JP2001004542A - 一重項酸素検出装置とこれを用いた光線力学的治療装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、一重項酸素の発生を確認する一重
項酸素検出装置と、これを応用した光線力学的治療装置
を提供する。 【解決手段】 本発明に係る一重項酸素検出装置は、励
起光を対象物１に照射する照射手段２と、励起された光
増感剤で発生した一重項酸素が、基底状態の三重項酸素
に失活する際に発生する光を検出する光検出手段３と、
一重項酸素が基底状態の三重項酸素に失活する際の発光
が支配的となる第２発光期間の少なくとも一部を含む所
定の検出対象期間における光検出手段の出力を抽出する
抽出手段８とを備えることを特徴とし、これにより、い
ままで不明瞭であった一重項酸素の発生の検出が確実に
行えるようになる。また、本発明の光線力学的治療装置
は、従来の光線力学的治療装置に加えて前述の一重項酸
素検出装置を備えることを特徴とし、これにより、治療
に必要な最小限の一重項酸素の発生を確認しながら治療
を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光増感法による一
重項酸素の発生を検出する一重項酸素検出装置と、それ
を利用した光線力学的治療装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一重項酸素の検出方法としては一重項酸
素による生成物（例えば酸化物）を分析する方法や、活
性酸素（一重項酸素を含む）存在下で発光する化学発光
試薬（ＭＣＬＡなど）を用いて蛍光分析する方法、ある
いはＥＳＲ（Electron Spin Resonance）による方法な
どがあるが、一重項酸素が基底状態の三重項酸素に失活
する際に発生する波長１２７０ｎｍの光を捕らえる方法
が確実な検出方法であるといわれている。

【０００３】しかし、この波長１２７０ｎｍの発光は非
常に弱く、しかも生体などの水中ではさらに弱くなるこ
とが知られている。また、一重項酸素を光増感法により
発生させた場合には、励起光による光増感剤の蛍光が非
常に強いために、波長１２７０ｎｍの光が埋もれてしま
い、検出できなくなってしまう。ここで、光増感法とは
光増感剤溶液に励起光を照射し、光増感剤が吸収したエ
ネルギを溶媒中の酸素に移動させ、一重項酸素を発生さ
せる方法である。

【０００４】そこで、蛍光と一重項酸素由来光の発光寿
命の差を利用した一重項酸素の検出方法が試みられてい
る。つまり、蛍光成分は１μ秒以下の寿命であり、一重
項酸素由来光は水中で３．５μ秒の寿命であることか
ら、波長１２７０ｎｍの光検出と励起光照射とを同期さ
せ、照射から１μ秒程度の早い成分を切り捨てて一重項
酸素由来光の発光のみ検出することにより、より明確に
一重項酸素による１２７０ｎｍの発光を捕らえることが
でき、これにより、一重項酸素の発生を検出する手法が
試みられている（「J. Phys. Soc. Lap., 66, January
(1997), 268-269」）。

【０００５】ヘマトポルフィリン誘導体（ＨｐＤ）を用
いた光線力学的癌治療法は、癌に選択的に蓄積するＨｐ
Ｄを体内に注射し、ＨｐＤを蓄積した癌組織にＨｐＤを
励起する励起光を照射し、励起されたＨｐＤから癌組織
内の酸素にエネルギを移動させ、癌組織内で癌細胞に有
害な一重項酸素を発生させることにより癌細胞を死滅さ
せる治療法である。

