JPH07275251A - マルチレーザー光走査生体透視診断及び治療装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 レーザービームを生体に照射して複数の透視
情報を得て立体像として診断すること、およびその診断
結果に基づき同時にレーザー治療ができるようにするこ
と。 【構成】 レーザービームを生体２に向けて照射しなが
ら生体に向けられたレーザービームを長手方向と横方向
に面走査する装置３と、生体を透過したレーザービーム
を受光する受光検出板４とから成るレーザー光平行走査
受光検出機構を静止状態に横臥した生体の周りに回転可
能に支持した診断装置。また上記レーザー光平行走査受
光検出機構を２組以上設け、これ等の受光検出板４，
４’で得られた異なる方向の透視情報をコンピューター
により処理して生体内部の状態をグラフィック表示し立
体画像として診断する。またグラフィック表示された情
報をレーザービーム源制御装置にフィードバックするこ
とにより診断結果に応じた生体のレーザー治療を行なう
こともできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザービームを生体
に向けて照射しながら生体軸に平行な方向と直角な方向
に面走査し、生体を透過したレーザービームを受光検出
板で受け、生体の状態を画像表示して診断する装置に関
するものである。更に本発明は、レーザービームを生体
に向けて照射しながら生体軸に平行な方向と直角な方向
に面走査すると共に、生体を透過したレーザービームの
透過位置と光量を検出し、これ等の検出値に基づいて生
体の症状に応じた適正な強さのレザービームを照射する
ようにしたレーザー治療装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、生体透視画像は、主にＸ線を用い
て行われている。Ｘ線による生体透視撮影診断の画像
は、フィルム面に近い病巣では実際の大きさに近い鮮明
な画像として映し出されるが、病巣がフィルム面より遠
ざかるにしたがって実際の大きさより拡大した不鮮明な
画像として映し出される。

【０００３】悪性腫瘍等では、病巣の辺縁は一般に正常
組織との境界が鮮明で、かつ不規則な凸凹をもった不正
な輪郭を有しており、また腫瘍内部は細胞密度が正常組
織より密で、しかも細胞の核細胞比が大きいので、一般
には正常な組織より透過性が低下し、しかも腫瘍内部は
不均一な模様像を呈する傾向がある。Ｘ線撮影では、生
体内部の病巣は、その内外のＸ線散乱成分により輪郭と
内部は一般に不鮮明となり、病巣の存在は腫瘍内部の濃
淡の不均一性が著しくなるまでわからない場合が多い。
特に、軟い臓器では、腫瘍病巣と正常組織ではＸ線透過
率の差が少なく、陰影の差を腫瘍の異常陰影として捉え
ることは腫瘍がかなりの大きさと硬さになるまで不可能
であった。

【０００４】また、胃や腸などの消化管の画像診断を行
うために、基本的な検査法として、造影剤を使用するＸ
線透視撮影がよく知られている。この場合、現在、通常
一個のＸ線管球で透視撮影が行われており、複数個のＸ
線管球を使用して生体に対して異なる方向からほぼ同時
に透視撮影することは行われていない。このため生体内
臓器を正面と側面の２方向から見た透視画像を得るに
は、体位を変えて二度撮影することが必要であり、この
時体位を変えることに伴って、各臓器はもとより病巣自
体も変形するため、こうして撮影された正面像と側面像
は同一状態の臓器および病巣を正面および側面から見た
ものとはならない。更に、体位を変えることは高齢者や
障害者にとっては時間のかかる困難な動作であり、撮影
診断に要する総所要時間を長くする。

【０００５】さらにＸ線は一個の小さな管球から円錐状
に放射されるため、フィルム面の各部に対する曝射量が
均一にならず、アナログ画像は容易に得られてもデジタ
ル画像処理には適していない。また、Ｘ線は不均一な曝
射に加えて、生体内の他の部位からの散乱成分の影響を
受けるために、骨以外の軟い臓器ではコントラストが不
鮮明な画像となり、そのままでは画像診断を行い難かっ
た。すなわち、デジタル情報化されたデータによる細密
な濃淡画像の疑似カラー画像解析診断や種々の微分画
像、積分画像、差画像などの画像処理等はほぼ不可能で
あった。

【０００６】

【発明を解決しようとする課題】一方、複雑に屈曲した
大腸に大腸内視鏡を挿入する場合やカテーテルを深部に
挿入する場合には、Ｘ線透視を行って挿入状態を確認す
ることが必要であるが、被験者および検査を行う医師と
介助者はＸ線の被曝の危険があるため、安全上連続して
Ｘ線透視を行うことができず、一般に短時間のＸ線透視
を繰り返し行うのが現状である。従って、内視鏡やカテ
ーテルの深部挿入には技術的な困難と被験者の苦痛を与
える問題があり、また放射線防護のために防護壁を設置
したり、術者に防護具を着用させたりすめための費用の
負担がかかる。

【０００７】また、胃腸などの管腔臓器や脈管臓器の空
間などにヨード造影剤を注入灌流してＸ線透視撮影を行
った後、ヨード造影剤は、体内に拡散吸収される性質が
ある利点があるが、ヨード過敏症の患者には屡々ショッ
クの起こる危険がある。消化管Ｘ線透視検査には、生化
学的に吸収され難く消化管壁に吸着し易いバリウムが繁
用されているが、これは飲み難く、体外へ排泄し難く、
高度の便秘の時には腸閉塞などの事故を起こす危険も稀
ではない。すなわち、Ｘ線を透過し難い造影剤の素材は
ごく限られたものであり、しかも、種々の問題点が残さ
れているものであるばかりでなく、造影剤の性状のため
透視画像の性質もＸ線透過特性に限定されたものであっ
た。

