特開 2022-55167 医療用蛍光装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022055167

(43)【公開日】2022-04-07

(54)【発明の名称】医療用蛍光装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 10/00 20060101AFI20220331BHJP

   A61B 1/00 20060101ALI20220331BHJP

   A61B 1/313 20060101ALI20220331BHJP

【ＦＩ】

A61B10/00 E

A61B1/00 511

A61B1/313

A61B1/00 R

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020162613

(22)【出願日】2020-09-28

【新規性喪失の例外の表示】新規性喪失の例外適用申請有り

(71)【出願人】

【識別番号】598015084

【氏名又は名称】学校法人福岡大学

(74)【代理人】

【識別番号】100099634

【弁理士】

【氏名又は名称】平井 安雄

(72)【発明者】

【氏名】早稲田 龍一

【テーマコード（参考）】

4C161

【Ｆターム（参考）】

4C161AA24

4C161BB08

4C161DD01

4C161QQ04

4C161RR04

4C161WW02

4C161WW17

(57)【要約】

【課題】蛍光物質としてビタミンＢ２を使用し、不可視光の波長の光を励起光として照射することで直視下手術において肉眼で患部を認識することが可能となる医療用蛍光装置を提供する。
【解決手段】蛍光物質であるビタミンＢ２が注入された注入部位、及び当該注入部位に隣接する非注入部位に不可視光の波長の光を励起光として照射する照射手段を備える。不可視光の波長は２５５ｎｍ～３６５ｎｍであり、特に肺の区域同定において経気道法を用いる場合は３００ｎｍ～３１５ｎｍの波長を励起光とし、経血流法を用いる場合は２５０ｎｍ～２８５ｎｍ又は３６５ｎｍ近傍の波長を励起光とする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

蛍光物質であるビタミンＢ２が投与されて分布する第１部位、及び当該第１部位に隣接する前記ビタミンＢ２が分布しない第２部位に不可視光の波長の光を励起光として照射する照射手段を備えることを特徴とする医療用蛍光装置。

【請求項2】

請求項１に記載の医療用蛍光装置において、
前記励起光の波長が２５５ｎｍ～３７４ｎｍである医療用蛍光装置。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の医療用蛍光装置において、
前記照射手段が、血管内に前記ビタミンＢ２が分布する前記第１部位、及び／又は血管内に前記ビタミンＢ２が分布しない前記第２部位に前記励起光を照射する医療用蛍光装置。

【請求項4】

請求項３に記載の医療用蛍光装置において、
前記照射手段が照射する励起光の波長が２５０ｎｍ～２８５ｎｍ、又は３６０ｎｍ～３７４ｎｍである医療用蛍光装置。

【請求項5】

請求項１又は２に記載の医療用蛍光装置において、
前記照射手段が照射する対象が肺であり、当該肺の気管支に注入された前記ビタミンＢ２に対して３００ｎｍ～３１５ｎｍの波長で励起光を照射する医療用蛍光装置。

【請求項6】

請求項１ないし５のいずれかに記載の医療用蛍光装置において、
前記照射手段の先端部分に前記励起光を発光する光源を有する医療用蛍光装置。

【請求項7】

請求項１ないし６のいずれかに記載の医療用蛍光装置において、
特定する対象となる部位の違いに応じて前記励起光の光特性を制御する制御手段を備える医療用蛍光装置。

【請求項8】

請求項１ないし８のいずれかに記載の医療用蛍光装置において、
照射された前記励起光の位置及び／又は照射範囲を示すガイドレーザを備える医療用蛍光装置。

【請求項9】

請求項１ないし８のいずれかに記載の医療用蛍光装置を用いた医療用撮像システムであって、
前記照射手段が励起光を照射した注入部位、及び非注入部位を撮像する撮像装置と、
撮像された情報を出力するディスプレイとを備える医療用撮像システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、医療において処置対象となる領域を蛍光発光で識別する医療用蛍光装置に関し、特に励起光を不可視光とする医療用蛍光装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、多種の臓器領域において精密で安全な手術を施行するために、多様なナビゲーション技術や機器が開発され普及してきている。例えば、患部などを含む特定部位の組織血流を術中にリアルタイムに認識する技術があり、様々な術式で利用されている。代表的な利用法として、肺や肝臓などの実質臓器の切除範囲を決めるのに利用されたり、消化管などの管状臓器の吻合においてその成否を予見すべく吻合部血流を評価するのに利用されている。

【0003】

特定部位の認識において蛍光装置を用いるものが知られており、インドシアニングリーン（ＩＣＧ）と近赤外線光機器を使用したＩＣＧ蛍光法がある。ＩＣＧ蛍光法における蛍光の原理は、近赤外光（ピーク波長８０５ｎｍ，７５０－８１０ｎｍ)を励起波長とし、ＩＣＧの８３５ｎｍ付近の蛍光波長を観察するものとなっている。

【0004】

一方で、発明者らは長年ビタミンＢ２を蛍光物質とする研究を行ってきた。例えば非特許文献１において、ブタの右肺で特定の肺区域の同定をする際に、関与する区域気管支を同定した後、蛍光物質であるビタミンＢ２をその気管支に注入し、ＰＤＤ用内視鏡システムを使用して蛍光（波長）を観察したことが開示されており、その結果、対象の肺区域を正確に同定することが可能であったことが開示されている。

