WO2021038729A1 - 治療支援装置および治療支援方法 - Google Patents

Abstract

この治療支援装置（１）は、蛍光画像（６１）を撮像する撮像部（２）と、蛍光画像の撮像位置を示す撮像位置情報（８０）を取得する位置取得部（５２）と、位置取得部により取得された撮像位置情報に基づいて、撮像部により取得された複数の蛍光画像を配列することにより、蛍光画像の撮像視野を拡張させた拡張画像（６５）を生成する拡張画像生成部（５３）と、を備える。

Description

治療支援装置および治療支援方法

　本発明は、治療支援装置および治療支援方法に関する。

　従来、被検体の治療対象部位に蓄積された光感受性物質に治療光を照射して行われるがん治療方法が知られている。このようながん治療方法は、たとえば、特開２０１７－７１６５４号公報に開示されている。

　上記特開２０１７－７１６５４号公報には、がん治療方法として、近赤外光（治療光）を用いた光免疫療法が開示されている。この光免疫療法では、まず、近赤外光を吸収することにより蛍光を発する物質（光感受性物質）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が、被検体に投与される。そして、被検体の全身に薬剤を循環させるために、被検体への薬剤の投与からたとえば１日（２４時間）だけ時間が置かれる。この間、被検体に投与された薬剤の抗体ががん細胞に選択的に結合する。そして、被検体に治療光としての近赤外光が照射される。この結果、薬剤の蛍光を発する物質から生じる熱によりがん細胞が死滅する。なお、上記特開２０１７－７１６５４号公報では、蛍光を発する物質として、ＩＲＤｙｅ（登録商標）７００Ｄｘが用いられている。

　また、上記特開２０１７－７１６５４号公報には明確に記載されていないが、従来、被検体の治療対象部位に蓄積された光感受性物質に治療光を照射して行うがん治療の際に、治療対象部位を撮像してがん治療の支援を行うことが知られている。このがん治療の支援では、治療光が照射されることにより光感受性物質から発せられる蛍光が検出される。

特開２０１７－７１６５４号公報

　上記特開２０１７－７１６５４号公報で用いられる光感受性物質からの蛍光は、近赤外領域の非可視光であり直接視認できないため、撮像された蛍光画像から治療対象部位が確認される。治療対象部位が複数箇所ある場合に治療光が照射されない部位（治療漏れ）があると、がんの再発が懸念されるため、蛍光画像から治療対象部位を確認する際には、治療漏れを抑制するために、治療光を照射すべき治療対象部位の位置および数を一目で把握できることが望まれる。しかしながら、蛍光画像は表示できる範囲（すなわち、撮像視野）が限られているため、治療対象部位が撮像視野よりも広い範囲に分布する場合、１枚の蛍光画像からでは全ての治療対象部位を把握することができない。撮像時の拡大率を低くし、広い範囲の蛍光画像を取得することも考えられるが、この場合には解像度の低下によって治療対象部位を正確に把握することが困難になる。そこで、１枚の蛍光画像の撮像視野よりも広い範囲の治療対象部位を医師等が一目で把握できるようにすることが望まれている。

　この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、光感受性物質に治療光を照射して行うがん治療の際に、蛍光画像の撮像視野よりも広い範囲の治療対象部位を一目で把握することが可能な治療支援装置および治療支援方法を提供することである。

　上記目的を達成するために、この発明の第１の局面による治療支援装置は、被検体の治療対象部位に蓄積された光感受性物質に治療光を照射して行うがん治療の際に、治療対象部位を撮像してがん治療の支援を行う治療支援装置であって、光感受性物質から発せられる蛍光に基づく蛍光画像を撮像する撮像部と、被検体における蛍光画像の撮像位置を示す撮像位置情報を取得する位置取得部と、位置取得部により取得された撮像位置情報に基づいて、撮像部により取得された複数の蛍光画像を配列することにより、蛍光画像の撮像視野を拡張させた拡張画像を生成する拡張画像生成部と、を備える。

　この発明の第１の局面による治療支援装置では、上記のように構成することによって、複数の蛍光画像の撮像位置情報に基づいて蛍光画像を配列させた広い範囲の拡張画像を得ることができる。拡張画像は、複数枚の蛍光画像に相当する大きさで生成できるため、１枚の蛍光画像に収まらない広い範囲にわたって治療対象部位が分布する場合でも、治療対象部位の分布する範囲を写した広範囲の蛍光画像（拡張画像）を得ることができる。また、拡張画像を構成する個々の蛍光画像は、撮像視野が小さい高倍率で撮像されてもよいため、医師等が治療対象部位を正確に把握するのに十分な解像度で、広い範囲の拡張画像を得ることができる。これらの結果、光感受性物質に治療光を照射して行うがん治療の際に、蛍光画像の撮像視野よりも広い範囲の治療対象部位を一目で把握することができる。

　上記第１の局面による治療支援装置において、好ましくは、拡張画像生成部は、それぞれ異なる治療対象部位を撮像した複数の蛍光画像を含む単一の拡張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、１枚の蛍光画像に収まらない広い範囲にわたって治療対象部位が分布する場合でも、それぞれの治療対象部位を撮像した複数の蛍光画像から、単一の拡張画像を得ることができる。その結果、複数の画像を見比べて確認する必要がなく、広い範囲に分布したそれぞれの治療対象部位を、単一の拡張画像によって容易に把握することができる。

　上記第１の局面による治療支援装置において、好ましくは、拡張画像は、複数の治療対象部位を含んだ治療範囲を包含するように撮像された複数の蛍光画像を含む。なお、本明細書において、治療範囲とは、治療計画等によって、事前の検査などによって発見された治療対象部位を全て含むように設定される範囲を示す概念である。このように構成すれば、治療対象部位が分布すると考えられる治療範囲の全体を一目で把握することが可能な拡張画像が得られる。その結果、治療範囲に含まれる治療対象部位を拡張画像によって網羅することができるので、治療漏れを効果的に抑制できる。

　上記第１の局面による治療支援装置において、好ましくは、撮像部を並進移動可能に支持する並進支持部と、撮像部の位置を検出する位置検出部と、をさらに備え、位置取得部は、位置検出部により検出された撮像部の位置に基づいて蛍光画像の撮像位置情報を取得する。このように構成すれば、撮像部を並進移動させて撮像視野を移動させることにより、拡張画像を構成する複数の蛍光画像を取得できる。そして、位置検出部によって検出された撮像部の位置から蛍光画像の撮像位置情報（すなわち、撮像視野の移動量）が把握できるので、得られた撮像位置情報から容易に拡張画像を生成することができる。

　上記第１の局面による治療支援装置において、好ましくは、撮像部を回動可能に支持する回動支持部と、撮像部の回動角度を検出する回動検出部と、をさらに備え、位置取得部は、回動検出部により検出された撮像部の回動角度に基づいて蛍光画像の撮像位置情報を取得する。このように構成すれば、撮像部を回動させて撮像視野を移動させることにより、拡張画像を構成する複数の蛍光画像を取得できる。そして、回動検出部によって検出された撮像部の回動角度から蛍光画像の撮像位置情報（すなわち、撮像視野の移動量）が把握できるので、得られた撮像位置情報から容易に拡張画像を生成することができる。

　上記第１の局面による治療支援装置において、好ましくは、撮像部は、蛍光画像と同一の撮像位置で、可視光に基づく可視画像を取得するように構成され、位置取得部は、撮像部により取得された可視画像に基づいて蛍光画像の撮像位置情報を取得する。可視画像によれば、画像中に被検体の形態が写り、特徴点を識別できるほか、たとえばマーカーやメジャーなどを写すこともできるので、可視画像に基づいて撮像視野の移動を容易に把握することができる。そこで、上記構成によれば、撮像部の移動や回動を直接検出しなくても、蛍光画像と同一の撮像位置で取得される可視画像に基づいて、蛍光画像の撮像位置情報（すなわち、撮像視野の移動量）を容易に取得することができる。

　上記第１の局面による治療支援装置において、好ましくは、撮像部は、蛍光画像と同一の撮像位置で、可視光に基づく可視画像を取得するように構成され、拡張画像生成部は、撮像位置情報に基づいて、撮像部により取得された複数の可視画像を配列することにより可視拡張画像を生成し、可視拡張画像に拡張画像を重ねて表示した合成拡張画像を生成する。このように構成すれば、実際に視認される被検体の可視画像上に、光感受性物質から発生した蛍光の像を重ねて表示できるので、治療対象部位の分布を医師等がさらに容易に把握できる。また、拡張画像を構成する個々の蛍光画像と同一の撮像視野で撮像された可視画像から可視拡張画像を生成できるので、視認される被検体の像に治療対象部位を正確に表示した合成拡張画像を得ることができる。

