WO2019215796A1 - 治療支援装置 - Google Patents

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WO2019215796A1
WO2019215796A1 PCT/JP2018/017668 JP2018017668W WO2019215796A1 WO 2019215796 A1 WO2019215796 A1 WO 2019215796A1 JP 2018017668 W JP2018017668 W JP 2018017668W WO 2019215796 A1 WO2019215796 A1 WO 2019215796A1
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WO
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excitation light
illumination
image
subject
fluorescence
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/017668
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
紘之 妻鳥
石川　亮宏
Original Assignee
株式会社島津製作所
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Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社島津製作所 filed Critical 株式会社島津製作所
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Priority to PCT/JP2018/017668 priority patent/WO2019215796A1/ja
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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B10/00—Other methods or instruments for diagnosis, e.g. instruments for taking a cell sample, for biopsy, for vaccination diagnosis; Sex determination; Ovulation-period determination; Throat striking implements

Definitions

  • the present invention relates to a treatment support apparatus, and more particularly, to a treatment support apparatus that captures an image during treatment and provides treatment support.
  • treatment support apparatuses that capture images during treatment and provide treatment support are known.
  • Such a treatment support apparatus is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-023492.
  • JP 2012-023492 A discloses a treatment support by irradiating a subject containing a fluorescent agent with visible light and excitation light, and acquiring a fluorescent image generated from the fluorescent agent by the visible light image and the excitation light of the subject.
  • a treatment support apparatus for performing the above is disclosed.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-023492 discloses a configuration in which a visible light image and a fluorescence image are acquired by irradiating a surgical site to which a fluorescent agent has been administered by switching between visible light and excitation light. Yes.
  • the fluorescent agent is an agent that emits fluorescence having a longer wavelength than the excitation light by absorbing excitation light having a predetermined wavelength.
  • ICG indocyanine green
  • JP Laid-Open No. 2012-023492 ICG is administered to a subject and treatment is performed by visualizing the part to be excised by irradiating with excitation light.
  • a fluorescent agent for purposes other than the purpose of visualizing the part to be excised.
  • a method of using such a fluorescent agent is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2017-071654.
  • a drug in which a substance that fluoresces by absorbing excitation light and an antibody that selectively binds to cancer cells are bound is administered to a subject and irradiated with the excitation light.
  • a method for killing cancer cells is disclosed.
  • IRDye (registered trademark) 700Dx hereinafter referred to as IR700 is used as a fluorescent agent.
  • an object of the present invention is to provide a treatment support apparatus that can be used when the excitation light source provided in the apparatus cannot be used.
  • a treatment support apparatus is a treatment support apparatus that captures an image of a subject at the time of treatment and performs treatment support, and the excitation light of a fluorescent agent is applied to the subject.
  • An imaging unit that includes a first illumination that irradiates and a detection unit that detects fluorescence emitted from the fluorescent agent by the irradiated excitation light, and a portable second illumination that irradiates the subject with the excitation light of the fluorescent agent.
  • an image generation unit that generates an image based on the signal detected by the detection unit.
  • the treatment support apparatus includes the first illumination that irradiates the subject with the excitation light of the fluorescent agent, and the portable second illumination that irradiates the subject with the excitation light of the fluorescence agent.
  • the subject can be irradiated with the excitation light from a position different from the first illumination by the portable second illumination.
  • the intensity of the excitation light with which the subject is irradiated can be increased.
  • the desired angle of the subject can also be applied to a portion that is difficult to irradiate excitation light with the first illumination. Therefore, the excitation light can be irradiated with a desired intensity. For example, when only the portable second illumination is used, the range in which the excitation light can be irradiated is narrowed by bringing the second illumination close to the subject.
  • the irradiation range of excitation light by 1st illumination The intensity of the excitation light can be partially increased by the second illumination while ensuring the above. Further, by changing the wavelength of the excitation light emitted from the second illumination to the wavelength of the excitation light illuminated from the first illumination, the excitation light having a plurality of wavelengths can be emitted. In addition, for example, when the treatment progresses and the cancer area becomes very small, the excitation light can be obtained by using the portable second illumination that can easily change the spot diameter to which the excitation light is irradiated. The irradiation diameter can be easily adjusted. Accordingly, it is possible to provide a treatment support apparatus that can be used even when the excitation light source provided in the apparatus cannot be used.
  • the second illumination is preferably configured such that the maximum output value of the excitation light irradiated is equal to or less than the maximum output value of the excitation light irradiated from the first illumination. Yes. If comprised in this way, since it becomes possible to make the output value of the excitation light of 2nd illumination below 1st illumination, it can suppress that 2nd illumination becomes high temperature. Further, even when the maximum output value of the excitation light emitted from the second illumination is made smaller than the maximum output value of the excitation light emitted from the first illumination, the distance between the second illumination and the subject is set to the first value.
  • the distance By making the distance smaller than the distance between the illumination and the subject, it is possible to improve the intensity of the excitation light irradiated on the subject from the second illumination. As a result, the intensity of the excitation light irradiated on the subject can be improved without increasing the maximum output value of the excitation light irradiated from the first illumination.
  • the first illumination includes a first number of excitation light sources
  • the second illumination includes a second number of excitation light sources that is less than the first number of the first illuminations. If comprised in this way, since the number of the excitation light sources of 2nd illumination is less than the number of the excitation light sources of 1st illumination, it is from 2nd illumination rather than the maximum output value of the excitation light irradiated from 1st illumination. The maximum output value of the irradiated excitation light can be easily reduced.
  • the first illumination is preferably an excitation light source that irradiates the subject with excitation light, and a visible light source that is disposed at substantially the same position as the excitation light source and irradiates the subject with visible light.
  • the second illumination includes an excitation light source that irradiates the subject with excitation light
  • the detection unit includes a fluorescence detector that detects fluorescence and a visible light detector that detects visible light, and generates an image.
  • the unit is configured to generate a fluorescence image and a visible light image based on the fluorescence and visible light signals detected by the detection unit.
  • substantially the same position means a state in which the excitation light source and the visible light source are respectively disposed in the same light source region. If comprised in this way, a test object can be irradiated with excitation light and visible light from the substantially same position by 1st illumination. As a result, it is possible to generate a fluorescence image and a visible light image in which the subject is captured at substantially the same position.
  • the imaging unit further includes a splitter that separates fluorescence and visible light
  • the image generation unit is configured to generate a combined image obtained by combining the generated fluorescence image and visible light image. If comprised in this way, the fluorescence image and visible light image which were imaged with the same angle can be acquired by isolate
  • each of the first illumination and the second illumination preferably further includes a filter that removes light having a wavelength longer than the peak wavelength of the excitation light to be irradiated. If comprised in this way, it can suppress that the test subject is irradiated with the light of a wavelength longer than the peak wavelength of excitation light. As a result, it is possible to suppress the excitation light included in the fluorescence wavelength region emitted from the fluorescent agent from the excitation light reflected by the subject from being superimposed on the fluorescence image.
  • the apparatus main body further includes a placement unit for placing the second illumination, and the second illumination is detachably disposed on the placement unit. If comprised in this way, when not irradiating excitation light with 2nd illumination, since it becomes possible to mount 2nd illumination on a mounting part, it suppresses that 2nd illumination falls. The usability (user convenience) can be improved.
  • 1 is a block diagram showing an outline of a treatment support system including a treatment support apparatus according to a first embodiment of the present invention.
  • 1 is a perspective view of a treatment support apparatus according to a first embodiment of the present invention.
  • It is the schematic diagram (A) of the imaging part of the treatment assistance apparatus by 1st Embodiment of this invention, and the schematic diagram (B) of 2nd illumination.
  • It is the block diagram which showed the outline inside the imaging part of the treatment assistance apparatus by 1st Embodiment of this invention.
  • It is a schematic diagram of the whole structure of the treatment assistance system provided with the treatment assistance apparatus by 1st Embodiment of this invention.
  • FIG. 1 It is a mimetic diagram (sectional view) showing the state where the treatment support system provided with the treatment support device according to the first embodiment of the present invention generates the fluorescence of the fluorescent drug. It is a schematic diagram of the spectrum of the fluorescent agent administered to the subject.
  • the schematic diagram (A) of the fluorescence image after the treatment displayed on the display unit by the treatment support apparatus according to the first embodiment of the present invention, the schematic diagram (B) of the visible light image after the treatment, and the schematic diagram of the synthesized image obtained by combining them It is a figure (C). It is the block diagram which showed the outline of the treatment assistance system provided with the treatment assistance apparatus by 2nd Embodiment of this invention.
  • the treatment support system 100 including the treatment support apparatus 1 according to the first embodiment includes the treatment support apparatus 1 and a display device 30 as illustrated in FIG.
  • the treatment support apparatus 1 detects the fluorescence IR emitted from the fluorescent agent Pa administered to the subject P by irradiating the excitation light EL, and visualizes the cancer cell 20 (see FIG. 8) to visualize the doctor Q ( (See FIG. 5).
  • the detailed configuration of the treatment support apparatus 1 will be described later.
  • the treatment performed by doctor Q includes, for example, near-infrared photoimmunotherapy (NIR-PIT) that kills cancer cells 20 by irradiating fluorescent agent Pa with excitation light EL. Also in the near infrared photoimmunotherapy (NIR-PIT), it is necessary to visualize the cancer cells 20 in order to confirm the range irradiated with the excitation light EL.
  • NIR-PIT near-infrared photoimmunotherapy
  • the display device 30 is configured to display an image 17 (see FIG. 8) obtained by imaging the subject P output from the treatment support device 1.
  • the display device 30 is a monitor such as a liquid crystal display, for example.
  • the treatment support apparatus 1 includes an imaging unit 5 including a light receiving unit 2, an optical system 3, and a first illumination 4, an arm mechanism 6, a housing 7, and a second unit. And illumination 12.
  • the light receiving unit 2 is an example of the “detecting unit” in the claims.
  • the light receiving unit 2 includes a visible light detector 8 and a fluorescence detector 9.
  • the visible light detector 8 is configured to detect visible light Vis.
  • the fluorescence detector 9 is configured to detect fluorescence IR. Detailed configurations of the visible light detector 8 and the fluorescence detector 9 will be described later.
  • the optical system 3 includes a focus lens 10 and a prism 11.
  • the optical system 3 is configured to separate the visible light Vis reflected from the subject P and the fluorescence IR emitted from the fluorescent agent Pa when irradiated with the excitation light EL. A detailed configuration of the optical system 3 will be described later.
  • the prism 11 is an example of the “splitter” in the claims.
  • the first illumination 4 is substantially the same as the first number of excitation light sources 4a and the visible light source 4b that irradiate the subject P with the excitation light ELa for exciting the fluorescent agent Pa administered into the body of the subject P.
  • a visible light source 4b that is disposed at the same position and irradiates the subject P (patient) with visible light Vis.
  • the first number is plural. That is, the first illumination 4 includes two or more excitation light sources 4a.
  • the excitation light source 4a and the visible light source 4b include, for example, a light emitting diode (LED).
  • the fluorescent agent Pa is, for example, IR700.
  • IR700 is a drug in which a substance that emits fluorescence IR by absorbing excitation light EL and an antibody that selectively binds to cancer cells 20 are combined.
  • IR700 is a drug used for near-infrared photoimmunotherapy (NIR-PIT) that is administered to the subject P and irradiates the excitation light EL to kill the cancer cells 20.
  • NIR-PIT near-infrared photoimmunotherapy
  • substantially the same position means a state in which the excitation light source 4a and the visible light source 4b are arranged in the same light source region.
  • the housing 7 includes a control unit 13, an image generation unit 14, and a storage unit 15.