【0005】

また、非特許文献２においては、上記非特許文献１の方法を生きたブタの肺を使用することで、人での使用を想定した状況で有効性や安全性を確保できるかを検証した結果が開示されており、ここでも対象とする肺区域を正確に識別することが可能であったことが開示されている。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0006】

【非特許文献1】Ryuichi Waseda, Makoto Oda, Isao Matsumoto, Masaya Takizawa, Mitsutaka Suzuki, Masahiro Ohsima, and Go Watanabe, “A novel fluorescence technique for identification of the pulmonary segments by using the photodynamic endoscope system: An experimental study in ex vivo porcine lung”, The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery, vol. 146, No. 1, p.222-p.227, July 2013

【非特許文献2】Masahiro Ohsima, Ryuichi Waseda, Nobuhiro Tanaka, Hideyasu Ueda, Akishi Ooi, Isao Matsumoto, “A new fluorescence anatomic pulmonary segmentectomy using PDD endoscope system and vitamin B2: evaluation in a clinical setting using living animal”, Surgical Endoscopy, 30:339-345, 2016

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

近年患者への負担を低減するために内視鏡による鏡視下手術が増加しているが、依然として開胸、開腹を伴って肉眼で患部などの特定部位を確認しながら処置を行う直視下手術も多く行われており、特に直視下手術における肉眼での部位の特定を正確で、且つ簡単に行う技術が望まれている。

【0008】

しかしながら、上述したようなＩＣＧ蛍光法を用いた場合は、ＩＣＧの蛍光波長が８３５ｎｍ近傍で不可視の波長帯域となっているため肉眼で患部を識別することができない。また、励起波長と蛍光波長との値が近いことから、鏡視下手術においても励起光によるノイズが影響して蛍光が視認しづらくなり、内視鏡カメラにフィルタリング等の特殊な機能を備える必要がある。その一方で、非特許文献１及び２に示す技術についても内視鏡を使用しての観察にしか言及しておらず、励起波長（３７５ｎｍ～４５０ｎｍ）と蛍光波長との関係から肉眼で正確に患部を識別するのは困難性が高いものとなっている。

【0009】

すなわち、いずれの技術においても肉眼での患部の識別が難しく、少なくとも内視鏡システムのような専用の観察装置が必要となる。また、肉眼で直視下手術を行う場合は術野と観察装置の画面（例えば、モニタに映し出された映像やヘッドマウントディスプレイに映し出された映像）とを見比べながら処置を行う必要があり、顔の向きや視線の移動が頻繁に起こることでドクターの労力が過大になると共に、蛍光の視認と同時に患部を認識するという真にリアルタイムでの患部の特定ができないという課題を有する。

【0010】

また、ＩＣＧはヨードを含む薬剤であるためヨードアレルギーを有する患者には使用できないが、非特許文献１、２に示されたビタミンＢ２は、理論上アレルギーや中毒、さらに組織障害のない非常に安全な薬剤であり、あらゆる患者に対して使用可能である。また、その安全性から気道内への投与が可能であり、非特許文献１、２においては気道内投与による蛍光観察が行われているが、一方で血管内投与（血流分布）による患部特定の手法については一切言及されていない。

【0011】

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、蛍光物質としてビタミンＢ２を使用し、不可視光の波長の光を励起光として照射することで直視下手術においても肉眼で特定部位を認識することが可能となる医療用蛍光装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明に係る医療用蛍光装置は、蛍光物質であるビタミンＢ２が投与されて分布する第１部位、及び当該第１部位に隣接する前記ビタミンＢ２が分布しない第２部位に不可視光の波長の光を励起光として照射する照射手段を備えるものである。

【0013】

このように、本発明に係る医療用蛍光装置においては、蛍光物質であるビタミンＢ２が投与されて分布する第１部位、及び当該第１部位に隣接する前記ビタミンＢ２が分布しない第２部位に不可視光の波長の光を励起光として照射するため、蛍光波長のピークが５４０ｎｍ（可視光）であるビタミンＢ２が分布する部位は蛍光が発光し、分布しない部位は蛍光が発光しないことで、肉眼による視認でビタミンＢ２の分布／非分布の境界を明確にし、対象とする部位を容易に特定することが可能になるという効果を奏する。

【0014】

また、不可視光の波長の光を励起光とすることで、肉眼で視認した場合に励起光によるノイズ（例えば、干渉等）が排除され、蛍光のみを明確に視認することができるという効果を奏する。

【0015】

本発明に係る医療用蛍光装置は、前記励起光の波長を２５５ｎｍ～３７４ｎｍとするものである。

【0016】

このように、本発明に係る医療用蛍光装置においては、励起光の波長を２５５ｎｍ～３７４ｎｍとするため、後述する実験結果から明らかなように、特定したい患部などの部位を肉眼で明確に視認することができるという効果を奏する。また、励起光の波長が比較的短いため照射部位の表面のみを蛍光発光させることが可能となり、特に皮膚や吻合部などの表面の血流などを評価したい場合に非常に使い勝手が良いものになるという効果を奏する。

【0017】

本発明に係る医療用蛍光装置は、前記照射手段が、血管内に前記ビタミンＢ２が分布する前記第１部位、及び／又は血管内に前記ビタミンＢ２が分布しない前記第２部位に前記励起光を照射するものである。

