JP2000325294A - 蛍光診断情報出力方法および装置 - Google Patents
蛍光診断情報出力方法および装置Info
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- JP2000325294A JP2000325294A JP11141489A JP14148999A JP2000325294A JP 2000325294 A JP2000325294 A JP 2000325294A JP 11141489 A JP11141489 A JP 11141489A JP 14148999 A JP14148999 A JP 14148999A JP 2000325294 A JP2000325294 A JP 2000325294A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 蛍光診断情報出力方法および装置において、
励起光の照射によって生体から発せられる自家蛍光のス
ペクトル強度の測定から患部組織と正常組織とを正確に
判別することができる情報を出力するようにする。 【解決手段】 励起レーザ光Ｌａの照射によって生体組
織１００から生ぜしめられた自家蛍光Ｋａの２つ以上の
特定の波長における強度を分光測光部２０により測定
し、特定の波長における自家蛍光Ｋａの強度を規格化器
５０により規格化し、規格化された各波長における自家
蛍光の強度と正常組織または患部組織から得た参照規格
化強度とを比較器７０で比較する。自家蛍光の強度と参
照規格化強度との差の大きさにより生体組織の正常、異
常を判別する。
励起光の照射によって生体から発せられる自家蛍光のス
ペクトル強度の測定から患部組織と正常組織とを正確に
判別することができる情報を出力するようにする。 【解決手段】 励起レーザ光Ｌａの照射によって生体組
織１００から生ぜしめられた自家蛍光Ｋａの２つ以上の
特定の波長における強度を分光測光部２０により測定
し、特定の波長における自家蛍光Ｋａの強度を規格化器
５０により規格化し、規格化された各波長における自家
蛍光の強度と正常組織または患部組織から得た参照規格
化強度とを比較器７０で比較する。自家蛍光の強度と参
照規格化強度との差の大きさにより生体組織の正常、異
常を判別する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、励起光の照射によ
り生体組織から生ぜしめられた蛍光のスペクトル強度に
基づき診断に供する情報を出力して診断を支援する蛍光
診断情報出力方法および装置に関する。
り生体組織から生ぜしめられた蛍光のスペクトル強度に
基づき診断に供する情報を出力して診断を支援する蛍光
診断情報出力方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】生体の自家蛍光のスペクトを測定するこ
とにより癌診断を非侵襲的に実施する技術が報告されて
おり、例えばThan Vo-Dinh，Masoud Panjehpour、Brege
in F.Overholt And Paul Buckley III, laser-induced
Differential Fruorescence for Cancer Diagnosis wit
hout Biopsy, Appl Spectro, Vol.51, No.1,58-63,1997
には、Ｎ２レーザ励起色素レーザで発生した４１０ｎｍ
のレーザ光を光ファイバで生体内に導き、このレーザ光
の励起により生体組織から発生した自家蛍光を光ファイ
バで受光し、ポリクロメータで分光した後マルチチャン
ネル検出器で波長と蛍光強度に対応した信号に変換し、
変換された信号の値に基づき診断を行う方式が報告され
ている。
とにより癌診断を非侵襲的に実施する技術が報告されて
おり、例えばThan Vo-Dinh，Masoud Panjehpour、Brege
in F.Overholt And Paul Buckley III, laser-induced
Differential Fruorescence for Cancer Diagnosis wit
hout Biopsy, Appl Spectro, Vol.51, No.1,58-63,1997
には、Ｎ２レーザ励起色素レーザで発生した４１０ｎｍ
のレーザ光を光ファイバで生体内に導き、このレーザ光
の励起により生体組織から発生した自家蛍光を光ファイ
バで受光し、ポリクロメータで分光した後マルチチャン
ネル検出器で波長と蛍光強度に対応した信号に変換し、
変換された信号の値に基づき診断を行う方式が報告され
ている。
【０００３】しかし、蛍光強度は血流等に影響され易い
ため、単に強度を測定しただけでは組織性状を示す首尾
一貫したパラメータとはならない。そこで、蛍光強度を
自分自身の積分強度で規格化し、癌組織と正常組織との
規格化された蛍光スペクトルの形状が違うことを利用し
て、癌組織と正常組織との判別を行う方法が試みられて
いる。具体的には、癌組織と正常組織の自家蛍光のスペ
クトル強度を比較すると、正常組織の発する自家蛍光の
強度は４００ｎｍ近傍から７００ｎｍ近傍の波長領域全
般に亘って癌細胞の発する自家蛍光の強度より大きく、
両者の差が特に大きくなる波長４８０ｎｍ近傍または６
４０ｎｍ近傍を特定波長とし、被測定組織の蛍光スペク
トルの特定波長の強度を前記蛍光スペクトルの積分強度
で規格化した値と予め正常組織と判定された生体組織か
ら求められた規格化された参照強度との差を閾値と比較
することにより診断を行うことが試みられている。
ため、単に強度を測定しただけでは組織性状を示す首尾
一貫したパラメータとはならない。そこで、蛍光強度を
