JP7375821B2 - 治療支援装置および治療支援装置の作動方法 - Google Patents

治療支援装置および治療支援装置の作動方法 Download PDF

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Description

本発明は、治療支援装置および画像生成方法に関し、特に、蛍光物質を含む薬剤に特定の波長帯の光の照射を行う治療支援装置および治療支援装置の作動方法に関する。
近年、新たながん治療の方法として、光免疫療法が注目されている。光免疫療法では、まず光化学反応をおこす蛍光物質と、がん細胞に選択的に結合する抗体とを含む薬剤をがん患者の体内に投与する。投与された薬剤は、がん患者の体内を巡り、がん細胞の抗原に選択的に結合する。次に、蛍光物質に応じた特定の波長帯の光を照射することにより、薬剤の蛍光物質が蛍光を発するとともに、光化学反応を起こして、蛍光物質の化学構造が変化する。この蛍光物質の化学構造の変化により、抗体の立体構造の変化が引き起こされる。そして、がん細胞に結合した抗体の立体構造の変化が、結合したがん細胞の細胞膜に損傷を与えることにより、がん細胞を破壊する（死滅させる）。
また、特許文献１においては、光免疫療法の治療中、すなわち、がん細胞と結合する薬剤に特定の波長帯の光を照射することに基づいてがん細胞を死滅させる際に、薬剤の蛍光物質が発する蛍光の分布状態を表す画像を表示することが開示されている。
特許文献１：国際公開第２０１９／２１５９０５号
ここで、光免疫療法において、その治療効果を高めるためには、治療前において、薬剤の分布状態を確認して、がん患者の体内のがん細胞に十分な数の薬剤が結合した状態において、治療を開始することが望ましい。また、治療後において、追加の治療が必要であるか否かを判断するために、光化学反応を起こしていない（治療に作用していない）薬剤の有無を薬剤の蛍光物質が発する蛍光の分布状態から確認したいという要望がある。そのため、治療中以外（治療前または治療後）でも、がん細胞と結合する薬剤の分布状態の確認を行えるようにすることが望まれている。
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、がん細胞と結合する薬剤に特定の波長帯の光を照射することに基づいてがん細胞を死滅させる治療前または治療後において、がん細胞と結合する薬剤の分布状態を確認することが可能な治療支援装置および治療支援装置の作動方法を提供することである。
上記目的を達成するために、この発明の第１の局面における治療支援装置は、蛍光物質を含む薬剤に特定の波長帯の光を照射することに基づいてがん細胞を死滅させる治療前または治療後において、被検体の体内に投与された薬剤の蛍光物質に対して、蛍光物質を励起させるものの、がん細胞を死滅させないエネルギーを有する特定の波長帯の励起光の照射を行う励起光源と、励起光による励起により薬剤の蛍光物質が発する蛍光を検出する蛍光検出部と、蛍光検出部により検出された蛍光物質からの蛍光に基づいて、蛍光物質が発する蛍光の分布状態を表す画像である蛍光分布画像を生成する画像生成部と、を備える。なお、蛍光物質を含む薬剤に特定の波長帯の光を照射することに基づいてがん細胞を死滅させる治療とは、上記薬剤を被検体に投与した後に、特定の波長帯の光を照射し続けて、がん細胞を死滅させるためのエネルギーを上記薬剤の蛍光物質に対して与えることである。また、薬剤の蛍光物質が発する蛍光は、可視光のみならず、赤外光の領域も含んでもよい。
上記目的を達成するために、この発明の第２の局面における治療支援装置は、蛍光物質を含む薬剤に特定の波長帯の光を照射することに基づいてがん細胞を死滅させる治療前または治療後において、被検体の体内に投与された薬剤の蛍光物質に対して、蛍光物質を励起させるものの、がん細胞を死滅させないエネルギーを有する特定の波長帯の励起光の照射を行う励起光源と、励起光による励起により薬剤の蛍光物質が発する蛍光を検出する蛍光検出部と、蛍光検出部により検出された蛍光物質からの蛍光に基づいて、蛍光物質が発する蛍光の分布状態の情報を出力する分布情報出力部と、を備える。
上記目的を達成するために、この発明の第３の局面における治療支援装置の作動方法は、蛍光物質を含む薬剤に特定の波長帯の光を照射することに基づいてがん細胞を死滅させる治療前または治療後において、被検体の体内に投与された薬剤の蛍光物質に対して、蛍光物質を励起させるものの、がん細胞を死滅させないエネルギーを有する特定の波長帯の励起光の照射を励起光源が行うステップと、励起光による励起により薬剤の蛍光物質が発する蛍光を蛍光検出部が検出するステップと、検出された励起光による励起により薬剤の蛍光物質が発する蛍光に基づいて、蛍光物質が発する蛍光の分布状態を表す画像である蛍光分布画像を画像生成部が生成するステップと、を備える。
本発明の第１の局面による治療支援装置は、上記のように、治療前または治療後において、蛍光物質を励起させるものの、がん細胞を死滅させないエネルギーを有する特定の波長帯の励起光の照射を行うように励起光源を構成し、かつ、蛍光物質が発する蛍光の分布状態を表す画像である蛍光分布画像を生成するように画像生成部を構成する。これにより、治療前または治療後において、がん細胞を死滅させることなく（治療を進めることなく）、蛍光物質を励起させた状態で、蛍光物質が発する蛍光の分布状態を表す画像である蛍光分布画像を生成することができるので、画像生成部が生成した蛍光分布画像によりがん細胞と結合する薬剤の分布状態を視覚的に容易に確認することができる。その結果、がん細胞と結合する薬剤に特定の波長帯の光を照射することに基づいてがん細胞を死滅させる治療前または治療後において、がん細胞と結合する薬剤の分布状態を確認することが可能な治療支援装置を提供することができる。
本発明の第２の局面による治療支援装置は、上記のように、治療前または治療後において、蛍光物質を励起させるものの、がん細胞を死滅させないエネルギーを有する特定の波長帯の励起光の照射を行うように励起光源を構成し、かつ、蛍光物質が発する蛍光の分布状態の情報を出力するように分布情報出力部を構成する。これにより、治療前または治療後において、がん細胞を死滅させることなく（治療を進めることなく）、蛍光物質を励起させた状態で、蛍光物質が発する蛍光の分布状態の情報を出力することができるので、分布情報出力部が出力した蛍光の分布状態の情報により、がん細胞と結合する薬剤の分布状態を確認することができる。その結果、がん細胞と結合する薬剤に特定の波長帯の光を照射することに基づいてがん細胞を死滅させる治療前または治療後において、がん細胞と結合する薬剤の分布状態を確認することが可能な治療支援装置を提供することができる。
本発明の第３の局面による画像生成方法は、上記のように、治療前または治療後において、蛍光物質を励起させるものの、がん細胞を死滅させないエネルギーを有する特定の波長帯の励起光の照射を行い、かつ、蛍光物質が発する蛍光の分布状態を表す画像である蛍光分布画像を生成する。これにより、治療前または治療後において、がん細胞を死滅させることなく（治療を進めることなく）、蛍光物質を励起させた状態で、蛍光物質が発する蛍光の分布状態を表す画像である蛍光分布画像を生成することができるので、生成した蛍光分布画像によりがん細胞と結合する薬剤の分布状態を視覚的に容易に確認することができる。その結果、がん細胞と結合する薬剤に特定の波長帯の光を照射することに基づいてがん細胞を死滅させる治療前または治療後において、がん細胞と結合する薬剤の分布状態を確認することが可能な画像生成方法を提供することができる。
