CN102204811A - 荧光图像获取方法、程序以及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了荧光图像获取方法、程序以及装置。一种荧光图像获取方法,包括以下步骤:用激发荧光色素的短脉冲光束照射眼底;将发射光的时间点设定为基准,测量基准之后预定时间段的两个不同时刻处的荧光色素的荧光强度,确定两个不同时刻处的荧光强度之间的比,并通过使用该比来检测标记在靶标上的荧光色素的发光强度;根据检测步骤的检测结果,生成标记在靶标上的荧光色素的荧光图像。
Description
技术领域
本发明涉及一种荧光图像获取方法、荧光图像获取程序以及荧光图像获取装置,优选用于例如老年性黄斑变性的检查。
背景技术
老年性黄斑变性(AMD)是构成视力损害和视力丧失的主要原因的疾病,一般分为渗出型和萎缩型。萎缩型AMD是黄斑组织随着年龄的增长逐渐萎缩从而引起长期的视力下降等的疾病。另一方面,渗出型AMD是从脉络膜在黄斑处产生新血管形成的疾病,而且,由于新形成的血管较为脆弱,所以视网膜的色素层或视网膜下面产生出血,从而使黄斑部位的功能紊乱。
通常,新陈代谢产生的废物在位于视网膜和脉络膜之间的视色素层中被消化。但是,当视网膜的色素层的功能随着年龄的增长而降低时,废物无法被消化,而是积聚(如玻璃疣)在布鲁赫(Bruch)膜上,造成慢性炎症。这种情况下,炎症部位释放一种能促进新血管形成的因子(agent),以抑制炎症。随之,新血管从脉络膜形成。这样,引起AMD。
鉴于此,提出了一种装置,用于拾取受检者眼底的图像并从眼底图像检测病变部位例如废物(参见例如日本公开专利第2008-295804号,下文中称为专利文献1)。
发明内容
同时,专利文献1公开了,不仅可以应用眼底照相机作为获取眼底图像的装置,而且可以应用扫描型激光检眼镜等作为获取眼底图像的装置。在扫描型激光检眼镜中,以扫描的方式用光束照射眼底,由成像装置接收预定部位的反射光或荧光,从而获得眼底图像。
由扫描型激光检眼镜获取的眼底图像可以是荧光图像,其清晰度比由眼底照相机获得的图像高。但是,与这种眼底照相机的情况类似,均根据形态学的发现从所获取的眼底图像检测病变部位。
因此,在根据现有技术的装置的情况下,根据形态学的发现从所获取的眼底图像检测病变部位。因此,无法在新血管形成之前较早且精确地找出病变部位。
因此,需要在早期阶段精确地发现眼底处的病变部位的荧光图像获取方法、荧光图像获取程序以及荧光图像获取装置。
根据本发明的一个实施方式,提供了一种荧光图像获取方法,包括以下步骤:用短脉冲光束照射眼底,以激发具体与靶标特异键合的荧光色素;将发射光的时间点设定为基准,测量在基准之后预定时间段的两个不同时刻处的荧光色素的发光强度,确定两个不同时刻处的荧光强度之间的比,并通过使用所述比来检测标记在靶标上的荧光色素的发光强度;以及根据检测步骤的检测结果,生成标记在靶标上的荧光色素的荧光图像。
另外,根据本发明的另一个实施方式,提供了一种荧光图像获取程序,其中,使计算机执行以下步骤:用激发荧光色素的短脉冲光束照射眼底;将发射光的时间点设定为基准,测量在基准之后预定时间段的两个不同时刻处的荧光色素的荧光强度,通过使用所述两个不同时刻处的荧光强度之间的比来检测标记在靶标上的荧光色素的荧光强度;以及根据检测步骤的检测结果,生成标记在靶标的荧光色素的荧光图像。
此外,根据本发明的进一步实施方式,提供了一种荧光图像获取装置,包括:光源,可操作地发出激发荧光色素的短脉冲光束;光源控制部,可操作地用从光源发出的光照射眼底;检测部,可操作地将发射光的时间点设定为基准,测量在基准之后预定时间段的两个不同时刻处的荧光色素的发光强度,并通过使用两个不同时刻处的发光强度之间的比来检测标记在靶标上的荧光色素的发光强度;以及生成部,可操作地根据检测部的检测结果生成标记在靶标上的荧光色素的荧光图像。