自分自身の積分強度で規格化し、癌組織と正常組織との
規格化された蛍光スペクトルの形状が違うことを利用し
て、癌組織と正常組織との判別を行う方法が試みられて
いる。具体的には、癌組織と正常組織の自家蛍光のスペ
クトル強度を比較すると、正常組織の発する自家蛍光の
強度は４００ｎｍ近傍から７００ｎｍ近傍の波長領域全
般に亘って癌細胞の発する自家蛍光の強度より大きく、
両者の差が特に大きくなる波長４８０ｎｍ近傍または６
４０ｎｍ近傍を特定波長とし、被測定組織の蛍光スペク
トルの特定波長の強度を前記蛍光スペクトルの積分強度
で規格化した値と予め正常組織と判定された生体組織か
ら求められた規格化された参照強度との差を閾値と比較
することにより診断を行うことが試みられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、生体組
織から発せられる自家蛍光は微弱であり１つの特定波長
の蛍光の強度を参照強度と比較する場合、それらの値が
正規化されスケールが揃えられていても測定条件および
測定環境あるいは測定装置等に起因する様々なノイズが
混入するので一定した値とはならず、また１つの特定波
長の蛍光の強度の測定を行っただけでは、蛍光スペクト
ルの形状の違いを総合的に評価することができないので
正常組織と患部組織とを正確に判別することは困難であ
る。
織から発せられる自家蛍光は微弱であり１つの特定波長
の蛍光の強度を参照強度と比較する場合、それらの値が
正規化されスケールが揃えられていても測定条件および
測定環境あるいは測定装置等に起因する様々なノイズが
混入するので一定した値とはならず、また１つの特定波
長の蛍光の強度の測定を行っただけでは、蛍光スペクト
ルの形状の違いを総合的に評価することができないので
正常組織と患部組織とを正確に判別することは困難であ
る。
【０００５】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、励起光の照射によって生体から発せられる自家
蛍光のスペクトル強度の測定から患部組織と正常組織と
を正確に判別することができる情報を出力する蛍光診断
情報出力方法および装置を提供することを目的とするも
のである。
であり、励起光の照射によって生体から発せられる自家
蛍光のスペクトル強度の測定から患部組織と正常組織と
を正確に判別することができる情報を出力する蛍光診断
情報出力方法および装置を提供することを目的とするも
のである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の蛍光診断情報出
力方法は、生体組織への励起光の照射によって生体組織
から生ぜしめられた２つ以上の特定の波長における蛍光
の強度を測定し、各波長における蛍光の強度を規格化
し、規格化された各波長における蛍光の強度と前記各波
長において予め用意された規格化された参照強度との差
を求め、これら差の総和と所定の閾値との比較に基づい
て診断に供する情報を出力することを特徴とするもので
ある。
力方法は、生体組織への励起光の照射によって生体組織
から生ぜしめられた２つ以上の特定の波長における蛍光
の強度を測定し、各波長における蛍光の強度を規格化
し、規格化された各波長における蛍光の強度と前記各波
長において予め用意された規格化された参照強度との差
を求め、これら差の総和と所定の閾値との比較に基づい
て診断に供する情報を出力することを特徴とするもので
ある。
【０００７】また、本発明の蛍光診断情報出力装置は、
生体組織への励起光の照射によって生体組織から生ぜし
められた２つ以上の特定の波長における蛍光の強度を測
定する測定手段と、各波長における蛍光の強度を規格化
する規格化手段と、規格化された各波長における蛍光の
強度と前記各波長において予め用意された規格化された
参照強度との差を求め、これらの差の総和と所定の閾値
との比較に基づいて診断に供する情報を出力する比較出
力手段とを備えたことを特徴とするものである。
生体組織への励起光の照射によって生体組織から生ぜし
められた２つ以上の特定の波長における蛍光の強度を測
定する測定手段と、各波長における蛍光の強度を規格化
する規格化手段と、規格化された各波長における蛍光の
強度と前記各波長において予め用意された規格化された
参照強度との差を求め、これらの差の総和と所定の閾値
との比較に基づいて診断に供する情報を出力する比較出
力手段とを備えたことを特徴とするものである。
【０００８】すなわち、２つ以上の特定の波長におい
て、いずれも規格化された、測定された蛍光の強度と、
参照強度とを比較して、その相違の大きさにより異常か
どうかを判定するようにしたものである。例えば、予め
用意された規格化された参照強度が正常組織から得られ
たものであるとすると、前記参照組織（正常組織）と測
定対象となる生体組織との各波長における蛍光の強度の
相違（具体的には、両者の強度の差の絶対値の和または
強度の差の二乗の和等）が小さいときにはその生体組織
は正常組織と判定され、大きいときには異常組織と判定
される。その判定の基準となる値、すなわち前記相違を
表す値が徐々に大きくなり正常組織と判定される場合と
正常組織とは判定されない場合の境界となる値が生体組
織を正常組織と判定する際の閾値として設定される。
て、いずれも規格化された、測定された蛍光の強度と、
参照強度とを比較して、その相違の大きさにより異常か
どうかを判定するようにしたものである。例えば、予め
用意された規格化された参照強度が正常組織から得られ
たものであるとすると、前記参照組織（正常組織）と測
定対象となる生体組織との各波長における蛍光の強度の
相違（具体的には、両者の強度の差の絶対値の和または
強度の差の二乗の和等）が小さいときにはその生体組織
