JP5200193B2 - 医療装置 - Google Patents
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Description
本発明は、医療装置に関し、特に、蛍光薬剤から発せられる蛍光に基づく観察が可能な医療装置に関するものである。
近年、分子標的薬剤を用いた癌診断技術が注目され始めている。具体的には、例えば、癌細胞において特異的に発現する生体タンパク質をターゲットとした蛍光薬剤（蛍光プローブ）を生体へ投与した後、該生体の対象部位において発せられる蛍光に基づいて癌の有無を判別する、という手法が近年研究されている。そして、このような手法は、消化管分野の癌の早期発見において有用である。
また、前述の手法を応用したものとして、蛍光波長が異なる複数種類の蛍光薬剤を生体へ投与した後、該生体の対象部位において発せられる複数の蛍光に基づき、該複数種類の蛍光薬剤に対応する複数種類の生体タンパク質の発現状態を複合的に観察する、という手法が提案されつつある。そして、このような手法は、癌のステージの推定、癌の浸潤リスクの予測、及び、癌の転移リスクの予測等において有用であると考えられている。
例えば、日本国特開２００６−６１６８３号公報には、励起光を発生するレーザ光源と、先端部に励起光の照射部を有する内視鏡スコープと、励起光によって被検体に発生した蛍光を検出するインテンシファイア内臓ＣＣＤと、インテンシファイア内臓ＣＣＤからの蛍光信号をもとに蛍光画像信号を生成する蛍光画像生成手段と、照射部と被検体との距離に相当する距離信号を生成する距離測定手段と、蛍光信号を距離信号により補正して距離の変動に影響されない蛍光量を算出する蛍光量算出手段と、を備えた内視鏡装置であって、前記蛍光量算出手段が、前記蛍光信号あるいは前記蛍光画像信号を、蛍光薬剤を投与してからの経過時間に基づいて補正する薬剤投与後時間補正手段を有する構成が開示されている。
そして、日本国特開２００６−６１６８３号公報に開示された前述の構成により、投与された蛍光薬剤の影響が被検体に行き渡る前であっても、当該蛍光薬剤の影響が当該被検体に行き渡った後の状態に蛍光画像を補正することができるようにしている。
ここで、蛍光薬剤から発せられる蛍光の退色が励起光を蛍光薬剤に照射した時点から始まることを考慮すると、蛍光薬剤が対象部位に十分に集積した後で励起光の照射を開始することが望ましい。これに対し、蛍光薬剤が対象部位に十分に集積する前に励起光の照射を開始した場合には、例えば、励起光の照射を開始してから蛍光薬剤が対象部位に集積するまでの期間において、相互に略同等の強度を有する蛍光が正常部位及び異常部位の両方から発せられ、さらに、蛍光薬剤が対象部位に集積した時点において、蛍光の退色が既にかなり進行してしまっている、というような状況が生じ得る。
また、被検体へ投与された蛍光薬剤の対象部位における集積量は、被検体へ投与されてから排泄されるまでの間における経過時間のみならず、例えば、使用する蛍光薬剤の種類、対象部位が属する器官、及び、対象部位への蛍光薬剤の投与方法というような複数の要因に基づいて様々に変化し得ると考えられる。
そのため、日本国特開２００６−６１６８３号公報の薬剤投与後時間補正手段により、蛍光薬剤が対象部位に十分に集積する前に励起光の照射を開始して得た蛍光画像を補正したとしても、例えば、正常部位と異常部位とを視覚的に区別することが非常に困難な補正後の画像しか得られず、結果的に、蛍光薬剤から発せられる蛍光の強度の違いに基づく対象部位の診断に支障をきたす、という課題が生じている。
一方、日本国特開２００６−６１６８３号公報には、蛍光薬剤から発せられる蛍光の退色に関して特に言及されておらず、結果的に、蛍光薬剤から発せられる蛍光の観察を継続して実施可能な時間が比較的大きく短縮された状態で対象部位の診断を行わざるを得ない、という課題が生じている。
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであり、被検体の対象部位へ投与された蛍光薬剤から発せられる蛍光を観察する場合において、当該対象部位の診断が可能な時間帯以外における蛍光の発生を極力抑制することにより、診断能の向上を図ることが可能な医療装置を提供することを目的としている。
本発明の一態様の医療装置は、生体内における薬剤動態に関する情報が複数の蛍光薬剤の種類毎に予め格納された記憶部と、前記記憶部に格納された情報と、所望の蛍光薬剤が投与される被検体の対象部位の情報と、前記所望の蛍光薬剤の前記対象部位への投与方法の情報と、前記所望の蛍光薬剤の投与開始時刻の情報と、に基づき、前記所望の蛍光薬剤に対応する診断開始時刻に関する情報を取得する演算処理部と、前記被検体内の被写体を撮像する撮像部と、前記被検体内における前記撮像部の位置情報を取得する位置情報取得部と、少なくとも前記投与開始時刻から前記診断開始時刻に達するまでは前記所望の蛍光薬剤を励起するための励起光の照射を停止状態に制御し、前記診断開始時刻及び前記位置情報に基づいて前記励起光を照射するように制御する光源制御部と、を有する。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明を行う。
図１から図１３は、本発明の実施例に係るものである。
図１は、本発明の実施例に係るカプセル内視鏡の要部の構成を示す図である。
