JP4047569B2 - 光走査プローブシステム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、本発明は、光走査プローブを用いて手術部位の組織情報を取得する光走査プローブシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、手術用顕微鏡装置は、脳神経外科等に広く用いられる。上記手術用顕微鏡装置は、手術中の被検部位を光学的に拡大観察する手術用顕微鏡に加え、光走査プローブを用いて被検部位の光学情報を得るものである。上記手術用顕微鏡装置は、光走査プローブを共焦点関係に設定した状態で、被検部側の焦点を走査し、被検部位の光学情報を得る。
【０００３】
このような手術用顕微鏡装置は、例えば、特開平６−１５４２２号公報や特開２０００−１２１９６１号公報に記載されているように脳神経外科等において、組織の細胞診断を行うものが提案されている。
【０００４】
脳神経外科における腫瘍摘出手術は、摘出腫瘍において多くの部位での病理診断を必ず実施する。また、脳実質に生じる腫瘍は、その病理診断による良性／悪性判断によって摘出部位、方法を考えなければならない。特に、悪性腫瘍摘出の手術は、術中に摘出腫瘍の病理診断を待って、腫瘍全摘を目指すか、脳実質への侵襲を最小限にするために腫瘍残存許容するかなどの脳実質と腫瘍境界部の摘出法を決めなければならない。この状況下で診断画像で判断できない腫瘍組織は、病理医師による専門判断を待つために手術を中断、あるいは再手術を行わなければならなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開平６−１５４２２号公報や特開２０００−１２１９６１号公報に記載の手術用顕微鏡装置は、細胞診断を実施する方法が開示されているが、脳構造における変異部位の範囲を特定し、記録表示することが記載されていない。また、上記特開平６−１５４２２号公報や特開２０００−１２１９６１号公報に記載の手術用顕微鏡装置は、細胞診断を行う場合、診断を行った位置と画像との関係や異常細胞の広がり等がそれぞれ別の情報として扱われている。このため、上記特開平６−１５４２２号公報や特開２０００−１２１９６１号公報に記載の手術用顕微鏡装置は、手術を行う場合、これらの情報に基づき手術法を検討する必要がある。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、術前の画像診断で判別できない腫瘍組織の病理診断を可能にし、この病理診断結果を術者へ効率的に提示可能な光走査プローブシステムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の光走査プローブシステムは、所定の処置部位の病巣画像を取得する画像取得手段と、前記処置部位における所定位置の光学的な画像情報を取得する光走査プローブと、前記光走査プローブの観察位置と前記処置部位との相対位置を検出する検出手段と、前記光走査プローブにより取得した細胞画像に対して、当該細胞の状態を少なくとも２種以上の状態のいずれかであるかを判定した当該細胞状態の決定情報を入力するための細胞状態決定情報入力手段と、前記細胞状態決定情報入力手段により入力された細胞状態決定情報に基づき、当該細胞の状態が少なくとも２種以上の状態のいずれかであるかを示すマーカ表示を行うためのマーカ表示手段と、前記検出手段により検出される前記光走査プローブの観察位置と前記処置部位との相対位置に基づき、前記マーカ表示手段により表示されるマーカ表示を前記画像取得手段により取得した病巣画像に重畳する重畳手段と、を具備したことを特徴とする。
また、本発明の第２の光走査プローブシステムは、所定の処置部位の病巣画像を取得する画像取得手段により取得する病巣画像に係る当該処置部位における所定位置の光学的な画像情報を取得する光走査プローブと、前記光走査プローブの観察位置と前記処置部位との相対位置を検出する検出手段と、前記光走査プローブにより取得した細胞画像に対して、当該細胞の状態を少なくとも２種以上の状態のいずれかであるかを判定した当該細胞状態の決定情報を入力するための細胞状態決定情報入力手段と、前記細胞状態決定情報入力手段により入力された細胞状態決定情報に基づき、当該細胞の状態が少なくとも２種以上の状態のいずれかであるかを示すマーカ表示を行うためのマーカ表示手段と、前記検出手段により検出される前記光走査プローブの観察位置と前記処置部位との相対位置に基づき、前記マーカ表示手段により表示されるマーカ表示を前記画像取得手段により取得した病巣画像に重畳する重畳手段と、を具備したことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
（第１の実施の形態）
図１ないし図６は本発明の第１の実施の形態に係わり、図１は第１の実施の形態の手術用顕微鏡装置の構成を示し、図２は光走査プローブが装着された硬性シースの概観を示し、図３は手術用顕微鏡装置による観察下で光走査プローブにより術部に対する観察像を得る様子を示し、図４ないし図６は手術用顕微鏡装置のモニタ表示画面を示し、図４は細胞様態画像を重畳したモニタの観察画像を示し、図５は判定マーカを複数表示したモニタの観察画像を示し、図６は画像記録装置に記録された細胞様態画像を再表示したモニタの観察画像を示す。
【０００９】
図１に示すように本発明の第１の実施の形態の手術用顕微鏡装置１は、被検体に対して共焦点光学像を得るための共焦点光走査プローブ（以下、単に光走査プローブと略記）２と、この光走査プローブ２の後端が着脱自在に接続され、光走査プローブ２にレーザ光を供給したり、光走査プローブ２による被検体、より具体的には頭部側からの戻り光に対して画像処理などを行う観測装置３と、この観測装置３から出力される映像信号が入力されることにより、対応する共焦点画像等を表示するモニタ４ａ及びモニタ４ｂと、前記光走査プローブ２の観察位置を検出するナビゲーション装置５とを有する。
【００１０】
また、手術用顕微鏡装置１は、頭部などにおける手術を行うとする術部６を拡大観察する手術用顕微鏡７を備えている（図３参照）。また、本実施の形態では光走査プローブ２は、図２等に示すように位置検出のための発光部８を備えた硬性シース９に装着されるようになっている。
【００１１】
前記観測装置３は、この内部にレーザ光源１１が設けられている。このレーザ光源１１から供給されるレーザ光は、集光レンズ１２を介してシングルモードファイバ１３に入射されるようになっている。
【００１２】
このシングルモードファイバ１３は、途中のカプラ部１４を経てコネクタ受け１５ａに接続されるコネクタ１５ｂから光走査プローブ２内のシングルモードファイバ１６に入射されるようになっている。このシングルモードファイバ１６は、この遠端（先端）に光走査を行う光走査ヘッド１７が接続されている。この光走査ヘッド１７によるレーザ光は、（硬性シース９側の集光レンズ３５を経て）被検体の術部６側に２次元的に走査されながら供給されるようになっている。
【００１３】
また、術部６側で反射された戻り光は、（集光レンズ３５及び光走査ヘッド１７を経て）シングルモードファイバ１６の先端に入射され、往路とは逆の光路を経てカプラ部１４に導光され、このカプラ部１４によりその一部が他方のシングルモードファイバ１８側に移るようになっている。
この場合、シングルモードファイバ１６は、この先端面が十分に小さな面積サイズである。このシングルモードファイバ１６の先端面から出射されるレーザ光は、集光レンズ３５等の光学系を経て術部６側に集光されて供給され、その場合この光学系に関してシングルモードファイバ１６の先端面と共焦点関係となる焦点位置でスポット状になる。
【００１４】
また、術部６側での反射光は、集光レンズ３５等の光学系により集光される。しかしながら、術部６側での反射光は、前記焦点位置で反射されたものだけがシングルモードファイバ１６の先端面に入射されるようになっている。つまり、観測装置３は、シングルモードファイバ１６の先端面と共焦点位置の反射光（戻り光ともいう）を検出するようになっている。
【００１５】
この戻り光は、シングルモードファイバ１８の近端（後端）から光センサ１９に入射されるようになっている。尚、シングルモードファイバ１８は、この遠端に対向してダンパ２０が配置されている。このダンパ２０は、シングルモードファイバ１８の遠端から出射される光を減衰させるようにしている（つまり、無反射させる終端を形成している）。
【００１６】
光センサ１９で光電変換された検出信号は、アンプ２１により増幅された後、映像処理回路２２に入力されるようになっている。この映像処理回路２２は、光走査ヘッド１７を制御する光制御回路２３からの走査制御信号を用いて検出信号を映像化する処理を行い、映像信号を出力するようになっている。
また、ナビゲーション装置５は、位置検出用のデジタイザ２５を有している。このデジタイザ２５は、発光部８による例えば赤外線を検出してその位置信号をナビゲーション装置本体２６に出力するようになっている。
【００１７】