は正常組織と判定され、大きいときには異常組織と判定
される。その判定の基準となる値、すなわち前記相違を
表す値が徐々に大きくなり正常組織と判定される場合と
正常組織とは判定されない場合の境界となる値が生体組
織を正常組織と判定する際の閾値として設定される。
【０００９】一方測定対象となる生体組織と前記参照組
織との蛍光の強度の相違を示す値（両強度の差の絶対値
の和または強度の差の二乗の和等）が大きいときにはそ
の生体組織は患部組織と判定される。また、その値が徐
々に小さくなり患部組織と判定される場合と患部組織と
は判定されない場合の境界となる値が生体組織を患部組
織と判定する際の閾値として設定される。従って、測定
対象となる生体組織と前記参照組織の特定の波長におけ
るスペクトルの強度の差の総和を前記２つの閾値（２つ
の閾値が一致する場合もある）と比較することにより正
常組織であるかまたは患部組織であるか（あるいはどら
とも言えず患部組織である疑いがあるか）の判定を下す
ことができ診断に供する情報を出力することができる。
織との蛍光の強度の相違を示す値（両強度の差の絶対値
の和または強度の差の二乗の和等）が大きいときにはそ
の生体組織は患部組織と判定される。また、その値が徐
々に小さくなり患部組織と判定される場合と患部組織と
は判定されない場合の境界となる値が生体組織を患部組
織と判定する際の閾値として設定される。従って、測定
対象となる生体組織と前記参照組織の特定の波長におけ
るスペクトルの強度の差の総和を前記２つの閾値（２つ
の閾値が一致する場合もある）と比較することにより正
常組織であるかまたは患部組織であるか（あるいはどら
とも言えず患部組織である疑いがあるか）の判定を下す
ことができ診断に供する情報を出力することができる。
【００１０】また、予め用意された規格化された参照強
度が患部組織から得られたものである場合には前記の場
合と反対の判定を下すことができ診断に供する情報を出
力することができる。
度が患部組織から得られたものである場合には前記の場
合と反対の判定を下すことができ診断に供する情報を出
力することができる。
【００１１】前記規格化手段は、前記蛍光のスペクトル
の強度の積分値またはピーク値に基づいて規格化を行う
ものとすることもできる。
の強度の積分値またはピーク値に基づいて規格化を行う
ものとすることもできる。
【００１２】前記参照強度は、生体の患部組織または正
常組織の前記各波長における蛍光の強度を規格化したも
のとすることが好ましい。
常組織の前記各波長における蛍光の強度を規格化したも
のとすることが好ましい。
【００１３】なお、「差の総和」とは、２つ以上の特定
の波長において測定された蛍光の強度と予め用意され規
格化された参照強度との強度の総合的な違いを定量的に
表すものを意味し、例えば差の絶対値の和あるいは差の
二乗の和等を意味する。
の波長において測定された蛍光の強度と予め用意され規
格化された参照強度との強度の総合的な違いを定量的に
表すものを意味し、例えば差の絶対値の和あるいは差の
二乗の和等を意味する。
【００１４】
【発明の効果】本発明の蛍光診断情報出力方法および装
置によれば、生体組織への励起光の照射によって該生体
組織から生ぜしめられた２つ以上の特定の波長における
蛍光の強度を測定し規格化して、規格化された各波長に
おける蛍光の強度と該各波長において予め用意された規
格化された参照強度（患部組織または正常組織から得ら
れた強度）とをそれぞれ対比して差を求め、それらの差
の総和を閾値と比較するので、全体的なスペクトルの相
違をより正確に把握することができ、患部組織と正常組
織とをより正確に判別することができる。
置によれば、生体組織への励起光の照射によって該生体
組織から生ぜしめられた２つ以上の特定の波長における
蛍光の強度を測定し規格化して、規格化された各波長に
おける蛍光の強度と該各波長において予め用意された規
格化された参照強度（患部組織または正常組織から得ら
れた強度）とをそれぞれ対比して差を求め、それらの差
の総和を閾値と比較するので、全体的なスペクトルの相
違をより正確に把握することができ、患部組織と正常組
織とをより正確に判別することができる。
【００１５】また、前記規格化を、スペクトル強度の積
分値に基づいて行えば、規格化の基準値の中に全波長領
域に亘るスペクトル強度の値が含まれているので、ノイ
ズ等の局所的な変動があっても全波長領域に亘るスペク
トル強度に対して微小な変動であれば、ほとんど規格化
の処理には影響を与えることがなく、特定の波長におけ
るスペクトル強度を安定的に規格化することができる。
また、前記規格化を、スペクトル強度のピーク値に基づ
いて行えば、規格化を行うために複雑な演算を行う必要
がなくなり、単にスペクトル強度の最大値を求め、その
値を基に規格化の処理を行えばよいので、規格化の処理
を単純化することができる。
分値に基づいて行えば、規格化の基準値の中に全波長領
域に亘るスペクトル強度の値が含まれているので、ノイ
ズ等の局所的な変動があっても全波長領域に亘るスペク
トル強度に対して微小な変動であれば、ほとんど規格化
の処理には影響を与えることがなく、特定の波長におけ
るスペクトル強度を安定的に規格化することができる。
また、前記規格化を、スペクトル強度のピーク値に基づ
いて行えば、規格化を行うために複雑な演算を行う必要
がなくなり、単にスペクトル強度の最大値を求め、その
値を基に規格化の処理を行えばよいので、規格化の処理
を単純化することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施の形
態について図面を用いて説明する。
態について図面を用いて説明する。
【００１７】図１は、本発明の蛍光診断情報出力方法を
実施する蛍光診断情報出力装置の実施の形態の全体を示