　上記第１の局面による治療支援装置において、好ましくは、拡張画像生成部は、拡張画像において、画像内の治療対象部位への治療光による治療が完了した蛍光画像を、治療が完了していない他の蛍光画像と識別可能に表示する識別処理を行う。このように構成すれば、治療対象部位の治療時に、拡張画像を構成する個々の蛍光画像の撮像視野毎に、順番に治療光の照射作業を行うことができ、１つの撮像視野内にある治療対象部位への治療が完了したことを医師等が一見して認識できる。その結果、拡張画像を構成する蛍光画像毎に、治療対象部位の治療が完了したか否かを確認できるので、治療漏れの発生を効果的に抑制できる。

　上記第１の局面による治療支援装置において、好ましくは、拡張画像生成部は、治療対象部位への治療光による治療の前後において、それぞれ、拡張画像を生成する。このように構成すれば、治療の前に生成された拡張画像によって、医師等は、広い範囲に分布する治療対象部位の位置および数を正確に把握した上で、治療を開始することができる。そして、治療の後に生成された拡張画像によって、医師等は、広い範囲に分布する治療対象部位に対する治療が漏れなく完了したか否かを、一見して容易に確認することができる。

　この場合、好ましくは、光感受性物質の励起光を照射するための光源部をさらに備え、光源部は、拡張画像を構成する蛍光画像を撮像する際に、治療光よりも低い強度の励起光を照射するように構成されている。ここで、治療対象部位に照射する治療光の光量は、予め治療計画で設定される。そのため、上記構成によれば、治療光よりも低強度の励起光を照射して蛍光画像を撮像し拡張画像を生成できるので、拡張画像を生成することに起因して、意図せずに治療が開始することや、撮像のための励起光の照射によって治療計画における照射光量からのずれが生じることを抑制できる。

　この発明の第２の局面による治療支援方法は、被検体の治療対象部位に蓄積された光感受性物質に治療光を照射して行うがん治療の際に、治療対象部位を撮像してがん治療の支援を行う治療支援方法であって、被検体における複数の撮像位置で、光感受性物質から発せられる蛍光に基づく蛍光画像を撮像するステップと、それぞれの蛍光画像の撮像位置を示す撮像位置情報を取得するステップと、取得された撮像位置情報に基づいて複数の蛍光画像を配列することにより、蛍光画像の撮像視野を拡張させた拡張画像を生成するステップと、を備える。

　この発明の第２の局面による治療支援方法では、上記第１の局面と同様に、複数の蛍光画像の撮像位置情報に基づいて蛍光画像を配列させて、治療対象部位の分布する範囲を写した広範囲の蛍光画像（拡張画像）を得ることができる。また、医師等が治療対象部位を正確に把握するのに十分な解像度で、広い範囲の拡張画像を得ることができる。これらの結果、光感受性物質に治療光を照射して行うがん治療の際に、蛍光画像の撮像視野よりも広い範囲の治療対象部位を一目で把握することができる。

　本発明によれば、上記のように、光感受性物質に治療光を照射して行うがん治療の際に、蛍光画像の撮像視野よりも広い範囲の治療対象部位を一目で把握することができる。

一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図である。 一実施形態による治療支援装置の模式的な斜視図である。 撮像部を支持する回動支持部の構成を説明するための図である。 撮像部の概略図である。 撮像部の内部構成を示した模式図である。 治療支援装置の画像処理部の構成を説明するためのブロック図である。 複数の蛍光画像により構成された拡張画像の一例を示した図である。 蛍光画像の撮像視野を説明するための模式図である。 位置取得部による撮像位置情報の取得方法の第１の構成例を示した模式図である。 位置取得部による撮像位置情報の取得方法の第２の構成例を示した模式図である。 位置取得部による撮像位置情報の取得方法の第３の構成例を示した模式図である。 拡張画像および可視拡張画像から合成拡張画像を生成する例を示した図である。 治療が完了した蛍光画像に対して識別処理を行う例を示した図である。 治療が完了したか否かの判定方法の一例を説明するための図である。 拡張画像および合成拡張画像の生成処理を示したフロー図である。 治療支援装置の動作を説明するためのフロー図である。 治療支援装置の変形例を示したブロック図である。 位置取得部の変形例による撮像位置情報の取得方法を示した模式図である。

　以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。

　図１～図１４を参照して、一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）
　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９とを備える。治療支援装置１は、被検体Ｐの治療対象部位Ｐａに蓄積された光感受性物質Ｐｂに治療光ＴＬを照射して行うがん治療の際に、治療対象部位Ｐａを撮像してがん治療の支援を行う治療支援装置である。被検体Ｐ（患者）は、たとえば、ヒト、犬、猫などである。治療対象部位Ｐａは、たとえば、口、のど、胸部、体内の臓器（たとえば消化管、肝臓、副腎など）などに発生した腫瘍（がん）などである。治療支援装置１によるがん治療の支援は、具体的には撮影した画像を表示装置９に表示することにより、治療対象部位Ｐａが把握可能な画像を医師などに提供することである。

　表示装置９は、治療支援装置１から出力される治療対象部位Ｐａの撮像画像を表示するように構成されている。表示装置９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）
　本実施形態による治療支援装置１は、撮像部２と、アーム機構３と、本体部４とを備える。

　撮像部２は、少なくとも、光感受性物質Ｐｂから発せられる蛍光ＦＬに基づく蛍光画像６１（図５参照）を撮像するように構成されている。本実施形態では、撮像部２は、蛍光ＦＬに基づく蛍光画像６１に加えて、可視光Ｖｉｓに基づく可視画像６２（図５参照）を撮像するように構成されている。撮像部２は、動画像として、蛍光画像６１および可視画像６２を撮像するように構成されている。撮像部２は、受光部１１と、光学系１２と、撮像光源部１３とを備える。

　受光部１１は、可視光検出部１１ａと蛍光検出部１１ｂとを含む。可視光検出部１１ａは、可視光Ｖｉｓを検出するように構成されている。蛍光検出部１１ｂは、蛍光ＦＬを検出するように構成されている。可視光検出部１１ａおよび蛍光検出部１１ｂは、たとえば、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ　Ｎｅｔａｌ　Ｏｘｉｄｅ　Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサやＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサなどのイメージセンサを含む。なお、可視光検出部１１ａは、可視画像６２をカラー画像として取得可能なものが使用される。可視光検出部１１ａおよび蛍光検出部１１ｂの詳しい構成は後述する。

　光学系１２は、ズームレンズ１２ａと、プリズム１２ｂとを含む。光学系１２は、被検体Ｐから反射された可視光Ｖｉｓと、光感受性物質Ｐｂから発せられる蛍光ＦＬとの分離を行うように構成されている。光学系１２の詳しい構成は後述する。

　撮像光源部１３は、複数の光源１３ａを備える。光源１３ａは、たとえば発光ダイオード（ＬＥＤ）を含む。本実施形態では、複数の光源１３ａは、可視光Ｖｉｓを照射する可視光源を含む。可視光源は、可視光Ｖｉｓとして、たとえば、白色光を被検体Ｐに向けて照射する。

　なお、光感受性物質Ｐｂは、たとえば、ＩＲＤｙｅ（登録商標）７００Ｄｘ（以下、「ＩＲ７００」という）である。ＩＲ７００は、近赤外光を吸収することにより蛍光ＦＬを発する物質である。

　治療支援装置１は、撮像部２に設けた撮像光源部１３とは別個に、治療光ＴＬを照射するための光源部５を備える。光源部５は、医師が手に把持して患部に治療光ＴＬを照射可能なハンディ型照明として構成されている。光源部５は、複数の光源５ａを備える。光源５ａは、たとえば発光ダイオード（ＬＥＤ）を含む。光源部５は、光感受性物質Ｐｂの吸収波長を含む所定波長帯域の治療光ＴＬを照射可能である。治療光ＴＬは、たとえば中心波長が６００ｎｍ以上７００ｎｍとなる近赤外光である。光源部５は、たとえばパルス幅変調制御（ＰＷＭ制御）により光量を調整することができる。光源部５は、所定の第１デューティ比で治療光ＴＬを照射する。

　また、本実施形態では、光源部５は、蛍光画像６１を撮像する際に、光感受性物質Ｐｂの励起光ＥＬを照射することが可能に構成されている。光源部５は、拡張画像６５を構成する蛍光画像６１を撮像する際に、治療光ＴＬよりも低い強度の励起光ＥＬを照射するように構成されている。

　すなわち、光源部５は、所定の第１デューティ比で治療光ＴＬを照射するのに対して、第１デューティ比よりも小さい第２デューティ比で励起光ＥＬを照射する。励起光ＥＬの光量（第２デューティ比）は、光感受性物質Ｐｂが蛍光ＦＬを発生するものの、治療（がん細胞の破壊）が進行しない程度の所定値として設定される。励起光ＥＬと、治療光ＴＬとは、互いに波長が同じであり、照射される出力値（光強度）が異なる。治療光ＴＬおよび励起光ＥＬの出力値として、治療対象部位Ｐａに照射される治療光ＴＬの強度がたとえば、約４ｍＷ／ｃｍ^２を確保することができ、治療対象部位Ｐａに照射される励起光ＥＬの強度が、たとえば、約０．８ｍＷ／ｃｍ^２を確保することができるように、デューティ比が設定される。