また、このナビゲーション装置本体２６は、手術用顕微鏡７或いはその周囲に配置されたＴＶカメラ２７による例えば（手術を行う術部６としての）頭部を撮像した信号が入力されるようになっている。
このナビゲーション装置本体２６は、頭部の顕微鏡画像を表す映像信号に変換して出力するようになっている。同時に、ナビゲーション装置本体２６は、前記デジタイザ２５により図２に示す発光部８の位置を検出し、更に、この発光部８から所定方向に所定距離離れた位置の光走査ヘッド１７での頭部における観察位置を検出して、ナビゲーション画像の生成も行うようになっている。
【００１８】
前記観測装置３は、前記映像処理装置２２及び前記ナビゲーション装置本体２６からの映像信号が前記ミキサ２４によって合成され、前記モニタ４ａにナビゲーション画像として表示されるようになっている。前記映像処理装置２２は、前記モニタ４ｂ及び画像記録装置３０に接続されている。
【００１９】
前記映像処理装置２２からの映像信号は、直接前記モニタ４ｂに出力され、このモニタ４ｂに光走査プローブ２による被検体の細胞様態画像３１を表示するようになっている。前記画像記録装置３０は、前記映像処理装置２２からの細胞様態画像３１を記録するようになっている。
【００２０】
更に、前記ナビゲーション装置本体２６は、判定入力装置３２が接続されている。この判定入力装置３２は、前記モニタ４ｂに表示される細胞様態画像３１に対して、判定結果を入力するためのものである。
【００２１】
図２は光走査プローブ２の形状及びバヨネット型の硬性シース９の全体の外観を示す。
中空のバヨネット型の硬性シース９は、少なくとも２個所に屈曲部を設けた硬性の把持部３８と、その把持部３８の先端側を硬質で細径にした細径シース部（挿入シース部）３４とが形成されている。
【００２２】
そして、前記硬性シース９は、この把持部３８の近端（後端）から光走査プローブ２を挿入され、光走査プローブ２の先端が細径シース部３４の先端の集光レンズ３５に近接して対向するように挿入位置を位置決めし、光走査プローブ２の固定部３６を固定摘み３７により着脱自在に固定できるようにしている。
【００２３】
また、前記硬性シース９は、この後端側の把持部３８に前記デジタイザ２５により位置検出を行う発光部８が取り付けられている。この発光部８は、赤外線を発生する数個の発光素子８ａ〜８ｃが取り付けられている。
また、把持部３８は、リモートスイッチホルダ３９が取り付けられている。このリモートスイッチホルダ３９は、少なくとも２個のリモートスイッチ４０ａ、リモートスイッチ４０ｂが取り付けられている。
【００２４】
これらリモートスイッチ４０ａ、リモートスイッチホルダ４０ｂは、信号線４０ｃによりナビゲーション装置本体２６に接続されている（図１参照）。尚、光走査プローブ２は、この後端のコネクタ１５ｂが図１に示したように観察装置３のコネクタ受け１５ａに着脱自在で接続される。また、このコネクタ１５ｂは、前記光走査ヘッド１７と接続された信号線の接続ピン（図示せず）も設けている。このことにより、光走査プローブ２は、コネクタ受け１５ａを介し光走査制御回路２３と接続されるようになっている。
【００２５】
このような構成の本実施の形態の手術用顕微鏡装置１は、頭部などの手術を行う手術部位を示す顕微鏡画像に、光走査プローブ２で実際に拡大観察する観察位置の位置情報をスーパーインポーズしたナビゲーション画像、及び光走査プローブ２による細胞態様画像３１とを対にした画像情報として画像記録装置２８に記録、及びモニタ４ａにより観察可能である。
【００２６】
次に、本実施の形態の作用について説明する。
図１に示すように、光走査プローブ２は、このコネクタ１５ｂを観測装置３に接続される。また、ナビゲーション装置５も図１に示すように設定される。そして、図３に示すように、手術用顕微鏡７での観察下で、光走査プローブ２の走査ヘッド１７は、硬性シース９に装着され術部６に導かれる。
ＴＶカメラ２７は術部６を撮像し、この術部６の画像は、図１においてナビゲーション装置本体２６によりナビゲーション画像３３としてモニタ４ａに表示される。このナビゲーション画像３３は、この画像上に術部６（における任意の観察位置）を顕微鏡的に拡大観察する光走査プローブ２の光走査ヘッド１７の観察位置を示すポインタ１０が表示される。
【００２７】
また、図１に示すように光走査プローブ２の光走査ヘッド１７により観察位置で得られた共焦点の光信号は、映像処理回路２２によって画像化されて共焦点走査画像、この場合には細胞態様画像３１の映像信号となり、モニタ４ｂに表示される。
【００２８】
そして、図２で説明したリモートスイッチ４０ａ或いはリモートスイッチ４０ｂが押下操作されることで、光走査プローブ２は、細胞様態画像３１を画像記録装置３０に記録し、ナビゲーション装置２６はその位置座標を記録する。
また、細胞様態画像３１は、ミキサ２４によりナビゲーション画像３３と混合され、画像記録装置２８を介して、図４に示すようにモニタ４ａの表示画面に同時に表示可能である。
【００２９】
図４はモニタ４ａに表示される様子を示す。
図４に示すようにモニタ４ａの表示画面は、ナビゲーション装置２６に接続されたＴＶカメラ２７，或いは図示しない顕微鏡システム４４内のＴＶカメラにより撮影された術部映像４１が映し出され、この術部映像４１中の子画面に細胞様態画像４２が表示される。
モニタ４ｂに表示される細胞様態画像３１は、病理診断士により、悪性・良性の判断がなされ、この判定が判定入力装置３２によりナビゲーション装置２６に入力される。
【００３０】
そして、病理診断士による判定結果は、ナビゲーション装置２６により術部映像４１上のポインタ１０を判定マーカ４３ａ、４３ｂのように置き換えて表示される。例えば、病理診断士による判定結果は、細胞様態画像３１の組織が悪性の場合、悪性判定マーカ４３ａ、細胞様態画像３１の組織が良性の場合、良性判定マーカ４３ｂ、などの色や形の違うマーカが術部映像４１に表示される。
そして、これら悪性判定マーカ４３ａ，良性判定マーカ４３ｂの分布に基づき、ナビゲーション装置本体２６は、悪性部分の範囲を判定し、この判定した悪性範囲を図５に示すように表示させる。
【００３１】
図５は判定マーカを複数表示したモニタ４ａの観察画像を示す。
ナビゲーション装置本体２６は、良性判定マーカ４５ａ〜４５ｄ、及び悪性判定マーカ４５ｅ〜４５ｈなどの分布に基づき、悪性部分の範囲を判定し、悪性範囲表示４６を行う。
【００３２】
この悪性範囲表示４６は、悪性判定マーカと良性判定マーカとの近接した２つのマーカ（例えば、悪性判定マーカ４５ａと良性判定マーカ４５ｅと）の間を境界線とし、判定入力装置３２により良性判定マーカ４５ａ寄りか悪性判定マーカ４５ｅ寄りかを設定できる。これにより、術者は、切除部分の判断を行い、悪性腫瘍の取り残しなどの確認が可能である。
【００３３】
また、ナビゲーション装置本体２６は、図６に示すように各マーカ位置での画像記録装置３０に記録された細胞様態画像４７を再表示することができる。
図６は画像記録装置３０に記録された細胞様態画像４７を再表示したモニタ４ａの観察画像を示す。
【００３４】
ナビゲーション装置本体２６は、マーカ４５ｉを表示した部分に対して、光走査プローブ２或いは図示しない指標制御手段によって指標４８を合わせることで、各マーカ位置での画像記録装置３０に記録された細胞様態画像４７を再表示することができる。これにより、術者は、診断部位を再度確認可能である。
【００３５】
従って、本実施の形態は、以下の効果を得る。
本実施の形態は、病理診断や手術をスムーズに進めることができるという効果が得る。また、本実施の形態は、術者及び患者にとって手術が短時間で終了でき、負担や苦痛を軽減できる。より、具体的には、本実施の形態は、細胞様態画像と実際に手術を進めている部位の画像とを組み合わせて表示／記録／再生することで、ミクロ的な細胞の画像情報に対して、容易に診断位置と相関が確認できる。本実施の形態は、更に悪性腫瘍の範囲を表示することで、切除範囲の判断が容易にできるという効果を得る。
【００３６】
（第２の実施の形態）
図７及び図８は本発明の第２の実施の形態に係わり、図７は第２の実施形態の手術形態の手術用顕微鏡装置の構成を示し、図８は図７の手術用顕微鏡装置を用いた病院内或いは病院間での手術システムの構成例を示す。
本第２の実施の形態は、病院内或いは病院間での手術システムに本発明を適用する。
【００３７】
図７に示すように本第２の実施の形態の手術用顕微鏡装置５１は、光走査プローブ２が装着された硬性シース９と、手術用顕微鏡５２と、この手術用顕微鏡５２及び前記光走査プローブ２がそれぞれ映像処理回路２２及び顕微鏡システム５３を介して接続されると共に、ナビゲーション装置５４及び内視鏡用ＴＶカメラ５５が接続されたシステム制御装置５６と、このシステム制御装置５６に接続される画像ファイル装置５７と、ＴＶモニタ５８と、ネットワークに接続されたネットワークインタフェース（以下、ネットワークＩ／Ｆ）５９とを有する。
【００３８】