す概略図である。
実施する蛍光診断情報出力装置の実施の形態の全体を示
す概略図である。
【００１８】一端を生体組織１００に挿入し、他端を生
体組織１００の外部に配した内視鏡３０には生体組織１
００を励起させるレーザ光を発するレーザ光源部１０か
ら射出される励起レーザ光Ｌａを入射し生体組織１００
に向って射出する照射光路Ｒｓおよび励起レーザ光Ｌａ
を照射することにより生体組織１００から発生した自家
蛍光Ｋａを入射し自家蛍光の強度を測定する分光測光部
２０に射出する検出光路Ｒｋの２系統の光路が備えられ
ている。
体組織１００の外部に配した内視鏡３０には生体組織１
００を励起させるレーザ光を発するレーザ光源部１０か
ら射出される励起レーザ光Ｌａを入射し生体組織１００
に向って射出する照射光路Ｒｓおよび励起レーザ光Ｌａ
を照射することにより生体組織１００から発生した自家
蛍光Ｋａを入射し自家蛍光の強度を測定する分光測光部
２０に射出する検出光路Ｒｋの２系統の光路が備えられ
ている。
【００１９】照射光路Ｒｅの照射光入射端Ｅｉｎから入
射する励起レーザ光Ｌａの進行方向を自在に変更する屈
曲自在の照射光ファイバ３１には光を一定の領域に照射
する先端照射光学系３２が接続され、前記励起レーザ光
Ｌａを生体組織１００の一定の領域に向って照射してい
る。
射する励起レーザ光Ｌａの進行方向を自在に変更する屈
曲自在の照射光ファイバ３１には光を一定の領域に照射
する先端照射光学系３２が接続され、前記励起レーザ光
Ｌａを生体組織１００の一定の領域に向って照射してい
る。
【００２０】前記励起レーザ光Ｌａの照射により生体組
織１００から発生した自家蛍光Ｋａを入射する検出光路
Ｒｋに配された先端入射光学系３３には自家蛍光Ｋａの
進行方向を自在に変更する屈曲自在の検出光ファイバ３
４が接続され、前記自家蛍光Ｋａを検出光射出端Ｅｏｕ
ｔから分光測光部２０に向って射出するように構成され
ている。
織１００から発生した自家蛍光Ｋａを入射する検出光路
Ｒｋに配された先端入射光学系３３には自家蛍光Ｋａの
進行方向を自在に変更する屈曲自在の検出光ファイバ３
４が接続され、前記自家蛍光Ｋａを検出光射出端Ｅｏｕ
ｔから分光測光部２０に向って射出するように構成され
ている。
【００２１】レーザ光源部１０には活性媒質を光ポンピ
ングするためのレーザ光を射出する窒素レーザ等を用い
たポンプレーザ１１が備えられ、ポンプレーザ１１から
射出されたレーザ光はダイヘッド１２に入射し生体組織
１００から自家蛍光Ｋａを発生させるのに適した波長４
１０ｎｍの励起レーザ光Ｌａに変換された後、励起レー
ザ光Ｌａを照射光入射端Ｅｉｎの端面に集光されるレー
ザ射出光学系１３に入射するように構成されている。
ングするためのレーザ光を射出する窒素レーザ等を用い
たポンプレーザ１１が備えられ、ポンプレーザ１１から
射出されたレーザ光はダイヘッド１２に入射し生体組織
１００から自家蛍光Ｋａを発生させるのに適した波長４
１０ｎｍの励起レーザ光Ｌａに変換された後、励起レー
ザ光Ｌａを照射光入射端Ｅｉｎの端面に集光されるレー
ザ射出光学系１３に入射するように構成されている。
【００２２】分光測光部２０には、検出光射出端Ｅｏｕ
ｔから射出された自家蛍光Ｋａを集光する分光入射光学
系２２が備えられ、分光入射光学系２２により集光され
た自家蛍光Ｋａは、光を分光および測光しその結果を電
気的な信号に変換して外部に出力するポリクロメータ２
１に入射するように構成されている。
ｔから射出された自家蛍光Ｋａを集光する分光入射光学
系２２が備えられ、分光入射光学系２２により集光され
た自家蛍光Ｋａは、光を分光および測光しその結果を電
気的な信号に変換して外部に出力するポリクロメータ２
１に入射するように構成されている。
【００２３】ポリクロメータ２１の出力にはマルチチャ
ンネルアナライザ４０、規格化器５０、総和算出器６
０、比較器７０、表示器８０がこの順に接続されてい
る。すなわち、ポリクロメータ２１から出力された信号
を入力し特定の波長λにおける自家蛍光Ｋａの強度Ｊ
（λ）および測定された自家蛍光Ｋａの全波長領域に亘
る領域の強度を積分した値ＳＧを出力するマルチチャン
ネルアナライザ４０、前記特定の波長における自家蛍光
の強度Ｊ（λ）を前記自家蛍光Ｋａの積分強度の値ＳＧ
によって規格化しその値を出力する規格化器５０、規格
化器５０から出力された規格化強度Ｇ（λ）と前記と同
じ特定の波長λにおいて規格化された予め用意された参
照規格化強度Ｒ（λ）との差を求めさらにそれらの差の
総和の値ＳＳを求めて出力する総和算出器６０、総和算
出器６０から出力された総和の値ＳＳと閾値Ｑとを比較
してその結果を出力する比較器７０、比較器７０から出
力された比較の結果を表示する表示器８０が接続されて
いる。
ンネルアナライザ４０、規格化器５０、総和算出器６
０、比較器７０、表示器８０がこの順に接続されてい
る。すなわち、ポリクロメータ２１から出力された信号
を入力し特定の波長λにおける自家蛍光Ｋａの強度Ｊ
（λ）および測定された自家蛍光Ｋａの全波長領域に亘
る領域の強度を積分した値ＳＧを出力するマルチチャン
ネルアナライザ４０、前記特定の波長における自家蛍光
の強度Ｊ（λ）を前記自家蛍光Ｋａの積分強度の値ＳＧ
によって規格化しその値を出力する規格化器５０、規格
化器５０から出力された規格化強度Ｇ（λ）と前記と同
じ特定の波長λにおいて規格化された予め用意された参
照規格化強度Ｒ（λ）との差を求めさらにそれらの差の
総和の値ＳＳを求めて出力する総和算出器６０、総和算
出器６０から出力された総和の値ＳＳと閾値Ｑとを比較
してその結果を出力する比較器７０、比較器７０から出
力された比較の結果を表示する表示器８０が接続されて
いる。
【００２４】次に、上記のように構成された本実施の形
