WO2024014496A1

WO2024014496A1 - 血管モデルの観察装置及びその方法

Info

Publication number: WO2024014496A1
Application number: PCT/JP2023/025803
Authority: WO
Inventors: 誠一池田; 守孝池田
Original assignee: ファインバイオメディカル有限会社
Priority date: 2022-07-12
Filing date: 2023-07-12
Publication date: 2024-01-18

Abstract

エックス線を用いずに、血管モデル内に挿入されたカテーテルの透視像と血管モデル自体を同時に観察できる観察装置と観察方法を提供する。　血管モデルの形状と該血管モデルへ挿入されたカテーテルを観察する装置であって、血管モデル内部には該血管モデルの構成材料とは異なる近赤外線吸収特性を有する物質が配置され、カテーテルはシースと該シースに挿入されるワイヤ類とを備え、近赤外線を放出する光源、近赤外線の光量を調整する光量調整装置、カメラ及びカメラが撮影した画像を表示するディスプレイを備えた血管モデル観察装。

Description

血管モデルの観察装置及びその方法

　本発明は血管モデルと該血管モデルへ挿入されたカテーテルを観察する装置および方法に関する。

　血管内へ挿入されるカテーテルの評価や、血管内手術の技術トレーニングや技術評価において、血管モデルの形状（以下、「血管形状」という）と該血管モデルへ挿入されたカテーテルの状態を観察する必要がある。
　血管形状と血管モデルに挿入されたカテーテルの状態を観察するため、目視による直接観察が行われるほかに、可視光カメラやエックス線投影装置を用いることが多い。
　血管モデルを透明な材料で形成し、該血管モデルの内腔部（以下、「内腔領域」という）を色素等で着色した液体で満たすことで、血管形状と血管モデルへ挿入したカテーテルを目視、若しくは可視光カメラで観察する方法は簡便である。しかしこの場合には、カテーテルを透視できず、カテーテルを構成するガイドワイヤ等の位置や状態を確認できないことから血管内手術の再現性が低い。エックス線を利用すればこの問題は解決されるが、被爆や管理の面からその利用は容易でない。

　一般的にカテーテルは細筒状のシースへワイヤ類（バルーン、コイル、ステント等の治療機能を備えるもの、薬剤（造影剤や血栓溶解剤等の液体）及び他のシース）を挿入した多層構造であり、可視光を使った観察では、シース内部に多層的に挿入されたワイヤ類の先端位置やその状態の検出ができない。
　カテーテルを用いた実際の治療では、シース内におけるワイヤ類の先端位置やその状態の情報が必要である。また実用カテーテルでは、シースやワイヤ類の特定位置を明示するために、その先端や中間部分などにエックス線を透過させない材料（エックス線不透過マーカー）が付設されており、治療時に用いられるエックス線投影装置において、それぞれの相対的な位置の確認が可能になっている。

　エックス線の被爆を避けつつ、シース内におけるワイヤ類の先端位置やその状態を観察できるようにするため、蛍光観察技術と画像処理技術とを組み合わせた観察方法が提案されている（非特許文献１）。
　また、血管モデルとカテーテルとの潤滑性を確保する潤滑液が特許文献１に提案されている。

特許第５９９２０３１号公報

深作和明ら　"いつでもどこでも血管内治療トレーニングが可能に－医師がＸ線被爆しない血管内治療シミュレーションを開発－"、［online］、２０２２年２月１９日、第５１回日本神経放射線学会https://www.u-ryukyu.ac.jp/news/32074/

　非特許文献１で紹介した観察方法によれば、カテーテルのシースとワイヤ類の可視化したい部分にそれぞれ蛍光材料を付設する必要がある。換言すれば、カテーテルの実機をそのまま使用することができない。
　更には、血管モデルを顕現させるため血管モデルの内腔領域を満たす液体に造影剤（蛍光色素を含む液体）を導入する必要がある。

　例えば血管モデルがポリビニルアルコール等からなるゲル材料で形成されていた場合、造影剤が血管モデル形成材料に染み出したり、血管モデルの内表面に固着したりするおそれがあるので、長時間の使用に耐えることは困難である。
　他方、血管モデルがシリコーンゴムなどの架橋された高分子材料で形成されている場合、カテーテルと血管モデルとの潤滑性を確保するため、血管モデルの内腔を潤滑液で満たす必要がある（特許文献１参照）。潤滑液に造影剤を混合させたとき、潤滑液の潤滑機能が低下するおそれがある。

　本発明者は上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねたところ、可視光に比べて物質透過性が高く、また可視光と比べて材質や波長に応じて光の吸収率が多様に変化する近赤外線を用いることによって、造影剤等を使用すること無く、血管形状とカテーテル内部の状態を同時もしくは選択的に可視化できることを見出した。即ち、従来技術で必要とされた造影剤や、蛍光材料をカテーテルのシースやワイヤ類に付設する必要がない。

　近赤外線吸収率は、物質の種類や、使用する近赤外線の波長によって多様に変化する。この特性によって、近赤外線分光法では、近赤外線領域における吸収率の変化を測定し、測定結果と吸収特性を示すスペクトル表と照合することで物質の成分を特定する。また多くの物質において、可視光領域と近赤外線領域で吸収率が大きく変化する。近赤外線が有するこの特性によれば、可視光領域では不透明に見える色素等を含有する液体を、近赤外線領域では透明に観察できたり、可視光領域では透明に見えるシリコーンゴムなどの各種の軟質高分子、アクリル樹脂などの各種の硬質高分子、水や油等の各種液体を、造影剤等を用いること無く、近赤外線領域においてそれぞれ異なった色（濃淡）として観察（以下、「近赤外線分光観察」という）できたりする。さらに各物質の近赤外線吸収率（すなわち近赤外線透過率）は、近赤外線領域で波長を変えることで多様に変化するため、この特性を利用することで異なる物質で構成された複合構造体の各部の形状や材質の違いを識別できる。

　本発明者らは、この近赤外線の特徴により、近赤外線分光観察を行うことで、可視光領域では内外を含めてすべてが透明に見える血管モデルの各部を、造影剤等を用いること無く、異なった色（濃淡）として、形状や材質の違いを識別できる像として観察できることを見出した。また使用する近赤外線の波長や光量（光源の強度や観察装置の露出設定）を変えることで、観察対象に物理的な操作を加えること無く、血管モデルの各部の濃淡のバランスを変化させられることを見出した。また、同じく近赤外線の波長や光量を変えることで、観察画面上においてカテーテルの透視像を可視化したまま、血管形状を選択的に可視化したり消失させたりできることを見出した。