　ここで、がん治療方法としての近赤外光免疫療法（ＮＩＲ－ＰＩＴ）について説明する。近赤外光免疫療法では、まず、治療光ＴＬを吸収することにより蛍光ＦＬを発する光感受性物質Ｐｂ（ＩＲ７００など）と、治療対象部位Ｐａのがん細胞に選択的に結合する抗体（上皮成長因子受容体の抗体など）とを結合させた薬剤が、点滴などにより被検体Ｐに投与される。そして、被検体Ｐの全身に薬剤を循環させるために、被検体Ｐへの薬剤の投与からたとえば１日（２４時間）だけ時間が置かれる。この間、被検体Ｐに投与された薬剤の抗体ががん細胞に選択的に結合する。この結果、治療対象部位Ｐａに光感受性物質Ｐｂが十分に蓄積される。そして、被検体Ｐに治療光ＴＬが照射される。この結果、薬剤の光感受性物質Ｐｂから生じる熱の作用によりがん細胞が死滅すると考えられている。

　本体部４は、図２に示すように、筐体２１と、筐体２１に収容されたコンピュータとを備えている。筐体２１は、たとえば、コンピュータを収容する箱状形状を有し、車輪により移動可能に構成された台車である。図１に示すように、本体部４は、制御部２２と、画像処理部２３と、記憶部２４と、出力部２５と、を含む。

　制御部２２は、たとえば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）などのプロセッサとメモリとを備えたコンピュータによって構成されている。コンピュータは、プロセッサがメモリに格納されたプログラムを実行することにより、治療支援装置１の制御部２２として機能する。制御部２２は、撮像部２の制御（撮像の開始および停止、ズーム倍率の変更など）、撮像光源部１３からの光（可視光Ｖｉｓ、治療光ＴＬ）の照射、照射の停止などの制御を、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。

　画像処理部２３は、撮像部２（蛍光検出部１１ｂおよび可視光検出部１１ａ）の検出信号から、それぞれ撮像画像データを生成する処理を行う。画像処理部２３は、撮像部２により撮像された蛍光画像６１（図１２参照）の画像データ、可視画像６２（図１２参照）の画像データを生成するように構成されている。また、画像処理部２３は、蛍光画像６１と可視画像６２とを合成した合成画像６３（図１２参照）の画像データを生成するように構成されている。

　本実施形態では、画像処理部２３は、蛍光画像６１の撮像視野７１を拡張させた拡張画像６５（図７参照）を生成するための処理を行う。画像処理部２３は、たとえば、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）や画像処理用に構成されたＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）などのプロセッサと、メモリとを含む。画像処理部２３の詳細な構成は、後述する。

　また、記憶部２４は、画像処理部２３により生成された撮像画像や制御用のプログラムなどを記憶するように構成されている。記憶部２４は、たとえば、不揮発性のメモリやハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などを含む。

　出力部２５は、画像処理部２３により生成された撮像画像を含む映像信号を表示装置９に出力し、表示装置９に撮像画像を表示させるように構成されている。出力部２５は、ＨＤＭＩ（登録商標）など映像出力インターフェースや、その他の外部機器接続用のインターフェースである。出力部２５は、有線または無線により、撮像画像を出力可能に表示装置９と接続される。

　図２に示すように、本実施形態では、撮像部２は、アーム機構３によって移動可能に支持されている。アーム機構３は、筐体２１（本体部４）の上面における筐体２１の前方付近に設けられ、筐体２１から延びて、先端部において撮像部２を支持している。なお、本体部４は、モニタ１４と、治療支援装置１を移動する場合に使用されるハンドル１５と、制御部２２への入力操作に用いる図示しない操作部とを備える。

　アーム機構３は、撮像部２を並進移動可能に支持する並進支持部３１と、撮像部２を回動可能に支持する回動支持部３２と、を含む。

　並進支持部３１は、回動支持部３２を介して撮像部２を支持し、撮像部２の位置を保持するとともに、撮像部２を前後、左右、上下の各方向に並進移動させることが可能なように構成されている。なお、本明細書において、並進移動とは、撮像部２の撮像方向（向き）を変化させずに移動させることを意味する。

　並進支持部３１は、筐体２１の前方側に設けられた支柱３３上に配置された支持部３４に対して、ヒンジ部３５により連結された第１アーム部材３６を備える。支持部３４が支柱３３を軸として水平方向に回動可能であり、第１アーム部材３６は、ヒンジ部３５を中心に上下方向に回動可能である。

　第１アーム部材３６の先端には、ヒンジ部３７を介して、第２アーム部材３８が連結されている。第２アーム部材３８は、ヒンジ部３７を中心に上下方向に回動可能である。第２アーム部材３８の先端には、ヒンジ部３９を介して回動支持部３２が連結されている。回動支持部３２は、ヒンジ部３９を中心に、左右方向に回動可能である。そして、回動支持部３２の先端に撮像部２が取り付けられている。このため、並進支持部３１は、支持部３４およびヒンジ部３９により撮像部２を左右方向に旋回させ、第１アーム部材３６および第２アーム部材３８の折り畳みおよび伸展によって、撮像部２を前後に移動させ、ヒンジ部３５およびヒンジ部３７により、撮像部２を上下に移動させることができる。なお、本実施形態では、並進支持部３１は、モータなどの駆動源を備えておらず、医師等の使用者が並進支持部３１を手動で動かす例を示している。並進支持部３１の各関節部分（支柱、ヒンジ部）に駆動源を設けて、制御部２２の制御によって自動で撮像部２を並進移動させてもよい。

　回動支持部３２は、撮像部２を支持し、撮像部２の位置を保持するとともに、撮像部２を左右および上下の各方向に回動させることが可能なように構成されている。回動支持部３２は、支持部４０を介して、ヒンジ部３９に取り付けられている。支持部４０には、撮像部２を支持したサブアーム４１が設けられている。図３に示すように、サブアーム４１は、支持部４０に対して、撮像部２の撮像方向に対して第１軸４２回りの左右方向に回動可能に構成されている。サブアーム４１は、撮像部２を、撮像部２の撮像方向に対して第２軸４３回りの上下方向に回動可能に支持する。その結果、撮像部２を第１軸４２および第２軸４３回りに回動させることによって、撮像部２の撮像視野７１を上下左右に回動させることができる。なお、図３において、紙面の奥行方向が、撮像部２の撮像方向である。

　回動支持部３２は、撮像部２を第１軸４２回りに回動させる第１駆動源４４と、撮像部２を第２軸４３回りに回動させる第２駆動源４５とを含む。これにより、回動支持部３２は、制御部２２の制御の下、撮像部２を所定角度範囲内で上下左右（チルトおよびパン）に首振りさせることができる。なお、第１駆動源４４および第２駆動源４５は、たとえば電動モータを含む。

　図４に示すように、撮像光源部１３は、撮像部２の端面において、光学系１２を取り囲むように環状に設けられている。図４の例では、１２個の光源１３ａが円環状に配列されている。なお、撮像光源部１３は、光源部５に代えて、治療光ＴＬを照射する治療光源、および／または励起光ＥＬを照射する励起光源を備えうる。その場合、たとえば１２個の光源１３ａのうち、一部が可視光源であり、他の一部が治療光源や励起光源である。

　撮像部２は、蛍光画像６１と同一の撮像位置で、可視画像６２を撮像するように構成されている。すなわち、図５に示すように、可視光検出部１１ａおよび蛍光検出部１１ｂは、可視光Ｖｉｓおよび蛍光ＦＬを検出する際に、共通の光学系１２によって、可視光Ｖｉｓおよび蛍光ＦＬを検出するように構成されている。その結果、撮像部２は、同じ撮像位置および同じ撮像視野７１（図７参照）で、蛍光画像６１と可視画像６２とを取得する。

　具体的には、可視光Ｖｉｓおよび蛍光ＦＬは、光軸Ｌに沿ってズームレンズ１２ａに入射する。ズームレンズ１２ａ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に沿った方向に往復移動する。撮像部２は、ズームレンズ１２ａによる可変範囲内の任意の倍率で、蛍光画像６１および可視画像６２を取得可能である。

　可視光Ｖｉｓおよび蛍光ＦＬは、ズームレンズ１２ａを透過した後、プリズム１２ｂに到達する。プリズム１２ｂは、被検体Ｐから反射された可視光Ｖｉｓと、光感受性物質Ｐｂから発せられる蛍光ＦＬとを分離するように構成されている。

　プリズム１２ｂに到達した可視光Ｖｉｓは、プリズム１２ｂにより反射され、可視光検出部１１ａに到達する。また、プリズム１２ｂに到達した蛍光ＦＬは、プリズム１２ｂを透過して蛍光検出部１１ｂに到達する。なお、被検体Ｐからの治療光ＴＬや励起光ＥＬの反射光は、プリズム１２ｂにより反射される。そのため、被検体Ｐからの治療光ＴＬや励起光ＥＬの反射光が蛍光検出部１１ｂに到達されることが回避される。