【0018】

このように、本発明に係る医療用蛍光装置においては、血管内に前記ビタミンＢ２が分布する前記第１部位、及び／又は血管内に前記ビタミンＢ２が分布しない前記第２部位に前記励起光を照射するため、ビタミンＢ２の血管への投与により当該ビタミンＢ２が分布する組織と分布しない組織とを明確に識別することが可能となり、血流により部位を特定することができるという効果を奏する。すなわち、非特許文献１、２に示された場合ように、気道が存在しない組織や患部であっても血流に分布するビタミンＢ２の蛍光により肉眼で患部を特定することが可能となる。

【0019】

本発明に係る医療用蛍光装置は、前記照射手段が照射する励起光の波長を２５０ｎｍ～２８５ｎｍ又は３６０ｎｍ～３７４ｎｍとするものである。

【0020】

このように、本発明に係る医療用蛍光装置においては、照射手段が照射する励起光の波長を２５０ｎｍ～２８５ｎｍ又は３６０ｎｍ～３７４ｎｍとするため、後述する実験結果から明らかなように、血液中に投与された血中のビタミンＢ２の励起を促進して蛍光発色を得ることができるという効果を奏する。

【0021】

本発明に係る医療用蛍光装置は、前記照射手段が照射する対象が肺であり、当該肺の気管支に注入された前記ビタミンＢ２に対しては３００ｎｍ～３１５ｎｍの波長で励起光を照射するものである。

【0022】

このように、本発明に係る医療用蛍光装置においては、前記照射手段が照射する対象が肺であり、当該肺の気管支に注入された前記ビタミンＢ２に対して３００ｎｍ～３１５ｎｍの波長で励起光を照射するため、後述する実験結果から明らかなように、気管支に注入されたビタミンＢ２自体の励起を促進して蛍光発色することができるという効果を奏する。

【0023】

本発明に係る医療用蛍光装置は、前記照射手段の先端部分に前記励起光を発光する光源を有するものである。

【0024】

このように、本発明に係る医療用蛍光装置においては、照射手段の先端部分に前記励起光を発光する光源を有するため、励起光の波長が短く減衰しやすい場合であっても患部に近い位置で確実に励起光を照射することができるという効果を奏する。

【0025】

本発明に係る医療用蛍光装置は、特定する対象となる部位の違いに応じて前記励起光の光特性を制御する制御手段を備えるものである。

【0026】

このように、本発明に係る医療用蛍光装置においては、特定する対象となる部位の違いに応じて前記励起光の光特性を制御する制御手段を備えるため、様々な部位を特定することが可能となり、汎用的に利用することができるという効果を奏する。

【0027】

本発明に係る医療用蛍光装置は、照射された前記励起光の位置及び／又は照射範囲を示すガイドレーザを備えるものである。

【0028】

このように、本発明に係る医療用蛍光装置においては、照射された前記励起光の位置及び／又は照射範囲を示すガイドレーザを備えるため、励起光が不可視光であってもその照射位置及び／又は照射範囲を明確にして、対象となる部位を肉眼により視認することができるという効果を奏する。

【0029】

本発明に係る医療用撮像システムは、前記医療用蛍光装置を用いた医療用撮像システムであって、前記照射手段が励起光を照射した注入部位、及び非注入部位を撮像する撮像装置と、撮像された情報を出力するディスプレイとを備えるものである。

【0030】

このように、本発明に係る医療用撮像システムにおいては、前記医療用蛍光装置を用いた医療用撮像システムであって、前記照射手段が励起光を照射した注入部位、及び非注入部位を撮像する撮像装置と、撮像された情報を出力するディスプレイとを備えるため、内視鏡などによる鏡視下手術を行うような場合であっても、撮像装置を通した映像で患部を明確に認識することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0031】

【図1】第１の実施形態に係る医療用蛍光装置の概要図である。

【図2】肺を区域切除又は部分切除する場合の模式図である

【図3】リボフラビンリン酸エステルナトリウム水溶液（製品名：ビスラーゼ注射薬）の励起光スペクトルを測定した結果を示す図である。

【図4】リボフラビン水溶液の励起光スペクトルを測定した結果を示す図である。

【図5】経気道法及び経血流法による肺の患部特定を示す図である。

【図6】第１の実施形態に係る蛍光装置の構成を示すブロック図である。

【図7】第２の実施形態に係る医療用撮像システムのシステム構成の一例を示す図である。

【図8】第３の実施形態に係る医療用撮像システムのシステム構成の一例を示す図である。

【図9】実施例に係る蛍光装置を用いて３１０ｎｍの励起光を照射した経気道法によるビタミンＢ２の蛍光発光の画像である。

【図10】実施例に係る蛍光装置を用いて３１０ｎｍの励起光を照射した経血流法によるビタミンＢ２の蛍光発光の画像である。

【図11】実施例に係る蛍光装置を用いて２９０ｎｍの励起光を照射した経血流法によるビタミンＢ２の蛍光発光の画像である。

【図12】実施例に係る蛍光装置を用いて２７０ｎｍの励起光を照射した経血流法によるビタミンＢ２の蛍光発光の画像である。

【図13】実施例に係る蛍光装置を用いて３６５ｎｍの励起光を照射した経血流法によるビタミンＢ２の蛍光発光の画像である。

【図14】実施例に係る蛍光装置を用いて４０５ｎｍの励起光を照射した経血流法によるビタミンＢ２の蛍光発光の画像である。

【図15】実施例に係る蛍光装置を用いて近距離で励起光を照射した部位の組織構造の画像である。

【発明を実施するための形態】

【0032】

（本発明の第１の実施形態）
本実施形態に係る医療用蛍光装置について、図１ないし図６を用いて説明する。本実施形態に係る医療用蛍光装置は、患者に対してビタミンＢ２を投与することで手術や治療を行う患部又はその周辺部位にビタミンＢ２を分布させ、この分布領域にビタミンＢ２を蛍光発光させるための励起光を照射するものである。本実施形態においては、肉眼により直視下で患部領域を特定する場合について説明する。

