CN102223834A - 活体观察装置 - Google Patents

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Abstract

观察存在于远离体腔内壁的活体深部的肿瘤组织等。提供一种活体观察装置(1)，该活体观察装置(1)具有：插入部(2)，其具有插入到哺乳类等样本(A)体内的细径的前端部(2a)，并从该前端部(2a)向直径方向射出直线状的激光(L)；以及摄像部(17)，其配置于样本(A)的体外，对因插入部(2)所射出的激光(L)而从样本(A)产生的荧光进行拍摄，在插入部(2)中，具有沿周方向扫描激光(L)的扫描部(8)。

Description

活体观察装置
技术领域
本发明涉及活体观察装置。
背景技术
以往，公知有如下的内窥镜装置：具有插入到体腔内的插入部，从插入部前端朝向体腔内壁射出激励光，并且利用配置在插入部内的物镜会聚并检测通过激励存在于体腔内壁的荧光物质而产生的荧光(例如，参照专利文献1。)。
【专利文献1】日本特开2007-125403号公报
发明内容
但是，专利文献1所公开的内窥镜装置从插入到体腔内的插入部前端照射激励光，对在体腔内壁附近的极小的范围内产生的荧光进行检测并进行图像化，因此存在难以观察远离体腔内壁的活体深部的问题。
本发明正是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种能够观察存在于远离体腔内壁的活体深部的肿瘤组织等的活体观察装置。
为了达到上述目的，本发明提供以下手段。
本发明提供一种活体观察装置，其具有：插入部，其具有插入到哺乳类等样本体内的细径的前端部，从该前端部向径向射出直线状的激光；以及摄像部，其配置于样本的体外，对因所述插入部所射出的激光而从样本产生的荧光进行拍摄，在所述插入部中，具有沿周向扫描激光的扫描部。
根据本发明，通过在哺乳类等样本体内插入细径的前端部，并从插入部的前端射出直线状的激光，激励存在于该激光轨迹上的荧光物质产生荧光。所产生的荧光透过样本，由配置在体外的摄像部拍摄。此时，通过摄影取得的荧光图像是沿着激光轨迹的一维的直线状的荧光图像。
因此，使扫描部动作，在周方向上一边扫描激光一边使摄像部动作。由此，在激光被配置于周方向的各位置时分别取得一维的直线状的荧光图像。因此，能够通过合成该多个直线状的荧光图像，取得二维的荧光图像。
由于通过将摄像部配置在样本体外不会限制光学系统，因此能够采用具有大的数值孔径的物镜和高灵敏度的摄像元件。因此，还能够拍摄从存在于离射出激光的插入部的前端部比较远的位置处的荧光物质产生的荧光。即，能够通过在投入了会特异聚集在癌等肿瘤组织上的荧光药剂后进行观察，观察存在于远离体腔内壁的样本深部的肿瘤组织等。
在上述发明中，也可以设为所述扫描部具有进行往返摆动的反射镜，并且具有检测该反射镜角度的角度传感器。
由此，能够利用角度传感器的动作检测反射镜的角度，从而确定扫描部的激光的扫描位置。其结果，能够通过对应存储由摄像部取得的荧光图像与角度传感器的输出，确认各荧光图像之间的相对关系，能够在事后确认荧光产生部位。
此外，在上述发明中，也可以设为所述摄像部的光轴与所述扫描部的激光扫描平面交叉配置。
由此，能够从与直线交叉的方向观察直线状的荧光图像，能够更容易明白地观察荧光产生部位。
此外，在上述发明中，也可以设为具有观察角度调节单元，该观察角度调节单元调节所述摄像部的光轴相对于所述扫描部的激光扫描平面的相对角度。
由此，能够利用观察角度调节单元的动作，调节摄像部的光轴与激光的扫描平面的相对角度，从容易观察样本的断层图像的方向进行观察。
根据本发明，起到如下效果：能够观察存在于远离体腔内壁的活体深部的肿瘤组织等。
附图说明
图1是示出本发明的一个实施方式的活体观察装置的整体结构图。
图2是示出图1的活体观察装置的照明光学系统的立体图。
标号说明
