信号进行亮度和对比度(增益和补偿)的调整。然后，再次通过信号合成电路5e对同步信号和通过调整部5b、5c调整后的视频信号进行合成，作为调整后的观察图像的合成视频信号向图像显示装置6输出。

这样的观察图像的调整特别是除上述那样的荧光像(荧光图像)之外，还在使用使来自活体观察部的反射像(通常图像)以规定的强度透过的光学滤波器的情况下有用。图6是表示对通过调整装置进行观察图像的亮度和对比度的调整的曲线图。此外，图7是表示通过调整装置进行观察图像的亮度和对比度的调整的一例的照片。

如上所述，在使用透过反射像的一部分的光学滤波器的情况下，如图6(a)所示，在该视频信号中，混合存在有通常图像与荧光图像。相对于此，如图6(b)和图7(a)所示，采用进行增强对比度的调整的办法，可以得到淋巴结的清楚的图像。此外，如图6(c)和图7(b)所示，采用进行增强亮度的调整的办法，可以通过将通常图像和荧光图像重叠起来的图像明确地把握活体观察部分中的淋巴结的位置。这样，采用对于观察图像进行其亮度和对比度的调整的办法，可以得到良好的观察图像。此外，对于具体的调整方法，如在对亮度或对比度进行调整的情况下所例示的那样，可根据目的适当地设定。一般地说，调整装置5只要构成为使得对观察图像的亮度和对比度中的至少一者进行调整即可。

进一步对本发明的淋巴结检测装置进行说明。

图8是作为本发明的淋巴结检测装置的第二实施方式的内窥镜装置的结构图。

本内窥镜装置100是采用对包括活体的哨位淋巴结等的淋巴结121的活体观察部120照射规定波长的激励光110，观察从该活体观察部120发出的荧光产生的像(荧光像111)的办法检测淋巴结的装置。图8所示的内窥镜装置100由激励光源单元102、光学滤波器103、摄像装置单元104、调整装置105、图像显示装置106和纤维镜150。纤维镜150由插入到体内用来进行活体观察部120的观察的柔软细长的插入部分150a和对于该插入部分150a设置根部的操作部分150b结构。

在纤维镜150上，设置有本身为将来自激励光源单元102的激励光110导向活体观察部120的光引导机构的光引导光纤151，和本身为将来自活体观察部120的荧光像导向摄像装置单元104的图像引导装置的图像引导光纤152。此外，在光纤151、152的插入部150a侧的端部上分别设置有透镜151a、152a。

在光引导光纤151的操作部分150b侧的端部上连接有激励光源单元102。该激励光源单元102具有单一的激励光源102a和激励光源用电源102b。激励光源102a由将规定波长的光作为激励光射出的光源结构，用于对包括淋巴结121的活体观察部120照射激励光110。其中，对于激励光110的波长等，与上述图1的情况相同。

在图像引导光纤152的操作部分150b侧的端部上连接有摄像装置单元104。该摄像装置单元104具有透过从活体观察部120发出的荧光像111的波段的光的光学滤波器103和对透过了光学滤波器103后的荧光像111进行摄像的摄像装置104a。此外，在光纤152与摄像装置单元104之间设置有包括成像透镜104c的成像光学系统104b。

对从摄像装置104a输出的观察图像设置有调整装置105。本实施方式的调整装置105与图1所示的调整装置5同样，具有亮度调整部105b和对比度调整部105c，对来自摄像装置104a的观察图像分别进行亮度、对比度的调整。调整部105b、105c的观察图像的调整条件由调整指示部105a发出指示。

在调整装置105上连接有图像显示装置106和图像记录装置107。图像显示装置106在其显示部分106a上将已用调整装置105进行调整后的观察图像115作为用来检测哨位淋巴结121的图像进行显示。此外，图像记录装置107是用来记录已在调整装置105中进行了调整的观察图像的数据的记录装置。

在图8所示的作为淋巴结检测装置的内窥镜装置100中，与图1所示的检测装置1同样，不是保持原状不变地在图像显示装置106上显示用摄像装置104a所取得的观察图像，而是通过调整装置105对观察图像的亮度和对比度进行调整，使调整后的观察图像115变成为用于检测哨位淋巴结的图像。由此，可以实现对活体观察部120的良好的图像的显示。若采用以上的结构，则可以实现容易地检测哨位淋巴结121的内窥镜装置100。

此外，采用将这样的结构应用于内窥镜装置的办法可以减小切开活体的部位。此外，还可以靠近淋巴结进行摄像，可以精度更为良好地检测淋巴结。

本发明的哨位淋巴结检测装置可以用各种各样的变形而不限于上述的实施方式和结构例。例如，对于对活体观察部照射激励光的激励光源来说，虽然在上述实施方式中使用的是具有多个激励光源2a的激励光源单元2，但如图8所示的实施方式那样，也可以使用单一的激励光源。此外，对于要从摄像装置输出的图像数据来说，在LIVE图像(30Hz)的情况中，在等图像数据中的噪声成为问题的情况下，可通过采用递归滤波器等滤波技术的办法降低噪声，可以得到更为鲜明的荧光图像。此外，上述结构的检测装置并不限于哨位淋巴结检测装置，一般地说可作为淋巴结检测装置使用。

此外，对于用于哨位淋巴结的观察的荧光色素来说，虽然一般地说可以使用水溶性的荧光色素，但是，由于用生理盐水使荧光色素溶化后的荧光色素分子量小，故有时候不在最初所到达的淋巴结中停留下来而到达第二个、第三个的淋巴结。在这样的情况下，采用使荧光试药结合到发近红外光的荧光的数10nm直径的量子点或金属胶体和胶乳微珠上的荧光示踪剂的办法，哨位淋巴结的位置鉴定的精度提高就是可以期待的。

产业的可利用能性

本发明可以用做装置结构简单而且易于操作的、显示良好的图像的淋巴结检测装置。

Claims (5)

1.一种淋巴结检测装置，其特征在于，具备：

对活体观察部照射激励光的激励光源，该活体观察部包括已预先注入发出规定波长的荧光的荧光色素的肿瘤附近的淋巴结；

透过从所述活体观察部发出的荧光像的光学滤波器；

对透过所述光学滤波器的所述荧光像进行摄像的摄像机构；

对从所述摄像机构输出的观察图像的亮度和对比度中的至少一者进行调整的调整机构；

显示将通过所述调整机构调整后的所述观察图像作为用来检测淋巴结的图像的图像显示机构，

所述光学滤波器在透过所述荧光像的同时，还以规定的光强度将来自照射有所述激励光的所述活体观察部的反射像向着所述摄像机构透过，

所述摄像机构取得与所述荧光像对应的荧光图像和与所述反射像对应的通常图像重叠起来的所述观察图像。

2.根据权利要求1所述的淋巴结检测装置，其特征在于：所述摄像机构与所述激励光源一体地设置。

3.根据权利要求1所述的淋巴结检测装置，其特征在于：所述图像显示机构可装设在观察者头部。

4.根据权利要求1所述的淋巴结检测装置，其特征在于，具备：记录通过所述调整机构调整后的所述观察图像的图像记录机构。

5.根据权利要求1所述的淋巴结检测装置，其特征在于：具备将来自所述激励光源的所述激励光导向所述活体观察部的光引导机构；和将来自所述活体观察部的所述荧光像导向所述摄像机构的图像引导机构，构成为内窥镜装置。

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