態の蛍光診断情報出力装置の作用について説明する。
態の蛍光診断情報出力装置の作用について説明する。
【００２５】レーザ光源部１０から射出された励起レー
ザ光Ｌａは内視鏡部３０の照射光ファイバ３１の励起光
入射端Ｅｉｎに入射し照射光ファイバ３１に沿って進行
し先端照射光学系３２から射出されて生体組織１００を
照射する。
ザ光Ｌａは内視鏡部３０の照射光ファイバ３１の励起光
入射端Ｅｉｎに入射し照射光ファイバ３１に沿って進行
し先端照射光学系３２から射出されて生体組織１００を
照射する。
【００２６】励起レーザ光Ｌａの照射により生体組織１
００から発生した自家蛍光Ｋａは先端入射光学系３３に
よって集光され蛍光入射光ファイバ３４に沿って進行し
検出光射出端Ｅｏｕｔから分光測光部２０に向かって射
出される。
００から発生した自家蛍光Ｋａは先端入射光学系３３に
よって集光され蛍光入射光ファイバ３４に沿って進行し
検出光射出端Ｅｏｕｔから分光測光部２０に向かって射
出される。
【００２７】検出光射出端Ｅｏｕｔから射出された自家
蛍光Ｋａは分光測光部２０により分光および測光され電
気的な信号に変換されて出力されマルチチャンネルアナ
ライザ４０に入力され記憶されて自家蛍光Ｋａの特定の
３つの波長λ１、λ２およびλ３におけるの強度および
測定された自家蛍光Ｋａの強度を全波長領域に亘って積
分した値ＳＧが求められて規格化器５０に出力され記憶
される。
蛍光Ｋａは分光測光部２０により分光および測光され電
気的な信号に変換されて出力されマルチチャンネルアナ
ライザ４０に入力され記憶されて自家蛍光Ｋａの特定の
３つの波長λ１、λ２およびλ３におけるの強度および
測定された自家蛍光Ｋａの強度を全波長領域に亘って積
分した値ＳＧが求められて規格化器５０に出力され記憶
される。
【００２８】規格化器５０に記憶された自家蛍光Ｋａの
特定の３つの波長における強度の値Ｊ（λ１）、Ｊ（λ
２）およびＪ（λ３）は積分強度の値ＳＧによって規格
化され総和算出器６０に出力されて記憶される。
特定の３つの波長における強度の値Ｊ（λ１）、Ｊ（λ
２）およびＪ（λ３）は積分強度の値ＳＧによって規格
化され総和算出器６０に出力されて記憶される。
【００２９】総和算出器６０に記憶された値Ｇ（λ
１）、Ｇ（λ２）およびＧ（λ３）は、予め総和算出器
６０の内部に記憶されている正常組織から得られた参照
規格化強度Ｒ（λ１）、Ｒ（λ２）およびＲ（λ３）と
対応するそれぞれの波長λ１、λ２、およびλ３におい
て値の差の絶対値が求められ、さらに前記求められた各
波長毎の値の差の絶対値の総和の値ＳＳが演算され比較
器７０に出力され記憶される。
１）、Ｇ（λ２）およびＧ（λ３）は、予め総和算出器
６０の内部に記憶されている正常組織から得られた参照
規格化強度Ｒ（λ１）、Ｒ（λ２）およびＲ（λ３）と
対応するそれぞれの波長λ１、λ２、およびλ３におい
て値の差の絶対値が求められ、さらに前記求められた各
波長毎の値の差の絶対値の総和の値ＳＳが演算され比較
器７０に出力され記憶される。
【００３０】比較器７０に記憶された総和の値ＳＳは、
予め比較器７０の内部に記憶されている判別閾値Ｑと比
較され診断に供する情報として表示器８０に出力され表
示される。
予め比較器７０の内部に記憶されている判別閾値Ｑと比
較され診断に供する情報として表示器８０に出力され表
示される。
【００３１】次に、前記規格化器５０、総和算出器６０
と比較器７０の作用の詳細を具体的に説明する。
と比較器７０の作用の詳細を具体的に説明する。
【００３２】分光測光部２０により測定されマルチチャ
ンネルアナライザ４０に保持されている自家蛍光Ｋａの
測定値は、生体組織の血流および凹凸の状態等の測定さ
れる側の条件、および励起光の強さおよび励起光を生体
組織に照射する角度等の測定する側の条件によって得ら
れる値にばらつきがあり、例えば、生体組織の同一箇所
を異なる条件下で３回測定すると図２のＡ、Ｂ、Ｃに示
すようにスペクトルの強度が異なる測定値が得られる場
合がある。
ンネルアナライザ４０に保持されている自家蛍光Ｋａの
測定値は、生体組織の血流および凹凸の状態等の測定さ
れる側の条件、および励起光の強さおよび励起光を生体
組織に照射する角度等の測定する側の条件によって得ら
れる値にばらつきがあり、例えば、生体組織の同一箇所
を異なる条件下で３回測定すると図２のＡ、Ｂ、Ｃに示
すようにスペクトルの強度が異なる測定値が得られる場
合がある。
【００３３】しかしながらこれらＡ、Ｂ、Ｃそれぞれの
スペクトルの測定値を自分自身のスペクトルの強度分布
の積分値（積分強度値）に基づいて規格化すると図３の
ａ、ｂ、ｃに示すようにほぼ同じ形状として認識でき
る。癌組織の自家蛍光を測定したスペクトルの強度分布
Ｇａｎと正常組織の自家蛍光を測定したスペクトルの強
度分布Ｓｅｉとはそのままでは図４に示すように形状の
比較ができなくても、それぞれ自分自身のスペクトルの
積分強度の値で規格化することにより図５に示すように
両者の形状の特徴を抽出することができ両者の間に差が
あることを明らかにすることができる。具体的には、規
格化器５０にはマルチチャンネルアナライザ４０から特
定の波長λ１、λ２、λ３に対応する自家蛍光Ｋａの強
度の値Ｊ（λ１）、Ｊ（λ２）、Ｊ（λ３）および自分
自身のスペクトルの積分強度値ＳＧとが入力され、下記
の式に従って特定の波長における規格化強度の値Ｇ（λ
１）、Ｇ（λ２）およびＧ（λ３）が求められる。すな
わち Ｇ（λ１）＝Ｊ（λ１）／ＳＧ Ｇ（λ２）＝Ｊ（λ２）／ＳＧ Ｇ（λ３）＝Ｊ（λ３）／ＳＧ の演算によって特定の波長における自家蛍光の規格化さ
れた強度が算出される（図６（ａ），（ｂ）参照）。
スペクトルの測定値を自分自身のスペクトルの強度分布