カプセル内視鏡１００１は、消化管の蠕動運動に応じて移動できるように構成されている。また、カプセル内視鏡１００１は、図１に示すように、カプセル型の筐体１００２と、該筐体１００２内に収容され、透明窓１００２ｂを介して励起光を照射する励起光出射部１００３と、体腔内の観察対象部位を撮像して撮像信号を出力する撮像部１００５と、該撮像部１００５から出力される撮像信号に種々の画像処理を施して画像データを生成する画像生成部１００６と、筐体１００２の外部へ無線信号を送信可能な無線送信部１００７ａと、筐体１００２の外部から送信された無線信号を受信することが可能な無線受信部１００７ｂと、カプセル内視鏡１００１の各部に対する制御等を行う制御部１００８と、カプセル内視鏡１００１の各部を駆動させるための駆動電力を供給可能なバッテリ１００９と、を有して構成されている。なお、図１においては、簡単のため、バッテリ１００９からカプセル内視鏡１００１の各部への配線を省略している。
カプセル型の筐体１００２は、円筒状の筐体本体１００２ａの両端を半球状の透明窓１００２ｂ及び端板１００２ｃにより密封して形成されている。
励起光出射部１００３は、可視域または近赤外域を含む波長領域の光を発するＬＥＤ１００３ａと、ＬＥＤ１００３ａの発光面の前面に配置されるとともに、可視域の一部または赤色域の光を通過させる特性を具備するように形成された励起光フィルタ１００３ｂと、を有している。
具体的には、励起光フィルタ１００３ｂは、ＬＥＤ１００３ａから発せられた各波長帯域の光のうち、例えば、６００〜６５０ｎｍの波長帯域の光を略減衰させずに通過させるように形成されている。
図２は、図１のカプセル内視鏡において、励起光照明部及び撮像部が配置される位置の一例を示す図である。
なお、カプセル内視鏡１００１の励起光出射部１００３は、例えば図２に示すように、撮像部１００５の周囲に４つ配置したものに限らず、１つ以上であれば撮像部１００５の周囲にいくつ配置してもよい。
撮像部１００５は、透明窓１００２ｂを介して筐体１００２の内部に入射される戻り光を集光する対物光学系１００５ａと、励起光の波長帯域の光を遮断する特性を具備するように形成された励起光カットフィルタ１００５ｂと、対物光学系１００５ａ及び励起光カットフィルタ１００５ｂを通過した光を撮像して撮像信号を出力することが可能な高感度ＣＣＤ等の撮像素子１００５ｃと、を有している。
具体的には、励起光カットフィルタ１００５ｂは、対物光学系１００５ａを経て入射される光のうち、例えば、６８０〜８００ｎｍの光のみを略減衰させずに通過させるように形成されている。
無線送信部１００７ａは、画像生成部１００６により生成された画像データに対して変調等の信号処理を施すことにより無線信号を生成し、当該生成した無線信号を筐体１００２の外部へ送信できるように構成されている。
無線受信部１００７ｂは、筐体１００２の外部から送信される無線信号を受信し、当該受信した無線信号に対して復調等の信号処理を施すことにより得られた情報等を制御部１００８へ出力できるように構成されている。
図３は、図１のカプセル内視鏡の要部の構成を示すブロック図である。なお、図３においては、簡単のため、カプセル内視鏡１００１の構成の一部を省略している。
ＣＰＵ及びメモリ等からなる制御部１００８は、図３に示すように、演算処理を行う演算処理部１００８ａと、記憶部１００８ｂと、計時部１００８ｃと、判定部１００８ｄと、切替制御部１００８ｅと、を具備して構成されている。また、制御部１００８（の切替制御部１００８ｅ）は、無線受信部１００７ｂから出力される情報等に基づいて前述の各部を動作させることにより、後程述べるような制御をカプセル内視鏡１００１の各部に対して行う。さらに、制御部１００８は、前述の制御に並行して、画像生成部１００６により生成される画像データに対し、当該画像データの取得時刻に関する情報、及び、後述の位置情報等を付加情報として付与する処理を行う。
記憶部１００８ｂには、例えば後述のテーブルデータのような、演算処理部１００８ａの演算処理等に用いられる種々のデータが格納されている。
計時部１００８ｃは、ＲＴＣ（リアルタイムクロック）及びタイマ等を有し、被検者に蛍光薬剤を投与してからの経過時間を計測できるように構成されている。
判定部１００８ｄは、演算処理部１００８ａの演算処理結果及び計時部１００８ｃの計測結果に基づき、後程述べるような判定処理を行う。
切替制御部１００８ｅは、判定部１００８ｄの判定結果に基づく制御をカプセル内視鏡１００１の各部に対して行う。
図４は、図１のカプセル内視鏡を含むカプセル内視鏡システムの要部の構成を示す図である。図５は、図４のカプセル内視鏡システムの要部の構成を示すブロック図である。
カプセル内視鏡システム１は、図４に示すように、保管用のパッケージ５０から取り出された状態で嚥下されることにより被検者２の体腔内に配置されるカプセル内視鏡１００１と、被検者２に着用されるジャケット３と、ジャケット３に対して着脱自在に構成された端末装置４と、パーソナルコンピュータ（以下、ＰＣと略記する）５と、を有して構成されている。
ジャケット３には、図４に示すように、カプセル内視鏡１００１から送信される無線信号を相互に異なる位置において受信可能な、例えば３軸コイル等により構成されているアンテナ３１、３２、３３及び３４が設けられている。そして、このような構成によれば、カプセル内視鏡１００１の移動に伴って送信される無線信号を、ジャケット３の４つの箇所において、３軸方向の各方向（例えば直交座標系のＸ軸方向、Ｙ軸方向、及び、Ｚ軸方向）の成分毎に受信することができる。
なお、ジャケット３に設けられるアンテナの数は、複数である限りにおいては、４個以外の数であってもよい。
また、ジャケット３には、図５に示すように、アンテナ３１、３２、３３及び３４にそれぞれ接続されているセレクタ３５と、ジャケット３を端末装置４に接続するための通信用のケーブルを着脱可能なインターフェース（以下、Ｉ／Ｆと略記する）３６と、が設けられている。
セレクタ３５は、無線信号の受信レベル（受信強度）が最も高い１つのアンテナをアンテナ３１、３２、３３及び３４の中から選択するとともに、当該選択した１つのアンテナにおいて受信された信号を、Ｉ／Ｆ３６に装着された通信用のケーブルを介して端末装置４へ出力する。