本発明の一実施形態による治療支援装置を示した斜視図である。 本発明の一実施形態による治療支援装置の全体構成を示したブロック図である。 本発明の一実施形態による蛍光分布画像の一例を示した図である。 本発明の一実施形態による可視光画像の一例を示した図である。 本発明の一実施形態による合成画像の一例を示した図である。 本発明の一実施形態による治療の際における合成画像の一例を示した図である。 光免疫療法を説明するための第１図である。 光免疫療法を説明するための第２図である。 積算エネルギー量の増加に伴う蛍光強度の減少の傾向の一例を示した図である。 本発明の一実施形態の治療支援装置による治療前または治療後において、蛍光分布画像を生成する際に照射される励起光の照射強度および照射時間の一例を示した図である。 本発明の一実施形態の第１変形例による治療支援装置の治療前または治療後において、蛍光分布画像を生成する際に照射される励起光の照射強度および照射時間の一例を示した図である。 本発明の一実施形態の第２変形例による治療支援装置の全体構成を示したブロック図である。 本発明の一実施形態の第３変形例による治療支援装置の全体構成を示したブロック図である。
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
（治療支援装置の構成）
図１および図２を参照して、一実施形態による治療支援装置１００の構成について説明する。
本実施形態による治療支援装置１００（図１および図２参照）は、光免疫療法における治療の支援を行う装置である。具体的には、治療支援装置１００は、がん患者２００（図２参照）に対して、励起光を照射して、がん患者２００の体内に投与された薬剤３００（図２参照）の蛍光物質３０１（図７および図８参照）により放射される蛍光（図７参照）を検出することにより、蛍光の分布状態を表す画像である蛍光分布画像４１（図３参照）を生成するように構成されている。なお、がん患者２００は、請求の範囲の「被検体」の一例である。また、光免疫療法の詳細については、後述する。
医師などの操作者は、治療支援装置１００によって、光免疫療法における治療の治療前に、蛍光物質３０１を含む薬剤３００が、がん患者２００の体内において、どのように分布しているか、および、どの程度集積しているかを確認することができる。また、医師などの操作者は、治療支援装置１００によって、光免疫療法における治療の治療後に、がん患者２００の体内における蛍光物質３０１を含む薬剤３００の分布、および、集積から治療の効果を把握することができる。
また、治療支援装置１００は、光免疫療法による治療の支援に加えて、蛍光物質３０１に応じた特定の波長帯の光を照射し続けることにより、光免疫療法によるがん細胞２０１死滅させる治療（蛍光物質３０１を含む薬剤３００に特定の波長帯の光を照射することに基づいてがん細胞２０１を死滅させる治療）も行うことができるように構成されている。
治療支援装置１００は、図１に示すように、装置本体部１０と、撮像部２０と、アーム部３０を備える。装置本体部１０には、複数の車輪１１と、ハンドル部１２と、表示部１３とが設けられている。
装置本体部１０には、アーム部３０を介して、撮像部２０が接続されている。アーム部３０の一方端部には、装置本体部１０が接続されており、アーム部３０の他方端部には、撮像部２０が接続されている。治療支援装置１００は、アーム部３０により、撮像部２０の励起光照射方向（撮像方向）および撮像位置を調整可能に構成されている。
複数の車輪１１は、それぞれ装置本体部１０の下部に設けられており、それぞれが回転するように構成されている。
ハンドル部１２は、把持可能に構成されており、治療支援装置１００を移動させる際に医師などの操作者が把持するために設置されている。
表示部１３は、後述する蛍光分布画像４１（図３参照）、可視光画像４２（図４参照）、および、合成画像４３（図５参照）を表示するように構成されている。
本実施形態では、治療支援装置１００の撮像部２０は、励起光源２１と、白色光源２２と、光源制御部２３とを（図２参照）備える。また、撮像部２０は、レンズ２４と、プリズム２５と、蛍光検出部２６と、可視光検出部２７とを（図２参照）備える。
励起光源２１は、薬剤３００に含まれた蛍光物質３０１を励起させる特定の波長帯の励起光を照射するように構成されている。励起光源２１は、半導体レーザー（ＬＤ：Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）、または、発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などを含む。なお、医師などの操作者は、がん患者２００の体外から、がん患者２００の患部に向かって、励起光源２１の励起光が照射されるように、撮像部２０の励起光照射方向を調整する。また、薬剤３００に含まれた蛍光物質３０１を励起させる際に照射される励起光の特定の波長帯は、光免疫療法による治療（蛍光物質３０１を含む薬剤３００に特定の波長帯の光を照射することに基づいてがん細胞２０１を死滅させる治療）の際に薬剤３００の蛍光物質３０１に照射される光（治療光）の特定の波長帯と同じ波長帯でもよいし、一部が重複しない波長帯でもよい。また、蛍光物質３０１を励起させる際に照射される励起光の特定の波長帯におけるスペクトルの半値幅は、治療光の特定の波長帯におけるスペクトルの半値幅と異なっていてもよい。
白色光源２２は、可視光を発する光源であり、白色光を照射するように構成されている。白色光源２２は、発光ダイオード、または、蛍光灯などを含む。また、がん患者２００から反射した可視光（反射光）を検出するために、白色光源２２から照射される白色光は、がん患者２００の体外からがん患者２００の患部に向かって照射される。
光源制御部２３は、励起光源２１の点灯および消灯（励起光の照射および照射の停止）の制御を行うように構成されている。また、光源制御部２３は、白色光源２２の点灯および消灯（励起光の照射および照射の停止）の制御を行うように構成されている。光源制御部２３は、装置制御部１４に接続されており、装置制御部１４からの指示に基づいて、励起光源２１による励起光の照射の制御と、白色光源２２による白色光の照射の制御とを行うように構成されている。すなわち、装置制御部１４は、光源制御部２３を介して、励起光源２１による励起光の照射の制御と、白色光源２２による白色光の照射の制御とを行う。なお、装置制御部１４は、請求の範囲の「制御部」の一例である。また、光源制御部２３と装置制御部１４とは一体的に構成されていてもよい。
レンズ２４は、薬剤３００の蛍光物質３０１により発生する蛍光と、がん患者２００により反射した可視光（反射光）とが入射するように構成されている。レンズ２４に入射した蛍光および可視光は、レンズ２４により収束され、プリズム２５に入射する。また、プリズム２５は、入射した光を分離するように構成されており、レンズ２４に入射した可視光および蛍光は、プリズム２５によって分離される。プリズム２５によって分離された蛍光は、蛍光検出部２６において結像するように構成されている。また、プリズム２５によって分離された可視光は、可視光検出部２７において結像するように構成されている。