他方、近赤外線は、エックス線と同様に、各種材料を透過しやすい性質を有することから、物体の透視観察（以下、「近赤外線透視観察」という）を行うことができる。エックス線観察より簡便かつ安全な方法として、半導体等の非破壊検査や液体内の異物検査等に用いられている。

　可視光による観察では、血管モデルは立体（３Ｄ）的に観察されるが、近赤外線透視観察によれば、その透過性のために、影絵のような平面（２Ｄ）的な像が得られる。かかる平面（２Ｄ）的な像は、カテーテル血管内手術で得られるエックス線透視像に近く、同手術のシミュレーションを再現する上で好適である。さらに血管モデルに含まれる各部が立体的に、即ち近赤外線の照射方向の前後に、交差している場合でも、エックス線観察像と同様な平面（２Ｄ）的な透視像を得ることができる。

　実機のカテーテルは薄膜状の多層構造を共通の特徴として備えるが、その種類に応じて、シースの構成材料やその膜厚が一様ではない（シースの構成材料としては、ポリエステル、ポリエチレン、ポリアミド（ナイロン）、ポリウレタン、シリコーンゴムなどの各種軟質樹脂が用いられる）。また、カテーテルやワイヤ類には、メッシュやエックス線不透過マーカ等の金属構造物や、バルーンやコイル離脱機構などのメカニカル構造物などが複雑に組み込まれている。このような特徴を有するカテーテルに対して、発明者らは、近赤外線透視観察と近赤外線分光観察の２つの側面を取り入れた観察を行うことで、カテーテルを実際の手術時のエックス線観察像に近い像として、さらにはエックス線観察では得られない情報を含む機能拡張された観察像として再現できることを見出した。

　近赤外線を用いることにより、カテーテルを透視観察できるとともに、その構造や材質の違いまで識別できる観察像を得ることができ、さらに使用する近赤外線の波長や光量を変化させることで、血管モデルに物理的操作を加えること無く、観察像の濃淡バランスを変化させられる。例えば、観察対象である血管モデルの特定領域を選択し、選択された特定領域の濃淡バランスを変更あるいは逆転させたり、特定領域を可視化したり消失させたりすることができる。

　この発明の第１局面は次のように規定される。
　カテーテルが挿入された血管モデルを観察対象とする観察装置であって、前記血管モデル内部には該血管モデルの構成材料とは異なる近赤外線吸収特性を有する物質が配置され、前記カテーテルはシースと該シースに挿入されるワイヤ類とを備え、
　第1近赤外線を放出する第１光源、前記第１近赤外線を受光可能な第１受光部、該第１受光部が撮影した前記第１近赤外線に基づき第１画像を生成する第１画像生成部と、該第１画像を表示するディスプレイを備えた観察装置。
　このように規定される第１局面の血管モデル観察装置によれば、血管モデル内に配置される物質が血管モデルの構成材料と異なる近赤外線吸収特定性を有するので、近赤外線分光観察において、血管モデルの血管壁断面領域（以下、「壁断面領域」という）と当該物質との境界の視認が可能となる。このとき、血管モデルに挿入されているカテーテルは、近赤外線に対して血管モデルの構成材料や当該物質と異なる透過性を有するので、カテーテルを血管モデルや当該物質から峻別して観察できる。

　この発明の第２局面は次のように規定される。
　第１局面に記載の観察装置を用いた観察対象の観察方法であって、
　前記第１光源に、前記第１近赤外線を前記観察対象へ向けて放出させて、前記観察対象を透過した前記第１近赤外線を前記第１受光部に受光させ、
　前記第１画像生成部に、前記第１受光部が受光した前記第１近赤外線に基づき前記第１画像を生成させ、
　前記ディスプレイに、前記第１画像を表示させ、
　必要に応じて、前記第１画像の生成に用いる前記第１近赤外線の光量を調整することで、前記カテーテルの前記シースと、該シース内の前記ワイヤ類と、前記血管モデルとを同時に視認できるようにする前記観察対象の観察方法。

　血管モデルとこれに挿入されたカテーテルとを近赤外線分光観察により峻別して観察できることは第１局面で説明した通りである。必要に応じ、第１画像の生成に用いる第１赤外線の光量を調整することで、ディスプレイの画像上において血管モデルと共にカテーテルの透視像を表示させることができる。即ち、近赤外線の光量を調整することで近赤外線透観察が可能となる。
　ここで必要に応じとは、観察対象を構成する血管モデルやカテーテルが規格されておれば、予め光量を調整しておくことで、観察時には光量の調整が不要であることを指している（以下、この明細書において同じ）。

　カテーテルのシース、該シース内のワイヤ類及び血管モデルを同時に視認できることがカテーテルシミュレーションの前提となるので、第２局面で規定の血管モデルの観察方法は実用的である。近赤外線の光量を調整することで、ディスプレイの画像上において、カテーテルの外郭像（非透視像）のみ、カテーテルの外郭像と血管モデルの画像、カテーテルの透視像のみ、血管モデルのみ、を選択的に表示させることもできる。

　上記において、近赤外線の光量を調整する調整装置として、近赤外線の光源に付設されて光源から放出される近赤外線の光量を調整するもの、カメラ等の受光部に付設される絞りであってカメラが集光する光量を調整するもの、カメラの撮影した画像を処理してその光量を調整するものなどを用いることができる。

　この発明の第３局面は近赤外線反射観察を利用する。
　近赤外線はこれが照射される材料によって反射特性が異なる。例えば鉄（ステンレス）と白金とでは反射特性に違いがある。
　カテーテルを構成するワイヤ類には、ステンレス製のワイヤの途中に白金を付設しエックス線不透過マーカとしたものがある。ステンレスと白金はともに近赤外線を透過させないので、かかるワイヤに対しては、近赤外線分光観察も近赤外線透視観察も有効ではない。

　他方、ステンレスと白金とでは近赤外線反射特性が異なるので、第２の近赤外線光源から近赤外線を照射して対象（上記例では白金マーカーを備えたワイヤ）からの反射光を受光部に集光させることで、ワイヤの地金であるステンレスとマーカである白金とを峻別して観察することができる。そして、この観察は、第２局面で説明した近赤外線分光観察及び近赤外線透視観察と併せて実行できる。

　よって、この発明の第３局面は次のように規定される。即ち、
　第１局面に規定の観察装置であって、第２近赤外線を放出する第２光源、前記第２近赤外線を受光可能な第２受光部、該第２受光部が撮影した前記第２近赤外線に基づき第２画像を生成する第２画像生成部及び画像合成部が更に備えられ、
　前記画像合成部に、前記第１画像と前記第２画像とを重ねわせて合成画像を形成させ、
　前記ディスプレイに、前記合成画像を表示させる。

