DE112020003379T5

DE112020003379T5 - Phantom und fluoreszenzdetektionsgerät

Info

Publication number: DE112020003379T5
Application number: DE112020003379.1T
Authority: DE
Inventors: Tomoya Hosaka
Original assignee: Advantest Corp
Current assignee: Advantest Corp
Priority date: 2019-09-17
Filing date: 2020-06-09
Publication date: 2022-03-31
Also published as: TW202113334A; JP7240995B2; KR20220030296A; JP2021047031A; CN114364969A; WO2021053898A1; CN114364969B

Abstract

Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst ein Phantom einen Elektrisches-Signal-Ausgabeabschnitt und einen Reaktionslicht-Erzeugungsabschnitt. Der Elektrisches-Signal-Ausgabeabschnitt empfängt Anregungslicht und gibt ein elektrisches Signal in Abhängigkeit von der Intensität des Anregungslichts aus. Der Reaktionslicht-Erzeugungsabschnitt empfängt das elektrische Signal und erzeugt Reaktionslicht in Abhängigkeit von dem elektrischen Signal. Die Wellenlänge des Reaktionslichts ist gleich der Wellenlänge der Fluoreszenz, die von einem fluoreszierenden Körper beim Empfang des Anregungslichts erzeugt wird.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Testen eines Geräts zur Fluoreszenzerfassung.
Hintergrund der Erfindung
Konventionell bekannt ist ein fluoreszierendes Phantom, das einen fluoreszierenden Farbstoff enthält (siehe Zusammenfassung der Patentliteratur 1). Auch die Kalibrierung eines fluorophotometrischen Gerätes ist bekannt (siehe Patentliteratur 2 bis 5).
Zitierliste
Patentliteratur

Patentliteratur 1: Japanische Patentanmeldung Veröffentlichung Nr. 2013-096920
Patentliteratur 2: Japanische Patentanmeldung Veröffentlichung Nr. 2009-540327
Patentliteratur 3: Japanische Patentanmeldung Veröffentlichung Nr. 2007-212478
Patentliteratur 4: Japanische Patentanmeldung Veröffentlichung Nr. 2016-029401
Patentliteratur 5: Japanische Patentanmeldung Veröffentlichung Nr. 2011-017721

Zusammenfassung der Erfindung
Problem, das durch die Erfindung gelöst werden soll
Gemäß dem oben beschriebenen Stand der Technik kann der fluoreszierende Farbstoff in einem fluoreszierenden Phantom jedoch in unerwünschter Weise einer Alterungsdegradation unterliegen.
Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die Wahrscheinlichkeit einer Beeinflussung durch Alterungsdegradation beim Testen eines Geräts zur Fluoreszenzerfassung zu verringern.
Mittel zur Lösung des Problems
Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst ein Phantom: einen Elektrisches-Signal-Ausgabeabschnitt, der angeordnet ist, um Anregungslicht zu empfangen und ein elektrisches Signal entsprechend der Intensität des Anregungslichts auszugeben; und einen Reaktionslicht-Erzeugungsabschnitt, der angeordnet ist, um das elektrische Signal zu empfangen und Reaktionslicht entsprechend dem elektrischen Signal zu erzeugen, wobei die Wellenlänge des Reaktionslichts gleich der Wellenlänge der Fluoreszenz ist, die von einem fluoreszierenden Körper erzeugt wird, wenn er das Anregungslicht empfängt.
Gemäß dem so konstruierten Phantom empfängt ein Elektrisches-Signal-Ausgabeabschnitt Anregungslicht und gibt ein elektrisches Signal entsprechend der Intensität des Anregungslichts aus. Ein Reaktionslicht-Erzeugungsabschnitt empfängt das elektrische Signal und erzeugt Reaktionslicht entsprechend dem elektrischen Signal. Die Wellenlänge des Reaktionslichts ist gleich der Wellenlänge der Fluoreszenz, die von einem fluoreszierenden Körper beim Empfang des Anregungslichts erzeugt wird.
Gemäß dem Phantom der vorliegenden Erfindung kann der Elektrisches-Signal-Ausgabeabschnitt einen Lichtsensor aufweisen, und der Reaktionslicht-Erzeugungsabschnitt kann ein elektronisches Schaltungselement aufweisen.
Gemäß dem Phantom der vorliegenden Erfindung kann der Lichtsensor eine Fotodiode sein, und das elektronische Schaltungselement kann eine LED sein.
Gemäß dem Phantom der vorliegenden Erfindung kann das elektrische Signal ein Stromsignal sein, und der Reaktionslicht-Erzeugungsabschnitt kann aufweisen: einen Spannungsumwandlungsabschnitt, der angeordnet ist, um das elektrische Signal in ein Spannungssignal umzuwandeln; und einen Ansteuerungsabschnitt, der angeordnet ist, um das elektronische Schaltungselement basierend auf dem Spannungssignal anzusteuern.
Gemäß dem Phantom der vorliegenden Erfindung kann das elektrische Signal ein Spannungssignal sein, und der Reaktionslicht-Erzeugungsabschnitt kann einen Ansteuerungsabschnitt aufweisen, der angeordnet ist, um das elektronische Schaltungselement basierend auf dem Spannungssignal anzusteuern.
Gemäß dem Phantom der vorliegenden Erfindung kann das elektrische Signal ein digitales Signal sein, und ein Ansteuerungsabschnitt, der angeordnet ist, um das elektronische Schaltungselement basierend auf dem digitalen Signal anzusteuern, kann bereitgestellt werden.
Gemäß dem Phantom der vorliegenden Erfindung kann der Reaktionslicht-Erzeugungsabschnitt aufweisen: eine Weißlichtquelle, die angeordnet ist, um weißes Licht zu erzeugen; und einen Filter, der angeordnet ist, um das weiße Licht zu empfangen und Licht mit einer vorbestimmten Wellenlänge hindurchzulassen, um es als Reaktionslicht auszugeben.
Gemäß dem Phantom der vorliegenden Erfindung kann der Reaktionslicht-Erzeugungsabschnitt Folgendes aufweisen: eine Lichtquelle, die angeordnet ist, um Licht mit einer vorbestimmten Wellenlänge zu erzeugen; und einen Lichtabschwächungsabschnitt, der angeordnet ist, um das Licht mit einer vorbestimmten Wellenlänge zu empfangen und abzuschwächen, um es als Reaktionslicht auszugeben.
Gemäß dem Phantom der vorliegenden Erfindung kann der Reaktionslicht-Erzeugungsabschnitt aufweisen: eine Lichtquelle, die angeordnet ist, um Licht mit einer vorbestimmten Wellenlänge zu erzeugen; und einen Begrenzungsabschnitt, der angeordnet ist, um das Licht mit einer vorbestimmten Wellenlänge zu empfangen und zu begrenzen, um es als das Reaktionslicht auszugeben.
Gemäß dem Phantom der vorliegenden Erfindung kann der Reaktionslicht-Erzeugungsabschnitt aufweisen: eine Lichtquelle, die angeordnet ist, um Licht mit einer vorbestimmten Wellenlänge zu erzeugen; und einen Streuungsabschnitt, der angeordnet ist, um das Licht mit einer vorbestimmten Wellenlänge zu empfangen und zu streuen, um es als Reaktionslicht auszugeben.
Gemäß dem Phantom der vorliegenden Erfindung kann der Reaktionslicht-Erzeugungsabschnitt angeordnet sein, um das Reaktionslicht zu erzeugen, wenn bestimmt wird, dass die Intensität des Anregungslichts eine vorbestimmte Intensität basierend auf dem elektrischen Signal überschreitet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Phantom ferner einen Bestimmungslicht-Erzeugungsabschnitt umfassen, der so eingerichtet ist, dass er Bestimmungslicht erzeugt, das sich von dem Reaktionslicht unterscheidet, wenn bestimmt wird, dass die Intensität des Anregungslichts eine vorbestimmte Intensität basierend auf dem elektrischen Signal überschreitet.
Gemäß dem Phantom der vorliegenden Erfindung kann der Reaktionslicht-Erzeugungsabschnitt angeordnet sein, um die Intensität des Reaktionslichts basierend auf dem Verhältnis zwischen der Intensität der Fluoreszenz und der Intensität des Anregungslichts zu ändern.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Phantom ferner einen Anregungslichtintensität-Ausgabeabschnitt umfassen, der angeordnet ist, um die Intensität des Anregungslichts basierend auf der Leistung des elektrischen Signals auszugeben.
Gemäß der vorliegenden Erfindung emittiert ein Fluoreszenzdetektionsgerät Anregungslicht und detektiert Fluoreszenz, die von einem fluoreszierenden Körper erzeugt wird, wenn er das Anregungslicht empfängt, wobei das Gerät einen Intensitätskorrekturabschnitt umfasst, der angeordnet ist, um die Intensität des Anregungslichts basierend auf einem Wert der Intensität des von einem Phantom gemäß der vorliegenden Erfindung empfangenen Anregungslichts zu korrigieren.
