JP4781548B2

JP4781548B2 - 乳がん検出装置

Info

Publication number: JP4781548B2
Application number: JP2001072510A
Authority: JP
Inventors: 光春三輪
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 2001-03-14
Filing date: 2001-03-14
Publication date: 2011-09-28
Anticipated expiration: 2021-03-14
Also published as: EP1369086A4; WO2002078547A1; US20040097810A1; US7725170B2; JP2002272745A; DE60232228D1; EP1369086A1; EP1369086B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光を用いて非侵襲的に生体内の乳がん組織を検出する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
非侵襲的な乳がん検出装置としては、現在はX線マンモグラフィーが一般的である。この装置は、乳房を２枚の板で上下または左右から挟み込み、板方向からX線撮影を行なうことにより乳がん組織を検出するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そのため、乳房を板で圧迫する過程で被検者に苦痛を与えるという問題がある。また、乳房の大きさが極端に大きい場合や小さい場合には、うまく板で挟めないという不具合も生じる。さらには、X線の照射が乳房および乳がんにおよぼす影響も心配される。
【０００４】
なお、レーザ光源から蛍光源を含む試料に励起光を照射して、試料から離れた位置にある撮像手段によりその蛍光像を取得する技術が、特開平5-223738号公報に開示されている。
【０００５】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、被検者に苦痛を与えずに、安全で容易に乳がんの検出が可能な乳がん検出装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る乳がん検出装置は、被検者の乳房に押し当てられる押当面を有し、身体に押し付けられた状態の乳房を押当面の反対面から観察可能にした透光性の乳房押当部材と、押当面が押し当てられた範囲の乳房の少なくとも一部に対し、６００ｎｍから１μｍの範囲の波長の光を照射する光源手段と、光源手段からの照射光に起因する乳房からの光に対する感度を有し、乳房押当部材を介して乳房の画像を取得する撮像手段と、を備え、撮像手段により取得された乳房の画像から乳がんを検出し、乳房押当部材の押当面には乳頭が位置する基準マーク部が設けられ、撮像手段により取得された乳房の画像に基準マーク部を重畳するようにしたことを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る乳がん検出装置はこのような構成とされているため、乳房押当部材で乳房を身体に押し付けることにより、押当面に対して垂直方向の乳房の厚さを薄くすることが可能とされる。乳房が薄くなっている状態で、光源から所定波長の光を押当面が押し当てられた範囲の乳房に照射すると、乳房の深部まで光を照射することが可能とされる。さらに、その照射光に起因する乳房からの光、例えば乳がん組織の反射光などが、乳房押当部材の押当面の反対面から撮像手段により取得され、その画像から乳房中の乳がんが検出される。また、乳房押当部材の押当面には乳頭が位置する基準マーク部が設けられ、撮像手段により取得された乳房の画像に基準マーク部を重畳するようにするので、基準マーク部をもとに乳がんの正確な位置がわかる。
【０００９】
また、光源手段は、押当面を囲むように乳房押当部材の押当面側に配置されたリング状の光源であれば、乳房の形状に則して光を照射できる上、撮像手段により押当面の反対面から観察する際に障害とならない。
【００１０】