【０００６】この治療方法において、癌組織から一重項
酸素が発生していることを確認した報告として、「IEEE
Circuitsand Device Magazine, January (1987) 10-2
1」が知られている。ここに示されたデータは非常に不
明瞭で、実験室レベルの実験データにしかすぎない。そ
のため、実際の癌治療においては癌細胞の死滅に関与す
る一重項酸素の発生は確認されないまま治療が行われて
いるのが実状である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】一方、一重項酸素は健
常細胞にも有害であり、ＨｐＤの癌細胞への蓄積選択性
もそれほど高くはない。したがって、癌細胞死滅におい
て必要最小限の一重項酸素の発生を確認しながら治療を
行うことが理想であるにもかかわらず、現実には統計的
データから定められた量の励起光照射を行い治療せざる
を得ないという問題点がある。この点に着目し、ゲート
機能を用いて一重項酸素由来光の発生を確認しながら治
療を行うという提案がなされている（特公平３−２５１
６６号公報）が、生体の治療に適用される性質上、一重
項酸素を更に正確に確認しながら治療できるようにする
ことが望まれている。

【０００８】そこで本発明は、例えばＨｐＤの一種であ
るポルフィマーナトリウムのような光増感剤に励起光を
照射したときに、一重項酸素が基底状態の三重項酸素に
失活する際に発生する、例えば波長１２７０ｎｍを中心
とする光を明瞭に捕らえ、一重項酸素の発生を確認する
一重項酸素検出装置と、これを応用した光線力学的治療
装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の一重項酸素検出
装置は、光増感剤を含ませた対象物から発生する一重項
酸素を検出する一重項酸素検出装置において、光増感剤
を励起するための励起光を対象物に照射する照射手段
と、励起された光増感剤からのエネルギ移動により発生
した一重項酸素が、基底状態の三重項酸素に失活する際
に発生する光を検出する光検出手段と、励起光の照射直
後から第１の所定時間が経過するまでの期間であって、
光増感剤からの蛍光が支配的となる第１発光期間と、第
１発光期間後から第２の所定時間が経過するまでの期間
であって、一重項酸素が基底状態の三重項酸素に失活す
る際の発光が支配的となる第２発光期間と、第２発光期
間後の第３発光期間とのうち、第２発光期間の少なくと
も一部を含む所定の検出対象期間における光検出手段の
出力を抽出する抽出手段とを備え、抽出手段により抽出
された光検出手段の出力に基づき一重項酸素を検出する
ことを特徴とする。これにより、いままで不明瞭であっ
た一重項酸素発生の確認が確実に行えるようになる。

【００１０】本発明の一重項酸素検出装置は、第２発光
期間が励起光の照射後２．５μ秒から１０μ秒の期間で
あり、第２発光期間の少なくとも一部が所定の検出対象
期間に含まれることを特徴としてもよい。これにより、
光増感剤からの蛍光などで埋もれてましい、検出できな
かった一重項酸素からの発光のみを検出することができ
る。

【００１１】本発明の一重項酸素検出装置において、前
記光増感剤がポルフィマーナトリウムであることを特徴
としてもよい。ポルフィマーナトリウムにおいて、励起
光の照射により発生する一重項酸素は波長１２７０ｎｍ
の光を発生するため、その光を検出することにより一重
項酸素の検出が可能となる。

【００１２】本発明の光線力学的治療装置は、光増感剤
が蓄積された病巣部を診断する診断装置と、病巣部を治
療する治療装置と、病巣部の治療時に発生する一重項酸
素を検出する一重項酸素検出装置とを備えた光線力学的
治療装置において、診断装置は、病巣部とその周辺を撮
像するための撮像手段と、撮像手段により撮像された画
像を表示するモニタ手段と、光増感剤を励起し光増感剤
特有の波長の光を発生させるための第１の励起光を照射
する第１の照射手段と、前記第１の照射手段により励起
された光増感剤からの光を検出し波長を分別する波長分
別手段とを有し、治療装置は、光増感剤を励起し一重項
酸素を発生させるための第２の励起光を病巣部に照射す
るための第２の照射手段と、第２の照射手段の照射エネ
ルギおよび照射時間を調節する調節手段を有し、一重項
酸素検出装置は、第２の照射手段により励起された光増
感剤からのエネルギ移動により発生した一重項酸素が、
基底状態の三重項酸素に失活する際に発生する光を検出
する光検出手段と、励起光の照射直後から第１の所定時
間が経過するまでの期間であって、光増感剤からの蛍光
が支配的となる第１発光期間と、第１発光期間後から第
２の所定時間が経過するまでの期間であって、一重項酸
素が基底状態の三重項酸素に失活する際の発光が支配的
となる第２発光期間と、第２発光期間後の第３発光期間
とのうち、第２発光期間の少なくとも一部を含む所定の
検出対象期間における光検出手段の出力を抽出する抽出
手段とを有することを特徴とする。これにより、治療に
必要な最小限の一重項酸素の発生を確認しながら治療を
行うことができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施形態について説明する。なお、図面の説明におい
て同一の要素には同一の符号を付し重複する説明を省略
する。