【0033】

図１は、本実施形態に係る医療用蛍光装置の概要図である。本実施形態で手術や治療の対象となる部位としては、例えば図１に示すように、肺、肝臓、皮膚表面、消化管吻合部位などが想定され、これらの治療対象部位に対して蛍光装置１で励起光を照射する。治療対象部位は図１に示したもの以外にも例えば、乳腺、リンパ節なども想定される。これらの治療対象部位に対して治療行為を行う前に、患者に対してビタミンＢ２を含む注射薬や水溶液が投与され、患部又はその隣接する周辺部位にビタミンＢ２が分布する状態となっている。

【0034】

例えば肺の場合、具体的には後述するが、肺の区域を明確に視認することが可能となる。肝臓の場合も同様に区域の特定が可能となる。皮膚表面の場合は、例えば図１に示すように臀部に褥瘡があるような場合に状況によっては壊死部分の組織を除去する必要がある。このとき、予め四肢の静脈からの全身投与または褥瘡部周辺の動脈内投与を行い、すくなくとも当該褥瘡部周辺にビタミンＢ２が分布された状態とし、当該褥瘡部周辺に励起光を照射することで褥瘡部の中で血流が良い部分（蛍光発光する）と悪い部分（蛍光発光しない）とを識別することが可能となる。また、消化管吻合部位の場合について、例えば大腸の腫瘍を切除後に吻合を行ったときに吻合処理が安全に施行されているかどうかを確認する際に吻合部の血流によりその成否を判断することが可能である。皮膚の場合と同様に、少なくとも当該吻合部位周囲に予めビタミンＢ２が分布された状態とし、当該吻合部位周囲に励起光を照射することで吻合部血流の多寡を確認する。十分に蛍光発光している場合は吻合処理が正確に成されたと判断することができる。

【0035】

後述するように、本実施形態において励起光に短波長（２５５ｎｍ～３７４ｎｍ）の光を用いる場合は、組織の深部に光が侵入しにくく、逆に組織の表面近傍のビタミンＢ２に対しては蛍光発光しやすくなるため、上記に示したように表面の血流が重要となる皮膚や消化管壁の血流の有無が重要となる吻合部において特に使い勝手が良いものとなる。

【0036】

ここで、肺の場合を例に具体的に説明する。図２は、肺を区域切除又は部分切除する場合の模式図である。近年、ＣＴ等の画像診断の発達により肺癌に代表される小型の肺病変が多く発見されるようになり、これら小病変に対して、症例に応じた肺切除範囲の縮小による肺機能温存を目指した低侵襲手術、すなわち図２に示すような肺区域切除や肺部分切除が積極的に行われるようになった。一方、肺部分切除を行う際には、特定の解剖学的構造を同定する必要はないが、確実な病変の切除を行う場合には、対象となる患部の正確な位置の特定が重要となる。そのような場合には触知することで病変の局在を認識する方法が一般的であるが、近年の小病変の中には触知が困難なほどの小病変がある。

【0037】

上述したように、対象となる患部領域を蛍光発光で区別することが従来知られているものの、直視下手術などにおいて肉眼で直接視認する場合には励起光の影響で蛍光発光を十分に視認できなかったり、そもそも蛍光発光が不可視光の波長領域であるなどの理由で実現することが難しかった。本実施形態に係る医療用蛍光装置においては、蛍光波長が可視光領域の５４０ｎｍであるビタミンＢ２を蛍光物質として用い、励起光として不可視光領域の波長（例えば、２５５ｎｍ～３７４ｎｍ）の光を用いることで、直視下における励起光のノイズ（干渉）を排除しつつ、蛍光発光のみを明確に視認することが可能となっている。

【0038】

ビタミンＢ２（別名リボフラビン）として一般的に使用されているものには錠型・粉末の内服用製剤と注射用製剤とがある。本実施形態におけるビタミンＢ２の使用方法、すなわち水溶液として静脈内や気道内に投与することを想定した場合、注射用製剤を使用することが妥当と考えられる。そのため、市販薬品間での差異（最終的な成分は同様であるが製造工程や添加物などが異なる）の影響を考慮し、後発医薬品を含め現在国内で入手可能な注射用ビタミンＢ２製剤の分析を行った。また、市販されている注射用製剤ではないが、添加物を含まない研究用試薬リボフラビン末の水溶液も分析対象に加えた。分析は、ビタミンＢ２の蛍光波長を５４０ｎｍに設定し、２２０ｎｍ－５２０ｎｍの波長を１ｎｍ毎に分光蛍光光度計を使って測定した。これらの結果からビタミンＢ２を効果的に蛍光発光させるための励起光の波長を特定することができた。

