CN105828727B - 红外光成像装置 - Google Patents

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Abstract

红外光成像装置具备：主体(10)，其具备触摸面板等输入部(11)；照明摄影部(12)，其以能够移动的方式被臂(13)支承；一对显示部(14、15)；以及治疗台(16)，其用于载置患者(17)。照明摄影部(12)具备：摄像机，其能够检测红外线和可见光；红外光源，其配设在该摄像机的外周部；以及可见光源，其配设在红外光源的外周部。在显示部(14)中以运动图像的形式显示患者(17)的患部附近的当前的融合图像，在显示部(15)中以静止图像的形式显示患者(17)的患部附近的过去的融合图像。

Description

红外光成像装置
技术领域
本发明涉及一种用于在显示部中显示被摄体的红外图像的红外光成像装置。
背景技术
近年来，在外科手术中利用一种被称为近红外荧光成像的方法。在该近红外荧光成像中，向患部注入作为荧光色素的吲哚靛青绿(ICG)。然后，当向该吲哚靛青绿照射750nm～810nm(纳米)的激发光时，吲哚靛青绿发出以845nm为峰值的红外区域的荧光。用能够检测红外光的摄像机拍摄该荧光，并在液晶显示面板等显示部中显示其图像。通过该近红外荧光成像，能够观察存在于距离体表20mm左右的深度的血管、淋巴管等。
在专利文献1中公开了如下一种数据收集方法：将近红外荧光的强度分布图像与癌病灶分布图像进行比较，收集在近红外荧光的强度分布图像中被检测出而在癌病灶分布图像中未被检测出的区域的数据，来作为癌的副病灶区域数据，其中，该近红外荧光的强度分布图像是向被投放了吲哚靛青绿的生物体的被检脏器照射吲哚靛青绿的激发光而得到的，该癌病灶分布图像是使X射线、核磁共振或超声波作用于被投放吲哚靛青绿之前的被检脏器而得到的。
专利文献1：国际公开第2009/139466号
发明内容
发明要解决的问题
例如，在进行乳腺外科中的乳癌的手术的情况下，需要确定前哨淋巴结的位置。该前哨淋巴结是癌细胞随着淋巴流而最初到达的淋巴结。在该前哨淋巴结中未发现癌细胞的情况下，能够判断为乳癌未转移到淋巴结。
另外，近红外荧光成像中使用的吲哚靛青绿具有以下特征：由于分子量小且在淋巴管内的流动性高，因此在短时间内扩散。因此，产生以下问题：在投放了吲哚靛青绿之后随着时间的经过，整个淋巴管发出荧光，难以确定哪个淋巴结是前哨淋巴结。这种随着时间的经过难以确定患部的问题是不仅在进行乳癌的手术时而且在执行其它近红外荧光成像时普遍发生的问题。
本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种即使在注入荧光色素后经过了时间的情况下也能够容易地识别患部的红外光成像装置。
用于解决问题的方案
第一发明的特征在于具备：红外光源，其向被摄体照射用于使被注入到所述被摄体的荧光色素激发的红外线；摄像机，其能够检测红外光，用于拍摄通过被照射红外线而从所述荧光色素产生的红外光；图像存储部，其用于存储由所述摄像机拍摄到的所述被摄体的红外图像；以及图像处理部，其使当前的红外图像和在所述图像存储部中存储的过去的红外图像同时显示于显示部。
第二发明的特征在于具备：红外光源，其向被摄体照射用于使被注入到所述被摄体的荧光色素激发的红外线；可见光源，其向所述被摄体照射可见光；摄像机，其能够检测红外光和可见光，用于拍摄通过被照射红外线而从所述荧光色素产生的红外光和被所述被摄体的表面反射的可见光；图像存储部，其用于存储由所述摄像机拍摄到的所述被摄体的红外图像；以及图像处理部，其使当前的可见光图像和在所述图像存储部中存储的过去的红外图像同时显示于显示部。
第三发明的特征在于具备：红外光源，其向被摄体照射用于使被注入到所述被摄体的荧光色素激发的红外线；可见光源，其向所述被摄体照射可见光；摄像机，其能够检测红外光和可见光，用于拍摄通过被照射红外线而从所述荧光色素产生的红外光和被所述被摄体的表面反射的可见光；融合部，其通过使由所述摄像机拍摄到的所述被摄体的红外图像与可见光图像融合来制作融合图像；图像存储部，其用于存储由所述摄像机拍摄到的所述被摄体的红外图像和可见光图像，或者存储由所述摄像机拍摄并由所述融合部制作而得到的所述被摄体的红外图像和可见光图像的融合图像；以及图像处理部，其使当前的红外图像、当前的融合图像或当前的可见光图像与基于所述图像存储部中存储的图像的过去的红外图像同时显示于显示部，或者，使当前的红外图像、当前的融合图像或当前的可见光图像与基于所述图像存储部中存储的图像的过去的融合图像同时显示于显示部。