の積分値（積分強度値）に基づいて規格化すると図３の
ａ、ｂ、ｃに示すようにほぼ同じ形状として認識でき
る。癌組織の自家蛍光を測定したスペクトルの強度分布
Ｇａｎと正常組織の自家蛍光を測定したスペクトルの強
度分布Ｓｅｉとはそのままでは図４に示すように形状の
比較ができなくても、それぞれ自分自身のスペクトルの
積分強度の値で規格化することにより図５に示すように
両者の形状の特徴を抽出することができ両者の間に差が
あることを明らかにすることができる。具体的には、規
格化器５０にはマルチチャンネルアナライザ４０から特
定の波長λ１、λ２、λ３に対応する自家蛍光Ｋａの強
度の値Ｊ（λ１）、Ｊ（λ２）、Ｊ（λ３）および自分
自身のスペクトルの積分強度値ＳＧとが入力され、下記
の式に従って特定の波長における規格化強度の値Ｇ（λ
１）、Ｇ（λ２）およびＧ（λ３）が求められる。すな
わち Ｇ（λ１）＝Ｊ（λ１）／ＳＧ Ｇ（λ２）＝Ｊ（λ２）／ＳＧ Ｇ（λ３）＝Ｊ（λ３）／ＳＧ の演算によって特定の波長における自家蛍光の規格化さ
れた強度が算出される（図６（ａ），（ｂ）参照）。
【００３４】このように、特定の波長における自家蛍光
の強度の規格化が自分自身のスペクトルの積分強度の値
に基づいて行われることにより、ノイズ等の局所的な変
動があっても全波長領域に対して微小な変動であれば、
ほとんど規格化の処理には影響を与えないので、特定の
波長のスペクトル強度を安定的に規格化することができ
る。
の強度の規格化が自分自身のスペクトルの積分強度の値
に基づいて行われることにより、ノイズ等の局所的な変
動があっても全波長領域に対して微小な変動であれば、
ほとんど規格化の処理には影響を与えないので、特定の
波長のスペクトル強度を安定的に規格化することができ
る。
【００３５】一方、総和算出器６０においては、あらか
じめ正常組織と判定されている生体組織から発せられる
自家蛍光に関して上記と同様に規格化された参照規格化
強度Ｒ（λ１）、Ｒ（λ２）およびＲ（λ３）が求めら
れ記憶されており、測定された自家蛍光Ｋａの規格化強
度と参照規格化強度との各波長における差の総和（残差
の絶対値の和）ＳＳが求められる。すなわち、 ＳＳ＝｜Ｇ（λ１）−Ｒ（λ１）｜＋｜Ｇ（λ２）−Ｒ
（λ２）｜＋｜Ｇ（λ３）−Ｒ（λ３）｜ の演算によって差の総和が算出される（図６（ａ），
（ｂ）参照）。
じめ正常組織と判定されている生体組織から発せられる
自家蛍光に関して上記と同様に規格化された参照規格化
強度Ｒ（λ１）、Ｒ（λ２）およびＲ（λ３）が求めら
れ記憶されており、測定された自家蛍光Ｋａの規格化強
度と参照規格化強度との各波長における差の総和（残差
の絶対値の和）ＳＳが求められる。すなわち、 ＳＳ＝｜Ｇ（λ１）−Ｒ（λ１）｜＋｜Ｇ（λ２）−Ｒ
（λ２）｜＋｜Ｇ（λ３）−Ｒ（λ３）｜ の演算によって差の総和が算出される（図６（ａ），
（ｂ）参照）。
【００３６】このように、スペクトルの２つ以上の特定
の波長において規格化された規格化強度の値を用いると
スペクトル強度の形状の特徴を抽出することができるの
で、上記総和の値ＳＳは、スペクトルの強度分布の全体
的な形状の相違が反映された値として求めることができ
る。
の波長において規格化された規格化強度の値を用いると
スペクトル強度の形状の特徴を抽出することができるの
で、上記総和の値ＳＳは、スペクトルの強度分布の全体
的な形状の相違が反映された値として求めることができ
る。
【００３７】一方、比較器７０においては、あらかじめ
正常組織または癌組織と判定された生体組織から発せら
れる自家蛍光をいろいろな条件下で測定し比較すること
により、特定の波長λ１、λ２およびλ３における自家
蛍光の規格化強度と参照規格化強度（正常組織から求め
られた参照規格化強度）との差の総和（残差の絶対値の
和）が所定の値Ｑ未満であれば正常組織、所定の値Ｑ以
上であれば癌組織と判定できるように閾値Ｑがあらかじ
め求められ内部に記憶されており、上記演算によって求
められた総和の値ＳＳと閾値Ｑとを比較することにより
測定対象となる生体組織が正常組織であるかまたは癌組
織であるかを判定することができる。
正常組織または癌組織と判定された生体組織から発せら
れる自家蛍光をいろいろな条件下で測定し比較すること
により、特定の波長λ１、λ２およびλ３における自家
蛍光の規格化強度と参照規格化強度（正常組織から求め
られた参照規格化強度）との差の総和（残差の絶対値の
和）が所定の値Ｑ未満であれば正常組織、所定の値Ｑ以
上であれば癌組織と判定できるように閾値Ｑがあらかじ
め求められ内部に記憶されており、上記演算によって求
められた総和の値ＳＳと閾値Ｑとを比較することにより
測定対象となる生体組織が正常組織であるかまたは癌組
織であるかを判定することができる。
【００３８】比較器７０により判定された結果は、表示
器８０に出力され表示されて蛍光診断情報出力装置の測
定および情報出力の処理は終了する。
器８０に出力され表示されて蛍光診断情報出力装置の測
定および情報出力の処理は終了する。
【００３９】なお、前記閾値Ｑの設定においては、総和
ＳＳが所定の値Ｑ未満であれば正常組織、所定の値Ｑ以
上であれば癌組織と判定できるように閾値Ｑを設定した
が、総和の値ＳＳが閾値Ｑ１未満であれば「正常組
織」、閾値Ｑ２以上であれば「癌組織」と判定し、総和
の値ＳＳが閾値Ｑ１以上および閾値Ｑ２未満の場合には
「癌組織である疑いがある」等と判定を行うように閾値
を設定することもできる。
ＳＳが所定の値Ｑ未満であれば正常組織、所定の値Ｑ以
上であれば癌組織と判定できるように閾値Ｑを設定した
が、総和の値ＳＳが閾値Ｑ１未満であれば「正常組
織」、閾値Ｑ２以上であれば「癌組織」と判定し、総和
の値ＳＳが閾値Ｑ１以上および閾値Ｑ２未満の場合には