【０００８】Ｘ線以外に光を使用する診断法として、レ
ーザービームを用いて透視画像を得る方法が提案されて
いるが、肉厚が厚く骨を含む躯幹体などの透視には透過
性の問題から実用化されておらず、また従来レーザービ
ームの照射は単一のレーザー光源の首降り運動で円錐状
にレーザー光を放射することによって行われているた
め、Ｘ線透視撮影の場合と共通のいくつかの問題点があ
る。

【０００９】本発明の目的はＸ線以外のエネルギー源を
用い、上述したＸ線透視撮影に伴う問題点を解消するこ
とのできる透視診断装置を提供することである。本発明
の他の目的は、内視鏡やカテーテルによる検査を行う際
に、医師および介助者が放射エネルギーの曝射を受ける
ことなく、直進性のよいレーザー光を用い、生体内部の
立体画像を連続して長時間にわたり観察することのでき
る透視診断装置を提供することである。

【００１０】本発明の更に他の目的は、生体の体位を変
えることなく、生体を複数の異なる方向から見た透視画
像を得ることのできる透視診断装置を提供することであ
る。本発明の更に他の目的は、生体内の病巣を実際の大
きさのまま、しかも高い解像度を持った明瞭な画像とし
て表示できる透視診断装置を提供することである。本発
明の更に他の目的は、生体の細胞と組織液に有害な作用
を与えることなく、高いエネルギーのレーザー光を透過
せしめることのできる安全な透視診断装置を提供するこ
とである。

【００１１】本発明の更に他の目的は、生体の診断個所
を或る時間内に生体に安全なレーザー光量で数回照射
し、単位照射面積当りの総光量を積算することのできる
受光検出装置を備え、生体に有害な作用を与えることな
く明瞭な画像を得ることのできる透視診断装置を提供す
ることである。

【００１２】本発明の更に他の目的は、生体が悪性腫瘍
を持っているか、炎症を起こしているか、正常状態にあ
るかを識別することのできる透視診断装置を提供するこ
とである。本発明の更に他の目的は、生体の症状に応じ
てレーザービーム照射点に所定の光量のレーザービーム
を投射し腫瘍のレーザー治療を行うことのできる治療装
置を提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段及び作用】上記目的を達成
するために、本発明によれば、レーザービームを射出す
る少なくとも一個のレーザー光源と、前記レーザービー
ムを生体に向けて生体軸に垂直な方向に照射する装置
と、前記生体に向けられたレーザービームを生体軸に平
行な方向に移動せしめる装置と、前記生体に向けられた
レーザービームを生体軸に直角な方向に移動せしめる装
置と、生体を透過したレーザービームを受光する検出板
とから成る少なくとも一組のレーザー光平行走査受光検
出機構と、前記レーザー光平行走査受光検出機構を生体
軸を中心として回転可能に支持する装置とを有するレー
ザー光走査生体透視診断装置が提供される。

【００１４】前記レーザー光平行走査受光検出機構を生
体軸を中心として９０°の角度間隔で２組配置し、２つ
の検出板が検知した生体を２方向からみた情報をコンピ
ューターで処理することにより、生体内にある大腸内視
鏡やカテーテルなどの立体画像が得られる。また、これ
らの２組のレーザー光平行走査受光検出機構を生体に対
し、種々の方向に変えて得られた透視画像によりある条
件下の（造影剤を用いるなど）生体内の病巣をコンピュ
ーターグラフィックスでテレビモニターに映すことがで
きる。

【００１５】好ましくは、複数のレーザー光源より放射
された生体に安全な許容光量の複数本のレーザービーム
を、密集したレーザービーム群に集束して光量の大きい
光エネルギーを生体に相互に微小に分散したレーザー光
として照射することにより、生体の細胞組織や組織液に
与える有害な作用を軽減することができる。

【００１６】また好ましくは、受光検出板は生体側の表
面に微小単位面積に多数の光電子素子を集積して平面上
に配列した光電子ユニットを格子状に配列した光電子配
列盤と、光電子配列盤の裏面に取りつけられ各光電子ユ
ニットと接続された多数のマイクロプロセッサーを格子
状に配列したマイクロプロセッサー配列盤と、該マイク
ロプロセッサー配列盤の裏面に取り付けられ前記各マイ
クロプロセッサーと接続された多数の半導体メモリーを
格子状に配列した半導体メモリー配列盤とから構成さ
れ、生体の診断個所を或る時間内にそれぞれ生体に安全
な光量の複数の微小面積に密集集束したレーザー平行光
で数回照射し、各１個の光電子ユニットで受光した該光
量を積算し生体組織に有害な作用を与えることなく生体
の鮮明な透視画像を得ることができる。なお、光電子ユ
ニットは、該ユニットにレーザーが直接照射されている
時間のみＯＮ−ＯＦＦスイッチがＯＮの状態になるよう
に設定することにより、高解像度の透視画像が得られ
る。