Figurenliste

1 zeigt eine Konfiguration eines Phantoms 1 gemäß einer ersten Ausführungsform;
2 zeigt eine Konfiguration eines Phantoms 1 gemäß einer ersten Variante der ersten Ausführungsform;
3 zeigt eine Konfiguration eines Phantoms 1 gemäß einer zweiten Variante der ersten Ausführungsform;
4 zeigt eine Konfiguration des Phantoms 1 gemäß der zweiten Ausführungsform;
5 zeigt eine Konfiguration des Phantoms 1 gemäß der dritten Ausführungsform;
6 zeigt eine Konfiguration des Phantoms 1 gemäß der vierten Ausführungsform;
7 zeigt eine Konfiguration des Phantoms 1 gemäß der fünften Ausführungsform;
8 zeigt eine Konfiguration des Phantoms 1 gemäß der sechsten Ausführungsform;
9 zeigt eine Konfiguration des Phantoms 1 gemäß der siebten Ausführungsform;
10 zeigt eine Konfiguration des Phantoms 1 gemäß der achten Ausführungsform;
11 zeigt eine Konfiguration eines Phantoms 1 gemäß einer Variante der achten Ausführungsform;
12 zeigt eine Konfiguration des Phantoms 1 gemäß der neunten Ausführungsform; und
13 zeigt eine Konfiguration eines Phantoms 1 gemäß einer Variante der neunten Ausführungsform.

Modi zur Durchführung der Erfindung
Es werden nun Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Erste Ausführungsform
1 zeigt eine Konfiguration eines Phantoms 1 gemäß einer ersten Ausführungsform. Das Phantom 1 gemäß der ersten Ausführungsform ist angeordnet, um Anregungslicht von einem Fluoreszenzdetektionsgerät 8 zu empfangen.
Das Fluoreszenzdetektionsgerät 8 ist angeordnet, um Anregungslicht in Richtung eines fluoreszierenden Körpers zu emittieren. Der fluoreszierende Körper enthält eine darin befindliche fluoreszierende Substanz. Der fluoreszierende Körper ist angeordnet, um Fluoreszenz zu erzeugen, wenn er Anregungslicht empfängt. Das Fluoreszenzdetektionsgerät 8 ist angeordnet, um die Fluoreszenz von dem fluoreszierenden Körper zu empfangen und zu detektieren. Bei dem fluoreszierenden Körper handelt es sich beispielsweise um einen Sentinel-Lymphknoten. Die fluoreszierende Substanz ist beispielsweise ICG (Indocyaningrün), kann aber auch Fluorescein oder Aminolävulinsäurehydrochlorid sein. Es versteht sich, dass es sich bei dem fluoreszierenden Körper und der fluoreszierenden Substanz um verschiedene andere bekannte Typen handeln kann.
Es ist zu beachten, dass die Wellenlänge des Anregungslichts und die Wellenlänge der Fluoreszenz von der fluoreszierenden Substanz abhängen. Handelt es sich bei der fluoreszierenden Substanz beispielsweise um ICG, hat das Anregungslicht eine Wellenlänge von etwa 785 nm und die Fluoreszenz eine Wellenlänge von etwa 805 nm. Handelt es sich bei der fluoreszierenden Substanz beispielsweise um Fluorescein, so hat das Anregungslicht eine Wellenlänge von etwa 494 nm und die Fluoreszenz eine Wellenlänge von etwa 521 nm. Handelt es sich bei der fluoreszierenden Substanz beispielsweise um Aminolävulinsäurehydrochlorid, so hat das Anregungslicht eine Wellenlänge von etwa 400 bis 410 nm und die Fluoreszenz eine Wellenlänge von etwa 635 nm.
Das Phantom 1 ist so angeordnet, dass es beim Empfang des Anregungslichts vom Fluoreszenzdetektionsgerät 8 Reaktionslicht mit einer Wellenlänge erzeugt, die gleich derjenigen der Fluoreszenz ist. Das Fluoreszenzdetektionsgerät 8 kann durch Beobachtung des Betriebs des Fluoreszenzdetektionsgeräts 8 bei Empfang des Reaktionslichts getestet werden.
Beispielsweise kann festgestellt werden, dass das Fluoreszenzdetektionsgerät 8 normal arbeitet, wenn der Betrieb des Fluoreszenzdetektionsgeräts 8 beim Aussenden von Anregungslicht in Richtung des Phantoms 1 der gleiche ist wie der Betrieb des Fluoreszenzdetektionsgeräts 8 beim Aussenden von Anregungslicht in Richtung des fluoreszierenden Körpers. Es kann zum Beispiel nachgewiesen werden, dass das Fluoreszenzdetektionsgerät 8 ein Problem mit der Funktion des Aussendens von Anregungslicht oder mit der Funktion des Erkennens von Reaktionslicht hat, wenn das Fluoreszenzdetektionsgerät 8 kein Reaktionslicht erkennen kann, nachdem es Anregungslicht in Richtung des Phantoms 1 ausgesendet hat.
Das Phantom 1 gemäß der ersten Ausführungsform beinhaltet einen Elektrisches-Signal-Ausgabeabschnitt 2 und einen Reaktionslicht-Erzeugungsabschnitt 4.
Der Elektrisches-Signal-Ausgabeabschnitt 2 ist angeordnet, um Anregungslicht zu empfangen und ein elektrisches Signal entsprechend der Intensität des Anregungslichts auszugeben. Der Elektrisches-Signal-Ausgabeabschnitt 2 hat eine lichtabschwächende Platte 22 und einen Lichtsensor 24. Die lichtabschwächende Platte 22 ist angeordnet, um das Anregungslicht abzuschwächen und an den Lichtsensor 24 weiterzuleiten. Der Lichtsensor 24 ist angeordnet, um das Anregungslicht über die lichtabschwächende Platte 22 zu empfangen und das Anregungslicht in ein elektrisches Signal umzuwandeln. Dabei ist zu beachten, dass das elektrische Signal ein Stromsignal 1 ist. Der Lichtsensor 24 ist z. B. eine Fotodiode. Es wird darauf hingewiesen, dass zwischen der lichtabschwächenden Platte 22 und dem Lichtsensor 24 ein Bandpassfilter angeordnet sein kann (z. B. wenn die fluoreszierende Substanz Fluorescein oder Aminolävulinsäurehydrochlorid ist). Dabei ist zu beachten, dass in einigen Fällen die lichtabschwächende Platte 22 in Abhängigkeit von der Intensität des Anregungslichts nicht bereitgestellt sein muss.
Der Abschnitt 4, der das Reaktionslicht erzeugt, ist angeordnet, um das elektrische Signal zu empfangen und das Reaktionslicht entsprechend dem elektrischen Signal zu erzeugen. Dabei ist zu beachten, dass die Wellenlänge des Reaktionslichts gleich der Wellenlänge der Fluoreszenz ist. Der Abschnitt 4, der das Reaktionslicht erzeugt, hat einen Spannungsumwandlungsabschnitt 42, eine Ansteuerungsschaltung (Ansteuerungsabschnitt) 44 und ein elektronisches Schaltungselement 46. Der Spannungsumwandlungsabschnitt 42 ist angeordnet, um das elektrische Signal (Stromsignal I) in ein Spannungssignal V umzuwandeln. Die Ansteuerungsschaltung 44 ist angeordnet, um das elektronische Schaltungselement 46 basierend auf dem Spannungssignal V anzusteuern. Das elektronische Schaltungselement 46 ist angeordnet, um das Spannungssignal V über die Ansteuerungsschaltung 44 zu empfangen und das Spannungssignal V in Reaktionslicht umzuwandeln. Bei dem elektronischen Schaltungselement 46 handelt es sich zum Beispiel um eine LED.
Als nächstes wird ein Betrieb gemäß der ersten Ausführungsform beschrieben.
Der Elektrisches-Signal-Ausgabeabschnitt 2 des Phantoms 1 empfängt Anregungslicht von dem Fluoreszenzdetektionsgerät 8. Das Anregungslicht wird über die Lichtabschwächungsplatte 22 dem Lichtsensor 24 zugeführt und durch den Lichtsensor 24 in ein elektrisches Signal (Stromsignal I) umgewandelt. Das Stromsignal 1 wird dem Reaktionslicht-Erzeugungsabschnitt 4 bereitgestellt. Das Stromsignal 1 wird durch den Spannungsumwandlungsabschnitt 42 in ein Spannungssignal V umgewandelt und über die Ansteuerungsschaltung 44 an das elektronische Schaltungselement 46 weitergeleitet. Das elektronische Schaltungselement 46 sendet Reaktionslicht aus. Das Fluoreszenzdetektionsgerät 8 detektiert das Reaktionslicht.