端末装置４は、ジャケット３に接続された状態での持ち運びが可能な可搬型の端末として構成されている。また、端末装置４は、図４及び図５に示すように、端末装置４をジャケット３に接続するための通信用のケーブルを着脱可能なＩ／Ｆ４０と、カプセル内視鏡１００１へ出力可能なアンテナ４１と、観察（検査）に関する情報等を表示可能な表示部４２と、観察（検査）に関する情報等を入力可能な入力部４３と、端末装置４の各部を駆動させるための駆動電力を供給可能なバッテリ等からなる電源部４５と、端末装置４の各部に対する制御等を行う制御部４６と、メモリＩ／Ｆ４７と、端末装置４をＰＣ５に接続するための通信用のケーブルを着脱可能なＩ／Ｆ４８と、を有して構成されている。
アンテナ４１は、制御部４６から出力される情報に応じた無線信号を生成し、当該生成した無線信号をカプセル内視鏡１００１へ出力するように構成されている。
ＣＰＵ及びメモリ等からなる制御部４６は、カプセル内視鏡１００１を用いた観察を実施する際に入力部４３において入力される情報を取得し、当該取得した情報をアンテナ４１からカプセル内視鏡１００１へ出力させる。なお、カプセル内視鏡１００１を用いた観察を実施する際に入力部４３において入力される情報の詳細については、後述するものとする。
また、制御部４６は、カプセル内視鏡１００１を用いた観察中にＩ／Ｆ４０から出力される出力信号に基づき、カプセル内視鏡１００１の現在位置（例えばどの臓器または器官に位置しているか）を示す位置情報を略リアルタイムに取得する。そして、制御部４６は、取得した位置情報をアンテナ４１からカプセル内視鏡１００１へ出力させる。そのため、本実施例によれば、カプセル内視鏡１００１の無線受信部１００７ｂにおいてカプセル内視鏡１００１の位置情報を含む無線信号を受信することができ、当該受信した無線信号に対して無線受信部１００７ｂが復調等の信号処理を施すことによりカプセル内視鏡１００１の位置情報を取得することができ、さらに、取得されたカプセル内視鏡１００１の位置情報が制御部１００８へ出力される。
なお、本実施例の制御部４６により取得される位置情報は、カプセル内視鏡１００１の各部のうちのいずれかの現在位置を示すものとしても利用できる。具体的には、本実施例の制御部４６により取得される位置情報は、例えば、カプセル内視鏡１００１の撮像部１００５の現在位置を示すものとしても利用できる。そのため、本実施例においては、カプセル内視鏡１００１の現在位置を示す位置情報と、撮像部１００５の現在位置を示す位置情報とが実質的に同義であるものとする。
さらに、制御部４６は、カプセル内視鏡１００１を用いた観察中にＩ／Ｆ４０から出力される出力信号に基づき、カプセル内視鏡１００１により取得された画像データを略リアルタイムに表示部４２に表示させることができる。
メモリＩ／Ｆ４７は、Ｉ／Ｆ４０及びＩ／Ｆ４８にそれぞれ接続されているとともに、メモリカード等の可搬型記憶媒体４４を着脱可能な構成を具備している。
ＰＣ５は、ＰＣ５を端末装置４に接続するための通信用のケーブルを着脱可能なＩ／Ｆ５１と、観察（検査）に関する情報等を表示可能な表示部５２と、観察（検査）に関する情報等を入力可能な入力部５３と、ＰＣ５の各部に対する制御等を行う制御部５４と、可搬型記憶媒体４４を着脱可能な構成を具備するメモリＩ／Ｆ５５と、ハードディスクドライブ等からなる記憶装置５６と、を有して構成されている。
ＣＰＵ及びメモリ等からなる制御部５４は、カプセル内視鏡１００１を用いた観察中にＩ／Ｆ５１から出力される出力信号（に含まれる情報等）を略リアルタイムに記憶装置５６に格納することができる。
そして、以上に述べたような端末装置４及びＰＣ５の構成によれば、カプセル内視鏡１００１を用いた観察中にＩ／Ｆ４０から出力される出力信号（に含まれる情報等）を、略リアルタイムに可搬型記憶媒体４４及び記憶装置５６の両方に格納することができる。また、以上に述べたような端末装置４及びＰＣ５の構成によれば、カプセル内視鏡１００１を用いた観察中にＩ／Ｆ４０から出力される出力信号（に含まれる情報等）を略リアルタイムに可搬型記憶媒体４４に格納することができるとともに、カプセル内視鏡１００１を用いた観察後に可搬型記憶媒体４４をメモリＩ／Ｆ４７から取り外してメモリＩ／Ｆ５５に装着することにより、可搬型記憶媒体４４に格納された画像データ等を制御部５４に読み込ませることができる。
一方、制御部５４は、入力部５３の入力内容等に基づき、メモリＩ／Ｆ５５に装着された可搬型記憶媒体４４に格納されている画像データ、または、記憶装置５６に格納されている画像データを読み込んで再生表示するための画面として、例えば図６に示すような再生表示画面を生成して表示部５２に表示させる。
図６は、画像データの再生表示画面の一例を示す図である。
図６に例示した再生表示画面には、カプセル内視鏡１００１により取得された各画像データのうちの１つを表示するための画像表示欄５０１と、画像表示欄５０１に表示されている画像データが取得された患者に関する情報を表示するための患者情報表示欄５０２と、画像表示欄５０１に表示されている画像データが取得された際の診察に関する情報を表示するための診察情報表示欄５０３と、が配置されている。
また、図６に例示した再生表示画面には、チェックボタンＣＨＫの操作により任意にチェック（選択）された画像データを列挙するチェック画像表示欄５０４と、画像表示欄５０１に表示されている画像データが取得された際の体腔内の位置を３次元的に表示可能な３Ｄ位置表示欄５０５と、画像表示欄５０１に表示させる画像データの再生操作を行うための再生操作欄５０６と、観察開始時刻（画像データの取得開始時刻）からの経過時間を示すタイムバー５０７と、が配置されている。
