JP2017090250A - 腫瘍部位の判別方法、腫瘍部位の判別装置 - Google Patents
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Abstract
Description
前記励起光を前記検体に照射して前記ポルフィリン類を励起する工程(a)と、
前記検体が発した蛍光のうち、前記ポルフィリン類が発する蛍光の波長帯の一部を含む波長帯λcの光を透過するフィルタFcを介して受光された光Lcの強度分布に対応した画像データIcを取得する工程(b)と、
前記検体が発した蛍光のうち、n種類の前記自家蛍光物質が発する蛍光の波長帯の一部を含む波長帯λsi(i=1,2,…,n)の光を透過するフィルタFsi(i=1,2,…,n)を介して受光された光Lsi(i=1,2,…,n)の強度分布に対応した画像データIsi(i=1,2,…,n)を取得する工程(c)と、
前記工程(b)及び(c)で得られた画像データIc及び画像データIsi(i=1,2,…,n)に基づいて、下記式(1)によって、前記検体が発した蛍光のうち前記ポルフィリン類が発する蛍光の強度分布に対応した画像データIpを生成する工程(d)とを有することを特徴とする。
なお、式(1)において、Ac、及びAi(i=1,2,…,n)はいずれも係数である。
前記フィルタFcによって透過される光の前記波長帯λcは、635nmを含む波長帯であり、
前記フィルタFs1によって透過される光の前記波長帯λs1は、中心波長が520nm以上550nm以下の波長帯であり、
前記フィルタFs2によって透過される光の前記波長帯λs2は、中心波長が730nm以上760nm以下の波長帯であるものとしても構わない。
前記フィルタFcは、半値全幅が10nm以上30nm以下であり、
前記フィルタFs1は、半値全幅が30nm以上50nm以下であり、
前記フィルタFs2は、半値全幅が180nm以上220nm以下であるものとしても構わない。
前記励起光を発する光源部と、
前記検体から発せられる蛍光を受光する受光部と、
前記ポルフィリン類が発する蛍光の波長帯の一部を含む波長帯λcの光を透過するフィルタFcと、
n種類の前記自家蛍光物質が発する蛍光の波長帯の一部を含む波長帯λsi(i=1,2,…,n)の光を透過するフィルタFsi(i=1,2,…,n)と、
前記受光部で受光された光の強度に基づいて演算処理を行う演算処理部と、を有し、
前記受光部は、
前記検体が発した蛍光のうち前記フィルタFcを介して光Lcを受光し、当該光Lcの強度分布に対応した画像データIcを前記演算処理部に出力し、
前記検体が発した蛍光のうち前記フィルタFsi(i=1,2,…,n)を介して光Lsi(i=1,2,…,n)を受光し、当該光Lsi(i=1,2,…,n)の強度分布に対応した画像データIsi(i=1,2,…,n)を前記演算処理部に出力し、
前記演算処理部は、画像データIc及び画像データIsi(i=1,2,…,n)に基づいて、下記式(1)によって、前記検体が発した光のうち前記ポルフィリン類が発する蛍光の強度分布に対応した画像データIpを生成することを特徴とする。
なお、式(1)において、Ac、及びAi(i=1,2,…,n)はいずれも係数である。
前記フィルタFcによって透過される光の前記波長帯λcは、635nmを含む波長帯であり、
前記フィルタFs1によって透過される光の前記波長帯λs1は、中心波長が520nm以上550nm以下の波長帯であり、
前記フィルタFs2によって透過される光の前記波長帯λs2は、中心波長が730nm以上760nm以下の波長帯であるものとしても構わない。
前記フィルタFcは、半値全幅が10nm以上30nm以下であり、
前記フィルタFs1は、半値全幅が30nm以上50nm以下であり、
前記フィルタFs2は、半値全幅が180nm以上220nm以下であるものとしても構わない。
情報入力部を備え、
前記記憶部は、前記検体に含まれる自家蛍光物質の種類に対応して、フィルタFsi(i=1,2,…,n)の情報、及び前記係数Ac、及びAi(i=1,2,…,n)の値の組み合わせに関する情報を記憶しており、
前記演算処理部は、前記情報入力部から前記被疑腫瘍部位に含まれる自家蛍光物質の種類に関する情報が与えられると、前記記憶部からフィルタFsi(i=1,2,…,n)の情報を読み出して、フィルタFsi(i=1,2,…,n)を特定すると共に、前記記憶部から前記係数Ac、及びAi(i=1,2,…,n)の値を読み出して、前記式(1)の演算を行うものとしても構わない。
腫瘍部位判別装置の構成につき、図面を参照して説明する。なお、各図において図面の寸法比と実際の寸法比は必ずしも一致しない。