　このように規定される第３局面の観察装置による観察方法は次の様になる。
　第３局面に規定の観察装置を用いた観察対象の観察方法であって、
　前記第１光源に前記第１近赤外線を前記観察対象へ向けて放出させて、前記観察対象を透過した前記第１近赤外線を前記第１受光部に受光させ、
　前記第１画像生成部に、前記第１受光部が受光した前記第１近赤外線に基づき、前記第１画像を生成させ、
　前記第２光源に前記第２近赤外線を前記観察対象へ向けて放出させて、前記観察対象で反射した前記第２近赤外線を前記第２受光部に受光させ、
　前記第２画像生成部に、前記第２受光部が受光した前記第２近赤外線に基づき、前記第２画像を生成させ、
　前記画像合成部に、前記第１画像と前記第２画像とを重ね合わせた合成画像を生成させ、
　前記ディスプレイに、前記合成画像を表示させる。
　ここで、必要に応じて、前記第１画像の生成に用いる前記第１近赤外線の光量を調整し、及び／又は、必要に応じて、前記第２像の生成に用いる前記第２近赤外線の光量を調整することで、前記カテーテルの前記シースと、該シース内の前記ワイヤ類と、前記ワイヤ類のエックス線不透過マーカと、前記血管モデルとを同時に視認できるようになる。

　この発明の第５局面の観察装置は次のように規定される。即ち、第３局面に規定の観察装置において、前記第１画像と前記第２画像とをグレースケール化するグレースケール画像生成部と、
　前記第２画像のグレースケール画像の階調を反転させて第２－１画像を生成する画像反転部と、を備えてなる。

　このように規定される第５局面の観察装置による観察方法は次のようになる。
　第５局面に規定の観察装置を用いる観察方法であって、
　前記グレースケール画像生成部に、前記第１画像と前記第２画像とをグレースケール化させ、
　前記画像反転部に、グレースケール化された前記第２画像の階調を反転させて第２－１画像を形成させ、
　前記画像合成部、グレースケール化された前記第１画像と前記第２－１画像を重ね合わさせ、ここに各画像のピクセル毎にその値を演算して合成する。

　この発明の第７局面の観察装置は次のように規定される。
　即ち、第５局面に規定の観察装置において、
　前記第１近赤外線を第１方向に偏光させる第１偏光部と、
　前記第２近赤外線を第２方向に偏光させる第２偏光部と、
　前記第１受光部と前記第２受光部とを収納する１つの筐体と、を更に備え、ここに前記第１受光部は前記第１方向に偏光された第１近赤外線を受光可能であり、前記第２受光部は前記第２方向に偏光された第２近赤外線を受光可能であり、
　前記第１画像生成部に、前記第１方向に偏光された前記第１近赤外線に基づき前記第１画像を生成させ、
　前記第２画像生成部に、前記第２方向に偏光された前記第２近赤外線に基づき前記第２画像を生成させる。

　このように規定される第７局面の観察装置による観察方法は次のようになる。
　第７局面に規定の観察装置を用いた観察対象の観察方法であって、
　前記グレースケール画像生成部に、前記第１画像と前記第２画像とをグレースケール化させ、
　前記画像反転部に、グレースケール化された前記第２画像の階調を反転させて第２－１画像を形成させ、
　前記画像合成部、グレースケール化された前記第１画像と前記第２－１画像を重ね合わさせ、ここに各画像のピクセル毎にその値を演算して合成する、観察対象の観察方法。

　上記において、第１光源と第２光源からの近赤外線の波長は１３００ｎｍ～１５５０ｎｍを外し、水による吸収の影響が小さい波長の近赤外線を用いることができる。第１光源からの第１近赤外線が透過する水の量と、第２光源からの第２近赤外線が透過する水の量とが異なるため、光吸収の影響が大きい波長の近赤外線を用いた場合、第１光源による透過像と第２光源による反射像を同時にクリアに画出させることが困難となる。
　工業的に入手が容易でかつ水による吸収の影響が比較的小さい１３００ｎｍ以下のＬＥＤで第２光源を形成することが好ましい。

　上記において、第１及び第２近赤外線には単色光を用いることが好ましい。第２近赤外線は、複数の位置に設置して、複数方向から前記観察対象に向けて放射することで、前記ワイヤ類のエックス線不透過マーカの視認性を位置に依らず安定的に観察できるようになる。第２近赤外線を複数設置する代わりに、ミラーやハーフミラーを併用することもできる。ミラーやハーフミラーを使用することで、第２近赤外線の設置位置を削減できる。特に前記観察対象を液体に浸漬した状態で観察する場合には、第２の近赤外線を該観察対象へ向けて放射した際に、液体表面や液体収納容器の表面で反射（全反射を含む）／屈折するため、特定方向からの照射が困難あるいは不可能になる。このような場合に、液体中にミラーやハーフミラーを設置して、第２近赤外線を反射させた上で観察対象に照射することでこの問題を回避できる。液体への浸漬の有無にかかわらず、前記血管モデルを含む観察対象の構造の一部としてミラーやハーフミラーを含ませることもできる。当該第２近赤外線光源の設置位置に関する制約を低減できる他、偏光状態の調整（偏光状態の反転など）等の機能を付与することもできる。
第２近赤外線には、波長の異なる単色光を複数使用してもよい。この場合、それらの単色光を各々異なった状態に偏光させて前記観察対象へ向けて放出させ、前記第２受光部、あるいは前記画像合成部にて、光学的あるは数値演算によって合成することで近赤外線反射観察における前記ワイヤ類のエックス線不透過マーカの視認性を高めることができる。
近赤外線であっても幅広い波長をもつもの（例えば近赤外線ランプ）では、波長に依存する色収差を調整する必要がある。近赤外線領域においてフォーカスシフト補正機能を備えたレンズを使用することで、異なる波長に対してレンズの焦点を同一位置に設定することができる。この方法によれば色収差の調整を波長毎に行う必要が無くなり、機器構成の簡略化と使用時の作業性向上を実現できる。画素毎に特定方向の偏光フィルタを備えた偏光カメラを使用することで、第１受光部と第２受光部を１つのカメラに統合できる。この方法によれば画像の相対位置や拡大率などの調整を行う必要が無くなり、機器構成の簡略化と使用時の作業性向上を実現できる。
ここで単色の近赤外線には光源を構成するＬＥＤから放出される近赤外線も含まれる。ＬＥＤ光源からの近赤外線の波長はＬＥＤのバンドギャップに基づくので、ＬＥＤに含まれる不純物によりバンドギャップに幅があれば、その幅に応じた波長幅の近赤外線がＬＥＤ光源から放出される。
　近赤外線ランプから放出される近赤外線を、波長を選択して透過させるフィルタを通して、単色化することができる。