【0039】

図３は、注射用ビタミンＢ２製剤であるリボフラビンリン酸エステルナトリウム（商品名：ビスラーゼ）注射薬の励起光スペクトルを測定した結果を示す図、図４は、リボフラビン水溶液の励起光スペクトルを測定した結果を示す図である。図３のビスラーゼ注射薬の場合は、３１０ｎｍと５１７ｎｍにそれぞれピークがある。すなわち、３１０ｎｍと５１７ｎｍの各波長の励起光でビタミンＢ２が効果的に蛍光発光する。一方、リボフラビン水溶液の場合は、２７０ｎｍ、３６５ｎｍ及び４４７ｎｍにそれぞれピークが測定された。すなわち、２７０ｎｍ、３６５ｎｍ及び４４７ｎｍの各波長の励起光でビタミンＢ２が効果的に蛍光発光する。図３及び図４の結果から明らかなように、同じビタミンＢ２であっても製剤によって異なる光特性を示すことが明確となった。つまり、患部の状態や術式の違い等に応じて製剤を使い分けることで多様な状況に対応することができると共に、適正な蛍光発色を実現することが可能となる。なお、図３における４４７ｎｍのピークと図４における５１７ｎｍのピークについては可視光の波長になるので直視下での観察を前提とする本実施形態においては励起光の波長として適さない。

【0040】

製剤の使い分けについて肺の場合を例にして具体的に説明する。肺の場合は、部位の区域を同定する方法として、対象となる気管支にビタミンＢ２を投与する経気道法と対象となる部位に分布する肺血管を処理した後に経静脈にビタミンＢ２を全身投与する経血流法とがある。図５は、経気道法（Ａ）及び経血流法（Ｂ）による肺の患部同定を示す図である。図５（Ａ）の経気道法による患部同定では特定したい患部の気管支にビタミンＢ２を投与し、その患部及び周辺領域に蛍光装置１で励起光を照射することで注入したビタミンＢ２を蛍光発光させて患部領域を特定する。すなわち、蛍光発光している領域が特定したい患部を示している。なお、この経気道法においては吸入によりビタミンＢ２を投与してもよい。

【0041】

一方、図５（Ｂ）の経血流法による患部同定では特定したい患部に分布する血流を遮断し、その状態で経静脈的に全身にビタミンＢ２を投与し、患部及び周辺領域に蛍光装置１で励起光を照射することで血管中のビタミンＢ２を蛍光発光させて患部領域を特定する方法である。すなわち、血流が遮断されている患部は蛍光発光せず、隣接する部位が蛍光発光するため、周囲の蛍光発光している領域に対して蛍光発光していない領域が患部を示している。なお、特定したい患部に隣接する部位に繋がる血流を止めた場合には、図５（Ａ）の場合と同様に蛍光発光している領域が特定したい患部を示すこととなる。また、経血流的にビタミンＢ２を投与する場合は、全身ではなく患部及び周辺領域にのみ注入するようにしてもよい。

【0042】

発明者らの実験により、生体内の特に血中に投与された場合のビタミンＢ２の励起光スペクトルは、いずれも図４に示すパターンであることが明らかとなった。以上のことから、経気道法においては図３のスペクトルにしたがって３００ｎｍ～３１５ｎｍの励起光、より好ましくは３０５ｎｍ～３１０ｎｍの励起光を蛍光装置１が発光して照射されるのが望ましい。また、経静脈法においては図４のスペクトルにしたがって２５０ｎｍ～２８５ｎｍ、又は３６０ｎｍ～３７４ｎｍの励起光、より好ましくは２６５ｎｍ～２７０ｎｍ、又は３６５ｎｍの励起光を蛍光装置１が発光して照射されるのが望ましい。

【0043】

図６は、本実施形態に係る蛍光装置１の構成の一例を示すブロック図である。蛍光装置１は、懐中電灯のようなバッテリ駆動の携帯型蛍光装置であり、所定の波長の光を発光するＬＥＤ光源１１と、当該ＬＥＤ光源１１（又は必要に応じて駆動電源（バッテリ等））を冷却するための冷却部１２と、ＬＥＤ光源１１や冷却部１２に駆動用の電力を供給するバッテリ１３と、操作者の操作を入力するための操作部１４と、操作部１４で入力された操作に応じて各部の駆動を制御する制御部１５と、ＬＥＤ光源１１の温度（又は電流値）を検出する温度センサ１６とを備える。ＬＥＤ光源１１は、蛍光装置１の先端部分（光が放出される部分）に配設されており、経気道法に用いる場合は波長が３００ｎｍ～３１５ｎｍの励起光を発光するものを用い、経血流法に用いる場合は波長が２５０ｎｍ～２８５ｎｍ又は３６０ｎｍ～３７４ｎｍの励起光を発光するものを用いる。