Gemäß der ersten Ausführungsform sind der Elektrisches-Signal-Ausgabeabschnitt 2 und der Reaktionslicht-Erzeugungsabschnitt 4, bei denen es sich um elektronische Schaltkreise handelt, die elektrische Signale verwenden, im Vergleich zu Fluoreszenzfarbstoffen (z.B. ICG) weniger anfällig für Alterungserscheinungen. Dementsprechend ermöglicht die erste Ausführungsform eine geringere Wahrscheinlichkeit der Beeinflussung durch Alterungsdegradation bei der Prüfung des Fluoreszenzdetektionsgeräts 8.
Es wird darauf hingewiesen, dass die erste Ausführungsform die folgenden Varianten beinhalten kann.
Erste Variante
2 zeigt eine Konfiguration eines Phantoms 1 gemäß einer ersten Variante der ersten Ausführungsform. In der ersten Variante der ersten Ausführungsform werden der Lichtsensor 24 und der Spannungsumwandlungsabschnitt 42 gemäß der ersten Ausführungsform durch einen Lichtsensor (Spannungsausgang) 25 und eine Verstärkerschaltung 43 ersetzt.
Der Lichtsensor (Spannungsausgang) 25 ist angeordnet, um das Anregungslicht über die Lichtabschwächungsplatte 22 zu empfangen und das Anregungslicht in ein elektrisches Signal umzuwandeln. Hierbei ist zu beachten, dass das elektrische Signal ein Spannungssignal V1 ist. Die Verstärkerschaltung 43 dient zur Verstärkung des Spannungssignals V1 in ein Spannungssignal V2. Es ist zu beachten, dass die Ansteuerungsschaltung 44 so angeordnet ist, dass sie das elektronische Schaltungselement 46 basierend auf dem Spannungssignal V2 ansteuert. Hier ist zu beachten, dass, da das Spannungssignal V2 auf dem Spannungssignal V1 basiert, die Ansteuerschaltung 44 dementsprechend angeordnet ist, um das elektronische Schaltungselement 46 basierend auf dem Spannungssignal V1 anzusteuern.
Zweite Variante
3 zeigt eine Konfiguration eines Phantoms 1 gemäß einer zweiten Variante der ersten Ausführungsform. In der zweiten Variante der ersten Ausführungsform ist der Lichtsensor 24 gemäß der ersten Ausführungsform durch einen Lichtsensor (digitaler Ausgang) 26 ersetzt. Ferner weist der Reaktionslicht-Erzeugungsabschnitt 4 des Phantoms 1 gemäß der zweiten Variante der ersten Ausführungsform einen FPGA 41, einen DAC (Digital-Analog-Wandler) 45 und ein elektronisches Schaltungselement 46 auf.
Der Lichtsensor (digitaler Ausgang) 26 ist angeordnet, um das Anregungslicht über die Lichtabschwächungsplatte 22 zu empfangen und das Anregungslicht in ein elektrisches Signal umzuwandeln. Dabei ist zu beachten, dass das elektrische Signal ein digitales Signal ist. Der FPGA 41 und der DAC 45 sind angeordnet, um das elektronische Schaltungselement 46 basierend auf dem digitalen Signal anzusteuern, wobei sie eine Funktion aufweisen, die derjenigen der Ansteuerungsschaltung 44 gemäß der ersten Ausführungsform entspricht. Das FPGA 41 ist angeordnet, um das digitale Signal von dem Lichtsensor (digitaler Ausgang) 26 zu empfangen und ein Signal auszugeben, das einer digital umgewandelten Version des Ausgangs von der Ansteuerungsschaltung 44 gemäß der ersten Ausführungsform entspricht. Der DAC 45 ist angeordnet, um das (digitale) Ausgangssignal des FPGA 41 in ein analoges Signal umzuwandeln, das dem Ausgangssignal der Ansteuerungsschaltung 44 gemäß der ersten Ausführungsform entspricht, und es an das elektronische Schaltungselement 46 bereitzustellen.
Zweite Ausführungsform
Das Phantom 1 gemäß der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von dem Phantom 1 gemäß der ersten Ausführungsform dadurch, dass ersteres eine Weißlichtquelle 47 und einen Bandpassfilter 48 beinhaltet.
4 zeigt eine Konfiguration des Phantoms 1 gemäß der zweiten Ausführungsform. Das Phantom 1 gemäß der zweiten Ausführungsform beinhaltet einen Elektrisches-Signal-Ausgabeabschnitt 2 und einen Reaktionslicht-Erzeugungsabschnitt 4. Komponenten, die mit denen der ersten Ausführungsform identisch sind, werden im Folgenden mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, um ihre Beschreibung zu ersparen.
Das Fluoreszenzdetektionsgerät 8 und der Elektrisches-Signal-Ausgabeabschnitt 2 gemäß der zweiten Ausführungsform sind mit denen der ersten Ausführungsform identisch und werden nicht beschrieben.
Der Reaktionslicht-Erzeugungsabschnitt 4 weist einen Spannungsumwandlungsabschnitt 42, eine Ansteuerungsschaltung (Ansteuerungsabschnitt) 44, eine Weißlichtquelle 47 und einen Bandpassfilter 48 auf. Der Spannungsumwandlungsabschnitt 42 und die Ansteuerungsschaltung 44 sind identisch mit denen der ersten Ausführungsform und werden nicht weiter beschrieben. Die Weißlichtquelle 47 ist angeordnet, um weißes Licht zu erzeugen. Der Bandpassfilter 48 ist angeordnet, um das weiße Licht zu empfangen und Licht mit einer vorbestimmten Wellenlänge hindurchzulassen, um es als Reaktionslicht auszugeben. Dabei ist zu beachten, dass die vorbestimmte Wellenlänge gleich der Wellenlänge der Fluoreszenz ist.
Als nächstes wird ein Betrieb gemäß der zweiten Ausführungsform beschrieben.
Der Elektrisches-Signal-Ausgabeabschnitt 2 des Phantoms 1 empfängt Anregungslicht von dem Fluoreszenzdetektionsgerät 8. Das Anregungslicht wird über die Lichtabschwächungsplatte 22 dem Lichtsensor 24 bereitgestellt und durch den Lichtsensor 24 in ein elektrisches Signal (Stromsignal I) umgewandelt. Das Stromsignal 1 wird dem Reaktionslicht-Erzeugungsabschnitt 4 bereitgestellt. Das Stromsignal 1 wird durch den Spannungsumwandlungsabschnitt 42 in ein Spannungssignal V umgewandelt und über die Ansteuerungsschaltung 44 an die Weißlichtquelle 47 bereitgestellt. Aus der Weißlichtquelle 47 wird weißes Licht emittiert, und Licht mit einer vorgegebenen Wellenlänge wird durch den Bandpassfilter 48 als Reaktionslicht extrahiert. Das Fluoreszenzdetektionsgerät 8 detektiert das Reaktionslicht.
Die zweite Ausführungsform weist die gleichen vorteilhaften Effekte auf wie die erste Ausführungsform. Darüber hinaus, obwohl es keine Lichtquelle (z.B. LED) gibt, die angeordnet ist, um Licht mit einer Wellenlänge gleich der der Fluoreszenz zu erzeugen, ist der Bandpassfilter 48, der angeordnet ist, um Licht mit einer Wellenlänge gleich der der Fluoreszenz durchzulassen, vorgesehen, um Licht mit einer Wellenlänge gleich der der Fluoreszenz aus dem weißen Licht zur Erzeugung von Reaktionslicht zu extrahieren.
Es wird darauf hingewiesen, dass auch in der ersten Variante (siehe 2) und der zweiten Variante (siehe 3) der ersten Ausführungsform die Weißlichtquelle 47 und der Bandpassfilter 48 anstelle des elektronischen Schaltungselements 46 bereitgestellt sein können.
Dritte Ausführungsform
Das Phantom 1 gemäß der dritten Ausführungsform unterscheidet sich von dem Phantom 1 gemäß der ersten Ausführungsform dadurch, dass ersteres eine Lichtabschwächungsplatte (Lichtabschwächungsabschnitt) 49a beinhaltet.
5 zeigt eine Konfiguration des Phantoms 1 gemäß der dritten Ausführungsform. Das Phantom 1 gemäß der dritten Ausführungsform beinhaltet einen Elektrisches-Signal-Ausgabeabschnitt 2 und einen Reaktionslicht-Erzeugungsabschnitt 4. Komponenten, die mit denen der ersten Ausführungsform identisch sind, werden im Folgenden mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, um ihre Beschreibung zu ersparen.
Das Fluoreszenzdetektionsgerät 8 und der Elektrisches-Signal-Ausgabeabschnitt 2 gemäß der dritten Ausführungsform sind mit denen der ersten Ausführungsform identisch und werden nicht beschrieben.