図１は水およびシリコーンゴムによる近赤外線の吸収特性を示すスペクトルである。図２はこの発明の観察装置を示す模式図である。図３において、３Ａは可視光での観察画像を示し、３Ｂは１４５０ｎｍの近赤外線を用いたときの観察画像を示す。図４は粒子半径と波長とレイリー観察との関係を示すグラフである。図５はこの発明の実施形態の観察画像を示す。図６は近赤外線反射観察による観察画像を示す。図７はこの発明の他の実施形態の観察装置を示すブロック図である。図８は図７の装置において第１近赤外線から得られる第１画像の例を示す。図９は図７の装置において第２近赤外線から得られる第２画像の例を示す。図１０は第２画像の色調を反転させた第２－１画像の例を示す。図１１は第１画像と第２－１画像の合成画像を示す。図１２は図１１の画像を濃度補正してエックス線不透過マーカを強調した画像を示す。図１３はこの発明の他の実施形態の観察装置を示すブロック図である。図１４は図１３の装置から出力される画像の例を示す。

　近赤外線は一般的には波長が７８０ｎｍ～２５００ｎｍの光を指す。
　近赤外線はその波長と物質に応じて吸収率が変化する（図１参照）。水の赤外線吸収率が近赤外線領域で波長に応じて大きく変化することがわかる。
　血管モデルの内腔は、血液を模すため、液体で満たされることが多く、かかる液体として、血液と同様に水を主成分とする液体に、必要に応じて潤滑成分を混和した水溶液が一般的に用いられる。近赤外線透視観察と近赤外線分光観察の両方を同時かつ効果的に行えるように、近赤外線領域において水の吸収率が有意に高く、空気やシリコーンゴムなどの吸収率と差別化しやすい波長として１４５０ｎｍを選択して、血管モデルと血管モデルへ挿入したカテーテルの観察を行った。

　図２に、観察装置１０の構造を示す。
　図中の符号１はカテーテルを示す。このカテーテル１はシース２とシース２に挿入されるワイヤ類３とを備える。符号５は血管モデルであり、血管モデル５の内腔は潤滑液６で満たされている。この潤滑液を循環させてこれに流動性をもたせてもよい。血管モデル５の周囲は、潤滑成分を含まない浸漬液７で満たされている。
　観察装置１０は第１の近赤外線光源１１、光量調整装置１３、第１の近赤外線カメラ１５及びディスプレイ１７を備える。

　血管モデルはファインバイオメディカル有限会社が提供するシリコーンゴム製のものであり、その膜厚は０．３ｍｍ～３．０ｍｍ、内腔は１ｍｍ～１５ｍｍである。血管モデルの内腔領域には水に潤滑成分を混和した潤滑液が充填されている。この潤滑液は血管モデルの構成材料とは異なる近赤外線吸収特性を有する物質である。
　カテーテルには日本ストライカー株式会社製のエクセルシオ　マイクロカテーテルを用いた。ワイヤ類には、日本ストライカー株式会社製のＧＤＣコイルを用いた。
　第１近赤外線光源１１には、シーシーエス株式会社製の赤外照明（型番：ＴＨ２－１００Ｘ１００ＩＲ１４５）を用いた。光量調整装置１３には、光源１１の出力、即ち、光源１１から放出される近赤外線の光量を調整する機能を備えた電源（型番：ＰＤ－３０２４）を用いた。近赤外線カメラ１５には、株式会社アバールデータ社製の近赤外カメラ（型番：ＡＢＡ－０１３ＶＩＲ）およびソニー株式会社製の偏光カメラ（型番：ＸＣＧ－ＣＰ５１０）を使用し、カメラレンズには、興和オプトロニクス株式会社製の近赤外対応レンズ（型番：ＬＭ３５ＨＣ－ＳＷおよび型番：ＬＭ３５ＨＣ－ＶＩＳ－ＳＷ）を用いた。

　図２に示すように、光源１１とカメラ１５との間に観察対象がセットされる。光源１１からは１４５０ｎｍ波長の近赤外線が放出され、その光量は光量調整装置１３で調整される。光源１１から血管モデル５へ照射された近赤外線は血管モデル５を透過して、カメラ１５で受光され、その画像がディスプレイ１７に表示される。

　上記の設定において、可視光の光学カメラにより観察された血管モデルと該血管モデルへ挿入されたカテーテルの観察像をモノクロ化した画像を図３（Ａ）に示す。また１４５０ｎｍの光源１１（光源付随の光量調整装置で光量を最大に設定）を使用して、カメラ１５（カメラ付随のレンズの絞りをＦ２．８に設定）により観察された図３（Ａ）の血管モデルと該血管モデルへ挿入されたカテーテルの観察像を図３（Ｂ）に示す。

　図３（Ｂ）の符号６、符号７および符号８などからカテーテル内部に配置されたワイヤ類の先端位置が観察できる。本発明者らの検討によれば、光量を調整することで、カテーテル内部に組み込まれた金属メッシュなどの構造も透視観察することができた。カテーテルのシース内の状態や内部構造は図３（Ａ）に示す可視光観察では確認できない（符号３はシースの表面に露呈したエックス線不透過マーカの外観像）。また同図の符号１０と符号５の対比から次のことがわかる。可視光による観察では血管モデルの内腔領域、壁断面領域及び血管周辺領域は同一色（透明）に見える。近赤外線による観察では、上記の各領域は、濃淡により明瞭に識別できる。

　同図の符号９から確認されるように、血管モデルに含まれる複数の血管枝が立体的に交差した場合でも、双方の血管の視認性を低下させることがなく、また双方とも平面（２Ｄ）的な像として明瞭に観察できる。可視光による画像では、符号４で示すように、血管内腔の輪郭が一部視認されるが、この輪郭は符号９のように壁断面領域が観察された像でなく、内腔領域の表面や血管モデルの外表面で環境光が反射されて生じた反射像である。この反射像は立体（３Ｄ）的に視認されるため、この方法で可視化された血管内腔の可視化像は、エックス線観察で得られる平面（２Ｄ）的な像とは様子が異なる。