根据这些实施方式,可以根据两个时刻处的荧光强度来获取仅反映靶标所标记的荧光色素的荧光图像。因此,可以精确地获得对靶标进行标记的荧光色素的荧光图像,而不会将未对靶标进行标记的荧光色素反映在图像上。此外,在采用早期阶段出现在眼底病变部位的蛋白质作为用荧光色素来标记的靶标的情况下,可以通过获取荧光图像使蛋白质可视化,提供了眼底检查的物质基础。除了形态学发现,借助于所提供的物质基础,可以在早期阶段发现眼底的病变部位。
根据本发明的另一个实施方式,提供了一种荧光图像获得方法,包括以下步骤:输入荧光色素已给药至受检者的信息;在从输入步骤进行输入开始经过预定时间段之后开始测量;用激发荧光色素的光照射受检者的眼底;测量当被光激发时发出荧光的荧光色素的发光强度;以及根据发光强度生成荧光图像。
另外,根据本发明的又一个实施方式,提供了一种荧光图像获取程序,其中,使计算机执行以下步骤:输入荧光色素已给药至受检者的信息;在从通过输入步骤进行输入开始经过预定时间段之后开始测量;用激发荧光色素的光照射受检者的眼底;测量当被光激发时发出荧光的荧光色素的发光强度;以及根据发光强度生成荧光图像。
此外,根据本发明的再一个实施方式,提供了一种荧光图像获取装置,包括:光源,可操作地发出激发荧光色素的短脉冲光束;控制台单元,可操作地输入荧光色素已给药至受检者的信息;测量开始控制部,可操作地在从控制台单元进行输入开始经过预定时间段之后开始测量;光源控制部,可操作地用激发荧光色素的光照射受检者的眼底;测量部,可操作地测量当被光激发时发出荧光的荧光色素的发光强度;以及生成部,可操作地根据荧光强度生成荧光图像。
根据这些实施方式,排除了未标记在靶标上的荧光色素,可以仅获取标记在靶标上的荧光色素的图像。因此,可以高精度地获取标记在靶标上的荧光色素的荧光图像。此外,在采用早期阶段出现在眼底病变部位的蛋白质作为用荧光色素进行标记的靶标的情况下,可以通过获取荧光图像使蛋白质可视化,提供了眼底检查的物质基础。除了形态学发现,借助于这样提供的物质基础,可以在早期阶段发现眼底的病变部位。
根据本发明的上述实施方式中的某些,可以根据所述两个时刻处的荧光强度,仅获取标记在靶标上的荧光色素的荧光图像。因此,可以精确地获取标记在靶标上的的荧光色素的荧光图像,而不会反映未标记在靶标上的荧光色素。另外,在采用早期阶段出现在眼底病变部位的蛋白质作为用荧光色素来标记的靶标的情况下,可以通过获取荧光图像使蛋白质可视化,提供了眼底检查的物质基础。除了形态学发现,借助于这样提供的物质基础,可以在早期阶段发现眼底的病变部位。因此,可以实现在早期阶段精确地发现眼底病变部位的荧光图像获取方法、荧光图像获取程序以及荧光图像获取装置。
另外,排除了未标记在靶标上的荧光色素,可以仅获取标记在靶标上的荧光色素的图像。因此,可以高精度地获取标记在靶标上的荧光色素的荧光图像。此外,在采用早期阶段出现在眼底病变部位的蛋白质作为用荧光色素进行标记的靶标的情况下,可以通过获取荧光图像使蛋白质可视化,提供了眼底检查的物质基础。除了形态学发现,借助于这样提供的物质基础,可以在早期阶段发现眼底的病变部位。因此,可以实现能在早期阶段精确地发现眼底病变部位的荧光图像获取方法、荧光图像获取程序以及荧光图像获取装置。
附图说明
图1为示出根据本发明实施方式的荧光图像获取装置的框图;
图2为示出本发明实施方式中的成像装置的构造的框图;
图3为示出用于执行荧光图像获取处理的CPU的功能构造的框图;
图4为示出荧光寿命的变化的曲线图;
图5为用于说明荧光图像获取处理的过程的流程图;以及
图6为用于说明根据另一个实施方式的荧光图像获取处理的过程的流程图。
具体实施方式
现在,下面将对实施本发明的实施方式进行说明。顺便提及,将按以下顺序进行说明。
1.第一实施方式
2.另一个实施方式
<1.第一实施方式>
[1-1.荧光图像获取装置的构造]
图1示出了根据该第一实施方式的荧光图像获取装置1。荧光图像获取装置1用于检查眼底黄斑处是否存在玻璃疣积聚。