Der Reaktionslicht-Erzeugungsabschnitt 4 weist einen Spannungsumwandlungsabschnitt 42, eine Ansteuerungsschaltung (Ansteuerungsabschnitt) 44, ein elektronisches Schaltungselement 46 und eine Lichtabschwächungsplatte (Lichtabschwächungsabschnitt) 49a auf. Der Spannungsumwandlungsabschnitt 42, die Ansteuerungsschaltung 44 und das elektronische Schaltungselement 46 sind identisch mit denen der ersten Ausführungsform und werden hier nicht beschrieben. Zu beachten ist hier, dass das elektronische Schaltungselement 46 eine Lichtquelle ist, die angeordnet ist, um Licht mit einer vorbestimmten Wellenlänge zu erzeugen. Die vorbestimmte Wellenlänge ist gleich der Wellenlänge der Fluoreszenz. Die Lichtabschwächungsplatte (Lichtabschwächungsabschnitt) 49a ist angeordnet, um das Licht mit einer vorbestimmten Wellenlänge zu empfangen und abzuschwächen, um es als Reaktionslicht auszugeben.
Als nächstes wird ein Betrieb gemäß der dritten Ausführungsform beschrieben.
Der Elektrisches-Signal-Ausgabeabschnitt 2 des Phantoms 1 empfängt Anregungslicht von dem Fluoreszenzdetektionsgerät 8. Das Anregungslicht wird über die Lichtabschwächungsplatte 22 dem Lichtsensor 24 bereitgestellt und durch den Lichtsensor 24 in ein elektrisches Signal (Stromsignal I) umgewandelt. Das Stromsignal I wird dem Reaktionslicht-Erzeugungsabschnitt 4 bereitgestellt. Das Stromsignal I wird durch den Spannungsumwandlungsabschnitt 42 in ein Spannungssignal V umgewandelt und über die Ansteuerungsschaltung 44 an das elektronische Schaltungselement 46 bereitgestellt. Licht mit einer vorbestimmten Wellenlänge wird aus dem elektronischen Schaltungselement 46 emittiert und durch die Lichtabschwächungsplatte 49a zu Reaktionslicht abgeschwächt. Das Fluoreszenzdetektionsgerät 8 detektiert das Reaktionslicht.
Die dritte Ausführungsform weist die gleichen vorteilhaften Effekte auf wie die erste Ausführungsform. Da das Reaktionslicht durch die Lichtabschwächungsplatte 49a abgeschwächt wird, ist es außerdem möglich, einen Test für den Fall durchzuführen, dass das Fluoreszenzdetektionsgerät 8 mit einem fluoreszierenden Körper verwendet wird, der eine geringe Fluoreszenzausgangsleistung bereitstellt.
Es wird darauf hingewiesen, dass auch in der ersten Variante (siehe 2) und der zweiten Variante (siehe 3) der ersten Ausführungsform die Lichtabschwächungsplatte (Lichtabschwächungsabschnitt) 49a vor dem elektronischen Schaltungselement 46 bereitgestellt sein kann.
Vierte Ausführungsform
Das Phantom 1 gemäß der vierten Ausführungsform unterscheidet sich von dem Phantom 1 gemäß der ersten Ausführungsform dadurch, dass das erstere einen Begrenzungsabschnitt 49b beinhaltet.
6 zeigt eine Konfiguration des Phantoms 1 gemäß der vierten Ausführungsform. Das Phantom 1 gemäß der vierten Ausführungsform beinhaltet einen Elektrisches-Signal-Ausgabeabschnitt 2 und einen Reaktionslicht-Erzeugungsabschnitt 4. Komponenten, die mit denen der ersten Ausführungsform identisch sind, werden im Folgenden mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, um ihre Beschreibung zu ersparen.
Das Fluoreszenzdetektionsgerät 8 und der Elektrisches-Signal-Ausgabeabschnitt 2 gemäß der vierten Ausführungsform sind mit denen der ersten Ausführungsform identisch und werden nicht beschrieben.
Der Reaktionslicht-Erzeugungsabschnitt 4 weist einen Spannungsumwandlungsabschnitt 42, eine Ansteuerungsschaltung (Ansteuerungsabschnitt) 44, ein elektronisches Schaltungselement 46 und einen Begrenzungsabschnitt 49b auf. Der Spannungsumwandlungsabschnitt 42, die Ansteuerungsschaltung 44 und das elektronische Schaltungselement 46 sind identisch mit denen der ersten Ausführungsform und werden hier nicht beschrieben. Zu beachten ist hier, dass das elektronische Schaltungselement 46 eine Lichtquelle ist, die angeordnet ist, um Licht mit einer vorbestimmten Wellenlänge zu erzeugen. Die vorbestimmte Wellenlänge ist gleich der Wellenlänge der Fluoreszenz. Der Begrenzungsabschnitt 49b ist angeordnet, um das Licht mit einer vorbestimmten Wellenlänge zur Ausgabe als Reaktionslicht zu empfangen und zu begrenzen. Der Begrenzungsabschnitt 49b ist z.B. eine Pin-Halle oder ein Schlitz.
Als nächstes wird ein Betrieb gemäß der vierten Ausführungsform beschrieben.
Der Elektrisches-Signal-Ausgabeabschnitt 2 des Phantoms 1 empfängt Anregungslicht von dem Fluoreszenzdetektionsgerät 8. Das Anregungslicht wird über die Lichtabschwächungsplatte 22 dem Lichtsensor 24 bereitgestellt und durch den Lichtsensor 24 in ein elektrisches Signal (Stromsignal I) umgewandelt. Das Stromsignal I wird dem Reaktionslicht-Erzeugungsabschnitt 4 bereitgestellt. Das Stromsignal I wird durch den Spannungsumwandlungsabschnitt 42 in ein Spannungssignal V umgewandelt und über die Ansteuerungsschaltung 44 an das elektronische Schaltungselement 46 bereitgestellt. Aus dem elektronischen Schaltungselement 46 wird Licht mit einer vorgegebenen Wellenlänge emittiert und durch den Begrenzungsabschnitt 49b als Reaktionslicht begrenzt. Das Fluoreszenzdetektionsgerät 8 detektiert das Reaktionslicht.
Die vierte Ausführungsform weist die gleichen vorteilhaften Effekte auf wie die erste Ausführungsform. Da das Reaktionslicht durch den Begrenzungsabschnitt 49b begrenzt wird, ist es darüber hinaus möglich, einen Test für den Fall durchzuführen, dass das Fluoreszenzdetektionsgerät 8 mit einem kleinen fluoreszierenden Körper verwendet wird.
Es wird darauf hingewiesen, dass auch in der ersten Variante (siehe 2) und der zweiten Variante (siehe 3) der ersten Ausführungsform der Begrenzungsabschnitt 49b vor dem elektronischen Schaltungselement 46 bereitgestellt werden kann.
Fünfte Ausführungsform
Das Phantom 1 gemäß der fünften Ausführungsform unterscheidet sich von dem Phantom 1 gemäß der ersten Ausführungsform dadurch, dass ersteres eine Streuungsplatte (Streuungsabschnitt) 49c beinhaltet.
7 zeigt eine Konfiguration des Phantoms 1 gemäß der fünften Ausführungsform. Das Phantom 1 gemäß der fünften Ausführungsform beinhaltet einen Elektrisches-Signal-Ausgabeabschnitt 2 und einen Reaktionslicht-Erzeugungsabschnitt 4. Komponenten, die mit denen der ersten Ausführungsform identisch sind, werden im Folgenden mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, um ihre Beschreibung zu ersparen.
Das Fluoreszenzdetektionsgerät 8 und der Elektrisches-Signal-Ausgabeabschnitt 2 gemäß der fünften Ausführungsform sind mit denen der ersten Ausführungsform identisch und werden nicht beschrieben.
Der Reaktionslicht-Erzeugungsabschnitt 4 weist einen Spannungsumwandlungsabschnitt 42, eine Ansteuerungsschaltung (Ansteuerungsabschnitt) 44, ein elektronisches Schaltungselement 46 und eine Streuungsplatte (Streuungsabschnitt) 49c auf. Der Spannungsumwandlungsabschnitt 42, die Ansteuerungsschaltung 44 und das elektronische Schaltungselement 46 sind identisch mit denen der ersten Ausführungsform und werden hier nicht beschrieben. Zu beachten ist hier, dass das elektronische Schaltungselement 46 eine Lichtquelle ist, die so angeordnet ist, dass sie Licht mit einer vorbestimmten Wellenlänge erzeugt. Die vorbestimmte Wellenlänge ist gleich der Wellenlänge der Fluoreszenz. Die Streuungsplatte 49c ist so angeordnet, dass sie das Licht mit einer vorbestimmten Wellenlänge empfängt und streut, um es als Reaktionslicht auszugeben.
Als nächstes wird ein Betrieb gemäß der fünften Ausführungsform beschrieben.