　反射像は、内腔領域上に濃淡分布として顕れるため内腔領域の視認性低下を招く。本発明の壁断面領域を可視化する方法と比較すると好適でない。
　可視光を用いた方法では、環境光の反射等によって血管モデルの一部または全体が立体（３Ｄ）的に見える他に、カテーテルやワイヤ類を含む不透明な観察対象は全て立体（３Ｄ）的に観察される。

　近赤外線は目視で視認されない（光量を上げても眩しくない）ことから、近赤外線を用いることが操作者の作業を何ら妨げることはない。換言すれば、最適な観察条件を得られるように近赤外線光源の光量を任意に調整しても、操作者に何ら負担をかけることがない。

　上記において、血管モデル５内を満たす潤滑液６と血管モデル５の周囲を満たす浸漬液７に水溶性高分子を溶解させた。かかる水溶性高分子は水溶液中で数ｎｍの径を有する粒子と考えられ、図４に示すとおり、レイリー散乱を生じさせる。その結果、光源１１からの近赤外線が液体中で散乱されて効率よく観察対象に照射されることとなる。また、かかる液体を用いれば、近赤外線が血管モデルの表面を通過あるいは外表面で反射する際に散乱を生じ、照射された近赤外線光に含まれる周囲環境像などの映像情報が消失する。この方法の他に、血管モデルを形成する材料にレイリー散乱を生じさせる粒子を混和することで、血管モデルの構造内部で近赤外線を散乱させて同様な効果を得ることもできる。

　その結果、レイリー散乱を生じさせない液体を使用した場合と比較して、得られた観察像の各部がエックス線による観察像に近い、より平面（２Ｄ）的な像となった。この効果は特に血管モデルの壁断面領域において顕著に確認され、レイリー散乱を生じさせる液体を使用した場合では、該壁断面領域が模様の無い均一色の領域として観察された。他方、レイリー散乱を生じさせない液体では、該壁断面領域に周囲環境の像等が投影されて濃淡や模様が生じてやや立体的に観察される場合があった。

　図１から確認されるように、近赤外線において波長が１３００ｎｍ～１５５０ｎｍの領域においては、波長が７８０ｎｍ～１２００ｎｍの領域と比較して水による赤外線吸収率が高い。シリコーンゴムの赤外線吸収特性は種類に応じて異なるが、図１に示す特性を有するシリコーンゴム（ザ・ダウ・ケミカル・カンパニー社製　型番：ＳＹＬＧＡＲＤ　１８２）では近赤外線の主な波長領域で水より低い（特に、波長が１２００ｎｍでは水に近い吸収率を示し、波長が１４５０ｎｍでは水より顕著に高い吸収率を示す）。

　本発明者らの検討によれば、波長１３００～１５５０ｎｍの波長の近赤外線を用いたとき、血管モデルの内腔領域などに配置された水に対して、シリコーンゴムやアクリル樹脂などの高分子材料や、空気等の気体の赤外線吸収率に違いが生じて近赤外線分光観察を行いやすくなり、前記内腔領域を明瞭に可視化できる。なお、水の近赤外線吸収率は、カテーテルやワイヤ類の近赤外線吸収率と比較すると低いため、得られた内腔領域の像は、より短い波長の近赤外線（本実施例の構成では波長１２００ｎｍなど）を使用したり、光源やカメラ付随の光量調整装置等を調整して光量を上げたり、カメラ付随の画像処理装置によって観察像の濃淡バランスを調整することで、カテーテルの透視像にほとんど影響を及ぼすこと無く、観察像上で可視化の程度を弱めたり、完全に消失できた。

　この方法によれば、造影剤投与等の観察対象への物理的操作を行うこと無く、実際の手術時のエックス線観察像における造影剤投与時と非投与時の像を容易かつ瞬間的に選択再現できる。
　その一例として、光量の調整によって内腔領域を選択的に可視化および消失させた場合の観察像を図５に示す。図５（Ｂ）は、１４５０ｎｍの光源１１（光源付随の調整装置で光量を最大に設定）を使用して、カメラ１５の付随のレンズの絞りをＦ２．８に設定した際に得られた観察像である。この条件では、カテーテルの透視像とともに、血管モデルの内腔領域（壁断面領域）が識別できる状態で可視化されている。図５（Ｃ）は、同じ光源１１を使用したままカメラ１５の付随のレンズの絞りをＦ１．８に設定した際に得られた観察像である。この条件では、カテーテルの透視像は観察されるが、血管モデルの内腔領域（壁断面領域）は消失している。図５（Ａ）は、同じ光源１１を使用したままカメラ１５の付随のレンズの絞りをＦ５．０に設定した際に得られた観察像であるが、この条件では、観察像全体が暗くなり、カテーテル内部の状態を視認しにくいため観察条件としては適当でない。

　水の量やカテーテル１のシース２の厚さや材料によって、更にはレイリー散乱を生じさせる粒子の有無によって、図５（Ｂ）や図５（Ｃ）を得られる光量の条件が変わってくる。例えば、血管モデルの直径が大きい場合や、血管モデル周囲の浸漬液７の深さが大きい場合には、波長１３００～１５５０ｎｍでは、水による赤外線吸収量が過度に多くなり、得られる像が全体的に暗くなるため光源に高い光量が求められた。
　水による赤外線吸収率を低くして血管形状を明瞭に可視化するため、１３００ｎｍより短い波長の近赤外線（波長７８０ｎｍ～１２５０ｎｍの近赤外線など）を使用することができる。この場合、水を含む領域のみの濃淡値が下がるように、近赤外線の光量を調整して、近赤外線透視観察や近赤外線分光観察に適した状態を作り出すことが有効である。

　カテーテル治療のシミュレーション時において、使用するカテーテルや血管モデルに応じて、都度、ディスプレイに映る画像を観察しながら光源の光量や波長などの観察条件を調整する必要がある。
　血管モデルが三次元的に屈曲している場合など、観察対象の高低差が大きい場合は、光源から観察対象の距離に応じて光量やピントの調整がもとめられることもある。