蛍光検出部２６は、蛍光を検出するように構成されている。蛍光検出部２６は、プリズム２５によって分離された蛍光物質３０１が発する蛍光を検出する撮像素子である。蛍光検出部２６は、ＮＴＳＣ（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ）規格のフレームレート（３０フレーム／秒（６０フィールド／秒））により、励起光による励起により蛍光物質３０１が発する蛍光を撮像する。
可視光検出部２７は、可視光を検出するように構成されている。可視光検出部２７は、プリズム２５によって分離されたがん患者２００により反射した可視光（反射光）を検出する撮像素子である。可視光検出部２７は、ＮＴＳＣ規格のフレームレート（３０フレーム／秒（６０フィールド／秒））により、がん患者２００から反射した可視光を撮像する。
また、装置制御部１４は、表示部１３、操作部１５、画像生成部１６、画像合成部１７、記憶部１８、光源制御部２３、光源制御部５３、および、情報出力部５５に電気的に接続（図２参照）されている。なお、情報出力部５５は、請求の範囲の「分布情報出力部」の一例である。
装置制御部１４は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、および、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などを含み、治療支援装置１００全体を制御するように構成されている。
操作部１５は、治療支援装置１００の操作を行うためのユーザインターフェースである。たとえば、操作部１５は、励起光源２１の点灯および消灯（励起光の照射および照射の停止）、白色光源２２の点灯および消灯（励起光の照射および照射の停止）、および、表示部１３に表示される画像の表示方法などの治療支援装置１００の制御を行うための操作を受け付けるように構成されている。
ここで、本実施形態では、治療支援装置１００は、画像生成部１６（図２参照）を備える。画像生成部１６には、検出した蛍光に基づいて蛍光検出部２６が出力した信号と、検出した可視光に基づいて可視光検出部２７が出力した信号とが入力されるように構成されている。画像生成部１６は、入力された信号に基づいて、画像を生成するように構成されている。画像生成部１６は、蛍光検出部２６により検出された蛍光物質３０１からの蛍光に基づいて、蛍光物質３０１が発する蛍光の分布状態を表す画像である蛍光分布画像４１（図３参照）を生成するように構成されている。また、画像生成部１６は、可視光検出部２７により検出された可視光に基づいて、可視光画像４２（図４参照）を生成するように構成されている。
また、画像合成部１７は、画像生成部１６が生成した蛍光分布画像４１と、画像生成部１６が生成した可視光画像４２とを重ね合わせた合成画像４３（図５参照）を生成するように構成されている。すなわち、画像合成部１７は、画像生成部１６が生成した複数の画像を重ね合わせた合成画像４３を生成するように構成されている。
そして、装置制御部１４は、合成画像４３を表示部１３に表示する制御を行うように構成されている。また、表示部１３には、装置制御部１４の制御により、合成画像４３に加えて、蛍光分布画像４１および可視光画像４２が表示可能に構成されている。表示部１３には、蛍光分布画像４１、可視光画像４２、および、合成画像４３のうちいずれか１つを切り替えて表示するようにしてもよいし、蛍光分布画像４１、可視光画像４２、および、合成画像４３のうち、いずれかを同時に並べて表示するようにしてもよい。
記憶部１８は、蛍光分布画像４１、可視光画像４２、合成画像４３などを記憶可能に構成されている。また、記憶部１８は、治療前または治療後において蛍光分布画像４１を生成する際に、励起光の照射の制御を行うために装置制御部１４により実行されるプログラム、および、励起光の照射の制御を行うために必要なデータなどを記憶するように構成されている。
また、治療支援装置１００は、励起光源５１と、光ファイバ５２と、光源制御部５３と、蛍光検出部５４と、情報出力部５５と（図２参照）を備える。
励起光源５１は、薬剤３００に含まれた蛍光物質３０１を励起させる特定の波長帯の励起光を照射するように構成されている。半導体レーザー、または、発光ダイオードなどを含む。
光ファイバ５２は、励起光源５１からの光を導光して、光ファイバ５２の外部に照射するとともに、光ファイバ５２の外部からの光を蛍光検出部５４に導光することが可能な複合型（双方向型）の光ファイバ５２である。光ファイバ５２は、がん患者２００の体内に挿入（図２および図６参照）される。光ファイバ５２は、がん患者２００の体内において、励起光源５１からの励起光を導光して照射することにより、薬剤３００の蛍光物質３０１を励起させるとともに、蛍光物質３０１から発生した蛍光を蛍光検出部５４に導光するように構成されている。なお、蛍光検出部５４には、励起光源２１から照射された励起光により励起させられた蛍光物質３０１が発生する蛍光が光ファイバ５２により導光されてもよい。また、治療支援装置１００は、光ファイバ５２によって、がん患者２００の体内（図２および図６参照）において、特定の波長帯の光を照射し続けることにより、がん細胞２０１を死滅させる治療を行うことも可能である。
光源制御部５３は、光ファイバ５２の点灯および消灯（励起光の照射および照射の停止）の制御を行うように構成されている。また、光源制御部５３は、装置制御部１４に接続されており、装置制御部１４からの指示に基づいて、光ファイバ５２を介した、励起光源５１によるがん患者２００の体内での励起光の照射の制御を行うように構成されている。また、光源制御部５３と装置制御部１４とは一体的に構成されていてもよいし、光源制御部５３と光源制御部２３とは一体的に構成されていてもよい
蛍光検出部５４は、蛍光を検出するように構成されている。蛍光検出部５４は、光ファイバ５２によって導光された蛍光物質３０１が発する蛍光を検出する撮像素子である。蛍光検出部５４は、ＮＴＳＣ規格のフレームレート（３０フレーム／秒（６０フィールド／秒））により、蛍光物質３０１が発する蛍光を撮像する。
情報出力部５５は、蛍光検出部５４により検出された蛍光物質３０１からの蛍光に基づいて、蛍光物質３０１が発する蛍光の分布状態の情報を出力する。
情報出力部５５は、蛍光検出部５４により検出された蛍光物質３０１からの蛍光に基づいて、蛍光物質３０１が発する蛍光の分布状態の情報を出力する。すなわち、情報出力部５５は、光ファイバ５２によって導光された後に蛍光検出部５４によって検出された蛍光の情報により、蛍光の分布状態の情報を出力するように構成されている。また、情報出力部５５は、蛍光検出部５４によって検出された蛍光の情報に加えて、がん患者２００の体内に挿入された光ファイバ５２の位置情報を取得して、蛍光の分布状態の情報を出力してもよい。光ファイバ５２の位置情報は、可視光画像４２に基づいて取得するように構成してもよいし、光ファイバ５２にモーションセンサなどのセンサを設けて、センサが検出した加速度などの情報に基づいて取得するように構成してもよい。
また、情報出力部５５は、蛍光検出部５４によって検出された蛍光の強度が予め設定された閾値以上の蛍光の強度を検出した場合に、蛍光の強度が閾値以上検出されたことを音として出力して、医師などの操作者に、蛍光の分布状態の情報を通知するように構成してもよい。また、情報出力部５５から出力された蛍光の分布状態の情報は、装置制御部１４の制御によって、表示部１３に表示してもよい。
（光免疫療法）
治療支援装置１００が治療の支援を行う光免疫療法について、図７および図８を参照して、説明する。
光免疫療法では、治療前にがん患者２００（図２および図４参照）の体内に薬剤３００（図２、図７、および図８参照）を投与する。薬剤３００は、蛍光を発する蛍光物質３０１と、抗体３０２とを含む（図７および図８参照）。