具体地,已知的是,淀粉样β蛋白在玻璃疣的形成阶段积聚在眼底黄斑处。在淀粉样β蛋白中,β片层结构堆叠成层,以形成集合体(参见YoshidaT.et al,“The potential role of amyloid b in the pathogenesis of age-relatedmacular degeneration”,The Journal of Clinical Investigation,Vol.115,2005,pp.2793-2800以及Dentchev T.et al,“Amyloid b is found in drusen fromsome age-related macular degeneration retinas,but not in drusen from normalretinas.”,Molecular Vision,Vol.9,2003,pp.184-190)。
另一方面,在通过PET(正电子放射断层扫描仪)等检测是否存在(据说是老年痴呆症的原因的)淀粉样β蛋白时,使用AOI(4,8-二甲基-2,3,8,9,10-五氢-1,6,11-三恶-4-氮阳离子-8,13-二氮并五苯四氟硼酸盐)作为标志化合物。AOI是荧光色素,仅特异地与淀粉样β蛋白键合。除AOI之外的同样适用于作为标志化合物的其他物质,能够通过与淀粉样β蛋白的特异键合而发出荧光,包括BF227(2-[2-(2-二甲基氨基噻唑-5-基)乙烯基]-6[2-(氟代)乙氧基]苯并恶唑)、FSB((反,反)-1-氟代-2,5-二(3-羟基羰基-4-羟基)苯乙烯基苯)以及PIB(2-[4’-(甲氨基)苯基]-6-羟基苯并噻唑)。
因此,在受检者的黄斑处形成玻璃疣的情况下,对受检者用AOI给药导致AOI与玻璃疣中所含的淀粉样β蛋白键合。
鉴于此,这样设计荧光图像获取装置1,从而用光照射预先用AOI给药的受检者的眼底,以激发AOI,并获取这种情况下的眼底的荧光图像,从而,比现有技术更早地发现作为老年性黄斑变性的早期症状的玻璃疣积聚。
荧光图像获取装置1包括:信号发生器11、短脉冲激光器12、反射镜13、波前补偿光学元件14、反射镜15、光束直径调节器16、激光扫描检眼镜17、带通滤波器18、聚光透镜19、光检测器20、信号延迟装置21和成像装置22。
成像装置22根据需要控制信号发生器11、波前补偿光学元件14、光束直径调节器16、激光扫描检眼镜17和信号延迟装置21。这将在下文中说明。
信号发生器11一旦收到来自成像装置22的激光束输出命令,就向短脉冲激光器12和信号延迟装置21发送用于输出短脉冲(例如,10[ps])激光束的发射信号。
短脉冲激光器12被设计为能够根据从信号发生器11提供的发射信号来发射脉冲激光束,具有620~1000[nm]范围内的波长。脉冲宽度可在10[fsec]~100[p sec]的范围内任意设定。
具体地,在从短脉冲激光器12发射的激光束的波长为633[nm],并且脉冲宽度约为10[ps]的情况下,则输出稳定度约为±5[%],重复频率为80[MHz],并且平均光束输出约为200[mW]。将输出控制为不对眼底造成损伤的能量。
从短脉冲激光器12发射的激光束在入射到波前补偿光学元件14上之前由反射镜13反射。波前补偿光学元件14校正入射激光束的波前像差,并反射这样校正后的激光束,以将其引导至反射镜15。这样,波前补偿光学元件14能够校正晶状体100A的个体差异引起的波前像差。
由反射镜15反射的激光束透过用于控制激光束直径的激光束直径调节器16,以入射到激光扫描检眼镜17上。激光束直径调节器16由例如两个透镜组成,从而可以通过在光轴方向上移动一个透镜来控制激光束的光束直径。
激光扫描检眼镜17包括XY扫描仪17A(包括例如用于在XY平面(在眼底100B处与光轴正交的平面)上扫描激光束的检电镜)、Fθ透镜17B、二向色镜17C和像差校正凸透镜17D、17E,。