  • the housing 7 is a cart with a built-in PC (Personal Computer), for example.
  • the housing 7 includes a placement unit 16 on which the second illumination 12 is placed.
  • the control unit 13 is configured to control irradiation (stopping irradiation) of light (visible light Vis, excitation light EL) from the first illumination 4 based on an input operation by an operation unit (not shown).
  • the control unit 13 is configured by a processor such as a CPU (Central Processing Unit), for example.
  • the image generation unit 14 is configured to generate a fluorescence image 17a (see FIG. 8) based on the signal detected by the fluorescence detector 9.
  • the image generation unit 14 is configured to generate a visible light image 17b (see FIG. 8) based on the signal detected by the visible light detector 8.
  • the image generation part 14 is comprised so that the synthetic
  • the image generation unit 14 includes, for example, a processor such as a GPU (Graphics Processing Unit) or an FPGA (Field-Programmable Gate Array) configured for image processing.
  • the storage unit 15 is configured to store the image 17 generated by the image generation unit 14 and the like.
  • the storage unit 15 includes, for example, a nonvolatile memory or a hard disk drive (HDD).
  • the second illumination 12 is configured such that the maximum output value of the excitation light ELb irradiated is equal to or less than the maximum output value of the excitation light ELa irradiated from the first illumination 4.
  • the second illumination 12 includes a second number of excitation light sources 12a that is less than the first number. The detailed configuration of the second illumination 12 will be described later.
  • FIG. 2 is a perspective view of the treatment support apparatus 1 according to the first embodiment.
  • the housing 7 includes four wheels 70, an arm mechanism 6 provided near the front of the housing 7 in the traveling direction on the upper surface of the housing 7, and an imaging unit provided on the arm mechanism 6 via a sub arm 50. 5 and a monitor 72.
  • a handle 71 used when moving the casing 7 is provided behind the casing 7 in the traveling direction.
  • a recess 73 for mounting an operation unit (not shown) used for remote operation of the treatment support apparatus 1 is formed on the upper surface of the housing 7.
  • the arm mechanism 6 is provided on the front side of the housing 7 in the traveling direction (the side opposite to the handle 71).
  • the arm mechanism 6 includes a first arm member 60 connected to a support portion 66 disposed on a support column 65 provided on the front side in the traveling direction of the housing 7 by a hinge portion 62.
  • the first arm member 60 is swingable with respect to the housing 7 via a support column 65 and a support portion 66 around the hinge portion 62.
  • the monitor 72 is installed on the column 65.
  • a second arm member 61 is connected to the upper end of the first arm member 60 by a hinge portion 63.
  • the second arm member 61 can swing with respect to the first arm member 60 via the hinge portion 63.
  • the 1st arm member 60 and the 2nd arm member 61 are comprised so that an angle can be adjusted freely.
  • a support portion 52 is connected to the lower end of the second arm member 61 by a hinge portion 64.
  • the support portion 52 can swing with respect to the second arm member 61 via the hinge portion 64.
  • the support portion 52 is provided with a rotating shaft 51.
  • the sub arm 50 that supports the imaging unit 5 rotates around the rotation shaft 51 provided at the tip of the second arm member 61.
  • the imaging unit 5 moves the position of the front side of the moving direction of the housing 7 with respect to the arm mechanism 6 by the rotation of the sub arm 50 and the arm mechanism 6 which is the posture when moving the housing 7.
  • the housing 7 moves between positions on the rear side (handle 71 side) in the traveling direction.
  • a placement unit 16 for placing the second illumination 12 is provided on the side surface of the housing 7.
  • the placement unit 16 has a magnet disposed on the bottom surface, and is configured to be detachable from the second illumination 12.
  • FIG. 3A is a schematic diagram of the imaging unit 5 of the treatment support apparatus 1 according to the first embodiment.
  • FIG. 3B is a schematic diagram of the second illumination 12.
  • the imaging unit 5 includes a first illumination 4 including a first number of excitation light sources 4 a, a light receiving unit 2, and an optical system 3 including a focus lens 10.
  • the first illumination 4 includes a first number of excitation light sources 4a. In the first embodiment, the first number is, for example, six.
  • the first illumination 4 includes a visible light source 4b that emits visible light Vis.
  • the excitation light source 4a and the visible light source 4b are each composed of six LEDs.
  • the excitation light source 4a is configured to irradiate the subject P with excitation light ELa having a peak wavelength of the second absorption peak 24b (see FIG. 9) as excitation light EL for exciting the fluorescent agent Pa. Yes.
  • the visible light source 4b is configured to emit, for example, white light including a plurality of wavelengths in the visible region as the visible light Vis irradiated toward the subject P.
  • the first illumination 4 is fixed to the imaging unit 5 and provided. Therefore, the relative position between the first illumination 4 and the imaging unit 5 is fixed. Since the 1st illumination 4 is being fixed and arrange
  • the second illumination 12 includes a second number of excitation light sources 12a, a grip portion 12b, and a light source operation portion 12c.
  • the second illumination 12 is configured to stop the irradiation of the excitation light ELb and the irradiation of the excitation light ELb when the operator operates the light source operation unit 12c.
  • the second number is, for example, three.
  • the second illumination 12 includes the excitation light source 12a, but does not include the optical system 3 including a lens, a detector, and the like. That is, the second illumination 12 is configured as a simple light source that does not image the subject P and irradiates the subject P with the excitation light EL.
  • the second illumination 12 also emits the excitation light ELb having the peak wavelength of the second absorption peak 24b (see FIG. 9) toward the subject P. It is configured as follows. That is, the excitation light ELa emitted from the first illumination 4 and the excitation light ELb emitted from the second illumination 12 are excitation light EL having the same wavelength and different output values.
  • the first illumination 4 is configured to irradiate the excitation light ELa by applying a voltage of 12 V to the excitation light source 4a.
  • the second illumination 12 is configured to irradiate the excitation light ELb having an output value smaller than that of the excitation light ELa by applying a voltage of 3V to the excitation light source 12a, for example.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of the light receiving unit 2 and the optical system 3 of the treatment support apparatus 1 according to the first embodiment.
  • the light receiving unit 2 includes a visible light detector 8 and a fluorescence detector 9.
  • the optical system 3 includes a focus lens 10 that is reciprocated in the direction of the optical axis L by a lens moving mechanism (not shown) and a prism 11 for focusing.
  • the prism 11 is installed between the focus lens 10 and the fluorescence detector 9.
  • the visible light detector 8 is configured to detect the visible light Vis irradiated from the visible light source 4b and reflected by the subject P. Further, the fluorescence detector 9 is configured to detect the fluorescence IR generated from the fluorescent agent Pa administered into the body of the subject P by the excitation light ELa emitted from the first illumination 4 (excitation light source 4a). Has been. The fluorescence detector 9 is configured to detect the fluorescence IR generated from the fluorescent agent Pa administered into the body of the subject P by the excitation light ELb irradiated from the second illumination 12.
  • the visible light detector 8 and the fluorescence detector 9 are each composed of an image sensor such as a CMOS (Complementary Net Oxide Semiconductor) or a CCD (Charge Coupled Device), for example.
  • the visible light detector 8 is capable of photographing the visible light image 17b as a color image.
  • the visible light detector 8 and the fluorescence detector 9 are configured to detect the visible light Vis and the fluorescence IR by the common optical system 3 when detecting the visible light Vis and the fluorescence IR.
  • visible light Vis and fluorescence IR incident on the light receiving unit 2 along the optical axis L pass through the focus lens 10 and then reach the prism 11.
  • the visible light Vis is reflected by the prism 11 and enters the visible light detector 8. That is, the visible light Vis and the fluorescence IR incident on the imaging unit 5 along the same optical axis L are separated by the prism 11 and enter the visible light detector 8 and the fluorescence detector 9, respectively.
  • FIG. 5 is a diagram showing an overall configuration of the treatment support system 100.
  • the treatment support system 100 is configured as a treatment support system that performs treatment support by capturing the visible light image 17b and the fluorescence image 17a of the subject P being treated and displaying them on the display device 30.
  • the treatment support apparatus 1 is configured to image the subject P from above the subject P when the doctor Q performs an operation on the subject P.
  • the excitation light EL excitation light ELa and excitation light ELb
  • the fluorescent agent Pa inside the subject P generates fluorescence IR.
  • the fluorescence detector 9 provided in the treatment support apparatus 1 detects fluorescence IR generated from the fluorescent agent Pa inside the subject P.
  • the second illumination 12 is such that the distance d2 between the second illumination 12 and the subject P is smaller than the distance d1 between the first illumination 4 and the subject P.
  • the excitation light ELb is irradiated from the position to the subject P.
  • the first illumination 4 is larger than the second illumination 12, but the second illumination 12 is irradiated at a distance closer to the subject P than the first illumination 4. . Therefore, the intensity of the excitation light EL with which the subject P is irradiated can be set so that the intensity of the first illumination 4 is greater than or equal to the intensity of the second illumination 12.
  • the first illumination 4 is fixed to the imaging unit 5.
  • the subject P When the subject P is imaged by the imaging unit 5, it must be placed at a position away from the subject P for focusing, and the distance d 1 between the first illumination 4 and the subject P is determined by the imaging unit 5.
  • the focus is a distance suitable for the subject P.
  • the distance that the imaging unit 5 is focused on the subject P is, for example, about 70 cm. Therefore, in the first embodiment, the first illumination 4 is configured to irradiate the excitation light ELa toward the subject P from a position about 70 cm away from the subject P.
  • the intensity of the excitation light ELa emitted from the first illumination 4 to the subject P is, for example, about 0.8 mW / cm 2 .
  • the second illumination 12 is portable, the distance d2 between the subject P and the second illumination 12 can be freely changed.
  • the intensity of the excitation light ELb irradiated to the subject P from the second illumination 12 is as follows. For example, about 4 mW / cm 2 .
  • the output intensity of the first illumination 4 is increased by using the second illumination 12, or the number of the excitation light sources 4a of the first illumination 4 is increased. Since there is no need to increase the temperature, it is possible to suppress the excitation light source 4a from becoming high temperature, and the portable second illumination 12 can increase the intensity of the excitation light EL irradiated to the subject P. it can.
  • the fluorescent agent Pa will be described with reference to FIG.
  • a graph 24 (solid line) illustrated in FIG. 7 is an absorption spectrum of the fluorescent agent Pa.
  • the graph 25 (dashed line) shown in FIG. 7 is a spectrum of the fluorescence IR emitted from the fluorescent agent Pa irradiated with the excitation light EL.
  • the horizontal axis of the graph 24 and the graph 25 is a wavelength.
  • the vertical axes of the graphs 24 and 25 are normalized intensities of absorption and fluorescence.
  • the fluorescent agent Pa has a first absorption peak 24a having an absorption peak wavelength in a wavelength region of about 650 nm or more and less than about 700 nm.
  • the fluorescent agent Pa has a second absorption peak 24b having an absorption peak wavelength in a wavelength region of about 600 nm or more and less than about 650 nm.
  • the excitation light EL irradiated to the fluorescent agent Pa may be light having a wavelength corresponding to either the first absorption peak 24a or the second absorption peak 24b. Further, the excitation light EL irradiated to the fluorescent agent Pa does not have to match the wavelength of the excitation light EL with the wavelength of the absorption peak.
  • the excitation light EL1 (excitation light ELa and excitation light ELb) emitted from the first illumination 4 and the second illumination 12 is, for example, light having a peak wavelength in a wavelength region of about 650 nm to about 700 nm. It is.
  • the 1st illumination 4 and the 2nd illumination 12 are comprised so that the excitation light ELa and the excitation light ELb of the wavelength corresponding to the wavelength of the 1st absorption peak 24a may be irradiated. That is, the excitation light ELa and the excitation light ELb are light having the same wavelength and different output intensities.