【００１７】更に、或る期間患者に予め腫瘍指向蛍光薬
剤を投与すると、腫瘍に蛍光物質が集積するので、レー
ザー透視走査を行うと腫瘍に蛍光発光が見られる。この
とき、前記光電子配列盤の前面に或る波長帯域内の異な
る蛍光波長を透過するいくつかの蛍光波長フィルターを
順次差し替えて置くことにより、各光電子ユニットの捉
える蛍光強度と透過蛍光波長との間に関係特性曲線が得
られるので、これを予め計測して置いた特性曲線と比較
することにより、透視個所が悪性腫瘍を持つか、炎症を
起こしているか、正常であるかを疑似カラー画像化する
ことにより識別することができる。

【００１８】更に、本発明によば、光電子配列盤のどの
光電子ユニットにレーザービームが照射されつつあるか
を検出すると共に、その照射光量を検出し、その検出値
を予め設定した症状の治療に適したレザービーム光量と
比較してレーザー光源を制御することにより、レーザー
治療を行うことができる。

【００１９】更に、上記治療装置は、上記症状識別装置
と連動させて患者の症状に応じたレーザー治療を行うこ
とができる。その他の本発明の目的・構成・作用効果
は、図面を参照する以下の好ましい実施例の説明から明
らかになるであろう。

【００２０】

【実施例】図１は、本発明のレーザー光走査生体透視診
断装置のレーザー光平行走査受光検出機構の概要を示す
側面図、図２は同機構の横断面を示す概要図である。図
１に示すように、本発明によるレーザー光平行走査受光
検出機構は、ベッド１上に横臥した生体２を挟んで上部
に配置したレーザー光平行照射走査装置３と下部に配置
した受光検出板４とから構成される。レーザー光平行照
射走査装置３は、後述するようにレーザー光源より射出
されたレーザービームを生体２に向けて照射すると共
に、このレーザービームを生体の中心軸（以下生体軸と
いう）に平行な長手方向と生体軸に直角な横方向に移動
させ、生体の所定の診断個所の全面を平行走査する。生
体を透過した平行走査レーザービームは受光検出板に受
光される。

【００２１】図２に示すように、レーザー光平行照射走
査装置３と受光検出板４を一組としたレーザー平行走査
受光検出機構は、生体２を中心に回転可能に支持されて
おり、生体２が体位を変えることなくベッド１上に静止
状態で横臥したままレーザー光平行照射走査装置３を任
意の角度位置に回転させ、生体を任意の方向からみた透
視データが得られる。更に、図２に示すようにレーザー
光平行照射走査装置３’と受光検出板４’とから成るも
う一組のレーザー光平行走査受光検出機構を適当な角度
間隔で設けると、同時に異なる２方向からみた透視デー
タが得られる。これ等の受光検出板４，４' で得られた
データは、電気信号として直接モニターテレビ５，５'
に送られ、夫々の方向の透視画像として表示される。ま
た図３に示すように、２組のレーザー光平行走査受光検
出機構を９０°の角度間隔に設け、レーザー平行照射走
査装置３を生体２の上方に、レーザー光平行照射走査装
置３' を生体２の側方に置いてレーザー光平行面走査を
行うと、受光検出板４および４' に夫々生体２を上方お
よび側方から見た透視データが得られるので、これ等の
データにより生体内の大腸内視鏡やカテーテルなどをモ
ニターテレビに立体表示でき、これ等の深部挿入観察を
容易にすることができる。また、２組のレーザー平行光
走査受光検出機構を生体２に対して種々の方向にセット
させてそれぞれの方向の透視画像を得て、これらのデー
ターから生体内の或る条件下（造影剤を用いるなど）の
病巣の立体画像をコンピューターグラフィックスでテレ
ビモニター７に映すことができる。なお、レーザー光平
行走査受光検出機構は、必要に応じて２組以上設けても
よい。

【００２２】内視鏡による生体臓器内の観察用照明の照
射とレーザービームの照射が同時に行われていると互い
に干渉して明確な画像が得難くなるので、両者の照射時
間が交互にずれるようにタイムシェアリングを行うこと
が必要である。同様に複数のレーザー光平行走査受光検
出機構を用いる場合には、夫々のレーザー光平行照射走
査装置から照射されるレーザービームが生体内で衝突し
ないようにタイムシェアリングを行うことが必要であ
る。これ等のタイムシェアリングは複数の光源から射出
される複数のレーザービームが交互にずれて断続的に照
射されるように光源をＯＮ−ＯＦＦ制御することにより
行うことが可能であるがその他適当な光学装置を使用し
てタイムシェアリングをすることも可能である。

【００２３】図４はその一例を示し、８は軸９を中心に
回転する円板で、円板８には同一円周上に複数個の透孔
１０が設けられ、又円板８の上面は鏡面となされてい
る。単一のレーザー光源から射出されたレーザービーム
１１は、透孔１０の設けられた円周上の１点に向けて照
射され、回転する円板８の透孔１０の１つがビーム１１
の下にきたときビーム１１は透孔１０を通過して下向き
レーザービーム１１' となり、２つの透孔１０の間の部
分にビーム１１がきたときビーム１１は反射して上向き
レーザービーム１１''となる。こうして、単一のレーザ
ービーム１１は、断続的に進行する２つのタイムシェア
リングされたレーザービーム１１' ，１１''となる。こ
れ等のレーザービーム１１' ，１１''は、それぞれ２つ
のレーザー光平行照射走査装置３，３' から照射される
ように使用される。