前記システム制御装置５６は、接続された顕微鏡システム５３等の機器（或いはシステム、装置）を制御して前記ネットワークＩ／Ｆ５９を介して外部装置に映像データ等を送信したり、外部装置側から映像データ等を受信する制御を行う機器制御部６１及び前記システム制御装置５６に接続された機器の映像信号の制御を行う映像制御部６２とから構成される。
【００３９】
前記機器制御部６１は、ＲＳ２３２Ｃなどのローカル通信線６１ａを介して顕微鏡システム５３、映像処理回路２２、ナビゲーション装置５４、内視鏡用ＴＶカメラ５５、画像ファイル装置５７、ＴＶモニタ５８及びネットワークＩ／Ｆ５９と接続されている。
【００４０】
また、前記映像制御部６２は、映像通信線６２ａを介して顕微鏡システム５３、映像処理回路２２、ナビゲーション装置５４、内視鏡用ＴＶカメラ５５、画像ファイル装置５７、ＴＶモニタ５８及びネットワークＩ／Ｆ５９とに接続されている。そして、光走査プローブ２、内視鏡用ＴＶカメラ５５などからの映像入力を、画像ファイル装置５７やＴＶモニタ５８などに出力する制御を行うようにしている。
【００４１】
一方、前記機器制御部６１は、ＲＳ２３２Ｃなどのローカル通信線６１ａを介して上述した顕微鏡システム５３，映像処理回路２２、ナビゲーション装置５４、内視鏡用ＴＶカメラ５５、ネットワークＩ／Ｆ５９，ＴＶモニタ５８，画像ファイル装置５７と接続され、これら各機器の設定を変更するようになっている。
【００４２】
更に、この機器制御部６１は、データ線６１ｂを介して前記ネットワークＩ／Ｆ５９と接続されており、このネットワークＩ／Ｆ５９を介して映像信号データ、音声データ、コンピュータデータ等をネットワークに接続された外部装置側に送信したり、外部装置側から受信したりできるようにしている。
【００４３】
尚、光走査プローブ２の光走査ヘッド１７で捕らえられた信号を画像化するプロセスは上記第１の実施の形態と同様である。その他の構成は、上記第１実施の形態と同様である。
【００４４】
このように構成される手術用顕微鏡装置５１は、図８に示すように病院内或いは病院間で用いられ、手術システムを構成する。
図８は、病院内或いは病院間での手術システムの構成例を示す。
【００４５】
手術室６３は、この内部に図７で説明したのとほぼ同様な顕微鏡システム５３、（共焦点）光走査プローブ装置６４、ナビゲーション装置５４、ＴＶモニタ５８等がシステム制御装置５６に接続されている。尚、前記光走査プローブ装置６４は、図７に示す硬性シース９に装着された光プローブ２及び映像処理回路２２を含む装置である。
【００４６】
前記システム制御装置５６は、ネットワークＩ／Ｆ５９を介してネットワークに接続されたネットワークサーバ６５に接続されている。このネットワークサーバ６５は、ネットワークを介してＣＴ／ＭＲＩ室６６に接続されている。このＣＴ／ＭＲ室６６は、ＣＴ／ＭＲＩ装置６７がデータストレージ装置６８に接続され、また、データストレージ装置６８が前記ネットワークサーバ６５に接続されている。
また、ＣＴ／ＭＲＩ装置６７は、術前診断画像をデータストレージ装置６８に保存するようになっている。そして、ＣＴ／ＭＲＩ装置６７は、術前診断画像をネットワークを介して外部側に送信可能になっている。
【００４７】
一方、ネットワークサーバ６５は、病院内或いは病院外の病理診断士６９のパーソナルコンピュータ（以下、パソコンと略記）７０に接続されている。このパソコン７０は、データストレージ装置７１に接続されている。そして、病理診断士６９は、ネットワークを介して送信された画像情報等をパソコン７０を介して受け取り、データストレージ装置７１に保存したり、パソコン用モニタ７０ｂで表示したりすることができる。尚、符号７０ａは、パソコン７０のＰＣ本体である。また、病理診断士６９は、病理診断した結果等をネットワークを介して手術室６３に送信することもできる。
【００４８】
次に、本実施の形態の作用について説明する。
本実施の形態では、映像信号の流れが上記第１の実施の形態とほぼ同様であるが、映像信号をシステム制御装置５６の映像制御部６２により集中制御するようになっている。
【００４９】
図７において、手術用顕微鏡５２は、内蔵された図示しないＴＶカメラによって、例えば（手術を行う術部６としての）頭部が撮影される。そのＴＶカメラからの信号は、映像処理回路２２によって画像処理されて映像信号となり、システム制御装置５６の映像制御部６２を介してナビゲーション装置５４に送信される。
【００５０】
ナビゲーション装置５４は、光走査プローブ２の細胞様態画像や観察位置情報を付加し、映像信号として映像制御部６２を介してモニタ５８に観察画像を表示させる。
また、光走査プローブ２及び映像処理回路２２による細胞様態画像は、映像制御部６２を介してネットワークＩ／Ｆ５９に送信され、病院内或いは、病院外に画像データとして送信されると同時に画像ファイル装置５７に記録される。
【００５１】
一方、手術室６３は、細胞様態画像に対する診断結果をネットワークから判定データとして受信し、システム制御装置５６の機器制御部６１を介してナビゲーション装置５４に伝送される。
【００５２】
この伝送された判定データに基づき、ナビゲーション装置５４は、上記第１の実施の形態の図５で説明したのと同様な良性判定マーカ４５ａ、悪性判定マーカ４５ｅ、悪性範囲表示４６等を付加した述部画像４１を映像制御部６２を介してモニタ５８へ表示する。一方、機器制御部６１は、各接続機器の制御を集中して行い、各接続機器の設定の変更や映像信号の入出力切り替えを行う。
【００５３】
このように手術システムは、システム制御装置５６の機器制御部６１及び映像制御部６２により集中制御することで、顕微鏡システム５３や内視鏡用ＴＶカメラ５５，或いは、図８に示すＣＴ／ＭＲＩ室６６からの術前診断画像などの映像を、任意ネットワークに送信し、モニタ５８に表示することも可能となる。
【００５４】
図８において、手術室６３は、上記第１の実施の形態で説明したように、ナビゲーション装置５４の誘導下で顕微鏡システム５３での処置、光走査プローブ６４での変異組織の細胞の様態などが観察される。
手術室６３のＴＶモニタ５８は、顕微鏡観察画像、ナビゲーション画像、細胞様態画像、或いはＣＴ／ＭＲＩ室６６からの術前診断画像などが表示される。
【００５５】
光プローブ装置６４が目的組織を捉えたとき、上記第１の実施の形態で説明したのと同様にリモートスイッチ４０ａ、４０ｂを押下操作することで、図５で説明したようにポインタ１０が観察画像中に表示され、そのときの細胞様態画像が記録される。記録された細胞様態画像は、ネットワークを介して細胞診断士６９のコンピュータ７０に送信され、適宜ストレージ装置７１に蓄積される。
【００５６】
病理診断士６９のパソコン用モニタ７０ｂの画面は、ストレージ装置７１に蓄積した図示しない細胞様態画像が表示される。病理診断士６９は、これらの画像情報から組織が悪性か否かの情報を手術室６３にネットワークを介して送信する。
【００５７】
手術室６３は、これらの病理診断士６９からの情報を良性判定マーカ、悪性判定マーカとして記録・表示し、悪性の範囲を示す悪性範囲表示４６を画面に表示する。
この結果、本第２の実施の形態は、上記第１の実施の形態と同様な効果を得ることに加え、実際に手術現場に病理診断士が居合わせなくてもリアルタイムで診断・手術を進めることが可能である。
【００５８】
（第３の実施の形態）
図９ないし図１１は本発明の第３の実施の形態に係わり、図９は第３の実施形の手術用顕微鏡装置の構成を示し、図１０は手術用顕微鏡の光学視野を示し、図１０（ａ）は光学視野の観察像を示し、図１０（ｂ）は手術用顕微鏡のオーバーレイモニタに表示されるナビゲーション画像を示し、図１１は観察像にナビゲーション画像が重畳された手術用顕微鏡の光学視野を示す。
【００５９】
上記第１，第２の実施の形態は、モニタに表示される観察画像に観察位置情報や病理診断士による判定結果及び悪性範囲表示を付加するように構成しているが、本第３の実施の形態は手術用顕微鏡の光学視野に観察位置情報や病理診断士による判定結果及び悪性範囲表示を付加するように構成する。それ以外の構成は、上記第１の実施の形態とほぼ同様なので説明を省略し、同じ構成には同じ符号を付して説明する。
【００６０】
即ち、図９に示すように本第３の実施の形態の手術用顕微鏡装置８１は、手術用顕微鏡５２Ｂと、この手術用顕微鏡５２Ｂの光学視野の観察範囲に観察位置情報や病理診断士による判定結果及び悪性範囲表示を付加して表示させるナビゲーション装置本体２６Ｂとを有して構成される。
【００６１】
前記手術用顕微鏡５２Ｂは、光学視野を撮像する図示しないＴＶカメラが前記ナビゲーション装置２６Ｂに接続され、このナビゲーション装置２６Ｂに撮像した光学視野の信号を出力するようになっている。
また、前記手術用顕微鏡５２Ｂは、この光学視野の光学系に図示しないオーバーレイモニタを有して構成されている。このオーバーレイモニタは、前記観察装置３Ｂのミキサ２４に接続され、このミキサ２４からの映像信号が入力されるようになっている。
【００６２】
前記ナビゲーション装置２６Ｂは、前記手術用顕微鏡５２Ｂの術部に対する位置を検知し、手術用顕微鏡５２Ｂの光学視野の観察範囲に対して、光走査プローブ２の先端位置を算出するようになっている。
【００６３】