蛍光物質３０１は、特定の波長帯の光が照射されることにより、励起して蛍光を発する物質である。蛍光物質３０１は、たとえば、ＩＲＤｙｅ（登録商標） ７００ＤＸなどの化学物質である。なお、ＩＲＤｙｅ ７００ＤＸは、波長６００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の光によって励起して、波長７００ｎｍまたは７７０ｎｍ程度の光を蛍光として発する。
また、蛍光物質３０１は、特定の波長帯の光が照射され続けることにより、光化学反応を起こす物質である。光免疫療法による治療（蛍光物質３０１を含む薬剤３００に特定の波長帯の光を照射することに基づいてがん細胞２０１を死滅させる治療）の際には、がん患者２００に投与された薬剤３００の蛍光物質３０１の種類に応じた蛍光物質３０１が光化学反応を起こす特定の波長帯の光が、がん患者２００の患部（がん患者２００に投与された薬剤３００の蛍光物質３０１）に対して、照射される。なお、治療の際に照射される特定の波長帯の光は、可視光の一部から近赤外光の領域（６００ｎｍ以上２５００ｎｍ以下）において、治療に用いられる薬剤３００の蛍光物質３０１が光化学反応を起こす波長帯の光であり、治療に用いられる薬剤３００の蛍光物質３０１の種類に応じて異なる。蛍光物質３０１にＩＲＤｙｅ ７００ＤＸが用いられる場合には、光免疫療法による治療の際に、波長６００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の光、たとえば、波長が６９０ｎｍ程度の非熱性赤色光が照射される（図７参照）。
抗体３０２は、がん細胞２０１の抗原２０２（がん細胞２０１に発現している特定のたんぱく質）に選択的に結合する。したがって、抗体３０２は、治療の対象となるがん細胞２０１の抗原２０２に合わせて選択される。抗体３０２は、たとえば、セツキシマブなどの抗体である。
がん患者２００に投与された薬剤３００は、血流に乗って、がん患者２００の体内を循環しながら、抗体３０２によって、がん細胞２０１の抗原２０２に選択的に結合していく。薬剤３００の蛍光物質３０１は、蛍光物質３０１に応じた特定の波長帯の光を照射し続けることにより、光化学反応を起こして、蛍光物質３０１の化学構造が変化する。この蛍光物質３０１の化学構造の変化によって、抗体３０２の立体構造の変化が引き起こされる（図８参照）。そして、がん細胞２０１に結合した抗体３０２の立体構造の変化が、結合したがん細胞２０１の細胞膜に損傷を与える（図８参照）。その結果、がん細胞２０１の細胞膜の損傷箇所から侵入した水によって、がん細胞２０１が膨張して、破裂することにより、がん細胞２０１は破壊される（死滅する）。なお、蛍光物質３０１は、光化学反応による化学構造の変化を起こした後は蛍光を発しなくなる。
（蛍光の分布状態の観察）
医師などの操作者は、治療前において、表示部１３に表示された合成画像４３内の蛍光の分布４０、または、蛍光分布画像４１内の蛍光の分布４０を観察することにより、蛍光物質３０１を含む薬剤３００が、がん患者２００の体内において、どのように分布しているか、および、どの程度集積しているかを確認することができる。
装置制御部１４は、医師などの操作者が合成画像４３内の蛍光の分布４０を確認しやすくするために、合成画像４３において、重ね合わされた可視光画像４２と、蛍光の分布４０とを識別可能に表示させる制御を行うように構成されている。具体的には、蛍光の分布４０の表示色を可視光画像４２と識別しやすい色（たとえば、緑色、紫色、青色などの蛍光色、または、がん患者２００の肌、組織、および血液の色などとは異なる色）にする、または、蛍光の分布４０を点滅させるなどして、可視光画像４２と、蛍光の分布４０とを識別可能に表示させる制御を行う。また、装置制御部１４は、検出した蛍光の強度、または、検出した強度の合計値などに閾値を設定しておき、それらが閾値以上になった場合には、蛍光の分布４０の表示方法を変更するか、または、閾値以上となったことを通知する表示を行うように表示部１３の制御を行ってもよい。
そして、医師などの操作者は、治療のために、がん患者２００の体内に光ファイバ５２を挿入して、特定の波長帯の光を照射することに基づいてがん細胞２０１を死滅させる治療を開始する。薬剤３００の蛍光物質３０１は、光化学反応による化学構造の変化を起こした後は蛍光を発しなくなるので、治療が進むに連れて、蛍光の分布４０は変化する。すなわち、治療中の合成画像４３（図６参照）内の蛍光の分布４０、または、治療中の蛍光分布画像４１内の蛍光の分布４０の変化により、医師などの操作者は、治療の進行を把握することが可能である。また、医師などの操作者は、治療後において、治療前と同様に、表示部１３に表示された合成画像４３内の蛍光の分布４０、または、蛍光分布画像４１内の蛍光の分布４０を確認することにより、がん患者２００の体内における蛍光物質３０１を含む薬剤３００の分布、および、集積から治療の効果を把握することができる。
なお、治療のために照射される特定の波長帯の光（治療光）は、励起光を兼ねて励起光源２１から照射されるように構成してもよいし、治療支援装置１００とは、異なる装置から照射されてもよい。
ここで、本実施形態では、励起光源２１は、蛍光物質３０１を含む薬剤３００に特定の波長帯の光を照射することに基づいてがん細胞２０１を死滅させる治療前または治療後において、がん患者２００の体内に投与された薬剤３００の蛍光物質３０１に対して、蛍光物質３０１を励起させるものの、がん細胞２０１を死滅させないエネルギーにより特定の波長帯の励起光の照射（がん細胞２０１を死滅させないエネルギーを有する特定の波長帯の励起光の照射）を行う。
がん細胞２０１を死滅させないエネルギーとは、励起光の照射強度と励起光の照射時間との積分で求められるエネルギーの積算量である。がん細胞２０１を死滅させないエネルギーは、がんの部位および治療に用いられる薬剤３００などによって異なるが試験などにより予め確認することができる。たとえば、薬剤３００が結合したがん細胞２０１に対して、薬剤３００の蛍光物質３０１が光化学反応を起こす波長帯の光を照射しながら、がん細胞２０１の状態を顕微鏡などによって観察することにより、がん細胞２０１を死滅させない（がん細胞２０１の死滅が開始しない）エネルギーの積算量を確認することができる。一例として、頭頸部がんを対象として、セツキシマブにＩＲＤｙｅ ７００ＤＸを結合させたＲＭ－１９２９（ＡＳＰ－１９２９）を薬剤３００として用いた場合、治療の際に与えられるエネルギーの積算量が１００Ｊ／ｃｍ2であるのに対して、がん細胞２０１を死滅させないエネルギーの積算量は、０．５Ｊ／ｃｍ2程度であり、治療の際に与えられるエネルギーの積算量の１／２００程度である。
装置制御部１４は、治療前または治療後に蛍光分布画像４１を生成する際に、励起光によって蛍光物質３０１に与えられるエネルギーの積算量が第１積算エネルギー量６１（図９参照）になるように励起光源２１による励起光の照射の制御を行うように構成されている。第１積算エネルギー量６１は、治療前または治療後に蛍光分布画像４１を生成する際に、蛍光物質３０１に対して照射される励起光の照射強度と励起光の照射時間との積分値である。
励起光源２１は、治療前または治療後において、蛍光分布画像４１を生成する際に、蛍光物質３０１に対して励起光により与えられるエネルギーの積算量である第１積算エネルギー量６１（図９参照）が、治療の際に、蛍光物質３０１に対して特定の波長帯の光により与えられるエネルギーの積算量である第２積算エネルギー量６２（図９参照）よりも小さくなるように励起光の照射を行うように構成されている。第２積算エネルギー量６２は、治療の際に、蛍光物質３０１に対して照射される光の照射強度と照射される光の照射時間との積分値である。