【００１４】図１は本発明に係る一重項酸素検出装置の
実施形態を示す図である。本実施形態に係る一重項酸素
検出装置は、光増感剤であるポルフィマーナトリウムを
溶解させた生理食塩水（濃度１０μｇ／ｃｃ）である対
象物１に励起光を照射する波長５３２ｎｍの励起用パル
スレーザ（６ｍＪ、２０Ｈｚ）２と、励起されたポルフ
ィマーナトリウムから発生した光を波長分別する波長分
別装置３と、波長分別装置３によって波長分別された光
を受光する、冷却器４内に設けられた近赤外受光素子５
と、近赤外受光素子５に接続された受光素子用電源６と
を備えている。

【００１５】励起用パルスレーザ２の対象物１への照射
により励起されたポルフィマーナトリウムは、後述する
ように第１発光期間でのポルフィマーナトリウムからの
蛍光、第２発光期間での一重項酸素が基底状態の三重項
酸素に失活する際に発生する波長ピーク１２７０ｎｍの
発光およびその他第３発光期間であるポルフィマーナト
リウムと一重項酸素の化学反応による発光などが時間を
追って順次発生してゆく。これらの発光は、Ｌ１および
Ｌ２のレンズ群によって波長分別装置３に導かれ、一重
項酸素発生由来光である波長ピーク１２７０ｎｍの光が
分別される。この光は出力スリットから出射され、レン
ズＬ３およびＬ４のレンズ群により冷却器４内に設けら
れた近赤外受光素子５の受光部に導かれ、電気信号に変
換される。ここで、近赤外受光素子５が冷却器４内に設
けられているのは、近赤外受光素子５に発生する熱電子
をできるだけ取り除き、電気信号へのノイズをカットす
るためである。

【００１６】本実施形態に係る一重項酸素検出装置は、
更に、近赤外受光素子５で変換された電気信号を増幅す
るアンプ７と、アンプ７に接続され、励起用パルスレー
ザ２の照射タイミングをトリガー信号として受け取り、
増幅された電気信号の強度に対応するカウント数を送信
するゲート付きカウンタ８と、ゲート付きカウンタ８か
ら送信されたカウント数を受信するデータ処理用コンピ
ュータ９とを備えている。

【００１７】近赤外受光素子５によって変換された電気
信号はアンプ７で増倍され、ゲート付きカウンタ８に導
かれる。ゲート付きカウンタ８は励起用パルスレーザ２
の照射タイミングをトリガー信号として受け取り、励起
用パルスレーザ２の照射後、前述したポルフィマーナト
リウムの第２発光期間、例えば励起光照射後２．５μ秒
から１０μ秒の期間で発光した電気信号のみをカウント
するように設定されている。そして、この電気信号の強
度に対応するカウント数をデータ処理用コンピュータ９
に送信する。次に、別の波長、例えば１２４０ｎｍの発
光強度を以上に述べた手段と同様に測定する。そして、
波長１２７０ｎｍの発光強度と、別の波長１２４０ｎｍ
の発光強度を比較することにより、一重項酸素の発生量
を定量化することができる。