由激光束直径调节器16控制光束直径的激光束被XY扫描仪17A反射,透过Fθ透镜17B和二向色镜17C,然后通过像差校正凸透镜17D和17E,以入射到眼睛100上。
进入眼睛100的激光束由眼睛100的晶状体100A会聚,照射到包括黄斑的眼底100B上。顺便提及,期望进入眼睛100的激光束的能量不超过1[mW]。
在要由波长为633[nm]的激光束来激发的作为荧光色素的AOI出现在眼底100B处的情况下,AOI被从荧光图像获取装置1发射的激光束激发。
由激光束激发的AOI发出波长约为670[nm]的荧光。由该荧光获得的光(该光在下文中也称为荧光)透过晶状体100A和像差校正凸透镜17D、17E,并由二向色镜17C反射。
二向色镜17C被设计为例如反射波长不小于650[nm]的光,并且使波长小于650[nm]的光透过。因此,二向色镜17C使短脉冲激光器12发射的激光束透过,但是反射荧光。
由二向色镜17C反射的荧光在到达光检测器20之前透过带通滤波器18,并由会聚透镜19会聚。带通滤波器18被设计为例如能够使具有670[nm]的中心波长以及50[nm]的波长带的波长区域内的光透过。
光检测器20具有例如MCP(多通道板),由会聚透镜19会聚的荧光根据信号延迟装置21提供的延迟信号的定时由该多道板接收,并且这样获得的荧光的强度(该强度在下文也称为荧光强度)输出至成像装置22。顺便提及,光检测器20例如根据使用TCSPC(时间相关单光子计数)法的预定测量次数的测量定时下的单光子数量来测量荧光强度。
信号延迟装置21向光检测器20发送延迟信号,以确保在将信号发生器11提供的发射信号的时间点当作基准的同时,在从基准经过预定时间之后,测量照射(impinge)在光检测器20上的发光光的荧光强度。
成像装置22根据XY扫描仪17A的激光束的扫描位置与光检测器20测量的荧光强度之间的关系而形成荧光图像,并将荧光图像的数据存储在存储单元中。
[1-2.成像装置的构造]
现在,下面将对成像装置22的构造进行说明。如图2所示,通过将多种硬件连接至负责控制的CPU(中央处理单元)31而构成成像装置22。
具体地,ROM(只读存储器)32、用作CPU 31的工作存储器的RAM(随机存取存储器)33、根据用户的操作来输入命令的控制台单元34、接口单元35、显示单元36和存储单元37通过总线38连接至CPU 31。
用于执行各种处理的程序存储在ROM 32内。信号发生器11、波前补偿光学元件14、激光束直径调节器16、XY扫描仪17A和信号延迟装置21等连接至接口单元35。
液晶显示器、EL(电致发光)显示器、等离子显示器等用作显示单元36。以HD(硬盘)为代表的磁盘、或半导体存储器、光盘等用作存储单元37。
CPU 31将与从控制台单元34给出的命令相对应的程序(程序选自存储在ROM 32内的多个程序)展开到RAM 33中,并根据这样展开的程序根据需要控制显示单元36和存储单元37。
另外,根据需要,CPU 31根据这样展开的程序控制信号发生器11、波前补偿光学元件14、激光束直径调节器16、XY扫描仪17A、信号延迟装置21等。
[1-3.荧光图像获取处理]
现在,下面将说明用于获取用AOI给药后的受检者的眼底100B的荧光图像的荧光图像获取处理。
顺便提及,在进行荧光图像获取处理之前,将作为荧光标志化合物的AOI溶解在浓度为例如2[mg/kg]的生理盐水中,通过例如静脉注射将该溶液给药至受检者。
然后,据确认,AOI已到达用AOI给药后的受检者的眼底100B,并且在经过预定时间之后,进行荧光图像获取处理,以获得整个眼底和黄斑部位的荧光图像。
此处,在眼底100B的黄斑处已积聚有淀粉样β蛋白的情况下,给药至受检者的AOI一旦到达眼底100B,就与淀粉样β蛋白键合。这样与淀粉样β蛋白键合的AOI的运动受限,从而延长了其荧光寿命。
另一方面,未与淀粉样β蛋白键合的AOI由肾脏和肝脏代谢,大多数从给药开始约120分钟内被排泄掉。