【0044】

操作部１４で電源がＯＮに操作されると制御部１５の制御で蛍光装置１が起動し、バッテリ１３からの電力でＬＥＤ光源１１による発光が行われる。このとき、温度センサ１６でＬＥＤ光源１１の温度を検出し、ある温度以上になった場合に制御部１５が冷却部１２を駆動する。以降、温度帯に応じて冷却部１２の駆動状態が制御される。なお、温度センサ１６による温度以外にもＬＥＤ光源１１を流れる電流値を検出してもよく、この電流値が所定値以上になった場合にＬＥＤ光源１１が温度上昇していると見做して冷却部１２の駆動を制御してもよい。操作部１４で電源がＯＦＦに操作されるとバッテリ１３からの電力供給が停止し、ＬＥＤ光源１１による発光と冷却部１２の駆動が停止する。なお、バッテリ１３は一次電池でも二次電池でもよく、またバッテリ１３の代わりに系統電力で駆動できるようにしてもよい。さらに、二次電池を用いる場合は系統からの電力で充電を行いなから蛍光装置１の起動ができるようにしてもよい。

【0045】

なお、ＬＥＤ光源１１による発光は、拡散光又は平行光であることが望ましく、肺や肝臓などの特定部位をムラなく均一に照射するには平行光であることがより望ましい。また、発光部１４のレンズについて、アタッチメントの交換、又は操作部１４の切り替え操作により焦点距離が自在に可変できるようにしてもよい。例えば、ＬＥＤ光源１１を環状光源とした場合に対象となる特定部位までの距離と焦点距離を一致させることで強い光で点照射が可能となり、距離を異ならせることで拡散したサークル照射が可能となる。これらは、対象となる部位や手術の状況、患者の状態に応じて切り替えて利用することが可能である。さらに、ＬＥＤ光源１１で照射する光が不可視光であることから、照射位置及び／又は照射範囲を明確にするためにガイドレーザを備えるようにしてもよい。ガイドレーザは照射範囲となる外周を複数点又は円環状のラインで示すようにしてもよいし、照射範囲の中心位置に１点照射して照射位置を示すようにしてもよい。

【0046】

さらに、上述したように、経気道法で用いる蛍光装置１と経血流法で用いる蛍光装置１とをそれぞれ個別の別体として使用術式に応じて持ち替えるようにしてもよいが、手術中に経気道法から経血流法に切り替える必要が出来てきた場合には、持ち替えに手間要する場合がある。そこで、本実施形態に係る蛍光装置１においては、操作部１４の切り替えにより異なる波長の励起光を照射できる構成としてもよい。例えば具体的には、蛍光装置１が、３００ｎｍ～３１５ｎｍの波長で励起光を照射するＬＥＤ光源１１と、２５０ｎｍ～２８５ｎｍの波長で励起光を照射するＬＥＤ光源１１とを備える構成になっており、当初経気道法で手術を行う予定が経血流法に切り替える必要が出てきた場合、手術当初は波長が３００ｎｍ～３１５ｎｍの励起光を発光するＬＥＤ光源１１のみを発光させ、経血流法に切り替えるタイミングで操作部１４の切り替えスイッチを操作し、制御部１５により波長が２５０ｎｍ～２８５ｎｍの励起光を発光するＬＥＤ光源１１を発光すると同時に波長が３００ｎｍ～３１５ｎｍの励起光を発光するＬＥＤ光源１１の駆動を停止する。

【0047】

さらにまた、治療対象となる部位に応じてＬＥＤ光源１１の波長や発光状態を切り替えるようにしてもよい。例えば、治療対象が肺の場合と肝臓の場合とで使用するＬＥＤ光源１１や焦点深度を変えたり、外環境に応じて光の強度を切り替えるようにしてもよい。

【0048】

なお、蛍光装置１の光源はＬＥＤ光源１１に限られるものではなく、例えばキセノンランプのように上述した波長の光を発光できる光源であればよい。また、本実施形態においてはバッテリ駆動の携帯型の蛍光装置１として説明したが、系統からの電力で駆動し、本体に備えられた光源の光をライトガイドなどで操作者の手元まで届ける据置型の蛍光装置１であってもよい。

【0049】

（本発明の第２の実施形態）
本実施形態では、上記第１の実施形態で説明した医療用蛍光装置を用いた医療用撮像システムについて説明する。本実施形態に係る医療用撮像システムは、前記第１の実施形態における医療用蛍光装置を用いた撮像システムであり、直視下での肉眼による部位の特定を可能にすると共に、当該部位の撮像を行うことで、例えば患部などの領域を画像や動画でモニタリングしたり治療状況をレコーディングすることを可能とするものである。なお、本実施形態において前記第１の実施形態と重複する説明は省略する。

【0050】

図７は、本実施形態に係る医療用撮像システムのシステム構成の一例を示す図である。医療用撮像システム２は、カメラ付きの蛍光装置１と、当該蛍光装置１のカメラで撮像された撮像情報をモニタリングするモニタ２１と、蛍光装置１のカメラで撮像された撮像情報を記憶するレコーダ２２と、システム全体の操作を行うための操作リモコン２３と、上記各機器に接続してそれぞれの動作を管理・制御する制御装置２５とを備える。

【0051】

蛍光装置１は、第１の実施形態に場合と同様に波長が２５０ｎｍ～３７４ｎｍの励起光を発光する機能を有すると共に、励起光が照射された患部領域を撮像するカメラ機能が備えられている。このカメラで撮像された情報はモニタ２１にリアルタイムに映し出すことで、例えば手術において携わっている人全員での情報を共有したり、皮膚表面の診察において患者と情報を共有することが可能となる。また、レコーダ２２に記憶しておくことで、手術後のレビューやフィードバック、検証などに利用することが可能となる。