　このような構成により、治療支援システム１００は、がん治療中の被検体Ｐの蛍光画像６１および可視画像６２（図１２参照）を取得し、表示装置９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。治療支援装置１は、医師が被検体Ｐのがん手術を行う際に、被検体Ｐの外部から被検体Ｐの治療対象部位Ｐａを撮像するように構成されている。

　（画像処理部）
　次に、画像処理部２３の構成について説明する。図６に示すように、画像処理部２３は、画像生成部５１と、位置取得部５２と、拡張画像生成部５３とを、機能ブロックとして含んでいる。画像生成部５１と、位置取得部５２と、拡張画像生成部５３とは、それぞれ別個のハードウェアとして構成されていてもよい。

　画像生成部５１は、撮像部２から信号に基づいて撮像画像を生成する。画像生成部５１は、蛍光検出部１１ｂにより検出された蛍光ＦＬの信号に基づいて、蛍光画像６１を生成するように構成されている。画像生成部５１は、可視光検出部１１ａにより検出された可視光Ｖｉｓの信号に基づいて、可視画像６２を生成する。

　位置取得部５２は、被検体Ｐにおける蛍光画像６１の撮像位置を示す撮像位置情報８０を取得するように構成されている。位置取得部５２は、たとえば図７に示すように、撮像部２による撮像視野７１の中心位置（以下、撮像中心Ｃという）を、撮像位置情報８０として取得する。撮像位置情報８０は、たとえば撮像中心Ｃの位置座標（ｘ，ｙ）を含む。撮像位置情報８０の具体的な取得方法については、後述する。なお、図７において、画像の横方向をＸ方向、画像の縦方向をＹ方向とする。

　図６および図７に示すように、拡張画像生成部５３は、位置取得部５２により取得された撮像位置情報８０に基づいて、撮像部２により取得された複数の蛍光画像６１を配列することにより、蛍光画像６１の撮像視野７１を拡張させた拡張画像６５を生成するように構成されている。拡張画像生成部５３により生成された拡張画像６５は、出力部２５を介して表示装置９に表示される。

　拡張画像６５は、図７に示すように、複数の蛍光画像６１を隙間なく配列（タイリング）して生成された画像である。図７では、９枚の蛍光画像６１を３行×３列のマトリクス状に配列して、単一の拡張画像６５を生成した例を示している。図７において、個々の蛍光画像６１の境界線（撮像視野７１の周縁）は、説明のために便宜的に図示したものであり、拡張画像６５では、個々の蛍光画像６１の境界線は必ずしも表示されなくてよい。図７に示す拡張画像６５では、９枚の蛍光画像６１の配列によって、蛍光画像６１の撮像視野７１が、解像度（ズームレンズ１２ａによるズーム倍率）はそのままで、縦横にそれぞれ３倍に拡張されている。

　拡張画像６５を構成する蛍光画像６１の枚数および配列パターンは、図示したもの（３行×３列の矩形）に限られず、任意である。たとえば、拡張画像６５は、２行×２列、３行×２列または２行×３列、４行×４列などに蛍光画像６１を配列して構成してもよい。拡張画像６５は、５枚の蛍光画像６１を十字形状に配列したものでもよい。拡張画像６５を構成する蛍光画像６１の枚数および配列パターンは、たとえば、医師等の操作者による操作部（図示せず）を用いた操作入力に基づいて、制御部２２により設定される。

　各々の蛍光画像６１は、位置取得部５２により取得された撮像位置情報８０と関連付けて、記憶部２４に記憶されるとともに、拡張画像生成部５３により取得される。撮像位置情報８０は、いずれか１枚の蛍光画像６１の撮像中心Ｃ（Ｃ１～Ｃ９のいずれか）を基準として生成されうる。たとえば、図７において、中央の蛍光画像６１の撮像中心Ｃ５の座標を基準（０，０）として、撮像中心Ｃ５からの相対位置として、周囲の８枚の蛍光画像６１の撮像中心Ｃ１～Ｃ４、およびＣ６～Ｃ９の各座標が定義される。撮像中心Ｃ１～Ｃ９の座標は、蛍光画像６１の撮像視野７１のＸ方向およびＹ方向の長さＬｘ、Ｌｙだけ、撮像中心Ｃ５から移動した位置に相当する。たとえばＣ３は、（ｘ３，ｙ３）＝（＋Ｌｘ，＋Ｌｙ）となる。

　したがって、拡張画像６５を構成するそれぞれの蛍光画像６１は、基準となる１枚の蛍光画像６１（Ｃ５）に対して、撮像中心Ｃを撮像視野７１の長さＬｘ、Ｌｙの整数倍だけ移動させた位置で撮像された画像となる。医師等の操作者は、位置取得部５２により取得された撮像位置情報８０が、予め設定した配列パターンとなるそれぞれの位置に撮像部２の撮像中心Ｃを移動させて、移動された各撮像中心Ｃ１～Ｃ９において蛍光画像６１を撮像させる。拡張画像生成部５３は、得られた蛍光画像６１と、それぞれの撮像位置情報８０とに基づいて、蛍光画像６１を配列した拡張画像６５を生成する。

　本実施形態では、拡張画像生成部５３は、それぞれ異なる治療対象部位Ｐａを撮像した複数の蛍光画像６１を含む単一の拡張画像６５を生成するように構成されている。図７の例では、治療対象部位Ｐａにハッチングを付して図示している。拡張画像生成部５３は、複数の治療対象部位Ｐａが撮像された複数の蛍光画像６１を配列して、単一（１枚）の拡張画像６５を生成する。図７のように、複数の治療対象部位Ｐａが１枚の蛍光画像６１の撮像視野７１よりも広い範囲に分布する場合に、それぞれの治療対象部位Ｐａは、別々の蛍光画像６１中に写る。

　また、本実施形態では、拡張画像６５は、複数の治療対象部位Ｐａを含んだ治療範囲ＡＴを包含するように撮像された複数の蛍光画像６１を含む。治療範囲ＡＴは、治療計画等によって、事前の検査などによって発見された治療対象部位Ｐａを全て含むように設定される範囲である。拡張画像６５を構成する蛍光画像６１の枚数および配列パターンは、治療範囲ＡＴの大きさに応じて、拡張画像６５が治療範囲ＡＴを包含するように予め設定される。そのため、本実施形態では、全ての治療対象部位Ｐａが拡張画像６５内に含まれる。

　撮像視野７１をそれぞれの撮像位置へ移動させる方法としては、並進支持部３１により撮像部２を並進移動させる方法と、回動支持部３２により撮像部２を回動させる方法とがある。撮像部２を並進移動させる場合、図７に示したように同一の撮像視野７１で各蛍光画像６１が取得できる。撮像部２を回動させる場合、基準位置（Ｃ５）から離れるに従って撮像視野７１が変形することになるが、局所的な腫瘍（がん）の治療においては、変形量が問題となるほど大きく回動させるわけではない。撮像位置情報８０に基づいて、取得した蛍光画像６１の変形を補正する処理を行ってもよい。

　図８に示すように、蛍光画像６１の撮像視野７１の各方向の長さＬｘ、Ｌｙは、ズームレンズ１２ａのズーム倍率と、被写体（被検体Ｐ）と撮像部２との距離である被写体距離ＷＤとにより決定される。ズーム倍率により、撮像視野７１の画角δが決まる。画角δと被写体距離ＷＤとにより、撮像視野７１の長さＬｘ、Ｌｙが決まる。被写体距離ＷＤは、医師等により測定され、操作部を介して入力されてもよいし、撮像部２に距離計などを設けて自動で測定してもよい。制御部２２は、予め設定された蛍光画像６１の配列パターンと、撮像視野７１の大きさ（Ｌｘ、Ｌｙ）とに基づき、拡張画像６５を生成するための各撮像中心Ｃ１～Ｃ９の位置をモニタ１４に表示するなどにより、操作者に案内する。

　（位置取得部）
　次に、位置取得部５２による撮像位置情報８０の取得について説明する。

　並進支持部３１により撮像部２を並進移動させる場合、治療支援装置１は、撮像部２の位置を検出する位置検出部を備える。位置取得部５２は、位置検出部によって検出された撮像部２の位置に基づいて蛍光画像６１の撮像位置情報８０を取得することができる。位置検出部は、たとえば３次元位置測定装置により構成される。３次元位置測定装置は、主として光学式と磁気式とがあり、どちらが採用されてもよい。

　図９には、光学式の位置検出部８１を示す。位置検出部８１は、複数のカメラ８２と、標識８３とを含む。複数のカメラ８２は、相対位置および撮像方向の相対角度が既知であり、共通の標識８３を撮像する。図９では位置検出部８１が３台のカメラ８２を含む。標識８３には、たとえば反射マーカーや、ＬＥＤなどの光源を内蔵した発光マーカーなどが用いられる。位置検出部８１は、複数のカメラ８２によって、撮像部２に取り付けた標識８３を撮像し、各々の撮像画像中の標識８３の位置と、それぞれのカメラ８２の相対位置関係とに基づいて、標識８３の３次元位置座標（ｘ，ｙ，ｚ）を検出する。

