JP2015173917A - 腹腔鏡を用いた検査方法及び検査装置 - Google Patents
腹腔鏡を用いた検査方法及び検査装置 Download PDFInfo
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Abstract
Description
前記観察範囲に照明光を照射して得た可視光画像と、前記観察範囲に第1の励起光を照射して得た第1の蛍光画像とを重畳表示して、前記センチネルリンパ節の位置を確認する位置確認ステップと、
位置を確認した前記センチネルリンパ節の中から選択したセンチネルリンパ節に対し、該センチネルリンパ節のサイズに合わせた第2の励起光を照射する第2励起光照射ステップと、
前記第2の励起光を照射して得た第2の蛍光を受光して第2の蛍光画像を表示する第2蛍光画像表示ステップ、及び、前記第2の励起光を照射して得た第2の蛍光から蛍光スペクトルを測定して表示する蛍光スペクトル表示ステップの一方又は両方の表示ステップと、を有することを特徴とする。
(B)前記観察範囲に第1の励起光を照射するための第1の励起光照射用手段、
(C)前記センチネルリンパ節に第2の励起光を照射するための第2の励起光照射用手段、
(D)前記照明光を照射して得た可視光と、前記第1の励起光を照射して得た、前記センチネルリンパ節検出用蛍光物質から発する第1の蛍光と、前記第2の励起光を照射して得た、前記癌細胞・癌組織検出用蛍光物質から発する第2の蛍光と、を受光して画像化するための画像撮像用手段、
(E)前記第1の励起光を照射して得た、前記観察範囲から発する第1の蛍光及び前記第2の励起光を照射して得た前記癌細胞・癌組織検出用蛍光物質から発する第2の蛍光を受光して蛍光測定するための蛍光測定用手段。
前記照明光を照射するための照明光源と、
前記第1の励起光を照射するための第1の励起光源と、
前記第2の励起光を照射するための第2の励起光源と、
前記可視光を画像化するための可視光撮像装置と、
前記第1の蛍光又は第2の蛍光を画像化するための蛍光撮像装置と、
前記可視光撮像装置及び蛍光撮像装置で得た画像情報を処理する画像処理装置と、
前記第1及び第2の蛍光から蛍光スペクトルを測定するための蛍光スペクトル測定装置と、
前記各光源及び装置を制御するための制御装置と、
前記装置からの出力結果を表示する表示装置と、
を少なくとも備えるように構成することができる。
本発明に係る検査方法は、図1〜図4に示すように、少なくとも2つの腹腔鏡10,20を用い、観察範囲P内にあるセンチネルリンパ節Sへの癌細胞・癌組織の転移の判断のための情報を提供する検査方法である。そして、その主要な構成は、センチネルリンパ節Sの位置を確認するステップと、第2の励起光Cを照射するステップと、第2蛍光画像を表示するステップ及び/又は蛍光スペクトルを表示する表示ステップと、を有する。
本発明に係る検査装置1は、図1〜図4に示すように、少なくとも2つの腹腔鏡10,20を用い、観察範囲P内にあるセンチネルリンパ節Sへの癌細胞・癌組織の転移の判断のための情報を提供する検査装置である。そして、腹腔鏡10,20のいずれかが下記(A)〜(E)の各手段を備えることに特徴がある。
(B)観察範囲Pに第1の励起光Bを照射するための第1の励起光照射用手段、
(C)センチネルリンパ節Sに第2の励起光Cを照射するための第2の励起光照射用手段、
(D)照明光Aを照射して得た可視光aと、第1の励起光Bを照射して得た、センチネルリンパ節検出用蛍光物質から発する第1の蛍光bと、第2の励起光Cを照射して得た、癌細胞・癌組織検出用蛍光物質から発する第2の蛍光cと、を受光して画像化するための画像撮像用手段、
(E)第1の励起光Bを照射して得た、観察範囲Pから発する前記第1の蛍光b、及び第2の励起光Cを照射して得た、癌細胞・癌組織検出用蛍光物質から発する前記第2の蛍光cを受光して蛍光測定するための蛍光測定用手段。