そして、前記ナビゲーション装置２６Ｂは、前記手術用顕微鏡５２Ｂのオーバーレイモニタに対して、算出した光走査プローブ２の先端位置をポインタとして表示させると共に、前記判定入力装置３２から入力される病理診断士による悪性・良性の判断結果を判定マーカとして表示させるナビゲーション画像を生成して、前記観察装置３Ｂのミキサ２４に出力するようになっている。
【００６４】
更に、前記ナビゲーション装置２６Ｂは、判定マーカの分布に基づき、悪性部分の範囲を判定し、この判定した悪性範囲を前記ナビゲーション画像に重畳させるようになっている。
尚、前記観察装置３Ｂは、上記第１の実施の形態で説明した観察装置３に対して画像記録装置２８を除き、ほぼ同じ構成である。
【００６５】
このような構成の本実施の形態の手術用顕微鏡装置８１は、手術用顕微鏡５２Ｂの光学視野の観察範囲に観察位置情報や病理診断士による判定結果及び悪性範囲表示を行うことが可能である。
【００６６】
次に、本実施の形態の作用について説明する。
手術用顕微鏡５２Ｂは、例えば、図１０（ａ）に示すように述部の光学視野８２を得る。このとき、この術部を撮像した観察画像の信号がナビゲーション装置本体２６Ｂに入力される。
【００６７】
ナビゲーション装置２６Ｂは、手術用顕微鏡５２Ｂの術部に対する位置を検知し、手術用顕微鏡５２Ｂの光学視野８２の観察範囲に対して、光走査プローブ２の先端位置２ａを示すポインタ９１を前記手術用顕微鏡５２Ｂのオーバーレイモニタに表示させるナビゲーション画像９０を生成する。
【００６８】
観察装置３Ｂのミキサ２４は、ナビゲーション装置２６Ｂからの映像信号を手術用顕微鏡５２Ｂのオーバーレイモニタに出力し、手術用顕微鏡５２Ｂの光学視野８２に表示させる。このとき、光走査プローブ２のリモートスイッチ４０ａ又は４０ｂを押下操作することで、モニタ４ｂは光走査プローブ２による被検体の細胞様態画像３１を表示すると共に、画像記録装置３０に記録する（図９参照）。
【００６９】
病理診断士は、モニタ４ｂに表示された細胞様態画像３１を観察しながら、組織の悪性・良性を判断し、判定入力手段３２により判定結果をナビゲーション装置２６Ｂに入力する。
【００７０】
入力された判定結果に基づき、ナビゲーション装置２６Ｂは、図１０（ｂ）に示すように、良性マーカ９２ａ、悪性マーカ９２ｂなどを実際に光走査プローブ２が観察した位置に置き換えてナビゲーション画像９０に重畳し、手術用顕微鏡５２Ｂのオーバーレイモニタに出力する。
【００７１】
このとき、ナビゲーション画像は、ナビゲーション装置２６Ｂによってその位置関係が算出されるため、手術用顕微鏡５２Ｂの光学視野８２を移動しても、術部に対する良性判定マーカ９２ａ、悪性判定マーカ９２ｂ、ポインタ９１の位置関係は維持される。そして、ナビゲーション画像９０は、オーバーレイモニタによって手術用顕微鏡５２Ｂの光学像に重畳され、図１１に示すように光学視野８２に表示される。
【００７２】
そして、これら良性判定マーカ９２ａ，悪性判定マーカ９２ｂの分布に基づき、ナビゲーション装置本体２６Ｂは、悪性部分の範囲を判定し、この判定した悪性範囲９３をナビゲーション画像９０に重畳してオーバーレイモニタに出力し、手術用顕微鏡５２Ｂの光学視野８２に表示させる。
【００７３】
この結果、本第３の実施の形態は、上記第１の実施の形態と同様な効果を得ることに加え、術者が顕微鏡から目を離すことなく病変部を確認でき、また、組織の切除において取り残しの組織の確認をリアルタイムで行うことが可能である。
【００７４】
尚、本発明は、以上述べた実施形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
【００７５】
［付記］
（付記項１） 手術部位の顕微鏡画像を得る手術用顕微鏡と、前記手術部位における所定位置の光学的な画像情報を取得する光走査プローブと、この光走査プローブの観察位置と前記手術部位との相対位置を検出する検出手段とを有する手術用顕微鏡装置において、
前記光走査プローブで得た細胞画像に対して、判定結果を入力するための判定入力手段と、
前記判定入力手段で入力される判定結果に基づき、少なくとも２つの判定表示を行うための判定表示手段と、
前記検出手段で検出される前記光走査プローブの観察位置と前記手術部位との相対位置に基づき、前記判定表示手段により表示される判定表示を前記手術用顕微鏡で得た顕微鏡画像に重畳する重畳手段と、
を具備したことを特徴とする手術用顕微鏡装置。
【００７６】
（付記項２） 前記判定表示手段により表示される判定表示に基づき、所定範囲を決定する演算手段及びこの演算手段で決定される前記所定範囲の範囲表示を行うための範囲表示手段を有し、
前記重畳手段は、前記範囲表示と前記判定表示との少なくとも一方を前記手術用顕微鏡で得た前記顕微鏡画像に重畳表示することを特徴とする付記項１に記載の手術用顕微鏡装置。
【００７７】
（付記項３） 前記判定表示手段により表示される判定表示と前記光走査プローブで得た細胞画像とを関係付けて保存する画像保存手段と、前記判定表示を選択入力するための選択入力手段と、前記選択入力手段で選択入力される情報に基づき、該当する細胞画像を前記画像保存手段から読み出して表示させる読出手段と、を有することを特徴とする付記項１又は２に記載の手術用顕微鏡装置。
【００７８】
（付記項４） 前記手術用顕微鏡の光学視野の変更に合わせて、前記判定表示と前記範囲表示とを移動又はサイズ変更する移動変更手段及び前記光走査プローブで得た細胞画像を伝達して表示する伝達表示手段を有することを特徴とする付記項１〜３に記載の手術用顕微鏡装置。
【００７９】
（付記項５） 前記重畳手段は、前記手術用顕微鏡の光学視野に前記判定表示又は前記範囲表示の少なくとも一方を重畳することを特徴とする付記項１〜３に記載の手術用顕微鏡装置。
【００８０】
（付記項６） 前記重畳手段は、前記手術用顕微鏡で得た前記顕微鏡画像に前記判定表示及び前記範囲表示の少なくとも一方を重畳することを特徴とする付記項１〜３に記載の手術用顕微鏡装置。
【００８１】
以上説明したように本発明によれば、術前の画像診断で判別できない腫瘍組織の病理診断を可能にし、この病理診断結果を術者へ効率的に提示可能な光走査プローブシステムを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態の手術用顕微鏡装置の構成図
【図２】光走査プローブが装着された硬性シースの概観を示す図
【図３】手術用顕微鏡による観察下で光走査プローブにより術部に対する共焦点画像を得る様子を示す図
【図４】細胞様態画像を重畳したモニタの観察画像を示す図
【図５】判定マーカを複数表示したモニタの観察画像を示す図
【図６】画像記録装置に記録された細胞様態画像を再表示したモニタの観察画像を示す図
【図７】第２の実施形態の手術形態の手術用顕微鏡装置の構成図
【図８】図７の手術用顕微鏡装置を用いた病院内或いは病院間での手術システムの構成例を示す図
【図９】第３の実施形の手術用顕微鏡装置の構成図
【図１０】手術用顕微鏡の光学視野を示す図
【図１１】観察像にナビゲーション画像が重畳された手術用顕微鏡の光学視野を示す図
【符号の説明】
１…手術用顕微鏡装置
２…光走査プローブ
３…観測装置
４ａ，４ｂ…モニタ
５…ナビゲーション装置
６…術部
７…手術用顕微鏡
８…発光部
９…硬性シース
１０…ポインタ
１１…レーザ光源
１７…光走査ヘッド
１９…光センサ
２２…映像処理回路
２３…光走査制御回路
２４…ミキサ
２５…デジタイザ
２６…ナビゲーション装置本体
２７…ＴＶカメラ
２８，３０…画像記録装置
３１…細胞態様画像
３２…判定入力装置
３３…ナビゲーション画像
【発明の属する技術分野】
本発明は、本発明は、光走査プローブを用いて手術部位の組織情報を取得する光走査プローブシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、手術用顕微鏡装置は、脳神経外科等に広く用いられる。上記手術用顕微鏡装置は、手術中の被検部位を光学的に拡大観察する手術用顕微鏡に加え、光走査プローブを用いて被検部位の光学情報を得るものである。上記手術用顕微鏡装置は、光走査プローブを共焦点関係に設定した状態で、被検部側の焦点を走査し、被検部位の光学情報を得る。
【０００３】
このような手術用顕微鏡装置は、例えば、特開平６−１５４２２号公報や特開２０００−１２１９６１号公報に記載されているように脳神経外科等において、組織の細胞診断を行うものが提案されている。
【０００４】