但是,不能说,甚至在从给药开始约120分钟之后,未与淀粉样β蛋白键合的AOI已完全从黄斑去除。另外,应当降低激光束的强度,以减轻受检者的负担。
因此,在根据现有技术的方法中,未与淀粉样β蛋白键合的AOI可能反映在所获得的荧光图像上。另外,由于所使用的激光束的强度低,所以因噪声等的影响造成S/N(信噪)比很差。因此,在现有技术的方法中,可能无法区分与淀粉样β蛋白键合的AOI与所获得的荧光图像。
鉴于此,荧光图像获取装置1根据与淀粉样β蛋白键合的AOI以及未与淀粉样β蛋白键合的AOI之间的荧光寿命的差来获取荧光图像。
具体地,在荧光图像获取装置1中,在从确认AOI已经到达用AOI给药后的受检者的眼底100B的时间开始经过预定时间(120分钟)之后,进行荧光图像获取处理。
当从控制台单元34提供荧光图像获取处理的运行命令时,CPU 31根据与运行命令相对应的程序,具有驱动控制部41、光源控制部42、延迟控制部43、检测部44、图像获取部45的功能,如图3所示。
驱动控制部41驱动XY扫描仪17A,并移动XY扫描仪17A,从而用激光束照射预定位置。
光源控制部42向信号发生器11发送输出信号,以使短脉冲激光器12发射激光束。一旦被提供来自光源控制部42的输出信号,信号发生器11就向短脉冲激光器12发送发射信号,以使其发射短脉冲激光束,并向信号延迟装置21发送发射信号。
延迟控制部43根据例如来自控制台单元34的输入来确定由光检测器20进行的荧光强度测量的定时,并向信号延迟装置21发送指示定时的信号。
根据从延迟控制部43提供的信号,信号延迟装置21将从信号发生器11提供发射信号的时间点当作基准,在时间t1和t2处向光检测器20发送延迟信号,时间t1和t2是在基准之后的预定时间段。光检测器20在被提供延迟信号的定时处(即,在时间t1和t2处)测量荧光强度。
顺便提及,时间t1和t2被设定为比AOI的荧光寿命短。此外,虽然该实施方式中将时间t1设定在当荧光强度具有峰值时的时间处,但是其可以另行设定。
因此,CPU 31启动驱动控制部41,以移动XY扫描仪17A,从而改变激光束的照射位置,并使在光源控制部42和延迟控制部43的控制下在时间t1和t2处进行该位置的荧光强度的测量。
这样,CPU 31使XY扫描仪17A在预定成像范围内扫描激光束,并使光检测器20在以发射激光束时间点为基准的时间t1和t2处测量各位置的荧光强度。
同时,如上所述,已经与淀粉样β蛋白键合的AOI和未与淀粉样β蛋白键合的AOI的荧光寿命不同。已经与淀粉样β蛋白键合的AOI和未与淀粉样β蛋白键合的AOI的荧光寿命之间的关系如图4所示。
在图4中,时间t0表示当发射激光束时的时间;实线表示与淀粉样β蛋白键合的AOI的荧光强度;而虚线表示未与淀粉样β蛋白键合的AOI的荧光强度。
由光检测器20在时间t1处测量的荧光强度I1是激发后的AOI的荧光强度的峰值,该值是与淀粉样β蛋白键合的AOI和未与淀粉样β蛋白键合的AOI二者共同的值。
但是,由于荧光寿命的差,时间t2处的与淀粉样β蛋白键合的AOI的荧光强度I2A高于时间t2处的未与淀粉样β蛋白键合的AOI的荧光强度I2B。顺便提及,在不彼此区分荧光强度I2A和I2B的情况下,荧光强度将也称为荧光强度I2。
检测部44对于XY扫描仪17A的扫描的所有位置,计算在时间t1处的荧光强度I1与在时间t2处的荧光强度I2之间的比(I2/I1),并将该比与阈值进行比较。
将阈值设定为小于荧光强度I1和荧光强度I2A之间的比(I2A/I1)、但不小于荧光强度I1和荧光强度I2B之间的比(I2B/I1)的值。
在时间t1处的荧光强度I1与时间t2处的荧光强度I2之间的比不小于阈值的情况下,光检测器44确定荧光强度是与淀粉样β蛋白键合的AOI的荧光强度,并检测相关位置作为与淀粉样β蛋白键合的AOI所存在的位置。
图像获取部45形成荧光图像,在与淀粉样β蛋白键合的AOI所存在的位置上的亮度值是根据该位置处的荧光强度I1的亮度值,而其他位置处的亮度值为0(黑)。