さらに、図６に例示した再生表示画面には、画面内に表示される各情報に対するヘルプ機能を有効または無効に切り替えることが可能なヘルプボタン、画面内に表示される各情報を初期化することが可能なキャンセルボタン、及び、画面を閉じて再生表示を終了するための終了ボタンが配置されている。
再生操作欄５０６には、画像表示欄５０１に表示される画像データを時系列に沿って順方向に切り替えながら再生表示させることが可能なコマ再生ボタン、再生ボタン、及び、高速再生（高再）ボタンが配置されている。また、再生操作欄５０６には、画像表示欄５０１に表示される画像データを時系列に沿って逆方向に切り替えながら再生表示させることが可能なコマ逆再生ボタン、逆再生ボタン、及び、高速逆再生（高逆）ボタンが配置されている。さらに、再生操作欄５０６には、画像表示欄５０１に表示される画像データの切り替え表示を停止させることが可能な停止ボタンが配置されている。
タイムバー５０７には、再生操作欄５０６の各ボタンの操作、及び、画像表示欄５０１に表示される画像データの切り替えにそれぞれ連動して時間軸方向に移動するスライダＳが配置されている。
そして、以上に述べたような再生表示画面によれば、カプセル内視鏡１００１により取得された画像データと、当該画像データが取得された際の状況（撮像位置及び撮像時刻等）と、の対応関係を容易に把握することができる。
続いて、本実施例の作用について説明を行う。
まず、術者等は、可搬型記憶媒体４４が装着された端末装置４をジャケット３に接続し、このジャケット３を被検者２に着用させ、保管用のパッケージ５０からカプセル内視鏡１００１を取り出した後、カプセル内視鏡システム１の各部の電源をオンする。そして、術者等は、被検者２の観察対象部位への蛍光薬剤の投与と、被検者２へのカプセル内視鏡１００１の導入とを行う。
次に、術者等は、入力部４３のスイッチ等を操作することにより、（例えば端末装置４の各種設定に係る設定画面を表示部４２に表示させ、）蛍光薬剤を用いた観察における診断開始時の集積量の基準値Ｎｓと、診断終了時の集積量の基準値Ｎｅと、使用する蛍光薬剤の種類と、蛍光薬剤を投与する対象部位（観察対象部位）が属する器官と、当該対象部位への蛍光薬剤の投与方法と、蛍光薬剤の被検者２への投与開始時刻と、をそれぞれ設定する。
基準値Ｎｓ及びＮｅは、蛍光薬剤の集積量のピーク値に相当する最大値Ｎｍａｘを１００％とした場合の割合を示す値であって、初期状態ではＮｓ＝Ｎｅ＝Ｎｍａｘに設定された状態でカプセル内視鏡１００１の記憶部１００８ｂに格納されている。
なお、使用する蛍光薬剤の種類、蛍光薬剤を投与する対象部位が属する器官、当該対象部位への蛍光薬剤の投与方法の組み合わせ方次第では、基準値Ｎｓ及びＮｅがそれぞれＮｍａｘ以外の値であっても、十分な診断能を得られる場合がある。そのため、基準値Ｎｓ及びＮｅは、入力部４３の操作により、それぞれ任意の値に設定できるようにしてもよく、または、（例えば８０％、６０％、・・・というような）所定の複数の値の中から１つずつ選択できるようにしてもよい。
制御部４６は、入力部４３において前述の各情報が入力されたことを検出すると、当該入力された各情報を含む無線信号をアンテナ４１からカプセル内視鏡１００１へ送信させる。
一方、制御部１００８は、無線受信部１００７ｂから出力される情報に基づき、新たな基準値Ｎｓ及びＮｅが設定されたことを検出すると、記憶部１００８ｂに格納されている基準値Ｎｓ及びＮｅを更新する。
制御部１００８の演算処理部１００８ａは、無線受信部１００７ｂから出力される情報に基づき、記憶部１００８ｂに予め格納されたテーブルデータの中から、使用する蛍光薬剤の種類に一致する１つのテーブルデータを選択する。
図７は、蛍光薬剤の薬剤動態を選択する際に用いられるテーブルデータの一例を示す図である。
前述のテーブルデータは、例えば図７に示すように、生体内における薬剤動態に関する情報が複数の蛍光薬剤の種類毎に分類された状態で記憶部１００８ｂに予め格納されている。
そして、制御部１００８の演算処理部１００８ａは、使用する蛍光薬剤が蛍光薬剤Ａである場合には、図７に例示したテーブルデータを選択する。
さらに、制御部１００８の演算処理部１００８ａは、選択した１つのテーブルデータの中から、蛍光薬剤を投与する対象部位が属する器官、及び、対象部位への蛍光薬剤の投与方法の組み合わせに該当する１つの薬剤動態を選択する。
具体的には、制御部１００８の演算処理部１００８ａは、例えば、図７に示すテーブルデータにおいて、蛍光薬剤を投与する対象部位が胃に属し、かつ、静注（静脈注射）により蛍光薬剤を投与する場合には、薬剤動態Ａ０２を選択する。
なお、本実施例によれば、例えば、記憶部１００８ｂに格納される各テーブルデータにおける薬剤動態毎に予め基準値Ｎｓ及びＮｅを設定しておくことにより、１つの薬剤動態の選択に伴って基準値Ｎｓ及びＮｅが一意に定まるように構成されていてもよい。
制御部１００８の演算処理部１００８ａは、記憶部１００８ｂに格納された基準値Ｎｓ及びＮｅと、蛍光薬剤の被検者２への投与開始時刻と、に基づき、前述の処理により選択した１つの薬剤動態において、蛍光薬剤を被検者２に投与してからの経過時間Ｔ＝０かつ蛍光薬剤の集積量Ｎ＝０の点を当該投与開始時刻に一致させ、集積量Ｎ＝Ｎｓとなる最初の経過時間Ｔに相当する診断開始時刻Ｔｓを取得し、さらに、診断開始時刻Ｔｓ以降において最後に集積量Ｎ＝Ｎｅとなる経過時間Ｔに相当する診断終了時刻Ｔｅを取得する。
図８は、テーブルデータの中から選択された薬剤動態の一例を示す図である。図９は、図８の薬剤動態が選択された場合に取得される診断開始時刻及び診断終了時刻の一例を示す図である。