前述したように、蛍光物質３０１は、光化学反応による化学構造の変化を起こした後は蛍光を発しなくなる。そのため、蛍光物質３０１を含む薬剤３００に特定の波長帯の光を照射することに基づいてがん細胞２０１を死滅させる治療が進行するにつれ、蛍光を発する蛍光物質３０１は減少していく。そして、蛍光分布画像４１を生成する際に、励起光源２１が照射する励起光により蛍光物質３０１に対して与えられる第１積算エネルギー量６１は、蛍光物質３０１に対して与えられるエネルギーの積算量（図９の横軸）の増加に伴って蛍光検出部２６により検出される蛍光の強度（図９の縦軸）の減少率が、特定の波長帯の光により蛍光物質３０１に対して与えられる治療中のエネルギーの積算量の増加に伴って蛍光検出部２６により検出される治療中の蛍光の強度の減少率よりも小さくなる範囲のエネルギーの積算量である（図９参照）。なお、図９では、蛍光強度の減少の傾向を直線的に示しているが、蛍光強度の減少は、直線的な減少に限られず、蛍光強度の増減を繰り返しながら減少してもよい。また、第１積算エネルギー量６１における蛍光強度は、一定に限らず、増減が発生してもよい。
第１積算エネルギー量６１は、予め求められたがん細胞２０１を死滅させない（がん細胞２０１の死滅が開始しない）エネルギーの積算量以下の範囲において定められている。たとえば、予め求められたがん細胞２０１を死滅させないエネルギーの積算量が０．５Ｊ／ｃｍ2であった場合には、第１積算エネルギー量６１は、エネルギーの積算量が０．５Ｊ／ｃｍ2以下の範囲において定められる。
また、第１積算エネルギー量６１の大きさは、蛍光物質３０１を励起可能な大きさ以上であるとともに、蛍光物質３０１が光化学反応による化学構造の変化を起こす大きさ未満である。すなわち、第１積算エネルギー量６１の大きさは、薬剤３００の蛍光物質３０１が蛍光を発する大きさであり、蛍光物質３０１が発する蛍光を検出することができるとともに、蛍光物質３０１の化学構造を変化させない大きさである。したがって、蛍光物質３０１の化学構造を変化させないので、抗体３０２の立体構造の変化が引き起こされることもなく、薬剤３００によるがん細胞２０１の破壊（死滅）が発生せず、たとえがん細胞２０１の破壊（死滅）が発生したとしてもごくわずかである。
そして、治療前または治療後において、蛍光分布画像４１を生成する際に照射される励起光の照射強度は、治療の際に照射される光の照射強度以上である。たとえば、治療の際に照射される特定の波長の光の照射強度が１５０ｍＷ／ｃｍ2であった場合には、治療前または治療後において、蛍光分布画像４１を生成する際に照射される励起光の照射強度は１５０ｍＷ／ｃｍ2以上となり、治療の際に照射される特定の波長の光（治療光）の照射強度が２００ｍＷ／ｃｍ2であった場合には、治療前または治療後において、蛍光分布画像４１を生成する際に照射される励起光の照射強度は２００ｍＷ／ｃｍ2以上となる。
また、装置制御部１４は、治療前または治療後において、蛍光分布画像４１を生成する際に、第１積算エネルギー量６１に基づいた所定のパルス幅の励起光を照射するように、励起光源２１による励起光の照射の制御を行うように構成されている。そして、装置制御部１４は、医師などの操作者の操作のたびに、所定のパルス幅ずつ、励起光の照射を行うように、光源制御部２３を介して、励起光源２１による励起光の照射の制御を行う。また、蛍光検出部２６は、励起光が照射される所定のパルスに同期して、蛍光を検出するように構成されている。そのため、所定のパルス幅の最小値は、蛍光検出部２６における撮像処理の速度の値に基づいて変更される。
装置制御部１４は、第１積算エネルギー量６１に基づいて、医師などの操作者によって設定（入力）された撮像回数に基づいて、励起光源２１が照射する励起光の照射強度が最大となるように励起光源２１の照射時間および照射強度の設定を変更するように構成されている。具体的には、撮像回数を２５回とした場合には、第１積算エネルギー量６１が、上記のように、０．５Ｊ／ｃｍ2である場合では、１回あたりの照射時間を最小値、たとえば、１００ｍｓに設定して、励起光源２１が照射する励起光の照射強度を最大値である２００ｍＷ／ｃｍ2に設定する（図１０参照）。
また、記憶部１８は、励起光源２１の種類、薬剤３００の種類、がんの種類、および、がんの部位、がんの深さ情報などの様々な治療条件に応じた第１積算エネルギー量６１と、治療の条件に応じた蛍光分布画像４１の生成に最適な照射強度とを記憶している。
装置制御部１４は、治療条件に応じた第１積算エネルギー量６１および最適な照射強度などに基づいて、照射強度、照射時間、および、照射回数を治療条件に応じて自動的に設定可能に構成してもよいし、医師などの操作者の操作により、治療条件に応じた第１積算エネルギー量６１を超えない範囲において、照射強度、照射時間、および、照射回数をそれぞれ設定するように構成してもよい。
また、装置制御部１４は、励起光の照射強度、照射時間、および、照射回数の設定を上記のような方法を切り替え可能に構成されている。
本実施形態では、装置制御部１４は、第１積算エネルギー量６１に基づいて、励起光源２１による励起光の照射強度、照射時間、および、照射回数を制限する制御を行うように構成されている。装置制御部１４は、治療前または治療後の蛍光分布の観察中（治療前または治療後に蛍光分布画像４１を生成している際）に、治療が進行することを抑制するために、治療前または治療後の蛍光分布の観察中に照射された励起光のエネルギーの積算量が、第１積算エネルギー量６１に基づいて、定められたエネルギーの積算量を超えそうな場合には、励起光源２１による励起光の照射を制限するように構成されている。なお、第１積算エネルギー量６１に基づいて、定められたエネルギーの積算量は、第１積算エネルギー量６１と同じでもよく、蛍光物質３０１を励起可能な大きさ以上であれば、第１積算エネルギー量６１より小さくてもよい。
たとえば、装置制御部１４は、医師などの操作者の操作のたびに、所定のパルス幅ずつ、励起光の照射を行う場合において、第１積算エネルギー量６１に基づいて、定められたエネルギーの積算量において、照射可能な照射回数の上限に達した場合には、医師などの操作者が操作を行っても、励起光を照射しないように励起光の照射を制限する制御を行うように構成されている。
また、装置制御部１４は、励起光を連続的に照射している場合において、励起光の照射時間が長く、励起光によって蛍光物質３０１に与えられるエネルギーの積算量が、第１積算エネルギー量６１に基づいて、定められたエネルギーの積算量を超えそうな場合には、励起光の照射を停止（励起光源２１を消灯）して、励起光の照射を制限する制御を行うように構成されている。
また、装置制御部１４は、励起光の照射強度が大きく、励起光の照射によって蛍光物質３０１に与えられるエネルギーの積算量が、第１積算エネルギー量６１に基づいて、定められたエネルギーの積算量を超える場合には、励起光の照射強度を制限する（励起光の照射強度を小さくする）制御を行うように構成されている。
なお、装置制御部１４による励起光の照射の制限は、必要に応じて、医師などの操作者の操作により解除可能にしてもよい。また、上記のような、装置制御部１４による励起光の照射の制御は、励起光源２１のみならず、励起光源５１に対しても、光源制御部５３などを介して行われるように構成されている。