先ず、ケース1の検査装置1Aを用いた場合の検査方法について説明する。検査方法は、上記のとおり、センチネルリンパ節Sの位置を確認するステップと、第2励起光Cを照射するステップと、第2蛍光画像を表示する表示ステップ及び/又は蛍光スペクトルを表示する表示ステップとを有する。ここで用いるケース1の検査装置1Aは、腹腔鏡10が、照明光照射機能と、第1励起光照射機能と、第1蛍光受光機能と、第2励起光照射機能と、第2蛍光受光機能とを担い、腹腔鏡20が、撮像機能を担っている。なお、撮像機能を有する腹腔鏡20を「撮像用腹腔鏡20」ともいう。
位置確認ステップでは、図1に示すように、腹腔鏡10から観察範囲Pに照明光Aを照射し、可視光aを腹腔鏡20で受光して得た可視光画像と、腹腔鏡10から観察範囲Pに第1の励起光Bを照射し、第1の蛍光bを腹腔鏡20で受光して得た第1の蛍光画像とを重畳表示して、センチネルリンパ節の位置を確認する。
第2励起光照射ステップでは、図2に示すように、位置を確認したセンチネルリンパ節S1,S2,S3等の中から選択したセンチネルリンパ節Sに対し、そのセンチネルリンパ節Sのサイズに合わせた第2の励起光Cを腹腔鏡20から照射する。
表示ステップは、上記した第2の励起光照射ステップで第2の励起光Cを照射し、得られた第2の蛍光cを処理して表示するステップである。この表示ステップでは、表示方法を第2蛍光画像だけの表示とするか、蛍光スペクトルだけの表示とするか、その両方とするかを任意に選択することができる。すなわち、この表示ステップでは、第2の励起光Cを照射して生じた第2の蛍光cを腹腔鏡20で受光し、受光した第2の蛍光cを画像化して第2の蛍光画像を表示する。また、蛍光スペクトル表示ステップでは、第2の励起光Cを照射して生じた第2の蛍光cを腹腔鏡20で受光し、受光した第2の蛍光cから蛍光スペクトルを測定して表示する。この表示ステップでは、第2蛍光画像の表示と、蛍光スペクトル測定結果の表示とを併せて行ってもよいし、第2蛍光画像の表示だけを行ってもよいし、蛍光スペクトル測定結果の表示だけを行ってもよい。なお、第2蛍光画像の表示と、蛍光スペクトル測定結果の表示とを併せて行う場合、それらを別々に表示してもよいし、並べて表示してもよい。
センチネルリンパ節Sに癌細胞・癌組織が存在する場合、その癌細胞・癌組織は第2の蛍光物質と特異結合する。しかし、センチネルリンパ節は小さく、癌細胞・癌組織に特異結合された第2の蛍光物質から発する第2の蛍光は蛍光強度が弱い。そのため、第2の励起光Cを観察範囲内でセンチネルリンパ節よりも広い範囲(第1の励起光Bの照射範囲と同程度に広い範囲)に照射した場合は、第2の蛍光cのスペクトルが測定できない可能性が高い。こうしたことから、第2の励起光Cをセンチネルリンパ節Sの大きさと同じ大きさに絞り、センチネルリンパ節Sに照射することが望ましい。
検査方法の応用例として、上記した本発明に係る検査方法で提供されたセンチネルリンパ節Sへの転移情報を基にして、病変部C’の癌細胞・癌組織を切除した後にも適用することができる。すなわち、その癌細胞・癌組織を切除した後に、切除した部分に癌細胞・癌組織が残っていないことを確認するために、上記本発明に係る検査方法を行うことができる。
ケース2の検査装置1Bを用いた場合の検査方法も、上記のとおり、センチネルリンパ節Sの位置を確認するステップと、第2の励起光Cを照射するステップと、第2蛍光画像を表示する表示ステップ及び/又は蛍光スペクトルを表示する表示ステップとを有するが、ここで用いるケース2の検査装置1Bは、図3及び図4に示すように、腹腔鏡10が、第1励起光照射機能と、第1蛍光受光機能と、第2励起光照射機能と、第2蛍光受光機能とを担い、腹腔鏡20が、照明光照射機能と、撮像機能とを担っている。
ケース3の検査装置1Cを用いた場合の検査方法も上記のとおり、センチネルリンパ節Sの位置を確認するステップと、第2の励起光Cを照射するステップと、第2蛍光画像を表示する表示ステップ及び/又は蛍光スペクトルを表示する表示ステップとを有するが、ここで用いるケース3の検査装置1Cは、図5に示すように、腹腔鏡10が、照明光照射機能と、第1励起光照射機能とを担い、腹腔鏡20が、第1蛍光受光機能と、第2励起光照射機能と、第2蛍光受光機能とを担い、腹腔鏡30が、撮像機能を担っている。