  • the imaging unit 5 further includes a detector filter (not shown) that transmits the fluorescence IR in the wavelength region of the second peak wavelength 25b.
  • the fluorescence detector 9 is configured to generate the fluorescence image 17a by the fluorescence IR transmitted through the detector filter.
  • the treatment support apparatus 1 is configured to image a tissue 21 including cancer cells 20 of a subject P, for example.
  • FIG. 8 is a schematic diagram illustrating an example of an image 17 displayed on the display device 30 when the excitation light ELa is irradiated by the first illumination 4 included in the imaging unit 5 without using the second illumination 12. is there.
  • tissue 21 containing the cancer cell 20 is imaged, and the example displayed on the display apparatus 30 is shown.
  • FIG. 8A is a schematic diagram of the fluorescence image 17a of the cancer cell 20.
  • FIG. 8B is a schematic diagram of the visible light image 17b.
  • FIG. 8C is a schematic diagram of a combined image 17c obtained by combining the fluorescent image 17a and the visible light image 17b.
  • the treatment assistance apparatus 1 synthesize
  • a fluorescent image 18a shown in FIG. 8A is an example of an image captured in a state where the excitation light ELa is irradiated by the first illumination 4.
  • FIG. 8A As shown in FIG.
  • the position of the cancer cell 20 in the tissue 21 is also shown in the composite image 17c synthesized with the fluorescent image 17a and the visible light image 17b. It becomes difficult to grasp accurately.
  • the cancer cell 20 is not clearly depicted, for example, when the tissue 21 including the cancer cell 20 exists in a place where the excitation light EL is difficult to reach, and the intensity of the excitation light EL to be irradiated is insufficient. There is.
  • the treatment support apparatus 1 provides excitation light to the subject P from the portable second illumination 12 in addition to the excitation light ELa emitted from the first illumination 4 included in the imaging unit 5.
  • the intensity of the excitation light EL irradiated to the subject P can be improved.
  • FIG. 9 is a schematic diagram of an image 18 generated by the image generation unit 14 when the subject P is irradiated with the excitation light EL (excitation light ELa and excitation light ELb) by both the first illumination 4 and the second illumination 12.
  • FIG. 9A is a schematic diagram of the fluorescence image 18a of the cancer cell 20.
  • FIG. 9B is a schematic diagram of the visible light image 18b.
  • FIG. 9C is a schematic diagram of a combined image 18c obtained by combining the fluorescent image 18a and the visible light image 18b.
  • the first illumination 4 and the second illumination 12 irradiate the subject P with excitation light EL (excitation light ELa and excitation light ELb).
  • excitation light ELa and excitation light ELb irradiated from the illumination 4
  • the cancer cell 20 is more clearly depicted in the fluorescence image 18a. Therefore, since the cancer cell 20 is clearly depicted in the synthesized image 18c obtained by synthesizing the fluorescent image 18a and the visible light image 18b, the position of the cancer cell 20 in the tissue 21 can be accurately grasped. .
  • FIG. 10 is a schematic diagram illustrating an example of the image 19 after treatment displayed on the display device 30 when the excitation light EL is irradiated by the first illumination 4 included in the imaging unit 5.
  • FIG. 10A is a schematic diagram of a fluorescence image 19a of a cancer cell 20 after treatment.
  • FIG. 10B is a schematic diagram of the visible light image 19b after treatment.
  • FIG. 10C is a schematic diagram of a combined image 19c obtained by combining the fluorescent image 19a after treatment and the visible light image 19b.
  • the treatment support apparatus 1 is used to generate a fluorescence image 17a before treatment and a fluorescence image 19a after treatment, and confirm the change in the size of the cancer cells 20 before and after treatment, thereby treating the treatment. The effect of can be confirmed.
  • the intensity of the excitation light EL applied to the subject P is too strong, the fluorescence IR is diffused in the tissue 21 other than the cancer cells 20, and therefore the size of the cancer cells 20 seems larger than the actual size. There is. In that case, by changing the position of the second illumination 12 and adjusting the intensity of the excitation light ELb irradiated from the second illumination 12 to the subject P, the cancer cells 20 appear to be larger than the actual size. Can be suppressed.
  • the position of the cancer cell 20 cannot be confirmed with the excitation light ELa emitted from the first illumination 4 when the therapeutic effect is sufficient and the cancer cell 20 is effectively reduced.
  • the intensity of the excitation light EL (the sum of the excitation light ELa and the excitation light ELb) irradiated on the subject P is increased by irradiating the subject P with the excitation light ELb from the second illumination 12. Therefore, the reduced cancer cells 20 can be confirmed in the fluorescence image 19a.
  • the treatment support apparatus 1 is emitted from the fluorescent agent Pa by the first illumination 4 that irradiates the subject P with the excitation light EL of the fluorescent agent Pa and the irradiated excitation light EL.
  • the excitation light EL can be irradiated to the subject P from a position different from the first illumination 4 by the portable second illumination 12.
  • the portable second illumination 12 can increase the intensity of the excitation light EL irradiated to the subject P.
  • the first illumination 4 is also difficult to irradiate the excitation light EL.
  • the excitation light EL can be irradiated with a desired intensity from a desired angle of the subject P.
  • the range in which the excitation light EL can be irradiated is narrowed by bringing the second illumination 12 close to the subject P.
  • the second illumination 12 can partially increase the intensity of the excitation light EL while securing the irradiation range of the excitation light EL.
  • the portable second illumination 12 that can easily change the spot diameter irradiated with the excitation light EL
  • the irradiation diameter of the excitation light EL can be easily adjusted. Accordingly, even when the first illumination 4 provided in the treatment support apparatus 1 cannot cope, the treatment support apparatus 1 that can be handled can be provided.
  • the second illumination 12 is such that the maximum output value of the excitation light EL irradiated is equal to or less than the maximum output value of the excitation light ELa irradiated from the first illumination 4. It is configured. Thereby, since it becomes possible to make the output value of the excitation light EL of the 2nd illumination 12 smaller than the 1st illumination 4, it can suppress that the 2nd illumination 12 becomes high temperature.
  • the intensity of the excitation light EL irradiated from the second illumination 12 to the subject P can be improved.
  • the intensity of the excitation light EL irradiated to the subject P can be improved without increasing the maximum output value of the excitation light ELa irradiated from the first illumination 4.
  • the first illumination 4 includes the first number of excitation light sources 4a
  • the second illumination 12 is a second less than the first number of the first illuminations 4.
  • the number of excitation light sources 12a is provided.
  • the first illumination 4 is disposed at substantially the same position as the excitation light source 4a that irradiates the subject P with the excitation light EL and the excitation light source 4a, and is visible to the subject P.
  • the second illumination 12 includes an excitation light source 12a that irradiates the subject P with the excitation light EL, and the light receiving unit 2 detects a visible light detector 8 that detects the visible light Vis.
  • the fluorescence detector 9 for detecting the fluorescence IR, and the image generation unit 14 generates the fluorescence image 17a and the visible light image 17b based on the fluorescence IR and the visible light Vis signal detected by the light receiving unit 2. Is configured to do.
  • the subject P can be irradiated with the excitation light EL and the visible light Vis from substantially the same position by the first illumination 4.
  • the imaging unit 5 further includes the prism 11 that separates the fluorescence IR and the visible light Vis, and the image generation unit 14 generates the generated fluorescence image 17a and the visible light image 17b. It is configured to generate a combined image 17c.
  • the fluorescence IR and the visible light Vis incident on the imaging unit 5 are separated by the prism 11, whereby the fluorescence image 17 a and the visible light image 17 b captured at the same angle can be acquired.
  • the fluorescent image 17a and the visible light image 17b are synthesized, it is not necessary to perform alignment or the like, and thus the synthesized image 17c can be easily generated.
  • the mounting part 16 which mounts the 2nd illumination 12 is further provided in the treatment assistance apparatus 1 main body, and the 2nd illumination 12 is arrange
  • the second illumination 12 can be mounted on the mounting portion 16, and thus the second illumination 12 is prevented from falling.
  • the usability (user convenience) can be improved.
  • each of the first illumination 4 and the second illumination 12 has a peak of the excitation light EL to be irradiated.
  • a first filter 22 see FIG. 11
  • a second filter 23 see FIG. 11
  • symbol is attached
  • Each of the first filter 22 and the second filter 23 is an example of a “filter” in the claims.
  • FIG. 11 is a schematic diagram illustrating an overall configuration of a treatment support system 200 including the treatment support device 40 according to the second embodiment.
  • each of the first illumination 4 and the second illumination 12 further includes a first filter 22 and a second filter 23 that remove light having a wavelength longer than the peak wavelength of the excitation light EL to be irradiated.
  • each of the first filter 22 and the second filter 23 is configured to remove the excitation light EL having a wavelength longer than the wavelength 41 (see FIG. 7) from the excitation light EL.
  • the length of the wavelength 41 that is the lower limit value removed by the first filter 22 and the second filter 23 is set to about 700 nm, for example.
  • the first filter 22 and the second filter 23 are provided to remove the excitation light EL included in the wavelength region of the fluorescence IR emitted from the fluorescent agent Pa. Therefore, the upper limit of the wavelength of the excitation light EL removed by the first filter 22 and the second filter 23 is set to a wavelength 42 (see FIG. 7) larger than the second peak wavelength 25b (see FIG. 7) of the fluorescence IR. Is set.
  • the length of the wavelength 42 that is the upper limit value removed by the first filter 22 and the second filter 23 is set to about 790 nm, for example. That is, the first filter 22 and the second filter 23 are configured to remove the excitation light EL having a wavelength in the wavelength region 43 (see FIG. 7) whose lower limit is the wavelength 41 and whose upper limit is the wavelength 42. Yes.
  • the lower limit value of the wavelength removed by the first filter 22 and the second filter 23 may be other than the wavelength 41.
  • the wavelength longer than the wavelength 44 (see FIG. 7). It may be configured to remove the excitation light EL.
  • the length of the wavelength 44 that is the lower limit value removed by the first filter 22 and the second filter 23 is set to about 700 nm, for example.
  • the upper limit value of the excitation light EL removed by the first filter 22 and the second filter 23 is the first value of the fluorescence IR.
  • the wavelength 45 is set to be longer than one peak 25a (see FIG. 7).
  • the wavelength 45 is set to about 720 nm, for example. That is, the first filter 22 and the second filter 23 are configured to remove the excitation light EL having a wavelength in the wavelength region 46 (see FIG. 7) whose lower limit is the wavelength 44 and whose upper limit is the wavelength 45. May be.
  • each of the first illumination 4 and the second illumination 12 removes light having a wavelength longer than the peak wavelength of the excitation light EL to be irradiated, and the first filter 22 and the second filter 23. Is further provided. As a result, it is possible to prevent the object P from being irradiated with light having a wavelength longer than the peak wavelength of the excitation light EL. As a result, it is possible to suppress the excitation light EL included in the wavelength region of the fluorescence IR emitted from the fluorescent agent Pa among the excitation light EL reflected by the subject P from being superimposed on the fluorescence image 17a.
  • the present invention is not limited thereto.
  • the fluorescent image 17a and the visible light image 17b may be displayed side by side without generating the composite image 17c.
  • only the fluorescent image 17a may be displayed without generating the visible light image 17b.
  • the fluorescence image 17a before treatment and the fluorescence image 19a after treatment may be displayed side by side.