脳神経外科における腫瘍摘出手術は、摘出腫瘍において多くの部位での病理診断を必ず実施する。また、脳実質に生じる腫瘍は、その病理診断による良性／悪性判断によって摘出部位、方法を考えなければならない。特に、悪性腫瘍摘出の手術は、術中に摘出腫瘍の病理診断を待って、腫瘍全摘を目指すか、脳実質への侵襲を最小限にするために腫瘍残存許容するかなどの脳実質と腫瘍境界部の摘出法を決めなければならない。この状況下で診断画像で判断できない腫瘍組織は、病理医師による専門判断を待つために手術を中断、あるいは再手術を行わなければならなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開平６−１５４２２号公報や特開２０００−１２１９６１号公報に記載の手術用顕微鏡装置は、細胞診断を実施する方法が開示されているが、脳構造における変異部位の範囲を特定し、記録表示することが記載されていない。また、上記特開平６−１５４２２号公報や特開２０００−１２１９６１号公報に記載の手術用顕微鏡装置は、細胞診断を行う場合、診断を行った位置と画像との関係や異常細胞の広がり等がそれぞれ別の情報として扱われている。このため、上記特開平６−１５４２２号公報や特開２０００−１２１９６１号公報に記載の手術用顕微鏡装置は、手術を行う場合、これらの情報に基づき手術法を検討する必要がある。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、術前の画像診断で判別できない腫瘍組織の病理診断を可能にし、この病理診断結果を術者へ効率的に提示可能な光走査プローブシステムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の光走査プローブシステムは、所定の処置部位の病巣画像を取得する画像取得手段と、前記処置部位における所定位置の光学的な画像情報を取得する光走査プローブと、前記光走査プローブの観察位置と前記処置部位との相対位置を検出する検出手段と、前記光走査プローブにより取得した細胞画像に対して、当該細胞の状態を少なくとも２種以上の状態のいずれかであるかを判定した当該細胞状態の決定情報を入力するための細胞状態決定情報入力手段と、前記細胞状態決定情報入力手段により入力された細胞状態決定情報に基づき、当該細胞の状態が少なくとも２種以上の状態のいずれかであるかを示すマーカ表示を行うためのマーカ表示手段と、前記検出手段により検出される前記光走査プローブの観察位置と前記処置部位との相対位置に基づき、前記マーカ表示手段により表示されるマーカ表示を前記画像取得手段により取得した病巣画像に重畳する重畳手段と、を具備したことを特徴とする。
また、本発明の第２の光走査プローブシステムは、所定の処置部位の病巣画像を取得する画像取得手段により取得する病巣画像に係る当該処置部位における所定位置の光学的な画像情報を取得する光走査プローブと、前記光走査プローブの観察位置と前記処置部位との相対位置を検出する検出手段と、前記光走査プローブにより取得した細胞画像に対して、当該細胞の状態を少なくとも２種以上の状態のいずれかであるかを判定した当該細胞状態の決定情報を入力するための細胞状態決定情報入力手段と、前記細胞状態決定情報入力手段により入力された細胞状態決定情報に基づき、当該細胞の状態が少なくとも２種以上の状態のいずれかであるかを示すマーカ表示を行うためのマーカ表示手段と、前記検出手段により検出される前記光走査プローブの観察位置と前記処置部位との相対位置に基づき、前記マーカ表示手段により表示されるマーカ表示を前記画像取得手段により取得した病巣画像に重畳する重畳手段と、を具備したことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
（第１の実施の形態）
図１ないし図６は本発明の第１の実施の形態に係わり、図１は第１の実施の形態の手術用顕微鏡装置の構成を示し、図２は光走査プローブが装着された硬性シースの概観を示し、図３は手術用顕微鏡装置による観察下で光走査プローブにより術部に対する観察像を得る様子を示し、図４ないし図６は手術用顕微鏡装置のモニタ表示画面を示し、図４は細胞様態画像を重畳したモニタの観察画像を示し、図５は判定マーカを複数表示したモニタの観察画像を示し、図６は画像記録装置に記録された細胞様態画像を再表示したモニタの観察画像を示す。
【０００９】
図１に示すように本発明の第１の実施の形態の手術用顕微鏡装置１は、被検体に対して共焦点光学像を得るための共焦点光走査プローブ（以下、単に光走査プローブと略記）２と、この光走査プローブ２の後端が着脱自在に接続され、光走査プローブ２にレーザ光を供給したり、光走査プローブ２による被検体、より具体的には頭部側からの戻り光に対して画像処理などを行う観測装置３と、この観測装置３から出力される映像信号が入力されることにより、対応する共焦点画像等を表示するモニタ４ａ及びモニタ４ｂと、前記光走査プローブ２の観察位置を検出するナビゲーション装置５とを有する。
【００１０】
また、手術用顕微鏡装置１は、頭部などにおける手術を行うとする術部６を拡大観察する手術用顕微鏡７を備えている（図３参照）。また、本実施の形態では光走査プローブ２は、図２等に示すように位置検出のための発光部８を備えた硬性シース９に装着されるようになっている。
【００１１】
前記観測装置３は、この内部にレーザ光源１１が設けられている。このレーザ光源１１から供給されるレーザ光は、集光レンズ１２を介してシングルモードファイバ１３に入射されるようになっている。
【００１２】
このシングルモードファイバ１３は、途中のカプラ部１４を経てコネクタ受け１５ａに接続されるコネクタ１５ｂから光走査プローブ２内のシングルモードファイバ１６に入射されるようになっている。このシングルモードファイバ１６は、この遠端（先端）に光走査を行う光走査ヘッド１７が接続されている。この光走査ヘッド１７によるレーザ光は、（硬性シース９側の集光レンズ３５を経て）被検体の術部６側に２次元的に走査されながら供給されるようになっている。
【００１３】
また、術部６側で反射された戻り光は、（集光レンズ３５及び光走査ヘッド１７を経て）シングルモードファイバ１６の先端に入射され、往路とは逆の光路を経てカプラ部１４に導光され、このカプラ部１４によりその一部が他方のシングルモードファイバ１８側に移るようになっている。
この場合、シングルモードファイバ１６は、この先端面が十分に小さな面積サイズである。このシングルモードファイバ１６の先端面から出射されるレーザ光は、集光レンズ３５等の光学系を経て術部６側に集光されて供給され、その場合この光学系に関してシングルモードファイバ１６の先端面と共焦点関係となる焦点位置でスポット状になる。
【００１４】
また、術部６側での反射光は、集光レンズ３５等の光学系により集光される。しかしながら、術部６側での反射光は、前記焦点位置で反射されたものだけがシングルモードファイバ１６の先端面に入射されるようになっている。つまり、観測装置３は、シングルモードファイバ１６の先端面と共焦点位置の反射光（戻り光ともいう）を検出するようになっている。
【００１５】
この戻り光は、シングルモードファイバ１８の近端（後端）から光センサ１９に入射されるようになっている。尚、シングルモードファイバ１８は、この遠端に対向してダンパ２０が配置されている。このダンパ２０は、シングルモードファイバ１８の遠端から出射される光を減衰させるようにしている（つまり、無反射させる終端を形成している）。
【００１６】
光センサ１９で光電変換された検出信号は、アンプ２１により増幅された後、映像処理回路２２に入力されるようになっている。この映像処理回路２２は、光走査ヘッド１７を制御する光制御回路２３からの走査制御信号を用いて検出信号を映像化する処理を行い、映像信号を出力するようになっている。
また、ナビゲーション装置５は、位置検出用のデジタイザ２５を有している。このデジタイザ２５は、発光部８による例えば赤外線を検出してその位置信号をナビゲーション装置本体２６に出力するようになっている。
【００１７】
また、このナビゲーション装置本体２６は、手術用顕微鏡７或いはその周囲に配置されたＴＶカメラ２７による例えば（手術を行う術部６としての）頭部を撮像した信号が入力されるようになっている。
このナビゲーション装置本体２６は、頭部の顕微鏡画像を表す映像信号に変換して出力するようになっている。同時に、ナビゲーション装置本体２６は、前記デジタイザ２５により図２に示す発光部８の位置を検出し、更に、この発光部８から所定方向に所定距離離れた位置の光走査ヘッド１７での頭部における観察位置を検出して、ナビゲーション画像の生成も行うようになっている。
【００１８】
前記観測装置３は、前記映像処理装置２２及び前記ナビゲーション装置本体２６からの映像信号が前記ミキサ２４によって合成され、前記モニタ４ａにナビゲーション画像として表示されるようになっている。前記映像処理装置２２は、前記モニタ４ｂ及び画像記録装置３０に接続されている。
【００１９】
前記映像処理装置２２からの映像信号は、直接前記モニタ４ｂに出力され、このモニタ４ｂに光走査プローブ２による被検体の細胞様態画像３１を表示するようになっている。前記画像記録装置３０は、前記映像処理装置２２からの細胞様態画像３１を記録するようになっている。
【００２０】
更に、前記ナビゲーション装置本体２６は、判定入力装置３２が接続されている。この判定入力装置３２は、前記モニタ４ｂに表示される細胞様態画像３１に対して、判定結果を入力するためのものである。
【００２１】
図２は光走査プローブ２の形状及びバヨネット型の硬性シース９の全体の外観を示す。