以下、フィルタFc、フィルタFs1、及びフィルタFs2の3つのフィルタの決定方法の一例について説明する。ここでは、説明の都合上、想定される自家蛍光物質をコラーゲン及びFADの2種類である場合について説明するが、3種類以上の場合も同様の議論が可能であることは後述される。
フィルタFc、フィルタFs1、及びフィルタFs2として最も好ましいのは、各フィルタを介して受光した、ポルフィリン類由来の蛍光と自家蛍光物質由来の蛍光とが合成された蛍光に基づいて、演算によってポルフィリン類由来の蛍光のみを切り分けることができるフィルタである。これが実現できるフィルタFc、フィルタFs1、及びフィルタFs2の条件を設定するために、以下のシミュレーションを行った。
上記のステップでは、半値幅を所定の値に固定した状態で、全てのテストスペクトルTSj_k(j=1,2,…27、k=1,2,…,100)を受光して得られた蛍光強度に基づいて演算で導出した推定蛍光強度Ipr(j_k)と、実際の蛍光強度Ip(j_k)との誤差が最も小さいフィルタの中心波長の組み合わせが決定された。
上記のステップにより、最も推定誤差の少ないフィルタFc、Fs1、及びFs2の条件が決定された。しかし、実際には、図4に示したような装置1を用い、実際に受光部26で受光された光の強度に基づいてポルフィリン類由来の蛍光強度Ipを推定することになる。このため、実際の測定系の構成に応じた係数Ac、A1、A2、及びA0を定めておくのが好ましい。
決定されたフィルタFc、フィルタFs1、及びフィルタFs2を装置1のフィルタ切替部25にセットし、決定された各係数Ac、A1、A2、及びA0に関する情報を記憶部28に記憶した状態で、PpIX、FAD、及びコラーゲンを一列に配置してなるサンプルに光源部21から光を照射した。このときの画像データの一例を図9に示す。
以下、別実施形態について説明する。
2 : 検体
10 : 検体用ホルダ
11 : ホルダ装着口
12 : 表示部
21 : 光源部
22 : フィルタ
23 : ダイクロイックミラー
24 : 対物レンズ
25 : フィルタ切替部
26 : 受光部
27 : 演算処理部
28 : 記憶部
29 : 情報入力部
31 : 励起光
32 : 蛍光
Claims (15)
- 種類数nが1以上である自家蛍光物質を含む検体の被疑腫瘍部位に蓄積されたポルフィリン類に励起光を照射して、励起後の前記ポルフィリン類が発する蛍光を検出する腫瘍部位の判別方法であって、
前記励起光を前記検体に照射して前記ポルフィリン類を励起する工程(a)と、
前記検体が発した蛍光のうち、前記ポルフィリン類が発する蛍光の波長帯の一部を含む波長帯λcの光を透過するフィルタFcを介して受光された光Lcの強度分布に対応した画像データIcを取得する工程(b)と、
前記検体が発した蛍光のうち、n種類の前記自家蛍光物質が発する蛍光の波長帯の一部を含む波長帯λsi(i=1,2,…,n)の光を透過するフィルタFsi(i=1,2,…,n)を介して受光された光Lsi(i=1,2,…,n)の強度分布に対応した画像データIsi(i=1,2,…,n)を取得する工程(c)と、
前記工程(b)及び(c)で得られた画像データIc及び画像データIsi(i=1,2,…,n)に基づいて、下記式(1)によって、前記検体が発した蛍光のうち前記ポルフィリン類が発する蛍光の強度分布に対応した画像データIpを生成する工程(d)とを有することを特徴とする腫瘍部位の判別方法。
なお、式(1)において、Ac、及びAi(i=1,2,…,n)はいずれも係数である。 - 前記工程(d)で得られた前記画像データIpに基づいて腫瘍部位と非腫瘍部位の判別を行う工程(e)を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の腫瘍部位の判別方法。
- 前記工程(b)で利用される前記フィルタFc、及び前記工程(c)で利用される前記フィルタFsi(i=1,2,…,n)は、前記ポルフィリン類が発する蛍光の強度を取得する際の標準推定誤差が最小となるフィルタの組み合わせで構成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の腫瘍部位の判別方法。
- 前記ポルフィリン類がプロトポルフィリンIXであり、
自家蛍光物質の種類数が2であり、
前記フィルタFcによって透過される光の前記波長帯λcは、635nmを含む波長帯であり、
前記フィルタFs1によって透過される光の前記波長帯λs1は、中心波長が520nm以上550nm以下の波長帯であり、
前記フィルタFs2によって透過される光の前記波長帯λs2は、中心波長が730nm以上760nm以下の波長帯であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の腫瘍部位の判別方法。 - 前記フィルタFcは、半値全幅が10nm以上30nm以下であり、