【００２４】図５は、レーザー光平行照射走査装置の一
実施例を示す。この実施例は複数個のレーザー光源１２
を複数列（図では３列）に配置し、各列は図６（ａ）に
示す如く複数個（図では５個）のレーザー光源１２を間
隔を置いて一平面内に配列し、これらのレーザー光源１
２から異なる投射角度で射出されたレーザービーム１３
はプリズム１４に投射される。プリズム１４の上面１５
は、投射されたレーザービーム１３が異なる角度で屈折
し垂直方向の平行ビーム１６となるように各レーザービ
ームの当たる部分毎に異なる角度に形成される。平行レ
ーザービーム１６は上段回転鏡１９の軸線１７上に投射
され平行レーザービーム１８として上段放物曲面鏡２０
に向かって反射される。他の列の複数個のレーザー光源
１２から射出されたレーザービームも同様に夫々のプリ
ズム１４を通して平行ビーム１６' ，１６''とされ、上
段回転鏡１９の軸線上に投射され、ここから平行レーザ
ービーム１８' ，１８''として上段放物曲面鏡２０に向
かって反射される。

【００２５】図６（ｂ）は、多数の平行レーザービーム
を作るプリズム装置の実施例を示す。図６（ｂ）の装置
は、一列当たり１０個のレーザー光源１２を有し、これ
らのレーザー光源１２は中央の４個と左右の各３個に分
けられる。プリズム装置は、上段の３個のプリズム１
４' と下段の１個のプリズム１４''で構成され、夫々中
央の４個のレーザー光源１２から射出されるレーザービ
ーム１３は中央の上段プリズム１４' を通して４本の垂
直方向の平行レーザービームとされ、左右各３個のレー
ザー光源１２から射出されるレーザービーム１３は左右
の上段プリズム１４' を通して各３本の傾斜方向に延び
る平行レーザービームとされる。下段プリズム１４''
は、上面中央部の４本の平行レーザービームの投射され
る面は水平面とされ、左右の３本づつの傾斜した平行レ
ーザービームの投射される部分は斜面とされ、こうして
下段プリズム１４''を通して１０本の垂直方向の平行レ
ーザービームが得られる。これ等の１０本の平行レーザ
ービームは、図６（ａ）の場合と同様に、上段回転鏡１
９の軸線１７上に垂直に投射される。これ等の図面では
誇張して示されたが、上段回転鏡１９に投射される平行
レーザービームは相互の干渉、回折が生じない限りにお
いて極めて小さい等間隔のものであることを理解すべき
である。なお、レーザー光源の数は上述した例に限ら
ず、必要に応じて列数を増減し、また各列における個数
を増減してもよい。プリズムに投射されたレーザービー
ムの一部の成分はプリズム１４，１４' 又は１４''の正
面で反射され、この反射された成分は光トラップで消去
される。

【００２６】上段回転鏡１９に投射される全レーザービ
ームのうちの１つは、好ましくは全レーザービームの束
の中心にあるレーザービームは、パルス信号を入力する
ことによって極少時間周期的に遮断され、後述するよう
にレーザービーム束によって走査中の生体部分の位置座
標を検出する作用を行う。このようにすることにより３
列の全てのレーザービーム群は密集した平行光として後
述するように生体に投射され、平行移動して面走査が行
われる。

【００２７】図５に示すように、上段回転鏡１９の軸心
は内面が放物面となって生体軸に直角な方向に半円筒状
に延びている上段放物曲面鏡２０の焦点に位置してお
り、上段回転鏡１９で反射した３列の平行レーザービー
ム群１８，１８' ，１８''は、上段放物曲面鏡２０に当
り、ここで反射して下向きのビーム群２１，２１' ，２
１''となる。ビーム群２１，２１' ，２１''は上段回転
鏡１９の回転と共に生体軸に平行な方向に移動しながら
下段回転鏡２２の回転軸線上に照射される。

【００２８】下段回転鏡２２は、同じく内面が放物面と
なって生体軸に平行な方向に１／４円筒状に延びている
下段放物曲面鏡２３の焦点に位置しており、したがって
下段回転鏡２２で反射したレーザービーム群は、更に下
段放物曲面鏡２３により生体２に向かって反射され、下
段回転鏡２２の回転に伴って生体２を生体軸に直角な方
向に走査しながら照射する。従って、上段回転鏡１９と
下段回転鏡２２を回転させることにより、生体の必要透
視個所の全面を微小面積に密集した平行レーザービーム
群（以下集束平行レーザービーム群とよぶ）により平行
走査することができる。このように複数のレーザービー
ムを一群として生体の微小な区域に集中照射させること
によって、厚みが大きい生体や骨などの透過し難い生体
部分を透視検出することができる。しかも強い光エネル
ギーが一点に集中照射されることなく、或る微小区域内
に分散照射されるので細胞組織に与える傷害を回避する
ことができる。

【００２９】回転鏡１９、２２は、或る小回転角度範囲
にあるときだけしか放物曲面鏡２０、２３に向けてレー
ザービームを反射させることができない。この性質を利
用して２組のレーザー光平行走査受光検出機構を使用す
る場合２つのレーザービームの照射タイミングをシェア
リングすることができる。この場合、２つの上段回転鏡
１９の回転位相をずらせ、一方の上段回転鏡がそれと組
になった上段放物曲面鏡２０にレーザービームを反射さ
せているとき、他方の上段回転鏡はそれと組になった上
段放物曲面鏡に向かってレーザービームが反射されない
よにすることによってタイムシェアリングすることがで
きる。