中空のバヨネット型の硬性シース９は、少なくとも２個所に屈曲部を設けた硬性の把持部３８と、その把持部３８の先端側を硬質で細径にした細径シース部（挿入シース部）３４とが形成されている。
【００２２】
そして、前記硬性シース９は、この把持部３８の近端（後端）から光走査プローブ２を挿入され、光走査プローブ２の先端が細径シース部３４の先端の集光レンズ３５に近接して対向するように挿入位置を位置決めし、光走査プローブ２の固定部３６を固定摘み３７により着脱自在に固定できるようにしている。
【００２３】
また、前記硬性シース９は、この後端側の把持部３８に前記デジタイザ２５により位置検出を行う発光部８が取り付けられている。この発光部８は、赤外線を発生する数個の発光素子８ａ〜８ｃが取り付けられている。
また、把持部３８は、リモートスイッチホルダ３９が取り付けられている。このリモートスイッチホルダ３９は、少なくとも２個のリモートスイッチ４０ａ、リモートスイッチ４０ｂが取り付けられている。
【００２４】
これらリモートスイッチ４０ａ、リモートスイッチホルダ４０ｂは、信号線４０ｃによりナビゲーション装置本体２６に接続されている（図１参照）。尚、光走査プローブ２は、この後端のコネクタ１５ｂが図１に示したように観察装置３のコネクタ受け１５ａに着脱自在で接続される。また、このコネクタ１５ｂは、前記光走査ヘッド１７と接続された信号線の接続ピン（図示せず）も設けている。このことにより、光走査プローブ２は、コネクタ受け１５ａを介し光走査制御回路２３と接続されるようになっている。
【００２５】
このような構成の本実施の形態の手術用顕微鏡装置１は、頭部などの手術を行う手術部位を示す顕微鏡画像に、光走査プローブ２で実際に拡大観察する観察位置の位置情報をスーパーインポーズしたナビゲーション画像、及び光走査プローブ２による細胞態様画像３１とを対にした画像情報として画像記録装置２８に記録、及びモニタ４ａにより観察可能である。
【００２６】
次に、本実施の形態の作用について説明する。
図１に示すように、光走査プローブ２は、このコネクタ１５ｂを観測装置３に接続される。また、ナビゲーション装置５も図１に示すように設定される。そして、図３に示すように、手術用顕微鏡７での観察下で、光走査プローブ２の走査ヘッド１７は、硬性シース９に装着され術部６に導かれる。
ＴＶカメラ２７は術部６を撮像し、この術部６の画像は、図１においてナビゲーション装置本体２６によりナビゲーション画像３３としてモニタ４ａに表示される。このナビゲーション画像３３は、この画像上に術部６（における任意の観察位置）を顕微鏡的に拡大観察する光走査プローブ２の光走査ヘッド１７の観察位置を示すポインタ１０が表示される。
【００２７】
また、図１に示すように光走査プローブ２の光走査ヘッド１７により観察位置で得られた共焦点の光信号は、映像処理回路２２によって画像化されて共焦点走査画像、この場合には細胞態様画像３１の映像信号となり、モニタ４ｂに表示される。
【００２８】
そして、図２で説明したリモートスイッチ４０ａ或いはリモートスイッチ４０ｂが押下操作されることで、光走査プローブ２は、細胞様態画像３１を画像記録装置３０に記録し、ナビゲーション装置２６はその位置座標を記録する。
また、細胞様態画像３１は、ミキサ２４によりナビゲーション画像３３と混合され、画像記録装置２８を介して、図４に示すようにモニタ４ａの表示画面に同時に表示可能である。
【００２９】
図４はモニタ４ａに表示される様子を示す。
図４に示すようにモニタ４ａの表示画面は、ナビゲーション装置２６に接続されたＴＶカメラ２７，或いは図示しない顕微鏡システム４４内のＴＶカメラにより撮影された術部映像４１が映し出され、この術部映像４１中の子画面に細胞様態画像４２が表示される。
モニタ４ｂに表示される細胞様態画像３１は、病理診断士により、悪性・良性の判断がなされ、この判定が判定入力装置３２によりナビゲーション装置２６に入力される。
【００３０】
そして、病理診断士による判定結果は、ナビゲーション装置２６により術部映像４１上のポインタ１０を判定マーカ４３ａ、４３ｂのように置き換えて表示される。例えば、病理診断士による判定結果は、細胞様態画像３１の組織が悪性の場合、悪性判定マーカ４３ａ、細胞様態画像３１の組織が良性の場合、良性判定マーカ４３ｂ、などの色や形の違うマーカが術部映像４１に表示される。
そして、これら悪性判定マーカ４３ａ，良性判定マーカ４３ｂの分布に基づき、ナビゲーション装置本体２６は、悪性部分の範囲を判定し、この判定した悪性範囲を図５に示すように表示させる。
【００３１】
図５は判定マーカを複数表示したモニタ４ａの観察画像を示す。
ナビゲーション装置本体２６は、良性判定マーカ４５ａ〜４５ｄ、及び悪性判定マーカ４５ｅ〜４５ｈなどの分布に基づき、悪性部分の範囲を判定し、悪性範囲表示４６を行う。
【００３２】
この悪性範囲表示４６は、悪性判定マーカと良性判定マーカとの近接した２つのマーカ（例えば、悪性判定マーカ４５ａと良性判定マーカ４５ｅと）の間を境界線とし、判定入力装置３２により良性判定マーカ４５ａ寄りか悪性判定マーカ４５ｅ寄りかを設定できる。これにより、術者は、切除部分の判断を行い、悪性腫瘍の取り残しなどの確認が可能である。
【００３３】
また、ナビゲーション装置本体２６は、図６に示すように各マーカ位置での画像記録装置３０に記録された細胞様態画像４７を再表示することができる。
図６は画像記録装置３０に記録された細胞様態画像４７を再表示したモニタ４ａの観察画像を示す。
【００３４】
ナビゲーション装置本体２６は、マーカ４５ｉを表示した部分に対して、光走査プローブ２或いは図示しない指標制御手段によって指標４８を合わせることで、各マーカ位置での画像記録装置３０に記録された細胞様態画像４７を再表示することができる。これにより、術者は、診断部位を再度確認可能である。
【００３５】
従って、本実施の形態は、以下の効果を得る。
本実施の形態は、病理診断や手術をスムーズに進めることができるという効果が得る。また、本実施の形態は、術者及び患者にとって手術が短時間で終了でき、負担や苦痛を軽減できる。より、具体的には、本実施の形態は、細胞様態画像と実際に手術を進めている部位の画像とを組み合わせて表示／記録／再生することで、ミクロ的な細胞の画像情報に対して、容易に診断位置と相関が確認できる。本実施の形態は、更に悪性腫瘍の範囲を表示することで、切除範囲の判断が容易にできるという効果を得る。
【００３６】
（第２の実施の形態）
図７及び図８は本発明の第２の実施の形態に係わり、図７は第２の実施形態の手術形態の手術用顕微鏡装置の構成を示し、図８は図７の手術用顕微鏡装置を用いた病院内或いは病院間での手術システムの構成例を示す。
本第２の実施の形態は、病院内或いは病院間での手術システムに本発明を適用する。
【００３７】
図７に示すように本第２の実施の形態の手術用顕微鏡装置５１は、光走査プローブ２が装着された硬性シース９と、手術用顕微鏡５２と、この手術用顕微鏡５２及び前記光走査プローブ２がそれぞれ映像処理回路２２及び顕微鏡システム５３を介して接続されると共に、ナビゲーション装置５４及び内視鏡用ＴＶカメラ５５が接続されたシステム制御装置５６と、このシステム制御装置５６に接続される画像ファイル装置５７と、ＴＶモニタ５８と、ネットワークに接続されたネットワークインタフェース（以下、ネットワークＩ／Ｆ）５９とを有する。
【００３８】
前記システム制御装置５６は、接続された顕微鏡システム５３等の機器（或いはシステム、装置）を制御して前記ネットワークＩ／Ｆ５９を介して外部装置に映像データ等を送信したり、外部装置側から映像データ等を受信する制御を行う機器制御部６１及び前記システム制御装置５６に接続された機器の映像信号の制御を行う映像制御部６２とから構成される。
【００３９】
前記機器制御部６１は、ＲＳ２３２Ｃなどのローカル通信線６１ａを介して顕微鏡システム５３、映像処理回路２２、ナビゲーション装置５４、内視鏡用ＴＶカメラ５５、画像ファイル装置５７、ＴＶモニタ５８及びネットワークＩ／Ｆ５９と接続されている。
【００４０】
また、前記映像制御部６２は、映像通信線６２ａを介して顕微鏡システム５３、映像処理回路２２、ナビゲーション装置５４、内視鏡用ＴＶカメラ５５、画像ファイル装置５７、ＴＶモニタ５８及びネットワークＩ／Ｆ５９とに接続されている。そして、光走査プローブ２、内視鏡用ＴＶカメラ５５などからの映像入力を、画像ファイル装置５７やＴＶモニタ５８などに出力する制御を行うようにしている。
【００４１】
一方、前記機器制御部６１は、ＲＳ２３２Ｃなどのローカル通信線６１ａを介して上述した顕微鏡システム５３，映像処理回路２２、ナビゲーション装置５４、内視鏡用ＴＶカメラ５５、ネットワークＩ／Ｆ５９，ＴＶモニタ５８，画像ファイル装置５７と接続され、これら各機器の設定を変更するようになっている。
【００４２】
更に、この機器制御部６１は、データ線６１ｂを介して前記ネットワークＩ／Ｆ５９と接続されており、このネットワークＩ／Ｆ５９を介して映像信号データ、音声データ、コンピュータデータ等をネットワークに接続された外部装置側に送信したり、外部装置側から受信したりできるようにしている。