「癌組織である疑いがある」等と判定を行うように閾値
を設定することもできる。
【００４０】このように本実施の形態の蛍光診断情報出
力方法および蛍光診断情報出力装置によれば、励起光の
照射によって生体から発せられる自家蛍光のスペクトル
強度の測定が患部組織と正常組織とで異なる条件下で行
われても、患部組織と正常組織（癌組織である疑いがあ
る等の判定も含め）とを正確に判別することができる。
力方法および蛍光診断情報出力装置によれば、励起光の
照射によって生体から発せられる自家蛍光のスペクトル
強度の測定が患部組織と正常組織とで異なる条件下で行
われても、患部組織と正常組織（癌組織である疑いがあ
る等の判定も含め）とを正確に判別することができる。
【００４１】なお、前記特定の波長は必ずしも３つの波
長に限らず２つ以上の波長を選択すれば同様の効果が得
られ、癌組織を診断するときには正常組織が発する自家
蛍光のスペクトルの強度と癌組織が発する自家蛍光のス
ペクトルの強度のの差が大きくなる波長４８０ｎｍ近傍
および波長６４０ｎｍ近傍を特定の波長として選択する
ことが好ましい。しかし、上記実施の形態は癌の診断に
限らず、癌以外の患部の診断に適用することもできその
場合は好ましい特定の波長の値も異なるものとなる。
長に限らず２つ以上の波長を選択すれば同様の効果が得
られ、癌組織を診断するときには正常組織が発する自家
蛍光のスペクトルの強度と癌組織が発する自家蛍光のス
ペクトルの強度のの差が大きくなる波長４８０ｎｍ近傍
および波長６４０ｎｍ近傍を特定の波長として選択する
ことが好ましい。しかし、上記実施の形態は癌の診断に
限らず、癌以外の患部の診断に適用することもできその
場合は好ましい特定の波長の値も異なるものとなる。
【００４２】また、前記総和は、残差の絶対値の値の和
に限らず残差の二乗和等とすることもできる。
に限らず残差の二乗和等とすることもできる。
【００４３】また、前記参照規格化強度は正常組織の自
家蛍光のスペクトルの強度分布から求めたものでなく、
癌組織の自家蛍光のスペクトルの強度分布から求めたも
のであってもよい。
家蛍光のスペクトルの強度分布から求めたものでなく、
癌組織の自家蛍光のスペクトルの強度分布から求めたも
のであってもよい。
【００４４】また、前記規格化を、スペクトルの強度分
布のピーク値に基づいて行えば、規格化を行うためにス
ペクトルの強度分布の全波長領域に亘る積分値を求める
必要がなくなり、単にスペクトルの強度の最大値を求
め、その値を基に規格化の処理を行えばよいので、規格
化の処理の演算を単純化することができる。
布のピーク値に基づいて行えば、規格化を行うためにス
ペクトルの強度分布の全波長領域に亘る積分値を求める
必要がなくなり、単にスペクトルの強度の最大値を求
め、その値を基に規格化の処理を行えばよいので、規格
化の処理の演算を単純化することができる。
【図１】本発明の実施の形態による蛍光診断情報出力装
置の概略構成図
置の概略構成図
【図２】生体組織の同一箇所を異なる条件で３回測定し
て得られた蛍光スペクトル強度分布を示す図
て得られた蛍光スペクトル強度分布を示す図
【図３】生体組織の同一箇所を異なる条件で３回測定し
て得られた蛍光スペクトル強度分布を規格化してから比
較した図
て得られた蛍光スペクトル強度分布を規格化してから比
較した図
【図４】生体組織の正常部と患部の蛍光スペクトルの強
度分布を比較した図
度分布を比較した図
【図５】生体組織の正常部と患部の蛍光スペクトルの強
度分布を規格化してから比較した図
度分布を規格化してから比較した図
【図６】（ａ）規格化される前の測定対象となる生体組
織の特定の波長λ１、λ２およびλ３における自家蛍光
の強度を示す図 （ｂ）測定対象となる生体組織の規格化された自家蛍光
の特定の波長λ１、λ２およびλ３におけるの強度と参
照規格化強度との差を示す図
織の特定の波長λ１、λ２およびλ３における自家蛍光
の強度を示す図 （ｂ）測定対象となる生体組織の規格化された自家蛍光
の特定の波長λ１、λ２およびλ３におけるの強度と参
照規格化強度との差を示す図
１０ レーザ光源部 ２０ 分光測光部 ３０ 内視鏡部 ４０ マルチチャンネルアナライザ ５０ 規格化器 ６０ 総和算出器 ７０ 比較器 ８０ 表示器 １００ 生体組織 Ｌａ 励起レーザ光 Ｋａ 自家蛍光
Claims (6)
- 【請求項１】 生体組織への励起光の照射によって該生
体組織から生ぜしめられた２つ以上の特定の波長におけ
る蛍光の強度を測定し、該各波長における蛍光の強度を
規格化し、該規格化された前記各波長における蛍光の強
度と該各波長において予め規格化された参照強度との差
を求め、該差の総和と所定の閾値との比較に基づいて診
断に供する情報を出力することを特徴とする蛍光診断情
報出力方法。 - 【請求項２】 生体組織への励起光の照射によって該生
体組織から生ぜしめられた２つ以上の特定の波長におけ
る蛍光の強度を測定する測定手段と、該各波長における
蛍光の強度を規格化する規格化手段と、該規格化された
前記各波長における蛍光の強度と該各波長において予め
規格化された参照強度との差を求め、該差の総和と所定
の閾値との比較に基づいて診断に供する情報を出力する
比較出力手段とを備えたことを特徴とする蛍光診断情報
出力装置。 - 【請求項３】 前記規格化手段が、前記蛍光のスペクト
ル強度の全波長領域に亘る積分値に基づいて規格化を行
うものであることを特徴とする請求項２記載の蛍光診断
情報出力装置。 - 【請求項４】 前記規格化手段が、前記蛍光のスペクト
ル強度のピーク値に基づいて規格化を行うものであるこ
とを特徴とする請求項２記載の蛍光診断情報出力装置。 - 【請求項５】 前記参照強度が、生体の患部組織の前記
特定の波長における蛍光の強度を規格化したものである