（本実施形態の効果）
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
本実施形態では、上記のように、励起光源２１は、治療前または治療後において、薬剤３００の蛍光物質３０１に対して、蛍光物質３０１を励起させるものの、がん細胞２０１を死滅させないエネルギーを有する特定の波長帯の励起光の照射を行い、画像生成部１６は、蛍光物質３０１からの蛍光に基づいて、蛍光物質３０１が発する蛍光の分布状態を表す画像である蛍光分布画像４１を生成する。これにより、治療前または治療後において、がん細胞２０１を死滅させることなく（治療を進めることなく）、蛍光物質３０１を励起させた状態で、蛍光物質３０１が発する蛍光の分布状態を表す画像である蛍光分布画像４１を生成することができるので、画像生成部１６が生成した蛍光分布画像４１によりがん細胞２０１と結合する薬剤３００の分布状態を視覚的に容易に確認することができる。その結果、がん細胞２０１と結合する薬剤３００に特定の波長帯の光を照射することに基づいてがん細胞２０１を死滅させる治療前または治療後において、がん細胞２０１と結合する薬剤３００の分布状態を確認することが可能な治療支援装置１００および画像生成方法を提供することができる。
また、本実施形態では、上記のように、励起光源２１は、治療前または治療後において、蛍光分布画像４１を生成する際に、蛍光物質３０１に対して励起光により与えられるエネルギーの積算量である第１積算エネルギー量６１が、治療の際に、蛍光物質３０１に対して特定の波長帯の光により与えられるエネルギーの積算量である第２積算エネルギー量６２よりも小さくなるように励起光の照射を行う。これにより、治療前または治療後において、蛍光分布画像４１を生成する際に、蛍光物質３０１に対して励起光により与えられるエネルギーの積算量（第１積算エネルギー量６１）が、治療の際に、蛍光物質３０１に対して特定の波長帯の光により与えられるエネルギーの積算量（第２積算エネルギー量６２）を超えないようにすることができる。その結果、治療前または治療後において、蛍光分布画像４１を生成する際に、意図せず治療が開始されるのを防止することができる。
また、本実施形態では、上記のように、第１積算エネルギー量６１は、蛍光物質３０１に対して与えられるエネルギーの積算量の増加に伴って蛍光検出部２６により検出される蛍光の強度の減少率が、特定の波長帯の光により蛍光物質３０１に対して与えられる治療中のエネルギーの積算量の増加に伴って蛍光検出部２６により検出される治療中の蛍光の強度の減少率よりも小さくなる範囲のエネルギーの積算量である。これにより、蛍光分布画像４１を生成する際に、エネルギーの積算量の増加に伴って蛍光検出部２６により検出される蛍光の強度の減少率が、特定の波長帯の光により蛍光物質３０１に対して与えられる治療中のエネルギーの積算量の増加に伴って蛍光検出部２６により検出される治療中の蛍光の強度の減少率よりも小さくなる。その結果、治療が進行して、蛍光の強度が減少する前までにおける薬剤３００の蛍光物質３０１が発する蛍光の分布４０を確認することができる。
また、本実施形態では、第１積算エネルギー量６１の大きさは、蛍光物質３０１を励起可能な大きさ以上であるとともに、蛍光物質３０１が光化学反応による化学構造の変化を起こす大きさ未満である。これにより、薬剤３００の蛍光物質３０１から発せられる蛍光を蛍光検出部２６が検出することができるとともに、励起光の照射により薬剤３００の蛍光物質３０１が光化学反応を起こしてがん細胞２０１が死滅することを抑制することができる。
また、本実施形態では、上記のように、第２積算エネルギー量６２は、治療の際に、蛍光物質３０１に対して照射される光の照射強度と照射される光の照射時間との積分値であり、第１積算エネルギー量６１は、治療前または治療後に蛍光分布画像４１を生成する際に、蛍光物質３０１に対して照射される励起光の照射強度と励起光の照射時間との積分値である。また、装置制御部１４（制御部）は、治療前または治療後に蛍光分布画像４１を生成する際に、励起光によって蛍光物質３０１に与えられるエネルギーの積算量が第１積算エネルギー量６１になるように励起光源２１による励起光の照射の制御を行う。これにより、第１積算エネルギー量６１が、蛍光物質３０１に対して照射される励起光の照射強度と励起光の照射時間との積分値に基づくことによって、治療前または治療後に蛍光分布画像４１を生成する際に、励起光の照射強度と励起光の照射時間とを制御することにより、励起光によって蛍光物質３０１に与えられるエネルギーの積算量を第１積算エネルギー量６１の範囲内に容易に制御することができる。その結果、装置制御部１４は、治療前または治療後に蛍光分布画像４１を生成する際に、より容易に第１積算エネルギー量６１が第２積算エネルギー量６２を超えないように励起光の照射を制御することができる。
また、本実施形態では、上記のように、装置制御部１４（制御部）は、第１積算エネルギー量６１に基づいて、励起光源２１による励起光の照射強度、照射時間、および、照射回数を制限する制御を行う。これにより、治療前または治療後において、蛍光分布画像４１を生成する際に、励起光の照射強度、照射時間、および、照射回数の増加によって、蛍光物質３０１に対して励起光により与えられるエネルギーの積算量が第１積算エネルギー量６１を超えてしまうことを防止することができる。
また、本実施形態では、画像生成部１６は、可視光検出部２７により検出された可視光に基づいて、可視光画像４２を生成するように構成されており、画像合成部１７は、蛍光分布画像４１と可視光画像４２とを重ね合わせた合成画像４３を生成するように構成されている。また、装置制御部１４（制御部）は、少なくとも合成画像４３を表示部１３に表示する制御を行う。これにより、治療前または治療後の蛍光分布画像４１と可視光画像４２とを重ね合わせた合成画像４３を表示部１３に表示することができるので、蛍光分布画像４１と可視光画像４２とを容易に対比することができる。
また、本実施形態では、上記のように、装置制御部１４（制御部）は、治療前または治療後において、蛍光分布画像４１を生成する際に、第１積算エネルギー量６１に基づいた所定のパルス幅の励起光を照射するように、励起光源２１による励起光の照射の制御を行う。これにより、第１積算エネルギー量６１に基づいたパルス幅の励起光を照射するので、治療前または治療後において、蛍光分布画像４１を生成する際に励起光源２１により照射される励起光の照射時間を短くすることができる。その結果、第１積算エネルギー量６１を超えない範囲内において、励起光の照射強度を大きくすることができる。
また、本実施形態では、上記のように、治療前または治療後において、蛍光分布画像４１を生成する際に照射される励起光の照射強度は、治療の際に照射される光の照射強度以上である。これにより、治療前または治療後において、蛍光分布画像４１を生成する際に、治療の際に照射される光の照射強度と同等の大きさの照射強度の励起光を照射することにより、治療の際に照射される光が到達する深さ位置と同等の深さ位置までの薬剤３００の分布状態を確認することができる。また、治療前または治療後において、蛍光分布画像４１を生成する際に、治療の際に照射される光の照射強度の大きさよりも大きい大きさの照射強度の励起光を照射することにより、治療の際に照射される光が到達する深さ位置よりも深い深さ位置の薬剤３００の分布状態を確認することができる。