【００４３】
尚、光走査プローブ２の光走査ヘッド１７で捕らえられた信号を画像化するプロセスは上記第１の実施の形態と同様である。その他の構成は、上記第１実施の形態と同様である。
【００４４】
このように構成される手術用顕微鏡装置５１は、図８に示すように病院内或いは病院間で用いられ、手術システムを構成する。
図８は、病院内或いは病院間での手術システムの構成例を示す。
【００４５】
手術室６３は、この内部に図７で説明したのとほぼ同様な顕微鏡システム５３、（共焦点）光走査プローブ装置６４、ナビゲーション装置５４、ＴＶモニタ５８等がシステム制御装置５６に接続されている。尚、前記光走査プローブ装置６４は、図７に示す硬性シース９に装着された光プローブ２及び映像処理回路２２を含む装置である。
【００４６】
前記システム制御装置５６は、ネットワークＩ／Ｆ５９を介してネットワークに接続されたネットワークサーバ６５に接続されている。このネットワークサーバ６５は、ネットワークを介してＣＴ／ＭＲＩ室６６に接続されている。このＣＴ／ＭＲ室６６は、ＣＴ／ＭＲＩ装置６７がデータストレージ装置６８に接続され、また、データストレージ装置６８が前記ネットワークサーバ６５に接続されている。
また、ＣＴ／ＭＲＩ装置６７は、術前診断画像をデータストレージ装置６８に保存するようになっている。そして、ＣＴ／ＭＲＩ装置６７は、術前診断画像をネットワークを介して外部側に送信可能になっている。
【００４７】
一方、ネットワークサーバ６５は、病院内或いは病院外の病理診断士６９のパーソナルコンピュータ（以下、パソコンと略記）７０に接続されている。このパソコン７０は、データストレージ装置７１に接続されている。そして、病理診断士６９は、ネットワークを介して送信された画像情報等をパソコン７０を介して受け取り、データストレージ装置７１に保存したり、パソコン用モニタ７０ｂで表示したりすることができる。尚、符号７０ａは、パソコン７０のＰＣ本体である。また、病理診断士６９は、病理診断した結果等をネットワークを介して手術室６３に送信することもできる。
【００４８】
次に、本実施の形態の作用について説明する。
本実施の形態では、映像信号の流れが上記第１の実施の形態とほぼ同様であるが、映像信号をシステム制御装置５６の映像制御部６２により集中制御するようになっている。
【００４９】
図７において、手術用顕微鏡５２は、内蔵された図示しないＴＶカメラによって、例えば（手術を行う術部６としての）頭部が撮影される。そのＴＶカメラからの信号は、映像処理回路２２によって画像処理されて映像信号となり、システム制御装置５６の映像制御部６２を介してナビゲーション装置５４に送信される。
【００５０】
ナビゲーション装置５４は、光走査プローブ２の細胞様態画像や観察位置情報を付加し、映像信号として映像制御部６２を介してモニタ５８に観察画像を表示させる。
また、光走査プローブ２及び映像処理回路２２による細胞様態画像は、映像制御部６２を介してネットワークＩ／Ｆ５９に送信され、病院内或いは、病院外に画像データとして送信されると同時に画像ファイル装置５７に記録される。
【００５１】
一方、手術室６３は、細胞様態画像に対する診断結果をネットワークから判定データとして受信し、システム制御装置５６の機器制御部６１を介してナビゲーション装置５４に伝送される。
【００５２】
この伝送された判定データに基づき、ナビゲーション装置５４は、上記第１の実施の形態の図５で説明したのと同様な良性判定マーカ４５ａ、悪性判定マーカ４５ｅ、悪性範囲表示４６等を付加した述部画像４１を映像制御部６２を介してモニタ５８へ表示する。一方、機器制御部６１は、各接続機器の制御を集中して行い、各接続機器の設定の変更や映像信号の入出力切り替えを行う。
【００５３】
このように手術システムは、システム制御装置５６の機器制御部６１及び映像制御部６２により集中制御することで、顕微鏡システム５３や内視鏡用ＴＶカメラ５５，或いは、図８に示すＣＴ／ＭＲＩ室６６からの術前診断画像などの映像を、任意ネットワークに送信し、モニタ５８に表示することも可能となる。
【００５４】
図８において、手術室６３は、上記第１の実施の形態で説明したように、ナビゲーション装置５４の誘導下で顕微鏡システム５３での処置、光走査プローブ６４での変異組織の細胞の様態などが観察される。
手術室６３のＴＶモニタ５８は、顕微鏡観察画像、ナビゲーション画像、細胞様態画像、或いはＣＴ／ＭＲＩ室６６からの術前診断画像などが表示される。
【００５５】
光プローブ装置６４が目的組織を捉えたとき、上記第１の実施の形態で説明したのと同様にリモートスイッチ４０ａ、４０ｂを押下操作することで、図５で説明したようにポインタ１０が観察画像中に表示され、そのときの細胞様態画像が記録される。記録された細胞様態画像は、ネットワークを介して細胞診断士６９のコンピュータ７０に送信され、適宜ストレージ装置７１に蓄積される。
【００５６】
病理診断士６９のパソコン用モニタ７０ｂの画面は、ストレージ装置７１に蓄積した図示しない細胞様態画像が表示される。病理診断士６９は、これらの画像情報から組織が悪性か否かの情報を手術室６３にネットワークを介して送信する。
【００５７】
手術室６３は、これらの病理診断士６９からの情報を良性判定マーカ、悪性判定マーカとして記録・表示し、悪性の範囲を示す悪性範囲表示４６を画面に表示する。
この結果、本第２の実施の形態は、上記第１の実施の形態と同様な効果を得ることに加え、実際に手術現場に病理診断士が居合わせなくてもリアルタイムで診断・手術を進めることが可能である。
【００５８】
（第３の実施の形態）
図９ないし図１１は本発明の第３の実施の形態に係わり、図９は第３の実施形の手術用顕微鏡装置の構成を示し、図１０は手術用顕微鏡の光学視野を示し、図１０（ａ）は光学視野の観察像を示し、図１０（ｂ）は手術用顕微鏡のオーバーレイモニタに表示されるナビゲーション画像を示し、図１１は観察像にナビゲーション画像が重畳された手術用顕微鏡の光学視野を示す。
【００５９】
上記第１，第２の実施の形態は、モニタに表示される観察画像に観察位置情報や病理診断士による判定結果及び悪性範囲表示を付加するように構成しているが、本第３の実施の形態は手術用顕微鏡の光学視野に観察位置情報や病理診断士による判定結果及び悪性範囲表示を付加するように構成する。それ以外の構成は、上記第１の実施の形態とほぼ同様なので説明を省略し、同じ構成には同じ符号を付して説明する。
【００６０】
即ち、図９に示すように本第３の実施の形態の手術用顕微鏡装置８１は、手術用顕微鏡５２Ｂと、この手術用顕微鏡５２Ｂの光学視野の観察範囲に観察位置情報や病理診断士による判定結果及び悪性範囲表示を付加して表示させるナビゲーション装置本体２６Ｂとを有して構成される。
【００６１】
前記手術用顕微鏡５２Ｂは、光学視野を撮像する図示しないＴＶカメラが前記ナビゲーション装置２６Ｂに接続され、このナビゲーション装置２６Ｂに撮像した光学視野の信号を出力するようになっている。
また、前記手術用顕微鏡５２Ｂは、この光学視野の光学系に図示しないオーバーレイモニタを有して構成されている。このオーバーレイモニタは、前記観察装置３Ｂのミキサ２４に接続され、このミキサ２４からの映像信号が入力されるようになっている。
【００６２】
前記ナビゲーション装置２６Ｂは、前記手術用顕微鏡５２Ｂの術部に対する位置を検知し、手術用顕微鏡５２Ｂの光学視野の観察範囲に対して、光走査プローブ２の先端位置を算出するようになっている。
【００６３】
そして、前記ナビゲーション装置２６Ｂは、前記手術用顕微鏡５２Ｂのオーバーレイモニタに対して、算出した光走査プローブ２の先端位置をポインタとして表示させると共に、前記判定入力装置３２から入力される病理診断士による悪性・良性の判断結果を判定マーカとして表示させるナビゲーション画像を生成して、前記観察装置３Ｂのミキサ２４に出力するようになっている。
【００６４】
更に、前記ナビゲーション装置２６Ｂは、判定マーカの分布に基づき、悪性部分の範囲を判定し、この判定した悪性範囲を前記ナビゲーション画像に重畳させるようになっている。
尚、前記観察装置３Ｂは、上記第１の実施の形態で説明した観察装置３に対して画像記録装置２８を除き、ほぼ同じ構成である。
【００６５】
このような構成の本実施の形態の手術用顕微鏡装置８１は、手術用顕微鏡５２Ｂの光学視野の観察範囲に観察位置情報や病理診断士による判定結果及び悪性範囲表示を行うことが可能である。
【００６６】
次に、本実施の形態の作用について説明する。
手術用顕微鏡５２Ｂは、例えば、図１０（ａ）に示すように述部の光学視野８２を得る。このとき、この術部を撮像した観察画像の信号がナビゲーション装置本体２６Ｂに入力される。
【００６７】
ナビゲーション装置２６Ｂは、手術用顕微鏡５２Ｂの術部に対する位置を検知し、手術用顕微鏡５２Ｂの光学視野８２の観察範囲に対して、光走査プローブ２の先端位置２ａを示すポインタ９１を前記手術用顕微鏡５２Ｂのオーバーレイモニタに表示させるナビゲーション画像９０を生成する。
【００６８】