次に、図1〜図5に示した各検査装置1(1A,1B,1C)の構成を説明する。検査装置1は、照明光照射用手段、第1の励起光照射用手段、第2の励起光照射用手段、画像撮像用手段、蛍光測定用手段を備えている。以下では、ケース1の検査装置1Aを例にして、腹腔鏡10が、照明光照射用手段、第1の励起光照射用手段、第2の励起光照射用手段、蛍光測定用手段として機能し、腹腔鏡20が、画像撮像用手段として機能する場合について説明するが、必要に応じてケース2の検査装置1Bについても説明する。
図6は、ケース1の検査装置1Aで用いられる腹腔鏡10Aの一例を示す断面構成図である。腹腔鏡10Aは、図6に示すように、照明光照射用光ファイバ301を照明光照射用手段として備え、第1励起光照射用光ファイバ303を第1の励起光照射用手段として備え、第2励起光照射用光ファイバ302を第2の励起光照射用手段として備え、蛍光受光用光ファイバ304を蛍光測定用手段として備えている。
図7は、ケース1の検査装置1Aで用いられる腹腔鏡20Aの一例を示す断面構成図である。腹腔鏡20Aは、図7に示すように、撮像用光ファイババンドル310を画像撮像用手段として備えている。この腹腔鏡20Aは、細長い円筒状のシースチューブ313内の中央に、撮像用光ファイババンドル310が配置されている。その撮像用光ファイババンドル310の周りには充填剤311が充填されている。こうした配置は特に限定されないが、図7に示すような配置関係にすることが好ましい。また、図示はしないが、撮像用光ファイババンドル310の先端側に集光用レンズがあってもよい。撮像用光ファイババンドルは、図1に示すように、撮像用ファイバケーブル27として撮像装置90に接続している。
撮像用の腹腔鏡20は、図1〜図4に示すように、腹腔鏡10(ケース1の検査装置)又は腹腔鏡20(ケース2の検査装置)から照射した照明光Aが観察範囲Pで反射した可視光a、腹腔鏡10(ケース1,2の検査装置)から照射した第1の励起光Bにより励起され、観察範囲P内でリンパ節、リンパ管を検出するための第1の蛍光物質から発する第1の蛍光b、及び、腹腔鏡10(ケース1,2の検査装置)から観察範囲P内の特定のセンチネルリンパ節と同じ大きさに絞って照射した第2の励起光Cにより励起され、癌細胞・癌組織を検出するための第2の蛍光物質から発する第2の蛍光c、のいずれか1又は2以上の光を導光して画像化するための画像伝送手段である。
撮像装置90は、撮像用の腹腔鏡20に接続されて、その撮像用の腹腔鏡20に導光された可視光aを画像化して可視光画像とし、一方、腹腔鏡20に導光された第1の蛍光bを画像化して第1の蛍光画像とし、その腹腔鏡20に導光された第2の蛍光cを画像化して第2の蛍光画像とすることができる。
ケース1の検査装置1Aにおいて、腹腔鏡10は、図1に示すように、照明光照射用光ファイバケーブル14を介して照明光源50に接続され、第1励起光照射用光ファイバケーブル15を介して第1励起光源60に接続され、第2励起光照射用光ファイバケーブル26を介して第2励起光源70に接続され、蛍光受光用光ファイバケーブル27を介して蛍光測定部80に接続されている。照明光照射用光ファイバケーブル14は、照明光源50が発する照明光Aを腹腔鏡10の先端まで導光し、第1励起光照射用光ファイバケーブル15は、第1励起光源60が発する第1の励起光Bを腹腔鏡10の先端まで導光し、第2励起光照射用光ファイバケーブル26は、第2励起光源70が発する第2の励起光Cを腹腔鏡10の先端まで導光する。
受光した可視光や蛍光等を画像化する画像処理は、画像処理部110で行う。その画像処理部110は、図11及び図12に示すように、可視光画像処理部120と蛍光画像処理部130と重畳画像処理部140とを備え、さらに画像切り換え部(図示しない)を備えている。