关于第四发明，所述图像处理部使当前的图像以运动图像的形式进行显示，并且使过去的图像以静止图像的形式进行显示。
关于第五发明，所述被摄体是乳癌，所述图像处理部使过去的前哨淋巴结的图像显示于所述显示部。
发明的效果
根据第一发明，使当前的红外图像和过去的红外图像同时显示于显示部，由此即使在注入荧光色素后经过了时间的情况下，也能够容易地识别被摄体的特定部分。
根据第二发明，使当前的可见光图像和过去的红外图像同时显示于显示部，由此即使在注入荧光色素后经过了时间的情况下，也能够容易地识别被摄体的特定部分。
根据第三发明，(1)使当前的融合图像和过去的融合图像同时显示于显示部，或者(2)使当前的融合图像和过去的红外图像同时显示于显示部，或者(3)使当前的红外图像和过去的融合图像同时显示于显示部，或者(4)使当前的红外图像和过去的红外图像同时显示于显示部，或者(5)使当前的可见光图像和过去的红外图像同时显示于显示部，或者(6)使当前的可见光图像和过去的融合图像同时显示于显示部，由此即使在注入荧光色素后经过了时间的情况下，也能够容易地识别被摄体的特定部分。
根据第四发明，通过以运动图像的形式显示当前的图像，能够实时地准确地识别当前的被摄体的状态。
根据第五发明，能够从多个淋巴结中容易地识别出前哨淋巴结。
附图说明
图1是本发明所涉及的红外光成像装置的概要图。
图2是照明摄影部12的立体图。
图3是表示本发明所涉及的红外光成像装置的主要控制系统的框图。
图4是表示在显示部14、15中显示的图像的示意图。
图5是表示在显示部14、15中显示的图像的示意图。
图6是表示在显示部14、15中显示的图像的示意图。
图7是表示在显示部14、15中显示的图像的示意图。
图8是表示在显示部14、15中显示的图像的示意图。
具体实施方式
下面，基于附图来说明本发明的实施方式。图1是本发明所涉及的红外光成像装置的概要图。
该红外光成像装置具备：主体10，其具备触摸面板等输入部11，并内置有后述的控制部30等；照明摄影部12，其以能够移动的方式被臂13支承；一对显示部14、15，这对显示部14、15由液晶显示面板等构成；以及治疗台16，其用于载置患者17。此外，照明摄影部12并不限定于被臂13支承，也可以由手术操作者拿在手中。
图2是上述照明摄影部12的立体图。
该照明摄影部12具备：摄像机21，其能够检测红外线和可见光；红外光源22，其配设在该摄像机21的外周部；以及可见光源23，其配设在红外光源22的外周部。此外，在仅显示红外图像的情况下，也可以不具备可见光源23。
图3是表示本发明所涉及的红外光成像装置的主要控制系统的框图。
该红外光成像装置具备控制部30，该控制部30由执行逻辑运算的CPU、存储有装置的控制所需的动作程序的ROM以及在控制时暂时储存数据等的RAM等构成，用于控制整个装置。该控制部30如后述那样具备图像处理部31，该图像处理部31具有融合部32。另外，该控制部30与上述输入部11和显示部14、15相连接。另外，该控制部30与具备有摄像机21、红外光源22以及可见光源23的照明摄影部12相连接。并且，该控制部30还与用于存储由摄像机21拍摄到的图像的图像存储部33相连接。该图像存储部33包括用于存储红外图像的红外图像存储部34和用于存储可见光图像的可见光图像存储部35。此外，也可以具备用于存储将可见光图像与红外图像进行融合而得到的图像的融合图像存储部，来代替具备红外图像存储部34和可见光图像存储部35。
以下，对使用本发明所涉及的红外光成像装置来进行外科手术的情况下的动作进行说明。此外，在以下的说明中，说明对患者17进行乳癌手术的情况。
在使用本发明所涉及的红外光成像装置来进行乳癌手术的情况下，以注射方式向治疗台16上的仰卧的患者17的乳房注入吲哚靛青绿。之后，从红外光源22向包括患部在内的被摄体照射红外线，并且从可见光源23向包括患部在内的被摄体照射可见光。此外，作为红外线，采用作为用于使吲哚靛青绿发出荧光的激发光而发挥作用的750nm～850nm的近红外光。由此，吲哚靛青绿产生以845nm为峰值的红外区域的荧光。