A：样本；L：激光；P：扫描平面；1：活体观察装置；2：插入部；2a：前端部；8：扫描部；13：反射镜；14：电动机(角度传感器)；17：CCD(摄像部)。
具体实施方式
以下，参照图1和图2对本发明一个实施方式的活体观察装置1进行说明。
本实施方式的活体观察装置1是用于以老鼠等哺乳类的活体作为样本A，观察存在于其内部的癌等肿瘤组织等的装置。
如图1所示，本实施方式的活体观察装置1具有：插入到哺乳类等样本A体内的插入部2、从该插入部2的前端射出激光L的照明光学系统3、以及在体外观察由从该照明光学系统3射出的激光L所产生的荧光的观察光学系统4。
所述插入部2具有能够插入到样本A的体腔等的细长柔软的前端部2a。如图2所示，在插入部2的前端部2a的侧面具有透明的窗部5，该窗部5使来自配置于内部的照明光学系统3的激光L透射，并向半径方向外侧射出。在插入部2的前端具有向外部发送信号的未图示的发送器，通过在样本A的外部接收该信号，能够确定插入部2前端的激光L的射出位置。
所述照明光学系统3具有配置于所述插入部2的基端侧并产生激光L的光源部6、将来自该光源部6的激光L引导至插入部2的前端的光纤7以及扫描部8，该扫描部8将通过该光纤7沿着插入部2的长度方向引导来的激光L偏转到插入部2的半径方向，在预定的角度范围内进行扫描。
光源部6具有产生激光L的激光光源9、将从该激光光源9射出的激光L变为大致平行光的准直透镜10以及将通过该准直透镜10变为大致平行光的激光L会聚到所述光纤7基端侧的入射端面7a的耦合透镜11。
所述扫描部8具有：准直透镜12，其将通过所述光纤7引导的、从插入部2的前端部2a侧的射出端面7b射出的激光L变为大致平行光；反射镜13，其对通过该准直透镜12变为大致平行光的激光L进行偏转；以及内置角度位置检测器的电动机14(角度传感器)，其使该反射镜13旋转。
所述反射镜13相对于通过所述准直透镜12变为大致平行光的激光L的光轴C1成45°的角度进行倾斜配置。由此，能够将入射到反射镜13的激光L偏转90°并从窗部5向半径方向外侧射出。此外，所述电动机14的旋转轴沿着激光L的光轴C1配置，能够使反射镜13绕着激光L的光轴C1在预定的角度范围θ内往返旋转。
由此，从插入部2向半径方向外侧射出的激光L随着反射镜13的旋转而摆动，贯穿厚度方向呈扇形形状扫描样本A。
所述观察光学系统4具备：物镜15，其具有相对于激光L的扫描平面P成预定角度配置的光轴C2，会聚在样本A的内部产生的荧光；激励光截止滤光片16，其从该物镜15所会聚的荧光中去除激光L；CCD 17，其对透过该激励光截止滤光片16的荧光进行拍摄；图像处理部18，其与该CCD 17以及所述电动机14连接，对通过CCD 17取得的荧光图像信息进行处理来生成二维的荧光图像；以及监视器19，其对该图像处理部18所生成的荧光图像进行显示。
所述物镜15具有角度调节部(省略图示)，该角度调节部调节该物镜15的光轴C2相对于所述激光L的扫描平面P的相对角度。
以下，对这样构成的本实施方式的活体观察装置1的作用进行说明。
在为了使用本实施方式的活体观察装置1进行哺乳类等样本A的观察而向样本A投入或注射了会特异聚集在癌等肿瘤组织上的荧光药剂的状态下，将插入部2从切开样本A的体腔或腹部等而形成的开口部插入到样本A的体内，并使照明光学系统3和观察光学系统4动作。
从激光光源9射出的激光L在经由准直透镜10和耦合透镜11会聚到光纤7的入射端面7a、并经由光纤7引导至插入部2的前端部2a后，从射出端面7b射出。从射出端面7b射出的激光L在通过准直透镜12变为大致平行光后通过反射镜13进行反射，偏转90°后从插入部2的窗部5朝向半径方向外侧射出。
由于激光L具有直线传播性，因此贯穿厚度方向在样本A内直线传播，激励存在于其轨迹上的荧光物质而产生荧光。由于在样本A中投入了会特异聚集在癌等肿瘤组织上的荧光药剂，因此在激光L通过的轨迹上存在肿瘤组织的情况下，激励聚集在该肿瘤组织上的荧光物质而发出荧光。所发出的荧光在样本A内散射并且射出到样本A的体外，由物镜15会聚，并透过激励光截止滤光片16后，通过CCD 17拍摄。