【００１８】以上のように、本実施形態ではポルフィマ
ーナトリウムの第２発光期間での波長１２７０ｎｍの光
を検出し、他の波長の光強度と比較することにより、発
生した一重項酸素を定量的に検出することができる。な
お、本実施形態は一実施形態を示しており、波長分別お
よび近赤外光受光の手段などは、本実施形態に示されて
いる手段に限られるものではない。例えば、近赤外受光
素子を２個とし、波長１２７０ｎｍの光と波長１２４０
ｎｍの光を同時に受光することにより、それぞれの発光
強度を同時に観測、比較することにより一重項酸素の発
生量を検出する一重項酸素検出装置としてもよい。ま
た、一重項酸素発生由来光である波長１２７０ｎｍの発
光を検出する期間は、少なくともポルフィマーナトリウ
ムの第２発光期間を含んでいればよく、励起光照射時よ
り２．５μ秒から１０μ秒の期間に限られるものではな
い。

【００１９】次に、励起された光増感剤の第２発光期間
に発光する一重項酸素由来光を明瞭に検出する方法につ
いて述べる。光増感剤への励起光照射直後に発生する蛍
光成分をカットし、一重項酸素からの発光のみを明瞭に
捕らえる試みがなされていることは前述した。そこで、
図１の本発明に係る実施例と同様に、光増感剤のポルフ
ィマーナトリウムを溶解させた生理食塩水（濃度１０μ
ｇ／ｃｃ）に波長５３２ｎｍの励起パルスレーザ（６ｍ
Ｊ、２０Ｈｚ）を照射した時の波長１２７０ｎｍの発光
強度と時間の関係を測定した。

【００２０】図２に示した波長１２７０ｎｍの発光強度
と時間の関係からわかるように、励起光を照射した直後
から１μ秒程度の期間である第１発光期間に、ポルフィ
マーナトリウムからの蛍光である発光が観測された。次
の第１発光期間の後から１０μ秒の期間には、発光強度
が非常に弱い第２発光期間があり、第２発光期間の後か
ら２５μ秒の期間には非常に強い発光を生じる第３発光
期間が観測された。

【００２１】第１発光期間の光は、前述の文献にも述べ
られているように光増感剤（ポルフィマーナトリウム）
からの蛍光と考えられるが、第２発光期間および第３発
光期間の光が何に由来しているのかははっきりしていな
い。そこで、第３発光期間の発光のみを検出し、波長ス
ペクトルを測定した結果、第３発光期間の光は図３に示
すような波長１２００ｎｍから１３００ｎｍにかけて、
非常にブロードなスペクトルを持っていることがわかっ
た。この波長スペクトルは一重項酸素発生に由来する波
長ピーク１２７０ｎｍの光とは明らかに異なっているこ
とがわかる。

【００２２】そこで、第２発光期間であるの励起光照射
後２．５μ秒から７．５μ秒の時間帯のみと、第２発光
期間から第３発光期間にかけての励起光照射後２．５μ
秒から５０μ秒の時間帯における波長スペクトルを測定
した。図４に示すように、第２発光期間のみの時間帯で
の波長スペクトルは一重項酸素発生に由来した波長ピー
ク１２７０ｎｍの発光を示している。これに対し、第２
発光期間から第３発光期間にかけての時間帯での波長ス
ペクトルは波長１２００ｎｍから１４００ｎｍにかけて
のブロードな発光となっており、更に、発光強度が第２
期発光と比較して一桁も大きいことがわかる。

【００２３】これらの結果から、第２発光期間での発光
は光増感剤から溶液中の酸素にエネルギが移動したこと
により発生した一重項酸素が、基底状態の三重項酸素に
失活する際に発生した光であり、光増感剤から酸素への
エネルギ移動時間が必要であるため、第一発光期間の光
増感剤であるポルフィマーナトリウムの蛍光からは遅れ
て発光すると考えられる。