　図１０には、磁気式の位置検出部８４を示す。位置検出部８４は、撮像部２の設置空間内に磁界（磁場）を発生させるトランスミッタ８５と、撮像部２に取り付けられ３軸方向の磁界を検出するレシーバ（磁気センサ）８６と、レシーバ８６による各方向の磁界の検出結果に基づいてレシーバ８６の位置座標を算出する演算部８７とを含む。位置検出部８４は、トランスミッタ８５に対するレシーバ８６の相対位置として、撮像部２に取り付けられたレシーバ８６の３次元位置座標（ｘ，ｙ，ｚ）を検出する。これらの位置検出部８１または８４は、治療支援装置１の本体部４に設けられていてもよいし、本体部４とは別個に設けられて本体部４に接続されてもよい。

　撮像部２における標識８３またはレシーバ８６の位置と、撮像部２の撮像中心Ｃとの相対位置関係は既知であるとしてよい。位置取得部５２は、位置検出部８１（または８４）による撮像部２の位置座標（ｘ，ｙ，ｚ）に基づいて、撮像中心Ｃの位置を取得する。位置取得部５２は、図７に示したように、拡張画像６５を構成するいずれかの蛍光画像６１の撮像中心（たとえばＣ５）を基準位置として、基準位置の撮像位置情報８０を生成する。位置取得部５２は、撮像部２が移動されると、それぞれ位置検出部８１（または８４）から撮像部２の位置座標（ｘ，ｙ，ｚ）を取得して、基準位置を原点とした撮像中心Ｃの撮像位置情報８０を生成する。

　また、回動支持部３２により撮像部２を回動させて撮像視野７１を移動させる場合、図１１に示すように、治療支援装置１は、撮像部２の回動角度（α，β）を検出する回動検出部８８を備える。位置取得部５２は、回動検出部８８により検出された撮像部２の回動角度（α，β）に基づいて撮像位置情報８０を取得する。

　回動検出部８８は、たとえば、回動支持部３２における撮像部２の回動角度を検出するポテンショメータである。回動検出部８８はロータリーエンコーダでもよい。図３に示したように、回動支持部３２は、撮像部２を、第１軸４２回りおよび第２軸４３回りにそれぞれ回動可能に支持する。第１軸４２回りの回動は、図７における撮像視野７１の横方向（Ｘ方向）の移動に対応し、第２軸４３回りの回動は、図７における撮像視野７１の縦方向（Ｙ方向）の移動に対応する。回動検出部８８は、第１軸４２回りの回動角度αを検出する検出部と、第２軸４３回りの回動角度βを検出する検出部と、を含む。図１１に示すように被写体距離ＷＤと回動角度α、βとによって、撮像部２の撮像中心Ｃの位置座標が求められる。

　位置取得部５２は、図１１に示したように、基準となる１枚の蛍光画像６１の撮像位置（Ｃ５）に配置された撮像部２に対してそれぞれの回動検出部８８から回動角度（α，β）を取得し、基準位置の撮像位置情報８０を生成する。位置取得部５２は、撮像部２が回動されると、それぞれ回動検出部８８から回動角度（α，β）を取得して、基準位置を原点とした撮像中心Ｃの撮像位置情報８０を生成する。

　（合成拡張画像の生成）
　図１２に示すように、本実施形態では、拡張画像生成部５３（図６参照）は、撮像位置情報８０（図６参照）に基づいて、撮像部２により取得された複数の可視画像６２を配列することにより可視拡張画像６６を生成し、可視拡張画像６６に拡張画像６５を重ねて表示した合成拡張画像６７を生成するように構成されている。

　拡張画像生成部５３（図６参照）は、図１２（Ａ）に示すように、各撮像中心Ｃ１～Ｃ９で撮像部２により取得された複数の蛍光画像６１を配列して、拡張画像６５を生成する。蛍光画像６１を撮像する際、撮像部２（可視光検出部１１ａ）は、それぞれの蛍光画像６１と同一の撮像位置で、可視画像６２を撮像する。そして、拡張画像生成部５３は、蛍光画像６１と同様にして、図１２（Ｂ）に示すように、撮像位置情報８０に基づいて各撮像中心Ｃ１～Ｃ９で取得された可視画像６２を配列した可視拡張画像６６を生成する。したがって、可視拡張画像６６は、蛍光画像６１による拡張画像６５と同じ範囲を撮像した画像となる。

　拡張画像生成部５３は、生成した拡張画像６５と可視拡張画像６６とを合成することにより、図１２（Ｃ）に示すように、合成拡張画像６７を生成する。たとえば、蛍光画像６１から生成された拡張画像６５は、蛍光ＦＬの強度に基づく単色の階調画像であり、蛍光ＦＬによる発光部位を示す明部と、明部以外の暗部とを含む。拡張画像生成部５３は、蛍光画像６１の明部を抽出し、カラー画像である可視拡張画像６６上に重ねることにより、合成拡張画像６７を生成する。合成拡張画像６７は、蛍光画像６１と可視画像６２との合成画像６３の配列によって構成されている。

　（拡張画像の生成タイミング）
　本実施形態では、拡張画像生成部５３は、治療対象部位Ｐａへの治療光ＴＬ（図１参照）による治療の前後において、それぞれ、拡張画像６５を生成する。さらに、拡張画像生成部５３は、拡張画像６５と可視拡張画像６６とを合成することにより、治療光ＴＬによる治療の前後において、それぞれ、合成拡張画像６７を生成する。治療前に生成された拡張画像６５（合成拡張画像６７）によって、医師は、治療光ＴＬを照射すべき治療対象部位Ｐａの分布を把握することが可能である。

　また、本実施形態では、拡張画像生成部５３は、拡張画像６５において、画像内の治療対象部位Ｐａへの治療光ＴＬによる治療が完了した蛍光画像６１を、治療が完了していない他の蛍光画像６１と識別可能に表示する識別処理を行うように構成されている。

　具体的には、図１３に示すように、治療時には、治療前に生成された拡張画像６５（合成拡張画像６７）から把握された治療対象部位Ｐａに対して、１箇所ずつ蛍光画像６１および可視画像６２を撮像しながら、治療光ＴＬによる治療が行われる。治療支援装置１は、治療時には、図１３に示したように、治療前に生成した拡張画像６５（合成拡張画像６７）と、治療中に撮像している（リアルタイムの）蛍光画像６１、可視画像６２および合成画像６３とを、それぞれ表示装置９に出力して表示させる。図１３では、撮像中心Ｃ９の位置で撮像および治療が行われている状況の例を示している。このように、撮像中心Ｃ１～Ｃ９のいずれかの位置で、撮像部２により撮像しながら治療が行われ、蛍光画像６１の撮像視野７１内に存在する治療対象部位Ｐａに対する治療が終了すると、次の位置に撮像部２が移動されて、次の撮像視野７１内に存在する治療対象部位Ｐａに対する治療と蛍光画像６１の撮像とが行われる。

　そこで、拡張画像生成部５３は、治療中（治療光ＴＬの照射中）に撮像している蛍光画像６１の撮像視野７１内に存在する治療対象部位Ｐａに対する治療が完了すると、拡張画像６５（合成拡張画像６７）において治療が完了した蛍光画像６１（合成画像６３）に対して識別処理を行い、治療が終了したことを医師等が把握できるように表示を変更する。

　識別処理は、たとえば図１３に示すように、治療が終了した蛍光画像６１（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ７、Ｃ８の合成画像６３）に対して、治療が終了したことを示すマーク６８を付与することにより行われる。図１３では、マーク６８は、いわゆるチェックマークであるが、どのようなマークでもよい。また、識別処理は、治療が終了した蛍光画像６１の色相、彩度、明度などを変化させる処理（たとえばグレーアウトさせる処理）や、治療が終了した蛍光画像６１（合成画像６３）上にメッセージを表示させる処理などでもよい。

　治療中に撮像される蛍光画像６１において、画像内の治療対象部位Ｐａへの治療光ＴＬによる治療が完了したか否かは、たとえば操作部を介して治療が終了したことを示す入力操作を受け付けることにより判定するほか、蛍光画像６１に基づいて判定することも可能である。

　図１４は、治療対象部位Ｐａへの治療光ＴＬの照射を開始してから治療が完了するまでの間に蛍光ＦＬから得られる信号強度の時間変化を模式的に示すグラフである。図１４に示すように、がん由来の蛍光ＦＬの信号値の時間変化を示すがん信号波形９１は、治療光ＴＬの照射開始からの時間経過に伴って信号強度が徐々に減衰する波形となる。そこで、拡張画像生成部５３は、蛍光画像６１における蛍光ＦＬの信号強度に基づいて、治療光ＴＬによる治療対象部位Ｐａの治療を完了するか否かを判定する。拡張画像生成部５３は、蛍光ＦＬの信号強度が所定の閾値ＴＨに到達するまで減衰し、蛍光画像６１中に所定の閾値ＴＨを超える強度の蛍光ＦＬを発生する領域が存在しない場合に、その蛍光画像６１の撮像視野７１については治療が終了したと判断して、拡張画像６５内の該当する蛍光画像６１に対して識別処理を行う。