  • the example in which the first illumination 4 and the second illumination 12 irradiate the subject P with the excitation light ELa and the excitation light ELb having the same wavelength has been described. Is not limited to this. As long as the fluorescent agent Pa can be excited, the wavelengths of the excitation light ELa and the excitation light ELb emitted from the first illumination 4 and the second illumination 12 may be different.
  • the 1st illumination 4 and the 2nd illumination 12 may each be comprised so that visible light Vis may be irradiated as excitation light EL.
  • the 1st illumination 4 and the 2nd illumination 12 may each be comprised so that the excitation light EL of a some wavelength may be irradiated.
  • the wavelength region of the excitation light EL to be irradiated is configured to be controlled using a filter. It may be.
  • the present invention is not limited to this.
  • either one of the first illumination 4 and the second illumination 12 may be used according to the treatment position, treatment area (cancer size), and the like.
  • the first illumination 4 and the second illumination 12 can adjust the output value of the excitation light EL and the spot diameter of the excitation light EL according to the treatment position, the treatment area (cancer size), and the like, respectively. It may be configured as possible.
  • IR700 is used as the fluorescent agent Pa
  • the present invention is not limited to this. Any drug may be used as long as the drug emits fluorescence IR when irradiated with the excitation light EL.
  • ICG may be used as the fluorescent agent Pa.
  • the example in which the first filter 22 and the second filter 23 remove the excitation light EL having a wavelength longer than about 650 nm or about 700 nm is shown, but the present invention is not limited to this.
  • the wavelength of the excitation light EL removed by the first filter 22 and the second filter 23 may be changed according to the fluorescent agent Pa to be used.
  • ICG has an absorption peak 26a in a wavelength region of about 750 nm or more and less than about 800 nm.
  • the ICG emits fluorescence IR having a peak 27a in a wavelength region of about 800 nm or more and less than about 850 nm when irradiated with the excitation light EL.
  • the first illumination 4 and the second illumination 12 emit excitation light EL having a peak wavelength in a wavelength region of about 750 nm or more and less than about 800 nm. What is necessary is just to be comprised so that it may irradiate.
  • the first filter 22 and the second filter 23 may be configured to remove the excitation light EL in the wavelength region 49 having a wavelength of 47 to 48. .
  • the wavelength 47 is, for example, about 780 nm.
  • the wavelength 48 is about 860 nm, for example.
  • the graph 26 (solid line) shown in FIG. 13 is an absorption spectrum of ICG.
  • a graph 27 (dashed line) shown in FIG. 13 is a spectrum of fluorescence IR emitted from ICG irradiated with excitation light EL.
  • the horizontal axis of the graph 26 and the graph 27 is a wavelength.
  • the vertical axes of the graph 26 and the graph 27 are normalized intensities of absorption and fluorescence.
  • the mounting part 16 showed the example which mounts the 2nd illumination 12 so that attachment or detachment is possible with a magnet, this invention is not limited to this.
  • the mounting portion 16 may be configured in any manner. For example, you may be comprised so that the holding part 12b of the 2nd illumination 12 may be engaged. Further, the placement unit 16 may not be provided.
  • the present invention is not limited to this. Since the second illumination 12 is portable and can be irradiated with the excitation light EL from a position away from the first illumination 4, the temperature of the first illumination 4 can be obtained even when the excitation light ELb is irradiated from the second illumination 12. Therefore, the maximum output value of the excitation light ELb and the maximum output value of the excitation light ELa may be the same value. Further, the maximum output value of the excitation light ELb may be larger than the maximum output value of the excitation light ELa.
  • the example in which the number of excitation light sources 12a included in the second illumination 12 is smaller than the number of excitation light sources 4a included in the first illumination 4 has been shown. Not limited. For example, as long as the maximum output value of the excitation light ELb emitted from the second illumination 12 can be made smaller than the excitation light ELa emitted from the first illumination 4, the number of the excitation light sources 12a and the excitation light sources 4a may be the same. However, the number of excitation light sources 12a may be larger than the number of excitation light sources 4a.
  • the present invention is not limited thereto.
  • the first illumination 4 does not include the visible light source 4b, and the light receiving unit 2 includes the visible light detector 8.
  • the structure which does not contain may be sufficient.
  • the optical system 3 includes the prism 11
  • the present invention is not limited to this.
  • the optical system 3 may not include the prism 11.
  • the fluorescence imaging unit 5 and the visible light imaging unit 5 are provided, when the composite image 17c is generated, the fluorescence imaging unit 5 and the visible light imaging unit 5 are relative to each other. Since the position is known, it is possible to easily align the fluorescent image 17a and the visible light image 17b.