また、本実施形態では、上記のように、励起光源５１は、治療前または治療後において、薬剤３００の蛍光物質３０１に対して、蛍光物質３０１を励起させるものの、がん細胞２０１を死滅させないエネルギーを有する特定の波長帯の励起光の照射を行い、情報出力部５５（分布情報出力部）は、蛍光物質３０１からの蛍光に基づいて、蛍光物質３０１が発する蛍光の分布状態の情報を出力する。これにより、治療前または治療後において、がん細胞２０１を死滅させることなく（治療を進めることなく）、蛍光物質３０１を励起させた状態で、蛍光物質３０１が発する蛍光の分布状態の情報を出力することができるので、情報出力部５５が出力した蛍光の分布状態の情報によりがん細胞２０１と結合する薬剤３００の分布状態を確認することができる。その結果、がん細胞２０１と結合する薬剤３００に特定の波長帯の光を照射することに基づいてがん細胞２０１を死滅させる治療前または治療後において、がん細胞２０１と結合する薬剤３００の分布状態を確認することが可能な治療支援装置１００を提供することができる。
［変形例］
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく請求の範囲によって示され、さらに請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。
たとえば、上記実施形態では、治療支援装置１００は、合成画像４３を表示するための表示部１３を備える例を示したが本発明はこれに限られない。本発明では、治療支援装置は、表示部を備えずに、装置外部のモニタなどに合成画像などを出力して、表示するように構成してもよい。
また、上記実施形態では、治療前または治療後において、蛍光分布画像４１を生成する際に照射される励起光の照射強度は、治療の際に照射される光の照射強度以上であり、励起光源２１は、所定のパルス幅の励起光を照射するように制御を行うように構成されている例を示したが本発明はこれに限られない。本発明では、図１１に示した第１変形例のように、治療前または治療後において、蛍光分布画像を生成する際に照射される励起光の照射強度を治療の際に照射される光の照射強度よりも小さく（たとえば、治療の際に照射される特定の波長の光の照射強度が２００ｍＷ／ｃｍ2であった場合には、治療前または治療後において、蛍光分布画像を生成する際に照射される励起光の照射強度を５０ｍＷ／ｃｍ2に）設定して、連続的に励起光を照射するように構成してもよい。
また、上記実施形態では、画像生成部１６は、可視光画像４２を生成する例を示したが本発明はこれに限られない。本発明では、図１２に示した第２変形例による治療支援装置１０１のように、白色光源および可視光検出部を設けずに、蛍光検出部により検出された蛍光物質からの蛍光に基づいて、蛍光分布画像のみを画像生成部により生成するように構成してもよい。
また、上記実施形態では、がん患者２００の体外から励起光源２１により、励起光を照射するとともに、がん患者２００の体外において、蛍光物質３０１が発する蛍光を画像生成部１６により検出する例を示したが本発明はこれに限られない。本発明では、図１３に示した第３の変形例による治療支援装置１０２のように、がん患者２００の体内において、光ファイバ５２を介して、励起光の照射と、薬剤の蛍光物質が発する蛍光を検出とを行うように構成してもよい。
また、上記実施形態では、治療支援装置１００は、治療の支援に加えて、治療も行うことができるように構成されている例を示したが本発明はこれに限られない。本発明では、治療支援装置は、光免疫療法による治療の支援のみ（蛍光分布画像の生成のみ、または、蛍光の分布状態の情報を出力するのみ）を行うように構成されてもよい。
［態様］
上記した例示的な実施形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。
（項目１）
蛍光物質を含む薬剤に特定の波長帯の光を照射することに基づいてがん細胞を死滅させる治療前または治療後において、被検体の体内に投与された前記薬剤の前記蛍光物質に対して、前記蛍光物質を励起させるものの、がん細胞を死滅させないエネルギーにより特定の波長帯の励起光の照射を行う励起光源と、
前記薬剤の前記蛍光物質が発する蛍光を検出する蛍光検出部と、
前記蛍光検出部により検出された前記蛍光物質からの蛍光に基づいて、前記蛍光物質が発する蛍光の分布状態を表す画像である蛍光分布画像を生成する画像生成部と、を備える、治療支援装置。
（項目２）
前記励起光源は、前記治療前または治療後において、前記蛍光分布画像を生成する際に、前記蛍光物質に対して前記励起光により与えられるエネルギーの積算量である第１積算エネルギー量が、前記治療の際に、前記蛍光物質に対して特定の波長帯の光により与えられるエネルギーの積算量である第２積算エネルギー量よりも小さくなるように前記励起光の照射を行うように構成されている、項目１に記載の治療支援装置。
（項目３）
前記蛍光分布画像を生成する際に、前記励起光源が照射する前記励起光により前記蛍光物質に対して与えられる前記第１積算エネルギー量は、前記蛍光物質に対して与えられるエネルギーの積算量の増加に伴って前記蛍光検出部により検出される蛍光の強度の減少率が、特定の波長帯の光により記蛍光物質に対して与えられる前記治療中のエネルギーの積算量の増加に伴って前記蛍光検出部により検出される前記治療中の蛍光の強度の減少率よりも小さくなる範囲のエネルギーの積算量である、項目２に記載の治療支援装置。
（項目４）
前記第１積算エネルギー量の大きさは、前記蛍光物質を励起可能な大きさ以上であるとともに、前記蛍光物質が光化学反応による化学構造の変化を起こす大きさ未満である、項目２または３に記載の治療支援装置。
（項目５）
前記励起光源による前記励起光の照射の制御を行う制御部をさらに備え、
前記第２積算エネルギー量は、前記治療の際に、前記蛍光物質に対して照射される光の照射強度と照射される光の照射時間との積分値であり、
前記第１積算エネルギー量は、前記治療前または治療後に前記蛍光分布画像を生成する際に、前記蛍光物質に対して照射される前記励起光の照射強度と前記励起光の照射時間との積分値であり、
前記制御部は、前記治療前または治療後に前記蛍光分布画像を生成する際に、前記励起光によって前記蛍光物質に与えられるエネルギーの積算量が前記第１積算エネルギー量になるように前記励起光源による前記励起光の照射の制御を行うように構成されている、項目２～４のいずれか１項に記載の治療支援装置。
（項目６）
前記制御部は、前記第１積算エネルギー量に基づいて、前記励起光源による前記励起光の照射強度、照射時間、および、照射回数を制限する制御を行うように構成されている、項目５に記載の治療支援装置。
（項目７）
可視光を検出する可視光検出部と、
前記画像生成部が生成した複数の画像を重ね合わせた合成画像を生成する画像合成部と、
前記合成画像を表示するための表示部とをさらに備え、
前記画像生成部は、前記可視光検出部により検出された可視光に基づいて、可視光画像を生成するように構成されており、
前記画像合成部は、前記蛍光分布画像と前記可視光画像とを重ね合わせた前記合成画像を生成するように構成されており、
前記制御部は、少なくとも前記合成画像を前記表示部に表示する制御を行うように構成されている、項目５または６に記載の治療支援装置。
（項目８）
前記制御部は、前記治療前または治療後において、前記蛍光分布画像を生成する際に、前記第１積算エネルギー量に基づいた所定のパルス幅の前記励起光を照射するように、前記励起光源による前記励起光の照射の制御を行うように構成されている、項目６または７に記載の治療支援装置。