また、光源手段は、乳房押当部材を構成する透光性の部材内部に光を照射する光源であり、押当面との接触面から乳房に向って光源手段からの光が照射されるようにすると、押当面に接している部分の乳房に対して光を照射することが可能とされる。
【００１１】
また、光源手段は、乳房組織における吸収率と乳がん組織における吸収率が異なる波長の光を照射する光源であり、撮像手段は乳房組織と乳がん組織の少なくとも一方からの反射、散乱、拡散光を撮像すると、取得した乳房の画像による乳房組織と乳がん組織の判別が容易にされる。
【００１２】
また、光源手段は、乳がん組織に選択的に凝集する性質を持つ光造影剤を励起する波長の光を照射する光源であり、撮像手段は、光造影剤の蛍光波長に感度を有し、光造影剤が投与された被検者の乳房の蛍光画像を取得するように構成されていると、あらかじめ光造影剤を被検者に注入し、励起波長の光を乳房に照射することで、乳がん組織に凝集した光造影剤の蛍光像が撮像手段により取得される。
【００１３】
また、乳房押当部材は、光造影剤の蛍光波長の光を選択的に透過させるフィルタを有してもよい。この場合、より鮮明な蛍光像が撮像手段により取得される。
【００１４】
また、光源手段は、乳がん組織に選択的に凝集する性質を持つ光造影剤を励起する波長の光を照射する光源であり、撮像手段は、光造影剤の励起光波長に感度を有し、光造影剤が投与された被検者の乳房の励起光画像を取得するように構成されていてもよい。
【００１５】
この場合は、被検者にあらかじめ光造影剤を注入して、その後乳房に励起波長の光を照射する。乳房に照射された励起光は、乳がん組織においては凝集している光造影剤を励起し蛍光させるが、健康な乳房組織においては反射、散乱、拡散される。これらの励起光に起因する光のうち、反射、散乱、拡散光は励起光と同じ波長の光であるため、励起光波長に感度を有する撮像手段により励起光像として取得される。そして、その励起光像部分が健康な乳房組織として検出され、励起光像の欠損部分が乳がん組織として検出される。
【００１６】
また、乳房押当部材は、光造影剤の蛍光波長の光を選択的に遮断するフィルタを有してもよい。この場合、より鮮明な励起光画像が撮像手段により取得される。
【００１７】
また、乳房押当部材は、光源手段から投射される波長の光を押当面から被検者の乳房側に選択的に反射させる反射手段を有してもよい。この場合、光源手段から乳房押当部材に光を照射すると、反射手段により選択的に反射された光が押当面から乳房に照射されるため、押当面に接している部分の乳房に対して光を照射することが可能とされる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明に係る実施の形態を説明する。なお、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。
【００１９】
図１は、本発明の第１実施形態に係る乳がん検出装置を示す概略構成図である。乳房押当部材１は円盤状であり、図２に乳房側面の方向からの図、図３に乳房側からの図を示す。乳房押当部材１の押当面４に対して垂直方向に走査されることにより、被検者に苦痛を与えない程度に乳房の厚さが薄くされる。押当面４には基準マーク部５としてくぼみが設けられ、そのくぼみに乳頭を挿入することで、乳房と乳房押当部材１の相対的な位置関係は常に同じになる。
【００２０】
撮像手段３はＣＣＤカメラであり、乳房押当部材１に対して乳房と反対側に位置し、乳房押当部材１を介して乳房を撮像できるように配置される。撮像手段３で得られる画像はモニタ等で表示されるか、データとして記録される。
【００２１】
レーザダイオードをリング状に配列した光源手段２は乳房の周囲を取り囲む位置に配置されている。光源２から乳房に照射される光は、乳がん組織より乳房組織に吸収されやすい波長である。なお、本実施形態に用いる照射光の波長は、乳房内の散乱や拡散の影響を考えると６００ｎｍから１μｍの範囲が適しているが、乳がん組織における吸収率と乳がん組織における吸収率が異なる波長ならばどのような波長でも構わない。
【００２２】
そのため、乳房から乳がん組織のみの反射、散乱、拡散光が、透光性を有する乳房押当部材１を介して撮像手段３により取得される。そして、その取得画像がモニタ等で表示されることによって乳がんが検出される。乳がんが検出された場合には、取得画像に重畳される押当面４の基準マーク部５をもとに乳がんの位置、大きさ等が測定される。