　近赤外線分光観察と近赤外線透過観察により、血管モデルの内腔領域を識別できる血管モデルの観察像とカテーテルの透視像を同時に観察できることは上記の通りである。
　他方、血管モデルの形成材料及び／又は血管モデルを満たす液体に、近赤外線に干渉する粒子を混在させることで、近赤外線による観察時に当該粒子が存在する部分の不透過性を高めて、当該粒子が含まれる領域、即ち血管モデルの内腔領域を強制的に可視化することもできる。近赤外線に干渉する粒子として、近赤外線を吸収する粒子、近赤外線を散乱する粒子又は近赤外線を反射する粒子を用いることができ、例えば、アルミニウムの微粒子や墨汁（炭素主体の微粒子）等を用いることができる。なお、近赤外線領域では、粒子径がおよそ１００ｎｍより大きくなるとミー散乱を生じて観察像が不鮮明になり、透過性も大きく低下するので好ましくない。透視観察が必要である場合には、１００ｎｍ未満、より好ましくは０．５ｎｍ～５０ｎｍ程度の粒子径の粒子を用いてレイリー散乱を生じる状態とすることで、観察像の鮮明さを維持するとともに、前記の理由により、粒子を添加しない場合と比較して、近赤外線透視観察能力を高める効果を発現させることが好ましい。
　なお、１００ｎｍより大きい粒子は、血管モデルの内腔領域に設置した疑似血栓など、その内部の透視観察が不要な領域に配合し、当該領域を顕現化することに用いられる。

　上記において、光源はカテーテルの透視像を観察できる強さの近赤外線を放出できるものであれば特に限定されない。近赤外線分光観察の観点からは、波長の異なる複数の光源を併存させたり、可変波長の光源を準備したりすることで、観察対象各部の濃淡バランスを調整できる。
　波長の選択は、カメラ側で行うこともできる。波長選択性のあるフィルタをカメラの前に設置したり、カメラで集光した後の画像処理時に波長選択したりすることができる。
　波長の異なる光源を用いる場合、波長を切り替えて画像を形成することができる。また、波長の異なる光源を同時に発光させて、各波長に対応するカメラやそのディスプレイを準備して、各波長に応じた画像を同時に形成することも可能である。

　水による吸収率が高い１３００ｎｍ～１５５０ｎｍの波長の近赤外線を放出する第１光源と、水による吸収率が比較的小さい７８０ｎｍ～１２５０ｎｍの波長の第２光源とを併存させることによって、簡単な切替え操作で、カテーテルの透視像を保持したままの状態で内腔領域のみを選択的に可視化したり消失させたりできる。あるいは、血管モデルの直径や周囲の浸漬液の深さに応じて適切な濃淡を生じるように波長を選択できる。あるいは、使用するカテーテルの種類や材質に応じて、最適な吸収特性や透過特性を示す波長を選択できる。

　光源は、観察対象である血管モデルの所望の領域へ均等に近赤外線を照射する面光源の採用が好ましい。観察対象の輪郭を鮮明に観察するなどの目的で平行光源を使用してもよいし、観察対象に多方向から光を照射することで透視観察を行いやすくするなどの目的で拡散光源を使用してもよい。また線光源や点光源を使用して観察対象の一部領域のみ観察できるようにしたり、線光源や点光源からの近赤外線を光拡散回路へ経由させて、血管モデルの所望の領域へ均等に照射したりすることもできる。

　光源は観察対象に複数の方向から照射することもできる。特に近赤外線は、金属に対する透過性が低いため、光源とカメラの間に血管モデルを配置して観察を行う構成においては、観察対象に厚みのある金属構造が含まれる場合には、近赤外線が該金属構造で完全に遮断される。このため、動脈瘤塞栓コイルのステンレス製のデリバリーワイヤに部分的に白金製のエックス線不透過マーカが付設されている場合などに、それらを識別できない。

　本発明者らは、近赤外線が、金属材料の種類と波長に応じて異なった反射率を示す特性を利用することに気が付いた。近赤外線の反射を併用した観察を行うことで、図６に示すように異なった金属素材からなる構造を識別可能な観察像が得られることを見出した。
　図６において、符号２０は前記のステンレス製のデリバリーワイヤであり、符号３０は前記の白金製のエックス線不透過マーカである。近赤外線反射観察では、近赤外線の反射を生じさせるための第２光源を、血管モデルの側面方向（近赤外線透視観察に使用する第１光源とカメラの軸に対して直交する方向、あるいは斜め上方）に配置して血管モデルに近赤外線を照射する。第３光源を追加して、第光源とは異なる方向から追加的に照射することもできる。近赤外線反射観察において、第１光源、第２の光源、更には第３光源の波長は任意に選択可能であるが、色収差を抑制するためには、各光源の波長を同一にすることが好ましい。

　カメラは、光源からの近赤外線を受光できるものであれば特に限定されない。光源に応じて複数のカメラを採用することができる。
　ディスプレイは、カメラからのアウトプットを画像化する。ディスプレイの画像を視認しながらカメラに入射する光量を調整できるように、このディスプレイを視認しながら調節できる位置に光源やカメラ付随の光量調整装置が配置されることが好ましい。

　エックス線不透過マーカを更に鮮明に撮影できるように検討を重ねてきた。
　図７はかかる撮影装置１００の構成を示す。図７において図２と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省略する。
　撮影装置１００の第１光源から波長９４０ｎｍの第１近赤外線が放出され、第１変更板１０３において第１の方向へ偏光される。このように偏光された第１近赤外線は第１受光部１１１で受光される。
　第２光源１０５から波長８５０ｎｍの第２近紫外線が放出され、第２偏光板１０７において第２の方向へ偏光される。このように偏光された第２近赤外線は測定対象で反射して第２受光部１１２で受光される。

　第１画像形成部１２１は第１受光部１１１で受光された第１近赤外線により第１画像を形成する。第１画像形成部１２１はグレースケール画像生成部を備え、第１画像はグレースケール化されたものとなる。
　図８に第１画像の例を示す。

　第２画像形成部１２２は第２受光部１１２で受光された第２近赤外線により第２画像を形成する。第２画像形成部１２２はグレースケール画像生成部を備え、第２画像はグレースケール化されたものとなる。
　図９に第２画像の例を示す。

　第２画像は、画像反転部１２８においてその色調が反転される。ここに、反転とは、各ピクセルの階調の値をグレースケール中心値を中心に反転させることを言い、例えば２６５階調のグレースケールの場合、その中心値１３３を中心にして例えばその値が１６０（＝１３３+２７）であれば、反転後は１０６（＝１３３－２７）となる。
　このように反転された第２－１画像を図１０に示す。

　第２－１画像と第１画像とは、画像合成部１３０において合成される。ここにおける合成では、両図において対応するピクセル同士の値を乗算演算する。これにより、黒色はより黒色側に強調され、白色はより白色側に強調される。
　なお、第２－１画像と第１画像との位置合わせは周知の方法で行われる。
　このようにして合成された画像を図１１に示す。
　図１２は、濃度補正を行い、エックス線不透過マーカの位置を強調させたものである。