  • Treatment support device Light receiving part (detection part) 4a, 12a Excitation light source 4b Visible light source 5 Imaging unit 8 Visible light detector 9 Fluorescence detector 11 Prism (splitter) 12 1st filter (detector side light removal filter) 14 Image generator 17, 18, 19 Image 17a, 18a, 19a Fluorescence image 17b, 18b, 19b Visible light image 41a First peak of fluorescence 41b Second peak of fluorescence 42 Predetermined first wavelength 43 Predetermined second wavelength EL , ELa, ELb, EL1, EL2 Excitation light IR Fluorescence P Analyte Pa Fluorescent agent

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Abstract

この治療支援装置（１）は、被検体（Ｐ）に蛍光薬剤（Ｐａ）の励起光（ＥＬ）を照射する第１照明（４）と、照射された励起光（ＥＬ）により蛍光薬剤（Ｐａ）から発せられる蛍光（ＩＲ）を検出する検出部（２）とを含む撮像部（５）と、被検体（Ｐ）に蛍光薬剤（Ｐａ）の励起光（ＥＬ）を照射する携帯型の第２照明（１２）と、画像生成部（１４）とを備える。

Description

治療支援装置
　本発明は、治療支援装置に関し、特に、治療時の画像を撮像し、治療支援を行う治療支援装置に関する。
　従来、治療時の画像を撮像し、治療支援を行う治療支援装置が知られている。このような治療支援装置は、たとえば、特開２０１２－０２３４９２号公報に開示されている。
　上記特開２０１２－０２３４９２号公報には、蛍光薬剤を含む被検体に、可視光および励起光を照射し、被検体の可視光画像および励起光によって蛍光薬剤から発生した蛍光画像を取得し治療支援を行う治療支援装置が開示されている。上記特開２０１２－０２３４９２号公報には、蛍光薬剤が投与された術部に、可視光と励起光とを相互に切り替えて照射し、可視光画像と蛍光画像とを取得する構成が開示されている。なお、蛍光薬剤とは、所定の波長の励起光を吸収することにより、励起光よりも長い波長の蛍光を発する薬剤のことである。上記特開２０１２－０２３４９２号公報では、蛍光薬剤として、インドシアニングリーン（以下、ＩＣＧという）が用いられている。特開２０１２－０２３４９２号公報では、ＩＣＧを被検体に投与し、励起光を照射することによって切除する部位を可視化することにより、治療支援を行っている。
　また、切除する部位を可視化するという目的以外にも、蛍光薬剤を用いることが知られている。このような蛍光薬剤の使用方法は、たとえば、特開２０１７－０７１６５４号公報に開示されている。特開２０１７－０７１６５４号公報には、励起光を吸収することにより蛍光を発する物質と、がん細胞に選択的に結合する抗体とを結合させた薬剤を被検体に投与し、励起光を照射することによりがん細胞を死滅させる方法が開示されている。上記特開２０１７－０７１６５４号公報では、蛍光薬剤として、ＩＲＤｙｅ（登録商標）７００Ｄｘ（以下、ＩＲ７００という）が用いられている。
　ここで、上記特開２０１７－０７１６５４号公報に開示されている手法によるがんの治療を行う際の治療光を照射すべき領域（がん領域）を正確に把握するために、蛍光薬剤とがん細胞とが結合した領域の蛍光画像を生成することが考えられる。蛍光薬剤とがん細胞とが結合した領域が明瞭な蛍光画像を生成するために、被検体に照射される励起光の強度を一時的に向上させたい場合がある。しかしながら、被検体に照射される励起光の強度を向上させるために、励起光源の最大出力値を大きくすると、励起光源が高温となり、励起光の出力値が低下してしまうため、励起光源を冷却する必要があるなど、装置構成が複雑化したり、装置が大型化してしまうという不都合がある。また、治療法や治療部位によっては、励起光を照射する被験者を動かさないといけない場合があるという不都合がある。また可視光やその他複数波長で観測が必要な場合、それに応じた励起光の光源が必要となる場合もある。上記のように、治療法や治療部位、照射する励起光の波長などによって、装置に備え付けの励起光源では対応できない場合があるという問題点がある。
特開２０１２－０２３４９２号公報 特開２０１７－０７１６５４号公報
　上記の通りであるため、この発明の目的は、装置に備え付けの励起光源で対応できない場合に、対応可能な治療支援装置を提供することである。
　上記目的を達成するために、この発明の一の局面における治療支援装置は、治療時の被検体の画像を撮像し、治療支援を行う治療支援装置であって、被検体に蛍光薬剤の励起光を照射する第１照明と、照射された励起光により蛍光薬剤から発せられる蛍光を検出する検出部とを含む撮像部と、被検体に蛍光薬剤の励起光を照射する携帯型の第２照明と、検出部で検出された信号に基づき画像を生成する画像生成部とを備える。
　この発明の一の局面における治療支援装置は、上記のように、被検体に蛍光薬剤の励起光を照射する第１照明と、被検体に蛍光薬剤の励起光を照射する携帯型の第２照明とを備える。これにより、携帯型の第２照明によって、第１照明とは異なる位置から被検体に励起光を照射することができる。その結果、第１照明の出力強度を高めたり、第１照明の励起光源の個数を増加させる必要がないので、励起光源が高温になることを抑制することが可能であるとともに、携帯型の第２照明により、被検体に照射する励起光の強度を増加させることができる。また、第２照明が携帯型であり、被検体に対する第２照明の向きや距離を自由に変更できるため、第１照明では励起光を照射しにくい部位に対しても、被検体の所望の角度から所望の強度で励起光を照射することができる。また、たとえば、携帯型の第２照明のみを用いる場合、第２照明を被検体に近付けることにより、励起光を照射可能な範囲が狭くなる。しかしながら、上記のように構成することにより、第１照明によって励起光を照射しつつ携帯型の第２照明からも励起光を照射することが可能となるので、第１照明により励起光の照射範囲を確保しつつ、第２照明により部分的に励起光の強度を強めることができる。また、第２照明から照射される励起光の波長を第１照明から照査される励起光の波長と変更することにより、複数の波長の励起光を照射することができる。また、たとえば、治療が進み、がんの領域が非常に小さくなった場合は、励起光を照射するスポット径を簡便に変更することが可能な携帯型の第２照明を用いることにより、励起光の照射径を容易に調整することができる。これらにより、装置に備え付けの励起光源で対応できない場合でも、対応可能な治療支援装置を提供することができる。
　上記一の局面における治療支援装置において、好ましくは、第２照明は、照射される励起光の最大出力値が、第１照明から照射される励起光の最大出力値以下となるように構成されている。このように構成すれば、第２照明の励起光の出力値を第１照明以下とすることが可能となるので、第２照明が高温になることを抑制することができる。また、第２照明から照射される励起光の最高出力値を、第１照明から照射される励起光の最高出力値よりも小さくした場合でも、第２照明と被検体との距離を、第１照明と被検体との距離よりも小さくすることにより、第２照明から被検体に照射される励起光の強度を向上させることができる。その結果、第１照明から照射される励起光の最大出力値を大きくすることなく被検体に照射される励起光の強度を向上させることができる。
　この場合、好ましくは、第１照明は、第１の数の励起光源を備え、第２照明は、第１照明の第１の数よりも少ない第２の数の励起光源を備える。このように構成すれば、第２照明の励起光源の個数は、第１照明の励起光源の個数よりも少ないので、第１照明から照射される励起光の最大出力値よりも、第２照明から照射される励起光の最大出力値を容易に小さくすることができる。
　上記一の局面における治療支援装置において、好ましくは、第１照明は、被検体に励起光を照射する励起光源と、励起光源と略同じ位置に配置され、被検体に可視光を照射する可視光源とを含み、第２照明は、被検体に励起光を照射する励起光源を含み、検出部は、蛍光を検出する蛍光検出器と、可視光を検出する可視光検出器とを含み、画像生成部は、検出部により検出された蛍光および可視光の信号に基づいて、蛍光画像および可視光画像を生成するように構成されている。ここで、「略同じ位置」とは、励起光源および可視光源が、それぞれ、同一の光源領域に配置されている状態を意味する。このように構成すれば、第１照明によって略同じ位置から励起光と可視光とを被検体に照射することができる。その結果、略同じ位置に被検体が写る蛍光画像と可視光画像とを生成することができる。
　この場合、好ましくは、撮像部は、蛍光および可視光を分離するスプリッタをさらに含み、画像生成部は、生成した蛍光画像および可視光画像を合成した合成画像を生成するように構成されている。このように構成すれば、撮像部に入射した蛍光および可視光をスプリッタで分離することにより、同一のアングルで撮像された蛍光画像および可視光画像を取得することができる。その結果、蛍光画像と可視光画像とを合成する場合、位置合わせなどを行う必要がなくなるため、容易に合成画像を生成することができる。
　上記一の局面における治療支援装置において、好ましくは、第１照明および第２照明のそれぞれは、照射する励起光のピーク波長よりも長い波長の光を除去するフィルタをさらに備える。このように構成すれば、励起光のピーク波長よりも長い波長の光が被検体に照射されることを抑制することができる。その結果、被検体によって反射された励起光のうち、蛍光薬剤から発せられる蛍光の波長領域に含まれる励起光が蛍光画像に重畳されることを抑制することができる。
　上記一の局面における治療支援装置において、好ましくは、第２照明を載置する載置部を装置本体にさらに備え、第２照明は、載置部に着脱可能に配置されている。このように構成すれば、第２照明によって励起光を照射しない場合には、第２照明を載置部に装着しておくことが可能となるので、第２照明が落下することを抑制することが可能になるなど、ユーザビリティ（ユーザの利便性）を向上させることができる。
　本発明によれば、上記のように、装置に備え付けの励起光源で対応できない場合に、対応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１実施形態による治療支援装置を備える治療支援システムの概略を示したブロック図である。 本発明の第１実施形態による治療支援装置の斜視図である。 本発明の第１実施形態による治療支援装置の撮像部の模式図（Ａ）および第２照明の模式図（Ｂ）である。 本発明の第１実施形態による治療支援装置の撮像部内部の概略を示したブロック図である。 本発明の第１実施形態による治療支援装置を備える治療支援システムの全体構成の模式図である。 本発明の第１実施形態による治療支援装置を備えた治療支援システムが蛍光薬剤の蛍光を発生させる状態を示す模式図（断面図）である。 被検体に投与される蛍光薬剤のスペクトルの模式図である。 本発明の第１実施形態による治療支援装置が第１照明のみを用いた際に表示部に表示する蛍光画像の模式図（Ａ）、可視光画像の模式図（Ｂ）およびそれらを合成した合成画像の模式図（Ｃ）である。 本発明の第１実施形態による治療支援装置が第１照明および第２照明を用いた際に表示部に表示する蛍光画像の模式図（Ａ）、可視光画像の模式図（Ｂ）およびそれらを合成した合成画像の模式図（Ｃ）である。 本発明の第１実施形態による治療支援装置が表示部に表示する治療後の蛍光画像の模式図（Ａ）、治療後の可視光画像の模式図（Ｂ）およびそれらを合成した合成画像の模式図（Ｃ）である。 本発明の第２実施形態による治療支援装置を備える治療支援システムの概略を示したブロック図である。 本発明の第２実施形態による撮像部の模式図（Ａ）および第２照明の模式図である。 本発明の第１実施形態の変形例に用いられる蛍光薬剤のスペクトルの模式図（Ｂ）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。
　［第１実施形態］
　図１～図１０を参照して、本発明の第１実施形態による治療支援装置１を備えた治療支援システム１００の構成について説明する。
　（治療支援システムの構成）
　第１実施形態による治療支援装置１を備えた治療支援システム１００は、図１に示すように、治療支援装置１と、表示装置３０とを備える。治療支援装置１は、励起光ＥＬを照射することにより被検体Ｐに投与された蛍光薬剤Ｐａから発せられる蛍光ＩＲを検出し、がん細胞２０（図８参照）を可視化することにより医師Ｑ（図５参照）の治療を支援するように構成されている。治療支援装置１の詳しい構成は後述する。なお、医師Ｑが行う治療としては、たとえば、蛍光薬剤Ｐａに励起光ＥＬを照射することによりがん細胞２０を死滅させる近赤外光免疫療法（ＮＩＲ－ＰＩＴ）などがある。近赤外光免疫療法（ＮＩＲ－ＰＩＴ）においても、励起光ＥＬを照射する範囲を確認するために、がん細胞２０を可視化する必要がある。
　また、表示装置３０は、治療支援装置１から出力される被検体Ｐを撮像した画像１７（図８参照）を表示するように構成されている。表示装置３０は、たとえば、液晶ディスプレイなどのモニタである。