Der Elektrisches-Signal-Ausgabeabschnitt 2 des Phantoms 1 empfängt Anregungslicht von dem Fluoreszenzdetektionsgerät 8. Das Anregungslicht wird über die Lichtabschwächungsplatte 22 dem Lichtsensor 24 bereitgestellt und durch den Lichtsensor 24 in ein elektrisches Signal (Stromsignal I) umgewandelt. Das Stromsignal I wird dem Reaktionslicht-Erzeugungsabschnitt 4 bereitgestellt. Das Stromsignal I wird durch den Spannungsumwandlungsabschnitt 42 in ein Spannungssignal V umgewandelt und über die Ansteuerungsschaltung 44 dem elektronischen Schaltungselement 46 bereitgestellt. Licht mit einer vorbestimmten Wellenlänge wird aus dem elektronischen Schaltungselement 46 emittiert und durch die Streuungsplatte 49c als Reaktionslicht gestreut. Das Fluoreszenzdetektionsgerät 8 detektiert das Reaktionslicht.
Die fünfte Ausführungsform weist die gleichen vorteilhaften Effekte auf wie die erste Ausführungsform. Da das Reaktionslicht durch die Streuungsplatte 49c gestreut wird, ist es darüber hinaus möglich, einen Test für den Fall durchzuführen, dass das Fluoreszenzdetektionsgerät 8 mit einem großen fluoreszierenden Körper verwendet wird.
Es wird darauf hingewiesen, dass auch in der ersten Variante (siehe 2) und der zweiten Variante (siehe 3) der ersten Ausführungsform die Streuungsplatte 49c vor dem elektronischen Schaltungselement 46 bereitgestellt sein kann.
Sechste Ausführungsform
Das Phantom 1 gemäß der sechsten Ausführungsform unterscheidet sich von dem Phantom 1 gemäß der ersten Ausführungsform dadurch, dass ersteres einen Schwellenwerterfassungsabschnitt 40a und einen Komparator 40b beinhaltet.
8 zeigt eine Konfiguration des Phantoms 1 gemäß der sechsten Ausführungsform. Das Phantom 1 gemäß der sechsten Ausführungsform beinhaltet einen Elektrisches-Signal-Ausgabeabschnitt 2 und einen Reaktionslicht-Erzeugungsabschnitt 4. Komponenten, die mit denen der ersten Ausführungsform identisch sind, werden im Folgenden mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, um ihre Beschreibung zu ersparen.
Das Fluoreszenzdetektionsgerät 8 und der Elektrisches-Signal-Ausgabeabschnitt 2 gemäß der sechsten Ausführungsform sind mit denen der ersten Ausführungsform identisch und werden nicht beschrieben.
Der Abschnitt 4 zur Erzeugung von Reaktionslicht weist einen Spannungsumwandlungsabschnitt 42, eine Ansteuerungsschaltung (Ansteuerungsabschnitt) 44, ein elektronisches Schaltungselement 46, einen Schwellenwerterfassungsabschnitt 40a und einen Komparator 40b auf. Der Spannungsumwandlungsabschnitt 42, die Ansteuerungsschaltung 44 und das elektronische Schaltungselement 46 sind identisch mit denen der ersten Ausführungsform und werden nicht weiter beschrieben.
Der Schwellenwerterfassungsabschnitt 40a ist so angeordnet, dass er als Schwellenwert einen Wert des Spannungssignals V erfasst, wenn die Intensität des Anregungslichts eine vorbestimmte Intensität ist. Wenn beispielsweise das von dem Spannungsumwandlungsabschnitt 42 ausgegebene Spannungssignal V1 V beträgt, wenn die vorbestimmte Intensität 10 mW beträgt, ist der erfasste Schwellenwert 1V.
Der Komparator 40b ist angeordnet, um das von dem Spannungsumwandlungsabschnitt 42 ausgegebene Spannungssignal V mit dem in dem Schwellenwerterfassungsabschnitt 40a erfassten Schwellenwert zu vergleichen. Der Komparator 40b ist ferner so angeordnet, dass er ein Ansteuerungssignal V3 für die Ansteuerungsschaltung 44 bereitstellt, wenn das Spannungssignal V den Schwellenwert überschreitet. Andererseits ist der Komparator 40b so angeordnet, dass er kein Signal für die Ansteuerungsschaltung 44 bereitstellt, wenn das Spannungssignal V niedriger als der Schwellenwert ist. Dementsprechend wird, wenn der Komparator 40b basierend auf dem elektrischen Signal (Spannungssignal V) feststellt, dass die Intensität des Anregungslichts die vorbestimmte Intensität übersteigt (d.h. das Spannungssignal V übersteigt den Schwellenwert), das Ansteuerungssignal V3 an die Ansteuerungsschaltung 44 bereitgestellt, um Reaktionslicht zu erzeugen.
Es wird darauf hingewiesen, dass der Komparator 40b zwischen dem Spannungsumwandlungsabschnitt 42 und der Ansteuerungsschaltung 44 angeordnet ist. Genauer gesagt ist die Ausgangsklemme des Komparators 40b mit der Eingangsklemme der Ansteuerungsschaltung 44 verbunden, und die Eingangsklemmen des Komparators 40b sind jeweils mit der Ausgangsklemme des Spannungsumwandlungsabschnitts 42 und des Schwellenwerterfassungsabschnitts 40a verbunden.
Als nächstes wird ein Betrieb gemäß der sechsten Ausführungsform beschrieben.
Der Elektrisches-Signal-Ausgabeabschnitt 2 des Phantoms 1 empfängt Anregungslicht von dem Fluoreszenzdetektionsgerät 8. Das Anregungslicht wird über die Lichtabschwächungsplatte 22 dem Lichtsensor 24 bereitgestellt und durch den Lichtsensor 24 in ein elektrisches Signal (Stromsignal I) umgewandelt. Das Stromsignal I wird dem Reaktionslicht-Erzeugungsabschnitt 4 bereitgestellt. Das Stromsignal I wird durch den Spannungsumwandlungsabschnitt 42 in ein Spannungssignal V umgewandelt. Das Spannungssignal V wird dem Komparator 40b zur Bestimmung bereitgestellt, ob ein Schwellenwert überschritten wird oder nicht.
Wenn festgestellt wird, dass das Spannungssignal V den Schwellenwert überschreitet, wird über die Ansteuerungsschaltung 44 ein Ansteuerungssignal V3 an das elektronische Schaltungselement 46 bereitgestellt. Das elektronische Schaltungselement 46 sendet Reaktionslicht aus. Das Fluoreszenzdetektionsgerät 8 detektiert das Reaktionslicht.
Wird hingegen festgestellt, dass das Spannungssignal V den Schwellenwert nicht überschreitet, wird kein Ansteuerungssignal V3 an die Ansteuerungsschaltung 44 bereitgestellt, so dass das elektronische Schaltungselement 46 kein Reaktionslicht emittieren kann.
Die sechste Ausführungsform weist die gleichen vorteilhaften Effekte auf wie die erste Ausführungsform. Da kein Reaktionslicht detektiert wird, wenn das Anregungslicht keine ausreichende Intensität aufweist, ist es außerdem möglich, die Intensitätsarmut des Anregungslichts leicht zu bestimmen.
Es wird darauf hingewiesen, dass auch in der ersten Variante (siehe 2) der ersten Ausführungsform der Schwellenwerterfassungsabschnitt 40a und der Komparator 40b bereitgestellt werden können. In diesem Fall ist der Komparator 40b zwischen der Verstärkerschaltung 43 und der Ansteuerungsschaltung 44 angeordnet. Genauer gesagt ist die Ausgangsklemme des Komparators 40b mit der Eingangsklemme der Ansteuerungsschaltung 44 verbunden, und die Eingangsklemmen des Komparators 40b sind jeweils mit der Ausgangsklemme der Verstärkerschaltung 43 und des Schwellenwerterfassungsabschnitts 40a verbunden. Der Schwellenwerterfassungsabschnitt 40a ist angeordnet, um als Schwellenwert einen Wert des Spannungssignals V2 zu erfassen, wenn die Intensität des Anregungslichts eine vorbestimmte Intensität ist.
Die sechste Ausführungsform kann in ähnlicher Weise auch in der zweiten Variante (siehe 3) der ersten Ausführungsform arbeiten. In diesem Fall ist das FPGA 41 angeordnet, um als einen Schwellenwert einen Wert des elektrischen Signals (digitales Signal) zu erfassen, wenn die Intensität des Anregungslichts eine vorbestimmte Intensität ist. Das FPGA 41 ist ferner angeordnet, um zu bestimmen, ob das elektrische Signal (Digitalsignal) den Schwellenwert überschreitet oder nicht, und das elektrische Signal (Digitalsignal), wenn es den Schwellenwert überschreitet, an den DAC 45 zu senden, während das Signal, wenn es ihn nicht überschreitet, nicht an den DAC 45 gesendet wird.