ここで、生体内における蛍光薬剤の薬剤動態は、蛍光薬剤が被検者の体内へ投与されてから排泄されるまでの経過時間Ｔと、蛍光薬剤が投与される被検者の体内の対象部位における集積量Ｎとの間において、例えば、図８に示すような相関関係を有している。そのため、例えば、蛍光薬剤の薬剤動態として図８に示したものが選択され、かつ、基準値Ｎｓ及びＮｅがいずれもＮｍａｘとして設定された場合には、図９に示すような診断開始時刻Ｔｓ及び診断終了時刻Ｔｅが取得される。
一方、制御部１００８の判定部１００８ｄは、演算処理部１００８ａにより取得された診断開始時刻Ｔｓ及び診断終了時刻Ｔｅと、計時部１００８ｃの計測結果と、に基づき、現在の時刻が診断開始時刻Ｔｓから診断終了時刻Ｔｅまでの時間帯である診断可能時間内に相当するか否かに関する判定を行う。換言すると、制御部１００８の判定部１００８ｄは、演算処理部１００８ａにより取得された診断開始時刻Ｔｓ及び診断終了時刻Ｔｅと、計時部１００８ｃの計測結果と、に基づき、現在の時刻が診断開始時刻Ｔｓに達したか否かの判定、及び、現在の時刻が診断終了時刻Ｔｅに達したか否かの判定をそれぞれ行うことができるように構成されている。
制御部１００８の切替制御部１００８ｅは、現在の時刻が診断可能時間内ではないとの判定結果が判定部１００８ｄにより得られた場合には、励起光出射部１００３の各ＬＥＤ１００３ａを消光させ、撮像部１００５の撮像素子１００５ｃの駆動を停止させ、単色画像等のブランクの画像データを画像生成部１００６において生成させ、当該生成したブランクの画像データを無線送信部１００７ａから送信させるように制御を行う。
すなわち、現在の時刻が診断可能時間内ではないと判定された場合においては、前述のブランクの画像データを含むＩ／Ｆ４０からの出力信号に基づいて制御部４６がカプセル内視鏡１００１の現在位置を示す位置情報を取得し、さらに、当該取得された位置情報がカプセル内視鏡１００１へ送信される。
また、制御部１００８の判定部１００８ｄは、現在の時刻が診断可能時間内であるとの判定結果を得た場合において、さらに、無線受信部１００７ｂから出力される位置情報に基づき、観察対象部位の周辺にカプセル内視鏡１００１が到達しているか否かの判定を行う。
制御部１００８の切替制御部１００８ｅは、観察対象部位の周辺にカプセル内視鏡１００１が到達していないとの判定結果が判定部１００８ｄにより得られた場合には、励起光出射部１００３の各ＬＥＤ１００３ａを消光させ、撮像部１００５の撮像素子１００５ｃの駆動を停止させ、単色画像等のブランクの画像データを画像生成部１００６において生成させ、当該生成したブランクの画像データを無線送信部１００７ａから送信させるように制御を行う。
すなわち、現在の時刻が診断可能時間内であり、かつ、カプセル内視鏡１００１が観察対象部位の周辺に到達していないと判定された場合においては、前述のブランクの画像データを含むＩ／Ｆ４０からの出力信号に基づいて制御部４６がカプセル内視鏡１００１の現在位置を示す位置情報を取得し、さらに、当該取得された位置情報がカプセル内視鏡１００１へ送信される。
また、制御部１００８の切替制御部１００８ｅは、観察対象部位の周辺にカプセル内視鏡１００１が到達しているとの判定結果が判定部１００８ｄにより得られた場合には、励起光出射部１００３の各ＬＥＤ１００３ａを発光させ、撮像部１００５の撮像素子１００５ｃを駆動させ、撮像部１００５から出力される撮像信号に応じた画像データを画像生成部１００６において生成させ、当該生成した画像データを無線送信部１００７ａから送信させるように制御を行う。
すなわち、現在の時刻が診断可能時間内であり、かつ、カプセル内視鏡１００１が観察対象部位の周辺に到達していると判定された場合においては、蛍光薬剤から発せられる蛍光を撮像して得られた画像データを含むＩ／Ｆ４０からの出力信号に基づいて制御部４６がカプセル内視鏡１００１の現在位置を示す位置情報を取得し、さらに、当該取得された位置情報がカプセル内視鏡１００１へ送信される。
なお、本実施例においては、図１に例示したカプセル内視鏡１００１を用いる代わりに、図１０に示すようなカプセル内視鏡１１０１を用いてもよい。
図１０は、本発明の実施例の変形例に係るカプセル内視鏡の要部の構成を示す図である。
カプセル内視鏡１１０１は、図１０に示すように、筐体１００２と、励起光出射部１００３と、該筐体１００２内に収容され、透明窓１００２ｂを介して白色光を照射する白色光出射部１１０３と、撮像部１１０５と、画像生成部１００６と、無線送信部１００７ａと、無線受信部１００７ｂと、制御部１００８と、バッテリ１００９と、を有して構成されている。なお、図１０においては、簡単のため、バッテリ１００９からカプセル内視鏡１００１の各部への配線を省略している。
白色光出射部１１０３は、ＬＥＤ１００３ａと同一の波長帯域の光を発するＬＥＤ１１０３ａと、ＬＥＤ１１０３ａの発光面の前面に配置されるとともに、可視域の光を通過させる特性を具備するように形成された白色光フィルタ１１０３ｂと、を有している。
具体的には、白色光フィルタ１１０３ｂは、ＬＥＤ１１０３ａから発せられた各波長帯域の光のうち、例えば、４００〜６５０ｎｍの波長帯域の光を略減衰させずに通過させるように形成されている。
図１１は、図１０のカプセル内視鏡において、励起光照明部、白色光照明部、及び、撮像部が配置される位置の一例を示す図である。
なお、カプセル内視鏡１１０１の励起光出射部１００３及び白色光出射部１１０３は、例えば図１１に示すように、撮像部１１０５の周囲に２つずつ配置したものに限らず、１つずつ以上であれば撮像部１１０５の周囲にいくつ配置してもよい。
撮像部１１０５は、対物光学系１００５ａと、撮像素子１００５ｃと、対物光学系１００５ａと撮像素子１００５ｃとの間の光路上に配置されたフィルタ切替部１１０５ｂと、を有している。
図１２は、図１０のカプセル内視鏡の要部の構成を示すブロック図である。なお、図１２においては、簡単のため、カプセル内視鏡１１０１の構成の一部を省略している。
