JP6406115B2

JP6406115B2 - イメージング装置

Info

Publication number: JP6406115B2
Application number: JP2015089962A
Authority: JP
Inventors: 石川　亮宏; 亮宏石川; 橘　一成; 一成橘
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2015-04-27
Filing date: 2015-04-27
Publication date: 2018-10-17
Anticipated expiration: 2035-04-27
Also published as: JP2016202720A

Description

この発明は、被検者の体内に浸入させた蛍光色素に対し励起光を照射し、この蛍光色素から放射される蛍光を撮影するイメージング装置に関する。

近赤外蛍光イメージングと呼称される手法が外科手術に利用されている。この近赤外蛍光イメージングにおいては、蛍光色素としてのインドシアニングリーン（ＩＣＧ）を患部に注入する。そして、このインドシアニングリーンにその波長が８１０ｎｍ（ナノメータ）程度の近赤外光を励起光として照射すると、インドシアニングリーンはおおよそ８４５ｎｍの波長の近赤外蛍光を発する。この蛍光を、近赤外光を検出可能な撮像素子で撮影し、その画像を液晶表示パネル等の表示部に表示する。この近赤外蛍光イメージングによれば、体表から２０ｍｍ程度までの深さに存在する血管やリンパ管等の観察が可能となる。

このような近赤外蛍光イメージングは、腫瘍の手術等に利用されている。例えば、乳腺外科において乳癌の手術を行う場合には、センチネルリンパ節の位置を特定する必要がある。このセンチネルリンパ節は、癌細胞がリンパ流に乗って最初に到達するリンパ節のことである。このセンチネルリンパ節に癌細胞が発見されない場合には、腋窩リンパ節に乳癌の転移がないと判断することができ、腋窩リンパ節の郭清を省略することが可能となる。このため、近赤外蛍光イメージングにより、このセンチネルリンパ節の位置の特定を行うことは有効である。

また、近年、特殊な蛍光色素を利用することにより、腫瘍を蛍光標識して手術ナビゲーションに利用する手法が、主として脳外科を中心として注目されている。このような蛍光色素として、５−アミノレブリン酸（５−ＡＬＡ／５−ＡｍｉｎｏｌｅｖｕｌｉｎｉｃＡｃｉｄ）が使用される。この５−アミノレブリン酸（以下、これを略称するときは「５−ＡＬＡ」という）を使用した場合には、被検者の体内に浸入した５−ＡＬＡが蛍光物質であるＰｐＩＸ（ｐｒｏｔｏｐｏｒｐｈｙｒｉｎＩＸ／プロトポルフィリンナイン）に変化する。このＰｐＩＸは、腫瘍に特異的に蓄積される性質を有する。また、この５−ＡＬＡの代謝物であるＰｐＩＸに向けて４１０ｎｍ程度の波長の可視光を照射すると、ＰｐＩＸからおよそ６３０ｎｍ程度の波長の赤色の可視光が蛍光として発光される。このＰｐＩＸからの蛍光を観察することにより、癌の移転を確認することが可能となる。

特許文献１には、インドシアニングリーンが投与された生体の被検臓器に対して、インドシアニングリーンの励起光を照射して得られた近赤外蛍光の強度分布イメージと、インドシアニングリーン投与前の被検臓器に対して、Ｘ線、核磁気共鳴または超音波を作用させて得られた癌病巣分布イメージとを比較し、近赤外蛍光の強度分布イメージで検出されるが癌病巣分布イメージでは検出されない領域のデータを、癌の副病巣領域データとして収集するデータ収集方法が開示されている。

国際公開第２００９／１３９４６６号

このような蛍光色素からの蛍光を撮影するイメージング装置を広く利用するためには、イメージング装置自体を移動可能とすることが好ましい。このため、イメージング装置として、車輪を備えた移動可能な台車構造を有するものを採用することが考えられる。また、このような蛍光色素からの蛍光を撮影するイメージング装置では、蛍光を撮影するための撮影部を補助者が手で保持する構成としてもよいが、アーム機構を利用して所定の位置に固定可能な構成とすることが好ましい。このため、このようなイメージング装置として、車輪を有する台車を備えるとともに、この台車に対してアーム機構により撮影部を連結した構造とすることが考えられる。そして、アーム機構は、設置場所を小さくする等の目的から、折りたたみ式とすることが好ましい。