Siebte Ausführungsform
Das Phantom 1 gemäß der siebten Ausführungsform unterscheidet sich von dem Phantom 1 gemäß der sechsten Ausführungsform dadurch, dass das erstere einen Bestimmungslicht-Erzeugungsabschnitt 5 beinhaltet.
9 zeigt eine Konfiguration des Phantoms 1 gemäß der siebten Ausführungsform. Das Phantom 1 gemäß der siebten Ausführungsform beinhaltet einen Elektrisches-Signal-Ausgabeabschnitt 2, einen Reaktionslicht-Erzeugungsabschnitt 4 und einen Bestimmungslicht-Erzeugungsabschnitt 5. Komponenten, die mit denen der sechsten Ausführungsform identisch sind, werden im Folgenden mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, um ihre Beschreibung zu ersparen.
Das Fluoreszenzdetektionsgerät 8, der Elektrisches-Signal-Ausgabeabschnitt 2 und der Reaktionslicht-Erzeugungsabschnitt 4 gemäß der siebten Ausführungsform sind mit denen der sechsten Ausführungsform identisch und werden nicht beschrieben.
Der Bestimmungslicht-Erzeugungsabschnitt 5 hat einen Komparator 50b, eine Ansteuerungsschaltung 54 und ein elektronisches Schaltungselement 56.
Der Komparator 50b ist angeordnet, um das von dem Spannungsumwandlungsabschnitt 42 ausgegebene Spannungssignal V mit dem in dem Schwellenwerterfassungsabschnitt 40a erfassten Schwellenwert zu vergleichen. Der Komparator 50b ist ferner angeordnet, um ein Ansteuerungssignal V4 an die Ansteuerungsschaltung 54 bereitzustellen, wenn das Spannungssignal V den Schwellenwert überschreitet. Andererseits ist der Komparator 40b angeordnet, um der Ansteuerungsschaltung 54 kein Signal bereitzustellen, wenn das Spannungssignal V unter dem Schwellenwert liegt.
Es wird darauf hingewiesen, dass der Komparator 50b zwischen dem Spannungsumwandlungsabschnitt 42 und der Ansteuerungsschaltung 54 angeordnet ist. Genauer gesagt ist die Ausgangsklemme des Komparators 50b mit der Eingangsklemme der Ansteuerungsschaltung 54 verbunden, und die Eingangsklemmen des Komparators 50b sind jeweils mit der Ausgangsklemme des Spannungsumwandlungsabschnitts 42 und des Schwellenwerterfassungsabschnitts 40a verbunden.
Die Ansteuerungsschaltung 54 ist angeordnet, um das elektronische Schaltungselement 56 basierend auf dem Ansteuerungssignal V4 anzusteuern.
Das elektronische Schaltungselement 56 ist angeordnet, um das Ansteuerungssignal V4 über die Ansteuerungsschaltung 54 zu empfangen und das Ansteuerungssignal V4 in Bestimmungslicht umzuwandeln. Das elektronische Schaltungselement 56 ist z.B. eine LED.
Wenn der Komparator 50b basierend auf dem elektrischen Signal (Spannungssignal V) bestimmt, dass die Intensität des Anregungslichts die vorgegebene Intensität überschreitet (d.h. das Spannungssignal V den Schwellenwert überschreitet), wird das Ansteuerungssignal V4 an die Ansteuerungsschaltung 54 bereitgestellt und dadurch erzeugt das elektronische Schaltungselement 56 Bestimmungslicht. Das Bestimmungslicht ist ein anderes als das Reaktionslicht.
Als nächstes wird ein Betrieb gemäß der siebten Ausführungsform beschrieben. Es werden jedoch keine Betriebsabläufe beschrieben, die mit denen der sechsten Ausführungsform identisch sind.
Ein Spannungssignal V, das von dem Spannungsumwandlungsabschnitt 42 ausgegeben wird, wird dem Komparator 50b zur Bestimmung bereitgestellt, ob ein Schwellenwert überschritten wird oder nicht.
Wenn festgestellt wird, dass das Spannungssignal V den Schwellenwert überschreitet, wird über die Ansteuerungsschaltung 54 ein Ansteuerungssignal V4 an das elektronische Schaltungselement 56 bereitgestellt. Das elektronische Schaltungselement 56 sendet Bestimmungslicht aus.
Wird hingegen festgestellt, dass das Spannungssignal V den Schwellenwert nicht überschreitet, wird kein Ansteuerungssignal V4 an die Ansteuerungsschaltung 54 bereitgestellt und somit kann das elektronische Schaltungselement 56 kein Bestimmungslicht aussenden.
Die siebte Ausführungsform weist die gleichen vorteilhaften Effekte wie die sechste Ausführungsform auf. Da kein Bestimmungslicht emittiert wird, wenn das Anregungslicht keine ausreichende Intensität aufweist, ist es außerdem möglich, die Intensitätsarmut des Anregungslichts leicht zu bestimmen.
Es wird darauf hingewiesen, dass auch in der ersten Variante (siehe 2) der ersten Ausführungsform der Schwellenwerterfassungsabschnitt 40a, der Komparator 50b, die Ansteuerungsschaltung 54 und das elektronische Schaltungselement 56 bereitgestellt werden können. In diesem Fall ist der Komparator 50b zwischen der Verstärkerschaltung 43 und der Ansteuerungsschaltung 54 angeordnet. Genauer gesagt ist die Ausgangsklemme des Komparators 50b mit der Eingangsklemme der Ansteuerungsschaltung 54 verbunden, und die Eingangsklemmen des Komparators 50b sind jeweils mit der Ausgangsklemme der Verstärkerschaltung 43 und dem Schwellenwerterfassungsabschnitt 40a verbunden. Der Schwellenwerterfassungsabschnitt 40a ist angeordnet, um als Schwellenwert einen Wert des Spannungssignals V2 zu erfassen, wenn die Intensität des Anregungslichts eine vorbestimmte Intensität ist.
Die siebte Ausführungsform kann in ähnlicher Weise auch in der zweiten Variante (siehe 3) der ersten Ausführungsform arbeiten. In diesem Fall ist das elektronische Schaltungselement 56 bereitgestellt, und ferner ist das FPGA 41 angeordnet, um als Schwellenwert einen Wert des elektrischen Signals (digitales Signal) zu erfassen, wenn die Intensität des Anregungslichts eine vorbestimmte Intensität ist. Das FPGA 41 ist ferner so angeordnet, dass es feststellt, ob das elektrische Signal (Digitalsignal) den Schwellenwert überschreitet oder nicht, und das elektrische Signal (Digitalsignal), wenn es den Schwellenwert überschreitet, an den Bestimmungslicht-DAC sendet (der zwischen dem FPGA 41 und dem elektronischen Schaltungselement 56 angeordnet ist, um das digitale Ausgangssignal des FPGA 41 in ein analoges Signal umzuwandeln und das analoge Signal an das elektronische Schaltungselement 56 bereitzustellen), während es das Signal, wenn es den Schwellenwert nicht überschreitet, nicht an den Bestimmungslicht-DAC sendet.
Achte Ausführungsform
Das Phantom 1 gemäß der achten Ausführungsform unterscheidet sich von dem Phantom 1 gemäß der ersten Ausführungsform dadurch, dass das erstere einen variablen Widerstand 42a beinhaltet.
10 zeigt eine Konfiguration des Phantoms 1 gemäß der achten Ausführungsform. Das Phantom 1 gemäß der achten Ausführungsform beinhaltet einen Elektrisches-Signal-Ausgabeabschnitt 2 und einen Reaktionslicht-Erzeugungsabschnitt 4. Komponenten, die mit denen der ersten Ausführungsform identisch sind, werden im Folgenden mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, um ihre Beschreibung zu ersparen.
Das Fluoreszenzdetektionsgerät 8 und der Elektrisches-Signal-Ausgabeabschnitt 2 gemäß der achten Ausführungsform sind mit denen der ersten Ausführungsform identisch und werden nicht beschrieben.
Der Reaktionslicht-Erzeugungsabschnitt 4 weist einen Spannungsumwandlungsabschnitt 42, einen variablen Widerstand 42a, eine Ansteuerungsschaltung (Ansteuerungsabschnitt) 44 und ein elektronisches Schaltungselement 46 auf. Die Ansteuerungsschaltung 44 und das elektronische Schaltungselement 46 sind identisch mit denen der ersten Ausführungsform und werden nicht weiter beschrieben.