【００２３】
また、照射光の波長が乳房組織より乳がん組織に吸収されやすい波長であり、乳房組織からの反射、散乱、拡散光が撮像手段３に取得される場合も、照射光が吸収される領域が検出できるため、同様に乳がんの有無、位置、大きさ等が確認される。
【００２４】
続いて、本発明に係る乳がん検出装置の第２実施形態の態様を示す。乳房押当部材１、光源装置２および撮像装置３の配置は第１実施形態と同様である。
【００２５】
本実施形態では、図４に示すような励起、蛍光特性を有する光造影剤（Cardio Green）を用いる。つまり、本光造影剤は８０５ｎｍ前後の波長の光で励起され、８３５ｎｍ前後の波長の蛍光を発するという特性を有する。
【００２６】
図５に乳房押当部材１の乳房側面の方向からの図を示す。押当面４の反対面が光造影剤の蛍光波長（８３５ｎｍ前後）の光のみを透過するフィルタ６で覆われていることを除いては、第１実施形態の乳房押当部材１と同じである。
【００２７】
したがって、光造影剤を被検者に注入して乳がん組織に選択的に凝集させ、中心波長８０５ｎｍの励起光を乳房に照射すると、乳がん組織中の光造影剤は８３５ｎｍ前後の波長の蛍光を発する。光造影剤の蛍光は、乳房押当部材１を介し、蛍光波長に感度を有する撮像手段３に取得される。蛍光像はモニタ等で観察され、乳がんの有無、位置、大きさ等が確認される。
【００２８】
さらに、本発明に係る乳がん検出装置の第３実施形態の態様を示す。乳房押当部材１、光源装置２および撮像装置３の配置は第１および第２実施形態と同様である。
【００２９】
本実施形態は、撮像装置３が励起光波長に感度を有する点、乳房押当部材１の有するフィルタ６が光造影剤の蛍光波長のみを遮断する点で第２実施形態と異なる。
【００３０】
被検者にはあらかじめ第２実施形態と同様の光造影剤が注入され、その後光源２から光造影剤を励起する波長（８０５ｎｍ）の光が乳房に照射される。励起光の照射により、光造影剤が凝集する乳がん組織は蛍光波長（８３５ｎｍ）の光を発し、健康な乳房組織は励起光と同じ波長の反射、散乱、拡散光を発する。
【００３１】
蛍光は乳房押当部材１のフィルタ６により遮断され、さらに撮像装置３は励起波長の光に感度を有するため、反射、散乱、拡散光に起因する励起光像が撮像装置３により取得される。この励起光像はモニタ等で確認され、励起光像部分は健康な乳房組織、励起光像の欠損部分は乳がん組織としてそれぞれ検出される。場合によっては、モニタ等の出力を反転させて、第２実施形態の蛍光像と同様に取り扱うことも可能である。
【００３２】
また、本発明に係る乳がん検出装置の第４実施形態を示す。なお、乳房押当部材１および撮像装置３の乳房に対する配置は第１〜３の実施形態と同様である。本実施形態も第２および第３実施形態と同様の光造影剤を用いる。
【００３３】
本実施形態の乳がん検出装置を構成する乳房押当部材１の乳房側面の方向からの図を図６に示す。図のように、押当面４の反対面が反射膜７で覆われている。この反射膜７は、光造影剤の励起波長（８０５ｎｍ）の光を反射し、蛍光波長（８３５ｎｍ）の光を透過する性質を有する。
【００３４】
光源２からの励起光は乳房押当部材１の内部へ照射され、反射膜６を介して押当面４に反射される。つまり、励起光は押当面４を介して乳房に向けて照射される。
【００３５】
乳房に照射された励起光は、被検者の乳がん組織に凝集している光造影剤を励起し、蛍光させる。その蛍光のみが反射膜を介して撮像手段３に取得され、モニタ等に表示されて、乳がんの有無、位置、大きさ等が確認される。
【００３６】
また、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく様々な変形が可能である。
【００３７】
例えば、乳房押当部材１に光源２を併設させてもよい。その変形例１の乳房側面の方向からの図を図７、乳房側からの図を図８に示す。また、変形例２の乳房側面の方向からの図を図９、乳房側からの図を図１０に示す。上記変形例の場合にも、乳房押当部材１と光源２が別れている場合と同様に作用する。
【００３８】
また、乳房押当部材１は円盤状に限らず、楕円盤でも角盤でもよく、その材質は光源又は乳房からの光に対して透光性であれば透明でも着色されていてもよい。また、基準マーク部５はくぼみに限らず基準位置を特定できるものであればよい。