　拡張画像生成部５３は、治療中に取得され、治療が完了したと判定した際に取得した蛍光画像６１（合成画像６３）によって、治療前に生成した合成拡張画像６７のうちの対応する蛍光画像６１（合成画像６３）を置換してもよい。その場合、治療前に生成した合成拡張画像６７中の各合成画像６３（治療対象部位Ｐａが光る画像）が、治療が完了した順に、治療対象部位Ｐａの蛍光強度が低下して消光した合成画像６３に置き換えられていくことになる。

　次に、図１５を参照して、本実施形態の治療支援装置１が実行する拡張画像６５（合成拡張画像６７）の生成処理について説明する。拡張画像６５（合成拡張画像６７）の生成処理は、本実施形態の治療支援方法を実施するものである。

　図１５に示すように、ステップＳ１において、拡張画像生成部５３により、蛍光画像６１の撮像位置が選択される。拡張画像生成部５３は、予め設定された拡張画像６５を構成する蛍光画像６１の配列パターンを取得する。図７に示した３行×３列の配列パターンの例では、たとえば操作者が最初に基準位置を決めて、操作部（図示せず）を用いて撮像中心Ｃ５を登録する。この場合、最初に撮像される蛍光画像６１については、撮像部２の現在位置が、基準位置（撮像中心Ｃ５）の撮像位置として選択される。

　撮像位置が選択されると、医師等の操作者により手動で、または制御部２２による回動支持部３２の制御により自動で、撮像部２の撮像視野７１の中心位置が撮像位置に移動される。最初に撮像される蛍光画像６１については、撮像部２の現在位置が撮像位置として選択されるため、移動されない。

　撮像部２の撮像中心Ｃが撮像位置に配置されると、ステップＳ２において、位置取得部５２により、撮像位置情報８０が取得される。手動で撮像部２が移動される場合には、操作者が、位置取得部５２による撮像位置情報８０を確認しつつ、撮像部２の撮像中心Ｃが撮像位置（Ｃ１～Ｃ９のいずれか）に一致するまで移動させ、撮像中心Ｃが撮像位置に一致した状態での撮像位置情報８０が取得される。

　ステップＳ３において、撮像位置に移動された撮像部２により撮像が行われる。撮像部２は、同一の撮像位置で蛍光画像６１および可視画像６２を撮像する。取得された蛍光画像６１および可視画像６２は、ステップＳ２で取得された撮像位置情報８０と対応付けて記憶部２４に記憶される。

　ステップＳ４において、拡張画像生成部５３により、拡張画像６５を構成する全ての蛍光画像６１が取得されたか否かが判断される。たとえば図７の例では、Ｃ１～Ｃ９の全ての撮像位置で蛍光画像６１（および可視画像６２）の撮像が行われたか否かが判断される。いずれかの撮像位置で撮像が行われていない場合、拡張画像生成部５３は、ステップＳ１に処理を戻し、次の撮像位置を選択して、その撮像位置での撮像位置情報８０の取得と、蛍光画像６１および可視画像６２の取得とが行われる。

　ステップＳ１～Ｓ４が繰り返されることにより、本実施形態の治療支援方法による、被検体Ｐにおける複数の撮像位置で、光感受性物質Ｐｂから発せられる蛍光ＦＬに基づく蛍光画像６１を撮像するステップと、それぞれの蛍光画像６１の撮像位置を示す撮像位置情報８０を取得するステップと、が実施される。蛍光画像６１を撮像するステップ（Ｓ３）と、撮像位置情報８０を取得するステップ（Ｓ２）とは、いずれを先に実施してもよいし、同時に実施してもよい。

　全ての蛍光画像６１が取得された場合、ステップＳ５において、拡張画像生成部５３により、取得された撮像位置情報８０に基づいて複数の蛍光画像６１を配列することにより、拡張画像６５を生成するステップが実行される。同様に、拡張画像生成部５３は、撮像位置情報８０に基づいて複数の可視画像６２を配列することにより、可視拡張画像６６を生成する。

　ステップＳ６において、拡張画像生成部５３が、拡張画像６５と可視拡張画像６６とを合成し、図１２に示したように合成拡張画像６７を生成する。生成された合成拡張画像６７は、記憶部２４に記憶されるとともに、表示装置９に出力される。

　次に、図１６を参照して、本実施形態の治療支援装置１の動作について説明する。

　図１６のステップＳ１１において、治療支援装置１は、治療前の拡張画像６５（合成拡張画像６７）を生成して、表示装置９に出力する。拡張画像６５（合成拡張画像６７）の生成については、図１５に示したステップＳ１～Ｓ６による。

　拡張画像６５を生成する際、医師等の操作者は、光源部５を操作して励起光ＥＬを被検体Ｐに照射させつつ、治療支援装置１による各蛍光画像６１の撮像を実行させる。また、撮像光源部１３から可視光Ｖｉｓが被検体Ｐに照射され、治療支援装置１による各可視画像６２の撮像が実行される。

　医師等は、治療前の表示装置９に出力された拡張画像６５（合成拡張画像６７）に基づいて、治療対象部位Ｐａの位置および数を把握する。ステップＳ２から治療光ＴＬによる治療が開始される。

　ステップＳ１２において、光源部５を操作する医師により、治療対象部位Ｐａに対して治療光ＴＬが照射される。治療光ＴＬの照射は、拡張画像６５を構成するいずれかの蛍光画像６１の撮像視野７１の範囲（撮像位置毎）毎に、個々の治療対象部位Ｐａに対して局所的に行われる。図１３に示したように、治療支援装置１は、合成拡張画像６７とともに、治療中の蛍光画像６１および可視画像６２を取得して、蛍光画像６１、可視画像６２および蛍光画像６１と可視画像６２との合成画像６３を表示装置９に出力する。

　治療中の蛍光画像６１における治療光ＴＬによる治療が完了すると、治療支援装置１（拡張画像生成部５３）は、ステップＳ１３において、表示装置９に出力している拡張画像６５（合成拡張画像６７）において、治療が完了した蛍光画像６１に対して識別処理（図１３参照）を行う。

　ステップＳ１４において、治療支援装置１（拡張画像生成部５３）は、全ての治療対象部位Ｐａの治療が終了したか否かを判断する。すなわち、拡張画像生成部５３は、拡張画像６５（合成拡張画像６７）を構成する全ての蛍光画像６１に対して識別処理を行った場合に、全ての治療対象部位Ｐａの治療が終了したと判断する。治療が完了していない治療対象部位Ｐａがある場合、処理がステップＳ１２に戻り、撮像中心Ｃ１～Ｃ９の中から選択された次の撮像視野７１内の治療対象部位Ｐａへの治療光ＴＬの照射が行われる。

　全ての治療対象部位Ｐａの治療が終了した場合、ステップＳ１５において、治療支援装置１は、治療後の拡張画像６５（合成拡張画像６７）を生成して、表示装置９に出力する。拡張画像６５（合成拡張画像６７）の生成については、ステップＳ１１と同様であり、図１５に示したステップＳ１～Ｓ６による。治療支援装置１は、対比のため、治療前の拡張画像６５（合成拡張画像６７）と治療後の拡張画像６５（合成拡張画像６７）とを並べて表示する映像信号を表示装置９に出力してもよい。

　医師等は、表示装置９に出力された治療後の拡張画像６５（合成拡張画像６７）に基づいて、蛍光強度が所定の閾値ＴＨを超える領域が存在しないこと（すなわち、治療漏れが存在しないこと）を確認し、治療を終了する。

　以上のようにして、治療支援装置１を用いた治療支援が行われる。

（本実施形態の効果）
　本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

　本実施形態では、上記のように、位置取得部５２により取得された撮像位置情報８０に基づいて、撮像部２により取得された複数の蛍光画像６１を配列することにより、拡張画像６５を生成する拡張画像生成部５３を設ける。生成される拡張画像６５は、複数枚の蛍光画像６１に相当する大きさで生成できるため、１枚の蛍光画像６１に収まらない広い範囲にわたって治療対象部位Ｐａが分布する場合でも、治療対象部位Ｐａの分布する範囲を写した広範囲の蛍光画像６１（拡張画像６５）を得ることができる。また、拡張画像６５を構成する個々の蛍光画像６１は、撮像視野７１が小さい高倍率で撮像されてもよいため、医師等が治療対象部位Ｐａを正確に把握するのに十分な解像度で、広い範囲の拡張画像６５を得ることができる。これらの結果、光感受性物質Ｐｂに治療光ＴＬを照射して行うがん治療の際に、蛍光画像６１の撮像視野７１よりも広い範囲の治療対象部位Ｐａを一目で把握することができる。