測定結果表示制御部160は、腹腔鏡10で受光した第2の蛍光cの強度やスペクトルを測定する蛍光測定部80に接続されており、その蛍光測定部80で得た測定結果をモニタ200に表示させる制御を行う。蛍光測定部80には、蛍光受光用光ファイバ27が接続されている。
蛍光測定部80が、蛍光検出器として光学フィルタを適用した場合は、測定結果表示制御部160は、蛍光検出器が第2の蛍光物質が発する第2の蛍光cを検出したことをモニタ200に表示するように制御する。
モニタ200は、観察範囲Pの画像を映し出すモニタであり、表示モード選択スイッチ(図示しない)により、可視光画像、第1の励起光Bの照射により発光する第1の蛍光物質の第1の蛍光画像、及び、第2の励起光Cの照射により発光する第2の蛍光物質の第2の蛍光画像、の各画像をそれぞれ単独に表示できるようになっている。また、モニタ200は、表示モード選択スイッチ(図示しない)により、可視光画像と第1の蛍光画像とを重畳した重畳画像を表示したり、その重畳画像に第2の励起光Cを照射した可視光画像をさらに重畳した重畳画像を表示したり、さらにその第2の励起光Cにより励起された蛍光画像をさらに重畳した重畳画像を表示したりすることができる。こうした重畳画像に対しては、それぞれの画像をモニタ200で見やすくするための画像処理を施すことができる。また、各画像は、記録装置(図示しない)に保存してもよいし、保存した画像をモニタ200や別のモニタに表示してもよい。
検査装置1を利用して患者に癌の転移があるか否かを診断する場合、患者には癌細胞・癌組織と特異結合する試薬である第2の蛍光物質を予め投与しておく。癌の転移がある場合は、癌細胞・癌組織は、センチネルリンパ節Sに存在しており、患者に投与した第2の蛍光物質は、センチネルリンパ節Sに存在する癌細胞・癌組織と特異結合している。この第2の蛍光物質と特異結合した癌細胞・癌組織に励起光を照射すると、第2の蛍光物質は励起されて蛍光を発する。
10、10A,10A’,10B 腹腔鏡
11 患者装着用のホルダ
12 シースチューブ
13 透明封止部
14 照明光照射用光ファイバケーブル
15 第1励起光照射用光ファイバケーブル
20,20A,20B 腹腔鏡
21 患者装着用のホルダ
22 シースチューブ
24 透明封止部
26 第2励起光照射用光ファイバケーブル
27 蛍光受光用光ファイバケーブル
29 分岐部
30 撮像用腹腔鏡
31 患者装着用のホルダ
32 シースチューブ
33 透明封止部
34 拡大手段
341 レンズ
35 リレーレンズ系
351 レンズ
41 撮像用光ファイバケーブル
50 照明光源
60 第1励起光源
70 第2励起光源
80 蛍光測定部
90 撮像装置
91 ハウジング
91A コネクター
92 ダイクロイックミラー(光分離手段)
93 CCDカメラ
94 近赤外線CCDカメラ
95 第1フィルタ
96 第2フィルタ
100 制御装置
110 画像処理部
120 可視光画像処理部
130 蛍光画像処理部
140 重畳画像処理部
150 タイミング制御部
160 測定結果表示制御部
200 モニタ
301 照明光照射用光ファイバ
302 第2励起光照射用光ファイバ
302a シールドパイプ
303 第1励起光照射用光ファイバ
303a シールドパイプ
304 蛍光受光用光ファイバ
305 シースチューブ
306 充填剤
310 撮像用光ファイバ
311 充填剤
312 照明光照射用光ファイバ
313 シースチューブ
500 撮像装置
501 撮像用光ファイバケーブル
502 コネクター部
503 コリメートレンズ
504 近赤外線の撮像装置
505 近赤外線
506 コリメートレンズ
507 第2励起光カット用光学フィルタ
508 ダイクロイックミラー
509 第1励起光カット用光学フィルタ
510 可視光画像の撮像装置
521 蛍光受光用光ファイバケーブル
522 コネクター部
523 CCD分光器
531 蛍光受光用光ファイバケーブル