　図１３に他の実施形態の観察装置２００を示す。図１３において図７と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省略する。
　図１３の観察装置２００は背景画像保存部２１０、画像評価部２２０及びガイダンス生成部２２１を備える。
　背景画像保存部２１０には、骨やその他の組織の画像が保存されており、この画像は、画像合成部１３０により、合成画像にあわせて表示することができる。

　画像評価部２２０は、図１２に示した合成画像を例えば光弾性応力観察法やＡＩを用いて評価する。図１４に示したように、光弾性応力観察法によって血管モデルに生じた応力を評価するときは、ガイダンス表示部２２１はガイダンスとして、合成画像に応力分布を色（グラデーション）情報として重ね合わせて表示させられる。それとともに、テキスト情報を表示することもできる。

　実際のカテーテル血管内手術では、投与された造影剤は血流によって流れ去るため、血管は数秒間しか可視化されない。また毒性のために造影剤の使用量には上限があり、何度も投与できない。このため、造影剤を投与した瞬間の血管可視化像を静止画として保存して、カテーテルのみが可視化された観察像に重ね合わせる手法（血管ロードマップ法）が用いられている。
　本発明における近赤外線観察において、血管内腔部が可視化された状態の静止画を保存した後に、観察条件を変えることで血管内腔部の像を消失させてカテーテルのみが可視化された状態とし、必要に応じて前記静止画を重ね合わせて提示する画像処理を行うことで、前記の血管ロードマップ法を再現できることを確認した。血管ロードマップ法を再現する上では、フットペダルやジョイスティックなどのハードウェアインタフェースを本発明の観察装置にさらに備えて、実際のカテーテル血管内手術と同様な形態で、前記画像処理に伴う各種操作を行えるようにすることが好ましい。

　血管モデルにはシリコーンゴムやウレタンゴム、軟質ポリ塩化ビニル及び軟質光硬化樹脂等の架橋された軟質高分子材料や、アクリル樹脂や硬質光硬化樹脂等の硬質高分子材料やそれらを組み合わせた材料であって、近赤外線を透過させる材料で形成したものを用いることができる。血管モデルの内腔領域には、近赤外線分光観察時に領域が識別できるように、該血管モデルの形成材料とは異なる赤外線吸収特性を示す物質を配置する必要がある。例えば、血管モデルの形成材料としてシリコーンゴムを使用した場合には、水を主成分とする潤滑液で血管モデルの内腔部を満たしたり、血管モデルの内腔表面に潤滑液を塗布した上で内腔部を空気で満たしたりできる。

　本発明における血管モデルとしては、生体血管と同様な膜状構造を有する血管モデル(以下、「膜状血管モデル」という)や、直方体や円柱や球体等のブロック体の内部に血管内腔を模擬した空洞部が形成された血管モデル(以下、ブロック状血管モデルという)、あるいはその双方を組み合わせた血管モデルなどが使用できる。膜状血管モデルでは、その内腔領域と血管モデルの周囲領域のそれぞれに、液体や気体や固体（特にゲル状固体）を状況に応じて選択的に配置できる (例えば、内腔領域に水を配置し、周囲領域に水や空気を配置したりできる)。これにより、膜状血管モデルでは、血管モデルの内腔領域だけでなく、血管モデルの壁断面領域を識別できるように可視化することもできる。ブロック状血管モデルでは、その内腔領域に各種物質を状況に応じて選択的に配置できる。

　かかる血管モデルの構成材料としては、近赤外線透過性を備えた材料であれば、シリコーンゴムやウレタンゴム、軟質ポリ塩化ビニル及び軟質の光硬化樹脂等などの軟質材料、ポリビニルアルコール等からなるゲル、アクリル樹脂や硬質の光硬化樹脂などの種々の材料を用いることができる。
　近赤外線はヒトの目にも障害を与えないので、近赤外性を照射した状態の血管モデルをオペレータが目視でも可視光観察できるように、かかる高分子材料は可視光に対しても透過性を有することが好ましい。

　架橋された高分子材料として、シリコーンゴム、ウレタンゴム、軟質ポリ塩化ビニル及び軟質光硬化樹脂等の架橋された軟質高分子材料や、アクリル樹脂や硬質光硬化樹脂等の硬質高分子材料やそれらを組み合わせた材料等を挙げることができる。血管モデルの形成材料や血管モデルの内腔部を満たす液体等を可視光領域で識別可能な色素等で着色しても良い。可視光領域で用いられる色素の多くは近赤外線領域では高い透過性を示すため、近赤外線分光観察像に殆ど影響を及ぼすことがなく、可視光領域で観察される像と、近赤外線領域で観察される像を、別々に条件設定することができる。
　ポリビニルアルコール等のゲル状物質から血管モデルを形成することもできる。ポリビニルアルコール製の血管モデルは、その物性上、潤滑性が高いので、血管モデルの内腔に充填する物質は水や空気のみでもよい。勿論、界面活性剤等の潤滑性を増強する薬剤の添加を妨げるものではない。

　血管モデルには、血栓やプラークを模擬した病変モデルを予め付設したり、可動的に設置したりすることができる。本発明における近赤外線分光観察を行う上では、該病変モデルの視認性を選択的に高めるべく、血管モデルの形成材料や内腔領域に配置された物質とは異なった近赤外線吸収特性を示す材料を使用して該病変モデルを形成することが好ましい。このような材料からなるプラークや血栓を使用してカテーテル血管拡張術や血栓回収術のシミュレーション過程を観察することにより、血管モデルの内腔内で、プラークがバルーンやステントで押し潰される様子、血栓がステントによって捕捉されてステントとともに血管中を移動しながら回収されてゆく様子等を明瞭に観察できる。

　また本発明において、１つの受光部を用いて、観察対象を透過した第１近赤外線と観察対象で反射した第２近赤外線とを同時に受光し、この受光した光に基づき何ら演算をすることなくダイレクトに画像を形成することもできる。かかる画像の形成において、第１近赤外線と第２近赤外線とが異なる波長のとき、受光部に備えられたレンズはフォーカスシフト補正機能を備えたものとすることが好ましい。
　１つの受光部を用いた場合、観察対象を透過した第１近赤外線と観察対象で反射した第２近赤外線とを時間差をもって受光し、それぞれから生成した画像を演算して合成することもできる。この場合、第１近赤外線から生成した第２画像はその色調を反転させて、これと第１近赤外線から生成した第１画像とを演算して合成することもできる。

この発明は、上記発明の実施の形態及び実施例の説明に何ら限定されるものではない。特許請求の範囲の記載を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲で種々の変形態様もこの発明に含まれる。