　また、本実施形態では、上記のように、拡張画像生成部５３は、それぞれ異なる治療対象部位Ｐａを撮像した複数の蛍光画像６１を含む単一の拡張画像６５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、１枚の蛍光画像６１に収まらない広い範囲にわたって治療対象部位Ｐａが分布する場合でも、それぞれの治療対象部位Ｐａを撮像した複数の蛍光画像６１から、単一の拡張画像６５を得ることができる。その結果、複数の画像を見比べて確認する必要がなく、広い範囲に分布したそれぞれの治療対象部位Ｐａを、単一の拡張画像６５によって容易に把握することができる。

　また、本実施形態では、上記のように、拡張画像６５は、複数の治療対象部位Ｐａを含んだ治療範囲ＡＴを包含するように撮像された複数の蛍光画像６１を含む。このように構成すれば、治療対象部位Ｐａが分布する治療範囲ＡＴの全体を一目で把握することが可能な拡張画像６５が得られる。その結果、治療範囲ＡＴに含まれる治療対象部位Ｐａを拡張画像６５によって網羅することができるので、治療漏れを効果的に抑制できる。

　また、本実施形態では、上記のように、位置取得部５２は、位置検出部（８１、８４）により検出された撮像部２の位置に基づいて蛍光画像６１の撮像位置情報８０を取得する。このように構成すれば、撮像部２を並進移動させて撮像視野７１を移動させることにより、拡張画像６５を構成する複数の蛍光画像６１を取得できる。そして、位置検出部８１によって検出された撮像部２の位置から蛍光画像６１の撮像位置情報８０（すなわち、撮像視野７１の移動量）が把握できるので、得られた撮像位置情報８０から容易に拡張画像６５を生成することができる。

　また、本実施形態では、上記のように、位置取得部５２は、回動検出部８８により検出された撮像部２の回動角度（α、β）に基づいて蛍光画像６１の撮像位置情報８０を取得する。このように構成すれば、撮像部２を回動させて撮像視野７１を移動させることにより、拡張画像６５を構成する複数の蛍光画像６１を取得できる。そして、回動検出部８８によって検出された撮像部２の回動角度から蛍光画像６１の撮像位置情報８０（すなわち、撮像視野７１の移動量）が把握できるので、得られた撮像位置情報８０から容易に拡張画像６５を生成することができる。

　また、本実施形態では、上記のように、撮像部２は、蛍光画像６１と同一の撮像位置で可視画像６２を取得するように構成され、拡張画像生成部５３は、撮像位置情報８０に基づいて可視拡張画像６６を生成し、可視拡張画像６６に拡張画像６５を重ねて表示した合成拡張画像６７を生成する。このように構成すれば、実際に視認される被検体Ｐの可視画像６２上に、光感受性物質Ｐｂから発生した蛍光ＦＬの像を重ねて表示できるので、治療対象部位Ｐａの分布を医師等がさらに容易に把握できる。また、拡張画像６５を構成する個々の蛍光画像６１と同一の撮像視野７１で撮像された可視画像６２から可視拡張画像６６を生成できるので、視認される被検体Ｐの像に治療対象部位Ｐａを正確に表示した合成拡張画像６７を得ることができる。

　また、本実施形態では、上記のように、拡張画像生成部５３は、拡張画像６５において、画像内の治療対象部位Ｐａへの治療光ＴＬによる治療が完了した蛍光画像６１を、治療が完了していない他の蛍光画像６１と識別可能に表示する識別処理を行う。このように構成すれば、治療対象部位Ｐａの治療時に、１つの撮像視野７１内にある治療対象部位Ｐａへの治療が完了したことを医師等が一見して認識できる。その結果、拡張画像６５を構成する蛍光画像６１毎に、治療対象部位Ｐａの治療が完了したか否かを確認できるので、治療漏れの発生を効果的に抑制できる。

　また、本実施形態では、上記のように、拡張画像生成部５３は、治療対象部位Ｐａへの治療光ＴＬによる治療の前後において、それぞれ、拡張画像６５を生成する。このように構成すれば、治療の前に生成された拡張画像６５によって、医師等は、広い範囲に分布する治療対象部位Ｐａの位置および数を正確に把握した上で、治療を開始することができる。そして、治療の後に生成された拡張画像６５によって、医師等は、広い範囲に分布する治療対象部位Ｐａに対する治療が漏れなく完了したか否かを、一見して容易に確認することができる。

　また、本実施形態では、上記のように、光源部５は、拡張画像６５を構成する蛍光画像６１を撮像する際に、治療光ＴＬよりも低い強度の励起光ＥＬを照射するように構成されている。このように構成すれば、治療光ＴＬよりも低強度の励起光ＥＬを照射して蛍光画像６１を撮像し拡張画像６５を生成できるので、拡張画像６５を生成することに起因して、意図せずに治療が開始することや、撮像のための励起光ＥＬの照射によって治療計画における照射光量からのずれが大きくなることを抑制できる。

　また、本実施形態の治療支援方法は、上記のように、被検体Ｐにおける複数の撮像位置で、光感受性物質Ｐｂから発せられる蛍光ＦＬに基づく蛍光画像６１を撮像するステップと、それぞれの蛍光画像６１の撮像位置を示す撮像位置情報８０を取得するステップと、取得された撮像位置情報８０に基づいて複数の蛍光画像６１を配列することにより、蛍光画像６１の撮像視野７１を拡張させた拡張画像６５を生成するステップと、を備える。これにより、複数の蛍光画像６１の撮像位置情報８０に基づいて蛍光画像６１を配列させて、治療対象部位Ｐａの分布する範囲を写した広範囲の蛍光画像６１（拡張画像６５）を得ることができる。また、医師等が治療対象部位Ｐａを正確に把握するのに十分な解像度で、広い範囲の拡張画像６５を得ることができる。これらの結果、光感受性物質Ｐｂに治療光ＴＬを照射して行うがん治療の際に、蛍光画像６１の撮像視野７１よりも広い範囲の治療対象部位Ｐａを一目で把握することができる。

　[変形例]
　なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく、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、上記実施形態では、本発明を、被検体Ｐの外部から治療光ＴＬを照射して行うがん治療の際にがん治療の支援を行う治療支援装置１に適用する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明を、たとえば図１７に示すように、被検体Ｐの内部において治療光ＴＬを照射して行うがん治療の際にがん治療の支援を行う治療支援装置１０１に適用してもよい。なお、上記実施形態と同一の構成については、図中において同じ符号を付して図示し、その詳細な説明を省略する。

　図１７に示すように、治療支援システム２００は、治療支援装置１０１と、表示装置９とを備える。治療支援装置１０１は、内視鏡装置１１０と、本体部１０４とを備える。内視鏡装置１１０は、可視光源１０５ａおよび治療光源１０５ｂを含む光源部１０５と、受光部１１および光学系１２を含む撮像部１０２とを含む。本体部１０４は、制御部２２と、画像処理部２３と、記憶部２４と、出力部２５とを含む。内視鏡装置１１０は、柔軟で変形可能なケーブル部１１１を含む。ケーブル部１１１は、分岐した根元部１１１ａおよび１１１ｂが光源部１０５および撮像部１０２にそれぞれ接続されている。ケーブル部１１１は、先端部１１１ｃが被検体Ｐ内に挿入され、被検体Ｐの内部の治療対象部位Ｐａの近傍まで送り込まれる。ケーブル部１１１は、光源部１０５の可視光源１０５ａから照射される可視光Ｖｉｓおよび光源部１０５の治療光源１０５ｂから照射される治療光ＴＬを、治療対象部位Ｐａに導光可能に構成されている。ケーブル部１１１は、治療対象部位Ｐａにおいて反射された可視光Ｖｉｓおよび治療光ＴＬが照射されることにより光感受性物質Ｐｂから発せられる蛍光ＦＬを、撮像部１０２に導光可能である。ケーブル部１１１は、先端部１１１ｃを任意方向に屈曲（回動）させて撮像位置（撮像視野７１）を移動させることができる。位置取得部５２は、回動検出部８８を用いた撮像位置情報８０の取得と同手法で、撮像位置情報８０を取得できる。画像処理部２３の拡張画像生成部５３による拡張画像６５（合成拡張画像６７）の生成は、上記実施形態と同様である。

　また、上記実施形態では、撮像部２を、蛍光画像６１および可視画像６２を撮像可能に構成する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、撮像部２を、可視光検出部１１ａを備えることなく、蛍光画像６１のみを撮像可能に構成してもよい。

　また、上記実施形態では、蛍光画像６１と可視画像６２との合成画像６３、および、拡張画像６５と可視拡張画像６６との合成画像である合成拡張画像６７を生成する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、合成画像６３および合成拡張画像６７を生成しなくてもよい。本発明では、蛍光画像６１および拡張画像６５のみを生成してもよい。本発明では、蛍光画像６１および拡張画像６５と、可視画像６２および可視拡張画像６６とを生成し、合成せずに別々に出力してもよい。