【0052】

操作リモコン２３は、蛍光装置１の操作者以外の人によりシステムを操作するような場合に特に利用勝手が良くなる。

【0053】

なお、蛍光装置１のカメラ又は制御装置２５には、ビタミンＢ２の蛍光波長である５４０ｎｍ近傍以外の光を遮断するフィルタを備えるようにしてもよい。

【0054】

（本発明の第３の実施形態）
本実施形態では、上記第１の実施形態で説明した医療用蛍光装置を内視鏡システムに適用した医療用撮像システムについて説明する。前記第１の実施形態に係る蛍光装置１で励起光を照射した患部領域は、その励起光の波長とビタミンＢ２の蛍光波長の関係から肉眼でも十分に特定することが可能であるため、直視下手術において特に有効利用ができるものであるが、手術方法として内視鏡システムを使用する方法が選択された場合であっても蛍光装置１を内視鏡システムに適用することで、蛍光装置１を利用した治療が可能となる。なお、本実施形態において前記各実施形態と重複する説明は省略する。

【0055】

図８は、本実施形態に係る医療用撮像システムのシステム構成の一例を示す図である。図７の場合と異なるのは、内視鏡カメラ３１を新たに備える代わりに蛍光装置１のカメラ機能がない構成となっている。また、蛍光装置１は体内に挿入されるため小型化する必要があり、光源装置３２とライトガイド３３とから構成される。なお、内視鏡カメラ３１と蛍光装置１とは一体的に構成されてもよいが、ここでは別体として構成され、励起光の照射に対して自由度を高くしている。例えば、図８の構成を用いることで励起光を体腔内（胸腔や腹腔）に入れて蛍光灯のように広く照射できる構造にして蛍光を認識することで、患部を広く確実に特定することが可能となる。また、先端部分だけが光るライトガイド３３以外にも、例えば直線的に長く広範囲を光らせたり、放射状に全方位を広く照射することも可能となる。その他の構成や機能は、前記第２の実施形態の場合と同様である。なお、励起光の波長の切り替えなどは光源装置３２で制御される。

【0056】

このように、内視鏡手術のような鏡視下手術に使用する場合、これまでのＩＣＧ蛍光法やＰＤＤ内視鏡を使用したビタミンＢ２蛍光法では、発光する光が可視蛍光では無かったり、蛍光発光と励起光との波長が比較的近かったりすることから、蛍光認識にフィルタリングなどの特殊な認識が必要となり、励起光源と受像器とが一体になっている必要があったが、本実施形態においては励起光源と受像器とを別体とすることで上述したような照射する光の自由度を高くすることが可能となっている。

【実施例0057】

本発明に係る医療用蛍光装置について以下の実験を行った。ブタの肺を使って経気道法によるビタミンＢ２の蛍光発光による肉眼での区域同定と、経血流法によるビタミンＢ２の蛍光発光による肉眼での区域同定を行った。

【0058】

（１）ブタ摘出肺を使った経気道法による検証
摘出臓器であるブタ心肺ブロックを利用し、気管支からビタミンＢ２水溶液を投与して標識・同定したい区域を蛍光で認識する経気道法を行った。評価は励起光発光装置（波長：３１０ｎｍ）を用い、右前区域の経気道的同定を行った。使用したビタミンＢ２水溶液は、ビスラーゼ注射液の生理食塩液での５０倍希釈水溶液を用い、肉眼による蛍光の認識の可否を確認し、動画撮影により記憶した。

【0059】

図９は、本実施例に係る蛍光装置を用いて３１０ｎｍの励起光を照射した経気道法によるビタミンＢ２の蛍光発光の画像である。図９において、点線部分で示すように標的とする区域が十分に蛍光を発色しており、肉眼で認識することが可能であった。すなわち、ビスラーゼの経気道投与に対して３１０ｎｍの励起光を照射すると極めて良好な蛍光を発しており、適した励起波長であることが確認できた。

【0060】

（２）ブタ生体を使った経静脈法による検証
現在の肺区域同定において主流となっている経血流法（肺動脈血流を遮断したのちに、ビタミンＢ２水溶液を経静脈的に全身投与を行い、標識・同定したい区域を蛍光欠損部として認識する手法）による区域同定を血液循環のあるブタ生体（２５-３０ｋｇ）を使用して行った。評価は励起光発光装置（波長：２７０ｎｍ、２９０ｎｍ、３１０ｎｍ、３６５ｎｍ、４０５ｎｍ）を用い、右前区域の経静脈的同定を行った。使用したビタミンＢ２水溶液は、ビスラーゼ注射液（１０ｍｇ／ｍｌ）２Ａを経静脈に投与し、肉眼による蛍光の認識の可否を確認し、動画撮影により記憶した。また、安全性の評価として肺表面より５ｃｍの近接距離より励起光を１０分間連続照射を行った場合の肉眼的な所見および病理学的所見を得た。さらに、追加評価としてビタミンＢ２製剤をリボフラビン末水溶液に変更して検証を行った。

【0061】

図１０は、本実施例に係る蛍光装置を用いて３１０ｎｍの励起光を照射した経血流法によるビタミンＢ２の蛍光発光の画像である。図１０において、蛍光はほとんど認識できず肉眼による区域同定は困難であった。このとき、励起光自体の光強度はさほど強くなく、励起光によるノイズは軽度であると考えられる。