Der Spannungsumwandlungsabschnitt 42, der mit dem der ersten Ausführungsform identisch ist, ist beispielsweise ein Operationsverstärker, dessen eine Eingangsklemme so angeordnet ist, dass sie eine positiv/negativ-invertierte Version des elektrischen Signals (Stromsignal I) empfängt, während die andere Eingangsklemme geerdet ist. Die eine Eingangsklemme und der Ausgang des Spannungsumwandlungsabschnitts 42 sind über den variablen Widerstand 42a verbunden. Durch Ändern des Widerstands des variablen Widerstands 42a kann der Wert des Spannungssignals V und damit die Intensität des Reaktionslichts geändert werden. Der Widerstand des variablen Widerstands 42a wird auf der Grundlage des Verhältnisses zwischen der Intensität der von dem fluoreszierenden Körper erzeugten Fluoreszenz und der Intensität des Anregungslichts (d. h. der Empfindlichkeit) geändert. Dementsprechend wird die Intensität des Reaktionslichts in Abhängigkeit von der Empfindlichkeit verändert.
Als nächstes wird ein Betrieb gemäß der achten Ausführungsform beschrieben.
Der Elektrisches-Signal-Ausgabeabschnitt 2 des Phantoms 1 empfängt Anregungslicht von dem Fluoreszenzdetektionsgerät 8. Das Anregungslicht wird über die Lichtabschwächungsplatte 22 dem Lichtsensor 24 bereitgestellt und durch den Lichtsensor 24 in ein elektrisches Signal (Stromsignal I) umgewandelt. Das Stromsignal I wird dem Reaktionslicht-Erzeugungsabschnitt 4 bereitgestellt. Das Stromsignal I wird durch den Spannungsumwandlungsabschnitt 42 in ein Spannungssignal V umgewandelt und über die Ansteuerungsschaltung 44 dem elektronischen Schaltungselement 46 bereitgestellt. Dabei ist zu beachten, dass sich der Wert des Spannungssignals V (und damit die Intensität des Reaktionslichts) durch Änderung des Widerstands des variablen Widerstands 42a in Abhängigkeit von der Empfindlichkeit ändern lässt. Das elektronische Schaltungselement 46 sendet Reaktionslicht aus. Das Fluoreszenzdetektionsgerät 8 detektiert das Reaktionslicht.
Die achte Ausführungsform weist die gleichen vorteilhaften Effekte auf wie die erste Ausführungsform. Da die Änderung des Widerstands des variablen Widerstands 42a basierend auf der Empfindlichkeit des Fluoreszenzkörpers es ermöglicht, die Intensität des Reaktionslichts zu ändern, ist es außerdem möglich, einen Test für den Fall durchzuführen, dass das Fluoreszenzdetektionsgerät 8 mit Fluoreszenzkörpern verwendet wird, die ihre jeweiligen unterschiedlichen Empfindlichkeiten haben.
Es wird darauf hingewiesen, dass die achte Ausführungsform die folgende Variante beinhalten kann.
11 zeigt eine Konfiguration eines Phantoms 1 gemäß einer Variante der achten Ausführungsform. In der Variante der achten Ausführungsform ist der variable Widerstand 42a gemäß der achten Ausführungsform nicht bereitgestellt und die Ansteuerungsschaltung 44 gemäß der achten Ausführungsform ist durch eine variable Ansteuerungsschaltung 44a ersetzt. Die variable Ansteuerungsschaltung 44a kann die dem elektronischen Schaltungselement 46 bereitgestellte Ansteuerspannung basierend auf der Empfindlichkeit des fluoreszierenden Körpers ändern, wodurch sich die Intensität des Reaktionslichts ändert.
Es wird darauf hingewiesen, dass die gleichen vorteilhaften Effekte auch dann auftreten, wenn der Lichtsensor 24 und der Spannungsumwandlungsabschnitt 42 gemäß der achten Ausführungsform und ihrer Variation durch einen Lichtsensor (Spannungsausgang) 25 und eine Verstärkerschaltung 43 ersetzt werden können (siehe die erste Variation der ersten Ausführungsform und 2).
Es wird darauf hingewiesen, dass die achte Ausführungsform auch in der zweiten Variante (siehe 3) der ersten Ausführungsform ähnlich funktionieren kann. In diesem Fall ist das FPGA 41 so angeordnet, dass die Ausgabe an den DAC 45 basierend auf der Empfindlichkeit des fluoreszierenden Körpers geändert wird.
Neunte Ausführungsform
Das Phantom 1 gemäß der neunten Ausführungsform unterscheidet sich von dem Phantom 1 gemäß der ersten Ausführungsform dadurch, dass ersteres einen Anregungslichtintensität-Ausgabeabschnitt 6 beinhaltet.
12 zeigt eine Konfiguration des Phantoms 1 gemäß der neunten Ausführungsform. Das Phantom 1 gemäß der neunten Ausführungsform beinhaltet einen Elektrisches-Signal-Ausgabeabschnitt 2, einen Reaktionslicht-Erzeugungsabschnitt 4 und einen Anregungslicht-Ausgabeabschnitt 6. Komponenten, die mit denen der ersten Ausführungsform identisch sind, werden im Folgenden mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, um ihre Beschreibung zu ersparen.
Der Elektrisches-Signal-Ausgabeabschnitt 2 und der Reaktionslicht-Erzeugungsabschnitt 4 gemäß der neunten Ausführungsform sind mit denen der ersten Ausführungsform identisch und werden nicht beschrieben. Dabei ist zu beachten, dass die Ansteuerungsschaltung 44 durch eine variable Ansteuerungsschaltung 44a ersetzt werden kann (siehe die Variante der achten Ausführungsform und 11).
Der Anregungslichtintensität-Ausgabeabschnitt 6 ist dazu eingerichtet, die Intensität des Anregungslichts basierend auf dem elektrischen Signal auszugeben. Der Anregungslichtintensität-Ausgabeabschnitt 6 weist einen ADC (Analog-Digital-Wandler) 62 und einen FPGA 64 auf. Der ADC 62 ist angeordnet, um das vom Spannungsumwandlungsabschnitt 42 ausgegebene (analoge) Spannungssignal V in ein digitales Signal umzuwandeln. Der FPGA 64 ist so angeordnet, dass er das Ausgangssignal des ADC 62 empfängt und die Intensität des Anregungslichts ausgibt.
Das Fluoreszenzdetektionsgerät 8, das dem der ersten Ausführungsform ähnlich ist, weist einen Zielwerterfassungsabschnitt 82, einen Intensitätskorrekturabschnitt 84 und eine Anregungslichtquelle 86 auf. Der Zielwerterfassungsabschnitt 82 ist angeordnet, um einen Zielwert (z.B. 10 mW) der Ausgangsleistung des Anregungslichts zu erfassen. Der Intensitätskorrekturabschnitt 84 ist angeordnet, um die Intensität des Anregungslichts basierend auf der Intensität des Anregungslichts zu korrigieren, das von dem FPGA 64 des Anregungslichtintensität-Ausgabeabschnitt 6 empfangen wird. Insbesondere ist der Intensitätskorrekturabschnitt 84 angeordnet, um den Zielwert (z. B. 10 mW) vom Zielwerterfassungsabschnitt 82 und die Intensität des Anregungslichts (z. B. 9 mW) vom FPGA 64 des Anregungslichtintensität-Ausgabeabschnitts 6 zu empfangen. Der Intensitätskorrekturabschnitt 84 ist angeordnet, um die Intensität des Anregungslichts zu korrigieren, indem er (Zielwert)×(Zielwert)/(Intensität des Anregungslichts) (= 10x10/9 = 11,1 mW) als neuen Zielwert an die Anregungslichtquelle 86 bereitstellt. Die Anregungslichtquelle 86 ist angeordnet, um das Anregungslicht gemäß dem neuen Zielwert auszugeben, der von dem Intensitätskorrekturabschnitt 84 bereitgestellt wird.
Als nächstes wird ein Betrieb gemäß der neunten Ausführungsform beschrieben. Die Betriebsvorgänge, die mit denen der ersten Ausführungsform identisch sind, werden jedoch nicht beschrieben.
Angenommen, die Ausgangsleistung des Anregungslichts beträgt nur 9 mW, sollte aber möglicherweise 10 mW betragen (Zielwert). Ein vom Spannungsumwandlungsabschnitt 42 ausgegebenes Spannungssignal V wird durch den ADC 62 in ein digitales Signal umgewandelt, das dem FPGA 64 bereitgestellt wird. Der FPGA 64 stellt die Intensität des Anregungslichts (9 mW) für den Intensitätskorrekturabschnitt 84 des Fluoreszenzdetektionsgeräts 8 bereit.
Es wird dann nachgewiesen, dass die Ausgangsleistung des Anregungslichts das 0,9-fache des Zielwerts (9 mW/10 mW) beträgt. Dementsprechend wird bewiesen, dass die Multiplikation des Zielwerts (10 mW) mit 1,11 (= 1/0,9) dazu führt, dass die Ausgangsleistung des Anregungslichts nur 10 mW beträgt. Der Intensitätskorrekturabschnitt 84 korrigiert also die Intensität des Anregungslichts, indem er (Zielwert)x(Zielwert)/(Intensität des Anregungslichts) (= 10×10/9 = 11,1 mW) als neuen Zielwert für die Anregungslichtquelle 86 bereitstellt. Die Anregungslichtquelle 86 gibt das Anregungslicht entsprechend dem vom Intensitätskorrekturabschnitt 84 bereitgestellten neuen Zielwert (11,1 mW) ab. Die Ausgangsleistung des Anregungslichts entspricht dann 11,1 mW × 0,9 = 10 mW.