然后，利用摄像机21拍摄患者17的患部附近。该摄像机21能够检测红外光和可见光。由摄像机21拍摄到的红外图像和可见光图像被送到图3所示的图像处理部31。在图像处理部31中，将红外图像和可见光图像转换为能够显示于显示部14、15的图像数据。红外图像的数据被存储到图像存储部33中的红外图像存储部34。另外，可见光图像的数据被存储到图像存储部33中的可见光图像存储部35。
另外，图像处理部31中的融合部32利用红外图像数据和可见光图像数据来制作使可见光图像和红外图像进行融合而得到的融合图像。然后，图像处理部31使红外图像、可见光图像以及融合图像选择性地显示于显示部14、15。
图4至图8是表示在显示部14、15中显示的图像的示意图。
图4示出了本发明的第一实施方式。在该实施方式中，在显示部14中以运动图像的形式显示患者17的患部附近的当前的融合图像，在显示部15中以静止图像的形式显示患者17的患部附近的过去的融合图像。即，图像处理部31取入由摄像机21拍摄到的红外图像和可见光图像并使它们在融合部32中融合，从而使患者17的患部附近的当前的融合图像作为运动图像显示于显示部14。另外，图像处理部31读出红外图像存储部34中存储的过去的红外图像和可见光图像存储部35中存储的过去的可见光图像并使它们在融合部32中融合，从而使患者17的患部附近的过去的融合图像作为静止图像显示于显示部14。此外，在融合图像存储部中存储有过去的融合图像的情况下，从融合图像存储部中读出过去的融合图像并显示于显示部14即可。
如图4所示，在显示部14中显示的运动图像的融合图像中，通过从吲哚靛青绿产生的荧光来显示淋巴管41、42。此外，图4中的附图标记51是为了手术而在患者17的身体表面记载的标记。如图4所示，在淋巴管42中存在多个淋巴结42a、42b、42c。在这些淋巴结中，淋巴液从乳房最初到达的淋巴结42a是前哨淋巴结。
在乳癌手术中，需要确定该前哨淋巴结42a，但吲哚靛青绿具有以下特征：由于分子量小且在淋巴管42内的流动性高，因此在短时间内扩散。因此，当投放了吲哚靛青绿后经过时间时，整个淋巴管42产生荧光，难以确定在淋巴管42的哪个位置存在前哨淋巴结42a、或者难以确定哪个淋巴结是前哨淋巴结42a。
因此，在显示部15中将患者17的患部附近的过去的融合图像显示为静止图像。该患者17的患部附近的过去的融合图像例如与实际进行拍摄的时间、注入吲哚靛青绿后的时间一起进行存储。或者，由手术操作者或操作员一边确认显示部14中显示的运动图像的融合图像，一边对融合图像赋予时间戳。然后，利用这些时间、时间戳来确定在淋巴管42中流动的吲哚靛青绿到达最初的淋巴结即前哨淋巴结42a的时间点的图像，使此时的融合图像作为静止图像而显示于显示部15。由此，能够容易地确定前哨淋巴结42a的位置。
手术操作者通过确认显示部14中显示的当前的融合图像来确定患者17肉眼观察也无法看到的前哨淋巴结42a，并进行其去除手术。此时，能够基于显示部15中显示的过去的静止图像的融合图像来确定哪个荧光部分是前哨淋巴结42a。对被去除的前哨淋巴结42a进行病理检查。在癌没有转移到前哨淋巴结42a的情况下，仅去除乳癌就完成手术。另一方面，在癌转移到前哨淋巴结42a的情况下，进行去除整个淋巴管的手术。
这样，根据本发明所涉及的红外光成像装置，在显示部14中以运动图像的形式显示患者17的患部附近的当前的融合图像，并且在显示部15中以静止图像的形式显示患者17的患部附近的过去的融合图像，因此能够在手术过程中容易地确定前哨淋巴结42a的位置，能够恰当地执行摘除前哨淋巴结42a的手术。
此外，在图4所示的实施方式中，在显示部14中，使当前的红外图像和可见光图像各自以融合后的状态显示为融合图像的运动图像，在显示部15中，使过去的红外图像和可见光图像各自以融合后的状态显示为融合图像的静止图像。然而，也可以在显示部14、15中显示红外图像或者可见光图像。以下，对这种实施方式进行说明。
图5示出了本发明的第二实施方式。在该实施方式中，在显示部14中以运动图像的形式显示患者17的患部附近的当前的融合图像，在显示部15中以静止图像的形式显示患者17的患部附近的过去的红外图像。在这种实施方式中，也能够在手术过程中容易地确定前哨淋巴结42a的位置，能够恰当地执行摘除前哨淋巴结42a的手术。