【００３０】図７は、上段回転鏡１９の位相の如何にか
かわらず上段放物曲面鏡２０に向けてレーザービームを
反射することできる実施例を示す。この実施例では、上
段回転鏡１９の回転軸に３枚の回転鏡１９，１９' ，１
９''を、例えば６０°づつ位相をずらして取り付け回転
軸を回転させながら回転軸を双頭矢印Ａに示すように左
右に往復動させる。こうして回転鏡１９' がレーザービ
ームを上段放物曲面鏡２０に向けて反射せしめる角度範
囲からはずれたとき、次の回転鏡１９''がレーザービー
ムを捉えて上段放物曲面鏡２０に向けてレーザービーム
を反射し、更に回転鏡１９''が所定の反射作用をなし得
なくなったとき、回転鏡１９''' がレーザービームの受
光位置にもたらされ、回転鏡１９''' が反射作用を終え
たとき、再び回転鏡１９' が作用するように回転軸が戻
される。こうして上段回転鏡１９の回転中、常に上段放
物曲面鏡２０に向かってレーザービームを反射させるこ
とができる。なお回転鏡の枚数おび固定角度間隔は必要
に応じて適当に選ぶことができる。下段回転鏡２２につ
いても同じ構成をとることにより、回転中常時下段放物
曲面鏡２３に向けてレーザービームを反射させることが
できる。

【００３１】図８は、レーザービームを生体軸に平行に
移動させるために上段回転鏡１９と上段放物曲面鏡２０
を使用する図５の機構と同じ生体の長手方向走査作用を
行う別の実施例を示す。レーザービームは、レーザー光
源２４から生体軸に平行な方向に射出され、レーザービ
ームに対し４５°傾斜した反射鏡２５で下方に向けられ
る。反射鏡２５は４５°の傾斜を保ったまま双頭矢印Ｂ
に示すように生体軸に平行に移動し、下方に向けられた
レーザービームを生体の長手方向に移動させる。更に、
下方に向けられたレーザービームを生体の横方向に移動
走査する機構は、図５に示すように下段回転鏡２２と下
段放物曲面鏡２３とから成る機構を使用してもよいし、
その他適当な機構を使用することができる。

【００３２】図９は、図５のレーザービーム群平行走査
照射装置と組み合わせ使用される受光検出板４の実施例
を示す。この受光検出板は上から順に光電子配列盤２６
と、マイクロプロセッサー配列盤２７と、半導体メモリ
ー配列盤２８を重ねた三層構造となっている。光電子配
列盤２６は微小面積の多数の光電子ユニット２６' を格
子状に配列したもので、各１個の光電子ユニット２６'
は多数の微小電子素子の集積平面配列で構成されてお
り、通常図５の下段放物曲面鏡２３から照射される一束
の密集したレーザービーム群の全体を受光できる面積を
持っている。しかし、複数個の光電子ユニットで一束の
レーザービーム群を受光する面積としてもよい。マイク
ロプロセッサー配列盤２７は、各１個の光電子ユニット
と接続される各１個のマイクロプロセッサー２７' を多
数格子状に配列したもので、光電子ユニットの受光した
レーザー総光量に応じた必要な演算処理を行う。半導体
メモリー配列盤２８は、各１個のマイクロプロセッサー
２７' と組になった各１個の半導体メモリー２８' を多
数格子状に配列したもので、各半導体メモリー２８'は
それと組になったマイクロプロセッサー２７' の処理し
たデータやマイクロプロセッサー２７' の必要とする命
令を保持する。

【００３３】受光検出板４の上部に生体がいない条件下
で受光検出板に直接レーザービームを照射した場合、全
光電子ユニットは均一なレーザー光量を受ける必要があ
る。一方、レーザービームの照射される光電子ユニット
の位置は、前述したようにマーカーレーザービームが当
たる上段回転鏡１９と下段回転鏡２２の回転位置で決ま
る。従って、両回転鏡１９、２２の回転位置を電気信号
としてレーザー光源に入力すると共に、レーザービーム
の照射された光電子ユニット２６' の受ける光量が基準
値になるようにマイクロプロセッサー２７' が補正計算
を行う。この光量の変化は主としてレーザー光源の電源
の変動とレーザー光源から光電子ユニットに至る間のプ
リズムや回転鏡や放物曲面鏡等の光回路系によるレーザ
ービームの総減殺率の相異に基づく変動によるものであ
る。マイクロプロセッサーで計算された補正値は、レー
ザー光源にフィードバックされ、所定の光電子ユニット
に向けて射出されるレーザービームのエネルギーが制御
される。

【００３４】生体を透視診断する場合には、各光電子ユ
ニットをレーザー群が走査している時間のみマイクロプ
ロセッサーのスイッチがＯＮになるようにしながら、全
電子ユニットを少なくとも１回走査する。また、患者が
呼吸を止めて静止している時間内に全光電子ユニットを
複数回走査し各光電子ユニットの受ける総光量をマイク
ロプロセッサーと半導体メモリーにより積算してこれを
電気信号としてモニターテレビ２９に送り各電子ユニッ
トに対するブラウン管の位置に現わし、生体を透視走査
した部分の全体をブラウン管に濃淡画像として表示した
り、濃淡差を階調別疑似カラー画像表示する。

【００３５】腫瘍の有無を診断したり腫瘍の質的診断を
行うために、レーザー蛍光画像を得る際には、図１０に
示すように受光検出板４の上に使用する蛍光色素に応じ
た励起光カットフィルター３０を挿入することによっ
て、モニターテレビ２９（図９）に生体透視蛍光画像を
表示することができる。