フィルタ切替部１１０５ｂは、例えば図１２に示すように、励起光カットフィルタ１００５ｂを対物光学系１００５ａから撮像素子１００５ｃに至るまでの光路上に介挿した状態と、励起光カットフィルタ１００５ｂを対物光学系１００５ａから撮像素子１００５ｃに至るまでの光路上から退避した状態と、を制御部１００８の制御に応じて切り替え可能な構成を有している。
すなわち、撮像部１１０５は、フィルタ切替部１１０５ｂの励起光カットフィルタ１００５ｂが対物光学系１００５ａから撮像素子１００５ｃに至るまでの光路上に介挿された状態において、対物光学系１００５ａ及び励起光カットフィルタ１００５ｂを通過した光を撮像素子１００５ｃに結像させることができるように構成されている。また、撮像部１１０５は、フィルタ切替部１１０５ｂの励起光カットフィルタ１００５ｂが対物光学系１００５ａから撮像素子１００５ｃに至るまでの光路上から退避された状態において、対物光学系１００５ａを通過した光を撮像素子１００５ｃに結像させることができるように構成されている。
なお、撮像部１１０５のフィルタ切替部１１０５ｂは、前述の２つの状態を切り替え可能な構成を有する限りにおいては、どのようなものであっててもよい。
続いて、本実施例の変形例の作用について、既述の内容を適宜省略しながら説明を行う。
まず、術者等は、可搬型記憶媒体４４が装着された端末装置４をジャケット３に接続し、このジャケット３を被検者２に着用させ、保管用のパッケージ５０からカプセル内視鏡１１０１を取り出した後、カプセル内視鏡システム１の各部の電源をオンする。そして、術者等は、被検者２の観察対象部位への蛍光薬剤の投与と、被検者２へのカプセル内視鏡１１０１の導入とを行う。
次に、術者等は、入力部４３のスイッチ等を操作することにより、（例えば端末装置４の各種設定に係る設定画面を表示部４２に表示させ、）蛍光薬剤を用いた観察における診断開始時の集積量の基準値Ｎｓと、診断終了時の集積量の基準値Ｎｅと、使用する蛍光薬剤の種類と、蛍光薬剤を投与する対象部位（観察対象部位）が属する器官と、当該対象部位への蛍光薬剤の投与方法と、蛍光薬剤の被検者２への投与開始時刻と、をそれぞれ設定する。
制御部４６は、入力部４３において前述の各情報が入力されたことを検出すると、当該入力された各情報を含む無線信号をアンテナ４１からカプセル内視鏡１００１へ送信させる。
一方、制御部１００８は、無線受信部１００７ｂから出力される情報に基づき、新たな基準値Ｎｓ及びＮｅが設定されたことを検出すると、記憶部１００８ｂに格納されている基準値Ｎｓ及びＮｅを更新する。
制御部１００８の演算処理部１００８ａは、無線受信部１００７ｂから出力される情報に基づき、記憶部１００８ｂに格納された複数の蛍光薬剤のテーブルデータの中から、使用する蛍光薬剤の種類に一致する１つのテーブルデータを選択した後、さらに、当該選択した１つのテーブルデータの中から、蛍光薬剤を投与する対象部位（観察対象部位）が属する器官、及び、対象部位への蛍光薬剤の投与方法の組み合わせに該当する１つの薬剤動態を選択する。
制御部１００８の演算処理部１００８ａは、記憶部１００８ｂに格納された基準値Ｎｓ及びＮｅと、蛍光薬剤の被検者への投与開始時刻と、に基づき、前述の処理により選択した１つの薬剤動態において、蛍光薬剤を被検者に投与してからの経過時間Ｔ＝０かつ蛍光薬剤の集積量Ｎ＝０の点を当該投与開始時刻に一致させ、集積量Ｎ＝Ｎｓとなる最初の経過時間Ｔに相当する診断開始時刻Ｔｓを取得し、さらに、診断開始時刻Ｔｓ以降において最後に集積量Ｎ＝Ｎｅとなる経過時間Ｔに相当する診断終了時刻Ｔｅを取得する。
制御部１００８の判定部１００８ｄは、演算処理部１００８ａにより取得された診断開始時刻Ｔｓ及び診断終了時刻Ｔｅと、計時部１００８ｃの計測結果と、に基づき、現在の時刻が診断開始時刻Ｔｓから診断終了時刻Ｔｅまでの時間帯である診断可能時間内に相当するか否かに関する判定を行う。
制御部１００８の切替制御部１００８ｅは、現在の時刻が診断可能時間内ではないとの判定結果が判定部１００８ｄにより得られた場合には、励起光出射部１００３の各ＬＥＤ１００３ａを消光させ、白色光出射部１１０３の各ＬＥＤ１１０３ａを発光させ、励起光カットフィルタ１００５ｂを対物光学系１００５ａから撮像素子１００５ｃに至るまでの光路上から退避させ、撮像部１１０５の撮像素子１００５ｃを駆動させ、撮像部１１０５から出力される撮像信号に応じた画像データを画像生成部１００６において生成させ、当該生成した画像データを無線送信部１００７ａから送信させるように制御を行う。
すなわち、現在の時刻が診断可能時間内ではないと判定された場合においては、白色光により照明された被写体を撮像して得られた画像データを含むＩ／Ｆ４０からの出力信号に基づいて制御部４６がカプセル内視鏡１１０１の現在位置を示す位置情報を取得し、さらに、当該取得された位置情報がカプセル内視鏡１１０１へ送信される。
ここで、本変形例の制御部４６により取得される位置情報は、カプセル内視鏡１１０１の各部のうちのいずれかの現在位置を示すものとしても利用できる。具体的には、本変形例の制御部４６により取得される位置情報は、例えば、カプセル内視鏡１１０１の撮像部１１０５の現在位置を示すものとしても利用できる。そのため、本変形例においては、カプセル内視鏡１１０１の現在位置を示す位置情報と、撮像部１１０５の現在位置を示す位置情報とが実質的に同義であるものとする。
また、制御部１００８の判定部１００８ｄは、現在の時刻が診断可能時間内であるとの判定結果を得た場合において、さらに、無線受信部１００７ｂから出力される位置情報に基づき、観察対象部位の周辺にカプセル内視鏡１１０１が到達しているか否かの判定を行う。
