JPH0852141A - 光スキャニング診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 被検体１０に光を透過させてその内部の異常
を検知する診断装置であって、光学的走査機構を備えた
光源１と、被検体１０に対して光を出射する第１の光フ
ァイバアレー３と、被検体１０を透過した光を受光する
第２の光ファイバアレー４と、第１の光ファイバアレー
３と第２の光ファイバアレー４とを連動してスキャンさ
せるスキャニング機構と、第２の光ファイバアレー４で
得られた光信号を画像処理する画像処理装置５とを備え
てなる。 【効果】 被検体の所望の領域の吸収特性を得、その情
報を画像処理装置で処理して可視化することにより、被
検体に外的影響を与えることなく、その内部の状態を視
覚的に把握することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は被検体に光を透過させ、
その光の吸収特性の違いによって被検体内の異常部分を
検知する診断装置に係り、特に乳癌の診断に好適に用い
られる診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、乳癌の診断にはマンモグラフィ、
分泌物細胞診、超音波断層法が行われているが、確実に
癌であると診断するためには外科的切除が行われてい
る。そして乳癌の進展範囲を正確に把握する方法がない
ために、多くの場合、乳房切除術が行われる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、乳房の
切除は患者に多大の心理的傷害を与えるものであるの
で、できるだけ乳房の切除を行わずに乳癌を根治するた
めにも、外科手術によらずに乳癌の進展範囲や癌の性状
を把握する方法の開発が望まれていた。本発明は前記事
情に鑑みてなされたもので、被検体を傷つけることな
く、その内部の異常を検知できるようにした診断装置に
関する。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の光スキャニング
診断装置は、被検体に光を透過させて該被検体の内部の
異常を検知する診断装置であって、光学的走査機構を備
えた光源と、上記被検体に対して光を出射する第１の光
ファイバアレーと、上記被検体を透過した光を受光する
第２の光ファイバアレーと、上記第１の光ファイバアレ
ーと第２の光ファイバアレーとを連動してスキャンさせ
るスキャニング機構と、上記第２の光ファイバアレーで
得られた光信号を画像処理する画像処理装置とを備えて
なることを前記課題の解決手段とした。

【０００５】

【作用】本発明の光スキャニング診断装置によれば、第
１の光ファイバアレーから出力され、被検体を透過した
光を第２の光ファイバアレーで受光することにより、被
検体中の光が透過した位置の吸収特性が得られる。第１
の光ファイバアレーと第２の光ファイバアレーとを連動
してスキャンさせることにより被検体の所望の領域の吸
収特性を得ることができる。特定部位で吸収特性が変化
する場合には、その部位は他と異る性状を有すると診断
できる。よって、得られた吸収特性の情報を画像処理装
置で処理して可視化することにより、被検体に外的影響
を与えることなく、その内部の状態を視覚的に把握する
ことができる。

【０００６】

【実施例】以下、本発明を詳しく説明する。図１は本発
明の光スキャニング診断装置の実施例を示すもので
（ａ）は概略構成図、（ｂ）は光ファイバアレーの端面
を示す正面図である。この診断装置は光源１、診断装置
ヘッド部２、出力側の光ファイバアレー３、受光側の光
ファイバアレー４、画像処理装置５、モニター６および
制御装置７から概略構成されている。光源１から出射さ
れた光線は、出力側の光ファイバアレー（以下、出力ア
レーという）３に入射され、診断装置ヘッド部２に固定
された被検体１０を透過した後、受光側の光ファイバア
レー（以下、受光アレーという）４に入射される。そし
て受光アレー４から画像処理装置５に入射され、ここで
画像処理された情報がモニター６に表示されるようにな
っている。

【０００７】出力アレー３および受光アレー４は、光フ
ァイバ８、８……（９、９……）を１００本以上、平行
かつ一列に整列させて一体化した高密度精密配列型光フ
ァイバアレーである。出力アレー３と受光アレー４は、
診断装置ヘッド部２において互いの端面３ａ、４ａが対
向するように設けられ、かつアレーを構成する光ファイ
バ８、８……（９、９……）が、それぞれ対向するよう
に精密に位置合わせされている。すなわち、出力アレー
３の最外部に位置する光ファイバ８から出射された光線
は、受光アレー４の最外部に位置する光ファイバ９に入
射され、同様に出力アレー３の最外部から第２番目に位
置する光ファイバ８から出射された光線は、受光アレー
４の最外部から第２番目に位置する光ファイバ９に入射
されるように構成される。

【０００８】出力アレー３および受光アレー４は、スキ
ャニング機構（図示せず）により、その位置合わせされ
た状態を維持しつつ、アレーの厚さ方向（図１中Ｘで示
す）、幅方向（図１中Ｙで示す）および長さ方向（図１
中Ｚで示す）に自在にスキャンされるようになってい
る。このスキャンは制御装置７によって制御される。上
記スキャニング機構としては、出力アレー３および受光
アレー４の精密な位置合わせを維持しつつ、これら両ア
レーの微動を精度よく行なうことができるものであれば
任意の機構を用いることができる。