ことを特徴とする請求項２から４のいずれか１項記載の
蛍光診断情報出力装置。 - 【請求項６】 前記参照強度が、生体の正常組織の前記
特定の波長における蛍光の強度を規格化したものである
ことを特徴とする請求項２から４のいずれか１項記載の
蛍光診断情報出力装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14148999A JP4067696B2 (ja) | 1999-05-21 | 1999-05-21 | 蛍光強度比較出力方法および蛍光診断情報出力装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14148999A JP4067696B2 (ja) | 1999-05-21 | 1999-05-21 | 蛍光強度比較出力方法および蛍光診断情報出力装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000325294A true JP2000325294A (ja) | 2000-11-28 |
| JP4067696B2 JP4067696B2 (ja) | 2008-03-26 |
Family
ID=15293113
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14148999A Expired - Fee Related JP4067696B2 (ja) | 1999-05-21 | 1999-05-21 | 蛍光強度比較出力方法および蛍光診断情報出力装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4067696B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006019138A1 (ja) * | 2004-08-19 | 2006-02-23 | Japan Absorbent Technology Institute | 吸収体物品 |
| US7436515B2 (en) | 2003-06-26 | 2008-10-14 | The Secretary Of State Of Defense, Dstl | Fluid borne particle analyzers |
| JP2009537285A (ja) * | 2006-05-19 | 2009-10-29 | ノースショア・ユニバーシティー・ヘルス・システム | 微小血管の血液含有量における早期の増加の検出を用いて異常な組織を認識するための方法および装置 |
| WO2011099425A1 (ja) * | 2010-02-10 | 2011-08-18 | オリンパス株式会社 | 蛍光観察装置 |
| CN102410879A (zh) * | 2010-08-24 | 2012-04-11 | 索尼公司 | 荧光强度校正方法、校正程序、计算方法和计算装置 |
| JP2015173917A (ja) * | 2014-03-17 | 2015-10-05 | 黎明 李 | 腹腔鏡を用いた検査方法及び検査装置 |
| US9314164B2 (en) | 2005-10-27 | 2016-04-19 | Northwestern University | Method of using the detection of early increase in microvascular blood content to distinguish between adenomatous and hyperplastic polyps |
-
1999
- 1999-05-21 JP JP14148999A patent/JP4067696B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7436515B2 (en) | 2003-06-26 | 2008-10-14 | The Secretary Of State Of Defense, Dstl | Fluid borne particle analyzers |
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| WO2011099425A1 (ja) * | 2010-02-10 | 2011-08-18 | オリンパス株式会社 | 蛍光観察装置 |
| CN102724908A (zh) * | 2010-02-10 | 2012-10-10 | 奥林巴斯株式会社 | 荧光观察装置 |
| US8415641B2 (en) | 2010-02-10 | 2013-04-09 | Olympus Corporation | Fluorescence observation device |
| CN102724908B (zh) * | 2010-02-10 | 2015-04-22 | 奥林巴斯株式会社 | 荧光观察装置 |
| CN102410879A (zh) * | 2010-08-24 | 2012-04-11 | 索尼公司 | 荧光强度校正方法、校正程序、计算方法和计算装置 |
| JP2015173917A (ja) * | 2014-03-17 | 2015-10-05 | 黎明 李 | 腹腔鏡を用いた検査方法及び検査装置 |
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|---|---|
| JP4067696B2 (ja) | 2008-03-26 |
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