【００２４】また、第３発光期間では第２発光期間で発
生した一重項酸素が、光増感剤であるポルフィマーナト
リウムの成分と化学反応を起こした際の発光ではないか
と推測される。なぜなら、一重項酸素は非常に反応性が
高いため、アリル水素を引き抜いて２重結合が移動して
ヒドロペルオキシドを生成するエン（ｅｎｅ）反応や、
１、４−付加反応などの反応が起こりやすく、これら反
応による反応生成物が発光していると考えられるからで
ある。また、第３発光期間では発光が非常に強いため
に、一重項酸素由来の波長ピーク１２７０ｎｍの発光が
含まれているとしても、他の発光に埋もれてしまうため
明瞭な検出が困難であると思われる。

【００２５】さらに、光増感剤にポルフィマーナトリウ
ムを用いた場合、第３発光期間までしか発光が確認され
なかったが、他の光増感剤を用いた場合、更なる発光生
成物による第４発光期間、第５発光期間等々が生じるこ
とは容易に推測される。

【００２６】以上のように、光増感剤から発生する一重
項酸素を波長ピーク１２７０ｎｍの発光により検出する
ためには、これまで知られていた第一発光期間に発光す
る光増感剤からの蛍光をカットするだけでなく、第３発
光期間および第４発光期間等々の発光も切り落として第
２期発光のみを検出する必要があることがわかる。な
お、本実施形態では光増感剤として一定濃度のポルフィ
マーナトリウムに固定の励起光を照射した場合の一重項
酸素の検出方法について触れたが、異なる濃度や異なる
励起光、または、異なる光増感剤を用いた場合について
も基本的には同様の効果が確認できる。

【００２７】次に、図５を用いて本発明に係る一重項酸
素検出装置を応用した光線力学的治療装置の実施形態に
ついて説明する。本実施形態の光線力学的治療装置は、
光増感剤であるポルフィマーナトリウムの蓄積された病
巣部１０に励起光を照射するエキシマレーザ励起の色素
レーザ１１と、病巣部からの発光をガイドする内視鏡１
２と、病巣部１０周辺を撮像する際の光源となるＸｅラ
ンプ１３を備えている。ここで、内視鏡１２は、本来の
内視鏡たる役割、つまり内視鏡が向けられた病巣部の反
射光および発光画像を撮像装置に導く役割のガイドと、
色素レーザ１１から照射される光を病巣部１０に導くガ
イドと、病巣部１０周辺を撮像する際の光源となるＸｅ
ランプ１３の光を病巣部１０に導くガイドを有してい
る。また、Ｘｅランプ１３は光チョッパー１４によって
チョッピングされている。

【００２８】更に、本実施形態の光線力学的治療装置
は、内視鏡１２によってガイドされた病巣部１０からの
発光を、ハーフミラーＭ１１によって分割し、その光を
受信し発光強度分布画像を得る波長分別装置１５と、同
様にハーフミラーＭ１１によって分割された光を受信し
病巣部１０周辺の画像を捕らえるＴＶカメラ１９と、波
長分別装置１５で得られた発光強度分布画像を増幅する
イメージインテンシファイヤ１６と、その信号を読み出
すＳＩＴ管１７とを備えている。そして、ＳＩＴ管１７
で得られた発光強度分布画像とＴＶカメラ１９で得られ
た病巣部１０周辺の画像を重ね合わせる分析器１８と、
その画像を表示するＴＶモニタ２０と、その画像を記録
するビデオデッキ２１とを備えて構成されている。Ｘｅ
ランプ１３が光チョッパー１４によってチョッピングさ
れていることはすでに述べたが、ここで分析器１８は分
析器１８からの同期信号によって光チョッパー１４が色
素レーザ１１とＸｅランプ１３の光を病巣部１０に交互
に照射するように制御している。