　（治療支援装置の構成）
　第１実施形態による治療支援装置１は、図１に示すように、受光部２と光学系３と第１照明４とを含む撮像部５と、アーム機構６と、筐体７と、第２照明１２とを備える。なお、受光部２は、請求の範囲の「検出部」の一例である。
　受光部２は、可視光検出器８と蛍光検出器９とを含む。可視光検出器８は、可視光Ｖｉｓを検出するように構成されている。また、蛍光検出器９は、蛍光ＩＲを検出するように構成されている。可視光検出器８および蛍光検出器９の詳しい構成については、後述する。
　光学系３は、フォーカスレンズ１０と、プリズム１１とを含む。光学系３は、被検体Ｐから反射された可視光Ｖｉｓと励起光ＥＬを照射されることにより蛍光薬剤Ｐａから発せられる蛍光ＩＲとの分離を行うように構成されている。光学系３の詳しい構成については後述する。なお、プリズム１１は、請求の範囲の「スプリッタ」の一例である。
　第１照明４は、被検体Ｐの体内に投与された蛍光薬剤Ｐａを励起させるための励起光ＥＬａを被検体Ｐに向けて照射する第１の数の励起光源４ａと、可視光源４ｂと略同じ位置に配置され、可視光Ｖｉｓを被検体Ｐ（患者）に照射する可視光源４ｂとを備えている。第１の数は複数である。つまり、第１照明４は、２つ以上の励起光源４ａを含む。励起光源４ａおよび可視光源４ｂは、たとえば、発光ダイオード（ＬＥＤ）を含む。なお、蛍光薬剤Ｐａは、たとえば、ＩＲ７００である。ＩＲ７００は、励起光ＥＬを吸収することにより蛍光ＩＲを発する物質と、がん細胞２０に選択的に結合する抗体とを結合させた薬剤である。ＩＲ７００は、被検体Ｐに投与し、励起光ＥＬを照射することによりがん細胞２０を死滅させる近赤外光免疫療法（ＮＩＲ－ＰＩＴ）に用いられる薬剤である。また、「略同じ位置」とは、励起光源４ａおよび可視光源４ｂが、それぞれ、同一の光源領域に配置されている状態を意味する。
　筐体７は、制御部１３と画像生成部１４と記憶部１５とを含む。筐体７は、たとえば、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）が内蔵された台車である。また、筐体７は、第２照明１２を載置する載置部１６を備える。制御部１３は、第１照明４からの光（可視光Ｖｉｓ、励起光ＥＬ）の照射、照射の停止などを、図示しない操作部による入力操作に基づいて制御するように構成されている。制御部１３は、たとえば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）などのプロセッサによって構成されている。
　画像生成部１４は、蛍光検出器９で検出された信号に基づき、蛍光画像１７ａ（図８参照）を生成するように構成されている。また、画像生成部１４は、可視光検出器８で検出された信号に基づき、可視光画像１７ｂ（図８参照）を生成するように構成されている。また、画像生成部１４は、蛍光画像１７ａと可視光画像１７ｂとを合成した合成画像１７ｃ（図８参照）を生成するように構成されている。画像生成部１４は、たとえば、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）または画像処理用に構成されたＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）などのプロセッサを含む。
　また、記憶部１５は、画像生成部１４が生成した画像１７などを記憶するように構成されている。記憶部１５は、たとえば、不揮発性のメモリまたはハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などを含む。
　第２照明１２は、照射される励起光ＥＬｂの最大出力値が、第１照明４から照射される励起光ＥＬａの最大出力値以下となるように構成されている。具体的には、第２照明１２は、第１の数よりも少ない第２の数の励起光源１２ａを備える。第２照明１２の詳細な構成については、後述する。
　図２は、第１実施形態による治療支援装置１の斜視図である。筐体７は、４個の車輪７０と、筐体７の上面における筐体７の進行方向の前方付近に設けられたアーム機構６と、アーム機構６にサブアーム５０を介して設けられた撮像部５と、モニタ７２とを備える。筐体７の進行方向の後方には、筐体７を移動するときに使用されるハンドル７１が設けられている。また、筐体７の上面には、治療支援装置１の遠隔操作に使用される図示しない操作部を装着するための凹部７３が形成されている。
　アーム機構６は、筐体７の進行方向の前方側（ハンドル７１の反対側）に設けられている。アーム機構６は、筐体７の進行方向の前方側に設けられた支柱６５上に配置された支持部６６に対して、ヒンジ部６２により連結された第１アーム部材６０を備える。第１アーム部材６０は、ヒンジ部６２を中心に、支柱６５および支持部６６を介して、筐体７に対して揺動可能となっている。なお、モニタ７２は、支柱６５に設置されている。
　第１アーム部材６０の上端には、第２アーム部材６１がヒンジ部６３により連結されている。第２アーム部材６１は、ヒンジ部６３を介して、第１アーム部材６０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６０と第２アーム部材６１とは、自由に角度を調節できるように構成されている。
　第２アーム部材６１の下端には、支持部５２がヒンジ部６４により連結されている。支持部５２は、ヒンジ部６４を介して、第２アーム部材６１に対して揺動可能となっている。支持部５２には、回転軸５１が設けられている。そして、撮像部５を支持したサブアーム５０は、第２アーム部材６１の先端に設けられた回転軸５１を中心に回動する。このため、撮像部５は、サブアーム５０の回動により、アーム機構６に対して筐体７の進行方向の前方側の位置と、筐体７を移動させる時の姿勢であるアーム機構６に対して筐体７の進行方向の後方側（ハンドル７１側）の位置との間を移動する。
　また、筐体７の側面には、第２照明１２を載置する載置部１６が設けられている。載置部１６は、たとえば、底面に磁石が配置されており、第２照明１２を着脱可能に構成されている。
　図３（Ａ）は、第１実施形態による治療支援装置１の撮像部５の模式図である。図３（Ｂ）は、第２照明１２の模式図である。図３（Ａ）に示すように、撮像部５は、第１の数の励起光源４ａを含む第１照明４と、受光部２と、フォーカスレンズ１０を含む光学系３とを備えている。また、図３（Ａ）に示すように、第１照明４は、第１の数の励起光源４ａを備えている。第１実施形態では、第１の数は、たとえば、６個である。また、図３（Ａ）に示すように、第１照明４は、可視光Ｖｉｓを照射する可視光源４ｂを備えている。図３（Ａ）に示す例では、励起光源４ａおよび可視光源４ｂは、それぞれ６個のＬＥＤによって構成されている。励起光源４ａは、蛍光薬剤Ｐａを励起させるための励起光ＥＬとして、第２吸収ピーク２４ｂ（図９参照）をピーク波長とする励起光ＥＬａを被検体Ｐに向けて照射するように構成されている。また、可視光源４ｂは、被検体Ｐに向けて照射する可視光Ｖｉｓとして、たとえば、可視領域の複数の波長を含む白色光を照射するように構成されている。
　図３（Ａ）に示すように、第１照明４は、撮像部５に固定されて設けられている。したがって、第１照明４と、撮像部５との相対位置は、固定されている。第１照明４は撮像部５に固定されて配置されているため、着脱することはできない。また、図３（Ａ）に示すように、励起光源４ａおよび可視光源４ｂは、撮像部５の被検体Ｐ側において、円を描くように交互に配置されている。このように構成することにより、励起光ＥＬおよび可視光Ｖｉｓを被検体Ｐに対して略同じ範囲で照射することができる。また、励起光源４ａが撮像部５に固定されているため、励起光源４ａから照射される励起光ＥＬａの出力値を検出することにより、既知の光量分布で励起光ＥＬを照射することができる。
　図３（Ｂ）に示すように、第２照明１２は、第２の数の励起光源１２ａと、把持部１２ｂと、光源操作部１２ｃとを含んでいる。第２照明１２は、操作者によって光源操作部１２ｃを操作されることにより、励起光ＥＬｂの照射および励起光ＥＬｂの照射の停止を行うように構成されている。第１実施形態では、第２の数は、たとえば、３個である。また、第２照明１２には、励起光源１２ａは含まれているが、レンズなどを含む光学系３や、検出器などは含まれていない。すなわち、第２照明１２は、被検体Ｐの撮像は行わず、被検体Ｐに励起光ＥＬを照射する単純な光源として構成されている。また、第２照明１２も、第１照明４から照射される励起光ＥＬａと同様に、第２吸収ピーク２４ｂ（図９参照）をピーク波長とする励起光ＥＬｂを被検体Ｐに向けて照射するように構成されている。すなわち、第１照明４から照射される励起光ＥＬａと、第２照明１２から照射される励起光ＥＬｂとは、互いに波長が同じであり、照射される出力値が異なる励起光ＥＬである。第１照明４は、たとえば、励起光源４ａに対して１２Ｖの電圧をかけることにより、励起光ＥＬａを照射するように構成されている。また、第２照明１２は、たとえば、励起光源１２ａに対して、３Ｖの電圧をかけることにより、励起光ＥＬａよりも出力値が小さい励起光ＥＬｂを照射するように構成されている。
　図４は、第１実施形態による治療支援装置１の受光部２および光学系３の模式図である。受光部２は、可視光検出器８と、蛍光検出器９とを備える。また、光学系３は、フォーカスを合わせるために図示しないレンズ移動機構によって光軸Ｌ方向に往復移動させられるフォーカスレンズ１０と、プリズム１１とを備える。プリズム１１は、フォーカスレンズ１０と蛍光検出器９との間に設置されている。
　可視光検出器８は、可視光源４ｂから照射され、被検体Ｐによって反射した可視光Ｖｉｓを検出するように構成されている。また、蛍光検出器９は、第１照明４（励起光源４ａ）から照射された励起光ＥＬａによって、被検体Ｐの体内に投与された蛍光薬剤Ｐａから発生された蛍光ＩＲを検出するように構成されている。また、蛍光検出器９は、第２照明１２から照射された励起光ＥＬｂによって、被検体Ｐの体内に投与された蛍光薬剤Ｐａから発生された蛍光ＩＲを検出するように構成されている。可視光検出器８および蛍光検出器９は、たとえば、それぞれＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ　Ｎｅｔａｌ　Ｏｘｉｄｅ　Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）やＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ）などのイメージセンサから構成される。なお、可視光検出器８は、可視光画像１７ｂをカラー画像として撮影することが可能なものが使用される。
　可視光検出器８および蛍光検出器９は、可視光Ｖｉｓおよび蛍光ＩＲを検出する際に、共通の光学系３によって、可視光Ｖｉｓおよび蛍光ＩＲを検出するように構成されている。具体的には、受光部２に対して、光軸Ｌに沿って入射した可視光Ｖｉｓおよび蛍光ＩＲは、フォーカスレンズ１０を通過した後、プリズム１１に到達する。入射した可視光Ｖｉｓおよび蛍光ＩＲのうち、可視光Ｖｉｓは、プリズム１１により反射され、可視光検出器８に入射する。すなわち、撮像部５に対して、同一の光軸Ｌに沿って入射した可視光Ｖｉｓおよび蛍光ＩＲは、それぞれ、プリズム１１によって分離され、可視光検出器８および蛍光検出器９に入射する。
　図５は、治療支援システム１００の全体構成を示す図である。治療支援システム１００は、治療中の被検体Ｐの可視光画像１７ｂおよび蛍光画像１７ａを撮像し、表示装置３０に表示することによって、治療支援を行う治療支援システムとして構成されている。図５に示すように、治療支援装置１は、医師Ｑが被検体Ｐの手術を行う際に、被検体Ｐの上方から被検体Ｐを撮像するように構成されている。具体的には、図６に示すように、治療支援装置１に設けられている第１照明４（励起光源４ａ）および第２照明１２から照射された励起光ＥＬ（励起光ＥＬａおよび励起光ＥＬｂ）によって、被検体Ｐの内部の蛍光薬剤Ｐａは、蛍光ＩＲを発生させる。そして、治療支援装置１に設けられている蛍光検出器９は、被検体Ｐの内部の蛍光薬剤Ｐａから発生する蛍光ＩＲを検出する。
　また、図６に示すように、第１実施形態では、第２照明１２は、第２照明１２と被検体Ｐとの距離ｄ２が、第１照明４と被検体Ｐとの距離ｄ１よりも小さくなる位置から被検体Ｐに向けて励起光ＥＬｂを照射する。励起光ＥＬの出力値としては、第１照明４の方が第２照明１２よりも大きいが、被検体Ｐとの距離が第１照明４よりも第２照明１２の方が近い場所から照射する。したがって、被検体Ｐに照射される励起光ＥＬの強度を、第１照明４の強度を第２照明１２の強度以上とすることができる。第１実施形態では、第１照明４は、撮像部５に固定されている。撮像部５によって被検体Ｐを撮像する場合、フォーカスを合わせるために被検体Ｐと離した位置に配置しなければならず、第１照明４と被検体Ｐとの距離ｄ１は、撮像部５のフォーカスが被検体Ｐに合う距離となる。第１実施形態では、撮像部５のフォーカスが被検体Ｐに合う距離は、たとえば、約７０ｃｍである。したがって、第１実施形態では、第１照明４は、被検体Ｐから約７０ｃｍ離れた位置から被検体Ｐに向けて励起光ＥＬａを照射するように構成されている。被検体Ｐから約７０ｃｍ離れた位置から被検体Ｐに向けて励起光ＥＬａを照射する場合、第１照明４から被検体Ｐに照射される励起光ＥＬａの強度は、たとえば、約０．８ｍＷ／ｃｍ２となる。一方、第２照明１２は、携帯型であるので、被検体Ｐと第２照明１２との距離ｄ２を自由に変更することができる。第１実施形態では、たとえば、被検体Ｐから約５ｃｍ離れた位置から被検体Ｐに向けて励起光ＥＬｂを照射した場合、第２照明１２から被検体Ｐに照射される励起光ＥＬｂの強度は、たとえば、約４ｍＷ／ｃｍ２となる。したがって、被検体Ｐに照射する励起光ＥＬの強度を増加させる際に、第２照明１２を用いることにより、第１照明４の出力強度を高めたり、第１照明４の励起光源４ａの個数を増加させる必要がないので、励起光源４ａが高温になることを抑制することが可能であるとともに、携帯型の第２照明１２により、被検体Ｐに照射する励起光ＥＬの強度を増加させることができる。