图像获取部45获取这样形成的荧光图像上的数据,并将数据存储在存储单元37中。另外,图像获取部45根据控制台单元34上的操作在显示单元36上显示荧光图像。
[1-4.荧光图像获取处理的过程]
现在,将使用图5所示的流程图对上述荧光图像获取处理的过程进行说明。
实际上,CPU 31从程序RT1的START步骤开始控制,并进入下一步骤SP1。在步骤SP1中,CPU 31驱动XY扫描仪17A移动,从而用激光束照射预定位置,然后进入下一步骤SP2。
在步骤SP2中,CPU 31向信号发生器11发送输出信号。短脉冲激光器12通过信号发生器11被启动,以发射短脉冲激光束,并且CPU 31进入下一步骤SP3。
在步骤SP3中,CPU 31获取光检测器20在(作为当从信号发生器11提供发射信号时的时间点之后的预定时间段的)时间t1和t2处测量的荧光强度I1和I2。然后,CPU 31进入下一步骤SP4。
在步骤SP4中,CPU 31确定是否获取了成像范围内所有位置处的荧光强度。如果确定结果为否定的(否),则控制返回到步骤SP1,重复步骤SP1~SP4,直到获取了所有位置处的荧光强度。
另一方面,如果步骤SP4的确定结果为肯定的(是),则意味着已获取了成像范围内所有位置处的荧光强度,并且CPU 31进入下一步骤SP5。
在步骤SP5中,CPU 31将时间t1和t2处的荧光强度I1和I2与阈值进行比较,从而检测与淀粉样β蛋白键合的AOI的荧光强度,并进入下一步骤SP6。
在步骤SP6中,CPU 31根据步骤SP5中的检测结果形成与淀粉样β蛋白键合的AOI的荧光图像。然后,CPU 31进入下一步骤,结束处理。
[1-5.操作与效果]
在如上所述地构造的荧光图像获取装置1中,短脉冲激光器12通过信号发生器11被启动,以便用短脉冲激光束照射眼底100B,以激发与(作为眼底100B处的靶标的)淀粉样β蛋白键合的(作为荧光色素的)AOI。
在将发射激光束的时间点当作基准的同时,荧光图像获取装置1通过光检测器20来测量两个不同(作为基准之后的预定时间段的)时间t1和t2处的AOI的荧光强度I1和I2。
在荧光图像获取装置1中,计算时间t1和t2处的荧光强度I1和I2之间的比,并将其与阈值进行比较,这样设定阈值,从而能够仅检测荧光寿命通过与淀粉样β蛋白的键合而改变的AOI。然后,荧光图像获取装置1根据检测结果产生荧光图像。
这样,荧光图像获取装置1形成仅反映出与黄斑处的玻璃疣中所含的淀粉样β蛋白键合的荧光色素(AOI)的荧光图像。因此,可在早期阶段发现是否存在淀粉样β蛋白。
另外,由于荧光图像获取装置1使用时间t1和t2处的荧光强度I1和I2之间的比,所以可以检测出与淀粉样β蛋白键合的AOI,不取决于测量的时间点处的荧光强度,而仅仅取决于荧光寿命。
与根据现有技术的眼底照相机对玻璃疣的观察相比,(观察与淀粉样β蛋白键合的荧光色素(AOI)的荧光的)荧光图像获取装置1使得可能发现处于玻璃疣较小的阶段中的玻璃疣,因此,在早期阶段高精度地发现玻璃疣。
另外,由于荧光图像获取装置1通过使用时间t1和t2处的荧光强度I1和I2之间的比来仅仅检测与淀粉样β蛋白键合的荧光色素(AOI),所以未与淀粉样β蛋白键合的浮游的荧光色素(AOI)可以被排除在荧光图像之外。
因此,根据荧光图像获取装置1,未与淀粉样β蛋白键合的浮游的荧光色素(AOI)没有反映在荧光图像上。这确保可以更精确地检测是否存在淀粉样β蛋白。
此外,根据荧光图像获取装置1,即使不是在从用荧光色素(AOI)对受检者给药开始经过预定时间段(120分钟)之后获取荧光图像,仍然能够防止未与淀粉样β蛋白键合的荧光色素(AOI)反映在荧光图像上。因此,可以缩短直到成像开始的等待时间,即,检查时间。
同时,与淀粉样β蛋白特异键合的荧光标志化合物大多被紫外线激发。但是,在用紫外线照射眼底的情况下,紫外线无法轻易到达眼底,因为其被角膜和晶状体吸收。因此,在通过使用紫外线获取荧光图像的情况下,紫外线的强度应当高,这增加了受检者眼睛的负担。