制御部１００８の切替制御部１００８ｅは、観察対象部位の周辺にカプセル内視鏡１１０１が到達していないとの判定結果が判定部１００８ｄにより得られた場合には、励起光出射部１００３の各ＬＥＤ１００３ａを消光させ、白色光出射部１１０３の各ＬＥＤ１１０３ａを発光させ、励起光カットフィルタ１００５ｂを対物光学系１００５ａから撮像素子１００５ｃに至るまでの光路上から退避させ、撮像部１１０５の撮像素子１００５ｃを駆動させ、撮像部１１０５から出力される撮像信号に応じた画像データを画像生成部１００６において生成させ、当該生成した画像データを無線送信部１００７ａから送信させるように制御を行う。
すなわち、現在の時刻が診断可能時間内であり、かつ、カプセル内視鏡１１０１が観察対象部位の周辺に到達していないと判定された場合においては、白色光により照明された被写体を撮像して得られた画像データを含むＩ／Ｆ４０からの出力信号に基づいて制御部４６がカプセル内視鏡１１０１の現在位置を示す位置情報を取得し、さらに、当該取得された位置情報がカプセル内視鏡１１０１へ送信される。
また、制御部１００８の切替制御部１００８ｅは、観察対象部位の周辺にカプセル内視鏡１１０１が到達しているとの判定結果が判定部１００８ｄにより得られた場合には、励起光出射部１００３の各ＬＥＤ１００３ａを発光させ、白色光出射部１１０３の各ＬＥＤ１１０３ａを消光させ、励起光カットフィルタ１００５ｂを対物光学系１００５ａから撮像素子１００５ｃに至るまでの光路上に介挿させ、撮像部１１０５の撮像素子１００５ｃを駆動させ、撮像部１１０５から出力される撮像信号に応じた画像データを画像生成部１００６において生成させ、当該生成した画像データを無線送信部１００７ａから送信させるように制御を行う。
なお、制御部１００８は、例えば、前述の切替制御部１００８ｅの制御に並行して、励起光出射部１００３の各ＬＥＤ１００３ａが発光を開始してからの経過時間（励起光の照射が開始されてからの経過時間）を取得し、この経過時間に関する情報を画像生成部１００６において生成される画像データの付加情報として付与する処理を行うものであってもよい。また、ＰＣ５の制御部５４は、例えば、このような付加情報の有無に基づいて図６の再生表示画面内のタイムバー５０７を着色等することにより、蛍光薬剤から発せられる蛍光を撮像して画像データを得た期間と、白色光により照明された被写体を撮像して画像データを得た期間と、を視覚的に区別できるようにしてもよい。
すなわち、現在の時刻が診断可能時間内であり、かつ、カプセル内視鏡１１０１が観察対象部位の周辺に到達していると判定された場合においては、蛍光薬剤から発せられる蛍光を撮像して得られた画像データを含むＩ／Ｆ４０からの出力信号に基づいて制御部４６がカプセル内視鏡１１０１の現在位置を示す位置情報を取得し、さらに、当該取得された位置情報がカプセル内視鏡１１０１へ送信される。
なお、本実施例の切替制御部１００８ｅは、現在の時刻が診断可能時間内ではないとの判定結果、カプセル内視鏡１１０１が観察対象部位の周辺に到達していないとの判定結果、または、カプセル内視鏡１１０１が観察対象部位の周辺を通過したとの判定結果のいずれかが判定部１００８ｄにより得られた場合において、励起光出射部１００３の各ＬＥＤ１００３ａを消光させ、白色光出射部１１０３の各ＬＥＤ１１０３ａを発光させ、励起光カットフィルタ１００５ｂを対物光学系１００５ａから撮像素子１００５ｃに至るまでの光路上から退避させ、撮像部１１０５の撮像素子１００５ｃを駆動させ、撮像部１１０５から出力される撮像信号に応じた画像データを画像生成部１００６において生成させ、当該生成した画像データを無線送信部１００７ａから送信させるように制御を行うものであってもよい。
また、カプセル内視鏡１１０１においては、例えば、図１３に示した特性を具備する退色防止用フィルタを白色光フィルタ１１０３ｂの代わりに設けてもよい。
具体的には、図１３に例示した特性を具備する退色防止用フィルタは、ＬＥＤ１１０３ａから発せられた各波長帯域の光のうち、４００ｎｍ以上かつ６００ｎｍ未満までの波長帯域の光（Ｂ光及びＧ光）を略減衰させずに通過させるとともに、６００ｎｍ以上かつ６５０ｎｍ以下の波長帯域の光（Ｒ光）を略半分の強度まで減衰させて通過させる。これに応じ、図１３に例示した特性を具備する退色防止用フィルタが白色光フィルタ１１０３ｂの代わりに用いられる場合においては、Ｒ光の強度の減衰を補正するためのカラーバランスの調整が画像生成部１００６により行われるものであっても良い。
また、カプセル型医療装置１１０１において、例えば、電荷増幅装置を具備する撮像素子１００５ｃを用いた場合には、白色光出射部１１０３から出射される白色光の各波長帯域の光量を所定の光量まで低下させるようにＬＥＤ１１０３ａの駆動電流を変化する制御、及び、このような光量の低下を補うことが可能な前記電荷増幅装置の増幅率とする制御を制御部１００８（切替制御部１００８ｅ）が行うものであっても良い。
以上に述べたように、本実施例（及び本実施例の変形例）によれば、被検体の観察対象部位へ投与された蛍光薬剤から発せられる蛍光を観察する場合において、観察対象部位の診断が可能な時間帯以外における蛍光の発生を極力抑制することができるため、結果的に、観察対象部位の診断を行う際の診断能の向上を図ることができる。
なお、本実施例のカプセル内視鏡システム１においては、カプセル内視鏡の現在位置を示す位置情報を、端末装置４等の外部の装置から得るものに限らず、カプセル内視鏡自身で取得できるように構成してもよい。
具体的には、例えば、筐体１００２に対して加えられる圧力を検出可能な圧力センサをカプセル内視鏡１００１（カプセル内視鏡１１０１）に設け、この圧力センサの出力値と体腔内の各器官との関連性に応じた位置情報を制御部１００８が得られるような構成を有していてもよい。または、例えば、筐体１００２に接触している粘膜等のｐＨを検出可能なｐＨセンサをカプセル内視鏡１００１（カプセル内視鏡１１０１）に設け、このｐＨセンサの出力値と体腔内の各器官との関連性に応じた位置情報を制御部１００８が得られるような構成を有していてもよい。