【００３９】
押当面４の形状は平面や曲面など乳房の形状や変形などを考慮にいれたものが望ましく、押当面４が押し当てられる範囲は、乳房全体でも乳房の一部、例えば乳がんのできやすい腋周辺の乳房だけでもよい。
【００４０】
光源手段は、発光ダイオードを用いてもよく、また撮像手段はＩＩ（イメージインテンシファイア）でもよい。
【００４１】
【発明の効果】
以上、詳細に説明した通り本発明では、乳房に乳房押当部材を押し当てて、可視光若しくは近赤外の光を照射するだけであるため、被検者に苦痛を与えずに、安全で容易に乳がんの検出が可能になる。また、適切な光造影剤を用いることにより、健康な乳房組織と乳がん組織を明確な区別が可能となり、双方の誤認による不用な切除生検をおこなうことを防止できるという格別の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施形態の概略構成図である。
【図２】第１実施形態の乳房押当部材の乳房側面方向の断面図である。
【図３】第１実施形態の乳房押当部材の乳房側正面図である。
【図４】第２〜４実施形態で用いる光造影剤の励起、蛍光特性図である。
【図５】第２実施形態の乳房押当部材の乳房側面方向の断面図である。
【図６】第４実施形態の乳房押当部材の乳房側面方向の断面図である。
【図７】変形例１の光源を併設する乳房押当部材の乳房側面方向の断面図である。
【図８】変形例１の光源を併設する乳房押当部材の乳房側正面図である。
【図９】変形例２の光源を併設する乳房押当部材の乳房側面方向の断面図である。
【図１０】変形例２の光源を併設する乳房押当部材の乳房側正面図である。
【符号の説明】
１……乳房押当部材、２……光源手段、３……撮像手段、４……押当面、５……基準マーク部、６……フィルタ、７……反射膜。

Claims

被検者の乳房に押し当てられる押当面を有し、身体に押し付けられた状態の乳房を前記押当面の反対面から観察可能にした透光性の乳房押当部材と、
前記押当面が押し当てられた範囲の乳房の少なくとも一部に対し、６００ｎｍから１μｍの範囲の波長の光を照射する光源手段と、
前記光源手段からの照射光に起因する乳房からの光に対する感度を有し、前記乳房押当部材を介して乳房の画像を取得する撮像手段と、
を備え、
前記撮像手段により取得された乳房の画像から乳がんを検出し、
前記乳房押当部材の前記押当面には乳頭が位置する基準マーク部が設けられ、
前記撮像手段により取得された乳房の画像に前記基準マーク部を重畳するようにしたことを特徴とする乳がん検出装置。
前記光源手段は、前記押当面を囲むように前記乳房押当部材の前記押当面側に配置されたリング状の光源である請求項１記載の乳がん検出装置。
前記光源手段は、前記乳房押当部材を構成する透光性の部材内部に光を照射する光源であり、
前記押当面との接触面から乳房に向って前記光源手段からの光が照射されるようにした請求項１〜２のいずれか１項記載の乳がん検出装置。
前記光源手段は、乳房組織における吸収率と乳がん組織における吸収率が異なる波長の光を照射する光源であり、
前記撮像手段は乳房組織と乳がん組織の少なくとも一方からの反射、散乱、拡散光を撮像する請求項１〜３のいずれか１項記載の乳がん検出装置。
前記光源手段は、乳がん組織に選択的に凝集する性質を持つ光造影剤を励起する波長の光を照射する光源であり、
前記撮像手段は、前記光造影剤の蛍光波長に感度を有し、前記光造影剤が投与された被検者の乳房の蛍光画像を取得するように構成されている請求項１〜３のいずれか１項記載の乳がん検出装置。
前記乳房押当部材は、前記光造影剤の蛍光波長の光を選択的に透過させるフィルタを有する請求項５記載の乳がん検出装置。
前記光源手段は、乳がん組織に選択的に凝集する性質を持つ光造影剤を励起する波長の光を照射する光源であり、
前記撮像手段は、前記光造影剤の励起光波長に感度を有し、前記光造影剤が投与された被検者の乳房の励起光画像を取得するように構成されている請求項１〜３のいずれか１項記載の乳がん検出装置。
前記乳房押当部材は、前記光造影剤の蛍光波長の光を選択的に遮断するフィルタを有する請求項７記載の乳がん検出装置。
前記乳房押当部材は、前記光源手段から投射される波長の光を前記押当面から被検者の乳房側に選択的に反射させる反射手段を有する請求項１〜８のいずれか１項記載の乳がん検出装置。