前記フィルタFs1は、半値全幅が30nm以上50nm以下であり、
前記フィルタFs2は、半値全幅が180nm以上220nm以下であることを特徴とする請求項5に記載の腫瘍部位の判別方法。 - 種類数nが1以上である自家蛍光物質を含む検体の被疑腫瘍部位に蓄積されたポルフィリン類に励起光を照射して、励起後の前記ポルフィリン類が発する蛍光を検出する腫瘍部位の判別装置であって、
前記励起光を発する光源部と、
前記検体から発せられる蛍光を受光する受光部と、
前記ポルフィリン類が発する蛍光の波長帯の一部を含む波長帯λcの光を透過するフィルタFcと、
n種類の前記自家蛍光物質が発する蛍光の波長帯の一部を含む波長帯λsi(i=1,2,…,n)の光を透過するフィルタFsi(i=1,2,…,n)と、
前記受光部で受光された光の強度に基づいて演算処理を行う演算処理部と、を有し、
前記受光部は、
前記検体が発した光のうち前記フィルタFcを介して光Lcを受光し、当該光Lcの強度分布に対応した画像データIcを前記演算処理部に出力し、
前記検体が発した光のうち前記フィルタFsi(i=1,2,…,n)を介して光Lsi(i=1,2,…,n)を受光し、当該光Lsi(i=1,2,…,n)の強度分布に対応した画像データIsi(i=1,2,…,n)を前記演算処理部に出力し、
前記演算処理部は、画像データIc及び画像データIsi(i=1,2,…,n)に基づいて、下記式(1)によって、前記検体が発した蛍光のうち前記ポルフィリン類が発する蛍光の強度分布に対応した画像データIpを生成することを特徴とする腫瘍部位の判別装置。
なお、式(1)において、Ac、及びAi(i=1,2,…,n)はいずれも係数である。 - 前記係数Ac、及びAi(i=1,2,…,n)の値を記憶している記憶部を備えたことを特徴とする請求項7に記載の腫瘍部位の判別装置。
- 前記係数Ac、Ai(i=1,2,…,n)、及びA0の値を記憶している記憶部を備えたことを特徴とする請求項8に記載の腫瘍部位の判別装置。
- 前記ポルフィリン類がプロトポルフィリンIXであり、
自家蛍光物質の種類数が2であり、
前記フィルタFcによって透過される光の前記波長帯λcは、635nmを含む波長帯であり、
前記フィルタFs1によって透過される光の前記波長帯λs1は、中心波長が520nm以上550nm以下の波長帯であり、
前記フィルタFs2によって透過される光の前記波長帯λs2は、中心波長が730nm以上760nm以下の波長帯であることを特徴とする請求項7〜10のいずれか1項に記載の腫瘍部位の判別装置。 - 前記フィルタFcは、半値全幅が10nm以上30nm以下であり、
前記フィルタFs1は、半値全幅が30nm以上50nm以下であり、
前記フィルタFs2は、半値全幅が180nm以上220nm以下であることを特徴とする請求項11に記載の腫瘍部位の判別装置。 - 情報入力部を備え、
前記記憶部は、前記検体に含まれる自家蛍光物質の種類に対応して、フィルタFsi(i=1,2,…,n)の情報、及び前記係数Ac及びAi(i=1,2,…,n)の値の組み合わせに関する情報を記憶しており、
前記演算処理部は、前記情報入力部から前記被疑腫瘍部位に含まれる自家蛍光物質の種類に関する情報が与えられると、前記記憶部からフィルタFsi(i=1,2,…,n)の情報を読み出して、フィルタFsi(i=1,2,…,n)を特定すると共に、前記記憶部から前記係数Ac、及びAi(i=1,2,…,n)の値を読み出して、前記式(1)の演算を行うことを特徴とする請求項9に記載の腫瘍部位の判別装置。 - 情報入力部を備え、
前記記憶部は、前記検体に含まれる自家蛍光物質の種類に対応して、フィルタFsi(i=1,2,…,n)の情報、及び前記係数Ac、Ai(i=1,2,…,n)、及びA0の値の組み合わせに関する情報を記憶しており、
前記演算処理部は、前記情報入力部から前記被疑腫瘍部位に含まれる自家蛍光物質の種類に関する情報が与えられると、前記記憶部からフィルタFsi(i=1,2,…,n)の情報を読み出して、フィルタFsi(i=1,2,…,n)を特定すると共に、前記記憶部から前記係数Ac、Ai(i=1,2,…,n)、及びA0の値を読み出して、前記式(2)の演算を行うことを特徴とする請求項10に記載の腫瘍部位の判別装置。 - 前記検体と前記受光部の間の光路上に、前記フィルタFc、及び前記フィルタFsi(i=1,2,…,n)のうちのいずれか一のフィルタを切り替えて設置するフィルタ切替部を備えたことを特徴とする請求項7〜14のいずれか1項に記載の腫瘍部位の判別装置。
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