【００２９】ここまでの構成は、従来の光線力学的治療
装置と同様の構成であり、本実施形態では、更に一重項
酸素検出装置を備えている。この一重項検出装置は図５
中で斜線で示されており、従来の光線力学的治療装置と
共通部分である光増感剤であるポルフィマーナトリウム
の蓄積された病巣部１０に励起光を照射するエキシマレ
ーザ励起の色素レーザ１１と、病巣部１０からの発光を
内視鏡１２でガイドし、その光を分割するハーフミラー
Ｍ１２と、ハーフミラーＭ１２によって導かれた光を受
信する波長分別装置２２と、波長分別装置２２によって
分別された波長１２７０ｎｍの光を受光する近赤外検出
器２３と、波長分別装置２２によって分別された波長１
２４０ｎｍの光を受光する近赤外検出器２４と、ポルフ
ィマーナトリウムの第２発光期間の光のみをカウントす
るゲート付きカウンタ２５とを備えて構成される。

【００３０】次に、上記実施形態の作用について説明す
る。本実施形態の光線力学的治療装置による光線力学的
治療は病巣部の診断、病巣部の治療および治療に伴う一
重項酸素発生量の確認の手順で行われる。

【００３１】まず、図５の光線力学的治療装置での病巣
部１０の診断手順について説明する。ただし、病巣部１
０にはあらかじめ光増感剤であるポルフィマーナトリウ
ムが蓄積されているとする。色素レーザ１１より診断用
の励起光波長４０５ｎｍの光を発生し、その光を集光レ
ンズＬ１１より内視鏡１２に導く。内視鏡１２の先端か
ら発せられた診断用励起光４０５ｎｍの照射により、病
巣部１０に蓄積されたポルフィマーナトリウムは、特有
波長６３０ｎｍと６９０ｎｍの双方の発光ピークを持つ
蛍光を発生する。ポルフィマーナトリウムが蓄積されて
いない健常細胞はポルフィマーナトリウム特有の蛍光を
発生しないので、ポルフィマーナトリウムの蛍光である
波長６３０ｎｍと６９０ｎｍの双方の発光ピークを持つ
光を波長分別装置１５で検出することにより、病巣部１
０の診断を行うことができる。

【００３２】診断方法をさらに詳細に説明すると、内視
鏡１２は病巣部１０とその周辺からの反射光および蛍光
を捕らえ、その光はハーフミラーＭ１１により波長分別
装置１５およびＴＶカメラ１９にそれぞれ導かれる。波
長分別装置１５ではポルフィマーナトリウムの蛍光であ
る特有波長６３０ｎｍと６９０ｎｍの双方光の発光強度
分布画像を得、それをイメージインテンシファイヤ１６
により増幅し、ＳＩＴ管１７で読み出す。同時に、ＴＶ
カメラ１９は内視鏡１２の向けられている病巣部１０周
辺の画像を捕らえる。ＳＩＴ管１７で得られた発光強度
分布画像とＴＶカメラ１９で得られた病巣部１０周辺の
画像は、分析器１８で重ね合わされ、ＴＶモニタ２０に
送られる。そして、ＴＶモニタ２０上で病巣部１０周辺
のどの部位からポルフィマーナトリウム特有の蛍光が発
生しているのかあるいは発生していないのかを確認する
ことができ、これにより、病巣部１０の診断が可能とな
る。また、ビデオデッキ２１によりその画像は記録でき
るようになっている。

【００３３】次に、診断された病巣部１０に対して行わ
れる、光線力学的治療について説明する。光線力学的治
療とは、病巣部１０に蓄積された光増感剤を励起する励
起光を照射し、これにより活性酸素である一重項酸素を
発生させ、一重項酸素により病巣部１０の細胞を死滅さ
せるものである。本実施形態では、光増感剤であるポル
フィマーナトリウムを励起するために６２５ｎｍの励起
光が色素レーザ１１より発せられる。この光は内視鏡１
２により病巣部１０に照射される。そして、病巣部１０
に蓄積されていたポルフィマーナトリウムから一重項酸
素が発生し、病巣部１０を死滅させることにより光線力
学的治療が行われる。