また、本実施例のカプセル内視鏡システム１においては、例えば、カプセル内視鏡の（筐体１００２の）内部に磁石（図示せず）を設け、さらに、この磁石から発せられる磁界に作用させる所望の磁界を発生可能な磁気誘導装置（例えば日本国特開２００７−１７５１８８号公報に開示されているようなもの）をカプセル内視鏡の（筐体１００２の）外部に設けることにより、術者等の操作に応じてカプセル内視鏡を誘導できるように構成してもよい。
そして、前述の磁気誘導装置をカプセル内視鏡システム１に組み合わせた構成によれば、例えば、現在の時刻が診断可能時間内であるにも係わらずカプセル内視鏡１００１（カプセル内視鏡１１０１）が観察対象部位の周辺に到達していない場合において、術者等が表示部４２に略リアルタイムに表示される画像を見ながら、磁気誘導装置から所望の磁界を発生させることにより、カプセル内視鏡１００１（カプセル内視鏡１１０１）を観察対象部位へ向けて移動させることができる。
また、前述の磁気誘導装置をカプセル内視鏡システム１に組み合わせた構成によれば、例えば、術者等が表示部４２に略リアルタイムに表示される画像を見ながら、磁気誘導装置から所望の磁界を発生させることにより、観察対象部位に到達したカプセル内視鏡１００１（カプセル内視鏡１１０１）から発せられる励起光の照射方向を観察に適した方向に向けることができる。
さらに、本実施例のカプセル内視鏡システム１においては、例えば、日本国特開平０４−１７６４４３号公報に開示されているような自走機能を組み合わせることにより、消化管の蠕動運動を利用せずにカプセル内視鏡が移動できるように構成してもよい。
そして、前述の自走機能をカプセル内視鏡システム１に組み合わせた構成によれば、例えば、現在の時刻が診断可能時間内であるにも係わらずカプセル内視鏡１００１（カプセル内視鏡１１０１）が観察対象部位の周辺に到達していない場合において、制御部１００８が自走機能を動作させることにより、カプセル内視鏡１００１（カプセル内視鏡１１０１）を観察対象部位へ向けて移動させることができる。
また、前述の自走機能をカプセル内視鏡システム１に組み合わせた構成によれば、例えば、現在の時刻が診断可能時間内であるにも係わらずカプセル内視鏡１００１（カプセル内視鏡１１０１）が観察対象部位の周辺を通過した場合において、制御部１００８が自走機能を動作させることにより、カプセル内視鏡１００１（カプセル内視鏡１１０１）を観察対象部位へ戻すように移動させることができる。
なお、本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更や応用が可能であることは勿論である。
本出願は、２０１１年３月１５日に日本国に出願された特願２０１１−０５６８７８号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲、図面に引用されたものとする。
Claims (6)
- 生体内における薬剤動態に関する情報が複数の蛍光薬剤の種類毎に予め格納された記憶部と、
前記記憶部に格納された情報と、所望の蛍光薬剤が投与される被検体の対象部位の情報と、前記所望の蛍光薬剤の前記対象部位への投与方法の情報と、前記所望の蛍光薬剤の投与開始時刻の情報と、に基づき、前記所望の蛍光薬剤に対応する診断開始時刻に関する情報を取得する演算処理部と、
前記被検体内の被写体を撮像する撮像部と、
前記被検体内における前記撮像部の位置情報を取得する位置情報取得部と、
少なくとも前記投与開始時刻から前記診断開始時刻に達するまでは前記所望の蛍光薬剤を励起するための励起光の照射を停止状態に制御し、前記診断開始時刻及び前記位置情報に基づいて前記励起光を照射するように制御する光源制御部と、
を有することを特徴とする医療装置。 - 前記演算処理部の処理結果に基づいて現在の時刻が前記診断開始時刻に達したか否かの判定を行うとともに、前記位置情報取得部により取得された前記位置情報に基づいて前記撮像部が前記対象部位の周辺に到達したか否かの判定を行う判定部をさらに有し、
前記光源制御部は、前記判定部の判定結果に基づき、現在の時刻が前記診断開始時刻以降であり、かつ、前記撮像部が前記対象部位の周辺に到達したと判定された場合に、前記励起光の照射を開始させるように制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の医療装置。 - 前記撮像部により撮像された被写体の画像データを生成する画像生成部と、
前記励起光の照射が開始されてからの経過時間を、前記画像生成部により生成される画像データの付加情報として付与する付加情報付与部と、
をさらに有することを特徴とする請求項２に記載の医療装置。 - 前記光源制御部は、前記判定部の判定結果に基づき、前記撮像部が前記対象部位の周辺を通過したと判定された場合に、前記励起光と白色光とを切り替えて出射可能な照明光出射部から前記白色光を照射させるように制御を行うことを特徴とする請求項２に記載の医療装置。
- 前記撮像部が前記対象部位の周辺に到達していない場合において、前記医療装置の外部からの操作に基づいて前記撮像部を前記対象部位へ誘導することができることを特徴とする請求項１に記載の医療装置。
- 前記撮像部が観察対象部位の周辺に到達していない場合、または、前記撮像部が前記対象部位の周辺を通過した場合において、前記医療装置の自走機能を動作させることにより前記撮像部を前記対象部位へ移動させることができることを特徴とする請求項１に記載の医療装置。
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