一方、このような構成を採用する場合には、台車構造を有するイメージング装置を撮影位置に移動して被検者を撮影するときには、台車の進行方向の前方に撮影部が配置されることが操作上好ましい。このため、撮影部は台車の上方より台車の進行方向の前方側に突出した状態となる。このような構成を有するイメージング装置を採用した場合、イメージング装置を移動させた場合に、撮影部が突起物となって壁面等に衝突する可能性が高くなる。

この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、移動が容易で任意の場所において撮影を行いうるとともに、移動時においても撮影部が壁面等に衝突することを防止することが可能なイメージング装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、被検者の体内に浸入させた蛍光色素に対し励起光を照射し、前記蛍光色素から放射される蛍光を撮影するイメージング装置であって、車輪を備え、移動可能な台車と、前記台車に対して揺動可能な第１アーム部材と、前記第１アーム部材の先端に連結され、前記第１アーム部材に対して揺動可能な第２アーム部材とを備え、前記第１アーム部材と前記第２アーム部材とが前記第１アーム部材と前記第２アーム部材との連結部を中心として所定の角度開いた撮影姿勢と、前記第１アーム部材と前記第２アーム部材とが近接する待機姿勢とをとることが可能なアーム機構と、前記蛍光を撮影するための撮影部と、前記撮影部を支持した状態で、前記アーム機構における前記第２アーム部材の先端において回動可能に配設され、前記撮影部を、前記アーム機構に対して前記台車の進行方向の前方側の位置と、前記アーム機構に対して前記台車の進行方向の後方側の位置との間で移動させるサブアームと、を備え、前記アーム機構が前記待機姿勢となったときに、前記サブアームにより、前記撮影部を前記アーム機構に対して前記台車の進行方向の後方側となる位置に移動させることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記撮影部を前記アーム機構に対して前記台車の進行方向の後方側となる位置に移動させたときに、前記第１アーム部材および前記第２アーム部材が、前記サブアームおよび前記撮影部により囲まれる。

請求項１に記載の発明によれば、車輪を有する台車の作用により、移動が容易となり、任意の場所において撮影を実行することが可能となる。このとき、サブアームの作用により、撮影部をアーム機構に対して台車の進行方向の前方側の位置から後方側の位置に移動させることで、装置の移動時においても撮影部が壁面等に衝突することを防止することが可能となる。

請求項２に記載の発明によれば、アーム機構が待機姿勢となったときに、サブアームを移動させ、第１アーム部材および第２アーム部材をサブアームおよび撮影部によって囲むことにより、装置の移動時に第１アーム部材と第２アーム部材とが離隔することを防止することが可能となる。

この発明に係るイメージング装置の斜視図である。この発明に係るイメージング装置の側面図である。この発明に係るイメージング装置の平面図である。照明・撮影部１２の概要図である。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、この発明に係るイメージング装置の斜視図である。図２は、この発明に係るイメージング装置の側面図である。図３は、この発明に係るイメージング装置の平面図である。

この発明に係るイメージング装置は、被検者の体内に浸入させた蛍光色素に対し励起光を照射し、この蛍光色素から放射される蛍光を撮影するためのものであり、４個の車輪１３を備えた台車１１と、この台車１１の上面における台車１１の進行方向の前方（図２および図３における左方向）付近に配設されたアーム機構３０と、このアーム機構３０にサブアーム４１を介して配設された照明・撮影部１２と、モニター１５とを備える。台車１１の進行方向の後方には、台車１１を移動するときに使用されるハンドル１４が付設されている。また、台車１１の上面には、このイメージング装置を遠隔操作するためのリモコンを装着するための凹部１６が形成されている。