【００３６】更に、レーザー蛍光分光画像を得るために
は、図１１に示すように、レーザー励起光カットフィル
ター３０の更に上に種々の特定波長帯の蛍光成分のみを
透過する蛍光波長フィルター３１を挿入する。ある期間
患者に予め腫瘍指向蛍光薬剤を投与すると、腫瘍に蛍光
物質が集積するので、レーザー透視走査を行うと腫瘍に
蛍光発光が見られる。この状態において、異なる蛍光波
長を透過するいくつかの蛍光波長フィルター３１を用意
して置き、これ等を順次差し替えて、カットフィルター
３０を透過した蛍光の強度を光電子ユニット２６' で計
測することにより透過蛍光の波長と強度の関係を示す特
性曲線が得られるので、これを予め計測して置いた特性
曲線と比較することにより、透視点が悪性腫瘍である
か、炎症を起こしているか、正常であるかを分光パター
ンで識別することができる。これ等の識別された透視点
をモニターテレビで異なる色でプロットすることによ
り、ブラウン管上に疑似カラー分光画像を表示すること
ができる。

【００３７】図５のレーザービーム群平行走査照射装置
の上段および下段の放物曲面鏡２０、２３は、偏光格子
盤（図１２）をセットしたり種々の蛍光波長カットフィ
ルターを挿入した場合等、生体を透過した総光量の減殺
分を補う必要が或る場合、標準の大きさより小さいもの
とすることにより、生体に照射する集束平行レーザービ
ーム群の密度を絞り、面走査される生体の単位面積およ
び単位時間当り光量を増加させて補うことができる。こ
の場合、図９の光電子配列盤２６の上面に図１２に示す
ように各光電子ユニット２６' の４辺と合致させた垂直
壁をもった多数の窓枠３２で構成された偏光格子盤を装
着し、レーザー光平行走査照射装置３から照射され生体
を透過したレーザービーム群の直線成分のみを光電子ユ
ニット２６' で受光し、生体内で反射して散乱した光成
分は除くようにする。こうして、生体の狭い部分を透過
した直進レーザービーム群により高解像度のレーザー透
過画像が得られる。

【００３８】図１３は図５のレーザー平行光照射走査装
置と図９の受光検出板を使用して、生体の病巣部にレー
ザー治療を行っている状態を示す概要図である。レーザ
ー光源１２から射出されプリズム１４，１４' ，１
４''、上段回転鏡１９、上段放物曲面鏡２０、下段回転
鏡２２、下段放物曲面鏡２３を経て生体に照射されたレ
ーザービーム２１は生体２を透過して受光検出板４の最
上層の光電子配列盤２６の光電子ユニット２６' の１つ
に投射される。レーザービームの投射された光電子ユニ
ットの二次元座標（Ｘｎ，Ｘｎ）は、前述した通り上段
回転鏡１９と下段回転鏡２２の回転角度位置で決まるの
で、これ等の回転角度を検出し、検出値をレーザービー
ムを受光した光電子ユニットのＸ，Ｙ座標を表す情報と
して電気信号に変換しライン３３，３４を通してレーザ
ー光源１２の制御装置３５に入力される。

【００３９】また、同じ光電子ユニット２６' が受光し
たレーザービームの光量もライン３６を通して制御装置
３１に入力して、生体が横臥していない状態では全ての
光電子ユニットが受光する光量が一定になるように、プ
リズム１４，１４' ，１４''と上段回転鏡１９、上段放
物曲面鏡２０、下段回転鏡２２、下段放物曲面鏡２３を
通る光路の総減殺透過率の変動を考慮した補正を行って
レーザー出力を制御する。図１３には１本のライン３６
のみが示されているが、全ての光電子ユニットで検出さ
れた各光量がライン３６を通って制御装置３５に送られ
るように全光電子ユニット２６' の各々とライン３６の
間が配線される。

【００４０】レーザーが所定通りの出力を発生するよう
に制御するために、レーザー光源の射出口の直下にセン
サー３７を設け、検出したレーザー出力をレーザー光源
制御装置３５にライン３８を通してフィードバックす
る。更に、レーザービーム源から射出されるレーザービ
ームの方向と位置がレーザービームの波長その他により
所定の方向と位置からずれる場合には、レーザービーム
の方向と位置を検出し、検出値に従ってレーザービーム
源の姿勢を所定の方向と位置にレーザービームを射出す
るように制御装置を設ける。なお、上記治療装置は、例
示的に単一のレーザービームを使用する如く説明した
が、実際には図５および図９で説明したように集束平行
レーザービーム群を使用する。このような集束平行レー
ザービーム群でも同様の出力制御を行うことができるこ
とは容易に理解できるであろう。各光電子ユニット２
６' はレーザービーム群が走査中のものだけＯＮにさ
れ、その他の光電子ユニットはＯＦＦにされる。このＯ
Ｎ−ＯＦＦ制御は光電子ユニットのＸ，Ｙ座標検知装置
と連動させることによって容易になすことができる。こ
うして走査中以外の光電子ユニットから雑信号が制御装
置３５に入力されることを阻止する。

【００４１】レーザー光源制御装置３５には、図１４に
示すような光電子ユニットの座標（Ｘｎ，Ｙｎ）とそこ
に照射すべきレーザー出力Ｉ（Ｘｎ，Ｙｎ）の関係を示
す治療用図形プログラム３９が予め入力されている。生
体が横臥している状態で、集束平行レーザービーム群を
生体の所定の個所の全体を１回ないし数回平行走査する
と生体を透過して微弱になったレーザービーム群が各光
電子ユニット２６' で受けられ、その総光量が半導体メ
モリー２８' とマイクロプロセッサー２７' で算出さ
れ、全ての算出値はライン４０を通してレーザー光源制
御装置３５に送られる。