（項目９）
前記治療前または治療後において、前記蛍光分布画像を生成する際に照射される前記励起光の照射強度は、前記治療の際に照射される光の照射強度以上である、項目８に記載の治療支援装置。
（項目１０）
蛍光物質を含む薬剤に特定の波長帯の光を照射することに基づいてがん細胞を死滅させる治療前または治療後において、被検体の体内に投与された前記薬剤の前記蛍光物質に対して、前記蛍光物質を励起させるものの、がん細胞を死滅させないエネルギーにより特定の波長帯の励起光の照射を行う励起光源と、
前記薬剤の前記蛍光物質が発する蛍光を検出する蛍光検出部と、
前記蛍光検出部により検出された前記蛍光物質からの蛍光に基づいて、前記蛍光物質が発する蛍光の分布状態の情報を出力する分布情報出力部と、を備える、治療支援装置。
（項目１１）
蛍光物質を含む薬剤に特定の波長帯の光を照射することに基づいてがん細胞を死滅させる治療前または治療後において、被検体の体内に投与された前記薬剤の前記蛍光物質に対して、前記蛍光物質を励起させるものの、がん細胞を死滅させないエネルギーを有する特定の波長帯の励起光の照射を行うステップと、
前記励起光による励起により前記薬剤の前記蛍光物質が発する蛍光を検出するステップと、
検出された前記励起光による励起により前記薬剤の前記蛍光物質が発する蛍光に基づいて、前記蛍光物質が発する蛍光の分布状態を表す画像である蛍光分布画像を生成するステップと、を備える、画像生成方法。
１３ 表示部
１４ 装置制御部（制御部）
１６ 画像生成部
１７ 画像合成部
２１ 励起光源
２６ 蛍光検出部
２７ 可視光検出部
４１ 蛍光分布画像
４２ 可視光画像
４３ 合成画像
５１ 励起光源
５４ 蛍光検出部
５５ 情報出力部（分布情報出力部）
６１ 第１積算エネルギー量
６２ 第２積算エネルギー量
１００ 治療支援装置
２００ がん患者（被検体）
２０１ がん細胞
３００ 薬剤
３０１ 蛍光物質

Claims (11)

  1. 蛍光物質を含む薬剤に特定の波長帯の光を照射することに基づいてがん細胞を死滅させる治療前または治療後において、被検体の体内に投与された前記薬剤の前記蛍光物質に対して、前記蛍光物質を励起させるものの、がん細胞を死滅させないエネルギーを有する特定の波長帯の励起光の照射を行う励起光源と、
    前記励起光による励起により前記薬剤の前記蛍光物質が発する蛍光を検出する蛍光検出部と、
    前記蛍光検出部により検出された前記蛍光物質からの蛍光に基づいて、前記蛍光物質が発する蛍光の分布状態を表す画像である蛍光分布画像を生成する画像生成部と、を備える、治療支援装置。
  2. 前記励起光源は、前記治療前または治療後において、前記蛍光分布画像を生成する際に、前記蛍光物質に対して前記励起光により与えられるエネルギーの積算量である第１積算エネルギー量が、治療の際に、前記蛍光物質に対して特定の波長帯の光により与えられるエネルギーの積算量である第２積算エネルギー量よりも小さくなるように前記励起光の照射を行うように構成されている、請求項１に記載の治療支援装置。
  3. 前記蛍光分布画像を生成する際に、前記励起光源が照射する前記励起光により前記蛍光物質に対して与えられる前記第１積算エネルギー量は、前記蛍光物質に対して与えられるエネルギーの積算量の増加に伴って前記蛍光検出部により検出される蛍光の強度の減少率が、特定の波長帯の光により前記蛍光物質に対して与えられる治療中のエネルギーの積算量の増加に伴って前記蛍光検出部により検出される前記治療中の蛍光の強度の減少率よりも小さくなる範囲のエネルギーの積算量である、請求項２に記載の治療支援装置。
  4. 前記第１積算エネルギー量の大きさは、前記蛍光物質を励起可能な大きさ以上であるとともに、前記蛍光物質が光化学反応による化学構造の変化を起こす大きさ未満である、請求項２または３に記載の治療支援装置。
  5. 前記励起光源による前記励起光の照射の制御を行う制御部をさらに備え、
    前記第２積算エネルギー量は、治療の際に、前記蛍光物質に対して照射される光の照射強度と照射される光の照射時間との積分値であり、
    前記第１積算エネルギー量は、前記治療前または治療後に前記蛍光分布画像を生成する際に、前記蛍光物質に対して照射される前記励起光の照射強度と前記励起光の照射時間との積分値であり、
    前記制御部は、前記治療前または治療後に前記蛍光分布画像を生成する際に、前記励起光によって前記蛍光物質に与えられるエネルギーの積算量が前記第１積算エネルギー量になるように前記励起光源による前記励起光の照射の制御を行うように構成されている、請求項２～４のいずれか１項に記載の治療支援装置。
  6. 前記制御部は、前記第１積算エネルギー量に基づいて、前記励起光源による前記励起光の照射強度、照射時間、および、照射回数を制限する制御を行うように構成されている、請求項５に記載の治療支援装置。
  7. 可視光を検出する可視光検出部と、
    前記画像生成部が生成した複数の画像を重ね合わせた合成画像を生成する画像合成部と、
    前記合成画像を表示するための表示部とをさらに備え、
    前記画像生成部は、前記可視光検出部により検出された可視光に基づいて、可視光画像を生成するように構成されており、
    前記画像合成部は、前記蛍光分布画像と前記可視光画像とを重ね合わせた前記合成画像を生成するように構成されており、
    前記制御部は、少なくとも前記合成画像を前記表示部に表示する制御を行うように構成されている、請求項５または６に記載の治療支援装置。
  8. 前記制御部は、前記治療前または治療後において、前記蛍光分布画像を生成する際に、前記第１積算エネルギー量に基づいた所定のパルス幅の前記励起光を照射するように、前記励起光源による前記励起光の照射の制御を行うように構成されている、請求項６または７に記載の治療支援装置。
  9. 前記治療前または治療後において、前記蛍光分布画像を生成する際に照射される前記励起光の照射強度は、治療の際に照射される光の照射強度以上である、請求項８に記載の治療支援装置。
  10. 蛍光物質を含む薬剤に特定の波長帯の光を照射することに基づいてがん細胞を死滅させる治療前または治療後において、被検体の体内に投与された前記薬剤の前記蛍光物質に対して、前記蛍光物質を励起させるものの、がん細胞を死滅させないエネルギーを有する特定の波長帯の励起光の照射を行う励起光源と、
    前記励起光による励起により前記薬剤の前記蛍光物質が発する蛍光を検出する蛍光検出部と、
    前記蛍光検出部により検出された前記蛍光物質からの蛍光に基づいて、前記蛍光物質が発する蛍光の分布状態の情報を出力する分布情報出力部と、を備える、治療支援装置。
  11. 蛍光物質を含む薬剤に特定の波長帯の光を照射することに基づいてがん細胞を死滅させる治療前または治療後において、被検体の体内に投与された前記薬剤の前記蛍光物質に対して、前記蛍光物質を励起させるものの、がん細胞を死滅させないエネルギーを有する特定の波長帯の励起光の照射を励起光源が行うステップと、
    前記励起光による励起により前記薬剤の前記蛍光物質が発する蛍光を蛍光検出部が検出するステップと、
    検出された前記励起光による励起により前記薬剤の前記蛍光物質が発する蛍光に基づいて、前記蛍光物質が発する蛍光の分布状態を表す画像である蛍光分布画像を画像生成部が生成するステップと、を備える、治療支援装置の作動方法。
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