另一方面,荧光图像获取装置1使用波长处于红外区域内的激光束,例如633[nm]。因此,尽管激光束的能量较弱,光束仍能够可靠地到达眼底100B,并且能够获取荧光图像。因此,可大大减轻受检者眼睛的负担。
根据上述构造,用短脉冲激光束照射眼底100B,以激发(荧光寿命通过与作为靶标的淀粉样β蛋白的键合而改变的)荧光色素。然后,在将发射激光束的时间点作为基准的同时,测量两个不同(作为在基准之后的预定时间段的)时间t1和t2处的荧光强度I1和I2,并根据时间t1和t2处的荧光强度I1和I2之间的比,生成与靶标键合的荧光色素的荧光图像。
结果,荧光图像获取装置1生成仅反映出与黄斑处的玻璃疣中所含的淀粉样β蛋白键合的荧光色素(AOI)的荧光图像。由此,可在早期阶段精确地发现是否存在玻璃疣。
<2.另一个实施方式>
在上述实施方式中,计算时间t1和t2处的荧光强度I1和I2之间的比,并且,当该比不小于阈值时,将所讨论的荧光色素检测为与淀粉样β蛋白键合的荧光色素。然后,根据检测结果生成荧光图像,如上所述。但是,本发明不限于此;例如,可以根据在从发射激光束开始经过预定时间段之后的荧光强度而生成荧光图像。
具体地,一旦收到来自控制台单元34的获取荧光图像的命令,CPU 31就将与获取命令相对应的程序展开到RAM 33中,并根据图6所示的流程图执行处理。顺便提及,这种情况下,可以应用飞秒激光器作为短脉冲激光器12。
实际上,CPU 31从程序RT2的START步骤开始控制,并进入下一步骤SP11。在步骤SP11中,CPU 31例如通过控制台单元34输入将PIB给药至受检者的信息,并进入下一步骤SP12。顺便提及,在使用PIB代替AOI的情况下,具体地,飞秒激光器用于激发,使用800[nm]的激发波长,并且要获取的荧光波长为400~450[nm]。
在步骤SP12中,当从步骤SP11中的输入操作已经经过排泄PIB所需的预定时间段(120分钟)时,CPU 31例如通过显示单元36通知使用者可以开始测量。然后,CPU 31进入下一步骤SP13。
在步骤SP13中,CPU 31驱动XY扫描仪17A移动,从而用激光束照射预定位置,然后进入下一步骤SP14。
在步骤SP14中,CPU 31向信号发生器11发送输出信号,从而短脉冲激光器12通过信号发生器11被启动,以发射短脉冲激光束。此后,CPU31进入下一步骤SP15。
在步骤SP15中,CPU 31获取从信号发生器11提供发射信号的时间点经过预定时间段之后由光检测器20所测量的荧光强度,然后进入下一步骤SP16。
在步骤SP16中,CPU 13确定是否已经获取了成像范围内所有位置处的荧光强度。如果确定结果为否定的(否),则控制返回到步骤SP13,重复步骤SP13~SP16,直到获取了所有位置处的荧光强度。
另一方面,当步骤SP16的确定结果为肯定的(是)时,这意味着已经获取了成像范围内所有位置处的荧光强度,CPU 31进入下一步骤SP17。
在步骤SP17中,CPU 31根据XY扫描仪17A的激光束扫描位置与光检测器20所测量的荧光强度之间的关系生成荧光图像,并进入下一步骤,结束处理。
因此,即使根据从发射激光束开始经过预定时间段之后的荧光强度而生成荧光图像,荧光图像获取装置1仅生成与淀粉样β蛋白键合的PIB的荧光图像。因此,可在早期阶段精确地发现淀粉样β蛋白。
在如上所述的实施方式中,使用了能够与淀粉样β蛋白键合的荧光色素,从而检测是否存在淀粉样β蛋白。但是,本发明不限于此;例如,在眼底存在的其他蛋白可以用作靶标,同时使用能够与靶蛋白特异键合、通过特异键合而改变荧光寿命的荧光色素。
在上述实施方式中,使用荧光寿命通过与淀粉样β蛋白键合而改变的荧光色素。但是,本发明不限于此。例如,可以使用荧光波长通过与淀粉样β蛋白的键合而改变的荧光色素,并且可以通过对一旦键合就产生的荧光波长成像来形成荧光图像。