上述したアーム機構３０は、台車１１の進行方向の前方側に配設されている。このアーム機構３０は、台車１１の進行方向の前方側に立設された支柱３６上に配設された支持部３７に対して、ヒンジ部３３により連結された第１アーム部材３１を備える。この第１アーム部材３１は、ヒンジ部３３の作用により、支柱３６および支持部３７を介して、台車１１に対して揺動可能となっている。なお、上述したモニター１５は、支柱３６に付設されている。

この第１アーム部材３１の上端には、第２アーム部材３２がヒンジ部３４により連結されている。この第２アーム部材３２は、ヒンジ部３４の作用により、第１アーム部材３１に対して揺動可能となっている。このため、第１アーム部材３１と第２アーム部材３２とは、図２において符合Ｃを付した仮想線で示すように、第１アーム部材３１と第２アーム部材３２とが第１アーム部材３１と第２アーム部材３２との連結部であるヒンジ部３４を中心として所定の角度開いた撮影姿勢と、図１から図３において符合Ａを付した実線で示すように、第１アーム部材３１と第２アーム部材３２とが近接する待機姿勢とをとることが可能となっている。

第２アーム部材３２の下端には、支持部４３がヒンジ部３５により連結されている。この支持部４３は、ヒンジ部３５の作用により、第２アーム部材３２に対して揺動可能となっている。この支持部４３には、回転軸４２が支持されている。そして、照明・撮影部１２を支持したサブアーム４１は、第２アーム部材３２の先端に配設された回転軸４２を中心に回動する。このため、照明・撮影部１２は、このサブアーム４１の回動により、図１から図３において符合Ａを付した実線で、あるいは、図２において符合Ｃを付した仮想線で示すように、アーム機構３０に対して台車１１の進行方向の前方側の位置と、図２および図３において符合Ｂを付した仮想線で示すように、アーム機構３０に対して台車１１の進行方向の後方側の位置との間を移動する。

図１から図３において符合Ａを付した実線で示すように、第１アーム部材３１と第２アーム部材３２とが近接する待機姿勢となった状態で、図２および図３において符合Ｂを付した仮想線で示すように、照明・撮影部１２がアーム機構３０に対して台車１１の進行方向の後方側の位置に配置された状態においては、アーム機構３０における第１アーム部材３１および第２アーム部材３２が、サブアーム４１および照明・撮影部１２により囲まれる。

図４は、照明・撮影部１２の概要図である。

この照明・撮影部１２は、可視光および近赤外光を撮影可能な複数の撮像素子を備えた撮影部２１と、この撮影部２１の外周部に配設された第１光源２２と、第１光源２２の外周部に配設された第２光源２３とを備える。第１光源２２は、蛍光色素としてのインドシアニングリーンを励起させるための励起光であるその波長が８１０ｎｍの近赤外光を照射する。８１０ｎｍの近赤外光を照射されたインドシアニングリーンからは、ピークが８４５ｎｍ程度の近赤外光が蛍光として放射される。また、第２光源２３は、白色光（可視光）を照射する。

なお、この実施形態においては、第１光源２２および第２光源２３と、撮影部２１とを一体化した照明・撮影部１２を使用しているが、第１光源２２および第２光源２３と、撮影部２１とを、個別に配設してもよい。

以上のような構成を有するイメージング装置を使用して外科の手術を行う場合には、オペレータはハンドル１４を操作して台車１１を移動させ、イメージング装置を、手術を行う場所に移動させる。

このときには、アーム機構３０における第１アーム部材３１および第２アーム部材３２は、図１から図３において符合Ａを付した実線で示すように、第１アーム部材３１と第２アーム部材３２とが近接する待機姿勢となっており、かつ、図２および図３において符合Ｂを付した仮想線で示すように、照明・撮影部１２がアーム機構３０に対して台車１１の進行方向の後方側の位置に配置されている。

このため、照明．撮影部１２をアーム機構３０に対して台車１１の進行方向の後方側の位置に配置することで、装置の移動時においても照明・撮影部１２が壁面等に衝突することを防止することが可能となる。また、この状態においては、アーム機構３０における第１アーム部材３１および第２アーム部材３２がサブアーム４１および照明・撮影部１２により囲まれている。このため、装置の移動時に、第１アーム部材３１と第２アーム部材３２とが離隔することを防止することが可能となる。