【０００９】診断装置ヘッド部２においては任意の支持
部材に被検体１０が固定されるようになっており、被検
体１０は、出力アレー３と受光アレー４の互いに対向す
る端面３ａ、４ａの間に挟まれるように固定される。光
源１は出力アレー３を構成する光ファイバ８、８……の
１本１本に順次光を入射させるもので、例えば、レーザ
と、レーザ光を出力アレー３に対して光学的に走査させ
るプリモミラー、回転ミラー、振動ミラーなどの光学的
走査機構とを組み合わせて構成される。画像処理装置５
は、受光アレー４で受光した光信号を電気信号に変換
し、さらにデジタル化してメモリーに転送し、積算処理
した後に、アナログの画像としてモニター６に表示する
ものである。この画像処理装置５は高速画像処理ができ
るものが好ましい。制御装置７は、光源１から出力ファ
イバ３に入射される光の走査、出力アレー３と受光アレ
ー４の位置合わせおよび両アレーのスキャン、画像処理
装置の信号取り込み等を制御するものである。

【００１０】光源１からの出射光線は、出力アレー３を
構成する光ファイバ８の１つに入射され、診断装置ヘッ
ド部２において端面３ａから出射される。出射された光
線は被検体１０を透過した後、受光アレー４の一方の端
面４ａから、受光アレー４を構成する光ファイバ９の１
つに入射され、他方から出射される。受光アレー４から
出射された光線は画像処理装置５に入射される。光源１
においては、プリモミラーなどの光学素子を用いて出射
光線を光学的に走査させ、出力アレー３を構成する光フ
ァイバ８、８……の１本１本に順次入射させるようにな
っている。そして出力アレー３から順次出射された光線
は被検体１０を透過した後、それぞれ受光アレー４の光
ファイバ９、９……の１本１本に順次に入射されるよう
になっている。このようにして出力アレー３および受光
アレー４を構成する一列の光ファイバ８、８……（９、
９……）のすべてについて、順次、出力−透過−受光が
行われた後、出力アレー３および受光アレー４は、連動
してＸ方向にわずかに移動される。そして再びアレーを
構成する一列の光ファイバ８、８……（９、９……）の
すべてについて、順次、出力−透過−受光が行われる。
このような操作を繰り返し、出力アレー３および受光ア
レー４をＸ方向にスキャンさせることによって、出力ア
レー３および受光アレー４の幅で、被検体のＸ方向の診
断を行うことができる。さらに必要であれば、出力アレ
ー３および受光アレー４を連動してＹ方向にスキャンさ
せることもでき、このようにすれば被検体の所望の範囲
の診断が可能となる。

【００１１】ここで、受光アレー４から画像処理装置５
に光信号が順次取り込まれる速度は、出力アレー３に入
射される光源光の走査速度と等しくなる。また、出力ア
レー３および受光アレー４は、その光ファイバ８、８…
…（９、９……）すべてについて出力−透過−受光が行
われる度に、Ｘ方向に移動するので、この両アレーがＸ
方向に移動するステップ速度は、光源光の走査速度によ
って決まる。したがって、光源光の走査速度、両アレー
のステップ速度、および画像処理速度は、これらが適切
にマッチングするように制御される。また出力アレー３
および受光アレー４を構成する光ファイバの本数は任意
とすることができるが、この数が少ないと診断範囲が狭
くなり、多いと診断速度が遅くなるので、光源光の光学
的走査機能、画像処理機能等を考慮して適宜設定するの
が望ましい。例えば、１００〜１０００本程度に好まし
く設定することができる。

【００１２】このような装置を用いた診断方法につい
て、以下、乳癌の診断を例にあげて説明する。乳房部
は、消化器や心臓血管等と異なり比較的均一な軟部組織
のみからなっているため、ある強度以上の光を透過す
る。したがって乳房を上下から挟み込むようにして光を
乳房全体に照らせば、血管等が浮き出るように観察され
る。また正常な細胞と癌細胞などの異常細胞とでは光の
吸収特性が異なる。本発明の装置による乳房部の診断
は、これらの原理に基づくもので、乳房を上下から挟み
込むようにして光を透過させると、乳房の軟部組織内に
微小病変がある場合は、その箇所で光の吸収特性が変化
するのでこれを検知することができる。したがって、光
をスキャンさせて乳房部の所望の範囲の透過率の変化を
調べることによって、病変部の進展範囲や乳管、血管に
対する相対位置を正確に把握することができる。