图6示出了本发明的第三实施方式。在该实施方式中，在显示部14中以运动图像的形式显示患者17的患部附近的当前的可见光图像，在显示部15中以静止图像的形式显示患者17的患部附近的过去的红外图像。在这种实施方式中，能够通过可见光图像来相关联地容易地识别出实际的患者17与显示部14中显示的可见光图像之间的关系。
图7示出了本发明的第四实施方式。在该实施方式中，在显示部14中以运动图像的形式显示患者17的患部附近的当前的红外图像，在显示部15中以静止图像的形式显示患者17的患部附近的过去的红外图像。在这种实施方式中，通过相互比较红外图像，能够从多个淋巴结42a、42b、42c中更容易地确定前哨淋巴结42a。
图8示出了本发明的第五实施方式。在该实施方式中，在显示部14中以运动图像的形式显示患者17的患部附近的当前的融合图像，在显示部15中，患者17的患部附近的过去的多个红外图像61、62、63、64以静止图像的形式以按时间顺序排列的状态同时进行缩小显示。在这种实施方式中，通过比较过去的多个红外图像61、62、63、64，能够容易地确定前哨淋巴结42a。
即，在图5至图8所示的任一实施方式中，均能够与图4所示的实施方式的情况同样地在手术过程中容易地确定前哨淋巴结42a的位置，能够恰当地执行摘除前哨淋巴结42a的手术。
此外，在上述实施方式中，在显示部14中显示了运动图像，并且在显示部15中显示了静止图像。然而，也可以根据需要来选择性地显示运动图像和静止图像。另外，也可以在显示部14中以运动图像的形式显示患者17的患部附近的当前的红外图像，在显示部15中以静止图像的形式显示患者17的患部附近的过去的融合图像。另外，还可以在显示部14中以运动图像的形式显示患者17的患部附近的当前的可见光图像，在显示部15中以静止图像的形式显示患者17的患部附近的过去的融合图像。另外，也可以将红外图像、可见光图像、融合图像全部同时显示。
另外，在上述实施方式中，在一对显示部14、15中选择性地显示了红外图像、可见光图像以及融合图像，但是也可以使用比较大型的单个显示部并在该显示部中分割地显示多个图像，或者还可以使用三个以上的显示部，在这些显示部中选择性地显示红外图像、可见光图像以及融合图像。
另外，在上述实施方式中，对于作为激发光而发挥作用的红外光，使用了750nm～850nm的近红外光，但是也可以使用其它红外光。
并且，在上述实施方式中，对使用吲哚靛青绿来作为荧光色素的情况进行了说明，但是也可以使用其它荧光色素。例如，也可以在利用5-氨基酮戊酸(5-ALA)来使肿瘤部发出荧光并进行显示等情况下应用本发明。
在上述实施方式中，为了便于说明，以拍摄患部的情况为例进行了说明，但是也能够使用本发明来进行正常部位的血流观测等。因而，根据本发明，将被拍摄的患部、正常部位统一定义为被摄体。
附图标记说明
10：主体；11：输入部；12：照明摄影部；13：臂；14：显示部；15：显示部；16：治疗台；17：患者；21：摄像机；22：红外光源；23：可见光源；30：控制部；31：图像处理部；32：融合部；33：图像存储部；34：红外图像存储部；35：可见光图像存储部。

Claims (3)

1.一种红外光成像装置，其特征在于，具备：
红外光源，其向被摄体照射用于使被注入到所述被摄体的荧光色素激发的红外线；
可见光源，其向所述被摄体照射可见光；
摄像机，其能够检测红外光和可见光，用于拍摄通过被照射红外线而从所述荧光色素产生的红外光和被所述被摄体的表面反射的可见光；
融合部，其通过使由所述摄像机拍摄到的所述被摄体的红外图像与可见光图像融合来制作融合图像；
图像存储部，其用于存储由所述摄像机拍摄到的所述被摄体的红外图像和可见光图像，或者存储由所述摄像机拍摄并由所述融合部制作而得到的所述被摄体的红外图像和可见光图像的融合图像；以及
图像处理部，其使所述图像存储部中存储的融合图像中向所述被摄体注入荧光色素后能够识别所述被摄体的特定部分的融合图像与当前拍摄到的可见光图像或当前的融合图像同时显示于显示部。
2.根据权利要求1所述的红外光成像装置，其特征在于，
所述图像处理部使当前的图像以运动图像的形式进行显示，并且使过去的图像以静止图像的形式进行显示。
3.根据权利要求1或2所述的红外光成像装置，其特征在于，
所述被摄体是乳癌，
所述图像处理部使过去的前哨淋巴结的图像显示于所述显示部。
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