観察装置３Ｂのミキサ２４は、ナビゲーション装置２６Ｂからの映像信号を手術用顕微鏡５２Ｂのオーバーレイモニタに出力し、手術用顕微鏡５２Ｂの光学視野８２に表示させる。このとき、光走査プローブ２のリモートスイッチ４０ａ又は４０ｂを押下操作することで、モニタ４ｂは光走査プローブ２による被検体の細胞様態画像３１を表示すると共に、画像記録装置３０に記録する（図９参照）。
【００６９】
病理診断士は、モニタ４ｂに表示された細胞様態画像３１を観察しながら、組織の悪性・良性を判断し、判定入力手段３２により判定結果をナビゲーション装置２６Ｂに入力する。
【００７０】
入力された判定結果に基づき、ナビゲーション装置２６Ｂは、図１０（ｂ）に示すように、良性マーカ９２ａ、悪性マーカ９２ｂなどを実際に光走査プローブ２が観察した位置に置き換えてナビゲーション画像９０に重畳し、手術用顕微鏡５２Ｂのオーバーレイモニタに出力する。
【００７１】
このとき、ナビゲーション画像は、ナビゲーション装置２６Ｂによってその位置関係が算出されるため、手術用顕微鏡５２Ｂの光学視野８２を移動しても、術部に対する良性判定マーカ９２ａ、悪性判定マーカ９２ｂ、ポインタ９１の位置関係は維持される。そして、ナビゲーション画像９０は、オーバーレイモニタによって手術用顕微鏡５２Ｂの光学像に重畳され、図１１に示すように光学視野８２に表示される。
【００７２】
そして、これら良性判定マーカ９２ａ，悪性判定マーカ９２ｂの分布に基づき、ナビゲーション装置本体２６Ｂは、悪性部分の範囲を判定し、この判定した悪性範囲９３をナビゲーション画像９０に重畳してオーバーレイモニタに出力し、手術用顕微鏡５２Ｂの光学視野８２に表示させる。
【００７３】
この結果、本第３の実施の形態は、上記第１の実施の形態と同様な効果を得ることに加え、術者が顕微鏡から目を離すことなく病変部を確認でき、また、組織の切除において取り残しの組織の確認をリアルタイムで行うことが可能である。
【００７４】
尚、本発明は、以上述べた実施形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
【００７５】
［付記］
（付記項１） 手術部位の顕微鏡画像を得る手術用顕微鏡と、前記手術部位における所定位置の光学的な画像情報を取得する光走査プローブと、この光走査プローブの観察位置と前記手術部位との相対位置を検出する検出手段とを有する手術用顕微鏡装置において、
前記光走査プローブで得た細胞画像に対して、判定結果を入力するための判定入力手段と、
前記判定入力手段で入力される判定結果に基づき、少なくとも２つの判定表示を行うための判定表示手段と、
前記検出手段で検出される前記光走査プローブの観察位置と前記手術部位との相対位置に基づき、前記判定表示手段により表示される判定表示を前記手術用顕微鏡で得た顕微鏡画像に重畳する重畳手段と、
を具備したことを特徴とする手術用顕微鏡装置。
【００７６】
（付記項２） 前記判定表示手段により表示される判定表示に基づき、所定範囲を決定する演算手段及びこの演算手段で決定される前記所定範囲の範囲表示を行うための範囲表示手段を有し、
前記重畳手段は、前記範囲表示と前記判定表示との少なくとも一方を前記手術用顕微鏡で得た前記顕微鏡画像に重畳表示することを特徴とする付記項１に記載の手術用顕微鏡装置。
【００７７】
（付記項３） 前記判定表示手段により表示される判定表示と前記光走査プローブで得た細胞画像とを関係付けて保存する画像保存手段と、前記判定表示を選択入力するための選択入力手段と、前記選択入力手段で選択入力される情報に基づき、該当する細胞画像を前記画像保存手段から読み出して表示させる読出手段と、を有することを特徴とする付記項１又は２に記載の手術用顕微鏡装置。
【００７８】
（付記項４） 前記手術用顕微鏡の光学視野の変更に合わせて、前記判定表示と前記範囲表示とを移動又はサイズ変更する移動変更手段及び前記光走査プローブで得た細胞画像を伝達して表示する伝達表示手段を有することを特徴とする付記項１〜３に記載の手術用顕微鏡装置。
【００７９】
（付記項５） 前記重畳手段は、前記手術用顕微鏡の光学視野に前記判定表示又は前記範囲表示の少なくとも一方を重畳することを特徴とする付記項１〜３に記載の手術用顕微鏡装置。
【００８０】
（付記項６） 前記重畳手段は、前記手術用顕微鏡で得た前記顕微鏡画像に前記判定表示及び前記範囲表示の少なくとも一方を重畳することを特徴とする付記項１〜３に記載の手術用顕微鏡装置。
【００８１】
以上説明したように本発明によれば、術前の画像診断で判別できない腫瘍組織の病理診断を可能にし、この病理診断結果を術者へ効率的に提示可能な光走査プローブシステムを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態の手術用顕微鏡装置の構成図
【図２】光走査プローブが装着された硬性シースの概観を示す図
【図３】手術用顕微鏡による観察下で光走査プローブにより術部に対する共焦点画像を得る様子を示す図
【図４】細胞様態画像を重畳したモニタの観察画像を示す図
【図５】判定マーカを複数表示したモニタの観察画像を示す図
【図６】画像記録装置に記録された細胞様態画像を再表示したモニタの観察画像を示す図
【図７】第２の実施形態の手術形態の手術用顕微鏡装置の構成図
【図８】図７の手術用顕微鏡装置を用いた病院内或いは病院間での手術システムの構成例を示す図
【図９】第３の実施形の手術用顕微鏡装置の構成図
【図１０】手術用顕微鏡の光学視野を示す図
【図１１】観察像にナビゲーション画像が重畳された手術用顕微鏡の光学視野を示す図
【符号の説明】
１…手術用顕微鏡装置
２…光走査プローブ
３…観測装置
４ａ，４ｂ…モニタ
５…ナビゲーション装置
６…術部
７…手術用顕微鏡
８…発光部
９…硬性シース
１０…ポインタ
１１…レーザ光源
１７…光走査ヘッド
１９…光センサ
２２…映像処理回路
２３…光走査制御回路
２４…ミキサ
２５…デジタイザ
２６…ナビゲーション装置本体
２７…ＴＶカメラ
２８，３０…画像記録装置
３１…細胞態様画像
３２…判定入力装置
３３…ナビゲーション画像
Claims (5)
- 所定の処置部位の病巣画像を取得する画像取得手段と、
前記処置部位における所定位置の光学的な画像情報を取得する光走査プローブと、
前記光走査プローブの観察位置と前記処置部位との相対位置を検出する検出手段と、
前記光走査プローブにより取得した細胞画像に対して、当該細胞の状態を少なくとも２種以上の状態のいずれかであるかを判定した当該細胞状態の決定情報を入力するための細胞状態決定情報入力手段と、
前記細胞状態決定情報入力手段により入力された細胞状態決定情報に基づき、当該細胞の状態が少なくとも２種以上の状態のいずれかであるかを示すマーカ表示を行うためのマーカ表示手段と、
前記検出手段により検出される前記光走査プローブの観察位置と前記処置部位との相対位置に基づき、前記マーカ表示手段により表示されるマーカ表示を前記画像取得手段により取得した病巣画像に重畳する重畳手段と、
を具備したことを特徴とする光走査プローブシステム。 - 所定の処置部位の病巣画像を取得する画像取得手段により取得する病巣画像に係る当該処置部位における所定位置の光学的な画像情報を取得する光走査プローブと、
前記光走査プローブの観察位置と前記処置部位との相対位置を検出する検出手段と、
前記光走査プローブにより取得した細胞画像に対して、当該細胞の状態を少なくとも２種以上の状態のいずれかであるかを判定した当該細胞状態の決定情報を入力するための細胞状態決定情報入力手段と、
前記細胞状態決定情報入力手段により入力された細胞状態決定情報に基づき、当該細胞の状態が少なくとも２種以上の状態のいずれかであるかを示すマーカ表示を行うためのマーカ表示手段と、
前記検出手段により検出される前記光走査プローブの観察位置と前記処置部位との相対位置に基づき、前記マーカ表示手段により表示されるマーカ表示を前記画像取得手段により取得した病巣画像に重畳する重畳手段と、
を具備したことを特徴とする光走査プローブシステム。 - 前記マーカ表示手段により表示されるマーカ表示に基づき、所定範囲を決定する演算手段及び当該演算手段において決定される前記所定範囲の範囲表示を行うための範囲表示手段を有し、
前記重畳手段は、前記範囲表示と前記マーカ表示との少なくとも一方を前記画像取得手段により取得した前記病巣画像に重畳表示することを特徴とする請求項１または２に記載の光走査プローブシステム。 - 前記マーカ表示手段により表示されるマーカ表示と前記光走査プローブにより取得した細胞画像とを関係付けて保存する画像保存手段と、
前記マーカ表示を選択入力するための選択入力手段と、
前記選択入力手段で選択入力される情報に基づき、該当する細胞画像を前記画像保存手段から読み出して表示させる読出手段と、
を具備したことを特徴とする請求項１−３のいずれか一項に記載の光走査プローブシステム。 - 前記画像取得手段は、手術用顕微鏡装置であることを特徴とする請求項１−４のいずれか一項に記載の光走査プローブシステム。
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