　図７を参照して、蛍光薬剤Ｐａについて説明する。図７に示すグラフ２４（実線）は、蛍光薬剤Ｐａの吸収スペクトルである。また、図７に示すグラフ２５（一点鎖線）は、励起光ＥＬを照射された蛍光薬剤Ｐａから発せられる蛍光ＩＲのスペクトルである。グラフ２４およびグラフ２５の横軸は波長である。また、グラフ２４およびグラフ２５の縦軸は、吸収および蛍光の正規化された強度である。
　図７のグラフ２４に示すように、蛍光薬剤Ｐａは、約６５０ｎｍ以上約７００ｎｍ未満の波長領域に吸収のピーク波長を有する第１吸収ピーク２４ａを有している。また、蛍光薬剤Ｐａは、約６００ｎｍ以上約６５０ｎｍ未満の波長領域に吸収のピーク波長を有する第２吸収ピーク２４ｂを有している。蛍光薬剤Ｐａに照射される励起光ＥＬは、第１吸収ピーク２４ａおよび第２吸収ピーク２４ｂのどちらに対応する波長の光であってもよい。また、蛍光薬剤Ｐａに照射される励起光ＥＬは、励起光ＥＬの波長を吸収ピークの波長に合わせなくてもよい。第１実施形態では、第１照明４および第２照明１２から照射される励起光ＥＬ１（励起光ＥＬａおよび励起光ＥＬｂ）は、たとえば、約６５０ｎｍ以上約７００ｎｍ以下の波長領域にピーク波長を有する光である。具体的には、第１照明４および第２照明１２は、第１吸収ピーク２４ａの波長に対応する波長の励起光ＥＬａおよび励起光ＥＬｂを照射するように構成されている。すなわち、励起光ＥＬａと励起光ＥＬｂとは、波長が同じで出力強度が異なる光である。
　また、第１実施形態では、撮像部５は、第２ピーク波長２５ｂの波長領域の蛍光ＩＲを透過する検出器フィルタ（図示せず）をさらに備えている。第１実施形態では、蛍光検出器９は、検出器フィルタを透過した蛍光ＩＲによって蛍光画像１７ａを生成するように構成されている。
　第１実施形態では、治療支援装置１は、たとえば、被検体Ｐのがん細胞２０を含む組織２１を撮像するように構成されている。図８は、第２照明１２は用いずに、撮像部５に含まれる第１照明４によって励起光ＥＬａが照射された際の、表示装置３０に表示される画像１７の例を示す模式図である。第１実施形態では、がん細胞２０を含む組織２１を撮像し、表示装置３０に表示する例を示している。図８（Ａ）は、がん細胞２０の蛍光画像１７ａの模式図である。図８（Ｂ）は可視光画像１７ｂの模式図である。また、図８（Ｃ）は、蛍光画像１７ａと可視光画像１７ｂとを合成した合成画像１７ｃの模式図である。
　第１実施形態において、治療支援装置１は、がん細胞２０の蛍光画像１７ａと可視光画像１７ｂとを合成して合成画像１７ｃを生成し、蛍光画像１７ａ、可視光画像１７ｂおよび合成画像１７ｃを表示装置３０に出力するように構成されている。また、図８に示すように、表示装置３０は、蛍光画像１７ａ、可視光画像１７ｂおよび合成画像１７ｃをそれぞれ表示するように構成されている。
　ここで、蛍光薬剤Ｐａに励起光ＥＬを照射することによって治療を行う際には、励起光ＥＬを照射する範囲を確認するために、蛍光薬剤Ｐａとがん細胞２０との結合領域を正確に確認したい場合がある。蛍光画像１７ａにおける蛍光薬剤Ｐａとがん細胞２０との結合領域を正確に確認するためには、照射する励起光ＥＬの強度を一時的に高める必要がある。図８（Ａ）に示す蛍光画像１８ａは、第１照明４によって励起光ＥＬａが照射された状態で撮像された例である。図８（Ａ）に示すように、がん細胞２０が明瞭に描写されていない場合、蛍光画像１７ａと可視光画像１７ｂと合成した合成画像１７ｃにおいても、組織２１におけるがん細胞２０の位置を正確に把握することが難しくなる。がん細胞２０が明瞭に描写されない場合の例としては、たとえば、励起光ＥＬが届きにくい場所にがん細胞２０を含む組織２１が存在し、照射される励起光ＥＬの強度が不足する場合などがある。
　そこで、第１実施形態では、治療支援装置１は、撮像部５に含まれる第１照明４から照射される励起光ＥＬａに加えて、携帯型の第２照明１２からも被検体Ｐに励起光ＥＬｂを照射することにより、被検体Ｐに照射される励起光ＥＬの強度を向上させることができる。
　図９は、第１照明４および第２照明１２の両方によって被検体Ｐに励起光ＥＬ（励起光ＥＬａおよび励起光ＥＬｂ）が照射された際に、画像生成部１４が生成する画像１８の模式図である。図９（Ａ）は、がん細胞２０の蛍光画像１８ａの模式図である。図９（Ｂ）は可視光画像１８ｂの模式図である。また、図９（Ｃ）は、蛍光画像１８ａと可視光画像１８ｂとを合成した合成画像１８ｃの模式図である。
　図９（Ａ）に示すように、第１実施形態では、第１照明４および第２照明１２によって被検体Ｐに励起光ＥＬ（励起光ＥＬａおよび励起光ＥＬｂ）が照射されるため、第１照明４から励起光ＥＬａが照射された場合の蛍光画像１７ａと比較して、蛍光画像１８ａにおいて、がん細胞２０がより明瞭に描写される。したがって、蛍光画像１８ａおよび可視光画像１８ｂを合成した合成画像１８ｃにおいても、がん細胞２０が明瞭に描写されるため、組織２１におけるがん細胞２０の位置を正確に把握することが可能になる。
　また、蛍光薬剤Ｐａによる治療の前後の画像を取得し、治療の効果を確認したい場合がある。第１実施形態では、治療支援装置１を用いて治療前の画像１７を取得するとともに、治療後の画像１９（図１０参照）を取得することにより、蛍光薬剤Ｐａによる治療の効果を確認することができる。
　図１０は、撮像部５に含まれる第１照明４によって励起光ＥＬが照射された際の、表示装置３０に表示される治療後の画像１９の例を示す模式図である。図１０（Ａ）は、治療後のがん細胞２０の蛍光画像１９ａの模式図である。図１０（Ｂ）は、治療後の可視光画像１９ｂの模式図である。また、図１０（Ｃ）は、治療後の蛍光画像１９ａと可視光画像１９ｂとを合成した合成画像１９ｃの模式図である。
　第１実施形態では、治療支援装置１を用いて、治療前の蛍光画像１７ａおよび治療後の蛍光画像１９ａを生成し、治療前後におけるがん細胞２０の大きさの変化を確認することにより、治療の効果を確認することができる。この際、被検体Ｐに照射する励起光ＥＬの強度が強すぎる場合、がん細胞２０以外の組織２１において蛍光ＩＲが拡散されるため、がん細胞２０の大きさが実際よりも大きく見える場合がある。その場合、第２照明１２の位置を変更することにより、第２照明１２から被検体Ｐに照射される励起光ＥＬｂの強度を調整することにより、がん細胞２０が実際よりも大きく見えることを抑制することができる。また、たとえば、治療効果が十分にあり、がん細胞２０が効果的に縮小した際に、第１照明４から照射される励起光ＥＬａでは、がん細胞２０の位置を確認できない場合がある。このような場合でも、第２照明１２から被検体Ｐに励起光ＥＬｂを照射することにより、被検体Ｐに照射される励起光ＥＬ（励起光ＥＬａおよび励起光ＥＬｂの合計）の強度が大きくなるため、蛍光画像１９ａにおいて縮小したがん細胞２０を確認することができる。
　（第１実施形態の効果）
　第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
　第１実施形態では、上記のように、治療支援装置１は、被検体Ｐに蛍光薬剤Ｐａの励起光ＥＬを照射する第１照明４と、照射された励起光ＥＬにより蛍光薬剤Ｐａから発せられる蛍光ＩＲを検出する受光部２とを含む撮像部５と、被検体Ｐに蛍光薬剤Ｐａの励起光ＥＬを照射する携帯型の第２照明１２と、受光部２で検出された信号に基づき画像１７を生成する画像生成部１４とを備える。これにより、携帯型の第２照明１２によって、第１照明４とは異なる位置から被検体Ｐに励起光ＥＬを照射することができる。その結果、第１照明４の出力強度を高めたり、第１照明４の励起光源４ａの個数を増加させる必要がないので、励起光源４ａが高温になることを抑制することが可能であるとともに、携帯型の第２照明１２により、被検体Ｐに照射する励起光ＥＬの強度を増加させることができる。また、第２照明１２が携帯型であり、被検体Ｐに対する第２照明１２の向きや距離ｄ２を自由に変更できるため、第１照明４では励起光ＥＬを照射しにくい部位に対しても、被検体Ｐの所望の角度から所望の強度で励起光ＥＬを照射することができる。また、たとえば、携帯型の第２照明１２のみを用いる場合、第２照明１２を被検体Ｐに近付けることにより、励起光ＥＬを照射可能な範囲が狭くなる。しかしながら、上記のように構成することにより、第１照明４によって励起光ＥＬを照射しつつ携帯型の第２照明１２からも励起光ＥＬを照射することが可能となるので、第１照明４により励起光ＥＬの照射範囲を確保しつつ、第２照明１２により部分的に励起光ＥＬの強度を強めることができる。また、たとえば、治療が進み、がんの領域が非常に小さくなった場合は、励起光ＥＬを照射するスポット径を簡便に変更することが可能な携帯型の第２照明１２を用いることにより、励起光ＥＬの照射径を容易に調整することができる。これらにより、治療支援装置１に備え付けの第１照明４で対応できない場合でも、対応可能な治療支援装置１を提供することができる。
　また、第１実施形態では、上記のように、第２照明１２は、照射される励起光ＥＬの最大出力値が、第１照明４から照射される励起光ＥＬａの最大出力値以下となるように構成されている。これにより、第２照明１２の励起光ＥＬの出力値を第１照明４よりも小さくすることが可能となるので、第２照明１２が高温になることを抑制することができる。また、第２照明１２から照射される励起光ＥＬｂの最高出力値を、第１照明４から照射される励起光ＥＬａの最高出力値よりも小さくした場合でも、第２照明１２と被検体Ｐとの距離ｄ２を、第１照明４と被検体Ｐとの距離ｄ１よりも小さくすることにより、第２照明１２から被検体Ｐに照射される励起光ＥＬの強度を向上させることができる。その結果、第１照明４から照射される励起光ＥＬａの最大出力値を大きくすることなく被検体Ｐに照射される励起光ＥＬの強度を向上させることができる。
　また、第１実施形態では、上記のように、第１照明４は、第１の数の励起光源４ａを備え、第２照明１２は、第１照明４の第１の数よりも少ない第２の数の励起光源１２ａを備える。これにより、第２照明１２の励起光源１２ａの個数は、第１照明４の励起光源４ａの個数よりも少ないので、第１照明４から照射される励起光ＥＬａの最大出力値よりも、第２照明１２から照射される励起光ＥＬｂの最大出力値を容易に小さくすることができる。
　また、第１実施形態では、上記のように、第１照明４は、被検体Ｐに励起光ＥＬを照射する励起光源４ａと、励起光源４ａと略同じ位置に配置され、被検体Ｐに可視光Ｖｉｓを照射する可視光源４ｂとを含み、第２照明１２は、被検体Ｐに励起光ＥＬを照射する励起光源１２ａを含み、受光部２は、可視光Ｖｉｓを検出する可視光検出器８と、蛍光ＩＲを検出する蛍光検出器９とを含み、画像生成部１４は、受光部２により検出された蛍光ＩＲおよび可視光Ｖｉｓの信号に基づいて、蛍光画像１７ａおよび可視光画像１７ｂを生成するように構成されている。これにより、第１照明４によって略同じ位置から励起光ＥＬと可視光Ｖｉｓとを被検体Ｐに照射することができる。その結果、略同じ位置に被検体Ｐが写る蛍光画像１７ａと可視光画像１７ｂとを生成することができる。
　また、第１実施形態では、上記のように、撮像部５は、蛍光ＩＲおよび可視光Ｖｉｓを分離するプリズム１１をさらに含み、画像生成部１４は、生成した蛍光画像１７ａおよび可視光画像１７ｂを合成した合成画像１７ｃを生成するように構成されている。これにより、撮像部５に入射した蛍光ＩＲおよび可視光Ｖｉｓをプリズム１１で分離することにより、同一のアングルで撮像された蛍光画像１７ａおよび可視光画像１７ｂを取得することができる。その結果、蛍光画像１７ａと可視光画像１７ｂとを合成する場合、位置合わせなどを行う必要がなくなるため、容易に合成画像１７ｃを生成することができる。
　また、第１実施形態では、上記のように、第２照明１２を載置する載置部１６を治療支援装置１本体にさらに備え、第２照明１２は、載置部１６に着脱可能に配置されている。これにより、第２照明１２によって励起光ＥＬを照射しない場合には、第２照明１２を載置部１６に装着しておくことが可能となるので、第２照明１２が落下することを抑制することが可能になるなど、ユーザビリティ（ユーザの利便性）を向上させることができる。
　［第２実施形態］