在1次摄影中通过CCD 17取得的荧光图像信息是沿着直线状的激光L的轨迹的一维图像信息。因此，在图像处理部18中，与电动机14的旋转角度对应地存储各荧光图像信息，每当按照预定角度间隔使电动机14旋转时，对重复摄影而取得的多个荧光图像信息进行合成。由此，能够合成并取得沿着激光L的扫描平面P的二维荧光图像，并且能够在监视器19上进行显示。
此时，根据插入部2的插入位置，激光L的扫描平面P与物镜15的光轴C2所成的角度有时会变小，因此在这种情况下，通过使角度调节部动作，将激光L的扫描平面P与物镜15的光轴C2的相对角度设定为预定角度以上的角度、例如45°以上，能够容易地观察所取得的荧光图像。
这样，根据本实施方式的活体观察装置1，通过体外的观察光学系统4拍摄从样本A的内部朝向外侧射出的直线传播性高的激光L所产生的荧光，因此与现有的内窥镜装置那样在细长的插入部2内会聚荧光的情况不同，在将物镜15设为开始的观察光学系统4中不存在尺寸限制。由此，能够使用数值孔径大的较大直径的物镜15，并且能够采用高灵敏度的CCD 17。
其结果，具有以下优点：即使是由散射物质构成样本A，也能够检测存在于远离插入部2前端的较深位置处的肿瘤组织等。
另外，在本实施方式中，通过驱动反射镜13旋转，取得扇形形状的扫描平面P中的二维荧光图像，但是还可以具有在插入部2的长度方向上使反射镜13移动的单元。由此，能够通过在长度方向上移动反射镜13并且在各位置处取得二维荧光图像，来取得荧光部位的位置信息。此外，也可以替代移动反射镜13，而在长度方向上移动整个插入部2并且取得荧光图像。
此外，在本实施方式中，通过电动机14的动作使反射镜13在预定的角度范围θ内旋转，取得沿着扇形形状的扫描平面P的二维荧光图像，但是也可以通过使反射镜13在整个圆周范围内旋转，来取得大致圆形的荧光图像。
此外，例示说明了通过电动机14驱动的反射镜13，但是也可以替代它而采用通过改变施加的电压来改变摆动角度的电流计式反射镜。此时，优选配置用于检测电流计式反射镜的反射面角度的角度传感器。作为角度传感器，能够采用例如由激光二极管和线传感器构成的传感器，该线传感器对从该激光二极管射出的、在电流计式反射镜的反射面上反射的检测用激光进行检测。
此外，在本实施方式中，采用了柔软的插入部2，但是也可以如硬性镜那样采用硬质的插入部2。此时，也可以不使用光纤7而将激光L引导至插入部2的前端。
此外，采用了CCD 17作为摄像部，但是也可以替代它采用CMOS或PMT阵列。
此外，也可以采用单一的PMT。此时，按照电动机14的每个旋转角度位置，仅取得单一的亮度信息，因此不能进行二维的图像化，但是能够简单地确定是否存在肿瘤组织等以及其方向。

Claims (4)

1.一种活体观察装置，其具有：
插入部，其具有插入到哺乳类等样本体内的细径的前端部，从该前端部向径向射出直线状的激光；以及
摄像部，其配置于样本的体外，对因所述插入部所射出的激光而从样本产生的荧光进行拍摄，
在所述插入部中，具有沿周向扫描激光的扫描部。
2.根据权利要求1所述的活体观察装置，其中，
所述扫描部具有进行往返摆动的反射镜，并且具有检测该反射镜的角度的角度传感器。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的活体观察装置，其中，
所述摄像部的光轴与所述扫描部的激光扫描平面交叉配置。
4.根据权利要求3所述的活体观察装置，其中，
该活体观察装置具有观察角度调节单元，该观察角度调节单元调节所述摄像部的光轴相对于所述扫描部的激光扫描平面的相对角度。
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