532 コネクター部
533 第1の蛍光測定器
534 第2の蛍光測定器
535 コリメートレンズ
536 ダイクロイックミラー
537 光学フィルタ
538 コリメートレンズ
539 光学フィルタ
550 蛍光測定部
a 可視光
B 第1の励起光
b 第1の蛍光
C 第2の励起光
c 第2の蛍光
H 腹腔鏡の挿入口
P 観察範囲
Q 内臓表面
S,S1,S2,S3 センチネルリンパ節
R リンパ管
C’ 病変部(癌)
Claims (6)
- 少なくとも2つの腹腔鏡を用い、観察範囲内にあるセンチネルリンパ節への癌細胞・癌組織の転移の判断のための情報を提供する検査方法であって、
前記観察範囲に照明光を照射して得た可視光画像と、前記観察範囲に第1の励起光を照射して得た第1の蛍光画像とを重畳表示して、前記センチネルリンパ節の位置を確認する位置確認ステップと、
位置を確認した前記センチネルリンパ節の中から選択したセンチネルリンパ節に対し、該センチネルリンパ節のサイズに合わせた第2の励起光を照射する第2励起光照射ステップと、
前記第2の励起光を照射して得た第2の蛍光を受光して第2の蛍光画像を表示する第2蛍光画像表示ステップ、及び、前記第2の励起光を照射して得た第2の蛍光から蛍光スペクトルを測定して表示する蛍光スペクトル表示ステップの一方又は両方の表示ステップと、を有することを特徴とする、腹腔鏡を用いた検査方法。 - 前記第2の蛍光画像と前記第1の蛍光画像とを重畳表示する、又は、前記第2の蛍光画像と前記可視光画像とを重畳表示する、請求項1に記載の検査方法。
- 少なくとも2つの腹腔鏡を用い、観察範囲内にあるセンチネルリンパ節への癌細胞・癌組織の転移の判断のための情報を提供する検査装置であって、前記腹腔鏡のいずれかが下記(A)〜(E)を備えることを特徴とする、腹腔鏡を用いた検査装置。
(A)前記観察範囲に照明光を照射するための照明光照射用手段、
(B)前記観察範囲に第1の励起光を照射するための第1の励起光照射用手段、
(C)前記センチネルリンパ節に第2の励起光を照射するための第2の励起光照射用手段、
(D)前記照明光を照射して得た可視光と、前記第1の励起光を照射して得た、前記センチネルリンパ節検出用蛍光物質から発する第1の蛍光と、前記第2の励起光を照射して得た、前記癌細胞・癌組織検出用蛍光物質から発する第2の蛍光と、を受光して画像化するための画像撮像用手段、
(E)前記第1の励起光を照射して得た、前記観察範囲から発する第1の蛍光及び前記第2の励起光を照射して得た前記癌細胞・癌組織検出用蛍光物質から発する第2の蛍光を受光して蛍光測定するための蛍光測定用手段。 - 前記腹腔鏡のうち第1の腹腔鏡が、前記画像撮像用手段を備え、
前記腹腔鏡のうち第2の腹腔鏡が、前記照明光照射用手段と、前記第1の励起光照射用手段と、前記第2の励起光照射用手段と、前記第1及び第2の蛍光測定用手段とを備える、請求項3に記載の検査装置。 - 前記腹腔鏡のうち第1の腹腔鏡が、前記照明光照射用手段と、前記画像撮像用手段とを備え、
前記腹腔鏡のうち第2の腹腔鏡が、前記第1の励起光照射用手段と、前記第2の励起光照射用手段と、前記第1及び第2の蛍光測定用手段とを備える、請求項3に記載の検査装置。 - 前記照明光を照射するための照明光源と、
前記第1の励起光を照射するための第1の励起光源と、
前記第2の励起光を照射するための第2の励起光源と、
前記可視光を画像化するための可視光撮像装置と、
前記第1の蛍光又は第2の蛍光を画像化するための蛍光撮像装置と、
前記可視光撮像装置及び蛍光撮像装置で得た画像情報を処理する画像処理装置と、
前記第1及び第2の蛍光から蛍光スペクトルを測定するための蛍光スペクトル測定装置と、
前記各光源及び装置を制御するための制御装置と、
前記装置からの出力結果を表示する表示装置と、
を少なくとも備える、請求項3〜5のいずれか1項に記載の検査装置。
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