　次に、図７、図１１および図１２を参照して、本発明の第２実施形態による治療支援装置４０を備える治療支援システム２００について説明する。所定のピーク波長を有する励起光ＥＬを被検体Ｐに照射する第１実施形態とは異なり、第２実施形態では、第１照明４および第２照明１２のそれぞれは、照射する励起光ＥＬのピーク波長よりも長い波長と光を除去する第１フィルタ２２（図１１参照）および第２フィルタ２３（図１１参照）をさらに備える。なお、上記第１実施形態と同様の構成については同様の符号を付し、説明を省略する。また、第１フィルタ２２および第２フィルタ２３はそれぞれ、請求の範囲の「フィルタ」の一例である。
　図１１は、第２実施形態による治療支援装置４０を備える治療支援システム２００の全体構成を示す模式図である。図１１に示すように、第１照明４および第２照明１２のそれぞれは、照射する励起光ＥＬのピーク波長よりも長い波長の光を除去する第１フィルタ２２および第２フィルタ２３をさらに備える。具体的には、第１フィルタ２２および第２フィルタ２３は、それぞれ、励起光ＥＬのうち、波長４１（図７参照）よりも長い波長の励起光ＥＬを除去するように構成されている。第２実施形態では、第１フィルタ２２および第２フィルタ２３が除去する下限値である波長４１の長さは、たとえば、約７００ｎｍに設定されている。また、第１フィルタ２２および第２フィルタ２３は、蛍光薬剤Ｐａが発する蛍光ＩＲの波長領域に含まれる励起光ＥＬを除去するために設けられている。したがって、第１フィルタ２２および第２フィルタ２３が除去する励起光ＥＬの波長の上限は、蛍光ＩＲの第２ピーク波長２５ｂ（図７参照）よりも大きい波長４２（図７参照）になるように設定されている。第１実施形態では、第１フィルタ２２および第２フィルタ２３が除去する上限値である波長４２の長さは、たとえば、約７９０ｎｍに設定されている。すなわち、第１フィルタ２２および第２フィルタ２３は、下限値が波長４１であり、上限値が波長４２である波長領域４３（図７参照）の波長の励起光ＥＬを除去するように構成されている。
　なお、第１フィルタ２２および第２フィルタ２３が除去する波長の下限値は、波長４１以外でもよい。たとえば、第２吸収ピーク２４ｂ（図７参照）を中心波長とする励起光ＥＬ２（励起光ＥＬａおよび励起光ＥＬｂ）を被検体Ｐに照射する場合、波長４４（図７参照）よりも長い波長の励起光ＥＬを除去するように構成されていてもよい。第１フィルタ２２および第２フィルタ２３が除去する下限値である波長４４の長さは、たとえば、約７００ｎｍに設定されている。また、第１フィルタ２２および第２フィルタ２３が除去する励起光ＥＬの下限値が波長４４の場合、第１フィルタ２２および第２フィルタ２３が除去する励起光ＥＬの上限値は、蛍光ＩＲの第１ピーク２５ａよりも長い波長４５（図７参照）になるように設定される。波長４５は、たとえば、約７２０ｎｍに設定されている。すなわち、第１フィルタ２２および第２フィルタ２３は、下限値が波長４４であり、上限値が波長４５である波長領域４６（図７参照）の範囲の波長の励起光ＥＬを除去するように構成されていてもよい。
　なお、第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
　（第２実施形態の効果）
　第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
　第２実施形態では、上記のように、第１照明４および第２照明１２のそれぞれは、照射する励起光ＥＬのピーク波長よりも長い波長の光を除去する第１フィルタ２２および第２フィルタ２３をさらに備える。これにより、励起光ＥＬのピーク波長よりも長い波長の光が被検体Ｐに照射されることを抑制することができる。その結果、被検体Ｐによって反射された励起光ＥＬのうち、蛍光薬剤Ｐａから発せられる蛍光ＩＲの波長領域に含まれる励起光ＥＬが蛍光画像１７ａに重畳されることを抑制することができる。
　なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
　（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、特許請求の範囲によって示され、さらに特許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、上記第１および第２実施形態では、蛍光画像１７ａと可視光画像１７ｂとを合成した合成画像１７ｃを生成する例を示したが、本発明をこれに限られない。たとえば、合成画像１７ｃを生成せずに、蛍光画像１７ａと可視光画像１７ｂとを並べて表示してもよい。また、可視光画像１７ｂを生成せずに、蛍光画像１７ａのみを表示してもよい。また、治療前の蛍光画像１７ａと、治療後の蛍光画像１９ａとを並べて表示するように構成されていてもよい。
　また、上記第１および第２実施形態では、第１照明４および第２照明１２が、同じ波長の励起光ＥＬａおよび励起光ＥＬｂを被検体Ｐに向けて照射する例を示したが、本発明はこれに限られない。蛍光薬剤Ｐａを励起させることが可能であれば、第１照明４および第２照明１２から照射される励起光ＥＬａおよび励起光ＥＬｂの波長は異なっていてもよい。たとえば、第１照明４および第２照明１２は、それぞれ、励起光ＥＬとして、可視光Ｖｉｓを照射するように構成されていてもよい。また、第１照明４および第２照明１２は、それぞれ、複数の波長の励起光ＥＬを照射するように構成されていてもよい。第１照明４および第２照明１２が、それぞれ、複数の波長の励起光ＥＬを照射する構成の場合、たとえば、照射される励起光ＥＬの波長領域を、フィルタを用いて制御するように構成されていてもよい。
　また、上記第１および第２実施形態では、第１照明４および第２照明１２を用いて励起光ＥＬを照射する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、治療位置、治療領域（がんの大きさ）などに応じて、第１照明４および第２照明１２のうち、いずれか一方を用いてもよい。また、第１照明４および第２照明１２は、それぞれ、治療位置、治療領域（がんの大きさ）などに応じて、励起光ＥＬの出力値および励起光ＥＬのスポット径を調整することが可能なように構成されていてもよい。
　また、上記第１および第２実施形態では、蛍光薬剤Ｐａとして、ＩＲ７００を用いる例を示したが、本発明はこれに限られない。励起光ＥＬを照射されることにより蛍光ＩＲを発する薬剤であれば、どのような薬剤をもちいてもよい。たとえば、蛍光薬剤Ｐａとして、ＩＣＧを用いてもよい。
　また、上記第２実施形態では、第１フィルタ２２および第２フィルタ２３が約６５０ｎｍまたは約７００ｎｍよりも長い波長の励起光ＥＬを除去する例を示したが、本発明はこれに限られない。第１フィルタ２２および第２フィルタ２３が除去する励起光ＥＬの波長は、使用する蛍光薬剤Ｐａに応じて変更してもよい。たとえば、図１３に示すように、ＩＣＧは、約７５０ｎｍ以上約８００ｎｍ未満の波長領域に吸収ピーク２６ａを有している。また、ＩＣＧは、励起光ＥＬを照射されることにより、約８００ｎｍ以上約８５０ｎｍ未満の波長領域にピーク２７ａを有する蛍光ＩＲを発する。したがって、蛍光薬剤Ｐａとして、ＩＣＧを用いる場合には、図１３に示すように、第１照明４および第２照明１２は、約７５０ｎｍ以上約８００ｎｍ未満の波長領域にピーク波長を有する励起光ＥＬを照射するように構成されていればよい。また、蛍光薬剤Ｐａとして、ＩＣＧを用いる場合には、第１フィルタ２２および第２フィルタ２３は、波長４７以上波長４８以下の波長領域４９の励起光ＥＬを除去するように構成されていてもよい。波長４７は、たとえば、約７８０ｎｍである。また、波長４８は、たとえば、約８６０ｎｍである。なお、図１３に示すグラフ２６（実線）は、ＩＣＧの吸収スペクトルである。また、図１３に示すグラフ２７（一点鎖線）は、励起光ＥＬを照射されたＩＣＧから発せられる蛍光ＩＲのスペクトルである。グラフ２６およびグラフ２７の横軸は波長である。また、グラフ２６およびグラフ２７の縦軸は、吸収および蛍光の正規化された強度である。
　また、上記第１実施形態では、載置部１６は、磁石によって第２照明１２を着脱可能に載置する例を示したが、本発明はこれに限られない。第２照明１２を着脱可能に載置することが可能であれば、載置部１６はどのように構成されていてもよい。たとえば、第２照明１２の把持部１２ｂと係合するように構成されていてもよい。また、載置部１６を設けなくてもよい。
　また、上記第１および第２実施形態では、第２照明１２から照射される励起光ＥＬｂの最大出力値が第１照明４から照射される励起光ＥＬａの最大出力値以下となる例を示したが、本発明はこれに限られない。第２照明１２が携帯型であり、第１照明４と離れた位置から励起光ＥＬを照射することができるため、第２照明１２から励起光ＥＬｂを照射した場合でも、第１照明４の温度は上昇しないため、励起光ＥＬｂの最大出力値と励起光ＥＬａの最大出力値とが同じ値でもよい。また、励起光ＥＬｂの最大出力値が励起光ＥＬａの最大出力値よりも大きくてもよい。
　また、上記第１および第２実施形態では、第２照明１２に含まれる励起光源１２ａの個数が、第１照明４に含まれる励起光源４ａよりも少ない例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、第２照明１２から照射される励起光ＥＬｂの最大出力値を第１照明４から照射される励起光ＥＬａよりも小さくすることができれば、励起光源１２ａおよび励起光源４ａの個数は同じでもよいし、励起光源１２ａの個数が励起光源４ａの個数よりも多くてもよい。
　また、上記第１および第２実施形態では、第１照明４が可視光源４ｂを含み、受光部２が可視光検出器８を含む例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、蛍光画像１７ａを生成することができれば、可視光画像１７ｂおよび合成画像１７ｃを生成しない構成でもよいため、第１照明４が可視光源４ｂを含まず、受光部２が可視光検出器８を含まない構成でもよい。
　また、上記第１および第２実施形態では、光学系３がプリズム１１を含む例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、蛍光用の撮像部５と可視光用の撮像部５とをそれぞれ設ける場合、光学系３はプリズム１１を含まなくてもよい。また、蛍光用の撮像部５と可視光用の撮像部５とをそれぞれ設ける場合でも、合成画像１７ｃを生成する際には、蛍光用の撮像部５と可視光用の撮像部５との相対位置は既知であるため、蛍光画像１７ａと可視光画像１７ｂとの位置合わせを容易に行うことができる。
　１、４０　治療支援装置
　２　受光部（検出部）
　４ａ、１２ａ　励起光源
　４ｂ　可視光源
　５　撮像部
　８　可視光検出器
　９　蛍光検出器
　１１　プリズム（スプリッタ）
　１２　第１フィルタ（検出器側光除去フィルタ）
　１４　画像生成部
　１７、１８、１９　画像
　１７ａ、１８ａ、１９ａ　蛍光画像
　１７ｂ、１８ｂ、１９ｂ　可視光画像
　４１ａ　蛍光の第１ピーク
　４１ｂ　蛍光の第２ピーク
　４２　所定の第１波長
　４３　所定の第２波長
　ＥＬ、ＥＬａ、ＥＬｂ、ＥＬ１、ＥＬ２　励起光
　ＩＲ　蛍光
　Ｐ　被検体
　Ｐａ　蛍光薬剤

Claims (7)

  1. 　治療時の被検体の画像を撮像し、治療支援を行う治療支援装置であって、
    　被検体に蛍光薬剤の励起光を照射する第１照明と、照射された前記励起光により前記蛍光薬剤から発せられる蛍光を検出する検出部とを含む撮像部と、
    　被検体に前記蛍光薬剤の前記励起光を照射する携帯型の第２照明と、
    　前記検出部で検出された信号に基づき画像を生成する画像生成部とを備える、治療支援装置。
  2. 　前記第２照明は、照射される前記励起光の最大出力値が、前記第１照明から照射される前記励起光の最大出力値以下となる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. 　前記第１照明は、第１の数の励起光源を備え、
    　前記第２照明は、前記第１照明の前記第１の数よりも少ない第２の数の励起光源を備える、請求項２に記載の治療支援装置。
  4. 　前記第１照明は、被検体に前記励起光を照射する励起光源と、前記励起光源と略同じ位置に配置され、被検体に可視光を照射する可視光源とを含み、
    　前記第２照明は、被検体に前記励起光を照射する励起光源を含み、
    　前記検出部は、蛍光を検出する蛍光検出器と、可視光を検出する可視光検出器とを含み、
    　前記画像生成部は、前記検出部により検出された蛍光および可視光の信号に基づいて、蛍光画像および可視光画像を生成するように構成されている、請求項１～３のいずれか１項に記載の治療支援装置。
  5. 　前記撮像部は、蛍光および可視光を分離するスプリッタをさらに含み、
    　前記画像生成部は、生成した前記蛍光画像および前記可視光画像を合成した合成画像を生成するように構成されている、請求項４に記載の治療支援装置。
  6. 　前記第１照明および前記第２照明のそれぞれは、照射する前記励起光のピーク波長よりも長い波長の光を除去するフィルタをさらに備える、請求項１～５のいずれか１項に記載の治療支援装置。
  7. 　前記第２照明を載置する載置部を装置本体にさらに備え、
    　前記第２照明は、前記載置部に着脱可能に配置されている、請求項１～６のいずれか１項に記載の治療支援装置。
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