【００３４】次に、光線力学的治療において発生する一
重項酸素の発生量の確認方法について説明する。光線力
学的治療時において発生する一重項酸素は、前述したよ
うに基底状態である三重項酸素に失活する際に波長ピー
ク１２７０ｎｍの光を発生する。この発光は、内視鏡１
２よりハーフミラーＭ１２を通じて波長分別装置２２に
導かれる。そして、近赤外受光素子２３および２４がそ
の発光を受光する。このとき、波長分別装置２２によっ
て波長１２７０ｎｍの光は近赤外受光素子２３へ、波長
１２４０ｎｍの光は近赤外受光素子２４へと導かれる。
次に、ゲート付きカウンタ２５でポルフィマーナトリウ
ムの第２発光期間である励起光照射時より２．５μ秒か
ら１０μ秒の期間のみの光をカウントし、分析器１８で
波長１２７０ｎｍと波長１２４０ｎｍの光の強度を比較
することによって、一重項酸素の発生量を確認すること
ができる。一重項酸素の発生量を確認することにより、
病巣部１０を死滅させるに必要最小限の一重項酸素の発
生量となるように色素レーザ１１の励起光パワー、照射
時間等を調整しながら治療を行うことができる。

【００３５】以上、詳細に説明したように、本発明に係
る光線力学的治療装置の実施形態では、病巣部１０の診
断と、病巣部１０を死滅させるに必要最小限の一重項酸
素の発生を確認しながらの生体に優しい光線力学的治療
を行うことが可能となる。なお、本実施形態は一実施例
を示しており、励起光照射手段、波長分別および近赤外
光受光の手段などは、本実施形態に示されている手段に
限られるものではない。例えば、励起光をガイドする手
段は内視鏡１２とは別に設けられていてもよい。また、
一重項酸素発生由来光である波長１２７０ｎｍの発光を
検出する期間は、少なくともポルフィマーナトリウムの
第２発光期間を含んでいればよく、励起光照射時より
２．５μ秒から１０μ秒の期間に限られるものではな
い。

【００３６】

【発明の効果】以上詳細に述べたように、本発明の一重
項酸素検出装置では、光増感剤と一重項酸素の反応によ
ると思われる複数の発光に埋もれて不明瞭であった、一
重項酸素が基底状態の三重項酸素に失活する際の発光で
ある波長ピーク１２７０ｎｍの光を、少なくとも第２発
光期間を含んだ時間帯で検出することによって、明瞭に
見極めることができ、一重項酸素の発生を検出すること
ができる。

【００３７】また、これを光線力学的治療装置に応用す
ることによって、光線力学的治療時に一重項酸素の発生
を検出することができるため、病巣部治療に必要最小限
の一重項酸素発生を確認しながらの病巣部への励起光照
射や試薬の投与を行うことが可能となり、生体に優しい
光線力学的治療を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一重項酸素検出装置の実施形態を
示す図である。

【図２】ポルフィマーナトリウム生理食塩水溶液に５３
２ｎｍのレーザ光を照射した場合の１２７０ｎｍの発光
強度と時間の関係を示すグラフである。

【図３】図２における第３発光期間の発光スペクトルを
示したグラフである。

【図４】図２における第２発光期間のみの場合と、第２
発光期間から第３発光期間にかけて場合の発光スペクト
ルを示したグラフである。

【図５】本発明に係る光線力学的治療装置の実施形態を
示す図である。

【符号の説明】

１…ポルフィマーナトリウム生理食塩水、２…励起用パ
ルスレーザ、３…波長分別装置、４…冷却器、５…近赤
外受光素子、６…受光素子用電源、７…アンプ、８…ゲ
ート付きカウンタ、９…データ処理用コンピュータ、１
０…病巣部、１１…色素レーザ、１２…内視鏡、１３…
Ｘｅランプ、１４…光チョッパ、１５…波長分別装置、
１６…ゲート付きイメージインテンシファイヤ、１７…
ＳＩＴ管、１８…分析器、１９…ＴＶカメラ、２０…テ
レビモニタ、２１…ビデオデッキ、２２…波長分別装
置、２３…近赤外受光素子、２４…近赤外受光素子、２
５…ゲート付きカウンタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菅 博文 静岡県浜松市市野町1126番地の１ 浜松ホ トニクス株式会社内 (72)発明者 竹内 純一 静岡県浜松市市野町1126番地の１ 浜松ホ トニクス株式会社内 (72)発明者 大石 登 静岡県浜松市市野町1126番地の１ 浜松ホ トニクス株式会社内 Ｆターム(参考） 2G043 AA04 BA16 CA03 DA02 EA01 EA10 FA03 FA05 GA04 GB01 GB18 HA01 JA01 KA01 KA05 KA08 KA09 LA03 NA01 4C061 AA00 BB08 CC07 DD00 NN01 QQ03 WW17