【００４２】これ等の検出された光電子ユニットの座標
と総光量は、ブラウン管に作像されると同時に、レーザ
ー光源制御装置３１に入力された治療用図形プログラム
３５' と比較され、このプログラムに倣うようにレーザ
ー出力が治療に必要な分だけ加重制御される。このレー
ザー治療法は検出された座標情報と光量情報を予め設定
されたレーザー加工参照指令と比較することにより製品
のレーザー加工にも応用することができる。

【００４３】また図１３のレーザー治療装置は、光電子
配列盤２６の上に図１１に示すように種々の蛍光波長フ
ィルター３１を挿入することによってレーザー蛍光分光
パターンを表示できるので、これをレーザー光源制御装
置に連結することにより、レーザーによる診断と治療を
同時に行うこともできる。なお、色素レーザー（変波長
レーザー）を用いてレーザー波長を順次変化させ複数の
分光波長画像を得て、レーザー蛍光分光画像解析治療を
行うこともできる。

【００４４】

【発明の効果】本発明によれば、バリウム、ヨードのみ
ならず生体内の臓器を灌流して吸収され臓器内で代謝が
行われるような色素と種々の中間代謝物質との結合物質
の複合体、例えば消化管から吸収されやすい緑黄色野菜
と糖質の結合物質等を造影剤として用いて、消化管粘膜
から吸収消化される状態や、血管やリンパ管を通って種
々の臓器に移動する状態を観察したり、悪性腫瘍やその
リンパ節転移により腫大部位の腫大灌流分布画像診断し
たり、蛍光透視分光画像により診断したり、肝臓や腎臓
等の充実臓器などの代謝状態を調べることができる。

【００４５】また２組のレーザー光平行走査受光検出機
構を相互に対向しない範囲で最大角度離した状態で回転
し方向を順次変えて、種々の方向からの生体透視画像を
得るようにすると、１組の検出機構で種々の方向からの
生体透視画像を得る場合の約１／２の時間で同じ数の画
像が得られるので高画質のコンピューターグラフィック
スによる立体画像を得ることが容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるレーザー光平行走査受光検出機構
の原理の概要を示す側面図。

【図２】図１のレーザー光平行走査受光検出機構を２組
使用した場合の概要を示す横断面図。

【図３】図２の装置を使用して立体透視画像をグラフィ
ック表示する装置の概要図。

【図４】２組のレーザー光平行走査受光検出機構の各々
にタイムシェアリングされた２つのレーザービームを送
るために単一のレーザービームから２つのタイムシェア
リングされたビームを作る装置の一実施例を示す斜視
図。

【図５】複数個のレーザー光源から射出された複数のレ
ーザービームを一束の平行レーザービーム群として生体
の長手方向および横方向に平行走査しながら照射する装
置の一実施例を示す概要図。

【図６】（ａ）は図５の実施例において、一列の複数個
のレーザー光源から射出されたレーザービームの各々を
複数の平行レーザービーム群として回転鏡の回転軸に沿
って投射する光学プリズムを示す概要図、（ｂ）は回転
鏡の回転軸に沿って、より多数の平行レーザービーム群
を投射するように（ａ）のプリズム装置を改変した光学
系を示す概要図。

【図７】図５の装置に使用される回転鏡のほかの実施例
を示す斜視図である。

【図８】レーザー光源から水平方向に射出されるレーザ
ービームを垂直下方に向け生体の長手方向に平行移動さ
せる装置の他の実施例を示す概要図。

【図９】図５のレーザー平行走査照射装置と組み合わせ
て使用される、レーザービーム受光検出板の好ましい実
施例の概要を示す斜視図。

【図１０】モニターテレビに生体透視蛍光画像を表示す
るために、図９のレーザービーム受光検出板の上にレー
ザー励起光カットフィルターを挿入した状態を示す概要
図。

【図１１】生体の透視部分の状態を診断できるように、
レーザー蛍光分光画像を得るために図１０のレーザー励
起光カットフィルターの上に更に蛍光波長フィルターを
挿入した状態を示す概要図。

【図１２】図９のレーザービーム受光検出板の各電子ユ
ニットに、レーザービームの直進成分のみが投射される
ように光電子配列盤の上に偏向格子盤を取りつけた状態
を示す部分的斜視図。

【図１３】図５の装置を使用してレーザー治療を行う装
置の概要図。

【図１４】図１３のレーザー治療装置に使用する治療用
図形プログラムの一例を示す。

【符号の説明】

１ ベッド ２ 生体 ３ レーザー光平行照射走査装置 ４ 受光検出板 ５ モニターテレビ ６ コンピューター １２ レーザー光源 １３ レーザービーム １４ プリズム １４' プリズム １４''プリズム １９ 上段回転鏡 ２０ 上段放物曲面鏡 ２２ 下段回転鏡 ２３ 下段放物曲面鏡 ２６ 光電子配列盤 ２７ マイクロプロセッサー配列盤 ２８ 半導体メモリー配列盤 ２９ モニターテレビ ３０ レーザー励起光カットフィルター ３１ 蛍光波長フィルター ３２ 窓枠 ３５ レーザー光源制御装置 ３７ レーザー出力センサー ３９ 治療用図形プログラム