【0062】

図１１は、本実施例に係る蛍光装置を用いて２９０ｎｍの励起光を照射した経血流法によるビタミンＢ２の蛍光発光の画像である。図１１において、図１０と同様に蛍光はほとんど認識できず肉眼による区域同定は困難であった。また、励起光によるノイズも軽度であった。

【0063】

図１２は、本実施例に係る蛍光装置を用いて２７０ｎｍの励起光を照射した経血流法によるビタミンＢ２の蛍光発光の画像である。図１２において、点線で示す部分が蛍光領域、破線で示す部分が非蛍光領域であり、標的とする区域が極めて良好に蛍光発光しており、また励起光によるノイズが少ないため肉眼での区域同定が非常に容易であった。すなわち、ビスラーゼの経血流投与に対して２７０ｎｍの励起光を照射すると極めて良好な蛍光を発しており、適した励起波長であることが確認できた。

【0064】

図１３は、本実施例に係る蛍光装置を用いて３６５ｎｍの励起光を照射した経血流法によるビタミンＢ２の蛍光発光の画像である。図１３において、点線で示す部分が蛍光領域、破線で示す部分が非蛍光領域であり、標的とする区域に十分な蛍光が認められ、肉眼による区域同定が可能である。しかしながら、図１２の場合と比較して励起光によるノイズが多少強くなっていた。すなわち、ビスラーゼの経血流投与に対して３６５ｎｍの励起光を照射すると十分な蛍光を発しており、適した励起波長の範囲内であることが確認できた。

【0065】

図１４は、本実施例に係る蛍光装置を用いて４０５ｎｍの励起光を照射した経血流法によるビタミンＢ２の蛍光発光の画像である。図１４において点線で示す部分は蛍光発光しておらず励起光の反射部分である。すなわち標的とする区域の蛍光が乏しく、また励起光のノイズが強いため、区域同定は困難であった。

【0066】

ここで、ビタミンＢ２製剤をリボフラビン末水溶液に変更して同様の実験を行ったところ、励起波長３６５ｎｍ、２７０ｎｍの励起光で良好な蛍光を発しており、３１０ｎｍの励起光ではほとんど蛍光を認めなかった。つまり、ビスラーゼ注射液投与時と同様の結果であった。しかしながら、蛍光の分布が小葉間隔壁に集中しており、肺表面に均一な蛍光は認められず、この点に関しては、粉末のリボフラビンが小葉間隔壁の静脈に滞留しているためにこのような所見となったと考えられる。したがって、ビタミンＢ２製剤としては、粉末製剤でも使用可能であるがビスラーゼ注射液のようなビタミンＢ２が溶解したものがより適正であることわかった。

【0067】

次に、安全性の評価結果を説明する。まずは肉眼的な照射部位の変化について評価した
。肺表面より５ｃｍの近距離で各種励起光（波長：２７０ｎｍ、３１０ｎｍ、３６５ｎｍ）を１０分間連続照射を行った。いずれの条件においても肉眼での明らかな変化は認められなかった。ただし、３６５ｎｍに使用した装置のみが照射強度及び照射範囲を調整可能であったため、強度を最強にして範囲を極小にした場合にのみ、わずかな胸膜の変化が確認された。しかしながら、通常使用においては安全性に問題ないと判断できる。

【0068】

次に、安全性評価についての病理学的検討結果を説明する。前述の照射部位に関して肉眼的評価後に組織構造が損傷しないように摘出し、直ちにホルマリン固定を行った。パラフィン処理を行い薄切り後にＨＥ染色を施行した。図１５は該当部位の画像である。図１５（Ａ）が非照射部、図１５（Ｂ）が２７０ｎｍ、図１５（Ｃ）が３１０ｎｍ、図１５（Ｄ）が３６５ｎｍの場合の結果である。図１５（Ｄ）のみ臓側胸膜の肥厚と炎症細胞の浸潤を認めたが、上述したように照射強度と照射範囲を調整しているためであり、他の波長帯と同強度の照射では問題なく実験結果からは通常使用においては病理学的にも安全であると判断できる。

【0069】

以上の実験結果から、経血流法を行う場合は波長を２７０ｎｍ又は３６５ｎｍとする励起光を設定するのが望ましく、経気道法であれば波長を３１０ｎｍとする励起光を設定するのが望ましいことが明らかとなった。また、経血流法での至適励起光を考えた場合には、励起光ノイズが弱くて蛍光強度が強い２７０ｎｍの方が理想的であることがわかった。

【0070】

さらに、発明者らが実際に動物実験を行った実感として、励起光発生装置は小型で携帯可能なタイプが使いやすいことが痛感された。すなわち、図１や図６で説明したような携帯型の蛍光装置が実際の手術に使用する上で非常に使い勝手がいいことが明らかとなった。

【符号の説明】

【0071】

１ 蛍光装置
２ 医療用撮像システム
１１ ＬＥＤ光源
１２ 冷却部
１３ バッテリ
１４ 操作部
１５ 制御部
１６ 温度センサ
２１ モニタ
２２ レコーダ
２３ 操作リモコン
２５ 制御装置
３１ 内視鏡カメラ
３２ 光源装置
３３ ライトガイド

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】