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光増感剤を含ませた対象物から発生する
   一重項酸素を検出する一重項酸素検出装置において、 前記光増感剤を励起するための励起光を前記対象物に照
   射する照射手段と、 励起された前記光増感剤からのエネルギ移動により発生
   した前記一重項酸素が、基底状態の三重項酸素に失活す
   る際に発生する光を検出する光検出手段と、 前記励起光の照射直後から第１の所定時間が経過するま
   での期間であって、前記光増感剤からの蛍光が支配的と
   なる第１発光期間と、前記第１発光期間後から第２の所
   定時間が経過するまでの期間であって、前記一重項酸素
   が基底状態の前記三重項酸素に失活する際の発光が支配
   的となる第２発光期間と、前記第２発光期間後の第３発
   光期間とのうち、前記第２発光期間の少なくとも一部を
   含む所定の検出対象期間における前記光検出手段の出力
   を抽出する抽出手段とを備え、前記抽出手段により抽出
   された前記光検出手段の出力に基づき一重項酸素を検出
   することを特徴とする一重項酸素検出装置。
2. 【請求項２】 前記第２発光期間が前記励起光の照射後
   ２．５μ秒から１０μ秒の期間であり、前記第２発光期
   間の少なくとも一部が前記所定の検出対象期間に含まれ
   ることを特徴とする請求項１記載の一重項酸素検出装
   置。
3. 【請求項３】 前記光増感剤がポルフィマーナトリウム
   であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の
   一重項酸素検出装置。
4. 【請求項４】 光増感剤が蓄積された病巣部を診断する
   診断装置と、前記病巣部を治療する治療装置と、前記病
   巣部の治療時に発生する一重項酸素を検出する一重項酸
   素検出装置とを備えた光線力学的治療装置において、 前記診断装置は、前記病巣部とその周辺を撮像するため
   の撮像手段と、前記撮像手段により撮像された画像を表
   示するモニタ手段と、前記光増感剤を励起し前記光増感
   剤特有の波長の光を発生させるための第１の励起光を照
   射する第１の照射手段と、前記第１の照射手段により励
   起された前記光増感剤からの光を検出し波長を分別する
   波長分別手段とを有し、 前記治療装置は、前記光増感剤を励起し一重項酸素を発
   生させるための第２の励起光を前記病巣部に照射するた
   めの第２の照射手段と、前記第２の照射手段の照射エネ
   ルギおよび照射時間を調節する調節手段を有し、 前記一重項酸素検出装置は、前記第２の照射手段により
   励起された前記光増感剤からのエネルギ移動により発生
   した前記一重項酸素が、基底状態の三重項酸素に失活す
   る際に発生する光を検出する光検出手段と、前記励起光
   の照射直後から第１の所定時間が経過するまでの期間で
   あって、前記光増感剤からの蛍光が支配的となる第１発
   光期間と、前記第１発光期間後から第２の所定時間が経
   過するまでの期間であって、前記一重項酸素が基底状態
   の前記三重項酸素に失活する際の発光が支配的となる第
   ２発光期間と、前記第２発光期間後の第３発光期間との
   うち、前記第２発光期間の少なくとも一部を含む所定の
   検出対象期間における前記光検出手段の出力を抽出する
   抽出手段とを有することを特徴とする光線力学的治療装
   置。