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザービームを射出する少なくとも１
   個の光源と、前記レーザービームを生体に向けて生体軸
   に垂直な方向に照射する装置と、前記生体に向けられた
   レーザービームを生体軸に平行な方向に移動せしめる装
   置と、前記生体に向けられたレーザービームを生体軸に
   直角な方向に移動せしめる装置と、生体を透過したレー
   ザービームを受光する検出板とからなる少なくとも１組
   のレーザ光平行走査受光検出機構と、前記レーザー光平
   行走査受光検出機構を生体軸を中心として回転可能に支
   持する装置とを有することを特徴とするレーザー光走査
   生体透視診断装置。
2. 【請求項２】 ２組の前記レーザー光平行走査受光検出
   機構が生体軸を中心とする９０°の角度間隔で配置され
   ている請求項１に記載された診断装置。
3. 【請求項３】 前記２組のレーザー光平行走査検出機構
   の夫々の検出板で検出されたレーザービームに基づき、
   生体内の種々の方向の透視画像を立体的に表示すること
   を特徴とする請求項２に記載された診断装置。
4. 【請求項４】 前記レーザービームを生体軸に平行な方
   向に移動せしめる装置は、内面が放物面に形成され生体
   を覆って生体軸に直角な方向に伸びる４分の１円筒状の
   第１放物曲面鏡と、該第１放物曲面鏡の焦点に位置して
   生体軸に直角な方向に伸びる軸を中心に回転可能に支持
   されレーザービーム照射装置よりレーザービームを受け
   取り前記第１放物曲面鏡に反射せしめる第１回転鏡とか
   らなり、前記レーザービームを生体軸に直角な方向に移
   動せしめる装置は、該第１放物曲面鏡の下方において生
   体を覆って該第１放物曲面鏡に対し直角な方向に伸び内
   面が放物面に形成された４分の１円筒状の第２放物曲面
   鏡と、該第２放物曲面鏡の焦点に位置して生体軸に平行
   な方向に伸びる軸を中心に回転可能に支持され前記第１
   放物曲面鏡により反射されたレーザービームを受け取り
   前記第２放物曲面鏡に反射せしめる第２回転鏡とから成
   ることを特徴とする請求項１に記載された診断装置。
5. 【請求項５】 複数のレーザービームを射出する複数の
   レーザー光源と、前記複数のレーザービームを１本の束
   状に集束する手段と、前記収束されたレーザービームを
   生体に向けて生体軸に垂直な方向に平行照射する装置を
   有することを特徴とする請求項１に記載された診断装
   置。
6. 【請求項６】 複数列に配列された複数個のレーザービ
   ーム源と、前記各一列の複数個のレーザービーム源から
   射出された複数のレーザービームを受け取る上面をもっ
   た少なくとも１個のプリズムとを有し、前記プリズムの
   上面は前記複数のレーザービームを複数の垂直方向の平
   行レーザービームに屈折せしめるような形状に形成され
   ていることを特徴とする請求項５に記載された診断装
   置。
7. 【請求項７】 前記受光検出板は、生体側の表面に複数
   の光電子素子を平面に微小面積に集積した多数の光電子
   ユニットを格子状に配列した光電子配列盤と、該光電子
   配列盤の裏面に取り付けられ前記各光電子ユニットと接
   続された多数のマイクロプロセッサーを格子状に配列し
   たマイクロプロセッサー配列盤と、該マイクロプロセッ
   サー配列盤の裏面に取りつけられ前記各マイクロプロセ
   ッサーと接続された多数の半導体メモリーを格子状に配
   列した半導体メモリー配列盤とから構成されていること
   を特徴とする請求項５または６に記載された診断装置。
8. 【請求項８】 前光電子配列盤の上方にレーザー励起光
   カットフィルターを挿入し、前記受光検出板の得たデー
   タに基づき、モニターテレビに生体透視蛍光画像を表示
   するようにしたことを特徴とする請求項７に記載された
   診断装置。
9. 【請求項９】 前記光電子配列盤の上方に異なる特定の
   波長フィルターを順次差し替えて挿入し、透過蛍光の波
   長と強度の関係を示す特性曲線を得ることによって、生
   体の症状を識別しモニターテレビに疑似カラー分光パタ
   ーン画像を表示するようにしたことを特徴とする請求項
   ７または８に記載された診断装置。
10. 【請求項１０】 複数のレーザービームを射出する複数
    個の光源と、前記複数個の光源から射出された複数のレ
    ーザービームを一束の密集した平行レーザービーム群と
    して生体に向けて照射する装置と、前記生体に向けたレ
    ーザービーム群がそれぞれ生体軸に平行な方向と生体軸
    に直角な方向に平行面走査する装置と、生体を透過した
    レーザービーム群を受光する検出板とから成る少なくと
    も２組のレーザー光平行走査受光検出機構を所定の角度
    間隔を置いて生体軸を中心として回転可能に支持する装
    置とを有し、前記受光検出板はその受光面に多数の光電
    子ユニットを格子状に配列した光電子配列盤を有し、更
    に生体を透過したレーザービーム群の投射された光電子
    ユニットの位置を検出する装置と、該光電子ユニットの
    受光したレーザービーム群の光量を検出する装置と、前
    記検出された光電子ユニットの位置と受光した光量を入
    力し、光電子ユニットの位置に応じた所定のエネルギー
    をもったレーザービーム群を射出するようにレーザー光
    源を制御する装置とを有することを特徴とするレーザー
    治療装置。