Die neunte Ausführungsform weist die gleichen vorteilhaften Effekte auf wie die erste Ausführungsform. Darüber hinaus kann die Ausgangsleistung des Anregungslichts des Fluoreszenzdetektionsgeräts 8 automatisch kalibriert werden, indem das Ausgangssignal des Anregungslichtintensitäts-Ausgangsabschnitts 6 verwendet wird.
Es wird darauf hingewiesen, dass auch in der ersten Variante (siehe 2) der ersten Ausführungsform der Anregungslichtintensitäts-Ausgangsabschnitt 6 mit dem Ausgang der Verstärkerschaltung 43 verbunden sein kann.
Es wird darauf hingewiesen, dass die neunte Ausführungsform die folgende Variante beinhalten kann.
13 zeigt eine Konfiguration eines Phantoms 1 gemäß einer Variante der neunten Ausführungsform. Das Fluoreszenzdetektionsgerät 8 ist identisch mit demjenigen der neunten Ausführungsform. Das Phantom 1 ist identisch mit dem der ersten Variante (siehe 2) der ersten Ausführungsform. Allerdings wird die Ausgabe des FPGA 41 des Phantoms 1 dem Intensitätskorrekturabschnitt 84 bereitgestellt. Das FPGA 41 entspricht dem Anregungslichtintensität-Ausgabeabschnitt 6 gemäß der neunten Ausführungsform.
Bezugszeichenliste

1: Phantom
2: Elektrisches-Signal-Ausgabeabschnitt
22: Lichtabschwächungsplatte
24: Lichtsensor
25: Lichtsensor (Spannungsausgang)
4: Reaktionslicht-Erzeugungsabschnitt
40a: Schwellenwerterfassungsabschnitt
40b: Komparator
41: FPGA
42: Spannungsumwandlungsabschnitt
42a: Variabler Widerstand
43: Verstärkerschaltung
44: Ansteuerungsschaltung (Ansteuerungsabschnitt)
44a: Variable Ansteuerungsschaltung
45: DAC (Digital-Analog-Wandler)
46: Elektronisches Schaltungselement
47: Weißlichtquelle
48: Bandpassfilter
49a: Lichtabschwächungsplatte (Lichtabschwächungsabschnitt)
49b: Begrenzungsabschnitt
49c: Streuungsplatte (Streuungsabschnitt)
5: Bestimmungslicht-Erzeugungsabschnitt
50b: Komparator
54: Ansteuerungsschaltung
56: Elektronisches Schaltungselement
6: Anregungslichtintensität-Ausgabeabschnitt
62: ADC (Analog-Digital-Wandler)
64: FPGA
8: Fluoreszenzdetektionsgerät
82: Zielwerterfassungsabschnitt
84: Intensitätskorrekturabschnitt
86: Anregungslichtquelle
I: Stromsignal
V, V1, V2: Spannungssignal
V3, V4: Ansteuerungssignal

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2013096920 [0002]
JP 2009540327 [0002]
JP 2007212478 [0002]
JP 2016029401 [0002]
JP 2011017721 [0002]

Claims

Phantom, umfassend: einen Elektrisches-Signal-Ausgabeabschnitt, der angeordnet ist, um Anregungslicht zu empfangen und ein elektrisches Signal entsprechend der Intensität des Anregungslichts auszugeben; und einen Reaktionslicht-Erzeugungsabschnitt, der angeordnet ist, um das elektrische Signal zu empfangen und Reaktionslicht entsprechend dem elektrischen Signal zu erzeugen, wobei die Wellenlänge des Reaktionslichts gleich der Wellenlänge der Fluoreszenz ist, die von einem fluoreszierenden Körper erzeugt wird, wenn er das Anregungslicht empfängt.
Phantom nach Anspruch 1, wobei der Elektrisches-Signal-Ausgabeabschnitt einen Lichtsensor aufweist, und der Reaktionslicht-Erzeugungsabschnitt ein elektronisches Schaltungselement aufweist.
Phantom nach Anspruch 2, wobei der Lichtsensor eine Fotodiode ist, und das elektronische Schaltungselement eine LED ist.
Phantom nach Anspruch 2 oder 3, wobei das elektrische Signal ein Stromsignal ist, und der Reaktionslicht-Erzeugungsabschnitt aufweist: einen Spannungsumwandlungsabschnitt, der angeordnet ist, um das elektrische Signal in ein Spannungssignal umzuwandeln; und einen Ansteuerungsabschnitt, der angeordnet ist, um das elektronische Schaltungselement basierend auf dem Spannungssignal anzusteuern.
Phantom nach Anspruch 2 oder 3, wobei das elektrische Signal ein Spannungssignal ist, und der Reaktionslicht-Erzeugungsabschnitt einen Ansteuerungsabschnitt aufweist, der angeordnet ist, um das elektronische Schaltungselement basierend auf dem Spannungssignal anzusteuern.
Phantom nach Anspruch 2 oder 3, wobei das elektrische Signal ein digitales Signal ist, und ein Ansteuerungsabschnitt, der angeordnet ist, um das elektronische Schaltungselement basierend auf dem digitalen Signal anzusteuern, bereitgestellt wird.
Phantom nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Reaktionslicht-Erzeugungsabschnitt aufweist: eine Weißlichtquelle, die angeordnet ist, um weißes Licht zu erzeugen; und einen Filter, der angeordnet ist, um das weiße Licht zu empfangen und Licht mit einer vorbestimmten Wellenlänge hindurchzulassen, um es als Reaktionslicht auszugeben.
Phantom nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Reaktionslicht-Erzeugungsabschnitt aufweist: eine Lichtquelle, die angeordnet ist, um Licht mit einer vorbestimmten Wellenlänge zu erzeugen; und einen Lichtabschwächungsabschnitt, der angeordnet ist, um das Licht mit einer vorbestimmten Wellenlänge zu empfangen und abzuschwächen, um es als das Reaktionslicht auszugeben.
Phantom nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Reaktionslicht-Erzeugungsabschnitt aufweist: eine Lichtquelle, die angeordnet ist, um Licht mit einer vorbestimmten Wellenlänge zu erzeugen; und einen Begrenzungsabschnitt, der angeordnet ist, um das Licht mit einer vorbestimmten Wellenlänge zu empfangen und zu begrenzen, um es als das Reaktionslicht auszugeben.
Phantom nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Reaktionslicht-Erzeugungsabschnitt aufweist: eine Lichtquelle, die angeordnet ist, um Licht mit einer vorbestimmten Wellenlänge zu erzeugen; und einen Streuungsabschnitt, der angeordnet ist, um das Licht mit einer vorbestimmten Wellenlänge zu empfangen und zu streuen, um es als Reaktionslicht auszugeben.
Phantom nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Reaktionslicht-Erzeugungsabschnitt angeordnet ist, um das Reaktionslicht zu erzeugen, wenn bestimmt wird, dass die Intensität des Anregungslichts eine vorbestimmte Intensität basierend auf dem elektrischen Signal überschreitet.
Phantom nach Anspruch 11, ferner umfassend einen Bestimmungslicht-Erzeugungsabschnitt, der angeordnet ist, um Bestimmungslicht zu erzeugen, das sich von dem Reaktionslicht unterscheidet, wenn bestimmt wird, dass die Intensität des Anregungslichts eine vorbestimmte Intensität basierend auf dem elektrischen Signal überschreitet.
Phantom nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Reaktionslicht-Erzeugungsabschnitt angeordnet ist, um die Intensität des Reaktionslichts basierend auf dem Verhältnis zwischen der Intensität der Fluoreszenz und der Intensität des Anregungslichts zu ändern.
Phantom nach einem der Ansprüche 1 bis 10, ferner umfassend einen Anregungslichtintensität-Ausgabeabschnitt, der angeordnet ist, um die Intensität des Anregungslichts basierend auf der Leistung des elektrischen Signals auszugeben.
Fluoreszenzdetektionsgerät, das angeordnet ist, um Anregungslicht zu emittieren und Fluoreszenz zu detektieren, die von einem fluoreszierenden Körper erzeugt wird, wenn er das Anregungslicht empfängt, wobei das Gerät einen Intensitätskorrekturabschnitt umfasst, der angeordnet ist, um die Intensität des Anregungslichts basierend auf einem Wert der Intensität des Anregungslichts zu korrigieren, das von einem Phantom nach Anspruch 14 empfangen wird.