１　カテーテル
２　シース
３　ワイヤ類
５　血管モデル
１０　観察装置
２０　ワイヤ
３０　マーカ

Claims

　カテーテルが挿入された血管モデルを観察対象とする観察装置であって、前記血管モデル内部には該血管モデルの構成材料とは異なる近赤外線吸収特性を有する物質が配置され、前記カテーテルはシースと該シースに挿入されるワイヤ類とを備え、
　第1近赤外線を放出する第１光源、前記第１近赤外線を受光可能な第１受光部、該第１受光部が撮影した前記第１近赤外線に基づき第１画像を生成する第１画像生成部と、該第１画像を表示するディスプレイを備えた観察装置。
　請求項１に記載の観察装置を用いた観察対象の観察方法であって、
　前記第１光源に前記第１近赤外線を前記観察対象へ向けて放出させて、前記観察対象を透過した前記第１近赤外線を前記第１受光部に受光させ、
　前記第１画像生成部に、前記第１受光部が受光した第１近赤外線に基づき、前記第１画像を生成させ、
　前記ディスプレイに、前記第１画像を表示させ、
　必要に応じて、前記第１画像の生成に用いる前記第１近赤外線の光量を調整することで、前記カテーテルの前記シースと、該シース内の前記ワイヤ類と、前記血管モデルとを同時に視認できるようにする観察方法。
　第２近赤外線を放出する第２光源、前記第２近赤外線を受光可能な第２受光部、該第２受光部が撮影した前記第２近赤外線に基づき第２画像を生成する第２画像生成部が更に備えられ、
　前記第１画像と前記第２画像とを重ねわせる画像合成部と、
　前記第１画像と前記第２画像は前記ディスプレイにおいて前記第１画像に重ねて表示される、
請求項１に記載の観察装置。
　請求項３に記載の観察装置を用いた観察対象の観察方法であって、
　前記第１光源に前記第１近赤外線を前記観察対象へ向けて放出させて、前記観察対象を透過した前記第１近赤外線を前記第１受光部に受光させ、
　前記第１画像生成部に、前記第１受光部が受光した第１近赤外線に基づき、前記第１画像を生成させ、
　前記ディスプレイに、前記第１画像を表示させ、
　前記第２光源に前記第２近赤外線を前記観察対象へ向けて放出させて、前記観察対象で反射した前記第２近赤外線を前記第２受光部に受光させ、
　前記第２画像生成部に、前記第２受光部が受光した第２近赤外線に基づき、前記第２画像を生成させ、
　前記画像合成部に、前記第１画像と前記第２画像とを重ね合わせた合成画像を生成させ、
　前記ディスプレイに、前記合成画像を表示させ、
　必要に応じて、前記第１画像の生成に用いる前記第１近赤外線の光量を調整し、及び／又は、必要に応じて、前記第２像の生成に用いる前記第２近赤外線の光量を調整することで、前記カテーテルの前記シースと、該シース内の前記ワイヤ類と、前記ワイヤ類のＸ線不透過マーカと、前記血管モデルとを同時に視認できるようにする観察方法。
　前記第１近赤外線を第１方向に偏光させる第１偏光部と、
　前記第２近赤外線を第２方向に偏光させる第２偏光部と、
　前記第１画像と前記第２画像とをグレースケール化するグレースケール画像生成部と、
　前記第２画像のグレースケール画像の階調を反転させて第２－１画像を生成する階調反転部と、を備えてなる、請求項３に記載の観察装置。
　請求項５に記載の観察装置を用いた観察対象の観察方法であって、
　前記第１画像生成部に、前記第１方向に偏光された前記第１近赤外線に基づき前記第１画像を生成させ、
　前記第２画像生成部に、前記第２方向に偏光された前記第２近赤外線に基づき前記第２画像を生成させ、
　前記グレースケール画像生成部に、前記第１画像と前記第２画像とをグレースケール化させ、
　前記階調反転部に、グレースケール化された前記第２画像の階調を反転させて第２－１画像を形成させ、
　前記画像合成部、グレースケール化された前記第１画像と前記第２－１画像を重ね合わさせ、ここに各画像のピクセル毎にその値を演算して合成する、観察対象の観察方法。
　前記Ｘ線不透過マーカが強調されるように、濃度補正を行う、請求項４に記載の観察方法。
　前記画像合成部が合成した合成画像を評価する画像評価部と、
　前記画像処理部の評価結果に基づきガイダンスを形成するガイダンス形成部と、が更に備えられ、
　前記ガイダンスが前記ディスプレイに表示される、請求項３に記載の観察装置。
　請求項８に記載の観察装置を用いる観察対象の観察方法であって、
　前記画像評価部に、前記合成画像を評価させ、
　前記ガイダンス形成部に、前記画像評価部の評価結果に基づきガイダンスを形成させ、
　前記ディスプレイに前記ガイダンスを表示させる、
　観察対象の観察方法。
　カテーテルが挿入された血管モデルを観察対象とする観察装置であって、前記血管モデル内部には該血管モデルの構成材料とは異なる近赤外線吸収特性を有する物質が配置され、前記カテーテルはシースと該シースに挿入されるワイヤ類とを備え、
　第1近赤外線を放出する第１光源、前記観察対象を透過した前記第１近赤外線を受光可能な第１受光部、該第１受光部が撮影した前記第１近赤外線に基づき第１画像を生成する第１画像生成部と、該第１画像を表示するディスプレイを備え、
　前記第１画像の生成に用いる前記第１近赤外線の光量が調整される、
　観察装置。
　カテーテルが挿入された血管モデルを観察対象とする観察装置であって、前記血管モデル内部には該血管モデルの構成材料とは異なる近赤外線吸収特性を有する物質が配置され、前記カテーテルはシースと該シースに挿入されるワイヤ類とを備え、
　第２近赤外線を放出する第２光源、前記観察対象を反射した前記第２近赤外線を受光可能な第２受光部、該第２受光部が撮影した前記第２近赤外線に基づき第２画像を生成する第２画像生成部と、該第２画像を表示するディスプレイを備え、
　前記第２画像の生成に用いる前記第２近赤外線の光量が調整される、
　観察装置。
　前記第１近赤外線及び前記第２近赤外線は単色光である、請求項３に記載の観察装置。
　前記血管モデルの構成材料とは異なる近赤外線吸収特性を有する物質に、前記光源からの近赤外線を受けてレイリー散乱を生じさせる材料を含ませる、請求項４に記載の観察方法。
　前記血管モデルの構成材料に、前記光源からの近赤外線を受けてレイリー散乱を生じさせる材料を含ませる、請求項４に記載の観察方法。