　また、上記実施形態では、位置検出部８１により検出された撮像部２の位置に基づいて蛍光画像６１の撮像位置情報８０を取得する例、および、回動検出部８８により検出された撮像部２の回動角度（α、β）に基づいて蛍光画像６１の撮像位置情報８０を取得する例、をそれぞれ示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、位置検出部８１および回動検出部８８のいずれか一方のみが設けられていてもよい。また、位置検出部８１および回動検出部８８の両方を設けなくてもよい。すなわち、位置取得部５２は、撮像部２の位置や回動角度を検出することなく、撮像された可視画像６２に基づいて撮像位置情報８０を取得してもよい。

　たとえば、図１８に示す変形例では、撮像部２は、蛍光画像６１と同一の撮像位置で、可視光Ｖｉｓに基づく可視画像６２を取得するように構成され、位置取得部５２は、撮像部２により取得された可視画像６２に基づいて蛍光画像６１の撮像位置情報８０を取得するように構成されている。図１８では、可視画像６２の撮像視野７１内に、既知の寸法を有する基準部材７２を配置して、可視画像６２を取得する例を示している。これにより、基準部材７２の長さＬｍと、可視画像６２に写る基準部材７２の長さ（画素数、Ｍ画素）との比率が取得できる。位置取得部５２は、取得された比率に基づいて、可視画像６２全体の既知の画素数に対応する撮像視野７１の長さＬｘを取得し、拡張画像６５を構成する蛍光画像６１の撮像位置を基準位置からの位置座標として求めることができる。なお、図１８ではＸ方向について示しているが、Ｙ方向についても同様である。基準部材７２に代えて、既知の寸法を有するマーカー、既知の距離を隔てて配置された複数のマーカーなどを用いてもよい。また、基準部材７２を撮像する代わりに、画像認識により可視画像６２中の特徴点を抽出し、所定距離だけ撮像視野７１を移動させた場合の可視画像６２内の特徴点の移動量に基づいて、撮像位置情報８０を取得してもよい。上記変形例のように構成することにより、撮像部２の移動や回動を直接検出しなくても、蛍光画像６１と同一の撮像位置で取得される可視画像６２に基づいて、蛍光画像６１の撮像位置情報８０（すなわち、撮像視野７１の移動量）を容易に取得することができる。

　また、上記実施形態では、治療支援装置１に、光源部５および撮像光源部１３を設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、治療支援装置１に光源部５や撮像光源部１３を設けずに、治療支援装置１とは別に設けられた専用の治療装置によって治療光ＴＬや可視光Ｖｉｓが照射される構成でもよい。

　また、上記実施形態では、拡張画像６５を構成する蛍光画像６１を撮像する場合に、治療光ＴＬよりも低い強度の励起光ＥＬを照射する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、拡張画像６５を構成する蛍光画像６１を撮像する場合に、治療光ＴＬを照射してもよい。また、治療光ＴＬよりも低い強度の励起光ＥＬを照射する場合には、光源部５のデューティ比を異ならせる以外に、光源部５が点灯する光源５ａの数を変化させたり、光源部５に供給する電流値（ＰＷＭ制御ではパルスの高さ）を異ならせたり、治療光ＴＬの一部を遮断して透過光量を減少させる遮光部材を配置したりしてもよい。

　また、上記実施形態では、単一の拡張画像６５を生成する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、複数の拡張画像６５を生成してもよい。

　また、上記実施形態では、治療範囲ＡＴを包含するように拡張画像６５を生成する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、部分的には治療範囲ＡＴを包含しない拡張画像６５を生成してもよい。

　また、上記実施形態では、複数の蛍光画像６１を隙間なく配列して拡張画像６５を生成する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、複数の蛍光画像６１が部分的に重複するように配列してもよい。

　また、上記実施形態では、並進支持部３１および回動支持部３２を設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、並進支持部３１および回動支持部３２の一方または両方を設けなくてもよい。撮像部２を、医師などの操作者が手で把持して撮像を行うハンディ型の撮像部として構成してもよい。

　また、上記実施形態では、拡張画像６５において、治療が完了した蛍光画像６１に識別処理を行う例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、治療が完了した蛍光画像６１に識別処理を行わなくてもよい。

　また、上記実施形態では、治療対象部位Ｐａへの治療光ＴＬによる治療の前後において、それぞれ、拡張画像６５を生成する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、治療の前後のうち一方のみにおいて拡張画像６５を生成してもよい。

　１、１０１　治療支援装置
　２、１０２　撮像部
　５、１０５　光源部
　３１　並進支持部
　３２　回動支持部
　５２　位置取得部
　５３　拡張画像生成部
　６１　蛍光画像
　６２　可視画像
　６３　合成画像
　６５　拡張画像
　６６　可視拡張画像
　６７　合成拡張画像
　７１　撮像視野
　８０　撮像位置情報
　８１、８４　位置検出部
　８８　回動検出部
　ＡＴ　治療範囲
　ＥＬ　励起光
　ＦＬ　蛍光
　Ｐ　被検体
　Ｐａ　治療対象部位
　Ｐｂ　光感受性物質
　ＴＬ　治療光
　Ｖｉｓ　可視光

Claims (11)

1. 　被検体の治療対象部位に蓄積された光感受性物質に治療光を照射して行うがん治療の際に、前記治療対象部位を撮像してがん治療の支援を行う治療支援装置であって、
   　前記光感受性物質から発せられる蛍光に基づく蛍光画像を撮像する撮像部と、
   　被検体における前記蛍光画像の撮像位置を示す撮像位置情報を取得する位置取得部と、
   　前記位置取得部により取得された前記撮像位置情報に基づいて、前記撮像部により取得された複数の前記蛍光画像を配列することにより、前記蛍光画像の撮像視野を拡張させた拡張画像を生成する拡張画像生成部と、を備える、治療支援装置。
2. 　前記拡張画像生成部は、それぞれ異なる前記治療対象部位を撮像した複数の前記蛍光画像を含む単一の前記拡張画像を生成す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. 　前記拡張画像は、複数の前記治療対象部位を含んだ治療範囲を包含するように撮像された複数の前記蛍光画像を含む、請求項１に記載の治療支援装置。
4. 　前記撮像部を並進移動可能に支持する並進支持部と、
   　前記撮像部の位置を検出する位置検出部と、をさらに備え、
   　前記位置取得部は、前記位置検出部により検出された前記撮像部の位置に基づいて前記蛍光画像の前記撮像位置情報を取得する、請求項１に記載の治療支援装置。
5. 　前記撮像部を回動可能に支持する回動支持部と、
   　前記撮像部の回動角度を検出する回動検出部と、をさらに備え、
   　前記位置取得部は、前記回動検出部により検出された前記撮像部の回動角度に基づいて前記蛍光画像の前記撮像位置情報を取得する、請求項１に記載の治療支援装置。
6. 　前記撮像部は、前記蛍光画像と同一の撮像位置で、可視光に基づく可視画像を取得するように構成され、
   　前記位置取得部は、前記撮像部により取得された前記可視画像に基づいて前記蛍光画像の前記撮像位置情報を取得する、請求項１に記載の治療支援装置。
7. 　前記撮像部は、前記蛍光画像と同一の撮像位置で、可視光に基づく可視画像を取得するように構成され、
   　前記拡張画像生成部は、前記撮像位置情報に基づいて、前記撮像部により取得された複数の前記可視画像を配列することにより可視拡張画像を生成し、前記可視拡張画像に前記拡張画像を重ねて表示した合成拡張画像を生成する、請求項１に記載の治療支援装置。
8. 　前記拡張画像生成部は、前記拡張画像において、画像内の前記治療対象部位への治療光による治療が完了した前記蛍光画像を、治療が完了していない他の前記蛍光画像と識別可能に表示する識別処理を行う、請求項１に記載の治療支援装置。
9. 　前記拡張画像生成部は、前記治療対象部位への治療光による治療の前後において、それぞれ、前記拡張画像を生成する、請求項１に記載の治療支援装置。
10. 　前記光感受性物質の励起光を照射するための光源部をさらに備え、
    　前記光源部は、前記拡張画像を構成する前記蛍光画像を撮像する際に、治療光よりも低い強度の励起光を照射するように構成されている、請求項９に記載の治療支援装置。
11. 　被検体の治療対象部位に蓄積された光感受性物質に治療光を照射して行うがん治療の際に、前記治療対象部位を撮像してがん治療の支援を行う治療支援方法であって、
    　被検体における複数の撮像位置で、前記光感受性物質から発せられる蛍光に基づく蛍光画像を撮像するステップと、
    　それぞれの前記蛍光画像の撮像位置を示す撮像位置情報を取得するステップと、
    　取得された前記撮像位置情報に基づいて複数の前記蛍光画像を配列することにより、前記蛍光画像の撮像視野を拡張させた拡張画像を生成するステップと、を備える、治療支援方法。

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