此外,在上述实施方式中,CPU 31根据存储在ROM 32中的程序来执行上述荧光图像获取处理。但是,本发明并不限于这种构造。例如,可以根据从记录介质中安装的程序或从因特网下载的程序来进行荧光图像获取处理。另外,可以根据通过各种其他途径安装的程序来进行上述荧光图像获取处理。
此外,在以上实施方式中,采用了如下构造,其中,将短脉冲激光器12设置为光源,将驱动控制部41设置为光源控制部,将检测部44设置为检测部,并且将图像获取部45设置为生成部。但是,这种构造不限制本发明。可以设置具有其他各种构造的光源、光源控制部、检测部和生成部。
本发明适用于诸如生物实验的生物产业、病人治疗后的进展观察等。
本申请包含于2010年3月31日向日本专利局提交的日本优先专利申请JP 2010-081400中公开的主题,其全部内容结合与此作为参考。
本领域的技术人员应理解的是,只要处于附加权利要求的范围或其等同物的范围内,可根据设计要求或其他因素进行各种修改、组合、次组合和改变。
Claims (8)
1.一种荧光图像获取方法,包括以下步骤:
使用用于激发荧光色素的短脉冲光的光束照射眼底;
将发射所述光的时间点设定为基准,测量在所述基准之后预定时间段的两个不同时刻处的所述荧光色素的发光强度,确定所述两个不同时刻处的发光强度之间的比,并通过使用所述比来检测标记在靶标上的所述荧光色素的发光强度;以及
根据检测步骤的检测结果,生成标记在所述靶标上的所述荧光色素的荧光图像。
2.根据权利要求1所述的荧光图像获取方法,其中,所述荧光色素在标记所述靶标时荧光寿命改变。
3.根据权利要求1所述的荧光图像获取方法,其中,用红外区域内的短脉冲光束照射所述眼底。
4.一种荧光图像获取程序,其中,使计算机执行以下步骤:
使用用于激发荧光色素的短脉冲光的光束照射眼底;
设定发射所述光的时间点作为基准,测量在所述基准之后预定时间段的两个不同时刻处的荧光色素的发光强度,并通过使用所述两个不同时刻处的发光强度之间的比来检测标记在靶标上的所述荧光色素的发光强度;以及
根据检测步骤的检测结果,生成标记在所述靶标上的所述荧光色素的荧光图像。
5.一种荧光图像获取装置,包括:
光源,可操作地发出用于激发荧光色素的短脉冲光束;
光源控制部,可操作地使用从所述光源发出的光照射眼底;
检测部,可操作地将发射所述光的时间点设定为基准,测量在所述基准之后预定时间段的两个不同时刻处的荧光色素的发光强度,并通过使用所述两个不同时刻处的发光强度之间的比来检测标记在靶标上的所述荧光色素的发光强度;以及
生成部,可操作地根据所述检测部的检测结果生成标记在所述靶标上的所述荧光色素的荧光图像。
6.一种荧光图像获得方法,包括以下步骤:
输入荧光色素已给药至受检者的信息;
在从通过输入步骤进行输入开始经过预定时间段之后开始测量;
使用用于激发所述荧光色素的光照射所述受检者的眼底;
测量当被所述光激发时发出荧光的所述荧光色素的发光强度;以及
根据所述发光强度生成荧光图像。
7.一种荧光图像获取程序,其中,使计算机执行以下步骤:
输入荧光色素已给药至受检者的信息;
在从通过输入步骤进行输入开始经过预定时间段之后开始测量;
使用用于激发所述荧光色素的光照射所述受检者的眼底;
测量当被所述光激发时发出荧光的所述荧光色素的发光强度;以及
根据所述发光强度生成荧光图像。
8.一种荧光图像获取装置,包括:
光源,可操作地发出用于激发荧光色素的短脉冲光束;
控制台单元,可操作地输入所述荧光色素已给药至受检者的信息;
测量开始控制部,可操作地在从通过所述控制台单元进行输入开始经过预定时间段之后开始测量;
光源控制部,可操作地使用用于激发所述荧光色素的光照射所述受检者的眼底;
测量部,可操作地测量当被所述光激发时发出荧光的所述荧光色素的发光强度;以及
生成部,可操作地根据所述荧光强度生成荧光图像。
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