【００１３】例えば図２（ａ）のように乳房に病変部が
ある場合について説明する。まず図２（ｂ）に示すよう
に、被検体すなわち乳房１０を出力アレー３および受光
アレー４の間に固定する。レーザ装置１からレーザ光を
出射して出力アレー３に入射させる。このとき、出射光
線を光学的に走査させて、出力アレー３を構成する光フ
ァイバ８、８……の、一方の最外部に位置する光ファイ
バ８から他方の最外部に位置する光ファイバ８まで順次
入射させる。受光アレー４で受光した光信号を画像処理
すると図２（ｃ）に示すような吸収特性が得られる。病
変部とその周囲の正常組織とでは光の透過率が異なるた
めに、病変部においては透過率に大きなピークが得られ
る。さらに出力アレー３および受光アレー４をアレー厚
さ方向すなわちＸ方向にスキャンさせて、同様に吸収特
性を調べると、図３のような３次元グラフが得られる。
このグラフから病変部の進展範囲を診断することができ
る。

【００１４】また、診断装置ヘッド部２をＹ−Ｚ平面に
沿って回転自在に構成してもよい。この場合には、診断
装置ヘッド部２において、まず被検体１０に対してＺ方
向に光を透過させて診断を行った後、診断ヘッド部２を
回転させ、同じ被検体１０に対してＹ方向に、あるいは
任意の角度の方向に光を透過させて診断を行なうことが
できる。このようにすると、病変部を多方向から把握す
ることができ、さらに詳細な診断ができる。

【００１５】また細胞組織の性状によって吸収特性の波
長依存性が異なることを利用して、光源光の波長を変
え、同様にして吸収特性を調べることもできる。この場
合には、性状の異なる細胞のそれぞれの存在範囲を検知
することができ、病変部の進展範囲だけでなく、性状、
乳管や血管に対する相対位置なども把握することが可能
となり、さらに詳細な診断を行なうことができる。この
波長範囲は被検体の種類によっても異なるが、乳癌の診
断の場合には４５０〜２０００μｍ程度の範囲の波長を
好適に用いることができる。また波長を変えて診断を行
なう場合に、画像処理の段階で、波長によって表示され
る色を変えるようにプログラミングをしておくこともで
きる。このようにすると、疑似カラーによる表示が可能
となり、さらに視覚的に的確な情報を得ることができ
る。

【００１６】このように本発明の光スキャニング診断装
置によれば、きわめて早期の乳癌の進展範囲と癌の性状
を把握することが可能となるので、確実に治療し得る乳
癌を数多く発見することができる。よって、根治性を損
なわずに乳房を温存して治療できる可能性が高くなり、
医療水準の向上に寄与し、大きな社会的貢献を果たすこ
とが期待できる。尚、本発明は乳房部における乳癌の診
断に限らず、光透過性を有する被検体に対して幅広く適
用できるものである。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように本発明の光スキャニ
ング診断装置は、被検体に光を透過させて該被検体の内
部の異常を検知する診断装置であって、光学的走査機構
を備えた光源と、上記被検体に対して光を出射する第１
の光ファイバアレーと、上記被検体を透過した光を受光
する第２の光ファイバアレーと、上記第１の光ファイバ
アレーと第２の光ファイバアレーとを連動してスキャン
させるスキャニング機構と、上記第２の光ファイバアレ
ーで得られた光信号を画像処理する画像処理装置とを備
えてなるものである。したがって、被検体の所望の領域
の吸収特性を得、その情報を画像処理装置で処理して可
視化することにより、被検体に外的影響を与えることな
く、その内部の状態を視覚的に把握することができる。
また、光の出力側と受光側に光ファイバアレーを用いた
ものであるので、精密な診断を、効率よく高速で行なう
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の光スキャニング診断装置の実施例を
示したもので、（ａ）は概略構成図、（ｂ）は光ファイ
バアレーの端面を示す正面図である。

【図２】 本発明の光スキャニング診断装置を用いた診
断方法の例を示したもので、（ａ）は被検体の例を示す
説明図、（ｂ）は診断時の状態を示す説明図、（ｃ）は
得られた吸収特性の例を示すグラフである。

【図３】 同じ診断方法で得られた吸収特性の例を示す
グラフである。

【符号の説明】

１……光源、３……出力アレー（第１の光ファイバアレ
ー）、４……受光アレー（第２の光ファイバアレー）、
５……画像処理装置、１０……被検体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検体に光を透過させて該被検体の内部
   の異常を検知する診断装置であって、光学的走査機構を
   備えた光源と、上記被検体に対して光を出射する第１の
   光ファイバアレーと、上記被検体を透過した光を受光す
   る第２の光ファイバアレーと、上記第１の光ファイバア
   レーと第２の光ファイバアレーとを連動してスキャンさ
   せるスキャニング機構と、上記第２の光ファイバアレー
   で得られた光信号を画像処理する画像処理装置とを備え
   てなることを特徴とする光スキャニング診断装置。