次に、図１から図３において符合Ａを付した実線で示すように、照明・撮影部１２がアーム機構３０に対して台車１１の進行方向の前方側の位置に配置されるように、サブアーム４１を、回転軸４２を中心として回動させる。そして、図２において符合Ｃを付した仮想線で示すように、第１アーム部材３１と第２アーム部材３２とを、第１アーム部材３１と第２アーム部材３２とのが所定の角度開いた撮影姿勢とし、照明・撮影部１２を被検者の患部と対向する位置まで移動させる。

このようにして、イメージング装置のセッティングが完了すれば、被検者に対してインドシアニングリーンを注射により注入する。しかる後、被検者の患部に向けて、第１光源２２から励起光としての近赤外光を照射する。これにより、被検者の体内に注入されたインドシアニングリーンからは、おおよそ８４５ｎｍをピークとする赤外領域の蛍光が発生する。この状態において、被検者の患部付近を照明撮影部１２における撮影部２１により撮影する。

撮影部２１により撮影された蛍光画像は、モニター１５に表示される。また、この蛍光画像は、イメージング装置とは別に設置した大型の表示部にも表示される。このとき、撮影部２１により撮影した被検者の可視画像を、蛍光画像とともに、あるいは、蛍光画像と合成して、モニター１５等に表示するようにしてもよい。

イメージング装置の使用が終了すれば、アーム機構３０における第１アーム部材３１および第２アーム部材３２を、図１から図３において符合Ａを付した実線で示すように、第１アーム部材３１と第２アーム部材３２とが近接する待機姿勢とするとともに、図２および図３において符合Ｂを付した仮想線で示すように、照明・撮影部１２をアーム機構３０に対して台車１１の進行方向の後方側の位置に配置する。そして、オペレータはハンドル１４を操作して、イメージング装置を必要な場所まで移動させる。

なお、上述した実施形態においては、蛍光色素としてインドシアニングリーンを使用する場合について説明したが、上述した５−ＡＬＡ等の、その他の蛍光色素を使用してもよい。

１１台車
１２照明・撮影部
１３車輪
１４ハンドル
１５モニター
２１撮影部
２２第１光源
２３第２光源
３０アーム機構
３１第１アーム部材
３２第２アーム部材
３３ヒンジ部
３４ヒンジ部
３５ヒンジ部
３６支柱
４１サブアーム
４２回転軸

Claims

被検者の体内に浸入させた蛍光色素に対し励起光を照射し、前記蛍光色素から放射される蛍光を撮影するイメージング装置であって、
車輪を備え、移動可能な台車と、
前記台車に対して揺動可能な第１アーム部材と、前記第１アーム部材の先端に連結され、前記第１アーム部材に対して揺動可能な第２アーム部材とを備え、前記第１アーム部材と前記第２アーム部材とが前記第１アーム部材と前記第２アーム部材との連結部を中心として所定の角度開いた撮影姿勢と、前記第１アーム部材と前記第２アーム部材とが近接する待機姿勢とをとることが可能なアーム機構と、
前記蛍光を撮影するための撮影部と、
前記撮影部を支持した状態で、前記アーム機構における前記第２アーム部材の先端において回動可能に配設され、前記撮影部を、前記アーム機構に対して前記台車の進行方向の前方側の位置と、前記アーム機構に対して前記台車の進行方向の後方側の位置との間で移動させるサブアームと、
を備え、
前記アーム機構が前記待機姿勢となったときに、前記サブアームにより、前記撮影部を前記アーム機構に対して前記台車の進行方向の後方側となる位置に移動させることを特徴とするイメージング装置。
請求項１に記載のイメージング装置において、
前記撮影部を前記アーム機構に対して前記台車の進行方向の後方側となる位置に移動させたときに、前記第１アーム部材および前記第２アーム部材が、前記サブアームおよび前記撮影部により囲まれるイメージング装置。